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JP2005234311A - Optical element and optical element manufacturing method - Google Patents

Optical element and optical element manufacturing method Download PDF

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JP2005234311A
JP2005234311A JP2004044647A JP2004044647A JP2005234311A JP 2005234311 A JP2005234311 A JP 2005234311A JP 2004044647 A JP2004044647 A JP 2004044647A JP 2004044647 A JP2004044647 A JP 2004044647A JP 2005234311 A JP2005234311 A JP 2005234311A
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JP
Japan
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coating layer
optical element
composition
hard coat
layer
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Application number
JP2004044647A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Mizuno
人志 水野
Yusuke Kutsukake
祐輔 沓掛
Toru Saito
徹 齋藤
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

【課題】 密着性および耐擦傷性の高いハードコート層上に、十分な反射防止効果をもつ耐熱性の高いプラスチックレンズを提供する。
【解決手段】 樹脂性の基材40と、この基材40上に、第1の被覆層41と、第2の被覆層42と、反射防止用の薄膜43とが積層されたプラスチックレンズ10を提供する。第1の被覆層41は、耐擦傷性を向上するシラン化合物および金属酸化物微粒子を含む第1の組成に加え、密着性を向上する多官能エポキシ化合物を固形分重量比5%〜25%程度含み、第2の被覆層42は、第1の組成を含み、第2の組成は含まない。これらの被覆層41および42により構成されるハードコート層は、基材側の密着性が高く、外側の耐擦傷性が高いものとなる。さらに、そのハードコート表面に親水化処理をした後、有機薄膜からなる反射防止膜を積層する。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plastic lens with high heat resistance having a sufficient antireflection effect on a hard coat layer having high adhesion and scratch resistance.
A plastic base material 40, and a plastic lens 10 in which a first coating layer 41, a second coating layer 42, and an antireflection thin film 43 are laminated on the base material 40 are provided. provide. In addition to the first composition containing a silane compound and metal oxide fine particles that improve scratch resistance, the first coating layer 41 contains a polyfunctional epoxy compound that improves adhesion in a solid content weight ratio of about 5% to 25%. The second coating layer 42 includes the first composition and does not include the second composition. The hard coat layer composed of these coating layers 41 and 42 has high adhesion on the substrate side and high scratch resistance on the outside. Further, the hard coat surface is subjected to a hydrophilic treatment, and then an antireflection film made of an organic thin film is laminated.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、プラスチック製の光学素子およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a plastic optical element and a method for manufacturing the same.

プラスチックレンズは、従来のガラスレンズに比べ軽量で割れにくく、また染色が容易であることから、近年視力矯正用レンズおよびサングラス等の眼鏡レンズとして広く用いられている。光学材料、特に眼鏡レンズに要求される性能は、光学性能としては高屈折率と高アッベ数であることであり、物理的性質としては、低比重であることに加えて、高耐熱性、高強度、高耐摩耗性であることである。高屈折率であれば、レンズは薄肉になり、高アッベ数であれば、レンズの色収差を低減できる。高耐熱性および高強度であることは二次加工を容易にするとともに、光学素子を用いた機器の信頼性と、それを使用するユーザの安全性等の観点から重要である。また、高耐摩耗性(耐擦傷性)は、光学的に重要な素子の表面が使用中に傷つくのを防止するために重要であり、光学素子の信頼性を向上することができる。
特開昭61−26637号公報 特開昭62−234101号公報 特開昭62−178901号公報
Plastic lenses are widely used as eyesight correction lenses and eyeglass lenses such as sunglasses in recent years because they are lighter and less susceptible to breakage than conventional glass lenses and are easily dyed. The performance required for optical materials, especially spectacle lenses, is that the optical performance is a high refractive index and a high Abbe number, and the physical properties are not only low specific gravity but also high heat resistance, high It is strength and high wear resistance. If the refractive index is high, the lens becomes thin, and if the Abbe number is high, the chromatic aberration of the lens can be reduced. High heat resistance and high strength are important from the standpoints of facilitating secondary processing, the reliability of equipment using optical elements, the safety of users using the same, and the like. High wear resistance (scratch resistance) is important for preventing the surface of an optically important element from being damaged during use, and can improve the reliability of the optical element.
JP-A 61-26637 JP-A-62-234101 Japanese Patent Laid-Open No. 62-178901

初期のプラスチックレンズについて、耐摩耗性が低いことが欠点として挙げられており、その欠点を改善するための技術が提案されてきている。プラスチックレンズの表面にハードコート層を付け、耐摩耗性を向上させる技術がその主なものであり、具体的には、シリコン系、アクリル系等の厚さが0.5〜4μm程度のハードコート皮膜をプラスチックレンズの表面に設け、レンズの耐摩耗性を向上させている。特許文献1には、シラン化合物と各種無機酸化物微粒子のゾルを用いて、ハードコート層を形成する方法が提案されている。   Early plastic lenses have been cited as having a disadvantage of low wear resistance, and techniques for improving the disadvantage have been proposed. The main technology is to improve the wear resistance by attaching a hard coat layer to the surface of the plastic lens. Specifically, a hard coat having a thickness of about 0.5 to 4 μm such as silicon or acrylic. A film is provided on the surface of the plastic lens to improve the wear resistance of the lens. Patent Document 1 proposes a method of forming a hard coat layer using a sol of a silane compound and various inorganic oxide fine particles.

特許文献2および特許文献3には、レンズの表面反射によるゴーストや、ちらつきを低減するために、レンズに反射防止膜を設けることが開示されている。特許文献3には、長時間使用すると反射防止膜が鱗片状に剥離してくるという欠点があることが指摘されており、ハードコート層に積層される第1層を、バインダとして機能する酸化ジルコニウムを主成分とする層とし、第2層を第1層との組み合わせで等価膜を形成する二酸化ケイ素を主成分の層とすることにより、反射防止膜の密着強度を向上できることが開示されている。   Patent Documents 2 and 3 disclose that an antireflection film is provided on the lens in order to reduce ghosting and flickering caused by lens surface reflection. In Patent Document 3, it is pointed out that there is a drawback that the antireflection film peels off in a scaly shape when used for a long time, and the first layer laminated on the hard coat layer is a zirconium oxide that functions as a binder. It is disclosed that the adhesion strength of the antireflection film can be improved by using silicon dioxide as a main component and forming the equivalent layer by combining the second layer with the first layer. .

しかしながら、反射防止膜とハードコート層との密着力を向上した場合、反射防止膜とハードコート層との熱膨張率の差などによる変形により、逆にハードコート層と基材との密着力が問題になるという事態が発生する。すなわち、反射防止膜とハードコート層との密着力が向上すればするほど、ハードコート層が基材から剥がれやすくなる可能性がある。ハードコート層の主な機能の1つは、高耐摩耗性(耐擦傷性)を付与することであり、そのために、特許文献1では、シラン化合物と各種無機酸化物微粒子のゾルにより強度および硬度の高いハードコート層を形成し、耐摩耗性を向上している。基材とハードコート層との付着力を高めるためにはバインダとして機能する樹脂成分を多くする必要があり、樹脂成分を多くすれば耐磨耗性に寄与する成分は少なくなるのでハードコート層の主要な機能が低下してしまう。また、シラン化合物と各種無機酸化物微粒子のゾルにより形成されたハードコート層は、時間の経過とともに、樹脂性の基材との付着性が弱まる傾向があり、反射防止膜との密着性が向上し、ハードコート層と基材との密着力が問われる状態になると、十分な耐久性が得られない可能性がある。   However, when the adhesion between the antireflection film and the hard coat layer is improved, the adhesion between the hard coat layer and the base material is reversed due to deformation due to the difference in thermal expansion coefficient between the antireflection film and the hard coat layer. The situation that becomes a problem occurs. That is, as the adhesion between the antireflection film and the hard coat layer is improved, the hard coat layer may be more easily peeled off from the substrate. One of the main functions of the hard coat layer is to impart high wear resistance (scratch resistance). For this reason, in Patent Document 1, strength and hardness are achieved by a sol of a silane compound and various inorganic oxide fine particles. High hard coat layer is formed to improve wear resistance. In order to increase the adhesion between the base material and the hard coat layer, it is necessary to increase the resin component functioning as a binder. If the resin component is increased, the component contributing to wear resistance is reduced, so the hard coat layer Major functions will be degraded. In addition, the hard coat layer formed from the sol of silane compound and various inorganic oxide fine particles tends to weaken the adhesion to the resinous substrate with the passage of time, improving the adhesion to the antireflection film. However, if the adhesion between the hard coat layer and the base material is questioned, sufficient durability may not be obtained.

そこで、本発明では、密着性および耐擦傷性の高いハードコート層を備えた耐久性の高い光学素子およびその製造方法を提供することを目的としている。さらに、反射防止膜も含めて密着性が高く、剥離がなく、耐久性の高い光学素子およびその製造方法を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a highly durable optical element including a hard coat layer having high adhesion and scratch resistance and a method for producing the same. It is another object of the present invention to provide an optical element having high adhesion, including an antireflection film, having no peeling, and having high durability, and a method for manufacturing the same.

本発明においては、樹脂性の基材と、この基材上に積層された第1の被覆層であって、耐擦傷性を向上する第1の組成と、密着性を向上する第2の組成とを含む第1の被覆層と、第1の被覆層の上に積層された第2の被覆層であって、第1の組成を含み、第2の組成を含まない第2の被覆層と、第2の被覆層の上に積層された、反射防止用の薄膜とを有する光学素子を提供する。また、本発明においては、樹脂性の基材の上に、耐擦傷性を向上する第1の組成と、密着性を向上する第2の組成とを含む第1の被覆層を積層する第1の工程と、第1の被覆層の上に、第1の組成を含み、第2の組成を含まない第2の被覆層を積層する第2の工程と、第2の被覆層の上に、反射防止用の薄膜を積層する工程とを有する光学素子の製造方法を提供する。   In the present invention, a resinous base material and a first coating layer laminated on the base material, the first composition improving the scratch resistance and the second composition improving the adhesion And a second coating layer laminated on the first coating layer, the first coating layer including the first composition and not including the second composition, An optical element having an antireflection thin film laminated on a second coating layer is provided. In the present invention, a first coating layer including a first composition that improves scratch resistance and a second composition that improves adhesion is laminated on a resinous substrate. A second step of laminating a second coating layer containing the first composition and not containing the second composition on the first coating layer, and on the second coating layer, And a step of laminating a thin film for antireflection.

