(57)【要約】【課題】ディップコート法を利用しヘイズのない高品質な偏光レンズを製造すること。【解決手段】レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する眼鏡レンズの製造方法。二色性色素含有塗布液に、該二色性色素の配列を規制するための溝を持つ表面を最表面に有するレンズ基材を浸漬し、次いで引き上げることで上記表面に二色性色素含有塗布液を塗布すること、および、前記二色性色素含有塗布液が塗布されたレンズ基材を減湿環境下に置くこと、を含む工程により前記偏光層を形成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する眼鏡レンズの製造方法であって、
二色性色素含有塗布液に、該二色性色素の配列を規制するための溝を持つ表面を最表面に有するレンズ基材を浸漬し、次いで引き上げることで上記表面に二色性色素含有塗布液を塗布すること、および、
前記二色性色素含有塗布液が塗布されたレンズ基材を減湿環境下に置くこと、
を含む工程により前記偏光層を形成することを特徴とする、前記製造方法。
【請求項２】
前記減湿環境中の相対湿度は２０％以下である、請求項１に記載の眼鏡レンズの製造方法。
【請求項３】
前記減湿環境は加熱環境でもある、請求項１または２に記載の眼鏡レンズの製造方法。
【請求項４】
前記表面は、一定方向に研磨処理が施された表面である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の眼鏡レンズの製造方法。
【請求項５】
前記表面は、レンズ基材上に形成された配列層表面である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の眼鏡レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡レンズの製造方法に関するものであり、詳しくは、二色性色素を含む偏光層を有する眼鏡レンズ（偏光レンズ）の製造方法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。例えば特許文献１〜４には、二色性色素を含む偏光層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偏光レンズを製造する方法が開示されている。
【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】
上記特許文献１〜４には、二色性色素の配列を規制するための溝を持つ表面に二色性色素を含有する塗布液を塗布することにより偏光層を形成することが開示されており、いずれも実施例ではスピンコート法によって上記塗布を行っている。
しかるにスピンコート法は、回転する被塗布面上に塗布液を滴下し回転による遠心力によって全面に広げるという方法であるが故に、厚く均一な偏光層を有する偏光レンズを製造することは容易ではない。なぜなら、厚膜の偏光層を形成するために塗布液の色素濃度を高めるほど液粘度が高まり遠心力によってレンズ全面に均一に広げることが困難となり、また、回転数を上げるほど遠心力が大きくなりレンズ上から飛ばされる塗布液が増えることでレンズ上に残留保持される塗布液量が低下するからである。
これに対し、特許文献１〜４に二色性色素塗布液の塗布方法として例示されているディップコート法（浸漬法とも呼ばれる）は、塗布液中にレンズ全体を浸漬するため塗布量が多く、したがって厚い偏光層の形成に適する。また、同時に複数枚のレンズに塗布を行うことができるため、量産性の観点からも好ましい塗布方法である。
しかるに本発明者の検討により、ディップコート法により作製された偏光レンズでは、偏光層にヘイズ（曇り）が発生する場合があることが明らかとなった。眼鏡レンズには常に高い透明性を有することが求められるため、上記のようなヘイズの発生は許容されるものではない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、ディップコート法を利用しヘイズのない高品質な偏光レンズを製造することにある。
【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、ディップコート法により二色性色素含有塗布液を塗布したレンズ基材を減湿環境下に置く期間を設けることにより、偏光層におけるヘイズの発生を低減ないし抑制できることを新たに見出した。驚くべきことに、減湿環境下に置くことで偏光層の透明性を高めることができる現象は、スピンコート法により形成された偏光層では見られない現象であった。以下、この点について本発明者が推定しているメカニズムを説明する。
