Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kunststofflinse und eine Haftvermittlerzusammensetzung zum Beschichten von selbiger.

Eine Kunststofflinse weist einen Film auf Siliziumbasis oder anderen Hartbeschichtungs- bzw. Kratzschutz- oder UV-Licht-gehärteten Film auf ihrer Oberfläche auf, weil sie leicht verkratzt. Ein Antireflexionsfilm kann weiter auf der Kunststofflinse durch Dampfabscheidung eines anorganischen Materials zur Dämpfung der Reflexion auf der Oberfläche der Kunststofflinse gebildet werden. Eine solche Linse hat Fehler, und zwar insofern als dass ihre Schlagbeständigkeit gering ist und sie in einem Kugelfall-Schlagversuchstest (FDA-Standards der USA) Risse bildet.

Um dieses Problem zu lösen, ist eine Technologie zur Bildung einer Haftvermittler-Schicht aus einem Urethanharz zwischen einem Linsensubstrat und einer harten Schicht bekannt.

Die JP-A-5 25 299 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststofflinse, welches das Beschichten einer Haftvermittlerbeschichtung, die ein mit &bgr;-Diketon geblocktes Polyisocyanat und ein Polyol als Hauptkomponenten umfasst, auf der Oberfläche eines Kunststofflinsensubstrats; das Härten durch Erwärmen zur Bildung einer Haftvermittler-Schicht aus einem wärmehärtbaren Polyurethan; das Bilden einer harten Schicht; und das Bilden eines Antireflexionsfilms aus einer einzelnen Schicht oder aus mehreren Schichten auf der Oberfläche der Hartbeschichtung durch Dampfabscheidung eines anorganischen Materials umfasst.

Die JP-B 7-62 722 offenbart eine Kunststofflinse, welche durch Laminieren einer Haftvermittler-Schicht mit einer Dicke von 0,01 bis 30 &mgr;m, die durch Beschichten und Erwärmen einer Polyurethanharzlösung gebildet wird, die aus Diisocyanat und mindestens einem Diol, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylenglykol, Polyalkylenglykol, Poly(alkylenadipat), Poly-&egr;-caprolactonen, Polybutadienen, Poly(alkylencarbonat) und Silikonpolyol) erhalten wird, einer gehärteten Harzschicht auf Siliziumbasis und einem einschichtigen oder mehrschichtigen Antireflexionsfilm, der durch Dampfabscheiden eines anorganischen Materials gebildet wird, in dieser Reihenfolge auf einer Kunststofflinse gebildet wird, die hauptsächlich aus einem Terpolymer von Diethylenglykolbisallylcarbonat, Diallylphthalat und Benzylmethacrylat besteht.

Die oben genannten Stände der Technik beinhalten die folgenden Probleme.

• (1) Obwohl Brillenlinsen in Temperaturbereichen von 30°C und sogar in kalten Bereichen von 0°C verwendet werden, ist ein Urethan-Haftvermittler, welcher aus einem Adipinsäure als Hauptkomponente umfassenden Polyesterpolyol hergestellt wird, insbesondere unterlegen bezüglich der Schlagbeständigkeit bei hohen Temperaturen und kann eine ausreichende Schlagbeständigkeit in einigen Fällen erreichen.
• (2) Von Linsen mit einem Brechungsindex (HI-Linsen) gibt es eine Linse mit einer niedrigen Schlagbeständigkeit. Es wird eine Linse mit einer höheren Schlagbeständigkeit verlangt.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kunststofflinse mit einer hohen Schlagbeständigkeit, obwohl sie einen Antireflexionsfilm besitzt, in verschiedenen Umgebungen und einen Haftvermittler für die Kunststofflinse bereitzustellen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine HI-Kunststofflinse mit einer wirksamen Schlagbeständigkeit und einem Haftvermittler für die Kunststofflinse bereitzustellen.

Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung offensichtlich.

Die WO 97/10 306 beschreibt eine Haftvermittlerzusammensetzung, die eine Bromverbindung enthält, welche eine von Tetrabrombisphenol A abgeleitete Einheit und ein Polyisocyanat enthält.

Die JP 8 224 534 beschreibt die Verwendung eines Haftvermittlers zur Beschichtung eines Basismaterials.

Die JP 7 084 101, JP 6 118 203, JP 6 337 376, JP 6 051 104, JP 3 109 502 und JP 3 166 277 beschreiben die Verwendung verschiedener Polyurethanharze in Haftvermittler-Schichten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, können die oben genannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindungen erstens durch eine Kunststofflinse, die ein Kunststofflinsensubstrat, eine Polyurethanschicht, die auf mindestens einer Seite des Substrats aufgebracht ist, und eine Siliziumharz-Kratzschutzbeschichtung auf der Polyurethanschicht der Kunstofflinse umfasst, wobei die Polyurethanschicht ein gehärtetes Produkt eines Haftvermittlers ist (die im Folgenden als "Haftvermittler-gehärtete Schicht" bezeichnet wird), der als Hauptkomponenten umfasst: (1) ein Oxid von mindestens einem Metallatom, das Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In oder Ti ist, und Feinpartikel enthält, die einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 100 nm in einer Menge von 70 Gew.-% oder weniger, bezogen auf den Gehalt an Feststoff, aufweisen, (2) ein Polyisocyanat, und (3) ein Polyesterpolyol, das als eine Säurekomponente enthält: Isophthalsäure in einer Menge von mindestens 50 Mol-%, basierend auf der Summe aller Säurekomponenten, und eine andere Dicarbonsäure in einer Menge von 50 Mol-% oder weniger, basierend auf der Summe aller Säurekomponenten, welche mindestens eine Dicarbonsäure ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phthalsäure, Terephthalsäure, Phthalsäureanhydrid, hydrierter Phthalsäure, Fumarsäure, dimerisierter Linolsäure, Maleinsäure und gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, die 4 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen.

Zunächst wird die Haftvermittler-gehärtete Schicht beschrieben.

Ein Urethanharz, das ein Isophthalsäure als eine Hauptkomponente enthaltendes Polyesterpolyol umfasst, weist eine höhere Schlagbeständigkeit bei einem breiten Temperaturbereich, wie er im täglichen Leben vorkommt, als ein herkömmliches Urethanharz auf, welches ein Adipinsäure als eine Hauptkomponente enthaltendes Polyesterpolyol umfasst. Insbesondere verschlechtert sich die Schlagbeständigkeit von Erstgenanntem nicht bei hohen Temperaturen. Das Urethanharz liefert ein HI-Linsensubstrat, welches etwas schlechter in der Schlagbeständigkeit ist, mit einer ausreichend hohen Schlagbeständigkeit für die praktische Anwendung.

Der Haftvermittler, welcher die Haftvermittler-gehärtete Schicht in der vorliegenden Erfindung bildet, umfasst ein Polyesterpolyol und ein Polyisocyanat als Hauptkomponenten.

