機能膜付光学部材の製造方法及び眼鏡レンズ
【課題】光学部材の表面に形成された機能膜の組成を変更することなく、この機能膜に対する染色性を改善すると共に、染色時間の短縮も可能とした機能膜付光学部材の製造方法を提供する。
【解決手段】表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法であって、光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬する工程を含む。具体的には、前処理液として、温水又は酸性水溶液を用いる。
【解決手段】表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法であって、光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬する工程を含む。具体的には、前処理液として、温水又は酸性水溶液を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法、並びにそのような製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなる眼鏡レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックレンズは、ガラスレンズと比較して、軽量性、易加工性、耐衝撃性、染色性などの点で優れており、これらの優位性により眼鏡レンズの市場において大きなシェアを占めている。
【０００３】
一方、ガラスレンズに対してプラスチックレンズの弱点であった傷付きやすさも、ハードコート膜や反射防止膜などの機能膜を積層した多層膜構造を備えることによりかなり抑制できるまでになっている。
【０００４】
また、眼鏡レンズの薄肉化においては、プラスチックレンズが発売された当初は屈折率が１．５０程度のものが主流であったが、今日においては屈折率が１．６〜１．６５程度のものが標準として取り扱われている。更には屈折率が１．７を超えるものも広く出回っている。
【０００５】
しかしながら、プラスチックレンズは、上述したレンズ素材の改良に伴い、屈折率が向上する一方で、プラスチックレンズの利点であった軽量性や易加工性などが失われる傾向にある。
【０００６】
ところで、プラスチックレンズの染色については、プラスチックレンズを染色液に浸漬する浸漬法を用いて染色することが今なお一般的である（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、上述した高屈折率のプラスチックレンズは、染色性に乏しく、このような簡便な浸漬法によって染色することが困難となってきている。このため、簡便さにおいては浸漬法に劣るものの、上述した高屈折率のプラスチックレンズに対応した特殊な染色方法も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００７】
一方、プラスチックレンズを染色する代わりに、プラスチックレンズの表面に染色可能なハードコート膜を設けて、このハードコート膜付プラスチックレンズを染色液に浸漬することによりハードコート膜を染色する方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００８】
しかしながら、このようなハードコート膜を染色する方法では、ハードコート膜の組成を変更することなく、このハードコート膜に対する染色性を改善することが求められている。さらに、染色時間の短縮も求められている。
【特許文献１】特許第３４４８６１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３０２号公報
【特許文献３】特開２００８−７６９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、光学部材の表面に形成された機能膜の組成を変更することなく、この機能膜に対する染色性を改善すると共に、染色時間の短縮も可能とした機能膜付光学部材の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのような製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなる眼鏡レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討を行った結果、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズに特定の前処理を行うことにより、良好な染色性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明を例示する機能膜付光学部材の製造方法の一態様は、表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法であって、光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬する工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明を例示する眼鏡レンズの一態様は、上記製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明を例示する機能膜付光学部材の製造方法では、光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬することで、光学部材の表面に形成された機能膜の組成を変更することなく、この機能膜に対する良好な染色性を確保することが可能である。また、表面に機能膜が形成された光学部材を前処理液に浸漬した後、染色液に浸漬するといった簡便な方法を用いているため、染色時間の短縮も可能である。
【００１４】
したがって、本発明によれば、機能膜の性能を維持したまま、この機能膜が染色された機能膜付光学部材を得ることが可能である。また、このような機能膜付光学部材からは、例えばハードコート膜を染色したプラスチックレンズからなる眼鏡レンズを得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態では、プラスチックレンズ（光学部材）の表面にハードコート膜（機能膜）が形成され、このプラスチックレンズを染色液に浸漬することによりハードコート膜が染色されてなるハードコート膜付プラスチックレンズ（機能膜付光学部材）を製造する場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
本実施形態は、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズを染色液に浸漬し、ハードコート膜を染色する染色工程の前に、このハードコート膜付プラスチックレンズを着色剤（染料）を含まない前処理液に浸漬する前処理工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
ここで、本実施形態の対象とするハードコート膜は、本実施形態の前処理液に浸漬することにより染色性が改善されるものであれば特に制限されるものではなく、例えばシリコン系ハードコート組成物からなるものに適用することができ、その中でも、(Ａ)金属酸化物粒子、(Ｂ)有機ケイ素化合物又はその加水分解物、(Ｃ)アセチルアセトネート金属錯体化合物を含むシリコン系ハードコート組成物からなるものを好適に用いることができる。
【００１８】
具体的に、(Ａ)金属酸化物粒子としては、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化ベリリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化セリウムなどの金属酸化物の微粒子を挙げることができ、これらを単独で又は２種以上混合して用いることができる。また、これら金属酸化物の中から選ばれる２種以上の金属酸化物から構成された複合金属酸化物微粒子を用いてもよい。
【００１９】
また、これら金属酸化物微粒子又は複合金属酸化物微粒子については、その粒径が１〜１００ｎｍのものを用いることが好ましく、水、メタノール又はその他の有機溶媒に分散したときにゾル化するものを用いることが好ましい。
【００２０】
（Ｂ）有機ケイ素化合物又はその加水分解物としては、下記式（１）で表されるものを用いることができる。
Ｒ１ａＲ２ｂＳｉ（ＯＲ３）４−（ａ＋ｂ） … (１)
（但し、式(１)中、Ｒ１は、官能基を有する有機基又は不飽和二重結合を有する炭素数４〜１４の有機基であり、Ｒ２は、炭素数１〜６の炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシアルキル基又はアシル基であり、ａ及びｂは、それぞれ０又は１であり、且つａ＋ｂは、１又は２である。）
【００２１】
