JP4722914B2

JP4722914B2 - 偏光性及び耐摩耗性を有する光学器材及びその製造方法

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Publication number: JP4722914B2
Application number: JP2007512126A
Authority: JP
Inventors: クロディーヌビヴェ; シルヴェットマイソニエ; トーマスバシェルズ; ノエミルサルトル
Original assignee: エシロールアンテルナシオナル（コンパニージェネラレドプテイク）; ロリックアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-05-04
Also published as: WO2005109049A1; EP1749223A1; DE602004010491T2; CN1950728B; US20070285616A1; KR20070027544A; US8029135B2; DE602004010491D1; ATE380353T1; KR101080212B1; EP1593990A1; JP2007536589A; EP1593990B1; CN1950728A

Description

本発明は、偏光及び耐磨耗性の器材、及び、例えば無機又は有機ガラスなどの適切な基板に、偏光性且つ耐摩耗性のコーティングを形成させるための方法、に関する。

基板に施される耐摩耗性のコーティングは、既に従来技術にて報告されている。例えば、特許文献１又は２は、加水分解シラン及びアルミニウム化合物を含有する耐摩耗性コーティング組成物、並びに摩擦及び衝撃に耐性を有する、コーティングされた器材を開示している。特許文献３、４及び５は、前記のような耐磨耗性コーティングが施された、ブタジエン単位を含む硬化ポリウレタン又はポリ（メタ）アクリル若しくはラテックスのプライマーコーティングを組み合わせた二層耐衝撃性及び耐摩耗性システムを開示している。前記ラテックスは、特許文献６又は７に開示のようなフォトクロミックラテックスである。かかるラテックスは、それが施された器材の衝撃抵抗性を改善することができ、また前記器材にフォトクロミック性を付与することもできる。

偏光ガラスもまた、雪、海面、濡れた路面等に起因する光の反射によって生じる眩輝を除去し、眼自体を保護する能力を有することが、前記技術分野において良く知られている。特許文献８には、偏光で照射されて同時に架橋される光配向可能なポリマー（ＬＰＰ）、及び液晶分子の局所配向が（ＬＰＰ）層の配向によって誘導される、架橋液晶（ＬＣＰ）を材料とするモノマーの異方性膜、を含む光学成分が開示されている。

通常、偏光層は、基板と偏光層との間に施される接着剤層によって基板にコーティングされる。接着剤の添加は、工業的規模では費用が嵩み、また技術的に煩雑な工程である。更に、この技術は湾曲した表面に適用するのは非常に困難であり、通常は偏光膜の熱形成工程が必要となる。
米国特許第４，２１１，８２３号公報欧州特許出願公開第０６１４９５７号公報米国特許第５，３１６，７９１号公報米国特許第６，５０３，６３１号公報米国特許第６，４８９，０２８号公報欧州特許出願公開第１１６１５１２号公報仏国特許第２８１１３２２号公報米国特許第５，６０２，６６１号公報

本発明は、このような現状を打開することを意図し、偏光性及び耐摩耗性の双方を備えるコーティングされた器材であって、基板と偏光層との間の接着剤の存在を回避しうるものを新しく生産することを提案するものである。更に、前記コーティングされた器材は、前記器材が光学レンズ、更に具体的には眼科用レンズである場合に特に注目に値する、高品質な光学的性質を呈する。事実、偏光性且つ耐摩耗性の層を本願明細書に記載のとおりに光学基板に施すと、通常観察されるものを上回り、且つ少なくとも８を上回る、好ましくは少なくとも５０を上回る、更に好ましくは少なくとも１００を上回るコントラスト比に結びつき、少なくとも８０％から６％までの、可視域における相対透過係数（Ｔｖ）を有する光学レンズを得ることが可能になる。本発明はまた、それらの光透過率に基づいてレンズを分類する標準国際規格の全区分（フィルター区分１〜４）に適合する光学レンズにも関するものである。

本発明における偏光層とは、配向液晶（ＬＣＰ）及び一つの光配向層を含む一つの層を指す。

本発明における耐摩耗性コーティングとは、耐摩耗性の単層、又は二〜四層、好ましくは二若しくは三層、より好ましくは二層を備えた耐摩耗性の多層を指す。この耐摩耗性コーティングに関する更なる詳細は、以下の説明で定義する。

本発明における基板とは、任意に着色コーティング、フォトクロミックコーティング、保護コーティング（例えば、溶媒による分解に対する抵抗をもたらす）、又は耐磨耗性コーティングを施すことが可能なあらゆる無機又は有機ガラスを指す。この後者のコーティングは、基板がポリカーボネートポリマーベースの有機物の基板である場合に施すのが望ましい。本発明の基板は、フォトクロミック又は着色性の官能基が基板自体の材料に含まれている、あらゆる無機又は有機ガラスであってよい。