Das Polyesterpolyol ist ein Polyester, welcher Isophthalsäure in einer Menge von mindestens 50 Mol-%, basierend auf der Summe aller Säurekomponenten, und eine weitere Dicarbonsäure in einer Menge von 50 Mol-% oder weniger, basierend auf der Summe aller Säurekomponenten umfasst und welches eine Hydroxylgruppe an den Enden des Moleküls aufweist.

Die andere Dicarbonsäure, die in einer Menge von 50 Mol-% oder weniger enthalten sein soll, ist mindestens eine Carbonsäure, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Phthalsäure, Terephthalsäure, Phthalsäureanhydrid, hydrierter Phthalsäure, Fumarsäure, dimerisierter Linolsäure, Maleinsäure und gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.

Als Hydroxylverbindung kann eine Verbindung verwendet werden, die in breitem Umfang für die Synthese eines Polyesterpolyols verwendet wird, wie beispielhaft durch Verbindungen angegeben wird, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt sind:

Veranschaulichende Beispiele des Polyols schließen Diole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Polypropylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Nonandiol, Methylpentandiol, Neopentylglykol und ein Addukt von Bisphenol A mit Ethylenoxid oder mit Propylenoxid; und Polyole mit drei oder mehr Hydroxylgruppen, wie Trimethylolpropan, Glycerin, Trimethylolethan und Pentaerythritol, ein.

Typische Beispiele der durch die oben genannte Formel (1) dargestellten Verbindung sind ein Bromid eines Addukts von Bisphenol A mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, und typische Beispiele der durch die oben genannte Formel (2) dargestellten Verbindung sind 4,4'-Thiobisbenzolthiol und 4,4'-Thiobisbenzylthiol.

Die oben genannten Hydroxylverbindungen können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.

Als Polyisocyanat kann jegliches Polyisocyanat mit einem gesättigten aliphatischen Skelett und eines mit einem aromatischen Ring als Skelett verwendet werden. Diese Polyisocyanate können in der Form eines Monomers, Isocyanurats, Allophanats, einer Bürette, von Carbodiimid, eines Addukts, eines modifizierten Produkts oder Präpolymers verwendet werden.

Veranschaulichende Beispiele des Polyisocyanats mit einem gesättigten aliphatischen Skelett schließen Hexamethylendiisocyanat, 1,3,3-Trimethylhexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat, hydriertes Xylylendiisocyanat und hydriertes Diphenylmethandiisocyanat ein.

Veranschaulichende Beispiele des Polyisocyanats mit einem aromatischen Ring als Skelett schließen Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat und Tetramethylxylylendiisocyanat ein.

Die Isocyanatgruppe (-N=C=O) des Polyisocyanats kann durch ein Blockiermittel geblockt sein.

Veranschaulichende Beispiele des Blockiermittels schließen &bgr;-Diketon, Diethylmalonat, Dimethylmalonat, Acetoxim, Methylethylketoxim, Butanonoxim, Acetylaceton, 2,4-Hexandion, 3,5-Heptandion und Caprolactam ein.

In der vorliegenden Erfindung liegt, wenn das Polyisocyanat Hexamethylendiisocyanat ist, dieses in der Form eines Isocyanurats von Hexamethylendiisocyanat vor und die Isocyanatgruppe davon ist vorzugsweise durch mindestens eine Verbindung, gewählt aus der Gruppe bestehend aus &bgr;-Diketon, Diethylmalonat, Dimethylmalonat, Acetoxim und Butanonoxim, geblockt.

Desgleichen, wenn das Polyisocyanat Xylylendiisocyanat oder Tetramethylxylylendiisocyanat ist, ist die Isocyanatgruppe vorzugsweise durch mindestens eine Verbindung, gewählt aus der Gruppe bestehend aus &bgr;-Diketon, Diethylmalonat, Dimethylmalonat, Acetoxim und Butanonoxim, geblockt.

Der Haftvermittler in der vorliegenden Erfindung umfasst das oben genannte Polyesterpolyol und Polyisocyanat als Hauptkomponenten und kann anderes Polyol nach Bedarf enthalten.

Anderes Polyol kann dem Haftvermittler zur Einstellung der physikalischen Eigenschaften von dessen gehärtetem Produkt zugegeben werden. Als das andere Polyol können Polycarbonatpolyole (Nipporan 980-Serie von Nippon Polyurethane Co., Ltd., oder Carbodiol von Toagosei Co., Ltd.), Polyetherpolyole (Adecapolyether von Asahi Denka Kogyo K.K., Actocall of Takeda Chemical Industries, Ltd., PPG-Diol-Serie von Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) und Acrylpolyole (Takerack of Takeda Chemical Industries, Ltd., Acridic of Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) verwendet werden.

Das andere Polyol wird vorzugsweise in einer Menge von 50 oder weniger Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von 30 oder weniger Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Polyesterpolyols, verwendet.

Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass der Haftvermittler in der vorliegenden Erfindung ein Polyesterpolyol oder eine Kombination eines Polyesterpolyols und anderen Polyols in einer solchen Menge enthält, dass die Isocyanatgruppe des Polyisocyanats 0,7 bis 1,5 Äquivalente, basierend auf einem Äquivalent der Hydroxylgruppe des Polyesterpolyols oder der Gesamtheit der Hydroxylgruppen des Polyesterpolyols und von anderem Polyol, betragen soll.

Der Haftvemittler in der vorliegenden Erfindung enthält Feinpartikel eines spezifischen Metalloxids.

Der Brechungsindex der Haftvermittler-gehärteten Schicht kann durch den Gehalt an Feinpartikel eines spezifischen Metalloxids in dem Haftvermittler erhöht werden. Die Feinpartikel werden aus einem Oxid von mindestens einem Metallatom, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In und Ti, hergestellt und haben einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 100 nm.

Damit in dem Haftvermittler die Feinpartikel enthalten sind, ist es bevorzugt, ein Sol zu verwenden, das durch Dispergieren der Feinpartikel in einem organischen Lösemittel hergestellt wird.

Der Gehalt der Feinpartikel in dem Haftvermittler beträgt 70 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, was den Feststoffgehalt angeht.

Der Haftvermittler in der vorliegenden Erfindung wird allgemein in einem organischen Lösemittel hergestellt.

Das organische Lösemittel ist vorzugsweise ein Glykol oder Keton.

Veranschaulichende Beispiele für das Glykol schließen Ethylenglykolmonomethyletheracetat, Ethylenglykolmonoethyletheracetat, Ethylenglykolmonopropyletheracetat, Ethylenglykolmonobutyletheracetat, Propylenglykolmonomethyletheracetat, Propylenglykolmonoethyletheracetat, Propylenglykolmonopropyletheracetat, Propylenglykolmonobutyletheracetat, Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether, Ethylenglykoldipropylether, Ethylenglykoldibutylether, Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldiethylether, Diethylenglykoldipropylether, Diethylenglykoldibutylether, Propylenglykoldimethylether, Propylenglykoldiethylether, Propylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonoethylether, Polypropylenglykolmonobutylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonopropylether, Ethylenglykolmonobutylether und dergleichen ein.

