JP6257897B2

JP6257897B2 - 光学物品およびその製造方法

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Publication number: JP6257897B2
Application number: JP2013015204A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　慶一; 慶一鈴木
Original assignee: イーエイチエスレンズフィリピンインク
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: US20140211150A1; EP2762929A1; JP2014145955A; US9285585B2

Description

本発明は、光学物品およびその製造方法に関するものである。

特許文献１には、疎水性および／または撥油性の被膜を有する、エッジ研磨のための光学ガラスの作製方法に関する技術が記載されている。特許文献１は、ガラスに少なくとも１５ｍＪ／ｍ^２の表面エネルギーを付与する仮の保護層を該ガラスの表面に被覆することを特徴とするものであり、ガラスの疎水性および／または撥油性の表面特性を復元させるために、仮の保護層を除去する工程を含む。

特表２００５−５０５４２７号公報

眼鏡、サングラスなどの光学物品は、ガラスまたはプラスチックを主成分とする光学基材の表面に、直に、または、ハードコート層や反射防止層などの層を介して疎水性および／または撥油性の防汚層が積層されている。これらの防汚層を形成する組成（防汚層の構成、防汚仕様）の多くは、粘着性の油脂汚れを防ぎ、取り除きやすいようにするために、フッ化シラン系材料を含む。この種の表面被膜により生じる課題の１つは、疎水性および／または撥油性が強い被膜ほど、凸表面の界面における接着力を変える作用が強い（滑りやすい）ことであり、特許文献１においては、仮の保護層を、疎水性および／または撥油性の表面被膜を有するガラス上に被覆し、保持パッド／ガラス界面における十分な接着力を得て、その後、ガラスの疎水性および／または撥油性の表面特性を復元させるために、仮の保護層を除去する。しかしながら、仮の保護層を形成し、さらに除去する作業は、光学物品の製造作業を煩雑にする。

本発明の目的は、防汚性能が良好で、かつ、仮の保護層を設けるなどの追加の作業を行わなくても加工の際に適切に保持できることにより、加工作業を効率よく行うことができる光学物品を提供することである。

本発明の一態様は、凹面および前記凹面と向かい合う凸面を有する光学基材と、前記凹面に、直に、または他の層を介して形成された第１の防汚層と、前記凸面に、直に、または他の層を介して形成された第２の防汚層と、を有し、前記第１の防汚層は、平板状のガラス基板に、直に、または他の層を介して形成された場合における、当該第1の防汚層の表面の静摩擦係数μＧ１が以下の条件を満たし、前記第２の防汚層は、平板状のガラス基板に、直に、または他の層を介して形成された場合における、当該第２の防汚層の表面の静摩擦係数μＧ２が以下の条件を満たす、光学物品である。
μＧ１＜μＧ２（０）
０．０１≦μＧ１≦０．１（１）
０．１ ≦μＧ２（２）

第１の防汚層の静摩擦係数μＧ１が条件（１）を満たすことにより、凹面は非常に優れた汚れ拭取り性（防汚性能）を示す。また、エッジ研磨などの作業においては、凸面を主に保持し、凹面を補助的に保持することが多い。第１の防汚層の静摩擦係数μＧ１と第２の防汚層の静摩擦係数μＧ２とが条件（０）を満たし、かつ、第２の防汚層の静摩擦係数μＧ２が条件（２）を満たすことにより、凹面の汚れ拭取り性が優れている場合でも、仮の保護層などを設けなくても光学物品を適切に保持して加工することができる。したがって、仮の保護層の形成および除去を省くことが可能となるので、防汚性能が良好で、かつ、作業効率の良い光学物品を提供できる。

本発明の別の態様は、曲率半径が３５０ｍｍ以上である凹面と、前記凹面と向かい合い、曲率半径が１２０ｍｍ以上である凸面と、を有する光学基材と、前記凹面に、直に、または他の層を介して形成された第１の防汚層と、前記凸面に、直に、または他の層を介して形成された第２の防汚層と、を有し、前記第１の防汚層の表面の静摩擦係数μＬ１と、前記第２の防汚層の表面の静摩擦係数μＬ２とが以下の条件を満たす、光学物品である。
０．０１≦μＬ１≦０．１２（３）
０．１≦μＬ２（４）
μＬ１＜μＬ２（５）

