JPH03269507A - 調光性プラスチックレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、調光性を有するプラスチックレンズ、特に耐
摩耗性、耐衝撃性、耐候性、耐薬品性、および被覆膜の
付着性の優れ、かつ調光の応答速度の大きな調光性プラ
スチックレンズに関する。

（従来の技術） 近年、眼鏡用の素材としてガラスに比べて軽いプラスチ
ックか注目を浴びており、それを受けて高屈折率、低色
収差のプラスチックレンズが数多く提供されているか、
今日では、調光性能を有するプラスチックレンズも提供
されている。調光性能を有するプラスチックレンズの製
造法には３通りの方法かあり、１つ目はレンズ素材その
ものにフォトクロミック物質を練り込んでおく方法、そ
して２つ目は、フォトクロミック物質を含有するハード
コート膜（耐摩耗性膜）をレンズに表面にコーティング
する方法、そして３つ目はレンズとハードコート膜の間
の付着性改良用のアクリル樹脂系のプライマー層の中に
フォトクロミック物質を含有させる方法である。

（発明が解決しようとする課題） レンズにフォトクロミック物質を練り込んでおく方法は
、レンズ表面がハードコート膜で覆われていることが多
いため、空気中の酸素によるフォトクロミック物質の酸
化劣化による調光性能の低下は小さいものの、調光性能
を付与するためにフォトクロミック物質の多量使用を必
要するためのコストアップ、さらには調光の応答速度が
遅くなるという問題点がある。

また、レンズにフォトクロミック機能を有するハードコ
ート膜をコーティングする方法は、使用するフォトクロ
ミック物質の量は少なくてすむがハードコート膜が直接
空気に触れるため、フォトクロミック物質か酸化による
劣化を生しやすく、また、調光の応答速度か遅いという
問題点がある。

さらに、コストアップとフォトクロミック物質の酸化劣
化の問題点を解決する方法として提案された、レンズと
ハードコート膜の間にフォトクロミック物質を含有する
アクリル樹脂系のプライマー層を設けるという方法も、
やはり調光の応答速度か遅いという問題点がある。即ち
、コストか低く、フォトクロミック物質の酸化劣化が少
なく、調光の応答速度か速いという３つの条件を兼ね備
えたレンズはまだない。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは前記の問題点を解決するために鋭意検討を
重ねた結果、プラスチックレンズ暴利表面上にフォトク
ロミック物質を含有する加熱硬化型ポリウレタンから戒
るプライマー層を設け、続いてシリコン系樹脂より成る
ハードコート層を設けたプラスチックレンズか、調光の
応答速度も速く、フォトクロミック物質の酸化劣化も小
さく、さらに使用するフォトクロミック物質の量も少な
くてすむことを見いだした。

すなわち、本発明は、プラスチックレンズ基材表面上に
フォトクロミック物質を含有する加熱硬化型ポリウレタ
ンから成るプライマー層を設け、続いてシリコン系樹脂
より戊るハードコート層を設けることを特徴とするプラ
スチックレンズである。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明では、プラスチックレンズ基材の種類は特に限定
はされないが、ＣＲ−３９レンズ、ポリカーボネート製
のレンズ、Ｎ−置換フェニルマレイミド誘導体を含有す
るモノマー混合物をラジカル重合させて得られる重合体
より成るプラスチックレンズが特に好ましく用いられる
。Ｎ−置換フェニルマレイミド誘導体を含有するモノマ
ー混合物をラジカル重合させる重合体の重合方法は通常
のプラスチックレンズの重合方法としてよく知られてお
り、単量体混合物をガラスモールドとエチレン酢ビ゛共
重合体製ガスケットにより組み立てられた鋳型中に流し
込み、所定温度で所定時間加熱し、さらにガラスモール
ドから取り出した後所定温度で所定時間ポストキュアす
ることによりレンズが得られる。

