JPH081482B2

JPH081482B2 - プラスチツク製ミラ−コ−トレンズ

Info

Publication number: JPH081482B2
Application number: JP60076251A
Authority: JP
Inventors: 一仁梶原; 高俊根岸
Original assignee: ホ−ヤ株式会社
Priority date: 1985-04-10
Filing date: 1985-04-10
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPS61235802A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は傷がつき難く、かつ側の反射を軽減したプラスチツク製ミラーコートレンズ
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

レジヤー用としての種々のサングラスが市販されてい
るが、最近、特に海外ではガラス表面にミラーコートし
て金属光沢を出したサングラスが増加している。しかし
ながら、これらのミラーコートしたサングラスはその基
材材質がガラスであるため、重くかつ割れ易いため、レ
ジヤー時の活発な活動には不向きの面が多い。このよう
な問題点を解決するため、基材材質を有機化すること
が、考えられ、有機化された基材材質のミラーコートレ
ンズも一部市販されている。しかし、このようなミラー
コートレンズはその材料の耐熱性の面で問題が残されて
おり、また金属との付着性が、十分でないため、レンズ
の耐擦傷性が極めて悪い。

しかし、最近の真空蒸着法の進展により、プラスチツ
ク材料に対する金属の付着性を向上させる方法が徐々に
実用化されてきた。それらの技術をプラスチツクのミラ
ーコートサングラスに応用した例が特開昭55−46713号
公報、特開昭55−46714号公報、特開昭55−46715号公
報、特開昭55−46716号公報に開示されている。これら
の公報ではミラーコートとして使用可能な金属であるC
u、Au、Al、Ti、Ni、Cr、Co、Ag等を高周波イオンプレ
ーテイング法により各種プラスチツクにコートし、その
密着性の向上を図つている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、眼鏡レンズやサングラスの実際の使用には、
コート膜の密着性の向上のみでは不十分であり、特にプ
ラスチツクレンズの場合には、表面の耐擦傷性の機能を
十分に持たせることが重要な課題となつている。また単
にプラスチツクレンズに金属をコートしたのみでは、コ
ート膜の両面の反射が強くなり、ミラーコートレンズと
しての使用上の不利があり、商品価値を低下させるもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記した従来技術の問題点を解決する
ため、検討を加えた結果、プラスチツクの表面に下地層
として耐擦傷性の良い有機ハードコート膜を施し、この
有機コートハード膜面上にミラーコートを施す方法に着
目し、下地層としてシリコーン系、アクリル系、エポキ
シ系、メラミン系等による有機ハードコート膜を施し、
この有機ハードコート膜に可撓性、耐熱性、耐候性を与
え、次いでミラーコートを施すと、ミラーコート膜の表
面硬度を高く保つことができることを見い出した。また
ミラーコート膜は金属酸化物からなる層と金属又は金属
酸化物からなる層とを含む多層膜とすることによつて、
コート面は反射増加のままで反対面の反射を軽減できる
ことを見い出した。

本発明は、このような知見に基づいてなされたもの
で、プラスチツクレンズの表面にシリコーン系、アクリ
ル系、エポキシ系、メラミン系等の有機ハードコートを
施し、この有機ハードコート膜面上に金属酸化物からな
る層と金属又は金属酸化物からなる層とを含む多層膜に
よるミラーコート膜を施したことを特徴とするプラスチ
ツク製ミラーコートレンズである。

