KR100971841B1

KR100971841B1 - 방오층을 갖는 렌즈

Info

Publication number: KR100971841B1
Application number: KR1020030059719A
Authority: KR
Inventors: 고이찌 야마구찌; 히로후미 기시따
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2010-07-22
Also published as: TW200502569A; US20040047047A1; TWI265304B; KR20040019965A; US6958191B2

Abstract

본 발명은 손때, 지문 등의 오염 물질이 부착하기 어렵고, 오염 물질이 부착해도 쉽게 닦아내어 제거할 수 있으며, 표면의 슬립성이 양호하여 흠이 생기기 어려우면서 이러한 성능을 장기간에 걸쳐 유지하고, 내구성이 양호한 렌즈를 제공한다.

이는 렌즈 기재와, 상기 렌즈 기재에 최외층으로서 설치된 하기 화학식 2로 나타내지는 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란을 포함하는 방오층을 갖는 것을 특징으로 렌즈를 제공함으로써 달성된다.

<화학식 2>

식 중, Rf는 화학식: -(C_kF_2k)O-(여기서, k는 1 내지 6의 정수임)로 나타내지는 반복 단위를 포함하고, 말단이 산소 원자가 아닌 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 구조를 포함하는 2가의 기이고, R은 탄소 원자수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이고, X는 가수분해성기이고, n은 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, m은 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, a 및 b는 독립적으로 2 또는 3이다.

렌즈, 방오층, 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란.

Description

방오층을 갖는 렌즈 {Lens Having Anti-Pollution Layer}

본 발명은 방오성 및 손때, 지문 등의 오염물을 제거하는 특성이 우수한 방오층을 갖는 안경용, 카메라용, 루페(loupe)용 등의 렌즈에 관한 것이다.

각종 렌즈 중, 특히 손으로 취급하는 경우가 많은 것인 경우, 손때, 지문, 피지, 땀, 타액, 정발료 등의 화장품 등에 의한 오염물이 부착되기 쉽고, 그 오염물을 완전히 닦아내어 제거하는 데 시간이 걸린다는 문제가 있었다.

또한 안경, 카메라 등의 렌즈 표면에는 일반적으로 반사 방지막이 설치되는 경우가 많지만, 이 반사 방지막은 마찬가지로 손때, 지문, 피지, 땀, 타액, 정발료 등의 화장품 등에 의한 오염물이 부착되기 쉽고, 그 오염물의 부착으로부터 표면 반사율이 변화되기 때문에, 단순한 투명판 등의 경우에 비해 오염물이 눈에 띄기 쉬우며, 그 오염물을 닦아내기 어렵다는 점 등의 문제점이 있으므로, 그의 해결책이 요구되고 있다.

종래 내오염성 등이 향상된 반사 방지성을 갖는 렌즈 등의 광학물품으로서는, 기재 상에 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법 등의 PVD법(Physical Vapor Deposition법)에 의해 형성된 이산화규소를 주성분으로 하는 단층 또는 다층 의 무기물층을 포함하는 반사 방지층의 표면에, 유기 폴리실록산계 중합물 또는 퍼플루오로알킬기 함유 중합물을 포함하는 경화층을 갖는 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 (평)6-5324). 그러나, 상기 경화층은 손때, 지문 등의 오염 물질이 부착된 경우에 티슈 등으로 닦아내기가 곤란하고, 단순히 오염 물질이 박막상에 넓게 펴져있고, 더 강하게 문지르면 반사 방지막에 흠이 생기기 때문에 만족할 수 있을 정도로 닦아 내어 제거할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 일반적으로 퍼플루오로폴리알킬렌에테르기 함유 화합물은, 그의 표면 에너지가 매우 작기 때문에 발수 발유성, 내약품성, 윤활성, 이형성, 방오성 등을 갖는다. 그 성질을 이용하여 공업적으로는 종이, 섬유 등의 발수 발유 방오제, 자기 기록 매체의 윤활제, 정밀 기기의 방유제, 이형제, 화장품, 보호막 등에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 상기 성질은 동시에 다른 기재에 대한 비점착성 및 비밀착성이 있음을 나타내고, 종래부터 공지된 퍼플루오로폴리알킬렌에테르기 함유 화합물은 기재 표면에 도포할 수 있어도 피막을 형성하고, 또한 강고히 밀착시킬 수는 없었다.

