JP2010049019A - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率の異なる複数層からなり、層硬度の低下を抑制し、均一な反射防止効果を得ることが可能な有機反射防止膜を備えるプラスチックレンズの製造方法を提供する。
【解決手段】プラスチック基材上にハードコート層を形成する工程と、ハードコート層の上面に第１の有機反射防止膜を形成するための第１のコーティング液を塗工する工程と、第１のコーティング液を熱硬化して塗工膜を半硬化する工程と、半硬化状態の塗工膜上に、第２の有機反射防止膜を形成するための第２のコーティング液を塗工する工程と、第２のコーティング液を熱硬化して第２の有機反射防止膜を形成する工程とにより、プラスチックレンズを製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数層の有機反射防止膜を備えるプラスチックレンズの製造方法に係わる。

プラスチック基材の表面に、単層構造の有機反射防止膜が形成されたプラスチックレンズが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
単層構造の有機反射防止膜が形成されたプラスチックレンズでは、高屈折率のプラスチック基材に、中空シリカが分散されている有機ケイ素化合物によって、単層の有機反射防止膜が形成されている。また、有機反射防止膜を単層で形成することにより、一度の熱硬化処理工程で有機反射防止膜を形成することができる。
しかし、有機反射層を単層構造とする構成では、すべての屈折率のプラスチックレンズに適用できるわけではない。例えば、低屈折率のプラスチック基材について、単層構造で良好な反射防止膜を形成するためには、低屈折率のプラスチック基材よりもさらに低屈折率な反射防止膜が必要となる。しかし、単層構造の有機反射防止膜では、広範囲の屈折率を実現することができないため、適用できるプラスチック基材の屈折率が限定される。

このため、あらゆる屈折率のプラスチック基材に適用可能な有機反射防止膜として、三層構造の有機反射防止膜が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
この三層構造の有機反射防止膜では、プラスチック基材を基準にして外側へ順に、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層が形成されている。
三層構造の有機反射防止膜は、中屈折率層、高屈折率層及び低屈折率層を形成するためのコーティング液を、三層連続でスピンコーティングにより塗工した後、熱硬化させて形成している。このように、有機反射防止膜の屈折率の異なる各層を重ねて塗工した後、一括して熱処理することにより密着性を向上させている。

特開２００６−１３９２５９号公報 特開２００７−１０２０９６号公報 特開２００６−３９２３９号公報

しかしながら、屈折率の異なる各層を連続して塗工する際、湿潤状態の下層の塗工膜上に、上層のコーティング液を塗工すると、上層のコーティング液が下層の塗工膜に浸潤してしまう。そして、プラスチック基材に残らない余分な上層のコーティング液と共に湿潤状態である下層が脱落する場合がある。例えば、スピンコート法により上層を塗工する場合、塗工時の回転によって振り切られるコーティング液と共に浸潤状態である下層が脱落する場合がある。この上層のコーティング液の浸潤による下層の塗工膜の脱落量は、安定して制御することが難しい。このため、多層膜の有機反射防止膜を形成した際に、下層の塗工量が安定せず、所望の反射防止効果を安定して得ることができない。

また、下層の塗工膜の脱落を防ぐためには、コーティング液を塗工する工程と、コーティング液を熱硬化する工程とを、各層毎に行わなければならない。
しかし、下層に形成される有機反射防止膜を完全に熱硬化した場合、下層のコーティング液に含まれている、膜厚調製や乾燥性の制御のための成分が熱硬化中に下層の表層に向かって移動する。これらの成分は、上層に形成される有機反射防止膜用のコーティング液の濡れ性を低下させる原因となることがある。この場合、有機反射防止膜の下層と上層との密着性が低下し、有機反射防止膜全体としての膜硬度が低下する恐れがある。

上述した問題の解決のため、本発明においては、屈折率の異なる複数層からなり、層硬度の低下を抑制し、均一な反射防止効果を得ることが可能な有機反射防止膜を備えるプラスチックレンズの製造方法を提供するものである。

本発明のプラスチックレンズの製造方法は、プラスチック基材上にハードコート層を形成する工程と、ハードコート層の上面に第１の有機反射防止膜を形成するための第１のコーティング液を塗工する工程と、第１のコーティング液を熱硬化して塗工膜を半硬化する工程と、半硬化状態の塗工膜上に、第２の有機反射防止膜を形成するための第２のコーティング液を塗工する工程と、第２のコーティング液を熱硬化して第２の有機反射防止膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。

