KR102533969B1

KR102533969B1 - 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법

Info

Publication number: KR102533969B1
Application number: KR1020207026824A
Authority: KR
Inventors: 준지 다케나카; 준지 모모다; 요시히로 아사하라; 다카시 다무카이
Original assignee: 가부시끼가이샤 도꾸야마
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2023-05-18
Also published as: EP3770648A4; US20210003867A1; CN111936890A; JP7246373B2; CN111936890B; KR20200133745A; WO2019181903A1; AU2019237487A1; MX2020009708A; EP3770648A1; JPWO2019181903A1

Abstract

플라스틱 렌즈의 한쪽 표면에, a) 포토크로믹 화합물, b) 라디칼 중합성 단량체, c) 광중합 개시제를 적어도 포함하여 이루어지는 광경화성 코팅 조성물을 포함하는 미경화 피복층을 형성하고, 이어서 해당 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈에 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터, 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해 광을 조사하여 해당 미경화 피복층을 경화시키는 것을 특징으로 하는, 경화 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법.

Description

피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법

본 발명은 포토크로믹 특성을 갖는 코팅층으로 피복된 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 코팅층을 표면에 갖는 안경 렌즈 등의 플라스틱 렌즈의 간편하고 또한 확실한 제조 방법에 관한 것이다.

포토크로미즘이란, 어떤 화합물에 태양광 혹은 수은등의 광과 같은 자외선을 포함하는 광을 조사하면 빠르게 색이 바뀌고, 광의 조사를 멈추고 암소에 두면 원래의 색으로 되돌아가는 가역 작용이며, 여러가지 용도에 응용되고 있다.

예를 들어, 안경 렌즈의 분야에 있어서도 포토크로미즘이 응용되고 있고, 상기와 같은 성질을 갖는 각종 포토크로믹 화합물을 첨가한 중합성 단량체를 경화시킴으로써, 포토크로믹 특성을 갖는 플라스틱 렌즈가 얻어지고 있다. 포토크로믹 화합물로서는 이러한 용도에 적합하게 사용할 수 있는 풀기미드 화합물, 스피로옥사진 화합물, 크로멘 화합물 등이 발견되어 있다.

포토크로믹 특성을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법으로서는, 포토크로믹 특성을 갖지 않는 플라스틱 렌즈의 표면에 포토크로믹 화합물을 함침시키는 방법(이하, 함침법이라고 한다), 혹은 플라스틱 렌즈의 표면에 포토크로믹 특성을 갖는 코팅층을 마련하는 방법(이하, 코팅법이라고 한다), 혹은 단량체에 포토크로믹 화합물을 용해시키고 그것을 중합시킴으로써 직접 포토크로믹 렌즈를 얻는 방법(이하, 혼련법이라고 한다)이 제안되어 있다.

코팅법으로서는, 예를 들어, 우레탄 올리고머 중에 포토크로믹 화합물을 용해시킨 코팅제를 렌즈 상에 도포한 후, 적외선을 사용하여 40분간 140℃에서 열경화하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

또한, 단관능, 2관능 및 다관능의 각 라디칼 중합성 단량체의 혼합물에 포토크로믹 화합물을 용해한 코팅제를 조합하고, 그것을 유리 몰드 내면에 코팅한 후에 광경화하고, 그 후, 몰드 내부에 단량체를 주형하고, 열경화하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

또한, N-알콕시메틸(메트)아크릴아미드, 촉매 바람직하게는 산성 촉매, 및 포토크로믹 화합물을 혼합한 코팅제를 렌즈 상에 도포한 후, 40분간 140℃에서 열경화하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).

또한, 2종류 이상의 2관능 (메트)아크릴 단량체만의 조합으로 이루어지는 단량체 조성물에, 포토크로믹 화합물을 용해시킨 코팅제를 렌즈 상에 도포한 후, 500와트의 램프를 사용하여 광경화하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 4 참조). 그 때의 렌즈 표면 온도는 145 내지 200℃로 되어 있다.

그러나, 이들 어느 방법에 있어서든, 플라스틱 렌즈 표면에 도포한 코팅제를 충분히 경화시켜서 플라스틱 렌즈 자체가 변형되는 일 없이 코팅층을 갖는 플라스틱 렌즈를 얻는 것은 어렵다.

즉, 본 발명자들이 플라스틱 렌즈 표면에 도포한 광경화성 코팅제를 경화시키는 방법에 대하여 연구를 행한 결과, 광경화성 코팅제로 피복한 플라스틱 렌즈의 코팅제 도포면을 상면에 유지하고 강도가 강한 광을 사용하여 광중합을 행한 경우, 중심 부분의 두께가 얇은 플라스틱 렌즈가 변형된다는 문제가 있는 것이 확인되었다. 이러한 문제는, 경화에 사용하는 광원에서 유래되는 열에 의해 플라스틱 렌즈가 연화되기 때문에, 코팅제가 경화할 때에 발생하는 응력을 견뎌낼 수 없어 변형되어버리는 것이 원인이며, 특히, 중심 부분의 두께가 2㎜ 미만이며 주연 부분이 중심부보다 두꺼운 플라스틱 렌즈의 경우에 현저하다.

상기 문제의 발생을 억제하기 위해서, 조사하는 광의 강도를 약하게 한 경우에는, 코팅제가 충분히 경화하지 않아, 플라스틱 렌즈와 포토크로믹층의 밀착성이 불충분해지고, 또한 표면 경도가 저하된다는 다른 문제가 발생하고, 장시간의 경화를 행한 경우에는, 생산성의 저하가 문제로 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로서, 플라스틱 렌즈의 표면에 도포한 광경화성 코팅제를 광경화시킬 때, 플라스틱 렌즈의 표면 온도를 100℃ 이하로 하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 5 참조).

또 다른 방법으로서, 플라스틱 렌즈를 탄성체 혹은 소성 변형성 재료에 의해 유지함으로써, 렌즈의 변형을 억제하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 6 참조).

또 다른 방법으로서, 플라스틱 렌즈의 이면에 히드로겔을 부착시킴으로써 플라스틱 렌즈의 온도 상승을 억제하여, 렌즈의 변형을 억제하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 7 참조).

또한, 다른 방법으로서, 광경화성의 코팅제를 유리 몰드의 내면에 코팅하여 LED에 의해 광을 조사하여 경화하고, 그 후 몰드 내부에 단량체를 주형하여 중합하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 8 참조).

상기 특허문헌 5에 기재된 방법에서는, 플라스틱 렌즈의 표면 온도를 100℃ 이하로 하는 구체적 방법으로서, 플라스틱 렌즈에 조사하는 렌즈 표면의 광강도 및 조사 시간을 제어하는 방법이 나타나 있다.

그러나, 이러한 방법을 채용한 경우에는, 단속적으로 광조사하는 것이 필요하게 된다는 등의 점에서, 코팅제의 광경화 시간이 길어지기 때문에 생산성의 점에서 문제가 있을 뿐만 아니라, 렌즈의 중심 두께에 따라서 광강도와 광조사 시간을 제어할 필요가 있기 때문에, 조작이 번잡하게 되어 있었다. 또한, 플라스틱 렌즈의 이면, 나아가 측면에 냉수를 순환시킨 튜브 등을 접촉시켜서, 해당 플라스틱 렌즈를 냉각하는 방법을 병용함으로써, 광경화 시간을 어느 정도 단축하는 것이 가능했지만, 장치의 구조가 복잡해지는 데다가, 튜브와 플라스틱 렌즈의 접촉부와 비접촉부에서 냉각 효과에 불균일이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 상기 특허문헌 6에 기재된 방법에서는, 탄성체를 사용하는 경우에는, 편심 렌즈 등 찌그러진 형상을 갖는 플라스틱 렌즈에 대해서는 피트성이 반드시 충분한 것은 아니어서, 렌즈와 탄성체 사이에 간극이 생겨버려, 열변형을 완전히 억제하는 것이 곤란해지는 경우가 있었다. 한편, 소성 변형성 재료를 사용하는 경우에는, 역시 피트성이 반드시 충분하지는 않은 데다가, 해당 소성 변형성 재료를 플라스틱 렌즈로부터 제거할 때에, 그의 일부가 플라스틱 렌즈에 부착되어 남아버리고, 그 후 세정해도 충분히 다 제거할 수 없는 등, 조작 상의 문제를 갖고 있었다.