한편, 유리, 천 등의 기재 표면과 유기 화합물을 결합시키기 위해서, 실란 커플링제를 사용하는 것이 잘 알려져 있다. 실란 커플링제는 1 분자 중에 유기 관능기와 반응성 실릴기(일반적으로는 알콕시실릴기)를 갖는다. 예를 들면 알콕시실릴기를 갖는 실란 커플링제는, 공기 중의 수분에 의한 가수분해 및 축합 반응에 의해 폴리실록산 구조를 형성하여 피막이 된다. 그것과 동시에 상기 유기 관능기가 상기 반응성 실릴기와 함께 유리, 금속 등의 기재의 표면과 화학적ㆍ물리적으로 결 합함으로써 내구성을 갖는 강고한 피막으로 만들 수 있다. 이 성질을 이용하여, 실란 커플링제는 각종 기재 표면의 코팅제로서 폭넓게 사용되고 있다.

상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르기 함유 화합물 및 실란 커플링제의 특성을 살리고, 기재 표면에 강고한 피막을 형성하여 발수 발유성, 방오성, 내약품성, 윤활성, 이형성 등이 우수한 표면 처리제로서, 하기 화학식 1로 나타내지는 불소 함유 실란 화합물을 방오층에 사용한 렌즈가 알려져 있다(일본 특허 공개 (평)9-258003).

식 중, Rf는 탄소 원자수 1 내지 16의 직쇄상 또는 분지상 퍼플루오로알킬기이고, X는 요오드 또는 수소이고, Y는 수소 또는 저급 알킬기이고, Z는 불소 또는트리플루오로메틸기이고, R¹은 가수분해가능한 기, R²는 수소 또는 불활성인 1가 유기기이고, c, d, e 및 f는 0 내지 200의 정수이고, g는 0 또는 1이고, p 및 q은 0 내지 2의 정수이고, k는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

그러나, 상기 화학식 1로 나타내지는 「불소 함유 실란 화합물」은, 1 분자 중 가수분해성기의 함유 비율은 비교적 많지만, 한쪽 말단에만 존재하므로, 특히 기재로의 밀착성이 불충분하여 내구성의 관점에서 문제가 있고, 렌즈의 표면 처리제로서 사용한 경우에는, 원하는 성능을 장기간에 걸쳐 지속시킬 수 없으므로, 적절하다고 말할 수는 없다.

(또한, 본건 출원인에 의해 특허청구범위 제1항에 기재된 「퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란」을 적용한 반사 방지 필터에 관한 발명이 일본 특허 출원 제2001-310247호 및 일본 특허 출원 제2001-378382호로서 출원 완료된 것임을 부기함)

본 발명은 발수 발유성이 우수하고, 손때, 지문, 피지, 땀, 타액, 정발료 등의 화장품 등 오염 물질이 부착되기 어렵고, 손때, 지문 등의 오염물이 부착한 경우에도 티슈 페이퍼 등으로 쉽게 닦아내어 제거할 수 있으며, 표면의 슬립성이 양호하기 때문에 닦아낼 때 흠이 생기기 어렵고, 발수 발유성, 방오성, 오염물의 추출 제거성, 내상채기성 등의 상기 성능을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있으며, 내구성에도 우수한 방오층을 갖는 렌즈의 개발을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 렌즈 기재와, 상기 렌즈 기재에 최외층으로서 설치된 하기 화학식 2로 나타내지는 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란을 포함하는 방오층을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈를 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

[렌즈 기재]

렌즈 기재의 재질로서는, 렌즈로서의 기능에 적합한 것이면 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 후술하는 액상 코팅법 등으로 기재 렌즈 상에 반사 방지막을 형성하는 경우 등에는 유리 또는 플라스틱을 포함하는 기재가 바람직하게 사용된다.