更に好ましくは、本発明は
ａ）基板に施された偏光層、並びに、
ｂ）前記偏光層を覆う耐摩耗性の単層又は多層のコーティング、
を含み、前記偏光層が、一つ又は複数の染料及び任意に添加剤を含む配向液晶ポリマー層（ＬＣＰ層）を有し、前記染料の少なくとも一つが二色性染料であり、前記ＬＣＰ層が光配向層の上に施されている、器材に関する。

本発明の望ましい実施態様において、前記器材は、眼科用レンズである。その場合、前記レンズの前記基板は、無機のガラス、又は、望ましくは例えばポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタル酸及びポリカーボネートの共重合体、ポリオレフィン、ポリノルボルネン系化合物、ジエチレングリコールビス（アリールカルボン酸）の重合体及び共重合体、（メタ）アクリル系高分子の重合体及び共重合体及びビスフェノール−Ａ−（メタ）アクリルの共重合体、チオ（メタ）アクリルの重合体及び共重合体、ウレタン及びチオウレタンの重合体及び共重合体、エポキシの重合体及び共重合体、並びにエピスルフィドの重合体及び共重合体で調製された有機ガラスであるのが望ましい。

特有の実施形態によれば、本発明の器材は、少なくとも光配向層及びそれに続く少なくとも一つが望ましくは二色性である１又は２以上の染料を含む架橋液晶ポリマー（ＬＣＰ）の層を含む偏光層と、並びに単層又は多層である更なる耐摩耗性コーティング、を含む。本発明の好ましい実施形態において、前記の更なる耐摩耗性コーティングは、単層及び二層から選択される。

偏光層は、１〜２０μｍ、好ましくは３〜８μｍの厚さを有するのが望ましい。

光配向ポリマーの層、液晶ポリマーの層及び二色性染料とを含む偏光層は、異方性膜を形成し、ここで偏光層を構成する層の配向に関連する。

本発明の器材は、前記偏光層を覆うように施された耐摩耗性コーティングを有する。この耐摩耗性コーティングは、単層又は二〜四層により構成される多層であってよく、好ましくは、単層及び二層から選択される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記器材は、前記器材上のＬＣＰ層に施された耐摩耗性の単層又は二層を含み、前記器材には任意に処理が施され、前記処理は化学、熱、コロナ及びプラズマ処理から選択されるものである。本発明の有利な実施形態において、前記処理は化学、熱及びコロナ処理から選択される。本発明の実施形態において、前記処理は、前記基板上に光配向層を施す前に、器材の基板上に対して直接施されるか、また別の実施形態においては、前記処理は前記器材上にＬＣＰ層が施された後に、その器材に施される。本発明のより望ましい実施形態において、前記処理は、ＬＣＰ層が施された後、且つ耐摩耗性の二層を施す前に、器材に施される熱処理である。本発明の他の望ましい実施形態において、前記処理は、基板上に光配向層を施す前に、前記器材の基板に直接施される化学処理である。

これらの処理は、器材の基板上の積層物（光配向層、ＬＣＰ層、及び耐摩耗性層）の良好な接着を可能とするものが望ましい。処理の選択は、光配向層の性質及び耐摩耗性層の性質に応じたものが望ましい。

適切な耐摩耗性単層は、ゾル−ゲルコーティング、及びＧＬＹＭＯ（３グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）を任意に含みうる重合可能な（メタ）アクリル系又はエポキシ（メタ）アクリル系のような、重合可能なＵＶコーティングから選択される。更に詳細には、適切な耐摩耗性の単層は、特許文献２、米国特許第５，６１９，２８８号公報、及び欧州特許出願公開第１３０１５６０（引用することにより本明細書に援用する）に記載の組成物により形成される。

出願人らは、意外にも、偏光層を覆う耐摩耗性層の基板上を更にコーティング又は被覆することにより、基板上への偏光層のより良好な接着が確実になりうることを見出した。

更に、出願人らは、偏光コーティングを重合及び配向させるのに使用される光の輝度及び線量が、十分な器材を得るのに重要な役割を果たしうることを見出した。十分な器材とは、偏光コーティング及び耐摩耗性コーティングが、前記器材の支持体を構成する基板上への良好な接着と、良好な光学的性質とを呈する器材を意味する。最後に、出願人らは、積層物を施す前、又は光配向層及びＬＣＰ層を施した後において、器材に施される処理の方式も、以上に述べたような十分な器材を得るのに重要な役割を果たし得ることを見出した。

本発明の好ましい実施形態において、適切な前記耐摩耗性の単層は、アルミニウム及びシラン加水分解物、又は（メタ）アクリル系、エポキシ系、エポキシ（メタ）アクリル系のようなＵＶ重合が可能なモノマーのいずれかをベースとする耐摩耗性組成物、及びそれらの混合物を施すことによって得られる。上記のうち、最後の化合物は、商品名（ＵＶ−ＮＶ）でＵｌｔｒａＯｐｔｉｃｓ社によって市販されている。