本発明のプラスチックレンズの製造方法は、プラスチック基材上に、第１の有機反射防止膜を形成するための第１のコーティング液を半硬化状態まで熱硬化し、その後、第２の有機反射防止膜を形成するための第２のコーティング液を、塗工及び熱硬化する。
第１の有機反射防止膜は、半硬化状態であるため、第２の有機反射防止膜を形成する際の熱硬化により、硬化がすすむ。半硬化状態であると、第１の有機反射防止膜の表層に移動している、コーティング液に含まれている膜厚調製や乾燥性の制御のための成分が少なく、第２層の有機反射防止膜用のコーティング液の濡れ性を確保することができる。
また、上記の製造方法を用いて、第１の有機反射防止膜を半硬化状態とすることにより、第２の有機反射防止膜用のコーティング液を塗工するときの、第１の有機反射防止膜の塗工膜の脱落量の安定した制御が可能となる。このため、有機反射防止膜を備えるプラスチックレンズにおいて、均一で、且つ安定的に反射防止効果を得ることが可能である。また、プラスチックレンズの有機反射防止膜の膜硬度の低下を抑制することができる。

本発明によれば、広範囲の屈折率のプラスチック基材に適用可能であり、均一な反射防止効果を得ることが可能な有機反射防止膜を備えるプラスチックレンズの製造方法を提供することができる。

（半硬化状態の説明）
まず、本発明の具体的な実施の形態の説明の前に、本発明における有機反射防止膜を製造する際の、有機反射防止膜を形成するための第１のコーティング液の塗工膜の半硬化状態について説明する。

本発明において、有機反射防止膜を形成する第１のコーティング液の半硬化状態とは、ハードコート層上に塗工した第１のコーティング液の熱硬化処理において、塗工膜の表面では熱硬化が行われているが、塗工膜全体では熱硬化が完全に行われていない状態である。
また、上述の半硬化状態において、塗工膜の表面の硬化状態は、この塗工膜上に新たに第２のコーティング液を塗布した際に、下層の塗工膜と上層とが混合しない程度、あるいは、下層の塗工膜に第２のコーティング液が浸潤しない程度に硬化（実質的に硬化）していればよい。

半硬化状態であれば、硬化膜全体としてはまだ完全に硬化していない状態であり、この半硬化状態の塗膜をさらに熱硬化して、塗膜を完全に硬化させる必要がある。このため、この半硬化状態の塗工膜を下層とし、この下層の塗工膜上に新たに上層の有機反射防止膜を形成して熱硬化することにより、上層の塗工膜の熱硬化処理と下層の塗工膜の熱硬化処理を共通に行うことができる。そして、半硬化状態の下層を完全に熱硬化することができる。
この工程では、便宜上コーティング液に導入されている膜厚調製や乾燥性調製等のための成分が熱硬化中に下層の塗工膜の表層に現れる量を、下層が完全に熱硬化された後に上層を熱硬化して有機反射防止膜を形成した場合に比べて抑制することができる。よって、下層の有機反射防止膜となる塗工膜に、重ねて熱硬化処理工程を行った場合にも、上層のコーティング液の良好な濡れ性を確保することができ、多層構造の有機反射防止膜の膜硬度の低下を防ぐことができる。従って、有機反射防止膜の膜硬度の低下を防ぐことができる。

また、半硬化状態の下層の塗工膜の表面が実質的に硬化しているため、上層に形成する有機反射防止膜の第２のコーティング液とほとんど混合しない。このため、下層の塗工膜と、上層の塗工膜との混合を防ぐことができる。また、下層の塗工膜の表面が実質的に硬化している状態であれば、第２のコーティング液が下層の塗工膜に浸潤する現象を確実に抑制することができる。このため、下層の塗工膜の脱落も確実に抑制することができる。
このように、有機反射防止膜の多層構造において、各層の境界が不明確になる事態や、下層の塗工膜が脱落する現象を防ぐことにより、多層構造の有機反射防止膜の所望の反射防止特性を安定的して得ることができる。

上述の熱硬化による塗工膜の硬化状態は、熱硬化処理を行った塗工膜の水接触角を調べることにより、確認することができる。
図１は、塗工膜の熱硬化処理を一定時間行った場合の熱硬化処理の温度（℃）と、塗工膜の水接触角（°）との関係の一例を示すグラフである。
図１では、プラスチック基材上に、有機反射防止膜となる有機ケイ素化合物を用いたコーティング液を塗布し、各熱硬化処理温度の条件によって塗工膜の熱硬化を行った後、塗工膜表面の水接触角を測定している。

図１に示す熱硬化処理の温度と水接触角との関係において、水接触角の熱硬化処理温度依存を見ると、４０℃よりも低い温度では水接触角が約２７°であり、低い値となっている。そして、熱硬化処理温度が約４０℃〜８０℃付近までは、熱硬化処理温度の上昇と共に、水接触角が約２７°〜約３４°まで上昇する。さらに、熱硬化処理温度が１００℃を超えると、水接触角が約３４°で一定になる。
つまり、図１に示す熱硬化処理温度と水接触角との関係から、８０℃より低い温度では、塗工膜表面の熱硬化処理が充分に行われず、１００℃を超えると塗工膜表面が完全に熱硬化されることがわかる。また、約８０℃〜約１００℃付近では、塗工膜表面の熱硬化が行われているものの、表面が完全に硬化するまで熱硬化が進んでいない状態である。そして、約８０℃〜約１００℃付近では、この状態から更に熱硬化処理を行うことにより、塗工膜を完全に熱硬化させることができる状態である。

