(57)【要約】【課題】  表面処理層の密着性が高く、耐久性の高い眼鏡レンズの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の製造方法１０では、ステップ１２において、ユーザが選択したフレームに嵌るように玉摺り加工（外整加工）した基材に対して、ステップ１３において、玉摺り加工した面を含むように、表面処理層を形成し、ステップ１４において枠入れした後に、ユーザの使用に供するようにしている。玉摺り加工した後に、玉摺り加工されたコバ部分も含めて表面処理層を形成することにより、耐久性を向上できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品を枠入れに適した形状に外整加工した面を含めた全ての面上に少なくとも一層以上の表面処理層を形成し、前記表面処理層の内、一層がハードコート層である成膜工程を有する光学部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記成膜工程は、前記表面処理層が複数層ある場合に前記外整加工した面を含めた全ての面上に反射防止膜を形成する工程を備えている光学部品の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記反射防止膜を形成する工程では、湿式法で前記反射防止膜を形成する、光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記成膜工程では、浸漬法により、前記外整加工した面を含めた全ての面上に少なくとも一層の前記表面処理層を生成する、光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記光学部品は眼鏡用のレンズであり、前記成膜工程では、眼鏡フレームに合わせて外整加工された面を含めた全ての面上に少なくとも一層以上の前記表面処理層を形成する、光学部品の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の製造方法により製造された眼鏡レンズを、前記眼鏡フレームに枠入れする工程を有する、眼鏡の製造方法。
【請求項７】
基材と、その基材の表面に形成された少なくとも一層以上の表面処理層とを有し、
前記表面処理層の一層がハードコート層であり、前記ハードコート層が枠入れに適した形状に外整加工された面を含めた全ての面上に形成されている光学部品。
【請求項８】
請求項７において、前記表面処理層が複数層である場合は、一層が反射防止膜を含む光学部品。
【請求項９】
請求項７または８のいずれかに記載の光学部品は眼鏡レンズである、光学部品。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学部品と、この光学部品が枠入れされた眼鏡フレームとを有する眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズなどの光学部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、製造現場で表面処理された円形の処方レンズを、マシニングセンターまたは眼鏡店で、顧客が選んだ眼鏡フレームの形状に合致するように、縁ずり加工およびヤゲン加工され、その後、眼鏡店で加工されたレンズを眼鏡フレームに枠入れして眼鏡を組み立てることが開示されている。
【特許文献１】国際公開第００／４８０３５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
レンズの性能および耐久性を向上させるために表面処理層は重要な機能を果たしている。ハードコート層はレンズの耐久性を向上させるために重要であり、反射防止膜はレンズの光透過性を高めるために重要である。したがって、レンズの性能および耐久性を維持するためには表面処理層がレンズの基材から剥がれることを長期間にわたり防止する必要がある。また、万一、ユーザが使用している間に、表面処理層に剥がれが生じたときに、表面処理層を再コートできることが望ましい。しかしながら、現状のレンズの製造過程においては、眼鏡フレームの形に加工されたレンズに対して表面処理層を再成する工程を安易に設定できるようになっていない。
【０００４】
