JP2001042101A - 光学レンズおよびその製造方法 - Google Patents

光学レンズおよびその製造方法

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JP2001042101A JP2000191930A JP2000191930A JP2001042101A JP 2001042101 A JP2001042101 A JP 2001042101A JP 2000191930 A JP2000191930 A JP 2000191930A JP 2000191930 A JP2000191930 A JP 2000191930A JP 2001042101 A JP2001042101 A JP 2001042101A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学レンズ、すなわちプラスチック材料を用
いた眼鏡用途レンズを提供する。 【解決手段】 プラスチックからなる本体を持つ光学レ
ンズであって、プラスチック本体が腐食に耐性を持つ透
明被膜によって被覆されており、該被膜はプラスチック
本体に面している一つの界面層および脂肪成分保護層の
少なくとも二層であり、特に眼鏡レンズに使用される、
シクロオレフィンポリマーがプラスチック本体に結合し
ていることを特徴とするプラスチックからなる本体を持
つ光学レンズである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ、すな
わちプラスチック材料を用いた眼鏡用途レンズに関する
ものであり、特に眼鏡レンズおよびその製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光学レンズ、特に眼鏡レンズの材料とし
て、従来の光学特殊ガラスが使用されてきた。この目的
のために、様々な光学的特徴を持つ一連の光学ガラスが
使用することができる。これらの詳細は、T.Jarr
att(Opitical World、1998年5
月、p10〜27および1998年3月、p10〜2
3)の要約記事においてその特徴がまとめられている。
【0003】眼鏡レンズの周縁部が厚くなることを避け
るために、高い屈折率を示す特殊ガラスが開発された。
このようなタイプのガラスは、適切な光学強度を持つた
めガラスをより薄く形成することができる。より軽い眼
鏡ガラスを実現するために、現在プラスチックが眼鏡用
途で使用されている。
【0004】プラスチックと比較した鉱物ガラスの利点
および欠点は、A.Asseraf(Optical
World 1997年11月、p12〜15)および
Richard Chaffin(Optical W
orld 1997年2月、p35〜38)において詳
細に記載されている。プラスチックの利点は、特に高い
機械的強度および低い比重である。
【0005】これまでに、特にポリカーボネート、ポリ
ウレタン、および例えばCR39のような特殊プラスチ
ック、およびそれらの改良品が、光学レンズ、特に眼鏡
レンズ用のプラスチックとして使用されている。それを
用いることで、それらのプラスチックの光学的特性に加
えて、例えば洗浄剤等の化学物質に対する耐性、および
細かい傷(スクラッチ)に対する耐性も付与された。
【0006】CR39は、ジエチレングリコールおよび
ビスアリルカーボネートの共重合体であるが、光学レン
ズ、特に眼鏡レンズ用の特殊プラスチックであり、優れ
た光学的性質を示す。CR39は、58のアッベ数にお
いて1.498の屈折率を持つ。アッベ数は、光学分散
を表すため非常に重要な材料特徴の一つである。40以
上のアッベ数においてのみ、眼鏡をかける人は不自然な
色のついた周縁部を通常意識しなくてよい。
【0007】しかしながら、屈折率が1.32g/cm
3のCR39はかなり高い比重を持ち、6ジオプトリま
での度数で重い質量の場合、特に目立つ。またCR39
の欠点は加工性である。CR39は、非熱可塑性プラス
チックに典型的なキャスティング工程、および連続した
紫外線硬化によって製造される。そのため、キャスティ
ング樹脂を、2回磨砕したケイ酸ガラスからなる型に入
れ、リングによって共に維持され、次にこれを紫外線に
よって硬化する。
【0008】1.20g/cm3の比重および1.56
8の屈折率を持つ眼鏡レンズ用プラスチックとしてのポ
リカーボネートは、CR39と比較して利点を持つ。例
えば、ポリカーボネートからなる、直径55mmおよび
度数−8ジオプトリーの円形レンズは質量12.0gで
あるが、それに対して、CR39からなる同様の度数を
持つレンズは質量15.8gである。いずれにしても、
わずか30.0のアッベ数がポリカーボネートの欠点で
あり、そのためにポリカーボネートの応用はかなり限定
される。
【0009】従って、1.20g/cm3以下の低い比
重、1.500以上の屈折率、および40以上のアッベ
数を示す熱可塑性プラスチックが、眼鏡レンズの要求を
満たすために必要不可欠である。
【0010】欧州特許第047870号公報において、
1.520〜1.545の範囲の屈折率を持つ材料が開
示されており、これも光学的用途に使用可能である。し
かしながらこの発明は、耐脂性が全く関与しない用途し
か含まれていない。この欠点により、眼鏡レンズ用プラ
スチックとしての用途が全く排除されており、なぜなら
脂肪成分を含む手の汗、脂肪成分を含む肌の保護薬、溶
媒を含む洗浄剤(例えばエタノール、プロパノールな
ど)等との接触を避けることができないためである。
【0011】同様に、このような光学用途のプラスチッ
クが、欧州特許第0485893号A1公報の第11
頁、第35〜43行、および欧州特許第0610851
号B1公報において開示されている。類似の材料が、日
本ゼオンの日本国特公平2−9619号(1990年3
月2日)において開示されている。これらの材料もまた
低い耐脂性に基づいており、光学用途には適していな
い。
【0012】1.2g/cm3以下の比重を持つ他のプ
ラスチックとして、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、およびそれらの共重合体がある。それで
もこれらの材料は半微結晶材料であり、そのために眼鏡
用目的に十分な透明度を示さない。
【0013】ポリ−4−メチルペンタン−1(「PM
P」 三井石油化学社製)はこれに対して確かに十分な
透明度および低い比重を持っているが、それでもなお、
光学的特性は不十分である。例えば、600nmで1.