曲率半径が３５０ｍｍ以上である凹面において、第１の防汚層の静摩擦係数μＬ１が条件（３）を満たすことにより、凹面は非常に優れた汚れ拭取り性（防汚性能）を示す。また、エッジ研磨などの作業においては、凸面を主に保持し、凹面を補助的に保持することが多い。曲率半径が１２０ｍｍ以上である凸面において、第１の防汚層の静摩擦係数μＬ１と第２の防汚層の静摩擦係数μＬ２とが条件（５）を満たし、かつ、第２の防汚層の静摩擦係数μＬ２が条件（４）を満たすことにより、凹面の汚れ拭取り性が優れている場合でも、仮の保護層などを設けなくても光学物品を適切に保持して加工することができる。したがって、仮の保護層の形成および除去を省くことが可能となるので、防汚性能が良好で、かつ、作業効率の良い光学物品を提供できる。

典型的な光学基材は、眼鏡レンズ基材、たとえば眼科用レンズやサングラス用レンズであり、凹面は眼球側の面である。光学物品を眼鏡として装用者が装用した場合に、装用者の皮脂や汗等で汚れることが多い眼球側の面に対して、非常に優れた防汚性能を付与できるので、効果的に光学物品の汚れを抑制できる。一方、物体側の面に対しては、優れた防汚性能を付与するとともに加工時に光学物品を保持できる性能を付与できる。

眼鏡レンズの典型的な構成を示す図。玉型加工方法を示す模式図。評価結果を示す図。静摩擦係数の総合評価における分布を示す図。眼鏡レンズの静摩擦係数の測定結果を示す図。

図１に、光学物品の一例としてプラスチックレンズ基材を含む眼鏡レンズの典型的な構成を示している。この眼鏡レンズ１は、レンズ基材２と、このレンズ基材の両面（凹面２ａおよび凸面２ｂ）に形成されたプライマー層３と、このプライマー層３の表面に形成されたハードコート層４と、このハードコート層４の表面に形成された反射防止層５と、この反射防止層５の表面に形成された防汚層１０とを有する。眼鏡レンズ１は、装用者の眼球９の前方に装着される都合などから物体側に凸（眼球９の側に凹）の屈折力が負または正のメニスカスレンズである。したがって、凹面２ａおよび凸面２ｂのうち、凹面２ａが装用者の眼球９の側に位置し、凸面２ｂが装用者によって視認される物体側に位置するように装着される。防汚層１０が眼鏡レンズ１の最外層（レンズ基材２から最も遠い層）であるので、凹面２ａの側に形成された防汚層１０（第１の防汚層１０ａ）の表面１９ａが眼鏡レンズ１の眼球側の面であり、凸面２ｂの側に形成された防汚層１０（第２の防汚層１０ｂ）の表面１９ｂが眼鏡レンズ１の物体側の面である。

本例のレンズ１のレンズ基材２はプラスチックであるが、ガラスであってもよい。レンズ基材２の屈折率は特に限定されない。プラスチック製のレンズ素材としては、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）やポリカーボネート、あるいは、イソシアネート基またはイソチオシアネート基を持つ化合物と、メルカプト基を持つ化合物を反応させることによって製造されるポリチオウレタン系プラスチック等が挙げられる。

プライマー層３は、レンズ基材２の表面に形成され、表面処理膜全体の耐久性とハードコート層４との密着性を向上させる役割を担う。プライマー層３は省略することも可能であり、ガラス製レンズでは設けられないこともある。プライマー層３の典型的なものは、極性を有する有機樹脂ポリマーと、酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子とを含むコーティング組成物を用いて形成される層である。有機樹脂ポリマーとしては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等の各種樹脂を使用することが可能である。

ハードコート層４は、レンズ１の表面強度を向上させるなどの機能を含む。ガラス製レンズでは設けられないこともある。ハードコート層４の典型的なものは、酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子と、以下の式（１１）で示される有機ケイ素化合物とを含むコーティング組成物を用いて形成される層である。
Ｒ^１Ｒ^２ _ｎＳｉＸ^１ _３−ｎ・・・（１１）
（式中、Ｒ^１は、重合可能な反応基を有する有機基であり、Ｒ^２は炭素数１〜６の炭化水素基であり、Ｘ^１は加水分解基であり、ｎは０または１である。）

