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JP4435423B2 - 抗磨耗コーティング組成物およびその製造方法、ならびにその組成物でコートされた部材 - Google Patents

抗磨耗コーティング組成物およびその製造方法、ならびにその組成物でコートされた部材 Download PDF

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Description

【０００１】
発明の背景
（１）発明の分野
本発明は、概して、抗磨耗性のコーティング組成物、そのような組成物の製造方法、および前記抗磨耗性のコーティング組成物からなる硬化された層を含んだ抗磨耗性のコーティングよりなる部材、具体的には、眼鏡レンズのような光学部材に関する。
【０００２】
（２）従来の技術の説明
引っかきに対する感受性から、抗磨耗性または抗引っかき性のコーティングを付与しないと、実用上使用不可能な、または短期間しか使用できない部材が多数存在する。
これは、具体的には、できるだけ長期に渡ってレンズの透明性を維持するための抗磨耗性または抗引っかき性の面が必須の眼鏡レンズのような光学部材の場合である。
今日、眼鏡レンズのような光学の製造時に透明なプラスチック材を使用することは、鉱物ガラスに比べてはるかに軽量であることから、今日通常に行われている。加えて、光学部材、具体的には眼鏡レンズの製造時にそのような透明なプラスチック材を使用することは、製造される部材に１．６以上の高い屈折率を与える。
この成果により、同一の視力矯正機能でより薄いレンズを製造することが可能となった。
【０００３】
しかし、プラスチック材は、より特には、眼鏡レンズの製造に使用されるプラスチック材は、該して、機械的面特性が乏しく、具体的には、磨耗や引っかきに対する耐性が低い。
そのため、それらを抗磨耗性または抗引っかき性のコーティングで保護することは今日通常に行われている。
そのような抗磨耗性または抗引っかき性のコーティングの製造に関して、例えば、米国特許４，０８４，０２１号、４，７４６，３６６号、４，７５４，０１２号、４，８１４，０１７号および５，３５７，０２４号には、オルガノアルコキシシラン類および金属アルコキシド類を含む水性の組成物が提案されている。
これら従来技術の組成物は、コートされるプラスチック基材に抗磨耗性および抗引っかき性を与えるが、より高い抗磨耗性および抗引っかき性を示す抗磨耗性および抗引っかき性のコーティング材の開発に対して、特に眼鏡レンズの製造分野において、なお需要が存在している。
【０００４】
さらに、現在、広範囲の屈折率、例えば、１．４５から１．６５以上までの屈折率を有する透明なプラスチック材の基材が得られるが、幅広い範囲の屈折率、具体的には高い屈折率を示す抗磨耗性および抗引っかき性のコーティング組成物の開発は主要な関心となる。
従来技術のオルガノアルコキシシランを含む水性組成物において、チタンアルコキシドおよびジルコニウムアルコキシドのような金属アルコキシドの量の増加は、得られる硬化されたコーティングの屈折率を増加させる。しかし、そのようなコーティング組成物中に、金属アルコキシドが高い含有量で存在すると、製造される組成物の安定性に問題を生じる。具体的には、コーティング組成物中に高い含量で金属アルコキシドを使用した場合、沈殿および凝集が顕著になる傾向があり、その結果、コーティングが不均質になる。
【０００５】
発明の目的と概要
そのように、本発明の目的は、従来技術の組成物の欠点を解消しつつ、抗磨耗性および抗引っかき性が改善された抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物を提供することである。
本発明は、また、そのような抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物を製造する方法に関する。
本発明は、さらに、前記抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物からなる硬化された層を含んだ抗磨耗性または抗引っかき性のコーティングでコートされた光学部材、具体的には眼鏡レンズに関する。
【０００６】
本発明によれば、
（Ａ）下記式（Ｉ）の少なくとも１つの有機金属化合物とシュウ酸との反応生成物の成分と、
Ｒ1 y - Ｍ（ＯＲ）x-y …（Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｍは、金属であり、Ｒは水素原子またはアルキルラジカルであり、Ｒ1 はキレートリガンドであり、ｘは前記金属の価数であり、ｙは１以上の整数であり、ｘ−ｙは１以上の整数である。）
（Ｂ）下記式（II）の少なくとも１つのオルガノアルコキシシラン、または前記下記式（II）のオルガノアルコキシシランと下記式（II’）のアルコキシシランとの混合物とを含む抗磨耗性、または抗引っかき性のコーティング組成物が与えられる。
