JPS61174501A - 合成樹脂製フオトクロミツクレンズ - 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〕 本発明は無機物からなるフォトクロミック薄膜を有する
合成樹脂製フォトクロミックレンズの製法に関する。

〔従来の技術〕

現在、眼鏡レンズ材料として、無機ガラスと合成樹脂が
広く用いられている。視力矯正とファション性の両者を
兼ね備えたフォトクロミックレンズに対する消費者の要
望は強く、たとえば無機ガラスにハロゲン化銀を用いた
フォトクロミックレンズが市販されている。従来無機ガ
ラスにフォトクロミック機能を付与させる場合、材料に
ノーロゲン化銀を練り込む方法が用いられてきた。この
方法を視力矯正用の凹レンズ、凸レンズに適用すると、
レンズの中心部と外周部の厚みの違いにより暗化時に着
色の濃度勾配が生じ、レンズとして外観上好ましくない
結果を生じる。

合成樹脂製レンズにハロゲン化銀を練り込む方法は前述
の濃度勾配の不具合点の他に、現在レンズの最も一般的
製造法であるキャスティングに於いて、フォトクロミッ
ク性能が一般的く使用されている重合開始剤としてのパ
ーオキシドにより失活させられてしまうという問題を有
している。

これまでに、ハロゲン化銀によりフォトクロミック機能
を合成樹脂に付与させる技術、あるいはハロゲン化銀に
よるフォトクロミック薄膜に関すル技術がいくつか開示
されている。

例えば特公昭４５−１２７１６にはフォトトロピーガラ
スを合成樹脂に混入する方法が開示されているが、前述
の濃度勾配の問題と、この方法を用いた場合、キャステ
ィング中にガラスを該にしてクラックが入りやすいとい
う問題を有しており実用的ではない。特公昭５４−３３
２３８　　において、真空蒸着法によりハロゲン化銀と
二酸化スズとで薄膜を作成しているが、この場合は減光
率が低いばかりでなく、繰返しの耐久性も悪く、合成樹
脂レンズに適用した場合レンズ基材との密着性が全く得
られない。また別に特開昭５１−４５５４１　　ではハ
ロゲン化銀粒子を無機物で被覆、特開昭５２−１５２８
８７では銀イオンとハロゲンイオン含有の溶液への交互
浸漬法などの技術が開示されているが、外観上の問題、
着消色反応の応答速度の問題繰返しによる耐久性の問題
等で眼鏡としてのレベルにはまだ到達していない。さら
に特公昭５４−３４７７０にはＡｇ　−Ｏｕ　−Ｘ（Ｘ
はＯＬ、　Ｂｒ　）共融混合物を用いたホ））ロープ薄
層についての技術が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

特公昭５４−５４７７０に示されている様に：Ａｇ　−
Ｏｕ　−Ｘ共融混合物を抵抗加熱蒸着法により蒸着した
場合、光に対する応答性は優れているものの、膜強度が
不十分であるばかりでなく、合成樹脂基材との密着性が
悪く、合成樹脂レンズに適用できないという問題点を有
している。そこで本発明はこのような問題点を解決する
もので、その目的とするところは、合成樹脂レンズ表面
に優れた着消色性および耐久性を有し、かつレンズ基材
との間の密着性に優れた無機物より成るフォトクロミッ
ク薄膜を設けた日常の使用に耐え得る合成樹脂製フォト
クロミックレンズを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の合成樹脂製フォトクロミックレンズは合成樹脂
製レンズ表面に、下記に示す三成分系固溶体を主成分と
して含む層と無機物質からなる層を交互に積場し多漸膜
とし、最上層に無機物質からなるハードコート層、又は
反射防止膚を設けたことを特徴とする。

Ａｇ　−Ｃｕ　−Ｘ （ただし、Ｘは０１　、　Ｂｒ　、工である。〕さらに
、前記に示した三成分系固溶体を主成分として含む層が
粒径４００ＯＡ以下の島を持つ島状構造から成ることを
特徴とする。