酸化チタンは、アナターゼ型およびルチル型のどちらであっても良いが、耐候性や耐光性の観点よりルチル型の結晶構造を有することが好ましい。有機ケイ素化合物としては、例えば、ビニルトリアルコキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ（β−メトキシ−エトキシ）シラン、アリルトリアルコキシシラン、アクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−エチルトリアルコキシシラン、メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン等が挙げられる。

反射防止層５は、ハードコート層の屈折率よりも０．１０以上低い屈折率を有し、かつ５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の層厚の、無機または有機の層で構成される。層は単層であっても複数層であってもよい。無機系の反射防止膜を構成する薄層の材質としてはＳｉＯ_２の他に、ＳｉＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、Ｔｉ_２Ｏ_３、Ｔｉ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＣｅＯ_２、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＭｇＦ_２、ＷＯ_３等が挙げられる。

有機系の反射防止層の一例は、以下の式（１２）で表される有機ケイ素化合物と、シリカ系微粒子とを含有する組成物から形成されるものである。
Ｒ^３ _ｉＲ^４ _ｊＳｉＸ^２ _{４−ｉ−ｊ}・・・（１２）
（上記式中において、Ｒ^３は重合可能な反応基を有する有機基を表す。Ｒ^４は炭素数１〜６の炭化水素基を表す。Ｘ^２は加水分解性基を表す。ｉおよびｊは、少なくとも一方は１であり、他方は０または１である。）

防汚層１０は、レンズ１の両面２ａおよび２ｂに水滴や汚れが付着するのを防止することを主な目的とする層である。すなわち、レンズ１の両面２ａおよび２ｂに反射防止層５が設けられていれば、両面２ａおよび２ｂの反射防止層５に重ねて防汚層１０を形成し、水滴や汚れの付着を抑制する。防汚層１０を形成する典型的なコーティング剤の１つのタイプは、分子量５００程度のフッ素有機ケイ素化合物を含むコーティング剤（第１タイプのコーティング剤）であり、主に水滴の付着を防止することを目的としている。第１タイプのコーティング剤は水を弾く観点で分子設計されており、汚れの拭取り性に重きは置かれていない。

防汚層１０を形成する典型的なコーティング剤の他のタイプの１つは、フッ素含有有機ケイ素化合物にエーテル結合を導入するなどの処理を施し、分子量を２０００〜１００００程度に大きくしたコーティング剤（第２タイプのコーティング剤）である。第２タイプのコーティング剤により形成される防汚層１０は、層を形成する分子に柔軟性があることが特徴であり、撥水機能に加えて汚れの拭取り性の高い防汚層１０を形成できる。第２タイプのコーティング剤としては、特開２００４−１４５２８３号に記載されているパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含むもの、特開平０９−２６３７２８号に記載されているケイ素含有有機含フッ素ポリマーを混合物として含むものなどが知られている。

第２タイプのコーティング剤を用いて形成された防汚層１０の摩擦係数は小さい。そのため、玉型加工（エッジ研磨、トリミング）時に軸ずれ（レンズ１が加工開始時の保持位置または保持方向からずれること）が発生しやすい。そこで、軸ずれを抑制する方法が提案されている。たとえば、特許文献１に仮の保護層を形成することが記載されている。また、特開２００７−１５２５５３号に軸ずれ防止テープを使用することが記載されている。

近年、さらに防汚機能の高いコーティング剤（第３タイプのコーティング剤）が開発されている。第３タイプのコーティング剤を使用すると、汚れの拭取り性がさらに良好な被膜が得られる。そこで、第３タイプのコーティング剤を眼鏡レンズ１の防汚層１０を形成するために用いることが検討されている。レンズ１の両面２ａおよび２ｂの滑り性をさらに向上できるので、汚れの拭取り性が第２タイプのコーディング材を用いた防汚層１０より向上することが期待できる。

その一方、第３タイプのコーティング剤を用いた防汚層１０をレンズ１の両面２ａおよび２ｂに形成した場合、軸ずれ防止テープを貼り付ける方法では、テープの粘着力が不足し、レンズを十分に固定できず、玉型加工中に軸ずれが発生する可能性がある。特許文献１に記載されているように、仮の保護層を形成し保持パッド／ガラス界面における十分な接着力を得て、その後、仮の保護層を除去する方法は、光学物品の製造作業を煩雑にするため好ましくない。

