JP3436833B2

JP3436833B2 - プライマー組成物

Info

Publication number: JP3436833B2
Application number: JP23868995A
Authority: JP
Inventors: 修阿部; 澄人清水; 道子関; 智哉執印; 恒小笠原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0978027A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プライマー組成物
に関し、さらに詳しくは、プラスチックレンズ等のプラ
スチック製光学部品にコートされ、比較的低温かつ短時
間で加熱処理することにより硬化可能で、平滑性に優れ
た被膜を形成することができるとともに、耐衝撃性、耐
熱性、耐擦傷性、耐薬品性、耐候性、外観に優れたプラ
スチック光学部品を与え、しかも使用可能時間の長いプ
ライマー組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズは軽量、耐衝撃性、
簡易加工性、染色性などの長所があり、光学材料、特に
眼鏡レンズの分野で近年急速に普及している。しかし、
一般にプラスチックレンズは非常に傷つきやすいという
欠点を有する。そのため、通常は表面硬度の向上を目的
にレンズの表面にシリコン系のハードコート膜が設けら
れている。また、像のチラツキ（光の反射率の低下及び
光線透過率の向上をはかり像の重畳（フレア）によるコ
ントラストの低下あるいは二重結像（ゴースト））の原
因である表面反射を抑える目的で、ハードコート膜表面
上に無機物質を蒸着した反射防止膜を設けることによ
り、プラスチックレンズに高付加価値を付与している。

【０００３】しかしながら、ハードコート膜と反射防止
膜双方を設けたプラスチックレンズは、膜を一切設けて
いないプラスチックレンズやハードコート膜のみを設け
たプラスチックレンズに比べてレンズの柔軟性、つまり
衝撃吸収性が急激に低下するために、耐衝撃性が著しく
低下するという欠点がある。米国では、眼鏡を含めた医
療機器や医薬品に対して安全基準を設けており、視力矯
正器具である眼鏡レンズについて、Food and Drag Admi
nistration（以下、「ＦＤＡ」という）という安全基準
がある。ＦＤＡ基準によると、プラスチックレンズの上
部50インチ（127cm）のところから、直径5/8インチ（1
6.3mm）、重さ0.56オンス（15.9g）の鉄球を落下させ、
破片が飛び散らないことが要求されている。それでも、
プラスレンズの場合は中心厚が十分に厚いため米国のＦ
ＤＡ規格に合格するが、マイナスレンズの場合は中心厚
が薄いためＦＤＡ規格には合格しない場合がでてくる。
特に最近の傾向は外観上の問題としてマイナスレンズの
中心厚は薄くする方向にあり、耐衝撃性の点では大きな
問題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ハードコート及び反射
防止コート等の表面処理の行われたプラスチックレンズ
において、米国のＦＤＡ規格の耐衝撃性試験に合格させ
るためのいくつかの手法が既に提案されている。第一の
方法として、マイナスレンズの中心厚を厚くすることに
より耐衝撃性を向上させようとするものである。

【０００５】しかしながら、これはレンズの縁厚を増加
させるため外観が損なわれるほか、レンズの重量も増加
するなど実用上も好ましくない。また、プラスチックレ
ンズの素材によっては、中心厚の増加だけではＦＤＡ規
格の耐衝撃性試験に合格するレンズを提供できない場合
もある。第二の方法として、ハードコート膜及び反射防
止膜双方を設けていることによる耐衝撃性の低下があっ
ても、米国ＦＤＡ規格の耐衝撃性試験に合格する程度の
衝撃強度を有するプラスチックレンズ素材の提案がかな
りなされている。例えば、特開昭６１−１７０７０１号
公報、特開平１−２４４４０１号公報、特開平２−３６
２１６号公報、特開平４−１５９３０９号公報、特開平
４−１６１４１２号公報、特開平４−１２６７１０号公
報、特開平５−５０１１号公報、特開平４−１４２３１
５号公報、特開平４−１６１４１０号公報、特開平４−
１６１４１１号公報、特開平４−２０２３０８号公報、
特開平４−２０２３０９号公報などである。

【０００６】しかしながら、いずれの提案もハードコー
ト膜及び反射防止膜双方とも施していない状態でのＦＤ
Ａ規格合格であり、レンズの最低中心厚に関しても１．
５ミリメートルもしくは２ミリメートルと厚く、実用上
十分な耐衝撃性を示すプラスチックレンズ素材はまだ提
案されていないのが現状である。第三の方法として、プ
ラスチックレンズ基材とハードコート膜との間に樹脂組
成物よりなるプライマー層を設けるというものである。

【０００７】元来プライマー層は、プラスチックレンズ
基材とハードコート膜との密着性改善の一手法として提
案されたものであり、ケン化、プラズマ処理などの表面
改質手法と同様、密着性の改善が主目的であった。この
目的で提案されているプライマー層の先行技術として
は、エポキシ化合物を用いる方法（特開昭６０−２１４
３０１号公報）、アクリル系及び／又はメタクリル系化
合物と芳香族ビニル化合物を主成分とする方法（特開昭
６０−２１４３０２号公報）、アクリルポリオールと多
官能有機イソシアネート化合物からなるプライマー組成
物を用いる方法（特開昭６１−１１４２０３号公報）な
どがある。いずれの場合も主目的の密着性の改善は達成
され、耐薬品性等の特性も得られているものの、耐衝撃
性の向上はなされていない。

