(57)【要約】【課題】レンズの表面が摩耗した場合でも、撥水性を維持することができるレンズおよびレンズの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明は、レンズ基材１１と、このレンズ基材１１に設けられた反射防止層１３とを備えるレンズ１であって、反射防止層１３には、その表面１３１からその厚さ方向で少なくとも一部に亘って穴部２０が設けられ、穴部２０における反射防止層１３の内面１３２に内部撥水層３０が設けられている。本発明のレンズの製造方法は、レンズ基材１１の表面に反射防止層１３を積層する積層工程と、反射防止層１３の表面１３１に、その厚さ方向で少なくとも一部に亘って穴部２０を形成する穴部形成工程と、穴部２０における反射防止層１３の内面１３２に内部撥水層３０を形成する撥水工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ基材と、このレンズ基材に設けられた反射防止層とを備えるレンズであって、
前記反射防止層には、その表面からその厚さ方向で少なくとも一部に亘って穴部が設けられ、
前記穴部における前記反射防止層の内面に内部撥水層が設けられている
ことを特徴とするレンズ。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズにおいて、
前記穴部の前記レンズ基材側の底面は、前記反射防止層に位置している
ことを特徴とするレンズ。
【請求項３】
請求項２に記載のレンズにおいて、
前記反射防止層の内面全体に前記内部撥水層が設けられている
ことを特徴とするレンズ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズにおいて、
前記穴部の深さは、０．３μｍ以上１μｍ以下である
ことを特徴とするレンズ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレンズにおいて、
前記反射防止層の表面に最表撥水層が設けられている
ことを特徴とするレンズ。
【請求項６】
レンズ基材の表面に反射防止層を積層する積層工程と、
前記反射防止層に、その表面からその厚さ方向で少なくとも一部に亘って穴部を形成する穴部形成工程と、
前記穴部における前記反射防止層の内面に内部撥水層を形成する撥水工程と、を備える
ことを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズの製造方法において、
前記穴部形成工程は、前記反射防止層の表面に、紫外線パルスレーザーを照射して前記穴部を形成する
ことを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のレンズの製造方法において、
前記撥水工程は、浸漬法により、前記内部撥水層を形成する
ことを特徴とするレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ及びレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡レンズやカメラレンズなどの表面は、手垢、指紋、汗、化粧料等が付着することで、汚れが目立ちやすく、またその汚れが取れ難いという問題がある。そのため、汚れ難く、あるいは汚れを拭き取りやすくするために、レンズの表面に防汚層として撥水層を設けている（特許文献１）。
特許文献１に記載のレンズは、レンズ基材に反射防止層が形成され、反射防止層の表面に最表撥水層が形成されている。ここで、最表撥水層の厚さは、２ｎｍ以上３ｎｍ以下程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のレンズでは、表面が摩耗した場合、最表撥水層は非常に薄いため、反射防止層の表面から剥がれてしまう。このように最表撥水層が剥がれた場合、レンズの撥水性が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、レンズの表面が摩耗した場合でも、撥水性を維持することができるレンズおよびレンズの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズは、レンズ基材と、このレンズ基材に設けられた反射防止層とを備えるレンズであって、前記反射防止層には、その表面からその厚さ方向で少なくとも一部に亘って穴部が設けられ、前記穴部における前記反射防止層の内面に内部撥水層が設けられていることを特徴とする。
この構成の発明では、従来レンズ表面に設けた撥水層の材料と同じ材料からなる内部撥水層を穴部に設けることで、内部撥水層が反射防止層に馴染みやすく、反射防止層の内面に密着する。そのため、レンズの表面が摩耗したとしても、反射防止層の内面に撥水層が残るので、撥水性を維持することができる。
【０００７】