本発明で用いる三成分系固溶体は、ＡｇＢｒ　、　Ａｇ
ＣＬ　。

Ａｇ工、　０ｕＢｒｌ　、　０ｕＢｒ　、　０ｕｓｔ、
　、　０ｕＯｔ、　Ｃｕ工、、ＣＵ工。

Ａｇ単体、Ｃｕ単体等の中から必要な三成分を含む化合
物、あるいは単体を選び、それらを混合して、溶解、冷
却することによって得られる。この場合、Ｘとしハロゲ
ンを二種以上含むことは可能であり、混合により波長に
よる暗化の応答速度を変えたり、暗化時の色調を変えた
りすることができる。十分なフォトクロミック特性を得
る為には、ハロゲン原子（ＯＬ、　Ｂｒ、工）が５０±
１０モル％、ＡｇとＯｕを合わせて５０±１０モル％で
あることが望ましい。また、溶解により三成分系固溶体
を得る時は、ＡｒやＮ１等の不活性ガスの雰囲気、ある
いは真空中で行い酸化銀や酸化鋼等の陵化物の生成を押
えることが必要である。

上記の方法によって得られる三成分系固溶体を抵抗加熱
あるいは電子銃加熱による蒸着法で合成樹脂レンズ表面
圧蒸着するとフォトクロミック性能を示す薄膜が得、ら
れる。ただし実用上必要な着色を得る為には膜厚が６０
０Ａ以上必要である。

さら忙、この様なＡｇ　−Ｏｕ　−Ｘ単層は時間と共く
白濁するなど耐久性に乏しい。耐久性向上の為、保誰膜
として８１０．　、　Ａ４０ｓ等の膜を被覆した場合に
於いても、６００ム以上の膜厚を持つＡｇ−Ｏｕ　−Ｘ
単層の強度か弱（、Ａｇ−Ｃｕ−Ｘ層で破壊が起こり実
用に耐丸ない。本発明者らは、ＡＥ−Ｏｕ−Ｘ層の強度
向上とレンズ基材、保護膜等との密着性向上の為、Ｅ３
１０ｚ　、　ＺｒＯ，、Ｔｉｅ、　、　８ｎＯ，等と五
ｇ−Ｏｕ−Ｘの同時蒸着を行い薄膜を形成した。しかし
この方法も、同時蒸着された金属酸化物の影響などによ
り本来のフォトクロミック性能が感じる、あるいは、期
待どうりの強度が得られないなど、実用的でなかった。

本発明ではムｇ−Ｃｕ−Ｘを主成分として含む膚の厚さ
を一般に知られている島状構造を持つ程度の厚さとする
。この場合、蒸着物質は基材−面に広がらず、薄膜を形
成するまで至っていない。

本発明者らが透過盤電子顕微鏡観察を行ったところ、Ａ
ｇ−０ｕ−ｘを主成分として含む物質に於いて島状構造
をとり得る島の粒径はおよそ４００Ａ以下であった。こ
の様な層の場合、単層では光照射による着色は微々たる
ものである。本発明では、図１に示す様に、膜強度が強
く基材等との密着性に勝れた８１０．　、　ＡｌｇＯＢ
　、　ＺｒＯ，等無機物質とＡｇ　−０ｕ−Ｘを主成分
として含む上記層を交互罠多層蒸着し、十分なフォトク
ロミック性能を持つ多層膜を得た。合成樹脂製レンズ基
材に多層膜を形成する場合、基材忙まづ無機物質を蒸着
し、多層膜を形成するのが、基材との密着性向上の為、
望ましい。無機物質の膜厚は、Ａｇ−０ｕ−ＸＪｉｉよ
り厚ければ任意でよいが、十分なフォトクロミック性能
を得る為には数十層程度の積層が必要であり、全体とし
ての膜厚を押える為に個々の膜厚は最小限に押えるのが
望ましい。さもに本発明では最上層に８１０、、ムＬ、
０１等の無機物質からなるハードコート層又は反射防止
層を設けている。反射防止層は低屈折重物質として、二
酸化硅素、フッ化マグネシウム等を用い、高屈折率物質
として、酸化チタニウム−酸化ジルコニウム、五酸化タ
ンタリウム、中程度の屈折率物質としては、酸化アルミ
ニウム等を用いることができる。

Ａｇ　−Ｏｕ　−Ｘを主成分として含む層、ハードコー
ト趨、反射防止層は、真空蒸着法、スパッタリング法、
イオンプレーテインク法等で形成することができる。

合成樹脂基材とフオトク日ミック層あるいは無機物より
成る層との密考性を向上させるために、合成樹脂基材表
面を、アルカリや酸で化学処理したり、プラズマ処理し
たりすることは有効である。