本発明では、プライマー層を形成するために、ブロック
型ポリイソシアネートとポリオールを主成分とし、さら
にフォトクロミック物質を含有するプライマー用塗料を
レンズに塗布し、加熱により硬化せしめる。ポリイソン
アネートにはブロック型と非ブロツク型かあるか、本発
明ではブロック型を使用することにより加熱硬化型ポリ
ウレタンか生成される。ブロック型ポリイソシアネート
とはイソシアネート基がブロッキング剤と呼ばれるもの
により保護されたものである。もし非ブロツク型ポリイ
ソシアネートを用いた場合には、得られるポリウレタン
は常温硬化型の熱硬化性ポリウレタンであり、これはポ
リオールの活性水素と非ブロツク型インシアネート基の
反応が常温で進行するため、常温硬化型の熱硬化性ポリ
ウレタン塗料のポットライフが約１日と非常に短くなっ
てしまうので好ましくない。これに対してブロック型ポ
リイソシアネートは、加熱してブロッキング剤が遊離す
ることにより初めて活性水素と反応し得るため、常温で
のポットライフは約２ケ月と非常に長い。

ブロック型ポリイソシアネートの例としては、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、インホロンジイソシアネート
、４．４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
、水添キシリレンジイソシアネートのそれぞれの数分子
を種々の方法で結合させたアダクト、インシアヌレート
、アロファネート、ビュウレット、カルビジィミドをア
セト酢酸、マロン酸、メチルエチルケトオキシム等でブ
ロックしたものが挙げられる。また、ポリオールの例と
しては、水酸基を一分子内に複数個有したポリエステル
、ポリエーテル、ポリカブラクトン、ポリカーボネート
、ポリアルリレートが挙げられる。ブロック型ポリイソ
シアネートとポリオールの比率は、インシアネート基と
水酸基のモル比でＯ８−１２５であり、特に０．８５〜
１２が好ましい。この比か０８未満または１２５より大
きいと硬化膜の架橋密度が小さすぎて本体レンズの耐衝
撃性を低下させる。

フォトクロミック物質の例としては、スピロナフトオキ
サジン、５−クロロスピロナフトオキサジン、スピロフ
エナントロオキサジン、５−クロロスピロフエナントロ
オキサジン等のオキサジン系フォトクロミック物質が挙
げられる。フォトクロミック物質の濃度は、ウレタン成
分に対して１０〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重
量％である。１０％よりも少ないと調光性能が劣り、１
０％を越えると塗膜の付着性が低下してくる。

また、これらのブロック型ポリイソシアネ−１・とポリ
オールを反応させる際には硬化触媒が不可欠である。硬
化触媒としては、三級アミン化合物、有機錫化合物、有
機亜鉛化合物が好ましいが、例えば三級アミン化合物と
しては、トリエチルアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’　−
テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ
’　−テトラメチルへキサメチレンジアミン等を挙げる
ことができ、有機錫化合物としては、オクチル酸錫、ジ
ブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート等を挙
げることかでき、有機亜鉛化合物としては、オクチル酸
亜鉛、ナフテン酸亜鉛等を挙げることができる。

硬化触媒の濃度は、樹脂成分に対して０１％〜５％であ
り、好ましくは０．５％〜２％である。０１％未満では
硬化させるのに長時間必要であり、作業性が悪い。

本発明においては、プライマー用塗料は通常は溶媒によ
り希釈される。希釈に用いられる溶媒としてはアルコー
ル類、ケトン類、エステル類、エーテル類が挙げられ、
その他の公知の溶媒も使用が可能である。特に好ましく
は、プロピレングリコールモノエチルエーテル、イソプ
ロピルアルコール、シクロヘキサノン、メチルイソブチ
ルケトン、酢酸ブチル等であるが、これらは単独で用い
ても良いし、２種以上の混合溶媒としても良い。

また、プライマー用塗料の中には、塗布性を改善するた
めのレベリング剤や、フォトクロミック物質の耐候性向
上のための光安定剤や酸化防止剤、赤外線吸収剤を添加
することも可能である。

プライマー用塗料の塗布方法は、スピンコード法、ディ
ッピング決算公知の方法であれば特に制限はない。また
、レンズの表面は、必要に応してアルカリ処理、プラズ
マ処理、紫外線処理等の前処理を行っておくことが好ま
しい。

プライマー層を形成するには、プライマー用塗料をレン
ズに塗布した後、１００℃〜１４０℃、好ましくは１１
’Ｏ℃〜１３０℃で加熱することか必要である。１００
℃より低い温度ではブロック型ポリイソシアネートのブ
ロッキング剤が遊離しないため硬化反応が進行しない。

また、１４０℃よりも高い温度ではレンズか変形する。

硬化に必要な時間は、加熱する温度によって異なるが、
１５分〜９０分である。プライマー層としての必要な膜
厚は、１μｍ〜１０μｍ１好ましくは２μｍ〜８μｍで
ある。１μｍより薄いと調光性能が著しく劣り、１０μ
ｍよりも厚いと面精度が低下する。