前記耐摩耗性の単層は、エポキシアルコキシシラン（例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＧＬＹＭＯ））を主成分として、任意にジメチルジエトキシシラン（ＤＭＤＥＳ）のようなジアルキルジアルコキシシラン、コロイド状シリカ及びアルミニウムアセチルアセトン酸又はその加水分解物のような硬化触媒を含み、その残りの成分は、これらの組成物を調製するために典型的に使用される溶媒により基本的に構成される。

本発明の好ましい実施形態によれば、耐摩耗性の単層は、特許文献２の請求項８に記載の組成物を用いて、更に好ましくは前記特許文献の実施例３に記載された組成物（アルミニウム及びシラン加水分解物ベース）を用いて調製される。耐摩耗性コーティングのかかる構築は実施例として挙げられているに過ぎず、本発明が前記コーティングの使用の態様をいささかも限定するものではない。

適切な耐摩耗性二層は、ＬＣＰ層に直接接触する第一層（この耐摩耗性層は、ウレタン官能基を含む、又は（メタ）アクリル系官能基を含む、又はブタジエン単位を含むプライマーラテックス層を含んでよい）、並びに前記耐摩耗性単層と同じ第二層を含む。適切なラテックス層は、好ましくは、以下の特許にそれぞれ記載された組成物により調製される：ＵＳ５，３１６，７９１、ＵＳ６，５０３，６３１及びＵＳ６，４８９，０２８（引用により本明細書に援用）。ＥＰ１１６１５１２及びＦＲ２８１１３２２に記載のフォトクロミックラテックスを、プライマーラテックスとして使用することも可能である。本発明で使用されるプライマーラテックス層は、更に好ましくはポリウレタンの水性分散体であり、特に好ましい市販の水性ポリウレタン分散体としては、Ｗ−２４０及びＷ−２３４（Ｂａｘｅｎｄｅｎ（商標名））が挙げられる。本発明の好ましい実施形態によれば、耐摩耗性二層コーティングは、上記のごとき適切なプライマーラテックス層、好ましくはポリウレタンの水性分散体である第一層と、上記のような適切な耐摩耗性単層である第二層とを備えている。本発明によれば、前記第一層は器材の基板に施された偏光層であるＬＣＰ層と直接接触することは明らかである。

本発明の特定の実施形態によれば、液晶層（ＬＣＰ層）を耐摩耗性層でコーティングする前に、前記ＬＣＰ層の処理が行われる。この処理は、化学、熱、コロナ及びプラズマ処理から選択される。好ましい実施形態において、この処理は熱処理である。

本発明の別の特定の実施形態によれば、器材の基板に光配向層をコーティングする前に、前記基板の処理が実施される。この処理は、化学、熱コロナ及びプラズマから選択される。好ましい実施形態において、この処理は化学処理である。

化学処理は、以下の工程、すなわち；
５０℃の５％ＮａＯＨ水溶液；次いで水、次いで脱イオン水に器材を連続的に浸漬し；更に
その器材を乾燥させる工程、を含むのが望ましい。

あるいは、液晶層（ＬＣＰ層）を耐摩耗性単層でコーティングする前に化学処理を行う場合、化学処理は、以下の工程、すなわち；
５０℃の５％ＮａＯＨ水溶液；次いで水、次いで脱イオン水に器材を連続的に浸漬し；イソプロピルアルコール水溶液に器材を浸漬し；
その器材を乾燥させる工程、を含むのが望ましい。

熱処理は、通常、器材を５０℃〜１３０℃までの温度で５分〜３時間、好ましくは１００℃で１時間加熱する工程を含む。また、通常の迅速硬化プロセスを用いて短時間、前記器材を加熱することも可能である。このような加熱工程では、温度は１００℃を上回り、好ましくは１３０℃を上回るが、通常は２００℃未満が望ましい。

コロナ処理は、正常圧にて高放電の電極により、基板に対して印加することを含む。

プラズマ処理は、コロナ処理と類似しているが、高真空又は不活性雰囲気下にて行われる。また、正常圧下にて行うことも可能である。

好ましくは、基板は有機材料であり、更に好ましくは有機レンズである。本発明の好ましい実施形態によれば、基板は光学ガラス又は光学レンズであり、眼科用レンズ、眼用バイザー、及び視界光学的システムから選択される。好ましい実施形態において、基板は眼科用レンズであり、これは無焦点、一焦点、二焦点、三焦点、又は累進レンズである。各々の眼科用レンズは、透明レンズ、又は太陽光若しくは光により異性化する（ｓｏｌａｒｏｒｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）レンズでもよい。このような場合、偏光層及び耐磨耗性コーティングでコーティングされた基板は、反射防止コーティング及びトップコートなどの、コーティングを補強する旧来の性質を備えたオーバーコーティングを施してもよい。反射防止コーティング、及びそれらの調製方法は、前記技術分野においてよく知られている。トップコートは、典型的には疎水性トップコートであり、これは完成した光学器材において光学基板上の最外コーティングを構成し、完成した光学器材の防汚性の向上を目的とするものである。

