KR20150009523A - 광학 부재 및 광학 부재의 제조 방법 - Google Patents

광학 부재 및 광학 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

목적으로 하는 막 두께의 하드코트층이 크랙을 일으키는 일 없이 형성되어 있는 광학 부재, 및 이러한 광학 부재를 제조할 수 있는 광학 부재의 제조 방법을 제공하는 것.
본 발명의 광학 부재는 만곡면을 가지는 렌즈 기재와, 이 렌즈 기재의 가장자리부를 덮도록 형성되는 다공질막인 중간층과, 렌즈 기재 및 중간층을 덮도록 형성된 하드코트층을 가지고, 하드코트층은 그 중심부보다도 가장자리부에 있어서 막 두께가 두꺼운 후막부를 구비하고 있으며, 중간층의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 하드코트층의 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3[%] 이상, 20[%] 이하가 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

광학 부재 및 광학 부재의 제조 방법{OPTICAL ELEMENT AND OPTICAL ELEMENT MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 광학 부재 및 광학 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 안경 등에 사용하는 플라스틱 렌즈로서 근래 박형화를 실현하기 위해서 고굴절률의 재료가 활발하게 연구·개발되고 있다.
플라스틱 렌즈는 종래의 유리 렌즈와 비교하여 경량이면서 가공성이 뛰어나고, 또한 비교적 충격에 대해서도 뛰어난 강도를 발휘한다고 하는 장점을 갖는다. 한편, 경도가 낮은 것에 기인해 유리 렌즈보다도 내마찰성 및 내후성이 뒤떨어진다.
그 때문에, 특히 플라스틱 렌즈를 안경 렌즈에 적용할 때에는 플라스틱 렌즈 위에 하드코트층으로 불리는 경화막을 형성하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.
또한 플라스틱 렌즈를 안경 렌즈에 적용하는 경우, 하드코트층 위에 반사 방지층이 형성되는 것이 일반적이지만, 반사 방지층과 하드코트층의 굴절률차가 너무 크면 간섭 줄무늬가 발생하기 때문에, 하드코트층의 구성 재료로서도 고굴절률인 것이 요구되고 있다.
이와 같은 고굴절률을 실현하는 하드코트층으로는, 예를 들면 유기 규소 화합물(실란 커플링제)과 금속 산화물을 함유하는 하드코트 재료를 사용해 형성한 것이 알려져 있다.
보다 구체적으로는 유기 규소 화합물 또는 그 가수분해물과 금속 산화물(복합 산화물 졸)을 함유하는 하드코트 재료를 준비하고, 이 하드코트 재료를 플라스틱 렌즈 위에 공급한 후, 가열함으로써 겔화시켜 하드코트층을 얻는 졸·겔법이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그렇지만, 이와 같은 졸·겔법을 이용해 안경 렌즈에 하드코트층을 형성한 경우, 통상 안경 렌즈가 만곡면으로 구성되어 있는 것에 기인하여 안경 렌즈의 단부에 있어서 하드코트층이 후막화하고, 그 결과 이 단부에 있어서 하드코트층에 크랙이 생긴다고 하는 문제가 있다.
일본 특개 2010-33021호 공보
본 발명의 목적은 목적으로 하는 막 두께의 하드코트층이 크랙을 일으키는 일 없이 형성되어 있는 광학 부재, 및 이러한 광학 부재를 제조할 수 있는 광학 부재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적은 하기의 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의 광학 부재는
만곡면을 가지는 렌즈 기재와,
상기 광학 부재의 광축 방향에서 본 평면시(平面視)에 있어서, 상기 렌즈 기재의 가장자리부를 덮도록 형성된 다공질의 중간층과,
상기 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재 및 상기 중간층을 덮도록 형성된 하드코트층을 가지고,
상기 하드코트층은 상기 평면시에 있어서 상기 하드코트층의 가장자리부에 형성되고, 또한 상기 하드코트층의 중앙부보다도 막 두께가 두꺼운 후막부를 구비하고 있으며,
상기 중간층의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 상기 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3% 이상, 20% 이하가 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명자는 예의 검토를 거듭한 결과, 후막부가 형성되는 렌즈 기재의 가장자리부에 다공질의 중간층을 마련함으로써, 크랙(균열)의 발생을 저감시킬 수 있는 것을 알아냈다. 그리고, 본 발명자는 추가적인 검토를 거듭한 결과, 중간층의 막 두께의 최대값과 하드코트층의 후막부에서의 막 두께의 최대값의 관계를 규정함으로써, 상기 문제점을 해소할 수 있는 것을 알아냈다. 즉, 중간층의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 하드코트층의 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3[%] 이상 20[%] 이하가 되는 관계를 만족함으로써, 하드코트층의 후막부에서의 크랙의 발생을 확실하게 억제 또는 방지할 수 있는 것을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 이것에 의해, 목적으로 하는 막 두께의 하드코트층이 크랙을 일으키는 일 없이 형성되어 있는 광학 부재를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학 부재에서는 상기 중간층은 상기 렌즈 기재의 가장자리부의 전체를 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 하드코트층을 크랙을 일으키는 일 없이 형성할 수 있다.
본 발명의 광학 부재에서는 상기 평면시에 있어서, 상기 중간층은 폭이 0.1mm 이상, 15mm 이하인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 예를 들면 광학 부재를 안경 렌즈에 사용한 경우에 옥형(玉型) 가공되는 범위(피니시드 렌즈)의 외측에 중간층을 형성할 수 있고, 또한 중간층으로서의 기능을 발휘시킬 수 있다. 이것에 의해, 하드코트층에 크랙을 일으키는 일 없이 형성할 수 있다.
본 발명의 광학 부재에서는 상기 중간층의 막 두께의 최대값이 0.1㎛ 이상, 10.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 상기 A/B×100의 관계를 상기 범위 내로 설정된 것으로 할 수 있다.
본 발명의 광학 부재에서는 상기 하드코트층의 중앙부에서의 막 두께가 1.5㎛ 이상 50.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 렌즈 기재 및 하드코트층과 중간층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광학 부재에서는 상기 중간층은 수지 재료로 구성되는 입상체를 포함하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 목적으로 하는 막 두께의 하드코트층이 크랙을 일으키는 일 없이 형성되어 있는 광학 부재로 할 수 있다.
본 발명의 광학 부재에서는 상기 렌즈 기재는 만곡 철면(凸面)과 만곡 요면(凹面)을 가지고, 상기 만곡 철면에 상기 중간층과 상기 하드코트층이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 하드코트층은 뛰어난 강도를 가지는 것이 된다.
