(57)【要約】【課題】紫外線曝露を必要とせず、優れた防曇性能が長期間持続し、耐久性にも優れた防曇性光学部材を提供すること。【解決手段】少なくとも１種のジアリルフタレート成分とペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）との共重合体からなる防曇性薄膜を基材の最外層に有することを特徴とする防曇性光学部材である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種のジアリルフタレート成分とペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）との共重合体からなる防曇性薄膜を基材の最外層に有することを特徴とする防曇性光学部材。
【請求項２】
共重合体がジアリルフタレート成分とペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）を２：１〜１：３の当量比で配合して共重合させたものである請求項１記載の防曇性光学部材。
【請求項３】
共重合体が紫外線硬化物である請求項１記載の防曇性光学部材。
【請求項４】
防曇性薄膜が０．０１〜１０．０μｍの膜厚を有する請求項１記載の防曇性光学部材。
【請求項５】
光学部材が眼鏡レンズである請求項１記載の防曇性光学部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防曇性を有する眼鏡レンズ、カメラレンズ、車や家屋の窓ガラス、ヘルメットのシールド等の光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡レンズ、カメラレンズ、窓ガラス等の各種の光学部材では表面に細かな水滴が付着し、この水滴による光の乱反射により光学部材の表面が曇り、視界をさえぎる。例えば、この現象が眼鏡レンズに起こった場合、装着者は非常に不快である。特に寒い室外から、暖房された室内へ入った場合などに、この曇り現象が生じやすい。
これらの表面の曇りを抑える目的で、さまざまな表面改質方法が提案されている。例えば、表面に親水性の膜を付加して吸水性にする方法（特許文献１及び特許文献２参照）、表面を微細な凹凸で覆い吸水性を高める方法、光触媒活性を利用して吸水性にする方法、超撥水性処理を施して水滴の付着を防ぐ方法などが挙げられる。なかでも表面を界面活性剤で覆う方法が簡易的に取られ、製品としても発売されている。
特許文献１：特開２００３−５７４０３号公報
特許文献２：特開２００３−１５０９２号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方法では不具合も生じている。吸水性を得るための様々な方法では、吸水できる許容量があり、その吸水量を超えると飽和して、効果を発揮できなくなる。また、光触媒活性を用いる方法では、その効果を持続させるためには、紫外線曝露が必須であるため、室内や夜間などでは効果を発揮できない。超撥水性処理を施す方法では、表面の傷つき難さに難点があり、その耐久性も不十分である。
また、表面を界面活性剤で覆う方法では、水が付着すると界面活性剤が流れ落ちてしまい、その効果を持続させることが難しい。
したがって、紫外線曝露を必要とせず、優れた防曇性能が長期間持続し、耐久性にも優れた防曇性光学部材の開発が求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため検討を重ねた結果、基材の最外層に特定の共重合体からなる防曇性薄膜を設けることによって、防曇性に優れた光学部材が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、少なくとも１種のジアリルフタレート成分とペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）との共重合体からなる防曇性薄膜を基材の最外層に有することを特徴とする防曇性光学部材を提供するものである。
本発明において、防曇性薄膜は、ジアリルフタレート成分とペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）を２：１〜１：３の当量比で配合して共重合させて得た共重合体からなるのが好ましい。
本発明の防曇性光学部材において、上記共重合体は上記のコモノマーを紫外線硬化させて得られる共重合体であるのが好ましい。
また、本発明の防曇性光学部材において、防曇性薄膜は、０．０１〜１０．０μｍの膜厚を有するのが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の防曇性光学部材を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の防曇性光学部材の実施例を示す断面図である。
図１に示した防曇性光学部材は、基材１と、ハードコート層２と、防曇性薄膜３から構成されている。
以下、これらの各構成要素について順次説明する。
【０００６】
本発明において、防曇性薄膜３の形成に用いられるジアリルフタレート成分には、その異性体として、オルト、イソ、テレの３種類が存在するが、これらのうち１種又は２種以上を混合して用いることができる。