本発明に使用しうる基材レンズは、ジエチレングリコー
ルビス（アリルカーボネート）、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリカーボネート、ポリスチレン、核ハロゲン置
換芳香環ｔ−有するジメタクリレート又はジアクリレー
トと芳香環を有するラジカル重合可能な単量体との共重
合体、核ハロゲン置換芳香環を有するジアリルカーボネ
ートと芳香環を有するラジカル重合可能な共重合体等の
樹脂側れでも可能である。又、有機ハードコートを有す
る合成樹脂製レンズも使用可能である。これらの耕レン
ズは密着性を向上させるため、予めアルコール等の溶剤
で洗浄することが好ましい。

〔作用〕

一般にハロゲン化銀は次式に従って可逆的フォトクロミ
ック性を示すと考えられている。

ｒ Ａｇｘ　４−　Ａｇ＋ｘ （又はフッ素を除くハロゲン） また、銅は一般に次式のように銀の酸化還元反応に寄与
し、フォトクロミック挙動の増感剤としての反応が、光
照射あるいは光の照射を中止し零時に固溶体中で起って
いると考えられる。

光照射により、フォトクロミツクレンズトシて機能する
為には、遊離した銀原子が集まり粒径が数十Ａ〜数百ム
の集団を形成することが必要と考えられている。本発明
の構成ではＡｇ−Ｏｕ　−Ｘを含む固溶体が粒径４００
＾以下の島からなる島状構造をとっており、フォトクロ
ミック機能を示すに十分な粒径となっている。しかし一
層では十分な着色が得られない為、本発明の構成では、
無機物質と交互に積層することにより全体とし【のＡｇ
　−０ｕ−Ｘ層の膜厚を増し、使用に耐えうる着色度を
得ている。さらに無機物質は、島状構造をとっているＡ
ｇ　−Ｏｕ　−１の回りを埋め、強度のないＡｇ　−０
ｕ−Ｘの強度同上に非常に役立つ。

よって、本発明の構成によれば、膜強度、密着性が飛躍
的に向上したフォトクロミック膜を得ることができる。

以下、実施例に基づいて、本発明の詳細な説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない１ 〔実施例１〕 ＡｇＢｒ＆　７　ｆとＣｕＢｒλ５ｔｔ−混合し、磁製
ボート中で５００℃まで加熱、溶解させた。加熱は、酸
化物等の生成を抑える為に、Ｎ！ガス中で行ない、溶解
後は、徐冷して固溶体とし、蒸着用試料とした。

基板はジエチレングリコールビス（アリルカーボネート
製レンズをイングロビルアルコールで洗浄したものを用
い、電子ビーム蒸発源を持つ、質空蒸着機の回転可能な
ドームにセットした。蒸発源には、上記固溶体試料、Ｓ
ｉｎ、　、　Ａｔ、Ｏ，がセットされている。

第１）ｉ１としてＳｉｎ、を電子ビームにより溶解させ
回転しているドームにセットされた基板レンズに５００
ａ蒸着した。次に同様の方法でＡｔ、　Ｏ，を２００λ
蒸着し第２層とした。第３層目にはＡｇ−（ｕ　−Ｂｒ
固溶体試料を、平均３００八程度の粒径を持つ島状構造
を形成する様に電子銃による溶解により蒸着した。以下
隅数層にはＡｔ、Ｏ，を５００；奇数層にはＡｇ　−ｃ
ｕ　−Ｂｒ固溶体を上記に示した島状構造を持つ様に交
互に蒸着し第５０層までの多層膜とした。最後に５１層
目としてＳ１０．を１０００人蒸着して終わりとした。

蒸着中の基板温度は５０℃であり真空度１０−’　Ｔｏ
ｒｒであった。

以上の膜構成を図１に示した。同様の方法でレンズの反
対側の面にも多層膜を形成した。得られたレンズの特性
を調べ表１に示した。尚、それぞれ特性についての評価
は次の方法に従って行った。

表１ Ｈ）　減光率＝７オトクロミツクレンズ調光テスター：
ＨＫ−２３３（ハセガワビコー社梨）を用いて行い、−
回の照射テストでの平均減光率（４００〜７５０　ｎｍ
の平均）を示した。