렌즈 기재를 플라스틱을 사용하여 형성하는 경우, 그의 종류는 적절한 것이면 좋다. 예를 들면, 아크릴계 수지, 디에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 불포화 폴리에스테르와 같은폴리에스테르계 수지, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트계 수지, 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지 등을 들 수 있다.

또한, 렌즈 기재의 형상도 특별히 한정되지 않고, 안경, 카메라 렌즈 등의 용도에 적합한 형상의 것이면 좋다.

[방오층 형성 재료]

본 발명의 렌즈는 렌즈 기재와, 상기 렌즈 기재에 최외층으로서 설치된 하기 화학식 2로 나타내지는 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란을 포함하는 방오층을 형성한 것을 특징으로 한다.

<화학식 2>

식 중, Rf, R, X, n, m, a 및 b는 상기한 바와 같다.

여기서, Rf기는 상기한 바와 같이, 화학식: -(C_kF_2k)O-(여기서, k는 1 내지 6의 정수임)로 나타내지는 반복 단위를 포함하고, 말단이 산소 원자가 아닌 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 구조를 포함하는 2가의 기이고, 상기 화학식의 탄소 원자수(k)가 1 내지 4인 단위를 반복 단위로 하는 것이 바람직하다. 이 Rf기로서는, 예를 들면 하기 구조식으로 표시되는 것을 들 수 있다. 단, 하기 예시에 한정되는 것은 아니다.

-CF₂CF₂0(CF₂CF₂CF₂0)_lCF₂CF ₂-

식 중, l은 1 이상, 바람직하게는 1 내지 50, 보다 바람직하게는 10 내지 40의 정수이다.

-CF₂(OC₂F₄)_p-(OCF₂)_q-

식 중, p 및 q은 각각 1 이상, 바람직하게는 1 내지 50, 보다 바람직하게는 10 내지 40의 정수이고, p+q의 합은 10 내지 100, 바람직하게는 20 내지 90, 보다 바람직하게는 40 내지 80의 정수이고, 상기 반복 단위의 배열은 랜덤하다.

X는 가수분해성기이고, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등의 알콕시기; 메톡시메톡시기, 메톡시에톡시기, 에톡시에톡시기 등의 알콕시알콕시기; 아릴옥시기, 이소프로페녹시 등의 알케닐옥시기; 아세톡시기, 프로피오닐옥시기, 부틸카르보닐옥시기, 벤조일옥시기 등의 아실옥시기; 디메틸케토옥심기, 메틸에틸케토옥심기, 디에틸케토옥심기, 시클로펜타녹심기, 시클로헥사녹심기 등의 이미녹시기: N-메틸아미노기, N-에틸아미노기, N-프로필아미노기, N-부틸아미노기, N,N-디메틸아미노기, N,N-디에틸아미노기, N-시클로헥실아미노기 등의 아미노기; N-메틸아세토아미드기, N-에틸아세토아미드기, N-메틸벤즈아미드기 등의 아미드기: N,N-디메틸아미노옥시기, N,N-디에틸아미노옥시기 등의 아미노옥시기; 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 메톡시기, 에톡시기, 이소프로페녹시기 및 염소 원자가 바람직하다.

상기 R은 탄소 원자수 1 내지 8, 바람직하게는 1 내지 3의 1가 탄화수소기이고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 등의 아릴기; 벤질기, 페네틸기 등의 아랄킬기; 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 등의 알케닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 메틸기가 바람직하다.

n은 0 내지 2의 정수이고, 바람직하게는 1이다. 또한, m은 1 내지 5의 정수 이고, 3인 것이 바람직하다.

a 및 b는 각각 2 또는 3이고, 가수분해ㆍ축합 반응성 및 피막의 밀착성의 관점에서 3인 것이 바람직하다.

또한, 상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 안정성, 취급 용이성 등의 점에서 수평균 분자량으로 500 내지 20, 000, 바람직하게는 1,000 내지 10,000인 것이 적당하다.

상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란의 구체예로서는, 예를 들면 하기 구조식으로 표시되는 것을 들 수 있다. 단, 하기 예시에 한정되지 않는다.