このため、本願発明者は、鋭意検討を行い、凹面２ａに形成された防汚層１０の表面１９ａの静摩擦係数よりも凸面２ｂに形成された防汚層１０の表面１９ｂの静摩擦係数が大きい場合に、軸ずれを抑制できることを見出した。コーティング剤および膜厚を変えた幾つかのシステム（系、防汚仕様）で凹面２ａおよび凸面２ｂに防汚層１０を形成し、凹面２ａの表面の物性と凸面２ｂの表面の物性とが異なるレンズサンプルを製造することにより、優れた防汚性能を有するとともに、軸ずれが少なく、精度のよい玉型加工が可能なレンズ１を提供できる。また、本願発明者の検討の結果、防汚層１０の静摩擦係数を所定範囲とすることで、軸ずれを効果的に抑制できることが明らかとなった。このレンズ１は、従来の玉型加工方法によって加工をすることができる。すなわち、レンズ１に仮の保護層を設けたりしなくても、レンズ１を保持し、レンズ１の縁を研磨することで、例えば乱視軸の方向が処方に対してずれることなく、眼鏡フレームに枠入れ可能な形状に加工されたレンズ１を得ることができる。加工されたレンズ１は、保護層の除去等を行う必要がなく、従来の眼鏡レンズと同様の作業によって眼鏡フレームに枠入れすることができる。以下においては、確認実験の結果を説明する。なお、以下においては蒸着材料の量や補正板の開度が膜厚を変化させる要因である。

１．レンズサンプルの製造
レンズサンプル（レンズ）１は次のように製造した。レンズ基材２として眼鏡用プラスチックレンズ（セイコーオプティカルプロダクツ株式会社製：セイコースーパーソブリン、「スーパーソブリン」は登録商標）を用いた。レンズ基材２の凹面２ａおよび凸面２ｂに同一仕様（組成および成膜条件）のハードコート層４を成膜した。本例では、プライマー層を省略して、金属酸化物微粒子および有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を用いてハードコート層４を成膜した。

さらに、上記ハードコート層４の表面に反射防止層５を成膜した。レンズ基材２の凹面２ａの側および凸面２ｂの側に同一仕様の反射防止層５を成膜した。本例では、所定の厚みのＳｉＯ_２およびＺｒＯ_２を交互に積層し、最上層がＳｉＯ_２層となる無機系の反射防止層５を成膜した。反射防止層５の成膜には、複数の真空チェンバー、真空生成装置、複数の蒸着源、蒸着源を蒸着させる電子銃、および蒸着量を調整する開閉可能なシャッターなどを備えた蒸着装置を用いた。

さらに、反射防止層５の表面に防汚層１０を成膜した。レンズ基材２の凹面２ａの側および凸面２ｂの側に、蒸着装置を用いて異なる仕様（第１の防汚仕様および第２の防汚仕様）により第１の防汚層１０ａおよび第２の防汚層１０ｂをそれぞれ成膜した。本例においては、反射防止層５を成膜する蒸着装置に連結された真空チェンバーを含む蒸着装置を用いた。チェンバーは内部に設置された、有機化合物が含浸された蒸着源と、加熱ヒータ（典型的にはハロゲンランプ）と、補正板とを含む。補正板は、固定式であり、開度を調整することにより、複数のレンズ１が支持された支持装置に向かって放出される蒸着量を調整できる。チェンバー内は、ロータリポンプ、ルーツポンプまたはターボ分子ポンプを備えた真空生成装置により適当な圧力に保持される。

２．防汚仕様
第１の防汚層１０ａおよび第２の防汚層１０ｂの仕様として以下の防汚仕様Ａ−１〜Ｅを使用した。また、平板状のガラス基材の上にレンズサンプル１と同じ仕様で反射防止層５を形成したガラスサンプルの上に、それぞれの防汚仕様で層（サンプル防汚層）を形成し、その表面の静摩擦係数（ガラスサンプルの静摩擦係数μＧ）を測定した。測定には、ポータブル摩擦計（新東科学株式会社製ＨＥＩＤＯＮトライボギアミューズＴＹＰＥ：９４ｉＩＩ、「ＨＥＩＤＯＮ」、「トライボギア」は登録商標）を用い、スライダには木綿布（三巾天竺布）を取り付けて静摩擦係数を測定した。測定は、蒸着後３日以上放置したサンプルに対し、測定環境は２３℃、相対湿度（ＲＨ、Rerative Humidity）５０％付近で行い、３回の測定の平均値を得た。また、測定前の表面をフッ素系溶剤で払拭することは行わず、表面が汚れた場合には、アセトンまたはエタノール等の非フッ素系溶剤で払拭した。