第1の被覆層と、第2の被覆層とは、耐擦傷性を向上する第1の組成を含むので、基本的にはハードコート層として機能する。基材の上に積層される第1の被覆層は、密着性を向上する第2の組成を含むので、耐擦傷性を備えているが、それにも増して基材との密着性の高い層を形成できる。一方、第2の被覆層は、密着性を向上する第2の組成を含まないので、第1の組成による耐擦傷性を最も発揮できるものとなる。そして、第1の被覆層と第2の被覆層は、第1の組成が共通するため、第2の被覆層が密着性を向上する第2の成分を含まなくても、第1の被覆層との密着性は維持される。したがって、本発明の光学素子は、基材に面した内側は密着性が高く、反対側の外側は耐擦傷性が高いハードコート層を備えたものとなる。そして、外側の層の耐擦傷性が担保されるので、内側の層の密着性は耐擦傷性をある程度犠牲にしても密着性を向上することが可能であり、また、内側の層の密着性が担保されるので、外側の層では密着性を犠牲にして耐擦傷性を向上できる。そして、内側の層と外側の層は、共通する第1の組成を含むのでこれらの層間の密着性も担保される。このため、内側の層と、外側の層の相乗効果により、いっそう密着性が高まり、また、さらに耐擦傷性の高いハードコート層を基材の表面に形成できる。したがって、ハードコート層に反射防止膜が密着した光学素子においても、ハードコート層が剥がれる心配はなく、反射防止膜も含めて密着性が高く、剥離がなく、耐久性の高い光学素子およびその製造方法を提供することができる。   Since the first coating layer and the second coating layer include the first composition that improves the scratch resistance, the first coating layer basically functions as a hard coat layer. Since the first coating layer laminated on the base material includes the second composition for improving adhesion, the first coating layer has scratch resistance, but in addition to that, a layer having high adhesion to the base material. Can be formed. On the other hand, since the second coating layer does not include the second composition that improves the adhesion, the second coating layer can exhibit the most scratch resistance by the first composition. Since the first coating layer and the second coating layer have the same first composition, the first coating layer can be used even if the second coating layer does not contain the second component that improves adhesion. Adhesion with is maintained. Therefore, the optical element of the present invention is provided with a hard coat layer having high adhesion on the inner side facing the substrate and high scratch resistance on the outer side on the opposite side. And since the scratch resistance of the outer layer is ensured, the adhesion of the inner layer can be improved even if the scratch resistance is sacrificed to some extent, and the adhesion of the inner layer can be improved. Therefore, the outer layer can improve the scratch resistance at the expense of adhesion. And since an inner layer and an outer layer contain the common 1st composition, the adhesiveness between these layers is also ensured. For this reason, due to the synergistic effect of the inner layer and the outer layer, the adhesion can be further increased, and a hard coat layer having higher scratch resistance can be formed on the surface of the substrate. Therefore, even in an optical element having an antireflection film in close contact with the hard coat layer, there is no fear that the hard coat layer will be peeled off, and the optical element including the antireflection film has high adhesion, no peeling, and high durability, and its manufacture A method can be provided.

したがって、本発明の光学素子の製造方法により眼鏡レンズに適したプラスチックレンズを提供でき、高屈折率であり、耐擦傷性の高い眼鏡を提供できる。光学素子としては、プラスチックレンズあるいは眼鏡に限定されることはなく、画像表示素子の光学系の素子、プリズム、光ファイバー、情報記録媒体用の素子、フィルタなどがある。   Accordingly, a plastic lens suitable for a spectacle lens can be provided by the method for manufacturing an optical element of the present invention, and spectacles having a high refractive index and high scratch resistance can be provided. The optical element is not limited to a plastic lens or glasses, but includes an optical element of an image display element, a prism, an optical fiber, an element for an information recording medium, a filter, and the like.

耐擦傷性を向上する第1の組成の一例は、シラン化合物と、金属酸化物微粒子とを含んだものである。また、密着性を向上する第2の組成は、多官能エポキシ化合物を含んだものである。第1の被覆層において、樹脂性の基材との十分な密着性を得るためには、第2の組成に含まれる多官能エポキシ化合物を固形分重量比で5%以上含むことが望ましい。外側の第2の被覆層における耐擦傷性を確保するためには、第1の被覆層においてある程度の耐擦傷性が要求される。したがって、第1の被覆層は、多官能エポキシ化合物を固形分重量比で25%以下にすることが望ましい。さらに好ましくは、第1の被覆層は、多官能エポキシ化合物を固形分重量比で5%〜20%の範囲で含んでいることが望ましい。   An example of the first composition for improving the scratch resistance is one containing a silane compound and metal oxide fine particles. Moreover, the 2nd composition which improves adhesiveness contains a polyfunctional epoxy compound. In order to obtain sufficient adhesion to the resinous substrate in the first coating layer, it is desirable that the polyfunctional epoxy compound contained in the second composition is contained in an amount of 5% or more in terms of solid content. In order to ensure scratch resistance in the outer second coating layer, a certain level of scratch resistance is required in the first coating layer. Therefore, it is desirable that the first coating layer has a polyfunctional epoxy compound at a solid content weight ratio of 25% or less. More preferably, the first coating layer contains the polyfunctional epoxy compound in the range of 5% to 20% in terms of solid content weight ratio.

第2の組成に含まれる多官能エポキシ化合物の具体例としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。   Specific examples of the polyfunctional epoxy compound contained in the second composition include sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl. Examples include ether.

第1の組成に含まれるシラン化合物の具体例としては、ビニルトリアルコキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ(β−メトキシ−エトシキ)シラン、アリルトリアルコキシシラン、アクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルジアルコキシメチルシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリアルコキシシラン、メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。これらは2種以上を混合して用いてもかまわない。また、加水分解を行ってから用いた方が、より有効である。   Specific examples of the silane compound contained in the first composition include vinyltrialkoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltri (β-methoxy-ethoxy) silane, allyltrialkoxysilane, acryloxypropyltrialkoxysilane, methacryloxypropyltri Alkoxysilane, methacryloxypropyl dialkoxymethylsilane, γ-glycidoxypropyltrialkoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrialkoxysilane, mercaptopropyltrialkoxysilane, γ-aminopropyltrialkoxysilane N-β (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyl dialkoxysilane, tetramethoxysilane and the like. Two or more of these may be used in combination. In addition, it is more effective to use after hydrolysis.

さらに、第1の組成に含まれる金属酸化物微粒子の具体例としては、Al23、SnO2 、Sb25、Ta25、CeO2 、La23、Fe23、ZnO、WO3 、ZrO2 、In23 、TiO2 の無機酸化物微粒子1種以上が、分散媒たとえば水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒にコロイド状に分散させたものおよび/または、SiO2 、Al23、SnO2 、Sb25、Ta25、CeO2 、La23、Fe23、ZnO、WO3 、ZrO2 、In23、TiO2 の無機酸化物の2種以上によって構成される複合微粒子が水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒にコロイド状に分散したものである。さらにコーティング液中での分散安定性を高めるためにこれらの微粒子表面を有機ケイ素化合物またはアミン系化合物で処理したものを使用することも可能である。この際、用いられる有機ケイ素化合物としては、単官能性シラン、あるいは二官能性シラン、三官能性シラン、四官能性シラン等がある。処理に関しては加水分解性基を未処理で行ってもあるいは加水分解して行ってもよい。また処理後は、加水分解性基が微粒子のOH基と反応した状態が好ましいが、一部残存した状態でも安定性には何ら問題がない。また、アミン系化合物としてはアンモニウムまたはエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、nープロピルアミン等のアルキルアミン、ベンジルアミン等のアラルキルアミン、ピペリジン等の脂環式アミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンがある。これら有機ケイ素化合物とアミン化合物の添加量は微粒子の重量に対して1〜15%程度の範囲で加えることが望ましい。 Further, specific examples of the metal oxide fine particles contained in the first composition include Al 2 O 3 , SnO 2 , Sb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , CeO 2 , La 2 O 3 , Fe 2 O 3 , One or more inorganic oxide fine particles of ZnO, WO 3 , ZrO 2 , In 2 O 3 , TiO 2 dispersed in a colloidal form in a dispersion medium such as water, alcohol or other organic solvent and / or SiO 2 2 , Inorganic of Al 2 O 3 , SnO 2 , Sb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , CeO 2 , La 2 O 3 , Fe 2 O 3 , ZnO, WO 3 , ZrO 2 , In 2 O 3 , TiO 2 Composite fine particles composed of two or more kinds of oxides are dispersed in water, alcohols or other organic solvents in a colloidal form. Further, in order to enhance the dispersion stability in the coating liquid, it is also possible to use those obtained by treating the surface of these fine particles with an organosilicon compound or an amine compound. In this case, examples of the organosilicon compound used include monofunctional silane, bifunctional silane, trifunctional silane, and tetrafunctional silane. Regarding the treatment, the hydrolyzable group may be carried out untreated or hydrolyzed. In addition, after the treatment, it is preferable that the hydrolyzable group reacts with the OH group of the fine particles, but there is no problem in stability even if a part of the hydrolyzable group remains. Examples of amine compounds include ammonium or ethylamine, alkylamines such as triethylamine, isopropylamine and n-propylamine, aralkylamines such as benzylamine, alicyclic amines such as piperidine, and alkanolamines such as monoethanolamine and triethanolamine. is there. The addition amount of these organosilicon compound and amine compound is desirably in the range of about 1 to 15% with respect to the weight of the fine particles.

上述した金属酸化物微粒子の微粒子は、いずれも粒子径は約1〜300ミリミクロンが好適であり、使用量は固形分の10〜70重量%であることが望ましい。10重量%未満では、所望とする屈折率が得られない上に塗膜の耐擦傷性が不十分となる。また70重量%を越えると、塗膜にクラックが生じる可能性がある。   The above-described metal oxide fine particles each preferably have a particle size of about 1 to 300 millimicrons, and the amount used is preferably 10 to 70% by weight of the solid content. If it is less than 10% by weight, the desired refractive index cannot be obtained, and the scratch resistance of the coating film becomes insufficient. On the other hand, if it exceeds 70% by weight, cracks may occur in the coating film.

本発明の製造方法においては、第1および第2の被覆層を塗布する際に、上記の組成物を必要に応じ、溶剤に希釈して用いることができる。溶剤としては、水、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、芳香族類等の溶剤が用いられる。   In the production method of the present invention, when the first and second coating layers are applied, the above composition can be diluted with a solvent as necessary. As the solvent, solvents such as water, alcohols, esters, ketones, ethers and aromatics are used.

本発明においては、第1および第2の被覆層が、上記の第1および第2の組成物の他に、必要に応じて、少量の硬化触媒、界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ヒンダートアミン・ヒンダートフェノール等の光安定剤、分散染料・油溶染料・蛍光染料・顔料などの、コーティング液の塗布性の向上や、硬化後の被膜性能を改良するための添加物を含むものであっても良い。   In the present invention, the first and second coating layers may contain a small amount of a curing catalyst, a surfactant, an antistatic agent, and an ultraviolet absorber, if necessary, in addition to the first and second compositions. In order to improve coating performance and coating performance after curing, such as antioxidants, light stabilizers such as hindered amines and hindered phenols, disperse dyes, oil-soluble dyes, fluorescent dyes and pigments The additive may be included.