上記式（１）で表される具体的な有機ケイ素化合物としては、例えば、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トリアセトキシシラン、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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
【００２２】
また、上記式（１）で表される有機ケイ素化合物のうち、Ｒ１が官能基としてエポキシ基を有するもの以外（ａ＝０のものを含む）としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランなどの各種トリアルコキシシラン、トリアシロキシシラン、トリアルコキシアルコキシシランなどを挙げることができる。
【００２３】
（Ｃ）アセチルアセトネート錯体金属化合物は、上記有機ケイ素化合物における三次元構造の形成反応を促進する、又はポットライフの延長効果を得るために添加するものであり、例えば、中心金属にＬｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ａｌのうち何れか１種を含むアセチルアセトネート錯体金属化合物を用いることができる。
【００２４】
ハードコート膜を形成する際は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含むハードコート組成物のコート液を、例えばディップ法や、スプレー法、スピンコート法などの方法を用いてプラスチックレンズの表面に塗布する。また、塗布されたハードコート組成物は、熱硬化によって塗膜を形成する。この塗膜の硬化温度は、７０〜１４０℃の範囲が好ましく、より好ましくは９０〜１２０℃の範囲である。また、塗膜の厚さは、１．０〜４．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１．５〜２．５μｍの範囲である。
【００２５】
なお、ハードコート膜を形成する際は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分の他にも、コート液の固形分を調整するため溶媒を添加することができる。溶媒の例としては、水、低級アルコール、アセトン、エーテル、ケトン、エステルなどを挙げることができる。
【００２６】
また、その他にも各種の添加剤を併用してもよい。添加剤の例としては、ｐＨ調節剤、粘度調節剤、レベリング剤、つや消し剤、染料、顔料、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを挙げることができる。
【００２７】
プラスチックレンズについては、従来より光学部材として知られている透明部材、特に透過性の高い光学用レンズ基材を用いることが好ましい。具体的に、このプラスチックレンズの基材としては、例えば、ポリメチルメタクリレート及びその共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートポリマー、ポリチオウレタン樹脂、エピスルフィド樹脂などを挙げることができる。また、紫外線硬化型樹脂又は紫外線硬化性と熱硬化性の両者を兼ね備えた樹脂を用いることも可能である。
【００２８】
本実施形態における前処理工程では、温水又は酸性水溶液からなる前処理液に、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズを浸漬させる。これにより、プラスチックレンズの表面に形成されたハードコート膜の組成を変更することなく、このハードコート膜に対する良好な染色性を確保することができる。なお、この理由について必ずしも明らかではないものの、ハードコート膜が軟化して染色性が向上する、又はハードコート膜を構成する有機ケイ素化合物中におけるアルキル基の脱離を促進することで、染色液に浸漬したときの染色性が向上するためと考えられる。
【００２９】
具体的に、この前処理工程においては、温水として、純水を用いることが好ましい。一方、酸性水溶液として、例えば塩酸や、硫酸、硝酸などの無機酸の中から選ばれる任意の酸を水に溶解したものを用いることができる。また、この酸性水溶液の水素イオン濃度は、ｐＨ１．０〜６．０であることが好ましく、より好ましくはｐＨ２．０〜４．０である。これは、前処理液がアルカリ性水溶液（ｐＨ７未満）であると、ハードコート膜に悪影響を与える可能性があるためである。
【００３０】
また、前処理液の温度は、４０〜１００℃が好ましく、より好ましくは６０〜９０℃である。この前処理液の温度については、温度が高くなるほどハードコート膜の染色性が向上するため、染色時間を大幅に短縮することが可能である。一方、前処理液の温度が低すぎると、上記効果を十分に得ることができなくなるため、その下限を４０゜以上とすることが好ましく、その上限については、前処理液が沸騰しないように１００℃以下とすることが好ましい。
【００３１】
染色工程においては、従来より一般的に使用されている、例えば分散染料を界面活性剤と共に水中に分散させた染色液を調製し、加熱下において、この染色液に上記前処理が施されたハードコート膜付プラスチックレンズを浸漬する方法（浸染法）が用いられる。
【００３２】
具体的に、染料（着色剤）としては、例えば、アントラキノン系染料、キノフタロン系染料、ニトロジフェニルアミン系染料、アゾ系染料などの分散染料を用いることができる。分散染料の例としては、例えば、ｐ−アニシジン、アニリン、ｐ−アミノアセトアニリド、ｐ−アミノフェノール、１−クロロ−２，４−ジニトロベンゼン、２−クロロ−４−ニトロアニリン、ｏ−クロロニトロベンゼン、ジフェニルアミン、ｍ−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アニリン、１−フェニル−３−メチル−５−ピラゾロン、フェノール等のベンゼン系中間物、ｐ−クレシジン（６−メトキシ−ｍ−トルイジン）、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｍ−トルイジン、２−ニトロ−ｐ−トルイジン、ｐ−ニトロトルエン等のトルエン系中間物、１−ナフチルアミン、２−ナフトール等のナフタレン系中間物、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸（ブロマミン酸）、１−アントラキノンスルホン酸、１，４−ジアミノアントラキノン、１，５−ジクロロアントラキノン、１，４−ジヒドロキシアントラキノン（キニザリン）、１，５−ジヒドロキシアントラキノン（アントラルフィン）、１，２，４−トリヒドロキシアントラキノン（プルプリン）、２−メチルアントラキノン等の無水フタル酸、アントラキノン系中間物などを挙げることができ、これらを単独で又は２種以上混合して用いることができる。また、染色液の染料濃度は、０．０１〜５質量％であることが好ましい。
【００３３】
分散染料は、通常、水に分散して水系の染色液とされるが、この分散染料の浸透性を促進するため、例えば、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。また、染色液には、染料に対する分散剤として、界面活性剤が添加される。この界面活性剤の例としては、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を挙げることができる。また、これらの界面活性剤は、着色濃度に応じて、使用する染料の量に対して５〜２００質量％の範囲で添加することが好ましい。
【００３４】
浸染法では、分散染料及び界面活性剤を水又は水と有機溶媒との混合物中に分散させて染色液を調製し、この染色液中にハードコート膜付プラスチックレンズを浸漬し、ハードコート膜の染色を行う。なお、染色温度及び染色時間は、所望の着色濃度により変動するものの、通常は９５℃以下で数分〜３０分程度が好ましい。
【００３５】
また、染色工程では、染色液を収容する槽と、染色液に浸漬する際にプラスチックレンズを保持するフォルダとを備えた染色装置を用いるが、この染色装置は、色ムラを防ぐことを目的として、染色液の均一性を確保する液混合機構や、染色液の恒温機構を備えていることが好ましい。
【００３６】
ハードコート膜を染色した後は、染料の定着安定化を図るため、このハードコート膜付プラスチックレンズに対して加熱処理を行うことが好ましい。この加熱処理では、オーブン等の加熱装置を用いることができる。また、加熱温度は、７０〜１４０℃の範囲が好ましく、より好ましくは９０〜１２０℃の範囲である。
【００３７】
なお、上記染色工程では、ハードコート膜が所望の着色濃度に染色されるまで、上述した作業を繰り返し行うことが好ましい。この場合、作業毎に染色温度や染色時間、加熱温度などを任意に調整することが可能である。
【００３８】
以上のようにして、本実施形態では、ハードコート膜の性能を維持したまま、このハードコート膜が染色されてなるハードコート膜付プラスチックレンズを得ることが可能である。
【００３９】