ここで、防汚層１０の蒸着後の静摩擦係数の傾向を確認したところ、蒸着後は低めの値を示し、防汚層１０と基板との反応が進行するにしたがい静摩擦係数は徐々に増加することが分かった。静摩擦係数の変化は１−２日でほぼ一定の値を示し、反応が終息したと考えられる。このため、防汚層１０の静摩擦係数の測定は上記のように蒸着後３日以上放置し、反応が安定した状態で行った。また、汚れ除去等のためフッ素系溶剤を用いると、防汚層１０の成分のうち、防汚性能に影響を与える成分が除去等される可能性がある。このため、汚れ除去等のためにフッ素系溶剤は使用しなかった。

２．１防汚仕様Ａ−１
防汚層１０を形成することに用いる有機化合物（防汚剤）として、キャノンオプトロン株式会社製ＳＵＲＦＣＬＥＡＲ１００（防汚剤Ａ）（「ＳＵＲＦＣＬＥＡＲ」は登録商標）を用いた。防汚剤Ａは、スチールウール＃００００を充填した銅製の容器（直径１８ｍｍ、高さ７ｍｍ）に、固形分４０ｍｇとなるように含浸させたものである。これを蒸着源としてチェンバーにセットした。ハロゲンランプを加熱ヒータとして蒸着源のペレットを６００℃に加熱して防汚剤Ａを蒸発させ、防汚層を形成した。蒸着時間は５分である。蒸着終了後、チェンバー内を徐々に大気圧に戻して、レンズサンプルを取り出し、６０℃、ＲＨ６０％に設定した恒温恒湿槽に投入し、２時間保持することによりアニーリングした。防汚仕様Ａ−１のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．０５４であった。

２．２防汚仕様Ａ−２
上記と同様用に防汚剤として、キャノンオプトロン株式会社製ＳＵＲＦＣＬＥＡＲ１００（防汚剤Ａ）を用い、同様に防汚層１０を形成した。ただし、補正板の開度を若干絞る方向に調整した。アニーリングも同様に行った。防汚仕様Ａ−２のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．０６５であった。なお、以下では、防汚仕様Ａ−１およびＡ−２の総称として、防汚仕様Ａと称する場合がある。

２．３防汚仕様Ｂ−１
防汚剤として信越化学工業株式会社製ＫＹ−１７８（防汚剤Ｂ）を用いた。防汚剤Ｂをフッ素系溶剤（住友スリーエム株式会社製：ノベック７２００）に希釈して固形分濃度３％溶液を調製し、これをスチールウール＃００００を充填した銅製の容器（直径１８ｍｍ、高さ７ｍｍ）に含浸後、８０℃で２０分間加熱して溶媒を蒸発させ、固形分３０ｍｇとしたものを蒸着源としてチェンバーにセットした。成膜中は、ハロゲンランプを加熱ヒータとして蒸着源のペレットを６００℃に加熱して防汚剤Ｂを蒸発させ、防汚層１０を形成した。蒸着時間は５分である。蒸着終了後、チェンバー内を徐々に大気圧に戻して、レンズサンプルを取り出し、６０℃、ＲＨ６０％に設定した恒温恒湿槽に投入し、２時間保持することによりアニーリングした。防汚仕様Ｂ−１のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．０７８であった。

２．４防汚仕様Ｂ−２
上記と同様に防汚剤として信越化学工業株式会社製ＫＹ−１７８（防汚剤Ｂ）を用い、同様に防汚層１０を形成した。ただし、補正板の開度を若干絞る方向に調整した。蒸着終了後、チェンバー内を徐々に大気圧に戻して、レンズサンプルを取り出し、６０℃、ＲＨ６０％に設定した恒温恒湿槽に投入し、２時間保持することによりアニーリングした。防汚仕様Ｂ−２のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．０８１であった。

２．５防汚仕様Ｂ−３
上記と同様に防汚剤として信越化学工業株式会社製ＫＹ−１７８（防汚剤Ｂ）を用い、同様に防汚層１０を形成した。ただし、蒸着源の固形分を２５ｍｇとした。蒸着終了後、チェンバー内を徐々に大気圧に戻して、レンズサンプルを取り出し、６０℃、ＲＨ６０％に設定した恒温恒湿槽に投入し、２時間保持することによりアニーリングした。防汚仕様Ｂ−３のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．０９３であった。