본 발명의 광학 부재의 제조 방법은
만곡면을 가지는 렌즈 기재의 상기 광학 부재의 광축 방향에서 본 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재의 가장자리부를 덮도록 다공질의 중간층을 형성하는 단계와,
상기 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재 및 상기 중간층을 덮도록 상기 평면시에 있어서 가장자리부에 형성되고, 또한 중앙부보다도 막 두께가 두꺼운 후막부를 구비하는 하드코트층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 하드코트층을 형성하는 것은 상기 중간층의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 상기 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3% 이상, 20% 이하가 되는 관계를 만족하도록 상기 하드코트층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 목적으로 하는 막 두께의 하드코트층이 크랙을 일으키는 일 없이 형성되어 있는 광학 부재를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제1 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 막강도 및 인장 응력과 막 두께의 관계를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제2 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제3 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예의 중간층의 전자현미경 사진이다.
도 6은 비교예 6의 도막의 전자현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 광학 부재 및 광학 부재의 제조 방법을 첨부 도면에 나타내는 적합한 실시 형태에 근거해 상세하게 설명한다.
또한, 이하에서는 본 발명의 광학 부재를 안경에 장착되는 안경 렌즈에 적용한 경우를 일례로 설명한다.
<제1 실시 형태>
도 1은 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제1 실시 형태를 나타내는 도면이고((a) 평면도, (b) 도 1의 (a) 중에 나타내는 A-A선 단면도), 도 2는 막강도 및 인장 응력과 막 두께의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 이하에서는 도 1의 (b) 중 안경 렌즈의 물체측(안경 렌즈의 사용시에 있어서, 상대적으로 시인하는 물체에 가까운 쪽)을 「상」이라고 하고, 안경 렌즈의 안구측(안경 렌즈의 사용시에 있어서, 상대적으로 안구에 가까운 쪽)을 「하」라고 한다. 또, 도 1 중에서는 설명의 편의상, 안경 렌즈를 구성하는 부재의 크기 및 두께 등을 과장해 모식적으로 도시하고 있고, 각 부재의 크기 및 두께 등은 실제와는 크게 상이하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 안경 렌즈(1)는 안경에 장착되는 플라스틱 렌즈이고, 만곡면을 가지는 렌즈 기재(6)와, 안경 렌즈(1)의 광축 방향에서 본 평면시(이하, 단순히 평면시라고도 함)에 있어서, 렌즈 기재(6)의 가장자리부를 덮도록 형성된 중간층(5)과 렌즈 기재(6) 및 중간층(5)을 덮도록 형성된 하드코트층(4)을 가지고 있다.
렌즈 기재(6)는 본 실시 형태에서는 플라스틱으로 구성되는 모재(母材)(2)와 평면시에 있어서, 모재(2)를 덮도록 형성된 프라이머층(3)을 가지고 있다.
모재(2)는 플라스틱으로 구성되고, 안경 렌즈(1)의 모재(기재)가 되는 것이다.
이 모재(2)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 평면시에서 진원상을 이루고 있고, 그 상면(21)이 만곡 철면으로 구성되며, 하면(22)이 만곡 요면으로 구성되어 있고, 이들 상면(21) 및 하면(22)에 의해 빛이 투과하는 투과면을 구성한다. 또한, 모재(2)는 진원상이 아니어도 된다.
모재(2)의 구성 재료로는, 예를 들면 메틸메타크릴레이트 단독 중합체, 메틸메타크릴레이트와 1종 이상의 다른 모노머를 모노머 성분으로 하는 공중합체, 디에틸렌글리콜비스알릴 카보네이트 단독 중합체, 디에틸렌글리콜비스알릴 카보네이트와 1종 이상의 다른 모노머를 모노머 성분으로 하는 공중합체, 황 함유 공중합체, 할로겐 함유 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 불포화 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 설피드 결합을 가지는 모노머의 단독 중합체, 설피드와 1종 이상의 다른 모노머를 모노머 성분으로 하는 공중합체, 폴리설피드와 1종 이상의 다른 모노머를 모노머 성분으로 하는 공중합체, 폴리디설피드와 1종 이상의 다른 모노머를 모노머 성분으로 하는 공중합체 등을 들 수 있다.
또한, 모재(2)의 구성 재료로서 굴절률이 1.6 이상 정도의 비교적 고굴절률인 것을 사용했을 때에, 본 실시 형태와 같이, 안경 렌즈(1)를 프라이머층(3) 및 하드코트층(4)의 굴절률을 적절히 조절함으로써 반사 방지층과 모재(2)의 굴절률차를 보간(補間)하여 안경 렌즈(1)에서의 간섭 무늬의 발생을 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
프라이머층(3)은 모재(2)와 하드코트층(4)의 사이에 적층되어 모재(2)와 하드코트층(4)의 밀착성을 확보하고, 또한 모재(2)의 내충격성을 향상시키는 기능을 갖는다.
프라이머층(3)의 구성 재료로는, 예를 들면 아크릴계 수지, 멜라민계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리비닐아세탈계 수지, 아미노계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 비닐알코올계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합물 혹은 공중합체 등의 수지 재료를 들 수 있다. 이들 중에서도, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지가 바람직하다. 이것에 의해, 모재(2) 및 하드코트층(4)과 프라이머층(3)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또, 프라이머층(3)은 상기 수지 재료 외에 추가로 금속 산화물을 포함하고 있어도 된다. 이것에 의해, 프라이머층(3)의 굴절률을 보다 높게 할 수 있고, 그 함유량 등을 조정함으로써, 프라이머층(3)을 원하는 굴절률로 할 수 있다.
금속 산화물로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In, Ti의 산화물을 들 수 있고, 이러한 산화물 중 1종 또는 2종 이상을 조합해 사용할 수 있다. 또한, 금속 산화물은 금속 산화물의 미립자로 이루어지는 졸이어도 된다.
또, 프라이머층(3)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 100~2000nm가 바람직하고, 500~1000nm가 보다 바람직하다.
또한, 이 프라이머층(3)은 모재(2)와 하드코트층(4)의 조합에 따라서는 생략할 수 있다. 즉, 렌즈 기재(6)를 모재(2)에 의해 단독으로 구성해도 된다.
하드코트층(4)은 평면시에 있어서 렌즈 기재(6)(프라이머층(3))와 중간층(5)을 덮도록 마련되고, 모재(2)의 내마찰성 및 내후성을 향상시키는 기능을 갖는다.
본 실시 형태의 하드코트층(4)은 유기 규소 화합물(실란 커플링제)과 금속 산화물을 함유하는 조성물(하드코트 재료)을 사용해 형성된다.