또한, 상기 특허문헌 7에 기재된 방법에서는, 이면에 히드로겔을 부착시키는 조작, 및 경화 후의 플라스틱 렌즈로부터 히드로겔을 제거하는 조작이 필요해져서, 반드시 대량 생산에 적합한 것은 아니라는 결점을 갖고 있었다.

또한, 상기 특허문헌 5 내지 7에 기재된 방법에서는, 모두 광원으로서, 메탈 할라이드 램프, 초고압 수은 램프, 고압 수은 램프, 중압 수은 램프, 살균 램프, 크세논 램프, 카본 아크, 텅스텐 램프 등의 유전극 램프, 또는 무전극 램프 등을 사용하고 있다. 이들 광원에서는 그의 스펙트럼이 포토크로믹 화합물의 흡수 영역과 겹치기 때문에, 광경화성의 코팅제를 경화시키기 위하여 과잉의 광을 조사할 필요가 있고, 그 결과 온도가 상승하여 플라스틱 렌즈가 변형된다는 문제를 발생시킨다. 또한, 경화가 불균일하게 진행하는 것으로부터 포토크로믹 특성의 저하, 특히 퇴색 속도가 느려진다는 문제를 발생시킨다.

또한, 상기 특허문헌 8에는 광원으로서 LED가 사용되고 있지만, 그의 특성에 관한 기재는 없고, 또한 유리 몰드를 사용하는 등 렌즈를 제조하는 방법 자체도 번잡한 등, 여전히 개선의 여지가 있었다.

특허문헌 1: 국제 공개 제1998/37115호 특허문헌 2: 미국 특허 제5914174호 공보 특허문헌 3: 국제 공개 제2000/36047호 특허문헌 4: 국제 공개 제2001/02449호 특허문헌 5: 일본 특허 공개 제2004-012857호 공보 특허문헌 6: 국제 공개 제2006/132200호 특허문헌 7: 국제 공개 제2016/122000호 특허문헌 8: 국제 공개 제2006/135390호

그래서, 본 발명은 플라스틱 렌즈의 표면에 광경화성의 코팅제를 도포하고, 이것을 경화시켜서 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 제조할 때에, 특수한 냉각 장치를 필요로 하지 않고, 또한 여러가지 형상을 갖는 플라스틱 렌즈에 대해서도, 높은 생산성으로 변형을 일으키는 일 없이 목적물을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 광조사의 광원으로서 특정한 LED를 사용함으로써, 플라스틱 렌즈의 온도 상승을 억제하고, 렌즈를 변형시키는 일 없이, 미경화 피복층의 광경화를 행할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 플라스틱 렌즈의 한쪽 표면에, a) 포토크로믹 화합물, b) 라디칼 중합성 단량체 및 c) 광중합 개시제를 적어도 포함하여 이루어지는 광경화성 코팅 조성물을 포함하는 미경화 피복층을 형성하고, 이어서 해당 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터, 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해 광을 조사하여 해당 미경화 피복층을 경화시키는 것을 특징으로 하는, 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법이다.

상기 본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에서는, 이하의 양태를 적합하게 채용할 수 있다.

1) 상기 LED의 발광 피크의 반값폭이 30㎚ 미만일 것.

2) 상기 LED에 의해 조사되는 광의, LED 조사 장치로부터의 사출각이 120도 이하일 것.

3) 상기 LED의 조사 표면에 있어서의 광의 조사 강도가 발광 피크 파장에 있어서 2W/㎠ 이상일 것.

4) 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서의 광의 조사 강도가 발광 피크 파장에 있어서 100mW/㎠ 이상일 것.

5) 상기 플라스틱 렌즈가 볼록상의 렌즈이며 그리고 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서, 광의 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율이 70％ 이상일 것.

6) 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서, 광의 적산 광량의 최댓값이 2J/㎠ 이상 50J/㎠ 미만일 것.

7) 상기 미경화 피복층의 경화를 해당 피복층의 표면 온도가 100℃ 이하로 되도록 하여 행할 것.

8) 상기 플라스틱 렌즈가, 중심 부분의 두께가 2㎜ 미만이며 또한 주연 부분이 중심부보다 두꺼운 플라스틱 렌즈일 것.

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 의하면, 플라스틱 렌즈의 표면에 광경화성 코팅 조성물을 도포하고, 이것을 경화시켜서 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 제조할 때에, 해당 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해 광을 조사함으로써 해당 미경화 피복층을 경화시킨다. 이에 의해, 예를 들어 200㎚ 내지 600㎚에 걸쳐서 폭넓은 파장의 광을 방출하는 종래의 광원을 사용하는 경우와 비교하여 포토크로믹 화합물의 발색을 억제할 수 있다. 그 때문에, 최소한의 광량으로 광경화성 코팅 조성물을 경화할 수 있다. 추가로, LED는 적외선을 거의 발하지 않는다는 특성을 갖는다. 그에 의해, 플라스틱 렌즈의 온도 상승을 억제할 수 있어, 플라스틱 렌즈의 변형을 억제할 수 있다.

또한, 종래의 광원을 사용하는 경우와 비교하여, 포토크로믹 화합물을 적지 않게 분해해버리는 350㎚ 미만의 자외선을 포함하지 않기 때문에 발색 농도가 높고, 또한 과잉의 광을 조사할 필요가 없기 때문에 퇴색 속도도 빠른 등, 포토크로믹 특성의 점에 있어서도 우수하다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 플라스틱 렌즈의 온도 상승을 억제하면서, 상기 미경화 피복층의 경화를 행하는 것이 가능하기 때문에, 플라스틱 렌즈의 이면 즉 미경화 피복층이 없는 외표면, 나아가 측면에 냉수를 순환시킨 튜브 등을 접촉시켜서, 해당 플라스틱 렌즈를 냉각하기 위한 특수한 냉각 장치도 특별히 필요로 하지 않으므로, 제조 장치의 저비용화, 콤팩트화가 시도되는 이점이 있다. 또한, 플라스틱 렌즈 이면에 발생하는 열을 빼내기 위한 탄성체나 히드로겔을 부착시킬 필요가 없어 간편한 조작에 의해 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 제조할 수 있다.

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에서는, 플라스틱 렌즈의 표면 상에 광경화성 수지의 경화체를 포함하는 피복층을 형성함으로써, 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 제조한다.

상기 본 발명의 제조 방법에 있어서의 기본적인 제조 프로세스는, 종래의 「광경화성 수지의 경화체를 포함하는 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈」를 제조하는 경우와 마찬가지이며, 플라스틱 렌즈의 한쪽 표면 상에 광경화성 조성물을 포함하는 미경화 피복층을 형성하는 제1 공정, 및 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터 광 조사함으로써 해당 미경화 피복층을 경화시키는 제2 공정을 포함한다. 이하, 플라스틱 렌즈에 있어서, 미경화 피복층이 형성된 면을 「표면」, 미경화 피복층이 형성되어 있지 않은 면을 「이면」라고 설명한다.

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에서는, 상기 제2 공정에 있어서, 상기 제1 공정에서 얻어진 미경화 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈에 대하여 해당 미경화 피복층이 형성된 표면 상방으로부터 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해 광을 조사함으로써 해당 미경화 피복층을 경화시키는 것이 특징이다. 이하, 본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 사용하는 각 재료에 대하여 설명한다.

(플라스틱 렌즈)

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 있어서, 사용되는 플라스틱 렌즈로서는, 특별히 한정되지 않고 일반적으로 사용되고 있는 플라스틱 렌즈를 사용할 수 있다. 특히, 중심 부분의 두께가 2㎜ 미만이고, 주연 부분이 중심부보다 두꺼운 형상의 플라스틱 렌즈가, 본 발명의 효과가 고도로 달성되는 점에서 특히 바람직하다. 범용의 안경용 플라스틱 렌즈에 있어서의 근시안 교정용의 오목 메니스커스 렌즈는, 마이너스 도수가 커짐에 따라서 중심 부분에 대한 주연 부분의 두께가 점차 커져 가므로, 이러한 조건을 충족하는 것이 많다. 이러한 플라스틱 렌즈는, 중심 부분이 얇기 때문에, 물리적인 변형이나, 열에 의한 변형을 받기 쉬운 경향이 있지만, 본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법은, 이러한 플라스틱 렌즈에 적용하기에 특히 효과적이다. 또한, 본 발명의 제조 방법에서 대상으로 하는 플라스틱 렌즈의 형상은, 평탄해도 되고, 혹은 렌즈 표면측이 볼록하게 되는 곡면의 어느 것이어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서의 플라스틱 렌즈의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 (메트)아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 알릴계 수지, 티오우레탄계 수지, 우레탄계 수지 및 티오에폭시계 수지 등의 공지된 수지를 사용할 수 있다. 다음으로 미경화 피복층을 구성하는 광경화성의 코팅제에 대하여 설명한다.