4655の屈折率はあまりにも低すぎる(H.Domi
ninghaften、Die Kunstoffeu
nt ihre Eigenschaften(プラス
チックおよびその特性)1992年、第162頁)。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術を考
慮すると、本発明の目的は、プラスチックからなる本体
を持ち、かつ優れた光学的特徴を示し、脂肪成分や溶媒
に対する耐腐食性に優れた光学レンズ、特に眼鏡レンズ
提供することである。
【0015】本発明のさらなる目的は、与えられた度数
においてそれらの質量をできるだけ小さくしたレンズを
提供することである。
【0016】本発明の他の目的は、プラスチックを熱可
塑性工程によって成形することにより、本発明による光
学レンズを製造することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の前記目
的は、プラスチック本体からなる光学レンズであって、
該プラスチック本体はシクロオレフィンポリマーを含
み、かつ腐食耐性の透明被膜によって被覆されており、
該被膜は、プラスチック本体に面している界面層および
脂肪成分保護層の少なくとも二種類の層からなることを
特徴とする光学レンズによって達成される。
【0018】さらに本発明は、該界面層は少なくとも5
質量%の炭素を有する前記レンズである。
【0019】さらに本発明は、該界面層は少なくとも5
00nmの厚さを持つ前記レンズである。
【0020】さらに本発明は、該脂肪成分保護層は5質
量%未満の炭素を有する前記レンズである。
【0021】さらに本発明は、該脂肪成分保護層は少な
くとも100nmの厚さを持つ前記レンズである。
【0022】さらに本発明は、屈折率が1.49以上で
ある前記レンズである。
【0023】さらに本発明は、屈折率が1.52以上で
ある前記レンズである。
【0024】さらに本発明は、アッベ数が50以上であ
る前記レンズである。
【0025】さらに本発明は、眼鏡レンズである、前記
レンズである。
【0026】また本発明の前記他の目的は、シクロオレ
フィンポリマーを含むプラスチック本体に、腐食耐性の
透明被膜を被覆することを特徴とする、前記レンズの製
造方法によって達成される。
【0027】さらに本発明は、該被膜はプラズマCVD
工程によって被覆され、該プラズマCVD工程はプラズ
マパルスCVD工程である前記方法である。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明のプラスチックを本体とす
る光学レンズは、シクロオレフィンポリマーを含むプラ
スチックからなり、プラスチック本体を少なくとも二層
の透明な腐食耐性被膜、すなわち一つのプラスチックに
面する界面層および一つの脂肪成分保護層で被覆するこ
とで製造することができる。これらは優れた光学的特性
および汗、脂肪分、洗浄剤中の溶剤等に対する高い腐食
耐性を持っている。
【0029】本発明のレンズ本体を製造するために使用
されるプラスチック材料は、シクロオレフィンポリマー
を含む。本発明におけるシクロオレフィンポリマーと
は、環式オレフィン、特に多環式オレフィンを用いて得
られたものである。
【0030】該シクロオレフィンは、例えばシクロペン
テン、シクロペンタンジエン、シクロヘキセン、シクロ
ヘプテン、シクロオクテン等の一環オレフィン、および
例えばメチルシクロヘキセンまたはジメチルシクロヘキ
セン等のメチル、エチルまたはプロピル等からなる炭素
数1〜3の一環オレフィンのアルキル誘導体、同様にこ
れら一環オレフィンのアクリル酸および/またはメタク
リル酸誘導体をモノマーとして含む。さらに、例えばシ
クロペンチルメタクリル酸等のオレフィン族の側鎖を持
つシクロアルカンも環式のオレフィンとして本発明で使
用されうる。
【0031】該シクロオレフィンとして好ましくは、架
橋された多環式オレフィン化合物である。これらの多環
式オレフィン化合物は、環内二重結合を持ち、これらは
架橋された多環式シクロアルカンを含み、側鎖中も同様
である。これらは、多環式シクロアルカン化合物のビニ
ル誘導体、アリロキシカルボキシ誘導体および(メタ)
アクリロキシ誘導体を含む。これらの化合物は、さらに
アルキル、アリールまたはアラルキル置換基を含む。
【0032】該多環式シクロオレフィン化合物の例は、
これらに限定されないが、ビシクロ[2.2.1]ヘプ
タ−2−エン(ノルボルネン)、ビシクロ[2.2.
1]ヘプタ−2,5−ジエン(2,5−ノルボルナジエ
ン)、エチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン
(エチルノルボルネン)、エチリデンビシクロ[2.
2.1]ヘプタ−2−エン(エチリデン−2−ノルボル
ネン)、フェニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−
エン、ビシクロ[4.3.0]ノナ−3,8−ジエン、
トリシクロ[4.3.0.12,5]−3−デセン、トリ
シクロ[4.3.0.12,5]−3,8−デセン−
(3,8−ジヒドロビシクロペンタジエン)、トリシク
ロ[4.4.0.12,5]−3−ウンデセン、テトラシ
クロ[4.4.0.12,5,17,10]−3−ドデセン、
エチリデン−テトラシクロ[4.4.0.12,5,1
7,10]−3−ドデセン、メチロキシカルボニルテトラシ
クロ[4.4.0.12,5,17,10]−3−ドデセン、
エチリデン−9−エチルテトラシクロ[4.4.0.1
2,5,17,10]−3−ドデセン、ペンタシクロ[4.
