JPWO2015163464A1 - 眼鏡レンズ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1においては、光学基材と、前記光学基材の表面に積層された機能層とを有し、前記機能層は屈折率が一定のハードコート層を含み、前記機能層の厚みTμmが「9.1≦T≦100」を満たす光学物品が示されている。
そこで本発明は、製造時のクラック発生を抑制できる、眼鏡レンズを提供することを課題とする。
[1] レンズ基材と、ハードコート層と、を有する眼鏡レンズであって、
前記ハードコート層が、無機酸化物粒子、シランカップリング剤、及びマトリックス成分中40質量%超60質量%以下の多官能エポキシ化合物を含む硬化性組成物を硬化して得られるものである、眼鏡レンズ。
[2] 前記ハードコート層が、10μm以上50μm以下の膜厚を有する、[1]に記載の眼鏡レンズ。
[3] 前記無機酸化物粒子がシリカ粒子である、[1]又は[2]に記載の眼鏡レンズ。
[4] 前記シランカップリング剤が、ケイ素原子に結合する有機基と、ケイ素原子に結合するアルコキシ基を有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
[5] 前記多官能エポキシ化合物が、2つまたは3つのエポキシ基が含まれる化合物である、[1]〜[4]のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
[6] 前記レンズ基材と、前記ハードコート層との間に、干渉縞抑制層を更に有する、[1]〜[5]のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
前記ハードコート層が、無機酸化物粒子、シランカップリング剤、及びマトリックス成分中40質量%超60質量%以下の多官能エポキシ化合物(以下単に「エポキシ化合物」ともいう)を含む硬化性組成物を硬化して得られるものである。
ハードコート層の形成に用いられる硬化性組成物に上記の範囲のエポキシ化合物が含有されることで、製造時のクラックを抑制することができる。また、上記構成により、優れた耐候性も示す。
以下、本発明の眼鏡レンズの構成について詳細に説明する。
眼鏡レンズのレンズ基材に使用される材料としては、例えば、ポリウレタン系材料(例えばポリウレタン、ポリウレタンウレア、ポリチオウレタン)、ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート等のプラスチック、無機ガラス、等が挙げられる。レンズ基材の厚さおよび直径は、特に限定されるものではない。通常、厚さは1〜30mm程度、直径は50〜100mm程度である。本発明の眼鏡レンズが視力矯正用の眼鏡レンズの場合、レンズ基材としては、屈折率neが1.5〜1.8程度のものを使用することが通常である。レンズ基材としては、通常無色のものが使用されるが、透明性を損なわない範囲で着色したものを使用することもできる。また、その上に硬化被膜が形成される基材の表面形状は特に限定されず、平面、凸面、凹面等の任意の形状であることができる。
本発明の眼鏡レンズにおいて、レンズ基材には、少なくともハードコート層を含む機能層が設けられる。ほかの機能層としては、プライマー層、干渉縞抑制層、偏光層、フォトクロミック層等を挙げることができる。また、当該ハードコート層の上に、更に必要に応じて、反射防止層、撥水膜、紫外線吸収膜、赤外線吸収膜、フォトクロミック膜、帯電防止膜等の機能層を設けることもできる。これらほかの機能層については、眼鏡レンズに関する公知技術を適用することができる。
本発明の眼鏡レンズは、基材側から、プライマー層、ハードコート層の順に積層されているまたは基材側から、干渉縞抑制層、ハードコート層の順に積層されていることが好ましく、また、基材側から、干渉縞抑制層、プライマー層、ハードコート層の順に積層されていることがより好ましく、また、基材側から、干渉縞抑制層、プライマー層、ハードコート層、反射防止層の順に積層されていることが更に好ましい。
ハードコート層は、例えば、無機酸化物粒子(以下「成分(A)」ともいう)と、シランカップリング剤(以下、「成分(B)」ともいう)と、多官能エポキシ化合物(以下「成分(C)」ともいう)とを含む硬化性組成物を硬化して得られる。
加水分解性基としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基が挙げられ、好ましくはアルコキシ基である。
シランカップリング剤とは、好ましくは下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物である。
(R1)a(R3)bSi(OR2)4 - (a+b) ・・・(I)
R2で表されるアルキル基は、例えば直鎖または分岐の炭素数1〜4のアルキル基であって、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基又はエチル基である。
R2で表されるアシル基は、例えば、炭素数1〜4のアシル基であって、具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、オレイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
R2で表されるアリール基は、例えば炭素数6〜10のアリール基であって、具体例としては、フェニル基、キシリル基、トリル基等が挙げられる。
R3で表されるアルキル基は、例えば直鎖または分岐の炭素数1〜6のアルキル基であって、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