(광경화성의 코팅제)

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 공정에서 사용하는 광경화성 조성물은 소위 광경화성 코팅제이며, 필수 성분으로서 (a) 포토크로믹 화합물, (b) 라디칼 중합성 단량체, 및 (c) 광중합 개시제를 포함한다.

(a) 포토크로믹 화합물로서는, 예를 들어 풀기드 화합물, 풀기미드 화합물, 스피로피란 화합물, 스피로옥사진 화합물, 크로멘 화합물, 디아릴에텐 화합물 등의, 포토크로믹 특성을 갖는 플라스틱 렌즈에 사용되는 포토크로믹 화합물을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이들 포토크로믹 화합물은 단독으로 사용해도, 혹은 복수를 조합하여 사용해도 된다. 특히 우수한 포토크로믹 특성을 나타낸다는 점에서, 크로멘 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 크로멘 화합물 중에서도, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상이며, 또한 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상인 크로멘 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기한 특성을 충족하는 크로멘 화합물은, 옥외에 있어서는 감도 좋게 발색하고, 옥내에 있어서는 자외선이나 고에너지 가시광선 등의 유해한 광으로부터 눈을 보호할 수 있는 우수한 화합물이다. 그러나, 그 폭넓게 광을 흡수하는 특성 때문에, 200㎚ 내지 600㎚에 걸쳐서 폭넓은 파장의 광을 방출하는 종래의 광원에서는 광조사 중에 포토크로믹 화합물이 발색하여, 무색 상태보다도 많은 광을 흡수해버린다. 이러한 점에서, 광중합 개시제의 분해 및 그에 의해 개시되는 광중합 반응이 저해되어버려, 충분한 경도를 갖는 피복층을 형성시키는 것이 곤란하였다. 본 발명의 방법은, 후술하는 방법에 의해 LED광을 조사하기(특정한 발광 피크 파장을 갖는 LED를 사용하기) 때문에, 크로멘 화합물을 포함하는 광경화성의 코팅제를 경화시키는 경우에도, 얻어지는 경화체는, 높은 경도의 피복층을 가진 채, 우수한 포토크로믹 특성을 갖는 것이 된다. 이러한 특성을 갖는 크로멘 화합물로서, 인데노[2,1-f]나프토[1,2-b]피란을 주골격으로서 갖는 화합물을 들 수 있다.

인데노[2,1-f]나프토[1,2-b]피란을 주골격으로서 갖는 화합물(이하, 간단히 「인데노나프토피란 화합물」이라 하는 경우도 있다.)은, 특히 우수한 포토크로믹 특성을 나타낸다. 그러나, 한편, CornYellow로 대표되는 3H-나프토[2,1-b]피란을 주골격으로서 갖는 화합물, BerryRed로 대표되는 2H-나프토[1,2-b]피란을 주골격으로서 갖는 화합물, 및 CR-173으로 대표되는 9,10-디히드로-6H-벤조[3,4]페난트로[2,1-b]피란을 주골격으로서 갖는 화합물 등에 비하여 장파장까지 광을 흡수한다. 부언하면, 특허문헌 8에 기재된 화합물에는, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상이며, 또한 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수도 3000L/(mol·㎝) 이상인 크로멘 화합물을 사용한 예시는 없다.

플라스틱 렌즈의 유용성, 및 본 발명의 효과가 현저하게 발휘되는 것으로서, 해당 광경화성의 코팅제가 포함하는 인데노나프토피란 화합물은, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상이며, 또한 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수, 및 350 내지 450㎚에 있어서의 평균 몰 흡광 계수의 상한값은, 특별히 제한되는 것은 아니다. 단, 너무 크면, 실내에서 발색되어 버린다는 점에서, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수의 상한은 10000L/(mol·㎝)인 것이 바람직하다. 즉, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수가 3000 내지 10000L/(mol·㎝)의 범위에 있고, 또한 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수가 3000 내지 10000L/(mol·㎝)인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수가 3500 내지 7500L/(mol·㎝)의 범위에 있고, 350㎚ 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수가 3500 내지 7500L/(mol·㎝)인 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 상기 특성을 갖는 인데노나프토피란 화합물을 포함하는 광경화성의 코팅제를 사용하는 경우에, 본 발명의 방법은, 특히 우수한 효과를 발휘한다.

부언하면, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수, 및 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수는 이하의 방법에 따라서 측정한 값이다.

400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수(L/(mol·㎝)), 및 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수(L/(mol·㎝)); 포토크로믹 화합물의 톨루엔 용액(농도 2.0×10^-4mol/L)을 조제하고, 셀 길이 1㎝의 석영 셀 중, 23℃, 암소에서 1시간 정지한 후, 자외 가시 분광 광도계에 의해 300 내지 800㎚의 범위에서 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 얻어진 흡광도 데이터로부터, 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수를 계산하였다. 또한, 350 내지 450㎚의 범위에 있어서 몰 흡광 계수를 1㎚ 단위로 계산하고, 그의 적산값을 데이터수인 101로 제산함으로써 350 내지 450㎚의 범위에 있어서의 평균 몰 흡광 계수를 산출하였다.

본 발명에서 사용하는 광경화성의 코팅제는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 포토크로믹 화합물의 함유량이, 후술하는 전체 라디칼 중합성 단량체 100질량부에 대하여 0.1 내지 20질량부, 나아가 0.5 내지 15질량부, 특히 2.5 내지 5질량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

(b) 라디칼 중합성 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴로일기, (메트)아크릴로일옥시기, 비닐기, 알릴기, 스티릴기 등의 라디칼 중합성기를 갖는 라디칼 중합성 단량체가 바람직하게 사용된다. 이들 중에서도 입수가 용이하고, 경화성이 양호하다는 점에서 (메트)아크릴로일기 또는 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 라디칼 중합성 단량체가 보다 적합하게 사용된다. 이들 라디칼 중합성 단량체는, 광경화성 코팅제의 경화 후의 내용제성이나 경도, 내열성 등의 경화체 특성 등을 고려하여, 2종류 이상을 적절히 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 라디칼 중합성 단량체로서는, 표면 경도의 향상, 내충격성의 향상, 하드 코트층 또는 반사 방지층 등과의 밀착성의 향상 등의 목적에 따라, 종래 사용되고 있는 광경화성 코팅제를 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 표면 경도의 향상을 목적으로 하는 경우에는, 3개 이상의 라디칼 중합성 단량체 및/또는 유기-무기 하이브리드 단량체 등을 포함하는 조성의 것이 적합하게 사용된다.

또한, 높은 포토크로믹성을 얻기 위해서, 상기 특허문헌 5에 개시되어 있는 「포토크로믹 화합물을 포함하는 광경화성 코팅제」, 보다 구체적으로는, 고경도 단량체(주로, 분자 내에 3개 이상의 라디칼 중합성기를 갖는 단량체)와 저경도 단량체(주로, 분자 내에 2개의 라디칼 중합성기를 갖는 단량체가며, 중합기 간의 구조가 장쇄의 탄화수소쇄, 폴리에틸렌옥사이드쇄, 및 폴리프로필렌옥사이드쇄 등이 되는 단량체) 등을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라, 분자 내에 1개의 라디칼 중합성기를 갖는 단관능 단량체를 사용할 수도 있다. 이 단관능 단량체는, 1개의 (메트)아크릴로일기를 갖고, 또한 기타, 글리시딜기, 옥세타닐기, 또는 알콕시실릴기 등의 반응성기를 갖는 단량체인 것이 바람직하다.