層は、レンズの凸側、若しくは凹側の何れかに、又はその両側に施してもよい。しかし、基板の複屈折に起因する偏光の散逸を回避するために、レンズの凸側に偏光層が付されるのが好ましい。本発明の好ましい実施形態において、偏光層はレンズの凸側にスピンコーティングされ、耐摩耗性コーティングは凸及び凹側にディップコーティングされる。

本発明はまた、染料及び少なくとも一つの二色性染料を含む液晶溶液を調製し、場合により予めその上にコーティングを有する基板に前記溶液を施し、光配向層によって液晶層を配向させ、前記配向を好ましくは架橋によって維持し、そして更に基板に耐摩耗性コーティングを施す、工程を含む器材の製造方法にも関する。

本発明の方法によれば、偏光層は、例えば基板へのスピンコーティング又はディップコーティングによって調製又は施され、耐摩耗性層はその偏光層を覆う更なる層である。スピン、ディップ、フロー、ファンコータ又はスプレーのようなコーティング工程、特にスピンコーティング及びディップコーティング工程は実施が容易であり、ゆえに本発明の方法は産業上コストに対する効率が良く、作業が実用的である。

特定の実施形態によれば、本発明の方法は、任意に添加剤を含む光配向材料溶液を前記基板にコーティングして層を形成し、次いで前記層に偏光ＵＶ照射をし、次いで少なくとも一つが二色性である１又は２以上の染料及び任意に添加剤とを含む液晶モノマー溶液を前記の層にコーティングし、得られた新しい層（ＬＣＰ層）をＵＶ光源を用いて架橋させ；化学的溶液、コロナ処理、熱処理及び／又はプラズマ処理でＬＣＰ層の表面を処理し、これらの処理の各々の後に濯ぎ工程を行い；得られた処理層に耐摩耗性コーティングを施す、工程を含む。好ましい実施形態によれば、本発明の方法は、ＬＣＰ層の表面の処理が熱処理である、上記の方法である。

他の特定の実施形態によれば、本発明の方法は、化学的溶液、コロナ処理、及び／又は熱処理で器材の基板の表面を処理し、これらの処理の各々の後に濯ぎ工程を行い；任意に添加剤を含む光配向材料溶液を前記基板にコーティングして層を形成させ、次いで前記の層に偏光ＵＶ照射をし、次いで少なくとも一つが二色性である１又は２以上の染料及び任意に添加剤とを含む液晶モノマー溶液を前記の層にコーティングし、得られた新しい層（ＬＣＰ層）をＵＶ光源を用いて架橋させ；得られた処理層に耐摩耗性コーティングを施す、工程を含む。好ましい実施形態によれば、本発明の方法は、基板の表面の処理の工程が化学処理である、上記の方法である。

好ましい実施形態によれば、本発明の方法は、
ａ）塩基性溶液及び水で基板を数回洗浄し、その後、化学、コロナ、熱、及びプラズマから選択される処理を施し、
ｂ）任意に添加剤を含む光配向材料溶液を前記基板にコーティングして層を形成させ、次いで前記層に偏光ＵＶを照射し、この照射により光配向層が例えば入射ＵＶ光の偏光軸に配向し；
ｃ）少なくとも一つが二色性の染料である１又は２以上の染料及び任意に添加剤を含む液晶モノマー溶液を、前記工程ｂ）の層にコーティングし、次いで得られた新しい層（ＬＣＰ層）をＵＶ光源を用いて架橋させ；
ｄ）化学的溶液、コロナ、熱、及びプラズマから選択される少なくとも一つの処理で前記工程ｃ）のＬＣＰ層の表面を処理し、これらの処理の後に濯ぎ工程を行い；
ｅ）前記工程ｄ）で得られた処理層に耐摩耗性コーティングを施す、工程を含む。

本発明によれば、前記製造方法の工程ｂ）、ｃ）及びｅ）におけるコーティング工程は、スピン、ディップ、ファンコータ、及びスプレーから選択される方法によって行うことができる。本発明の好ましい実施形態において、製造方法の工程ｂ）及びｃ）はスピンコーティング工程である。工程ｅ）は、スピンコーティング又はディップコーティングが有効である。

本発明によれば、前記製造方法の工程ｄ）における濯ぎ工程は、水若しくはアルコールで濯ぐ単純な工程でよく、又は塩基性若しくは酸性の溶液若しくは界面活性剤を用いた濯ぎ工程でもよい。

