膜密着性の評価方法
【課題】プラスチックレンズのコート膜の密着性をより厳密かつ正確に評価でき、また、短時間で容易に行うことのできる評価方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 プラスチックレンズ基材上に形成されたコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れ、切れ込みを入れたコート膜に対し、紫外線への暴露及び結露状態への暴露を行う。そして暴露を行った後、切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定する。
【解決手段】 プラスチックレンズ基材上に形成されたコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れ、切れ込みを入れたコート膜に対し、紫外線への暴露及び結露状態への暴露を行う。そして暴露を行った後、切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材表面に形成された薄膜の密着性を評価する方法に関する。特に、プラスチックレンズ基材の表面に形成された膜の密着性を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック眼鏡レンズ等のプラスチックレンズ表面には、例えばハードコート層や反射防止膜、撥水膜等のコート膜が付与されている。こうしたコート膜に対しては、例えばクロスハッチテストによりその密着性を検査することが従来より知られている。
例えば、下記特許文献１では、ＱＵＶ試験機によってプラスチックレンズを紫外線と結露状態に暴露した後、コート膜をクロスカットし、粘着テープ貼り付けることが記載されている。そして、粘着テープを剥がした後の膜剥がれの有無を調べることにより、コート膜の密着性の評価を行う。
【０００３】
特に、下記特許文献１では、キセノン光照射への暴露前と暴露後におけるレンズ基材のＹＩ値の変化ΔＹＩ対して基準値を設け、レンズの暴露後におけるΔＹＩの値がこの基準値となるようにＱＵＶ試験の暴露条件を定める。
このように、暴露条件をΔＹＩ値によって定めることにより、密着性の経時的な低下の評価に適した暴露環境を設定することができ、膜の密着性を的確に評価することが可能となるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９６３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述の評価方法による結果が合格であったとしても、屋外の自然環境にて長期間に渡り放置し、実環境に則した試験を行うと、コート膜の剥がれが生じてしまう場合がある。
また、上述の従来の評価方法では、暴露条件の設定を変えることで、より正確にコート膜の密着性評価を行おうとするものである。ところが、この場合には、より正確に評価を行おうとすればするほど暴露条件を厳密に設定する必要があり、試験が煩雑なものとなる。
【０００６】
また、従来の方法では、紫外線や高湿環境に暴露した後に粘着テープを貼り付け、剥がした後の膜剥がれ状態を調べる必要がある。この場合には、プラスチックレンズに対して一度このクロスハッチテストを行うと、粘着テープの張り／剥がしによりコート膜の状態が変化しているので、そのプラスチックレンズを用いて引き続き試験を行うことができない。
したがって、紫外線や高湿環境への暴露時間を変える場合には、その度に新たなプラスチックレンズを用意し、何度も繰り返し試験を行う必要があった。
また、暴露時間に応じた密着性の低下を経時的に調べるには、このように何度も試験を行う必要があるため時間もかかり、コストが高くなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プラスチックレンズのコート膜の密着性をより厳密かつ正確に評価でき、また、短時間で容易に行うことのできる評価方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明による膜密着性の評価方法は、プラスチックレンズ基材上に形成されたコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れるカット工程と、切れ込みを入れた前記コート膜に対し、紫外線への暴露及び結露状態への暴露を行う暴露工程と、を含む。そして、この暴露工程後において、切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定するものである。
【０００９】
本発明の膜密着性の評価方法によれば、プラスチックレンズのコート膜に予め切れ込みを入れておき、紫外線や結露への暴露を行う。そして、暴露後において、切れ込み交点から、切れ込み交点に隣接するコート膜までの距離の変化を調べることにより、コート膜の劣化度合いをより短時間に、より正確に評価することが可能となる。これは、切れ込みの交点においては、コート膜の剥がれが生じやすく、コート膜の劣化を早い段階で精度良く検出できるためである。
また、従来のように粘着テープを貼り付け、剥がすといった作業も必要としない。
【００１０】
また、本発明の膜評価方法において、例えば切れ込みの交点から隣接するコート膜までの距離は、切れ込みの交差角の等角二等分線上において測定することができる。
これにより、距離を測定する位置を明確に定めることが可能となり、より正確に膜の密着性を評価できる。
【００１１】
また、本発明の膜評価方法は、プラスチックレンズ基材上に形成される様々な膜の密着性評価に適用できる。評価対象とするコート膜は、例えばハードコート層やプライマー層を含んでいてよく、さらに反射防止膜やフォトクロミック膜等を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、暴露後における切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定する。こうした微視量を用いることにより、粘着テープを剥がした際にコート膜が剥がれるか否かを調べる従来の巨視的な方法よりも正確かつ厳密に密着性を評価することができる。
また、切れ込みの交点においてはコート膜の劣化が顕著に表れるので、コート膜の劣化を短時間で精度良く検出することができる。
また、粘着テープを貼ったり剥がしたりといった作業も必要ないため容易に試験を行うことができ、さらに、切れ込み幅を測定した後に再び暴露工程へ連続して投入することができる。したがって、これを繰り返すことにより、一枚のプラスチックレンズに対し暴露時間に応じた経時的なコート膜の劣化を調べることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による膜密着性の評価方法において、切れ込みの交点と、隣接するコート膜までの最短距離を測定する様子を示す説明図である。
【図２】図２Ａは、第１の実施例においてＱＵＶ試験にかける前のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図２Ｂは、ＱＵＶ試験において４８時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図２Ｃは、９６時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図である。
【図３】図３Ａは、第２の実施例においてＱＵＶ試験にかける前のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図３Ｂは、ＱＵＶ試験において４８時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図３Ｃは、９６時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図である。
【図４】図４Ａは、第３の実施例においてＱＵＶ試験にかける前のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図４Ｂは、ＱＵＶ試験において４８時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図４Ｃは、９６時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図である。
【図５】ＱＵＶ試験前後における切れ込みの幅の比を示す説明図である
【図６】ＱＵＶ試験の前後において、切れ込みの交点から隣接するコート膜までの最短距離の比を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．評価方法の実施の形態