２．６防汚仕様Ｂ−４
上記と同様に防汚剤として信越化学工業株式会社製ＫＹ−１７８（防汚剤Ｂ）を用い、同様に防汚層１０を形成した。ただし、蒸着源の固形分を２０ｍｇとした。蒸着終了後、チェンバー内を徐々に大気圧に戻して、レンズサンプルを取り出し、６０℃、６０％ＲＨに設定した恒温恒湿槽に投入し、２時間保持することによりアニーリングした。防汚仕様Ｂ−４のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．１０７であった。なお、以下では、防汚仕様Ｂ−１〜Ｂ−４の総称として、防汚仕様Ｂと称する場合がある。

２．７防汚仕様Ｃ
防汚剤として信越化学工業株式会社製ＫＹ−１３０（防汚剤Ｃ）を用いた。成膜方法は防汚仕様Ｂと同様であり、蒸着時間は５分である。蒸着終了後のアニーリングも防汚仕様Ｂと同様に行った。防汚仕様Ｃのガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．１２５であった。

防汚剤Ｃはフッ素含有有機ケイ素化合物であり、分子量は２０００〜３０００の範囲、分子径は２ｎｍと推定される。防汚剤Ｃは、下記の一般式（１３）で表される組成物を含有している。

一般式（１３）において、式中、Ｒｆ^１は、式：−（ＣｋＦ２ｋ）Ｏ−（前記式中、ｋは１〜６の整数である）で表される単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基を表す。Ｒ^５は炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｘ^３は加水分解性基またはハロゲン原子を表す。ｐは０、１、２のいずれかを表す。ｎは１〜５の整数を表す。ｍ及びｒは２または３を表す。

２．８防汚仕様Ｄ
防汚剤として信越化学工業株式会社製ＫＰ−９１１（防汚剤Ｄ）を用いた。その他の仕様は防汚仕様Ｂと同様であり、蒸着時間は５分である。蒸着終了後のアニーリングも防汚仕様Ｂと同様に行った。防汚仕様Ｄのガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．３７８であった。

２．９防汚仕様Ｅ
防汚剤としてダイキン工業株式会社製オプツールＤＳＸ（防汚剤Ｅ）（「オプツール」は登録商標）を用いた。その他の仕様は防汚仕様Ｂと同様であり、蒸着時間は５分である。蒸着終了後のアニーリングも防汚仕様Ｂと同様に行った。防汚仕様Ｅのガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．１３１であった。

防汚剤Ｅはフッ素含有有機ケイ素化合物であり、分子量は４０００〜５０００の範囲、分子径は２ｎｍと推定される。防汚剤Ｅは、下記の一般式（１４）で表される組成物を含有している。

ただし、一般式（１４）において、式中、Ｒｆ^２はパーフルオロアルキル基、Ｘ^４は水素、臭素、またはヨウ素、Ｙは水素または低級アルキル基、Ｚはフッ素またはトリフルオロメチル基、Ｒ^６は水酸基または加水分解可能な基、Ｒ^７は水素または１価の炭化水素基を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは０以上の整数で、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは少なくとも１以上の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅでくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。ｆは０、１、２のいずれかを表す。ｇは１、２、３のいずれかを表す。ｈは１以上の整数を表す。

３．各防汚仕様の汚れ拭取り性の確認
各防汚仕様Ａ−Ｅの汚れ拭取り性を確認した。具体的には、球面度数（Ｓ度数）が−３．００Ｄ（ディオプトリ）で乱視度数（Ｃ度数）が０Ｄのレンズ基材２の凸面２ｂに、「１．レンズサンプルの製造」で説明したハードコート層４および反射防止層５を成膜した。反射防止層５の表面に各防汚仕様で防汚層１０を形成し、その凸面に人工皮脂を疑似指紋としてそれぞれ転写し、レンズサンプル１を一定の速度で回転させながら木綿布を繰り返し摺動させ、人工皮脂を木綿布で拭きとるまでに要する摺動回数を測定することにより拭取り性を確認した。