本発明の実施形態によれば、液晶層の配向は以下の光配向技術を包含する：配向層は、光反応性基を有する直線状に光配向可能な材料の偏光で照射することによって得られる。本発明の具体的な実施態様によれば、光配向層は、光配向材料を適切な溶媒（例えばアニソール、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ＭＰＫ、ＮＭＰ、ＤＭＦ、ＤＭＡ、エチル酢酸、ブチル酢酸、ジオキサン、ジエチレングリコール・ジメチル・エーテル、ジクロロメタン又はその混合液）に対して好ましくは０．５から１０％、より好ましくは１％から４％の濃度で含む溶液を基板上にスピンコーティングすることにより得られる。光配向層を形成する線形光配向可能な材料は、アクリル若しくはメタクリル酸ポリマー、ポリイミド又はデンドリマーであることが望ましい。前記光配向可能なポリマーは、光反応性基として桂皮酸誘導体、カルコン又はクマリンを有し、また、（メセドリン）アクリル酸塩の骨格を有するのが望ましい。本発明で使用される適切な光配向材料は、特許第ＥＰ０７６３５５２号に詳細に記載されている。スピンコーティングの際のスピン速度は、４００〜３５００ｒｐｍ、好ましくは１５００〜２５００ｒｐｍである。次いで、層は任意に乾燥される。層の乾燥時間は、１〜６０分、好ましくは３〜３０分でよく、溶媒の除去を可能とする温度にて適宜選択される。この温度は通常、５０℃から１３０℃の間である。層を乾燥させる際、好ましくは５分未満、更に好ましくは数秒から２分間、迅速硬化プロセスを用いることも可能であり、その温度は１００℃を超えるのがよく、通常は２００℃を上回ってもよい。乾燥工程の後に、配向を保持する光重合を行い、通常はその層を好ましくは５〜３００ｍＪ／ｃｍ^２の線量の偏光ＵＶ光に曝露することによって形成される。

本発明によれば、液晶、少なくとも一つが二色性である１又は２以上の染料及び任意に添加剤を含む層が、配向層上に施される。この液晶層は、液晶モノマーの溶液から得られる。本発明で使用される適切な液晶層は、詳細には国際特許出願公開第ＷＯ００／５５１１０号に記載されている。この層は、配向層上に、液晶層に対する配向をもたらす官能基を有する配向層と接着する。液晶のこの配向は、光配向可能な層自体又は、好ましくは引き続く架橋によって固定される。この架橋は、ＵＶ照射によって行われる。本発明によれば、ＵＶ光源の輝度は、１〜２００ｍＷ／ｃｍ^２、好ましくは２〜１００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲であり、ＵＶ光の線量は０．２Ｊ／ｃｍ^２〜３０Ｊ／ｃｍ^２の範囲である。

好ましい実施態様によれば、染料は二色性染料であり、これは重合可能又は重合不可能な二色性染料から各々独立して選択されうる。例えば、本発明で使用される適切な二色性染料は、国際特許出願公開第ＷＯ２００４／０８５５４７号に詳細に記載されている。前記二色性染料は、液晶モノマー溶液と混合され、配向されると液晶モノマーに平行に整列される。この実施態様によって、局所的に構造化された二色性フィルタ及び二色性偏光子の形成が可能となる。本発明の有利な実施形態によれば、二色性染料は重合可能な物質である。

二色性染料分子は、その染料がポリマーネットワーク内に取り込まれることを可能とする官能基を有する場合に特に適切であり、例えば、（メタ）アクリレート基を先端に含む染料が、液晶ジ（メタ）アクリレートのネットワーク内に好適に取り込まれる。本発明の好ましい二色性染料は、高い二色性比、高い秩序パラメータを有し、明色を示し、高い吸光係数を有し、更に良好な溶解性を有している。それらの二色性染料としては、アゾイック染料、ペリレン類、アントラキノン類、フェノキサジン類を挙げることができる。アゾイック染料は、液晶との適合性に優れており、またアゾイック染料の遷移モーメントがそれら分子の長軸に沿うという理由により、特に好ましい。アゾイック染料の他の利点の一つは、容易に調製可能である点である。

本発明の実施形態によれば、前記工程ｃ）は、以下の工程すなわち、
１〜２０重量％、好ましくは７〜１５重量％（この百分率は当然ながら乾物重量ベースである）の二色性染料を含有する液晶溶液を調製し；
この溶液を工程ｂ）で得られた光配向層にスピンコーティングし；
前記層を４０〜１２０℃で２〜６０分間、乾燥−焼きなましを行い；更に
不活性雰囲気下にて１〜２００ｍＷ／ｃｍ^２、好ましくは２〜１００ｍＷ／ｃｍ^２の輝度、及び０．２Ｊ／ｃｍ^２〜３０Ｊ／ｃｍ^２の線量を呈するＵＶ光源下で照射して前記層を架橋させる、工程を含む。

本発明の特定の実施態様によれば、液晶及び二色性染料の双方、並びに溶液に存在させてもよい他の成分を可溶化するのに適切な溶媒中に、液晶分子及び二色性染料を添加して調製した溶液を、スピンコーティングすることにより、液晶層が得られる。溶媒の例として、例えばアニソール、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ＭＰＫ、ＮＭＰ、ＤＭＦ、ＤＭＡ、エチル酢酸、ブチル酢酸、ジオキサン、ジエチレングリコール・ジメチル・エーテル、ジクロロメタン又はその混合液が挙げられる。望ましい溶媒は、シクロヘキサノン、又はアニソール／アセトン、アニソール／エチル酢酸若しくはアニソール／シクロペンタノンの、８５：１５から５０：５０の重量比の混合溶液から選択される。溶媒中の固形物の量は、典型的には５〜５０重量％、好ましくは１０〜４５重量％である。液晶及び二色性染料の固体混合物について、二色性染料の量は、１〜２０重量％、好ましくは７〜１５重量％である。液晶及び二色性染料の量は、所望の着色、透過率、及び最終産物に必要とされる偏光効率を得るように調整可能である。スピンは、例えば３００〜３０００ｒｐｍの速度で２０秒〜１０分間行うのが望ましい。乾燥−焼きなましの時間は、４０〜１２０℃で約２〜６０分間行うのが望ましい。