本発明の光学素子は、第1の工程では、浸漬法により第1の被覆層を生成し、第2の工程では、浸漬法により第2の被覆層を生成することができる。さらに、第3の工程では、湿式法により反射防止用の薄膜を生成することができる。反射防止用の薄膜は、蒸着やスパッタ法などの製法でも成膜が可能である。しかしながら、有機薄膜から成る反射防止膜は、高温の環境下に曝された場合に表面に筋状にクラックが発生するのを抑制でき、耐熱性の高い光学素子を得ることができる。また、蒸着法に対し、真空プロセスを省くことができる点でも、湿式法による成膜が望ましい。例えば、ディッピング法、スピンコート法、スプレーコート法、フローコート法などの公知の方法が使用可能である。プラスチックレンズの様な曲率の付いた形状に、50nm〜150nmの薄膜をムラなく成膜することを考慮すると、ディッピング法、またはスピンコート法が好ましい。   In the optical element of the present invention, the first coating layer can be generated by the dipping method in the first step, and the second coating layer can be generated by the dipping method in the second step. Further, in the third step, an antireflection thin film can be formed by a wet method. The antireflection thin film can also be formed by a manufacturing method such as vapor deposition or sputtering. However, the antireflection film made of an organic thin film can suppress the occurrence of cracks on the surface when exposed to a high-temperature environment, and an optical element having high heat resistance can be obtained. In addition, film formation by a wet method is desirable in that a vacuum process can be omitted as compared with the vapor deposition method. For example, known methods such as a dipping method, a spin coating method, a spray coating method, and a flow coating method can be used. In consideration of uniformly forming a thin film of 50 nm to 150 nm in a curved shape like a plastic lens, a dipping method or a spin coating method is preferable.

上述したように、本発明の光学素子は、第1および第2の被覆層を備えたハードコート層と基材との密着性が高いので、ハードコート層と反射防止膜との密着性を向上することにより、基材からの膜の剥離をトータルで防止することができ、耐久性を向上できる。ハードコート層の第2の被覆層と反射防止膜との密着性を向上する1つの方法は、第2の被覆層の表面を、親水化処理することである。光学素子を製造する際に、第2の工程と第3の工程の間の、第2の被覆層を成膜した後であって、反射防止用の薄膜を積層する前に、第2の被覆層の表面を接触角が60°以下になる親水化処理を行う前処理工程を設けることが可能である。第2の被覆層の表面を親水化処理することにより、表面に水酸基が引き出され反射防止用の薄膜との密着性を向上できる。前処理工程においては、第2の被覆層の表面を、研磨などにより粗面化したり、紫外線−オゾン洗浄したり、プラズマ処理することで、親水化処理することができる。   As described above, since the optical element of the present invention has high adhesion between the hard coat layer having the first and second coating layers and the substrate, the adhesion between the hard coat layer and the antireflection film is improved. By doing so, peeling of the film from the substrate can be prevented in total, and durability can be improved. One method for improving the adhesion between the second coating layer of the hard coat layer and the antireflection film is to hydrophilize the surface of the second coating layer. When the optical element is manufactured, the second coating is formed after the second coating layer is formed between the second step and the third step, and before the antireflection thin film is laminated. It is possible to provide a pretreatment step for hydrophilizing the surface of the layer so that the contact angle is 60 ° or less. By subjecting the surface of the second coating layer to a hydrophilic treatment, hydroxyl groups are drawn to the surface and adhesion to the antireflection thin film can be improved. In the pretreatment step, the surface of the second coating layer can be subjected to a hydrophilic treatment by roughening by polishing or the like, cleaning with ultraviolet rays-ozone, or plasma treatment.

反射防止用の薄膜の屈折率は、第2の被覆層の屈折率より少なくとも0.10低く、膜厚は50〜150nm程度が望ましい。この膜厚の範囲を逸脱すると十分な反射防止特性が得られない。そして、反射防止用の薄膜の構成成分は、第2の被覆層との屈折率差が0.10以上あれば特に制限はされず、公知の物が使用できる。例えば、シリコン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、メラミン系などの樹脂またはその原料モノマーを、単独、あるいは他の樹脂、原料モノマーと2種以上併用して成膜した物が好ましい。プラスチックレンズとしての耐熱性、耐薬品性、耐擦傷性、などの諸特性を考慮した場合は、中でも、シリコン系樹脂を含む低屈折率層とすることが好ましく、この際に、表面硬度の向上や、屈折率の調整のため、微粒子状無機物などを添加することがより好ましい。この微粒子状無機物としては、コロイド状に分散したゾルなどが挙げられ、具体的には、シリカゾル、フッ化マグネシウムゾル、フッ化カルシウムゾルなどが挙げられる。   The refractive index of the antireflection thin film is preferably at least 0.10 lower than the refractive index of the second coating layer, and the film thickness is preferably about 50 to 150 nm. If the thickness is deviated, sufficient antireflection characteristics cannot be obtained. The constituent components of the antireflection thin film are not particularly limited as long as the refractive index difference from the second coating layer is 0.10 or more, and known materials can be used. For example, a silicon-based, acrylic-based, epoxy-based, urethane-based or melamine-based resin or its raw material monomer is used alone or in combination with two or more other resins and raw material monomers. When considering various properties such as heat resistance, chemical resistance, and scratch resistance as a plastic lens, it is preferable to use a low refractive index layer containing a silicon-based resin. In addition, it is more preferable to add a particulate inorganic substance for adjusting the refractive index. Examples of the fine inorganic particles include colloidally dispersed sols, and specific examples include silica sol, magnesium fluoride sol, calcium fluoride sol, and the like.

さらに、反射防止用の薄膜は、下記の一般式(1)で表される有機ケイ素化合物であるA成分と、内部空洞を有するシリカ系微粒子であるB成分とを含有する組成物を用いて成膜することが好ましい。   Further, the antireflection thin film is formed using a composition containing an A component which is an organosilicon compound represented by the following general formula (1) and a B component which is a silica-based fine particle having an internal cavity. It is preferable to form a film.

12 nSiX1 3-n (1)
(式中、nは0または1である。)
ここで、A成分におけるR1は、重合可能な反応基または加水分解可能な官能基をもつ有機基であり、重合可能な反応基の具体例としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、メルカプト基、シアノ基、アミノ基等が挙げられ、加水分解可能な官能基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基等のアルコキシ基、クロロ基、ブロモ基等のハロゲン基、アシルオキシ基等が挙げられる。
R 1 R 2 n SiX 1 3-n (1)
(In the formula, n is 0 or 1.)
Here, R 1 in the component A is an organic group having a polymerizable reactive group or a hydrolyzable functional group. Specific examples of the polymerizable reactive group include a vinyl group, an allyl group, an acryl group, a methacryl group. Group, epoxy group, mercapto group, cyano group, amino group, etc. Specific examples of hydrolyzable functional groups include alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, methoxyethoxy group, chloro group, bromo group, etc. And a halogen group, an acyloxy group, and the like.

2は炭素数1〜6の炭化水素基であり、具体例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ビニル基、フェニル基等が挙げられる。また、X1は加水分解可能な官能基であり、その具体例は、メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基等のアルコキシ基、クロロ基、ブロモ基等のハロゲン基、アシルオキシ基等が挙げられる。 R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a vinyl group, and a phenyl group. X 1 is a hydrolyzable functional group, and specific examples thereof include alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group and methoxyethoxy group, halogen groups such as chloro group and bromo group, acyloxy groups and the like.

A成分のシラン化合物の具体例としては、ビニルトリアルコキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ(βーメトキシーエトシキ)シラン、アリルトリアルコキシシラン、アクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルジアルコキシメチルシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリアルコキシシラン、メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。   Specific examples of the A component silane compound include vinyltrialkoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltri (β-methoxy-ethoxy) silane, allyltrialkoxysilane, acryloxypropyltrialkoxysilane, methacryloxypropyltrialkoxysilane, methacryl Oxypropyl dialkoxymethylsilane, γ-glycidoxypropyltrialkoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrialkoxysilane, mercaptopropyltrialkoxysilane, γ-aminopropyltrialkoxysilane, N-β (Aminoethyl) -γ-aminopropylmethyl dialkoxysilane, tetramethoxysilane and the like can be mentioned.

これらのA成分は2種以上を混合して用いてもかまわない。また、加水分解を行ってから用いた方が、より有効である。   These A components may be used in combination of two or more. In addition, it is more effective to use after hydrolysis.

B成分の具体例としては、例えば、粒径10〜1000nmのシリカ系微粒子からなるシリカゾルが挙げられる。シリカゾルは、分散媒たとえば水、アルコール類、セロソルブ類などの有機溶媒にコロイド状に分散させたものが使用されることが多い。より反射防止用の層(低屈折率層)の屈折率を下げ、反射防止効果をより高めるために、上記のB成分として、シリカ系微粒子の内部に、空洞が形成されている中空球状のシリカ系微粒子を用いることがより好ましい。これは、中空球状のシリカ系微粒子の場合、内部に空洞が形成され、その空洞内に気体または溶媒が包含されることによって、屈折率の低減が達成されるためである。   Specific examples of the component B include silica sol composed of silica-based fine particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm. Silica sol is often used in a colloidal dispersion in an organic solvent such as water, alcohols or cellosolves. In order to lower the refractive index of the antireflection layer (low refractive index layer) and increase the antireflection effect, hollow spherical silica in which cavities are formed in the silica-based fine particles as the above-mentioned B component More preferably, system fine particles are used. This is because in the case of hollow spherical silica-based fine particles, a cavity is formed inside, and a gas or a solvent is included in the cavity, so that a reduction in refractive index is achieved.

また、本発明における反射防止用の薄膜のコーティング組成物は、上記の有機ケイ素化合物と、内部空洞を有するシリカ系微粒子の他に、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等の各種樹脂や、これらの樹脂原料となるメタアクリレート類、アクリレート類、エポキシ類、ビニル類等の各種モノマーを、添加することが可能である。中でも屈折率を低減する意味で、フッ素含有の各種ポリマー、またはフッ素含有の各種モノマーを添加することが好ましい。このときのフッ素含有ポリマーとしては、フッ素含有ビニルモノマーを重合して得られるポリマーが好ましく、さらに他の成分と共重合可能な官能基を有することが好ましい。このような、反射防止用の膜の組成物は、必要に応じ、溶剤に希釈して用いることができる。溶剤としては、水、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、芳香族類等の溶剤が用いられる。   In addition, the antireflection thin film coating composition of the present invention includes a polyurethane resin, an epoxy resin, a melamine resin, a polyolefin resin, in addition to the above-described organosilicon compound and silica-based fine particles having internal cavities. Various resins such as urethane acrylate resins and epoxy acrylate resins, and various monomers such as methacrylates, acrylates, epoxies, and vinyls as raw materials for these resins can be added. Among them, it is preferable to add various fluorine-containing polymers or various fluorine-containing monomers in order to reduce the refractive index. The fluorine-containing polymer at this time is preferably a polymer obtained by polymerizing a fluorine-containing vinyl monomer, and preferably has a functional group copolymerizable with other components. Such an antireflection film composition can be used by diluting with a solvent, if necessary. As the solvent, solvents such as water, alcohols, esters, ketones, ethers and aromatics are used.

