プラスチックレンズの染色方法
【課題】染色ムラ等の発生が少ないプラスチックレンズの染色方法を提供すること。
【解決手段】染色液に発生する泡の表面では、大気側にフッ素を含む疎水基が配置するので、フッ素を含まない疎水基と比較して、より表面エネルギーを低くできる。つまり、プラスチックレンズ表面に泡が付着しても付着力が弱く移動しやすくできる。したがって、染色ムラ等も発生しにくくできる。フッ素系界面活性剤の濃度は、染色液１リットルに対して０．０２ｇ以上であれば、表面に付着した泡が滑りやすくなるまで、泡の表面エネルギーを低下させることができる。また、フッ素系界面活性剤の濃度が、染色液１リットルに対して２．０ｇ以下であれば、フッ素系界面活性剤を添加した効果を有する範囲で、経済上の不利も少なくできる。
【解決手段】染色液に発生する泡の表面では、大気側にフッ素を含む疎水基が配置するので、フッ素を含まない疎水基と比較して、より表面エネルギーを低くできる。つまり、プラスチックレンズ表面に泡が付着しても付着力が弱く移動しやすくできる。したがって、染色ムラ等も発生しにくくできる。フッ素系界面活性剤の濃度は、染色液１リットルに対して０．０２ｇ以上であれば、表面に付着した泡が滑りやすくなるまで、泡の表面エネルギーを低下させることができる。また、フッ素系界面活性剤の濃度が、染色液１リットルに対して２．０ｇ以下であれば、フッ素系界面活性剤を添加した効果を有する範囲で、経済上の不利も少なくできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色するプラスチックレンズの染色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックレンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズは、ファッション性の付与および目の保護のために着色して用いられる。着色の方法としては、染料を溶媒に分散させた染色液にプラスチックレンズを浸漬して染色する方法が、簡便性、色の選択幅の広さ、ハーフおよびグラデーション染色を行なうことができる等の理由で広く使用されている。
染色は、プラスチックレンズの基材自体および基材に設けられたハードコート膜等に対して行なわれる。また、必要に応じて、染色後、反射防止膜等の光学機能性膜がプラスチックレンズの表面上に形成される。
プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色する方法では、染料を溶媒に分散させるために、分散剤としての界面活性剤を染色液に添加することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４６０５０号公報（第３頁、段落番号［００１０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分散剤としての界面活性剤は、染色液中および表面に泡を発生させる原因となる。界面活性剤によって発生した泡はプラスチックレンズの表面に付着し、泡の付着した部分には染色液が接触しない。ここで、泡が容易に移動しないと、その部分には染料を含浸させることができない。したがって、その部分には、染色されない染色ムラ、染色抜け（以下染色ムラ等）が発生するという問題がある。染色ムラ等は、プラスチックレンズの外観を損ねる。特に、プラスチックレンズの略半分を染色するハーフおよびグラデエーション染色では、プラスチックレンズを染色液に半分浸漬して上下に揺動させながら染色を行なうため、染色液表面に生じた泡の付着による影響が大きい。
また、プラスチックレンズの基材自体に泡が付着したときよりも、ハードコート膜等に泡が付着したときの方が、泡は移動しにくいため、染色ムラ等の問題は、ハードコート膜等に染色を行なう場合により多く発生する。
【０００５】
本発明の目的は、染色ムラ等の発生が少ないプラスチックレンズの染色方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラスチックレンズの染色方法は、プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色するプラスチックレンズの染色方法であって、前記染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０２〜２．０ｇ添加したことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、染色液に発生する泡の表面では、大気側にフッ素を含む疎水基が配置するので、フッ素を含まない疎水基と比較して、より表面エネルギーが低くなっている。つまり、プラスチックレンズ表面に泡が付着しても付着力が弱く移動しやすくなる。したがって、染色ムラ等も発生しにくい。
フッ素系界面活性剤の濃度が染色液１リットルに対して０．０２ｇ以上であれば、表面に付着した泡が滑りやすくなるまで、泡の表面エネルギーは低下する。
また、フッ素系界面活性剤の濃度が染色液１リットルに対して２．０ｇ以下であれば、フッ素系界面活性剤を添加した効果を有する範囲で、経済上の不利も少ない。
なお、本発明でプラスチックレンズとは、プラスチックレンズの基材自体およびハードコート膜等が表面に形成されたプラスチックレンズの両方をいう。
【０００８】
本発明では、前記染色液にキャリア剤を添加した構成が好ましい。
この発明では、染色液にキャリア剤を含んでいるので、染料の含浸が促進される。また、染色液に有機化合物からなるキャリア剤を添加しても、界面活性剤の疎水基に有機化合物とも親和性の少ないフッ素を含んでいるので、発生した泡の表面にはフッ素が配置し、前述の効果を達成できる。
【０００９】
本発明では、前記プラスチックレンズは、染色可能なコート膜を有し、前記コート膜は、有機ケイ素化合物を含んでいる構成が好ましい。
この発明では、ハードコート膜、反射防止膜等の染色可能なコート膜を表面に備えたプラスチックレンズで、その表面エネルギーが異なる場合でも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーがより低いので、コート膜自体の持つ機能に加えて、前述の効果を達成できる。
【００１０】
また、コート膜に有機ケイ素化合物が含まれていて、そのコート膜表面の表面エネルギーが高く、染色液に発生した泡が付着しやすいときでも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーが一層低いので、さらに前述の効果を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態のプラスチックレンズの染色方法では、染料を分散させた染色液にプラスチックレンズを浸漬して、染料をプラスチックレンズの表面から含浸させてプラスチックレンズを染色する。
【００１２】
以下に、本実施形態で使用されるプラスチックレンズについてより詳しく説明する。
プラスッチックレンズの基材は、特に制限は無く、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。
【００１３】
プラスチックレンズの基材の表面上には、ハードコート膜またはプラスチックレンズの基材とハードコート膜との接着の役目を果たすプライマー層が形成されていてもよい。
染色は、プラスチックレンズの基材自体に行なってもよいし、プラスチックレンズの上に形成されたハードコート膜に対して行なってもよい。プライマー層が設けられていれば、ハードコート膜とプライマー層とに染色を行なう。
【００１４】
染色可能なハードコート膜は、硬度を持たせるための無機微粒子、無機化合物と有機化合物とのカップリング剤およびバインダーとしての有機ケイ素化合物、染色成分としての多官能性エポキシ化合物、および硬化触媒を含有するハードコート用組成物から形成されている。
無機微粒子は、平均粒径が１〜１００ｍμｍの粒子である。無機微粒子としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、およびＴｉから選ばれる金属の１種または２種以上の酸化物微粒子または複合酸化物を例示できる。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物微粒子を、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、または、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉ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を水、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を例示できる。いずれも平均粒子径は、１〜１００ｍμｍの径のものが使用されるが、好ましくは５〜３０ｍμｍの径の範囲が好ましい。
【００１５】