本実施形態では、上述したプラスチックレンズを染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬することで、プラスチックレンズの表面に形成されたハードコート膜の組成を変更することなく、このハードコート膜に対する良好な染色性を確保することが可能である。なお且つ、耐擦傷性に優れたハードコート膜付プラスチックレンズを得ることが可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズを前処理液に浸漬した後、染色液に浸漬するといった簡便な方法を用いているため、染色時間の大幅な短縮も可能である。
【００４１】
さらに、本実施形態では、染色性を改善するため、従来のようにハードコート膜中に染料親和性の高い、例えばエポキシ基や、アクリル基、ビニル基などの官能基を含む有機化合物を導入するといった必要がなく、結果として高い耐擦傷性と染色性を両立したハードコート膜付プラスチックレンズを得ることが可能である。
【００４２】
そして、このようにして得られたハードコート膜付プラスチックレンズを眼鏡枠の形状に合わせて加工することで、本実施形態の眼鏡レンズを得ることが可能である。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記ハードコート膜付プラスチックレンズは、プラスチックレンズの表面にハードコート膜を直接設けた構成に限らず、レンズ基材（プラスチックレンズ）とハードコート層（ハードコート膜）との間にプライマー層を設けた構成としてもよい。これにより、レンズ基材とハードコート層との密着性を向上させると共に、耐衝撃性も向上させることが可能である。
【００４４】
このようなプライマー層を設ける場合には、特に限定されないものの、（Ｄ）複合金属酸化物微粒子、（Ｅ）高分子微粒子水分散体を含むプライマーコート組成物からなるものを好適に用いることができる。
【００４５】
（Ｄ）複合金属酸化物微粒子としては、上記ハードコート組成物と同様の複合金属酸化物微粒子を用いることができる。一方、（Ｅ）高分子微粒子水分散体としては、例えば、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂などの水分散体を用いることができる。
【００４６】
プライマー層を形成する際は、上記（Ｄ），（Ｅ）成分を含むプライマー組成物のコート液を、例えばディップ法や、スプレー法、スピンコート法などの方法を用いてプラスチックレンズの表面に塗布する。また、塗布されたプライマー組成物は、熱硬化によって塗膜を形成する。この塗膜の硬化温度は、５０〜１２０℃の範囲が好ましく、より好ましくは７０〜１００℃の範囲である。また、塗膜の厚さは、０．２〜２．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜１．０μｍの範囲である。
【００４７】
なお、プライマー層を形成する際は、上記（Ｄ），（Ｅ）成分の他にも、ハードコート膜を形成する場合と同様の溶媒や添加剤などを併用してもよい。
【００４８】
また、上記ハードコート膜付プラスチックレンズでは、上記ハードコート層の上に、マルチコート層（反射防止膜）を設けた構成とすることも可能である。これにより、レンズ表面における光の反射を防止することが可能である。
【００４９】
このようなマルチコート層を設ける場合には、特に限定されないものの、例えば、酸化ケイ素や酸化チタンなどの無機化合物からなる反射防止膜を形成することが可能である。また、反射防止膜の形成方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、ＣＶＤ法などの乾式法を用いることができる。さらに、このマルチコート層は、単層又は多層の何れの構成であってもよい。多層膜とする場合には、低屈折率の反射防止膜と高屈折率の反射防止膜とを交互に積層した多層膜構造とすることが好ましい。この多層膜構造で用いる高屈折率の反射防止膜としては、例えば、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５などを挙げることができ、低屈折率膜としては、例えば、ＳｉＯ２などを挙げることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記プラスチックレンズの基材の染色性に因らずに、このプラスチックレンズの表面に形成されたハードコート膜を染色するため、染色性に乏しい高屈折率のプラスチックレンズに対して好適に用いることができる。また、上記プラスチックレンズの代わりに、表面にハードコート膜が形成されたガラスレンズにも適用可能である。
【００５１】
なお、本発明は、上記ハードコート膜付プラスチックレンズの製造に適用した場合に限らず、表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより、この機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造に幅広く適用することが可能である。また、このような機能膜付光学部材としては、上述した眼鏡レンズの他にも、例えば、カメラやビデオカメラなどの撮像レンズ、プロジェクタなどの投影レンズなどを挙げることができ、これらのレンズ以外にも、例えばプリズムやその他の光学部品（光学素子）などを挙げることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００５３】
〔第１の実施例〕
第１の実施例では、本発明の前処理を行った場合のハードコート膜に対する前処理液の温度と染色性との関係について調べた。
【００５４】
具体的には、先ず、試料となるプラスチックレンズの表面にハードコート膜を形成するため、容器にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２００質量部をとり、０．１規定塩酸水溶液５０質量部を徐々に滴下して有機ケイ素化合物の加水分解物を得た。
【００５５】
次に、得られた有機ケイ素化合物の加水分解物２５０質量部に対し、酸化チタン／酸化ジルコニウム／二酸化ケイ素複合酸化物ゾル、（メタノール分散、触媒化成工業社製、固形分３０％）５７０質量部を添加した後、エチレンジアミン四酢酸アルミニウム５質量部を１００質量部の純水に溶かして添加した。その後、メタノール１００質量部にアルミニウムアセチルアセトネート５量部を溶かしたアルミニウムアセチルアセトネート溶液を反応容器にさらに添加し、更にテトラエトキシシラン２５質量部及び界面活性剤Ｌ−７００１（東レダウコーニング社製）１質量部を添加した後に、攪拌してコーティング液を得た。
【００５６】
次に、屈折率１．７４のプラスチックレンズ（ニコン・エシロール社製、製品名「ニコンライト５ＡＳ」、サイズ８０φ）を用意し、このレンズの洗浄及びアルカリ処理を行った後、プラスチックレンズを上記コーティング液に浸漬し、４ｍｍ／ｓｅｃの引上げ速度で引き上げながら、プラスチックレンズの表面に膜厚２．０μｍの塗膜をディップコーティングした。
【００５７】
そして、この塗膜を温度１００℃にて４時間加熱することによって硬化させ、試料１のハードコート膜付プラスチックレンズを得た。
【００５８】
また、容器に純水１０００質量部をとり、染料として、Ｙｅｌｌｏｗ ＭＰＬ（商品名、日本化薬社製）１．３質量部、Ｒｅｄ ＭＰＬ（商品名、日本化薬社製）０．８質量部、Ｂｌｕｅ ＭＰＬ（商品名、日本化薬社製）０．５０質量部、ニッカサンソルト＃７０００（商品名、日華化学社製）１質量部を加えたものを攪拌して、染色液を得た。
【００５９】
そして、第１の実施例では、水準１として、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズを用意し、このプラスチックレンズを液温９０℃の上記染色液に６０分間浸漬し、ハードコート膜の染色を行った。次いで、温度１２０℃で２０分間加熱し、染料の定着を行い、染色ハードコート膜付プラスチックレンズを得た。
【００６０】
そして、この水準１のレンズについては、染色前に１回目の視感透過率の測定を行い、染色開始から１０分後に一度取り出して２回目の視感透過率の測定を行い、再び５０分間染色を行った後、３回目の視感透過率の測定を行った。なお、視感透過率の測定には、富士光電工業社製の視感透過率計ＳＴＳ−３を用いた。
【００６１】
また、第１の実施例では、水準２〜８として、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズを複数用意し、各プラスチックレンズを温度の異なる純水（前処理液）に１時間浸漬する前処理を行った後、各プラスチックレンズを液温９０℃の上記染色液に６０分間浸漬し、ハードコート膜の染色を行った。次いで、温度１２０℃で２０分間加熱し、染料の定着を行い、各染色ハードコート膜付プラスチックレンズを得た。
【００６２】