そこで、本発明においては、表面処理層が剥がれにくく、高水準の光学的性質および物理的性質を長期間にわたり維持できるレンズおよびその製造方法を提供することを目的としている。また、フレームの形状に合わせて加工されたレンズをリフレッシュするサービスを展開することが可能なレンズの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の発明者らが眼鏡レンズの表面処理層の剥離状況を確認したところ、枠入れされ、眼鏡フレームによりカバーされた部分においても剥離が発生していることが見出された。本願の発明者らは、枠入れのために切削加工（玉摺り加工）された部分に膜が形成されていないことが剥離の重要な要因であると考え、玉摺り加工された部分に膜を形成したところ、レンズの表面処理層の耐久性が大きく向上することが確認された。枠入れのために表面処理層が形成された光学素子または光学部品を切断あるいは切削などの加工方法により外整加工することは、眼鏡レンズに限らず、カメラ用のレンズ、プリズム、液晶パネルのカバーガラスなどの多くの光学部品において行われることである。これらの光学部品に対しても、外整加工した面に表面処理層と同じあるいは表面処理層の少なくとも一部を形成する層を成膜することにより同様の効果が得られる。
【０００６】
本発明においては、光学部品を枠入れに適した形状に外整加工した面を含めた全ての面上に少なくとも一層以上の表面処理層を形成し、表面処理層の内、一層がハードコート層である成膜工程を有する光学部品の製造方法を提供する。本発明の製造方法により製造される光学部品は、基材と、その基材の表面に形成された少なくとも一層以上の表面処理層とを有し、表面処理層の一層がハードコート層であり、ハードコート層が枠入れに適した形状に外整加工された面を含めた全ての面上に形成されたものである。丸形レンズ基材の表面に表面処理層を施した後に、玉摺り加工を行うと、外整加工したコバ部分は表面処理層が削り取られ、レンズ基材が剥き出した状態となる。その結果、表面処理層と剥き出しのレンズ基材との界面から表面処理層の剥がれが発生すると考えられる。また、剥がれが発生する要因としては、玉摺り加工するときにコバ部分の周辺の表面処理層がダメージを受けて界面の初期密着力が低下し、フレームに枠入れする際の応力により初期の密着力が低下することが考えられる。そして、界面が露出しているので、密着力の低下した界面から水や湿度の高い空気が侵入し、密着力がさらに低下して剥離が発生しやすい状態になると考えられる。近年、カニ目フレームと称される小口径タイプのフレームが主流になり、それに合わせて玉摺り加工されるメガネレンズにおいては、面積に対して外周長の比率が増加するので、さらに表面処理層の剥がれが発生しやすいと想定される。
【０００７】
本発明の光学部品およびその製造方法においては、少なくとも一層以上の表面処理層は、外整加工された面を含めた全ての面上に形成される。このため、外整加工された面を含めて基材が直に外部に現れることはなく、もっとも剥がれが発生しやすいと想定される基材と表面処理層との界面が露出することを防止できる。したがって、表面処理層の剥がれが発生する要因を減らすことができ、表面処理層の耐久性を向上できると考えられる。さらに、外整加工の工程と成膜工程との順番を逆にすることにより、外整加工により表面処理層がダメージを受けることを未然に防止でき、成膜時の密着力を長期間にわたり維持できる。したがって、この点でも表面処理層の耐久性を向上でき、枠入れする際の応力によってもダメージを受けにくい表面処理層が形成された光学部品を提供できる。また、表面処理層の内、一層をハードコート層を用いることによって、加工時や枠入れ時にコバ部を十分に保護することができる。
【０００８】
したがって、本発明により、表面処理層が剥がれにくく、高水準の光学的性質および物理的性質を長期間にわたり維持できる光学部品を提供できる。特に、近年、小口径になっている眼鏡レンズにおいて、表面処理層の剥がれを防止し、耐久性の高い眼鏡レンズおよびそれを枠入れした眼鏡を提供できる。
【０００９】
多数の層により表面処理層が形成される光学部品においては、それらの表面処理層のすべてを外整加工された面を含めた全ての面上に形成することにより、各層の端部が露出するのを防止でき、各層間の界面が露出することを防止できる。したがって、層間の剥離が心配されるケースでも、その要因を減らすことができ、さらに表面処理層の耐久性を向上できると考えられる。
【００１０】
反射防止膜は、表面処理層の１つであり、有機系の反射防止膜は湿式法の成膜方法により形成できるので、蒸着により成膜するよりも外整加工した部分も含めて膜を形成するのに適している。特に、湿式法の１つの浸漬法であれば、光学部品の外整加工された面を含めた全ての面上に一括で層を形成できるので、本発明の成膜工程を簡略化できる。表面処理層は、さらに、プライマー層、撥水層（防汚層）を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に、本発明の眼鏡の製造方法を、現行の製造方法と対比して示してある。図１（ａ）に示した現行の製造方法９０では、ステップ９１で、プラスチック製の眼鏡レンズの基材となる組成物（材料）を調合し、調合した組成物を熱硬化して重合させ、基材を生成する。次に、ステップ９２で、基材の上に各種の表面処理層を順次形成する。ステップ９２ａで、プライマー層を成膜し、ステップ９２ｂで、ハードコート層を成膜し、ステップ９２ｃで、反射防止膜を成膜する。その後、ステップ９３で、ユーザにより選択された眼鏡フレームの形状に合わせてレンズを玉摺り加工（外整加工）し、ステップ９４で、眼鏡フレームに枠入れする。これにより、眼鏡が完成し、ユーザが使用できる状態になる（ステップ９５）。ユーザが使用中に、表面処理層の一部に傷がついたり、剥がれたりした場合（ステップ９６）は、表面処理層を再生するサービスは提供されていないので、レンズを買い換えるか、眼鏡ごと買い替えることになる（ステップ９７）。