Veranschaulichende Beispiele für das Keton schließen Cyclohexanon, o-Methylcyclohexanon, m-Methylcyclohexanon, p-Methylcyclohexanonaceton, Methylethylketon und dergleichen ein.

Neben diesen kann Diacetonalkohol verwendet werden.

Die oben genannten organischen Lösemittel können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.

Acetate, Lösungsbenzol, Alkohole und dergleichen können weiterhin nach Bedarf zugegeben werden.

Die Acetate schließen Ethylacetat, Butylacetat und dergleichen ein.

Das organische Lösemittel wird in einer solchen Menge verwendet, die ein Haftmittel vorsieht, welches vorzugsweise einen Feststoffgehalt von 5 bis 50 Gew.-% besitzt.

Das Haftmittel in der vorliegenden Erfindung kann einen Härtungskatalysator für eine Polyurethan-Bildungsreaktion nach Bedarf enthalten.

Um eine Urethan-Bildungsreaktion zu bewirken, kann ein Fettsäuremetallsalz oder Amin, obgleich dies nicht immer erforderlich ist, als ein Härtungskatalysator hinzugefügt werden.

Das Fettsäuremetallsalz ist ein Stearat oder Octylat eines Metalls, wie Zinn, Zink, Kobalt, Eisen, Aluminium oder dergleichen.

Das Amin ist ein aliphatisches Amin, aromatisches Amin oder Aminosilan. Spezifische Beispiele des Amins schließen Polymethylendiamin, Polyetherdiamin, Diethylentriamin, Iminobispropylamin, Bishexamethylentriamin, Diethylentriamin, Tetraethylenpentaamin, Pentaethylenhexaamin, Pentaethylenhexamin, Dimethylaminopropylamin, Aminoethylethanolamin, Methyliminobispropylamin, Menthandiamin, N-Aminomethylpiperazin, 1,3-Diaminocyclohexan, Isophorondiamin, Metaxylendiamin, Tetrachlorparaxylendiamin, Methaphenylendiamin, 4,4'-Methylendianilin, Diaminodiphenylsulfon, Benzidin, Toluidin, Diaminodiphenylether, 4,4'-Thiodianilin, 4,4'-Bis(o-toluidin)dianisidin, o-Phenylendiamin, 2,4-Toluoldiamin, Methylenbis(o-chloranilin), Diaminditolylsulfon, Bis(3,4-diaminophenyl)sulfon, 2,6-Diaminopyridin, 4-Chlor-o-phenylendiamin, 4-Methoxy-6-methyl-m-phenylendiamin, m-Aminobenzylamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylendiamin, Tetramethylguanidin, Triethanolamin, 2-Dimethylamino-2-hydroxypropan, N,N'-Dimethylpiperazin, N,N'-Bis[(2-hydroxy)propyl]piperazin, N-Methylmorpholin, Hexamethylentetramin, Pyridin, Pyrazin, Chinolin, Benzyldimethylamin, &agr;-Methylbenzylmethylamin, 2-(Dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-Tris(dimethylaminomethylol)phenol, N-Methylpiperazin, Pyrrolidin, Morpholin, N-&bgr;(Aminoethyl)-&ggr;-aminopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Aminopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Aminopropyltriethoxysilan, N-&bgr;(Aminoethyl)-&ggr;-aminopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Aminopropylmethyldimethoxysilan, y-Aminopropylmethyldiethoxysilan und dergleichen ein.

Weiterhin können als Härtungskatalysator Ammoniumacetat, quaternäres Ammoniumalkylacetat, Trifluoressigsäure, Paratoluolsulfonsäure und Salze davon verwendet werden.

Der Haftvermittler in der vorliegenden Erfindung kann weiter ein Egalisiermittel für die gehärtete Schicht (Beschichtungsfilm), Antioxidans, Witterungsbeständigkeit vorsehendes Mittel, Antistatikmittel, Bläuungsmittel, Färbemittel, Farbstoff und dergleichen enthalten. Von diesen ist das Egalisiermittel vorzugsweise ein Copolymer von Polyoxyalkylen und Polydimethylsiloxan oder ein Copolymer von Polyoxyalkylen und Fluorkohlenstoff. Der Gesamtgehalt dieser Additive ist vorzugsweise 0,001 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Haftvermittler.

Es folgt eine Beschreibung der Zusammensetzung des Haftvermittlers.

Das Polyesterpolyol umfasst Isophthalsäure in einer Menge von mindestens 50 Mol-%, vorzugsweise mindestens 51 Mol-%, bezogen auf die Summe aus allen Säurekomponenten, und weist eine Hydroxylgruppe an den Enden einer Polymerkette auf.

Die Isocyanatkomponente und OH-Komponente werden geeigneter Weise in dem Zusammensetzungsverhältnis von NCO:OH von etwa 0,7:1 bis 1,5:1, vorzugsweise von 0,8:1 bis 1,2:1 verwendet.

Der Feststoffgehalt des Haftvermittlers ist vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%.

Die Dicke der Haftvermittler-gehärteten Schicht ist vorzugsweise 0,1 bis 5 &mgr;m. Wenn die Dicke kleiner als 0,1 &mgr;m ist, ist die Wirkung der Verbesserung der Schlagbeständigkeit des Beschichtungsfilms gering, während dann, wenn die Dicke größer als 5 &mgr;m ist, die Härte einer Hartbeschichtung abnimmt.

Was die Härtungsbedingungen des Haftvermittlers angeht, werden die optimalen Bedingungen aus einer Härtungstemperatur von 80 bis 120°C und einer Härtungszeit von 10 bis 120 Minuten ausgewählt. Wenn ein geblocktes Isocyanat verwendet wird, hängen die Härtungsbedingungen von der Dissoziierungstemperatur eines Blockiermittels ab.

Der Haftvermittler kann geeigneter Weise durch Tauchbeschichten, Flow-Coating bzw. Fluten, Spincoating bzw. Aufschleudern oder Spritzbeschichten beschichtet werden.

Eine Kunststofflinse für Brillen mit einem Brechungsindex von 1,48 oder mehr wird vorzugsweise als Kunststofflinsensubstrat in der vorliegenden Erfindung verwendet. Zum Beispiel kann eine aus einem Polyurethanharz hergestellte Kunststofflinse, eine aus einem Methacrylpolymer hergestellte Kunststofflinse, eine aus einem Acrylpolymer hergestellte Kunststofflinse oder ein aus einer Mischung davon hergestelltes Substrat verwendet werden.

Die Kunststofflinse der vorliegenden Erfindung weist eine Hartbeschichtung aus einem Siliziumharz auf einer Haftvermittler-gehärteten Polyurethanschicht auf. Die Kratzschutzbeschichtung besteht vorzugsweise aus (A) Feinpartikeln des Oxids von mindestens einem Metallatom, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In und Ti und mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 100 nm und (B) dem gehärteten Produkt einer Zusammensetzung für eine Hartbeschichtung, welche eine Epoxygruppen-haltige Siliziumverbindung oder ein teilweise hydrolysiertes Produkt davon umfasst.