7.0.12,5,0,03,13,19,12]−3−ペンタデ
セン、ペンタシクロ[6.1.13 ,6,02,7,09,13
−4−ペンタデセン、ヘキサシクロ[6.6.1.1
3,6,110,13,02,7.09,14]−4−ヘプタデセン、
ジメチルヘキサシクロ[6.6.1.13,6,110,13
2,7.19,14]−4−ヘプタデセン、ビス(アリロキ
シカルボキシ)トリシクロ[4.3.0.12,5]−デ
カン、ビス(メタクリロキシ)トリシクロ[4.3.
0.12,5]−デカン、ビス(アクリロキシ)トリシク
ロ[4.3.0.12,5]−デカンである。
【0033】本発明のプラスチック材料に用いられるシ
クロオレフィンポリマーは、少なくとも一つの上記シク
ロオレフィン化合物、特に多環式シクロオレフィン化合
物を用いて製造される。さらに、シクロオレフィンポリ
マーを製造する際、上述のシクロオレフィンモノマーと
共重合させることができるような、その他のオレフィン
が使用されうる。該その他のオレフィンとして、具体的
には、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエ
ン、メチルペンテン、スチレン、およびビニルトルエン
等であるが、これらに限定されない。
【0034】上述のオレフィンのほとんどが、特に該シ
クロオレフィンおよび該多環式オレフィンも、商業的に
入手することができる。さらに多くの環式および多環式
オレフィンは、ディールス・アルダー付加反応(ジエン
合成)によって得ることができる。
【0035】シクロオレフィンポリマーの製造は、特公
昭47−11818号(1972年)、特公昭58−4
3412号(1983年)、特公昭61−1442号
(1986年)、特公昭62−19761号(1987
年)、特開昭50−75700号公報、特開昭55−1
29434号公報、特開昭58−127728号公報、
特開昭60−168708号公報、特開昭61−271
308号公報、特開昭63−221118号公報および
特開平02−180976号公報、ならびに欧州特許第
06610851号公報、第06485893号公報、
第06407870号公報および第06688801号
公報に示されるような、当業界で周知の方法を用いてな
される。
【0036】該シクロオレフィンポリマーは、例えばア
ルミニウム化合物、バナジウム化合物、タングステン化
合物またはホウ素化合物を触媒として使用して、溶媒中
で重合され得る。
【0037】該重合反応は、条件、特に使用される触媒
の条件に従って、開環または二重結合の開裂によってな
される。
【0038】さらにラジカル重合によってシクロオレフ
ィンポリマーを得ることができ、その際、光または放射
線がラジカル形成のために使用されうる。これは特にシ
クロオレフィンおよび/またはシクロアルカンのアクリ
ロイル誘導体において特に適用される。この種の重合反
応は、溶液中、同様に物質中でも起きる。
【0039】本発明によるプラスチック材料を製造する
ために、特に好ましくは下記式I、II、IIIまたはIV
【0040】
【化1】
【0041】で示される多環式オレフィン、好ましくは
式IまたはIIIのシクロオレフィンが重合される。
【0042】前記式I〜IV中、R1、R2、R3、R4、R
5、R6、R7およびR8は、同一または異なって、水素原
子、または炭素数1〜8のアルキル基であり、各式I〜
IVおいて、R1〜R8はそれぞれ独立して選択される。該
アルキル基として、具体的にはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ
ル基、オクチル基、イソブチル基、イソプロピル基、イ
ソブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基、イソヘ
プチル基等が挙げられる。
【0043】任意に下記式V
【0044】
【化2】
【0045】(式中、nは2〜10の整数である)で示
される一環オレフィンも使用されうる。他のモノマーは
下記式VI;
【0046】
【化3】
【0047】(R9、R10、R11およびR12は、同一ま
たは異なって、水素原子または炭素数1〜8のアルキル
基である)で示される非環式l−オレフィンが用いられ
る。ここで好ましくは、エチレンまたはプロピレンであ
る。
【0048】特に好ましくは、式Iおよび式IIIで示さ
れる多環式オレフィンの共重合体を形成することであ
る。それぞれ共重合されるモノマーの総量に対して、多
環式オレフィン(I〜IV)は0.1〜100質量%、一
環オレフィン(V)は0〜99質量%、および非環式l
−オレフィン(VI)は0〜99.9質量%で使用され
る。
【0049】重合反応に使用される触媒として、これら
に限定されないが、好ましくは下記式VII;
【0050】
【化4】
【0051】で示される直鎖状アルミニウムオキサン
(aluminumoxane)、および/または下記
式VIII;
【0052】
【化5】
【0053】で示される環状アルミニウムオキサン、な
らびに少なくとも一つの下記式IX;
【0054】
【化6】
【0055】で示されるメタロセンからなるものが用い
られる。
【0056】前記式IX中、M1はチタン、ジルコン、ハ
フニウム、バナジウム、ニオビウムおよびタンタルから
なる群より選択される金属であり、好ましくはジルコン
またはハフニウムである。R14およびR15は、同一また
は異なって、水素原子、炭素数1〜10、好ましくは1
〜3のアルキル基、炭素数1〜10、好ましくは1〜3
のアルコキシ基、炭素数6〜10、好ましくは6〜8の
アリール基、炭素数6〜10、好ましくは6〜8のアリ
ールオキシ基、炭素数2〜10、好ましくは2〜4のア
ルケニル基、炭素数7〜40、好ましくは7〜10のア
リールアルキル基、炭素数7〜40、好ましくは7〜1
2のアルキルアリール基、炭素数8〜40、好ましくは
8〜12のアリールアルケニル基、またはハロゲン原子
であり、好ましくは塩素原子である。
【0057】R16およびR17は、同一または異なって、
一つまたは複数の核の炭化水素基であり、これらは中心