【０００８】耐衝撃性の向上を目的としたプライマー層
としては、ポリウレタン樹脂を用いる方法が提案されて
いる。特開昭６３−１４００１号公報、特開昭６３−８
７２２３号公報に開示された方法は、ポリウレタン樹脂
溶液をプラスチックレンズに塗布した後、溶剤を揮発さ
せてポリウレタン樹脂層を得る方法で、得られるポリウ
レタン層は架橋構造を有していないいわゆる熱可塑性樹
脂の膜である。このポリウレタン層を有するプラスチッ
クレンズをハードコート膜を設けるためにレンズをハー
ドコート液に浸すと、プライマー層のポリウレタンがハ
ードコート液の溶剤に溶解し、ハードコート液中に溶出
してハードコート液をしばしば汚染する。また、溶剤に
より侵食を受けプライマー層の透明性が失われ、白濁化
することが多い。また、特開昭６１−１１４２０３号公
報にはアクリルポリオールと多官能有機イソシアネート
化合物からなるプライマー組成物を塗布し、硬化させた
架橋構造をもつポリウレタン層を形成することが開示さ
れている。しかしながら、常温で活性水素と反応し得る
イソシアネート化合物を用いるため、ポリオールの水酸
基とイソシアネート基の反応がプライマー液の保存中に
も進行するため、プライマー液の使用可能時間はあまり
長くできない欠点を有する。

【０００９】特開平３−１０９５０２号公報、特開平４
−３６６８０１号公報、特開平５−２５２９９号公報に
おいては、ブロック型イソシアネートを用いることによ
り低温でのポリオールとの反応を抑制し、プライマー液
の使用可能時間を改善する方法が開示されている。しか
しながら、レンズに塗布後プライマー液を硬化するため
には、まずブロック剤の脱離が必要であり、そのために
１２０℃を越える高温が必要となる。このことにより軟
化温度がそれほど高くないプラスチック基材にはこの手
法そのものが適用できないという制約が生じ、さらに有
機染料により染色したプラスチックレンズの色調を著し
く変化させてしまうという問題があった。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、使用可能時間が長く、比較的低温かつ
短時間で加熱処理することにより硬化可能で、密着性、
平滑性に優れた被膜を形成することができるとともに、
プラスチック光学部品の衝撃強度を著しく向上させる効
果を有し、しかも染色された光学部品の色調をほとんど
変化させず、かつハードコート膜形成時にプライマー層
からの溶出物がほとんど無いプライマー組成物を提供す
ることを目的とした。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のため
に鋭意検討を重ねた結果、必須有効成分が（Ａ）一般式
（Ｉ）

【００１２】

【化５】

【００１３】（ただし、式中、Ｒ¹は水素原子又は炭素
数１〜２０のアルキル基であり、ａはアセタール基を有
する繰り返し単位の組成（構成単位の分率）であり１０
〜９０、ｂはＯＨ基を有する繰り返し単位の組成（構成
単位の分率）であり１０〜９０、ｃはアセチル基を有す
る繰り返し単位の組成（構成単位の分率）であり０〜１
０、またａ＋ｂ＋ｃ＝１００である。）で表されるポリ
ビニルアセタールと、（Ｂ）一般式（II）

【００１４】

【化６】

【００１５】（ただし、式中、Ｒ²、Ｒ³は置換もしくは
非置換の炭素数１〜８の炭化水素基であり、Ｘ¹は加水
分解基であり、ｄ、ｅは０から３までの整数である。）
で表される加水分解性オルガノシラン化合物又はその加
水分解物、及び、一般式（III）

【００１６】

【化７】

【００１７】（ただし、式中、Ｒ⁴、は炭素数２〜８の
有機基であり、Ｒ⁵、Ｒ⁶は置換もしくは非置換の炭素数
１〜８の炭化水素基であり、Ｘ²は加水分解基であり、
ｆ、ｇは０から２までの整数である。）で表される加水
分解性オルガノシラン化合物又はその加水分解物の中か
ら選択される少なくとも１種類の架橋剤と、

【００１８】

【化８】

【００１９】（ただし、式中、Ｒ⁷は炭素数１〜４のア
ルキル基又はアルコキシ基であり、Ｒ⁸、Ｒ⁹は炭素数１
〜４のアルキル基であり、ＭはＡｌ又はＴｉであり、ｏ
は０から２までの整数であり、ｐは１から４までの整数
であり、ｏ＋ｐはＭの原子価数で３又は４である。）で
表される有機金属アルコキシド化合物の中から選択され
る少なくとも１種類の化合物と、（Ｄ）無機酸化物微粒
子とからなるプライマー組成物であって、前記（Ａ）成
分であるポリビニルアセタールの含有率は０．１〜２０
重量％であり、（Ｂ）成分である架橋剤の含有率は０．
０１〜１０重量％であり、（Ｃ）成分である有機金属ア
ルコキシド化合物の含有率は０．０１〜１０重量％であ
り、（Ｄ）成分である無機酸化物微粒子の含有率は０〜
３０重量％であり、０．００２〜１重量％の硬化触媒が
含有されていることを特徴とするプライマー組成物が、
使用可能時間の長く、比較的低温かつ短時間で加熱処理
することにより硬化可能で、密着性、平滑性に優れた被
膜を形成することができるとともに、プラスチック光学
部品の衝撃強度を著しく向上させる効果を有し、しかも
染色された光学部品の色調はほとんど変化させず、かつ
ハードコート膜形成時にプライマー層からの溶出物がほ
とんど無い非常に有用な特性をもつことを見いだした。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明におけるプライマー組成物
の主成分であり、一般式(Ｉ）で示されるポリビニルアセ
タールは、アセタール部のアルキル基の炭素数が０から
２０のものが利用でき、好ましくは０から１０のもので
あり、特に好ましくはアルキル基の炭素数が３であるポ
リビニルブチラールである。アセタール化度は１０から
９０％のものが使用でき、好ましくは２０から８０％の
アセタール化度のポリビニルアセタールである。