그 중에서도, 얻어지는 피복층이, 특히 우수한 포토크로믹 특성을 갖고, 높은 경도가 되기 위해서는, 이하의 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 상기 고경도 단량체로서는, 분자 내에 3개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 저경도 단량체로서는, 분자 내에 2개의 (메트)아크릴로일기를 갖고,

분자량이 100 내지 700의 범위인 탄화수소쇄,

분자량이 100 내지 2500의 범위이며, 비스페놀 골격을 가져도 되는 폴리에틸렌옥사이드쇄, 및

분자량이 100 내지 3000의 범위이며, 비스페놀 골격을 가져도 되는 폴리프로필렌옥사이드쇄

로부터 선택되는 장쇄를 통하여, 상기 2개의 (메트)아크릴로일기가 결합되어 이루어지는 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 얻어지는 피복층이 보다 우수한 효과를 발휘하기 위해서는, 각 단량체의 배합량을 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 고경도 단량체 20질량부 이상 60질량부 이하, 상기 저경도 단량체 20질량부 이상 80질량부 이하, 상기 단관능 단량체 0질량부 이상 60질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 고경도 단량체 20질량부 이상 50질량부 이하, 상기 저경도 단량체 40질량부 이상 70질량부 이하, 상기 단관능 단량체 1질량부 이상 40질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.

기타, 해당 「포토크로믹 화합물을 포함하는 광경화성 코팅제」에는, 코팅층과 플라스틱 렌즈의 밀착성을 향상시키기 위하여 트리에탄올아민 등의 아민 화합물을 배합해도 된다. 아민 화합물을 사용하는 경우, 특별히 제한되는 것은 아니다. 그 중에서도, 「포토크로믹 화합물을 포함하는 광경화성 코팅제」에는, 상기 단량체의 합계 질량(전체 라디칼 중합성 단량체의 합계 질량)을 100질량부로 했을 때, 아민 화합물을 0.1 내지 10질량부 배합하는 것이 바람직하고, 나아가, 아민 화합물을 0.5 내지 5질량부 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 피복층과 플라스틱 렌즈의 밀착성을 향상시키기 위해서, 예를 들어 우레탄 프라이머를 포함하는 층을 피복층과 플라스틱 렌즈 사이에 형성해도 된다.

(c) 광중합 개시제로서는, 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해 조사되는 광에 의해 분해되는 광중합 개시제이면 된다. 본 발명의 제조 방법에 적합하게 사용되는 광중합 개시제를 구체예로서는,

벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인부틸에테르, 4,4'-디클로로벤조페논 등의 벤조인계 광중합 개시제;

2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온(IRGACURE 651 「등록 상표」) 등의 벤질 케탈계 광중합 개시제;

1-히드록시시클로헥실페닐케톤(IRGACURE 184 「등록 상표」), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(IRGACURE 1173 「등록 상표」), 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(IRGACURE 2959 「등록 상표」), 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸프로피오닐)벤질]페닐}-2-메틸프로판-1-온(IRGACURE 127 「등록 상표」) 등의 α-히드록시아세토페논계 광중합 개시제;

2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(IRGACURE 907 「등록 상표」), 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(IRGACURE 369E 「등록 상표」), 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논(IRGACURE 379EG 「등록 상표」) 등의 α-아미노아세토페논계 광중합 개시제;

비스(2,6-디메톡시벤조일-2,4,4-트리메틸-펜틸포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(IRGACURE 819 「등록 상표」), 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐-포스핀옥사이드(IRGACURE TPO 「등록 상표」) 등의 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제;

1,2-옥탄디온,1-[4-(페닐티오)페닐]-,2-(O-벤조일옥심)(IRGACURE OXE 01 「등록 상표」), 에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심)(IRUGACURE OXE 02 「등록 상표」) 등의 옥심 에스테르계 광중합 개시제;

2-이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 광중합 개시제;

비스(η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐)티타늄(IRGACURE 784 「등록 상표」) 등의 티타노센계 광중합 개시제;

등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 상기 파장의 LED에 의해 조사되는 광을 흡수하여 분해되기 쉽고, 효율적으로 미경화 피복층을 경화하는 것이 가능하다는 관점에서, 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 광중합 개시제는, 단독으로 사용해도 되고, 혹은 복수의 광중합 개시제를 조합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제와 그 이외의 광중합 개시제를 조합하여 사용해도 된다. 상기 광중합 개시제는, 전체 라디칼 중합성 단량체 100질량부에 대하여 0.001 내지 5질량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 광중합 개시제에 추가로 열중합 개시제를 첨가하는 것도 가능하다. 열중합 개시제로서는, 적합한 예로서, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 퍼카르보네이트 및 아조 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 상기 「포토크로믹 화합물을 포함하는 광경화성 코팅제」에는, 피복층의 황변 방지나 성형성의 향상, 나아가 포토크로믹 화합물 첨가 시의 포토크로믹 화합물의 내구성의 향상, 발색 속도의 향상, 퇴색 속도의 향상 등을 위해서, 계면 활성제, 산화 방지제, 라디칼 보충제, 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 이형제, 착색 방지제, 대전 방지제, 형광 염료, 염료, 안료, 향료, 가소제 등의 첨가제를 첨가해도 된다.

(피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법)

전술한 바와 같이, 본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 있어서의 기본적인 제조 프로세스는, 플라스틱 렌즈의 한쪽 표면 상에 광경화성 조성물을 포함하는 미경화 피복층을 형성하는 제1 공정, 및 플라스틱 렌즈에, 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED로 광을 조사함으로써 해당 미경화 피복층을 경화시키는 제2 공정을 포함한다. 이하 제1 공정에 대하여 설명한다.

(제1 공정)

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 공정에 있어서, 원료 플라스틱 렌즈 기재의 표면에 광경화성의 코팅제를 포함하는 미경화 피복층을 형성하기 위해서는 기재 표면에 광경화성의 코팅제를 도포하면 되고, 도포 방법으로서는, 예를 들어 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 딥-스핀 코팅 등의 공지된 도포하는 방법을 적용할 수 있다.

여기서, 본 발명에 있어서의 피복층의 두께는, 너무 얇으면 충분한 포토크로믹 특성, 특히 발색 농도가 얻어지지 않고, 반대로 너무 두꺼우면 LED의 광이 충분히 내부까지 도달하지 않고 경화 불충분해지는 점에서, 5마이크로미터 이상 300마이크로미터 이하인 것이 바람직하고, 10마이크로미터 이상 150마이크로미터 이하인 것이 더욱 바람직하고, 20마이크로미터 이상 50마이크로미터 이하인 것이 특히 바람직하다.

부언하면, 광경화성의 코팅제의 도포에 앞서, 최종적으로 얻어지는 피복층과 기재의 밀착성을 향상시킬 목적으로 플라스틱 렌즈에 전처리를 행하는 것이 바람직하다.

전처리로서는, 염기성 수용액 또는 산성 수용액에 의한 화학적 처리, 연마제를 사용한 연마 처리, 대기압 플라스마 및 저압 플라스마 등을 사용한 플라스마 처리, 코로나 방전 처리, 또는 UV 오존 처리 등을 들 수 있다. 또한, 플라스틱 렌즈의 전처리에 있어서는, 다른 2종류 이상의 처리를 병용해도 상관없다. 또한, 형성되는 피복층과의 밀착성을 향상시키거나, 플라스틱 렌즈의 내충격성을 향상시키거나 할 목적으로, 미리 원료 렌즈 기재 표면에 다른 코팅층(이하, 프라이머층이라고도 한다)을 형성해도 된다. 프라이머층에 사용되는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 적합하게 사용되는 예로서는, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지 또는 폴리아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또한, 폴리우레탄 수지를 포함하는 프라이머층을 형성시키는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 습기 경화성 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅제를 도포, 경화시키는 방법이 특히 우수한 밀착성을 나타내기 때문에 바람직하다. 다음으로 제2 공정에 대하여 설명한다.

(제2 공정)

제2 공정은, 미경화 피복층을 형성한 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해 광을 조사함으로써 해당 미경화 피복층을 경화시키는 공정이다. 부언하면, 당해 공정에 있어서 중합 저해를 일으키는 일 없이 충분히 경화시키기 위해서, 산소 농도가 10000ppm 이하, 특히 1000ppm 이하인 분위기 하에서 광조사하는 것이 적합하다. 예를 들어, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스로 장치 내(분위기)를 충분히 치환하고 나서 광조사하는 것이 적합하다. 불활성 가스로서는, 비용의 관점에서 질소를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 먼저 처음에 LED에 대하여 설명한다.