原子M1を持つサンドイッチ構造を形成する。好ましく
はR1 6およびR17は共にインデニルまたはテトラヒドロ
インデニルであり、またはR1 6はフルオロエニル、およ
びR17はシクロペンタジエニルである。
【0058】R18は、ラジカルであるR16およびR17
連結する単一または複数のエレメントの架橋であり、
【0059】
【化7】
【0060】=BR19、=AlR19、−Ge−、−Sn
−、−O−、−S−、=SO、=SO 2、=NR19,=
CO、=PR19または=P(O)R19であり、R19、R
20およびR21は、同一または異なって、水素原子、ハロ
ゲン原子、好ましくは塩素原子であり、炭素数1〜1
0、好ましくは1〜3のアルキル基、特にメチル基であ
り、炭素数1〜10のフルオロアルキル基、好ましくは
−CF3であり、炭素数6〜10のフルオロアリール
基、好ましくはペンタフルオロフェニル基であり、炭素
数6〜10、好ましくは6〜8のアリール基であり、炭
素数1〜10、好ましくは1〜4のアルコキシ基、特に
メトキシ基であり、炭素数2〜10、好ましくは2〜4
のアルケニル基であり、炭素数7〜40、好ましくは7
〜10のアリールアルキル基であり、炭素数8〜12,
好ましくは8〜12のアリールアルケニル基、もしくは
炭素数7〜40、好ましくは7〜12のアルキルアリー
ル基である。またR19およびR20またはR19およびR21
は、それらと結合する原子と共に環を形成する。
【0061】M2は、ケイ素、ゲルマニウム、または錫
であり、好ましくはケイ素またはゲルマニウムである。
18は好ましくは=R1920、=SiR1920、=Ge
1920、−O−、−S−、=SO、=PR19,または
P(O)R19である。
【0062】好ましく使用されるメタロセンは、rac
−ジメチルシリル−ビス−(1−インデニル)−ジルコ
ンジクロライド、rac−ジメチルゲルミル−ビス−
(1−インデニル)−ジルコンジクロライド、rac−
フェニルメチルシリル−ビス−(1−インデニル)−ジ
ルコンジクロライド、rac−フェニルビニルシリル−
ビス−(1−インデニル)−ジルコンジクロライド、1
−シリルシクロブチル−ビス−(1’−インデニル)−
ジルコンジクロライド、rac−エチレン−ビス−(1
−インデニル)−ジルコンジクロライド、rac−ジフ
ェニル−ビス−(1−インデニル)−ハフニウムジクロ
ライド、rac−フェニルメチルシリル−ビス−(1−
インデニル)−ハフニウムジクロライド、rac−ジメ
チルシリル−ビス−(1−インデニル)−ハフニウムジ
クロライド、rac−ジフェニルシリル−ビス−(1−
インデニル)−ジルコンジクロライド、ジフェニルメチ
レン−(9−フルオロエニル)−シクロペンタジエニル
−ジルコンジクロライド、イソプロピレン−(9−フル
オロエニル)−シクロペンタジエニル−ジルコンジクロ
ライド、またはこれらの混合物である。
【0063】使用される助触媒は、前記式VIIの直鎖状
アルミニウムオキサンおよび/または前記式VIIIの環状
アルミニウムオキサンである。これらの式において、R
13は炭素数1〜6のアルキル基、好ましくはメチル、エ
チルもしくはイソブチル、ブチルもしくはネオペンチ
ル、またはフェニルもしくはベンジルである。好ましく
はメチルである。nは2〜50、好ましくは40〜50
の全ての数である。しかしながらアルミニウムオキサン
の正確な構造は知られていない。アルミニウムオキサン
の製造は、文献により周知である。溶液中のアルミニウ
ムオキサンの濃度は、全ての溶液のそれぞれの場合にお
いて、約1質量%〜飽和限界濃度の範囲であり、好まし
くは5〜30質量%である。該メタロセンも同様の濃度
で使用されうるが、好ましくはアルミニウムオキサン1
molに対し約10-4〜1molの量で使用される。
【0064】該重合反応は、チーグラー低圧法で共通の
不活性溶媒中でなされ、例えばブタン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサン、メチ
ルシクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素中で
ある。さらに、酸素、硫黄化合物を慎重に除いた、ガス
または水素化ディーゼル油が使用されうる。トルエンも
また使用されうる。
【0065】最終的に、重合されるモノマーも溶媒また
は懸濁剤として使用されうる。ノルボルネンの場合、こ
のような材料重合化は45℃以上の温度でなされる。重
合化物の分子量は、当業界で周知の方法で調節され、好
ましくは水素が使用される。
【0066】該重合反応は、−78〜150℃、好まし
くは−20〜80℃の温度における一つまたはそれ以上
の段階において、連続的または断続的に、溶液中、縣濁
液中または気相中で実施される。その圧力は0.5〜6
4barであり、気体オレフィンまたは不活性ガスによ
ってその圧力が維持される。
【0067】ここで該メタロセン化合物は、遷移金属に
関連して、リアクター容積に対し10-3〜10-7,好ま
しくは10-5〜10-6mol/dm3の濃度で使用され
る。アルミニウムオキサンは、アルミニウム含有量とし
て、リアクター容積に対し10-4〜10-1、好ましくは
10-4〜2×10-2mol/dm3の濃度で使用され
る。様々なメタロセンの重合特性を合わせるために、数
種のメタロセンの混合物を使用することができる。
【0068】本発明のプラスチック材料は、二つまたは
それ以上のシクロオレフィンポリマーの混合物に加え
て、その他のポリマーも含むことができる。数種のポリ
マーを溶融中または溶液中でブレンドすることもでき
る。いずれも、ポリマーをブレンドすることにより、そ
れぞれの用途に適した複数の成分の特性を併せ持つポリ
マーを製造することができる。
【0069】その場合、該その他のポリマーは、シクロ
オレフィンポリマーと混合できなければならない。本発
明において混合できるということは、その混合物中に曇
りを生じずに、アッベ数が40未満でない、ということ
である。
【0070】該その他のポリマーとして、1または2の