すなわち、本願発明のレンズは、プラスチックレンズのいずれかの面に、シリコーン
系、アクリル系、エポキシ系、メラミン系等による有機
ハードコート膜を施し、この有機ハードコート膜上に真空蒸着法による、下記
の蒸着膜からなる多層膜のミラーコート膜を設けたこと
を特徴とするプラスチック製ミラーコートレンズ：第１層;SiO、TiO₂、ZrO₂のいずれか１種類以上の金属酸
化物で膜厚がλ/4 第２層;Cr又はTiからなる金属、又はこれらの金属の低級酸化物で、λが450〜550nmで
透過率で60〜50％である膜厚第３層;TiO₂、ZrO₂、Ti₂O₃のいずれか１種類以上の金属
酸化物で膜厚がλ/4 第４層；第２層と同様の金属又はこれらの金属酸化物で
あり、λが450〜550nmで透過率で20〜10％である膜厚第５層;SiO₂で膜厚がλ/4 第６層;SiO、TiO、TiO₂、Ti₂O₃、ZrO₂のいずれか１種類
以上の金属酸化物で膜厚がλ/4 である本発明において、プラスチツクレンズの表面に設けら
れる下地層は、シリコーン系、アクリル系、エポキシ
系、メラミン系等の可撓性、耐熱性、耐候性に優れた有
機ハードコート膜である。有機ハードコート膜が設けら
れる基板（プラスチツクレンズ）にはジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート重合体（CR−39）の他にポ
リスチレン、ポリカーボネート等の染色が困難な材質の
ものもあり、このような場合、膜硬度とともに染色性の
面からシリコーン系の有機ハードコート膜が有効であ
る。また有機ハードコート膜の硬化時間の早い点ではア
クリル系が好適であり、更に膜の硬度等の点からはエポ
キシ系、メラミン系等が好適である。

シリコーン系の有機ハードコート膜としては、一般式
（１）および一般式（２）〔ただしR₁は炭素数１〜４のアルキル基、R₂、R₃は炭素
数１〜４のアルキル基、−CH＝CH₂、から選ばれる有機基である。〕で示されるＡ群の１種若しくは２種のアルコキシシラン
の加水分解縮合物、又はＡ群の１種若しくは２種のアル
コキシシランと一般式（３）〔ただし、R₁は炭素数１〜４のアルコキシ基である〕で
示されるアルコキシシラン若しくはコロイダルシリカと
の加水分解縮合物を主成分とするコーテイング液を塗布
硬化させたものが特に有効である。

ここでＡ群のアルコキシシランとしては、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、ビニ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、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラ
ン、ジメチルジメトキシシラン、フエニルトリエトキシ
シラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピ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、γ−ク
ロロ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、γ−クロロプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン等を挙げることができる、一般式（３）で示されるアルコキシシランとしては、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を挙げ
ることができる。コロイダルシリカとしては水分散又は
アルコール分散の粒径が5mμ〜30mμ程度のものが好ま
しい。これらのアルコキシシラン又はコロイダルシリカ
を加水分解するための酸としては塩酸、酢酸が好まし
い。アルコキシシラン又はコロイダルシリカのコーテイ
ング液に用いられる硬化剤としては、イミダゾール誘導
体などもあるが、アセチルアセトン金属塩が特に効果的
である。その添加量は、コロイダルシリカと有機ケイ素
化合物の加水分解物とを硬化するに足る量、例えばコロ
イダルシリカ（SiO₂換算）と有機ケイ素化合物の加水分
解物の合計１モルに対して１〜10グラムである。

コーテイング液に使用される溶媒としては、低級アル
コール、エステル、エーテル、ケトンなどが挙げられる
が、特にイソプロピルアルコール、ブタノール、メチル
セロソルブ等が好ましい。

コーテイング液には、塗膜の平滑性を向上させる目的
で、シリコーン系界面活性剤を添加することも出来る。
さらに耐候性の向上あるいは塗膜の劣化防止の目的で、
紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加することも可能で
ある。

また基板（プラスチツクレンズ）との密着性、物性の
向上などの実用性を改善する目的で、各種添加剤を加え
ることも出来る。

また一般にコーテイング液のpHの安定化のためや触媒
としても使われている酢酸ナトリウムの添加は、好まし
くない。その理由は、酢酸ナトリウムは、コーテイング
組成物を塗布、硬化後、膜表面に向つて析出しやすく、
蒸着物質の膜形成に悪影響を及ぼし、また蒸着前に手拭
や洗浄などでレンズ面をきれいにしておいても、真空時
又は加熱によつて析出し同様に悪影響をおよぼすからで
ある。