Die oben genannten Komponenten (A) und (B) und andere Komponenten werden im Anschluss beschrieben.

Es wird das Oxid von mindestens einem Metallatom, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In und Ti verwendet. Genauer gesagt, das Oxid ist ein Metalloxid, gewählt aus der Gruppe bestehend aus SiO₂, Al₂O₃, SnO₂, Sb₂O₅, Ta₂O₅, CeO₂, La₂O₃, Fe₂O₃, ZnO, WO₃, ZrO₂, In₂O₃ und TiO₂ oder dem Oxid von zwei oder mehreren Metallen (Verbundoxid). Das Metalloxid liegt vorzugsweise in der Form von Feinpartikeln mit einem Partikeldurchmesser von 1 bis 100 nm vor.

Die Menge des hinzugefügten Metalloxids ist vorzugsweise 5 bis 80 Gew.-% bezüglich des Feststoffgehalts der Zusammensetzung für eine Hartbeschichtung.

Weiterhin können die Oxid-Feinpartikel mit einer organischen Siliziumverbindung oder Amin oberflächenmodifiziert werden zur Verbesserung der Dispergierbarkeit in ein Lösemittel. Die organische Silanverbindung für die Oberflächenmodifikation wird in einer Menge von 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 25 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Feinpartikel, verwendet. Die Oberflächenmodifikation kann durchgeführt werden, bevor oder nachdem eine hydrolysierbare Gruppe hydrolysiert wurde. Die an diesem Punkt verwendete organische Siliziumverbindung wird gewählt aus Verbindungen, die durch die folgende Formel (3) dargestellt sind: R'_aR''_bSiX_4-a-b (3) worin R' und R'' unabhängig voneinander eine organische Gruppe mit einer Alkylgruppe, Phenylgruppe, Vinylgruppe, Methacryloxygruppe, Mercaptogruppe, Aminogruppe oder Epoxygruppe sind, X eine hydrolysierbare Gruppe ist, a 0 oder 1 ist und b 0, 1 oder 2 ist.

Diese organischen Siliziumverbindungen können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.

Veranschaulichende Beispiele der durch die oben stehende Formel (3) dargestellten Verbindung und welche ein X aufweisen, schließen Trimethylmethoxysilan, Triethylmethoxysilan, Trimethylethoxysilan, Triethylethoxysilan, Triphenylmethoxysilan, Diphenylmethylmethoxysilan, Phenyldimethylmethoxysilan, Phenyldimethylethoxysilan, Vinyldimethylmethoxysilan, Vinyldimethylethoxysilan, &ggr;-Acryloxypropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Methacryloxypropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyldimethylethoxysilan, N-&bgr;-(Aminoethyl)&ggr;-aminopropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Aminopropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Aminopropyldimethylethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyldimethoxyethoxysilan und &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyldimethylmethoxysilan ein.

Veranschaulichende Beispiele der durch die oben stehende Formel (3) dargestellten Verbindung und welche 2 X's aufweisen, schließen Dimethyldimethoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Phenylmethyldimethoxysilan, Phenylmethyldiethoxysilan, Vinylmethyldimethoxysilan, Vinylmethyldiethoxysilan, &ggr;-Acryloxypropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Methacryloxypropyldimethyldimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropylmethyldiethoxysilan, N-&bgr;(Aminoethyl)y-aminopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Aminopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Aminopropylmethyldiethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropylmethoxydiethoxysilan und &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethylmethyldimethoxysilan ein.

Veranschaulichende Beispiele der durch die oben stehende Formel (3) dargestellten Verbindung und welche 3 X's aufweisen, schließen Methyltrimethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyl(&bgr;-methoxyethoxy)silan, &ggr;-Acryloxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyltriethoxysilan, N-&bgr;(Aminoethyl)&ggr;-aminopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Aminopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Aminopropyltriethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &bgr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan, &bgr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan und &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan ein.

Veranschaulichende Beispiele der durch die oben stehende Formel (3) dargestellten Verbindung und welche 4 X's aufweisen, schließen Tetraethylorthosilikat und Tetramethylorthosilikat ein.

Ein Dispersionsmedium für das oben genannte Metalloxid ist Wasser, Alkohol oder ein anderes organisches Lösemittel, wie durch einen gesättigten aliphatischen Alkohol, wie Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, n-Butanol und 2-Butanol, beispielhaft angegeben; eine Cellosolve, wie Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Propylcellosolve und Butylcellosolve; ein Propylenglykolderivat, wie Propylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonoethylether und Propylenglykolmonomethylacetat; Ethylenglykol; ein Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat und Butylacetat; ein Ether, wie Diethylether und Methylisobutylether; ein Keton, wie Tetrahydrofuran, Aceton und Methylisobutylketon; ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Xylen und Toluol; N,N-Dimethylformamid; Dichlorethan; und dergleichen.

Die Epoxygruppen-haltige Siliziumverbindung und das teilweise hydrolysierte Produkt davon als die Komponente (B) sind eine durch die folgende Formel (4) dargestellte Verbindung bzw. ein teilweise hydrolysiertes Produkt davon. R¹R² _aSi(OR³)_3-a (4) worin R¹ eine Gruppe ist, die eine Epoxygruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen enthält, R² eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, Alkenylgruppe, Halogenalkylgruppe oder Halogenarylgruppe ist, R³ Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Acylgruppe oder Alkylacylgruppe ist und a eine ganze Zahl von 0, 1 oder 2 ist.

Die Epoxygruppen-haltige Siliziumverbindung oder das teilweise hydrolysierte Produkt davon als die Komponente (B) wird vorzugsweise in der Kratzschutzzusammensetzung in einer Menge von 5 bis 90 Gew.-% bezüglich des Feststoffgehalts verwendet.

Veranschaulichende Beispiele der Epoxygruppen-haltigen Siliziumverbindung der oben stehenden Formel (4) schließen &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &bgr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan, &bgr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan und &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan ein.

Weiterhin kann die dritte Komponente mit einer funktionellen Gruppe, die chemisch an die Komponente (A) oder (B) gebunden sein kann, hinzugefügt werden.

Die dritte Komponente ist eine Komponente, die mit einer Silanolgruppe nach einer Hydrolysierung reagieren kann, und wird zum Einstellen der physikalischen Eigenschaften, wie Färbbarkeit, Wärmebeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Antistatikeigenschaften und Oberflächenhärte verwendet. Die dritte Komponente ist mindestens eine der folgenden Verbindungen (C) bis (O). Die Komponenten (C) bis (O) werden in einer Menge von 0,001 bis 50 Gew.-% insgesamt, basierend auf dem Gesamtfeststoffgehalt eines Basisharzes, verwendet.

