JP5088497B2

JP5088497B2 - 発熱性合成樹脂レンズおよび眼用レンズ物品

Info

Publication number: JP5088497B2
Application number: JP2008142658A
Authority: JP
Inventors: 文雄石橋; 仁大山口; 圭史吉川
Original assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Current assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: EP2128684A1; US7922324B2; US20090296040A1; KR20090124954A; KR101588053B1; JP2009288633A; EP2128684B1

Description

本発明は、発熱作用を持つ合成樹脂レンズ、およびその合成樹脂レンズを用いた眼用レンズ物品に関する。なかでも、スキー、スノーボード、アイススケート、ヨット、ボート、バイク、オートバイのようなスポーツ分野や、一般製造業、建築土木、消防などの産業分野、普通の屋外生活でも、直射光や反射光による眩しさを防止するとともに、風、雪、雨、海水、水、砂、薬品、異物などから眼を保護する目的で樹脂製レンズを嵌めた保護ゴーグルや保護めがね類に関する。

スキーなどで使用されるゴーグルはレンズが外気で冷やされる。ゴーグルの内部は人体からの熱発散があるので外気より暖かく湿った空気であることが多い。ゴーグルは雪や風が入り込むのを遮る役割も持っているので通気性は損なわれる。また、汗をかいた場合に太陽からの直射光がゴーグルに当たると汗が蒸発するので、その傾向はさらに加速される。

上記のような状況で発生したゴーグル内部の暖かい空気が外気で冷やされたゴーグルのレンズに当たるとレンズが曇る。

そのため、レンズの表面に曇り止めをする方法として、レンズの表面に親水性または吸水性を持つコーティングを施したり、レンズの表面を改質させる方法が既にある（特許文献１）。

また、レンズの表面に曇り止めをする方法として、電気を使ってレンズ全体を暖める方法もある（特許文献２）。
特開２００４−２９２７５４号公報特開昭５３−９２５９３号公報

しかしながら、上記のようにレンズの表面に親水性または吸水性を持つコーティングを施したり、レンズの表面を改質させて曇り止め処理を行ったレンズも、水分が飽和してしまうとレンズ表面に曇りとして現れるという問題がある。

また、上記のように電気を使ってレンズ全体を暖める方法も、電源（主に電池）には限りがあるので電源が消耗すると曇止めの効果は損なわれる。さらに、ゴーグルに使用されるレンズはフレキシブル性が要求されるので発熱材料の種類も少なく、コストが高くなるという問題もある。

そこで、本発明は、赤外線を吸収することで、レンズ自体を発熱させ、電気を使ってレンズを暖めるのと同じ効果が得られる発熱性合成樹脂レンズを提供することを目的としてなされたものである。

さらに、本発明は、上記で得た発熱性合成樹脂レンズをゴーグル、サングラス、シールドなどに使うことで赤外線を６０％以下にカットでき、ゴーグル、サングラス、シールドを透過して人体に届く赤外線量もカットできるものとなり、ゴーグルではゴーグル本体内の温度上昇を防いだり、サングラスやシールドでは涼しく感じたりするといった、相乗効果が期待できる眼用レンズ物品を提供することを目的としてなされたものである。

そのため、本発明の発熱性合成樹脂レンズは、赤外線吸収剤を配合するか、コーティングするか、蒸着した合成樹脂レンズであって、波長１０００〜１２００nmの赤外線の分光透過率が６０％以下であり、吸水率が０. １％未満の合成樹脂からなるものとしている。

さらに、本発明の発熱性合成樹脂レンズは、赤外線吸収剤を配合するか、コーティングするか、蒸着した合成樹脂レンズであって、波長１０００〜１２００nmの赤外線の分光透過率が６０％以下であり、吸水率０．１％未満の合成樹脂を貼りあわせたものとしている。

そして、本発明の眼用レンズ物品は、前記いずれかの発熱性合成樹脂レンズを使用したものとしている。

さらに、本発明の眼用レンズ物品は、前記いずれかの発熱性合成樹脂レンズを、空間を挟んで外側レンズと内側レンズが接合される二重構成になったレンズ部に使用したものとしている。

また、本発明の眼用レンズ物品は、空間を挟んで外側レンズと内側レンズが接合される二重構成になったレンズ部の外側レンズに、前記いずれかの発熱性合成樹脂レンズを使用し、前記レンズ部の内側レンズに波長７８０〜３０００nmの赤外線を反射するレンズを使用したものとしている。