【００２１】アセタール化度が１０％未満では衝撃強度
の改善が不十分であり、またアセタール化度が９０％以
上のポリビニルアセタールは合成が困難であるほか、合
成できたとしてもプラスチック基材との密着性の低下が
予測される。ポリビニルアセタールの重合度は好ましく
は５，０００以下のものであるが、より好ましくは１０
０から３，０００である。重合度が高すぎては溶媒に溶
解しにくくなるほか、最適アセタール化度のポリビニル
アセタールを合成するのが困難である。逆に、重合度が
低すぎては衝撃強度の改善が不十分となる。

【００２２】なお、一般式（Ｉ）のポリビニルアセター
ル中のアセチル基は本発明においては必須成分ではない
が、ポリビニルアセタールの原料であるポリビニルアル
コールがポリ酢酸ビニルの加水分解によって合成される
ため、少量残存するものである。プライマー組成物中の
ポリビニルアセタールの添加量としては０．１〜２０重
量％、好ましくは１〜１０重量％である。ポリビニルア
セタールの添加量が多すぎるとプライマー組成物の粘度
が高くなりすぎプラスチック光学部品への塗布が困難に
なるほか、プライマー塗布層が厚くなりすぎ塗布面の均
一性が失われる。逆にポリビニルアセタールの添加量が
少なすぎるとプライマー塗布層が薄くなりすぎ衝撃強度
の改善が不十分となる。

【００２３】架橋剤としては、一般式（II）又は一般式
（III）のオルガノシラン化合物が用いられる。オルガ
ノシラン化合物中の加水分解基が加水分解してシラノー
ル基が生成し、一般式（IV）の有機金属アルコキシド化
合物と反応する。そして、さらに触媒の作用と熱により
ポリビニルアセタール中の水酸基と脱水縮合反応がおこ
り分子間又は分子内で架橋が行われる。架橋にあずかる
分子は、オルガノシラン化合物の加水分解物又はその縮
合物である。オルガノシラン化合物はそのまま添加され
てもよいし、あらかじめ加水分解されたものが添加され
てもよい。また、１種類のオルガノシラン化合物を単独
で用いてもよいし、２種類以上のオルガノシラン化合物
を混合して用いてもよい。

【００２４】オルガノシラン化合物としては、加水分解
基がハロゲン原子であるハロシラン化合物類、加水分解
基がアルコキシ基であるアルコキシシラン化合物類、加
水分解基がカルボキシ基であるカルボキシシラン化合物
類、又は加水分解基がケトオキシム基であるケトオキシ
ムシラン化合物類などを用いることができるが、好まし
くはアルコキシシラン化合物類である。

【００２５】一般式（II）で示される加水分解性オルガ
ノシラン化合物の具体的な例としては、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、フェニルメ
チルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
クロロプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエ
トキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチル
ビニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、
メチルトリブトキシシラン、メチルトリス（２−メトキ
シエトキシ）シラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、
エチルトリブトキシシラン、エチルトリス（２−メトキ
シエトキシ）シラン、プロピルトリメトキシシラン、プ
ロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラ
ン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシ
シラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス
（２−メトキシエトキシ）シラン、フェニルトリメトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエ
トキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリ
メトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルト
リエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラ
ン、クロロメチルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノ
エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ
−β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）トリメトキ
シシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）
トリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘ
キシルエチル）トリメトキシシラン、β−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシルエチル）トリエトキシシラン、テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプ
ロポキシシラン、テトラブトキシシラン、などがあげら
れる。

【００２６】また、一般式（III）で示される加水分解
性オルガノシラン化合物の具体的な例としては、１，１
−ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，１−ビス
（トリエトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリメ
トキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリエトキシシ
リル）エタン、１，３−ビス（トリメトキシシリル）プ
ロパン、１，３−ビス（トリエトキシシリル）プロパ
ン、２，２−ビス（トリメトキシシリル）プロパン、
２，２−ビス（トリエトキシシリル）プロパン、などが
あげられる。

【００２７】プライマー組成物中のオルガノシラン化合
物の添加量としては０．０１〜１０重量％、好ましくは
０．１〜５重量％である。一般式（IV）の有機金属アル
コキシド化合物としては、アルミニウムもしくはチタニ
ウムのアルコキシド又はアルコキシドジケトネート化合
物が用いられる。これらは１種類の化合物を単独で用い
てもよいし、２種類以上の化合物を混入して用いてもよ
い。有機金属アルコキシド化合物はオルガノシラン化合
物又はその加水分解縮合物と容易に反応し、その生成物
はポリビニルアセタール中の水酸基と触媒及び熱の作用
により反応する。有機金属アルコキシド化合物には、加
水分解で生じたオルガノシラン化合物中のシラノール基
とポリビニルアセタール中の水酸基との脱水縮合反応を
促進する触媒としての作用と、オルガノシラン化合物と
ともに加水分解縮合する架橋剤としての作用があるもの
と考えられる。