無機微粒子の種類や配合量は、目的とする硬度や屈折率等により決定されるものであるが、配合量は、ハードコート用組成物中の固形分の５〜８０重量％、特に１０〜５０重量％の範囲であることが好ましい。配合量が少なすぎると、ハードコート膜上に形成される無機物からなる反射防止膜との密着性が不十分となるか、もしくは、ハードコート膜の耐摩耗性が不十分となる場合がある。また、配合量が多過ぎると、ハードコート膜にクラックが生じ、染色性も不十分となる場合がある。
【００１６】
有機ケイ素化合物としては、例えば、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‐エトキシ）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等がある。これらの化合物は、２種以上混合して用いてもかまわない。また、加水分解を行なってから用いたほうがより有効である。
【００１７】
有機ケイ素化合物は、ハードコート用組成物中の固形分の１０〜７０重量％、特に２０〜６０重量％の範囲であることが好ましい。配合量が少なすぎると反射防止膜との密着性が不十分となりやすい場合がある。一方、配合量が多すぎると、硬化被膜にクラックを生じさせる原因となる場合がある。
【００１８】
多官能性エポキシ化合物は、ハードコート膜の染色成分として機能するものである。また、多官能性エポキシ化合物は、ハードコート膜の耐水性、耐温水性、を向上させることが可能であり、染色時に高温の染色液に長時間浸漬されても、クラックの発生を効果的に抑制できる。さらに、多官能性エポキシ化合物を含むハードコート膜は、プラスチックレンズの耐衝撃性を改善できる。
【００１９】
多官能性エポキシ化合物は、接着剤、注型用などに広く実用されており、例えば、過酸化法で合成されるポリオレフィン系エポキシ樹脂、シクロペンタジエンオキシドやシクロヘキセンオキシドあるいはヘキサヒドロフタル酸とエピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエステルなどの脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡやカテコール、レゾシノールなどの多価フェノールあるいは（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ソルビトール等の多価アルコールとエピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエーテル、エポキシ化植物油、ノボラック型フェノール樹脂とエピクロルヒドリンから得られるエポキシノボラック、フェノールフタレインとエピクロルヒドリンから得られるエポキシ樹脂、グリジシルメタクリレートとメチルメタクリレートアクリル系モノマーあるいはスチレンなどの共重合体、さらには上記エポキシ化合物とモノカルボン酸含有（メタ）アクリル酸とのグリシジル基開環反応により得られるエポキシアクリレートなどが挙げられる。
【００２０】
多官能性エポキシ化合物の分子中に水酸基が存在すると、他のコート膜との密着性や染色性が向上することが認められる。そのため、多官能性エポキシ化合物として、１分子中に複数のエポキシ基と１個以上の水酸基とを含むものが好ましい。
例えば、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリグリシジルエーテル、トリス（２‐ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル等を好ましく用いることができる。本実施形態では、これらの１分子中に複数個のエポキシ基と１個以上の水酸基を有する多官能性エポキシ化合物の１種を単独または２種以上を併用し、さらに、１分子中に水酸基を有さない多官能性エポキシ化合物と併用して用いることができる。
【００２１】
多官能性エポキシ化合物の配合量は、プラスチックレンズの基材にハードコート膜を直接形成する場合はハードコート用組成物中の固形分の５〜４０重量％であるが、プライマー層を介して形成する場合は、プライマー層の存在により染色性が向上するため、０．１〜２５重量％、好ましくは０．５〜２０重量％の範囲に減少させることが可能である。配合量が少なすぎるとハードコート膜の耐水性が不十分となる場合がある。一方、配合量が多すぎると反射防止膜との密着性が不十分となりやすい。
【００２２】
硬化触媒は、シラノールあるいはエポキシ化合物の硬化触媒として添加されるが、好ましいものには、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸マグネシウム等の過塩素酸類、Ｃｕ（ＩＩ），Ｚｎ（ＩＩ），Ｃｏ（ＩＩ），Ｎｉ（ＩＩ），Ｂｅ（ＩＩ），Ｃｅ（ＩＩＩ），Ｔａ（ＩＩＩ），Ｔｉ（ＩＩＩ），Ｍｎ（ＩＩＩ），Ｌａ（ＩＩＩ），Ｃｒ（ＩＩＩ），Ｖ（ＩＩＩ），Ｃｏ（ＩＩＩ），Ｆｅ（ＩＩＩ），Ａｌ（ＩＩＩ），Ｃｅ（ＩＶ），Ｚｒ（ＩＶ），Ｖ（ＩＶ）等を中心金属原子とするアセチルアセトネート、アミン、グリシン等のアミノ酸、ルイス酸、有機酸金属塩等が挙げられる。この中でも、本実施形態においては、硬化条件、塗液のポットライフなどにおいて過塩素酸マグネシウム、Ａｌ（ＩＩＩ），Ｆｅ（ＩＩＩ）のアセチルアセトネートがより好ましい。添加量は、固形分濃度の０．０１〜５．０％の範囲が好ましい。
【００２３】
これらを含有するハードコート用組成物は、必要に応じ、溶剤で希釈する。溶剤としては、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。
なお、本実施形態のハードコート用組成物は、上記成分のほかに必要に応じて、少量の界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、分散染料、油溶染料、蛍光染料、顔料、フォトクロミック化合物、ヒンダードアミン・ヒンダードフェノール系等の耐光耐熱安定剤等を添加しハードコート液の塗布性および硬化後の被膜性能を改良することもできる。特に紫外線吸収剤、酸化防止剤やヒンダードアミン、ヒンダードフェノール系等の耐光耐熱安定剤から選ばれる１種、もしくは２種以上を添加することによりハードコート膜に優れた耐候性を付与することが可能である。
【００２４】
ハードコート用組成物の塗布・硬化方法としては、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法あるいはフロー法によりプラスチックレンズの基材にハードコート用組成物を塗布した後、４０〜２００℃の温度で数時間加熱乾燥することにより、ハードコート膜を形成する。
ハードコート層の膜厚としては、０．０５〜３０μｍ、特に０．１〜２０μｍ程度の範囲がよい。薄くなりすぎると基本的な性能が発現しない場合があり、一方厚すぎると、光学的歪が発生する場合がある。
【００２５】
本実施形態では、プラスチックレンズの基材とハードコート層の間にプライマー層を設けてもよい。
プライマー層の主成分としては、水性化アクリル‐ウレタン樹脂またはポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましい。これらの主成分は、プラスチックレンズの耐衝撃性を大幅に改善できる上に、耐水性、耐光性に優れ、しかも可染タイプのハードコート層との密着性に優れる。
前述のハードコート膜に含まれる多官能性エポキシ化合物は、プライマー層の水性化アクリル‐ウレタン樹脂およびポリエステル系熱可塑性エラストマーに対して特異的に密着性に優れる。更に、プライマー層の存在により、可染タイプのハードコート膜をプラスチックレンズの基材上に形成した場合よりも、染色性が非常に高くなる。そのため、プライマー層を設けた場合は、ハードコート膜中の多官能エポキシ化合物の配合量を減らすことが可能で、十分な染色性を確保した上で、より硬さ、即ち耐擦傷性の向上したプラスチックレンズが得られる。
【００２６】
これらの樹脂の屈折率は、１．５程度であるため、屈折率の高いプラスチックレンズの基材上に設けると干渉縞が生じる。そのため、金属酸化物微粒子をプライマー層に配合して屈折率調整をすることが好ましい。
このような金属酸化物微粒子としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉから選ばれる金属の１種または２種以上の酸化物微粒子または複合酸化物を例示できる。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物微粒子を、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、または、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉの無機酸化物の二種以上によって構成される複合微粒子を水、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を例示できる。いずれも平均粒子径は、約１〜３００ｍμｍが好適である。
【００２７】
金属酸化物微粒子のプライマー用組成物中の固形分に占める割合として、０〜６５重量％特に５５重量％以下であることが好ましい。６５重量％を超えるとプライマー層が白濁し外観が悪化する場合がある。
