JP5524060B2 - 二層仮皮膜を有する光学物品 - Google Patents
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Description
そのような疎水性および/または疎油性外側皮膜は、通常、反射防止膜と共に設けられるが、眼科用レンズを汚れにくくするためのものである。その材料として用いられるのは大抵の場合、油脂性汚れの付着を防ぐように表面エネルギーを低下させ、そのような汚れの除去を容易にさせるフルオロシラン型材料である。
このような疎水性および/または疎油性外側皮膜に関連する問題点の一つは、該皮膜の有効性がエッジング作業の間にレンズの取り付けに必要な接着パッドと疎水性および/または疎油性皮膜表面との界面付着が影響を受けたり、妨げられることさえあり得る。
エッジングは上記のような機械加工を行なうダイヤモンドホイールを具備した自動研削機において実施され、従って、エッジングされるレンズは研削機に確実に固定されなければならない。
そのためにまずチャックがレンズ凸面の中央に、両面接着パッドなどの接着パッドを用いて固定される。用いられる接着剤はPSA型、即ち感圧接着剤である。
接着パッドを介してレンズが付着したチャックは研削機の取り付け軸線上に機械的に固定され、レンズのチャックとは反対の側に中心力を印加することにより軸線方向に伸長するアームがレンズをブロックする。
エッジング時、レンズのオフセットは2°を越えてはならず、好ましくはせいぜい1°までであるべきであり、従ってレンズ表面へのパッドの付着は良好なエッジングの達成にとって極めて重要である。
特許文献1および2に記載された仮皮膜は、その除去後に、優れた表面特性と大きい静的水接触角(典型的には112°)とを有する疎水性および/または疎油性外側皮膜をもたらすが、この接触角の値はより大きいことが望ましい。
これらの最終工程、特にレンズへの穿孔では、チャック−接着保持パッドのアセンブリが光学物品表面で一箇所に留まることが重要であり、なぜなら該アセンブリは穿孔のためのドリル位置の目印となるからである。
この出願に記載された膜は主要なエッジングを可能にするが、主要エッジング加工後数秒以内には、チャック−接着保持パッドのアセンブリが自然に分離することが一貫して観察されている。
エッジング加工のごく初期からエッジング加工の間に、この作業で物品に吹き付けられる水が仮膜の下側に浸透し、その後それ自体を包み込むと考えられる。このような状況下では、その後にエッジングを再開またはレンズの穿孔を行うことが不可能となる。
仮保護皮膜は無機質であっても有機質であってもよい。また、単層であっても二層であってもよい。
しかしながら、この出願に具体的に記載された唯一の多層皮膜(二層皮膜)は、疎水性および/または疎油性皮膜と接触する無機質の第1層と、第1層上に設けられた有機質の第2層とからなる。
しかし、そのような皮膜は経時劣化する。
特に、そのような皮膜は粘着力が増し、剥がれにくくなる。
この感湿性は先に述べた、眼科用レンズに水を吹き付けて行なうエッジングの際の付着特性が変化に関連するかもしれない。
―全く、またはごく僅かにしか感湿性でなく、
―該仮皮膜の除去後に、初期特性とほぼ同じ特性、特に初期の静的水接触角とほぼ同じ静的水接触角を有する疎水性および/または疎油性外側皮膜の回復を可能にし、および/または
―必要であればエッジングの再開を可能にし、および/または
―レンズに穿孔して眼鏡フレームのテンプルへの固定箇所として機能する穿孔領域を設けることを可能にする
光学物品、特に眼科用レンズを提供することを目的とする。
1)環境条件(湿度45〜50%、温度20℃)下での耐久性試験
眼科用レンズを、繊維性インナーパッドを備えたLandouzy社(59000フランス)製のペーパーライナーもしくは眼科用バッグに入れて48時間貯蔵する。
48時間経過後、レンズをライナーから取り出し、自然昼光の下で目視検査する。
検査は肉眼で行ない、ライナーから抜け落ちた繊維がレンズ表面に付着しているかどうか、および/またはレンズの外観が変化したかどうか(筋や斑点が生じたかどうか)調べる。
レンズに繊維が付着しておらず、従ってレンズが粘着性でない場合、および外観検査で欠陥が視認されない場合に試験結果を肯定的と見なす、即ちレンズを合格とする。
後述するようなEssilor Kappa研削機を用いるオフセット測定手順の後、穿孔工程が行なわれる。
これら両方の試験に合格するためには、接着パッドは、エッジング工程の間および後のレンズ、レンズへの穿孔を行なえるほど十分に付着しなければならない。従って、接着パッド下に設置された二層皮膜はエッジング工程の間吹き付けられる水に対して耐性でなければならない。