（１）カット工程
（２）暴露工程
（３）評価
２．実施例
３．評価結果
【００１５】
１．評価方法の実施の形態
本発明による膜密着性の評価方法は、眼鏡用のプラスチックレンズに対して好ましく適用できるが、その他のプラスチックレンズにも適用可能である。また、プラスチックレンズに用いるレンズ基板の材料は特に限定されるものではない。
また、プラスチックレンズ基材上に形成された種々のコート膜に対して、本発明の評価方法によりその密着性の評価を行うことができる。そのコート膜は例えばプライマー層やハードコート層、反射防止膜、撥水膜等の膜を含んで構成されていてよく、またフォトクロミック膜を含んでいてもよい。
【００１６】
例えば、ハードコート層の密着性能を確認したい時には、レンズ基板上にハードコート層を形成した段階のコート膜に対して、本発明による評価方法を適用する。また、レンズ基板とハードコート層の間にはプライマー層を介在させていてもよい。
また、反射防止膜の密着性能を確認したいときには、例えばハードコート層上に反射防止膜を形成した段階において本発明による評価方法を適用する。
このように、レンズ上にコート膜を形成する各段階において適宜本発明による評価方法を適用することで、各種層や膜の密着性を個別に確認することも可能である。また、各種層や膜を単独で形成し、本発明による評価方法を適用してもよい。
【００１７】
また、本発明では、プラスチックレンズ基材に形成されたコート膜に切れ込みを入れるカット工程と、カット工程により切れ込みの入れられたコート膜に紫外線への暴露及び結露状態への暴露を交互に行う暴露工程を経ることにより、コート膜の密着性を評価する。
そして以下にその詳細を述べるように、本発明では、暴露工程後におけるコート膜の切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの最短距離の変化を調べることで、コート膜の密着性を評価することができる。
【００１８】
（１）カット工程
カット工程では、レンズ基材上に形成された評価対象とするコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れる。例えば、JIS規格K5600-5-6（ISO 2409：1992）に基づいてコート膜を１ｍｍ間隔でクロスカットし、直角の格子パターンを形成してもよい。切れ込みの数は、切れ込みを生じさせるために少なくとも二以上あればコート膜の密着性を評価することが可能であるが、多ければ切れ込みの劣化状態の評価を行うためのデータ数を増せる。
クロスカットのようにコート膜をそれぞれ複数の領域に区切ると、例えばコート膜の剥がれ等の劣化が切れ込みの交点位置において表出しやすく、コート膜の密着性をより厳密に評価できる。なお、切れ込みを交差させる角度は、必ずしも直角である必要はない。
【００１９】
（２）暴露工程
暴露工程では、カット工程により切れ込みの入れられたコート膜に対して、紫外線の照射と、結露状態への暴露を行い、コート膜の劣化を促進させる。
例えば、紫外線照射による暴露調整機能と、調温調湿機能とを備える促進耐候試験機（QUV装置）に上述のカット工程を経たプラスチックレンズを配置し、紫外線照射サイクルと結露サイクルを繰り返す。
【００２０】
このように、本発明では予めコート膜に切れ込みを入れた後に、紫外線、結露状態への暴露を行う。これにより、紫外線照射や結露への暴露時には、露出した切り込み断面から直接コート膜の密着面の劣化が促進される。したがって、暴露環境を変えなくとも、より大きい負荷を容易にコート膜に付与できる。このため、従来においては差別化のできなかったコート膜の密着性能も検出可能となり、さらなる品質の向上を図れる。
【００２１】
（３）評価
そして、暴露工程を終えたプラスチックレンズに対して、切れ込み状態の劣化を評価することにより、密着性の評価を行う。
切れ込み状態は、例えば交差する切れ込みの交点から、切れ込みによって分割された隣接するコート膜までの最短距離（以降切れ込み交点からの距離と呼ぶ）を測定することによって数値化される。
例えば、プラスチックレンズのコート膜に入れられた切れ込みの拡大写真図を図１に示す。二本の切れ込みＣ１，Ｃ２によって、コート膜がＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の４つの領域に分割される。
本発明の膜密着性の評価方法においては、切れ込みＣ１，Ｃ２の交点Ｏ１から、領域Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４におけるコート膜までの最短距離を測定する。図１において、交点Ｏ１から各領域のコート膜までの最短距離は、交点Ｏ１から、各領域におけるコート膜の頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４までの距離である。
したがって、矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に示すように、交点Ｏ１から頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４までの距離をそれぞれ測定し、その平均値を求めることが好ましい。
【００２２】
また、ＱＵＶ試験によりコート膜が劣化し、最短距離となる頂点が不明瞭となることが考えられる。したがって、切れ込み交点からの距離は、例えば、切れ込みＣ１，Ｃ２の交差角の等角二等分線において、交点Ｏ１からコート膜までの距離を測定することにより求めてもよい。
一つの交点において、例えば３本以上の切れ込みが交差している場合においても同様に、その交点から、切れ込みによって分割されたそれぞれの領域におけるコート膜までの最短距離を求め、平均値を算出する。
【００２３】
このように、切れ込み交点からの距離といった微視的な変化を判定する本発明の方法は、粘着テープによりコート膜が剥がれたか否かを判定する従来の方法よりも厳密にコート膜の劣化を検出できるため、コート膜の密着性を正確に評価することができる。
また、後述するように、切れ込み交点においては、その他の箇所に比べてコート膜の劣化が表出しやすい。このため、コート膜の微小な劣化を精度良く検出可能である。
【００２４】
また、紫外線や結露状態への暴露前における切れ込み交点からの距離と、暴露後における切れ込み交点からの距離とを比較して、切れ込みの劣化状態を評価することが望ましい。
【００２５】
また、暴露前の切れ込み交点からの距離に対する暴露後の切れ込み交点からの距離の比を求めることにより、コート膜の密着性を数値化して定量化することが可能となり、種類の異なるコート膜の密着性を容易に比較できる。
例えば、暴露前の切れ込み交点からの距離に対する暴露後の切れ込み交点からの距離の比（暴露後の切れ込み交点からの距離／暴露前の切れ込み交点からの距離）が、暴露時間１００時間において２を超える場合には、プラスチックレンズ上に形成されるコート膜として密着性が足りず、不適合であると判断することができる。
【００２６】
従来においては、例えばクロスカットしたコート膜に対して粘着テープを貼り付け、粘着テープを引き剥がした時のコート膜の剥がれが調べられていた。しかし、こうした手法では、粘着テープの引き剥がし角度や、引き剥がし速さ、引き剥がす時の引っ張り強さ等にばらつきが生じやすく、正確なデータを得るのが困難である。
【００２７】
また、粘着テープを引き剥がした後のコート膜には、クロスカットされた各領域において、例えば全く剥がれの無い領域や、一部剥がれの生じた領域、全てコート膜の剥がれた領域等の様々な状態が存在し得る。
コート膜の密着性を厳密に評価するためには、これらの状態を細かく分類したり、また各領域において分類された状態の数をカウントする等の作業（例えばJIS規格K5600-5-6，8.3節参照）が必要であり、作業が煩雑なものとなる。
【００２８】
しかし、本発明では、暴露工程を経たコート膜において、切れ込み交点からの距離をそのまま測定するものであり、上述のようなテープの貼り付け、引き剥がし作業を必要としない。
また、切れ込み交点付近においては、その他の箇所に比べてコート膜の劣化が短時間で顕著に表れるため、僅かな密着性の差異であっても短時間で容易に検出することが可能である。
また、暴露前における切れ込み交点からの距離と、暴露後における切れ込み交点からの距離という２つの数値のみによって評価を行うことができ、簡潔かつ簡易にコート膜の密着性を調べることが可能である。
【００２９】
また、本発明の評価方法においては、紫外線や結露状態への暴露時間を長くする程、コート膜の種類による密着性の差を顕著に表すことが可能である。例えば、紫外線や結露状態への暴露時間の合計が４８時間以上であると、コート膜の密着性をより確実に評価できるので望ましい。