【００１２】
これに対し、図１（ｂ）に示した本発明の眼鏡の製造方法１０においては、玉摺り加工した後に表面処理層を形成する。図２に、眼鏡の製造方法１０によりレンズに成膜される状態を示してある。まず、ステップ１１で、プラスチック製の眼鏡レンズの基材となる組成物（材料）を調合し、調合した組成物を熱硬化して重合させ、基材３１を生成する（図２（ａ））。次に、ステップ１２で、ユーザにより選択された眼鏡フレーム３５の形状に合わせてレンズ基材３１を玉摺り加工（外整加工）する（図２（ｂ））。ステップ１３で、玉摺り加工された基材４１に対して表面処理層を構成する各層を順次形成する。ステップ１３ａで、プライマーのコート材に基材４１を浸漬（ディップ）し、玉摺り加工により形成されたコバ部分４１ａも含めてプライマー層３２を成膜する（図２（ｃ））。ステップ１３ｂで、プライマー層３２が形成された基材４１を、ハードコートのコート材にディップし、コバ部分４１ａも含めてハードコート層３３を成膜する（図２（ｄ））。ステップ１３ｃで、ハードコード層３３が形成された基材４１を、反射防止膜のコート材にディップし、コバ部分４１ａも含めて反射防止膜３４を成膜する（図２（ｅ））。
【００１３】
この段階で、フレーム３５に取り付け可能な形状で、コバ部分４１ａも含めて表面処理層が形成された眼鏡レンズ３６が製造される。したがって、ステップ１４で、眼鏡レンズ３６をユーザが選択した眼鏡フレーム３５に枠入れする（図２（ｆ））。これにより、ユーザが使用する眼鏡４０が完成し、ユーザが使用できる状態になる（ステップ１５）。
【００１４】
図１（ｃ）には、本発明の眼鏡レンズの再生方法２０を示してある。眼鏡レンズ表面に剥離や亀裂などの異常が発生すると（ステップ２１）、その眼鏡はユーザから本発明の眼鏡の製造方法１０を実施可能な設備のあるメーカの事業所に送り届けられる。そして、ステップ２２において、表面処理層を剥離する処理が行われる。この段階で、表面処理層を剥離した眼鏡レンズは、本発明の眼鏡の製造方法１０において玉摺り加工された眼鏡レンズ４１と同じ状態になる。したがって、本発明の眼鏡の製造方法１０の内、眼鏡レンズ４１に表面処理層を形成するステップ１３により眼鏡レンズを再生することができ、さらに、枠入れするステップ１４を経ることにより眼鏡を再生することができる。そして、再生した眼鏡をユーザに提供する（ステップ１５）ことにより、ユーザは、表面処理層が再生された眼鏡レンズを備えた眼鏡を使用することができる。この再生する方法２０は、眼鏡レンズの表面に傷が付いたような場合に限らず、新しい表面処理層の開発が進んだときや、ユーザの仕様が変更になったときに、ユーザの眼鏡レンズの表面処理層を更新するためにも利用することができる。
【００１５】
以下では、上述した本発明の眼鏡の製造方法および再生方法により実際に眼鏡レンズを製造および再生し、その眼鏡レンズの耐久性が向上していることを確認した。
【００１６】
（実施例１）
実施例１においては、上述した本発明の眼鏡の製造方法の各ステップにしたがって眼鏡レンズを製造した。まず、セイコーエプソン株式会社製のセイコースーパーソブリン基材３１を熱重合により製造した（ステップ１１）。製造したレンズ基材３１を眼鏡フレーム３５の形状に併せて玉摺り加工した（ステップ１２）。玉摺り加工したレンズ４１に表面処理層を形成した（ステップ１３）。
【００１７】
まず、固形分濃度２０重量％のＺｒＯ2−ＴｉＯ2−ＳｉＯ2複合金属酸化物ゾル（触媒化成工業株式会社製）１５００ｇに、ウレタンエラストマー水分散体（第一工業製薬株式会社製：スーパーフレックス１５０）５００ｇを混合したものをプライマー液として、玉摺り加工されたレンズ４１をディップし、乾燥硬化後の膜厚が１．４μｍのプライマー層３２を成膜した（ステップ１３ａ）。次に、ブチルセロソルブ２００ｇ中に、γ―グリシドキプロピルトリメトキシシラン３００ｇおよび０．１規定塩酸７０ｇを添加して８時間攪拌した後、５℃で２０時間熟成保管し、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー株式会社製：Ｌ−７６０４）０．