(LED)

LED란, Light Emitting Diode의 약칭이며, 일방향으로 전압을 가했을 때에 발광하는 반도체의 소자이며, 발광 다이오드라고 불리는 경우도 있다. 본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에서는, 광원으로서 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED가 사용된다.

종래의 광중합 장치에서는, 광원으로서, 예를 들어, 메탈 할라이드 램프, 초고압 수은 램프, 고압 수은 램프, 중압 수은 램프, 살균 램프, 크세논 램프, 카본 아크, 텅스텐 램프 등의 유전극 램프, 또는 무전극 램프 등을 사용하고 있지만, 이들은 200㎚ 내지 600㎚에 걸쳐서 폭넓은 파장의 광을 방출한다.

포토크로믹 화합물은 그의 특성상, 200㎚ 내지 400㎚ 부근의 자외선을 폭넓게 흡수한다. 추가로, 그에 의해 생성되는 착색체도 또한 200㎚ 내지 400㎚ 부근의 자외선을 착색 전보다도 더욱 높은 몰 흡광 계수를 갖고 흡수하는 것이 일반적이다. 그 결과, 광중합 개시제가 자외선을 흡수하는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 포토크로믹 화합물을 포함하지 않는 광경화성 조성물과 비교하면, 미경화 피복층을 경화시키기 위하여 장시간 광조사를 행할 필요가 발생하고, 그 결과 플라스틱 렌즈의 온도가 상승해버린다.

그 점, 발광 피크가 샤프한 LED를 사용함으로써, 포토크로믹 화합물의 착색을 억제하면서, 광중합 개시제를 분해시킬 수 있기 때문에, 효율적으로 미경화 피복층을 경화할 수 있다.

사용하는 LED의 발광 피크 파장은, 사용하는 포토크로믹 화합물과 광중합 개시제의 흡수 스펙트럼으로부터 적합한 파장을 선택할 수 있지만, 너무 단파장이면 포토크로믹 화합물의 흡수에 의해 광중합 개시제의 분해가 억제되어 경화 불량을 발생하기 쉽고, 너무 장파장이면 광중합 개시제 그 자체의 흡수가 적어져 동일하게 경화 불량이 되기 쉬운 점에서, 360㎚ 이상 420㎚ 미만으로 하는 것이 바람직하고, 370㎚ 이상 400㎚ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 370㎚ 이상 390㎚ 미만으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, LED의 발광 피크의 반값폭으로서는, 너무 큰 경우에는 효과를 손상시키기 때문에, 30㎚ 미만, 나아가 20㎚ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 반값폭은 좁으면 좁을수록 효과적이지만, LED의 현상의 공업적 생산을 생각하면, 반값폭의 하한은 5㎚이다.

또한, 조사광이 확산하면, 피복층의 경화가 불충분해지기 때문에, LED 조사 장치로부터의 LED의 사출각으로서는, 120도 이하, 나아가 90도 이하, 특히 70도 이하로 하는 것이 바람직하다. 사출각의 하한값은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 30도이다. 이 각도는, LED로부터 조사되는 광의 폭을 가리킨다.

또한, 단시간에 미경화 피복층의 경화를 행할 수 있는 관점에서 LED에 의해 조사되는 광의 조사 강도로서는, 발광 조사면에 있어서 2W/㎠ 이상의 LED를 사용하는 것이 바람직하다. 조사 강도가 2W/㎠ 미만인 경우, 미경화 피복층의 경화가 불충분해지거나, 경화하는 데 생산상 문제가 될 만큼의 장시간이 필요해지는 경향이 있다. 조사 강도로서는, 3W/㎠ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5W/㎠ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10W/㎠ 이상으로 하는 것이 특히 바람직하다. 부언하면, 조사 강도는, 높으면 높을수록 조정의 폭이 넓어지기 때문에 바람직하지만, LED의 현상의 공업적 생산을 고려하면, 상한은 30W/㎠이다.

여기서 상기 조사 강도는, 발광 피크 파장에서 측정된 값이다.

이러한 LED 광원으로서 시판하고 있는 LED 조사 장치인 광원을 사용할 수 있다. 구체적인 광원으로서는, Semray UV4003(「등록 상표」; 발광 피크 파장 365㎚, 385㎚, 395㎚의 것), NobleCure Altair 시리즈(「등록 상표」; 발광 피크 파장 365㎚, 385㎚, 395㎚의 것), NobleCure IRIS 시리즈(「등록 상표」; 발광 피크 파장 365㎚, 385㎚, 395㎚의 것), 이상 모두 HERAEUS사제, Unifield NF 시리즈(「등록 상표」; 발광 피크 파장 365㎚, 385㎚의 것), Unifield NL 시리즈(「등록 상표」; 발광 피크 파장 365㎚, 385㎚의 것), 이상 모두 USHIO사제, 등을 들 수 있다. 이들 광원은, 플라스틱 렌즈의 크기 등을 감안하여 복수의 광원을 배열하여 사용해도 된다. 또한, 포토크로믹 화합물이나 광중합 개시제의 흡수 특성에 따라, 다른 종류의 발광 피크 파장을 갖는 것을 조합하여 사용해도 된다.

(LED에 의한 광의 조사 조건)

상기 제2 공정에서의 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈 표면으로의 LED에 의한 광의 조사 조건으로서는, 해당 미경화 피복층이 경화하기에 충분한 조건이면 되고, 미경화 피복층을 구성하는 광경화성 코팅제의 종류, 미경화 피복층의 두께, 플라스틱 렌즈의 형상, 크기 등을 감안하여 적절히 결정하면 된다. 경화 시간, 경화 시에 있어서의 플라스틱 렌즈 표면의 온도 상승을 억제한다는 관점에서, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 100mW/㎠ 이상, 특히 250mW/㎠ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 부언하면, 이 조사 강도는, 플라스틱 렌즈 표면에 있어서의 최소가 되는 조사 강도(최소 조사 강도)의 값을 가리킨다. 예를 들어, 위로 볼록한 렌즈의 볼록측의 외표면으로부터 광을 조사하는 경우에는, 렌즈 중심부의 표면에 있어서의 조사 강도가 높아지지만, 렌즈 단부의 조사 강도는 낮아진다. 이 경우, 렌즈 단부의 표면에 있어서의 조사 강도가 100mW/㎠ 이상, 특히 250mW/㎠ 이상이 되는 것이 바람직하다.

또한, 플라스틱 렌즈 표면에 있어서의 광의 조사 강도의 상한값은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 1000mW/㎠이다.

부언하면, 플라스틱 렌즈의 형상으로서, 표면이 평탄한 플랫 렌즈를 사용하는 경우, LED에 의해 조사된 광은, 미경화 피복층 표면 전체에 걸쳐 균일한 조사 강도로 도달한다. 즉, 미경화 피복층 표면에 조사되는 광의 적산 광량이 균일하다. 그러나, 렌즈 표면측이 볼록해지는 곡면을 갖는 렌즈를 사용한 경우에는, 렌즈 중심부와 렌즈의 단부에서는, LED의 조사면으로부터의 거리가 다르기 때문에, 렌즈 중심부에 도달하는 광의 조사 강도에 대하여 렌즈 단부에 도달하는 광의 조사 강도가 낮아지는 경향이 있다. 이 때문에, 조사 조건에 따라서는, 렌즈의 중심 부분과 끝 부분의 경화 정도에 차가 발생하고, 그에 의해 렌즈 내에서 포토크로믹 특성, 특히 퇴색 속도에 불균일을 발생시켜버리는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위해서, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈 표면에 있어서의 광의 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율이 70％ 이상, 특히 80％ 이상으로 되는 조사 조건에서 미경화 피복층의 경화를 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 포토크로믹 특성을 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율은 크면 클수록 균일한 성능을 발휘하는 경화층(피복층)을 형성할 수 있다(최대는 100％이다.). 100％에 접근하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 LED의 조사면과 플라스틱 렌즈의 한쪽 표면의 거리를 일정 이상 이격하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 렌즈 중심부의 표면과 렌즈 단부의 표면의 조사 강도가 동일해지도록, 렌즈 표면과 LED 조사면의 거리가 일정해지도록 LED를 복수 배치하여 사용할 수도 있다(예를 들어, 복수의 LED의 조사면을 렌즈 곡면과 동일한 곡면이 되도록 배열한다.). 그 때문에, 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율의 상한값은 100％이다. 단, 일반적인 곡면을 갖는 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우, 고품질로 실용적인 플라스틱 렌즈를 생산할 수 있고, 간이적인 장치로 하기 위해서는, 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율의 상한값은 95％여도 된다.