【００３０】
２．実施例
＜実施例１＞
以下に、本発明による膜密着性の評価方法の実施例について説明する。
（１）プラスチックレンズ基材
プラスチックレンズ基材には、屈折率１．７１、中心厚１．０ｍｍ、レンズ度数０．００、直径８０ｍｍのポリスルフィド結合を有するレンズ基材（ＥＹＲＹ：ＨＯＹＡ（株）製）を用いた。
【００３１】
（２）プライマー液の作成
プライマー層の原料としては、応力緩和能の高さからウレタン系のものを用いるのが好ましい。また、中でもポットライフ及び硬化の容易さの点からブロック型ポリイソシアネートとポリオールを主成分とする熱硬化性ウレタンプライマーを用いるのが好ましい。
ブロック型ポリイソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート等の各種イソシアネートをベースとし、末端をフェノール、ε−カプロラクタム、活性メチレン、ＭＥＫオキシム、各種アミン類等でブロックしたものが挙げられる。
熱硬化性ウレタンプライマーに限定するものではなく、その他の原料を用いてもよい。他のウレタン樹脂（エマルジョン）の例としては、ＮｅｏＲｅｚＲ−９６０（ゼネカ製）、ハイドランＡＰ−３０（大日本インキ工業（株）製）、スーパーフレックス２１０（第一工業製薬（株）製）、アイゼラックスＳ−１０２０（保土ヶ谷化学（株）製）、ネオタンＵＥ−５０００（東亞合成（株）製）、ＲＵ−４０シリーズ（スタール・ジャパン（株）製）、ＷＦ−４１シリーズ（スタール・ジャパン製）、ＷＰＣ−１０１（日本ウレタン工業（株）製）等が挙げられる。
【００３２】
ここでは、ステンレス製容器に三洋化成工業（株）製サンプレンＩＢ−１７００Ｄ ３２重量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル１２５重量部を加え、攪拌しながら日本ポリウレタン工業（株）製コロネートＨＬ １．９重量部と酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする微粒子ゾル（メタノール分散、全固形分濃度３０質量％、日産化学工業（株）製、商品名サンコロイド５３重量部を加え混合した。そして、シリコーン系界面活性剤（Ｌ−７６０４：東レ・ダウコーニング（株）製）０．１重量部を加え一昼夜撹拌した。その後、ろ過を行いプライマー層形成用塗工液（以下Ａ液とする）を作成した。なお、このＡ液は、熱硬化性の塗工液である。
【００３３】
（３）ハードコート液の作成
ステンレス製容器にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０４５重量部とγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン２００重量部を加え、撹拌しながら０．０１モル／リットル塩酸２９９重量部を添加した。そしてこの溶液を一昼夜撹拌することにより、シラン加水分解物を作成した。
【００３４】
また、別の容器内に酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル３９９８重量部を投入し、メチルセロソルブ４０１８重量部とイソプロパノール８３０重量部を加え撹拌混合した。そして、シリコーン系界面活性剤（Ｌ−７００１：東レ・ダウコーニング（株）製）４重量部とアルミニウムアセチルアセトネート１００重量部とを加え、一昼夜撹拌を続けた。
撹拌を終えると、上述のシラン加水分解物と混合し、さらに一昼夜撹拌した。その後、ろ過を行うことで、ハードコート膜形成用塗工液を形成した。
【００３５】
（４）プライマー層及びハードコート層の形成
上述のプラスチックレンズ基材に対して、Ｄｉｐ法により１５０ｍｍ／分で引き上げながら、上述のプライマー液を塗工した。そして１００℃２０分の加熱処理によって塗布したプライマー液を硬化させ、膜厚１．５μｍのプライマー層を形成した。
また、プライマー層の形成されたプラスチックレンズ基材に対して、Ｄｉｐ法を用いて同様に上述のハードコート液を塗布し、その後、過熱することでハードコート層を形成した。
【００３６】
（５）反射防止膜の形成
プライマー層及びハードコート層を形成したプラスチックレンズを蒸着装置に入れ、排気しながら８５℃に加熱し、イオン銃処理（キャリアガス：酸素、電圧：４００ｅＶ、処理時間：３０秒）を行った。次いで真空度２×１０-5Ｔｏｒｒまで排気を続けたのち、電子ビーム加熱法にて蒸着原料を蒸着させ、ハードコート層側から、Ｔａ2Ｏ5（０．１２λ）／ＳｉＯ2（０．０５λ）／Ｔａ2Ｏ5（０．２５λ）／ＳｉＯ2（０．２５λ）の４層で構成された反射防止膜を形成し、プラスチックレンズを作製した。
【００３７】
（６）カット工程
JIS規格K5600-5-6（ISO 2409：1992）に基づいて、上述のプラスチックレンズのプライマー層、ハードコート層、反射防止膜によるコート膜に、長さ１０ｍｍの切れ込みをクロスカットした。
なお、クロスカットしたコート膜を顕微鏡撮影し、撮影した写真をＰＣ（パーソナルコンピュータ）に取り込んでコート膜の切れ込み交点から、隣接する４領域のコート膜まで４方向の距離を測定し、距離の平均値を求めた。
【００３８】
（７）暴露工程
コート膜をクロスカットしたレンズ基板をＱＵＶ装置に投入し、温度４５℃にて紫外線照射（照度０．２０）４時間、結露状態（９９％ＲＨ）４時間を１サイクルとして、紫外線及び結露状態への暴露を２１サイクル行った。
また、暴露工程を経たレンズ基板のコート膜を顕微鏡撮影し、撮影した写真をＰＣに取り込んだ。コート膜の切れ込み交点から、隣接する４領域のコート膜まで４方向の距離を測定し、距離の平均値を求めた。
【００３９】
＜実施例２＞
ステンレス製容器に三洋化成工業（株）製サンプレンＩＢ−１７００Ｄ ３２重量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル１２５重量部を加え、攪拌しながら １．９重量部と酸化チタンと酸化ケイ素からなるアナターゼ型の結晶構造を有する複合酸化物の核粒子の表面を、酸化ケイ素と酸化ジルコニウムからなる複合酸化物の被覆層で被覆し、更にカップリング剤で表面修飾した平均粒径８ｎｍの無機酸化物微粒子をメタノールに分散させた固形分濃度２０ｗｔ％の複合酸化物ゾル（触媒化成工業（株）製、商品名「オプトレイク」）５３重量部を加え混合した。
次いで、この混合溶液にシリコーン系界面活性剤（Ｌ―７６０４：東レ・ダウコーニング（株）製）０．１重量部を加え一昼夜撹拌し、その後、ろ過を行うことにより、熱硬化性のプライマー層形成用塗工液（以下Ｂ液とする）を形成した。
そして、このプライマー層形成用塗工液を用いてプライマー層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００４０】
＜実施例３＞
ステンレス製容器に三洋化成工業（株）製サンプレンＩＢ−１７００Ｄ ２５重量部と水４０重量部を加え、攪拌しながらメタノール３２重量部とダイアセトンアルコール６１重量部と酸化チタン、酸化スズ及び酸化ケイ素からなるルチル型の結晶構造を有する複合酸化物の核粒子の表面を、酸化ケイ素と酸化ジルコニウムからなる複合酸化物の被覆層で被覆し、更にカップリング剤で表面修飾した平均粒径１０ｎｍの無機酸化物微粒子をメタノールに分散させた固形分濃度２０ｗｔ％の複合酸化物ゾル（触媒化成工業（株）製、商品名「オプトレイク」）４１重量部を加え混合した。
次いで、この混合溶液にシリコーン系界面活性剤（Ｌ−７６０４：東レ・ダウコーニング（株）製）０．１重量部を加え一昼夜撹拌し、その後、ろ過を行うことで、プライマー層形成用塗工液（Ｃ液とする）を形成した。なお、このプライマー層形成用塗工液（Ｃ液）は、熱可塑性である。
そして、このプライマー層形成用塗工液を用いてプライマー層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００４１】
３．評価結果
実施例１における、ＱＵＶ試験を行う前の切れ込み交点の拡大写真図と、ＱＵＶ試験に９６時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図と、ＣＵＶ試験に１６８時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図を図２Ａ〜図２Ｃにそれぞれ示す。
【００４２】
プライマー用のゾルとして、複合酸化ジルコニウムゾルを用いた実施例１では、ＱＵＶ試験前の図２Ａと１６８時間後の図２Ｃを比較してわかるように、コート膜の切れ込みにほとんど変化が生じていない。