本発明では、前記のポリウレタンプライマー層上に好ま
しくはシリコン系樹脂より成るハードコート層を設ける
。ハードコート層の形成に用いるハードコート剤はシリ
コン系であれば何でもよいか、紫外線硬化型のハードコ
ート剤はフォトクロミック物質の劣化を誘発するため、
避けた方がよい。シリコン系樹脂を用いる場合は、メラ
ミン系、アクリル系の樹脂よりも硬いハードコート層が
得られるので好ましい。ハードコート層の硬さをそれほ
ど重視しないのであればメラミン系、アクリル系でも差
し支えない。また、ハードコート剤の塗布法はテ゛イッ
ビンク゛法、　スプレー法、　スピンコード法など一般
に実施されている方法であればどのような方法でもよい
が、作業性を考慮すればテ’　＜フヒ’　ン’ｙ’法が
最も適している。ハードコート剤を塗布した後、加用熱
硬化、エレクトロンビーム硬化というようなそのハード
コート剤の硬化手段に応じた方法で硬化処理を行い、プ
ラスチックレンズ表面のポリウレタンプライマー層上に
ハードコート層を形成する。硬化後のハードコート層の
好ましい厚みは２〜５μｍである。

また、本発明では、シリコン系ノ＼−ドコート層上にさ
らに単層または多層の反射防止膜を設けることも可能で
ある。。反射防止膜形成に用いる物質としては、金属、
金属または半金属の酸化物、７フ化物等が挙げられ、５
ｉ０２、ＺｒＯ２等の金属酸化物、ＭｇＦ２等のフッ化
物か代表的な例である。

単層または多層の反射防止膜を形成させる方法としては
、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレーティン
グ法、イオンビームアシスト法等か挙げられる。

さらに、本発明では、染色可能なハードコート剤、例え
ばｒｅ−３３９Ｊ（日本ニーアールシー株式会社製）を
用いれば、ハードコート層の上からレンズを後染色でき
る。染色は、通常のレンズと同様に、加温した染料液の
浴にハードコート層を有するレンズを浸漬することによ
り行う。

（作用、効果） 本発明によれば、プラスチックレンズとハードコート層
の間にフォトクロミック物質を含有する加熱硬化型ポリ
ウレタンから成るプライマー層か設けられている。もし
プライマー層としてアクリル樹脂系を用いる場合にはア
クリル樹脂系のプライマー層の高分子構造が剛直である
ために、光か照射されたときフォトクロミック物質の反
応の速度が小さく、従って調光の応答速度が遅くなるけ
れども、本発明の加熱硬化型ポリウレタンから成るプラ
イマー層の高分子構造は柔軟性を有するため、光が照射
されたときフォトクロミック物質の反応の速度が大きく
、調光の応答速度も速くなり、かつフォトクロミック物
質の酸化劣化も小さく、さらに使用するフォトクロミッ
ク物質の量も少なくてすむ。さらに、本発明によれば、
必要に応じて、ハードコート層を形成した後にその上に
反射防止膜を設けたり、染色することも可能である（実
施例） 以下、本発明の詳細な説明するが、本発明がこれらによ
って限定されることはない。

なお、複数の膜を有するプラスチックレンズの性能評価
は次の方法で行った。

１）膜の付着性 膜の付着性を評価するためにクロスカットテープテスト
を次の方法で実施した。即ち、膜を有するレンズの表面
をカッターで１ｍｍ角のゴバン目（１００個）に切傷を
つけ、その上にセロハンテープを貼付けた後、そのセＯ
へンテーブを勢いよく引き剥し、レンズから剥ぎ取られ
ずに残っている膜のゴバン目の数（ｍ）を数えた。そし
て、結果を「ｍ／１００Ｊのように表した。ｒｌｏｏ／
１００Ｊはクロスカットテープテストの結果、膜か全く
剥かれなかったことを示している。

２）耐摩耗性 プライマー層、ハードコート層を有するプラスチックレ
ンズを＃０ＯＯＯのスチールウールで摩擦して傷のつき
にくさを調べ、次のように判定した。

Ａ：強く摩擦しても傷かっかない Ｂ１強く摩擦すると少し傷がっく Ｃ：弱い摩擦でも傷かっく ３）調光性能 強度が２ｍＷ／平方ｃｍの長波長の紫外光を、プライマ
ー層、およびハードコート層を有するレンズに照射して
、レンズを通しての明るさを照度計で測定し、次のデー
タを求めた。