유기 규소 화합물로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 일반식(1): (R1)nSi(X1)4-n(일반식(1) 중, R1은 중합가능한 관능기를 가지는 탄소수가 2 이상인 유기기, X1은 가수분해기를 나타내고, n은 1 또는 2의 정수를 나타냄)로 나타내는 것이 사용된다. 이것에 의해, 유기 규소 화합물끼리가 관능기 R1을 통해서 가교(연결)하므로, 하드코트층(4)은 뛰어난 내마찰성 및 내후성을 발휘할 수 있다.
또한, 상기 일반식(1)로 나타내는 유기 규소 화합물의 상세에 대해서는 후술하는 안경 렌즈의 제조 방법에서 설명한다.
또, 하드코트층(4)에 포함되는 금속 산화물로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 Al, Ti, Sb, Zr, Si, Ce, Fe, In, Sn 등의 금속 산화물을 들 수 있고, 이러한 산화물 중 1종 또는 2종 이상을 조합해 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 특히 TiO2, ZrO2, CeO2, ZnO2, SnO2 및 ITO(인듐-주석 복합 산화물)가 바람직하다. 이들 금속 산화물이 하드코트층(4)에 포함됨으로써 하드코트층(4)의 굴절률을 보다 높게 설정할 수 있게 되기 때문에, 고굴절률의 모재(2)를 사용했을 때에도 간섭 무늬의 발생이 억제된 안경 렌즈를 실현하는 것이 가능해진다.
또, 평면시에 있어서 하드코트층(4)의 중앙부에서의 막 두께는 바람직하게는 1.5㎛~50.0㎛, 보다 바람직하게는 5.0㎛~20.0㎛로 설정된다. 이것에 의해, 하드코트층(4)은 뛰어난 강도를 가지는 것이 된다. 또한, 하드코트층(4)의 중앙부에서의 막 두께는 1점에서 측정한 값이어도, 소정 범위에서의 두께의 평균이어도 된다.
또한, 하드코트층(4)을 후술하는 졸·겔법을 이용해 형성하고, 평면시에 있어서, 하드코트층(4)의 중앙부에서의 막 두께를 1.5㎛~50.0㎛로 설정했을 경우, 평면시에 있어서, 하드코트층(4)의 가장자리부에서의 막 두께는 3.3㎛~100.0㎛가 되고, 중앙부에서의 막 두께를 5.0㎛~20.0㎛로 설정했을 경우, 하드코트층(4)의 가장자리부에서의 막 두께는 6.0㎛~50.0㎛가 된다. 즉, 하드코트층(4)을 후술하는 졸·겔법을 이용해 형성하면, 그 가장자리부에서의 막 두께는 중앙부에서의 막 두께보다도 두꺼워진다. 환언하면, 가장자리부에 있어서 그 중앙부보다도 막 두께가 두꺼운 후막부가 형성된다.
이러한 구성의 하드코트층(4)을 구비하는 안경 렌즈(1)에 있어서, 렌즈 기재(6)(프라이머층(3))의 가장자리부에 중간층(댐층)(5)을 마련함으로써, 하드코트층(4)의 가장자리부에서의 크랙의 발생을 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다. 이러한 효과가 발현되는 이유에 대해서는 후에 상술한다.
중간층(5)은 평면시에서의 렌즈 기재(6)(프라이머층(3))의 가장자리부에 안경 렌즈(1)의 광축 방향과 평행이고, 또한 렌즈 기재(6)의 중심을 통과하는 절단면으로 절단한 경우의 단면시(이하, 단순히 단면시라고도 함)에 있어서, 렌즈 기재(6)와 하드코트층(4)의 사이에 위치하도록 마련되어 하드코트층(4)의 단부에 있어서 크랙이 발생하는 것을 억제 또는 방지하는 기능을 갖는다.
이 중간층(5)은 본 실시 형태에서는 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 평면시에서 프라이머층(3)의 가장자리부에, 그 전체에 걸쳐 원환상으로 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태의 중간층(5)은 프라이머층(3)의 가장자리부에 연속해 형성되어 있다. 또, 도 1의 (a)의 A-A선 단면도와 같이, 안경 렌즈(1)의 광축 방향과 평행이고, 또한 렌즈 기재(6)의 중심을 통과하는 절단면에서 절단한 단면 형상은 철상을 이루고 있다.
중간층(5)은 본 실시 형태에 있어서는 입상체를 함유한다.
입상체는 수지 재료 또는 금속 산화물 재료로 구성되는 것 중 어느 쪽이어도 되지만, 수지 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 하드코트층(4)의 단부에 있어서 크랙이 발생하는 것을 보다 확실하게 억제 또는 방지할 수 있게 된다.
입상체를 구성하는 수지 재료로는, 예를 들면 우레탄계 수지, 에스테르 수지, 에폭시계 수지, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리아크릴산 및 폴리아세트산비닐 등을 들 수 있고, 그 중에서도 우레탄계 수지 또는 폴리에스테르계 수지인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 렌즈 기재(6) 및 하드코트층(4)과 중간층(5)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또, 입상체를 구성하는 금속 산화물 재료로는, 예를 들면, SiO2, 중공 SiO2, TiO2, ZrO2, Al2O3, CeO2 및 SnO2 등을 들 수 있다.
이러한 구성의 중간층(5)에 있어서, 중간층(5)의 정부(頂部)의 높이와 하드코트층(4)의 가장자리부(후막부)에서의 정부의 높이의 관계, 나아가서는 중간층(5)에 포함되는 입상체의 평균 입경을 규정함으로써 하드코트층(4)에 크랙이 발생하는 것을 확실하게 억제 또는 방지할 수 있지만, 이 점에 관해서는 후술하는 안경 렌즈(1)의 제조 방법에서 상술한다.
또, 하드코트층(4) 위에는 추가로 도시하지 않는 반사 방지층이 형성되어 있어도 된다.
반사 방지층으로는, 예를 들면 SiO2, SiO, ZrO2, TiO2, TiO, Ti2O3, Ti2O5, Al2O3, TaO2, Ta2O5, NbO, Nb2O3, NbO2, Nb2O5, CeO2, MgO, Y2O3, SnO2, MgF2, WO3와 같은 무기물로 구성되는 것을 들 수 있다.
또한, 이와 같은 반사 방지층은, 예를 들면 진공 증착법, 이온 도금법 및 스패터링법 등을 이용해 형성할 수 있다.
반사 방지층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 50~150nm인 것이 바람직하고, 70~120nm인 것이 보다 바람직하다.
또한, 반사 방지층 위에는 도시하지 않는 발수성의 방오층을 형성해도 된다.
이와 같은 방오층은, 예를 들면 반사 방지층 위에 불소를 함유하는 유기 규소 화합물로 구성되는 단분자막을 형성함으로써 얻을 수 있다.