(CH₃0)₃SiCH₂CH₂CH₂OCH₂CF₂CF ₂0(CF₂CF₂CF₂0)_lCF₂CF₂CH ₂0CH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

(CH₃0)₂CH₃SiCH₂CH₂CH₂OCH₂CF ₂CF₂O(CF₂CF₂CF₂O)_lCF₂CF ₂CH₂0CH₂CH₂CH₂SiCH₃(OCH₃) ₂

(CH₃0)₃SiCH₂CH₂CH₂OCH₂CF₂(OC ₂F₄)_p(OCF₂)_qOCF₂CH₂OCH ₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

(CH₃0)₂CH₃SiCH₂CH₂CH₂OCH₂CF ₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_qOCF₂CH ₂OCH₂CH₂CH₂SiCH₃(OCH₃)₂

(CH₃0)₃SiCH₂CH₂CH₂0CH₂CH₂CF ₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_qOCF₂CH ₂CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

(C₂H₅0)₃SiCH₂CH₂CH₂OCH₂CF ₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_qOCF₂CH ₂0CH₂CH₂CH₂Si(OC₂H₅)₃

상기 각 식 중, l은 1 내지 50이고, p는 1 내지 50이고, q는 1 내지 50이고, p+q의 합은 10 내지 100의 정수이고, 상기 식 중 아래 4개 식에서 ()안의 반복 단위의 배열은 랜덤하다.

이들은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란에 의해 형성되는 방오층은 표면 에너지가 작기 때문에, 손때, 지문, 피지, 땀, 타액, 정발료 등의 화장품 등의 오염 물질이 부착하기 어렵고, 상기 오염 물질이 부착된 경우에도 쉽게 닦아내어 제거할 수 있다. 또한, 상기 방오층은 그 표면의 슬립성이 우수하기 때문에, 닦아낼 때의 찰과에 의한 방오층의 기능 저하가 적고, 방오층이 반사 방지층 상에 형성되는 경우에는, 반사 방지층 표면에 흠이 생기기 어렵고, 흠에서 유래하는 반사 방지층의 박리를 막을 수 있다. 또한, 상기 실란은 양쪽 말단에 가수분해성 관능기를 가지고 있으므로 기재와의 밀착성이 우수하고, 방오성 등의 상기 성능을 장기간에 걸쳐 유지시킬 수 있다.

[방오층의 형성 방법 등]

상기 방오층 형성 재료를 사용하여 방오층을 형성하는 방법으로서는, 우선 브러쉬 도포, 디핑, 스프레이, 스핀 코팅 등의 공지된 도포 방법을 사용할 수 있다. 처리 방법에 따라 최적의 처리 온도는 상이하지만, 예를 들면 브러쉬 도포나 디핑의 경우에는, 실온 내지 120 ℃의 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 처리 습도 조건으로서는, 가습하에 행하는 것이 가수분해 반응을 촉진하는 데에 있어서 바람직하지만, 사용되는 실란 화합물의 종류, 첨가제의 사용 등에 따라 처리 조건은 상이하기 때문에, 그 때마다 최적 조건으로 하는 것이 바람직하다.

상기 도포 공정에 있어서, 상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란은 유체라면 사용해도 좋지만, 적당한 용제로 희석하여 사용할 수도 있다. 용제를 사용하는 경우, 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용제일 수도 있으며, 퍼플루오로폴리알 킬렌에테르 변성 실란을 균일하게 용해시키는 것이라면 어느 것이든지 바람직하다.

사용할 수 있는 용제로서는, 예를 들면 퍼플루오로헵탄, 퍼플루오로옥탄 등의 불소 변성 지방족 탄화수소계 용제; 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠, 트리플루오로메틸벤젠 등의 불소 변성 방향족 탄화수소계 용제; 메틸퍼플루오로부틸에테르, 퍼플루오로(2-부틸테트라히드로푸란) 등의 불소 변성 에테르계 용제; 퍼플루오로트리부틸아민, 퍼플루오로트리펜틸아민 등의 불소 변성 알킬아민계 용제: 석유 벤진, 미네랄 스피릿, 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소계 용제; 아세톤, 메틸에테르케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용제: 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 이들 중에서도 상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란의 용해성, 도포 대상면의 습윤성 등의 점에서 불소 변성된 용제가 바람직하고, 특히 1,3-디(트리플루오로메틸)벤젠, 퍼플루오로(2-부틸테트라히드로푸란) 및 퍼플루오로트리부틸아민이 바람직하다.