２本の切れ込みＣ３，Ｃ４によって４つの領域に分けられたコート膜において、切れ込みの交点Ｏ２に対して最も近接する箇所は、点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８に示す頂点の位置である。したがって、この場合には、点Ｏ２から点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７,Ｐ８までのそれぞれの距離を、４つの領域におけるコート膜までの最短距離として測定し、その平均値を求めた。
【００４３】
実施例２における、ＱＵＶ試験を行う前の切れ込み交点の拡大写真図と、ＱＵＶ試験に９６時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図と、ＣＵＶ試験に１６８時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図を図３Ａ〜図３Ｃにそれぞれ示す。
図３Ｂからわかるように、ＱＵＶ試験によって切れ込みＣ５，Ｃ６の交点Ｏ３の周囲においてコート膜の劣化が早く進み、その他の箇所に比べて膜剥がれの領域が大きくなっている。一方、１６８時間後の図３Ｃでは、交点Ｏ３から離れた箇所における膜剥がれも大きくなり、交点Ｏ３の周囲の膜剥がれの大きさは、その他の箇所における膜剥がれとあまり変わらなくなってきている。
【００４４】
図３Ｂ，Ｃのように、切れ込みＣ５，Ｃ６によって４つの領域に分けられたコート膜の頂点が不明瞭となった場合には、切れ込みＣ５，Ｃ６の交差角Θ１，Θ２の等角二等分線ｂｓ１，ｂｓ２上において、各領域のコート膜までの距離を測定し、その平均値を求めた。
このように、例えば最短距離の位置を定めるのが難しい場合には、例えば等角二等分線上における距離を測定することによっても、膜の密着性の評価を行うことが可能である。このように測定位置を定めることにより、測定する箇所の人為的ばらつきによる誤差が低減される。
【００４５】
図４Ａ〜図４Ｃは、それぞれ実施例３におけるＱＵＶ試験を行う前の切れ込み交点の拡大写真図と、ＱＵＶ試験に９６時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図と、ＣＵＶ試験に１６８時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図である。
図４Ｂに示すように、切れ込みＣ７，Ｃ８の交点Ｏ４の周囲においては、コート膜の劣化がその他の領域よりも早く進んでおり、膜剥がれの領域が大きくなっている。この場合においても、切れ込みＣ７，Ｃ８の交差角の等角二等分線ｂｓ３，ｂｓ４上において、交点Ｏ４から各領域のコート膜までの距離を測定し、平均値を求めた。
また、１６８時間後の図４Ｃでは、交点Ｏ４から離れた箇所においても膜剥がれが進み、交点Ｏ４の周囲との差が小さくなってきている。
【００４６】
初めに図５に、第１〜第３の実施例において、コート膜の最大切れ込み幅を、切れ込みに対して垂直な方向に測定したものを示す。横軸はＱＵＶ試験にかけた時間であり、縦軸は、（ＱＶＵ試験後のコート膜の最大切れ込み幅）／（ＱＵＶ試験にかける前におけるコート膜の最大切れ込み幅）である。したがって、この値が１に近いほど膜剥がれが小さく、コート膜の密着性が高いといえる。
実施例２の結果であるシンボルｂでは、９６時間後においてすでに上述の値が２を超えており、十分な密着性が得られていないといえる。
【００４７】
実施例１の結果であるシンボルｃでは、１６８時間後においても試験前と試験後の最大切れ込み幅の比はほとんど変化しておらず、十分な密着性を有していると判断することができる。
一方、実施例３の結果であるシンボルａでは、９６時間後の時点では試験前と試験後の最大切れ込み幅の比が１よりわずかに大きい程度であり、膜の密着性には問題が無いように思われる。しかし、１６８時間後においては試験前と試験後の最大切れ込み幅の比が急激に上昇し、２．５にまで値が増大している。このことから、実施例３におけるコート膜よりも実施例１におけるコート膜の方が格段に高い密着性を有していることが判断される。
しかし、これは逆に、切れ込みの方向に対して垂直に最大切れ込み幅を測定する場合は、ＱＵＶ試験に１６８時間もの長時間をかけないと正確にコート膜の密着性を評価することができないともいえる。
【００４８】
これに対して、本発明により、切れ込みの交点から隣接するコート膜までの距離を測定したものを図６に示す。横軸はＱＵＶ試験にかけた時間であり、縦軸は、（ＱＵＶ試験後における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の平均値）／（ＱＵＶ試験における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の平均値）である。
【００４９】
実施例１の結果であるシンボルｆでは、図５におけるシンボルｃと同様に値が１からほとんど変化しておらず、高い密着性を有していることがわかる。また、実施例２の結果であるシンボルｅでは、９６時間後において値が２．５となっていることから、図５と同様にコート膜の密着性が低いと言える。
一方、実施例３の結果であるシンボルｄでは、９６時間後において既に２以上の高い値を示しており、コート膜の劣化を早い段階において検出できていることがわかる。
【００５０】
このように、本発明による評価方法を用い、切れ込みの交点からコート膜までの距離を測定する場合には、コート膜の劣化を短時間でより正確に検出することが可能であり、コート膜の密着性を精度良く評価することが可能である。このため、より高品質なプラスチックレンズを低コストで提供することができる。
例えば、切れ込み方向に対して垂直な方向に最大切れ込み幅を測定する場合には、切れ込み幅が最大となる箇所を探すこと自体にも手間がかかる。また、切れ込み幅が最大である箇所を探すにあたり、測定者の判断によってその測定箇所にばらつきが生じやすくなる。こうした場合には、評価精度に影響を及ぼすことになる。
これに対して、本発明による評価方法では、測定ポイントを切れ込みの交点と定めていることにより測定にかかる時間も短縮され、測定者によるばらつき低減することができる。
【００５１】
また、図３、図４から明らかなように、コート膜の剥がれは、ＱＵＶ試験の初期段階において、切れ込みの交点から大きく広がっている。したがって、本願発明のように切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定することにより、短時間でより精密にコート膜の劣化を検出することができ、密着性の評価精度の向上が図られる。
【００５２】
また、暴露工程前後の切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離を比較することのみによって評価可能であるため、従来のように基盤目に分割された各領域の剥がれ具合を分類する必要も無い。
また、クロスカットしたコート膜に粘着テープを貼り、剥がすという作業も不要であるので、人為的な作業のばらつきを原因とする誤差も低減される。
【００５３】
また、暴露工程前後における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の比を求めることで、コート膜の密着性が数値によって定量化され、コート膜の密着性を一般化して簡易に評価できる。
例えば、暴露時間が１００時間において、暴露工程前後における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の平均値の比が２以上である時は、コート膜の密着性が不足していると判断可能である。
【００５４】
なお、ここではプライマー層の材料種が起因でコート膜の密着性に差が生じる例を挙げた。これは一例であり、コート膜を構成するその他の層や膜が原因となる場合も同様に差異を検出し評価することが可能である。
また、本発明による評価方法を用いることで、プライマー液、ハードコート液、反射防止膜やその他の機能性膜を開発するうえで、液の処方における原料の選別手段としても有効に利用することが可能である。
【００５５】
以上、本発明によるプラスチックレンズの実施の形態及び実施例について説明した。本発明は上記実施の形態にとらわれることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、なお考えられる種々の形態を含むものであることは言うまでもない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材表面に形成された薄膜の密着性を評価する方法に関する。特に、プラスチックレンズ基材の表面に形成された膜の密着性を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック眼鏡レンズ等のプラスチックレンズ表面には、例えばハードコート層や反射防止膜、撥水膜等のコート膜が付与されている。こうしたコート膜に対しては、例えばクロスハッチテストによりその密着性を検査することが従来より知られている。