そして、これら水準２〜８のレンズについても、水準１の場合と同様に、染色前に１回目の視感透過率の測定を行い、染色開始から１０分後に一度取り出して２回目の視感透過率の測定を行い、再び５０分間染色を行った後、３回目の視感透過率の測定を行った。
【００６３】
以下、これら水準１〜８の処理条件をまとめたものを表１に示す。また、これら水準１〜８の各レンズについて、染色時間が０，１０，６０分のときの視感透過率を測定した結果を表２に示す。また、水準１〜８の各レンズについて、前処理液の温度と視感透過率との関係をまとめたグラフを図１に示し、染色時間と視感透過率との関係をまとめたグラフを図２に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
上記測定結果から、本発明の前処理を行わなかった水準１のレンズでは、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が小さく、染色性が不十分であることがわかる。一方、水準２〜８のレンズでは、本発明の前処理を行うことによって、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が大きくなり、染色性が向上することがわかる。また、前処理液の温度が高くなるのに比例して、視感透過率が低下することがわかった。
【００６７】
〔第２の実施例〕
第２の実施例では、本発明の前処理を行った場合のハードコート膜に対する染色性及び耐擦傷性の評価を行った。
【００６８】
なお、第２の実施例では、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズと共に、塗膜を温度１００℃にて１時間加熱した以外は、試料１と同様に作製した試料２のハードコート膜付プラスチックレンズを用意した。
【００６９】
（実施例１）
実施例１では、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズに対し、前処理として液温６０℃の純水に１時間浸漬した後、液温９０℃の上記染色液に６０分間浸漬し、染色を行った。次いで、温度１２０℃で２０分間加熱し、染料の定着を行い、染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７０】
（実施例２）
実施例２では、前処理として、液温６０℃の０．０１Ｍ塩酸水溶液に１時間浸漬した以外は、実施例１と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７１】
（実施例３）
実施例３では、上記試料２のハードコート膜付プラスチックレンズを用いた以外は、実施例１と同様にして、染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７２】
（実施例４）
実施例４では、液温１００℃の上記染色液に３時間浸漬し、染色後の加熱処理を１２０℃で２０分とした以外は、実施例３と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７３】
（実施例５）
実施例５では、前処理として、液温６０℃の０．０１Ｍ塩酸水溶液に１時間浸漬した以外は、実施例３と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７４】
（実施例６）
実施例６では、前処理として、液温６０℃の０．０１Ｍ塩酸水溶液に１時間浸漬した以外は、実施例４と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７５】
（比較例１）
比較例１では、屈折率１．７４のプラスチックレンズに対して、実施例１と同様の条件で染色処理を行い、プラスチックレンズを染色した後、このプラスチックレンズの表面に、試料１と同様の条件でハードコート膜を形成したハードコート膜付染色プラスチックレンズを作製した。
【００７６】
（比較例２）
比較例２では、前処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７７】
（比較例３）
比較例３では、前処理を行わなかった以外は、実施例３と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７８】
（比較例４）
比較例４では、前処理を行わなかった以外は、実施例４と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７９】
そして、これら実際例１〜６及び比較例１〜４の各レンズについて、染色性及び耐擦傷性の評価を行った。その評価結果を表３に示す。
【００８０】
【表３】
【００８１】
＜染色性の評価＞
染色性の評価については、染色前に１回目の視感透過率の測定を行い、染色開始から１０分後に一度取り出して２回目の視感透過率の測定を行い、再び５０分間染色を行った後、３回目の視感透過率の測定を行った。
【００８２】
＜耐擦傷性の評価＞
（耐擦傷性試験１）
各レンズの表面を砂消しゴムで摩擦した際のキズの度合いを以下の基準で評価した。
◎：かなり強く摩擦してもキズ付かない。
○：かなり強く摩擦すると少しキズが付く。
×：弱い摩擦でもキズが付く。
【００８３】
（耐擦傷性試験２）
各レンズについて、COLT Laboratories社製のBayer Test法に準拠した方法を用いて耐擦傷性の評価を行った。すなわち、各レンズと未コートのＣＲ３９スタンダードレンズとを共に砂中で振動させる試験を行い、この振動試験後のレンズ表面の曇度をそれぞれ測定した。そして、各試料の曇度とＣＲ３９スタンダードレンズの曇度との比（ＣＲ３９スタンダードレンズの曇度／試料の曇度）を算出し、この比の数値に基づいて、以下の基準に従って評価を行った。なお、この比の数値が１であれば、ＣＲ３９スタンダードレンズと同程度の耐擦傷性であることを示し、数値が増加するほど評価レンズの耐擦傷性が高まっていることを示している。
◎：比の数値が２．５以上である。
○：比の数値が２．０以上であり、且つ２．５未満である。
△：比の数値が１．５以上であり、且つ２．０未満である。
×：比に数値が１．５未満である。
【００８４】
＜評価結果＞
表３に示す評価結果から、本発明の前処理を行わなかった比較例１〜４のレンズでは、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が小さく、染色性が不十分であることがわかる。これに対して、実施例１〜６のレンズでは、本発明の前処理を行うことによって、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が大きくなり、染色性が向上したことがわかる。また、染色後の加熱を工夫することにより、耐擦傷性に優れたハードコート膜付プラスチックレンズが得られることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は、前処理液の温度を異ならせた場合の前処理液の温度と視感透過率との関係を示す特性図である。
【図２】図２は、前処理液の温度を異ならせた場合の染色時間と視感透過率との関係を示す特性図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法、並びにそのような製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなる眼鏡レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックレンズは、ガラスレンズと比較して、軽量性、易加工性、耐衝撃性、染色性などの点で優れており、これらの優位性により眼鏡レンズの市場において大きなシェアを占めている。
【０００３】
一方、ガラスレンズに対してプラスチックレンズの弱点であった傷付きやすさも、ハードコート膜や反射防止膜などの機能膜を積層した多層膜構造を備えることによりかなり抑制できるまでになっている。
【０００４】
また、眼鏡レンズの薄肉化においては、プラスチックレンズが発売された当初は屈折率が１．５０程度のものが主流であったが、今日においては屈折率が１．６〜１．６５程度のものが標準として取り扱われている。更には屈折率が１．７を超えるものも広く出回っている。
【０００５】
しかしながら、プラスチックレンズは、上述したレンズ素材の改良に伴い、屈折率が向上する一方で、プラスチックレンズの利点であった軽量性や易加工性などが失われる傾向にある。
【０００６】
ところで、プラスチックレンズの染色については、プラスチックレンズを染色液に浸漬する浸漬法を用いて染色することが今なお一般的である（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、上述した高屈折率のプラスチックレンズは、染色性に乏しく、このような簡便な浸漬法によって染色することが困難となってきている。このため、簡便さにおいては浸漬法に劣るものの、上述した高屈折率のプラスチックレンズに対応した特殊な染色方法も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００７】