불소를 함유하는 유기 규소 화합물로는 일반식(2): R2SiX1 3(일반식(2) 중, R2는 불소를 함유하는 탄소수가 1 이상인 유기기, X1은 가수분해기를 나타냄)로 나타내는 것을 들 수 있다.
또, 방오층은, 예를 들면 불소를 함유하는 유기 규소 화합물을 용매에 용해한 방오층 형성용 재료를 조제하고, 그 후 이 방오층 형성용 재료를 반사 방지층 위에 도포법을 이용해 도포한 후, 건조함으로써 얻을 수 있다. 도포법으로는, 예를 들면 잉크젯법, 디핑법, 스핀 코트법 등을 들 수 있다.
방오층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.001~0.5㎛인 것이 바람직하고, 0.001~0.03㎛인 것이 보다 바람직하다.
이상과 같은 안경 렌즈(1)는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
[A] 우선, 모재(2)를 준비하고, 이 모재(2)의 상면(만곡 철면)(21)에 프라이머층(3)을 형성함으로써 렌즈 기재(6)를 얻는다.
이 프라이머층(3)의 형성은, 예를 들면 프라이머층(3)의 구성 재료를 용매에 용해시킨 프라이머층 형성 재료를 조제하고, 그 후 이 프라이머층 형성 재료를 모재(2) 위에 도포법을 이용해 도포한 후, 건조함으로써 실시할 수 있다.
또한, 프라이머층(3)의 구성 재료가 용매에 용해되지 않는 경우에는 상기 구성 재료를 분산시킨 프라이머층 형성 재료로 할 수 있다.
용매로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디프로필에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르 또는 프로필렌글리콜디에틸에테르 등의 글리콜류 등을 들 수 있고, 이들의 단독 용매 또는 혼합 용매로서 사용할 수 있다.
또한, 프라이머층 형성 재료에는 그 외에 레벨링제로서 폴리옥시알킬렌과 폴리디메틸실록산의 공중합체 또는 폴리옥시알킬렌과 플루오로카본의 공중합체 등이 포함되어 있어도 된다.
또, 프라이머층(3)의 형성에 이용되는 도포법으로는 잉크젯법, 디핑법, 스핀 코트법 및 스프레이법 등을 들 수 있다.
[B] 다음에, 렌즈 기재(6)(프라이머층(3))의 가장자리부에 대해서 중간층(5)을 형성한다(중간층 형성 공정).
이 중간층(5)의 형성은, 예를 들면 전술한 수지 재료로 구성되는 입상체를 분산매에 분산시킨 중간층 형성 재료를 조제하고, 그 후 이 중간층 형성 재료를 프라이머층(3)의 가장자리부에 대해서 선택적으로 도포법을 이용해 도포(공급)한 후, 건조함으로써 실시할 수 있다.
입상체를 분산시키는 분산매로는 상기 공정 [A]에서 설명한 용매와 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한, 중간층(5)의 형성에 이용되는 도포법으로는, 예를 들면 잉크젯법, 디핑법 및 스프레이법 등을 들 수 있다.
[C] 다음에, 렌즈 기재(6)(프라이머층(3)) 및 중간층(5)을 덮도록 하여 하드코트층(4)을 형성한다(하드코트층 형성 공정).
이 하드코트층(4)의 형성은, 예를 들면 일반식(1): (R1)nSi(X1)4-n(일반식(1) 중, R1은 중합가능한 관능기를 가지는 탄소수가 2 이상인 유기기, X1은 가수분해기를 나타내고, n은 1 또는 2의 정수를 나타냄)로 나타내는 유기 규소 화합물을 용매에 용해시킨 하드코트층 형성 재료(졸)를 사용하며, 예를 들면 다음과 같이 하여 실시할 수 있다.
즉, 하드코트층 형성 재료를 조제한 후에 하드코트층 형성 재료를 프라이머층(3) 및 중간층(5)을 덮도록 도포(공급)하고, 그 후 가열함으로써 상기 일반식(1)로 나타내는 유기 규소 화합물이 가지는 가수분해기 X1을 가수분해·중축합 반응시켜 실록산 올리고머를 생성시킴으로써 겔화하는 졸·겔법을 이용해 실시할 수 있다.
상기 일반식(1)로 나타내는 유기 규소 화합물로는, 예를 들면 중합가능한 관능기로서 아미노기를 가지는 것을 들 수 있고, 구체적으로는 하기 일반식(1A)로 나타내는 것을 들 수 있다.
(R2)nSi(X1)4-n…(1A)
(일반식(1A) 중, R2는 아미노기를 가지는 1가의 탄소수 2 이상의 탄화수소기, X1은 가수분해기를 나타내고, n은 1 또는 2의 정수를 나타냄)
일반식(1A)에 있어서, R2는 아미노기를 가지는 1가의 탄소수 2 이상의 탄화수소기이고, 예를 들면 γ-아미노프로필기, N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필기, N-페닐-γ-아미노프로필기 등을 들 수 있다.
또한, 상기 일반식(1A)에 있어서, n은 1 또는 2의 정수를 나타내고, R2가 복수인 경우(n=2)에는 복수의 R2는 서로 동일해도 상이해도 되며, 복수의 X1은 서로 동일해도 상이해도 된다.
일반식(1A)로 나타내는 유기 규소 화합물의 구체예로는, 예를 들면 γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필디메톡시메틸실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필디에톡시메틸실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필디메톡시메틸실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필디에톡시메틸실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필디메톡시메틸실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필디에톡시메틸실란 등의 아미노계의 실란 커플링제를 들 수 있다.
또한, 상기 일반식(1)로 나타내는 유기 규소 화합물로는, 예를 들면 중합가능한 관능기로서 이소시아네이트기를 가지는 것을 들 수 있고, 구체적으로는 하기 일반식(1B)로 나타내는 것을 들 수 있다.
(R3)nSi(X1)4-n…(1B)
(일반식(1B) 중, R3은 이소시아네이트기를 가지는 1가의 탄소수 2 이상의 탄화수소기, X1은 가수분해기를 나타내고, n은 1 또는 2의 정수를 나타냄)
일반식(1B)에 있어서, R3은 이소시아네이트기를 가지는 1가의 탄소수 2 이상인 탄화수소기이고, 예를 들면 이소시아네이트메틸기, α-이소시아네이트에틸기, β-이소시아네이트에틸기, α-이소시아네이트프로필기, β-이소시아네이트프로필기, γ-이소시아네이트프로필기 등을 들 수 있다.
또, 일반식(1B)에 있어서, n은 1 또는 2의 정수를 나타내고, R3이 복수인 경우(n=2)에는 복수의 R3은 서로 동일해도 상이해도 되며, 복수의 X1은 서로 동일해도 상이해도 된다.