１、発色時間：紫外光を照射してから、照度が最低にな
るまでの時間 ２、発色濃度：最低照度の、発色していない時の照度に
対する割合 ３、消色時間：紫外光の照射を止めてから、照度がちと
に戻るまでの時間 ４）調光性能の耐候性 プライマー層、ハードコート層を有するプラスチックレ
ンズを、促進耐候テストとしてフェードメーター（スガ
試験機（株）製）に２００時間かけ、その後の調光性能
を調べた。

実施例１ （１）プラスチックレンズ基材の製造 ２−クロロフェニルマレイミド２０重量部、２２−ビス
（３，５−ジブロモ、４−メタクリロイルオキシエトキ
ンフェニル）プロパン２０重量部、トリブロモフェニル
メタクリレート３０重量部、ジアリルイソフタレート２
５重量部、ｎ−４のポリエチレングリコールジメタクリ
レート５重量部、紫外線吸収剤として２−（２−ヒドロ
キシ−３゛、５°−ジターシャリ−ブチルフェニル）２
−クロロベンゾトリアゾール１重量部と、ラジカル重合
開始剤として、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキ
サノエート）２重量部から成る混合液を、ガラスモール
ドとエチレン−酢ビ共重合体製ガスケットにより組み立
てられた鋳型中に流し込み２０時間かけて４０℃から１
２０℃まで加熱した。レンズをガラスモールドから取り
出し１２０℃で１時間ポストキュアした。得られたレン
ズは内部歪のない光学用のプラスチックレンズとして良
好なものであった。以下において、これをプラスチック
レンズ基材として用いた。

（２）プライマー用組成物の調製および塗布硬化 市販のポリアクリレートタイプのポリオール「デモスフ
エンＡ−５６５Ｊ　　（住良へ゛イニルウレタン（株）
ＩＩＪ）　　１７．２重量部、市販のブロック形ポリイ
ソシアネート　ｒＢＬ−３１７５Ｊ　　　（住良へ′イ
ニルウレタン（株）製）　　１４１７重量部、硬化触媒
としてジブチル錫ジラウレート０．１９重量部、レベリ
ング剤として市販のフッ素系レベリング剤「フロラード
ＦＣ−４３０Ｊ　　（住良スリーエム（株）製）００５
重量部、溶媒としてシクロへキサノン２６３７重量部、
メチルイソブチルケトン２６３７重量部、フォトクロミ
ック物質としてスピロナフトオキサジン５．６６重量部
から成る混合物を均一な状態になるまで十分に攪拌し、
これをプライマー組成物とした。

このプライマー組成物を、前処理としてアルカリ処理を
行った（１）で得られたプラスチックレンズ基材−ヒに
浸漬法（引き上げ速度２０ｃｍ／ｍ１ｎ）にて塗布した
。塗布したレンズは室温にて１５分間風乾させた後、１
２０℃で４５分間加熱処理してプライマーを硬化させ、
レンズ上に２５μｍのプライマー層を形成させた。

（３）シリコン系ハードコーティング剤の塗布硬化 市販のシリコン系ハードコート剤ｒＣ−３３９」　（日
本ニー・アール・シー（株）製）を、（２）で得られた
プライマー層を有するプラスチックレンズ基材のプライ
マー層上に浸漬法（引き上げ速度２０ｃｍ／ｍ１ｎ）に
て塗布した。塗布したレンズは室温にて１５分間風乾さ
せた後、１２０℃で６０分間加熱処理して厚みが約３μ
ｍのハードコート層を硬化させた。

このようにして得られた複合膜を有するプラスチックレ
ンズは、表−１に示す試験結果から明らかなように、膜
の付着性、耐摩耗性も大であり、発色消色速度も太きい
優れた調光性能を示し、その耐候性も優れたものであっ
た。またこのレンズを茶色染料「ブラックスブラウンＤ
Ｊ　　（株式会社服部セイコー製）を水に２重量％の濃
度で分散させた９０℃の染料浴中に約１０分浸漬したと
ころ、レンズは紫色に着色した。