一方、プラスチックレンズを染色する代わりに、プラスチックレンズの表面に染色可能なハードコート膜を設けて、このハードコート膜付プラスチックレンズを染色液に浸漬することによりハードコート膜を染色する方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００８】
しかしながら、このようなハードコート膜を染色する方法では、ハードコート膜の組成を変更することなく、このハードコート膜に対する染色性を改善することが求められている。さらに、染色時間の短縮も求められている。
【特許文献１】特許第３４４８６１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３０２号公報
【特許文献３】特開２００８−７６９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、光学部材の表面に形成された機能膜の組成を変更することなく、この機能膜に対する染色性を改善すると共に、染色時間の短縮も可能とした機能膜付光学部材の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのような製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなる眼鏡レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討を行った結果、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズに特定の前処理を行うことにより、良好な染色性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明を例示する機能膜付光学部材の製造方法の一態様は、表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法であって、光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬する工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明を例示する眼鏡レンズの一態様は、上記製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明を例示する機能膜付光学部材の製造方法では、光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬することで、光学部材の表面に形成された機能膜の組成を変更することなく、この機能膜に対する良好な染色性を確保することが可能である。また、表面に機能膜が形成された光学部材を前処理液に浸漬した後、染色液に浸漬するといった簡便な方法を用いているため、染色時間の短縮も可能である。
【００１４】
したがって、本発明によれば、機能膜の性能を維持したまま、この機能膜が染色された機能膜付光学部材を得ることが可能である。また、このような機能膜付光学部材からは、例えばハードコート膜を染色したプラスチックレンズからなる眼鏡レンズを得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態では、プラスチックレンズ（光学部材）の表面にハードコート膜（機能膜）が形成され、このプラスチックレンズを染色液に浸漬することによりハードコート膜が染色されてなるハードコート膜付プラスチックレンズ（機能膜付光学部材）を製造する場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
本実施形態は、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズを染色液に浸漬し、ハードコート膜を染色する染色工程の前に、このハードコート膜付プラスチックレンズを着色剤（染料）を含まない前処理液に浸漬する前処理工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
ここで、本実施形態の対象とするハードコート膜は、本実施形態の前処理液に浸漬することにより染色性が改善されるものであれば特に制限されるものではなく、例えばシリコン系ハードコート組成物からなるものに適用することができ、その中でも、(Ａ)金属酸化物粒子、(Ｂ)有機ケイ素化合物又はその加水分解物、(Ｃ)アセチルアセトネート金属錯体化合物を含むシリコン系ハードコート組成物からなるものを好適に用いることができる。
【００１８】
具体的に、(Ａ)金属酸化物粒子としては、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化ベリリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化セリウムなどの金属酸化物の微粒子を挙げることができ、これらを単独で又は２種以上混合して用いることができる。また、これら金属酸化物の中から選ばれる２種以上の金属酸化物から構成された複合金属酸化物微粒子を用いてもよい。
【００１９】
また、これら金属酸化物微粒子又は複合金属酸化物微粒子については、その粒径が１〜１００ｎｍのものを用いることが好ましく、水、メタノール又はその他の有機溶媒に分散したときにゾル化するものを用いることが好ましい。
【００２０】
（Ｂ）有機ケイ素化合物又はその加水分解物としては、下記式（１）で表されるものを用いることができる。
Ｒ１ａＲ２ｂＳｉ（ＯＲ３）４−（ａ＋ｂ） … (１)
（但し、式(１)中、Ｒ１は、官能基を有する有機基又は不飽和二重結合を有する炭素数４〜１４の有機基であり、Ｒ２は、炭素数１〜６の炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシアルキル基又はアシル基であり、ａ及びｂは、それぞれ０又は１であり、且つａ＋ｂは、１又は２である。）
【００２１】
上記式（１）で表される具体的な有機ケイ素化合物としては、例えば、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トリアセトキシシラン、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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
【００２２】
また、上記式（１）で表される有機ケイ素化合物のうち、Ｒ１が官能基としてエポキシ基を有するもの以外（ａ＝０のものを含む）としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランなどの各種トリアルコキシシラン、トリアシロキシシラン、トリアルコキシアルコキシシランなどを挙げることができる。
【００２３】
（Ｃ）アセチルアセトネート錯体金属化合物は、上記有機ケイ素化合物における三次元構造の形成反応を促進する、又はポットライフの延長効果を得るために添加するものであり、例えば、中心金属にＬｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ａｌのうち何れか１種を含むアセチルアセトネート錯体金属化合物を用いることができる。
【００２４】
ハードコート膜を形成する際は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含むハードコート組成物のコート液を、例えばディップ法や、スプレー法、スピンコート法などの方法を用いてプラスチックレンズの表面に塗布する。また、塗布されたハードコート組成物は、熱硬化によって塗膜を形成する。この塗膜の硬化温度は、７０〜１４０℃の範囲が好ましく、より好ましくは９０〜１２０℃の範囲である。また、塗膜の厚さは、１．０〜４．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１．５〜２．５μｍの範囲である。
【００２５】
なお、ハードコート膜を形成する際は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分の他にも、コート液の固形分を調整するため溶媒を添加することができる。溶媒の例としては、水、低級アルコール、アセトン、エーテル、ケトン、エステルなどを挙げることができる。
【００２６】
また、その他にも各種の添加剤を併用してもよい。添加剤の例としては、ｐＨ調節剤、粘度調節剤、レベリング剤、つや消し剤、染料、顔料、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを挙げることができる。
【００２７】