ジアリルフタレート成分とペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）は、配合比を様々に変動させて使用できるが、防曇性薄膜として使用する場合には、当量比で２：１〜１：３の割合で配合されることが好ましい。この範囲外の当量比で配合すると、充分な防曇効果が得られなくなる。
【０００７】
本発明において、防曇性薄膜の形成に用いられる重合組成物は、上記成分を反応させるための触媒として光重合開始剤を含有する。この光重合開始剤は、重合組成物中に０．００５〜１０重量％の割合で含まれるのが好ましい。光重合開始剤の添加量が０．００５重量％未満であると、重合に充分な反応が起こらず、薄膜が形成されず、また、１０重量％を超えると、光重合開始剤を添加した後、急速に反応が起き、溶液としての安定性が損なわれる。
本発明で用いられる光重合開始剤としては、特に制限はなく、各種のものを用いることができる。例としては、ベンゾフェノン、ビスアシルホスフィンオキサイド、ベンジルジメチルケタール、α−アミノアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等が挙げられ、これらを単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
上記重合組成物には、必要に応じて帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、無機充填剤、着色剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤を配合することが出来る。
【０００８】
防曇性薄膜３の成形方法としては、特に限定されず、一般に用いられている方法が適用でき、例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレー法、フロー法等の各種塗布方法により形成することができる。
防曇性薄膜３の硬化方法としては、紫外線を照射して硬化する方法が用いられる。光源としては、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどが挙げられる。
【０００９】
防曇性薄膜３の膜厚としては、０．０１〜１０．０μｍが好ましく、０．１〜１．０μｍであるのがより好ましい。防曇性薄膜３の膜厚が、０．０１μｍ未満であると、充分な防曇効果が得られず、１０．０μｍを超えると、加工時に均一な塗膜を得ることが困難になり、特徴である防曇効果にムラが発生する場合がある。
【００１０】
本発明に用いられる基材１としては、特に制限はないが、例えば、無色あるいは有色透明の各種硝材又は各種プラスチック材料が挙げられる。プラスチック材料の具体例としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
以下、光学部材を眼鏡レンズとした場合に好適な態様を説明する。
基材１の屈折率は、特に限定されないが、１．５０〜１．７５であることが好ましい。なお、ここでいう屈折率とは、波長５５０ｎｍにおける屈折率を意味する（以下、同様）。
【００１１】
基材１には、ハードコート層２が設けられていることが好ましい。これにより、基材１と防曇性薄膜３との密着性を向上することができ、かつ基材の傷付き防止にもなる。かかるハードコート層２は、その厚さが１〜１０μｍであり、基材１と同一屈折率であることが好ましい。ハードコート層の膜厚が１μｍより薄いと、所望の性能が発揮されない場合が生じ、一方１０μｍより厚いと、光学的な歪が生じることがある。
【００１２】
ハードコート層２の構成材料としては、特に制限はなく、従来公知の各種のハードコート用コーティング材料を用いることができ、例えば、シリコン系材料、多官能アクリル系材料、ウレタン系材料、メラミン系材料等が挙げられる。この中でシリコン系材料としては、例えば、テトラアルコキシシラン又はアルキルトリアルコキシシランとビニル基、アリル基、エポキシ基、メタクリル基等の官能基を有するシランカップリング剤の加水分解物等が挙げられる。また、多官能アクリル系材料としては、例えば、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。さらに、ウレタン系材料としては、メラミンポリウレタン等が挙げられる。
【００１３】
また、表面硬度を向上する目的で、無機微粒子をハードコート層２の構成材料に配合することもできる。無機微粒子としては、粒径１〜２００ｎｍのＳｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｔｉから選ばれる１種以上の金属酸化物からなる微粒子及び／又はＳｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉから選はれる２種以上の金属酸化物から構成される複合微粒子を例示することができる。
無機微粒子の具体例としては、ＳｉＯ２  、ＳｎＯ２  、Ｓｂ２Ｏ５  、ＣｅＯ２  、ＺｒＯ２  、ＴｉＯ２  などの微粒子が、分散媒、例えば、水もしくは有機溶媒にコロイド状に分散したもの、あるいはＳｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉなどの金属の酸化物の２種以上によって構成される複合微粒子が水もしくは有機溶媒にコロイド状に分散したものである。