Die Komponente (C) ist eine organische Verbindung, die nur eine OH-Gruppe oder SH-Gruppe im Molekül aufweist, mindestens eine Gruppe, gewählt aus -O-, -CO-O-, -S-, -CO-S- und –CS-S- und mindestens eine ungesättigte Gruppe in der Molekülhauptkette enthält und in Wasser oder einen niederen Alkohol mit 4 oder weniger Kohlenstoffatomen löslich ist.

Die oben genannte Verbindung ist vorzugsweise eine Verbindung, die durch die folgende Formel (5) dargestellt wird: R⁴-X-R⁵YH(5) worin R⁴ eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit mindestens einer ungesättigten Gruppe ist und ein O- oder S-Atom enthalten kann, R⁵ eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 oder mehr Kohlenstoffatomen ist und ein O- oder S-Atom enthalten kann, X entweder ein O- oder S-Atom ist, und Y entweder ein O-Atom oder ein S-Atom ist.

Veranschaulichende Beispiele der Verbindung der oben genannten allgemeinen Formel (5) schließen Polyethylenglykolmonomethacrylat, Poly(butandiol)monoacrylat, Poly(butandiol)monomethacrylat, 1,4-Butandiolmonovinylether, 1,6-Hexandithiolmonoacrylat, Di(Acryloxyethyl)hydroxyethylamin, 2-Hydroxy-3-phenoxypropylacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, 2-Hydroxybutylacrylat, 3-Acryloyloxyglycerinmonomethacrylat, 2-Hydroxy-1,3-dimethacryloxypropan und 2-Mercaptoethylacrylat ein.

Die Verbindung der oben stehenden Formel (5) ist vorzugsweise eine durch die folgende Formel (6) dargestellte Verbindung:

Veranschaulichende Beispiele der Verbindung der Formel (6) schließen 4-Hydroxybutylacrylat, 4-Hydroxybutylmethacrylat und dergleichen ein.

Veranschaulichende Beispiele der Verbindung der Formel (7) schließen Diethylenglykolmonoacrylat, Tetraethylenglykolmonoacrylat, Polyethylenglykolmonoacrylat, Tripropylenglykolmonoacrylat, Polypropylenglykolmonoacrylat, Diethylenglykolmonomethacrylat, Tetraethylenglykolmonomethacrylat, Polyethylenglykolmonomethacrylat, Tripropylenglykolmonomethacrylat, Polypropylenglykolmonomethacrylat und dergleichen ein.

Veranschaulichende Beispiele der Verbindung der Formel (8) schließen 4-Hydroxybutylallylether und 4-Hydroxybutylvinylether ein.

Veranschaulichende Beispiele der Verbindung der Formel (9) schließen Diethylenglykolmonoallylether und Triethylenglykolmonovinylether ein.

Die Komponente (D) ist eine ungesättigte zweibasige Säure.

Veranschaulichende Beispiele der Komponente (D) schließen Itaconsäure, Bernsteinsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure und Maleinsäure ein.

Die Komponente (E) ist ein zyklisches Anhydrid einer ungesättigten zweibasigen Säure. Veranschaulichende Beispiele der Komponente (E) schließen Bernsteinsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Trimellithsäureanhydrid, Pyromellithsäureanhydrid, Fumarsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid ein.

• (6) Die Komponente (F) ist eine Imidverbindung einer ungesättigten zweibasigen Säure. Veranschaulichende Beispiele der Komponente (F) schließen Bernsteinsäureimid, Glutarsäureimid, Phthalsäureimid und Maleinsäureimid ein.
• (7) Die Komponente (G) ist eine gesättigte Polycarbonsäure. Veranschaulichende Beispiele der Komponente (G) schließen Adipinsäure und Suberinsäure ein.
• (8) Die Komponente (H) ist ein zyklisches Anhydrid einer gesättigten Polycarbonsäure. Veranschaulichende Beispiele der Komponente (H) schließen zyklische Anhydride von gesättigten Polycarbonsäuren als Hauptkomponente (G) ein.
• (9) Die Komponente (I) ist eine Imidverbindung einer gesättigten Polycarbonsäure. Veranschaulichende Beispiele der Komponente (I) schließen Imidverbindungen von gesättigten Polycarbonsäuren als Komponente (G) ein.
• (10) Die Komponente (J) ist ein Amin. Veranschaulichende Beispiele des Amins schließen Polymethylendiamin, Polyetherdiamin, Diethylentriamin, Iminobispropylamin, Bishexamethylentriamin, Diethylentriamin, Tetraethylenpentaamin, Pentaethylenhexamin, Dimethylaminopropylamin, Aminoethylethanolamin, Methyliminobispropylamin, Menthandiamin, N-Aminomethylpiperazin, 1,3-Diaminocyclohexan, Isophorondiamin, Metaxylendiamin, Tetrachlorparaxylendiamin, Methaphenylendiamin, 4,4'-Methylendianilin, Diaminodiphenylsulfon, Benzidin, Toluidin, Diaminodiphenylether, 4,4'-Thiodianilin, 4,4'-Bis(o-toluidin)dianisidin, o-Phenylendiamin, 2,4-Toluoldiamin, Methylenbis(o-chloranilin), Diaminiditrissulfon, Bis(3,4-diaminophenyl)sulfon, 2,6-Diaminopyridin, 4-Chlor-o-phenylendiamin, 4-Methoxy-6-methyl-m-phenylendiamin, m-Aminobenzylamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylendiamin, Tetramethylguanidin, Triethanolamin, 2-Dimethylamino-2-hydroxypropan, N,N'-Dimethylpiperazin, N,N'-Bis[(2-hydroxy)propyl]piperazin, N-Methylmorpholin, Hexamethylentetramin, Pyridin, Pyrazin, Chinolin, Benzyldimethylamin, &agr;-Methylbenzylmethylamin, 2-(Dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-Tris(dimethylaminomethylol)phenol, N-Methylpiperazin, Pyrrolidin, Morpholin und dergleichen ein.
  
  Zusätzlich zu diesen können ebenfalls Addukte und Kondensate der oben genannten Amine mit einer organischen Carbonsäure, zyklischem Ether, Keton, Aldehyd, Hydrochinon und dergleichen gleichermaßen verwendet werden.
• (11) Die Komponente (K) ist Harnstoff oder ein Addukt davon mit Formaldehyd.
• (12) Die Komponente (L) ist ein Alkyl-substituiertes Methylolmelamin.
• (13) Die Komponente (M) ist eine Verbindung mit 2 oder mehr OH-Gruppen oder SH-Gruppen.
  