また、本発明では、前記穴部の前記レンズ基材側の底面は、前記反射防止層に位置していることが好ましい。
この構成の発明では、反射防止層に位置する深さまで穴部を形成すればよく、レンズ基材まで穴部を設けても、レンズ基材に内部撥水層を密着させることは難しい。よって、反射防止層に位置する深さまで穴部を形成することにより、内部撥水層と馴染みやすい反射防止層に積極的に内部撥水層を設けることができる。これにより、十分な撥水性が得られる。
【０００８】
そして、本発明では、前記反射防止層の内面全体に前記内部撥水層が設けられていることが好ましい。
この構成の発明では、反射防止層の内面全体に内部撥水層を設けるので、さらに撥水性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、本発明では、前記穴部の深さは、０．３μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。
この構成の発明では、０．３μｍ以上とすることにより、反射防止層の内面に内部撥水層を十分に形成することができる。一方、１μｍ以下とすることにより、穴部を比較的浅くしてレンズの透明性が低下することを抑制できる。
【００１０】
また、本発明では、前記反射防止層の表面に最表撥水層が設けられていることが好ましい。
この構成の発明では、最表撥水層と内部撥水層とを両方設けるため、優れた撥水性を得ることができる。
【００１１】
本発明のレンズの製造方法は、レンズ基材の表面に反射防止層を積層する積層工程と、前記反射防止層に、その表面からその厚さ方向で少なくとも一部に亘って穴部を形成する穴部形成工程と、前記穴部における前記反射防止層の内面に内部撥水層を形成する撥水工程と、を備えることを特徴とする。
この構成の発明では、上述したように、表面が摩耗しても、撥水性を維持できるレンズを得ることができる。
【００１２】
ここで、前記穴部形成工程は、前記反射防止層の表面に、紫外線パルスレーザーを照射して前記穴部を形成することが好ましい。
この構成の発明では、比較的強度の弱い紫外線パルスレーザーにより穴部を形成するため、穴部が必要以上に拡がって、レンズの透明性などが低下することを抑制できる。
【００１３】
また、本発明では、前記撥水工程は、浸漬法により、前記内部撥水層を形成することが好ましい。
この構成の発明では、穴部の内部に全体的に内部撥水層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る実施形態のレンズを示す断面図。
【図２】前記レンズを示す平面図。
【図３】（Ａ）前記レンズの製造方法における積層工程を説明するためのレンズの断面図。（Ｂ）前記レンズの製造方法における穴部形成工程を説明するためのレンズの断面図。
【図４】前記レンズの製造方法における撥水工程を説明するための図。
【図５】表面が摩耗した前記レンズを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る実施形態のレンズについて図１，２を用いて説明する。図１は、本発明に係る実施形態のレンズを示す断面図であり、図２は、前記レンズを示す平面図である。
本実施形態のレンズは、眼鏡用レンズとして説明するが、カメラレンズ、望遠鏡用レンズ、顕微鏡用レンズ、ステッパー用集光レンズ等の光学レンズでもよい。
【００１６】
＜レンズの構成＞
レンズ１は、レンズ基材１１に、ハードコート層１２と反射防止層１３と最表撥水層１４とが順に積層された構成である。そして、レンズ１の表面には、穴部２０が設けられ、穴部２０の内部には内部撥水層３０が設けられている。
なお、必要に応じて、レンズ基材１１とハードコート層１２との間に、レンズ基材１１とハードコート層１２との密着性を向上させるためのプライマー層を設けてもよい。プライマー層の材料としては、極性を有する有機樹脂ポリマーと、酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子とを含む組成物が挙げられる。有機樹脂ポリマーとしては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。
【００１７】
レンズ基材１１は、厚みが１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度である。このレンズ基材１１は、屈折率が１．６以上の透明なプラスチック製であることが好ましい。このようなレンズ基材としては、アクリル樹脂、チオウレタン系樹脂、メタクリル系樹脂、アリル系樹脂、エピスルフィド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が例示できる。なお、レンズ基材１１は、無機ガラス製でもよい。