プラスチックレンズについては、従来より光学部材として知られている透明部材、特に透過性の高い光学用レンズ基材を用いることが好ましい。具体的に、このプラスチックレンズの基材としては、例えば、ポリメチルメタクリレート及びその共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートポリマー、ポリチオウレタン樹脂、エピスルフィド樹脂などを挙げることができる。また、紫外線硬化型樹脂又は紫外線硬化性と熱硬化性の両者を兼ね備えた樹脂を用いることも可能である。
【００２８】
本実施形態における前処理工程では、温水又は酸性水溶液からなる前処理液に、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズを浸漬させる。これにより、プラスチックレンズの表面に形成されたハードコート膜の組成を変更することなく、このハードコート膜に対する良好な染色性を確保することができる。なお、この理由について必ずしも明らかではないものの、ハードコート膜が軟化して染色性が向上する、又はハードコート膜を構成する有機ケイ素化合物中におけるアルキル基の脱離を促進することで、染色液に浸漬したときの染色性が向上するためと考えられる。
【００２９】
具体的に、この前処理工程においては、温水として、純水を用いることが好ましい。一方、酸性水溶液として、例えば塩酸や、硫酸、硝酸などの無機酸の中から選ばれる任意の酸を水に溶解したものを用いることができる。また、この酸性水溶液の水素イオン濃度は、ｐＨ１．０〜６．０であることが好ましく、より好ましくはｐＨ２．０〜４．０である。これは、前処理液がアルカリ性水溶液（ｐＨ７未満）であると、ハードコート膜に悪影響を与える可能性があるためである。
【００３０】
また、前処理液の温度は、４０〜１００℃が好ましく、より好ましくは６０〜９０℃である。この前処理液の温度については、温度が高くなるほどハードコート膜の染色性が向上するため、染色時間を大幅に短縮することが可能である。一方、前処理液の温度が低すぎると、上記効果を十分に得ることができなくなるため、その下限を４０゜以上とすることが好ましく、その上限については、前処理液が沸騰しないように１００℃以下とすることが好ましい。
【００３１】
染色工程においては、従来より一般的に使用されている、例えば分散染料を界面活性剤と共に水中に分散させた染色液を調製し、加熱下において、この染色液に上記前処理が施されたハードコート膜付プラスチックレンズを浸漬する方法（浸染法）が用いられる。
【００３２】
具体的に、染料（着色剤）としては、例えば、アントラキノン系染料、キノフタロン系染料、ニトロジフェニルアミン系染料、アゾ系染料などの分散染料を用いることができる。分散染料の例としては、例えば、ｐ−アニシジン、アニリン、ｐ−アミノアセトアニリド、ｐ−アミノフェノール、１−クロロ−２，４−ジニトロベンゼン、２−クロロ−４−ニトロアニリン、ｏ−クロロニトロベンゼン、ジフェニルアミン、ｍ−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アニリン、１−フェニル−３−メチル−５−ピラゾロン、フェノール等のベンゼン系中間物、ｐ−クレシジン（６−メトキシ−ｍ−トルイジン）、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｍ−トルイジン、２−ニトロ−ｐ−トルイジン、ｐ−ニトロトルエン等のトルエン系中間物、１−ナフチルアミン、２−ナフトール等のナフタレン系中間物、１−アミノ−４−ブロモアントラキノン−２−スルホン酸（ブロマミン酸）、１−アントラキノンスルホン酸、１，４−ジアミノアントラキノン、１，５−ジクロロアントラキノン、１，４−ジヒドロキシアントラキノン（キニザリン）、１，５−ジヒドロキシアントラキノン（アントラルフィン）、１，２，４−トリヒドロキシアントラキノン（プルプリン）、２−メチルアントラキノン等の無水フタル酸、アントラキノン系中間物などを挙げることができ、これらを単独で又は２種以上混合して用いることができる。また、染色液の染料濃度は、０．０１〜５質量％であることが好ましい。
【００３３】
分散染料は、通常、水に分散して水系の染色液とされるが、この分散染料の浸透性を促進するため、例えば、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。また、染色液には、染料に対する分散剤として、界面活性剤が添加される。この界面活性剤の例としては、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を挙げることができる。また、これらの界面活性剤は、着色濃度に応じて、使用する染料の量に対して５〜２００質量％の範囲で添加することが好ましい。
【００３４】
浸染法では、分散染料及び界面活性剤を水又は水と有機溶媒との混合物中に分散させて染色液を調製し、この染色液中にハードコート膜付プラスチックレンズを浸漬し、ハードコート膜の染色を行う。なお、染色温度及び染色時間は、所望の着色濃度により変動するものの、通常は９５℃以下で数分〜３０分程度が好ましい。
【００３５】
また、染色工程では、染色液を収容する槽と、染色液に浸漬する際にプラスチックレンズを保持するフォルダとを備えた染色装置を用いるが、この染色装置は、色ムラを防ぐことを目的として、染色液の均一性を確保する液混合機構や、染色液の恒温機構を備えていることが好ましい。
【００３６】
ハードコート膜を染色した後は、染料の定着安定化を図るため、このハードコート膜付プラスチックレンズに対して加熱処理を行うことが好ましい。この加熱処理では、オーブン等の加熱装置を用いることができる。また、加熱温度は、７０〜１４０℃の範囲が好ましく、より好ましくは９０〜１２０℃の範囲である。
【００３７】
なお、上記染色工程では、ハードコート膜が所望の着色濃度に染色されるまで、上述した作業を繰り返し行うことが好ましい。この場合、作業毎に染色温度や染色時間、加熱温度などを任意に調整することが可能である。
【００３８】
以上のようにして、本実施形態では、ハードコート膜の性能を維持したまま、このハードコート膜が染色されてなるハードコート膜付プラスチックレンズを得ることが可能である。
【００３９】
本実施形態では、上述したプラスチックレンズを染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬することで、プラスチックレンズの表面に形成されたハードコート膜の組成を変更することなく、このハードコート膜に対する良好な染色性を確保することが可能である。なお且つ、耐擦傷性に優れたハードコート膜付プラスチックレンズを得ることが可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、表面にハードコート膜が形成されたプラスチックレンズを前処理液に浸漬した後、染色液に浸漬するといった簡便な方法を用いているため、染色時間の大幅な短縮も可能である。
【００４１】
さらに、本実施形態では、染色性を改善するため、従来のようにハードコート膜中に染料親和性の高い、例えばエポキシ基や、アクリル基、ビニル基などの官能基を含む有機化合物を導入するといった必要がなく、結果として高い耐擦傷性と染色性を両立したハードコート膜付プラスチックレンズを得ることが可能である。
【００４２】
そして、このようにして得られたハードコート膜付プラスチックレンズを眼鏡枠の形状に合わせて加工することで、本実施形態の眼鏡レンズを得ることが可能である。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記ハードコート膜付プラスチックレンズは、プラスチックレンズの表面にハードコート膜を直接設けた構成に限らず、レンズ基材（プラスチックレンズ）とハードコート層（ハードコート膜）との間にプライマー層を設けた構成としてもよい。これにより、レンズ基材とハードコート層との密着性を向上させると共に、耐衝撃性も向上させることが可能である。
【００４４】
このようなプライマー層を設ける場合には、特に限定されないものの、（Ｄ）複合金属酸化物微粒子、（Ｅ）高分子微粒子水分散体を含むプライマーコート組成物からなるものを好適に用いることができる。
【００４５】
（Ｄ）複合金属酸化物微粒子としては、上記ハードコート組成物と同様の複合金属酸化物微粒子を用いることができる。一方、（Ｅ）高分子微粒子水分散体としては、例えば、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂などの水分散体を用いることができる。
【００４６】
プライマー層を形成する際は、上記（Ｄ），（Ｅ）成分を含むプライマー組成物のコート液を、例えばディップ法や、スプレー法、スピンコート法などの方法を用いてプラスチックレンズの表面に塗布する。また、塗布されたプライマー組成物は、熱硬化によって塗膜を形成する。この塗膜の硬化温度は、５０〜１２０℃の範囲が好ましく、より好ましくは７０〜１００℃の範囲である。また、塗膜の厚さは、０．２〜２．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜１．０μｍの範囲である。
【００４７】