일반식(1B)로 나타내는 화합물의 구체예로는, γ-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필디메톡시메틸실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필디에톡시메틸실란 등의 이소시아네이트계 실란 커플링제를 들 수 있다.
또한, 상기 일반식(1)로 나타내는 유기 규소 화합물로는, 예를 들면 중합가능한 관능기로서 에폭시기를 가지는 것을 들 수 있고, 구체적으로는 하기 일반식(1C)로 나타내는 것을 들 수 있다.
(R4)nSi(X1)4-n…(1C)
(일반식(1C) 중, R4는 에폭시기를 가지는 1가의 탄소수 2 이상의 탄화수소기, X1은 가수분해기를 나타내고, n은 1 또는 2의 정수를 나타냄)
일반식(1C)에 있어서, R4는 에폭시기를 가지는 1가의 탄소수 2 이상의 탄화수소기이다.
또한, 상기 일반식(1C)에 있어서, n은 1 또는 2의 정수를 나타내고, R4가 복수인 경우(n=2)에는 복수의 R4는 서로 동일해도 상이해도 되며, 복수의 X1은 서로 동일해도 상이해도 된다.
일반식(1C)로 나타내는 화합물의 구체예로는, 예를 들면 글리시독시메틸트리메톡시실란, 글리시독시메틸트리에톡시실란, α-글리시독시에틸트리메톡시실란, α-글리시독시에틸트리에톡시실란, β-글리시독시에틸트리에톡시실란, β-글리시독시프로필트리메톡시실란, α-글리시독시프로필트리메톡시실란, α-글리시독시프로필트리에톡시실란, β-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필비닐디에톡시실란, γ-글리시독시프로필페닐디에톡시실란, δ-(3,4-에폭시시클로헥실)부틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
또한, 하드코트층 형성 재료는 가수분해·중축합 반응을 촉진하기 위한 경화 촉매나, 렌즈 기재에 대한 도포시의 습윤성을 향상시키고, 평활성을 향상시키는 목적에서 각종의 용매 및 계면활성제 등을 함유하고 있어도 된다. 또한, 하드코트층 형성 재료에는 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제 등도 하드코트층의 물성에 영향을 부여하지 않는 한 첨가할 수 있다.
경화 촉매로는, 예를 들면 염산, 황산, 질산 등의 무기산, 옥살산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 메탄설폰산, 트리플루오로메탄설폰산, 젖산 등의 유기산을 들 수 있다.
유기 규소 화합물을 용해시키는 용매로는, 예를 들면 물, 유기용매 또는 이들의 혼합 용매를 들 수 있다. 구체적으로는 순수, 초순수, 이온 교환수 등의 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 메틸이소카르비놀 등의 알코올류, 아세톤, 2-부탄온, 에틸아밀케톤, 디아세톤알코올, 이소포론, 시클로헥사논 등의 케톤류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드 등의 아미드류, 디에틸에테르, 이소프로필에테르, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 3,4-디히드로-2H-피란 등의 에테르류, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 글리콜에테르류, 2-메톡시에틸아세테이트, 2-에톡시에틸아세테이트, 2-부톡시에틸아세테이트 등의 글리콜에테르아세테이트류, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산이소부틸, 아세트산아밀, 젖산에틸, 에틸렌카보네이트 등의 에스테르류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 헥산, 헵탄, iso-옥탄, 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소류, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 디클로로프로판, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류, 디메틸설폭시드 등의 설폭시드류, N-메틸-2-피롤리돈, N-옥틸-2-피롤리돈 등의 피롤리돈류 등을 들 수 있다.
또, 하드코트층(4)의 형성에 이용되는 도포법으로는, 예를 들면 잉크젯법, 스핀 코트법, 딥 코트법, 롤 코트법, 슬릿 코트법, 전사법, 초음파 스프레이 코트법 등을 들 수 있다.
또한, 하드코트층 형성 재료의 가열은 제1 가열 온도로 가열한 후, 제2 가열 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
제1 가열 온도는 바람직하게는 90~110℃ 정도로 설정되고, 보다 바람직하게는 100±5℃ 정도로 설정된다.
제1 가열 온도에 의한 가열 시간은 1~10분 정도로 설정되고, 보다 바람직하게는 5~10분 정도로 설정된다.
또, 제2 가열 온도는 바람직하게는 110~130℃ 정도로 설정되고, 보다 바람직하게는 120±5℃ 정도로 설정된다.
제2 가열 온도에 의한 가열 시간은 1~2시간 정도로 설정되고, 보다 바람직하게는 1.5±0.2시간 정도로 설정된다.
또한, 가열할 때의 분위기는 특별히 한정되지 않지만, 산소 함유 분위기 하 또는 질소 가스와 같은 불활성 가스 분위기 하로 한다.
상기와 같은 조건으로 가열함으로써, 가수분해·중축합 반응을 보다 적절히 진행시킬 수 있기 때문에, 뛰어난 막강도를 가지는 하드코트층(4)을 형성할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 상기 일반식(1)로 나타내는 유기 규소 화합물을 함유하는 하드코트층 형성 재료를 사용해 졸·겔법에 의해 렌즈 기재(6) 위에 하드코트층(4)을 형성하면, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 유기 규소 화합물의 가수분해·중축합 반응이 진행되기 때문에, 서로 이웃하는 유기 규소 화합물끼리 사이의 거리(여기에서는 서로 이웃하는 규소 원자간의 거리)가 1/3~2/3 정도 짧아진다. 가수분해·중축합 반응에 의해서 유기 규소 화합물끼리가 연결하는 것에 기인해 막강도가 향상된다. 한편, 유기 규소 화합물끼리 사이의 거리가 짧아지는 것에 기인하여 형성되는 하드코트층(4) 중에 인장 응력이 생긴다.
이와 같은 막강도와 인장 응력의 관계는 본 발명자의 검토에 의해, 이하와 같이 되어 있는 것이 판명되고 있다.
즉, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 막 두께가 두꺼울수록 하드코트층(4)에 포함되는 축합가능한 분자가 많기 때문에, 축합량(막 전체적으로 수축하는 양)이 많아진다. 그 때문에, 막강도 및 인장 응력의 양쪽 모두에, 층 중에서의 축합량이 많아지는 것, 즉 막 두께가 두꺼워지는 것에 따라 그 값이 커지지만, 어떤 막 두께의 범위 이하(도 2의 (b)에서의 인장 응력의 곡선과 막강도의 곡선의 교점에서의 축합량 이하의 영역)에서는 막강도 쪽이 인장 응력과 비교해 커지고 있다. 그렇지만, 어떤 막 두께의 범위를 넘으면(도 2의 (b)에서의 인장 응력의 곡선과 막강도의 곡선의 교점보다도 축합량이 큰 영역), 이 관계가 역전해 인장 응력 쪽이 막강도보다도 커진다. 그 때문에, 형성하는 하드코트층(4)의 막 두께가 일정한 범위를 넘어 커지면, 하드코트층(4)에 크랙이 생기는 것이 판명되고 있다.