또한, 도포제에는 필요에 따라 가수분해성기의 가수분해ㆍ축합 촉매를 첨가할 수도 있다. 상기 촉매로서는, 예를 들면 디부틸주석디메톡시드, 디라우르산디부틸주석 등의 유기 주석 화합물; 테트라 n-부틸티타네이트 등의 유기 티탄 화합물; 아세트산, 메탄술폰산 등의 유기산: 황산 등의 무기산: 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 이들 중에서도 특히 아세트산, 테트라 n-부틸티타네이트 및 디라우르산디부틸주석이 바람직하다. 상기촉매를 첨가하는 경우, 그의 첨가량은 특별히 제한되지 않고, 촉매로서의 유효량이면 좋지만, 통상, 상기 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란 100 중량부에 대하 여 0.01 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부의 범위가 된다.

또한, 형성되는 방오층의 막두께는 기재의 종류, 광학 특성 등에 따라 적절하게 설정되지만, 통상 0.1 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 1 내지 100 nm이다.

[무기계 반사 방지층]

본 발명의 렌즈는 렌즈 기재 표면에 무기계 반사 방지층을 설치하고, 상기 방오층을 더 형성한 것일 수도 있다.

무기계 반사 방지층의 형성에는 무기 산화물, 무기 할로겐화물 또는 이들의 복합물 등을 포함하는 무기물을 사용한다. 그 무기물의 대표적인 구체예로서는 SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Y₂O₃, TiO₂ 등의 무기 산화물; MgF₂, BaF₂, CaF₂, LaF₂, LiF, NaF, SrF₂, Na₃AlF₆, Na₅Al₃F₁₄ 등의 무기 할로겐화물을 들 수 있다. 이러한 무기물은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

무기계 반사 방지층의 형성은, 예를 들면 진공 증착법이나 스퍼터링법이나 이온 플레이팅법 등으로 대표되는 각종 PVD법 또는 스핀 코팅법이나 침지 코팅법, 커튼 플로우 코팅법이나 롤 코팅법, 스프레이 코팅법이나 플로우 코팅법 등으로 대표되는 유체 도포법 등의 적절한 박막 형성법으로써 행할 수 있다.

상기 PVD법에는 상기에 예시한 SiO₂ 등의 무기 산화물이나 MgF₂등의 무기 할로겐화물 등이 바람직하게 사용된다. 특히, 복층 구조의 반사 방지층을 형성하는 경우, 표면층이 되는 SiO₂계 무기층은 표면 경도의 크기나 방오층의 밀착성 등의 점 에서 PVD법에 의해 SiO₂를 주성분으로 함유하는 층으로 형성한 것이 바람직하다.

반사 방지층은 반사 방지 효과 등의 점에서 복층 구조로 하는 것이 바람직하고, 특히 표면층의 SiO₂계 무기층보다 높은 굴절율의 층을 1층 또는 2층 이상 내재시킨 복층 구조로 하는 것이 바람직하다. 그 경우, 각 층의 두께나 굴절율의 설정 등에 대해서는 에이. 배시섹(A. VASICEK) 저서, 문헌[OPUTICS OF THIN FILMS, pp. 59 내지 283, 북 네덜란드 퍼블리싱 컴퍼니 발행, 암스테르담(1960)] 등의 공지된 기술와 같이 종래에 준할 수 있다.

또한, 상기에 있어서 렌즈 기재가 유리인 경우에는, 반사 방지층에 MgF₂, CaF₂, Na₅Al₃F₁₄ 등과 같은 저굴절율을 나타내는 것을 포함시키는 것이, 높은 반사 효과를 얻는 점 등에서 바람직하다. 또한, 렌즈 기재가 플라스틱인 경우에는, 반사 방지층에 SiO₂ 등과 같은 굴절율이 비교적 낮고 경도가 높은 것을 포함시키는 것이 내구성 등의 점에서 바람직하다.