  Veranschaulichende Beispiele der Komponente (M) schließen 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Tripropylenglykol, Polypropylenglykol, Trimethylolpropan, Neopentylglykol, Katechol, Resorcinol, Alkylenglykol und Polyvinylalkohol ein.
• (14) Die Komponente (N) ist eine Verbindung mit 2 oder mehr Epoxygruppen. Veranschaulichende Beispiele davon sind Glycidylether von mehrwertigen Alkoholen als Komponente (M).
• (15) Die Komponente (O) ist ein Dicyandiamid, Hydrazid, Thioharnstoff, Guanidin, Ethylenimin, Sulfonamid oder ein Derivat davon.
• (16) Die Komponente (P) ist eine organische Siliziumverbindung, dargestellt durch die folgende Formel (10): R⁶ _dR² _eSi(OR³)_4-d-e (10) worin R² und R³ gleich sind wie in der oben stehenden Formel (4) definiert ist, R⁶ gewählt wird aus einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkylgruppe, Arylgruppe oder Halogenarylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, Methacryloxyalkylgruppe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, Ureidoalkylengruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, aromatischen Ureidoalkylengruppe, aromatischen Alkylenhalogenidgruppe und Mercaptoalkylengruppe, d 1, 2 oder 3 ist und e 0, 1 oder 2 ist,
  
  oder ein teilweise hydrolysiertes Produkt davon. Die Komponente (P) wird in einer Menge von 0 bis 100 Gewichtsteilen bezüglich des Feststoffgehalts auf Basis von 100 Gewichtsteilen des Gesamtfeststoffgehalts eines Basisharzes verwendet.

Veranschaulichende Beispiele der Verbindung der oben genannten Formel (10) schließen Trimethylmethoxysilan, Triethylmethoxysilan, Trimethylethoxysilan, Triethylethoxysilan, Triphenylmethoxysilan, Diphenylmethylmethoxysilan, Phenyldimethylmethoxysilan, Phenyldimethylethoxysilan, Vinyldimethylmethoxysilan, Vinyldimethylethoxysilan, Vinyl(&bgr;-methoxyethoxy)silan, &ggr;-Acryloxypropyldimethylmethoxysilan, Methacryloxypropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyldimethylethoxysilan, N-&bgr;-Aminoethyl)&ggr;-aminopropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Aminopropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Aminopropyldimethylethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyldimethylmethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyldimethoxyethoxysilan, &ggr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyldimethylmethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Phenylmethyldimethoxysilan, Phenylmethyldiethoxysilan, Vinylmethyldimethoxysilan, Vinylmethyldiethoxysilan, &ggr;-Acryloxypropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Methacryloxypropyldimethyldimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropylmethyldiethoxysilan, N-&bgr;-(Aminoethyl)&ggr;-aminopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Aminopropylmethyldimethoxysilan, &ggr;-Aminopropylmethyldiethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, Glycidoxypropylmethoxydiethoxysilan, &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethylmethyldimethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyl(&bgr;-methoxyethoxy)silan, &ggr;-Acryloxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Mercaptopropyltriethoxysilan, N-&bgr;(Aminoethyl)&ggr;-aminopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Aminopropyltrimethoxysilan, &ggr;-Aminopropyltriethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &bgr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, &ggr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan, &bgr;-Glycidoxypropyltriethoxysilan, &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, Tetraethylorthosilikat, Tetramethylorthosilikat und dergleichen ein.

Ein Härtungskatalysator für die Hartbeschichtungszusammensetzung wird zum Beispiel aus einem Metallsalz von Ethylacetoacetat, einem Metallsalz, das koordinativ durch Acetylaceton und Ethylacetoacetat gebunden ist, einem Alkalimetallsalz und Ammoniumsalz einer Carbonsäure, einem Metallsalz und Ammoniumsalz von Acetylaceton, einem Metallsalzhydrat von Ethylendiamin, primären bis tertiären Aminen, Polyalkylenamin, Sulfonat, Magnesiumperchlorat, Ammoniumperchlorat und Kombinationen dieser Verbindungen und organischem Mercaptan oder Mercaptoalkylensilan gewählt.

Der Härtungskatalysator kann zum Zeitpunkt der Herstellung der Hartbeschichtungszusammensetzung, oder direkt bevor die Hartbeschichtungszusammensetzung beschichtet wird, verwendet werden.

Der Härtungskatalysator kann in der Hartbeschichtungszusammensetzung in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-% bezüglich des Feststoffgehalts verwendet werden.

Eine Lösemittel für die Hartbeschichtungszusammensetzung wird zum Beispiel aus gesättigten aliphatischen Alkoholen, wie Methanol-, Ethanol-, Isopropylalkohol, n-Butanol und 2-Butanol; Cellosolven, wie Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Propylcellosolve und Butylcellosolve; Propylenglykolderivaten, wie Propylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonoethylether und Propylenglykolmonomethylacetat; Estern, wie Ethylenglykol, Methylacetat, Ethylacetat und Butylacetat; Ethern, wie Diethylether und Methylisobutylether; Ketonen, wie Tetrahydrofuran, Aceton und Methylisobutylketon; aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Xylen und Toluol; N,N-Dimethylformamid; Dichlorethan; und dergleichen gewählt. Wasser kann nach Bedarf zugegeben werden, und eine Säure, wie Essigsäure und dergleichen kann zur Hydrolysierung eines Silans zugegeben werden.

Die Hartbeschichtungszusammensetzung kann weiter ein Egalisiermittel für einen gehärteten Beschichtungsfilm, Antioxidans, ein Witterungsbeständigkeit verleihendes Mittel, Antistatikmittel, Färbemittel und Farbstoff enthalten. Von diesen ist das Egalisiermittel ein Copolymer von Polyoxyalkylen und Polydimethylsiloxan oder ein Copolymer von Polyoxyalkylen und Fluorkohlenstoff beispielsweise. Das Egalisiermittel kann der Hartbeschichtungszusammensetzung in einer Menge von 0,001 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf den Feststoffgehalt, zugegeben werden.

Die Dicke der Kratzschutzbeschichtung beträgt vorzugsweise 0,4 bis 8 &mgr;m. Wenn die Dicke kleiner als 0,4 &mgr;m ist, nimmt die Härte leicht ab, während in dem Fall, wo die Dicke größer als 8 &mgr;m ist, die Kratzschutzbeschichtung leicht rissig wird.

Die Härtungsbedingungen bestehen aus einer Härtungstemperatur von 90 bis 120°C und einer Härtungszeit von mehreren Stunden bis 30 Minuten. Es ist bevorzugt, dass optimale Bedingungen aus diesen Bereichen gewählt werden.

Die Hartbeschichtungszusammensetzung kann durch Tauchbeschichten, Flow-Coating bzw. Fluten, Spincoating bzw. Aufschleudern oder Spritzbeschichten beschichtet werden.

Eine Antireflexionsschicht, bestehend aus einem einschichtigen oder mehrschichtigen anorganischen Material kann auf dem Hartbeschichtungsfilm gebildet werden. Die Verminderung der Reflexion und die Verbesserung der Durchlässigkeit und Witterungsbeständigkeit kann durch Bilden der Antireflexionsschicht erreicht werden.

Ein dünner Film wird durch Dampfabscheidung unter Verwendung von SiO, SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, MgF₂, Ta₂O₅ oder dergleichen als anorganischem Material gebildet.

