JP2013195882A - 偏光レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質な偏光レンズを高い生産性をもって製造するための手段を提供すること。
【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積層体を作製すること、
上記偏光層にアミノ基含有シランカップリング剤を含浸させるアミノシラン処理を行うこと、および、上記アミノシラン処理後の偏光層にエポキシ基含有シランカップリング剤を含浸させるエポキシシラン処理を行うこと、を含み、アミノシラン処理後およびエポキシシラン処理後にそれぞれ前記カップリング剤の反応を促進するための加熱処理を行わず、前記積層体を水に浸漬する水中浸漬工程を行い、
エポキシシラン処理後の水中浸漬工程を経た偏光層上に加熱処理を伴う成膜工程により被膜を形成することを特徴とする偏光レンズの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、偏光レンズの製造方法に関するものであり、詳しくは、高品質な偏光レンズを良好な生産性をもって製造可能な偏光レンズの製造方法に関するものである。

偏光レンズは、日常生活やスポーツ中に人の眼が感じるまぶしさを低減するための眼鏡レンズとして広く用いられているものであり、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作製される。そのような偏光レンズの製造方法が、例えば特許文献１参照、特許文献２参照）に開示されている。

特表２００８−５２７４０１号公報 特開２００９−２３７３６１号公報

上記特許文献１、２には、配列層上に偏光膜を設けた後にシランカップリング剤を用いて保護層を形成すること、具体的には、アミノ基含有シランカップリング剤（アミノシラン）、エポキシ基含有シランカップリング剤（エポキシシラン）を偏光膜上に順次塗布、加熱処理することにより保護層を形成することが示されている。上記のシランカップリング剤は、偏光層における二色性色素の配列状態を固定するとともに配列層と偏光層の密着性および偏光層の塗膜強度を高める作用を果たしていると考えられる。この点について更に説明すると、配列層により一軸配向した二色性色素の間にシランカップリング剤が入り込むとシランカップリング剤は加水分解により生成したシラノール基によって配列層と結合する。この結果、二色性色素の間にシランカップリング剤が固定化された状態となり二色性色素同士が会合しにくくなるため、二色性色素の配向状態を維持することができ、しかも配列層と偏光層との密着性を高めることができると考えられる。二色性色素の配列不良が生じると、偏光層にクラックが発生することでレンズに曇りが生じる場合があり、また偏光性能も低下するため、二色性色素の配列状態を維持できることは高品質な偏光レンズを得るうえで重要である。また偏光層の下層との密着性および塗膜強度が良好であることは、偏光レンズの耐久性向上に寄与するものである。
ここで配列層と結合させるためのカップリング剤としてアミノシランを用いると、加熱処理後、アミノシランはアミノ基を上に向けた状態で配列層上に固定化された状態になると推察される。この上にエポキシシランを塗布し加熱処理を施すと、エポキシシランが架橋剤の役割を果たし、塗膜強度を高めることができると考えられる。これは、エポキシ基はアミノ基と高い反応性を有するため、アミノ基とエポキシ基が結合を形成するとともに、エポキシシランにおいて加水分解により生成したシラノール基が縮合しシロキサン結合を形成するからであると考えられる。
しかしながら、加熱処理を実施する場合には、加熱処理のための時間と、更には加熱処理の後にレンズを室温まで冷却する時間も要するため、アミノシランの塗布後、エポキシシランの塗布後にそれぞれ加熱処理を実施することは生産性を低下させる要因となる。他方、従来の方法では、これら加熱処理を除いてはアミノシラン、エポキシシランによる上記作用を得ることが困難となり高品質な偏光レンズを得ることは難しい。

そこで本発明の目的は、高品質な偏光レンズを高い生産性をもって製造するための手段を提供することにある。

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、驚くべきことに、上記シランカップリング剤の塗布後に、加熱処理に代えてレンズを水中に浸漬したうえで、偏光層上に加熱処理を伴う成膜工程により被膜を形成することで、偏光層における二色性色素の良好な配列状態の実現と密着性および塗膜強度の向上が可能となることを新たに見出し、本発明を完成させた。