プライマー層を形成するためのプライマー用組成物は、例えば水性化アクリル−ウレタン樹脂を含む水溶液に金属酸化物微粒子を配合し、必要により溶剤に希釈して得られる。溶剤としては、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。なお、レベリング剤などの従来公知の各種添加剤を加えてもよい。プライマー層の形成は、調製したプライマー用組成物をスピンコート、ディッピングなどの方法でプラスチックレンズの基材に塗布し、乾燥後、硬化させる方法で行なうことができる。
プライマー層の膜厚は、０．０１μｍ〜５０μｍ、特に０．１μｍ〜３０μｍの範囲が好ましい。プライマー層が薄すぎると、ハードコート膜の染色性の向上や耐衝撃性の向上が少なくなる。逆に厚すぎると、平面の平滑性が損なわれ、光学歪が発生する場合がある。
【００２８】
以下に染色に使用する染色液についてより詳しく説明する。
本実施形態では、染色液に、フッ素系界面活性剤を添加する。染色液は、溶媒に染料を分散させ、染料の含浸を促進させるキャリア剤およびその他の添加物を加えたものである。
染料としては、ニトロソ染料、ニトロ染料、アゾ染料、スチルベンアゾ染料、ケトイミン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、キノリン染料、メチン染料、ポリメチン染料、チアゾール染料、インダミン染料、インドフェノール染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、硫化染料、アミノケトン染料、オキシケトン染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料などが挙げられ、これらのうち少なくとも１種を使用できる。
溶媒としては、通常水が用いられるが、メタノール、エタノール、ベンジルアルコールなどの有機溶媒を併用してもよい。
【００２９】
染色液には、染料に対する分散剤として界面活性剤を添加できる。界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物、ラウリル硫酸塩などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチルアルキルエーテル、アルキルアミンエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の非イオン界面活性剤などが挙げられる。これらの界面活性剤は、レンズの着色濃度に応じて、使用する染料の量に対して５〜２００重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００３０】
キャリア剤としては、水溶性の有機溶剤が多く用いられ、例えば、特許第１６４７０７４号公報、特公平０６−７２３６６公報、特開昭６２−２５５９０１公報、特開平０２−４７０４４号公報、特開平０２−８３５０１号公報、特開平０４−４１７８５公報等に多種提示されている。例えば、ベンジルアルコールを挙げることができる。キャリア剤は、０．１〜２０重量部加えるのが好ましい。
【００３１】
フッ素系界面活性剤としては、疎水基にフッ素が含まれていればよく、パーフルオロアルキル基を有するものが好ましい。また、ノニオン系、両性、非イオン系が好ましいが、カチオン系、アニオン系であってもよい。
本実施形態では、これらのフッ素系界面活性剤を染色液１リットルに対して、０．０２〜２．０ｇ加えて染色液とする。好ましくは、染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０５〜２．０ｇ加えて染色液とする。より好ましくは、染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０５〜１．０ｇ加えて染色液とする。
【００３２】
レンズの染色は、溶媒に染料を分散させ、添加物を加えて、７０〜９５℃に加熱した染色液中にレンズを浸漬することによって行なう。染色濃度は、染色時間に比例する。予め定められた色調の染色の場合は標準カラーとして調色、染色時間が決められており、見本色のある場合にはその見本色を分光光度計で解析して調色を行なう。この調色に関しては、分光光度計で測定して得られた目的色のデータをコンピュータ処理し、適切な染色浴と染色時間とを求めることで行なうことができる。
前述の染色液に適切な染色時間、浸漬することで染色ムラ等のないプラスチックレンズが得られる。
【００３３】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）染色液に発生する泡の表面では、大気側にフッ素を含む疎水基が配置するので、フッ素を含まない疎水基と比較して、より表面エネルギーを低くできる。つまり、プラスチックレンズ表面に泡が付着しても付着力が弱く移動しやすくできる。したがって、染色ムラ等も発生しにくくできる。
フッ素系界面活性剤の濃度は、染色液１リットルに対して０．０２ｇ以上であれば、表面に付着した泡が滑りやすくなるまで、泡の表面エネルギーを低下させることができる。
また、フッ素系界面活性剤の濃度が、染色液１リットルに対して２．０ｇ以下であれば、フッ素系界面活性剤を添加した効果を有する範囲で、経済上の不利も少なくできる。
【００３４】
（２）染色液中に、複数の染料が混合されて使用される場合、それぞれの染料に対する界面活性剤の含浸速度への影響が異なるので、界面活性剤の濃度が高いと染色後の色調が変化してしまう。ここで、界面活性剤の量が、染色液１リットルに対し２．０ｇ以下であると、複数の染料が存在しても、個々の染料の含浸速度への影響を少なくできる。つまり、色調の変化を抑制しつつ、染色ムラ等も発生しにくくできる。より好ましくは、染色液１リットルに対してフッ素系界面活性剤を１．０ｇ以下とすれば、個々の染料の含浸速度への影響をより低減できる。
【００３５】
（３）染色液にキャリア剤を含んでいるので、染料の含浸を促進できる。また、染色液に有機化合物からなるキャリア剤を添加しても、界面活性剤の疎水基に有機化合物とも親和性の少ないフッ素を含んでいるので、発生した泡の表面にはフッ素が配置し、前述の効果を達成できる。
【００３６】
（４）ハードコート膜、反射防止膜等の染色可能なコート膜を表面に備えたプラスチックレンズで、その表面エネルギーが異なる場合でも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーをより低くでき、コート膜自体の持つ機能に加えて、前述の効果を達成できる。
【００３７】
（５）コート膜に有機ケイ素化合物が含まれていて、そのコート膜表面の表面エネルギーが高く、染色液に発生した泡が付着しやすいときでも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーをより低くでき、前述の効果を達成できる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例］
実施例では、ハードコート膜の形成された屈折率の異なる二種類のプラスチックレンズを用意して染色を行なった。
以下に、屈折率１．５５を有する中屈折率プラスチックレンズの作製について詳しく説明する。
プラスチックレンズは、光重合組成物を型に注入し、光を照射することによって重合させて得た。
（１）プラスチックレンズ製造用型の組み立て
プラスチックレンズの基材の屈折率が１．５５の時に＋３．００ディオプトリーの度数がでるように設計された凸面用ガラス型と凹面用ガラス型（直径は８０ｍｍ）を界面活性剤を含んだ水の槽、水のみの槽にこの順に浸漬し、超音波洗浄を行い表面の汚れを落とした後、イソプロピルアルコールの槽に浸漬し引き上げることで付着した水を除去した。
次に、離型剤として燐酸エステルであるジデシルアシッドホスフェートをイソプロピルアルコールに希釈して１０００ｐｐｍの濃度となるように調整した液を先に洗浄した凸面用と凹面用のガラス型の使用面にスピンコート法で塗布した。この時の塗布条件は、回転数５００ｒｐｍの時に離型剤の希釈液を５ｃｃ滴下し、その後２０００ｒｐｍで１０秒間回転させることで均一に離型剤が塗布されたガラス型を得た。
この後、２枚のガラス型の外周部をレンズ重合用テープ（基材はポリエチレンテレフタレートで厚みが５０μｍ、粘着剤はアクリル系）で巻き、プラスチックレンズ製造用型を組み立てた。
【００３９】
（２）光重合組成物の調製
ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとメタクリル酸とを反応させて得られたエポキシジメタクリレート４０ｇ、ノナブチレングリコールジメタクリレート２０ｇ、フェニルメタクリレート２５ｇ、イソホロンジイソシアネートと２−ヒドロキシプロピルメタクリレートを反応させて得られたウレタンジメタクリレート１５ｇ、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド０．０３ｇ、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート０．１ｇ、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン０．０５ｇ、トリドデシルフォスフェート０．２ｇを混合し、室温でよく攪拌した後、５０ｍｍＨｇに減圧して１０分間脱気して光重合組成物を得た。