二色性色素含有塗布液を塗布することにより偏光層を形成する方法では、上記特許文献１〜４に記載されているように、二色性色素の配列方向を規制するために一定方向に研磨処理が施された表面（溝を有する表面）に上記塗布液を塗布することが一般的である。塗布された塗布液に含まれる二色性色素は、その性質に応じて、溝方向に沿って、または溝方向に垂直に配列することで偏光性を発現することができる。したがって、溝により二色性色素の配列状態を良好に規制できることが偏光効率を高めるうえで重要である。他方、二色性色素の配列が不十分であると、偏光層が入射光を透過・遮断する選択性が低下するため偏光層の透明性が低下（ヘイズが発生）することとなる。この点に関連し本発明者は相当数の試行錯誤を重ねた結果、多量の水分の存在が偏光層における二色性色素の配列を妨げていると推定するに至った。そこで本発明者は、ディップコート法による塗布後に配列層が形成されたレンズ基材を減湿環境下に置くことで水分を除去すれば、偏光層において二色性色素の配列を良好に進行させることができるのではないかと考え、事実後述の実施例で示すように、その効果が確認された。他方、スピンコート法では、塗布工程において被塗布面上に塗布された塗布液に対して遠心力が加わることで水分の除去も進行するため、塗布後に減湿環境下に置くことなく、二色性色素を良好に配列させることができると考えられる。即ち、塗布工程の後に減湿環境下に置くことで二色性色素を含む偏光層におけるヘイズの発生を低減ないし抑制できることは、ディップコート法による塗布により形成された偏光層において特有の現象であり、かつ本発明者によって見出された新たな知見である。
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］レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する眼鏡レンズの製造方法であって、
二色性色素含有塗布液に、該二色性色素の配列を規制するための溝を持つ表面を最表面に有するレンズ基材を浸漬し、次いで引き上げることで上記表面に二色性色素含有塗布液を塗布すること、および、
前記二色性色素含有塗布液が塗布されたレンズ基材を減湿環境下に置くこと、
を含む工程により前記偏光層を形成することを特徴とする、前記製造方法。
［２］前記減湿環境中の相対湿度は２０％以下である、［１］に記載の眼鏡レンズの製造方法。
［３］前記減湿環境は加熱環境でもある、［１］または［２］に記載の眼鏡レンズの製造方法。
［４］前記表面は、一定方向に研磨処理が施された表面である、［１］〜［３］のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
［５］前記表面は、レンズ基材上に形成された配列層表面である、［１］〜［４］のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、偏光層に曇りのない高品質な眼鏡レンズ（偏光レンズ）を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する眼鏡レンズの製造方法に関する。本発明の眼鏡レンズの製造方法は、二色性色素含有塗布液に、該二色性色素の配列を規制するための溝を持つ表面を最表面に有するレンズ基材を浸漬し、次いで引き上げることで上記表面に二色性色素含有塗布液を塗布すること、および、前記二色性色素含有塗布液が塗布されたレンズ基材を減湿環境下に置くこと、を含む工程により前記偏光層を形成する。これにより二色性色素を含む偏光層におけるヘイズの発生を低減ないし抑制することができ、高品質な眼鏡レンズを提供することが可能となる。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
【００１０】
レンズ基材
本発明の眼鏡レンズの製造方法において、二色性色素含有塗布液が塗布される面（被塗布面）は、レンズ基材表面であってもよく、レンズ基材上に形成された配列層表面であってもよい。被塗布面の詳細については後述するが、被塗布面の表面形状は、平面、凸面、凹面等の任意の形状であることができる。
【００１１】
レンズ基材としては、特に限定されるものではなく、眼鏡レンズのレンズ基材に通常使用される材料、具体的にはプラスチック、無機ガラス、等からなるものを用いることができる。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が、通常、厚さは１〜３０ｍｍ程度、直径は５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。
【００１２】
被塗布面
二色性色素含有塗布液が塗布される被塗布面は、二色性色素の配列を規制するための溝を持つ表面である。上記溝を有する表面上に二色性色素含有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。これにより、二色性色素を一軸配向させ、その偏光性を良好に発現させることができる。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、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。上記溝を有する表面は、レンズ基材の片面または両面の最表面に設けられる。
【００１３】
