JPS62254119A - 保護眼鏡レンズの製造方法 - 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、遮光機能を有する保護眼鏡レンズに関する。

〈従来の技術〉 生体組織が放射線に作用されたとき、生体組織はこれら
を吸収し、その吸収特性は放射線の波長及び生体組織部
位にＪ：り異なるが、眼の組織では可視光線および赤外
線は網膜まで達し、長時間もしくは強度に作用するとき
は、虹彩、網膜、脈絡膜などに重いそして持続的な傷害
をおこすことは知られている。また、紫外線は角膜、水
晶体で良く吸収され、長時間もしくは強度に作用すると
きにはゆきめ、電気性眼炎の原因となり、白内障の遠因
であるとの推定もある。また放射線の眼組織への影響度
は、生体がざらされている環境によっても相違するが、
例えば、職業的【こ航空パイロツｌ〜は高高麿を飛行す
る時、長時間にわたり、地上とは比較にならない量の光
線を浴びている。飛行機のコクピット内での光線量は、
］クビットの窓によっても遮光されているが、上空では
地上とは比較にならない程の光線量があるので、光線の
絶対量は、コクピット内といえども、地上のそれを上回
るとされる。このように通常の太陽光のもとての生活環
境と比較して強い光線のもとて労働に従事する人々には
、目の保護のためにそのさらされている環境に即した保
護眼鏡を装用することが好ましい。

その保護眼鏡用レンズの素材となる合成樹脂レンズはジ
エチーレングリ］−ルビスアリルカーボネートを主成分
と４′るものが知られており、ガラスレンズに比較して
、軽量性、耐衝撃性、染色性において優れた特性を有し
ており、安全性の高いレンズとして離反している。また
保護眼鏡レンズは、その機能として前記合成樹脂レンズ
に、紫外線吸収剤を添加し、紫外線遮蔽効果を有する機
能を付加したものが、特開昭５０−１４４５２号公報に
提案されており、更にファツション性と紫外線遮蔽効果
を目的としたものが特開昭５２−１５０４９２号公報に
提案されている。更に紫外線の光を吸収し、防眩効果の
目的で特定の染料と紫外線吸収剤を使用した合成樹脂レ
ンズが特公昭５３−３９９１０号公報に提案されている
。また、市販のサングラスは、その機能として可視光線
の遮光を主眼にしたものがほとんどでありその材質は」
−記樹脂以外にアクリル系樹脂、ポリカーボネー１−系
樹脂、ガラス等が使用されており、素材上ツマ−に着色
顔料を混入して、重合したものや、その色調は多彩であ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このように、既存のサングラスはガラス製及びプラスチ
ック製ともに可視光線を遮光することが主眼であり、か
つファッション面での要求を満たす事も不可欠の要件で
ある為、紫外線、可視光線、赤外線といった各種光線か
らの眼の保護という要件について必ずしも満足できるも
のではなく、また、レンズを通して見る物体の色調は、
レンズの着色により影響を受けるため、濃色着色による
レンズは、そのカラーバランスの選択が難しく、交通標
識、メーター類のカラーが明確に識別できない場合や、
計器類等の文字盤が見えにくいといった問題点を有づる
カラーがあり、職業」−各種放射線から眼を保護するだ
めの遮光レンズの用途としては常用できないものもあっ
た。

また紫外線の遮光を目的として紫外線吸収剤を添加し、
レンズを成形することは前述のように知られている。し
かして紫外線吸収剤には、多くの種類があり、例えばベ
ンゾフェノン系紫外線吸収剤でも、種類によって波長の
吸収特性が異なり、同−使用量においても、紫外線遮蔽
効果が違うことがあげられ、さらに多部に紫外線吸収剤
を使用した場合、レンズ重合を妨げ、レンズ成形ができ
なくなること、さらに黄色にレンズが着色して色調を変
えてしまう等の問題点があった。また前記レンズを染色
するために用いられる染料は、使用する染料の種類によ
り色調及び波長の吸収特性が異なり、遮光能力も異なる
といった問題点があった。

本発明は、かかる上記の問題点を解決するためになされ
たものであり、本発明の目的は、紫外線、可視光線、赤
外線の遮光機能に優れカラーバランスが良好な保護眼鏡
レンズを提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上述の問題点は、ジエチレンゲルコールビスアリルカー
ボネートを主成分とするモノマーに紫外線吸収剤を添加
した後、重合して得た合成樹脂レンズを、ブラウン系ま
たはクレー系にａ合調整された分散染色溶液に浸漬、染
色加工し、次に高屈折率膜と低屈折率膜を順次積層し、
コーティング膜を形成さゼ、紫外線、可視光線、赤外線
を遮光させたことを特徴とする保護眼鏡レンズにより解
消された。