【００４０】
（３）プラスチックレンズの成形
先に作成したプラスチックレンズ製造用型に上記光重合組成物を注入した後、この型に両側からランプ長１０インチ、２ｋＷの高圧水銀灯により３０Ｊ／ｃｍ２の紫外線を照射した。この後プラスチックレンズから型を取り外したが、プラスチックレンズやガラス型の破壊や破損は全く無く良好な離型性であった。このあと、１３０℃で２時間のアニールを行い、プラスチックレンズを得た。得られたレンズは、着色も無く、無色透明であった。
【００４１】
（４）ハードコート用組成物の調製
メチルセロソルブ１９７．３ｇ、メタノール分散コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）製、商品名「オスカル１１３２」固形分濃度３０ｗｔ％）３６４．８ｇを混合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１８４．５ｇを混合した。この混合液に０．０５Ｎ塩酸水溶液５１．０ｇ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過塩素酸マグネシウム１．５ｇ、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー（株）製、商品名「Ｌ−７００１」）０．２ｇ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（日本チバガイギー（株）製、商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」）０．９ｇ、およびアントラキノン系油用染料（三菱化成（株）製、商品名「Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ Ｊ」）０．０２ｇを添加し、４時間攪拌後一昼夜熟成させてハードコート用組成物とした。
【００４２】
このようにして得られたハードコート用組成物を、アルカリ処理した前記プラスチックレンズに浸漬法にて塗布した。引き上げ速度は、１５ｃｍ／ｍｉｎとした。塗布後８０℃で２０分間風乾した後、１３０℃で１２０分間焼成を行なった。このようにして得られたハードコート膜の厚みは約２μｍであり、外観は優れたものであった。
【００４３】
以下に、屈折率１．６７を有する高屈折率プラスチックレンズの作製について詳しく説明する。
高屈折率プラスチックレンズには、プライマー層とハードコート膜とを形成した。
（１）プライマー層の形成
市販の水性ポリエステル「Ａ−１６０Ｐ」（高松油脂株式会社製、固形分濃度２５％）１８６ｇ、メタノール２５７ｇ、水１５ｇ、ブチルセロソルブ３７ｇを混合し、さらにγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー株式会社製、商品名「Ｌ−７６０４」）０．１ｇを加え３時間攪拌した。このプライマー用組成物をセイコーソブリン（商品名）用プラスチックレンズ基材（セイコーエプソン株式会社製、屈折率１．６７）上に浸漬法（引き上げ速度１５ｃｍ／ｍｉｎ）にて塗布した。プライマー用組成物が塗布された基材を１００℃で２０分間加熱処理して、基材上に層厚１．０μｍのプライマー層を形成した。
【００４４】
（２）ハードコート膜の形成
ブチルセロソルブ７３ｇ、メタノール１４８ｇ、およびγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５７ｇを混合した。この混合液に０．１Ｎ塩酸水溶液１８ｇを攪拌しながら滴下した。さらに３時間攪拌後、一昼夜熟成させた。この液にメタノール分散ＳｉＯ２微粒子ゾル（触媒化成工業株式会社製、商品名「オスカル１１３２」固形分濃度３０％）１４６ｇ、ジグリセロールポリグリシジルエーテル（ナガセケムテックス株式会社製、商品名「デコナールＥＸ−４２１」）５０ｇ、過塩素酸マグネシウム３ｇ、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー（株）製、商品名「Ｌ−７００１」）０．１６ｇ、フェノール系酸化防止剤（川口化学工業株式会社製、商品名「アンテージクリスタル」）０．６ｇを添加して４時間攪拌後、一昼夜熟成させてハードコート用組成物とした。
【００４５】
このハードコート用組成物をプライマー層の上に浸漬法（引き上げ速度３０ｃｍ／ｍｉｎ）にて塗布した。ハードコート用組成物が塗布された基材を１２５℃で３時間加熱処理して、膜厚２．５μｍのハードコート層を形成した。
【００４６】
本実施例では、得られた二種類のプラスチックレンズを以下の方法で染色し、染色ムラ等を評価した。
（染色液の調合）
７０℃に加熱した水１リットルに、Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌｕｅ ＡＣ−Ｅ（三菱化成ヘキスト株式会社製）１．４ｇ、Ｍｉｋｅｔｏｎ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｒｅｄ４ＢＦ＃３００（三井東圧染料株式会社製）０．１ｇ、およびＭｉｋｅｔｏｎ Ｆａｓｔ Ｂｒｏｗｎ３Ｒ（三井東圧染料株式会社製）０．６ｇ、界面活性剤としてママレモン（ライオン油脂株式会社）３ｃｃ、キャリア剤としてベンジルアルコール３０ｃｃを添加し、攪拌し、染色液とした。
この染色液１リットルに対し、以下に示すフッ素系界面活性剤４種類を別々に、それぞれの添加量を０．０１，０．０２，０．０５，１．０，１．０５，２．０ｇと変えて加え、２４種類の染色液を用意した。
（１）フロラードＦＣ−１７０Ｃ（ノニオン系、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール）、住友スリーエム。
（２）メガファックＦ−１４０５（ノニオン系、パーフルオロアルキル基含有ポリオキシエチレン）、大日本インキ化学工業株式会社製。
（３）サーフロンＳ−１３１（両性、パーフルオロアルキルベタイ）セイミケミカル。
（４）サーフロンＳ−１４１（非イオン系、パーフルオロアルキルアミンオキシド）セイミケミカル。
【００４７】
（染色）
フッ素系界面活性剤の添加された染色液を攪拌しながら２０分放置後、２種類のプラスチックレンズの略半分を染色液に５分間浸漬および上下に揺動させながらハーフおよびグラディエーション染色を行なった。
【００４８】
（評価方法）
染色されたプラスチックレンズの染色ムラ等を目視により以下に示す３段階で評価した。
○…染色ムラ等が確認できない。
△…染色ムラ等がわずかに確認できるが、外観には影響がない。
×…染色ムラ等がはっきり確認でき、外観に影響がある。
【００４９】
［比較例１］
以下に示す硫酸塩素系界面活性剤０．０１，０．０２，０．０５，１．０，１．０５，２．０ｇを染色液に加えて、６種類の染色液を得た。染色には、実施形態と同じプラスチックレンズを用い、実施例と同様にハーフおよびグラディエーション染色を行なった。評価も実施例と同様に行なった。
ＮＥＳ−２０３（ノニオン系、ポリエチレン（３）アルキルエーテル硫酸ナトリウム）日光ケミカルズ株式会社製。
【００５０】
［比較例２］
ハードコート膜およびプライマー層の形成されていない中屈折率および高屈折率のプラスチックレンズの基材を比較例１で用意した染色液で、ハーフおよびグラディエーション染色を行なった。評価は、実施例と同様に行なった。
【００５１】
評価結果を表１に示した。フッ素系界面活性剤を染色液に添加する染色方法では、染色ムラ等の少ない染色が可能で、特にハードコート膜を有するプラスチックレンズの染色に有効であることが確認できた。
【表１】
【００５２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ハーフおよびグラディエーション染色を行なっていたが、本発明では、プラスチックレンズ全面に染色してもよい。
また、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態および実施例に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態および実施例に対し、使用する材料、処理時間、濃度、その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材料、処理時間、濃度などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、処理時間、濃度などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、プラスチックレンズの染色に利用できる他、その他のプラスチック製品の染色にも利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色するプラスチックレンズの染色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックレンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズは、ファッション性の付与および目の保護のために着色して用いられる。着色の方法としては、染料を溶媒に分散させた染色液にプラスチックレンズを浸漬して染色する方法が、簡便性、色の選択幅の広さ、ハーフおよびグラデーション染色を行なうことができる等の理由で広く使用されている。