なお、本発明における反射防止用の薄膜は、上記の他に、必要に応じて、少量の硬化触媒、界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ヒンダートアミン・ヒンダートフェノール等の光安定剤、分散染料・油溶染料・蛍光染料・顔料などの塗布性の向上や、硬化後の被膜性能を改良するための添加剤を含むものであっても良い。   In addition to the above, the antireflection thin film in the present invention may contain a small amount of a curing catalyst, a surfactant, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a hindered amine / hindered phenol, if necessary. It may contain an additive for improving coating properties such as light stabilizers such as disperse dyes, oil-soluble dyes, fluorescent dyes and pigments, and improving film performance after curing.

本発明により、耐熱性、耐擦傷性が高く、基材との密着性が優れ、かつ、十分な反射防止効果をもつプラスチックレンズをはじめとする各種光学素子を提供できる。また、本発明における湿式法による反射防止膜付きプラスチックレンズの製造方法は、蒸着法に対し、真空プロセスを省くことができ、より簡便に作製することが可能である。   According to the present invention, it is possible to provide various optical elements including a plastic lens having high heat resistance and scratch resistance, excellent adhesion to a substrate, and sufficient antireflection effect. Moreover, the manufacturing method of the plastic lens with an antireflection film by the wet method in the present invention can omit the vacuum process and can be more easily manufactured as compared with the vapor deposition method.

(製造方法)
図1に、本発明におけるレンズの製造工程の概要を示してある。また、図2に、図1に示したレンズの製造過程におけるレンズ(ワーク)10の構成を断面で模式的に示してある。
(Production method)
FIG. 1 shows an outline of a lens manufacturing process according to the present invention. FIG. 2 schematically shows the configuration of the lens (work) 10 in a cross-sectional view in the process of manufacturing the lens shown in FIG.

先ず、ステップ31で、セイコーエプソン(株)製、セイコースーパーソブリン用レンズ生地(以下SSVと略す。)、を用いて屈折率1.67のプラスチックレンズ基材40を形成する(図2(a))。次に、ステップ32で、このプラスチック製の基材40に、浸漬法により第1のハードコート層(第1の被覆層)41を積層する(第1の工程、図2(b))。続いて、ステップ33で、第1のハードコート層41の表面に、浸漬法により第2のハードコート層(第2の被覆層)42を積層する(第2の工程、図2(c))。さらに、ステップ34で、第2のハードコート層42の表面42aを、接触角が60°以下になるように親水化する(前処理、図2(d))。そして、ステップ35で、親水化した表面42aに、湿式法により反射防止膜43を成膜する(図2(e))。   First, in step 31, a plastic lens substrate 40 having a refractive index of 1.67 is formed using a lens fabric for Seiko Super Sovereign (hereinafter abbreviated as SSV) manufactured by Seiko Epson Corporation (FIG. 2A). ). Next, in step 32, a first hard coat layer (first coating layer) 41 is laminated on the plastic substrate 40 by a dipping method (first step, FIG. 2B). Subsequently, in step 33, a second hard coat layer (second coating layer) 42 is laminated on the surface of the first hard coat layer 41 by a dipping method (second step, FIG. 2 (c)). . Further, in step 34, the surface 42a of the second hard coat layer 42 is hydrophilized so that the contact angle is 60 ° or less (pretreatment, FIG. 2 (d)). In step 35, an antireflection film 43 is formed on the hydrophilic surface 42a by a wet method (FIG. 2E).

眼鏡レンズの場合には、このようにして形成されたプラスチックレンズ10を、フレームに合致する形状に加工し、このフレームと組み合わせて眼鏡を製造する。また、反射防止膜43を成膜した後にその表面に撥水性の防汚層を積層しても良い。   In the case of a spectacle lens, the plastic lens 10 formed in this way is processed into a shape that matches the frame, and spectacles are manufactured by combining with the frame. Further, after the antireflection film 43 is formed, a water-repellent antifouling layer may be laminated on the surface thereof.

(コーティング液)
以下の実施例1〜6および比較例1において使用されたコーティング液は以下のように調整した。コーティング液(塗布液)H−1、H−2、H−3の概要を図3に示してある。
(Coating solution)
The coating solutions used in the following Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were prepared as follows. An outline of the coating liquids (coating liquids) H-1, H-2, and H-3 is shown in FIG.

コーティング液H−1は、プロピレングリコールメチルエーテル264部と、金属酸化物微粒子のメタノール分散二酸化チタン−二酸化ジルコニウム−二酸化ケイ素複合微粒子ゾル(触媒化成工業(株)製、固形分濃度20重量%)1000部とを混合した後、シラン化合物のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン226部と、多官能エポキシ化合物のグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、商品名「デナコールEX−313」)40部とを混合することにより調製した。この混合液に0.1N塩酸水溶液60部を攪拌しながら滴下し、さらに4時間攪拌後一昼夜熟成させた後、Fe(III)アセチルアセトネート3部、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名「L−7001」)5部を添加し4時間攪拌後一昼夜熟成した。このコーティング液H−1は、多官能エポキシ化合物を固形分重量比で10%含んでいる。また、屈折率は1.67である。   Coating liquid H-1 is 264 parts of propylene glycol methyl ether and metal oxide fine particles of methanol-dispersed titanium dioxide-zirconium dioxide-silicon dioxide composite fine particle sol (manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd., solid content concentration 20 wt%) 1000 226 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and glycerol polyglycidyl ether of multifunctional epoxy compound (manufactured by Nagase Chemical Industries, Ltd., trade name “Denacol EX-313”) Prepared by mixing 40 parts. To this mixed solution, 60 parts of 0.1N aqueous hydrochloric acid solution was added dropwise with stirring. After further stirring for 4 hours and aging overnight, 3 parts of Fe (III) acetylacetonate, a silicon surfactant (Nihon Unicar Co., Ltd.) Product, trade name “L-7001”) was added, and the mixture was stirred for 4 hours and then aged overnight. This coating liquid H-1 contains a polyfunctional epoxy compound in a solid content weight ratio of 10%. The refractive index is 1.67.

コーティング液H−2は、プロピレングリコールメチルエーテル146部と、第1の組成の金属化合物のメタノール分散二酸化チタン−二酸化ジルコニウム−二酸化ケイ素複合微粒子ゾル(触媒化成工業(株)製、固形分濃度20重量%)1000部とを混合した後、シラン化合物のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン226部と、テトラメトキシシラン101部とを混合して調整した。コーティング液H−2は、多官能エポキシ化合物は含まれない。この混合液に0.1N塩酸水溶液120部を攪拌しながら滴下し、さらに4時間攪拌後一昼夜熟成させた後、Fe(III)アセチルアセトネート2部、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名「L−7001」)5部を添加し4時間攪拌後一昼夜熟成した。屈折率は1.67である。   Coating liquid H-2 is 146 parts of propylene glycol methyl ether and methanol-dispersed titanium dioxide-zirconium dioxide-silicon dioxide composite fine particle sol (catalyst chemical industry Co., Ltd., solid content concentration 20 weight) of the metal compound of the first composition. %) 1000 parts were mixed, and then 226 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane as a silane compound and 101 parts of tetramethoxysilane were mixed for adjustment. The coating liquid H-2 does not contain a polyfunctional epoxy compound. 120 parts of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise to this mixed liquid with stirring, and the mixture was further stirred for 4 hours and then aged overnight, and then 2 parts of Fe (III) acetylacetonate, a silicon surfactant (Nihon Unicar Co., Ltd.) Product, trade name “L-7001”) was added, and the mixture was stirred for 4 hours and then aged overnight. The refractive index is 1.67.

コーティング液H−3は、プロピレングリコールメチルエーテル327部と、金属酸化物微粒子のメタノール分散二酸化チタン−二酸化ジルコニウム−二酸化ケイ素複合微粒子ゾル(触媒化成工業(株)製、固形分濃度20重量%)1000部とを混合した後、シラン化合物のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン113部と、多官能エポキシ化合物のグリセロールポリグリシジルエーテル120部を混合して調整した。この混合液に0.1N塩酸水溶液31部を攪拌しながら滴下し、さらに4時間攪拌後一昼夜熟成させた後、Fe(III)アセチルアセトネート4部、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名「L−7001」)5部を添加し4時間攪拌後一昼夜熟成した。屈折率は1.67である。このコーティング液H−3は、コーティング液H−1と基本的には同じ組成であるが、多官能エポキシ化合物が固形分重量比で30%になるように加えて調整した。   Coating liquid H-3 is 327 parts of propylene glycol methyl ether and metal oxide fine particles of methanol-dispersed titanium dioxide-zirconium dioxide-silicon dioxide composite fine particle sol (manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd., solid content concentration 20 wt%) 1000 Then, 113 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane as a silane compound and 120 parts of glycerol polyglycidyl ether as a polyfunctional epoxy compound were prepared. To this mixed solution, 31 parts of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise with stirring. After further stirring for 4 hours and aging overnight, 4 parts of Fe (III) acetylacetonate, a silicon surfactant (Nihon Unicar Co., Ltd.) Product, trade name “L-7001”) was added, and the mixture was stirred for 4 hours and then aged overnight. The refractive index is 1.67. This coating liquid H-3 has basically the same composition as the coating liquid H-1, but was adjusted by adding the polyfunctional epoxy compound to a solid content weight ratio of 30%.

コーティング液C−1は、反射防止膜用であり、下記の一般式(1)で表される有機ケイ素化合物を含むA成分と、内部空洞を有するシリカ系微粒子を含むB成分とを混合して調製した。   Coating liquid C-1 is for an antireflection film, and is prepared by mixing an A component containing an organosilicon compound represented by the following general formula (1) and a B component containing silica-based fine particles having internal cavities. Prepared.