Ｒ3 n Ｓｉ（ＯＲ2 ）4-n …（II）
式（II）中、Ｒ2 はアルキルラジカルであり、Ｒ3 はエポキシ化されたアルキル基であり、ｎは１〜３の整数である）
Ｒ’n ’Ｓｉ（ＯＲ''）4-n ' …（II' ）
式（II’）中、ｎ’は０〜３の整数であり、好ましくは０〜２である。Ｒ''は水素原子、またはアルキルラジカル若しくはアルコキシアルキルラジカルであり、好ましくは炭素数が１〜４のアルキルラジカルである。Ｒ’はビニルラジカル、（メタ）アクリルラジカル、芳香族ラジカル、または、環状若しくは脂肪族のアルキルラジカル（好ましくは、炭素数が１〜４のアルキルラジカル）である。
【０００７】
式（II’）の好ましいアルコキシシランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、（メタ）アクリルオキシプロピルトリエトキシシランである。
好ましくは、成分（Ｂ）は、式（II）で表されるオルガノアルコキシシランを多量に含む。
随意に、本発明のコーティング組成物は、成分（Ａ）および（Ｂ）が部分的にまたは完全に加水分解されていてもよい。
【０００８】
好ましい実施形態の詳細な説明
コーティング組成物の成分（Ａ）において、金属は、Ｔｉ，Ｚｒ, Ｓｃ，Ｎｂ，Ｖ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｇｅ，Ｓｎ，ＴａおよびＷからなる群から広く選択される。好ましくは、金属はＴｉ、ＺｒまたはＡｌであり、より好ましくは、ＴｉまたはＺｒである。
Ｒは、好ましくは、エチル、プロピル、ブチルのような炭素数が１〜４のアルキルラジカルである。
Ｒ1 は、好ましくは、下記式のいずれかの化合物から生成するリガンドである。
Ｌ1 ＣＯＣＨ2 ＣＯＯＬ2
Ｌ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＯＬ4
式中、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 およびＬ4 は、炭素数が１〜１０のアルキル基であり、好ましくは、炭素数が１〜４の低級アルキル基であり、より好ましくは、メチル基およびエチル基である。
Ｒ1 で表される好ましいリガンドとしては、アセチルアセトナート、脂肪族アセトアセテート、アセトアセトン類、アセチルアセトン類が例示され、メチルアセトアセテートおよびエチルアセトアセテートが最も好ましい。
【０００９】
また、式（Ｉ）において、ｙは２であることが好ましい。
最も好ましい成分（Ａ）としては、シュウ酸と、チタニウム・ビス（アセチルアセトナート）ジイソプロポキシド、ジルコニウム・ビス（アセチルアセトナート）ジイソプロポキシド、チタニウム・（アセチルアセトナート）トリイソプロポキシドおよびジルコニウム・（アセチルアセトナート）トリイソプロポキシドとの反応生成物が例示される。
【００１０】
本発明の組成物の成分（Ａ）は、
（１）式(III) で表される有機金属化合物と、上記定義されるもののようなリガンドを生成する化合物とを、室温から１００℃以上までの温度で混合させ、その後、
（２）工程（１）の反応生成物を、室温でシュウ酸と混合させることにより調製してもよい。
Ｍ（ＯＲ2 ）4 …(III)
式中、ＭおよびＲ2 は、上記で定義した通りである。
【００１１】
通常、工程（２）では、溶媒も使用する。
好適な溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、または他の低分子量の脂肪族アルコール、エチルアセテート、メチルエチルケトンおよびテトラヒドロピランが例示される。
【００１２】
工程（１）は、反応させる化合物および反応温度により、１〜２４時間実施することができる。
【００１３】
工程（１）において、リガンドを生成する化合物の量は、式（II）の化合物を得る目的で決定される。式（II）において、ｎは１，２または３であり、好ましくは２である。
通常、リガンドを生成する化合物は、式(III) のテトラアルコキシドの開始時の質量を１００質量部とした場合に、１００〜２００質量部使用することができる。
【００１４】
工程（２）は、通常、５〜１５分間実施することができる。
工程（２）で使用するシュウ酸の量は、通常、式(III) のテトラアルコキシドの開始時の質量を１００質量部とした場合に、１０〜７０質量部の範囲であり、好ましくは、１５〜６５質量部である。
しかし、本発明の重要な特徴は、工程（２）において、少なくとも有効量のシュウ酸、例えば、式（Ｉ）の化合物、具体的には、式（Ｉ）のチタニウムまたはジルコニウム化合物に対して、モル比で２以上のシュウ酸を使用することである。
【００１５】
成分（Ｂ）のオルガノアルコキシシランは、式（IV）で表されるエポキシ化されたオルガノアルコキシシランが好都合である。
【化４】
Figure 0004435423