例えば、下記特許文献１では、ＱＵＶ試験機によってプラスチックレンズを紫外線と結露状態に暴露した後、コート膜をクロスカットし、粘着テープ貼り付けることが記載されている。そして、粘着テープを剥がした後の膜剥がれの有無を調べることにより、コート膜の密着性の評価を行う。
【０００３】
特に、下記特許文献１では、キセノン光照射への暴露前と暴露後におけるレンズ基材のＹＩ値の変化ΔＹＩ対して基準値を設け、レンズの暴露後におけるΔＹＩの値がこの基準値となるようにＱＵＶ試験の暴露条件を定める。
このように、暴露条件をΔＹＩ値によって定めることにより、密着性の経時的な低下の評価に適した暴露環境を設定することができ、膜の密着性を的確に評価することが可能となるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９６３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述の評価方法による結果が合格であったとしても、屋外の自然環境にて長期間に渡り放置し、実環境に則した試験を行うと、コート膜の剥がれが生じてしまう場合がある。
また、上述の従来の評価方法では、暴露条件の設定を変えることで、より正確にコート膜の密着性評価を行おうとするものである。ところが、この場合には、より正確に評価を行おうとすればするほど暴露条件を厳密に設定する必要があり、試験が煩雑なものとなる。
【０００６】
また、従来の方法では、紫外線や高湿環境に暴露した後に粘着テープを貼り付け、剥がした後の膜剥がれ状態を調べる必要がある。この場合には、プラスチックレンズに対して一度このクロスハッチテストを行うと、粘着テープの張り／剥がしによりコート膜の状態が変化しているので、そのプラスチックレンズを用いて引き続き試験を行うことができない。
したがって、紫外線や高湿環境への暴露時間を変える場合には、その度に新たなプラスチックレンズを用意し、何度も繰り返し試験を行う必要があった。
また、暴露時間に応じた密着性の低下を経時的に調べるには、このように何度も試験を行う必要があるため時間もかかり、コストが高くなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プラスチックレンズのコート膜の密着性をより厳密かつ正確に評価でき、また、短時間で容易に行うことのできる評価方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明による膜密着性の評価方法は、プラスチックレンズ基材上に形成されたコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れるカット工程と、切れ込みを入れた前記コート膜に対し、紫外線への暴露及び結露状態への暴露を行う暴露工程と、を含む。そして、この暴露工程後において、切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定するものである。
【０００９】
本発明の膜密着性の評価方法によれば、プラスチックレンズのコート膜に予め切れ込みを入れておき、紫外線や結露への暴露を行う。そして、暴露後において、切れ込み交点から、切れ込み交点に隣接するコート膜までの距離の変化を調べることにより、コート膜の劣化度合いをより短時間に、より正確に評価することが可能となる。これは、切れ込みの交点においては、コート膜の剥がれが生じやすく、コート膜の劣化を早い段階で精度良く検出できるためである。
また、従来のように粘着テープを貼り付け、剥がすといった作業も必要としない。
【００１０】
また、本発明の膜評価方法において、例えば切れ込みの交点から隣接するコート膜までの距離は、切れ込みの交差角の等角二等分線上において測定することができる。
これにより、距離を測定する位置を明確に定めることが可能となり、より正確に膜の密着性を評価できる。
【００１１】
また、本発明の膜評価方法は、プラスチックレンズ基材上に形成される様々な膜の密着性評価に適用できる。評価対象とするコート膜は、例えばハードコート層やプライマー層を含んでいてよく、さらに反射防止膜やフォトクロミック膜等を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、暴露後における切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定する。こうした微視量を用いることにより、粘着テープを剥がした際にコート膜が剥がれるか否かを調べる従来の巨視的な方法よりも正確かつ厳密に密着性を評価することができる。
また、切れ込みの交点においてはコート膜の劣化が顕著に表れるので、コート膜の劣化を短時間で精度良く検出することができる。
また、粘着テープを貼ったり剥がしたりといった作業も必要ないため容易に試験を行うことができ、さらに、切れ込み幅を測定した後に再び暴露工程へ連続して投入することができる。したがって、これを繰り返すことにより、一枚のプラスチックレンズに対し暴露時間に応じた経時的なコート膜の劣化を調べることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による膜密着性の評価方法において、切れ込みの交点と、隣接するコート膜までの最短距離を測定する様子を示す説明図である。
【図２】図２Ａは、第１の実施例においてＱＵＶ試験にかける前のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図２Ｂは、ＱＵＶ試験において４８時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図２Ｃは、９６時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図である。
【図３】図３Ａは、第２の実施例においてＱＵＶ試験にかける前のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図３Ｂは、ＱＵＶ試験において４８時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図３Ｃは、９６時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図である。
【図４】図４Ａは、第３の実施例においてＱＵＶ試験にかける前のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図４Ｂは、ＱＵＶ試験において４８時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図であり、図４Ｃは、９６時間経過した時のコート膜の切れ込みを示す拡大写真図である。
【図５】ＱＵＶ試験前後における切れ込みの幅の比を示す説明図である
【図６】ＱＵＶ試験の前後において、切れ込みの交点から隣接するコート膜までの最短距離の比を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．評価方法の実施の形態
（１）カット工程
（２）暴露工程
（３）評価
２．実施例
３．評価結果
【００１５】
１．評価方法の実施の形態
本発明による膜密着性の評価方法は、眼鏡用のプラスチックレンズに対して好ましく適用できるが、その他のプラスチックレンズにも適用可能である。また、プラスチックレンズに用いるレンズ基板の材料は特に限定されるものではない。
また、プラスチックレンズ基材上に形成された種々のコート膜に対して、本発明の評価方法によりその密着性の評価を行うことができる。そのコート膜は例えばプライマー層やハードコート層、反射防止膜、撥水膜等の膜を含んで構成されていてよく、またフォトクロミック膜を含んでいてもよい。
【００１６】
例えば、ハードコート層の密着性能を確認したい時には、レンズ基板上にハードコート層を形成した段階のコート膜に対して、本発明による評価方法を適用する。また、レンズ基板とハードコート層の間にはプライマー層を介在させていてもよい。
また、反射防止膜の密着性能を確認したいときには、例えばハードコート層上に反射防止膜を形成した段階において本発明による評価方法を適用する。
このように、レンズ上にコート膜を形成する各段階において適宜本発明による評価方法を適用することで、各種層や膜の密着性を個別に確認することも可能である。また、各種層や膜を単独で形成し、本発明による評価方法を適用してもよい。
【００１７】