【００２８】一般式（IV）で示される有機金属アルコキ
シド化合物の具体的な例としては、アルミニウムトリメ
トキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウム
トリプロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、チタ
ニウムテトラメトキシド、チタニウムテトラエトキシ
ド、チタニウムテトラプロポキシド、チタニウムテトラ
ブトキシド、アルミニウムジプロポキシドアセチルアセ
トネート、アルミニウムジプロポキシドエチルアセトア
セテート、アルミニウムジブトキシドアセチルアセトネ
ート、アルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテー
ト、チタニウムジメトキシドビス（アセチルアセトネー
ト）、チタニウムジエトキシドビス（アセチルアセトネ
ート）、チタニウムジプロポキシドビス（アセチルアセ
トネート）、チタニウムジブトキシドビス（アセチルア
セトネート）、チタニウムジプロポキシドビス（エチル
アセトアセテート）、チタニウムジブトキシドビス（エ
チルアセトアセテート）などがあげられる。この中でも
特にチタニウムアルコキシドが好ましい。

【００２９】プライマー組成物中の有機金属アルコキシ
ド化合物の添加量としては、０．０１〜１０重量％、好
ましく０．１〜３重量％であるが、オルガノシラン化合
物の５０モル％以下が好ましい。有機金属アルコキシド
化合物の添加量がオルガノシラン化合物の添加量の５０
モル％を越えると耐衝撃性が低下する。

【００３０】無機酸化物微粒子は、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔｉ
Ｏ₂、ＺｒＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＢｅＯ、ＺｎＯ、
ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、ＳｉＯ₂、ＷＯ₃などの金属酸化物微
粒子又はそれらの複合体であり、単独で用いてもよい
し、２種類以上の金属酸化物微粒子又はそれらの複合体
を混合して用いることもできる。これら酸化物微粒子と
しては、市販されている水又は有機溶媒に分散したゾル
をそのまま用いることができる。

【００３１】無機酸化物微粒子又はこれらの無機酸化物
の複合体の平均粒子径は１〜３００ｎｍであり、好まし
くは１〜５０ｎｍである。平均粒子径が３００ｎｍを越
えると光の散乱によるレンズの曇りが生ずる。プライマ
ー組成物中の無機酸化物微粒子の添加量は固形分濃度と
して０．１〜３０重量％であるが、プライマー硬化膜の
屈折率がプラスチックレンズの屈折率に一致するかもし
くは極めて近くなるよう、無機酸化物微粒子の種類、添
加量が調整される。

【００３２】プライマー組成物は無機酸化物微粒子を含
有しない場合、即ち含有量０の場合でもよい。屈折率が
１．６０以上の高屈折率プラスチックレンズ基材の場合
には、ポリビニルアセタール１重量部にたいして、高屈
折率であるＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、Ｓ
ｎＯ₂、ＣｅＯ₂、ＷＯ₃などの無機酸化物微粒子又はそ
れらの複合体を１〜５重量部添加するのが好ましい。

【００３３】硬化触媒としては、オルガノシラン化合
物、有機金属アルコキシド化合物の加水分解縮合物及び
ポリビニルアセタール中の水酸基との脱水縮合、及びシ
ラノール基間の脱水縮合反応を促進するものであれば特
に制限はない。具体的には、ジブチルスズジラウレー
ト、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジアセテ
ートなどの有機スズ化合物、プロピルアミン、ブチルア
ミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリエタノ
ールアミン、テトラメチルグアニジン、メチルイミダゾ
ール、ジシアンジアミドなどの有機アミン類、アルミニ
ウムアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネートな
どの有機金属錯体を用いることができる。この中で特に
好ましいのは有機スズ化合物である。これらは単独で用
いてもよいし、２種類以上の触媒を混合して用いてもよ
い。

【００３４】プライマー組成物中の硬化触媒の添加量と
しては、０．００２〜１０重量％、好ましくは０．００
５〜１重量％である。プライマー組成物中の有機溶媒と
しては、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコー
ル類、ケトン類、エステル類、エーテル類その他公知の
溶媒で、ポリビニルアセタールをよく溶解し、かつ無機
酸化物微粒子をよく分散するものが使用できる。特に好
ましくはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、ヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブであるが、これらは単独で用いてもよいし、２種
類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。

【００３５】プライマー組成物中の水はオルガノシラン
化合物の加水分解に必要な成分として０．１〜２０重量
％添加される。水の添加量が多すぎるとプライマー塗布
面の平滑性が失われ、逆に水の添加量が少なすぎるとプ
ライマー溶液の使用可能時間が短くなる。本発明におけ
るプライマー組成物はさらに、塗布性の改善を目的とし
た各種レベリング剤あるいは耐候性の向上を目的とした
紫外線吸収剤や酸化防止剤、さらに染料や顔料、フォト
クロミック染料やフォトクロミック顔料その他、膜性能
を高めたり機能を付加するための公知の添加剤を併用す
ることができる。

【００３６】本発明におけるプライマー組成物のプラス
チック光学部品上への塗布方法は、スピンコート法、デ
ィッピング法など公知の方法であれば特に制限はない。
また、プラスチック光学部品の表面は必要に応じてアル
カリ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの前処理を行
っておくことが好ましい。プラスチック光学部品はその
素材、成型方法ともに特に制限はない。