式中、Ｒ4 は、炭素数が１〜４のアルキル基またはアルコキシアルキル基であり、Ｒ5 は、炭素数が１〜６のアルキル基またはアリール基であり、Ｒ6 は、水素原子またはメチル基であり、ｍは２または３であり、ａは１〜６の整数であり、ｂは０，１または２である。
好ましいエポキシ化されたシランは、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−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランおよびγ−グリシドキシエトキシプロピルメチルジメトキシシランである。
最も好ましいシランは、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＧＬＹＭＯ）である。
本発明の抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物において、オルガノアルコキシシランは、加水分解されていても、加水分解されていなくてもよい。シランの加水分解は、部分的であっても、完全であってもよい。オルガノアルコキシシランは、完全に加水分解されているのが好都合である。
【００１６】
本発明の抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物は、さらに、界面活性剤、充填剤、顔料、ＵＶ安定剤、吸着剤、酸化防止剤、架橋剤および硬化触媒のような抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物に通常使用される他の添加剤を含んでもよい。
ジアミド類、イミダゾール類、アミン類、有機スルホン酸類およびそのアミン塩、カルボン酸のアルカリ金属塩および環状アミジン類のような本発明の組成物と同様の組成物に作用する公知の硬化触媒を使用してもよい。
好ましくは、本発明の組成物は、少量の界面活性剤を含む。
本発明の組成物は、また、コロイダルシリカのようなコロイド状の鉱物充填剤、または得られる硬化された層の屈折率を増加させる、具体的には、干渉しまのような光学欠陥を防止するために、基材、特に高屈折率を有する基材、の屈折率にできるだけ屈折率を一致させるために層の屈折率を増加させるコロイド状の充填剤を含んでもよい。
そのような充填剤は、Ｓｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｃｅ，ＳｎまたはＷの酸化物、およびこれらの混合物であってもよく、または、混合酸化物（これらの酸化物の複合粒子）、具体的にはＴｉ／Ｚｒ，Ｔｉ／Ｚｒ／ＳｎまたはＳｎ／Ｗの混合酸化物であってもよい。
【００１７】
本発明は、
（１）溶液中で上記式（Ｉ）の有機金属化合物を有効量のシュウ酸と反応させて、有機金属化合物とシュウ酸との反応生成物の溶液を得る工程と、
（２）工程（１）の反応生成物の溶液に、上記式（II）のオルガノアルコキシシランを添加し、混合する工程とを含む抗磨耗性のコーティング組成物を製造する方法を与える。
好ましくは、本発明の製造方法は、さらに、
（３）工程（２）で得られた混合物を加水分解する工程を含む。
本発明の製造方法のさらに好ましい態様では、さらに、
（４）工程（２）または（３）で得られた混合物のいずれかに界面活性剤を添加する工程が与えられている。
加水分解する工程（３）は、混合物を部分的に加水分解してもよく、または完全に加水分解してもよい。加水分解の媒体は、水、または水とアルコールの混合物であればよい。
【００１８】
工程（１）で使用するシュウ酸の量は、通常は、式（Ｉ）の化合物由来の、対応する式(III) のテトラアルコキシド化合物の質量を１００質量部とした場合に、１０〜７０質量部の範囲であり、好ましくは、１５〜６５質量部である。
シュウ酸の添加および処理は、通常、５〜１５分間、好ましくは室温で約１０分間、の短い時間実施される。
【００１９】
本発明の組成物における式（II）のオルガノアルコキシシランの量は、通常、成分（Ａ）の質量を１００質量部とした場合に、５０〜９０質量部の範囲であり、好ましくは６０〜８０質量部である。
式（II）のオルガノアルコキシシランの添加および混合は、通常、室温で１〜数時間、好ましくは約２時間、実施される。
【００２０】
本発明の組成物を加水分解する場合、加水分解は、脱イオン水または脱イオン水とアルコールの混合物の添加により、通常の方法で実施される。公知のように、加水分解工程は、数時間、例えば、約２時間、実施することができる。好ましくは、使用される水の量は、完全に加水分解が行われるような量である。
界面活性剤のような他の添加剤は、その後、通常の方法で混合される。
【００２１】
本発明は、さらに、本発明のコーティング組成物の硬化された抗磨耗性の層でコートされたプラスチック基材に関する。
好適な基材は、例えば、ポリ（メタ）アクリレート類、ポリチオ（メタ）アクリレート類、ポリスチレン類、ポリウレタン類およびポリカーボネート類のような所望のプラスチック材であり、特にＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商品名ＣＲ−３９R で市販されている物質のようなポリ（ジエチレングリコール・ビス・アリルカーボネート）である。