無機微粒子の配合量は、ハードコート層２中の固形分に占める割合として、４５〜６５重量％であることが好ましい。４５重量％より少ないと、充分な表面硬度を得ることが難しくなる場合があり、６５重量％を超えると、ハードコート層にクラックが生じる場合がある。
【００１４】
なお、ハードコート層２を成形する前に、密着性を向上させるため、基材表面をコロナ放電やマイクロ波などの高電圧放電などの電子線による処理、酸、塩基等による化学処理などの表面処理をすることができる。
ハードコート層２の形成方法は、特に限定されず、例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレー法、フロー法等の既知の各種塗布方法により形成することができる。
【００１５】
さらに、図２は、本発明の別の実施例を示す防曇性光学部材の断面図である。図２に示した防曇性光学部材は、基材１と、ハードコート層２、反射防止膜４及び防曇性薄膜３から構成されている。
【００１６】
反射防止膜４は、隣接する層間の屈折率変化が増加と減少を交互に繰り返すように構成されているのが好ましい。このような構成とすることにより反射防止効果を得ることができるとともに、反射防止膜４の層構成を簡素化することができる。さらに光学部材に対し、入射方向の異なる光線（例えば、眼鏡レンズ（光学部材）の表面及び裏面から入射する可視光）の反射率の差及び反射色の差をできるだけ小さくすることができる。
反射防止膜４は、屈折率が１．５以下の低屈折率層と、屈折率が２．０以上の高屈折率層をそれぞれ少なくとも１層含むのが好ましい。これにより反射防止効果を向上させることができる。
【００１７】
高屈折率層の構成材料は、特に限定されないが、例えばＺｒＯ２  及びＴｉＯ２  のいずれかを含む材料で構成されるのが好ましい。このような材料を用いることにより、高屈折率かつ高耐久性の薄膜を形成することができる。各高屈折率の光学的膜厚は５０〜２０００ｎｍ程度が好ましく、１００〜１５００ｎｍ程度がより好ましい。膜厚が５０ｎｍより薄いか、２０００ｎｍより厚いと、充分な反射防止効果を得ることが難しい。また、高屈折率層が複数形成される場合、各構成材料及び光学的膜厚は同じでも異なっていてもよい。
【００１８】
低屈折率層の構成材料は、特に限定されないが、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２  ）及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）のいずれかを含む材料で構成されているのが好ましい。このような材料を用いることにより、高耐久性であって、かつ隣接する層との密着性が良好な積層体を得ることができる。各低屈折率層の光学的膜厚は５〜７５０ｎｍ程度が好ましく、１０〜７００ｎｍ程度がより好ましい。膜厚が５ｎｍより薄いか、７５０ｎｍより厚いと充分な反射防止効果を得ることが難しい。低屈折率層が複数形成される場合、各構成材料及び光学的膜厚は同じでも異なっていてもよい。
【００１９】
反射防止膜の形成は、例えば、真空蒸着法、プラズマ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の気相成膜法により行なうのが好ましく、特に屈折率、光学的膜厚、膜構成等を容易に制御することができるという観点から真空蒸着法を用いるのがより好ましい。
本発明の別の態様として、図１あるいは図２の構成において、基材１とハードコート層２の遭い断ちプライマー層を設けることで、耐衝撃性及び密着性を向上させるようにしても良い。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明の実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２１】
実施例１
（１）防曇性光学部材の作製
基材であるジエチレングリコールビスアリルカーボネート製眼鏡レンズ（屈折率１．５０）の上にハードコート層（トクヤマ社製、商品名ＴＳ−５６、屈折率１．４８、膜厚２．０μｍ）をディップ法により塗布硬化させて形成した。
ジアリルフタレート１００．４重量部、ペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）９９．６重量部及び光重合開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、商品名：ダロキュア１１７３）０．２重量部を暗所で混合し、得られた組成物を、上記のハードコート層を設けた眼鏡レンズにスピンコートした。このときのワークの回転速度は、４８００ｒｐｍで、回転時間は４０秒間とした。コート直後、出力１２０Ｗのメタルハライドランプで５分間照射し、厚さ０．７μｍの防曇性薄膜を形成した。
【００２２】
（２）性能評価
上記のようにして得られた防曇性眼鏡レンズの性能評価を以下の要領で行なった。試験結果を表１に示す。
▲１▼接触角
接触角計（型式ＣＡ−Ｓ、協和界面科学社製）を用いてレンズ面の接触角を測定した。
▲２▼防曇性試験