12 nSiX1 3-n (1)
具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下PGME)18.8gと、A成分であるγ−グリシドキシトリメトキシシラン8.1gを混合した後、0.1規定塩酸水溶液2.2gを撹拌しながら滴下し、5時間撹拌した。この液に、B成分であるイソプロパノール分散中空シリカゾル(固形分濃度20wt%)20.7gを加えて十分に混合した後、硬化触媒としてAl(C5723を0.04g、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー製 L7604)を0.015g添加して撹拌、溶解することにより、固形分濃度が20%のコーティング原液を得た。このコーティング液を希釈するために、300ppm濃度のシリコン系界面活性剤(日本ユニカー製 L7604)入りPGME溶液を準備し、コーティング原液を35.3g、希釈用界面活性剤入りPGME溶液114.7gを混合して十分に撹拌し、固形分濃度が約4.7%の反射防止膜用のコーティング液C−1を作製した。
R 1 R 2 n SiX 1 3-n (1)
Specifically, 18.8 g of propylene glycol monomethyl ether (hereinafter referred to as PGME) and 8.1 g of γ-glycidoxytrimethoxysilane as component A were mixed, and then 2.2 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution was stirred. Dropped and stirred for 5 hours. To this solution, 20.7 g of isopropanol-dispersed hollow silica sol (solid content concentration 20 wt%) as component B was added and mixed well, then 0.04 g of Al (C 5 H 7 O 2 ) 3 as a curing catalyst, silicon A coating stock solution having a solid concentration of 20% was obtained by adding 0.015 g of a surfactant (Nihon Unicar L7604) and stirring and dissolving. In order to dilute the coating solution, a PGME solution containing a 300 ppm silicon surfactant (Nihon Unicar L7604) was prepared, and 35.3 g of the coating stock solution was mixed with 114.7 g of the PGME solution containing the surfactant for dilution. Then, the mixture was sufficiently stirred to prepare a coating liquid C-1 for an antireflection film having a solid content concentration of about 4.7%.

(評価方法)
実施例1〜6および比較例1おいて製造されたプラスチックレンズ10に対し、耐熱性試験、反射防止効果試験、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験を行い、その特性を評価した。それぞれの評価結果は、図4に示してある。耐熱性試験では、クラックの発生温度を測定している。作製したレンズ10を、所定のメガネフレームに枠入れした後、メガネフレームごと40℃のオーブン中にいれて30分間加熱する。オーブンから取り出した後、室温で30分放置し、その後、レンズにクラックが発生していないか、暗箱で目視評価を行う。クラックが発生していない場合は、オーブンの温度を10℃づつ上げて再度30分間加熱し、同様の評価を行う。オーブンの温度が100℃に達するまで試験を行い、濃いクラックが発生した時の温度をクラック発生温度とする。図4の表中の「◎」は、クラック発生温度が100℃、または100℃でもクラックが発生しないことを示しており、非常に耐熱性が高いレンズが得られたことを示す。「○」は、クラック発生温度が80℃〜90℃を示し、耐熱性が高いことを示している。「×」は、クラック発生温度が70℃以下であることを示し、耐熱性が低いことを示している。
(Evaluation methods)
The plastic lens 10 manufactured in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 was subjected to a heat resistance test, an antireflection effect test, an adhesion test for the surface treatment layer, and a scratch resistance test, and the characteristics thereof were evaluated. Each evaluation result is shown in FIG. In the heat resistance test, the crack generation temperature is measured. The prepared lens 10 is put into a predetermined spectacle frame, and then the entire spectacle frame is placed in an oven at 40 ° C. and heated for 30 minutes. After taking out from the oven, it is allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then visually evaluated in a dark box for cracks in the lens. When no crack is generated, the oven temperature is increased by 10 ° C. and heated again for 30 minutes, and the same evaluation is performed. The test is performed until the temperature of the oven reaches 100 ° C., and the temperature at which a deep crack is generated is defined as a crack generation temperature. “◎” in the table of FIG. 4 indicates that no crack is generated even at a crack generation temperature of 100 ° C. or 100 ° C., indicating that a lens having extremely high heat resistance was obtained. “◯” indicates that the crack generation temperature is 80 ° C. to 90 ° C. and the heat resistance is high. “X” indicates that the crack generation temperature is 70 ° C. or less, indicating that the heat resistance is low.

反射防止効果試験は、作製したレンズ10の表面反射率を、分光光度計(日立 U−3500)で測定し、その可視光域(400nm〜800nm)の平均反射率(片面)を評価している。この評価では、「◎」は、平均反射率が2%以下であることを示しており、非常に反射防止効果が大きいことを示している。「○」は、平均反射率が3.5%以下であることを示しており、十分な反射防止効果があることを示している。「×」は、平均反射率が3.5%を越えることを示しており、反射防止効果がほとんどないことを示している。   In the antireflection effect test, the surface reflectance of the produced lens 10 is measured with a spectrophotometer (Hitachi U-3500), and the average reflectance (one side) in the visible light region (400 nm to 800 nm) is evaluated. . In this evaluation, “◎” indicates that the average reflectance is 2% or less, which indicates that the antireflection effect is very large. “◯” indicates that the average reflectance is 3.5% or less, indicating that there is a sufficient antireflection effect. “X” indicates that the average reflectance exceeds 3.5%, indicating that there is almost no antireflection effect.

表面処理層の密着性試験においては、レンズ10において、レンズ生地(基材)40と、その上に形成された表面処理層(第1のハードコート層41、第2のハードコート層42および反射防止膜42を含む)の密着性を、サンシャインウェザー暴露試験および加速試験とを経た状態により評価している。暴露試験では、キセノンランプによるサンシャインウェザーメーターで120時間、レンズ10を暴露し、その後、加速試験では、温度60℃、湿度99%の雰囲気にセットされた恒温恒湿槽に7日間、レンズ10を放置する。それらの条件で放置されたレンズ10の状態を、JISD−0202に準じてクロスカットテープ試験により評価する。即ち、ナイフを用い基材表面に1mm間隔に切れ目を入れ、1平方mmのマス目を100個形成させる。次に、その上へセロファンテープ(ニチバン(株)製、商品名「セロテープ」(登録商標))を強く押し付けた後、表面から90度方向へ急に引っ張り剥離した後、コート被膜の残っているマス目を密着性指標として目視で観察し評価している。   In the adhesion test of the surface treatment layer, in the lens 10, the lens fabric (base material) 40 and the surface treatment layer (the first hard coat layer 41, the second hard coat layer 42, and the reflection) formed thereon. The adhesion of the protective film 42 (including the prevention film 42) is evaluated based on the state after the sunshine weather exposure test and the acceleration test. In the exposure test, the lens 10 was exposed for 120 hours with a sunshine weather meter using a xenon lamp. After that, in the acceleration test, the lens 10 was placed in a constant temperature and humidity chamber set in an atmosphere of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 99% for 7 days. put. The state of the lens 10 left under these conditions is evaluated by a cross-cut tape test according to JISD-0202. That is, using a knife, cuts are made on the substrate surface at intervals of 1 mm to form 100 squares of 1 mm square. Next, a cellophane tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd., trade name “Cellotape” (registered trademark)) is strongly pressed onto it, and then suddenly pulled away from the surface in the direction of 90 degrees, and then the coating film remains. The squares are visually observed and evaluated as an adhesion index.

密着性試験の評価は、「◎」はコート膜の残った面積が100%であり、密着性が非常に高いことを示し、「○」はコート膜の残った面積が95%以上〜100%未満であり、密着性が高いことを示し、「△」はコート膜の残った面積が50%以上〜95%未満であり、密着性が若干劣っていることを示し、「×」はコート膜の残った面積が50%未満であり、密着性が劣っていることを示している。   In the evaluation of the adhesion test, “◎” indicates that the remaining area of the coat film is 100% and the adhesion is very high, and “◯” indicates that the remaining area of the coat film is 95% to 100%. It indicates that the adhesion is high, “Δ” indicates that the remaining area of the coating film is 50% or more and less than 95%, and indicates that the adhesion is slightly inferior, and “×” indicates the coating film. The remaining area is less than 50%, indicating poor adhesion.

耐擦傷性試験は、スチールウール(日本スチールウール(株)製 #0000番)を用いて、1kg荷重、10往復でレンズ10を擦り、傷の程度を目視の観察により10段階(1(悪)〜10(良))にランク付けして評価する。耐擦傷性試験は、「◎」は段階10〜8で非常に耐擦傷性が高く、「○」は段階7〜6で耐擦傷性が高く、「△」は段階5〜4で耐擦傷性は若干低く、「×」は段階3〜1で耐擦傷性が低いことを示している。   The scratch resistance test was performed using steel wool (## 0000 manufactured by Nippon Steel Wool Co., Ltd.). -10 (good)). In the scratch resistance test, “「 ”indicates very high scratch resistance in steps 10 to 8,“ ◯ ”indicates high scratch resistance in steps 7 to 6, and“ Δ ”indicates scratch resistance in steps 5 to 4. Is slightly lower, and “x” indicates that the scratch resistance is low in stages 3 to 1.

(実施例1)
実施例1においては、ステップ31で用意したプラスチック製の基材40に、ステップ32において、多官能エポキシ化合物を含むコーティグ液H−1を浸漬法(引き上げ速度30cm/min)で塗布し、塗布後、80℃で20分間加熱硬化処理して、レンズ基材40上に0.8μmのコーティング液H−1による第1のハードコート層41を形成した。さらに、ステップ33において、この第1のハードコート層41の上に、コーティング液H−2を、浸漬法(引き上げ速度35cm/min)で塗布し、塗布後、80℃で30分間風乾した後、120℃で180分間焼成を行い、1.2μmの第2のハードコート層42を形成した。
(Example 1)
In Example 1, the coating liquid H-1 containing a polyfunctional epoxy compound was applied to the plastic substrate 40 prepared in Step 31 by a dipping method (pickup speed 30 cm / min) in Step 32, and after application. The first hard coat layer 41 was formed on the lens substrate 40 with a 0.8 μm coating liquid H-1 by heat curing at 80 ° C. for 20 minutes. Furthermore, in Step 33, the coating liquid H-2 is applied on the first hard coat layer 41 by a dipping method (pulling speed 35 cm / min), and after application, air-dried at 80 ° C. for 30 minutes, Baking was performed at 120 ° C. for 180 minutes to form a 1.2 μm second hard coat layer 42.

さらに、ステップ34において、基材40の上に第1および第2のハードコート層41および42が形成されたワーク10の表面42aをアルミナで研磨し、親水化した。具体的には、ワーク10を吸着パッドで支持し、800rpmで回転させながら、350rpmで回転するアルミナ系の研磨剤を含浸させたスポンジロールに400gの負荷を与えて押し当て拭過した。拭過した後、付着した研磨剤を純水とスポンジにより完全に除去した。この後、ワーク10を1000rpmで回転させながら、IPA(イソプロピルアルコール)によりリンスを行い、表面の接触角θは、53°のワーク10が得られた。   Furthermore, in step 34, the surface 42a of the workpiece 10 on which the first and second hard coat layers 41 and 42 were formed on the base material 40 was polished with alumina to make it hydrophilic. Specifically, the workpiece 10 was supported by a suction pad, and while being rotated at 800 rpm, a 400 g load was applied to a sponge roll impregnated with an alumina-based abrasive rotating at 350 rpm and wiped off. After wiping, the adhered abrasive was completely removed with pure water and a sponge. Thereafter, rinsing was performed with IPA (isopropyl alcohol) while rotating the workpiece 10 at 1000 rpm, and a workpiece 10 having a surface contact angle θ of 53 ° was obtained.