コーティングする方法は、例えば、液浸、浸漬コーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ロールコーティング、スプレイコーティングまたはブラシコーティングのような通常のコーティング方法であってもよい。
コーティングは、例えば、１〜１００μｍのコーティング厚で実施され、好ましくは、１〜２０μｍであり、特には１〜５μｍである。
【００２２】
本発明の組成物の硬化は、通常、１００〜１５０℃の温度で、１〜数時間加熱することによる。好ましくは、硬化工程は、５０〜７０℃の温度で数分間、通常は１０〜２０分間、のプレキュア工程と、続いて実施する１００〜１２０℃の温度で少なくとも１時間、通常は２〜５時間、のポストキュア工程を含む。
【００２３】
本発明の好ましい態様において、本発明のコーティング組成物から製造される、硬化された抗磨耗性の層は、抗磨耗性のコーティング組成物からなる、先に堆積された、硬化された抗磨耗性の層を含んだプラスチック基材に対して使用される。この抗磨耗性の層は、好ましくは、（メタ）アクリル酸の層またはポリシロキサンの層である。より具体的には、抗磨耗性の層は、１つのエポキシ基と少なくとも２つのアルコキシ基とを含んだシラン化合物の加水分解物よりなる組成物を硬化することにより得られるポリシロキサンの層である。
先に堆積された、硬化された抗磨耗性の層は、１つのエポキシ基と少なくとも２つのアルコキシ基を含んだシラン化合物の少なくとも１つの加水分解物と、コロイダルシリカと、少なくとも１つのアルミニウムキレート化合物よりなることが好ましい。そのような抗磨耗性のコーティング組成物およびプラスチック基材上に硬化された抗磨耗性の層を与えるためのそれらの使用は、引用することにより本明細書の一部をなす米国特許４，２１１，８２３号に開示されている。
最も好ましいシラン化合物は、上記で定義した成分（Ｂ）と同じである。
【００２４】
先に堆積された、硬化された抗磨耗性の層は、さらに、本発明による組成物に関して上述したようなコロイド状の充填剤またはコロイド状の充填剤の混合物を含んでもよい。そのようなコロイド状の充填剤を含む抗磨耗性のコーティング組成物は、米国特許４，５７１，３６５号、欧州特許７３０，１６８号および欧州特許５２６，９７５号に開示されている。
上述したように、コロイド状の充填剤の量は、５０質量％までで使用することができ、ポリシロキサンが下層の場合は３０〜５０質量％の範囲である。
【００２５】
本発明による抗磨耗性のコーティング組成物からなる硬化された抗磨耗性の層は、上記定義した先に堆積された、硬化された抗磨耗性の層上に置かれる。先に堆積された、硬化された抗磨耗性の層は、通常、約１〜２０μｍの厚さを有し、好ましくは、１〜５μｍである。
【００２６】
上記のような硬化された抗磨耗性の下層と結合させて使用した場合に、本発明による硬化された抗磨耗性の層は、Ｂａｙｅｒ試験およびスチールウール試験により測定されるように非常に優れた抗磨耗性を有するハードコートでコートされたプラスチック部材が得られる。
【００２７】
本発明の好ましい態様において、基材は光学部材、具体的には、眼鏡レンズである。
【００２８】
［実施例］
以下の実施例において、特に言及しない限り、部およびパーセントは、質量部および質量％を表す。
Ｂａｙｅｒ抗磨耗性試験およびスチールウール試験は以下のように実施した。Ｂａｙｅｒ抗磨耗性試験
コートされたレンズを、約５００ｇのアルミニウム酸化物（Ａｌ2 Ｏ3 ）［ＺＦ Ａｎｌｕｎｄｕｍ １５２４１２、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｇｒａｉｎｓ（前Ｎｏｒｔｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）］を用いてＡＳＴＭ Ｆ７３５−８１に類似の方法で、研磨砂の固定サイクルの振動に晒し、コーティングの抗磨耗性を試験した。研磨前後の曇度は、Ｐａｃｉｆｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ 曇度計 ＸＬ−２１１を用いて測定した。
研磨前後の曇度測定の変化を、コートしていないレンズとコートしたレンズについて調べた。コートされたレンズの曇度測定値に対するコートされたレンズの曇度測定値の比で、試験レンズの性能を決定した。比が高いほど、コーティングの性能が優れている。少なくとも３つの試験レンズの結果を平均して最終的な比とした。
【００２９】
スチールウール抗引っかき性試験
コートされたレンズを、米国特許４，０８４，０２１号に示されているのと同様の研磨にかけて、コーティングの抗切断引っかき性を調べた。同特許に示された装置は、試験片の前面の曲面に一致する半径６００ジオプトリーに等しい弧でサンプルを振動させるために改造された。振動運動に平行する粒子には“０００”スチールウールを使用した。研磨量は、Ｂａｙｅｒ抗磨耗性試験について上述したように、研磨の前後に研磨された試験片の曇りを透過する光を測定することにより定量した。曇度の変化は、結果の表に示した。曇度の変化が小さいことは、コーティングの性能が高いことを表す。