[그 밖의 층]

본 발명의 렌즈는, 렌즈 기재 표면에 하드 코팅층을 갖는 것일 수도 있다. 이 경우에는, 렌즈 기재와 상기 방오층 또는 반사 방지막 사이에 하드 코팅층을 갖는 형태의 렌즈가 된다.

하드 코팅층도 종래에 준하여 형성할 수 있다. 그 중에서도 유기 규소 화합물, 특히 화학식: R³ _cR⁴ _dSi(OR⁵)_4-c-d(식 중, R³ 및 R⁴는 각각 비치환 또는 치환의 탄소 원자수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이고, R⁵는 1가 유기기이고, c 및 d는 각각 0 또는 1임)로 나타내지는 유기 규소 화합물, 그의 가수분해 축합물 등의 경화물을 포함하는 하드 코팅층이 바람직하다. 상기 식 중 R³ 및 R⁴는 메틸기, 에틸기 등의 알킬기; 비닐기, 이소프로페닐기 등의 알케닐기; 페닐기 등의 아릴기; 또는 상기 기 중 수소 원자의 1개 이상이 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐 원자, 에폭시기, 글리시독시기, 아미노기, 머캅토기, 메타크릴옥시기, 시아노기 등에 의해 치환된 기이다. 식 중의 R⁵는 탄소 원자수가 1 내지 8의 알킬기, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등의 알킬기; 아세틸기, 벤조일기 등의 아실기; 또는 페닐기 등의 아릴기이다.

상기 화학식으로 나타내지는 유기 규소 화합물로서는, 예를 들면 메틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, 메틸실리케이트, 에틸실리케이트 등을 예시할 수 있다. 이들은 1종 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.

하드 코팅층은 층을 구성하는 상기 유기 규소 화합물 또는 그의 가수분해 축합물을 필요에 따라서 용제를 사용하여 코팅액으로 만들고, 적절하게 경화 촉매를 그것에 첨가하여 침지법, 브러쉬 도포, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅, 플로우 코팅 등의 방법으로 도포하고, 상온 또는 가열하(120 ℃ 이하가 바람직함)에 건조시킨다. 건조 후, 더욱 열처리(120 ℃ 이하가 바람직함)하여 상기 성분을 경화시킬 수 도 있다.

상기 하드 코팅층에는, 예를 들면 졸-겔법 등에 의해 평균 입경이 0.5 내지 5 ㎛의 실리카, 알루미나 등의 금속 산화물 등을 포함하는 미립자를 함유시킬 수도 있다. 또한, 하드 코팅층 표면을 버프(buff), 코로나 방전, 이온 에칭 등의 적절한 방법에 의해 중심선 평균 조도가 0.01 내지 0.5 ㎛인 에칭된 표면이 형성되고, 방현 기능을 부여할 수도 있다.

또한, 렌즈 기재는 하드 코팅층 대신에, 또는 하드 코팅층과 함께, 예를 들면 반사 방지막 밀착성, 경도, 내약품성, 내구성, 염색성 등의 향상 등을 목적으로, 적절한 코팅층을 가지거나 표면 처리된 것 등일 수도 있다.

관련하여, 렌즈 기재가 플라스틱인 경우에, 그의 표면 경도의 향상에는 일본 특허 공고(소)50-28092호 공보, 일본 특허 공고(소)50-28446호 공보, 일본 특허 공고(소)50-39449호 공보, 일본 특허 공고(소)51-24368호 공보, 일본 특허 공고(소)57-2735호 공보, 일본 특허 공개 (소)52-112698호 공보 등에 기재된 고경도화용의 적절한 재료를 사용할 수 있다. 또한, 티탄이나 알루미늄이나 주석 등의 금속 또는 SiO₂ 등을 포함하는 산화물을 코팅하는 방법이나, (메타)크릴산의 펜타에리스리톨에스테르 등에 의한 가교 중합체 등을 포함하는 아크릴계 가교중합체의 사용 등도 경도의 향상에 효과적이다.