なお、ステップ34において拭過する際は、ワークの回転速度は500〜1000rpmが好ましく、スポンジの回転速度は200〜500rpmが好ましい。リンスする際の回転速度は、500〜1500rpmが好ましい。また、アルミナ研磨する代わりに、砥粒を吹き付けて表面を剥離したり、ドライアイスや氷の細粒を吹き付けるアイスクリーニングによる表面を剥離することも可能である。   In addition, when wiping in step 34, the rotational speed of the workpiece is preferably 500 to 1000 rpm, and the rotational speed of the sponge is preferably 200 to 500 rpm. The rotation speed when rinsing is preferably 500 to 1500 rpm. Instead of alumina polishing, it is also possible to peel the surface by spraying abrasive grains, or to peel the surface by eye screening by spraying dry ice or fine particles of ice.

さらに、ステップ35において、ワーク10に、コーティング液C−1を、浸漬法(引き上げ速度10cm/min)で塗布した。塗布後、100℃で180分間焼成を行い、反射防止膜(低屈折率層)43を製膜した。反射防止膜43の膜厚は、90nmであり、屈折率は1.37であった。   Furthermore, in step 35, the coating liquid C-1 was apply | coated to the workpiece | work 10 by the immersion method (pull-up speed 10 cm / min). After coating, baking was performed at 100 ° C. for 180 minutes to form an antireflection film (low refractive index layer) 43. The antireflection film 43 had a thickness of 90 nm and a refractive index of 1.37.

実施例1により製造されたレンズ10の評価は、図4に示したように、耐熱性試験、反射防止効果試験、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験のいずれも「◎」であり、耐熱性が非常に高く、反射防止効果が非常に大きく、表面に形成された層全体の密着性が非常に高く、さらに、耐擦傷性も非常に高いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens 10 manufactured according to Example 1 is “◎” in all of the heat resistance test, the antireflection effect test, the adhesion test of the surface treatment layer, and the scratch resistance test. This indicates that the lens is very high in heat resistance, has a very high antireflection effect, has very high adhesion to the entire layer formed on the surface, and has very high scratch resistance.

(実施例2)
実施例2では、ステップ31、32および33は、上記の実施例1と同様に行い、多官能エポキシを含むコーティグ液H−1による第1のハードコート層41と、多官能エポキシを含まないコーティング液H−2による第2のハードコート層42を備えたワーク(レンズ)10を製造した。この際、ステップ32において、第1のハードコート層41を塗布する際に、浸漬法による引き上げ速度を若干遅く、20cm/minとし、塗布後は、100℃で15分間加熱硬化処理した。
(Example 2)
In Example 2, steps 31, 32, and 33 are performed in the same manner as in Example 1 above, and the first hard coat layer 41 with the coating solution H-1 containing polyfunctional epoxy and the coating not containing polyfunctional epoxy are used. A workpiece (lens) 10 provided with the second hard coat layer 42 made of the liquid H-2 was manufactured. At this time, when applying the first hard coat layer 41 in Step 32, the pulling rate by the dipping method was slightly slowed to 20 cm / min, and after the application, heat curing treatment was performed at 100 ° C. for 15 minutes.

ステップ34においては、UVオゾン洗浄により表面を親水加工した。すなわち、ステップ34においては紫外線(UV)−オゾン洗浄は、紫外線による有機化合物の分解とオゾンの生成および分解過程における強力な酸化作用により、有機化合物を揮発性の物質に変化させ汚染面より除去させるために開発されたものであるが、洗浄により表面を粗面化することができ、親水加工にも使用できる。具体的には、UV−オゾン洗浄装置(岩崎電気(株)製OC−250615−D+A)を用いてワーク10を3分間洗浄した。なお、洗浄時間は0.5〜3分の間であることが望ましい。3分間、オゾン洗浄したワーク10の接触角θは、51°であった。   In step 34, the surface was hydrophilized by UV ozone cleaning. That is, in step 34, ultraviolet (UV) -ozone cleaning is performed by converting the organic compound into a volatile substance and removing it from the contaminated surface by the decomposition of the organic compound by the ultraviolet ray and the strong oxidation action in the generation and decomposition processes of ozone. Although developed for this purpose, the surface can be roughened by washing and can be used for hydrophilic processing. Specifically, the workpiece 10 was cleaned for 3 minutes using a UV-ozone cleaning device (OC-250615-D + A manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.). The cleaning time is preferably between 0.5 and 3 minutes. The contact angle θ of the workpiece 10 subjected to ozone cleaning for 3 minutes was 51 °.

ステップ35では、実施例1と同様に、このワーク10に、コーティング液C−1を湿式(浸漬法)により塗布し、膜厚が90nmで、屈折率が1.37の反射防止膜43を成膜した。   In Step 35, as in Example 1, the coating liquid C-1 is applied to the workpiece 10 by a wet method (immersion method) to form an antireflection film 43 having a film thickness of 90 nm and a refractive index of 1.37. Filmed.

実施例2により製造されたレンズ10の評価は、図4に示したように、耐熱性試験、反射防止効果試験、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験のいずれも「◎」であり、耐熱性が非常に高く、反射防止効果が非常に大きく、表面に形成された層全体の密着性が非常に高く、さらに、耐擦傷性も非常に高いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens 10 manufactured according to Example 2 is “◎” in all of the heat resistance test, the antireflection effect test, the adhesion test of the surface treatment layer, and the scratch resistance test. This indicates that the lens is very high in heat resistance, has a very high antireflection effect, has very high adhesion to the entire layer formed on the surface, and has very high scratch resistance.

(実施例3)
実施例3では、ステップ31、32および33は、上記の実施例1と同様に行い、多官能エポキシを含むコーティグ液H−1による第1のハードコート層41と、多官能エポキシを含まないコーティング液H−2による第2のハードコート層42を備えたワーク(レンズ)10を製造した。
(Example 3)
In Example 3, Steps 31, 32, and 33 are performed in the same manner as in Example 1 described above, and the first hard coat layer 41 with the coating liquid H-1 containing polyfunctional epoxy and the coating not containing polyfunctional epoxy are used. A workpiece (lens) 10 provided with the second hard coat layer 42 made of the liquid H-2 was manufactured.

ステップ34では、プラズマ処理により表面を親水加工した。具体的には、放電処理装置(真空器械工業(株)製)を用いて、1分間プラズマ処理を行った。プラズマ処理条件は、真空度が90〜110×10-3Torrであり、電流が70±10mA、電圧が0.6±0.1KV、放電時間が15〜60秒とした。プラズマ処理されたワーク10の接触角θは、56°であり、親水性を示した。 In step 34, the surface was subjected to hydrophilic processing by plasma treatment. Specifically, plasma treatment was performed for 1 minute using a discharge treatment apparatus (manufactured by Vacuum Instrument Industry Co., Ltd.). The plasma processing conditions were such that the degree of vacuum was 90 to 110 × 10 −3 Torr, the current was 70 ± 10 mA, the voltage was 0.6 ± 0.1 KV, and the discharge time was 15 to 60 seconds. The contact angle θ of the plasma-treated workpiece 10 was 56 °, indicating hydrophilicity.

ステップ35においては、実施例1と同様に、コーティング液C−1を湿式法により塗布し、膜厚が90nm、屈折率が1.37の膜厚反射防止膜43を成膜した。   In Step 35, as in Example 1, the coating liquid C-1 was applied by a wet method to form a film thickness antireflection film 43 having a film thickness of 90 nm and a refractive index of 1.37.

実施例3により製造されたレンズ10の評価は、図4に示したように、耐熱性試験、反射防止効果試験、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験のいずれも「◎」であり、耐熱性が非常に高く、反射防止効果が非常に大きく、表面に形成された層全体の密着性が非常に高く、さらに、耐擦傷性も非常に高いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens 10 manufactured according to Example 3 is “◎” in all of the heat resistance test, the antireflection effect test, the adhesion test of the surface treatment layer, and the scratch resistance test. This indicates that the lens is very high in heat resistance, has a very high antireflection effect, has very high adhesion to the entire layer formed on the surface, and has very high scratch resistance.

(実施例4)
実施例4においては、ステップ31では実施例1と同様にSSVの基材40を用意し、ステップ32では、多官能エポキシ化合物を30%含むコーティング液H−3を浸漬法により引き上げ速度35cm/minにて塗布し、塗布後、80℃で30分間加熱硬化処理してレンズ基材40上に0.9μmの第1の層41を形成した。
Example 4
In Example 4, an SSV substrate 40 is prepared in Step 31 as in Example 1, and in Step 32, the coating liquid H-3 containing 30% of a polyfunctional epoxy compound is pulled up by an immersion method at a speed of 35 cm / min. After coating, the first layer 41 having a thickness of 0.9 μm was formed on the lens substrate 40 by heat curing at 80 ° C. for 30 minutes.

ステップ33では、実施例1と同様に、多官能エポキシ化合物を含まないコーティング液H−2を、浸漬法(引き上げ速度30cm/min)にてさらに塗布した。塗布後、80℃で20分間風乾した後、120℃で180分間焼成を行い、1.2μmのハードコート層上に更に0.8μmの第2の層42を形成した。   In Step 33, as in Example 1, the coating liquid H-2 not containing a polyfunctional epoxy compound was further applied by an immersion method (pickup speed 30 cm / min). After the coating, it was air-dried at 80 ° C. for 20 minutes and then baked at 120 ° C. for 180 minutes to form a further 0.8 μm second layer 42 on the 1.2 μm hard coat layer.

ステップ34では、実施例1と同様に、アルミナ研磨により表面42aを親水加工した。レンズ(ワーク)10の接触角θは、55°であった。ステップ35では、実施例1と同様に、コーティング液C−1を湿式法で塗布し、膜厚90nm、屈折率1.37の反射防止膜43を成膜した。   In step 34, as in Example 1, the surface 42a was hydrophilized by alumina polishing. The contact angle θ of the lens (work) 10 was 55 °. In Step 35, as in Example 1, the coating liquid C-1 was applied by a wet method to form an antireflection film 43 having a thickness of 90 nm and a refractive index of 1.37.

実施例4により製造されたレンズの評価は、図4に示したように、耐熱性試験、反射防止効果試験および表面処理層の密着性試験は「◎」であり、耐擦傷性試験は「×」であった。したがって、実施例4により製造されたレンズは、耐熱性が非常に高く、反射防止効果が非常に大きく、表面に形成された層全体の密着性も非常に高いのに対し、耐擦傷性が低いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens manufactured according to Example 4 is “◎” in the heat resistance test, the antireflection effect test, and the adhesion test of the surface treatment layer, and the scratch resistance test is “×”. "Met. Therefore, the lens manufactured according to Example 4 has a very high heat resistance, a very high antireflection effect, and a very high adhesion of the entire layer formed on the surface, but a low scratch resistance. It is a lens.

