JP2020106751A - 眼鏡レンズ - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、レンズ表面に酸化タングステンまたは酸化タングステンの複合材の微粒子を具備し、高い防曇性能や、抗菌・除菌性能などの光触媒性能を有する眼鏡が開示されている。
また、特許文献3には、レンズ等の基材表面に、低屈折率誘電体層及び高屈折率誘電体層を含む誘電体多層膜を備え、この誘電体多層膜の最外層には金属イオン担持ゼオライト(抗菌材)を含む誘電体層を配置し、反射防止等の光学機能を有しながら、抗菌性を呈する光学製品(カメラ、眼鏡等)が開示されている。
(構成1)
レンズ基材の表面上に、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、及び銀粒子を含有する塗膜を有することを特徴とする眼鏡レンズ。
前記酸化タングステン粒子、前記酸化スズ粒子、及び前記銀粒子は、いずれも粒径が前記塗膜の膜厚よりも小さい粒子であることを特徴とする構成1に記載の眼鏡レンズ。
前記塗膜の膜厚は、3nm以上30nm以下であることを特徴とする構成1又は2に記載の眼鏡レンズ。
前記酸化タングステン粒子、前記酸化スズ粒子、及び前記銀粒子は、いずれも粒径が2nm以上5nm以下であることを特徴とする構成1乃至3のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
前記塗膜は、酸化ケイ素を主成分とするバインダー成分を含有することを特徴とする構成1乃至4のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
前記塗膜は、さらにモリブデンを含有することを特徴とする構成1乃至5のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
前記眼鏡レンズは、前記塗膜の下層に反射防止膜を有することを特徴とする構成1乃至6のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
<眼鏡レンズの構成>
本実施の形態の眼鏡レンズ1は、眼鏡用レンズ基材上に、レンズ表面を傷等から保護するためのハードコート膜およびレンズ表面での光反射を防止するための反射防止膜等を形成したものである。
以下、上記レンズ基材11、ハードコート12および反射防止膜13についてそれぞれ順に説明する。
本実施の形態におけるレンズ基材11は、第一主面(物体側表面)、第二主面(眼球側表面)、及びコバ面(縁部)を有する。
レンズ基材11の材質としては、プラスチックであっても、無機ガラスであってもよいが、通常プラスチックレンズとして使用される種々の基材を用いることができる。レンズ基材は、レンズ形成鋳型内にレンズモノマーを注入して、硬化処理を施すことによって製造することができる。
レンズ基材11の屈折率は、例えば、1.50以上1.74以下である。
レンズ基材11として、フィニッシュレンズ、セミフィニッシュレンズのいずれであってもよい。
上記ハードコート膜12は、プラスチックレンズに耐擦傷性を付与することができる。
ハードコート膜12の形成方法としては、硬化性組成物を、スピンコート法等により、レンズ基材11の表面に塗布し、塗膜を硬化せる方法が一般的である。硬化処理は、硬化性組成物の種類に応じて、加熱、光照射等により行われる。
上記反射防止膜13は、通常、屈折率の異なる層を積層させた多層構造を有し、干渉作用によって光の反射を防止する膜である。反射防止膜13の材質としては、例えば、SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Nb2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3などの無機物が挙げられ、これらを単独または2種以上を併用して用いることができる。
上記したように、本実施の形態の眼鏡レンズ1は、レンズ基材11の表面上に、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、及び銀粒子を含有する塗膜14を有することを特徴としている。
また、上記銀(Ag)粒子を上記塗膜14に含有させることにより、紫外光および可視光領域での抗菌性能を向上させることができる。
モリブデンの含有量は、上記塗膜14形成用の塗布液に対して、例えば0.05重量%〜0.1重量%の範囲であることが好ましい。
なお、上記酸化ケイ素粒子、及び上記モリブデン粒子についても、いずれも粒径が上記塗膜14の膜厚よりも小さい粒子であることが好ましく、上記塗膜14の膜厚を上記の3nm以上30nm以下の薄膜とする場合を考慮すると、上記酸化ケイ素粒子、及び上記モリブデン粒子は、いずれも粒径が2nm以上5nm以下であることが好ましい。
(実施例1)
眼鏡レンズ用モノマー(三井化学株式会社製、商品名「MR8」)により製造した眼鏡用レンズ基材の一方の表面(凸面)の全面に、無機酸化物粒子とケイ素化合物を含むハードコート液をスピンコーティングによって塗布し、100℃、60分加熱硬化することで、厚さ3μmの単層のハードコート膜を形成した。
溶媒の水中に、酸化タングステン粒子(粒径5nm)0.5重量%、酸化スズ粒子(粒径5nm)0.2重量%、銀粒子(粒径5nm)0.05重量%、二酸化ケイ素粒子(粒径5nm)0.65重量%、モリブデン粒子(粒径5nm)0.06重量%を含有する塗膜形成用塗布液Aを調製した。
上記のようにして調製した塗布液A中に、上記反射防止膜までを形成した眼鏡レンズを一定時間浸漬させた後、引き上げて、80℃、1時間で熱風乾燥させた。なお、塗布液の液温は室温(25℃)、浸漬時間は30秒、引き上げ速度は1mm/秒とした。こうして、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚15nmの塗膜を形成した。
以上のようにして、実施例1の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液A中の二酸化ケイ素粒子を含まないこと以外は同様にして調製した塗布液Bを用いて、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚15nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液A中のモリブデン粒子を含まないこと以外は同様にして調製した塗布液Cを用いて、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚15nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の眼鏡レンズを作製した。
溶媒の水中に、酸化タングステン粒子(粒径5nm)0.5重量%、酸化スズ粒子(粒径5nm)0.2重量%、二酸化ケイ素粒子(粒径5nm)0.65重量%、モリブデン粒子(粒径5nm)0.06重量%を含有する塗膜形成用塗布液Dを調製した。
銀粒子を含まない上記塗布液Dを用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚50nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の眼鏡レンズを作製した。