또한, LED의 조사면과 플라스틱 렌즈의 한쪽 표면의 거리에 대해서는, 너무 가깝게 하면, 미경화 피복층에 도달하는 광의 조사 강도가 너무 높아서 미경화 피복층의 표면 온도의 제어가 곤란해진다. 또한, 후술하는 플라스틱 렌즈로서 표면측이 볼록해지는 곡면을 갖는 렌즈를 사용했을 때의 렌즈 커브에 의한, 렌즈의 중심 부분과 끝 부분의 경화 정도에 차가 발생해버린다. 이러한 점에서, 해당 거리는, 3㎝ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5㎝ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 10㎝ 이상으로 하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 현상의 LED의 성능, 장치의 축소화를 고려하면, 해당 거리의 상한값은 30㎝이다.

LED에 의해 조사된 광의 조사 강도는 조사면으로부터의 거리에 따라 감소하는 경향이 있지만, 그 감소 정도(감쇠도)는 LED의 조사면으로부터의 거리가 가까울수록 크고, 이격됨에 따라서 적어지는 경향이 있다. 따라서, 미리 사용하는 LED 광원에 있어서의 조사면으로부터의 거리와 당해 거리에 있어서의 조사 강도를 측정하고, LED의 조사면과 미경화 피복층 표면의 거리를 조정함으로써, 렌즈 중앙부와 렌즈 단부에 있어서의 조사 강도의 비를 상기 범위로 제어할 수 있다.

또한, 미경화 피복층 표면에 조사되는 광의 적산 광량의 최댓값(렌즈 표면측이 볼록해지는 곡면을 갖는 렌즈를 사용한 경우에는, 장소에 따라 적산 광량이 다르기 때문에, 그중에서 가장 높은 적산 광량을 가리킨다)은 2 내지 50J/㎠의 범위, 바람직하게는 3 내지 20J/㎠의 범위, 특히 바람직하게는 3 내지 15J/㎠의 범위가 되는 조사 조건에서 행하는 것이 적합하다. 여기서 적산 광량이란, 미경화 피복층 표면에 도달하는 광의 조사 강도(통상 UV-A 영역(320 내지 390㎚의 범위)에서 측정된다)와 조사 시간의 곱으로 나타내진다. 미경화 피복층 표면에 도달하는 광의 조사 강도 및 적산 광량은, 시판하고 있는 UV 적산 광량계, 예를 들어, 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)에 의해 측정할 수 있다.

또한, 당해 공정에 있어서는, 미경화 피복층의 경화 시의 온도 상승에 의한, 플라스틱 렌즈 변형을 억제한다는 관점에서 미경화 피복층의 표면 온도(부언하면, 실시예·비교예에서는, 「광조사 후의 렌즈 온도」라고 기재하고 있다.)가 100℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 이하, 특히 바람직하게는 65℃ 이하가 되는 조건에서 미경화 피복층 경화를 행하는 것이 바람직하다. 종래의 광원과 비교하여 적외선을 발생하기 어렵기 때문에, 플라스틱 렌즈의 온도는 상승하기 어려워 비교적 온도 제어는 용이하지만, 그렇더라도 표면 온도는 광의 조사 강도 및 조사 시간(경화 시간)에 따라서 상승하는 경향이 있다. 따라서, 상기 온도로 제어하기 위해서, LED의 조사면과 미경화 피복층 표면의 거리, 혹은 경화 시간의 조정을 행하면 된다. 또한, 광조사를 행하는 분위기에 질소 가스를 유통시켜서, 플라스틱 렌즈의 표면 온도를 제어할 수도 있다.

한편, 「광조사 후의 렌즈 온도」의 하한값은, 40℃ 이상인 것이 바람직하다. 40℃ 이상으로 함으로써, 충분히 경화하는 것이 가능하게 되고, 경화한 피복층의 경도를 높게 할 수 있다. 추가로, 광조사됨으로써, 포토크로믹 화합물이 발색하지만, 40℃ 이상이 됨으로써, 광조사 중의 발색 농도를 저하시킬 수 있다. 그 결과, 광이 투과하는 비율이 높아져서, 경화가 충분히 촉진된다. 특히, 이 효과는, 상기한 400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상이며, 또한 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수가 3000L/(mol·㎝) 이상인 포토크로믹 화합물(인데노나프토피란 화합물)을 사용한 경우에 현저해진다.

이상으로부터, 플라스틱 렌즈의 변형 억제 효과, 및 고성능 피복층 형성이라는 관점에서, 「광조사 후의 렌즈 온도」는, 50 내지 70℃인 것이 바람직하고, 50 내지 65℃가 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 일정한 조사 강도를 일정한 시간 조사함으로써 행해도 되는 것은 말할 필요도 없고, 처음에는 조사 강도가 높은 광을 조사하고, 어느 정도 경화가 진행하고 나서 단계적으로 조사 강도를 저하시킴으로써 제어하는 방법, 혹은 처음에는, LED의 조사면과 미경화 피복층 표면의 거리를 접근시켜서 조사하고, 어느 정도 경화가 진행하고 나서 단계적으로 조사 강도를 저하시킴으로써 제어하는 방법 등도 채용할 수도 있다.

부언하면, 조사 강도를 변화시키는 경우에는, 광을 조사하고 있는 동안에는, 「광조사 후의 렌즈 온도」가 100℃ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하고, 50 내지 70℃로 하는 것이 보다 바람직하고, 50 내지 65℃로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(그 후의 처리)

본 발명의 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법에 의해 얻어지는 피복층(코팅층)을 갖는 플라스틱 렌즈는, 그대로 광학 재료로서 사용하는 것이 가능하지만, 얻어진 피복층 상에 추가로 하드 코트층을 형성하는 것이 바람직하다. 하드 코트층을 형성함으로써, 플라스틱 렌즈의 내찰상성을 향상시킬 수 있다.

하드 코트층의 형성은, 일반적으로 채용되고 있는 방법에 따라서, 하드 코트재를 도포하고 이것을 경화시키면 된다. 하드 코트제로서는, 실란 커플링제나 규소, 지르코늄, 안티몬, 알루미늄 등의 산화물의 졸을 주성분으로 하는 하드 코트제, 유기 고분자체를 주성분으로 하는 하드 코트제 등, 공지된 하드 코트제를 제한없이 사용할 수 있다.

또한, 제2 공정에서 얻어진 피복층을 갖는 렌즈의 당해 피복층 상(혹은 필요에 따라서 그 위에 형성되는 하드 코트층 상)에 반사 방지 처리, 대전 방지 처리 등의 가공 및 2차 처리를 실시하는 것도 가능하다. 이들 2차 처리는, SiO₂, TiO₂, ZrO₂ 등의 금속 산화물의 박막층을 증착법에 의해 형성하거나 유기 고분자체의 박막층을 형성하거나 함으로써 행할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다.

실시예 1

티오우레탄 수지제의 플라스틱 렌즈(중심 두께 1㎜, 주연 두께 7㎜, 직경 75㎜, 베이스 커브 4.00, 중심부와 단부의 렌즈 높이의 차 0.5㎝)를 60℃의 10％ 알칼리 수용액에 5분간 침지시킴으로써, 전처리를 행하였다. 전처리 후, 순수로 세정하고, 계속하여 건조 처리를 실시하였다.

이 플라스틱 렌즈의 볼록면의 표면에, 하기 조성의 광경화성의 코팅제를 코팅하여, 미경화 피복층을 형성하였다. 부언하면, 코팅은, MIKASA제 스핀 코터 1HDX2를 사용하여 행하고(회전수 600rpm), 미경화 피복층의 막 두께가 40㎛가 되도록 하였다.

