(57)【要約】      （修正有）【課題】高い偏光効率と優れた透明性を兼ね備えた偏光レンズを提供すること。【解決手段】基材上に少なくとも２枚の偏光膜を有し、各偏光膜の偏光軸は略平行に位置することを特徴とする偏光レンズ。基材の入射面側と出射面側にそれぞれ偏光膜を有する。また、偏光膜は、基材上に設けられた配列層に隣接して配置されている偏光レンズ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に少なくとも２枚の偏光膜を有し、各偏光膜の偏光軸は略平行に位置することを特徴とする偏光レンズ。
【請求項２】
基材の入射面側と出射面側にそれぞれ偏光膜を有する請求項１に記載の偏光レンズ。
【請求項３】
偏光膜１枚の膜厚は１．０μｍ以下である、請求項１または２に記載の偏光レンズ。
【請求項４】
前記偏光膜は、基材上に設けられた配列層に隣接して配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光レンズに関するものであり、詳しくは、高い偏光効率を有するとともに曇り（ヘイズ）の少ない高品質な偏光レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
偏光レンズは、溶接作業、医療治療等の特殊作業やスキーなどの各種スポーツ中に防眩メガネとして利用されるものであり、一般に二色性色素の偏光性を利用することにより防眩性が発揮される。これら偏光レンズは、通常、二色性色素を含む偏光膜を基材上または基材上に設けた配列層上に形成することにより作製される。そのような偏光レンズが、例えば特許文献１〜４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２７４０１号公報
【特許文献２】特開２００９−２３７３６１号公報
【特許文献３】国際公開第２００８／１０６０３４号
【特許文献４】国際公開第２００９／０２９１９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記偏光レンズには、高い偏光効率を有することに加えて、眼鏡レンズとして使用可能な優れた光学特性（透明性）を有することが求められる。しかし本発明者の検討の結果、高い偏光効率を有する偏光レンズの中には透明性に劣るものがあり、偏光効率と透明性を両立することは、必ずしも容易ではないことが判明した。
【０００５】
そこで本発明の目的は、高い偏光効率と優れた透明性を兼ね備えた偏光レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、偏光効率の高い偏光レンズが透明性に劣る理由は、偏光効率を高めるために偏光膜の膜厚を厚くすると、厚い偏光膜において曇り（ヘイズ）が発生することにあることを新たに見出した。そのうえで本発明者は、偏光膜を２層以上に分割すれば各偏光膜の膜厚を厚くすることなく、複数の偏光膜全体で高い偏光効率を確保できることを見出すに至った。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。
【０００７】
即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
［１］基材上に少なくとも２枚の偏光膜を有し、各偏光膜の偏光軸は略平行に位置することを特徴とする偏光レンズ。
［２］基材の入射面側と出射面側にそれぞれ偏光膜を有する［１］に記載の偏光レンズ。
［３］偏光膜１枚の膜厚は１．０μｍ以下である、［１］または［２］に記載の偏光レンズ。
［４］前記偏光膜は、基材上に設けられた配列層に隣接して配置されている［１］〜［３］のいずれかに記載の偏光レンズ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れた偏光性能と光学特性を兼ね備えた、高品質な偏光レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の偏光レンズの層構成の具体例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の偏光レンズは、基材上に少なくとも２枚の偏光膜を有する。前述のように、１枚の偏光膜で偏光効率を高めようとすると必然的に膜厚を厚くせざるを得ず、その結果、厚膜の偏光膜において曇り（ヘイズ）が発生してしまう。これに対し本発明の偏光レンズは偏光膜を２枚以上有し、それぞれの偏光膜が偏光レンズの偏光効率向上に寄与する。したがって、偏光膜１枚の膜厚を曇り（ヘイズ）が発生するほど厚くすることなく高い偏光効率を実現することができる。ただし、複数の偏光膜の偏光軸が角度をもって配置されていると、ある偏光膜を通過した偏光の強度が他の偏光膜により弱められてしまい、特に、直交するように配置されると完全に光が遮断されてしまうため、１枚の厚い偏光膜を設けた偏光レンズと同等の高い偏光効率を達成することができない。そのため本発明の偏光レンズでは、複数の偏光膜を、各偏光膜の偏光軸が略平行に位置するように配置する。これにより、１枚の厚い偏光膜により実現可能な偏光効率を達成しつつ、高い透明性を得ることができる。