即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
［１］レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する積層体を作製すること、
上記偏光層にアミノ基含有シランカップリング剤を含浸させるアミノシラン処理を行うこと、および、
上記アミノシラン処理後の偏光層にエポキシ基含有シランカップリング剤を含浸させるエポキシシラン処理を行うこと、
を含み、
アミノシラン処理後およびエポキシシラン処理後にそれぞれ前記カップリング剤の反応を促進するための加熱処理を行わず、前記積層体を水に浸漬する水中浸漬工程を行い、
エポキシシラン処理後の水中浸漬工程を経た偏光層上に加熱処理を伴う成膜工程により被膜を形成することを特徴とする偏光レンズの製造方法。
［２］前記成膜工程を、エポキシシラン処理後の水中浸漬工程を経た偏光層上に熱硬化性組成物を塗布した後に加熱処理を行い硬化被膜を形成することにより行う［１］に記載の偏光レンズの製造方法。
［３］前記水中浸漬工程を、前記積層体を水中に５〜３０分間浸漬することによって行う［１］または［２］に記載の偏光レンズの製造方法。

本発明によれば、アミノシラン塗布後およびエポキシシラン塗布後の加熱処理を不要とすることで生産性の向上を達成できるとともに、二色性色素の配列不良による曇りがなく、しかも耐久性に優れる高品質な偏光レンズを提供することができる。

本発明の偏光レンズの製造方法は、レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する積層体を作製すること、上記偏光層にアミノ基含有シランカップリング剤を含浸させるアミノシラン処理を行うこと、および、上記アミノシラン処理後の偏光層にエポキシ基含有シランカップリング剤を含浸させるエポキシシラン処理を行うことを含む。そして本発明では、アミノシラン処理後およびエポキシシラン処理後にそれぞれ前記カップリング剤の反応を促進するための加熱処理を行わず、前記積層体を水に浸漬する水中浸漬工程を行い、エポキシシラン処理後の水中浸漬工程を経た偏光層上に加熱処理を伴う成膜工程により被膜を形成する。これにより先に説明したように、高品質な偏光レンズを良好な生産性で提供することが可能となる。こうして得られた偏光レンズは、高い透明性と優れた耐久性を有することが求められる眼鏡レンズとして好適である。
以下、本発明の偏光レンズの製造方法について、更に詳細に説明する。

レンズ基材
前記レンズ基材は、眼鏡レンズのレンズ基材に通常使用される材料、例えば、ポリウレタン系材料（例えばポリウレタン、ポリウレタンウレア、ポリチオウレタン）、ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート等のプラスチック、無機ガラス、等からなるものであることができる。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５０〜１００ｍｍ程度である。本発明により製造される偏光レンズが視力矯正用の眼鏡レンズの場合、レンズ基材としては、屈折率ｎｅが１．５〜１．８程度のものを使用することが通常である。レンズ基材としては、通常無色のものが使用されるが、透明性を損なわない範囲で着色したものを使用することもできる。また、その上に偏光層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。

配列層
偏光層に含まれる二色性色素の偏光性は、主に二色性色素が一軸配向することにより発現される。二色性色素を一軸配向させるためには、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おり、本発明でも使用することができる。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、レンズ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。

上記配列層は、通常、レンズ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。レンズ基材と配列層との間に形成され得る層の一例としては、ハードコート層を挙げることができる。ハードコート層としては、特に限定されるものではないが有機ケイ素化合物に微粒子状金属酸化物を添加した被膜が好適である。そのようなハードコート層の詳細については、例えば、特開２００７−７７３２７号公報段落［００７１］〜［００７４］および特開２００９−２３７３６１号公報段落［００２７］を参照できる。また、ハードコート層形成のために有機ケイ素化合物に代えてアクリル化合物を使用することもでき、アクリレートモノマーやオリゴマー等の公知の紫外線硬化樹脂やＥＢ硬化樹脂を、ハードコート形成用のコーティング組成物として用いることもできる。ハードコート層の厚さは、例えば０．５〜１０μｍ程度である。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。

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く、中でも後述するシランカップリング剤との反応性の点からはＳｉＯ₂が好ましい。

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。配列膜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。

次いで、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、通常、形成した配列層上に溝を形成する。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、二色性色素の性質により、該色素が溝に沿って、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、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。