〔광경화성 코팅제 1〕

a) 포토크로믹 화합물

·하기 식으로 표시되는 포토크로믹 화합물(400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수 3230L/(mol·㎝), 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수 3720L/(mol·㎝)) 2.5질량부

b) 라디칼 중합성 단량체

3개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 고경도 단량체

·트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 15질량부

·폴리에스테르 올리고머 헥사아크릴레이트(다이셀 유씨비사제, EB-1830) 10질량부

2개의 (메트)아크릴로일기를 갖고, 장쇄를 통하여 해당 (메트)아크릴로일기가 결합되어 이루어지는 저경도 단량체

·평균 분자량 532의 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(주쇄의 평균 분자량 406) 15질량부

·평균 분자량 776의 2,2-비스(4-아크릴로일옥시폴리에틸렌글리콜페닐)프로판(주쇄의 평균 분자량 650) 50질량부

단관능 단량체

·글리시딜메타크릴레이트 10질량부

·γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 7질량부

c) 광중합 개시제

·IRGACURE 819(「등록 상표」; BASF사제): 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 0.3질량부

기타 첨가제

·N-메틸디에탄올아민 3질량부

·비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 5질량부

이상의 각 성분을 충분히 혼합함으로써, 광경화성 코팅제 1로 하였다. 부언하면, 상기 배합량은 실제 수치이며, b) 라디칼 중합성 단량체의 합계량을 100질량부로 하여, 각 성분의 배합량을 다시 환산한 수치는 아니다.

계속해서, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 14㎝로 설치한 LED 장치(Senary UV4003(「등록 상표」; 피크 파장이 385㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 10㎚, 사출각 60도, 조사 강도를 7W/㎠로 조정)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 자외선 적산 광량계 H12684-385(하마마츠 포토닉스사제)로 측정한 바, LED의 조사면으로부터 가장 가까운 위치(플라스틱 렌즈 표면의 중심부)에 있어서 400mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 380mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 8J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 1에 나타냈다.

이 렌즈의 광조사 직후의 표면 온도는 55℃였다. 그 후 렌즈를 추가로 110℃에서 1시간 후경화하였다.

얻어진 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 시료로 하여, 막 경도, 열변형의 유무, 및 피복층과 플라스틱 렌즈의 밀착성, 및 포토크로믹 특성(퇴색 반감기)에 대하여 조사하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다. 부언하면, 이들의 평가 기준은 하기 (A) 내지 (D)에 나타내는 바와 같다.

(A) 막 경도(비커스 경도): 다이아몬드 압자를 10gf의 시험력으로 30초간 압입한 후, 압흔의 면적으로부터 비커스 경도를 산출하였다.

(B) 렌즈의 열변형: 평행하게 배열한 2개의 옥내 형광등의 반사광을 사용하여, 플라스틱 렌즈의 변형을 눈으로 봐서 확인하였다. 평가 기준으로서는, 플라스틱 렌즈의 볼록면 혹은 오목면에 옥내 형광등을 비추고, 중합 전의 2개의 형광등 간의 거리를 1로 한 때에, 중합 후의 형광등 간의 거리가 0.98 이상 1.02 미만의 범위에서 형광등이 2개 평행하게 배열되어 있는 것(열변형되어 있지 않은 것)을 A, 중합 후의 형광등 간의 거리가 0.95 이상 0.98 미만 또는 1.02 이상 1.05 미만이며 2개의 형광등의 중앙부가 중합 전에 비하여 거의 변형되어 있지 않은 것(중합 전후에서 거의 열변형되어 있지 않은 것)을 B, 중합 후의 형광등 간의 거리가 0.90 이상 0.95 미만 또는 1.05 이상 1.10 미만이며 2개의 형광등의 중앙부가 조금 변형되어 있는 것(조금 열변형되어 있는 것)을 C, 중합 후의 형광등 간의 거리가 0.90 미만 또는 1.10 이상이며 심하게 변형되어 있는 것(열변형되어 있는 것)을 E라 하여, 4단계 평가로 하였다.

(C) 렌즈와 피복층의 밀착성: JIS D-0202에 준하여, 크로스컷 테이프 시험에 의해 평가하였다. 즉, 커터 나이프를 사용하고, 광경화성 코팅제로 피복된 플라스틱 렌즈의 코팅층의 표면에, 약 1㎜ 간격으로 절단부를 형성하여, 격자 무늬를 100개 형성시킨다. 그 위에 셀로판 점착 테이프(니치반 가부시키가이샤제 셀로판테이프(등록 상표))를 강하게 부착하고, 이어서, 표면으로부터 90° 방향으로 단숨에 인장, 박리한 후, 코팅층이 남아있는 격자 무늬의 수를 측정하였다. 평가(평가 후의 잔존 격자 무늬/평가 전의 격자 무늬로 나타낸다.)는, 100/100을 A, 100/100 미만 95/100 이상을 B, 95/100 미만 80/100 이상을 C, 80/100 미만 50/100 이상을 D, 50/100 미만을 E라 하는 5단계 평가로 하였다.

(D) 포토크로믹 특성:

(D-1) 최대 흡수 파장(λmax): 얻어진 렌즈에, 하마마츠 포토닉스제의 크세논 램프 L-2480(300W)SHL-100을 에어로매스 필터(코닝사제)를 통하여 20℃±1℃, 포토크로믹 코팅층 표면에서의 빔 강도 365㎚=2.4mW/㎠, 245㎚=24μW/㎠로 120초간 조사하여 발색시키고, 이때의 최대 흡수 파장을 (주)오츠카 덴시 고교제의 분광 광도계(순간 멀티 채널 포토 디텍터 MCPD1000)에 의해 구하였다. 부언하면, 해당 최대 흡수 파장은, 발색 시의 색조에 관계된다.

(D-2) 발색 농도: 120초간 광조사한 후의, 최대 흡수 파장에 있어서의 흡광도{ε(120)}와, 광조사하고 있지 않은 상태의 경화체의 해당 파장에 있어서의 흡광도{ε(0)}의 차{ε(120)-ε(0)}를 구하고 이것을 발색 농도로 하였다. 이 값이 높을수록 포토크로믹 특성이 우수하다고 할 수 있다.

(D-3) 퇴색 반감기: 120초간 광조사한 후, 광의 조사를 멈추고, 해당 경화체의 최대 파장에 있어서의 흡광도가 상기 {ε(120)-ε(0)}의 1/2까지 저하되는 데 요하는 시간{t1/2(min)}을 측정하였다. 이 시간이 짧을수록 퇴색 속도가 빨라서 포토크로믹 특성이 우수하다고 할 수 있다.

(D-4) 눈으로 본 퇴색 균일성: 맑은 하늘, 기온 23℃ 전후의 옥외에서 발색시키고, 실내로 되돌아갔을 때의 퇴색 균일성을 눈으로 봐서 평가하였다. 중심부와 단부에서 차가 보이지 않는 경우에는 A, 조금 차가 보여지지만 문제 없는 범위인 경우를 B, 명백하게 차가 있어 문제인 경우를 C라 하는 3단계 평가로 하였다.

실시예 2

실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하고, 상방 4㎝로 설치한 LED 장치(NobleCure Altair150(「등록 상표」; 피크 파장이 385㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 10㎚, 사출각 60도, 조사 강도 3.3W/㎠)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 자외선 적산 광량계 H12684-385(하마마츠 포토닉스사제)로 측정한 바, LED의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 900mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 630mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 8J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 1에 나타냈다.

이 렌즈의 광조사 직후의 표면 온도는 80℃였다. 그 후 렌즈를 추가로 110℃에서 1시간 후경화하였다.

얻어진 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 시료로 하여, 막 경도, 열변형의 유무, 및 피복층과 플라스틱 렌즈의 밀착성, 및 포토크로믹 특성(퇴색 반감기)에 대하여 조사하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.

실시예 3

실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하고, 상방 14㎝로 설치한 LED 장치(Senary UV4003(피크 파장이 365㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 13㎚, 사출각 60도, 조사 강도를 7W/㎠로 조정)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 자외선 적산 광량계 H12684-365(하마마츠 포토닉스사제)로 측정한 바, LED의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 350mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 333mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 8J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 1에 나타냈다.

실시예 4

실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 14㎝로 설치한 LED 장치(Senary UV4003(피크 파장이 385㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 10㎚, 사출각 60도, 조사 강도를 6W/㎠로 조정)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 자외선 적산 광량계 H12684-385(하마마츠 포토닉스사제)로 측정한 바, LED의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 300mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 285mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 6J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 1에 나타냈다.