以下、本発明の偏光レンズについて、更に詳細に説明する。
【００１１】
基材
前記基材としては、特に限定されるものではなく、プラスチック、無機ガラス等を挙げることができる。プラスチックとしては、例えばメチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エピチオ基を有する化合物を材料とする重合体、スルフィド結合を有するモノマーの単独重合体、スルフィドと一種以上の他のモノマーとの共重合体、ポリスルフィドと一種以上の他のモノマーとの共重合体、ポリジスルフィドと一種以上の他のモノマーとの共重合体等などが挙げられる。基材の厚さは、特に限定されるものではないが、通常１〜３０ｍｍ程度である。また、その上に偏光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。
【００１２】
偏光膜
偏光膜の偏光性は、主に二色性色素が一軸配向することにより発現される。したがって本発明の偏光レンズに含まれる偏光膜も、二色性色素を含むことが好ましい。「二色性」とは、媒質が光に対して選択吸収の異方性を有するために、透過光の色が伝播方向によって異なる性質を意味し、二色性色素は、偏光光に対して色素分子のある特定の方向で光吸収が強くなり、これと直交する方向では光吸収が小さくなる性質を有する。また、二色性色素の中には、水を溶媒とした時、ある濃度・温度範囲で液晶状態を発現するものが知られている。このような液晶状態のことをリオトロピック液晶という。この二色性色素の液晶状態を利用して特定の一方向に色素分子を配列させることができれば、より強い二色性を発現することが可能となる。例えば、溝を形成した表面上に二色性色素を含有する塗布液を塗布することにより二色性色素を一軸配向させることができ、これにより良好な偏光性能を有する偏光膜を形成することができる。
【００１３】
本発明において偏光膜に含まれる二色性色素としては、特に限定されるものではなく、偏光部材に通常使用される各種二色性色素を挙げることができる。具体例としては、アゾ系、アントラキノン系、メロシアニン系、スチリル系、アゾメチン系、キノン系、キノフタロン系、ペリレン系、インジゴ系、テトラジン系、スチルベン系、ベンジジン系色素等が挙げられる。また、米国特許２４００８７７号明細書、特表２００２−５２７７８６号公報に記載されているもの等でもよい。
【００１４】
二色性色素を一軸配向させるためには、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムに二色性色素を含浸させた後、該フィルムを一軸延伸する方法、二色性色素を含む塗布液を溝を有する表面上に塗布する方法が一般的に採用されている。偏光膜を後者の方法、即ち溝を有する表面に塗布液を塗布して形成する場合、二色性色素を一軸配向させるための溝は、基材表面に形成してもよいが、上記特許文献１〜４に記載されているように、基材上に設けた配列層の表面に形成することが、二色性色素の偏光性を良好に発現させるうえで有利である。
【００１５】
上記配列層は、通常、基材上に直接または他の層を介して間接的に設けられる。基材と配列層との間に形成され得る層の一例としては、公知のハードコート層、プライマー層等を挙げることができる。なお、レンズ基材としてはハードコート付きで市販されているものもあり、本発明ではそのようなレンズ基材上に配列層を形成することもできる。
【００１６】
上記配列層の厚さは、通常０．０２〜５μｍ程度であり、好ましくは０．０５〜０．５μｍ程度である。配列層は、蒸着、スパッタ等の公知の成膜法によって成膜材料を堆積させることにより形成してもよく、ディップ法、スピンコート法等の公知の塗布法によって形成してもよい。上記成膜材料として好適なものとしては、金属、半金属、またはこれらの酸化物、複合体もしくは化合物を挙げることができる。より好ましくは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｙ、Ｃｒから選ばれる材料またはその酸化物、さらにはこれら材料の複合体もしくは化合物を用いることができる。これらの中でも配列層としての機能付与の容易性の観点からはＳｉＯ、ＳｉＯ２等のケイ素酸化物が好ましい。
【００１７】