さらに、本発明の眼用レンズ物品は、ゴーグル、サングラスまたはシールドとしている。

本発明の発熱性合成樹脂レンズは、以上のように構成されているので、赤外線を吸収することで、レンズ自体が発熱する。そのためレンズが冷やされることを防止でき、レンズが発熱するので、電気を使ってレンズを暖めるのと同じ効果が得られる。

さらに、本発明の眼用レンズ物品であるゴーグル、サングラス、シールドなどは、赤外線を６０％以下にカットでき、ゴーグル、サングラス、シールドなどを透過して人体に届く赤外線量もカットされるので、皮膚の温度上昇を防ぐことができると同時に汗の蒸発を少なくすることができる。その結果、ゴーグルではゴーグル本体内の温度上昇を防いだり、サングラスやシールドでは涼しく感じたりするといった、相乗効果が期待できる。

以下、本発明の発熱性合成樹脂レンズを実施するための最良の形態について、詳細に説明する。

本発明の発熱性合成樹脂レンズは、波長７８０〜３０００nmの赤外線を吸収して発熱作用を持つものとしている。

さらに、本発明の発熱性合成樹脂レンズは、波長７８０〜３０００nmの近赤外線において、波長１０００〜１２００nmの短波長側を吸収のピークとして波長７００〜１６００nm付近までカットする赤外線吸収剤を配合したり、コーティングしたり、蒸着したものとしている。

そして、本発明の発熱性合成樹脂レンズは、波長１０００〜１２００nmの赤外線の分光透過率が６０％以下であるものとしている。前記赤外線の透過率が６０％より大きいと、レンズの発熱作用が小さくなるので好ましくない。

前記赤外線吸収剤としては、フタロシアニン系化合物、ポリメチル系化合物、シアニン系化合物、キノン系化合物、ジイモニウム系化合物、アントラキノン系化合物、アゾ系化合物、オキサジン系化合物、クマリン系化合物、ベンゾピリリウム系化合物、アミニウム系化合物、シアニン色素系化合物、スクワリリウム色素、メチン系色素、キノンイミン系色素、キノンジイミン系色素などの有機化合物から選択して使用することができる。

本発明の発熱性合成樹脂レンズに赤外線吸収剤を配合する場合、その赤外線吸収剤の配合量は合成樹脂１００重量部に対して０．０００１〜０．５重量部までの範囲が適当とされるが、前記赤外線の透過率を６０％以下にするには、０．００１〜０．２重量部とするのが好ましい。

本発明の発熱性合成樹脂レンズに赤外線吸収剤をコーティングする場合、その赤外線吸収剤の配合量は合成樹脂１００重量部に対して０．００１〜５重量部までの範囲として、厚みが０．００１〜０．５mmまでの範囲で塗布する。コーティングの厚みが、この範囲より薄いと赤外線の透過率が上がり十分な発熱の効果が得られず、この範囲より厚いと合成樹脂とコーティングの密着強度を得るための製造条件やコーティング膜材料の選定が困難となる。さらに光学的な平滑面を得にくくなる。したがって、コーティングの厚みは０．００３〜０．１mm程度が好ましい。

本発明の発熱性合成樹脂レンズに赤外線吸収剤を蒸着する場合、その赤外線吸収剤を合成樹脂成形体に厚み０．０１〜５０μm までの範囲が適当とされるが、０．３〜１０μm 程度が好ましい。蒸着の厚みが、０．０１μm より薄いと十分な赤外線吸収効果が得られず、５０μm より厚いと蒸着膜が変形したり歪んだりしてしまう。

本発明の発熱性合成樹脂レンズの形状としては、球面形状であり、その曲率半径が５０〜６００mmのものが適応されるが、曲率半径は７０〜１３０mmのものが好ましい。球面も単一のものもあればトロイダル形状や自由曲面などの非球面タイプも適応される。これらは厚みが０．３〜４mmまでの平板を熱で球面に強制加工したものであっても、直接に球面形状に成形されるものであってもよい。

本発明の発熱性合成樹脂レンズは、二重構成になったレンズ部に使用する場合、吸水率が０．５％以下のものが好ましい。０. １％未満の合成樹脂からなるものとするのがさらに好ましい。また、吸水率が０. １％未満の合成樹脂を貼りあわせたものとしてもよい。吸水率が０. １％未満であると、以下に述べるように二重構成になったレンズ部の外側レンズと内側レンズの間の空間に水分が浸入しにくくなるためである。

