JP2021056327A - 眼鏡レンズ及び眼鏡レンズの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ表面の高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能が得られる眼鏡レンズ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の眼鏡レンズは、レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を有する。また、レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を蒸着法によって形成することで、本発明の眼鏡レンズを製造する。【選択図】図１
Description
本発明は、レンズ表面に抗菌性能および撥水性能を有している眼鏡レンズ及びその製造方法に関するものである。
眼鏡レンズは、レンズ基材の表面を覆う様々な膜（層）を備えている。例えば、レンズ基材に対して傷が入ることを防止するためのハードコート膜、レンズ表面での光反射を防止するための反射防止膜、またレンズの水ヤケを防止するための撥水膜や、レンズの曇りを防止するための防曇膜等である。さらには、レンズ表面に抗菌性能を持たせ、特に医療現場等のクリーンな環境で働くユーザーに好適な眼鏡レンズや、レンズ表面に帯電防止性能を持たせ、埃等の付着を防げる眼鏡レンズも知られている。
特許文献１には、特定の重合性化合物と主として銀イオンでイオン置換したゼオライトを含有する抗菌性表面コート剤が開示されている。
また、特許文献２には、レンズ表面に酸化タングステンまたは酸化タングステンの複合材の微粒子を具備し、高い防曇性能や、抗菌・除菌性能などの光触媒性能を有する眼鏡が開示されている。
また、特許文献２には、レンズ表面に酸化タングステンまたは酸化タングステンの複合材の微粒子を具備し、高い防曇性能や、抗菌・除菌性能などの光触媒性能を有する眼鏡が開示されている。
また、特許文献３には、眼鏡用レンズなどの光学部品の表面に反射防止膜を設け、この反射防止膜の上に、Ｎ−（トリメトキシルプロピル）イソチオウロニウムクロライトなどの殺菌性のある物質を塗布した光学部品が開示されている。
また、特許文献４には、レンズ等の基材表面に、低屈折率誘電体層及び高屈折率誘電体層を含む誘電体多層膜を備え、この誘電体多層膜の最外層には金属イオン担持ゼオライト（抗菌材）を含む誘電体層を配置し、反射防止等の光学機能を有しながら、抗菌性を呈する光学製品（カメラ、眼鏡等）が開示されている。
また、特許文献４には、レンズ等の基材表面に、低屈折率誘電体層及び高屈折率誘電体層を含む誘電体多層膜を備え、この誘電体多層膜の最外層には金属イオン担持ゼオライト（抗菌材）を含む誘電体層を配置し、反射防止等の光学機能を有しながら、抗菌性を呈する光学製品（カメラ、眼鏡等）が開示されている。
上記のように、抗菌性能を持たせているレンズは従来から存在しているが、抗菌性能を十分に発揮させるためには、抗菌材を含む層の膜厚を例えば５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度と厚くする必要がある。これでは、眼鏡レンズの反射防止膜上に塗膜すると、干渉縞が発生してしまい、光学特性が劣化するため、新たに反射防止膜設計が必要となり、既存設計の反射防止膜上には適用することはできない。上記特許文献４では、反射防止等の光学機能を有するとされているが、誘電体多層膜の膜設計がかなり複雑になる。
また、一般的な眼鏡レンズには、そのレンズ最表面に撥水膜が設けられているが、撥水性能だけでなく、抗菌性能を同時に持たせる場合には、上記従来の抗菌材を含む層をレンズ表面に新たに設ける必要がある。しかしながら、抗菌と撥水の両方の性能を得るため、レンズ表面にそれぞれの膜を形成しようとすると、レンズ最表面を抗菌膜とした場合には、撥水性能を得ることができない。また、レンズ最表面を撥水膜とした場合には、抗菌性能を十分に得ることができない。すなわち、従来技術では、抗菌性能と撥水性能の両方の性能を得ることが困難であった。
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、レンズ表面の高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能が得られる眼鏡レンズ及びその製造方法を提供することである。
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、一般にレンズ最表面に設けられている撥水膜に抗菌性能を付与し、撥水と抗菌の両方の性能を有する表面を形成することにより、上記従来の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を有することを特徴とする眼鏡レンズ。
（構成２）
前記抗菌材は、銀粒子であることを特徴とする構成１に記載の眼鏡レンズ。
レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を有することを特徴とする眼鏡レンズ。
（構成２）
前記抗菌材は、銀粒子であることを特徴とする構成１に記載の眼鏡レンズ。
（構成３）
前記銀粒子は、粒径が前記塗膜の膜厚よりも小さい粒子であることを特徴とする構成２に記載の眼鏡レンズ。
（構成４）
前記銀粒子は、粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする構成２又は３に記載の眼鏡レンズ。
前記銀粒子は、粒径が前記塗膜の膜厚よりも小さい粒子であることを特徴とする構成２に記載の眼鏡レンズ。
（構成４）