上述のように、処理時間が一定の条件下において、有機ケイ素化合物を用いて形成する有機反射防止膜では、塗工膜の熱硬化が進む程、塗工膜への水接触角が大きくなる。
このような水接触角の変化は、塗工膜の熱硬化が進むことにより、加水分解された有機ケイ素化合物の末端のヒドロキシル基（Ｓｉ−ＯＨ）が、熱硬化処理によって脱水縮合又は分解されることにより、塗工膜表面と水との親和性が低下するためと考えられる。あるいは、下層のコーティング液中に膜厚調製や乾燥性調製等のために便宜上含まれている成分が表層にあらわれることにより、水との親和性が低下するためと考えられる。

従って、図１から、熱硬化処理温度が約４０℃より低いと、塗工膜を形成する有機ケイ素化合物の末端のヒドロキシル基の密度が高く、塗工膜表面において熱硬化がほとんど行われていない状態である。このため、この状態の塗工膜上に、上層の有機反射防止膜となる第２のコーティング液を塗工した場合には、上層と下層が混合してしまう。また、既に塗工されている下層の塗工膜の熱硬化が充分でないため、上層のコーティング液を塗工した際に、下層の塗工膜の一部が余分な上層のコーティング液と共に脱落してしまい、下層の塗工膜の膜厚が薄くなってしまう。
また、熱硬化処理温度が、約４０℃〜８０℃より低い場合にも、塗工膜表面の熱硬化が充分ではなく、この状態の塗工膜上に、上層の有機反射防止膜となる第２のコーティング液を塗工した場合は、第２のコーティング液と下層の塗工膜とが部分的に混合してしまう。従って、下層の塗工膜の一部が上層のコーティング液を塗工する際に脱落し、下層の塗工膜の膜厚が薄くなってしまう。
上述の下層の塗工膜の脱落による膜厚の低下では、その低下量を制御することが難しい。

そして、下層の熱硬化処理温度が１００℃を超えると、下層のコーティング液中に含まれる膜厚調製や乾燥性調製等のための成分が塗工膜の表層に現れる。そして、この塗工膜上に上層の有機反射防止膜となる第２のコーティング液を塗工した場合に、第２のコーティング液の濡れ性が低下してしまう。このため、有機反射防止膜の下層と上層との密着性が低下し、有機反射防止膜の膜硬度が低下してしまう。

従って、熱硬化処理温度を約８０℃〜約１００℃とすることにより、上層の有機反射防止膜となる第２のコーティング液と混合しない程度に塗工膜表面が熱硬化され、さらに、完全に熱硬化していないため、過剰な熱履歴による有機反射防止膜の膜硬度の低下を防ぐことができる。

本発明では、上述の熱硬化処理温度を約８０℃〜約１００℃としたときの塗工膜の状態を、半硬化状態とする。そして、下層の有機反射防止膜を半硬化状態として、上層となる有機反射防止膜を形成する第２のコーティング液を塗工することにより、それぞれの層を形成するための第１のコーティング液と第２のコーティング液との混合や下層の塗工膜への第２のコーティング液の浸潤を防ぐことができる。このため、熱硬化処理を行った後の、積層構造を有する有機反射防止膜の、屈折率の異なる各層が、部分的に一体化せず、各層の境界が明確になる。また、有機反射防止膜の下層が脱落する現象が抑制される。
このため、プラスチック基材の広い範囲での屈折率に対して適用可能な、多層構造の有機反射防止膜を提供することが可能になる。

また、下層の塗工膜が半硬化状態であり、この半硬化状態の塗工膜を完全に硬化するためには、さらに熱硬化処理を行う必要がある。本発明によれば、この下層の塗工膜を完全に硬化させるための熱硬化処理と、上層の塗工膜を熱硬化するための熱硬化処理を同時に行うことが可能となる。このため、下層の塗工膜を完全に熱硬化させてから、上層の塗工膜を形成して熱硬化させる場合に比べ、上層のコーティング液の濡れ性が阻害されないため、有機反射防止膜の下層と上層との密着性が低下しない。従って、良好な膜硬度を有する有機反射防止膜を得ることができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
図２に示す実施の形態のプラスチックレンズ１０は、レンズの基材となるプラスチック基材１と、このプラスチック基材１上に積層される、ハードコート層２、及び、屈折率の異なる複数の層からなる積層構造の第１の有機反射防止膜３、第２の有機反射防止膜４を備える。また、第２の有機反射防止膜４の上面に、さらに、撥水性や防汚性を向上させる撥水層５が設けられている。
また、図３に示す実施の形態のプラスチックレンズ２０は、プラスチック基材１とハードコート層２との間に、プラスチック基材１とハードコート層２との密着性を向上させるプライマー層６を設けられている。そして、ハードコート層２上に、第１の有機反射防止膜３、第２の有機反射防止膜４を形成する。さらに、第２の有機反射防止膜４上に、撥水層５を設けることができる。