(実施例5)
実施例5では、ステップ31、32および33は、上記の実施例1と同様に行い、多官能エポキシを含むコーティグ液H−1による第1のハードコート層41と、多官能エポキシを含まないコーティング液H−2による第2のハードコート層42を備えたワーク10を製造した。
(Example 5)
In Example 5, Steps 31, 32, and 33 are performed in the same manner as in Example 1 above, and the first hard coat layer 41 with the coating liquid H-1 containing polyfunctional epoxy and the coating not containing polyfunctional epoxy are used. The workpiece 10 provided with the second hard coat layer 42 made of the liquid H-2 was manufactured.

その後、ステップ34を省略して接触角θを測定したところ83°であった。ステップ35においては、ステップ34を省略し、親水加工しない状態で、コーティング液C−1を湿式法により塗布し、膜厚が90nmで、屈折率が1.37の反射防止膜43を成膜した。   Thereafter, step 34 was omitted and the contact angle θ was measured to be 83 °. In step 35, step 34 is omitted, and the coating liquid C-1 is applied by a wet method without hydrophilic processing, and an antireflection film 43 having a film thickness of 90 nm and a refractive index of 1.37 is formed. .

実施例5により製造されたレンズの評価は、図4に示したように、耐熱性試験および反射防止効果試験は「◎」であり、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験は「×」であった。したがって、実施例5により製造されたレンズは、耐熱性が非常に高く、反射防止効果が非常に大きく優秀なのであるが、表面に形成された層全体の密着性が低く、さらに、耐擦傷性も低いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens manufactured according to Example 5 is “◎” in the heat resistance test and the antireflection effect test, and “×” in the adhesion test and the scratch resistance test of the surface treatment layer. "Met. Therefore, the lens manufactured according to Example 5 has a very high heat resistance and a very large and excellent antireflection effect. However, the adhesion of the entire layer formed on the surface is low, and the scratch resistance is also high. This indicates a low lens.

(実施例6)
実施例6では、ステップ31、32および33は、上記の実施例1と同様に行い、多官能エポキシを含むコーティグ液H−1による第1のハードコート層41と、多官能エポキシを含まないコーティング液H−2による第2のハードコート層42を備えたワーク10を製造した。
(Example 6)
In Example 6, steps 31, 32, and 33 are performed in the same manner as in Example 1 above, and the first hard coat layer 41 with the coating liquid H-1 containing polyfunctional epoxy and the coating not containing polyfunctional epoxy are used. The workpiece 10 provided with the second hard coat layer 42 made of the liquid H-2 was manufactured.

その後、ステップ34を省略して接触角θを測定したところ83°であった。ステップ35においては、ステップ34を省略し、親水加工しない状態で、市販されているレンズの反射防止加工(セイコーエプソン(株)製、蒸着法による反射防止加工、透過率99%タイプ)を施し、SiO2とTiO2が交互の5層構造からなり、膜厚が250nm、屈折率が1.37の反射防止膜43を成膜した。 Thereafter, step 34 was omitted and the contact angle θ was measured to be 83 °. In step 35, step 34 is omitted, and a commercially available lens is subjected to antireflection processing (manufactured by Seiko Epson Corporation, antireflection processing by vapor deposition, transmittance 99% type) without hydrophilic processing. An antireflection film 43 having a five-layer structure of alternating SiO 2 and TiO 2 , a film thickness of 250 nm, and a refractive index of 1.37 was formed.

実施例6により製造されたレンズの評価は、図4に示したように、反射防止効果試験、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験は「◎」であり、耐熱性試験は「×」であった。したがって、実施例6により製造されたレンズは、反射防止効果が非常に大きく、表面に形成された層全体の密着性も非常に大きく、さらに、耐擦傷性も非常に大きく優秀なのであるが、耐熱性が低いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens manufactured according to Example 6 is “、” in the antireflection effect test, the adhesion test of the surface treatment layer, and the scratch resistance test, and the heat resistance test is “×”. "Met. Therefore, the lens manufactured according to Example 6 has a very large antireflection effect, a very large adhesion of the entire layer formed on the surface, and a very large scratch resistance. This indicates that the lens has low properties.

(比較例1)
比較例1においては、ステップ31では実施例1と同様にSSVの基材40を用意し、ステップ32では、多官能エポキシ化合物を含まないコーティング液H−2を、浸漬法により引き上げ速度35cm/minにて塗布した。塗布後、80℃で30分間加熱硬化処理してレンズ基材上に1.2μmの第1の層41を形成した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the SSV base material 40 is prepared in Step 31 as in Example 1, and in Step 32, the coating liquid H-2 not containing the polyfunctional epoxy compound is pulled up by an immersion method at a speed of 35 cm / min. Was applied. After the application, the first layer 41 having a thickness of 1.2 μm was formed on the lens base material by heat curing at 80 ° C. for 30 minutes.

ステップ33では、多官能エポキシ化合物を含むコーティング液H−1を、浸漬法(引き上げ速度30cm/min)にてさらに塗布した。塗布後、80℃で20分間風乾し、さらに、120℃で180分間焼成し、0.8μmの第2の層42を形成した。   In step 33, coating liquid H-1 containing a polyfunctional epoxy compound was further applied by an immersion method (pickup speed 30 cm / min). After the application, it was air-dried at 80 ° C. for 20 minutes, and further baked at 120 ° C. for 180 minutes to form a second layer 42 of 0.8 μm.

ステップ34では、実施例1と同様にアルミナ研磨により親水加工した。ワーク10の接触角θは、55°であった。さらに、ステップ35では、実施例1と同様に、ワーク10に、コーティング液C−1を湿式法で塗布し、膜厚が90nm、屈折率が1.37の反射防止膜43を成膜した。   In step 34, hydrophilic processing was performed by alumina polishing in the same manner as in Example 1. The contact angle θ of the workpiece 10 was 55 °. Further, in Step 35, as in Example 1, the coating liquid C-1 was applied to the workpiece 10 by a wet method to form an antireflection film 43 having a thickness of 90 nm and a refractive index of 1.37.

比較例1により製造されたレンズの評価は、図4に示したように、耐熱性試験および反射防止効果試験は「◎」であり、表面処理層の密着性試験および耐擦傷性試験は「×」であった。したがって、比較例1により製造されたレンズは、耐熱性が非常に高く、反射防止効果が非常に大きく優秀なのであるが、表面に形成された層全体の密着性が低く、さらに、耐擦傷性も低いレンズであることを示している。   As shown in FIG. 4, the evaluation of the lens manufactured in Comparative Example 1 is “「 ”in the heat resistance test and the antireflection effect test, and“ × ”in the adhesion test and the scratch resistance test of the surface treatment layer. "Met. Therefore, the lens manufactured according to Comparative Example 1 has a very high heat resistance and a very large and excellent antireflection effect. However, the adhesion of the entire layer formed on the surface is low, and the scratch resistance is also high. This indicates a low lens.

これら実施例1〜6および比較例1の結果より、第1のハードコート層41をコーティング液H−1またはH−3で成膜し、第2のハードコート層42をコーティング液H−2で成膜したレンズは、基本的には表面処理層の密着性が良好であり、ハードコート層41および42に反射防止膜43を含めた表面処理層の密着性が非常に高いことが分かる。実施例5のレンズにおいては、第1のハードコート層41がコーティング液H−1で成膜し、第2のハードコート層4がコーティング液H−2で成膜されているにも関わらず、表面処理層の密着性が不良になっている。同様にステップ34の前処理を省略した実施例6のレンズでは表面処理層の密着性が良好であることを比較すると、コーティング液C−1による反射防止膜では、前処理がないと反射防止膜の密着性が低下し、表面処理層の密着性の評価では、反射防止膜が剥離しているものと考えられる。   From the results of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1, the first hard coat layer 41 was formed with the coating liquid H-1 or H-3, and the second hard coat layer 42 was formed with the coating liquid H-2. It can be seen that the deposited lens basically has good adhesion to the surface treatment layer, and the adhesion of the surface treatment layer including the hard coating layers 41 and 42 including the antireflection film 43 is very high. In the lens of Example 5, although the first hard coat layer 41 was formed with the coating liquid H-1 and the second hard coat layer 4 was formed with the coating liquid H-2, The adhesion of the surface treatment layer is poor. Similarly, in the lens of Example 6 in which the pretreatment in step 34 is omitted, it is compared that the adhesion of the surface treatment layer is good. In the antireflection film by the coating liquid C-1, the antireflection film is prepared without any pretreatment. In the evaluation of the adhesion of the surface treatment layer, it is considered that the antireflection film is peeled off.

これに対し、第1のハードコート層41をコーティング液H−2で成膜し、第2のハードコート層42をコーティング液H−1で成膜した比較例1のレンズは、ステップ34において前処理をしているにも関わらず、表面処理層の密着性が不良であり、ハードコート層の密着性が不良であることを示している。コーティング液H−1、H−2およびH−3は、いずれも、耐擦傷性を向上するのに適した成分(第1の組成)である、金属酸化物微粒子のメタノール分散二酸化チタン−二酸化ジルコニウム−二酸化ケイ素複合微粒子ゾルと、シラン化合物とを含んでいる。また、コーティング液H−1およびH−3は、密着性を向上するのに効果的な成分(第2の組成)である多官能エポキシ化合物のグリセロールポリグリシジルエーテルを含んでいるのに対し、コーティング液H−2は含んでいない。したがって、基材40の側に密着性を向上する成分を含んだハードコート層を成膜し、それに重ねて密着性を向上するのに効果的な成分を含まないハードコート層を成膜することにより、ハードコート層としての基材に対する密着性を向上できることが分かる。   On the other hand, the lens of Comparative Example 1 in which the first hard coat layer 41 is formed with the coating liquid H-2 and the second hard coat layer 42 is formed with the coating liquid H-1, In spite of the treatment, the adhesion of the surface treatment layer is poor, indicating that the adhesion of the hard coat layer is poor. The coating liquids H-1, H-2 and H-3 are all components (first composition) suitable for improving scratch resistance, and are metal oxide fine particles of methanol-dispersed titanium dioxide-zirconium dioxide. -It contains a silicon dioxide composite fine particle sol and a silane compound. The coating liquids H-1 and H-3 contain a glycerol polyglycidyl ether of a polyfunctional epoxy compound that is an effective component (second composition) for improving adhesion, Liquid H-2 is not included. Therefore, a hard coat layer containing a component that improves adhesion is formed on the side of the base material 40, and a hard coat layer that does not contain an effective component for improving adhesion is formed on top of that. It can be seen that the adhesion to the substrate as the hard coat layer can be improved.