乾燥−焼きなまし工程により溶媒の蒸発が可能となり、ＬＰＰ層に誘導された好ましい方向に沿って、液晶及び二色性染料の組織構築が完成する。

乾燥−焼きなまし工程の後、不活性雰囲気下にて、１〜２００ｍＷ／ｃｍ^２、好ましくは２〜１００ｍＷ／ｃｍ^２の輝度、及び０．２Ｊ／ｃｍ^２〜３０Ｊ／ｃｍ^２の線量のＵＶ光源を用いたＵＶ照射により、層が架橋される。

本発明はまた、眼装製品、照準道具、ウィンドウパネル、ウインドシールド又はガラス、特に有機ガラスの製造のための、本発明の器材の使用にも関する。詳細には、本発明は眼科用レンズ及び眼用バイザーの製造への、本発明の器材の使用に関する。

以下の実施例に本発明の特定の実施態様を示すが、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

偏光層を、中心厚が２ｍｍのＯＲＭＡ（登録商標）レンズに施した。

１）線形光重合層の調製
ガラスの表面を、以下の典型的な条件下（３分間、電力：６００Ｗ、気体媒質は酸素：アルゴン（５０：５０）の混合物）、プラズマ処理によって活性化した。ケイ皮酸誘導体の側鎖（ｐｅｎｄｉｎｇｓｔｒａｉｎｓ）を有するアクリルポリマーの２重量％のメチルエチルケトン溶液を調製した。この溶液を、前記の活性化した基板上に２０００ｒｐｍの回転速度で１分間、スピン回転によって処理した。１３０℃で２０分間、ホットプレート上で加熱し、溶媒を蒸発させ、厚さ５０ｎｍの光配向層が得られた。更にこの層を、１００ｍＪ／ｃｍ^２の線量の偏光ＵＶにより３０秒間照射した。

２）液晶及び二色性染料の層の調製
液晶分子及び二色性染料を含有する、アニソール：アセトン（５０：５０）の混合溶液を調製した。この溶液の固形分は、典型的には４０重量％である。溶液中の重合可能な二色性染料の量は、約１０重量％である。この溶液を、前記の光配向層上にスピンコーティングした（４５０ｒｐｍで２分間、次いで２０００ｒｐｍで５秒間）。得られた層を、８７℃の温度で約１０分間乾燥させた。溶媒を蒸発させた後、５ｍＷ／ｃｍ^２の輝度及び５Ｊ／ｃｍ^２の線量を有するＵＶ光源を用いた照射によってこの層を架橋させた。

３）耐摩耗性層の調製
ａ）耐摩耗性単層：
耐摩耗性単層を、欧州特許第０６１４９５７Ｂ１号の実施例３に従って調製した。この層は、組成物の総重量に対して２２％のグリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、６２％のコロイダルシリカ（メタノール中、３０％の固体を含有）、及び０．７０％のアルミニウムアセチルアセトナート（触媒）を含んでおり、残分は本質的に、水及び従来の溶媒からなっている。この耐摩耗性単層をディップコーティングによってレンズの両面に配し、１００℃にて３時間硬化させた。層の厚さは３．５μｍであった。

ｂ）耐摩耗性二層：
耐摩耗性二層を、以下の工程を用いて調製した。
第一に、米国特許第５，３１６，７９１号の実施例１に記載のプロトコルに従い、基板として市販されているＷ−２４０ポリウレタンの水性分散体を使用してプライマーラテックス層を形成させた。この積層はディップコーティングによって施し、次いで８５℃にて４分間硬化させた。層の厚さは１μｍであった。
第二に、上記３）ａ）と同じ条件にて、プライマーラテックス層を施した。

４）クロスハッチ試験：
この試験は、レンズ上のコーティング（単数又は複数）の接着を評価するために行った。これは、標準ＮＦＴ３０−０３８規格：「塗料及びワニス箔のグリッド試験」に準拠したものである。

レンズの耐摩耗性コーティングに、格子状になるように切断具で切り込みを入れた。５片の接着テープを連続的に格子上に載せて、その後引き剥がした。試験の判定は、四角形の目視検査によって行い（場合によってアーク灯下で）、コーティング（単数若しくは複数）の基板上に残っているか否かで特定した。

５）結果
前記方法の工程１）、２）及び３）により器材を複数種調製し、前記４）に記載の方法により検査した。

−器材１（Ａｌ）：
前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
前記工程３）ａ）に記載の耐摩耗性単層；
を含む。