上で得られた組成物を次いで一般に用いられる浸漬引
き上げ法（デイツピング法）、スピンコーター法、ロー
ルコーター法、スプレー法などによりプラスチツクレン
ズ上に塗布する。

プラスチツクレンズ上に塗布された組成物の硬化は、
主として加熱処理することによつて行なわれ、加熱温度
は広範囲とすることが可能であるが、好ましくは40℃〜
150℃、特に、好ましくは80℃〜120℃である。加熱時間
は、１〜４時間またはそれ以上かけることが、良好な結
果をあたえる。

加熱硬化処理によつて得られた有機ハードコート膜
は、耐摩耗性（硬度）にすぐれているとともに可撓性
（柔軟性）、耐熱性、耐薬品（アルカリ）性にもすぐれ
ている。

コーテイング液を塗布する前に、プラスチツクレンズ
をアルカリ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理な
どによつて前処理するのが好ましい。

上記のような有機ハードコート膜が施される基材は、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体
（CR−39）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリ
カーボネート、ポリスチレン等のプラスチツクレンズを
挙げることができる。このようなプラスチツクレンズに
上記した有機ハードコート膜を設けることによつてプラ
スチツクレンズの光学的性質を損わずに表面硬度を高め
ることができる。

下地層の上に設けられるミラーコート膜は、金属酸化
物からなる層と金属又は金属酸化物からなる層とを含む
多層構造である。ここで金属酸化物には一酸化硅素（Si
O）、二酸化硅素（SiO₂）、二酸化チタン（TiO₂）、二
酸化ジルコニウム（ZrO₂）、三酸化チタン（Ti₂O₃）、
一酸化チタン（TiO）、Crの低級酸化物等を挙げること
ができ、金属としてはCr又はTiを挙げることができる。
ミラーコート膜の密着性と耐擦傷性をより十分に保持で
きる各種金属酸化物と金属とを検討した結果、ミラーコ
ート膜を真空蒸着法により形成する場合、SiO、SiO₂、Z
rO₂、TiO₂の金属酸化物とCr又はTiの金属との組合せが
有効である。

また本発明において、下地層を含む多層構造のミラー
コート層として７層とするのが好適である。この場合、
下地層を第１層とすると第２層はSiO、TiO₂又はZrO₂の
いずれか１種以上の金属酸化物からなる薄膜、第３層は
Cr又はTiの金属、若しくはこれらの金属の低級酸化物か
らなる薄膜、第４層はTiO₂、ZrO₂又はTi₂O₃のいずれか
１種以上の金属酸化物からなる薄膜、第５層は第３層と
同様の金属又は金属酸化物からなり、第３層の約２倍の
厚みを有する膜、第６層はSiO₂からなる薄膜、第７層は
SiO、TiO₂、ZrO₂、Ti₂O₃又はTiOのいずれか１種以上の
金属酸化物からなる薄膜の各層を順次積層すると、この
ような多層構造のミラーコート層を有するプラスチツク
製ミラーコートレンズの眼鏡レンズとしての使用に十分
に耐えられ、かつミラーコート膜の反対面への反射を軽
減できる。また第２層としては特にSiO λ/4（λ:450〜
50nm）、第３層としては特にCr又はその低級酸化物、第
４層としては特にZrO₂ λ/4、第５層としては特にCr又
はその低級酸化物、第６層としては特にSiO₂ λ/4、第
７層としては特にSiO λ/4がそれぞれ有効である。この
とき、Crの膜厚は透過率によつて制御して60％〜10％の
間で任意に変化させ、ミラーの強度と反射防止の最適条
件を求めるのがよい。またプラスチツクレンズのミラー
コート膜を設けた面と反対側の面には反射防止膜となる
ような膜を設けることが望ましい。このような反射防止
膜としてSiO、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、TiO₂等の多層膜を真
空蒸着法等により形成したものがある。