（プラスチック基材）
プラスチック基材１に適用する材料としては、通常のプラスチックレンズに適用可能な樹脂組成物であれば特に限定されずに使用することができる。プラスチックレンズ１０，２０に適用可能な樹脂組成物としては、例えば、アリルジグリコールカーボネート（例えば、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、及び、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとをモノマー成分とする共重合体）、ポリメチルメタクリレート、ジアリルカーボネート、メタクリレート、ウレタンメタクリレート、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステルメタクリレート、チオウレタン系樹脂、エピスルフィド系樹脂が挙げられる。

（ハードコート層）
ハードコート層２は、例えば、有機ケイ素化合物と無機微粒子とから形成される。
ハードコート層２では、干渉縞の発生を抑えるために、上述のプラスチック基材１と同程度の屈折率を備えることが必要である。このため、プラスチック基材１に高屈折率の素材を用いた場合には、ハードコート層２にも高屈折率の材料を用いることが要求される。

ハードコート層２において高屈折率を得るためには、高屈折率を有する無機微粒子が適宜選択して添加される。
ハードコート層２を形成する無機微粒子としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化タングステン、または、これらの複合体等が挙げられ、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズが好ましい。

また、ハードコート層２の屈折率を調整するために、無機微粒子表面を他の無機化合物よって改質及び結合させた複合無機微粒子を使用しても良い。例えば、溶媒に分散させた酸化チタン微粒子にテトラアルコキシシラン（例えば、テトラエトキシシラン）を添加し、所定の温度と時間で撹拌し、酸化チタン微粒子表面を酸化ケイ素によって改質及び酸化ケイ素微粒子を結合させることができる。また、屈折率は酸化チタン微粒子表面の酸化ケイ素による改質量及び酸化ケイ素微粒子の結合量で調整することができる。

ハードコート層２において、有機ケイ素化合物と無機微粒子との混合比は、ハードコート層２の硬度や、屈折率により決定される。例えば、ハードコート層２中の無機微粒子の配合量は、５〜８０質量％であることが好ましい。
ハードコート層２への無機微粒子の配合量が少ないと、ハードコート層２の耐摩耗性が低下する。また、ハードコート層２への無機微粒子の配合量が多いと、ハードコート層２にクラックを生じることがある。

ハードコート層２を形成する有機ケイ素化合物は、ハードコート層２において無機微粒子のバインダとして用いられる。この有機ケイ素化合物としては、例えば、各種アルコキシシランが挙げられる。好ましいアルコキシシランとして、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシランが挙げられる。有機ケイ素化合物は単体で、又は、二種以上を混合した状態で、用いられる。例えば、プラスチック基材との接着性が要求されるときには、アルコキシシランにエポキシ基（グリシドキシ基、グリシジル基を含む）を導入したものを含有させてもよい。

また、上述のハードコート層２は、有機ケイ素化合物及び無機微粒子の他に、必要に応じて、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤及び光安定剤等を、ハードコート層２の物性に影響を与えない限度において添加することができる。

また、ハードコート層２の形成では、ディッピング法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、又は、フローコート法を用いて、上述のハードコート組成物の溶液を塗布した後、４０〜２００℃の温度で数時間加熱乾燥することにより、ハードコート被膜を形成することができる。

なお、ハードコート層２の層厚は、０．０５〜３０μｍであることが好ましい。層厚が０．０５μｍ未満では、プラスチックレンズ１０，２０の硬度や耐擦過性等が低下する。また、層厚が３０μｍを越えると表面の平滑性が損なわれる場合や、光学歪みが発生してしまう場合がある。

（有機反射防止膜）
有機反射防止膜は、上述のハードコート層２上に形成される。また、有機反射防止膜は、折率の異なる複数の層から形成される積層構造であり、ハードコート層２の直上に形成される第１の有機反射防止層３と、第１の有機反射防止膜３上に形成される第２の有機反射防止膜４とから構成される。
第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４は、有機ケイ素化合物と、無機微粒子とから構成される。

上述の有機ケイ素化合物は、シランカップリング剤から形成される。
シランカップリング剤としては、トリアルコキシシランやテトラアルコキシシランが好ましい。シランカップリング剤は、単体で、又は、二種以上混合した状態で用いることができる。

トリアルコキシシランは、例えば、炭素数１〜８のアルコキシ基を有し、より好ましくは炭素数１〜４のアルコキシ基を有する。
また、トリアルコキシシランにおいてケイ素原子に結合するアルコキシ基以外の基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜８のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基等の炭素数２〜１０のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等炭素数６〜１０のアリール基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基等の炭素数７〜１０のアラルキル基、ハロゲン原子、グリシドキシ基、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、シアノ基、（メタ）アクリロイルオキシ基等を用いることができる。また、好ましくは炭素数１〜８のアルキル基、グリシドキシ基、アミノ基である。
また、これらの炭化水素基には官能基が導入されていてもよい。導入される官能基としては、例えば、ハロゲン原子、グリシドキシ基、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、シアノ基、（メタ）アクリロイルオキシ基等が好ましい。