本発明において上記溝を有する表面（被塗布面）は、一態様ではレンズ基材表面であることができるが、二色性色素の配向状態をより良好に規制するためには、レンズ基材上に配列層を形成し、該配列層表面に上記溝を形成することが好ましい。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、シリコン酸化物、金属酸化物、またはこれらの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から選ばれる材料の酸化物、また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く、ＳｉＯ2がより好ましい。
【００１４】
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の少なくとも一方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、両方を含んでもよく、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。
【００１５】
偏光層の形成
偏光層形成のために使用される塗布液に含まれる色素は二色性を有する色素（二色性色素）である。「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、これと直行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。レンズ基材または配列層の表面に溝を形成し、この溝を有する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、ここで本発明では、塗布方法としてディップコート法を使用するとともに、二色性色素含有塗布液を塗布したレンズ基材を減湿環境下に放置する期間を設ける。これにより二色性色素の配列状態を良好に規定することができ、曇りのない良好な偏光性を有する偏光層を形成することが可能となる。
【００１６】
本発明において、偏光層形成に使用さ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。
【００１７】
二色性色素塗布液は、溶液または懸濁液であることができる。二色性色素の多くは水溶性であるため、上記塗布液は通常、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。
【００１８】
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。
【００１９】
本発明において、上記二色性色素含有塗布液の塗布は、前記した溝を持つ表面を有するレンズ基材を二色性色素含有塗布液に浸漬し、次いで引き上げることで行われる。即ち、ディップコート法により塗布が行われる。通常ディップコート法では、容器内の塗布液の液面に対して被塗布面を略垂直な状態として浸漬および引き上げが行われるが、本発明でも同様に行うことができる。形成される偏光層の膜厚は、塗布液の濃度および引き上げ速度によって制御することができる。
【００２０】
上記二色性色素含有塗布液から引き上げたレンズ基材には、前記した溝を有する表面上に二色性色素塗布液の塗布層が形成されている。そして本発明では、この塗布後のレンズ基材を減湿環境下に置く。ここで本発明において減湿環境とは、減湿手段によって雰囲気中の湿度を低下させる処理がなされた環境を意味する。このような処理がなされた環境下に上記塗布後のレンズ基材を配置すると、レンズ基材上の塗布層中の水分が効率的に除去されることとなる。こうして水分を除去することで、二色性色素の配列状態を良好に規制できることが、偏光層におけるヘイズの発生を効果的に低減ないし抑制できる理由であると、本発明者は推定している。上記減湿環境における湿度は、相対湿度として２０％（２０％ＲＨ）以下であることが、ヘイズの発生をより効果的に抑制する観点から好ましい。低湿度であるほど好ましく、したがって湿度の下限値は特に限定されるものではないが、通常の除湿装置により容易に実現可能な低湿環境として相対湿度１０％ＲＨ程度が下限値となり得る。減湿環境下において一定期間が経過すると目視で透明になったことが確認できるため、そのような状態になった後に減湿環境からレンズ基材を取り出すことが好ましい。上記期間は偏光層の厚さおよび二色性色素の種類によって変わり得るものであり、これらに応じて適切に設定すればよいが、通常３０秒間〜１時間程度である。
【００２１】
上記減湿環境は、塗布層からの水分の除去を更に効率的に進行させるためには加熱手段を備えた加熱環境であることが好ましい。加熱手段としては、ランプ加熱、赤外線加熱等の公知の加熱手段を用いることができる。ヘイズの発生をより一層効果的に抑制する観点から、雰囲気温度として５０℃〜１００℃程度の加熱環境とすることが好適である。
【００２２】
減湿環境から取り出したレンズ基材は、二色性色素として水溶性色素を用いる場合には、偏光層の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い。非水溶化処理は、例えば色素分子の末端水酸基をイオン交換することや色素と金属イオンとの間でキレート状態を作り出すことにより行うことができる。そのためには、形成した偏光膜を金属塩水溶液に浸漬する方法を用いることが好ましい。使用できる金属塩としては、特に限定されるものではないが、例えばＡｌＣｌ3、ＢａＣｌ2、ＣｄＣｌ2、ＺｎＣｌ2、ＦｅＣｌ2およびＳｎＣｌ3等を挙げることができる。非水溶化処理後、偏光層の表面をさらに乾燥させてもよい。