【００３７】プラスチック光学部品表面に塗布したプラ
イマーコート膜を硬化させるには、５０〜１２０℃、好
ましくは７０〜１１０℃で１〜６０分加熱すればよい。
加熱処理により塗布されたプライマー組成物中の加水分
解されたオルガノシラン化合物、及びオルガノチタネー
ト化合物の加水分解縮合物とポリビニルアセタール中に
含まれる水酸基とが脱水縮合してポリビニルアセタール
分子が架橋されるとともに、縮合反応により生成した水
及びあらかじめプライマー組成物中に含まれていた有機
溶媒と水が蒸発する。こうしてプラスチック光学部品表
面に３次元的に架橋されたポリビニルアセタールのプラ
イマー層が形成される。

【００３８】硬化したプライマー層を設けたプラスチッ
ク光学部品は、その表面硬度を向上させる目的でハード
コート膜を公知の方法で成膜することもできる。さらに
ハードコート膜を設けた表面に反射防止能を有する無機
化合物の蒸着膜を公知の方法で成膜することもできる。
本発明におけるプライマー組成物の硬化被膜を設けたプ
ラスチック光学部品の耐衝撃性が著しく向上する理由は
必ずしも明確ではないが、およそ次のように考えられ
る。すなわち、本発明におけるプライマー組成物の硬化
被膜が高度な弾性率と高度な柔軟性を合わせ持つため、
プラスチック光学部品にたいして何らかの衝撃があった
際にそのエネルギーを吸収する役割を担っているものと
考えられる。

【００３９】また本発明におけるプライマー組成物の硬
化被膜が３次元的に架橋しているため、湿式法によるハ
ードコートを行う際にもポリビニルアセタールその他の
物質がハードコート液に溶解し、ハードコート液を汚染
することもない。さらに本発明におけるプライマー組成
物の主剤であるポリビニルアセタールが適度な水酸基を
有しているため、３次元架橋が可能であると同時にプラ
イマー層とプラスチック光学部品及びプライマー層とハ
ードコート膜との十分な密着性を達成しているものと考
えられる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらによって限定されるものではない。［Ａ］プライマー組成物の調製（１）プライマー組成物（Ａ−１）の調製回転子を備えた反応容器中にメチルトリメトキシシラン
２．２重量部とメタノール１９．８重量部を仕込み、
０．００１Ｎ塩酸０．９重量部を加え、１時間攪拌し加
水分解を行なった。

【００４１】上記加水分解物に、チタニウムテトラｎ−
ブトキシド２．２重量部をｎ−プロパノール１９．８重
量部に溶解した溶液を加え３０分攪拌し、オルガノアル
コキシシラン／オルガノチタネート加水分解縮合物を得
た。得られた加水分解縮合物の溶液に、日産化学（株）
製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾル（ＨＩ
Ｓ−３０Ｍ、平均粒子径２５ｎｍ、固形分濃度３０％）
１３３．３重量部、硬化触媒としてジブチルスズジラウ
レート２．０重量部、レベリング剤として住友スリーエ
ム（株）製フッ素系界面活性剤フロラードＦＣ４３０
１．３重量部を順次加える。さらに、積水化学（株）製
ポリビニルブチラール樹脂エスレックＢＭ−２（平均重
合度８００、ブチラール化度６８％）４０重量部をメタ
ノール３６０重量部に溶解した溶液と、さらにメタノー
ル７０．２重量部、ｎ−プロパノール３２８．３重量
部、純水２０重量部を加え１時間攪拌する。その後、３
μｍのメンブランフィルターで濾過しプライマー組成物
を調製した。（２）プライマー組成物（Ａ−２）〜（Ａ−２０）の
調製プライマー組成物（Ａ−１）と同様の方法で表１〜表４
に示す配合で、プライマー組成物を調製した。なお、使
用した無機酸化物微粒子分散ゾル、ポリビニルブチラー
ル樹脂及び界面活性剤を以下に示した。

【００４２】イ）無機酸化物微粒子分散ゾルＨＩＳ−３０Ｍ日産化学（株）製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複
合微粒子メタノール分散ゾル、平均粒子径２５ｎｍ、固
形分濃度３０％ＨＩＳ−３０ＭＮ日産化学（株）製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複
合微粒子メタノール分散ゾル、平均粒子径３０ｎｍ、固
形分濃度３０％ＡＭＴ−１３０Ｓ日産化学（株）製Ｓｂ₂Ｏ₅微粒子メ
タノール分散ゾル、平均粒子径１５〜２０ｎｍ、固形分
濃度３０％ロ）ポリビニルブチラール樹脂エスレックＢＭ−１積水化学（株）製、平均重合度６
００、ブチラール化度６５％エスレックＢＭ−２積水化学（株）製、平均重合度８
００、ブチラール化度６８％エスレックＢＭ−５積水化学（株）製、平均重合度８
５０、ブチラール化度６５％エスレックＢＨ−Ｓ積水化学（株）製、平均重合度
１，０００、ブチラール化度７０％ハ）界面活性剤フロラードＦＣ４３０住友スリーエム（株）製フッ素
系界面活性剤ＳＨ３０ＰＡ東レダウコーニング（株）製シ
リコン系界面活性剤Ｌ７００１日本ユニカー（株）製シリコン
系界面活性剤［Ｂ］ハードコート液の調製（１）シリコン系高屈折率ハードコート液（Ｂ−１）
の調製回転子を備えた反応容器中に、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン１８０重量部を仕込み、マグネチ
ックスターラーを用いて激しく攪拌しながら，０．０１
規定塩酸水溶液４０重量部を一度に添加し、１時間加水
分解を続け、部分的に縮合した加水分解物を得た。