上述のトリアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、（２，３−エポキシシクロヘキシル）トリメトキシシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）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、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、好ましくはメチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、であり、特に好ましくは、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランである。

（無機微粒子）
また、第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４の屈折率を調整するために、微粒子状の無機微粒子が添加される。無機微粒子の成分は所望の屈折率が安定して得られる透明の材質であれば特に限定されない。具体的には、酸化物や窒化物やハロゲン化物等が挙げられる。
第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４に使用する無機微粒子としては、上述のハードコート層２に用いられる無機微粒子と同じものが使用でき、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化タングステン、フッ化マグネシウム、又は、これらの複合体等が使用できる。また、特に、屈折率、透明性、分散安定性等から、低屈折率の層を形成するには、酸化ケイ素を主体とする微粒子が好ましく、高屈折率の層を形成するには、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズを主体とする無機酸化微粒子が好ましい。
なお、第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４の屈折率の調整は、微粒子の形状を工夫することで行うことができる。例えば、微粒子を中空状にすることで、膜全体の屈折率を低下させることができる。
第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４に添加される無機微粒子の粒径としては、通常２０〜２００ｎｍであり、２０〜６０ｎｍが好ましい。

また、第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４の屈折率を調整するため、上述のハードコート層２と同様に、無機微粒子表面を他の金属酸化物及びその微粒子によって改質及び結合させた複合微粒子状金属酸化物を使用しても良い。
例えば、酸化チタン微粒子表面を、酸化ケイ素によって改質、及び、酸化ケイ素微粒子を結合させたものが挙げられる。

有機反射防止膜は、屈折率の異なる第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４が積層されることにより多層反射防止膜を構成する。
多層反射防止膜では、最外層が低屈折率層となるように高屈折率層と低屈折率層を交互に積層させればよい。各層の具体的な層厚は、レンズ基板の屈折率、及び、反射防止膜とハードコート層の屈折率により適宜調製される。例えば、ｎλ／４ごとの光学膜厚を微調整することで各層の膜厚を制御して、膜の構成を決定することができる。なお、上記ｎは整数である。また、λは波長であり、例えば、５００〜５５０ｎｍである。

また、２層構造の有機反射防止膜において、反射防止膜は、基板側から高屈折率層（第１の有機反射防止膜３）、低屈折率層（第２の有機反射防止膜４）で構成することができる。このとき、高屈折率層及び低屈折率層の屈折率は、特に限定されない。
また、低反射率を付与する観点から、低屈折率層と高屈折率層との屈折率の差が、例えば、０．１５〜０．４の範囲であることが好ましい。さらに、０．２〜０．４の範囲が好ましく、特に０．２２〜０．３８の範囲であることが好ましい。
各層の好ましい屈折率の範囲は、低屈折率層の屈折率が１．３０〜１．５５、より好ましくは、１．４０〜１．５０である。また、高屈折率層の屈折率が１．４８〜１．８８、より好ましくは、１．６０〜１．８５である。
高屈折率層及び低屈折率層は、上述の材料を適宜選択することにより形成することができる。

また、２層構造の有機反射防止膜では、高屈折率層（第１の有機反射防止膜３）における無機微粒子の含有量は、有機ケイ素化合物の合計１００質量部に対し４００〜９００質量部であることが好ましく、４５０〜６５０質量部であることがより好ましい。４００質量部以下になると、有機ケイ素化合物の成分が過多になり、有機反射防止膜としての膜質が柔らかくなり、耐摩耗性が得られにくくなる。また、９００質量部以上であると、無機微粒子が過多になり、有機反射防止膜の膜質が脆くなる。

また、低屈折率層（第２の有機反射防止膜４）における無機微粒子の含有量は、有機ケイ素化合物の合計１００質量部に対し１００〜４００質量部であることが好ましく、１５０〜２３０質量部であることがより好ましい。第２の反射防止層における無機微粒子の含有量が１００質量部以下になると、有機ケイ素化合物の成分が過多になり、有機反射防止膜としての膜質が柔らかくなり、耐摩耗性が得られにくくなる。また、４００質量部以上であると、無機微粒子が過多になり、有機反射防止膜の膜質が脆くなる。
このように、第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４における無機微粒子の含有量が、上記の範囲を外れると、硬い膜質の有機反射防止膜を得難くなる。

（硬化剤）
また、第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４においてシランカップリング剤を含有するコーティング液には、必要に応じて反応を促進するための硬化剤を含有させることができる。また、溶液の塗布時における濡れ性を向上させ、反射防止膜の平滑性を向上させる目的で界面活性剤等を含有させることができる。さらに、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等も硬化膜の物性に影響を与えない限り添加することができる。

硬化剤としては、例えば、アリルアミン、エチルアミンなどのアミン類、またルイス酸やルイス塩基を含む各種酸や塩基、例えば有機カルボン酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、過塩素酸、臭素酸、亜セレン酸、チオ硫酸、オルトケイ酸、チオシアン酸、亜硝酸、アルミン酸、炭酸などを有する塩又は金属塩、さらにアルミニウム、ジルコニウム、チタニウムを有する金属アルコキシド又はこれらの金属キレート化合物などが挙げられる。