不飽和結合を持つ炭化水素の重合によって得られたポリ
マーが使用される。その中でも、下記に示すような化合
物が挙げられる。
【0071】例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リイソブチレン、ポリメチルブチレン−1、ポリイソプ
レンおよびポリスチレン等のポリオレフィン;例えば塩
化ビニル、塩化ポリビニリデン、フッ化ポリビニルおよ
びポリクロロプレン等の、ハロゲンを含むビニルポリマ
ー;例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリア
クリルアミドおよびポリアクリロニトリル等の、α、β
−不飽和カルボン酸またはそれらの誘導体から誘導され
たポリマー;例えばポリビニルアルコール、ポリビニル
酢酸、ポリビニルステアリン酸、ポリビニル安息香酸、
ポリビニルマレイン酸、ポリビニルブチラール、ポリビ
ニルフタル酸およびポリアリルメラミン等の、不飽和ア
ルコール、アミン、アシル誘導体またはアセタレンから
誘導されたポリマー;例えばポリエチレンオキサイド等
の、エポキシデンから誘導されたポリマー;例えばポリ
オキシメチレン、ポリオキシエチレンおよびポリオキシ
メチレンを含むエチレンオキサイド等の、ポリアセター
ル;ポリフェニレンオキサイド;ポリカーボネート;ポ
リスルホン;ポリウレタンおよびウレタン樹脂;例えば
ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11およびナイロ
ン12等の、ジアミン、ならびにジカルボン酸および/
またはアミノカルボン酸から誘導されたポリアミドおよ
びコポリアミド;ポリアミドポリエーテル;例えばポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
およびポリ−1,4−ジメチロールシクロヘキサンテレ
フタレート等の、ジカルボン酸ならびにジアルコールお
よび/もしくはヒドロキシカルボン酸、または関連する
ラクトンから誘導されたポリエステルである。
【0072】これらのポリマーが上記のシクロオレフィ
ンポリマーと共に混合される量は、不適切な曇りが生じ
ないような程度である。
【0073】また、本発明のプラスチック材料における
上記のシクロオレフィンポリマーの含有量は、ポリマー
総量に対して少なくとも50質量%、好ましくは80質
量%、より好ましくは95質量%以上であるが、これら
に限定されることはない。
【0074】このようなポリマーを添加することによっ
て、その結果製造されるレンズの屈折率は変化する。同
様にそのレンズの加工性および耐久性も影響を受ける。
【0075】さらに本発明によるプラスチック材料は通
常の添加剤を含みうる。具体的には、静電防止剤、抗酸
化剤、離型剤、潤滑剤、染料、流動促進剤、充填剤、光
安定剤、亜リン酸塩またはホスホン酸エステル等の有機
亜リン酸化合物、ピグメント、耐候保護剤および軟化剤
等である。これらの添加剤の添加は、特に眼鏡用途のた
めの透明必要性に応じて制御される。
【0076】特に好ましい添加剤は抗酸化剤である。こ
れらの化合物は、当業界で周知ものが使用されうる。こ
の種の多くの好ましい添加剤の例として;クロラニル酸
(2,5−ジクロロ−3,6−ジヒドロキシ−1,4−
ベンゾキノン、ヒドロキノン(1,4−ジヒドロキシベ
ンゼン)、イルガノックス1330(Irganox1
330)(1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリ
ス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジ
ル)ベンゼン、ブルカノックスBHT(Vulkano
x BHT)(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフ
ェノール)、4−t−ブチルベンズカテキン、一般式
X;
【0077】
【化8】
【0078】で示される化合物が挙げられる。
【0079】前記式X中、nは1〜4の整数であり、R
21は置換されたまたは置換されていない、直鎖または分
岐鎖の、炭素数1〜8、好ましくは1〜4のアルキル
基、アリール基またはハロゲンであり、前記ハロゲンは
好ましくは塩素、フッ素または臭素であり、R22は、水
素原子、または置換されたもしくは置換されていない、
直鎖もしくは分岐鎖の、炭素数1〜8、好ましくは1〜
4のアルキル基である。該アルキル基および該アリール
基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、イソブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、イ
ソペンチル基、イソヘキシル基、イソヘプチル基、フェ
ニル基等が挙げられる。具体的には、イルガノックス1
010(3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル−2,
2−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチル)フ
ェノール)、イルガノックス1035(2,2’−チオ
ジエチルビス−(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、イルガノック
ス1076(オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブ
チル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、ト
パノールO(Topanol O)、サイアノックス1
790(Cyanox1790)(トリス−(4−t−
ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)
−5−トリアジン−2,4,6−(1H、3H、5H)
トリオン、イルガノックス1098、および類似のもの
である。
【0080】さらに上述の必要性を満たしているシクロ
オレフィンの単独および共重合体によるプラスチックは