前記銀粒子は、粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする構成２又は３に記載の眼鏡レンズ。
（構成５）
前記撥水材は、フッ素系物質であることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
（構成６）
前記塗膜の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
前記撥水材は、フッ素系物質であることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
（構成６）
前記塗膜の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
（構成７）
前記塗膜の前記レンズ基材側とは反対側の表面は、水に対する接触角が１００°以上１２０°以下であることを特徴とする構成１乃至６のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
（構成８）
前記眼鏡レンズは、前記塗膜の下層に反射防止膜を有することを特徴とする構成１乃至７のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
前記塗膜の前記レンズ基材側とは反対側の表面は、水に対する接触角が１００°以上１２０°以下であることを特徴とする構成１乃至６のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
（構成８）
前記眼鏡レンズは、前記塗膜の下層に反射防止膜を有することを特徴とする構成１乃至７のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
（構成９）
眼鏡レンズの製造方法であって、レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を蒸着法により形成することを特徴とする眼鏡レンズの製造方法。
（構成１０）
真空チャンバー内において、抗菌材及び撥水材を同時に加熱し、蒸発させ、レンズ基材の表面上に付着させることにより、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を形成することを特徴とする構成９に記載の眼鏡レンズの製造方法。
眼鏡レンズの製造方法であって、レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を蒸着法により形成することを特徴とする眼鏡レンズの製造方法。
（構成１０）
真空チャンバー内において、抗菌材及び撥水材を同時に加熱し、蒸発させ、レンズ基材の表面上に付着させることにより、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を形成することを特徴とする構成９に記載の眼鏡レンズの製造方法。
（構成１１）
前記抗菌材は、銀粒子であることを特徴とする構成９又は１０に記載の眼鏡レンズの製造方法。
（構成１２）
前記真空チャンバー内の圧力は、２×１０−２Ｐａ以下であることを特徴とする構成１０又は１１に記載の眼鏡レンズの製造方法。
前記抗菌材は、銀粒子であることを特徴とする構成９又は１０に記載の眼鏡レンズの製造方法。
（構成１２）
前記真空チャンバー内の圧力は、２×１０−２Ｐａ以下であることを特徴とする構成１０又は１１に記載の眼鏡レンズの製造方法。
（構成１３）
前記加熱温度は、１００℃以上７５０℃以下であることを特徴とする構成１０乃至１２のいずれか一項に記載の眼鏡レンズの製造方法。
前記加熱温度は、１００℃以上７５０℃以下であることを特徴とする構成１０乃至１２のいずれか一項に記載の眼鏡レンズの製造方法。
本発明の眼鏡レンズによれば、レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を有することにより、レンズ表面の高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能が得られる。また、このように高い抗菌性能および撥水性能を同一膜（上記塗膜）で得ることができるため、塗膜の下層に反射防止膜を有する場合にも、この反射防止膜による反射防止性能に影響を及ぼさず、そのため、既存設計の反射防止膜上に容易に適用することが可能である。すなわち、現行製品の反射防止性能を維持したまま、レンズ表面に高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能を付与することができる。
また、本発明の眼鏡レンズの製造方法は、上述の本発明の眼鏡レンズの製造に好適である。
また、本発明の眼鏡レンズの製造方法は、上述の本発明の眼鏡レンズの製造に好適である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の眼鏡レンズの一実施の形態の断面図である。
＜眼鏡レンズの構成＞
本実施の形態の眼鏡レンズ１は、眼鏡用レンズ基材上に、レンズ表面を傷等から保護するためのハードコート膜およびレンズ表面での光反射を防止するための反射防止膜等を形成したものである。
図１は、本発明の眼鏡レンズの一実施の形態の断面図である。
＜眼鏡レンズの構成＞
本実施の形態の眼鏡レンズ１は、眼鏡用レンズ基材上に、レンズ表面を傷等から保護するためのハードコート膜およびレンズ表面での光反射を防止するための反射防止膜等を形成したものである。
図１を参照して具体的に説明すると、本実施の形態の眼鏡レンズ１は、レンズ基材１１の一方の表面１１ａ（例えば物体側表面）上に、ハードコート膜１２を有し、その上に反射防止膜１３を有している。この反射防止膜１３は、低屈折率層１３Ｌと高屈折率層１３Ｈの交互積層膜である。また、本実施の形態では、この反射防止膜１３上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４を有している。この塗膜１４の構成の詳細については後述する。