硬化剤としては、特に耐擦傷性の観点か、アセチルアセトネート金属塩が好ましい。アセチルアセトネート金属塩としては、例えば、下記一般式（Ａ）に表わされる金属塩が挙げられる。
Ｍ^１（ＣＨ_３ＣＯＣＨＣＯＣＨ_３）_ｎ１（ＯＲ^１）_ｎ２ （Ａ）
（式中、Ｍ^１はＡｌ（ＩＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｔｉ（ＩＶ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｖ（ＩＩＩ）、Ｖ（ＩＶ）、Ｃａ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｍｇ（ＩＩ）又はＮｉ（ＩＩ）、Ｒ^８は炭素数１〜８の炭化水素基、ｎ１＋ｎ２はＭ^１の価数に相当する数字で２，３又は４であり、ｎ２は０，１又は２である。）

第１の有機反射防止膜３及び第２の有機反射防止膜４における硬化剤の含有量としては、組成物固形分を基準として、シランカップリング剤１００質量部に対し０．１〜３質量部であると好ましく、０．１〜１質量部であるとさらに好ましい。

（撥水層）
また、本実施の形態のプラスチックレンズ１０，２０の表面には、フッ素含有アルコキシシラン化合物を含有する溶液を用いた、撥水層５を形成することができる。

（プライマー層）
また、本実施の形態のプラスチックレンズ２０では、必要に応じてプライマー層６が形成される。プライマー層６は、上述のプラスチック基材１の表面と、上述のハードコート層２の双方の界面に形成される。そして、プラスチック基材１とハードコート層２双方への密着性を向上させることができる。また、プライマー層６を形成することにより、プラスチック基材１の表面処理膜の耐久性を向上させることができる。さらに、プライマー層６が外部からの衝撃吸収層として作用し、プラスチックレンズ２０の耐衝撃性を向上させることができる。
プライマー層６を構成する材料は特に限定されず、レンズ基板１の材質や、ハードコート層２の材質により適宜選択することができる。
例えば、プライマー層６を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、又は、ポリウレタンアクリレート樹脂を用いることができる。好ましいプライマーの材料としては、成膜時にポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールとイソシアネートを反応重合させたポリウレタン樹脂が挙げられる。また、基板やハードコートとの屈折率差をなくすために、プライマー層は、上記ポリマー成分中に、金属酸化物等の無機微粒子を分散させた構成とすることができる。

（プラスチックレンズの製造方法）
図１に示す構成のプラスチックレンズ１０は、例えば、以下のようにして、製造することができる。

まず、プラスチック基材１の上にハードコート層２用のコーティング液の塗工膜を形成する。そして、塗工膜の熱硬化処理を行うことにより、ハードコート層２を形成する。
次に、ハードコート層２の直上に第１の有機反射防止膜３用の第１のコーティング液の塗工膜を形成する。そして熱硬化処理を行うことにより、塗工膜を上述の半硬化状態にする。
次に、第１の有機反射防止膜３を形成するための半硬化状態の塗工膜の直上に、第２の有機反射防止膜４用の第２のコーティング液により塗工膜を形成する。そして、第１の有機反射防止膜３となる半硬化状態の塗工膜、及び、第２の有機反射防止膜４となる塗工膜の熱硬化処理を行う。これにより、第１の有機反射防止膜３と、第２の有機反射防止膜４を形成する。
さらに、第２の有機反射防止膜４の直上に、撥水層５用のコーティング液を塗工し、撥水層５を形成する。

ハードコート層２用のコーティング液には、従来公知のハードコート層用のコーティング液の材料を使用することが可能である。
なお、基材１のプラスチックを低い屈折率（例えば、１．５０）とする場合には、ハードコート層２の屈折率も低くすることが望ましい。そのためには、ハードコート層２用のコーティング液に、比較的屈折率の低い無機微粒子ゾルを使用する。

第１の有機反射防止膜３用の第１のコーティング液には、高屈折率が得られるように、ＴｉＯ_２等の金属酸化物ゾルが含まれることが望ましい。さらに、耐候性向上のために、ＴｉＯ_２等の金属酸化物ゾルをＳｉＯ_２等で被覆してもよい。

また、この第１の有機反射防止膜３用の第１のコーティング液には、良好な硬化膜が得られるように、シラン化合物を含有させる。
代表的なシラン化合物としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。

第２の有機反射防止膜４用の第２のコーティング液には、低屈折率が得られるように、ＳｉＯ_２等の酸化物ゾルを使用する。
さらなる低屈折率化のために、中空シリカゾルを導入しても良いし、パーフルオロアルキル基を導入しても良い。

また、この第２の有機反射防止膜４用の第２のコーティング液には、良好な膜硬度が得られるように、シラン化合物を含有させる。
代表的なシラン化合物としては、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
そして、さらなる低屈折率化のために、パーフルオロアルキル基を含むシランカップリング剤を導入しても良い。