商業的に購入できる。商業的に購入できるものは、例え
ば、ティコナ(Ticona)社製のトパス(Topa
s)ブランド、同様に日本ゼオン社製のゼオナー(Ze
onor)である。
【0081】本発明のプラスチック材料は上述のポリマ
ーから、例えばキャスティング成形および押し出し鋳込
み成形によって製造される。一般的に、経済的な理由に
より押し出し鋳込み成形が好ましい。これらの工程は当
業界で広く知られている方法を用いることができる。
【0082】本発明による眼鏡レンズは、二種類の層か
らなる腐食耐性の透明被膜を持ち、一つはプラスチック
本体に面した内部の界面層、もう一方は脂肪成分保護層
である。
【0083】界面層は、特にシクロオレフィンポリマー
の多孔質構造を密封するために提供され、かつ極めて潤
滑な界面を得ることができる。前述したようにシクロオ
レフィンポリマーからなるプラスチック本体の多孔性
は、脂肪成分または溶媒の作用によって生じる曇りの原
因である。この層は少なくとも透明でなければならな
い。
【0084】このような界面層の特に好ましい実施形態
は、この層の総質量に対し少なくとも5質量%、特に好
ましくは10質量%、最も好ましくは25質量%の炭素
を含む。本発明の眼鏡レンズの特に好ましい実施形態
は、少なくとも500nm、好ましくは600nm以
上、最も好ましくは700nm以上の厚さを持つ界面層
を持つことである。ここで厚さが500nm未満の場
合、プラスチック本体の密封効果が低く好ましくない。
【0085】本発明の脂肪成分保護層として、必要とさ
れる透明性、および脂肪成分ならびに溶媒に対する耐性
を持つ任意の材料が適している。
【0086】全く驚くことに、この層の総質量に対し炭
素含量が5質量%未満、特に3質量%未満の場合、脂肪
成分保護層として特に優れていることがわかった。ここ
で炭素含量が5質量%を超過する場合、該層の脂肪成分
に対する特性が低くなり好ましくない。脂肪保護層の層
厚さは、好ましくは少なくとも100nm、最も好まし
くは150nmである。ここで厚さが100nm未満の
場合、脂肪成分に対する特性が低くなり好ましくない。
この層は、その下にある内部層を、特に脂肪成分、汗、
および洗浄剤による曇りからプラスチック本体を保護し
ている。
【0087】これら両方の層は、直接互いに接すること
ができ、界面層から脂肪成分保護層への移行は、例えば
異なる炭素含有量を持つ二層のように、それぞれ別々に
形成される(段階的な機能性)、または“勾配”を持っ
た層を連続的に形成し、その場合、異なる両方の層はよ
り強く互いに接着することができる。
【0088】該勾配は、例えば各々の層の炭素含有量を
考慮して形成され、その際、炭素含有量はプラスチック
本体から外へ向かって減少する。結果的に、両方の外側
の層の炭素含有量により、保護層の二層構造が生じる。
この層の構造の場合、前述した炭素含有量に対する好ま
しい値は、連続的に変化する保護層の両方の外側の層に
対して適用される。
【0089】このような勾配層を使用する場合、保護層
の層厚さは、前述の段階的に形成する場合の厚さに比べ
てわずかに減少しうる。
【0090】さらに該被膜は、当業界に周知のその他の
層を持つことができる。具体的には反射防止層、防曇
層、およびスクラッチ保護膜等である。
【0091】本発明の、少なくとも一つの界面層および
脂肪成分保護層を持つレンズの被膜は、上述の必要性を
満たしている限り、当業界に周知の方法によって形成さ
れうる。
【0092】特に適切なのは、いわゆるCVD(化学蒸
着法)であり、その中で好ましくはいわゆるプラズマ工
程である。それらにおいて、一般的に減圧下で、被膜は
分解性ガスを照射して形成される。該照射は、連続的
に、またはパルスでなされ、後者はPPCVD(プラズ
マパルスCVD)と呼ばれており、特に好ましい。
【0093】該PPCVD工程は、例えばJounal
of the CeramicSociety of
Japan(99(10)、894〜902頁)で説
明されており、カーブした表面のコーティングは、WO
95/26427に開示されている。
【0094】該PPCVD工程において、一般的に被膜
ガスは連続的に流動するが、プラズマを励起する電磁放
射線がパルス方式で供給され、各パルスにおいて薄膜
(典型的に約1nmの単層)が基板上に析出する。各々
の稼働パルスの後にパルスの休止があり、それにより基
板上に顕著な温度ストレスを与えることなく被膜形成速
度を高くすることができる。稼働パルスの波高および継
続時間ならびにパルス休止の継続時間は、層の形成に決
定的である。波高とは、PPCVD工程における性能の
基準である。例えばパルス継続時間中の発電機電圧およ
び発電機電流等はパルス稼働条件に関連する。例えばパ
ルスおよび反応物質を除いた構成成分の大きさ等の、実
際にプラズマに関連する性能のいくつかは一連のパラメ
ータに依存している。すなわち波高に依存して、 a)それぞれのガスに特徴的なスレショルド値で開始し
て、多様な励起および反応をプラズマ中に生じさせ、 b)プラズマ領域中に多様な厚さで薄膜を形成させるこ
とができる。
【0095】本発明のPPCVD工程を用いて、パルス
の波高を適切に選択することで、目的にあった様々な組
成の層状の原子の層(単層)を各パルス毎に積層するこ
とが可能になる。これは特に適切なパルス休止を選択す
ることが重要であり、それにより例えば排気ガスと補給
ガスを完全に分離することによって、それぞれのパルス
において常に一定のガス組成物を供給することができ
る。これは従来のPCVD工程では不可能である。
【0096】このパルス法において、稼働パラメータ
は、パルス継続時間:0.01〜10msec、特に
0.1〜2msec、パルス休止:1〜1000mse
c、特に5〜500msec、およびパルス波高:10
〜100,000ワットの範囲が特に好ましい。ここで
それぞれの稼働パラメータが上記範囲をはずれると、各
パルス毎に良好な層を形成することができず好ましくな
い。
【0097】また該PPCVD工程は、50kHz〜3
00GHzの頻度の交流電圧パルスで実施され、約2.