本発明において、合成樹脂レンズ用モノマーに添加され
る紫外線吸収剤としては２．２′−ジヒドロキシ−４−
メトキシベンゾフェノンが特に好ましく、その使用量は
、合成樹脂レンズ素材の主成分の七ツマー量に対し、好
ましくは０．０１重間％〜４Ｍ量％、特に好ましくは、
０．１重量％〜２重煽％である。その理由は０．０１重
量％未満では、紫外線カツト効果が弱く、さらに４重量
％を越えると、重合度に影響を与え、レンズがもろくな
り、成形性において好ましくないからである。

また、本発明における染色加工の染色条件は、染色温度
、染色温度及び浸漬特開の各要素技術で異なり、染色可
能な適用範囲は広いが、遮光能力、染色の再現性から、
染色濃度は０．０１重量％〜５市吊％、浸漬時間は１０
分〜６時間（好ましくは２０分〜３時間）、染色温度は
６０℃〜１００℃（好ましくは８０℃〜９０℃）である
のが好ましい。また染色の色調はブラウン系、クレー系
である。この色調の調合は、様々な方法があり例えばブ
ラウン系の色調を得るためには分散染料をブルー系（１
２２重量％〜３重量％）、レッド系（４００重量％〜８
重量％）、オレンジ系（８重漬％〜２５重間％）の比率
で調合することもでき、またクレー系の色調を得る為に
は分散染料をオレンジ系（３５５重量％〜４重量％）、
レッド系（２重量％〜５重量％）、ブルー系（５００重
量％〜６重量％）の比率で調合でき、色調の調整には様
々な配合の方法があり限定されないが、本発明では、特
にカラーバランスに優れた色調としてブラウン系、クレ
ー系に限定するものである。即ち、分光透過率曲線は色
調により波長の吸収帯が違い、例えば黄は５７５ｎ−付
近に吸収帯を有しており、波長域５００ｎｍ〜６２０　
ｎｕｎイ・Ｊ近ではフラットな透過率曲線が得られない
。従って波長域５００ｎｍ〜６２０　ｎｉ（；ｊ近の透
過率曲線の変化の仕方がフラットに近い色調としてブラ
ウン系、クレー系の色彩を選択Ｊるものである。この帯
域の透過率は、使用目的により］ント【１−ルすること
ができ、その遮光方法は、染料濃度、染色時間、浸漬時
間等の染色加工の染色条件で調整可能である。

紫外線、赤外線遮光のための積層膜に用いる高屈折率膜
用物質には、酸化ジルコニウムが特に好ましく、酸化チ
タン、酸化セリウム、酸化インジウム、酸化ネオジウム
及び酸化タンタルも使用できる。また低屈折率膜用物質
には、酸化硅素が特に好ましく、フッ化マグネシウムも
使用できる。

Ｗ４層させる順番は、高、低、・・・・・・高、低の順
であっても低、高、・・・・・・低、高であってもよく
、その層数は、４〜２０層であれば好ましい効果が得ら
れ、層数と反射波長域は反比例し、反射率の大きさは比
例する。

その光学的膜厚は、λ／４　（λは波長）が好ましく、
また蒸着物質の積層方法は、特に真空蒸着が好ましいが
、イオンスパッタリング法等も可能である。

〈作用〉 本発明の保護眼鏡レンズは、紫外線吸収剤を添加した七
ツマ−を重合して得られる。また該レンズは、分散染色
でクレー系又はブラウン系に染色され、レンズ表面に染
色層が形成されている。更に前記染色レンズの表面部に
高屈折率膜と低屈折率膜とで順次積層された］−ティン
グ膜が形成されているので、紫外線、可視線、赤外線は
遮光され、眼に有害な紫外線・赤外線の眼球への到達量
が少なく、光線による眼障害を未然に防ぐ。また、カラ
ーバランスの損なわない色調で防眩効果のある濃度に染
色されているので、レンズを通して、安楽に物体を視る
ことができ、かつ交通標識、メーター類のカラーを、レ
ンズを通さずに見る時と何ら変化なく識別する事ができ
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

−〇　− 〈実施例１〉 第１図は本発明の実施例の保護ｗｉ鏡レンズ１の部分拡
大断面図であり、保護眼鏡レンズ１はジエチレングリ］
−ルピスアリルカーボネートを１−成分とする七ツマ−
を、これに紫外線吸収剤を添加した後、重合して（りだ
合成樹脂レンズを染色加圧した染色合成樹脂レンズ２に
酸化ジルコニウムからなる高屈折率膜３と酸化ケイ素か
らなる低屈折率膜４が積層され【いる。