撥水層５用のコーティング液には、従来公知の撥水層用のコーティング液の材料を使用することが可能である。

また、図２に示すプラスチックレンズ２０は、プラスチック基材１とハードコート層２との間に、プライマー層６を設けることにより製造することができる。
プライマー層６には、従来公知のプライマー層と同様の材料、例えば前述した材料（ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、又は、ポリウレタンアクリレート樹脂等）を使用することができる。
そして、プライマー層６用のコーティング液を調整して、基材１上にプライマー層６用のコーティング液の塗工膜を形成する。そして、塗工膜の熱硬化処理を行いプライマー層６を形成することができる。

（実験例）
以下、本発明の実施の形態について、実験例を用いて具体的に説明する。
なお、以下の実験例では、上述の実施の形態のプラスチックレンズの構成とは異なり、プラスチック基材上に直接第１の有機反射防止膜を形成し、ハードコート層を省略している。
（実験例１）
（１）プラスチック基材
プラスチック基材として、屈折率１．５０、中心厚２．０ｍｍ、レンズ度数０．００のジエチレングリコールビスアリルカーボネートを用いた。

（２）有機反射防止膜の形成
〔第１の有機反射防止膜用の第１のコーティング液の調製〕
ガラス容器に、ジアセトンアルコール３０．０質量部、有機ケイ素化合物として、シランカップリング剤であるγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１３８．７質量部を加えて混合した。これに０．０１ｍｏｌ／Ｌの濃度の塩酸を撹拌しながら滴下し、７０℃環境下で５時間撹拌しながら放置した。
以上の方法により、有機ケイ素化合物の加水分解物を得た。
次に、酸化チタンを主成分とする微粒子のメタノールゾル（オプトレイク１１２０Ｚ：商品名、触媒化成工業（株）製、固形分濃度２０質量％）２７０質量部を撹拌しながら、ジアセトンアルコールを主体とする溶媒９５０質量部を混合した。
次に、調製した有機ケイ素化合物の加水分解物７０質量部を滴下し、硬化剤としてアルミニウムアセチルアセトネート５質量部を添加した。
以上の方法により、有機ケイ素化合物と無機微粒子との和算割合が、２．５質量％の第１の有機反射防止膜用の第１のコーティング液を作製した。

〔第２の有機反射防止膜用の第２のコーティング液の調製〕
ガラス容器に、有機ケイ素化合物として、シランカップリング剤であるγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）を６０質量部、酸化ケイ素を主成分とする微粒子のメタノールゾル（スノーテックス−４０：商品名、日産化学（株）製、固形分濃度３０質量％）を１６０質量部、反応調整用にエタノールを２６０質量部入れ、一時間撹拌した。その後、撹拌しながら、０．０１ｍｏｌ／Ｌの塩酸３０質量部を滴下し、５０℃の環境下に５時間撹拌しながら放置した。これにより、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物を含む溶液を得た。
次に、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物を含む溶液に、硬化剤であるアルミニウムアセチルアセトネート２．５質量部を添加した。その後、ジアセトンアルコールを主成分とする溶媒と混合し、有機ケイ素化合物（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物）と無機微粒子との和算割合が、２．５質量％の第２の有機反射防止膜用の第２のコーティング液を作製した。

〔有機反射防止膜の成膜〕
次に、プラスチック基材上に、上述の第１の有機反射防止膜用の第１のコーティング液をスピンコーティングして塗工膜を形成した。そして、この塗工膜を５０℃で５分間熱硬化処理を行い、第１の有機反射防止膜となる塗工膜を作製した。
次に、第１の有機反射防止膜となる塗工膜の表面に、上述の第２の有機反射防止膜用の第２のコーティング液をスピンコーティングして塗工膜を形成し、１２０℃で１５分間熱硬化処理を行った。第２の有機反射防止膜の熱硬化と同時に、第１の有機反射防止膜となる塗工膜の熱硬化を行った。
以上の工程により、第１の有機反射防止膜と第２の有機反射防止膜を備える実験例１のプラスチックレンズを作製した。

（実験例２〜８）
実験例１のプラスチックレンズを作製した条件から、第１の有機反射防止膜及び第２の有機反射防止膜を形成するための熱硬化処理温度と処理時間を、下記表１に示したように変更し、実験例２〜８のプラスチックレンズを作製した。

次に、作製した実験例１〜８において得られたプラスチックレンズの有機反射防止膜の膜硬度の評価を以下のようにして行い、結果を表２に示す。
〔膜硬度〕
日本スチールウール社製のボンスター＃００００を１５ｍｍ角に切り取り、プラスチックレンズの表面に置く。そして、１ｋｇの加重をかけ、スチールウールの繊維方向と垂直な方向に３〜４ｃｍの間隔でプラスチックレンズの表面を２０往復摩擦し、傷の付いた程度を目視により次の段階に分けて評価した。
ＵＡ：傷がほとんどない。
Ａ ：浅い傷が数本、又は、細く深い傷が２本程度。
Ｂ ：浅い傷が２０本程度、又は、細く深い傷が１０本程度、又は、太く深い傷が５本程度。
Ｃ ：深い傷が多数発生し、曇りに近い状態、又は、傷は浅いが有機反射防止膜が剥離した状態。