第1層のポリマーと第2層のポリマーとは互いに相違する。
第1層用として好ましいポリマーは、ポリウレタン、特に乾燥ポリウレタン型ラテックス組成物である。
本明細書中「光学物品」という語は、様々な特性の皮膜を一つ以上有するかまたは剥き出しのままであるかによって処理されたまたはされてない、光透過性の有機または無機ガラス基材を意味するものとする。
実際のところ、疎水性および/または疎油性外側皮膜は、通常、特に無機材料から成る反射防止膜を有する光学物品の、例えば油脂性付着物による汚れ易さを緩和するべく該物品に適用される。
そのような化合物は従来技術において広く開示されており、例えば米国特許第4,410,563号、欧州特許第0 203 730号、同第749 021号、同第844 265号、および同第933 377号に記載されている。
最も好ましく用いられるのは、フッ素化基、特にパーフルオロカーボンまたはパーフルオロポリエーテル基を有するシラン系化合物である。
その例として、上記のようなフッ素化基を1個以上有するシラザン、ポリシラザンまたはシリコーン化合物が挙げられる。
公知の一方法は、フッ素化基およびSi−R基(ここでのRは−OH基またはその前駆体、好ましくはアルコキシ基である)を有する化合物が反射防止膜上にデポジットされる。この化合物は、加水分解時または加水分解後直ちに反射防止膜表面において重合および/または架橋反応を生起し得る。
光学物品の表面エネルギーを低下させる化合物の塗布は、通常、化合物系溶液への浸漬、スピンコーティング、または特に化学蒸着によって行なわれる。
低表面エネルギーの疎水性および/または疎油性外側皮膜は、通常14mJ/m2以下、好ましくは13mJ/m2以下、より好ましくは12mJ/m2以下の表面エネルギーをもつ。
このフルオロシランは下記一般式で示される:
好適化合物は、典型的に、少なくとも1000の数平均分子量を有する。好ましくは、Yは、低級アルコキシ基であり、RFはパーフルオロポリエーテル基である。
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC2H5)3((トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロ)オクチル−トリエトキシシラン);
CF3CH2CH2SiCl3;
二層仮皮膜は、疎水性および/または疎油性皮膜と直接接触する、ハロゲン化オレフィンポリマーおよびポリウレタンの中から選択されたポリマーから成る第1層を有する。
この予備工程では、被覆された主要面の周縁領域の少なくとも一部分に、該部分において疎水性および/または疎油性皮膜が除去され、および/またはその疎水性が低下するように改質される加工を施す。
本明細書中に用いた「レンズ面の周縁領域」という語は、レンズの中心から最も離隔し、かつ通常環状である領域を意味するものとする。
レンズ面の加工される部分のパーセンテージは典型的には5%未満であり、好ましくは3%未満、より好ましくは2%未満、さらに好ましくは1%未満である。例えば65mm径レンズの場合、加工は典型的には幅0.1〜0.2mmの環状周縁部に対して実施され、これは主要面の面積の2%未満に相当する。
塩素化ポリオレフィン樹脂には塩素化ポリエチレンおよび塩素化ポリプロピレン樹脂が含まれる。
フッ素化されたオレフィン系ポリマーには、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロペン、ヘキサフルオロアセトン、1−ヒドロペンタフルオロプロペン、パーフルオロビニルエーテル、パーフルオロメチルビニルエーテル、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびフッ化ビニリデンのホモおよびコポリマーが含まれる。
本明細書中に用いた「ポリウレタン系層」という語は、層がその総重量に基づき少なくとも80重量%のポリウレタンを含有することを意味するものとする。
ポリウレタン系層は、好ましくは乾燥ポリウレタン型ラテックス組成物の層である。
周知のとおり、ラテックスはポリマーまたはコポリマー粒子が水性媒質中に分散した系である。水性媒質は水、例えば蒸留水や脱イオン水であればよいが、水と1種以上の溶媒、特にアルカノール、通常C1〜C6アルカノール、好ましくはエタノールとの混合物とすることも可能である。
本発明のポリウレタンおよびポリウレタン−尿素は好ましくは、ジイソシアナートがジオールおよび/またはジアミンと縮合する反応によってもたらされる。本発明のポリウレタンおよびポリウレタン−尿素が線状または環状の脂肪族ポリウレタンおよびポリウレタン−尿素であれば、即ち線状または環状の脂肪族ポリイソシアナートを線状または環状の脂肪族ポリオールおよび/またはポリアミンと縮合させて得られるのであればなお好ましい。