また前記染色合成樹脂レンズ２の表面層には分散染料で
ブラウンに染色された染色層２ａが形成されている。

又、前記高屈折率膜３、低屈折率膜４の光学的膜厚はλ
／４であり、例えば１２層に積層されている。

次に、その保ｉｉ！１１１１２１ルンズ１の製造方法を
詳細に説明するが、ここに述べた製造方法はあくまｅ−
例であり、当業者に自明な製造方法の改変により得られ
た保護眼鏡レンズも本発明に包含されるものである。

合成樹脂レンズモノマーとしてジエチレングリコールビ
スアリルカ−ボネート 紫外線吸収剤として２，２′−ヒドロキシ−４−メトキ
シベンゾフェノン０．１５重量％を撹拌機で充分に撹拌
し、重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシカーボ
ネート（　Ｉ　ＰＰ）をモノマー１００に対し３の割合
で添加、撹拌し、混合液を得た。次に、ガラス型と樹脂
製シールよりなる、レンズ成型用型内に前記混合液を注
入し、電気炉にてキャスト重合を行って、合成樹脂レン
ズを得た。

ダイアニツクス　レッド　八〇Ｅ（三菱化成（株）製）
、レゾリン　オレンジ　３ＧＬ　（バイエル社製）、ダ
イアニツクス　ブルー　ＲＮ−Ｅ（三菱化成（株）製）
をそれぞれ６０％、２０％、２０％の比率で調合して得
た混合分散染料５ｇ（０．５重量％）を水１１に加えて
ブラウン色の染色液を調整し、該染色液に更に界面活性
剤（染色安定剤、ホーヤ（株）製ホーヤ　スタごライザ
ー）２ｙ　（０．２重量％）を添加した後、上で得られ
た合成樹脂レンズを染色温度８５℃で３０分間浸漬し、
染色層２ａを有する染色合成樹脂レンズ２を得た。染色
合成樹脂レンズ２の色はブラウンであった。

次に、真空蒸着法により前記染色合成樹脂レンズ２を真
空蒸着装置を使用し、真空槽内に設置し、レンズ表面温
度を１２０℃以下としながら、高屈折率膜３の物質とし
て酸化ジルコニウムを、低屈折率膜４の物質として酸化
硅素を使用して交互に蒸着させ、赤外域の最大反射波長
をλとした場合に各層がλ／４の膜厚を有する台片１１
２層（酸化ジルコニウム６層、酸化硅素６層）の紫外、
赤外線遮断膜を形成させ保護眼鏡レンズ１を得た。ここ
で膜厚制御は単色測光法を用いモニターガラスを監視す
ることにより行った。その単色フィルタ波長は５５０ｎ
ｍを用い、蒸着は電子ビーム加熱法である。

前記保護眼鏡レンズ１の分光透過率曲線（日立製作所製
３４０自配分光度計を使用して測定した）は第２図に示
す通りである。

第２図に示す分光透過率曲線より本実施例の保護眼鏡レ
ンズの紫外線、可視光線、赤外線の遮光性能は、下記の
通りである。すなわち、紫外線（■）　（約４００ｎｍ
以下）では、はぼ１００％近く遮光しており、この紫外
線は角膜、水晶体に影響を及ぼすことは前述の通りであ
るので、その予防効果として優れている。

次に可視光線（■）（約４０００１〜約７８０ｎｌｌｌ
）について述べる。第３図は人間の眼の光に対する感度
の波長による変化を表わす比視感度曲線で、波長５　５
　５　０１を１として他の波長の視感度を対比させたも
ので、波長域（　ＩＶ　）約５　０　０　ｎｌｌｌ〜約
６２０ｎｍ付近が人間が最も光の輝度を感じるところで
あり、色調においても敏感な帯域である。また同じ可視
光線でも波長的５　０　０　ｎｉ＋未満、波長的６２０
ｒｖを超える波長帯域では光線透過率と輝度感とが直接
関係しないことがわかる。即ち光線透過率が多くても輝
度感をあまり感じない帯域である。

そこで、第３図の比視感度曲線と第２図の本実施例の透
過率曲線を合成して第４図を作成し、本実施例の透過率
曲線と人間の眼の比視感度曲線を比較し、実際に人間の
眼が感じる眩輝作用と本実施例の保護眼鏡レンズを対比
させると、その約５００ｎｍ〜約６２０ｎｍの波長域（
ＩＩＩ）では優れた遮光効果があることがわかる。