Um die Haftung der Hartbeschichtung zu verbessern, ist es wirksam, eine Linse mit einer Haftvermittler-gehärteten Schicht einer Vorbehandlung, wie einer Alkalibehandlung, Säurebehandlung, Plasmabehandlung, Koronabehandlung, Flammbehandlung oder UV-Bestrahlungsbehandlung zu unterziehen.

Die Kunststofflinse der vorliegenden Erfindung eignet sich besonders für die Verwendung als eine Kunststofflinse für Brillen, zum Beispiel Schutzbrillen, die schlagbeständig sein müssen. Sie kann ebenfalls für eine transparente Kunststofffolie verwendet werden, die Schlagbeständigkeit aufweisen muss.

Die Haftvermittler-Schicht in der vorliegenden Erfindung verbessert die Schlagbeständigkeit einer Kunststofflinse in verschiedenen Temperaturbereichen, wie sie im täglichen Leben vorkommen, verglichen mit der Haftvermittler-Schicht des Stands der Technik, die aus einem Urethanharz hergestellt wird, das von einem Adipinsäure als Hauptkomponente umfassenden Polyesterpolyol erhalten wird. Die Haftvermittler-Schicht sieht Schlagbeständigkeit, welche insbesondere bei hohen Temperaturen nicht abnimmt, und praktisch eine ausreichende Schlagbeständigkeit bei einem HI-Linsensubstrat, welches in punkto Schlagbeständigkeit leicht unterlegen ist, vor.

Die Beispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.

Das verwendete Linsensubstrat und der Haftvermittler, ein Verfahren zum Beschichten der Hartbeschichtungszusammensetzung und ein Performance-Test für den erhaltenen Beschichtungsfilm werden nachfolgend beschrieben.

• A:

  eine Kunststofflinse, hergestellt aus Diethylenglykolbisallylcarbonat mit einem Brechungsindex von 1,50

  B:

  eine Kunststofflinse, hergestellt aus einem Thiourethanharz mit einem Brechungsindex von 1,594 (erhalten durch thermisches Härten des MR-90-Monomers von Mitsui Chemicals, Inc.)

  C:

  eine Kunststofflinse, hergestellt aus einem Thiourethanharz mit einem Brechungsindex von 1,66 (erhalten durch thermisches Härten des MR-7-Monomers von Mitsui Chemicals, Inc.).

Das Linsensubstrat wird in jede Beschichtungslösung eingetaucht und mit einer Heberate von 10 cm/min angehoben, um das Tauchbeschichten des Haftvermittlers auf dem Linsensubstrat durchzuführen, und die Haftvermittlerschicht wird bei Raumtemperatur etwa 10 Minuten lang getrocknet und thermisch bei 95°C während 30 Minuten gehärtet.

Die Linse mit einer Haftvermittler-gehärteten Schicht wird in jede Beschichtungslösung eingetaucht und mit einer Heberate von 15 cm/min angehoben, um das Tauchbeschichten der Hartbeschichtungslösung auf der Haftvermittler-gehärteten Schicht durchzuführen, und die Kratzschutzbeschichtung wird bei Raumtemperatur etwa 5 Minuten lang getrocknet und thermisch bei 120°C während 1 Stunde gehärtet.

• (d) Ein Kreuzhieb- oder ein Querschneidehafttest wird gemäß JIS K5400 durchgeführt.

Die Linse wird unter Verwendung von Stahlwolle #0000 mit einer 1-kg-Belastung gerieben, und es werden die erzeugten Kratzer auf Basis der folgenden Kriterien bewertet:

5:

Die Linse ist überhaupt nicht verkratzt.

4:

Die Linse ist leicht verkratzt.

3:

Die Linse ist verkratzt.

2:

Die Linse ist stark verkratzt.

1:

Die Linse ist bis zur Tiefe ihres Substrats verkratzt.

Eine wässrige Lösung, die durch Verdünnen des BPI GRAY von Brain Power Inc. (USA) mit destilliertem Wasser auf eine Konzentration von 9 % zubereitet wurde, wird bei 90°C erwärmt und eine mit jeder Beschichtungslösung beschichtete Linse wird in diese wässrige Lösung 5 Minuten lang eingetaucht, herausgenommen und mit Wasser gewaschen. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit der Linse nach dem Färben wird zum Vergleich der Färbbarkeit gemessen.

Die Glasplatte wird mit jeder Beschichtungslösung beschichtet. Nachdem der Beschichtungsfilm gehärtet wurde, wird ein Teil davon ausgeschnitten, und die Filmdicke wird aus der Höhendifferenz erhalten.

Eine zerstörende Prüfung wird gemäß ANSI Z80.1 durchgeführt, indem man eine Stahlkugel von 16,32 g gegen eine konvexe Oberfläche einer Linse schlagen lässt. Ein Zwischenwert zwischen der Menge der Aufprallenergie, wenn die Linse bricht oder Risse bildet, und der Menge der maximalen Aufprallenergie, wenn es zu keiner Veränderung bei der Linse kommt, gilt als die Schlagbeständigkeit und wird durch ein Vielfaches eines FDA-Standardwertes (0,2 J) ausgedrückt. Das verwendete Linsensubstrat ist eine Kunststofflinse eines negativen Grades mit einer Zentrumsdicke von 1,0 bis 1,3 mm.

Vor der Messung werden die beschichteten Linsen in einer Atmosphäre von 0°C, 20°C, 30°C bzw. 40°C 24 Stunden lang stehen gelassen und es wird ein Fallkugeltest schnell bei 20°C durchgeführt.

Das äußere Aussehen und die Haftung einer Linse nach 240 Stunden Exposition werden gemäß ASTM G-26 unter Einsatz eines Xenon-Verwitterungsmessers bewertet.

91 Gramm eines Polyesterpolyols, welcher Isophthalsäure und 1,6-Hexandiol umfasst und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 940 und einen OH-Wert von 120 mgKOH/g besitzt, 92 g einer Butylacetatlösung, die 75 % eines durch &bgr;-Diketon geblockten 1,6-Hexandioldiisocyanattrimers und 812 g Propylenglykolmonomethylether enthielt, wurden zusammen gemischt und umgerührt, bis eine homogene Mischung erhalten wurde, und es wurden 0,5 g Florad FC-430 von 3M Corp. als Egalisiermittel zugegeben und umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 1.

61 Gramm eines Polyesterpolyols, welches Isophthalsäure und Adipinsäure in einem Molverhältnis von 60:40 und 1,6-Hexandiol und Trimethylolpropan umfasst und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 650 und eine Hydroxylzahl von 260 mgKOH/g aufweist, 135 g Butylacetatlösung, die 75 % eines durch &bgr;-Diketon geblockten 1,6-Hexandioldiisocyanattrimers und 802 g Propylenglykolmonomethylether enthielt, wurden zusammen gemischt und umgerührt, bis eine homogene Mischung erhalten wurde, und es wurden 0,5 g Florad FC-430 von 3M Corp. als Egalisiermittel zugegeben und umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 2.