偏光層（二色性色素層）形成工程
次に、レンズ基材上に直接または配列層等を介して設けられる偏光層（二色性色素層）について説明する。

「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。上記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を有する偏光層を形成することができる。

本発明において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。

二色性色素含有塗布液は、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。

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部材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。

塗布液の塗布方法としては、特に限定はなく、前述のディップ法、スピンコート法等の公知の方法が挙げられる。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。なお、後述するシランカップリング剤は通常、偏光層に浸透し実質的に偏光層に含まれることになる。

上記二色性色素として水溶性色素を用いる場合には、膜安定性を高めるために塗布液を塗布乾燥した後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、形成した偏光層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、偏光膜の表面をさらに乾燥させてもよい。

アミノシラン処理
本発明では、上記のようにレンズ基材上に偏光層を有する積層体を作製した後、該積層体の偏光層に、アミノ基含有シランカップリング剤（アミノシラン）を含浸させる。アミノシランを偏光層に含浸させる方法としては、アミノシランを含む溶液（エポキシシラン溶液）を偏光層表面にスピンコート法やスプレー法等によって塗布する方法、偏光層を形成した積層体をアミノシラン溶液に浸漬する方法等を挙げることができる。アミノシラン溶液に使用する溶媒としては、アミノシランの溶解性等の観点から水系溶媒（本発明において「系」とは「含有する」と同義で用いるものとする。）が好ましく、具体例としては、水または水とアルコール（メタノール、エタノール等）との混合溶媒を挙げることができる。

シランカップリング剤とは、一般にＲ−Ｓｉ（ＯＲ’）₃で表される構造を有し（複数存在するＲ’は同一であっても異なっていてもよい）、アミノ基含有シランカップリング剤とは、上記Ｒで表される官能基にアミノ基を含むものである。アミノ基含有シランカップリング剤に関する上記構造式の詳細は、Ｒにアミノ基を含む点以外はエポキシ基含有シランカップリング剤について後述する通りである。アミノ基含有シランカップリング剤の具体例としては、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシランを挙げることができる。アミノシラン溶液中のアミノ基含有シランカップリング剤の濃度は、二色性色素の固定化効果と溶解性の観点から、１〜２０質量％程度が好適である。また、本発明ではアミノ基含有シランカップリング剤またはエポキシ基含有シランカップリング剤を含浸させた後に、最表面に過剰に付着したシランカップリング剤を除去するために、偏光層表面を純水、脱イオン水等ですすぎ洗いしてもよい。

従来の偏光レンズ製造工程では、偏光層にアミノシランを含浸させた後にカップリング剤の反応を促進するための加熱処理が行われるが、本発明では当該加熱処理を行わない。これにより上記加熱処理および加熱処理後の積層体の冷却に要する時間を省くことができるので、工程短縮が可能となる。なお本発明において、上記カップリング剤の反応を促進するための加熱処理とは、室温を超える温度に温度制御した環境下（例えば加熱炉内）に上記積層体を配置する処理をいうものとする。

上記加熱処理に代えて本発明では、アミノシラン処理後の積層体を水に浸漬する水中浸漬工程を行う。積層体を浸漬する水は水道水であってもよく、純水、超純水、イオン交換水、蒸留水等であってもよい。水への浸漬時間は、５〜３０分間程度とすることが、生産性を維持しつつ加熱処理なしに高品質な偏光レンズを得る観点から好ましい。なお積層体を浸漬する水の水温を調整（冷却または加熱）してもよいが、これは必須ではなく室温下においた水に積層体を浸漬することで、所期の効果を十分得ることができる。

エポキシシラン処理
その後、水から取り出した積層体は、任意に表面の水分を拭き取った後に、エポキシシラン処理に付される。エポキシ基含有シランカップリング剤とは、前述のＲ−Ｓｉ（ＯＲ’）₃で表される構造中のＲで表される官能基にエポキシ基を含むものである。エポキシ基は、通常、２価の連結基を介してＳｉに結合している。２価の連結基としては、後述の具体例化合物に含まれる連結基を挙げることができる。一方、上記Ｒ’で表される官能基は、通常アルキル基である。アルキル基の炭素数は、例えば１〜１０であり、好ましくは１〜３である。上記エポキシ基含有シランカップリング剤の具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（γ−ＧＰＳ）、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のグリシドキシ基含有トリアルコキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリブトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリエトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリエトキシシラン等のエポキシアルキルアルコキシシランを挙げることができる。エポキシシラン溶液には、エポキシ基含有シランカップリング剤とともに、公知の添加剤が含まれていてもよい。この点は前述のアミノシラン溶液についても同様である。