【００４３】上記の加水分解物に、日産化学（株）製Ｓ
ｎＯ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾル（ＨＩＳ−
３０Ｍ）を６３０重量部と、硬化触媒としてエチレンジ
アミン四酢酸アルミニウム４重量部と、レベリング剤と
して東レダウコーニング（株）製シリコン系界面活性剤
ＳＨ３０ＰＡを０．４５重量部添加し、十分に攪拌混合
した後、３μｍのメンブランフィルターで濾過しハード
コート液を調製した。（２）シリコン系高屈折率ハードコート液（Ｂ−２）の
調製ハードコート液（Ｂ−１）の調製手順において、日産化
学（株）製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾ
ル（ＨＩＳ−３０Ｍ）の代わりに日産化学（株）製Ｓｎ
Ｏ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾル（ＨＩＳ−３
０ＭＮ）を用いること以外は、全く同様の手順でハード
コート液を調製した。（３）シリコン系高屈折率ハードコート液（Ｂ−３）の
調製回転子を備えた反応容器中に、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン２１０重量部を仕込み、マグネチ
ックスターラーを用いて激しく攪拌しながら，０．０１
規定塩酸水溶液４０重量部を一度に添加し、１時間加水
分解を続け、部分的に縮合した加水分解物を得た。

【００４４】上記の加水分解物に、日産化学（株）製Ｓ
ｂ₂０₅微粒子分散メタノールゾル（ＡＭＴ−１３０Ｓ）
を６００重量部と、硬化触媒としてアルミニウムアセチ
ルアセトネート４重量部と、レベリング剤として日本ユ
ニカー（株）製シリコン系界面活性剤Ｌ７００１を０．
５重量部添加し、十分に攪拌混合した後、３μ のメン
ブランフィルターで濾過しハードコート液を調製した。［Ｃ］複合膜を有するプラスチックレンズの作成と性
能評価［実施例１］（１−１）プライマー組成物の塗布及び硬化度数が−４．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍ、屈
折率が１．６６の熱硬化性ウレタン樹脂製眼鏡用プラス
チックレンズＮＬIVを、前処理として６０℃の１０％Ｎ
ａＯＨ水溶液に５分間浸し、温水で洗浄後乾燥した。こ
のプラスチックレンズの両面にディッピング法（引き上
げ速度５ｍｍ／秒）にてプライマー組成物（Ａ−１）を
塗布し、９０℃で３０分間加熱処理してプライマーを硬
化させた。（１−２）シリコン系高屈折率ハードコート
液の塗布及び硬化（１−１）で得られたプライマー層を有するプラスチッ
クレンズの両面に、シリコン系高屈折率ハードコート液
（Ｂ−１）をディッピング法（引き上げ速度５ｍｍ／
秒）にて塗布した。塗布したレンズを１００℃で４時間
加熱処理してハードコート層を硬化させた。（１−３）反射防止膜の形成（１−２）で得られたプライマー層及びハードコート層
を有するプラスチックレンズの両面に、ＳｉＯ₂／Ｚｒ
Ｏ₂系の５層反射防止膜を真空蒸着法により形成させ
た。（１−４）複合膜を有するプラスチックレンズの性能評
価（１−３）で得られた複合膜を有するプラスチックレン
ズを用いて以下に示す試験に供し、性能評価を行った。
評価結果は表に示す。１）膜の密着性膜の密着性を評価するために、クロスハッチテープテス
トを次の方法で実施した。コーティング層表面にカッタ
ーナイフで１ｍｍ角の碁盤目（１００マス）を作り、そ
の後セロハン粘着テープ（商品名「セロテープ」ニチバ
ン（株）製）を強く張り付けた後、テープの一端を持
ち、９０゜方向に勢いよく剥がすことを１０回繰り返し
た。

【００４５】その後、コーティング層表面の碁盤の目が
レンズから何個剥ぎ取られずに残っているかを調べ、剥
がれなかった碁盤の目の数をＸとしてＸ／１００で表し
た。この場合、Ｘか大きいほど密着性がよいということ
になる。即ち、クロスハッチテープテストの結果が「１
００／１００」であれば、膜が全く剥がれなかったこと
を示している。２）耐擦傷性複合膜を有するプラスチックレンズの反射防止膜の表面
を、スチールウール（＃００００）で６００ｇの荷重を
作用させて３０回こすったときの傷の入り具合を、次の
ような基準で評価した。

【００４６】Ａ：傷の入った面積が１０％以内。Ｂ：傷の入った面積が１０％を越え３０％以内。Ｃ：傷の入った面積が３０％を越える。３）耐衝撃性複合膜を有するプラスチックレンズの耐衝撃性は、剛球
落球試験により評価した。２０．０ｇの剛球を１２７ｃ
ｍの高さからプラスチックレンズの中心部に向かって自
然落下させ、プラスチックレンズが割れるか又はクラッ
クが入る一回前の回数をレンズの耐衝撃性とし、最高５
回まで落下させた。４）耐熱性複合膜を有するプラスチックレンズを１００℃の恒温炉
中に１０分間放置した後、常温環境下に取り出し、その
ときのクラックの発生の有無、及びクラックの太さと経
時変化を次のような基準で評価した。微細クラックと
は、クラックの発生は確認できるが、１５分放置で消失
したもの、中太クラックとは、クラック発生確認後１５
分放置しても消失しないものとした。