また、本発明では、プラスチックレンズ基材に形成されたコート膜に切れ込みを入れるカット工程と、カット工程により切れ込みの入れられたコート膜に紫外線への暴露及び結露状態への暴露を交互に行う暴露工程を経ることにより、コート膜の密着性を評価する。
そして以下にその詳細を述べるように、本発明では、暴露工程後におけるコート膜の切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの最短距離の変化を調べることで、コート膜の密着性を評価することができる。
【００１８】
（１）カット工程
カット工程では、レンズ基材上に形成された評価対象とするコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れる。例えば、JIS規格K5600-5-6（ISO 2409：1992）に基づいてコート膜を１ｍｍ間隔でクロスカットし、直角の格子パターンを形成してもよい。切れ込みの数は、切れ込みを生じさせるために少なくとも二以上あればコート膜の密着性を評価することが可能であるが、多ければ切れ込みの劣化状態の評価を行うためのデータ数を増せる。
クロスカットのようにコート膜をそれぞれ複数の領域に区切ると、例えばコート膜の剥がれ等の劣化が切れ込みの交点位置において表出しやすく、コート膜の密着性をより厳密に評価できる。なお、切れ込みを交差させる角度は、必ずしも直角である必要はない。
【００１９】
（２）暴露工程
暴露工程では、カット工程により切れ込みの入れられたコート膜に対して、紫外線の照射と、結露状態への暴露を行い、コート膜の劣化を促進させる。
例えば、紫外線照射による暴露調整機能と、調温調湿機能とを備える促進耐候試験機（QUV装置）に上述のカット工程を経たプラスチックレンズを配置し、紫外線照射サイクルと結露サイクルを繰り返す。
【００２０】
このように、本発明では予めコート膜に切れ込みを入れた後に、紫外線、結露状態への暴露を行う。これにより、紫外線照射や結露への暴露時には、露出した切り込み断面から直接コート膜の密着面の劣化が促進される。したがって、暴露環境を変えなくとも、より大きい負荷を容易にコート膜に付与できる。このため、従来においては差別化のできなかったコート膜の密着性能も検出可能となり、さらなる品質の向上を図れる。
【００２１】
（３）評価
そして、暴露工程を終えたプラスチックレンズに対して、切れ込み状態の劣化を評価することにより、密着性の評価を行う。
切れ込み状態は、例えば交差する切れ込みの交点から、切れ込みによって分割された隣接するコート膜までの最短距離（以降切れ込み交点からの距離と呼ぶ）を測定することによって数値化される。
例えば、プラスチックレンズのコート膜に入れられた切れ込みの拡大写真図を図１に示す。二本の切れ込みＣ１，Ｃ２によって、コート膜がＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の４つの領域に分割される。
本発明の膜密着性の評価方法においては、切れ込みＣ１，Ｃ２の交点Ｏ１から、領域Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４におけるコート膜までの最短距離を測定する。図１において、交点Ｏ１から各領域のコート膜までの最短距離は、交点Ｏ１から、各領域におけるコート膜の頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４までの距離である。
したがって、矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に示すように、交点Ｏ１から頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４までの距離をそれぞれ測定し、その平均値を求めることが好ましい。
【００２２】
また、ＱＵＶ試験によりコート膜が劣化し、最短距離となる頂点が不明瞭となることが考えられる。したがって、切れ込み交点からの距離は、例えば、切れ込みＣ１，Ｃ２の交差角の等角二等分線において、交点Ｏ１からコート膜までの距離を測定することにより求めてもよい。
一つの交点において、例えば３本以上の切れ込みが交差している場合においても同様に、その交点から、切れ込みによって分割されたそれぞれの領域におけるコート膜までの最短距離を求め、平均値を算出する。
【００２３】
このように、切れ込み交点からの距離といった微視的な変化を判定する本発明の方法は、粘着テープによりコート膜が剥がれたか否かを判定する従来の方法よりも厳密にコート膜の劣化を検出できるため、コート膜の密着性を正確に評価することができる。
また、後述するように、切れ込み交点においては、その他の箇所に比べてコート膜の劣化が表出しやすい。このため、コート膜の微小な劣化を精度良く検出可能である。
【００２４】
また、紫外線や結露状態への暴露前における切れ込み交点からの距離と、暴露後における切れ込み交点からの距離とを比較して、切れ込みの劣化状態を評価することが望ましい。
【００２５】
また、暴露前の切れ込み交点からの距離に対する暴露後の切れ込み交点からの距離の比を求めることにより、コート膜の密着性を数値化して定量化することが可能となり、種類の異なるコート膜の密着性を容易に比較できる。
例えば、暴露前の切れ込み交点からの距離に対する暴露後の切れ込み交点からの距離の比（暴露後の切れ込み交点からの距離／暴露前の切れ込み交点からの距離）が、暴露時間１００時間において２を超える場合には、プラスチックレンズ上に形成されるコート膜として密着性が足りず、不適合であると判断することができる。
【００２６】
従来においては、例えばクロスカットしたコート膜に対して粘着テープを貼り付け、粘着テープを引き剥がした時のコート膜の剥がれが調べられていた。しかし、こうした手法では、粘着テープの引き剥がし角度や、引き剥がし速さ、引き剥がす時の引っ張り強さ等にばらつきが生じやすく、正確なデータを得るのが困難である。
【００２７】
また、粘着テープを引き剥がした後のコート膜には、クロスカットされた各領域において、例えば全く剥がれの無い領域や、一部剥がれの生じた領域、全てコート膜の剥がれた領域等の様々な状態が存在し得る。
コート膜の密着性を厳密に評価するためには、これらの状態を細かく分類したり、また各領域において分類された状態の数をカウントする等の作業（例えばJIS規格K5600-5-6，8.3節参照）が必要であり、作業が煩雑なものとなる。
【００２８】
しかし、本発明では、暴露工程を経たコート膜において、切れ込み交点からの距離をそのまま測定するものであり、上述のようなテープの貼り付け、引き剥がし作業を必要としない。
また、切れ込み交点付近においては、その他の箇所に比べてコート膜の劣化が短時間で顕著に表れるため、僅かな密着性の差異であっても短時間で容易に検出することが可能である。
また、暴露前における切れ込み交点からの距離と、暴露後における切れ込み交点からの距離という２つの数値のみによって評価を行うことができ、簡潔かつ簡易にコート膜の密着性を調べることが可能である。
【００２９】
また、本発明の評価方法においては、紫外線や結露状態への暴露時間を長くする程、コート膜の種類による密着性の差を顕著に表すことが可能である。例えば、紫外線や結露状態への暴露時間の合計が４８時間以上であると、コート膜の密着性をより確実に評価できるので望ましい。
【００３０】
２．実施例
＜実施例１＞
以下に、本発明による膜密着性の評価方法の実施例について説明する。
（１）プラスチックレンズ基材
プラスチックレンズ基材には、屈折率１．７１、中心厚１．０ｍｍ、レンズ度数０．００、直径８０ｍｍのポリスルフィド結合を有するレンズ基材（ＥＹＲＹ：ＨＯＹＡ（株）製）を用いた。
【００３１】
（２）プライマー液の作成
プライマー層の原料としては、応力緩和能の高さからウレタン系のものを用いるのが好ましい。また、中でもポットライフ及び硬化の容易さの点からブロック型ポリイソシアネートとポリオールを主成分とする熱硬化性ウレタンプライマーを用いるのが好ましい。
ブロック型ポリイソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート等の各種イソシアネートをベースとし、末端をフェノール、ε−カプロラクタム、活性メチレン、ＭＥＫオキシム、各種アミン類等でブロックしたものが挙げられる。
熱硬化性ウレタンプライマーに限定するものではなく、その他の原料を用いてもよい。他のウレタン樹脂（エマルジョン）の例としては、ＮｅｏＲｅｚＲ−９６０（ゼネカ製）、ハイドランＡＰ−３０（大日本インキ工業（株）製）、スーパーフレックス２１０（第一工業製薬（株）製）、アイゼラックスＳ−１０２０（保土ヶ谷化学（株）製）、ネオタンＵＥ−５０００（東亞合成（株）製）、ＲＵ−４０シリーズ（スタール・ジャパン（株）製）、ＷＦ−４１シリーズ（スタール・ジャパン製）、ＷＰＣ−１０１（日本ウレタン工業（株）製）等が挙げられる。