染色は、プラスチックレンズの基材自体および基材に設けられたハードコート膜等に対して行なわれる。また、必要に応じて、染色後、反射防止膜等の光学機能性膜がプラスチックレンズの表面上に形成される。
プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色する方法では、染料を溶媒に分散させるために、分散剤としての界面活性剤を染色液に添加することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４６０５０号公報（第３頁、段落番号［００１０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分散剤としての界面活性剤は、染色液中および表面に泡を発生させる原因となる。界面活性剤によって発生した泡はプラスチックレンズの表面に付着し、泡の付着した部分には染色液が接触しない。ここで、泡が容易に移動しないと、その部分には染料を含浸させることができない。したがって、その部分には、染色されない染色ムラ、染色抜け（以下染色ムラ等）が発生するという問題がある。染色ムラ等は、プラスチックレンズの外観を損ねる。特に、プラスチックレンズの略半分を染色するハーフおよびグラデエーション染色では、プラスチックレンズを染色液に半分浸漬して上下に揺動させながら染色を行なうため、染色液表面に生じた泡の付着による影響が大きい。
また、プラスチックレンズの基材自体に泡が付着したときよりも、ハードコート膜等に泡が付着したときの方が、泡は移動しにくいため、染色ムラ等の問題は、ハードコート膜等に染色を行なう場合により多く発生する。
【０００５】
本発明の目的は、染色ムラ等の発生が少ないプラスチックレンズの染色方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラスチックレンズの染色方法は、プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色するプラスチックレンズの染色方法であって、前記染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０２〜２．０ｇ添加したことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、染色液に発生する泡の表面では、大気側にフッ素を含む疎水基が配置するので、フッ素を含まない疎水基と比較して、より表面エネルギーが低くなっている。つまり、プラスチックレンズ表面に泡が付着しても付着力が弱く移動しやすくなる。したがって、染色ムラ等も発生しにくい。
フッ素系界面活性剤の濃度が染色液１リットルに対して０．０２ｇ以上であれば、表面に付着した泡が滑りやすくなるまで、泡の表面エネルギーは低下する。
また、フッ素系界面活性剤の濃度が染色液１リットルに対して２．０ｇ以下であれば、フッ素系界面活性剤を添加した効果を有する範囲で、経済上の不利も少ない。
なお、本発明でプラスチックレンズとは、プラスチックレンズの基材自体およびハードコート膜等が表面に形成されたプラスチックレンズの両方をいう。
【０００８】
本発明では、前記染色液にキャリア剤を添加した構成が好ましい。
この発明では、染色液にキャリア剤を含んでいるので、染料の含浸が促進される。また、染色液に有機化合物からなるキャリア剤を添加しても、界面活性剤の疎水基に有機化合物とも親和性の少ないフッ素を含んでいるので、発生した泡の表面にはフッ素が配置し、前述の効果を達成できる。
【０００９】
本発明では、前記プラスチックレンズは、染色可能なコート膜を有し、前記コート膜は、有機ケイ素化合物を含んでいる構成が好ましい。
この発明では、ハードコート膜、反射防止膜等の染色可能なコート膜を表面に備えたプラスチックレンズで、その表面エネルギーが異なる場合でも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーがより低いので、コート膜自体の持つ機能に加えて、前述の効果を達成できる。
【００１０】
また、コート膜に有機ケイ素化合物が含まれていて、そのコート膜表面の表面エネルギーが高く、染色液に発生した泡が付着しやすいときでも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーが一層低いので、さらに前述の効果を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態のプラスチックレンズの染色方法では、染料を分散させた染色液にプラスチックレンズを浸漬して、染料をプラスチックレンズの表面から含浸させてプラスチックレンズを染色する。
【００１２】
以下に、本実施形態で使用されるプラスチックレンズについてより詳しく説明する。
プラスッチックレンズの基材は、特に制限は無く、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。
【００１３】
プラスチックレンズの基材の表面上には、ハードコート膜またはプラスチックレンズの基材とハードコート膜との接着の役目を果たすプライマー層が形成されていてもよい。
染色は、プラスチックレンズの基材自体に行なってもよいし、プラスチックレンズの上に形成されたハードコート膜に対して行なってもよい。プライマー層が設けられていれば、ハードコート膜とプライマー層とに染色を行なう。
【００１４】
染色可能なハードコート膜は、硬度を持たせるための無機微粒子、無機化合物と有機化合物とのカップリング剤およびバインダーとしての有機ケイ素化合物、染色成分としての多官能性エポキシ化合物、および硬化触媒を含有するハードコート用組成物から形成されている。
無機微粒子は、平均粒径が１〜１００ｍμｍの粒子である。無機微粒子としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、およびＴｉから選ばれる金属の１種または２種以上の酸化物微粒子または複合酸化物を例示できる。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物微粒子を、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、または、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉ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を水、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を例示できる。いずれも平均粒子径は、１〜１００ｍμｍの径のものが使用されるが、好ましくは５〜３０ｍμｍの径の範囲が好ましい。
【００１５】
無機微粒子の種類や配合量は、目的とする硬度や屈折率等により決定されるものであるが、配合量は、ハードコート用組成物中の固形分の５〜８０重量％、特に１０〜５０重量％の範囲であることが好ましい。配合量が少なすぎると、ハードコート膜上に形成される無機物からなる反射防止膜との密着性が不十分となるか、もしくは、ハードコート膜の耐摩耗性が不十分となる場合がある。また、配合量が多過ぎると、ハードコート膜にクラックが生じ、染色性も不十分となる場合がある。
【００１６】
有機ケイ素化合物としては、例えば、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‐エトキシ）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等がある。これらの化合物は、２種以上混合して用いてもかまわない。また、加水分解を行なってから用いたほうがより有効である。
【００１７】
有機ケイ素化合物は、ハードコート用組成物中の固形分の１０〜７０重量％、特に２０〜６０重量％の範囲であることが好ましい。配合量が少なすぎると反射防止膜との密着性が不十分となりやすい場合がある。一方、配合量が多すぎると、硬化被膜にクラックを生じさせる原因となる場合がある。
【００１８】
多官能性エポキシ化合物は、ハードコート膜の染色成分として機能するものである。また、多官能性エポキシ化合物は、ハードコート膜の耐水性、耐温水性、を向上させることが可能であり、染色時に高温の染色液に長時間浸漬されても、クラックの発生を効果的に抑制できる。さらに、多官能性エポキシ化合物を含むハードコート膜は、プラスチックレンズの耐衝撃性を改善できる。
【００１９】