R3で表されるアリール基としては、例えば炭素数6〜10のアリール基であって、具体例としては、フェニル基、キシリル基、トリル基等が挙げられる。
成分(B)の含有量は、硬化性組成物の固形分中、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。
成分(C)の含有量は、硬化性組成物の固形分中、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは23質量%以上であり、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。
フィラー/マトリックス比(以下単に「F/M比」ともいう)は、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.7以上であり、また、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.6以下、更に好ましくは1.4以下である。
なおF/M比とは、成分(B)と成分(C)の合計質量に対する、成分(A)の質量比[成分(A)/(成分(B)+成分(C))]を意味する。
プライマー層は、例えば、樹脂成分と水系溶媒を含有する水系樹脂組成物から形成される水系樹脂層である。
水系樹脂組成物に含まれる水系溶媒は、例えば、水、水と極性溶媒等との混合溶媒であり、好ましくは水である。水系樹脂組成物中の固形分濃度は、液安定性および製膜性の観点から、好ましくは1〜60質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。水系樹脂組成物は、樹脂成分のほかに、必要に応じて、酸化防止剤、分散剤、可塑剤等の添加剤を含むことも可能である。また、市販されている水系樹脂組成物を、水、アルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)等の溶媒で希釈して使用してもよい。
塗布方法としては、ディップ法、スピンコート法、スプレー法等の公知の塗布法を用いることができる。塗布条件は、所望の膜厚のプライマー層を形成できるように適宜設定すればよい。塗布前には、被塗布面である偏光膜表面に対し、酸、アルカリ、各種有機溶媒等による化学的処理、プラズマ、紫外線、オゾン等による物理的処理、各種洗剤を用いる洗剤処理を行うこともできる。このような前処理を行うことにより、密着性を向上させることができる。
水系樹脂組成物の塗工後、該組成物を乾燥させることによりプライマー層として水系樹脂層を形成することができる。上記乾燥は、例えば室温〜100℃の雰囲気中に5分〜24時間、プライマー層を形成した部材を配置することにより行うことができる。
前記レンズ基材と、前記ハードコート層との間に、干渉縞抑制層を更に有することが好ましい。
干渉縞抑制層は、干渉縞を抑制するため、波長λが450〜650nmの光における光学膜厚が好ましくは0.2λ〜0.3λである。
干渉縞抑制層は、例えば、無機酸化物粒子及び樹脂を少なくとも含有する分散液を塗工して得られる。
分散液は水系溶媒を含んでいてもよい。水系溶媒は、例えば、水、水と極性溶媒等との混合溶媒であり、好ましくは水である。水系樹脂組成物中の固形分濃度は、液安定性および製膜性の観点から、好ましくは1〜60質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。水系樹脂組成物は、樹脂成分のほかに、必要に応じて、酸化防止剤、分散剤、可塑剤等の添加剤を含むことも可能である。また、市販されている水系樹脂組成物を、水、アルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)等の溶媒で希釈して使用してもよい。
ハードコート層上に反射防止層を設けてもよい。反射防止層は、例えば、低屈折率層及び高屈折率層が交互に配置された構成を有する。反射防止層が有する層は、好ましくは4〜10層、より好ましくは5〜8層である。
低屈折率層の屈折率は、波長500〜550nmで、好ましくは1.35〜1.80、より好ましくは1.45〜1.50である。低屈折率層は、無機酸化物からなり、好ましくはSiO2からなる。
高屈折率層の屈折率は、波長500〜550nmで、好ましくは1.90〜2.60であり、より好ましくは2.00〜2.40である。
高屈折率層は、例えば、無機酸化物からなる。高屈折率層に用いられる無機酸化物としては、好ましくは、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、TiO2、Nb2O5及びAl2O3の中から選ばれる少なくとも一種類の無機酸化物であり、より好ましくはNb2O5、ZrO2又はTa2O5である。
ハードコート層が形成されたレンズ基材を用いて、光干渉法による非接触式膜厚測定器((株)システムロード製非接触式膜厚計測器FF8)により測定した。
連続荷重式表面測定機(新東科学(株)製Type22)を用いて、先端曲率半径が50μmのダイヤモンド針を装着して、眼鏡レンズとダイヤモンド針の当接荷重を1g/secで徐々に高めながら、10mm/secの速度で直線相対運度させて傷を形成した。蛍光灯下で目視において傷として認識され始める位置から、その荷重を求め「傷発生荷重」とし、当該傷を顕微鏡で確認して、眼鏡レンズの表面被膜が切削され始める位置から、その荷重を求め「膜剥離荷重」とした。
なお、表面被膜が切削されることで、形成される傷の色が白色を示す状態を示す。このように表面膜が切削されると肉眼でも目立つ傷となる。