１ｇを添加し攪拌した後、固形分濃度２０重量％のＺｒＯ2−ＴｉＯ2−ＳｉＯ2複合金属酸化物ゾル（触媒化成工業株式会社製）１３００ｇおよび鉄（III）アセチルアセトネート１．５ｇを添加して２時間攪拌したものをハードコート液とし、プライマー層３２が成膜されたレンズ４１をディップし、乾燥硬化後の膜厚が２．１μｍのハードコート層３３を成膜した（ステップ１３ｂ）。さらに、ブチルセロソルブ４２０ｇ中に、テトラメトキシシラン１００ｇおよび０．１規定塩酸５０ｇを添加して６時間攪拌した後、５℃で２０時間熟成保管し、シリコン系界面活性剤（日本ユニカー株式会社製：Ｌ−７６０４）１ｇを添加し攪拌した後、固形分濃度３重量％の中空シリカゾル（触媒化成工業株式会社製）３００ｇを添加して２時間攪拌したものを反射防止液として、ハードコート層３３が成膜されたレンズ４１をディップし、乾燥硬化後の膜厚が１００ｎｍとなる反射防止層３４を成膜した（ステップ１３ｃ）。
【００１８】
以上のように、各コーティング液に玉摺り加工されたレンズを浸漬するディッピング法により、玉摺り加工されたコバ面４１ａも含めて、玉摺り加工されたレンズ４１の全体にプライマー層３２、ハードコート層３３および反射防止層３４が成膜された眼鏡レンズを製造できた。
【００１９】
このようにして得られた実施例１の眼鏡レンズに対して、製造直後の密着性（初期密着性）と、加速試験後の密着性（耐久性）とをＪＩＳ  Ｋ５４００  ８．５．１〜２碁盤目法・碁盤目テープ法に準ずるクロスカットテープ試験により確認し、さらに、加速試験後については目視による外観検査を行った。加速試験は、眼鏡レンズをキセノンランプによるサンシャインウェザーメーターに２００時間暴露することで行った。密着性を確認するクロスカットテープ試験は、カッターナイフを用い、実施例１により製造された眼鏡レンズの中心部分および玉摺り加工したコバ部分に近い周辺部の表面の適当な試験領域に１ｍｍ間隔に切れ目を入れ、１ｍｍ2のマス目を１００個形成した。次に、その上へセロファン粘着テープ（ニチバン（株）製 商品名「セロテープ（登録商標）」）を強く押し付けた後、表面から９０度方向へ急に引っ張り剥離し、その後、表面処理層（コート被膜）の残っているマス目を数えた。その結果を図３に示してある。
【００２０】
加速試験後においては、さらに、レンズ外観の目視で確認して耐候性の評価を行った。目視検査は、反射の少ない黒色の壁面であって上部に蛍光灯を有する検査台において、照度を３５０〜５００ルクスとした明視状態で、レンズを目から３０ｃｍ程度の位置に捉え、透過光および反射光を用いて膜の状態を確認した。状態Ａは、異常がないことを示し、状態Ｂは数本のクラック（くもり）が見えることを示し、状態Ｃは、表面全体にクラック（くもり）が見えることを示し、状態Ｄは、膜面全体が剥がれていることを示している。目視検査の結果も図３に合わせて示してある。
【００２１】
（実施例２）
実施例２においては、実施例１において製造した眼鏡レンズが使用中に、なんらかの要因により表面に傷がついて表面処理層を再生する必要がある状態になったことを想定し、本発明の再生方法２０にしたがって表面処理層を再生した。眼鏡レンズの表面に傷がついた（ステップ２１）と想定し、５０℃に保温した４８％水酸化カリウム水溶液中に３０分間浸漬し、水洗処理を行い、表面処理層を剥離した（ステップ２２）。その後、再生方法２０にしたがって、眼鏡レンズの製造方法１０の表面処理層を生成する設備を用いて各々の表面処理層３２〜３４を成膜した（ステップ１３）。各々の表面処理層を成膜するステップ１３ａ〜１３ｃの詳細は、実施例１に説明した通りである。
【００２２】
このようにして得られた実施例２の眼鏡レンズに対して、製造直後の密着性（初期密着性）と、加速試験後の密着性（耐久性）と、目視検査とを実施例１と同様に行った。その結果を図３に示してある。
【００２３】
（比較例）
実施例１および実施例２により製造および再生された眼鏡レンズの耐久性と比較するために、比較例として従来の眼鏡レンズの製造方法９０にしたがって眼鏡レンズを製造した。まず、セイコースーパーソブリン基材を用意し（ステップ９１）、その基材を玉摺り加工することなく、基材にプライマー層、ハードコート層および反射防止層の３層を形成した（ステップ９２）。なお、プライマー層、ハードコート層および反射防止層の具体的な製造方法は、上述したステップ１３ａ〜１３ｃと同じにした。その後、眼鏡レンズを玉摺り加工した（ステップ９３）。
【００２４】
このようにして得られた比較例の眼鏡レンズに対して、製造直後の密着性（初期密着性）と、加速試験後の密着性（耐久性）と、目視検査とを実施例１と同様に行った。その結果を図３に示してある。
【００２５】
（評価）