【００３０】
実施例１
４０ｇのチタニウム・テトライソプロポキシドを、８０ｇのエチルアセトアセテートと混合して、窒素ブランケット下、９０〜１１０℃で２時間加熱した。その後、上記の混合物に１２．７ｇのシュウ酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて１０分間攪拌した。その後、５０ｇのグリシドキシプロピルトリエトキシシラン（ＧＬＹＭＯ）を添加し、２時間攪拌させた。７５ｇの脱イオン水と５０ｇのエタノールの混合物を添加し、２時間攪拌させた。その後、１００のジアセトンアルコールを添加した。最後に０．４ｇの界面活性剤を添加し、攪拌させた。
得られたコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングして。６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアさせた。
硬化された抗磨耗性の層の屈折率の計算値は１．５７であった。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果は、表１に示した。
表１の結果が示すように、本発明による組成物からなる硬化された抗磨耗性の層は、非常に高いＢａｙｅｒ値を示す。
【００３１】
実施例２
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、１２．７ｇのシュウ酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのＧＬＹＭＯを添加し、２時間攪拌させた。７５ｇの脱イオン水と５０ｇのエタノールの混合物をさらに添加し、２時間攪拌させた。１００ｇのジアセトンアルコールを添加した。最後に０．４ｇの界面活性剤を添加し、攪拌させた。
得られたコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。
屈折率の計算値は１．５７であった。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
表１の結果に示されるように、得られた硬化された抗磨耗性の層は、非常に高いＢａｙｅｒ値を示した。
【００３２】
実施例３
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、１２．７ｇのシュウ酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのＧＬＹＭＯを添加し、２時間攪拌させた。７５ｇの脱イオン水と５０ｇのエタノールの混合物をさらに添加し、２時間攪拌させた。１００ｇのジアセトンアルコールを添加した。最後に０．４ｇの界面活性剤を添加し、攪拌させた。
得られたコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R 上に形成されたハードコート上に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。
ハードコートは、米国特許４，２１１，８２３号による抗磨耗性のコーティング組成物を硬化させて得られる硬化された層であり。同特許の組成物の成分は以下の通りである。
ＧＬＹＭＯ ２２．２％
０．１Ｎ ＨＣｌ ５．１％
Ｎａｌｃｏ １０３４Ａ 水性のコロイダルシリカ ３１．６％
（３４質量％乾式抽出）
溶剤 ３９．５％
触媒量のアルミニウムアセチルアセトナート
残りは通常の界面活性剤と随意の添加剤である。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果は、表１に示した。
これらの結果は、Ｂａｙｅｒ試験およびスチールウール試験の結果の間で非常に優れたバランスが取れていることを示している。
【００３３】
実施例４
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、１２．７ｇのシュウ酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのＧＬＹＭＯを添加し、２時間攪拌させた。２００ｇのエタノールを添加した。最後に０．４ｇの界面活性剤を添加し、攪拌させた。得られたコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。屈折率の計算値は１．５７であった。Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
これらの結果は、組成物を水添加により加水分解しない場合でも、Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果で良好なバランスが取れていることを示している。