【００２３】
また、偏光層に対しては、膜強度および安定性を高めるために、例えば特開２００９−２３７３６１号公報に記載されているように色素保護層を形成する（二色性色素の固定化処理を施す）こともできる。この固定化処理は、上記の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。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［００３６］および同公報記載の実施例を参照できる。偏光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常０．０５〜５μｍ程度である。上記色素保護膜は、偏光層に浸透し実質的に偏光層に含まれることになる。
【００２４】
以上の工程により、ヘイズの発生が低減ないし抑制された高い透明性を有する偏光層を有する眼鏡レンズ（偏光レンズ）を得ることができる。また、本発明では、前記した層以外の機能性膜を任意の位置に形成することもできる。機能性膜としては、ハードコート膜、反射防止膜、撥水膜、紫外線吸収膜、赤外線吸収膜、フォトクロミック膜、静電防止膜等、更に各膜間の密着性を高めるためのプライマーを挙げることができる。これらの機能性膜については、いずれも公知技術を何ら制限なく適用することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
［実施例１］
偏光レンズの作製
（１）配列層の形成
レンズ基材として、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４、中心肉厚１．５ｍｍ）を用いて、レンズ凹面に真空蒸着法により、厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜を形成した。
形成されたＳｉＯ2膜に、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：上記レンズの凹面の曲率とほぼ同形状）を用いて、一軸研磨加工処理を回転数３５０ｒｐｍ、研磨圧５０ｇ/ｃｍ2の条件で３０秒間施した。研磨処理を施したレンズは純水により洗浄、乾燥させた。
【００２７】
（２）偏光層の形成
上記（１）の処理を施したレンズを縦置きしたバスケットを、液槽中の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％水溶液に浸漬した後、バスケットごと同水溶液から引き上げた。
上記水溶液から引き上げたレンズをバスケットごと除湿装置と加熱装置を備えた減湿炉（炉内温度５４℃、相対湿度１５％ＲＨ）に３０分間放置した後、炉から取り出した。炉から取り出したレンズには、塗布層に目視で確認される曇りは見られなかった。その後、凹面を除く面から塗布液を拭き取り除去した。
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）。
非水溶化処理後のレンズを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、形成された偏光層の厚さは、約１μｍであった。
【００２８】
［比較例１］
減湿炉（炉内温度５４℃、相対湿度１５％ＲＨ）で３０分間放置する代わりに加湿炉（炉内温度５４℃、相対湿度６５％ＲＨ）で３０分間放置した点以外は実施例１と同様の方法で偏光層を形成した。
【００２９】
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、実施例１および比較例１で作製した偏光レンズのヘイズ値を測定し、曇り（ヘイズ）の有無を以下の基準にしたがい評価したところ、実施例１の評価結果は「○」、比較例１の評価結果は「×」であった。
（評価基準）
○：曇りなし（ヘイズ値≦０．４％）
×：曇りあり（ヘイズ値＞０．４％）
【００３０】
以上の結果から、本発明によれば高い透明性を有する高品質な偏光レンズが得られることが示された。
【００３１】
［参考例１］
ディップコート法による塗布に代えて、以下の方法（スピンコート法）で塗布を行った点を除き、比較例１と同様の方法で偏光層を形成した。作製された偏光レンズの曇りの有無を上記方法で評価したところ、評価結果は「○」であった。この結果から、塗布後に減湿環境下に放置することでヘイズの発生を低減ないし抑制できる現象は、ディップコート法に特有の現象であることが確認できる。
レンズを乾燥後、研磨処理面上に、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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、眼鏡レンズの製造分野に有用である。