多官能性エポキシ化合物は、接着剤、注型用などに広く実用されており、例えば、過酸化法で合成されるポリオレフィン系エポキシ樹脂、シクロペンタジエンオキシドやシクロヘキセンオキシドあるいはヘキサヒドロフタル酸とエピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエステルなどの脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡやカテコール、レゾシノールなどの多価フェノールあるいは（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ソルビトール等の多価アルコールとエピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエーテル、エポキシ化植物油、ノボラック型フェノール樹脂とエピクロルヒドリンから得られるエポキシノボラック、フェノールフタレインとエピクロルヒドリンから得られるエポキシ樹脂、グリジシルメタクリレートとメチルメタクリレートアクリル系モノマーあるいはスチレンなどの共重合体、さらには上記エポキシ化合物とモノカルボン酸含有（メタ）アクリル酸とのグリシジル基開環反応により得られるエポキシアクリレートなどが挙げられる。
【００２０】
多官能性エポキシ化合物の分子中に水酸基が存在すると、他のコート膜との密着性や染色性が向上することが認められる。そのため、多官能性エポキシ化合物として、１分子中に複数のエポキシ基と１個以上の水酸基とを含むものが好ましい。
例えば、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリグリシジルエーテル、トリス（２‐ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル等を好ましく用いることができる。本実施形態では、これらの１分子中に複数個のエポキシ基と１個以上の水酸基を有する多官能性エポキシ化合物の１種を単独または２種以上を併用し、さらに、１分子中に水酸基を有さない多官能性エポキシ化合物と併用して用いることができる。
【００２１】
多官能性エポキシ化合物の配合量は、プラスチックレンズの基材にハードコート膜を直接形成する場合はハードコート用組成物中の固形分の５〜４０重量％であるが、プライマー層を介して形成する場合は、プライマー層の存在により染色性が向上するため、０．１〜２５重量％、好ましくは０．５〜２０重量％の範囲に減少させることが可能である。配合量が少なすぎるとハードコート膜の耐水性が不十分となる場合がある。一方、配合量が多すぎると反射防止膜との密着性が不十分となりやすい。
【００２２】
硬化触媒は、シラノールあるいはエポキシ化合物の硬化触媒として添加されるが、好ましいものには、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸マグネシウム等の過塩素酸類、Ｃｕ（ＩＩ），Ｚｎ（ＩＩ），Ｃｏ（ＩＩ），Ｎｉ（ＩＩ），Ｂｅ（ＩＩ），Ｃｅ（ＩＩＩ），Ｔａ（ＩＩＩ），Ｔｉ（ＩＩＩ），Ｍｎ（ＩＩＩ），Ｌａ（ＩＩＩ），Ｃｒ（ＩＩＩ），Ｖ（ＩＩＩ），Ｃｏ（ＩＩＩ），Ｆｅ（ＩＩＩ），Ａｌ（ＩＩＩ），Ｃｅ（ＩＶ），Ｚｒ（ＩＶ），Ｖ（ＩＶ）等を中心金属原子とするアセチルアセトネート、アミン、グリシン等のアミノ酸、ルイス酸、有機酸金属塩等が挙げられる。この中でも、本実施形態においては、硬化条件、塗液のポットライフなどにおいて過塩素酸マグネシウム、Ａｌ（ＩＩＩ），Ｆｅ（ＩＩＩ）のアセチルアセトネートがより好ましい。添加量は、固形分濃度の０．０１〜５．０％の範囲が好ましい。
【００２３】
これらを含有するハードコート用組成物は、必要に応じ、溶剤で希釈する。溶剤としては、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。
なお、本実施形態のハードコート用組成物は、上記成分のほかに必要に応じて、少量の界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、分散染料、油溶染料、蛍光染料、顔料、フォトクロミック化合物、ヒンダードアミン・ヒンダードフェノール系等の耐光耐熱安定剤等を添加しハードコート液の塗布性および硬化後の被膜性能を改良することもできる。特に紫外線吸収剤、酸化防止剤やヒンダードアミン、ヒンダードフェノール系等の耐光耐熱安定剤から選ばれる１種、もしくは２種以上を添加することによりハードコート膜に優れた耐候性を付与することが可能である。
【００２４】
ハードコート用組成物の塗布・硬化方法としては、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法あるいはフロー法によりプラスチックレンズの基材にハードコート用組成物を塗布した後、４０〜２００℃の温度で数時間加熱乾燥することにより、ハードコート膜を形成する。
ハードコート層の膜厚としては、０．０５〜３０μｍ、特に０．１〜２０μｍ程度の範囲がよい。薄くなりすぎると基本的な性能が発現しない場合があり、一方厚すぎると、光学的歪が発生する場合がある。
【００２５】
本実施形態では、プラスチックレンズの基材とハードコート層の間にプライマー層を設けてもよい。
プライマー層の主成分としては、水性化アクリル‐ウレタン樹脂またはポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましい。これらの主成分は、プラスチックレンズの耐衝撃性を大幅に改善できる上に、耐水性、耐光性に優れ、しかも可染タイプのハードコート層との密着性に優れる。
前述のハードコート膜に含まれる多官能性エポキシ化合物は、プライマー層の水性化アクリル‐ウレタン樹脂およびポリエステル系熱可塑性エラストマーに対して特異的に密着性に優れる。更に、プライマー層の存在により、可染タイプのハードコート膜をプラスチックレンズの基材上に形成した場合よりも、染色性が非常に高くなる。そのため、プライマー層を設けた場合は、ハードコート膜中の多官能エポキシ化合物の配合量を減らすことが可能で、十分な染色性を確保した上で、より硬さ、即ち耐擦傷性の向上したプラスチックレンズが得られる。
【００２６】
これらの樹脂の屈折率は、１．５程度であるため、屈折率の高いプラスチックレンズの基材上に設けると干渉縞が生じる。そのため、金属酸化物微粒子をプライマー層に配合して屈折率調整をすることが好ましい。
このような金属酸化物微粒子としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉから選ばれる金属の１種または２種以上の酸化物微粒子または複合酸化物を例示できる。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物微粒子を、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、または、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉの無機酸化物の二種以上によって構成される複合微粒子を水、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を例示できる。いずれも平均粒子径は、約１〜３００ｍμｍが好適である。
【００２７】
金属酸化物微粒子のプライマー用組成物中の固形分に占める割合として、０〜６５重量％特に５５重量％以下であることが好ましい。６５重量％を超えるとプライマー層が白濁し外観が悪化する場合がある。
プライマー層を形成するためのプライマー用組成物は、例えば水性化アクリル−ウレタン樹脂を含む水溶液に金属酸化物微粒子を配合し、必要により溶剤に希釈して得られる。溶剤としては、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。なお、レベリング剤などの従来公知の各種添加剤を加えてもよい。プライマー層の形成は、調製したプライマー用組成物をスピンコート、ディッピングなどの方法でプラスチックレンズの基材に塗布し、乾燥後、硬化させる方法で行なうことができる。
プライマー層の膜厚は、０．０１μｍ〜５０μｍ、特に０．１μｍ〜３０μｍの範囲が好ましい。プライマー層が薄すぎると、ハードコート膜の染色性の向上や耐衝撃性の向上が少なくなる。逆に厚すぎると、平面の平滑性が損なわれ、光学歪が発生する場合がある。
【００２８】
以下に染色に使用する染色液についてより詳しく説明する。
本実施形態では、染色液に、フッ素系界面活性剤を添加する。染色液は、溶媒に染料を分散させ、染料の含浸を促進させるキャリア剤およびその他の添加物を加えたものである。
染料としては、ニトロソ染料、ニトロ染料、アゾ染料、スチルベンアゾ染料、ケトイミン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、キノリン染料、メチン染料、ポリメチン染料、チアゾール染料、インダミン染料、インドフェノール染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、硫化染料、アミノケトン染料、オキシケトン染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料などが挙げられ、これらのうち少なくとも１種を使用できる。