本発明の発熱性合成樹脂レンズの材料としては、ポリカーボネート樹脂（吸水率０．４％）、ナイロン（吸水率２．９％）、セルロースプロピオネート（吸水率３．０％）、ウレタン（吸水率０．３％）、ＰＭＭＡ（吸水率２％）、特殊アクリル系樹脂（吸水率１．２％）、ノルボルネン系樹脂（吸水率０．４％）などが挙げられる。吸水性の低いレンズ材料としては、ＡＳ樹脂（吸水率０．１％）、ＥＶＡ樹脂（吸水率０．１％）が挙げられ、さらに吸水性の低いレンズ材料としては、環状オレフィン系ポリマー（吸水率０．０１％以下）、シクロポリオレフィンポリマー（吸水率０．０１％以下）などが挙げられる。なお、ここで示した吸水率は、ＡＳＴＭ規格の「ＡＳＴＭＤ５７０」によるものである。

次に、本発明の眼用レンズ物品は、前記発熱性合成樹脂レンズを使用したものとしており、屋外での使用が中心となるゴーグル、サングラスなどとしている。さらに、赤外線を吸収する発熱性合成樹脂レンズは遮熱としての機能も持つので、本発明の眼用レンズ物品は、シールドとすることもできる。

すなわち、本発明の眼用レンズ物品は、前記発熱性合成樹脂レンズを、図１に示したように、一重構成のレンズ１としたレンズ部Ｒに使用したり、図２〜４に示したように、空間Ｓを挟んで外側レンズ１ａと内側レンズ１ｂが接合される二重構成になったレンズ部Ｒに使用したものとしている。図２に示したものは、前記発熱性合成樹脂レンズをレンズ部Ｒの外側レンズ１ａに使用しており、図３に示したものは、前記発熱性合成樹脂レンズをレンズ部Ｒの内側レンズ１ｂに使用しており、図４に示したものは、前記発熱性合成樹脂レンズをレンズ部Ｒの外側レンズ１ａと内側レンズ１ｂの両方に使用している。

本発明の眼用レンズ物品は、前記発熱性合成樹脂レンズを二重構成になったレンズ部Ｒに使用したものとすると、前記発熱性合成樹脂レンズには吸水特性があるので、水分がレンズ部Ｒの外側レンズ１ａ、内側レンズ１ｂを透過して空間Ｓに浸入する。この空間Ｓに、ある一定量の水分が浸入するとレンズ部Ｒが曇りだす。そこで、本発明の眼用レンズ物品は、外側レンズ１ａと内側レンズ１ｂの少なくともいずれかを、前記したような吸水率が０. ５％未満、好ましくは０. １％未満の合成樹脂からなるものにするか、発熱性合成樹脂レンズに吸水特性の少ない合成樹脂、すなわち吸水率が０. ５％未満、好ましくは０. １％未満の合成樹脂を接着したり、インサート成形などで貼りあわせたものとすることにより、前記空間Ｓに水分が浸入するのを抑制したものとすることができる。

さらに、本発明の眼用レンズ物品は、外側レンズ１ａを前記発熱性合成樹脂レンズとして、内側レンズ１ｂを波長７８０〜３０００nmの赤外線を反射するレンズとすることもできる。このようにすると、内側レンズ１ｂで反射した赤外線が、再度外側レンズ１ａで吸収されるため、レンズ部Ｒの温度上昇に役立ち好ましいものとなる。

次に、本発明を実施例によって、より詳細に説明する。

（実施例１）
本発明の発熱性合成樹脂レンズを使用して、本発明の眼用レンズ物品である「スキー用ゴーグル（二重レンズ）」を作製した。

このスキー用ゴーグルの二重レンズの外側レンズ１ａは、三菱瓦斯化学社製ポリカーボネート樹脂Ｓー２０００を１００重量部に対して、赤外線吸収剤（ＩＲＧ０２２、日本化薬社製）を０．００５重量部配合し、さらに透明度の調整用として青色ないし緑色の吸収機能を持つ赤色系色素（ＭＬＰレッド２、三井化学社製）を０．０３重量部配合して押出成形により０．３ｍｍのオレンジ系のシートを得、吸水率０．０１％以下である日本ゼオン社製のシクロポリオレフィン樹脂の透明の０．５ｍｍのシートを接着により厚みおよそ０．８ｍｍの複層のシートを得た。このシートは可視光線の透過率は、約５０％であり、一方１０００〜１２００nmの近赤外領域において分光透過率の下限値があり、その付近の分光透過率は、図５に示したように、約２８％であった。そして、外形加工して、二重レンズの外側レンズ１ａとした。