次に、カラーバランスについて述べる。第５図は太陽光
のスペクトルの分布を示しており、この第５図の波長域
５０００ＩＩｌ〜６２０ｎｍの透過率曲線の変化の仕方
はほぼフラン］・な曲線を示している。

同様に、第２図の本実施例の保護眼鏡レンズの透過率曲
線は、前記波長域（５０００Ｉｌｌ〜６５００ｍ）にお
いて、太陽光とほぼ同様にフラットな透過率曲線の変化
を示しており、自然光と近い透過率曲線の変化を示して
いるのでカラーバランスを損うことなく遮光効果を奏し
ている。従って、前記保護Ｉｎレンズから見る物体の色
調は（光量としては波長域５００ｎＩ１１〜６２０ｎｍ
においては、７０％〜８０％程度遮光されているが、）
はぼ自然光とほぼ同様のカラーバランスの状態で像を見
ることができ、交通標識、計器類等の表示カラーもカラ
−バランスを損うことなく見ることができる。

また、レーリーの散乱理論によれば、波長λの自然光が
小球に入射した時、散乱角θで小球からの距離ｌでの散
乱光強度Ｅは 周率、■は小球の誘電率あるいは屈折率で定まる常数で
ある。

散乱光の強度は波長の４乗に逆比例しており、従って、
波長の短い光は強く散乱される。一方、散乱光は物体を
？５２認する際の外乱作用を有し特に遠方の物体の？！
認の妨げとなる。特に航空パイロットに望まれる遮光レ
ンズ機能としては、遠方の物体の視認が良好である事が
望まれ、散乱光をカットする事が必要とされ、特に短波
長（４００〜５００ｎｍ＞の光をカットする事が重要で
ある。

本実施例の保護眼鏡レンズは、５００〜６２００１にお
いて、はぼ平坦な分光透過率を有し、４００〜５００ｎ
Ｒ１の短波長の可視光線においては短波長はど小さい透
過率を有しており、自然光に近い色調でかつ、外乱作用
の大きい散乱光をカットして物体を視認できる効果を有
づる。また赤外線の７５０ｎａ＋　〜１２０Ｏｒｖ付近
は、網膜、脈絡膜に影響を及ぼすとされ、細胞内に熱が
貯留することによって起こるといわれているが、本実施
例においてこの帯域は１ｌ１００ｎ付近を中心に６５％
前後遮光されており、大きな遮光効果を奏しているので
、眼に有害とされる赤外線の特定波長域を遮光すること
ができる。

次にこの保護１１１１鏡レンズのその他の性能評価（外
観検査、付着性テスト、耐溶剤性）を下記の方法で行な
ったが、結果はすべて満足するものであった。

ｍ外観検査 蛍光灯を光源とする照明装置を用い、目視にて下記の１
）〜４）を満足するかどうかを観察した。

１）　透明であること ２）表面の不規則性がないこと ３）脈埋のないこと ４）表面にキズのないこと （ｍ付着性テスト（クロスカット−セロハンテープ剥離
テスト） コーティング膜に１ａｍ間隔に基材に達する切断線を縦
、横それぞれに１１本、ナイフで入れて１＃Ｉ２の目数
を１００個つくり、その上にセロハンテープを貼りつけ
、急激にはがす。このセロハンテープの貼りつけ、はが
しの操作を同一個所で３回くり返し剥離目のないかどう
かを観察した。

Ｉ耐溶剤性 アセトンを含ませた布によりレンズをふき、レンズ表面
に変化がないかどうかを観察した。

〈実施例２〉 ダイアニツクス　オレンジ　ＢＳＥ　　（三菱化成（株
）製）４８％、パラニール　Ｒ１１ＢＩＮＦ　８Ｎ（Ｂ
ＡＳＦ社製）２％、スミカロン　ブルー　ＥＲ（住友化
学（株）製）２５％、ダイアニックスプルー　ＡＣＥ　
（三菱化成（株）製）２５％の比率で使用してクレー色
の染色液を調整、使用した以外はすべて、実施例１と同
様の方法で行い、クレーの色調を有する保護眼鏡レンズ
を得た。その分光透過率曲線は第６図に示す通りである
。

前記レンズを実施例１と同様に（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の性
能評価を行ったがすべて満足するものであり、また透過
率曲線からの紫外線、可視光線、赤外線の遮光効果及び
カラーバランスにおいて実施例１と同様に優れたもので
あった。