<실시예>

이하, 실시예 및 비교예를 기재하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 하기 예에 있어서 「부」는 중량부를 나타낸다.

<실시예 1>

두께 2 mm의 폴리카보네이트 수지 기판(직경 80 mm)에 실리카 졸(135 중량부), γ-글리시독시프로필트리에톡시실란(129 중량부)의 가수분해 축합물 및 γ-클로로프로필트리메톡시(70 중량부)의 가수분해 축합물을 주성분으로 포함하는 에탄올 용액을 기판에 도포하고, 경화시켜 두께 약 3 ㎛의 하드 코팅층을 형성하였다. 그 위에 스퍼터링 방식으로 SiO₂층, TiO₂층, SiO₂층, TiO₂층, SiO₂층의 5층을 각각 광학적 막두께를 λ/4(λ=540 nm)로 설정하여 상기한 바와 같은 순서로 순차 적층하여 반사 방지층을 형성하였다.

다음으로, 하기 화학식 3의 퍼플루오로알킬렌폴리알킬렌에테르 변성 실란 0.2 g을 퍼플루오로(2-부틸테트라히드로푸란) 99.8 g에 용해시켜 코팅 용액을 제조하였다. 이 처리액을 상기 반사 방지 필름층에 스핀 코팅법으로 도포하고, 25 ℃, 습도 70 ％의 분위기하에 24 시간 방치하여 용제를 증발, 제거시키고, 경화시켜 방오층을 형성시켰다. 이 시료편을 사용하여 하기 (1) 내지 (3)의 평가를 수행하였다. 그 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(CH₃O)₃SiCH₂CH₂CH₂OCH₂CF₂(OC ₂F₄)_p(OCF₂)_qOCF₂CH₂0CH ₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

식 중, p=22, q=22, ()안의 반복 단위의 배열은 랜덤하다.

[평가 방법]

(1) 표면 특성의 평가

① 전락각(轉落角)

접촉각 측정계(교와 가이멘가가꾸사 제조: CA-A형)를 사용하여 직경 2 mm의 크기로 이루어진 올레산 액적의 방오층에 대한 전락각을 측정하였다. 측정 결과는 방오층 표면 상의 다른 5 군데를 측정하여 그의 평균치로 나타내었다.

② 박리력

방오층 표면에 폴리에스테르 점착 테이프(닛또 덴꼬사 제조: N0.31B, 폭 19 mm)를 미접착 단부를 남기고 접착하였다. 미접착 단부를 인장 시험기에 고정시켜, 180°의 각도로 박리 속도 300 mm/분으로 인장시키고, 테이프의 박리에 필요한 힘( 단위 N/19 mm)을 측정하였다.

(2) 방오층의 내구성 평가

상기 시료 조각을 불소계 용제: AK-225(상품명, 아사히 글래스사 제조)에 5 분간 침지시킨 후 꺼내어 건조시킨 후, 상기 ① 및 ②에서 나타낸 방법으로 전락각 및 박리력을 측정하였다. 이것을 상기 용제 침지 전의 수치와 비교하여 방오층의 내구성을 평가하였다.

(3) 방오성의 평가

상기 시료 조각에 집게 손가락을 5 초간 대고 눌러 지문을 부착시킨 후, 그 지문을 마른 천으로 닦아낼 때 지문의 제거 용이성을 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같이, 피험자 5명의 평가를 평균하여 그 표면의 평가로 하였다.

지문의 제거 용이성

○: 지문을 가볍게 닦아낼 수 있음

△: 지문은 닦아내기 어렵지만 흔적은 남지 않음

×: 지문은 닦아내기 어렵고 흔적도 남음

<비교예 1 내지 3>

실시예 1의 화학식 3의 화합물을 하기 화학식 4 내지 6의 화합물로 변경한 것 이외에는, 실시예와 동일하게 하여 시험 조각을 제조하고, 동일하게 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(CH₃O)₃Si(CH₂)₃HNOCCF₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_qOCF₂CONH(CH₂)₃Si(OCH ₃)₃

식 중, p=22, q=22, ()안의 반복 단위의 배열은 랜덤하다.