このスキー用ゴーグルの二重レンズの内側レンズ１ｂは、０．５ｍｍ厚の日本ゼオン社製シクロポリオレフィン樹脂の透明シートに０．３ｍｍ厚の透明ポリカーボネート樹脂製シートを接着によりラミネートし、ポリカーボネート側の面に吸水性を持たせた曇止め効果を持つ膜をコーティングし、その後レンズ形状に打ち抜きを行った。

外側レンズ１ａと内側レンズ１ｂを、ＣＲ系ゴムを主体としたガスケット２に両面テープを貼り付けて約２mmの空間Ｓを保持して固定した。内側レンズ１ｂには、圧力調整用の孔３を開けており、そこから水分が浸入しないように透湿機能を持つシール４を圧力調整用の孔３に貼り付けた。

このようにして、二重レンズを製作した後に、恒温・恒湿槽の環境を３０℃／９０％ＲＨに保ち、その中に２４時間入れておいた。その後、恒温・恒湿槽から二重レンズを取り出して、その二重レンズをゴーグルにセットした。

以上のように構成した本発明の眼用レンズ物品であるスキー用ゴーグルに、外気温度がー５℃の環境下、５００００lxの照射強度の擬似太陽光を照射したところ、外側レンズ１ａは１５℃まで上昇した。その時の二重レンズの空間Ｓの露点温度は１２℃であったため、レンズ部Ｒは曇らなかった。

ほぼ同じ色目を持った、赤外線吸収機能をもたないレンズから構成した二重レンズをセットしたスキー用ゴーグルにも、同じように擬似太陽光を照射すると１０℃までしか上昇しなかった。そのときの二重レンズの空間の露点温度は１２℃であったため、そのレンズ部は自然に曇り始めた。

（実施例２）
本発明の発熱性合成樹脂レンズを使用して、本発明の眼用レンズ物品である「ゴーグル」を作製した。

このゴーグルのレンズ１は、三菱瓦斯化学社製ポリカーボネート樹脂Ｓー２０００を１００重量部に対して、赤外線吸収剤（ＮＩＲ−ＩＭ１、ナガセケムテックス社製）を０．００８重量部配合して成形した。

成形したレンズ１は、厚みが２mmで曲率半径は約８７mmであり、可視光線の透過率は約５５％であり、一方１０００〜１２００nmの近赤外領域において分光透過率の下限値があり、その付近の分光透過率は約３０％であった。

このレンズ１をスノーゴーグルのレンズ形状にカットした。ゴーグルにしたときに顔面になる面に吸水性を持たせた曇り度止め効果を持つ膜をコーティングした。

このように作成したレンズ１をゴーグルにセットした。

以上のように構成した本発明の眼用レンズ物品であるゴーグルを実際のスキー場で使用し、レンズ１の温度とゴーグル内部の温度を測定した。その時のスキー場の環境は、晴天、無風であった。

レンズ１は、表面温度が３２℃まで上昇した。その時のゴーグル内の露点温度は２８℃（３０℃／８０％Ｒｈ）となった。ゴーグル内の露点温度よりレンズ１の表面温度が高いので、レンズ１は曇らない状態を保つことができた。

同じ色目を持つ赤外線吸収機能を持たないレンズをセットしたゴーグルは、レンズの表面温度は２５℃まで上昇した。ゴーグル内の露点温度は２８℃（３０℃／８０％Ｒｈ）となった。ゴーグル内の露点温度よりレンズ表面の温度が低いのでレンズが曇った。

（実施例３）
本発明の発熱性合成樹脂レンズを使用して、本発明の眼用レンズ物品である「シールド」を作製した。

このシールドのレンズ１は、三菱瓦斯化学社製ポリカーボネート樹脂Ｓー２０００を１００重量部に対して、赤外線吸収剤（ＣＩＲ１０８１、日本カーリット社製）を０．００８重量部配合し、さらに透明度の調整用として青色ないし緑色の吸収機能を持つ赤色系色素（ＭＬＰレッド２、三井化学社製）を０．０２重量部配合して成形したオレンジ系のレンズとした。

成形したレンズは厚みが２mmで曲率半径は約８７mmであり、可視光線の透過率は約５４％であり、一方１０００〜１２００nmの近赤外領域において分光透過率の下限値があり、その付近の分光透過率が約２２％であった。その後、シールド形状にカットを行った。