【００４７】Ａ：１００℃１０分間環境下でクラック発
生せず。Ｂ：１００℃１０分間環境下で微細クラック発生。Ｃ：１００℃１０分間環境下で中太クラック発生。５）耐候性複合膜を有するプラスチックレンズの耐候性は、紫外線
ロングライフフェードメーター（スガ試験機（株）製）
を用いて３００時間の耐候性試験を行い、その後のレン
ズの黄変度を測定した。評価は次のような基準で行っ
た。

【００４８】Ａ：３００時間後の黄変度２．０未満。Ｂ：３００時間後の黄変度２．０以上２．５未満。Ｃ：３００時間後の黄変度２．５以上。６）外観複合膜を有するプラスチックレンズの外観は、暗室にて
蛍光灯の光を当て、目視で透明度を観察した。評価は次
のような基準で行った。

【００４９】Ａ：クモリなし。Ｂ：クモリが少し目立つ。Ｃ：クモリがはっきり目立つ。７）干渉縞複合膜を有するプラスチックレンズの干渉縞発生の有無
は、暗室にて蛍光灯の光をレンズ表面で反射させた時、
光の干渉による縞模様の発生を目視で観察した。評価は
次のような基準で行った。

【００５０】Ａ：縞模様は認められない。Ｂ：わずかに縞模様が認められる。Ｃ：縞模様が著しく認められる。［実施例２］〜［実施例４０］表５〜表７に示したプラ
イマー液及びハードコート液を用い、［実施例１］と同
様の手順で、複合膜を有するプラスチックレンズを得
た。なお、使用したプラスチックレンズ基材は、度数が
−４．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍのＮＬIV、又
は度数が−４．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍ、
ＮＬＥＦであり、表５〜表７の中に示した。各性能評価
も実施例１と同様に行った。各評価結果を表５〜表７に
示す。

【００５１】［比較例１］（１）プライマー組成物（Ｃ−１）の調製ヘキサメチレンジイソシアネートタイプの非ブロック型
ポリイソシアネート（商品名「コロネートＨＸ」日本ポ
リウレタン工業（株）製）１００重量部と、ポリエステ
ルタイプのポリオール（商品名「ニッポラン１２５」日
本ポリウレタン工業（株）製）１６７重量部と、硬化触
媒としてオクチル酸亜鉛２重量部と、レベリング剤とし
てフロラードＦＣ４３０を０．１重量部、溶媒として酢
酸エチル５００重量部及びメチルエチルケトン２５０重
量部を均一に混合した。（２）複合膜を有するプラスチックレンズの作成と性能
評価プライマー組成物（Ｃ−１）用い、プライマーの硬化条
件が６０℃で３０分であること以外は、［実施例１］と
同様の手順で複合膜を有するプラスチックレンズを作成
した。なお、使用したプラスチックレンズ基材は、度数
が−４．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍのＮＬIVで
ある。各性能評価も実施例１と同様に行った。各評価結
果を表７に示す。

【００５２】［比較例２］（１）プライマー組成物（Ｃ−２）の調製ブロック型ポリイソシアネート（商品名「コロネート２
５２９」日本ポリウレタン工業（株）製）２５０重量部
と、ポリエステルタイプのポリオール（商品名「ニッポ
ラン１１００」日本ポリウレタン工業（株）製）１８０
重量部と、硬化触媒としてオクチル酸亜鉛２重量部と、
レベリング剤としてシリコン系界面活性剤１．５重量
部、溶媒としてエチルセロソルブ１０００重量部及びメ
タノール１５００重量部を均一に混合した。（２）複合膜を有するプラスチックレンズの作成と性能
評価プライマー組成物（Ｃ−２）を用い、プライマーの硬化
条件が１３０℃で６０分であること以外は、［実施例
１］と同様の手順で複合膜を有するプラスチックレンズ
を作成した。なお、使用したプラスチックレンズ基材
は、度数が−４．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍの
ＮＬＥＦである。各性能評価も実施例１と同様に行っ
た。各評価結果を表７に示す。

【００５３】［比較例３］度数が−４．００ジオプタで
中心厚が１．０ｍｍのＮＬIVプラスチックレンズを用
い、プライマー層を形成せず、ハードコート層及び反射
防止コート層を有するプラスチックレンズを作成し、
［実施例１］と同様の性能評価を行った。評価結果を表
７に示す。

【００５４】［比較例４］度数が−４．００ジオプタで
中心厚が１．０ｍｍのＮＬＥＦプラスチックレンズを
用い、プライマー層を形成せず、ハードコート層及び反
射防止コート層を有するプラスチックレンズを作成し、
［実施例１］と同様の性能評価を行った。評価結果を表
７に示す。［Ｄ］プライマー組成物の使用可能時間の評価［Ａ］で調製したプライマー組成物（Ａ−１）〜（Ａ−
２０）及び［比較例１］、［比較例２］で調製したプラ
イマー組成物（Ｃ−１）、（Ｃ−２）を５℃に保存し、
粘度変化を追跡した。粘度増加量が調製時の粘度の５％
以内である期間をプライマー組成物の使用可能時間とし
て評価した。評価結果を表８に示す。［Ｅ］染色レン
ズの色調変化の評価屈折率が１．６６の熱硬化性ウレタン樹脂製眼鏡用プラ
スチックレンズＮＬIV（（株）ニコン製品名）、及び屈
折率が１．６０の熱硬化性ウレタン樹脂製眼鏡用プラス
チックレンズＮＬＥＦ（（株）ニコン製品名）を、一般
的な分散染料であるニコンライトブラウン７重量部を水
１，０００重量部に添加した染浴中で９０℃、１０分間
の条件で浸漬処理にて染色した。染色したプラスチック
レンズはＬＵＶ３次元座標系における刺激値Ｙを、高速
積分球式分光透過率測定器ＤＯＴ−３（（株）村上色彩
技術研究所製）で測定した。