一方、上記塗布法によって形成される配列層としては、無機酸化物ゾルを含むゾル−ゲル膜を挙げることができる。上記ゾル−ゲル膜の形成に好適な塗布液としては、アルコキシシラン、ヘキサアルコキシジシロキサンを無機酸化物ゾルとともに含む塗布液を挙げることができる。配列層としての機能付与の容易性の観点から、上記アルコキシシランは、好ましくは特開２００９−２３７３６１号公報に記載の一般式（１）で表されるアルコキシシランであり、上記ヘキサアルコキシジシロキサンは、好ましくは特開２００９−２３７３６１号公報に記載の一般式（２）で表されるヘキサアルコキシジシロキサンである。上記塗布液は、アルコキシシラン、ヘキサアルコキシジシロキサンのいずれか一方を含んでもよく、また両方を含んでもよい。更に必要に応じて特開２００９−２３７３６１号公報に記載の一般式（３）で表される官能基含有アルコキシシランを含むこともできる。上記塗布液および成膜方法（塗布方法）の詳細については、特開２００９−２３７３６１号公報段落[００１１]〜[００２３]、[００２９]〜[００３１]および同公報記載の実施例を参照できる。
【００１８】
次いで、通常、上記配列層上に塗布される塗布液中の二色性色素を一軸配向させるために配列層表面に溝を形成する。溝が形成された配列層表面に二色性色素を含む塗布液を塗布すると、二色性色素が溝に沿って、または溝と直交する方向に配向する。溝に沿って配向するか溝と直交する方向に配向するかは、使用する二色性色素の性質により定まる。そして、この二色性色素の配向方向により、偏光膜の偏光軸方向が決定される。即ち、溝に沿って偏光軸が形成されるか、溝と直交する方向に偏光軸が形成されるかは、使用する二色性色素の性質により定まる。なお、本発明において偏光軸とは、特定の偏光方向の光を吸収する吸収軸をいう。
【００１９】
上記溝の形成は、例えば、液晶分子の配向処理のために行われるラビング工程によって行うことができる。ラビング工程は、被研磨面を布などで一定方向に擦る工程であり、その詳細は、例えば米国特許２４００８７７号明細書や米国特許４８６５６６８号明細書等を参照できる。または、特開２００９−２３７３６１号公報段落[００３３]〜[００３４]に記載の研磨処理により、配列層上に溝を形成することも可能である。形成される溝の深さやピッチは、二色性色素を一軸配向させることができるように設定すればよい。
【００２０】
複数の偏光膜を含む本発明の偏光レンズの層構成の具体例としては、入射面側（物体側）から出射面側（眼球側）の順に、（１）偏光膜／基材／偏光膜、（２）基材／偏光膜／偏光膜、（３）偏光膜／偏光膜／基材、等を挙げることができる。なお、上記（１）〜（３）では基材および偏光膜以外は記載していないが、先に説明した配列層が偏光膜に隣接配置されていてもよい。配列層を有する態様を含む本発明の偏光レンズの具体例を、図１に示す。また、図１には示していないが、ハードコート層、プライマー層、保護層等の層を任意の位置に有することもできる。また、本発明の偏光レンズに含まれる偏光膜は２枚に限定されるものではなく、各偏光膜の偏光軸が略平行に位置していれば、３枚、４枚、またはそれ以上の枚数であってもよい。偏光膜の枚数が増えるほど偏光効率は高まるため、所望の偏光効率に応じて偏光膜の枚数を決定すればよい。１枚の偏光膜の膜厚は、雲り（ヘイズ）が発生しない厚さとすることが好ましく、この点からは１．０μｍ以下であることが好ましく、０．８μｍ以下であることがより好ましい。また、二色性色素を良好に配向させる観点から、１枚の偏光膜の膜厚は０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
上記（１）の層構成を有する偏光レンズは、例えば、基材の入射面側と出射面側にそれぞれ配列層を形成し、これら配列層の上に二色性色素含有塗布液を塗布して偏光膜を形成することにより作製することができる。この場合、配列層表面に形成する溝の方向を二色性色素の性質に応じて決定することにより、所望の方向に偏光軸を有する偏光膜を形成することができる。即ち、配列層表面に形成する溝の方向を二色性色素の性質に基づき決定することにより、基材の両面に位置する偏光膜の偏光軸を略平行に配置することができる。また、配列層を設けず基材表面上に直接偏光膜を設ける場合には、基材表面に形成する溝の方向により、基材の両面に位置する偏光膜の偏光軸を略平行に配置することができる。なお本発明において、「略平行」とは、平行状態から±５°以内異なることを許容するものとする。偏光軸が５°程度角度をもって配置されている場合の偏光効率の低下は使用者に認識されないほどわずかだからである。
【００２２】