溶媒としては、通常水が用いられるが、メタノール、エタノール、ベンジルアルコールなどの有機溶媒を併用してもよい。
【００２９】
染色液には、染料に対する分散剤として界面活性剤を添加できる。界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物、ラウリル硫酸塩などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチルアルキルエーテル、アルキルアミンエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の非イオン界面活性剤などが挙げられる。これらの界面活性剤は、レンズの着色濃度に応じて、使用する染料の量に対して５〜２００重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００３０】
キャリア剤としては、水溶性の有機溶剤が多く用いられ、例えば、特許第１６４７０７４号公報、特公平０６−７２３６６公報、特開昭６２−２５５９０１公報、特開平０２−４７０４４号公報、特開平０２−８３５０１号公報、特開平０４−４１７８５公報等に多種提示されている。例えば、ベンジルアルコールを挙げることができる。キャリア剤は、０．１〜２０重量部加えるのが好ましい。
【００３１】
フッ素系界面活性剤としては、疎水基にフッ素が含まれていればよく、パーフルオロアルキル基を有するものが好ましい。また、ノニオン系、両性、非イオン系が好ましいが、カチオン系、アニオン系であってもよい。
本実施形態では、これらのフッ素系界面活性剤を染色液１リットルに対して、０．０２〜２．０ｇ加えて染色液とする。好ましくは、染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０５〜２．０ｇ加えて染色液とする。より好ましくは、染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０５〜１．０ｇ加えて染色液とする。
【００３２】
レンズの染色は、溶媒に染料を分散させ、添加物を加えて、７０〜９５℃に加熱した染色液中にレンズを浸漬することによって行なう。染色濃度は、染色時間に比例する。予め定められた色調の染色の場合は標準カラーとして調色、染色時間が決められており、見本色のある場合にはその見本色を分光光度計で解析して調色を行なう。この調色に関しては、分光光度計で測定して得られた目的色のデータをコンピュータ処理し、適切な染色浴と染色時間とを求めることで行なうことができる。
前述の染色液に適切な染色時間、浸漬することで染色ムラ等のないプラスチックレンズが得られる。
【００３３】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）染色液に発生する泡の表面では、大気側にフッ素を含む疎水基が配置するので、フッ素を含まない疎水基と比較して、より表面エネルギーを低くできる。つまり、プラスチックレンズ表面に泡が付着しても付着力が弱く移動しやすくできる。したがって、染色ムラ等も発生しにくくできる。
フッ素系界面活性剤の濃度は、染色液１リットルに対して０．０２ｇ以上であれば、表面に付着した泡が滑りやすくなるまで、泡の表面エネルギーを低下させることができる。
また、フッ素系界面活性剤の濃度が、染色液１リットルに対して２．０ｇ以下であれば、フッ素系界面活性剤を添加した効果を有する範囲で、経済上の不利も少なくできる。
【００３４】
（２）染色液中に、複数の染料が混合されて使用される場合、それぞれの染料に対する界面活性剤の含浸速度への影響が異なるので、界面活性剤の濃度が高いと染色後の色調が変化してしまう。ここで、界面活性剤の量が、染色液１リットルに対し２．０ｇ以下であると、複数の染料が存在しても、個々の染料の含浸速度への影響を少なくできる。つまり、色調の変化を抑制しつつ、染色ムラ等も発生しにくくできる。より好ましくは、染色液１リットルに対してフッ素系界面活性剤を１．０ｇ以下とすれば、個々の染料の含浸速度への影響をより低減できる。
【００３５】
（３）染色液にキャリア剤を含んでいるので、染料の含浸を促進できる。また、染色液に有機化合物からなるキャリア剤を添加しても、界面活性剤の疎水基に有機化合物とも親和性の少ないフッ素を含んでいるので、発生した泡の表面にはフッ素が配置し、前述の効果を達成できる。
【００３６】
（４）ハードコート膜、反射防止膜等の染色可能なコート膜を表面に備えたプラスチックレンズで、その表面エネルギーが異なる場合でも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーをより低くでき、コート膜自体の持つ機能に加えて、前述の効果を達成できる。
【００３７】
（５）コート膜に有機ケイ素化合物が含まれていて、そのコート膜表面の表面エネルギーが高く、染色液に発生した泡が付着しやすいときでも、フッ素が表面に配置した泡の表面エネルギーをより低くでき、前述の効果を達成できる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例］
実施例では、ハードコート膜の形成された屈折率の異なる二種類のプラスチックレンズを用意して染色を行なった。
以下に、屈折率１．５５を有する中屈折率プラスチックレンズの作製について詳しく説明する。
プラスチックレンズは、光重合組成物を型に注入し、光を照射することによって重合させて得た。
（１）プラスチックレンズ製造用型の組み立て
プラスチックレンズの基材の屈折率が１．５５の時に＋３．００ディオプトリーの度数がでるように設計された凸面用ガラス型と凹面用ガラス型（直径は８０ｍｍ）を界面活性剤を含んだ水の槽、水のみの槽にこの順に浸漬し、超音波洗浄を行い表面の汚れを落とした後、イソプロピルアルコールの槽に浸漬し引き上げることで付着した水を除去した。
次に、離型剤として燐酸エステルであるジデシルアシッドホスフェートをイソプロピルアルコールに希釈して１０００ｐｐｍの濃度となるように調整した液を先に洗浄した凸面用と凹面用のガラス型の使用面にスピンコート法で塗布した。この時の塗布条件は、回転数５００ｒｐｍの時に離型剤の希釈液を５ｃｃ滴下し、その後２０００ｒｐｍで１０秒間回転させることで均一に離型剤が塗布されたガラス型を得た。
この後、２枚のガラス型の外周部をレンズ重合用テープ（基材はポリエチレンテレフタレートで厚みが５０μｍ、粘着剤はアクリル系）で巻き、プラスチックレンズ製造用型を組み立てた。
【００３９】
（２）光重合組成物の調製
ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとメタクリル酸とを反応させて得られたエポキシジメタクリレート４０ｇ、ノナブチレングリコールジメタクリレート２０ｇ、フェニルメタクリレート２５ｇ、イソホロンジイソシアネートと２−ヒドロキシプロピルメタクリレートを反応させて得られたウレタンジメタクリレート１５ｇ、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド０．０３ｇ、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート０．１ｇ、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン０．０５ｇ、トリドデシルフォスフェート０．２ｇを混合し、室温でよく攪拌した後、５０ｍｍＨｇに減圧して１０分間脱気して光重合組成物を得た。
【００４０】
（３）プラスチックレンズの成形
先に作成したプラスチックレンズ製造用型に上記光重合組成物を注入した後、この型に両側からランプ長１０インチ、２ｋＷの高圧水銀灯により３０Ｊ／ｃｍ２の紫外線を照射した。この後プラスチックレンズから型を取り外したが、プラスチックレンズやガラス型の破壊や破損は全く無く良好な離型性であった。このあと、１３０℃で２時間のアニールを行い、プラスチックレンズを得た。得られたレンズは、着色も無く、無色透明であった。
【００４１】
（４）ハードコート用組成物の調製
メチルセロソルブ１９７．３ｇ、メタノール分散コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）製、商品名「オスカル１１３２」固形分濃度３０ｗｔ％）３６４．８ｇを混合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１８４．５ｇを混合した。この混合液に０．０５Ｎ塩酸水溶液５１．０ｇ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過塩素酸マグネシウム１．５ｇ、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー（株）製、商品名「Ｌ−７００１」）０．２ｇ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（日本チバガイギー（株）製、商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」）０．９ｇ、およびアントラキノン系油用染料（三菱化成（株）製、商品名「Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ Ｊ」）０．０２ｇを添加し、４時間攪拌後一昼夜熟成させてハードコート用組成物とした。