【００５５】また、染色したプラスチックレンズに［実
施例１］の（１−２）と同じ手順でプライマー組成物
（Ａ−１）〜（Ａ−２０）及び（Ｃ−１）、（Ｃ−２）
をそれぞれ塗布し、硬化した後再び刺激値Ｙを測定し、
プライマー塗布前後の色差ＤＥを求めた。染色レンズの
色調変化は次のような基準で評価した。評価結果を表８
に示す。

【００５６】Ａ：色差ＤＥが１．５未満Ｂ：色差ＤＥが１．５以上、２．５未満Ｃ：色差ＤＥが２．５以上

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】

【表４】

【００６１】

【表５】

【００６２】

【表６】

【００６３】

【表７】

【００６４】

【表８】

【００６５】

【発明の効果】本発明におけるプライマー組成物は、使
用可能時間が長く、比較的低温かつ短時間で加熱処理す
ることにより硬化可能で、密着性、平滑性に優れた被膜
を形成することができるとともに、プラスチック光学部
品の衝撃強度を著しく向上させることができる。

【００６６】さらに、染色された光学部品の色調をほと
んど変化させず、かつハードコート層形成時にプライマ
ー層からの溶出物がほとんど無い非常に有用な特性をも
つものである。従って、本発明におけるプライマー組成
物が硬化したプライマー層、ハードコート膜及び反射防
止層のすべてが設けられたプラスチック光学部品は、耐
衝撃性に優れ、米国のＦＤＡ規格の耐衝撃性試験に合格
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者執印智哉栃木県那須郡烏山町大字興野1956番３株式会社那須ニコン内 (72)発明者小笠原恒栃木県那須郡烏山町大字興野1956番３株式会社那須ニコン内 (56)参考文献特開平４−202481（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−21601（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−213901（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−12107（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−126298（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−144508（ＪＰ，Ａ) 特開平７−261001（ＪＰ，Ａ) 特開平６−264030（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 1/00 - 201/10 C09J 1/00 - 201/10 C08L 1/00 - 101/16 G02B 1/10 G02C 7/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】必須有効成分が（Ａ）一般式（Ｉ）【化１】（ただし、式中、Ｒ¹は水素原子又は炭素数１〜２０の
アルキル基であり、ａはアセタール基を有する繰り返し
単位の組成（構成単位の分率）であり１０〜９０、ｂは
ＯＨ基を有する繰り返し単位の組成（構成単位の分率）
であり１０〜９０、ｃはアセチル基を有する繰り返し単
位の組成（構成単位の分率）であり０〜１０、またａ＋
ｂ＋ｃ＝１００である。）で表されるポリビニルアセタ
ールと、（Ｂ）一般式（II）【化２】（ただし、式中、Ｒ²、Ｒ³は置換又は非置換の炭素数１
〜８の炭化水素基であり、Ｘ¹は加水分解基であり、
ｄ、ｅは０から３までの整数である。）で表される加水
分解性オルガノシラン化合物又はその加水分解物、及び、一般式（III）【化３】（ただし、式中、Ｒ⁴、は炭素数２〜８の有機基であ
り、Ｒ⁵、Ｒ⁶は置換又は非置換の炭素数１〜８の炭化水
素基であり、Ｘ²は加水分解基であり、ｆ、ｇは０から
２までの整数である。）で表される加水分解性オルガノ
シラン化合物又はその加水分解物の中から選択される少
なくとも１種類の架橋剤と、【化４】（ただし、式中、Ｒ⁷は炭素数１〜４のアルキル基又は
アルコキシ基であり、Ｒ⁸、Ｒ⁹は炭素数１〜４のアルキ
ル基であり、ＭはＡｌ又はＴｉであり、ｏは０から２ま
での整数であり、ｐは１から４までの整数であり、ｏ＋
ｐはＭの原子価数で３又は４である。）で表される有機
金属アルコキシド化合物の中から選択される少なくとも
１種類の化合物と、（Ｄ）無機酸化物微粒子とからなる
プライマー組成物であって、前記（Ａ）成分であるポリビニルアセタールの含有率は
０．１〜２０重量％であり、（Ｂ）成分である架橋剤の
含有率は０．０１〜１０重量％であり、（Ｃ）成分であ
る有機金属アルコキシド化合物の含有率は０．０１〜１
０重量％であり、（Ｄ）成分である無機酸化物微粒子の
含有率は０〜３０重量％であることを特徴とするプライ
マー組成物。
【請求項２】請求項１記載のプライマー組成物におい
て、０．００２〜１重量％の硬化触媒が含有されている
ことを特徴とするプライマー組成物。
【請求項３】前記ポリビニルアセタールがポリビニル
ブチラールであることを特徴とする請求項１〜２のいず
れか１項に記載のプライマー組成物。
【請求項４】前記加水分解性オルガノシランは、加水
分解基が炭素数１〜４のアルコキシ基であるアルコキシ
シラン化合物であることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のプライマー組成物。
【請求項５】前記無機酸化物微粒子が、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔ
ｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＢｅＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、ＳｉＯ₂、ＷＯ₃の中から選択さ
れる１種類若しくは２種類以上の無機酸化物微粒子又は
これらの無機酸化物微粒子の複合体であり、その平均粒
子径が１〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項に記載のプライマー組成物。