−器材２（Ａ２）：
前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
前記工程３）ｂ）に記載の耐摩耗性二層；
を含む。

−器材３（Ａ３）：
ＬＣＰ層が一つの重合不可能な二色性染料を含有する、前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
前記工程３）ａ）に記載の耐摩耗性単層；
を含む。

−器材４（Ａ４）：
ＬＣＰ層が一つの重合不可能な二色性染料を含有する、前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
前記工程３）ｂ）に記載の耐摩耗性二層；
を含む。

−器材５（Ａ５）：
ＬＣＰ層が６０ｍＷ／ｃｍ^２の輝度及び１０Ｊ／ｃｍ^２の線量のＵＶ光源を用いて照射及び架橋された、前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
前記工程３）ａ）に記載の耐摩耗性単層；
を含む。

−器材６（Ａ６）：
ＬＣＰ層が６０ｍＷ／ｃｍ^２の輝度及び１０Ｊ／ｃｍ^２の線量のＵＶ光源を用いて照射及び架橋された、前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
前記工程３）ｂ）に記載の耐摩耗性二層；
を含む。

−器材７（Ａ７）：
前記工程１）及び２）に記載の偏光層；
ＵｌｔｒａＯｐｔｉｃｓ社により市販されている商品名（ＵＶ−ＮＶ）のＵＶ重合可能な単層からなる耐摩耗性単層；
を含む。

表１に、上記の処理タイプ毎の、基板上への偏光コーティング及び耐摩耗性コーティングの接着の結果を示す。（＋）は、すべてのコーティング層が基板上に接着していることを意味しており、（−）は、偏光コーティング及び耐摩耗性コーティングが基板上に接着していないことを意味している。この結果は、クロスハッチ試験に基づいたものである。

＊化学処理：以下の溶液に連続的に浸漬：５０℃の５％ＮａＯＨ水／水／脱イオン水／（耐摩耗性単層については、任意にイソプロピルアルコール）。器材（Ａ７）については、化学処理は水中への浸漬工程のみである。
＊熱処理：１００℃で３時間加熱。
＊コロナ処理：電圧が２×８ｋＶである一つの電極を使用。
＊ｎｔ：試験せず。

６）耐摩耗性
耐摩耗性は、以下のとおりのスチールウール試験を用いて測定した。

レンズを、１インチ（２．５４ｃｍ）の直径の旋回ロッドの一端に、コーティングされた表面を上にして両面テープで取り付けた。次いで、背圧として５ポンド（２．２６７ｋｇ）の錘で、スチールウール（０００等級）をコーティングされた表面に対して押圧した。次いで、スチールウールに対して２００サイクルでレンズを振動させて、ヘイズを測定した。ＰａｃｉｆｉｃＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＨａｚｅｍｅｔｅｒＸＬ−２１１型を用いて測定する場合、初期値と最終値のヘイズ差が、スチールウール引っ掻き抵抗性の数値として示される。試験の結果、耐摩耗性コーティングを施したすべての器材について、スチールウール試験での良好な結果が見られた。

ポリチオウレタン製のレンズに、偏光層を施した。好ましいポリチオールは、１，２−ビス（２’−メルカプトエチルチオ）−３−メルカプトプロパン（ＭＤＯ）である。好ましいイソシアネートは、ｍ−キシリレンジイソシアネートである。

１）線形光重合層の調製
高インデックスレンズを、５５℃のＮａＯＨ（５％）溶液で超音波を用いて洗浄した。次いで、それを水及び脱イオン水（任意にイソプロピルアルコール）に浸漬した。ケイ皮酸誘導体の側鎖を有するアクリルポリマーの２重量％を添加した、メチルエチルケトンとシクロペンタノン（１０：１）の混合溶液を調製し、この溶液を基板上にスピン回転により施した。なお、５００ｒｐｍにて３秒間、その後２５００ｒｐｍで２０秒間の回転速度にて行った。その後、１００℃で２０分間オーブン中にて加熱し、溶媒を蒸発させ、厚さ１５０ｎｍの光配向層が形成された。更にこの層を、１００ｍＪ／ｃｍ^２の線量で偏光ＵＶ下にて照射した。

２）液晶及び二色性染料の層の調製
液晶分子及び二色性染料を含むシクロヘキサノン溶液を調製した。この溶液の固形分量は、典型的には４０重量％である。二色性染料の量は、約１０重量％である。この溶液を、光配向層にスピンコーティングした（２５秒間、５００ｒｐｍで回転）。得られた層を８７℃の温度で約１０分間乾燥させ、溶媒を蒸発させた後、この層を窒素雰囲気下にて３０ｍＪ／ｃｍ^２の線量のＵＶ光源で照射し、架橋させた。