試験レンズを５±１℃に調整した低温恒温槽に３０分間入れる。その後、低温恒温槽から取出して２０±２℃、湿度６５±１０％に調整した恒温室に入れ、３０秒間放置した後、下記の基準で評価した。
１級：曇りが全く無い
２級：レンズ面の１０％まで曇りがある
３級：レンズ面の５０％まで曇りがある
４級：レンズ全面に曇りがある
▲３▼付着性試験
ＪＩＳ  Ｋ  ５４００塗料一般試験方法に準じて行なった。切り傷間隔は１ｍｍとし、マス目の数は１００個とした。なお、評価はテープ剥離後に残ったマス目の数で示し、数の多いものほど良好とした。
【００２３】
実施例２
基材であるジエチレングリコールビスアリルカーボネート製眼鏡レンズ（屈折率１．５０）の上にハードコート層（屈折率１．４８、膜厚２．０μｍ）をディップ法により塗布硬化させてハードコート層付き眼鏡レンズを形成した。
形成されたハードコート層上に真空蒸着法によりレンズ側から大気側に向かってＳｉＯ２  、ＴｉＯ２  、ＳｉＯ２  、ＴｉＯ２  、ＳｉＯ２  の５層の薄膜をそれぞれＳｉＯ２  −ＴｉＯ２  −ＳｉＯ２  でλ／４、ＴｉＯ２  でλ／２、ＳｉＯ２  でλ／４（ここでλ＝５５０ｎｍ）の光学的膜厚で形成し、反射防止膜を作製した。この反射防止膜を施したレンズの表面に、実施例１で行なったのと同様に防曇性薄膜を形成した。
上記のようにして得られた防曇性眼鏡レンズの性能評価を、実施例１（２）性能評価に記載した要領で行なった。試験結果を表１に示す。
【００２４】
実施例３
防曇性薄膜の成分としてジアリルフタレートの代わりにジアリルイソフタレートを用いた以外は、実施例１と同様にして行なった。
得られた防曇性光学部材の性能評価を実施例１（２）性能評価に示した要領で行なった。試験結果を表１に示す。
【００２５】
実施例４
容器中にｍ−キシリレンジイソシアネート６２．５ｇ、４−メルカプトメチル−３，６−ジチア−１，８−オクタンジチオール５７．６ｇ、ジブチル錫ジラウレート０．０２ｇ、内部離型剤（Ｚｅｌｅｃ  ＵＮ（デュポン社製））０．１２ｇ、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール０．０６ｇを順次入れて混合し、攪拌した後に真空下で１時間脱気を行なった。次いで、ガラス型とガスケットよりなるモールド型に注入し、５５℃で７時間保持し、その後５５℃から１０５℃まで５時間かけて昇温し、さらに１０５℃から１２０℃まで０．５時間で昇温する。続いて１２０℃で２時間かけて重合を行なった後、冷却し、ガラス型とガスケットを除去し、プラスチックレンズを得た。
攪拌装置を備えたフラスコ中にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０５ｇを入れ、０．０１規定塩酸３６ｇを加え、加水分解を行ない、一昼夜攪拌して加水分解物を調製した。この加水分解物にメタノール分散酸化ジルコニウム−二酸化チタン−二酸化ケイ素複合微粒子ゾル（触媒化成工業社製、商品名：オプトレイク１１３０Ｚ、固形分濃度３０重量％）４５０ｇ、硬化触媒としてアルミニウムアセチルアセトネート１．５ｇ、メタノール７０ｇ、シリコーン系界面活性剤０．０２ｇを順次加え、２０時間攪拌し、次いで攪拌を停止し、２０±４℃の温度下で２０時間静置して熟成させ、濾過してコーティング液を得た。
上記の方法で作製したプラスチックレンズを洗浄した後、上記のコーティング液を用いて浸漬法により塗布した。この時の引上げ速度は、２００ｍｍ／分であった。塗布後、９５℃で１５分間の加熱予備硬化、及び１２５℃で３時間の加熱本硬化を行ない、ハードコート層を設けた。
上記のハードコート層付きプラスチックレンズに実施例１で施したのと同様にして防曇性薄膜を形成した。
得られた防曇性レンズの性能評価を実施例１（２）性能評価に記載した要領で行なった。試験結果を表１に示す。
【００２６】
比較例１
防曇性薄膜を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして行なった。
得られた防曇性眼鏡レンズの性能評価を実施例１（２）性能評価に記載した要領で行なった。試験結果を表１に示す。
【００２７】
比較例２
実施例２において防曇性薄膜をハードコート層と反射防止膜の間に設けた以外は、実施例２と同様に行なった。
得られた防曇性眼鏡レンズの性能評価を実施例１（２）性能評価に記載した要領で行なった。試験結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【発明の効果】
本発明の防曇性光学部材は、紫外線曝露を必要とせず、長期間持続する優れた防曇性能を有し、防曇性薄膜の付着性にも優れ、高い耐久性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す防曇性光学部材の断面図である。
【図２】本発明の別の実施例を示す防曇性光学部材の断面図である。
【符号の説明】
１    基材
２    ハードコート層
３    防曇性薄膜
４    反射防止膜
【図１】
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【図２】
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