さらに、実施例5では前処理を行っていないために反射防止膜が剥離しているのに対し、ハードコート層は、2層構造であるが、前処理を行わなくても第1の組成が共通しているので層間の剥離は発生しておらず、ハードコート層としては一体として機能していることが分かる。   Further, in Example 5, since the anti-reflection film is peeled off because no pretreatment is performed, the hard coat layer has a two-layer structure, but the first composition is obtained without performing the pretreatment. Since they are common, no delamination occurs, and it can be seen that the hard coat layer functions as a unit.

また、実施例1〜4の評価から分かるように、前処理を行ってハードコート層と反射防止膜との密着性を向上したレンズにおいても、ハードコート層を含めた密着性が非常に良好であり、本発明を採用することにより、ハードコート層に組成の異なる膜を積層した構造であっても、ハードコート層を含めたレンズ基材に対する密着性を担保できる。無機の反射防止膜を形成した実施例6においては、前処理を施さなくても反射防止膜とハードコート層の密着性は良好であり、ハードコート層を含めた基材に対する密着性は良好である。しかしながら、無機の反射防止膜であることに起因する熱クラックが発生しており、他の実施例のレンズに対して耐熱性は低い。   In addition, as can be seen from the evaluation of Examples 1 to 4, the adhesion including the hard coat layer is very good even in the lens in which the pretreatment is performed to improve the adhesion between the hard coat layer and the antireflection film. By adopting the present invention, even with a structure in which films having different compositions are laminated on the hard coat layer, adhesion to the lens substrate including the hard coat layer can be ensured. In Example 6 in which the inorganic antireflection film was formed, the adhesion between the antireflection film and the hard coat layer was good even without pretreatment, and the adhesion to the substrate including the hard coat layer was good. is there. However, thermal cracks are generated due to the inorganic antireflection film, and the heat resistance of the lenses of other examples is low.

このように、ハードコート層を2層構造にすることにより密着性は向上できるが、第1のハードコート層41をコーティング液H−3により成膜した実施例4のレンズ10では、耐擦傷性が良好ではない。コーティング液H−1は、多官能エポキシ化合物が固形分重量比で10%含むように調製されているのに対し、コーティング液H−3は、多官能エポキシ化合物が固形分重量比で30%含むように調製されている。実施例4では、コーティング液H−3により成膜された第1のハードコート層41の強度あるいは硬度が不足しているために、ハードコート層全体の耐擦傷性が低下しているものと考えられる。したがって、第1のハードコート層41も密着性に加えて、ある程度の耐擦傷性は要求され、多官能エポキシ化合物は固形分重量比で25%以下、望ましくは20%以下であることが好ましいと考えられる。また、多官能エポキシ化合物による密着性の向上に大きな効果が見られるのは、固形分重量比で5%以上含まれている場合である。したがって、基材側のハードコート層を形成するコーティング液には、多官能エポキシ化合物が固形分重量比で5〜25%程度含まれていることが好ましく、固形分重量比で5〜20%程度含まれていることがさらに好ましい。   As described above, the adhesion can be improved by making the hard coat layer into a two-layer structure. However, in the lens 10 of Example 4 in which the first hard coat layer 41 is formed with the coating liquid H-3, the scratch resistance is high. Is not good. The coating liquid H-1 is prepared so that the polyfunctional epoxy compound contains 10% by weight of the solid content, whereas the coating liquid H-3 contains 30% of the polyfunctional epoxy compound by weight of the solid content. It is prepared as follows. In Example 4, since the strength or hardness of the first hard coat layer 41 formed with the coating liquid H-3 is insufficient, it is considered that the scratch resistance of the entire hard coat layer is lowered. It is done. Therefore, the first hard coat layer 41 is also required to have a certain degree of scratch resistance in addition to the adhesion, and the polyfunctional epoxy compound is preferably 25% or less, preferably 20% or less in terms of solid content by weight. Conceivable. Moreover, the big effect is seen in the adhesive improvement by a polyfunctional epoxy compound is a case where 5% or more is contained by solid content weight ratio. Therefore, it is preferable that the coating liquid for forming the hard coat layer on the substrate side contains a polyfunctional epoxy compound in a solid content weight ratio of about 5 to 25%, and a solid content weight ratio of about 5 to 20%. More preferably it is included.

なお、上記では、眼鏡に用いるプラスチックレンズを光学素子として製造し、耐熱性や反射防止効果、密着性や耐擦傷性などの耐久性を評価しているが、本発明に適用可能な光学素子は、眼鏡レンズあるいはその他のレンズに限らず、画像表示装置のパネル、プリズム、光ファイバー、情報記録媒体の光学系、光学フィルタなど多種多様なものがある。   In the above, a plastic lens used for eyeglasses is manufactured as an optical element, and durability such as heat resistance, antireflection effect, adhesion, and scratch resistance is evaluated, but the optical element applicable to the present invention is There are various types such as a panel of an image display device, a prism, an optical fiber, an optical system of an information recording medium, and an optical filter, without being limited to spectacle lenses or other lenses.

本発明に係るプラスチックレンズの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the plastic lens which concerns on this invention. 図1に対応するプラスチックレンズの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plastic lens corresponding to FIG. 実施例に用いたコーティング液の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the coating liquid used for the Example. 実施例および比較例のレンズの評価を示す図である。It is a figure which shows evaluation of the lens of an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

10 ワーク(プラスチックレンズ)
40 レンズ基材、41 第1の被覆層(第1のハードコート層)
42 第2の被覆層(第2のハードコート層)、43 反射防止膜
10 Workpiece (plastic lens)
40 Lens base material, 41 1st coating layer (1st hard coat layer)
42 2nd coating layer (2nd hard coat layer), 43 Antireflection film

Claims (14)

樹脂性の基材と、
この基材上に積層された第1の被覆層であって、耐擦傷性を向上する第1の組成と、密着性を向上する第2の組成とを含む第1の被覆層と、
前記第1の被覆層の上に積層された第2の被覆層であって、前記第1の組成を含み、前記第2の組成を含まない第2の被覆層と、
前記第2の被覆層の上に積層された、反射防止用の薄膜とを有する光学素子。
A resinous substrate;
A first coating layer laminated on the substrate, the first coating layer including a first composition for improving scratch resistance and a second composition for improving adhesion;
A second coating layer laminated on the first coating layer, the second coating layer including the first composition and not including the second composition;
An optical element having an antireflection thin film laminated on the second coating layer.
請求項1において、前記第1の組成は、シラン化合物と、金属酸化物微粒子とを含んでおり、
前記第2の組成は、多官能エポキシ化合物を含んでいる、光学素子。
In Claim 1, said 1st composition contains a silane compound and metal oxide fine particles,
The second composition is an optical element containing a polyfunctional epoxy compound.
請求項2において、前記第1の被覆層は、前記多官能エポキシ化合物を固形分重量比で5から25%含んでいる、光学素子。   3. The optical element according to claim 2, wherein the first coating layer contains the polyfunctional epoxy compound in a solid content weight ratio of 5 to 25%. 請求項1において、前記第2の被覆層の表面は、親水化処理されている、光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the surface of the second coating layer is subjected to a hydrophilic treatment. 請求項1において、前記反射防止用の薄膜の屈折率は、前記第2の被覆層の屈折率より少なくとも0.10以上低く、膜厚が50〜150nmである光学素子。   2. The optical element according to claim 1, wherein a refractive index of the antireflection thin film is at least 0.10 or more lower than a refractive index of the second coating layer and a film thickness is 50 to 150 nm. 請求項1において、前記反射防止用の薄膜が、下記の一般式(1)で表される有機ケイ素化合物と、
内部空洞を有するシリカ系微粒子とを含有する光学素子。
12 nSiX1 3-n (1)
(式中、R1は重合可能な反応基または加水分解可能な官能基を有する有機基であり、R2は炭素数1〜6の炭化水素基であり、X1は加水分解可能な官能基であり、nは0または1である。)
In claim 1, the antireflection thin film is an organosilicon compound represented by the following general formula (1):
An optical element containing silica-based fine particles having an internal cavity.
R 1 R 2 n SiX 1 3-n (1)
(In the formula, R 1 is a polymerizable reactive group or an organic group having a hydrolyzable functional group, R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and X 1 is a hydrolyzable functional group. And n is 0 or 1.)
請求項1において、当該光学素子は、プラスチックレンズである光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a plastic lens. 請求項7に記載のプラスチックレンズを有する眼鏡。   Eyeglasses having the plastic lens according to claim 7. 樹脂性の基材の上に、耐擦傷性を向上する第1の組成と、密着性を向上する第2の組成とを含む第1の被覆層を積層する第1の工程と、
前記第1の被覆層の上に、前記第1の組成を含み、前記第2の組成を含まない第2の被覆層を積層する第2の工程と、
前記第2の被覆層の上に、反射防止用の薄膜を積層する工程とを有する光学素子の製造方法。
A first step of laminating a first coating layer including a first composition for improving scratch resistance and a second composition for improving adhesion on a resinous substrate;
A second step of laminating a second coating layer containing the first composition and not containing the second composition on the first coating layer;
And a step of laminating an antireflection thin film on the second coating layer.
請求項9において、前記第1の工程では、浸漬法により前記第1の被覆層を生成し、 前記第2の工程では、浸漬法により前記第2の被覆層を生成し、
前記第3の工程では、湿式法により前記反射防止用の薄膜を生成する光学素子の製造方法。
In Claim 9, in the first step, the first coating layer is generated by an immersion method, and in the second step, the second coating layer is generated by an immersion method,
In the third step, the optical element manufacturing method for producing the antireflection thin film by a wet method.
請求項9において、前記第2の工程と前記第3の工程の間に、前記第2の被覆層の表面を接触角が60°以下になる親水化処理を行う前処理工程を有する光学素子の製造方法。   The optical element according to claim 9, further comprising a pretreatment step of performing a hydrophilic treatment on the surface of the second coating layer so that a contact angle is 60 ° or less between the second step and the third step. Production method. 請求項11において、前記前処理工程では、前記第2の被覆層の表面を粗面化する光学素子の製造方法。   12. The method of manufacturing an optical element according to claim 11, wherein in the pretreatment step, the surface of the second coating layer is roughened. 請求項11において、前記前処理工程では、前記第2の被覆層の表面を紫外線−オゾン洗浄する光学素子の製造方法。   12. The method of manufacturing an optical element according to claim 11, wherein in the pretreatment step, the surface of the second coating layer is subjected to ultraviolet-ozone cleaning. 請求項11において、前記前処理工程では、前記第2の被覆層の表面をプラズマ処理する光学素子の製造方法。

12. The method of manufacturing an optical element according to claim 11, wherein, in the pretreatment step, the surface of the second coating layer is subjected to plasma treatment.

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