３）耐摩耗性二層の調製
実施例１に記載の方法を用いて調製した。

４）結果
器材（Ｂ１）：前記１）、２）、３）の二層及び架橋可能な染料

器材（Ｂ２）：５Ｊ／ｃｍ^２のＵＶ線量以外は、（Ｂ１）と同様、前記１）、２）、及び３）。

クロスハッチ試験の結果、器材（Ｂ２）は、（Ｂ１）よりも優れていた。

スチールウール試験の結果、耐摩耗性コーティングを施されたすべての器材において、良好な結果を示していた。

Claims

偏光性且つ耐摩耗性を有する光学器材の製造方法であって、
前記光学器材は、光学基板、前記基板に施された偏光層、並びに前記偏光層を覆う耐摩耗性の単層又は多層、を含み、
前記偏光層は、光配向層と、前記光配向層の上に施された配向液晶ポリマー層（ＬＣＰ層）を有し、前記ＬＣＰ層は、一つ又は複数の染料を含み、前記染料の少なくとも一つが二色性染料であり、
前記製造方法が、
ａ）基板の表面を塩基性水溶液で化学処理し、次いで水で洗浄し、乾燥する工程、
ｂ）光配向材料溶液を前記基板にコーティングして層を形成し、次いで前記層に偏光ＵＶを照射して前記層を配向させて光配向層を形成させる工程、
ｃ）少なくとも一つが二色性染料である一つ又は複数の染料を含む液晶モノマー溶液を前記工程ｂ）の光配向層の上にコ−ティングし、次いで得られた新しい層をＵＶ光源を用いて架橋させて前記液晶配向ポリマー層（ＬＣＰ層）を得る工程、
ｄ）前記器材を５０〜１３０℃の温度で、５分〜３時間加熱して、前記工程ｃ）の前記ＬＣＰ層の表面を熱処理する工程、及び
ｅ）前記工程ｄ）で得られた熱処理された層に耐摩耗性コーティングを施す工程、
を含む方法。
光配向材料溶液、液晶モノマー溶液、及び耐摩耗層のコーティング工程が、スピンコーティング、ディップコーティング、ファンコーティング、及びスプレーコーティングから選択される方法によって行われる、請求項１に記載の方法。
光配向材料溶液及び液晶モノマー溶液のコーティング工程が、スピンコーティングであり、耐摩耗層のコーティング工程がスピンコーティング又はディップコーティングである、請求項２に記載の方法。
前記工程ｂ）が、以下の工程、すなわち、
光配向材料溶液を基板にスピンコーティングして層を得、
前記層を５０〜１３０℃の温度で、３〜３０分の時間、乾燥させ、
５〜３００ｍＪ／ｃｍ^２の線量で偏光ＵＶ光を用いて、乾燥させた前記層を光重合する、工程を含む、請求項１に記載の方法。
前記工程ｃ）が、以下の工程、すなわち、
１〜２０重量％の二色性染料を含有する液晶モノマー溶液を調整し、
この液晶モノマー溶液を、前記工程ｂ）で得られた光配向層にスピンコーティングし、
得られた層を４０〜１２０℃の温度で、２〜６０分の時間、乾燥−焼きなましを行い、
不活性雰囲気下にて２〜１００ｍＷ／ｃｍ^２の輝度、及び０．２Ｊ／ｃｍ^２〜３０Ｊ／ｃｍ^２の線量を呈するＵＶ光源下で照射することによって前記層を架橋させる、
工程を含む、請求項１に記載の方法。
前記工程ｂ）の光配向材料が、ケイ皮酸誘導体である光反応性基を有するアクリル系ポリマー又はメタクリル系ポリマーである、請求項１に記載の方法。
少なくとも一つの二色性染料が、重合可能な二色性染料である、請求項１に記載の方法。
前記光学器材がレンズであり、前記レンズの前記基板は、無機のガラス、又はポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタルレート及びポリカーボネートの共重合体、ポリオレフィン、ジエチレングリコールビス（アリールカーボネート）の重合体及び共重合体、ビスフェノール−Ａ−（メタ）アクリルの共重合体、チオ（メタ）アクリルの重合体及び共重合体、ウレタン及びチオウレタンの重合体及び共重合体、エポキシの重合体及び共重合体、並びにエピスルフィドの重合体及び共重合体から選ばれる重合体から製造される有機ガラスである、請求項１に記載の使用。
耐摩耗性の前記単層が、ゾル−ゲル耐摩耗性コーティング、及び重合可能な耐摩耗性ＵＶコーティングから選択される、請求項１に記載の方法。
耐摩耗性の前記単層が、アルミニウム及びシラン加水分解物ベースの耐摩耗性組成物を施すことによって得られる、請求項９に記載の方法。
耐摩耗性が、
前記ＬＣＰ層と直接接する第一層であって、ウレタン、（メタ）アクリル及びブタジエンから選択される官能基を備えたプライマーラテックス層を含むものである、前記第一層、及び
アルミニウム及びシラン加水分解物ベースの耐摩耗性組成物を施すことによって得られる第二層、
を含む二層である、請求項１に記載の方法。
前記偏光層が、３〜８μｍの厚さを有する、請求項１に記載の方法。
前記光学器材が、眼科用レンズである、請求項１に記載の方法。