ハードコート層１２は、レンズ基材１１と反射防止層１３との密着性を向上させるとともに、レンズ基材１１に耐擦傷性を付与するためのものである。ハードコート層１２の厚みは、２μｍ以上３μｍ以下程度である。
ハードコート層１２を形成する材料としては、例えば、オルガノポリシロキサンを主成分とする光硬化性シリコーン組成物、アクリル系紫外線硬化型モノマー組成物、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの無機微粒子を有する無機微粒子含有熱硬化性組成物がある。
【００１８】
反射防止層１３は、多層からなる無機層であることが好ましく、その厚みは、例えば、４３２ｎｍである。
このような多層からなる無機層としては、例えば、ハードコート層１２側から順にＳｉＯ２層／ＺｒＯ２層／ＳｉＯ２層／ＺｒＯ２層／ＳｉＯ２層の５層構造や、ＳｉＯ２層／ＴｉＯ２層／ＳｉＯ２層／ＴｉＯ２層／ＳｉＯ２層の５層構造がある。ただし、反射防止層１３は、有機層により構成されていてもよい。
なお、図１，３，５では、説明の都合上、反射防止層１３を構成するＳｉＯ２層などの記載は省略している。
【００１９】
最表撥水層１４は、撥水性や撥油性を有し、防汚層として機能する。この最表撥水層１４は、反射防止層１３の表面１３１に設けられる。最表撥水層１４は、内部撥水層３０と同じ厚みであり、３０と同じ材料で形成されている。最表撥水層１４を形成する材料は、例えば、２種以上のシラン化合物が挙げられ、そのうちの少なくとも１種が含フッ素シラン化合物である。含フッ素シラン化合物としては、例えば、一般式（１）で表されるものを例示できる。
【００２０】
【化１】
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【００２１】
一般式（１）中のＲｆは直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基である。
最表撥水層１４の好ましい材料は、「ＫＹ−１３０」（商品名：信越化学工業株式会社製）と「ＫＰ−８０１」（商品名：信越化学工業株式会社製）とを混合したものである。
【００２２】
穴部２０は、図１、２に示すように、点状に複数形成され、互いに離間している。穴部２０は、平面視で円形状であるが、半円形状、多角形状でもよい。
また、穴部２０は、反射防止層１３の表面１３１から反射防止層１３の厚さ方向の一部に亘って形成されている。つまり、穴部２０は、レンズ基材１１、ハードコート層１２を貫通していない。そして、穴部２０は、周面２１と底面２２とから構成されている。穴部２０のレンズ基材１１側の底面２２は、反射防止層１３に位置している。なお、周面２１と底面２２とは、反射防止層１３の内面１３２を構成している。
穴部２０の深さ（Ｄ）は、０．３μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。０．３μｍ以上とすることにより、反射防止層１３の内面１３２に内部撥水層３０を十分に形成することができる。一方、１μｍ以下とすることにより、穴部２０を比較的浅くしてレンズ１の透明性が低下することを抑制できる。
【００２３】
図２に示すように、穴部２０の直径（Ｌ）は、１μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、例えば、２０μｍであることが好ましい。
隣り合う穴部２０の中心と穴部２０の中心との距離（ピッチ間隔）（Ｐ）は、５０μｍ以上７０μｍ以下であることが好ましく、例えば、６０μｍであることが好ましい。
このような深さ（Ｄ）、直径（Ｌ）、ピッチ間隔（Ｐ）とすることにより、最表撥水層１４が剥離しても内部撥水層３０により撥水性を良好に維持できる。
【００２４】
内部撥水層３０は、反射防止層１３の内面１３２全体に設けられている。内部撥水層３０は、最表撥水層１４と連続している。
内部撥水層３０の厚みは、０．０５ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましく、０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下がより好ましい。厚みを０．０５ｎｍ以上とすることにより、十分に撥水性が得られる。一方、厚みを１０ｎｍ以下とすることにより、乱反射や干渉が生じるなどの光学的な問題を回避できる。
内部撥水層３０と最表撥水層１４とは、それぞれ反射防止層１３のＳｉＯ２層とシロキサン結合を形成している。そのため、内部撥水層３０と最表撥水層１４とは、反射防止層１３と強固に密着している。
【００２５】
＜レンズの製造方法の構成＞
本実施形態のレンズの製造方法について、図３，４を用いて説明する。
図３（Ａ）は、本実施形態のレンズの製造方法における積層工程を説明するためのレンズの断面図であり、（Ｂ）は、レンズの製造方法における穴部形成工程を示すレンズの断面図である。図４は、レンズの製造方法における撥水工程を説明するための図である。