なお、本発明のミラーコートレンズはプラスチツク製
であるので、レンズの透過色を調節するためにコーテイ
ング処理の前に好みに応じて染色することが可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被覆の機械的強度が高く、かつが低反射の再現性のよいミラーコート膜を有し、プラス
チツク基材に高い密着性を有するプラスチツク製ミラー
コートレンズを製造することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。

なお、例中の〔部〕は重量部である。

実施例１コロイダルシリカ（スノーテツクス−40、日産化学）
90部、メチルトリメトキシシラン81.6部、γ−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシラン176部、0.5N塩酸
2.0部、酢酸20部、水90部を加えた液を室温にて、８時
間かくはんし室温にて16時間放置した。

この加水分解溶液にイソプロピルアルコール120部、
ｎ−ブチルアルコール120部、アルミニウムアセチルア
セトン16部、シリコーン系界面活性剤0.2部、紫外線吸
収剤0.1部を加えて８時間かくはん後室温にて24時間熟
成させコーテイング液を得た。

このコーテイング液を第１図に示すプラスチツクレン
ズ（CR−39）１に塗布、加熱硬化させて有機ハードコー
ト膜２を設けた。この有機ハードコート膜２の膜厚は約
３μｍであつた。次いで有機ハードコート膜２上に真空
蒸着法によりSiO（λ/4、λ:450〜550nm）層３、透過率
で60％の膜厚のCr（λ）層４、ZrO₂（λ/4）層５、透過
率で20％の膜厚のCr（λ）層６、SiO₂（λ/4）層７、Si
O（λ/4）層８を順次積層した多層膜を形成した。

以上のようにして形成されたミラーコート層のの分光反射率の特性図はそれぞれ第２図（ａ）および第
２図（ｂ）の通りである。なお第２図中、Ａはハードコ
ート膜処理後、Ｂはミラーコート膜処理後の分光反射率
である。第２図から、本実施例によるミラーコート膜は
⊥面のコート側の反射が可視域全体にわたり十分に反射
が強く、それにもかかわらず面側へのコート膜の反射は0.7％前後（レンズの面反射の４％を除いた残留反射）と十分良好な反射防止
機能もそなえていることがわかる。

実施例２ γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン236
部、γ−グリシドキシプロピルメチルトリメトキシシラ
ン220部、0.5N塩酸2.0部、酢酸20部、水100部を加えた
液を室温にて８時間かくはんし、以下実施例１と同様に
してミラーコートの多層膜を形成した。

実施例３ γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン496
部、0.5N塩酸2.0部、酢酸20部、水100部を加えた液を室
温にて８時間かくはんし以下実施例１と同様にしてミラ
ーコート多層膜を得た。

実施例４ γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン248
部、コロイダルシリカ（スノーテツクス−40、日産化
学）150部、0.5N塩酸2.0部、酢酸20部、水10部を加えた
液を室温にて、８時間かくはんし以下実施例１と同様に
してミラーコート多層膜を得た。

実施例５ペンタエリスリトールテトラアクリレート100部、ト
リメチロールプロパントリアクリレート80部、エチレン
グリコールジアクリレート20部、ベンゾイルエチルエー
テル2.0部を加えて、紫外線により重合するアクリル系
コーテイング組成物を得た。