なお、プライマー層を形成する際は、上記（Ｄ），（Ｅ）成分の他にも、ハードコート膜を形成する場合と同様の溶媒や添加剤などを併用してもよい。
【００４８】
また、上記ハードコート膜付プラスチックレンズでは、上記ハードコート層の上に、マルチコート層（反射防止膜）を設けた構成とすることも可能である。これにより、レンズ表面における光の反射を防止することが可能である。
【００４９】
このようなマルチコート層を設ける場合には、特に限定されないものの、例えば、酸化ケイ素や酸化チタンなどの無機化合物からなる反射防止膜を形成することが可能である。また、反射防止膜の形成方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、ＣＶＤ法などの乾式法を用いることができる。さらに、このマルチコート層は、単層又は多層の何れの構成であってもよい。多層膜とする場合には、低屈折率の反射防止膜と高屈折率の反射防止膜とを交互に積層した多層膜構造とすることが好ましい。この多層膜構造で用いる高屈折率の反射防止膜としては、例えば、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５などを挙げることができ、低屈折率膜としては、例えば、ＳｉＯ２などを挙げることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記プラスチックレンズの基材の染色性に因らずに、このプラスチックレンズの表面に形成されたハードコート膜を染色するため、染色性に乏しい高屈折率のプラスチックレンズに対して好適に用いることができる。また、上記プラスチックレンズの代わりに、表面にハードコート膜が形成されたガラスレンズにも適用可能である。
【００５１】
なお、本発明は、上記ハードコート膜付プラスチックレンズの製造に適用した場合に限らず、表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより、この機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造に幅広く適用することが可能である。また、このような機能膜付光学部材としては、上述した眼鏡レンズの他にも、例えば、カメラやビデオカメラなどの撮像レンズ、プロジェクタなどの投影レンズなどを挙げることができ、これらのレンズ以外にも、例えばプリズムやその他の光学部品（光学素子）などを挙げることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００５３】
〔第１の実施例〕
第１の実施例では、本発明の前処理を行った場合のハードコート膜に対する前処理液の温度と染色性との関係について調べた。
【００５４】
具体的には、先ず、試料となるプラスチックレンズの表面にハードコート膜を形成するため、容器にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２００質量部をとり、０．１規定塩酸水溶液５０質量部を徐々に滴下して有機ケイ素化合物の加水分解物を得た。
【００５５】
次に、得られた有機ケイ素化合物の加水分解物２５０質量部に対し、酸化チタン／酸化ジルコニウム／二酸化ケイ素複合酸化物ゾル、（メタノール分散、触媒化成工業社製、固形分３０％）５７０質量部を添加した後、エチレンジアミン四酢酸アルミニウム５質量部を１００質量部の純水に溶かして添加した。その後、メタノール１００質量部にアルミニウムアセチルアセトネート５量部を溶かしたアルミニウムアセチルアセトネート溶液を反応容器にさらに添加し、更にテトラエトキシシラン２５質量部及び界面活性剤Ｌ−７００１（東レダウコーニング社製）１質量部を添加した後に、攪拌してコーティング液を得た。
【００５６】
次に、屈折率１．７４のプラスチックレンズ（ニコン・エシロール社製、製品名「ニコンライト５ＡＳ」、サイズ８０φ）を用意し、このレンズの洗浄及びアルカリ処理を行った後、プラスチックレンズを上記コーティング液に浸漬し、４ｍｍ／ｓｅｃの引上げ速度で引き上げながら、プラスチックレンズの表面に膜厚２．０μｍの塗膜をディップコーティングした。
【００５７】
そして、この塗膜を温度１００℃にて４時間加熱することによって硬化させ、試料１のハードコート膜付プラスチックレンズを得た。
【００５８】
また、容器に純水１０００質量部をとり、染料として、Ｙｅｌｌｏｗ ＭＰＬ（商品名、日本化薬社製）１．３質量部、Ｒｅｄ ＭＰＬ（商品名、日本化薬社製）０．８質量部、Ｂｌｕｅ ＭＰＬ（商品名、日本化薬社製）０．５０質量部、ニッカサンソルト＃７０００（商品名、日華化学社製）１質量部を加えたものを攪拌して、染色液を得た。
【００５９】
そして、第１の実施例では、水準１として、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズを用意し、このプラスチックレンズを液温９０℃の上記染色液に６０分間浸漬し、ハードコート膜の染色を行った。次いで、温度１２０℃で２０分間加熱し、染料の定着を行い、染色ハードコート膜付プラスチックレンズを得た。
【００６０】
そして、この水準１のレンズについては、染色前に１回目の視感透過率の測定を行い、染色開始から１０分後に一度取り出して２回目の視感透過率の測定を行い、再び５０分間染色を行った後、３回目の視感透過率の測定を行った。なお、視感透過率の測定には、富士光電工業社製の視感透過率計ＳＴＳ−３を用いた。
【００６１】
また、第１の実施例では、水準２〜８として、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズを複数用意し、各プラスチックレンズを温度の異なる純水（前処理液）に１時間浸漬する前処理を行った後、各プラスチックレンズを液温９０℃の上記染色液に６０分間浸漬し、ハードコート膜の染色を行った。次いで、温度１２０℃で２０分間加熱し、染料の定着を行い、各染色ハードコート膜付プラスチックレンズを得た。
【００６２】
そして、これら水準２〜８のレンズについても、水準１の場合と同様に、染色前に１回目の視感透過率の測定を行い、染色開始から１０分後に一度取り出して２回目の視感透過率の測定を行い、再び５０分間染色を行った後、３回目の視感透過率の測定を行った。
【００６３】
以下、これら水準１〜８の処理条件をまとめたものを表１に示す。また、これら水準１〜８の各レンズについて、染色時間が０，１０，６０分のときの視感透過率を測定した結果を表２に示す。また、水準１〜８の各レンズについて、前処理液の温度と視感透過率との関係をまとめたグラフを図１に示し、染色時間と視感透過率との関係をまとめたグラフを図２に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
上記測定結果から、本発明の前処理を行わなかった水準１のレンズでは、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が小さく、染色性が不十分であることがわかる。一方、水準２〜８のレンズでは、本発明の前処理を行うことによって、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が大きくなり、染色性が向上することがわかる。また、前処理液の温度が高くなるのに比例して、視感透過率が低下することがわかった。
【００６７】
〔第２の実施例〕
第２の実施例では、本発明の前処理を行った場合のハードコート膜に対する染色性及び耐擦傷性の評価を行った。
【００６８】
なお、第２の実施例では、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズと共に、塗膜を温度１００℃にて１時間加熱した以外は、試料１と同様に作製した試料２のハードコート膜付プラスチックレンズを用意した。
【００６９】
（実施例１）
実施例１では、上記試料１のハードコート膜付プラスチックレンズに対し、前処理として液温６０℃の純水に１時間浸漬した後、液温９０℃の上記染色液に６０分間浸漬し、染色を行った。次いで、温度１２０℃で２０分間加熱し、染料の定着を行い、染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７０】
（実施例２）
実施例２では、前処理として、液温６０℃の０．０１Ｍ塩酸水溶液に１時間浸漬した以外は、実施例１と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７１】
（実施例３）
実施例３では、上記試料２のハードコート膜付プラスチックレンズを用いた以外は、実施例１と同様にして、染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７２】
（実施例４）
実施例４では、液温１００℃の上記染色液に３時間浸漬し、染色後の加熱処理を１２０℃で２０分とした以外は、実施例３と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７３】