45GHzの頻度が特に好ましい。通常、被膜は0.0
01〜10mBar、好ましくは0.1〜2mBarの
範囲の圧力でなされる。
【0098】界面層の製造に特に適した材料として、例
えばポリエチレン、ポリブチレン、ポリプロピレン、パ
リレンおよびポリスチレン等の有機ポリマーが照射によ
って得られるような、蒸気化できる化合物が挙げられ
る。例えばパラシクロフェンの照射によりパリレンフィ
ルムが製造される。
【0099】脂肪成分保護層の形成においては、揮発性
の物質が特に適しており、例えば酸素、窒素またはガス
等の供給下で、照射時に酸素または窒素が開裂して基板
上に無機層を形成する。該無機層は、これらに限定され
ないが、ケイ素、チタン、アルミニウム、錫およびタン
タルの酸化物、窒化物、および/または酸化または窒化
化合物(oxide−nitride compoun
d)等からなる層が挙げられる。
【0100】しかしながら、特に好ましくは、界面層お
よび脂肪成分保護層の両方を形成することができるガス
またはガス混合物である。具体的には、ヘキサメチルシ
ロキサン(HMDSO)、ヘキサメチルシラザン(HM
DS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラメ
トキシシラン、テトラメチルシラン、テトライソプロピ
ルオルソチタネート(TIPT)、またはトリメチルア
ルミニウムであり、これらの物質は酸素と混合され、脂
肪成分耐性の層を形成する。これらの物質は、アルキル
またはアルコキシ基に加えて、脂肪成分耐性を持つ酸化
層を形成することのできる金属または半導体原子を含
む。例えば、酸素およびヘキサメチルジシロキサンの混
合物が被膜に使用される場合、プラズマ工程の稼働パラ
メータを変化させることにより、純粋なシリコン樹脂層
から純粋なSO2層への範囲の層が形成されうる。
【0101】ガスの流動速度は、パルス中に該ガスは流
動していないように見える程度に、一般的なPPCVD
工程によって選択される。従って、ガスの流量は一般的
に1〜200、好ましくは5〜100の標準−cm3
分の範囲である。
【0102】本発明によるプラスチック材料からなるレ
ンズの透明性は、特に低い曇り値によって示され、それ
らはASTM D 1003によって決定される。
【0103】さらに該レンズは特に脂肪成分、汗および
/または溶媒による腐食に耐性を持ち、そのため例えば
清浄な眼鏡レンズにそれらは使用される。この特性は、
例えばシクロヘキサン中に約30分光学レンズを浸すこ
とによって試験される。
【0104】これらのレンズの特性により、例えば眼鏡
レンズ等の溶媒による高いストレスに晒されるような用
途に該レンズを使用することを可能にしている。
【0105】本発明のプラスチックレンズはさらに、例
えばサングラスを得るために着色することもできる。着
色方法は公知の方法を用いることができる。
【0106】本発明のプラスチックレンズは、好ましく
は1.49以上、特に好ましくは1.52以上の屈折率
を持つ。
【0107】本発明のレンズのアッベ数は、好ましくは
40以上、特に好ましくは50以上、最も好ましくは5
5以上である。
【0108】アッベ数は、光学媒体の散乱を特徴づける
ために用いられる。すなわち下記式によって計算され
る。
【0109】上述の屈折率およびアッベ数が上記範囲を
はずれると、本発明の目的とする光学レンズを製造する
ことができず好ましくない。
【0110】
【数1】
【0111】式中、nE、nFおよびnCは、フラウンホ
ーファーのE線、F線、およびC線における媒体の屈折
率であり、ここでEは、λ=546.1nmである緑H
g線、Fは、λ=643.8nmである青カドミウム
線、およびCは、λ=480.0nmである赤カドミウ
ム線である。大きいアッベ数は低い散乱を意味する。
【0112】被覆されたプラスチックレンズの比重は、
例えばアッベ数または屈折率が限定されているような上
述の技術的な指示がない場合、一般的に、1.5g/c
3未満、好ましくは1.3g/cm3未満、特に好まし
くは1.1g/cm3未満である。ここで比重が1.5
g/cm3以上の場合、重いため好ましくない。
【0113】本発明の光学ガラスは、例えば対物レン
ズ、カメラ、光学装置または眼鏡のような光学レンズが
使用されるところであればどこでも使用され得る。
【0114】下記の実および比較例は、本発明を詳細に
説明するために提供されたものであり、本発明を限定す
るものではない。
【0115】
【実施例】<実施例1>トパス5013(ティコナ株式
会社製、フランクフルト)から押し出し鋳込み成形によ
りレンズを製造した。このレンズを基板としてにPPC
VD工程により二つの層を形成した。その際、以下のパ
ラメータが使用された。
【0116】 頻度: 2.54GHz パルス休止: 90msec パルス継続時間: 1msec パルス波高: 6kWマグネトロンの最高値の45% 工程圧力: 0.3mbar レンズ温度: 30℃ 第一の層(界面層)は、100標準−cm3/minの
2流量および30標準−cm3/minのHMDSO流
量で得られた。その層厚さは600nmで製造された。
【0117】第二の層(脂肪成分保護層)は、100標
準−cm3/minのO2流量および10標準−cm3
minのHMDSO流量で得られた。その層厚さは30
0nmで製造された。
【0118】この方法で得られたレンズは、次にシクロ
ヘキサンを用いて腐食耐性を試験した。そのために該レ
ンズをシクロヘキサンで満たしたビーカー中に置いた。
30分後に該レンズを取り出し、乾燥した。
【0119】曇りは、被覆されていないレンズと被覆し
たレンズをと比較して可視的に観察された。そのために
該レンズを白い紙の上に置いて光を当てて観察した。さ
らにヴァルトマンランプを用いて観察したところ、被覆
されたレンズはいかなる干渉縞も観られなかった。