本実施形態のレンズの製造方法は、積層工程と、穴部形成工程と、撥水工程とを備える。
【００２６】
積層工程は、図３（Ａ）に示すように、レンズ基材１１の表面にハードコート層１２と，反射防止層１３とを順に形成する。ハードコート層１２の形成方法としては、浸漬法（ディッピング法）、スピンコート法などを採用できる。反射防止層１３の形成方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法等を採用できる。
ここで、反射防止層１３は、例えば、レンズ基材１１側から順にＳｉＯ２層／ＺｒＯ２層／ＳｉＯ２層／ＺｒＯ２層／ＳｉＯ２層の５層構造である。
【００２７】
穴部形成工程は、図３（Ｂ）に示すように、反射防止層１３の表面１３１に、紫外線パルスレーザーを照射して複数の穴部２０を形成する。
具体的には、反射防止層１３の表面１３１からその厚さ方向で反射防止層１３の一部に亘って穴部２０を形成する。これにより、穴部２０の底面２２を反射防止層１３の内部に位置させる。
穴部２０の深さ（Ｄ）や直径（Ｌ）は、レーザーの光強度、パルスの周波数、スポットサイズ等を調節することによって調節できる（図１，２参照）。
例えば、レーザーの光強度を０．０２ｍＷ以上２０ｍＷ以下程度とすることにより、穴部２０の深さを０．０５μｍ以上８μｍ以下程度とすることができる。
また、スポットサイズを１５μｍ程度とすることにより、穴部２０の直径（Ｌ）を２０μｍ程度とすることができる。
【００２８】
撥水工程は、浸漬法により反射防止層１３の内面１３２全体に内部撥水層３０を形成すると同時に、反射防止層１３の表面１３１に内部撥水層３０と連続して最表撥水層１４を形成する。
ここで、反射防止層１３に内部撥水層３０と最表撥水層１４とが密着するメカニズムについて図４を用いて説明する。
【００２９】
撥水工程は、例えば、含フッ素シラン化合物を含む撥水処理液を用いて、反射防止層１３に内部撥水層３０と最表撥水層１４とを形成する。
まず、撥水工程は、穴部２０を形成した反射防止層１３等を有するレンズ基材１１を撥水処理液に浸漬する。これにより、反射防止層１３の内面１３２と表面１３１とに撥水処理液を塗布する。
ここで、撥水処理液の溶媒が蒸発することにより、溶媒の気化熱による自己冷却で反射防止層１３の内面１３２の温度及び表面１３１の温度が低下し、空気の水分の吸着が起こると考えられる。この過程で、図４に示すように、含フッ素シラン化合物が加水分解する。そして、この状態で、加熱処理することで脱水縮合が起き、反射防止層１３のＳｉＯ２層と、含フッ素シラン化合物とがシロキサン結合を形成する。さらに、含フッ素シラン化合物同士でも、脱水縮合が起こり、シロキサン結合を形成する。このようにして、反射防止層１３の内面１３２と内部撥水層３０とが強固に密着するとともに、反射防止層１３の表面１３１と最表撥水層１４とが強固に密着する。
このようにして、図１，２に示すようなレンズ１が得られる。
【００３０】
ここで、レンズ１の表面が摩耗した場合について、図５を用いて説明する。図５は、表面が摩耗したレンズを示す断面図である。
図５に示すように、レンズ１の表面が摩耗して最表撥水層１４が剥がれた後でも、反射防止層１３の内面１３２に内部撥水層３０が残るため、撥水性を維持できる。
【００３１】
このような本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）レンズ１の表面が摩耗し、最表撥水層１４が剥離しても、反射防止層１３の内面１３２に内部撥水層３０が残るので、撥水性を維持することができる。
（２）反射防止層１３に位置する深さまでしか穴部２０を形成しないので、内部撥水層３０と馴染みやすい反射防止層１３に積極的に内部撥水層３０を設けることができる。これにより、さらに良好な撥水性が得られる。
（３）反射防止層１３の内面１３２全体に内部撥水層３０を形成するので、さらに撥水性を向上させることができる。
【００３２】
（４）穴部２０の深さを０．３μｍ以上とすることにより、反射防止層１３の内面１３２に内部撥水層３０を十分に形成することができる。一方、穴部２０の深さを１μｍ以下とすることにより、穴部２０を比較的浅くしてレンズ１の透明性が低下することを抑制できる。
（５）内部撥水層３０と最表撥水層１４とを両方設けることにより、優れた撥水性を得ることができる。
（６）比較的強度の弱い紫外線パルスレーザーにより穴部２０の形成するため、穴部２０が必要以上に拡がって、レンズ１の光学特性が低下することを抑制できる。
（７）浸漬法により、穴部２０の内部に全体的に内部撥水層３０を形成することができる。
【００３３】
（変形例）
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、反射防止層までしか穴部を設けない構成を説明したが、レンズ基材やハードコート層まで穴部を設けてもよい。