好ましいポリイソシアナートは、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、エチレンジイソシアナート、ドデカン−1,12−ジイソシアナート、シクロヘキサン−1,3−ジイソシアナート、ビス−(4−イソシアナト−シクロヘキシル)−メタン、およびこれらの混合物などの脂肪族ジイソシアナートである。最も好ましいジイソシアナートはイソホロンジイソシアナートである。
本発明のポリウレタンおよびポリウレタン−尿素の調製に好適なポリイソシアナーは、国際公開第98/37115号に詳細に記載されている。
好ましいポリオールは脂肪族ジオール、特にポリプロピレングリコールである。
本発明のポリウレタンおよびポリウレタン−尿素の調製に好適に用い得るポリオールとして、ポリオキシアルキレンポリオールなどのポリエーテルポリオール、ポリ(オキシテトラメチレン)ジオールなどのポリアルコキシル化ポリオール、およびこれらの混合物なども挙げられる。
ジアミンの例として、ジアミノメタン、エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、およびトリメチルアミンが挙げられる。
モノエタノールアミンおよびジエタノールアミンなどのアミノアルコールも、本発明のポリウレタンおよびポリウレタン−尿素の調製に好適に用いることができる。
好ましくは、本発明のポリウレタンは、アクリル酸またはメタクリル酸官能基、特に重合性のアクリル酸またはメタクリル酸官能基を有さない。
Pellimer TC(R)は、以降、水で稀釈して用いられるであろう。(80重量%のPellimer TC(R)と20重量%の水とで調製される混合物)。この混合物は、以降、TC80Fと呼称する。
当然ながら、本発明のポリウレタン型ラテックス組成物は複数種のポリウレタンラテックス、特に市販ポリウレタンラテックスを組み合わせて調製してもよい。
組成物の固体総重量に対するアクリルラテックス中の固体の重量に基づく分量も、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは2〜6重量%である。
(メタ)アクリルラテックスは市販されており、特にSYNTRON社から商品名PROX AM 185 RS(R)(アクリル樹脂)、PROX AM 157(R)(アクリルコポリマー)、PROX AMN 360(R)(アクリルコポリマー)の下に市販されている。
好ましくは、本発明のPU型ラテックス組成物はマグネシウムもしくは無機質のコロイド粒子を含有しない。
本発明のPU型ラテックス組成物は、通常、該ラテックス組成物の総重量に対して25〜55重量%、好ましくは25〜50重量%、さらに好ましくは25〜45重量%の固形分(乾燥物)を含む。
本発明のラテックス組成物の室温における粘度は好ましくは5〜50cp、さらに好ましくは7〜46cpである。
第2層は、その表面に保持パッドが付着するのに十分な高い表面エネルギーを有する。表面エネルギーの作用は欧州特許第1 392 613号に記載されている。
第2層は防水機能を有すると同時に、必要であれば、徐々に第1層表面へと移動し得る界面活性剤、特にアクリルコポリマー型界面活性剤が空気に触れるのを防止するべく機能する。
セルロース系ポリマーとしては、例えばエチルセルロース系のアルキルセルロースポリマー、および例えばヒドロキシプロピルセルロース系のヒドロキシアルキルセルロースポリマーが挙げられる。
セルロース系ポリマーは、好ましくは3〜15重量%、より好ましくは3〜10重量%の有機溶媒液で用いられる。
セルロース系ポリマー用の有機溶媒は好ましくはアルコール型溶媒、ケトン溶媒、またはこれらの組み合わせである。
(メタ)アクリルポリマーとしては、ポリアクリラート、ポリメタクリラート、例えばポリメチルメタクリラートが挙げられる。
ポリ(メタ)アクリルラテックスは、主としてエチル、ブチル、メトキシエチルまたはエトキシエチル(メタ)アクリラートなどの(メタ)アクリラートから成り、場合によっては少なくとも1種の他のコモノマー、例えばスチレンを通常僅かな量で伴うコポリマーのラテックスである。
好ましいポリ(メタ)アクリルラテックスは、アクリラートとスチレンとのコポリマーのラテックスである。アクリラート−スチレンコポリマーのラテックスはZENECA RESINS社から商品名NEOCRYL(R)で市販されている。
第2層に特に好ましく用いられるポリマーはポリ(メタ)アクリラートおよびセルロース系ポリマーなどであり、中でもポリアクリラート並びにポリアルキルおよびポリヒドロキシアルキルセルロースが好ましい。本発明において最良の結果をもたらすのはセルロース系ポリマーである。