【0120】すなわち本発明の被覆されたレンズはヘキ
サン処理の後でさえ全く曇りが生じないことがわかっ
た。
【0121】<比較例1>トパス5013から製造され
たレンズを、商業的に購入できる混合物中に浸漬するこ
とによりラッカーで被覆した。その被膜は、厚さ約1μ
mであった。
【0122】該レンズは実際には脂肪成分耐性を持って
いたが、浸漬工程により被覆されたレンズは被覆してい
ないものと見比べると深刻な曇りが生じていたため、該
レンズの透明性については要求を満たしていなかった。
【0123】<比較例2>トパス5013から製造され
たレンズを、反応性ケイ素でシラン化し、層厚さ約10
μmの被膜が得られた。
【0124】この方法によって得られたレンズは顕著な
曇りを示し、そのため眼鏡レンズの製造には適さない。
【0125】<比較例3>トパス5013から製造され
たレンズを銀で金属化し、層厚さ約400nmの被膜が
得られた。該レンズは実際には脂肪成分耐性を持ってい
たが、その透明性は要求を満たしていなかった。
【0126】<比較例4>トパス5013から製造され
たレンズを金で金属化し、層厚さ約400nmの被膜が
得られた。該レンズは実際には脂肪成分耐性を持ってい
たが、その透明性は要求を満たしていなかった。
【0127】<実施例2>トパス5013から製造され
たレンズをプラズマCVD工程で被覆し、比較例1と対
照的にその稼働はパルス方法ではなく、頻度13.56
MHzの連続的な照射によって行われた。使用された出
力は実施例1で使用された出力と対応するように選択さ
れた。例えば圧力、温度およびガスの流量等の継続する
パラメータは実施例1で選択された値に対応しており、
例えば600nm厚さの界面層および300nm厚さの
脂肪成分保護層等の二層が製造された。
【0128】製造されたレンズは次にシクロヘキサンで
腐食耐性を試験された。その結果、該レンズは30分ヘ
キサンに晒した後でさえいかなる曇りも示さなかったこ
とから、眼鏡レンズの製造に適していることがわかっ
た。
【0129】
【発明の効果】本発明のプラスチックを本体とする光学
レンズは、シクロオレフィンポリマーを含むプラスチッ
クからなり、プラスチック本体を少なくとも二層の透明
な腐食耐性被膜、すなわち一つのプラスチックに面する
界面層および一つの脂肪成分保護層で被覆することによ
り、優れた光学的特性および高い腐食耐性を実現させて
おり、特に眼鏡レンズに適している。
【0130】すなわち本発明による光学レンズは、
(1)高いアッベ数および高い屈折率を持つこと、
(2)本発明によるレンズのプラスチック本体の製造が
単一の高速熱可塑性工程によってなされ、例えば射出成
形のように高度に自動化されていること、(3)脂肪成
分および例えばエタノールおよびイソプロパノールのよ
うな洗浄剤に対して不活性であること、(4)質量がそ
の付与された形状において非常に軽いこと、(5)当業
界で周知の技術が該レンズの製造に使用できること等の
利点を達成することができる。
【0131】本発明の光学レンズの用途は、例えば対物
レンズ、カメラ、光学装置または眼鏡等の光学レンズが
使用されるところであればどこでも使用可能であり、特
に眼鏡レンズに適している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレッド ボーレンス ドイツ国 デー−55286 ヴォールスタッ ト,オーベル タールストラーセ 15 (72)発明者 ヴォルフガング モール ドイツ国 デー−67550 ヴォルムス,バ ッカスストラーセ 8 (72)発明者 マルクス クーア ドイツ国 デー−55579 ヴォルスタイン, バーグンデルヴェーグ 6

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック本体からなる光学レンズで
    あって、該プラスチック本体はシクロオレフィンポリマ
    ーを含み、かつ腐食耐性の透明被膜によって被覆されて
    おり、該被膜は、プラスチック本体に面している界面層
    および脂肪成分保護層の少なくとも二種類の層からなる
    ことを特徴とする光学レンズ。
  2. 【請求項2】 該界面層は少なくとも5質量%の炭素を
    有する、請求項1に記載のレンズ。
  3. 【請求項3】 該界面層は少なくとも500nmの厚さ
    を持つ、請求項1または2に記載のレンズ。
  4. 【請求項4】 該脂肪成分保護層は5質量%未満の炭素
    を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレン
    ズ。
  5. 【請求項5】 該脂肪成分保護層は少なくとも100n
    mの厚さを持つ、請求項1〜4のいずれか一項に記載の
    レンズ。
  6. 【請求項6】 屈折率が1.49以上である、請求項1
    〜5のいずれか一項に記載のレンズ。
  7. 【請求項7】 屈折率が1.52以上である、請求項1
    〜5のいずれか一項に記載のレンズ。
  8. 【請求項8】 アッベ数が50以上である、請求項1〜
    7のいずれか一項に記載のレンズ。
  9. 【請求項9】 眼鏡レンズである、請求項1〜8のいず
    れか一項に記載のレンズ。
  10. 【請求項10】 シクロオレフィンポリマーを含むプラ
    スチック本体に、腐食耐性の透明被膜を被覆することを
    特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のレン
    ズの製造方法。
  11. 【請求項11】 該被膜はプラズマCVD工程によって
    被覆され、該プラズマCVD工程はプラズマパルスCV
    D工程である、請求項10に記載の方法。
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