특히, 본 발명과 같이 만곡면(본 실시 형태에서는 만곡 철면)을 가지는 렌즈 기재(6)에 대해서, 졸·겔법을 이용해 하드코트층(4)을 형성하면, 중력의 작용에 의해서 렌즈 기재(6)의 단부에 후막부가 형성되기 때문에, 하드코트층(4)의 후막부에 크랙이 발생한다고 하는 문제가 생긴다. 상술한 바와 같이, 하드코트층(4)의 막 두께가 두꺼울수록 인장 응력이 강해지므로, 특히 막 두께의 두꺼운 하드코트층(4)에 있어서 크랙이 문제가 되기 쉽다.
본 발명자는 이러한 문제점을 감안하여 예의 검토를 거듭한 결과, 이 후막부가 형성되는 렌즈 기재(6)의 단부에 다공질막인 중간층(5)을 마련함으로써, 크랙(균열)의 발생을 저감시킬 수 있는 것을 알아냈다.
그리고, 본 발명자는 추가적인 검토를 거듭한 결과, 중간층(5)의 막 두께의 최대값과 하드코트층(4)의 가장자리부(후막부)에서의 막 두께의 최대값의 관계를 규정함으로써 상기 문제점을 해소할 수 있는 것을 알아냈다.
즉, 중간층(5)의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 하드코트층(4)의 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3[%] 이상이 되는 관계를 만족함으로써, 하드코트층(4)의 후막부에서의 크랙의 발생을 확실하게 억제 또는 방지할 수 있는 것을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이와 같이 본 발명에서는 렌즈 기재(6)와 하드코트층(4)의 사이에 중간층(5)을 형성하고 중간층(5)의 두께를 규정함으로써 하드코트층(4)의 후막부에서의 크랙의 발생이 방지된다.
또한, 중간층(5)의 막 두께의 최대값 A[㎛]와 하드코트층(4)의 후막부에서의 막 두께의 최대값 B[㎛]의 관계인 A/B는 3[%] 이상으로 하지만, 5[%] 이상, 20[%] 이하인 것이 바람직하고, 7[%] 이상, 15[%] 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 안경 렌즈(1)의 가장자리부에서의 후막화를 방지하면서, 하드코트층(4)에서의 크랙의 발생을 확실하게 방지 또는 억제할 수 있다.
또, 중간층(5)은 다공질막으로 했지만, 구체적으로는 중간층(5)에는 입상체를 함유하는 것이 바람직하고, 중간층(5)에 포함되는 입상체의 평균 입경은 80nm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는 중간층(5)에 포함되는 입상체의 평균 입경은 80nm 이상, 2000nm 이하인 것이 바람직하고, 100nm 이상, 500nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 하드코트층(4)에서의 크랙의 발생을 확실하게 방지 또는 억제할 수 있다.
또한, 중간층(5)은 렌즈 기재(6)의 단부, 즉 하드코트층(4)의 후막부에 대응하도록 마련되어 있으면 되지만, 본 실시 형태와 같이 그 평면시 형상이 원환상을 이루고 있는 경우, 그 원환의 폭(평면시에 있어서, 중간층(5)의 렌즈 기재(6)의 외주측의 단부와 렌즈 기재(6)의 중앙측의 단부의 거리, 이하 단순히 폭이라고도 함) C는 0.1mm 이상, 15mm 이하인 것이 바람직하고, 4mm 이상, 10mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 중간층(5)을 형성함으로써 얻어지는 효과를 확실히 발휘시킬 수 있다.
또, 중간층(5)의 막 두께 A는 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 10.0㎛ 이하로 되어 있다. 이것에 의해, A/B의 관계를 상기 범위 내로 설정할 수 있다.
중간층(5)은 렌즈 기재(6)의 단부, 즉 하드코트층(4)의 후막부에 대응하도록 마련되어 있으면 되지만, 본 실시 형태와 같이 그 평면시 형상이 원환상을 이루고 있는 경우, 폭 C는 0.1mm 이상, 15mm 이하인 것이 바람직하고, 4mm 이상, 18mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 중간층(5)을 형성함으로써 얻어지는 효과를 확실히 발휘시킬 수 있다.
또한, 이러한 구성의 중간층(5)을 마련함으로써 하드코트층(4)에서의 크랙의 발생이 방지되는 것은 이하에 나타낸 것과 같은 이유에 의한 것으로 추측된다.
즉, 우선 렌즈 기재(6)의 열팽창율과 하드코트층(4)의 열팽창율의 차이는 일반적으로 크기 때문에, 이들 사이에 중간층(5)을 마련함으로써, 상기 열팽창율의 차이를 작게 할 수 있는 것으로 추측된다.
또한, 중간층(5)은 다공질이기 때문에, 하드코트층(4)에서 일어나는 내부 응력이 중간층(5)에 전해지면, 중간층(5)의 공극에 의해 분산되게 된다. 그 때문에, 안경 렌즈(1) 전체적으로 내부 응력이 억제되고, 그 결과 하드코트층(4)에서의 크랙의 발생이 억제된다고 추측된다.
또한, 본 실시 형태에서는 렌즈 기재(6)의 가장자리부에서의 단부에까지 중간층(5)이 형성되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 이러한 구성으로 한정되지 않으며, 상기 단부에서는 중간층(5)이 형성되지 않고 하드코트층(4)이 형성되어 있어도 된다. 또한, 중간층(5)이 형성되어 있지 않은 영역의 폭은, 예를 들면 1.0~2.0mm 정도로 설정되는 것이 바람직하다.
<제2 실시 형태>
다음에, 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제2 실시 형태에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제2 실시 형태를 나타내는 도면((a) 평면도, (b) 도 3의 (a) 중에 나타내는 A-A선 단면도)이다.
이하, 제2 실시 형태의 안경 렌즈(1)에 대해서, 상기 제1 실시 형태의 안경 렌즈(1)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략 한다.
도 3에 나타내는 안경 렌즈(1)는 중간층(5)의 구성이 상이한 것 이외에는 도 1에 나타내는 안경 렌즈(1)와 동일하다.
즉, 제2 실시 형태의 안경 렌즈(1)에 있어서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 중간층(5)의 형성이 생략된 간헐부(51)를 가지고 있다.