【００３４】
実施例５
式［ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 ］2 Ｔｉ［ＯＣＨ（ＣＨ3 ）2 ］2 で表される６５ｇの市販のチタニウムキレート Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｙｚｏｒ ＡＡR を６０ｇのエタノールおよび１２．７ｇのシュウ酸と１０分間かけて混合させた。５０ｇのＧＬＹＭＯを添加し、２時間攪拌させた。次に、７５ｇの脱イオン水と５０ｇのエタノールの溶液を添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのジアセトンアルコールを添加した。最後に０．４ｇの界面活性剤を添加し、攪拌させた。
このコーティング組成物を、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。
屈折率の計算値は１．５７であった。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
【００３５】
実施例６
６５ｇのＤｕｐｏｎｔ Ｔｙｚｏｒ ＡＡR を６０ｇのエタノールおよび１２．７ｇのシュウ酸と１０分間かけて混合させた。５０ｇのグリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加し、２時間攪拌させた。１２８ｇのエタノールと５０ｇのジアセトンアルコールを添加し、最後に０．３ｇの界面活性剤を添加して攪拌させた。
このコーティング組成物を、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。
屈折率の計算値は１．５７であった。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
【００３６】
実施例７
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、２５．４ｇのシュウ酸と７０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのグリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加し、２時間攪拌させた。１００ｇのエタノールと７５ｇの脱イオン水を添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのジアセトンアルコールを添加し、最後に０．４ｇの界面活性剤を添加して攪拌させた。このコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。屈折率の計算値は１．５５であった。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
【００３７】
実施例８
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、６．３ｇのシュウ酸と７０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのグリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加し、２時間攪拌させた。１００ｇのエタノールと７５ｇの脱イオン水添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのジアセトンアルコールを添加し、最後に０．４ｇの界面活性剤を添加して攪拌させた。このコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。屈折率の計算値は１．５８であった。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
【００３８】
比較例Ａ
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、１８．２ｇのイタコン酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのグリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのエタノールと７５ｇの脱イオン水を添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのジアセトンアルコールを添加し、最後に０．４ｇの界面活性剤を添加して攪拌させた。得られたコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。
これらの結果に示されるように、この従来技術の組成物のハードコート層は、本発明の組成物よりもはるかに低いＢａｙｅｒ値を示した。
【００３９】
比較例Ｂ