700 Gramm des Haftvermittlers Nr. 1, der getrennt von (1) von weiter oben hergestellt wurde, wurden gewogen und umgerührt. 140 Gramm Propylenglykolmonomethylether und danach 160 g eines Verbundoxidsols Nr. 1 aus TiO₂, Fe₂O₃ und SiO₂ (dispergiert in Methanol, mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 nm und einem Gehalt an nicht-flüchtigen Stoffen von 30 %) wurden dem Haftvermittler zugegeben und zu einem homogenen Zustand umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 3.

500 Gramm des Haftvermittlers Nr. 1, der getrennt von (1) von weiter oben hergestellt wurde, wurden gewogen und umgerührt. 234 Gramm Propylenglykolmonomethylether und danach 266 g eines Verbundoxidsols Nr. 2 von TiO₂, ZrO₂ und SiO₂ (dispergiert in Methanol, mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 nm und einem Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen von 30 %) wurden dem Haftvermittler zugegeben und zu einem homogenen Zustand umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 4.

66 Gramm Polyesterpolyol, welcher Adipinsäure und Methylpentandiol umfasst und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 500 und eine Hydroxylzahl von 224 mgKOH/g besitzt, 125 g einer Butylacetatlösung, die 75 % eines durch &bgr;-Diketon geblockten 1,6-Hexandioldiisocyanattrimers enthielt, und 804 g Propylenglykolmonomethylether, wurden zusammen gemischt und umgerührt, bis eine homogene Mischung erhalten wurde, und es wurden 0,5 g Florad FC-430 von 3M Corp. als Egalisiermittel zugegeben und umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 5.

700 Gramm des Haftvermittlers Nr. 5, der getrennt von (5) von weiter oben hergestellt wurde, wurden gewogen und umgerührt. 140 Gramm Propylenglykolmonomethylether und danach 160 g des oben genannten Verbundoxidsols Nr. 1 wurden dem Haftvermittler zugegeben und zu einem homogenen Zustand umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 6.

500 Gramm des Haftvermittlers Nr. 5, der getrennt von (5) von weiter oben hergestellt wurde, wurden gewogen und umgerührt. 234 Gramm Propylenglykolmonomethylether und danach 266 g des oben genannten Verbundoxidsols Nr. 2 wurden dem Haftvermittler zugegeben und zu einem homogenen Zustand umgerührt zur Herstellung eines Haftvermittlers Nr. 7.

306 g eines Säurewasser-Dispersionssols von SiO₂ (mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 nm und einem Gehalt an nicht-flüchtigen Stoffen von 40 %) wurden gewogen und gesammelt. 104 g &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 99 g Methyltrimethoxysilan wurden allmählich dem Sol zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Mischungslösung für weitere 2 Stunden umgerührt. Im Anschluss wurden 435 g Isopropylalkohol zugegeben und danach wurden 25 g Itaconsäure zugegeben, während die Mischungslösung umgerührt wurde. Weiterhin wurden 0,8 g Ammoniumperchlorat als Härtungsmittel und 0,4 g Silikontensid (ein Produkt von Nippon Unicar Co., Ltd.; Handelsname: L-7001) als Egalisiermittel zugegeben, und die Mischungslösung wurde 1 Stunde umgerührt. Die oben genannte Mischungslösung wurde bei Raumtemperatur 48 Stunden gealtert für den Erhalt einer Hartbeschichtungslösung Nr. 1.

330 g des oben genannten Verbundoxidsols Nr. 1 wurden gewogen und gesammelt. 150 Gramm destilliertes Wasser wurden unter Rühren hinzugegeben. 182 g &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 65 g Methyltrimethoxysilan wurden allmählich zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Mischungslösung für weitere 2 Stunden umgerührt. Im Anschluss wurden 227 g Isopropylalkohol zugegeben und danach wurden 40 g Tetraethylenglykolmonomethacrylat zugegeben, während die Mischungslösung umgerührt wurde. Weiterhin wurden 6 g Acetylacetonaluminium als Härtungsmittel und 0,4 g Silikontensid (ein Produkt von Nippon Unicar Co., Ltd.; Handelsname: L-7001) als Egalisiermittel zugegeben, und die Mischungslösung wurde 1 Stunde umgerührt. Die oben genannte Mischungslösung wurde bei Raumtemperatur 48 Stunden gealtert für den Erhalt einer Hartbeschichtungslösung Nr. 2.

Eine Hartbeschichtungslösung Nr. 3 wurde auf die gleiche Weise wie in (2) weiter oben erhalten mit der Ausnahme, dass 433 g des oben genannten Verbundoxidsols Nr. 2 (Hartbeschichtungslösung Nr. 2), 184 g &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 216 g Isopropylalkohol verwendet wurden.

Die Haftvermittlerlösungen Nr. 1 bis 4 wurden auf Linsenmatrizen beschichtet und durch Erwärmen bei 90°C 30 Minuten lang gehärtet, und danach wurden die Hartbeschichtungslösungen Nr. 1 bis 3 auf die resultierenden Linsenmatrizen beschichtet und durch Erwärmen bei 120°C 60 Minuten lang gehärtet. Die Bewertungsergebnisse der Performance der erhaltenen beschichteten Linsen sind in der Spalte "Hartbeschichtung" von Tabelle 1 aufgeführt.

Vier Antireflexionsschichten aus ZrO₂, SiO₂, ZrO₂ und SiO₂ wurden jeweils auf den oben genannten Kratzschutzbeschichtungen durch Vakuumdampfabscheidung aufgebracht. Die Dicke der aufgebrachten Antireflexionsschichten war etwa &lgr;/12, &lgr;/12, &lgr;/2 bzw. &lgr;4. &lgr; ist die Lichtwellenlänge von 520 nm. Die Bewertungsergebnisse der erhaltenen Linsen sind in der Spalte "Antireflexionsbeschichtung" der Tabelle 1 aufgeführt.

Die Haftvermittlerlösungen Nr. 5 bis 7 wurden auf Linsenmatrizen beschichtet und durch Erwärmen bei 90°C 30 Minuten lang gehärtet, und danach wurden die Hartbeschichtungslösungen Nr. 1 bis 3 auf die resultierenden Linsenmatrizen beschichtet und durch Erwärmen bei 120°C 30 Minuten lang gehärtet. Die Bewertungsergebnisse der Performance der erhaltenen beschichteten Linsen sind in der Spalte "Hartbeschichtung" von Tabelle 1 aufgeführt.

Vier Antireflexionsschichten aus ZrO₂, SiO₂, ZrO₂ und SiO₂ wurden jeweils auf den oben genannten Kratzschutzbeschichtungen durch Vakuumdampfabscheidung aufgebracht. Die Dicke der aufgebrachten Antireflexionsschichten war etwa &lgr;/12, &lgr;/12, &lgr;/2 bzw. &lgr;4. Die Bewertungsergebnisse der erhaltenen Linsen sind in der Spalte "Antireflexionsbeschichtung" der Tabelle 1 aufgeführt.