以下、上記レンズ基材１１、ハードコート１２および反射防止膜１３についてそれぞれ順に説明する。
以下、上記レンズ基材１１、ハードコート１２および反射防止膜１３についてそれぞれ順に説明する。
＜レンズ基材＞
本実施の形態におけるレンズ基材１１は、第一主面（物体側表面）、第二主面（眼球側表面）、及びコバ面（縁部）を有する。
レンズ基材１１の材質としては、プラスチックであっても、無機ガラスであってもよいが、通常プラスチックレンズとして使用される種々の基材を用いることができる。レンズ基材は、レンズ形成鋳型内にレンズモノマーを注入して、硬化処理を施すことによって製造することができる。
本実施の形態におけるレンズ基材１１は、第一主面（物体側表面）、第二主面（眼球側表面）、及びコバ面（縁部）を有する。
レンズ基材１１の材質としては、プラスチックであっても、無機ガラスであってもよいが、通常プラスチックレンズとして使用される種々の基材を用いることができる。レンズ基材は、レンズ形成鋳型内にレンズモノマーを注入して、硬化処理を施すことによって製造することができる。
レンズモノマーとしては、特に限定されず、プラスチックレンズの製造に通常使用される各種のモノマーを用いることができる。例えば、分子中にベンゼン環、ナフタレン環、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合を有するものなどが使用できる。また、硫黄、ハロゲン元素を含む化合物も使用でき、特に核ハロゲン置換芳香環を有する化合物も使用できる。上記官能基を有する単量体を１種または２種以上用いることによりレンズモノマーを製造できる。例えば、スチレン、ジビニルベンゼン、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ナフチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ジアリル（イソ）フタレート、ジベンジルイタコネート、ジベンジルフマレート、クロロスチレン、核ハロゲン置換スチレン、核ハロゲン置換フェニル（メタ）アクリレート、核ハロゲン置換ベンジル（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体の（ジ）（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体のジアリルカーボネート、ジオルトクロロベンジルイタコネート、ジオルトクロロベンジルフマレート、ジエチレングリコールビス（オルトクロロベンジル）フマレート、（ジ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリシジルメタクリレート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの多官能イソシアネートの反応物、核ハロゲン置換フェノール誘導体のモノヒドロキシアクリレートと多官能イソシアネートの反応物、核ハロゲン置換ビフェニル誘導体のモノヒドロキシアクリレートと多官能イソシアネートの反応物、キシレンジイソシアネートと多官能メルカプタンの反応物、グリシジルメタクリレートと多官能メタクリレートの反応物等、およびこれらの混合物が挙げられる。レンズ基材の材質は、例えば、ポリチオウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂等のポリウレタン系材料、ポリスルフィド樹脂等のエピチオ系材料、ポリカーボネート系材料、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート系材料等が好ましく挙げられる。
レンズ基材１１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ができる。
レンズ基材１１の屈折率は、例えば、１．５０以上１．７４以下である。
レンズ基材１１として、フィニッシュレンズ、セミフィニッシュレンズのいずれであってもよい。
レンズ基材１１の表面形状は特に限定されず、平面、凸面、凹面等のいずれであってもよい。
レンズ基材１１の屈折率は、例えば、１．５０以上１．７４以下である。
レンズ基材１１として、フィニッシュレンズ、セミフィニッシュレンズのいずれであってもよい。
レンズ基材１１の表面形状は特に限定されず、平面、凸面、凹面等のいずれであってもよい。
本実施の形態の眼鏡レンズ１は、単焦点レンズ、多焦点レンズ、累進屈折力レンズ等のいずれであってもよい。累進屈折力レンズについては、通常、近用部領域（近用部）及び累進部領域（中間領域）が下方領域に含まれ、遠用部領域（遠用部）が上方領域に含まれる。
＜ハードコート膜＞
上記ハードコート膜１２は、プラスチックレンズに耐擦傷性を付与することができる。
ハードコート膜１２の形成方法としては、硬化性組成物を、スピンコート法等により、レンズ基材１１の表面に塗布し、塗膜を硬化せる方法が一般的である。硬化処理は、硬化性組成物の種類に応じて、加熱、光照射等により行われる。
上記ハードコート膜１２は、プラスチックレンズに耐擦傷性を付与することができる。
ハードコート膜１２の形成方法としては、硬化性組成物を、スピンコート法等により、レンズ基材１１の表面に塗布し、塗膜を硬化せる方法が一般的である。硬化処理は、硬化性組成物の種類に応じて、加熱、光照射等により行われる。