以上のように構成した本発明の眼用レンズ物品であるシールドに、外気温度が０℃の環境下、１０００００lxの照射強度で擬似太陽光を照射したところ、レンズ１に曇りは見られなかった。また、人体の表面温度は、３５℃から３７℃まで上昇した。

同じ色目を持つ赤外線吸収機能を持たないレンズを嵌め込んだシールドは、レンズの内側に自然と曇りが発生した。また、人体の表面温度は３９℃まで上昇した。

（実施例４）
本発明の発熱性合成樹脂レンズを使用して、本発明の眼用レンズ物品である「スキー用ゴーグル（二重レンズ）」を作製した。

このスキー用ゴーグルの二重レンズの外側レンズ１ａは、三菱瓦斯化学社製ポリカーボネート樹脂Ｓー２０００を１００重量部に対して、赤外線吸収剤（ＩＲＧ０２２、日本化薬社製）を０．００５重量部配合し、さらに透明度の調整用として青色ないし緑色の吸収機能を持つ赤色系色素（ＭＬＰレッド２、三井化学社製）を０．０３重量部配合して成形したオレンジ系のレンズとした。

成形したレンズは厚みが２mmで曲率半径は約８７mmであり、可視光線の透過率は約５０％であり、一方１０００〜１２００nmの近赤外領域において分光透過率の下限値があり、その付近の分光透過率は、前記図５に示したように、約２８％であった。

このスキー用ゴーグルの二重レンズの内側レンズ１ｂは、０．６mm厚ポリカーボネートシートの内側の面に吸水性を持たせた曇り度止め効果を持つ膜をコーティングした。この内側レンズ１ｂの外側の面、すなわち空間Ｓ側の面には、シルバー色のミラーを蒸着し、その後レンズ形状に打ち抜きを行った。

外側レンズ１ａと内側レンズ１ｂを、ＣＲ系ゴムを主体としたガスケット２に両面テープを貼り付けて約２mmの空間Ｓを持って固定した。内側レンズ１ｂには、圧力調整用の孔３を開けており、そこから水分が浸入しないように透湿機能を持つシール４を圧力調整用の孔３に貼り付けた。

以上のように構成した本発明の眼用レンズ物品であるスキー用ゴーグルに、外気温度がー５℃の環境下、５００００lxの照射強度の擬似太陽光を照射したところ、外側レンズ１ａは２０℃まで上昇した。その時の二重レンズの空間Ｓの露点温度は１４℃であったため、レンズ部Ｒは曇らなかった。

ほぼ同じ色目を持った、赤外線吸収機能をもたないレンズから構成した二重レンズをセットしたスキー用ゴーグルにも、同じように擬似太陽光を照射すると１２℃までしか上昇しなかった。そのときの二重レンズの空間の露点温度は１４℃であったため、そのレンズ部が自然に曇り始めた。

本発明の眼用レンズ物品のレンズ構造の一実施形態を示す断面図である。本発明の眼用レンズ物品のレンズ構造の他の実施形態を示す断面図である。本発明の眼用レンズ物品のレンズ構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。本発明の眼用レンズ物品のレンズ構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。本発明の発熱性合成樹脂レンズの分光透過率を示す図表である。

１レンズ
１ａ外側レンズ
１ｂ内側レンズ
Ｒレンズ部
Ｓ空間

Claims

赤外線吸収剤を配合するか、コーティングするか、蒸着した合成樹脂レンズであって、波長１０００〜１２００nmの赤外線の分光透過率が６０％以下であり、吸水率が０. １％未満の合成樹脂からなることを特徴とする発熱性合成樹脂レンズ。
赤外線吸収剤を配合するか、コーティングするか、蒸着した合成樹脂レンズであって、波長１０００〜１２００nmの赤外線の分光透過率が６０％以下であり、吸水率０．１％未満の合成樹脂を貼りあわせたことを特徴とする発熱性合成樹脂レンズ。
請求項１又は２記載の発熱性合成樹脂レンズを使用したことを特徴とする眼用レンズ物品。
請求項１又は２記載の発熱性合成樹脂レンズを、空間を挟んで外側レンズと内側レンズが接合される少なくとも二重構成になったレンズ部に使用したことを特徴とする眼用レンズ物品。
空間を挟んで外側レンズと内側レンズが接合される二重構成になったレンズ部の外側レンズに請求項１又は２記載の発熱性合成樹脂レンズを使用し、前記レンズ部の内側レンズに波長７８０〜３０００nmの赤外線を反射するレンズを使用したことを特徴とする眼用レンズ物品。
ゴーグル、サングラスまたはシールドとしたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の眼用レンズ物品。