エポキシ基含有シランカップリング剤を偏光層へ含浸させる方法は、アミノシラン処理で行われる方法と同様であって、エポキシ基含有シランカップリング剤溶液（エポキシシラン溶液）に使用可能な溶媒についても先にアミノシラン処理について述べたものと同様である。エポキシシラン溶液中のエポキシ基含有シランカップリング剤の濃度は、二色性色素の固定化効果と溶解性の観点から、１〜２０質量％程度が好適である。

従来の偏光レンズ製造工程では、偏光層にエポキシシランを含浸させた後にカップリング剤の反応を促進するための加熱処理が行われるが、本発明では当該加熱処理を行わない。これにより、アミノシラン処理に関して先に記載したように、上記加熱処理および加熱処理後の積層体の冷却に要する時間を省くことができるので、工程短縮が可能となる。上記加熱処理に代えて本発明では、エポキシシラン処理後の積層体を水に浸漬する水中浸漬工程を行う。この工程は、先にアミノシラン処理後の水中浸漬工程について説明した通りである。

被膜形成
本発明の偏光レンズの製造方法は、上記のエポキシシラン処理後の水中浸漬工程を実施した後、任意に表面の水分を拭き取った後に、加熱処理を伴う成膜工程により被膜を形成する。ここで行われる加熱処理によってエポキシシランおよびアミノシランの硬化反応が進行することが、本発明により高品質な偏光レンズが得ることができる理由と考えられる。ただし後述の実施例で示すように、加熱処理を伴う成膜工程を行ったとしても、前述の水中浸漬工程なしでは、二色性色素の配列状態の固定化、偏光層の塗膜強度および下層との密着性向上を実現することはできないことが、本発明者の検討の結果、明らかとなった。水に浸漬されることで偏光層においてシランカップリング剤の存在状態に何らかの変化が生じることが、その理由と推察される。

偏光層上に形成される硬化被膜としては、レンズ耐久性向上の観点からはハードコート層が好ましく、本発明では前記被膜として、一般にハードコート層として使用される各種硬化被膜を適用可能である。そのような硬化被膜は、熱硬化性組成物を塗布した後に加熱処理することで形成することができる。レンズの耐久性向上と光学特性を両立する観点からは、その厚さは０．５〜１０μｍの範囲であることが好ましい。

前記硬化被膜を形成するための熱硬化性組成物としては、有機ケイ素化合物および金属酸化物粒子を含むものが好ましい。そのような熱硬化性組成物を用いることで、レンズの耐久性向上に寄与するハードコート層を形成することができる。ハードコート層を形成可能な組成物の一例としては、特開昭６３−１０６４０号公報に記載されているものを挙げることができる。

また、上記有機ケイ素化合物の好ましい態様としては、下記一般式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物を挙げることもできる。
（Ｒ¹）_a（Ｒ³）_bＳｉ（ＯＲ²）_4-(a+b) ・・・（Ｉ）

一般式（Ｉ）中、Ｒ¹は、グリシドキシ基、エポキシ基、ビニル基、メタアクリルオキシ基、アクリルオキシ基、メルカプト基、アミノ基、フェニル基等を有する有機基を表し、Ｒ²は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアシル基または炭素数６〜１０のアリール基を表し、Ｒ³は炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１０のアリール基を表し、ａおよびｂはそれぞれ０または１を示す。

Ｒ²で表される炭素数１〜４のアルキル基は、直鎖または分岐のアルキル基であって、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
Ｒ²で表される炭素数１〜４のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、オレイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
Ｒ²で表される炭素数６〜１０のアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トリル基等が挙げられる。
Ｒ³で表される炭素数１〜６のアルキル基は、直鎖または分岐のアルキル基であって、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
Ｒ³で表される炭素数６〜１０のアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トリル基等が挙げられる。
上記一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、特開２００７−０７７３２７号公報段落［００７３］に記載されているものを挙げることができる。一般式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物は硬化性基を有するため、塗布後に硬化処理を施すことにより、硬化膜としてハードコート層を形成することができる。