このような硬化性組成物としては、例えば、紫外線の照射によりシラノール基を生成するシリコーン化合物とシラノール基と縮合反応するハロゲン原子やアミノ基等の反応基を有するオルガノポリシロキサンと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、ビニル基、アリル基、アクリル基またはメタクリル基などの重合性基とメトキシ基などの加水分解性基とを有するシラン化合物やシランカップリング剤中に分散させた無機微粒子含有熱硬化性組成物などが好ましく挙げられる。ハードコート膜１２は、レンズ基材１１の材質に応じて組成が選択される。なお、ハードコート膜１２の屈折率は、例えば、１．４５以上１．７４以下である。
＜反射防止膜＞
上記反射防止膜１３は、通常、屈折率の異なる層を積層させた多層構造を有し、干渉作用によって光の反射を防止する膜である。反射防止膜１３の材質としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、ＷＯ３などの無機物が挙げられ、これらを単独または２種以上を併用して用いることができる。
上記反射防止膜１３は、通常、屈折率の異なる層を積層させた多層構造を有し、干渉作用によって光の反射を防止する膜である。反射防止膜１３の材質としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、ＷＯ３などの無機物が挙げられ、これらを単独または２種以上を併用して用いることができる。
このような反射防止膜１３は、一例として低屈折率層１３Ｌと高屈折率層１３Ｈとを多層積層してなる多層構造が挙げられる。低屈折率層１３Ｌの屈折率は、波長５００〜５５０ｎｍで例えば、１．３５〜１．８０である。高屈折率層１３Ｈの屈折率は、波長５００〜５５０ｎｍで例えば、１．９０〜２．６０である。
低屈折率層１３Ｌは、例えば、屈折率１．４３〜１．４７程度の二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなる。また、高屈折率層１３Ｈは、低屈折率層１３Ｌよりも高い屈折率を有する材料からなり、例えば、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の金属酸化物を、適宜の割合で用いて構成される。
反射防止膜１３の材質が上記のような金属酸化物等の無機物である場合、その成膜方法としては、例えば、真空蒸着、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、飽和溶液中での化学反応により析出させる方法などを採用することができる。
次に、本発明における特徴的な構成である抗菌材及び撥水材を含む塗膜について詳述する。
上記したように、本実施の形態の眼鏡レンズ１は、レンズ基材１１の表面上（例えば最表面）に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４を有することを特徴としている。
上記したように、本実施の形態の眼鏡レンズ１は、レンズ基材１１の表面上（例えば最表面）に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４を有することを特徴としている。
本発明において、上記抗菌材としては、例えば銀（Ａｇ）粒子を用いることが好ましい。この銀粒子は、たとえば紫外光および可視光領域で良好な抗菌性能を発揮するものであり、レンズ基材１１表面上にこの銀粒子を含有する塗膜１４を有することにより、レンズ表面に高い抗菌性能を持たせることができる。
後述の蒸着法により上記塗膜１４を形成する場合、後述の焼結フィルター（チップ）上の銀粒子の固形分重量は、0.85mg（後述の銀粒子水分散液（濃度5,000ppm）の注入量0.05ml）以上が好ましく、特に好ましくは、1.45mg（後述の銀粒子水分散液（濃度5,000ppm）の注入量0.1ml）以上である。また、この銀粒子の固形分重量の上限値は特に制約されないが、例えば、17.2mg（後述の銀粒子水分散液（濃度5,000ppm）の注入量1.0ml）以下である。
上記銀粒子は、粒径が上記塗膜１４の膜厚よりも小さい粒子であることが好ましい。上記塗膜１４の膜厚よりも粒径の大きい粒子が含まれると、上記塗膜１４の表面に突起ができてレンズ表面の光学性能を劣化させるおそれがある。
このように、上記銀粒子は、粒径が上記塗膜１４の膜厚よりも小さい粒子であることが好ましいが、後述するように上記塗膜１４の膜厚を５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の薄膜とする場合を考慮すると、上記銀粒子は、粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましく、特に１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。
また、このような粒径がナノメータサイズの銀粒子は、低温溶融が可能であるため、後述するように抗菌材及び撥水材を含む上記塗膜１４を蒸着法により形成する場合に好適である。
また、本発明において、上記撥水材としては、上記塗膜１４表面を撥水性領域にする物質であれば本発明では特に制約されることなく使用可能であるが、例えばフッ素系物質を好ましく用いることができる。このようなフッ素系物質としては、例えば、メタキシレンヘキサフロライド（C6H4(CF3)2）などを用いることができる。
また、フッ素系物質として、例えば下記の一般式（１）で示される含フッ素シラン化合物を用いることもできる。