【００３２】
ここでは、ステンレス製容器に三洋化成工業（株）製サンプレンＩＢ−１７００Ｄ ３２重量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル１２５重量部を加え、攪拌しながら日本ポリウレタン工業（株）製コロネートＨＬ １．９重量部と酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする微粒子ゾル（メタノール分散、全固形分濃度３０質量％、日産化学工業（株）製、商品名サンコロイド５３重量部を加え混合した。そして、シリコーン系界面活性剤（Ｌ−７６０４：東レ・ダウコーニング（株）製）０．１重量部を加え一昼夜撹拌した。その後、ろ過を行いプライマー層形成用塗工液（以下Ａ液とする）を作成した。なお、このＡ液は、熱硬化性の塗工液である。
【００３３】
（３）ハードコート液の作成
ステンレス製容器にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０４５重量部とγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン２００重量部を加え、撹拌しながら０．０１モル／リットル塩酸２９９重量部を添加した。そしてこの溶液を一昼夜撹拌することにより、シラン加水分解物を作成した。
【００３４】
また、別の容器内に酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル３９９８重量部を投入し、メチルセロソルブ４０１８重量部とイソプロパノール８３０重量部を加え撹拌混合した。そして、シリコーン系界面活性剤（Ｌ−７００１：東レ・ダウコーニング（株）製）４重量部とアルミニウムアセチルアセトネート１００重量部とを加え、一昼夜撹拌を続けた。
撹拌を終えると、上述のシラン加水分解物と混合し、さらに一昼夜撹拌した。その後、ろ過を行うことで、ハードコート膜形成用塗工液を形成した。
【００３５】
（４）プライマー層及びハードコート層の形成
上述のプラスチックレンズ基材に対して、Ｄｉｐ法により１５０ｍｍ／分で引き上げながら、上述のプライマー液を塗工した。そして１００℃２０分の加熱処理によって塗布したプライマー液を硬化させ、膜厚１．５μｍのプライマー層を形成した。
また、プライマー層の形成されたプラスチックレンズ基材に対して、Ｄｉｐ法を用いて同様に上述のハードコート液を塗布し、その後、過熱することでハードコート層を形成した。
【００３６】
（５）反射防止膜の形成
プライマー層及びハードコート層を形成したプラスチックレンズを蒸着装置に入れ、排気しながら８５℃に加熱し、イオン銃処理（キャリアガス：酸素、電圧：４００ｅＶ、処理時間：３０秒）を行った。次いで真空度２×１０-5Ｔｏｒｒまで排気を続けたのち、電子ビーム加熱法にて蒸着原料を蒸着させ、ハードコート層側から、Ｔａ2Ｏ5（０．１２λ）／ＳｉＯ2（０．０５λ）／Ｔａ2Ｏ5（０．２５λ）／ＳｉＯ2（０．２５λ）の４層で構成された反射防止膜を形成し、プラスチックレンズを作製した。
【００３７】
（６）カット工程
JIS規格K5600-5-6（ISO 2409：1992）に基づいて、上述のプラスチックレンズのプライマー層、ハードコート層、反射防止膜によるコート膜に、長さ１０ｍｍの切れ込みをクロスカットした。
なお、クロスカットしたコート膜を顕微鏡撮影し、撮影した写真をＰＣ（パーソナルコンピュータ）に取り込んでコート膜の切れ込み交点から、隣接する４領域のコート膜まで４方向の距離を測定し、距離の平均値を求めた。
【００３８】
（７）暴露工程
コート膜をクロスカットしたレンズ基板をＱＵＶ装置に投入し、温度４５℃にて紫外線照射（照度０．２０）４時間、結露状態（９９％ＲＨ）４時間を１サイクルとして、紫外線及び結露状態への暴露を２１サイクル行った。
また、暴露工程を経たレンズ基板のコート膜を顕微鏡撮影し、撮影した写真をＰＣに取り込んだ。コート膜の切れ込み交点から、隣接する４領域のコート膜まで４方向の距離を測定し、距離の平均値を求めた。
【００３９】
＜実施例２＞
ステンレス製容器に三洋化成工業（株）製サンプレンＩＢ−１７００Ｄ ３２重量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル１２５重量部を加え、攪拌しながら １．９重量部と酸化チタンと酸化ケイ素からなるアナターゼ型の結晶構造を有する複合酸化物の核粒子の表面を、酸化ケイ素と酸化ジルコニウムからなる複合酸化物の被覆層で被覆し、更にカップリング剤で表面修飾した平均粒径８ｎｍの無機酸化物微粒子をメタノールに分散させた固形分濃度２０ｗｔ％の複合酸化物ゾル（触媒化成工業（株）製、商品名「オプトレイク」）５３重量部を加え混合した。
次いで、この混合溶液にシリコーン系界面活性剤（Ｌ―７６０４：東レ・ダウコーニング（株）製）０．１重量部を加え一昼夜撹拌し、その後、ろ過を行うことにより、熱硬化性のプライマー層形成用塗工液（以下Ｂ液とする）を形成した。
そして、このプライマー層形成用塗工液を用いてプライマー層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００４０】
＜実施例３＞
ステンレス製容器に三洋化成工業（株）製サンプレンＩＢ−１７００Ｄ ２５重量部と水４０重量部を加え、攪拌しながらメタノール３２重量部とダイアセトンアルコール６１重量部と酸化チタン、酸化スズ及び酸化ケイ素からなるルチル型の結晶構造を有する複合酸化物の核粒子の表面を、酸化ケイ素と酸化ジルコニウムからなる複合酸化物の被覆層で被覆し、更にカップリング剤で表面修飾した平均粒径１０ｎｍの無機酸化物微粒子をメタノールに分散させた固形分濃度２０ｗｔ％の複合酸化物ゾル（触媒化成工業（株）製、商品名「オプトレイク」）４１重量部を加え混合した。
次いで、この混合溶液にシリコーン系界面活性剤（Ｌ−７６０４：東レ・ダウコーニング（株）製）０．１重量部を加え一昼夜撹拌し、その後、ろ過を行うことで、プライマー層形成用塗工液（Ｃ液とする）を形成した。なお、このプライマー層形成用塗工液（Ｃ液）は、熱可塑性である。
そして、このプライマー層形成用塗工液を用いてプライマー層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００４１】
３．評価結果
実施例１における、ＱＵＶ試験を行う前の切れ込み交点の拡大写真図と、ＱＵＶ試験に９６時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図と、ＣＵＶ試験に１６８時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図を図２Ａ〜図２Ｃにそれぞれ示す。
【００４２】
プライマー用のゾルとして、複合酸化ジルコニウムゾルを用いた実施例１では、ＱＵＶ試験前の図２Ａと１６８時間後の図２Ｃを比較してわかるように、コート膜の切れ込みにほとんど変化が生じていない。
２本の切れ込みＣ３，Ｃ４によって４つの領域に分けられたコート膜において、切れ込みの交点Ｏ２に対して最も近接する箇所は、点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８に示す頂点の位置である。したがって、この場合には、点Ｏ２から点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７,Ｐ８までのそれぞれの距離を、４つの領域におけるコート膜までの最短距離として測定し、その平均値を求めた。
【００４３】
実施例２における、ＱＵＶ試験を行う前の切れ込み交点の拡大写真図と、ＱＵＶ試験に９６時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図と、ＣＵＶ試験に１６８時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図を図３Ａ〜図３Ｃにそれぞれ示す。
図３Ｂからわかるように、ＱＵＶ試験によって切れ込みＣ５，Ｃ６の交点Ｏ３の周囲においてコート膜の劣化が早く進み、その他の箇所に比べて膜剥がれの領域が大きくなっている。一方、１６８時間後の図３Ｃでは、交点Ｏ３から離れた箇所における膜剥がれも大きくなり、交点Ｏ３の周囲の膜剥がれの大きさは、その他の箇所における膜剥がれとあまり変わらなくなってきている。
【００４４】
図３Ｂ，Ｃのように、切れ込みＣ５，Ｃ６によって４つの領域に分けられたコート膜の頂点が不明瞭となった場合には、切れ込みＣ５，Ｃ６の交差角Θ１，Θ２の等角二等分線ｂｓ１，ｂｓ２上において、各領域のコート膜までの距離を測定し、その平均値を求めた。