二色性色素含有塗布液の塗布は、ディップ法、スピンコート法等の公知の方法により行うことができる。例えば、基材の入射面側と出射面側に形成した配列層に同一方向の溝を形成したうえで、配列層付の基材を二色性塗布液中に浸漬することにより、偏光軸が平行に配置された２枚の偏光膜を形成することができる（ディップ法）。または、上記と同様に入射面側と出射面側に形成した配列層に同一方向の溝を形成したうえで、両面にそれぞれスピンコートにより同種の二色性色素含有溶液を塗布することにより、偏光軸が平行に配置された２枚の偏光膜を形成することができる（スピンコート法）。なお、二色性色素含有溶液は、二色性色素の多くが水溶性であるため、通常、水を溶媒とする水溶液である。塗布液中の二色性色素の含有量は、例えば１〜５０質量％程度であるが、所望の偏光性が得られればよく上記範囲に限定されるものではない。
【００２３】
塗布液は、二色性色素に加えて、他の成分を含むこともできる。他の成分としては、二色性色素以外の色素を挙げることができ、このような色素を配合することで所望の色相を有する偏光レンズを製造することができる。さらに塗布性等を向上させる観点から、必要に応じてレオロジー改質剤、接着性促進剤、可塑剤、レベリング剤等の添加剤を配合してもよい。
【００２４】
また、二色性色素含有溶液を塗布乾燥した後に、膜安定性を高めるために非水溶化処理を施すことが好ましく、また、膜強度および安定性を高めるために二色性色素の固定化処理（色素を固定するための保護層の形成）を施すことが好ましい。この固定化処理は非水溶化処理の後に行うことが望ましい。固定化処理により、偏光膜中で二色性色素の配向状態を固定化することができる。通常、固定化処理後に保護層は実質的に偏光膜と一体化する。この場合、保護層と一体化した偏光膜の膜厚は、前述の範囲であることが好ましい。上記非水溶化処理および固定化処理の詳細については、例えば特開２００９−２３７３６１号公報段落[００３５]、[００３６]およびその実施例に記載があり、本発明でもこれらの記載を参照し上記処理を行うことができる。
【００２５】
以上の記載では、二色性色素含有溶液を溝を有する表面上に塗布することにより偏光膜を形成する態様について説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではない。例えば、前述のようにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムに二色性色素を含浸させた後、該フィルムを一軸延伸する方法により作製された偏光フィルムを偏光膜として用いることもできる。このような偏光フィルムは、市販品として入手可能であり、または公知の方法で作製することもできる。偏光フィルムの偏光軸方向は、公知の方法により容易に確認することができるため、確認された偏光軸方向に基づき、複数の偏光フィルムを接着剤等を利用して基材上に、または他の偏光膜上に貼り付けることにより複数の偏光膜をそれぞれの偏光軸が略平行に位置するように積層することができる。
【００２６】
本発明の偏光レンズは、前述の層に加えて、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、反射防止膜等の通常眼鏡レンズに含まれ得る各種の機能性膜を任意の位置に有することができる。また、それらの膜とレンズとの密着性を高めるために、プライマー層を設けることもできる。プライマー層としては、水系ポリウレタン樹脂組成物をはじめとする公知の接着層を何ら制限なく使用することができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、実施例により本発明を更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。また、以下に記載の膜厚は、光干渉式膜厚測定器により測定した値である。
【００２８】
[実施例１]
（１）配列層の形成
レンズ基材として、入射面（物体側）が凸面、出射面（眼球側）が凹面のポリウレタンウレアンレンズ（ＨＯＹＡ株式会社製商品名フェニックス、屈折率１.５３、ハードコート付き、直径７０ｍｍ、ベースカーブ５、中心肉厚２．２ｍｍ）を用いて、レンズ両面にそれぞれ、真空蒸着法により、厚さ０．２μｍのＳｉＯ２膜を形成した。
レンズ両面に形成したＳｉＯ２膜に、それぞれ研磨剤含有ウレタンフォーム（研磨剤：フジミインコーポレーテッド社製商品名ＰＯＬＩＰＬＡ２０３Ａ、平均粒径０.８μｍのＡｌ2Ｏ3粒子、ウレタンフォーム：被研磨面の曲率とほぼ同形状）を用いて、一軸研磨処理を回転数３５０ｒｐｍ、研磨圧５０ｇ/ｃｍ2の条件で３０秒間施した。２枚のＳｉＯ２膜に対して同一方向に研磨処理を施したため、２枚のＳｉＯ２膜表面に形成された研磨痕（溝）同士は平行であった。研磨処理を施したレンズは純水により洗浄、乾燥させた。
【００２９】
（２）偏光膜の形成