上記一般式（１）中のＲｆは炭素数１〜１６の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基であり、好ましくはＣＦ３−、Ｃ２Ｆ５−、Ｃ３Ｆ７−である。Ｒ１は加水分解可能な基であり、例えばハロゲン、−ＯＲ３、−ＯＣＯＲ３、−ＯＣ（Ｒ３）＝Ｃ（Ｒ４）２、−ＯＮ＝Ｃ（Ｒ３）２、−ＯＮ＝ＣＲ５が好ましい。更に好ましくは、塩素、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５である。ここで、Ｒ３は脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、Ｒ４は水素又は低級脂肪族炭化水素基であり、Ｒ５は炭素数３〜６の二価の脂肪族炭化水素基である。Ｒ２は水素又は不活性な一価の有機基であり、好ましくは、炭素数１〜４の一価の炭化水素基である。Ｘはヨウ素又は水素であり、Ｙは水素又は低級アルキル基であり、Ｚはフッ素又はトリフルオロメチル基である。ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０〜２００の整数であり、好ましくは１〜５０である。ｅは０又は１である。ｍ、ｎはそれぞれ０〜２の整数であり、好ましくは０である。ｐは１以上の整数であり、好ましくは１〜１０の整数である。
また、上記化合物の分子量（重量平均分子量Ｍｗ）については特に制約はされないが、例えば、５×１０２〜１×１０５が好ましく、とくに好ましくは５×１０２〜１×１０４である。
また、上記一般式（１）で示される含フッ素シラン化合物の特に好ましいものとしては、下記の一般式（２）で示される化合物が挙げられる。
上記一般式（２）中のＲ１、Ｙ、ｍは上記一般式（１）と同義である。ｑは１〜５０の整数であり、ｒは１〜１０の整数である。
なお、上記撥水材としては、上記塗膜１４表面を撥水性領域にする物質であれば本発明では特に制約されることなく使用可能であるため、上記の例示物質に限定するものではない。
上記抗菌材（例えば銀粒子）及び上記撥水材（例えばフッ素系物質）を含む上記塗膜１４の膜厚は、レンズ表面の光学特性を劣化（干渉縞の発生など）させることのないように、できるだけ薄膜化することが望ましい。このような観点から、上記塗膜１４の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。特に好ましくは、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲である。本発明では、上記抗菌材及び上記撥水材を含む上記塗膜１４の膜厚が例えば３０ｎｍ以下の薄膜でも高い抗菌性能と撥水性能の両方の性能を得ることができる。
本実施の形態の眼鏡レンズ１は、上記塗膜１４のレンズ基材１１側とは反対側の表面は、水に対する接触角が例えば１００°以上１２０°以下であり、レンズ表面は良好な撥水性能を備えている。
また、図１に示すように、本実施の形態の眼鏡レンズ１では、上記塗膜１４の下層に反射防止膜１３を有している。本実施の形態によれば、レンズ表面に抗菌性能および撥水性能を発揮させる上記塗膜１４の膜厚を例えば３０ｎｍ以下に薄くすることができるので、反射防止膜１３による反射防止性能に影響を及ぼさず、そのため、既存設計の反射防止膜上に容易に適用することが可能である。
なお、図１の実施の形態では、レンズ基材１１の一方の表面１１ａ（例えば物体側表面）上に上記塗膜１４を有する態様を図示しているが、本発明はこれに限定されず、レンズ基材１１の第一主面（物体側表面）だけでなく、もう一方の第二主面（眼球側表面）上にも上記塗膜１４を有する態様も好ましい。
以上説明したように、本実施の形態の眼鏡レンズ１によれば、レンズ基材１１の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４を有することにより、レンズ表面の高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能が得られる。また、このように高い抗菌性能および撥水性能を同一膜（上記塗膜１４）で得ることができる。また、塗膜１４の下層に反射防止膜１３を有する場合にも、この反射防止膜１３による反射防止性能に影響を及ぼさず、そのため、既存設計の反射防止膜上に容易に適用することが可能である。すなわち、現行製品の反射防止性能を維持したまま、レンズ表面に高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能を付与することができる。
次に、上述した本実施の形態の眼鏡レンズ１の製造方法について説明する。本発明は、上記眼鏡レンズ１の製造に好適な眼鏡レンズの製造方法についても提供するものである。本発明の眼鏡レンズの製造方法は、レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を蒸着法により形成することを特徴とする眼鏡レンズの製造方法である。
前述の図１に示されるように、本実施の形態の眼鏡レンズ１は、レンズ基材１１の一方の表面１１ａ上に、ハードコート膜１２を有し、その上に反射防止膜１３を有し、さらにこの反射防止膜１３上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４を有している。ハードコート膜１２及び反射防止膜１３の成膜方法等についてはすでに説明したとおりである。
以下、上記塗膜１４の形成方法について説明する。
本発明では、抗菌材及び撥水材を含む上記塗膜１４を蒸着法により形成する方法を好ましく適用することができる。
図２は、蒸着法による塗膜形成方法を説明するための模式図である。なお、図２では上記ハードコート膜１２及び反射防止膜１３の図示を省略している。
本発明では、抗菌材及び撥水材を含む上記塗膜１４を蒸着法により形成する方法を好ましく適用することができる。
図２は、蒸着法による塗膜形成方法を説明するための模式図である。なお、図２では上記ハードコート膜１２及び反射防止膜１３の図示を省略している。