이 렌즈의 광조사 직후의 표면 온도는 40℃였다. 그 후 렌즈를 추가로 110℃에서 1시간 후경화하였다.

비교예 1

실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 20㎝로 설치한 무전극 UV 램프 시스템 D 밸브(발광 피크 파장은 주로 380㎚ 부근이지만, 발광 파장은 200 내지 600㎚, Senary사제)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도는, 무전극 UV 램프 시스템 D 밸브의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 250mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 238mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 10J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 1에 나타냈다.

이 렌즈의 광조사 직후의 표면 온도는 110℃였다. 그 후 렌즈를 추가로 110℃에서 1시간 후경화하였다.

비교예 2

실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 20㎝로 설치한 무전극 UV 램프 시스템 D 밸브(발광 피크 파장은 주로 380㎚ 부근이지만, 발광 파장은 200 내지 600㎚, Senary사제)로부터 질소 가스 분위기 중에서 32초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도는, 무전극 UV 램프 시스템 D 밸브의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 250mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 238mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 8J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 1에 나타냈다.

이 렌즈의 광조사 직후의 표면 온도는 95℃였다. 그 후 렌즈를 추가로 110℃에서 1시간 후경화하였다.

표 2에 나타나는 결과로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 방법인 발광 피크 파장이 350㎚ 이상 450㎚ 미만인 LED에 의해 광을 조사한 경우, 종래의 광원으로부터 광을 조사한 경우와 비교하여, 미경화 피복층을 경화한 후의 렌즈의 온도를 낮게 억제할 수 있다. 그 결과 렌즈의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 포토크로믹 특성에 있어서도, 발색 농도, 퇴색 속도의 점에서, 종래의 광원보다도 우수함을 알 수 있다.

실시예 5

〔광경화성 코팅제 2〕

a) 포토크로믹 화합물

하기 식으로 표시되는 포토크로믹 화합물(400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수 6130L/(mol·㎝), 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수 4050L/(mol·㎝)) 2.5질량부

b) 라디칼 중합성 단량체

3개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 고경도 단량체

·트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 15질량부

단관능 단량체

·글리시딜메타크릴레이트 10질량부

·γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 7질량부

c) 광중합 개시제

기타 첨가제

·N-메틸디에탄올아민 3질량부

·비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 5질량부

이상의 각 성분을 충분히 혼합하여 광경화성 코팅제 2로 하였다. 부언하면, 상기 배합량은 실제 수치이며, b) 라디칼 중합성 단량체의 합계량을 100질량부로 하여, 각 성분의 배합량을 다시 환산한 수치는 아니다.

해당 광경화성 코팅제 2를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 14㎝로 설치한 LED 장치(Senary UV4003(피크 파장이 385㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 10㎚, 사출각 60도, 조사 강도를 7W/㎠로 조정)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 자외선 적산 광량계 H12684-385(하마마츠 포토닉스사제)로 측정한 바, LED의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 400mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 380mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 8J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 3에 나타냈다.

얻어진 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈를 시료로 하여, 막 경도, 열변형의 유무, 및 피복층과 플라스틱 렌즈의 밀착성, 및 포토크로믹 특성(퇴색 반감기)에 대하여 조사하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.

실시예 6

〔광경화성 코팅제 3〕

a) 포토크로믹 화합물

실시예 5에서 사용한 것과 동일한 포토크로믹 화합물(400㎚에 있어서의 몰 흡광 계수 6130L/(mol·㎝), 350 내지 450㎚의 범위의 평균 몰 흡광 계수 4050L/(mol·㎝)) 2.5질량부

b) 라디칼 중합성 단량체

3개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 고경도 단량체

·트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 40질량부

·평균 분자량 770의 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(주쇄의 평균 분자량 616) 53질량부

단관능 단량체

·글리시딜메타크릴레이트 1질량부

·γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 6질량부

c) 광중합 개시제

기타 첨가제

·비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 5질량부

이상의 각 성분을 충분히 혼합하여 광경화성 코팅제 3으로 하였다. 부언하면, 상기 배합량은 실제 수치이며, b) 라디칼 중합성 단량체의 합계량을 100질량부로 하여, 각 성분의 배합량을 다시 환산한 수치는 아니다(단, 실시예 6은, 라디칼 중합성 단량체의 합계량이 100질량부로 되어 있다.).

해당 광경화성 코팅제 3을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 14㎝로 설치한 LED 장치(Senary UV4003(피크 파장이 385㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 10㎚, 사출각 60도, 조사 강도를 7W/㎠로 조정)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

실시예 7

해당 광경화성 코팅제 3을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 미경화 피복층을 형성한 후, 해당 렌즈의 미경화 피복층이 형성된 면(볼록면측)을 상면으로 하여, 상방 14㎝로 설치한 LED 장치(Senary 개량품(피크 파장이 385㎚와 405㎚인 것), HERAEUS사제, 발광 피크의 반값폭 각각 10㎚, 사출각 60도, 조사 강도를 385㎚와 405㎚에 있어서 각각 3.5W/㎠로 조정)로부터 질소 가스 분위기 중에서 40초간 광을 조사하여, 미경화 피복층을 경화시켰다.

이때, 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 표면에 있어서의 광의 조사 강도를 자외선 적산 광량계 H12684-385, 및 H12684-405(하마마츠 포토닉스사제)로 측정한 바, 385㎚, 405㎚ 모두 LED의 조사면으로부터 가장 가까운 위치에 있어서 300mW/㎠이며, 가장 먼 위치에 있어서 285mW/㎠였다. 또한, 적산 광량의 최댓값을 초소형 UV 라디오미터 마이크로큐어(「등록 상표」; HERAEUS사제)로 측정한 바 7J/㎠였다. 이들 조사 조건 등을 표 3에 나타냈다.

이 렌즈의 광조사 직후의 표면 온도는 50℃였다. 그 후 렌즈를 추가로 110℃에서 1시간 후경화하였다.

Claims

플라스틱 렌즈의 한쪽 표면에,
a) 포토크로믹 화합물,
b) 라디칼 중합성 단량체, 및
c) 광중합 개시제
를 적어도 포함하여 이루어지는 광경화성 코팅 조성물을 포함하는 미경화 피복층을 형성하고, 이어서 해당 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈에 미경화 피복층의 외표면의 상방으로부터, 350㎚ 이상 450㎚ 미만의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 LED에 의해, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서의 광의 조사 강도가 발광 피크 파장에 있어서 300mW/㎠ 이상인 광을 조사하여 해당 미경화 피복층을 경화시키는 것을 특징으로 하는, 경화 피복층을 갖는 플라스틱 렌즈의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 LED의 발광 피크의 반값폭이 30㎚ 미만인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 LED에 의해 조사되는 광의, LED 조사 장치로부터의 사출각이 120도 이하인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 LED의 조사 표면에 있어서의 광의 조사 강도가, 발광 피크 파장에 있어서 2W/㎠ 이상인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서의 광의 조사 강도가 발광 피크 파장에 있어서 350mW/㎠ 이상 1000mW/㎠ 이하인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 플라스틱 렌즈가 볼록상의 렌즈이며, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서, 광의 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율이 70％ 이상인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서, 광의 적산 광량의 최댓값이, 2J/㎠ 이상 50J/㎠ 미만인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 미경화 피복층의 경화를, 해당 피복층의 표면 온도가 100℃ 이하로 되도록 하여 행하는 플라스틱 렌즈 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 플라스틱 렌즈가, 중심 부분의 두께가 2㎜ 미만이며 또한 주연 부분이 중심부보다 두꺼운 플라스틱 렌즈인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 LED의 발광 피크 파장이 370㎚ 이상 420㎚ 미만의 범위인 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 LED의 조사면과 상기 미경화 피복층의 외표면의 거리가 3㎝ 이상 14㎝ 이하로 되는 위치로부터 광을 조사하는 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 플라스틱 렌즈가 볼록상의 렌즈이며, 상기 미경화 피복층이 형성된 플라스틱 렌즈의 미경화 피복층의 외표면에 있어서, 광의 최대 조사 강도에 대한 최소 조사 강도의 비율이 95％ 이상인 제조 방법.