前記ハードコート層に含まれる金属酸化物粒子は、ハードコート層の屈折率の調整および硬度向上に寄与し得る。具体例としては、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタニウム（ＴｉＯ₂）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₅）等の粒子が挙げられ、単独または２種以上の金属酸化物粒子を併用することができる。金属酸化物粒子の粒径は、耐擦傷性と光学特性とを両立する観点から、５〜３０ｎｍの範囲であることが好ましい。同様の理由から、ハードコート層における金属酸化物粒子の含有量は、屈折率および硬度を考慮して適宜設定可能であるが、通常、ハードコート組成物の固形分あたり５〜８０質量％程度である。また、上記金属酸化物粒子は、ハードコート層中での分散性の点から、コロイド粒子であることが好ましい。

上記ハードコート層は、上記成分および必要に応じて有機溶媒、界面活性剤（レベリング剤）等の任意成分を混合して調製したハードコート組成物を前記積層体表面に塗布し、加熱処理（熱硬化）を施すことにより形成することができる。コーティング組成物の塗布手段としては、ディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の通常行われる方法を適用することができるが、面精度の面からディッピング法、スピンコーティング法が好ましい。硬化のための加熱処理は、例えば熱硬化性組成物を塗布したレンズを５０〜１５０℃の雰囲気温度の環境下に３０分〜２時間程度配置することで行うことができる。

加熱を伴う成膜工程により形成される被膜の他の具体例としては、水系樹脂組成物を加熱により乾燥させて形成される水系樹脂層を挙げることができる。当該水系樹脂層は、密着性向上のためのプライマー層として機能し得るものであり、その詳細については、特開２０１１−１７０３３９号公報段落［００３６］〜［００４４］を参照できる。プライマー層形成のための加熱処理は、例えば４０〜１００℃の雰囲気温度の環境下に５分〜２４時間、水系樹脂組成物を塗布したレンズを配置することにより行うことができる。形成されるプライマー層の厚さは、０．１〜０．５μｍ程度とすることが好ましい。

本発明では、以上説明した各種の層に加えて、公知の機能性膜を任意の位置に形成することができる。上記機能性膜としては、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、帯電防止膜等の機能性膜を挙げることができる。

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。以下に記載の室温とは、２３±１℃である。

［実施例１〜３］
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レンズ（ＨＯＹＡ株式会社製商品名フェニックス、屈折率ｎｅ＝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。

（２）偏光層の形成
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、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）。

（３）アミノシラン処理および水中浸漬工程
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２０質量％水溶液（アミノシラン溶液）に１５分間浸漬し、その後純水で３回洗浄した後、表１に示す時間、純水中に浸漬した。

（４）エポキシシラン処理および水中浸漬工程
水中から取り出したレンズを表面の水分を拭き取った後に室温下でγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０質量％水溶液（エポキシシラン溶液）に１０分浸漬し、その後純水で３回洗浄した後、表１に示す時間、純水中に浸漬した。

（５）プライマー層の形成
上記（４）の水中浸漬工程後の偏光層表面に、以下の方法でスピンコート法により水系ポリウレタン樹脂組成物を塗布した。
水系ポリウレタン樹脂組成物として、株式会社ＡＤＥＫＡ製商品名アデカボンタイターＨＵＸ−２３２（ポリエステルポリオールを基本骨格にもちカルボキシル基を含有する末端イソシアネートプレポリマーを水に分散させた結果得られた水分散液、固形分３０質量％、樹脂成分の粒径０．１μｍ未満、２５℃での粘度２０ｍＰａ・ｓ、２５℃でのｐＨ８．５）をプロピレングリコールモノメチルエーテルにて６倍に希釈したものを使用した。スピンコート（８００ｒｐｍ×４０ｓｅｃ．）により、上記組成物を偏光層上に塗布した後、レンズを加熱炉（炉内温度６０℃）で３０分間加熱処理することにより乾燥させて厚さ０．１〜０．５μｍのプライマー層（水系樹脂層）を形成した。