図３に示したように、実施例１、実施例２および比較例により製造および再生されたいずれの眼鏡レンズにおいても、初期密着性は良好である。また、加速試験後の密着性では、中心部分においては、実施例１、実施例２および比較例により製造および再生された眼鏡レンズのいずれも良好である。しかしながら、周辺部分においては、実施例１および実施例２により製造および再生された眼鏡レンズにおいてはいずれも良好であるのに対し、比較例により製造された眼鏡レンズにおいては４０％程度の剥離が見られた。したがって、実施例１および実施例２により製造および再生された眼鏡レンズの耐久性は、比較例により製造された眼鏡レンズよりも高いことが分かる。
【００２６】
外観検査の結果では、実施例１および実施例２により製造および再生された眼鏡レンズにおいては、加速試験後においてもクラックの発生が見られないのに対し、比較例により製造された眼鏡レンズにおいては、周辺部分においてクラックの発生が確認された。したがって、外観検査の結果からも、実施例１および実施例２により製造および再生された眼鏡レンズの耐久性は、比較例により製造された眼鏡レンズよりも高いことが分かる。
【００２７】
このように、実施例１および実施例２により、玉摺り加工されたコバ部分４１ａも含めて表面処理層が生成および再生された眼鏡レンズは、キセノンランプにより２００時間暴露という厳しい条件における加速試験でも表面処理層の密着性がほとんど低下しておらず、高水準の光学的性質および物理的性質を長期にわたり維持できる眼鏡レンズとなっていることが分かる。
【００２８】
なお、上記では、ディッピング法により表面処理層を生成しているが、スピンコート法などの他の湿式法で、玉摺り加工された面も含めて表面処理層を生成することにより同様に耐久性の高い眼鏡レンズが得られる。スピンコート法では、コバ部分を成膜するようにプロセスを調整しないといけないのに対し、ディッピング法は、レンズの表面に成膜するプロセスでコバ部分を含めて成膜できるので、湿式法の中でも本発明に適したレンズの製造方法である。また、上記の製造方法において採用している反射防止膜は、有機系であり、湿式法により成膜することができる。したがって、この組成の反射防止膜は、本発明に適した反射防止膜の１つである。
【００２９】
反射防止膜も含め、他の表面処理層を蒸着により成膜することも可能であり、玉摺り加工された面も含めて蒸着により表面処理層を形成することにより、上記と同様に耐久性の高いレンズを得ることができる。たとえば、真空蒸着法により反射防止膜を形成する場合は、プライマー層およびハードコート層を生成したレンズにプラズマ処理（アルゴンプラズマ４００Ｗ×６０秒）を行った後、ハードコート層の表面から順に、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、およびＳｉＯ2の５層を真空蒸着装置（たとえば、（株）シンクロン製ＣＥＳ−２１）を用いて成膜する。反射防止膜を構成する各層の組成はこれに限定されるものではなく、また、各々の層の光学的膜厚は設計波長により可変である。
【００３０】
反射防止膜の表面に、表面処理層の１つとして、さらに防汚層として機能する撥水層を設けることがある。防汚層の一例は含フッ素シラン化合物で形成された層であり、本発明においては、防汚層を含めた表面処理層を、玉摺り加工された面も含めて形成することにより、さらに耐久性の高い眼鏡レンズを提供できる。
【００３１】
また、上記では、眼鏡に用いるプラスチックレンズを例に本発明を説明したが、光学部品の基材は、プラスチックに限定されるものではなく、ガラスなどの他の光学基材に対しても本発明を適用できる。さらに、眼鏡レンズに限らず、カメラ用のレンズ、プリズム、液晶パネルのカバーガラスなど、枠入れなどのために外整加工されることのある光学部品の全てに本発明は適用可能であり、本発明により、耐久性の高い光学部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る光学部品（眼鏡レンズ）の製造方法および眼鏡レンズの再生方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る光学部品（眼鏡レンズ）の層構成を示す図である。
【図３】図１に示す製造過程および再生過程により得られた眼鏡レンズの評価を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
３２  プライマー層、３３  ハードコート層、３４  反射防止膜
３５  眼鏡フレーム、３６  眼鏡レンズ、４０  眼鏡、４１  基材
【図１】
2005266291.tif 000003
【図２】
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【図３】
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