図示していない真空チャンバー内において、例えばモリブデンボート（図示せず）上に置かれた抗菌材と撥水材が注入されている焼結フィルター２を加熱手段３によって加熱することにより、抗菌材及び撥水材を同時に加熱し、蒸発させ、レンズ基材１１の表面上に付着させることにより、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４を形成する。
上記の抗菌材と撥水材が注入されている焼結フィルター２はたとえば以下のようにして準備する。
焼結フィルター２に、抗菌材（好ましくは例えば銀粒子）の例えば水分散液と、撥水材（好ましくは例えばフッ素系物質）を含有する塗布液をそれぞれ注入し、例えば、５０℃、１時間乾燥させて、焼結フィルター２内に抗菌材及び撥水材の固形分を残すようにする。
焼結フィルター２に、抗菌材（好ましくは例えば銀粒子）の例えば水分散液と、撥水材（好ましくは例えばフッ素系物質）を含有する塗布液をそれぞれ注入し、例えば、５０℃、１時間乾燥させて、焼結フィルター２内に抗菌材及び撥水材の固形分を残すようにする。
加熱手段３としては、たとえばハロゲンヒーター等を用いることができる。
抗菌材として例えば銀粒子を使用し、撥水材として例えばフッ素系物質を使用する場合、以上の蒸着法によって、レンズ基材１１の表面上に付着、形成された塗膜１４は、塗膜（撥水材からなる撥水膜）中に抗菌材である銀粒子が存在しているものと推測される。
成膜時の上記真空チャンバー内の圧力は、使用する抗菌材、撥水材の種類などによっても異なり、一概には言えないが、例えば２×１０−２Ｐａ以下であることが好適である。
また、成膜時の加熱温度については、使用する抗菌材、撥水材の種類などによっても異なり、一概には言えないが、例えば１００℃以上７５０℃以下の範囲で適宜調節することが好適である。
また、成膜時間を適宜調節することにより、形成される塗膜１４の膜厚を調整することが可能である。
以上のようにして、抗菌材及び撥水材を含む塗膜１４がレンズ表面に形成され、本実施の形態の眼鏡レンズ１が出来上がる。
以上説明したように、本発明の眼鏡レンズの製造方法は、上述の本発明の眼鏡レンズの製造に好適である。
以上説明したように、本発明の眼鏡レンズの製造方法は、上述の本発明の眼鏡レンズの製造に好適である。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
（実施例１）
眼鏡レンズ用モノマー（三井化学株式会社製、商品名「ＭＲ８」）により製造した眼鏡用レンズ基材の一方の表面（凸面）の全面に、無機酸化物粒子とケイ素化合物を含むハードコート液をスピンコーティングによって塗布し、１００℃、６０分加熱硬化することで、厚さ３μｍの単層のハードコート膜を形成した。
（実施例１）
眼鏡レンズ用モノマー（三井化学株式会社製、商品名「ＭＲ８」）により製造した眼鏡用レンズ基材の一方の表面（凸面）の全面に、無機酸化物粒子とケイ素化合物を含むハードコート液をスピンコーティングによって塗布し、１００℃、６０分加熱硬化することで、厚さ３μｍの単層のハードコート膜を形成した。
次に、上記ハードコート膜を形成した眼鏡レンズを蒸着装置に入れ、上記ハードコート膜上の全面に、真空蒸着法により、ＳｉＯ２−ＺｒＯ２−ＳｉＯ２層を交互に積層した反射防止膜を形成した。
＜抗菌材含有液及び撥水材含有液の調製＞
抗菌材含有液として、銀粒子（粒径５ｎｍ）の水分散液（濃度（含有量）5,000ppm）を調製した。
また、撥水材含有液として、フッ素系物質としてメタキシレンヘキサフロライドを含有する塗布液（コーティング液）を調製した。
抗菌材含有液として、銀粒子（粒径５ｎｍ）の水分散液（濃度（含有量）5,000ppm）を調製した。
また、撥水材含有液として、フッ素系物質としてメタキシレンヘキサフロライドを含有する塗布液（コーティング液）を調製した。
＜塗膜の形成＞
大きさφ１８ｍｍ径の円板状の焼結フィルター（材質：ＳＵＳ）の表面に、上記銀粒子の水分散液０．５ｍｌを注入し、乾燥炉内で５０℃、１時間乾燥させた。乾燥後のＡｇ固形分重量は0.0077ｇであった。次いで、同じく焼結フィルターの表面に、上記含フッ素シラン化合物を含有する塗布液を０．２５ｍｌ注入し、乾燥炉内で５０℃、１時間乾燥させた。
大きさφ１８ｍｍ径の円板状の焼結フィルター（材質：ＳＵＳ）の表面に、上記銀粒子の水分散液０．５ｍｌを注入し、乾燥炉内で５０℃、１時間乾燥させた。乾燥後のＡｇ固形分重量は0.0077ｇであった。次いで、同じく焼結フィルターの表面に、上記含フッ素シラン化合物を含有する塗布液を０．２５ｍｌ注入し、乾燥炉内で５０℃、１時間乾燥させた。
前述の図２に示すように、真空チャンバー内で、上記のようにして準備した抗菌材と撥水材が注入されている焼結フィルターをモリブデンボート上に載せ、加熱手段によって加熱した。加熱手段としては、ハロゲンヒーターを用いた。成膜時の加熱温度は、６５０℃に調節した。また、成膜時の真空チャンバー内の圧力は、２×１０−２Ｐａ以下とした。
これにより、抗菌材及び撥水材を同時に加熱し、蒸発させ、眼鏡レンズの表面に付着させることにより、抗菌材及び撥水材を含む膜厚１５ｎｍの塗膜を形成した。なお、成膜時間を適宜調節することにより、形成される塗膜の膜厚を調整した。
これにより、抗菌材及び撥水材を同時に加熱し、蒸発させ、眼鏡レンズの表面に付着させることにより、抗菌材及び撥水材を含む膜厚１５ｎｍの塗膜を形成した。なお、成膜時間を適宜調節することにより、形成される塗膜の膜厚を調整した。
以上のようにして、抗菌材及び撥水材を含む塗膜がレンズ表面に形成され、実施例１の眼鏡レンズを作製した。
（実施例２）
焼結フィルターへの上記銀粒子の水分散液の注入量を１．０ｍｌとしたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例２の眼鏡レンズを作製した。
焼結フィルターへの上記銀粒子の水分散液の注入量を１．０ｍｌとしたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例２の眼鏡レンズを作製した。