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、１６．２５ｇのフマル酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのＧＬＹＭＯを添加し、２時間攪拌させた。１００ｇのエタノールと７５ｇの脱イオン水を添加して攪拌したところ、液体は１時間で不可逆的にゲル化した。
【００４０】
比較例Ｃ
４０ｇのチタニウムイソプロポキシドと、４０ｇのエチルアセトアセテートを室温で２４時間かけて混合させた。上記の混合物に、２９．４ｇの１，２，４−ベンゼントリカルボン酸と５０ｇのエタノールの混合物を加えて、１０分間攪拌させた。その後、５０ｇのＧＬＹＭＯを添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのエタノールと７５ｇの脱イオン水を添加し、２時間攪拌させた。５０ｇのジアセトンアルコールを添加し、最後に０．４ｇの界面活性剤を添加して攪拌させた。このコーティング組成物は、レンズ基材ＣＲ−３９R に浸漬コーティングし、６０℃で１５分間プレキュアし、１１０℃で４時間ポストキュアした。
Ｂａｙｅｒ試験とスチールウール試験の結果を表１に示した。これらの結果は、Ｂａｙｅｒ試験値が許容できない値であることを示している。
【００４１】
Figure 0004435423

Claims (23)

  1. （Ａ）下記式（Ｉ）の少なくとも１つの有機金属化合物と、シュウ酸の反応生成物の成分と、
    Ｒ1 y - Ｍ（ＯＲ）x-y …（Ｉ）
    （式中、Ｍは、金属であり、Ｒは水素原子またはアルキルラジカルであり、Ｒ1 はキレートリガンドであり、ｘは前記金属の価数であり、ｙは１以上の整数であり、ｘ−ｙは１以上の整数である。）
    （Ｂ）下記式（II）の少なくとも１つのオルガノアルコキシシラン、または前記下記式（II）のオルガノアルコキシシランと下記式（II’）のアルコキシシランとの混合物とを含む抗磨耗性、または抗引っかき性のコーティング組成物。
    Ｒ3 n Ｓｉ（ＯＲ2 ）4-n …（II）
    （式中、Ｒ2 はアルキルラジカルであり、Ｒ3 はエポキシ化されたアルキル基であり、ｎは１〜３の整数である）
    Ｒ’n ’Ｓｉ（ＯＲ''）4-n ' …（II' ）
    （式中、ｎ’は０〜３の整数であり、Ｒ''は水素原子、またはアルキルラジカル若しくはアルコキシアルキルラジカルであり、Ｒ’はビニルラジカル、（メタ）アクリルラジカル、芳香族ラジカル、または、環状若しくは脂肪族のアルキルラジカルである。）
  2. 前記Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ, Ｓｃ，Ｎｂ，Ｖ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｇｅ，Ｓｎ，ＴａおよびＷから選択される請求項１に記載の抗磨耗性のコーティング組成物。
  3. 前記Ｍは、ＴｉまたはＺｒである請求項１に記載の抗磨耗性のコーティング組成物。
  4. 前記Ｒ1 は、下記式のいずれかで表される化合物から生成するリガンドである請求項１に記載の抗磨耗性のコーティング組成物。
    Ｌ1 ＣＯＣＨ2 ＣＯＯＬ2
    Ｌ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＯＬ4
    （式中、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 およびＬ4 は炭素数１〜４の低級アルキル基である。）
  5. 前記オルガノアルコキシシランは、下記式(III) で表される請求項１に記載の抗磨耗性のコーティング組成物。
    Figure 0004435423
    （式中、Ｒ4 は炭素数が１〜４のアルキル基またはアルコキシアルキル基であり、Ｒ5 は炭素数が１〜６のアルキル基またはアリール基であり、Ｒ6 は水素原子またはメチル基であり、ｍは２または３であり、ａは１〜６の整数であり、ｂは０，１または２のいずれかである。）
  6. 前記オルガノアルコキシシランは、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−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランおよびγ−グリシドキシエトキシプロピルメチルジメトキシシランからなる群から選択される請求項５に記載の抗磨耗性のコーティング組成物。
  7. 前記（Ａ）および（Ｂ）は、さらに、部分的に、または完全に加水分解されている請求項１に記載の抗磨耗性のコーティング組成物。
  8. （１）下記式で表される少なくとも１つの有機金属化合物をシュウ酸と反応させる工程と、
    Ｒ1 y - Ｍ（ＯＲ）x-y
    （式中、Ｍは金属であり、Ｒは水素原子またはアルキルラジカルであり、Ｒ1 はキレートリガンドであり、ｘは前記金属の価数であり、ｙは１以上の整数であり、ｘ−ｙは１以上の整数である。）