【００４２】
このようにして得られたハードコート用組成物を、アルカリ処理した前記プラスチックレンズに浸漬法にて塗布した。引き上げ速度は、１５ｃｍ／ｍｉｎとした。塗布後８０℃で２０分間風乾した後、１３０℃で１２０分間焼成を行なった。このようにして得られたハードコート膜の厚みは約２μｍであり、外観は優れたものであった。
【００４３】
以下に、屈折率１．６７を有する高屈折率プラスチックレンズの作製について詳しく説明する。
高屈折率プラスチックレンズには、プライマー層とハードコート膜とを形成した。
（１）プライマー層の形成
市販の水性ポリエステル「Ａ−１６０Ｐ」（高松油脂株式会社製、固形分濃度２５％）１８６ｇ、メタノール２５７ｇ、水１５ｇ、ブチルセロソルブ３７ｇを混合し、さらにγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー株式会社製、商品名「Ｌ−７６０４」）０．１ｇを加え３時間攪拌した。このプライマー用組成物をセイコーソブリン（商品名）用プラスチックレンズ基材（セイコーエプソン株式会社製、屈折率１．６７）上に浸漬法（引き上げ速度１５ｃｍ／ｍｉｎ）にて塗布した。プライマー用組成物が塗布された基材を１００℃で２０分間加熱処理して、基材上に層厚１．０μｍのプライマー層を形成した。
【００４４】
（２）ハードコート膜の形成
ブチルセロソルブ７３ｇ、メタノール１４８ｇ、およびγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５７ｇを混合した。この混合液に０．１Ｎ塩酸水溶液１８ｇを攪拌しながら滴下した。さらに３時間攪拌後、一昼夜熟成させた。この液にメタノール分散ＳｉＯ２微粒子ゾル（触媒化成工業株式会社製、商品名「オスカル１１３２」固形分濃度３０％）１４６ｇ、ジグリセロールポリグリシジルエーテル（ナガセケムテックス株式会社製、商品名「デコナールＥＸ−４２１」）５０ｇ、過塩素酸マグネシウム３ｇ、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー（株）製、商品名「Ｌ−７００１」）０．１６ｇ、フェノール系酸化防止剤（川口化学工業株式会社製、商品名「アンテージクリスタル」）０．６ｇを添加して４時間攪拌後、一昼夜熟成させてハードコート用組成物とした。
【００４５】
このハードコート用組成物をプライマー層の上に浸漬法（引き上げ速度３０ｃｍ／ｍｉｎ）にて塗布した。ハードコート用組成物が塗布された基材を１２５℃で３時間加熱処理して、膜厚２．５μｍのハードコート層を形成した。
【００４６】
本実施例では、得られた二種類のプラスチックレンズを以下の方法で染色し、染色ムラ等を評価した。
（染色液の調合）
７０℃に加熱した水１リットルに、Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌｕｅ ＡＣ−Ｅ（三菱化成ヘキスト株式会社製）１．４ｇ、Ｍｉｋｅｔｏｎ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｒｅｄ４ＢＦ＃３００（三井東圧染料株式会社製）０．１ｇ、およびＭｉｋｅｔｏｎ Ｆａｓｔ Ｂｒｏｗｎ３Ｒ（三井東圧染料株式会社製）０．６ｇ、界面活性剤としてママレモン（ライオン油脂株式会社）３ｃｃ、キャリア剤としてベンジルアルコール３０ｃｃを添加し、攪拌し、染色液とした。
この染色液１リットルに対し、以下に示すフッ素系界面活性剤４種類を別々に、それぞれの添加量を０．０１，０．０２，０．０５，１．０，１．０５，２．０ｇと変えて加え、２４種類の染色液を用意した。
（１）フロラードＦＣ−１７０Ｃ（ノニオン系、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール）、住友スリーエム。
（２）メガファックＦ−１４０５（ノニオン系、パーフルオロアルキル基含有ポリオキシエチレン）、大日本インキ化学工業株式会社製。
（３）サーフロンＳ−１３１（両性、パーフルオロアルキルベタイ）セイミケミカル。
（４）サーフロンＳ−１４１（非イオン系、パーフルオロアルキルアミンオキシド）セイミケミカル。
【００４７】
（染色）
フッ素系界面活性剤の添加された染色液を攪拌しながら２０分放置後、２種類のプラスチックレンズの略半分を染色液に５分間浸漬および上下に揺動させながらハーフおよびグラディエーション染色を行なった。
【００４８】
（評価方法）
染色されたプラスチックレンズの染色ムラ等を目視により以下に示す３段階で評価した。
○…染色ムラ等が確認できない。
△…染色ムラ等がわずかに確認できるが、外観には影響がない。
×…染色ムラ等がはっきり確認でき、外観に影響がある。
【００４９】
［比較例１］
以下に示す硫酸塩素系界面活性剤０．０１，０．０２，０．０５，１．０，１．０５，２．０ｇを染色液に加えて、６種類の染色液を得た。染色には、実施形態と同じプラスチックレンズを用い、実施例と同様にハーフおよびグラディエーション染色を行なった。評価も実施例と同様に行なった。
ＮＥＳ−２０３（ノニオン系、ポリエチレン（３）アルキルエーテル硫酸ナトリウム）日光ケミカルズ株式会社製。
【００５０】
［比較例２］
ハードコート膜およびプライマー層の形成されていない中屈折率および高屈折率のプラスチックレンズの基材を比較例１で用意した染色液で、ハーフおよびグラディエーション染色を行なった。評価は、実施例と同様に行なった。
【００５１】
評価結果を表１に示した。フッ素系界面活性剤を染色液に添加する染色方法では、染色ムラ等の少ない染色が可能で、特にハードコート膜を有するプラスチックレンズの染色に有効であることが確認できた。
【表１】
【００５２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ハーフおよびグラディエーション染色を行なっていたが、本発明では、プラスチックレンズ全面に染色してもよい。
また、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態および実施例に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態および実施例に対し、使用する材料、処理時間、濃度、その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材料、処理時間、濃度などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、処理時間、濃度などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、プラスチックレンズの染色に利用できる他、その他のプラスチック製品の染色にも利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色するプラスチックレンズの染色方法であって、
前記染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０２〜２．０ｇ添加したことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチックレンズの染色方法において、
前記染色液にキャリア剤を添加したことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラスチックレンズの染色方法において、
前記プラスチックレンズは、染色可能なコート膜を有し、
前記コート膜は、有機ケイ素化合物を含んでいる
ことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【請求項１】
プラスチックレンズを染色液に浸漬して染色するプラスチックレンズの染色方法であって、
前記染色液１リットルに対して、フッ素系界面活性剤を０．０２〜２．０ｇ添加したことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチックレンズの染色方法において、
前記染色液にキャリア剤を添加したことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラスチックレンズの染色方法において、
前記プラスチックレンズは、染色可能なコート膜を有し、
前記コート膜は、有機ケイ素化合物を含んでいる
ことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【公開番号】特開２００６−２６７４６９（Ｐ２００６−２６７４６９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８４７１９（Ｐ２００５−８４７１９）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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