또한, 중간층(5)으로서의 기능을 발휘할 수 있도록 평면시에서의 중간층(5)에서의 간헐부(51)의 점유율은 바람직하게는 1%~20%, 보다 바람직하게는 1~10%로 설정된다. 이것에 의해, 중간층(5)으로서의 기능을 발휘시키고, 하드코트층(4)에서의 크랙의 발생을 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
이와 같은 제2 실시 형태의 안경 렌즈(1)에 있어서도, 상기 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 각 부의 치수는 상기 제1 실시 형태의 안경 렌즈(1)와 동일하다.
<제3 실시 형태>
다음에, 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제3 실시 형태에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 광학 부재를 안경 렌즈에 적용한 제3 실시 형태를 나타내는 도면((a) 평면도, (b) 도 4의 (a) 중에 나타내는 A-A선 단면도)이다.
이하, 제3 실시 형태의 안경 렌즈(1)에 대해서, 상기 제1 실시 형태의 안경 렌즈(1)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략 한다.
도 4에 나타내는 안경 렌즈(1)는 중간층(5) 및 하드코트층(4)이 형성되어 있는 면이 상이한 것 이외에는 도 1에 나타내는 안경 렌즈(1)와 동일하다.
즉, 제3 실시 형태의 안경 렌즈(1)에서는 렌즈 기재(6)의 만곡 철면(물체측 면)이 아니라, 만곡 요면(안구측 면)에 중간층(5)과 하드코트층(4)이 형성되어 있다.
이와 같은 제3 실시 형태의 안경 렌즈(1)에 있어서는 만곡 요면에 있어서 상기 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이와 같은 제3 실시 형태의 안경 렌즈(1)는 그 제조 방법에 있어서, 중간층(5)을 형성 후, 하드코트층(4)을 다음과 같이 형성하는 경우에 후막부의 크랙을 억제하는 점에서 유효하다.
즉, 우선 만곡 요면을 상측(중력이 작용하는 방향과 반대측)으로 한 상태에서 만곡 요면에 하드코트층 형성 재료를 도포한다. 그 후, 만곡 요면이 하측(중력이 작용하는 방향측)이 되도록 렌즈 기재(6)를 뒤집어 중력의 작용에 의해서 만곡 요면의 단부에 하드코트층 형성 재료가 두껍게 형성되도록 한다. 이 상태로 하드코트층 형성 재료를 가열함으로써, 그 단부에 후막부를 구비하는 하드코트층(4)을 가지는 안경 렌즈(1)가 제조된다. 안경 렌즈(1)의 가장자리부에 후막부를 형성하는 이유는 안경 렌즈(1)의 중앙부의 광학 성능을 확보하기 위해서이다. 즉, 중력의 작용에 의해서 하드코트층 형성 재료가 안경 렌즈의 중앙부에 모여, 안경 렌즈(1)의 중앙부의 막 두께가 불균일한 영역이 형성됨으로써 중앙부(안경에 사용되는 영역)에서의 광학 성능이 저하되는 것을 억제하기 때문이다.
또한, 각 부의 치수는 상기 제1 실시 형태의 안경 렌즈(1)와 동일하다.
또한, 광학 부재는 상기 각 실시 형태에서 설명한 안경 렌즈로 한정되지 않고, 빛을 투과시키는 각종 렌즈에 적용할 수 있으며, 예를 들면 텔레비전, 프로젝터, 컴퓨터 디스플레이 등이 가지는 렌즈에 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 광학 부재 및 광학 부재의 제조 방법에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 발명의 광학 부재에 있어서, 각 구성은 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 것과 치환할 수 있고, 혹은 임의의 구성인 것을 부가할 수 있다.
예를 들면, 본 발명에서는 상기 제1~제3 실시 형태로 나타낸 임의의 2 이상의 구성을 조합하도록 해도 된다. 예를 들면, 만곡 요면과 만곡 철면 모두에 중간층(5)을 형성해도 된다.
또, 본 발명의 광학 부재의 제조 방법에서는 상기 실시 형태의 구성으로 한정되지 않고, 공정의 순서가 바뀌어도 된다. 또, 임의의 목적의 공정이 1 또는 2 이상 추가되어 있어도 되고, 불필요한 공정을 삭제해도 된다.
실시예
1. 각층 형성 재료의 조제
1-1. 프라이머층 형성 재료의 조제
스테인리스제 용기 내에 물 130중량부, 에틸렌글리콜 22중량부, 이소프로판올 10중량부를 투입하고, 충분히 교반한 후, 폴리우레탄 수지(제일공업제약 제, 「SF410」, 평균 입경 200nm) 14중량부를 가하여 교반혼합했다.
또한, 아세틸렌계 비이온 계면활성제(에어프로덕츠사 제, 「설피놀(등록상표) 104E」 및 「설피놀 465」)를 각 1중량부씩 폴리에테르 변성 실록산 계면활성제(빅케미·재팬사 제, 「BYK-348」)를 0.5중량부 가하고, 1시간 교반을 계속한 후, 2㎛의 필터로 여과를 실시해 프라이머층 형성 재료를 얻었다.
1-2. 중간층 형성 재료의 조제
상기 1-1.에서 조제한 프라이머층 형성 재료를 중간층 형성 재료로서 병용 하는 것으로 했다.
1-3. 하드코트층 형성 재료의 조제
스테인리스제 용기 내에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(모멘티브·퍼포먼스·머테리얼스·재팬 합동회사 제, 「TSL8350」) 46중량부, 0.05N-HCl 42중량부를 투입하고 충분히 교반한 후, SiO2 졸(일혼촉매화성 제 고형분 20%) 86중량부, 실리콘계 계면활성제(도레이다우코닝 제 「L7604」)를 300ppm, Fe계 촉매 0.2중량부, Al계 촉매 0.8중량부를 가해 충분히 교반한 후, 고형분이 25%가 되도록 MeOH를 혼합·교반하여 하드코트층 형성 재료를 얻었다.
2. 적층체(안경 렌즈)의 제조
(실시예 1)
[1] 우선, 모재로서 굴절률 1.67인 안경용 플라스틱 렌즈 기재(세이코엡슨 사 제, 「세이코수퍼소버린(SSV)」)을 준비하고, 습윤성 향상을 위해서 저압 수은 램프(UV)를 30초간 조사했다.
[2] 다음에, 상기 1.에서 조제한 프라이머층 형성 재료 및 중간층 형성 재료를 잉크로서 각각 카트리지에 충전한 후, 잉크젯 프린터(마스터마인드사 제, 「MMP813H」)를 이용해 모재의 만곡 철면 및 만곡 요면의 전면(全面)에 프라이머층 형성 재료를 0.5㎛, 중간층 형성 재료를 모재의 가장자리부(외주부)의 폭 4mm의 영역에 1.5㎛ 도막 형성했다. 이것을 80℃에서 1시간 건조시켰다.