JIS Z 2801:2012に従って抗菌性能の評価を行った。なお、レンズ表面に上記塗膜を形成していない眼鏡レンズを参照用サンプルとした。
50mm×50mmの試験片(上記実施例および比較例の眼鏡レンズと上記参照用サンプル)を滅菌済みシャーレに入れた後、1.0×105個〜4.0×105個の試験菌(黄色ブドウ球菌または大腸菌)を含む菌液0.4mLを試料の中央部に滴下し、40mm×40mmに切断したポリエチレンフィルムで被覆する。このシャーレを相対湿度90%以上で24時間培養後の1cm2あたりの生菌数を測定し、以下の抗菌活性値を算出する。
抗菌活性値=Ut−At≧2.0
Ut:無加工試験片(参照用サンプル)の24時間培養後の1cm2あたりの生菌数の対数値の平均値
At:抗菌加工試験片(実施例および比較例サンプル)の24時間培養後の1cm2あたりの生菌数の対数値の平均値
抗菌性能の判定基準は以下のとおりとした。
◎:抗菌活性値が4.0以上
○:抗菌活性値が2.5以上4.0未満
△:抗菌活性値が2.0以上2.5未満
×:抗菌活性値が2.0未満
三菱ケミカルアナリテリック社製 ハイレスタUP MCP−HT450型を使用して、レンズ表面の表面抵抗値を測定した。
帯電防止性能の判定基準は以下のとおりとした。
◎:表面抵抗値が5.0×109Ω/□未満
○:表面抵抗値が5.0×109Ω/□以上5.0×1010Ω/□未満
△:表面抵抗値が5.0×1010Ω/□以上1.0×1011Ω/□未満
×:表面抵抗値が1.0×1011Ω/□以上
眼鏡レンズの表面に形成した塗膜をアセトンで拭いて、塗膜の膜剥がれの有無を観察した。判定基準は以下のとおりとした。
○:膜剥がれはなく、密着性良好
△:若干膜剥がれが見られるが実用上問題なし
×:膜剥がれ発生
上記表1の結果からわかるように、実施例1〜3の眼鏡レンズはいずれもレンズ表面の高い抗菌性能および帯電防止性能を同一膜(上記塗膜)で得ることができる。また、上記塗膜の膜厚が例えば30nm以下(上記実施例では15nm)の薄膜でも高い抗菌性能および帯電防止性能を同時に得ることができる。
これに対し、上記塗膜中に酸化タングステン粒子を含有するが銀粒子を含有しない比較例1の眼鏡レンズでは、上記塗膜の膜厚を50nmと厚くしないと、少なくとも黄色ブドウ球菌に対する抗菌性能は得られない。そして、このように上記塗膜の膜厚を厚くしても大腸菌に対する抗菌性能は得られない。
実施例1で使用した上記塗布液A(ただし、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、銀粒子、二酸化ケイ素粒子、及びモリブデン粒子の粒径はいずれも2nmのものを使用したこと以外は同様に調製)を用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚3nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液A(ただし、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、銀粒子、二酸化ケイ素粒子、及びモリブデン粒子の粒径はいずれも3nmのものを使用したこと以外は同様に調製)を用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚5nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例5の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液Aを用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚10nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液Aを用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚20nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液Aを用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚25nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例8の眼鏡レンズを作製した。
実施例1で使用した上記塗布液Aを用いて、塗布条件を調節し、眼鏡レンズの両面(凸面と凹面)にそれぞれ膜厚30nmの塗膜を形成した。このこと以外は実施例1と同様にして、実施例9の眼鏡レンズを作製した。
可視光のもとで各眼鏡レンズ表面を目視観察して、干渉縞の発生の有無を評価した。判定基準は以下のとおりとした。
○:干渉縞の発生は全く認められなかった。
△:干渉縞の発生が若干認められたが、実用上問題のないレベルである。
×:実用上問題のあるレベルの干渉縞の発生が認められた。
上記表2の結果からわかるように、実施例1、4〜9の眼鏡レンズはいずれもレンズ表面の高い抗菌性能および帯電防止性能を同一膜(上記塗膜)で得ることができる。上記塗膜の膜厚については、抗菌性能および帯電防止性能の点では、特に10nm〜30nmの範囲が好ましく、光学性能の点では、特に3nm〜15nmの範囲が好ましい。光学性能、抗菌性能および帯電防止性能をトータルで評価すると、上記塗膜の膜厚は、特に10nm〜15nmの範囲が好ましい。
なお、前記の比較例1の眼鏡レンズについても光学性能を評価したところ、抗菌性能を発揮するのに必要な塗膜の膜厚が厚いために、光学性能の評価は×であった。
11 レンズ基材
12 ハードコート膜
13 反射防止膜
13H 高屈折率層
13L 低屈折率層
14 塗膜
Claims (7)
- レンズ基材の表面上に、
酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、及び銀粒子を含有する塗膜を有することを特徴とする眼鏡レンズ。 - 前記酸化タングステン粒子、前記酸化スズ粒子、及び前記銀粒子は、いずれも粒径が前記塗膜の膜厚よりも小さい粒子であることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡レンズ。
- 前記塗膜の膜厚は、3nm以上30nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡レンズ。
- 前記酸化タングステン粒子、前記酸化スズ粒子、及び前記銀粒子は、いずれも粒径が2nm以上5nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記塗膜は、酸化ケイ素を主成分とするバインダー成分を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記塗膜は、さらにモリブデンを含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記眼鏡レンズは、前記塗膜の下層に反射防止膜を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
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