（実施例３）
焼結フィルターへの上記銀粒子の水分散液の注入量を０．１ｍｌとしたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例３の眼鏡レンズを作製した。
焼結フィルターへの上記銀粒子の水分散液の注入量を０．１ｍｌとしたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例３の眼鏡レンズを作製した。
（実施例４）
焼結フィルターへの上記銀粒子の水分散液の注入量を０．０５ｍｌとしたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例４の眼鏡レンズを作製した。
焼結フィルターへの上記銀粒子の水分散液の注入量を０．０５ｍｌとしたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例４の眼鏡レンズを作製した。
（実施例５）
抗菌材として用いる銀粒子の粒径が３ｎｍのものを用いたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例５の眼鏡レンズを作製した。
抗菌材として用いる銀粒子の粒径が３ｎｍのものを用いたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例５の眼鏡レンズを作製した。
（実施例６）
抗菌材として用いる銀粒子の粒径が８ｎｍのものを用いたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例６の眼鏡レンズを作製した。
抗菌材として用いる銀粒子の粒径が８ｎｍのものを用いたこと以外は実施例１と同様にして、眼鏡レンズの表面に膜厚１５ｎｍの塗膜を形成し、実施例６の眼鏡レンズを作製した。
（実施例７）
眼鏡レンズの表面に形成する塗膜の膜厚を３０ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例７の眼鏡レンズを作製した。
眼鏡レンズの表面に形成する塗膜の膜厚を３０ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例７の眼鏡レンズを作製した。
（実施例８）
眼鏡レンズの表面に形成する塗膜の膜厚を１０ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例８の眼鏡レンズを作製した。
眼鏡レンズの表面に形成する塗膜の膜厚を１０ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例８の眼鏡レンズを作製した。
（実施例９）
眼鏡レンズの表面に形成する塗膜の膜厚を５ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例９の眼鏡レンズを作製した。
眼鏡レンズの表面に形成する塗膜の膜厚を５ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例９の眼鏡レンズを作製した。
以上のようにして得られた実施例１〜９の各眼鏡レンズに対して、以下の評価試験を行った。その結果を纏めて下記の表１に示した。
［抗菌性能］
JIS Z 2801:2012に従って抗菌性能の評価を行った。なお、レンズ表面に上記塗膜を形成していない眼鏡レンズを参照用サンプルとした。
５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片（上記各実施例の眼鏡レンズと上記参照用サンプル）を滅菌済みシャーレに入れた後、１．０×１０５個〜４．０×１０５個の試験菌（黄色ブドウ球菌または大腸菌）を含む菌液０．４ｍＬを試料の中央部に滴下し、４０ｍｍ×４０ｍｍに切断したポリエチレンフィルムで被覆する。このシャーレを相対湿度９０％以上で２４時間培養後の１ｃｍ２あたりの生菌数を測定し、以下の抗菌活性値を算出する。
抗菌活性値＝Ut−At≧2.0
Ut：無加工試験片（参照用サンプル）の２４時間培養後の１ｃｍ２あたりの生菌数の対数値の平均値
At：抗菌加工試験片（実施例サンプル）の２４時間培養後の１ｃｍ２あたりの生菌数の対数値の平均値
抗菌性能の判定基準は以下のとおりとした。
◎：抗菌活性値が４．０以上
○：抗菌活性値が２．５以上４．０未満
△：抗菌活性値が２．０以上２．５未満
×：抗菌活性値が２．０未満
JIS Z 2801:2012に従って抗菌性能の評価を行った。なお、レンズ表面に上記塗膜を形成していない眼鏡レンズを参照用サンプルとした。
５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片（上記各実施例の眼鏡レンズと上記参照用サンプル）を滅菌済みシャーレに入れた後、１．０×１０５個〜４．０×１０５個の試験菌（黄色ブドウ球菌または大腸菌）を含む菌液０．４ｍＬを試料の中央部に滴下し、４０ｍｍ×４０ｍｍに切断したポリエチレンフィルムで被覆する。このシャーレを相対湿度９０％以上で２４時間培養後の１ｃｍ２あたりの生菌数を測定し、以下の抗菌活性値を算出する。
抗菌活性値＝Ut−At≧2.0
Ut：無加工試験片（参照用サンプル）の２４時間培養後の１ｃｍ２あたりの生菌数の対数値の平均値
At：抗菌加工試験片（実施例サンプル）の２４時間培養後の１ｃｍ２あたりの生菌数の対数値の平均値
抗菌性能の判定基準は以下のとおりとした。
◎：抗菌活性値が４．０以上
○：抗菌活性値が２．５以上４．０未満
△：抗菌活性値が２．０以上２．５未満
×：抗菌活性値が２．０未満
［撥水性能］
上記塗膜の表面（レンズ基材側とは反対側の表面）の、水に対する接触角を測定し、レンズ表面の撥水性能を評価した。
撥水性能の判定基準は以下のとおりとした。