		전락각(deg)		박리력(N/19 mm)		지문 제거성
		침지 전	침지 후	침지 전	침지 후	지문 제거성
실시예	화학식 3의 화합물	1.8	1.8	0.12	0.14	○
비교예 1 내지 3	화학식 4의 화합물	3.0	11.6	0.15	0.25	○
	화학식 5의 화합물	3.4	10.4	0.19	0.37	△
	화학식 6의 화합물	6.2	6.5	0.29	0.34	△

[평가]

표 1에 기재된 결과에서 볼 때, 가수분해성기인 메톡시기를 한쪽 말단부에만 갖는 화학식 4 및 5의 화합물을 사용한 비교예 1 및 2는, 실시예와 비교하여 발유성이 떨어질 뿐만 아니라, 특히 용제 침지에 의한 성능의 열화가 커서 내구성의 점에서 뒤떨어지는 것을 알 수 있다. 또한, 메톡시기를 양쪽 말단부에 가짐과 동시에 아미드 결합을 갖는 화학식 6의 화합물을 사용한 비교예 3은, 내구성의 점에서는 특별히 문제가 없지만, 발유성, 테이프 박리 강도 및 지문 제거성 모두가 실시예의 것과 비교하여 뒤떨어지는 것을 알 수 있다.

이로부터 실시예의 렌즈 기재에 방오층을 형성한 본 발명의 렌즈는, 손때, 지문, 피지 등의 오염 물질이 부착하기 어렵고, 오염 물질이 부착해도 용이하게 닦아내어 제거할 수 있으며, 내구성도 우수한 것으로 평가할 수 있다.

본 발명의 방오층을 형성한 렌즈는, 손때, 지문 등의 오염 물질이 부착하기 어렵고, 오염 물질이 부착해도 용이하게 닦아내어 제거할 수 있으며, 표면의 슬립성이 양호하여 흠이 생기기 어려우며 이들의 성능을 장기간에 걸쳐 유지하고, 내구성이 양호한 등의 우수한 특징을 갖는다.

Claims

렌즈 기재와, 상기 렌즈 기재 상에 형성된 유기 규소 화합물 및 그의 가수분해 축합물로부터 선택되는 1종 이상의 경화물을 포함하는 하드 코트층과, 무기계 반사 방지층과, 상기 무기계 반사 방지층의 표면에 최외층으로 설치된 하기 화학식 2로 표시되는 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 변성 실란의 가수분해 축합물을 포함하는 방오층을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈.

<화학식 2>

식 중, Rf는 화학식: -(C_kF_2k)O-(여기서, k는 1 내지 6의 정수임)로 나타내지는 반복 단위를 포함하고, 말단이 산소 원자가 아니고 분지를 갖지 않는 직쇄상의 퍼플루오로폴리알킬렌에테르 구조를 포함하는 2가의 기이고, R은 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소원자수 6 내지 8의 아릴기, 또는 탄소원자수 7 내지 8의 아랄킬기이고, X는 가수분해성기이고, n은 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, m은 독립적으로 1 내지 5의 정수이고, a 및 b는 독립적으로 2 또는 3이다.
제1항에 있어서, 상기 하드 코트층이 하기 화학식으로 표시되는 유기 규소 화합물 및 그의 가수분해 축합물로부터 선택되는 1종 이상의 경화물을 포함하는 것인 렌즈.

<화학식>

R³ _cR⁴ _dSi(OR⁵)_4-c-d

식 중, R³ 및 R⁴는 각각 비치환 또는 치환된 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 비치환 또는 치환된 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 또는 비치환 또는 치환된 탄소 원자수 6 내지 8의 아릴기이고, 상기 치환은 수소 원자의 1개 이상이 할로겐 원자, 에폭시기, 글리시독시기, 아미노기, 머캅토기, 메타크릴옥시기 및 시아노기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 기에 의해 치환되는 것이고,

R⁵는 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 8의 아실기, 또는 탄소 원자수 6 내지 8의 아릴기이고,

c 및 d는 각각 0 또는 1이다.