レンズを乾燥後、両研磨処理面上に、それぞれ水溶性の二色性色素（スターリング オプティクス インク（Sterling Optics Inc）社製商品名Varilight solution 2S）の約５質量％水溶液２〜３ｇを用いてスピンコートを施し、偏光膜を形成した。スピンコートは、色素水溶液を回転数３００ｒｐｍで供給し、８秒間保持、次に回転数４００ｒｐｍで４５秒間保持、さらに１０００ｒｐｍで１２秒間保持することで行った。
次いで、塩化鉄濃度が０.１５Ｍ、水酸化カルシウム濃度が０.２ＭであるｐＨ３.５の水溶液を調製し、この水溶液に上記で得られたレンズをおよそ３０秒間浸漬し、その後引き上げ、純水にて充分に洗浄を施した。この工程により、水溶性であった色素は難溶性に変換される（非水溶化処理）。
【００３０】
（３）固定化処理
上記（２）の後、レンズをγ−アミノプロピルトリエトキシシラン１０質量％水溶液に１５分間浸漬し、その後純水で３回洗浄し、加熱炉内（炉内温度８５℃）で３０分間加熱処理した後、炉内から取り出し室温まで冷却した。
上記冷却後、レンズをγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２質量％水溶液に３０分浸漬した。上記固定化処理後、レンズを加熱炉内（炉内温度６０℃）で３０分間加熱処理した後、炉内から取り出し室温まで冷却した。以上の処理後、形成された偏光膜の厚さは、１枚あたり１．０μｍであった。また、使用した二色性色素は、研磨痕に沿って偏光軸（吸収軸）を形成する性質を有するものであったため、形成された偏光膜における偏光軸は、ＳｉＯ２膜上に形成した研磨痕と同様、一軸方向に揃った直線となった。また、２枚のＳｉＯ２膜には同一方向（平行）に研磨痕を形成したため、２枚の偏光膜の偏光軸も平行となった。
【００３１】
[実施例２]
二色性色素溶液の塗布方法をディップ法に変更した点を除き、実施例１と同様の方法で偏光レンズを得た。レンズ両面に形成された偏光膜の厚さは、１枚あたり１．０μｍであった。
【００３２】
[比較例１]
スピンコートの条件を変更しレンズ凹面のみに厚さ２．０μｍの偏光膜を１枚形成した点を除き、実施例１と同様の方法で偏光レンズを得た。
【００３３】
[比較例２]
レンズ凸面への偏光膜の形成を行わなかった点を除き、実施例１と同様の方法で偏光レンズを得た。
【００３４】
評価方法
（１）偏光効率
偏光効率（Ｐeff）は、ＩＳＯ８９８０−３にしたがって、平行透過率（Ｔ//）および垂直透過率（Ｔ⊥）を求め、次式により算出することで評価した。平行透過率および垂直透過率は、可視分光光度計と偏光子を用いて測定した。
Ｐeff（％）＝〔（Ｔ//−Ｔ⊥）／（Ｔ//＋Ｔ⊥）〕×１００
（評価基準）
○：偏光効率９０％以上  ×：偏光効率９０％未満
【００３５】
（２）透明性（ヘイズ値）
株式会社村上色彩技術研究所製ヘイズメーターＭＨ−１５０にて、作製した偏光レンズのヘイズ値を測定し、曇りの有無を判断した。
（評価基準）
○：曇りなし（ヘイズ値≦１．０％）
×：曇りあり（ヘイズ値＞１．０％）
【００３６】
以上の評価結果を、下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
2012048113.tif 000003
【００３８】
前述のように、実施例１、２の偏光レンズは、基材両面にそれぞれ厚さ１μｍの偏光膜を有する。これに対し比較例１の偏光レンズは、基材片面に形成した偏光膜の厚さが、実施例１、２のレンズにおける偏光膜の総厚と同一であり、比較例２の偏光レンズは基材片面に形成した偏光膜の厚さが、実施例１、２の偏光レンズにおける１枚の偏光膜の厚さと同一である。
比較例１では、９０％を超える偏光効率は達成されたが、１枚の偏光膜により偏光効率を高めたため厚膜の偏光膜に曇りが生じた結果、レンズの透明性が低下した。他方、透明性を良好に維持し得る範囲では、１枚の偏光膜により達成可能な偏光効率には限界があるため、比較例２では９０％を超える偏光効率を達成することはできなかった。
これに対し実施例１、２の偏光レンズは、偏光効率、透明性のいずれも良好であった。これは、偏光膜を２枚とし１枚あたりの偏光膜を透明性を維持し得る範囲の厚さとしつつ、２枚の偏光膜がそれぞれ偏光効率に寄与した結果である。なお実施例１、２では９８％以上の偏光効率が達成された。
以上の結果から、本発明によれば、優れた偏光効率と透明性を兼ね備えた、高品質な偏光レンズが得られることが示された。このように優れた偏光性能と光学特性を兼ね備えた偏光レンズは、眼鏡レンズとして好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、眼鏡レンズの製造分野において有用である。
【図１】
2012048113.tif 000004