また、実験例１〜８において、第１の有機反射防止膜となる塗工膜を熱硬化処理した後、この塗膜の水接触角を測定した。
測定した塗工膜の熱硬化処理温度（℃）と、塗工膜の水接触角（°）との関係を図４に示す。また、図４には、実験例１〜８と同じ熱硬化処理時間とし、熱硬化処理温度を０℃、３０℃、４０℃、１３０℃、１４０℃とした場合の、第１の有機反射防止膜となる塗工膜の水接触角度を測定した結果を合わせて示している。

図４に示した結果から、実験例のプラスチックレンズでは、第１の有機反射防止膜は、熱硬化処理温度が４０℃よりも低い場合には、水接触角が約１０°で一定の値を示した。これは、４０℃よりも低い温度では、第１の有機反射防止膜の熱硬化が行われなかったことを示している。
また、熱硬化処理温度が４０℃〜７０℃程度までは、熱硬化処理温度の上昇と共に、水接触角が約１０°〜約４５°まで上昇する。これは、熱硬化処理温度が高くなることにより、第１の有機反射防止膜の熱硬化が進んだことを示す。
また、熱硬化処理温度が８０℃を超えると水接触角が約５０°で一定となる。
従って、図４に示す結果から、実験例の構成では、８０℃前後の温度で熱硬化処理することにより、塗工膜の表面がほぼ硬化しているが、塗工膜全体が完全に硬化する前の状態、つまり、第１の有機反射防止膜となる塗工膜の半硬化状態を形成することができた。

また、表２に示した結果から実験例４がもっとも膜硬度が高いという結果が得られた。実験例４の熱硬化処理温度は８０℃であり、図４に示した水接触角の結果から得られる半硬化状態の温度と一致した。
従って、第１の有機反射防止膜となる塗工膜を半硬化状態とし、この塗工膜上に第２の有機反射防止膜となる第２のコーティング液の塗工し、熱硬化処理を行うことにより、膜硬度に優れた有機反射防止膜を形成することができる。

また、実験例１〜２では、熱硬化処理温度が低すぎ、第１の有機反射防止膜の熱硬化が充分に行われなかったために、膜硬度が低くなったと考えられる。
実験例３では、実験例１〜２よりも第１の有機反射防止膜となる塗工膜の熱硬化が行われているものの、膜硬化が充分ではなかったため、膜硬度が低くなったと考えられる。

実験例５〜８では、膜硬化温度が高いため、第１の有機反射防止膜となる塗工膜の熱硬化が充分に行われたため、実験例１〜３に比べて高い膜硬度が得られたと考えられる。しかし、充分に硬化した状態の第１の有機反射防止膜上に、第２の有機反射防止膜となる第２のコーティング液の塗工したため、第２のコーティング液の第１の有機反射防止膜への濡れ性が確保できず、第１の有機反射防止膜と第２の有機反射防止膜との密着性が低下し、実験例４よりも膜硬度が低下したものと考えられる。

なお、図４に示した熱硬化温度と水接触角との関係では、第１の有機反射防止膜用のコーティング剤に使用される材料や各材料の配合量等によって、水接触角の変化する熱硬化処理温度が変ることがある。
熱硬化温度と水接触角との関係を測定することにより、コーティング液の材料や配合量が変化した場合にも、半硬化状態とする熱硬化処理条件がわかる。

本発明は、上述の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

有機反射防止膜の熱硬化処理温度と、水接触角との関係を示す図である。 本発明の実施の形態のプラスチックレンズの構成を示す図である。 本発明の実施の形態のプラスチックレンズの構成を示す図である。 本発明の実験例における第１の有機反射防止膜の熱硬化処理温度と、水接触角との関係を示す図である。

符号の説明

１ プラスチック基材、２ ハードコート層、３ 第１の有機反射防止膜、４ 第２の有機反射防止膜、５ 撥水層、６ プライマー層

Claims (4)

1. プラスチック基材上にハードコート層を形成する工程と、
   前記ハードコート層の上面に第１の有機反射防止膜を形成するための第１のコーティング液を塗工する工程と、
   前記第１のコーティング液を熱硬化して塗工膜を半硬化する工程と、
   前記半硬化状態の塗工膜上に、第２の有機反射防止膜を形成するための第２のコーティング液を塗工する工程と、
   前記第２のコーティング液を熱硬化して第２の有機反射防止膜を形成する工程と、を備える、
   ことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
2. 前記第１のコーティング液を塗工する工程において、有機ケイ素化合物と無機微粒子とを含む前記第１のコーティング液を塗布することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
3. 前記プラスチック基材上にプライマー層を形成する工程と、前記プライマー層上に前記ハードコート層を形成する工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
4. 前記第２の有機反射防止膜上に、撥水層を形成する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。

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