    （２）前記工程（１）の反応生成物を、下記式で表される少なくとも１つのオルガノアルコキシシランと混合する工程を含む抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物を製造する方法。
    Ｒ3 n Ｓｉ（ＯＲ2 ）4-n
    （式中、Ｒ2 はアルキルラジカルであり、Ｒ3 はエポキシ化されたアルキル基であり、ｎは１〜３の整数である。）
  9. さらに、工程（２）で得られた混合物を部分的に、または完全に加水分解する工程（３）を含む請求項８に記載の方法。
  10. 前記工程（３）は、さらに、界面活性剤を添加し、混合する工程を含む請求項８に記載の方法。
  11. 前記Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ, Ｓｃ，Ｎｂ，Ｖ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｙ，Ａｌ，Ｇｅ，Ｓｎ，ＴａおよびＷから選択される請求項８に記載の方法。
  12. 前記Ｍは、ＴｉまたはＺｒである請求項８に記載の方法。
  13. 前記Ｒ1 は、下記いずれかの式で表される化合物から生成するリガンドである請求項８に記載の方法。
    Ｌ1 ＣＯＣＨ2 ＣＯＯＬ2
    Ｌ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＯＬ4
    （式中、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 およびＬ4 は炭素数が１〜４の低級アルキル基である。）
  14. 前記オルガノアルコキシシランは、下記式（IV）で表される請求項８に記載の方法。
    Figure 0004435423
    （式中、Ｒ4 は炭素数が１〜４のアルキル基またはアルコキシアルキル基であり、Ｒ5 は炭素数が１〜６のアルキル基またはアリール基であり、Ｒ6 は水素原子またはメチル基であり、ｍは２または３であり、ａは１〜６の整数であり、ｂは０，１または２のいずれかである。）
  15. 前記工程（１）において、前記有機金属化合物と反応させる前記シュウ酸の量は、前記式（Ｉ）の化合物由来の、対応するテトラアルコキシド化合物の質量を１００質量部とした場合に、１０〜７０質量部の範囲である請求項８に記載の方法。
  16. 前記工程（２）で添加し、混合する前記オルガノアルコキシシランの量は、前記工程（１）で得られた反応生成物の質量を１００質量部とした場合に、５０〜９０質量部の範囲である請求項８に記載の方法。
  17. 請求項１に記載の抗磨耗性または抗引っかき性のコーティング組成物を硬化させた層でコートされたプラスチック基材。
  18. （メタ）アクリル酸またはポリシロキサンの硬化物よりなる第１の抗磨耗性のコーティングと、前記第１のコーティング上に堆積される、請求項１に記載の組成物からなる追加の抗磨耗性の硬化された層を有するプラスチック基材。
  19. 前記ポリシロキサンのコーティングは、１つのエポキシ基と、ケイ素に直接結合する少なくとも２つのアルコキシ基を含むシラン化合物を加水分解して得られるコーティングである請求項１８に記載のプラスチック基材。
  20. 前記シラン化合物は、下記式（IV）で表される請求項１９に記載のプラスチック基材。
    Figure 0004435423
    （式中、Ｒ4 は、炭素数が１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｒ5 は、炭素数が１〜６のアルキル基またはアリール基であり、Ｒ6 は、水素原子またはメチル基であり、ｍは、２または３であり、ａは１〜６の整数であり、ｂは０，１または２のいずれかである。）
  21. １つのエポキシ基と、少なくとも２つのアルコキシ基を含んだシラン化合物の少なくとも１つの加水分解物と、コロイダルシリカと、少なくとも１つのアルミニウムキレート化合物とを含んだ抗磨耗性の組成物からなる第１の硬化された層と、前記第１の硬化された層上に堆積される請求項１に記載の組成物からなる追加の硬化された抗磨耗性の層とを含むプラスチック基材。
  22. 請求項１に記載の抗磨耗性の組成物からなる硬化された層でコートされた少なくとも１つの面を有するプラスチック基材よりなる眼鏡レンズ。
  23. １つのエポキシ基と、少なくとも２つのアルコキシ基を含んだシラン化合物の少なくとも１つの加水分解物と、コロイダルシリカと、少なくとも１つのアルミニウムキレート化合物とを含んだ抗磨耗性の組成物からなる第１の硬化された層と、前記第１の硬化された層上に堆積される、請求項１に記載の抗磨耗性の組成物からなる追加の硬化された抗磨耗性の層とで少なくとも１つの面がコートされたプラスチック基材よりなる眼鏡レンズ。
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