デポジションはレンズの、接着保持パッドが当てられる側の全面に行なってもよいし、その一部分、特にレンズ中央部に対して行なってもよい。
一実施形態では、仮皮膜の層は中央部に、ブラシによってデポジットされる。
本発明の二層仮皮膜の第1層の厚みは典型的には10〜40μmであり、好ましくは15〜30μm、さらに好ましくは15〜20μmである。
二層仮皮膜の第2層の厚みは典型的には15〜25μmである。
好ましくは、本発明の二層仮皮膜は剥離性皮膜である。この皮膜は手作業で剥がして除去することができる。二つの層は同時に除去される。
混合物は一晩放置(微小気泡除去)後に使用する。
欧州特許第1392613号の実施例1に述べられているように、ポリカルボナート(PC)製レンズ(パワー:−8.00、円柱:+2.00; 直径65mm;中心厚み1.1mm)上に耐摩耗性皮膜、反射防止膜、並びに疎水性および/または疎油性外側皮膜(OPTOOL DSX;プログラムされた厚み14nmは約2〜5nmの実際の厚みに対応)をこの順序で設けることによりレンズを予め被覆した。
ラテックス層をデポジットする前に、粒度180のエメリー研磨布紙(Norton R222型)を用いてレンズの環状周縁部に表面研磨処理を施す。
次に、乾燥した上記ラテックス組成物から成る第1層を、脱湿潤速度1mm/sおよび待機時間10秒のディップコーティング装置を用いるディップコーティング法によって得た。仮皮膜の第1層で被覆した試料をオーブンに入れ、50℃で2時間乾燥した。第1PU層の厚みは15〜20μmであった。
エチルセルロース:エチルセルロース(Aldrich)4.8%、アセトン57.1%、エチルアセトアセトン38.1%。
アクリル樹脂:Sartomer製材料を主成分とする重合性組成物で、以下の材料から成る。
SR506d(イソボルニルアクリラート) 120.02g
SR508(ジプロピレングリコールジアクリラート) 30.07g
SR610(ポリエチレングリコール(600)ジアクリラート) 30.04g
SR399(ジペンタエリトリトールペンタアクリラート) 59.99g
CN965(脂肪族ウレタンアクリラートオリゴマー) 180.07g
Darocur 1173(Ciba) 0.28g
アクリラートワニスを、H+ランプを具備したUV融解炉において5×15秒間重合させる。
展着:第1層(PUラテックス層)形成のためのディップコーティング直後に眼科用レンズを取り出し、層がレンズの凸面(前面)全体において連続膜を構成しているかどうか(肉眼による)目視で検査する。凸面が満遍なく第1層で被覆されたレンズを「OK」で、そうでないレンズを「NO」で示す。
外観:光学的瑕疵(垂れ、斑点)が有れば発見するべく、二層皮膜デポジション後のレンズを自然光下での透過および反射について(肉眼による)目視で検査する。光学的瑕疵を有しないレンズを「OK」で示す。
剥離:二層皮膜が分解せず、単一体として手作業で除去され得るレンズを「OK」で示す。
I.試験方法
エッジング試験はEssilor Kappa研削機において行なう。
二層皮膜を設けたレンズを所定のフレーム型板(下記参照)の形状に合わせてエッジングする。
試験の実施に必要な機器類は次のとおりである。
Essilor CLE 60フロントフォコメーター(レンズへの印点および最終検査用)。
Essilor Kappaデジタル装置(トレーサー−ブロッカー−研削機)。
Charmant 8320番、モデル05、サイズ51タイプのフレーム型板。
検査用模擬フレーム。
3M社の接着ピースもしくは接着保持パッドLEAP II、直径24mm、GAM200。
接着ピースを受容するEssilorチャック。
いずれの場合も、取り付けディメンションは次のとおりである。
高さ:即ち、枠高の半値
PD(左右)=32mmおよび軸=90°
使用されるトリミングサイクルは材料に合わせる(低屈折率用のプラスチックサイクル、PC用のポリカルボナートサイクル、および中程度の屈折率を有する基材MHI用のサイクル)。締め付け圧はいずれの場合も、上記研削機において脆性レンズ加工時に採用される圧力とする。
エッジング後、エッジング作業が成功したかどうか判断するべく検査する。
検査はフロントフォコメーターCLE 60を用いて、模擬フレームに嵌め込んだレンズに印点することにより行なう。この段階で軸の位置に印を付ける。
エッジングしたレンズを模擬フレームに嵌め込むことができない場合や、模擬フレームに嵌め込むことはできてもオフセットが2°を上回る場合は、そのレンズは不適合で、試験に不合格ということである。試験結果をまとめた上掲表中、そのようなレンズを「NO」で示す。