（実施例５）
実施例５では、前処理として、液温６０℃の０．０１Ｍ塩酸水溶液に１時間浸漬した以外は、実施例３と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７４】
（実施例６）
実施例６では、前処理として、液温６０℃の０．０１Ｍ塩酸水溶液に１時間浸漬した以外は、実施例４と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７５】
（比較例１）
比較例１では、屈折率１．７４のプラスチックレンズに対して、実施例１と同様の条件で染色処理を行い、プラスチックレンズを染色した後、このプラスチックレンズの表面に、試料１と同様の条件でハードコート膜を形成したハードコート膜付染色プラスチックレンズを作製した。
【００７６】
（比較例２）
比較例２では、前処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７７】
（比較例３）
比較例３では、前処理を行わなかった以外は、実施例３と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７８】
（比較例４）
比較例４では、前処理を行わなかった以外は、実施例４と同様にして染色ハードコート膜付プラスチックレンズを作製した。
【００７９】
そして、これら実際例１〜６及び比較例１〜４の各レンズについて、染色性及び耐擦傷性の評価を行った。その評価結果を表３に示す。
【００８０】
【表３】
【００８１】
＜染色性の評価＞
染色性の評価については、染色前に１回目の視感透過率の測定を行い、染色開始から１０分後に一度取り出して２回目の視感透過率の測定を行い、再び５０分間染色を行った後、３回目の視感透過率の測定を行った。
【００８２】
＜耐擦傷性の評価＞
（耐擦傷性試験１）
各レンズの表面を砂消しゴムで摩擦した際のキズの度合いを以下の基準で評価した。
◎：かなり強く摩擦してもキズ付かない。
○：かなり強く摩擦すると少しキズが付く。
×：弱い摩擦でもキズが付く。
【００８３】
（耐擦傷性試験２）
各レンズについて、COLT Laboratories社製のBayer Test法に準拠した方法を用いて耐擦傷性の評価を行った。すなわち、各レンズと未コートのＣＲ３９スタンダードレンズとを共に砂中で振動させる試験を行い、この振動試験後のレンズ表面の曇度をそれぞれ測定した。そして、各試料の曇度とＣＲ３９スタンダードレンズの曇度との比（ＣＲ３９スタンダードレンズの曇度／試料の曇度）を算出し、この比の数値に基づいて、以下の基準に従って評価を行った。なお、この比の数値が１であれば、ＣＲ３９スタンダードレンズと同程度の耐擦傷性であることを示し、数値が増加するほど評価レンズの耐擦傷性が高まっていることを示している。
◎：比の数値が２．５以上である。
○：比の数値が２．０以上であり、且つ２．５未満である。
△：比の数値が１．５以上であり、且つ２．０未満である。
×：比に数値が１．５未満である。
【００８４】
＜評価結果＞
表３に示す評価結果から、本発明の前処理を行わなかった比較例１〜４のレンズでは、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が小さく、染色性が不十分であることがわかる。これに対して、実施例１〜６のレンズでは、本発明の前処理を行うことによって、染色時間に対する視感透過率の低下の幅が大きくなり、染色性が向上したことがわかる。また、染色後の加熱を工夫することにより、耐擦傷性に優れたハードコート膜付プラスチックレンズが得られることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は、前処理液の温度を異ならせた場合の前処理液の温度と視感透過率との関係を示す特性図である。
【図２】図２は、前処理液の温度を異ならせた場合の染色時間と視感透過率との関係を示す特性図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより前記機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法であって、
前記光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬する工程を含むことを特徴とする機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項２】
前記前処理液が、温水又は酸性水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項３】
前記前処理液の温度が、４０〜１００℃であることを特徴とする請求項２に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項４】
前記酸性水溶液のｐＨが、１．０〜６．０であることを特徴とする請求項２又は３に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項５】
前記機能膜を水系の染色液を用いて染色した後に、この機能膜に対して加熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項６】
前記機能膜が、ハードコート膜であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項７】
前記ハードコート膜が、
(Ａ)金属酸化物粒子、
(Ｂ)有機ケイ素化合物又はその加水分解物、
(Ｃ)アセチルアセトネート金属錯体化合物
を含むシリコン系ハードコート組成物からなることを特徴とする請求項６に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項８】
前記光学部材が、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなることを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１】
表面に機能膜が形成された光学部材を染色液に浸漬することにより前記機能膜が染色されてなる機能膜付光学部材の製造方法であって、
前記光学部材を染色液に浸漬する前に、着色剤を含まない前処理液に浸漬する工程を含むことを特徴とする機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項２】
前記前処理液が、温水又は酸性水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項３】
前記前処理液の温度が、４０〜１００℃であることを特徴とする請求項２に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項４】
前記酸性水溶液のｐＨが、１．０〜６．０であることを特徴とする請求項２又は３に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項５】
前記機能膜を水系の染色液を用いて染色した後に、この機能膜に対して加熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項６】
前記機能膜が、ハードコート膜であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項７】
前記ハードコート膜が、
(Ａ)金属酸化物粒子、
(Ｂ)有機ケイ素化合物又はその加水分解物、
(Ｃ)アセチルアセトネート金属錯体化合物
を含むシリコン系ハードコート組成物からなることを特徴とする請求項６に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項８】
前記光学部材が、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の機能膜付光学部材の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の製造方法を用いて作製された機能膜付光学部材からなることを特徴とする眼鏡レンズ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１１７４１４（Ｐ２０１０−１１７４１４Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８６８４（Ｐ２００８−２８８６８４）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（３０００３５８７０）株式会社ニコン・エシロール (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（３０００３５８７０）株式会社ニコン・エシロール (51)
【Ｆターム（参考）】
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