[3] 다음에, 초음파 스프레이 코트법에 의해 상기 1.에서 조정한 하드코트층 형성 재료를 중심부 막 두께가 18㎛가 되도록 도막 형성했다. 그리고, 만곡 철면이 상측(중력이 작용하는 방향과 반대측)이 되도록 배치한 상태로 얻어진 도막을 125℃에서 5시간 소성함으로써, 모재와 프라이머층을 가지는 렌즈 기재 위에 하드코트층이 형성된 실시예 1의 적층체(안경 렌즈)를 얻었다.
(비교예 1~4)
중간층의 형성을 생략하고, 형성하는 프라이머층의 막 두께를 표 1에 나타낸 바와 같이 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1~4의 적층체(안경 렌즈)를 얻었다.
(비교예 5~7)
중간층의 형성을 생략하고, 프라이머층 형성 재료에 포함되는 폴리우레탄 수지의 종류를 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하며, 추가로 형성하는 프라이머층의 막 두께를 표 1에 나타낸 바와 같이 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 5~7의 적층체(안경 렌즈)를 얻었다.
표 1에서의 평균 입경은 프라이머층 형성 재료에서의 수지의 평균 입경이다.
3. 평가
3.1 적층체의 크랙 유무에 관한 평가
실시예 및 각 비교예에서 얻어진 적층체에 대해서, 육안에 의해 크랙의 유무를 관찰하고 각각 이하의 기준에 따라서 평가했다.
<크랙 유무의 평가 기준>
○: 육안 관찰에 있어서 크랙이 확인되지 않는다.
×: 육안 관찰에 있어서 크랙이 확인된다.
3.2 적층체의 방상성(防傷性)에 관한 평가
실시예 및 각 비교예에서 얻어진 적층체에 대해서, 각각 방상성의 평가를 실시했다. 본스타#0000스틸울(일본 스틸울(주) 제)로 9.8N(1kgf)의 하중을 건 상태로 10 왕복 표면을 마찰하고, 1cm×3cm의 범위 내에 손상된 정도를 육안으로 다음의 5 단계로 나누어 평가했다.
<적층체의 방상성의 평가 기준>
a: 흠이 발생하고 있지 않다.
b: 1~5개의 흠이 발생하고 있다.
c: 6~20개의 흠이 발생하고 있다.
d: 21개 이상의 흠이 발생하고 있다.
e: 렌즈 표면 전체에 흠이 발생하고 있다.
이들 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, A/B는 실시예에 있어서는 중간층의 막 두께 A를 이용해 계산했다. 각 비교예에 대해서는 중간층의 막 두께 A를 대신해 프라이머층의 막 두께 A'를 이용해 계산했다.
Figure pct00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1의 적층체에서는 A/B가 3[%] 이상이 되는 관계를 만족하고, 또한 중간층을 다공질막, 보다 구체적으로는 중간층에 포함되는 입상체의 평균 입경을 80nm 이상(도 5 참조)으로 함으로써, 하드코트층에서의 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 또한 적층체를 뛰어난 강도를 가지는 것으로 할 수 있었다.
이것에 대해서, 각 비교예에서는 중간층의 형성을 생략하고 모재의 전면에 형성된 프라이머층에 중간층으로서의 기능을 담당하게 했다.
이와 같은 각 비교예에서는 A/B가 3[%] 이상이 되는 관계를 만족하지 않음으로써, 하드코트층에 크랙이 발생하는 결과가 되었다(비교예 1, 2, 5 참조). 또, 프라이머층(중간층)이 그 중앙부에까지 형성되어 있는 것에 기인하여 방상성이 뒤떨어지는 결과가 되었다(비교예 3, 4 참조). 또한, 중간층이 다공질막은 아닌, 보다 구체적으로는 중간층에 포함되는 입상체의 평균 입경이 80nm 미만(도 6 참조, 입경이 작기 때문에 명료한 입자가 촬상되어 있지 않음)인 것에 기인하여 하드코트층에 크랙이 발생하고, 나아가서는 방상성도 뒤떨어지는 결과가 되었다(비교예 6, 7 참조).
1…안경 렌즈 2…모재 21…상면 22…하면 3…프라이머층 4…하드코트층 5…중간층 51…간헐부 6…안경 렌즈 A…중간층의 막 두께의 최대값 B…후막부에서의 막 두께의 최대값 C…중간층의 폭.

Claims (8)

  1. 광학 부재로서,
    만곡면을 가지는 렌즈 기재와,
    상기 광학 부재의 광축 방향에서 본 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재의 가장자리부를 덮도록 형성된 다공질의 중간층과,
    상기 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재 및 상기 중간층을 덮도록 형성된 하드코트층을 가지고,
    상기 하드코트층은 상기 평면시에 있어서, 상기 하드코트층의 가장자리부에 형성되고, 또한 상기 하드코트층의 중앙부보다도 막 두께가 두꺼운 후막부를 구비하고 있으며,
    상기 중간층의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 상기 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3% 이상, 20% 이하가 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간층은 상기 렌즈 기재의 가장자리부의 전체를 덮도록 형성되어 있는 광학 부재.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 평면시에 있어서, 상기 중간층은 폭이 0.1mm 이상, 15mm 이하인 광학 부재.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층의 막 두께의 최대값이 0.1㎛ 이상, 10.0㎛ 이하인 광학 부재.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하드코트층의 중앙부에서의 막 두께가 1.5㎛ 이상 50.0㎛ 이하인 광학 부재.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층은 수지 재료로 구성되는 입상체를 포함하는 광학 부재.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈 기재는 만곡 철면과 만곡 요면을 가지고, 상기 만곡 철면에 상기 중간층과 상기 하드코트층이 마련되어 있는 광학 부재.
  8. 광학 부재의 제조 방법으로서,
    만곡면을 가지는 렌즈 기재의 상기 광학 부재의 광축 방향에서 본 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재의 가장자리부를 덮도록 다공질의 중간층을 형성하는 단계와,
    상기 평면시에 있어서, 상기 렌즈 기재 및 상기 중간층을 덮도록 상기 평면시에 있어서 가장자리부에 형성되고, 또한 중앙부보다도 막 두께가 두꺼운 후막부를 구비하는 하드코트층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 하드코트층을 형성하는 것은 상기 중간층의 막 두께의 최대값을 A[㎛]로 하고, 상기 후막부에서의 막 두께의 최대값을 B[㎛]로 했을 때, A/B가 3% 이상, 20% 이하가 되는 관계를 만족하도록, 상기 하드코트층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 제조 방법.
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