く比較例１〉 合成樹脂レンズ素材上ツマ−としてジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート９９．９７重量％、紫外線吸
収剤として２．２′−ジヒドロキシ−４−ｎ−オクトキ
シベンゾフェノンを０．０３重間％添加し、実施例１と
同様の重合方法で、合成樹脂レンズを製造し、さらに、
前記合成樹脂レンズを、分散染料ファスト　オレンジ（
三菱化成（株）製）を使用した以外は、実施例１と同様
の染色条件で、染色加工して、染色レンズを得た。その
分光透過率曲線は第７図の曲線に示す通りであり、波長
３４０ｎｍ−４００ｎｍ付ｆｕ）近紫外線域において極
大の透過率が約７％である。

この近紫外線域は、網膜障害、角膜損傷あるいは水晶体
へ影響を与える有害波長域であり、光量が強くなった場
合、わずかな透過光においても影響力が強く、有害光と
なり、眼を保護する為の保護眼鏡レンズとして遮光機能
が充分でない。また赤外線域において全く遮光効果を奏
していない。また４００ｒｖ〜５００ｎｍの可視光を全
て遮光しているため、青色を視認することができない。

〈比較例２〉 実施例１と同様の七ツマー組成及び重合方法で合成樹脂
レンズを製造し、分散染料のみ変えてダイアニツクス　
ブルー　ＡＣＥ　（三菱化成（株）製）を使用し、次に
、実施例１と同様の染色条件で、染色加工し、染色レン
ズを得た。その分光透過率曲線は第８図の曲線に示す通
りであり、波長３７０ｎｍ以下の透過率全面カット域（
２）と、波長３７０ｎｓ＋〜７４０ｎｍ付近の透過率変
化域０と、波長７４０　ｎｍ以上の一定透過率域（へ）
とからなっている。

染色レンズの分光透過率曲線は、波長４２０ｎｓ付近で
極大の透過率７７％を有し、波長が大きくなるにしたが
って漸減し、波長５３０　ｎｌ付近では、透過率２５％
を示している。

従って波長域（ＩＶ）（約５０ＯｎＩ１１〜約６２０ｎ
ｍ）では、透過率曲線の変化の仕方が激しくカラーバラ
ンスが悪い。

さらに赤外線域において全く遮光効果を奏していない。

〈発明の効果〉 本発明の保護眼鏡レンズは、合成樹脂七ツマ−に紫外線
吸収剤を混合させ、重合して得たレンズを、ブラウン系
もしくはクレー系の染料で染色し、更に該レンズ表面に
紫外・赤外線の遮光効果を有する真空蒸着膜を形成して
なるので、紫外・赤外・可視の各帯域のおいて遮光効果
を有している。

従って高高痕における強い太陽光のもとで作業する航空
パイロットの眼の保護において、角膜、網膜等への眼障
害に対して予防効果を有し、強烈な可視光線を遮光する
ことで、作業時における眩しさを柔らげ、安全な保護眼
鏡を提供することができる。又、ブラウン系、クレー系
は、その分光透過率が可視光域のほぼ５００　ｎｍ〜６
２０ｎｍの波長域において、平坦であり、紫から青、緑
、黄、橙、赤、に至る各色の光を平均して遮光している
ため、通常のカラーバランスを損うことなく、各色を感
じる事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１の保護眼鏡レンズの部分拡大断面図
、第２図は、実施例１の保護眼鏡レンズの透過率曲線図
、第３図は、人間の眼の比視感痕曲線図、第４図は第１
図と第３図の合成曲線図、第５図は、太陽光のスペクト
ル分布図、第６図は実施例２の保護眼鏡レンズの透過率
曲線図、第７図は比較例１の染色レンズの透過率−ＩＩ
図、第８図は比較例２の染色レンズの透過率曲線図であ
る。 １・・・保護眼鏡レンズ ２・・・染色合成樹脂レンズ ２ａ・・・染色層 ３・・・高屈折率膜 ４・・・低屈折率膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジエチレングリコールビスアリルカーボネートを
   主成分とするモノマーに紫外線吸収剤を添加した後、重
   合して得た合成樹脂レンズを、ブラウン系またはクレー
   系に混合調整された分散染色溶液に浸漬、染色加工し、
   次に高屈折率膜と低屈折率膜を順次積層し、コーティン
   グ膜を形成させ、紫外線、可視光線、赤外線を遮光させ
   たことを特徴とする保護眼鏡レンズ。
2. （２）高屈折率膜が酸化ジルコニウムからなり、低屈折
   率膜が酸化硅素からなる、特許請求の範囲第１項に記載
   の保護眼鏡レンズ。