また、前記実施形態では、最表撥水層やハードコート層を有する構成を説明したが、最表撥水層やハードコート層を設けなくてもよい。
さらに、前記実施形態では、穴部が平面視で点状であると説明したが、所定の長さを有する溝状でも良い。
また、前記実施形態では、反射防止層の内面全体に内部撥水層を形成すると説明したが、反射防止層の内面全体に内部撥水層を形成しなくてもよい。この場合、穴部の直径を小さくすることにより、穴部に汚れが入り込むことを防止できる。
【実施例】
【００３４】
実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
（実施例１）
実施例１のレンズとして、屈折率１．７４のエピスルフィド系プラスチック（セイコーエプソン（株）製、ＳＥＩＫＯ  プレステージ）を使用した。このレンズは、レンズ基材にハードコート層と、反射防止層とが順に積層された構成である。なお、反射防止層の厚みは、４３２ｎｍである。
次に、レンズへ波長２６６ｎｍのパルスレーザー(パルス周波数１０ｋＨｚ、光強度０．２ｍＷ、スポットサイズ１５μｍ)を照射した。その照射部位の空隙を位相差顕微鏡 ＺＹＧＯ Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ６３００(キヤノン(株)製)にて測定したところ、穴直径２０μｍ、ピッチ間隔６０μｍ、深さ０．３μｍであった。
【００３５】
次に、撥水処理液を準備した。具体的には、シラン化合物Ａ（商品名「ＫＹ−１３０」信越化学工業株式会社製）を溶媒に希釈したとき固形分濃度として０．１％と、シラン化合物Ｂ（商品名「ＫＰ−８０１」信越化学工業株式会社製）を溶媒に希釈したとき固形分濃度として０．１％と、をフッ素系溶剤（商品名「ノベックＨＦＥ−７２００」住友スリーエム株式会社製）に希釈して固形分濃度が０．２％となるように調製した。これにより、浸漬用撥水処理液を得た。
穴部を形成したレンズを撥水処理液に浸漬して１ｍｉｎ保持した後４０ｃｍ／ｍｉｎにて引き上げ、その後、６０℃、６０％ＲＨに設定した恒温恒湿槽に投入し、２時間保持することで内部撥水層と最表撥水層とを形成した。これにより、実施例１のレンズを得た。
【００３６】
（実施例２から４まで）
パルスレーザーを照射する際の光強度、穴部の深さを表１のように変えた以外は、実施例１と同様にしてレンズを得た。
（比較例）
パルスレーザーを照射せず、穴部を形成していないレンズを用いた以外は、実施例１と同様にしてレンズを得た。
【００３７】
（評価）
実施例１から４までのレンズと比較例のレンズとについて、油性インクの拭き取り性と、透明性とを評価した。
（拭き取り性）
拭き取り性を評価する前に、＃００００スチールウールに２００ｇの荷重を加えつつレンズの表面上で５００往復させ、最表撥水層を払拭した。
その後、レンズの表面に、黒色油性マーカー（「ハイマッキーケア」ゼブラ株式会社製）により約４ｃｍの直線を描いた後５ｍｉｎ放置した。放置後、該マーク部をワイプ紙（「ケイドライ」株式会社クレシア製）によって拭き取りを行い、その拭き取り易さを下記の評価基準にて評価した。その結果を表１に示す。
【００３８】
（評価基準）
○：１０回以下の拭き取りで完全に除去。
△：１１回から２０回までの拭き取りで完全に除去。
×：２０回の拭き取り後も除去されない部分が残る。
【００３９】
（透明性）
実施例１から４までのレンズと比較例のレンズとについて、下記評価基準で目視により透明性を評価した。
（評価基準）
○：穴部は見えず、十分な透明性を有していた。
×：穴部を視認できた。
【００４０】
【表１】
2012185348.tif 000004
【００４１】
（結果）
実施例１，２では、拭き取り性も透明性も良好であった。実施例３では、透明性が良好であったが、穴部が浅かったために、実施例１，２，４よりも拭き取り性が悪くなった。実施例４では、拭き取り性が良好であったが、穴部が深すぎたため、実施例１から３までよりも透明性が悪くなった。
一方、比較例では、内部撥水層が設けられていないので、最表撥水層がスチールウールにより剥離された後では、拭き取り性が悪かった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、眼鏡レンズやカメラレンズなどのレンズ及びレンズの製造方法として利用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１…レンズ、１１…レンズ基材、１３…反射防止層、１４…最表撥水層、２０…穴部、２２…底面、３０…内部撥水層、１３１…表面、１３２…内面
【図１】
2012185348.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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