プライマー層、ハードコート層を形成した熱硬化工程後のプラスチックレンズを目視にて確認し、クラックの発生を評価した。
※評価基準
A 殆どクラックがない。
B 僅かにクラックが発生している。
C 明らかにクラックが発生している。
作製したプラスチックレンズについて、50℃の温水に24時間浸漬した後に風乾させた。その後、レンズの密着性を以下の方法で評価した。
JIS K5600―5―6(ISO 2409:1992)に基づいて、上述のプラスチックレンズのプライマー層、ハードコート層、反射防止層によるコート膜に、長さ10mmの切れ込みをクロスカットした。
このクロスカットしたところに粘着テープ(ニチバン(株)製セロテープ(登録商標))を強く貼り付けた後、粘着テープを急速に剥がした後の硬化膜の100目中の剥離マス目数を調べた。判断基準は以下の通りである。
※評価基準
A 剥離マス目数0〜2/100
B 剥離マス目数3〜5/100
C 剥離マス目数6以下/100
JIS K5600―5―6(ISO 2409:1992)に基づいて、上述のプラスチックレンズのプライマー層、ハードコート層、反射防止層によるコート膜に、長さ10mmの切れ込みをクロスカットした。
QUV試験機を用いて密着試験を行った。密着試験方法では、暴露処理の条件は、照度0.20×45℃×4時間 結露45℃×4時間 1サイクルで21サイクルトータル 168時間とした。評価方法は以下の通り行った。
この処理後の試料のクロスカットした部分に粘着テープ(ニチバン(株)製セロテープ(登録商標))を強く貼り付けたのち、急速に粘着テープを剥がし、粘着テープを剥がした後の基盤目の膜剥がれの有無を調べた。
※評価基準
A 剥離マス目数0〜2/100
B 剥離マス目数3〜5/100
C 剥離マス目数6以下/100
樹脂基材(プラスチックレンズ:HOYA(株)製,商品名:EYNOA、屈折率1.67)に、プライマー液をディップ法にて塗布し、100℃で20分間乾燥固化することにより、レンズ基材両面にプライマー層を形成し、下記の成分で構成されるハードコート液をスプレー法で塗布し、100℃で2時間乾燥してハードコート層を固化した。このハードコートが施されたサンプル表面に、真空蒸着法により1層目の下地層(低屈折率層)である酸化ケイ素層を形成し、2層目〜7層目として、酸化ジルコニウム層、酸化ケイ素層を交互に積層して反射防止膜(AR層、AR1)を形成した。
プライマー層、ハードコート層、AR層の構成を以下の表に示したものとした以外は、実施例1と同様の方法でプラスチックレンズを得た。得られたプラスチックレンズについて評価し、それらの結果を表に示す。ただし比較例5のみディップ法にてハードコート液を塗布した。
PR1: 水系ポリウレタン樹脂組成物(日華化学(株)製:エバファノールHA170)をプロピレングリコールモノメチルエーテルにて6倍に希釈したものを使用した。
〔有機ケイ素化合物〕
KBM403: γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名KBM403)
〔多官能エポキシ化合物〕
EX−321: トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル(グリシジル基官能基数:2〜3官能、ナガセケムテック(株)製、商品名:デナコールEX−321)
〔無機酸化物〕
PGM−ST:SiO2ゾル(日産化学工業(株)製、商品名:PGM−ST)
MeOHシリカゾル:SiO2ゾル(日産化学工業(株)製、商品名:MeOHシリカゾル)
〔その他〕
レベリング材:界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名Y7006)
アルミ系触媒:アルミニウムトリスアセチルアセトネート(川研ファインケミカル(株)製、商品名アルミキレートA(W))
希釈溶媒:メタノール、PGM、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(DAA)、水、塩化水素溶液
AR1:低屈折材料(SiO2)、高屈折材料(ZrO2)
AR2:低屈折材料(SiO2)、高屈折材料(Ta2O5)
AR3:低屈折材料(SiO2)、高屈折材料(Nb2O5)
167:HOYA(株)製、眼鏡用プラスチックレンズ、商品名EYNOA、屈折率1.67
Claims (6)
- レンズ基材と、ハードコート層と、を有する眼鏡レンズであって、
前記ハードコート層が、無機酸化物粒子、シランカップリング剤、及びマトリックス成分中40質量%超60質量%以下の多官能エポキシ化合物を含む硬化性組成物を硬化して得られるものである、眼鏡レンズ。 - 前記ハードコート層が、10μm以上50μm以下の膜厚を有する、請求項1に記載の眼鏡レンズ。
- 前記無機酸化物粒子がシリカ粒子である、請求項1又は2に記載の眼鏡レンズ。
- 前記シランカップリング剤が、ケイ素原子に結合する有機基と、ケイ素原子に結合するアルコキシ基を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
- 前記多官能エポキシ化合物が、2つ又は3つのエポキシ基を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
- 前記レンズ基材と、前記ハードコート層との間に、干渉縞抑制層を更に有する、請求項1〜5のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
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