（６）ハードコート層の形成
マグネティックスターラーを備えたガラス製の容器にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１７質量部、メタノール３０質量部、および、水分散コロイダルシリカ（固形分４０質量％、平均粒子径１５ｎｍ）２８質量部を加え充分に混合し、５℃で２４時間攪拌を行った。次に、プロピレングリコールモノメチルエーテル１５質量部、シリコ−ン系界面活性剤０．０５質量部、および、硬化剤としてアルミニウムアセチルアセトネ−トを１．５質量部加え、充分に撹拌した後、濾過を行ってハードコーティング液（熱硬化性組成物）を調製した。このコ−ティング液のｐＨは、およそ５．５であった。上記（５）の処理を施したレンズのプライマー層表面に、調製したハードコーティング液をディッピング法（引き上げ速度２０ｃｍ／分）でコーティングし、加熱炉（炉内温度１００℃）で６０分加熱処理することで、厚さ３μｍのハードコート層を形成した。

以上の工程により、レンズ基材上にハードコート層、配列層、偏光層、プライマー層、熱硬化型ハードコート層、をこの順に有する偏光レンズを得た。

［比較例１］
アミノシラン処理後およびエポキシシラン処理後の水中浸漬工程を行わない点以外、上記実施例と同様の操作を行い偏光レンズを得た。

評価方法
１．曇りの有無の評価
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（ヘイズ）の有無を以下の基準にしたがい評価した。ヘイズ値が０．４％以下であれば、眼鏡レンズとして使用可能な透明性を有すると判断することができる。結果を、表１に示す。
（評価基準）
○：曇りなし（ヘイズ値≦０．４％）
×：曇りあり（ヘイズ値＞０．４％）

２．耐久性の評価
ハードコート層に１.５ｍｍ間隔で１００目クロスカットし、このクロスカットしたところに粘着テープ（ニチバン株式会社製セロファンテープ）を強く貼り付けた後、粘着テープを急速に剥がした後の硬化膜の１００目中の剥離マス目数を調べた。判断基準は以下の通りである。
（評価基準）
○ 剥離マス目数０〜２／１００
△ 剥離マス目数３〜５／１００
× 剥離マス目数６以上／１００

表１に示すように比較例１の偏光レンズでは曇りが確認された。そこで比較例１の偏光レンズの断面状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ（印加電圧１０ｋＶ、倍率５０００倍）、偏光層にクラックが発生していた。偏光層においては二色性色素の配列状態が十分に規制されていないことがクラック発生の原因となるため、実施例と比較例との対比から、実施例で行った水中浸漬工程が二色性色素を良好に配列させることに寄与したことが確認できる。
また、耐久性評価後の比較例１の偏光レンズを目視で観察したところ、剥離は偏光層と配列層との界面付近で発生していることが確認された。この結果から、実施例で行った水中浸漬工程が、偏光層の塗膜強度および下層との密着性を高めたことも確認できる。
以上の結果から、本発明によれば、高品質な偏光レンズが得られることが実証された。

本発明は、眼鏡レンズの製造分野において有用である。

Claims (3)

1. レンズ基材上に二色性色素を含む偏光層を有する積層体を作製すること、
   上記偏光層にアミノ基含有シランカップリング剤を含浸させるアミノシラン処理を行うこと、および、
   上記アミノシラン処理後の偏光層にエポキシ基含有シランカップリング剤を含浸させるエポキシシラン処理を行うこと、
   を含み、
   アミノシラン処理後およびエポキシシラン処理後にそれぞれ前記カップリング剤の反応を促進するための加熱処理を行わず、前記積層体を水に浸漬する水中浸漬工程を行い、
   エポキシシラン処理後の水中浸漬工程を経た偏光層上に加熱処理を伴う成膜工程により被膜を形成することを特徴とする偏光レンズの製造方法。
2. 前記成膜工程を、エポキシシラン処理後の水中浸漬工程を経た偏光層上に熱硬化性組成物を塗布した後に加熱処理を行い硬化被膜を形成することにより行う請求項１に記載の偏光レンズの製造方法。
3. 前記水中浸漬工程を、前記積層体を水中に５〜３０分間浸漬することによって行う請求項１または２に記載の偏光レンズの製造方法。