このように、例えば最短距離の位置を定めるのが難しい場合には、例えば等角二等分線上における距離を測定することによっても、膜の密着性の評価を行うことが可能である。このように測定位置を定めることにより、測定する箇所の人為的ばらつきによる誤差が低減される。
【００４５】
図４Ａ〜図４Ｃは、それぞれ実施例３におけるＱＵＶ試験を行う前の切れ込み交点の拡大写真図と、ＱＵＶ試験に９６時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図と、ＣＵＶ試験に１６８時間かけた後の切れ込み交点の拡大写真図である。
図４Ｂに示すように、切れ込みＣ７，Ｃ８の交点Ｏ４の周囲においては、コート膜の劣化がその他の領域よりも早く進んでおり、膜剥がれの領域が大きくなっている。この場合においても、切れ込みＣ７，Ｃ８の交差角の等角二等分線ｂｓ３，ｂｓ４上において、交点Ｏ４から各領域のコート膜までの距離を測定し、平均値を求めた。
また、１６８時間後の図４Ｃでは、交点Ｏ４から離れた箇所においても膜剥がれが進み、交点Ｏ４の周囲との差が小さくなってきている。
【００４６】
初めに図５に、第１〜第３の実施例において、コート膜の最大切れ込み幅を、切れ込みに対して垂直な方向に測定したものを示す。横軸はＱＵＶ試験にかけた時間であり、縦軸は、（ＱＶＵ試験後のコート膜の最大切れ込み幅）／（ＱＵＶ試験にかける前におけるコート膜の最大切れ込み幅）である。したがって、この値が１に近いほど膜剥がれが小さく、コート膜の密着性が高いといえる。
実施例２の結果であるシンボルｂでは、９６時間後においてすでに上述の値が２を超えており、十分な密着性が得られていないといえる。
【００４７】
実施例１の結果であるシンボルｃでは、１６８時間後においても試験前と試験後の最大切れ込み幅の比はほとんど変化しておらず、十分な密着性を有していると判断することができる。
一方、実施例３の結果であるシンボルａでは、９６時間後の時点では試験前と試験後の最大切れ込み幅の比が１よりわずかに大きい程度であり、膜の密着性には問題が無いように思われる。しかし、１６８時間後においては試験前と試験後の最大切れ込み幅の比が急激に上昇し、２．５にまで値が増大している。このことから、実施例３におけるコート膜よりも実施例１におけるコート膜の方が格段に高い密着性を有していることが判断される。
しかし、これは逆に、切れ込みの方向に対して垂直に最大切れ込み幅を測定する場合は、ＱＵＶ試験に１６８時間もの長時間をかけないと正確にコート膜の密着性を評価することができないともいえる。
【００４８】
これに対して、本発明により、切れ込みの交点から隣接するコート膜までの距離を測定したものを図６に示す。横軸はＱＵＶ試験にかけた時間であり、縦軸は、（ＱＵＶ試験後における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の平均値）／（ＱＵＶ試験における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の平均値）である。
【００４９】
実施例１の結果であるシンボルｆでは、図５におけるシンボルｃと同様に値が１からほとんど変化しておらず、高い密着性を有していることがわかる。また、実施例２の結果であるシンボルｅでは、９６時間後において値が２．５となっていることから、図５と同様にコート膜の密着性が低いと言える。
一方、実施例３の結果であるシンボルｄでは、９６時間後において既に２以上の高い値を示しており、コート膜の劣化を早い段階において検出できていることがわかる。
【００５０】
このように、本発明による評価方法を用い、切れ込みの交点からコート膜までの距離を測定する場合には、コート膜の劣化を短時間でより正確に検出することが可能であり、コート膜の密着性を精度良く評価することが可能である。このため、より高品質なプラスチックレンズを低コストで提供することができる。
例えば、切れ込み方向に対して垂直な方向に最大切れ込み幅を測定する場合には、切れ込み幅が最大となる箇所を探すこと自体にも手間がかかる。また、切れ込み幅が最大である箇所を探すにあたり、測定者の判断によってその測定箇所にばらつきが生じやすくなる。こうした場合には、評価精度に影響を及ぼすことになる。
これに対して、本発明による評価方法では、測定ポイントを切れ込みの交点と定めていることにより測定にかかる時間も短縮され、測定者によるばらつき低減することができる。
【００５１】
また、図３、図４から明らかなように、コート膜の剥がれは、ＱＵＶ試験の初期段階において、切れ込みの交点から大きく広がっている。したがって、本願発明のように切れ込みの交点から、隣接するコート膜までの距離を測定することにより、短時間でより精密にコート膜の劣化を検出することができ、密着性の評価精度の向上が図られる。
【００５２】
また、暴露工程前後の切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離を比較することのみによって評価可能であるため、従来のように基盤目に分割された各領域の剥がれ具合を分類する必要も無い。
また、クロスカットしたコート膜に粘着テープを貼り、剥がすという作業も不要であるので、人為的な作業のばらつきを原因とする誤差も低減される。
【００５３】
また、暴露工程前後における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の比を求めることで、コート膜の密着性が数値によって定量化され、コート膜の密着性を一般化して簡易に評価できる。
例えば、暴露時間が１００時間において、暴露工程前後における切れ込み交点から隣接するコート膜までの距離の平均値の比が２以上である時は、コート膜の密着性が不足していると判断可能である。
【００５４】
なお、ここではプライマー層の材料種が起因でコート膜の密着性に差が生じる例を挙げた。これは一例であり、コート膜を構成するその他の層や膜が原因となる場合も同様に差異を検出し評価することが可能である。
また、本発明による評価方法を用いることで、プライマー液、ハードコート液、反射防止膜やその他の機能性膜を開発するうえで、液の処方における原料の選別手段としても有効に利用することが可能である。
【００５５】
以上、本発明によるプラスチックレンズの実施の形態及び実施例について説明した。本発明は上記実施の形態にとらわれることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、なお考えられる種々の形態を含むものであることは言うまでもない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックレンズ基材上に形成されたコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れるカット工程と、
切れ込みを入れた前記コート膜に対し、紫外線への暴露及び結露状態への暴露を行う暴露工程と、
を含み、前記暴露工程後において、前記切れ込みの交点から、隣接する前記コート膜までの距離を測定する
膜密着性の評価方法。
【請求項２】
前記切れ込みの交点から、隣接する前記コート膜までの最短距離を測定する請求項１に記載の膜密着性の評価方法。
【請求項３】
前記切れ込みの交差角の等角二等分線上において、前記切れ込みの交点から隣接する前記コート膜までの最短距離を測定する請求項１に記載の膜密着性の評価方法。
【請求項１】
プラスチックレンズ基材上に形成されたコート膜に対して、互いに交差する切れ込みを入れるカット工程と、
切れ込みを入れた前記コート膜に対し、紫外線への暴露及び結露状態への暴露を行う暴露工程と、
を含み、前記暴露工程後において、前記切れ込みの交点から、隣接する前記コート膜までの距離を測定する
膜密着性の評価方法。
【請求項２】
前記切れ込みの交点から、隣接する前記コート膜までの最短距離を測定する請求項１に記載の膜密着性の評価方法。
【請求項３】
前記切れ込みの交差角の等角二等分線上において、前記切れ込みの交点から隣接する前記コート膜までの最短距離を測定する請求項１に記載の膜密着性の評価方法。
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３２８４３（Ｐ２０１２−１３２８４３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６６２８（Ｐ２０１０−２８６６２８）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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