○：水に対する接触角が１００°以上１２０°以下
△：水に対する接触角が９５°以上１００°未満
×：水に対する接触角が９５°未満
上記塗膜の表面（レンズ基材側とは反対側の表面）の、水に対する接触角を測定し、レンズ表面の撥水性能を評価した。
撥水性能の判定基準は以下のとおりとした。
○：水に対する接触角が１００°以上１２０°以下
△：水に対する接触角が９５°以上１００°未満
×：水に対する接触角が９５°未満
また、上記と全く同様にして新たに作製した実施例１〜９の各眼鏡レンズに対して、以下の耐久性評価を行い、その結果を纏めて下記の表２に示した。
［耐久性評価］
各眼鏡レンズの上記塗膜表面をシルボン紙（小津産業株式会社製 ダスバーＫ３（商品名））で、２ｋｇ荷重で６００往復擦った後、上記の抗菌性能および撥水性能の評価試験を行った。試験方法および判定基準は上記と同様である。なお、このシルボン紙は一般に光学レンズ等のクリーニングペーパーとして用いられている。
各眼鏡レンズの上記塗膜表面をシルボン紙（小津産業株式会社製 ダスバーＫ３（商品名））で、２ｋｇ荷重で６００往復擦った後、上記の抗菌性能および撥水性能の評価試験を行った。試験方法および判定基準は上記と同様である。なお、このシルボン紙は一般に光学レンズ等のクリーニングペーパーとして用いられている。
［評価結果］
上記表１の結果からわかるように、本発明実施例の眼鏡レンズはいずれもレンズ表面の高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能が得られる。また、このように高い抗菌性能および撥水性能を同一膜（上記塗膜）で得ることができる。また、上記塗膜の膜厚が例えば３０ｎｍ以下の薄膜でも高い抗菌性能および撥水性能を得ることができる。
また、上記塗膜の膜厚については、特に１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲が好ましく、１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲がさらに好ましい。塗膜の初期膜厚があまり薄いと（例えば５ｎｍ程度）、レンズ表面の摩耗後の抗菌性能が劣化しやすい（表２）。
上記表１の結果からわかるように、本発明実施例の眼鏡レンズはいずれもレンズ表面の高い抗菌性能および撥水性能の両方の性能が得られる。また、このように高い抗菌性能および撥水性能を同一膜（上記塗膜）で得ることができる。また、上記塗膜の膜厚が例えば３０ｎｍ以下の薄膜でも高い抗菌性能および撥水性能を得ることができる。
また、上記塗膜の膜厚については、特に１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲が好ましく、１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲がさらに好ましい。塗膜の初期膜厚があまり薄いと（例えば５ｎｍ程度）、レンズ表面の摩耗後の抗菌性能が劣化しやすい（表２）。
１ 眼鏡レンズ
１１ レンズ基材
１２ ハードコート膜
１３ 反射防止膜
１３Ｈ 高屈折率層
１３Ｌ 低屈折率層
１４ 塗膜
２ 焼結フィルター
３ 加熱手段
１１ レンズ基材
１２ ハードコート膜
１３ 反射防止膜
１３Ｈ 高屈折率層
１３Ｌ 低屈折率層
１４ 塗膜
２ 焼結フィルター
３ 加熱手段
Claims (13)
- レンズ基材の表面上に、
抗菌材及び撥水材を含む塗膜を有することを特徴とする眼鏡レンズ。 - 前記抗菌材は、銀粒子であることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡レンズ。
- 前記銀粒子は、粒径が前記塗膜の膜厚よりも小さい粒子であることを特徴とする請求項２に記載の眼鏡レンズ。
- 前記銀粒子は、粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の眼鏡レンズ。
- 前記撥水材は、フッ素系物質であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記塗膜の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記塗膜の前記レンズ基材側とは反対側の表面は、水に対する接触角が１００°以上１２０°以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記眼鏡レンズは、前記塗膜の下層に反射防止膜を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 眼鏡レンズの製造方法であって、
レンズ基材の表面上に、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を蒸着法により形成することを特徴とする眼鏡レンズの製造方法。 - 真空チャンバー内において、抗菌材及び撥水材を同時に加熱し、蒸発させ、レンズ基材の表面上に付着させることにより、抗菌材及び撥水材を含む塗膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記抗菌材は、銀粒子であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記真空チャンバー内の圧力は、２×１０−２Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記加熱温度は、１００℃以上７５０℃以下であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の眼鏡レンズの製造方法。
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