（財）消色速度：前記フォトクロミックレンズ調光テス
ターで一回照射後２０℃でレンズヲ暗所に放置し、減光
率が試験前の減光率に回復するまでの時間を測定した。

ｅｊ　　耐久性（減光率）：キセノンランプによるフェ
ードメーターに２００時間暴露したのち、げ）の減光率
試験を行い、平均域″２軍を示した。

に）耐久性（消色速度〕：キセノンランプによるフェー
ドメーターに２００時間暴露した後−の消色速度試験を
行い時間を表示した。

（ホ）耐久性（着色度）：キセノンランプによるフェー
ドメーターに２００時間暴露した後、２０℃の暗室に２
４時間放置し、測定した平均透過率４００〜７５０　ｎ
ｍ）の値を、フェードメーターに暴露する前に２０℃の
暗室に２４時間放置した時の平均透過率より減じた値を
示した。

（へ）密着性：密着性は、Ｊ工８Ｄ−０２０２に準じク
ロスカットテープ試験によって行なった。

即ち、ナイフを用いてレンズ表面に１）１ＩＩ間隔に切
れ目を入れ、１−のマス目を１００個形成させる。次に
その上へセロファン粘着テープ（日東化学■製“セロテ
ープ″）を強くおしつけた後、表面から９０°方向へ急
に引っばり剥離したのち、コート被膜の残っているマス
目をもって密着性指標とした。

（ト：　　耐摩耗性：　＄００００スチールあ一ルで？
ｇ４の荷重をかけ、１０往復表面を摩擦し傷のついた程
度をガラスを１ポリメチルメタクリレート板を１０とし
、１０段階に分け、目視により評価した。

〔実施例２〕 第１層目つまり基板上に実施例１で用いたＡｇ−Ｃｕ−
Ｂｒ固溶体試料を３００λ程度の粒径を持つ島状構造を
形成する様に蒸着し、２層目以下は実施例１の４層目以
降と同様に蒸着した。他の条件は実施例１と同様であっ
た。

〔実施例３〕 ＡｇＩＬ７６ｆとＣｕ工ｔ２７Ｆを乳鉢ですり潰し混合
した。次に混合物をＡｒガス雰囲気中で６１０℃に加熱
し、溶解させ、その後徐冷してＡｇ−０ｕ−１固溶体と
した。

基板としてエチルアルコールで洗浄したポリカーボネー
ト製レンズを用い、Ａｇ−０ｕ−１固溶体を用いた以外
は実施例１と同様に行なった。

〔実施例４〕 実施例１のＡｇ−（ｕ−Ｂｒ固溶体とｈｔ、　ｏ寥交互
積層を２０層までとし、あとは実施例１と同様に行なっ
た。

〔実施例５〕 実施例１の５１層目の表面にＹｂ、　０１　、　Ｔｕ、
Ｏ，。

ＳｉＯ□を順次真空蒸着でコートし、反射防止１を構成
した以外はすべて実施例１と同様に行なった。

〔比較例〕

実施例１に於いてＡｇ−Ｏｕ−Ｂｒ固溶体試料を７００
１の厚さに蒸着した以外はすべて実施例１と同様に行な
った。

〔発明の効果〕

本発明によれば、粒径４００Ａ以下の島を持つ島状構造
からなるＡｇ−Ｃｕ−Ｘ個溶体の層と無機の酵電体物質
からなる層を交互に積層し多層膜を形成している。よっ
て強度、密着性に劣るＡｇ−Ｃｕ−Ｘ個溶体が、強度、
密着性に優れた無機物質にとり囲まれる様にして補強さ
れ、全体として、強度、基材との密着性に優れたフォト
クロミック多層膜を得ることができた。

尚、本発明は他の光学材料、例えば窓ガラス、自動車の
窓ガラス等にも十分適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１囚は本発明の実施例を示す図。 ｔ　　８１０．（１０００Ａ）からなる層２、　　Ａｔ
、Ｏ，とＡｇ−Ｃｕ−Ｂｒ固溶体（島状構造）からなる
多重 ＆　　Ａ／−ｔ　０１　（５００Ａ　）からなる層４、
　８１０．　（５００Ａ）からなる層ｉ　基材レンズ。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂製レンズ表面に、下記に示す三成分系固
   溶体を主成分として含む層と無機物質からなる層を交互
   に積層し多層膜とし、最上層に無機物質からなるハード
   コート層又は反射防止層を設けたことを特徴とする合成
   樹脂製フォトクロミックレンズ。 Ａｇ−Ｃｕ−Ｘ （ただし、ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉである。）
2. （２）前記に示した三成分系固溶体を主成分として含む
   層が粒径４００Å以下の島を持つ島状構造から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂製フ
   ォトクロミックレンズ。