この組成物をCR−39レンズに塗布、紫外線照射により
重合硬化させたものの上に実施例１と同様にして、ミラ
ーコート膜を施し多層膜を得た。

比較例１ CR−39レンズの上に、有機ハードコート膜を設けるこ
となく、実施例にて行つたと同じ様に蒸着によるミラー
膜をそのまま施した。

なお各種試験法の概略を以下に説明する。

（ａ）耐摩耗性＃0000のスチールウールにより表面を付加荷重500gで
1000回（往復）こすつた後、次のように判定した。

A:ほとんど傷がつかない。

B:少し傷がつく。

C:多く傷がつく。

D:膜のはがれを生じる。

（ｂ）密着性 1mm平方のゴバン目を10×10個作り、セロハン粘着テ
ープによる剥離試験を３回行い残つたゴバン目の数を調
べた。

使用セロハンテープはニチバンJIS−Ｚ−1522のもの
であつた。

（ｃ）外観肉眼目視により、透明度、着色状態、表面状態などを
調べた。

（ｄ）耐溶剤性下記の溶液に室温で１時間浸漬しミラーコート多層膜
の変化を調べた。

1.アセトン溶液 2.エタノール溶液 3.トルエン溶液実施例１〜５および比較例１についての試験結果を表
１に示す。

表１から明らかなように比較例に比べて有機ハードコ
ート膜を施した各実施例はいずれも耐摩耗性が向上して
いることがわかる。なお、実施例１および実施例２の有
機ハードコート膜は染色が可能であるのでこのような有
機ハードコート膜を用いればポリスチレン、ポリカーボ
ネートのような染色の困難なプラスチツクレンズに有効
である。また実施例５のアクリル系ハードコート膜は、
紫外線により硬化するので硬度の高い膜形成の作業をス
ピーデイに行うことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレンズの⊥面の一部拡
大断面図、第２図（ａ）は実施例１で得られたミラーコ
ートレンズの⊥面側の反射率特性図、第２図（ｂ）は実
施例１で得られたミラーコートレンズの面側の反射率特性図である。１……CR−39（プラスチツク基材）２……有機ハードコート膜３……SiO層、４……Cr層５……ZrO₂層、６……Cr層７……SiO₂層、８……SiO層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックレンズのいずれかの面に、シ
リコーン系、アクリル系、エポキシ系、メラミン系等に
よる有機ハードコート膜を施し、この有機ハードコート膜上に真空蒸着法による、下記の
蒸着膜からなる多層膜のミラーコート膜を設けたことを
特徴とするプラスチック製ミラーコートレンズ：第１層;SiO、TiO₂、ZrO₂のいずれか１種類以上の金属酸
化物で膜厚がλ/4 第２層;Cr又はTiからなる金属、又はこれらの金属の低級酸化物で、λが450〜550nmで透
過率で60〜50％である膜厚第３層;TiO₂、ZrO₂、Ti₂O₃のいずれか１種類以上の金属
酸化物で膜厚がλ/4 第４層；第２層と同様の金属又はこれらの金属酸化物で
あり、λが450〜550nmで透過率で20〜10％である膜厚第５層;SiO₂で膜厚がλ/4 第６層;SiO、TiO、TiO₂、Ti₂O₃、ZrO₂のいずれか１種類
以上の金属酸化物で膜厚がλ/4
【請求項２】シリコーン系による有機コードコート膜
が、一般式（１）及び（２）〔ただしR₁は炭素数１〜４のアルキル基、R₂、R₃は炭素
数１〜４のアルキル基、から選ばれる有機基である。〕で示されるＡ群の１種若しくは２種のアルコキシシラン
の加水分解縮合物、又はＡ群の１種若しくは２種のアル
コキシシランと一般式（３）〔ただしR₁は炭素数１〜４のアルキル基である〕で示さ
れるアルコキシシラン若しくはコロイダルシリカとの加
水分解縮合物を主成分とするコーティング液を塗布硬化
させたものである特許請求の範囲第１項記載のプラスチ
ック製ミラーコートレンズ。
【請求項３】前記ミラーコート膜を設けたプラスチック
レンズの反対面に多層反射防止膜を設けた特許請求の範
囲第１項記載のプラスチック製ミラーコートレンズ。