オフセットが2°を下回るレンズは合格であり、そのようなレンズは上掲表中に「OK」で示す。
エッジング後、レンズおよび該レンズに強固に付着したチャック/接着パッドから成る、レンズとチャック/接着パッドとのアセンブリをOptodrillまたはMinima2穿孔機に取り付け、ブロック装置で固定する。
レンズへの穿孔を、
―3500rpmで回転する2.2mm径ドリルを具備したMinima2穿孔機を用いて手動で行なうか、または
―12000rpmで回転する2.2mm径ドリルを具備したOptidrill Evo穿孔機を用いて自動で行なう。
穿孔後、ブロックシステムを解除し、穿孔済みのレンズをチャック/接着パッドと共に回収する。
チャックを取り外して穿孔済みのレンズを回収する。
穿孔機において位置決めすることができ、従って穿孔作業を支障なく行なえるレンズを表II中に「OK」で示す。そうでないレンズは「NO」で示す。
2種の試験を逐次実施する。
1)環境条件(湿度45〜50%、温度20℃)下での貯蔵試験
眼科用レンズを、繊維パッドを備えたLandouzy社(59000フランス)製のペーパーライナーもしくは眼科用バッグに入れて48時間貯蔵する。
48時間経過後、レンズをライナーから取り出し、目視で検査する。
検査は肉眼で行ない、ライナーから抜け落ちた繊維がレンズ表面に付着しているかどうか、およびレンズの外観が変化したかどうか(筋や斑点が生じたかどうか)調べる。
この第1の試験の結果が肯定的である場合、即ちレンズに繊維が付着しておらず、従ってレンズは粘着性でない場合、および外観検査で瑕疵が視認されない場合、当該レンズを第2の試験に付す。
上述の試験と同じライナーに入れた眼科用レンズを、温度および湿度を調節した人工気候室(40℃、および湿度80%)内で3ヵ月間貯蔵する。
3ヵ月経過後、上記と同様の目視検査を行なう。
両方の試験に合格した眼科用レンズを上掲表II中にOKで示す。それ以外のレンズはNOで示す。
Claims (10)
- その主要面の少なくとも一つの上に、疎水性および/または疎油性外側皮膜と、該疎水性および/または疎油性外側皮膜と直接接触した二層仮皮膜とを有する光学物品であって、前記二層仮皮膜がハロゲン化オレフィンポリマーおよびポリウレタンの中から選択される、疎水性および/または疎油性外側皮膜と直接接触した第1層、および該第1層上にデポジットされた、ビニルポリマー、ポリエポキシド、ポリエピスルフィド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエステル−エーテル、ポリ(メタ)アクリラート、ポリチオ(メタ)アクリラート、スチレンポリマー、セルロースポリマー、およびこれらの混合物の中から選択されるポリマーまたはポリマー混合物から成る第2層を含むことを特徴とする光学物品。
- 前記第2層が、ビニルポリマー、ポリエポキシド、ポリエピスルフィド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエステル−エーテル、ポリチオ(メタ)アクリラート、スチレンポリマー、セルロースポリマー、およびこれらの混合物の中から選択されるポリマーまたはポリマー混合物から成ることを特徴とする請求項1に記載の光学物品。
- 前記仮皮膜の第1層がポリウレタン層であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学物品。
- 前記ポリウレタン層が乾燥ポリウレタン型ラテックス組成物の層であることを特徴とする請求項3に記載の光学物品。
- 前記ポリウレタン型ラテックス組成物が少なくとも1種のポリ(メタ)アクリルラテックスを含むことを特徴とする請求項4に記載の光学物品。
- 前記ポリ(メタ)アクリルラテックスが組成物の0.1〜10重量%を占めることを特徴とする請求項5に記載の光学物品。
- 前記第2層のポリマーが、ポリアルキルセルロース、およびポリヒドロキシアルキルセルロースの中から選択されることを特徴とする請求項6に記載の光学物品。
- 前記仮皮膜が剥離性膜であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光学物品。
- 前記疎水性および/または疎油性外側皮膜が単層または多層反射防止膜上にデポジットされることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光学物品。
- 眼科用レンズである請求項1から9のいずれか1項に記載の光学物品。
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