実施例２ 市販のポリオール「テ′スモフェンＡ−５６５Ｊ　　２
３．２６重量部、市販のブロック型ポリイソンアネート
「へ′−ノックＤ−５５０」（大日本インキ化学工業（
株）製）２３９６重量部、硬化触媒としてジブチル錫ジ
ラウレート０．１９重量部、レベリング剤として市販の
フッ素系レベリング剤「７０ラードＦＣ−４３０Ｊ　０
．０５重 置部、溶媒としてノクロヘキサノン１３．４４重量部、
メチルイソ７゛チルケトン２３．４４重量部、フォトク
ロミック物質としてスピロナフトオキサシ゛ン５．６６
重量部から成る混合物を均一な状態になるまで十分に攪
拌し、これをプライマー組成物とした。このプライマー
組成物を用いた以外はすべて実施例１と同様にして複合
膜を有するプラスチックレンズを作製し、実施例１と同
様にして試験を行った。試験結果は表−１に示す。

実施例３ プラスチックレンズとしてＣＲ−３９レンズを用いた以
外はすべて実施例１と同様にして複合膜を有するプラス
チックレンズを作製し、実施例１と同様にして試験を行
った。試験結果は表−１に示す。

実施例４ プラスチックレンズとしてＣＲ−３９レンズを用いた以
外はすべて実施例２と同様にして複合膜を有するプラス
チックレンズを作製し、実施例１と同様にして試験を行
った。試験結果は表−１に示す。

実施例５ シリコン系ハードコート剤に市販のｒＴＳ−５６−ＨＪ
（徳山曹達（株）製）を用い、硬化条件を１３０℃−６
０分とした以外はすべて実施例１と同様にして複合膜を
有するプラスチックレンズを作製し、実施例１と同様に
して試験を行った。試験結果は表−１に示す。

実施例６ シリコン系ハードコート剤に市販のｒＴＳ−５６−ＨＪ
（徳山曹達（株）製）を用い、硬化条件を１３０℃−６
０分とした以外はすべて実施例２と同様にして複合膜を
有するプラスチックレンズを作製し、実施例１と同様に
して試験を行った。試験結果は表−１に示す。

比較例１ （１）グリシジルメタクリレート（８０重量部）−ヒド
ロキシエチルメタクリレート（２０重量部）コポリマー
溶液の調製 エチルセロソルブ１４０ｇにグリシジルメタクリレート
４８ｇ１ヒドロキシエチルメタクリレート１２ｇとＡＩ
ＢＮ　　０．３ｇを加え、静かに攪拌しなから温度を９
０℃まで上昇させる。その間絶えず窒素を吹き込みつつ
約４時間継続する。得られた溶液は淡黄色の粘度１１０
ｃｐｓ程度の液体となり、グリシジルメタクリレートと
ヒドロキシエチルメタクリレートのコポリマーが形成さ
れていたてスピロナフトオキサジン３８５重量部から成
る屁合物を均一な状態になるまで十分に攪拌し、これを
プライマー組成物とした。このプライマー組成物を用い
た以外はすべて実施例１と同様にして複合膜を有するプ
ラスチックレンズを作製し、実施例１と同様にして試験
を行った。試験結果は表−１に示す。

（２）プライマー用組底物の調製およびレンズの作製

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）プラスチックレンズ基材表面上に加熱硬化型ポリウ
   レタンから成るプライマー層を設け、続いてシリコン系
   樹脂より成るハードコート層を設けるプラスチックレン
   ズにおいて、前記加熱硬化型ポリウレタンがフォトクロ
   ミック物質を含有することを特徴とする調光性プラスチ
   ックレンズ。 ２）前記加熱硬化型ポリウレタンから成るプライマー層
   は、ブロック型ポリイソシアネートとポリオールを主成
   分とするプライマー用塗料にフォトクロミック物質を添
   加し、それを該プラスチックレンズ基材に塗布、加熱硬
   化処理することによって形成されるものである特許請求
   の範囲第１項記載の調光性プラスチックレンズ。 ３）フォトクロミック物質はスピロナフトオキサジンで
   ある特許請求の範囲第１項記載の調光性プラスチックレ
   ンズ。 ４）前記プラスチックレンズ基材はＮ−置換フェニルマ
   レイミド誘導体を含有するモノマー混合物をラジカル重
   合させて得られる重合体より成る特許請求の範囲第１項
   記載の調光性プラスチックレンズ。