使用した人工皮脂の組成は、コレステロール２０ｗｔ％（質量％）、スクワレン２０ｗｔ％、パルミチン酸２０ｗｔ％およびトリオレイン４０ｗｔ％である。疑似指紋は、調合した人工皮脂をメタノールなどの溶媒で薄め、ディッピング法（スピンコート法でもよい）によりガラス基板表面に均一に塗布し、シリコン栓により転写して形成した。シリコン栓の転写に用いられる一方の端（直径１２ｍｍ）は＃２４０の研磨紙で一様に研磨されており、その端を人工皮脂が塗布されたガラス面に５００ｇの荷重で押し付け、さらに、人工皮脂が付着したシリコン栓の端を５００ｇの荷重でレンズサンプル１の表面１９ｂの中央部に転写した。

払拭は、レンズサンプル１を一定速度（６０ｒｐｍ、ｒｐｍ：rotation per minute）で回転させるとともに、木綿布を荷重２００ｇで接触させ一定速度（２０ｍｍ／ｓｅｃ）で摺動させることで行った。擦傷性試験装置にレンズサンプル１をセットすることで上記の条件を実現してもよい。凹面２ａおよび凸面２ｂにそれぞれ形成された防汚層１０ａおよび１０ｂの表面１９ａおよび１９ｂの拭取り性の評価は拭取りに要する摺動回数に基づき以下の４段階で行った。
◎：５０回以下
○：５１回以上７０回以下
△：７１回以上９０回以下
×：９１回以上

なお、レンズの凸面および凹面ともに上記評価方法は適用可能である。擦傷性試験装置を用いた場合、取付け冶具の仕様と木綿布のフィット性のため凸面の方がより精度良い評価が可能である。このため今回は凸面で評価した。防汚仕様Ａ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２およびＢ−３の拭取り性は◎であり、防汚仕様Ｂ−４、ＣおよびＥの拭取り性は○であり、防汚仕様Ｄの拭取り性は×であった。(図３の各例においては、凹面、凸面ともに拭取り性の評価としてこの結果を参照している。)

４．玉型加工時の軸ずれ発生率の確認
各防汚仕様Ａ−Ｅの玉型加工時の軸ずれ発生率を確認した。具体的には、レンズサンプル１として球面度数（Ｓ度数）が−８．５０Ｄで乱視度数（Ｃ度数）が−０．５０Ｄのレンズ基材２に上記「１．レンズサンプルの製造」および「２．防汚仕様」のように各層を形成した。各レンズサンプル１の凹面２ａと凸面２ｂとにおける防汚仕様の組み合わせを図３に示した。図２に示すように、各防汚仕様により形成された防汚層１０ｂの表面１９ｂに軸ずれ防止テープ２１を貼り付け、さらに、軸ずれ防止テープ２１の上に両面テープ２２を貼り付け凸面用のチャック（リープカップ）２３を固定した。さらに、表面１９ａをチャック２４で固定し、砥石２５で玉型加工を行った。１種類のレンズサンプル１（実施例または比較例）につき、レンズ１０枚について軸ずれが許容範囲を超えた割合を算出した。軸ずれが発生した場合は、軸ずれ角度の平均値も算出した。

軸ずれ防止テープ２１には株式会社サンエー化研製ＥＰ−１００を使用し、両面テープ２２には住友スリーエム株式会社製ＬＥＡＰ３を使用し、玉型加工機としては株式会社ニデック製ＳＥ−９０９０を使用した。また、軸ずれ許容範囲は±１度以下とした。

軸ずれ発生率の評価結果を図３に示した。凸面の防汚仕様が防汚仕様Ａの場合の軸ずれ発生率は７０％、防汚仕様Ｂ−２の軸ずれ発生率は８０％、防汚仕様Ｂ−３の軸ずれ発生率は２０％であり、防汚仕様Ｂ−４、防汚仕様Ｃ、ＤおよびＥの軸ずれ発生率は０％であった。

なお、軸ずれ防止テープ２１を用いない場合（図示せず）、防汚仕様Ｄの軸ずれ発生率は０％であるが、防汚仕様Ｂ−４、Ｃ、Ｅでは軸ずれ発生率が１００％となった。したがって、防汚仕様Ｂ−４、ＣおよびＥでは、玉型加工の際に軸ずれ防止テープ２１が必要であることがわかった。

５．レンズサンプルの評価
図３に、防汚仕様Ａ−Ｅの中の異なる防汚仕様により凹面の防汚層１０ａおよび凸面の防汚層１０ｂを形成した１２通りの組み合わせの評価を、凹面の表面１９ａおよび凸面の表面１９ｂの拭取り性および軸ずれ発生率の評価により行った結果を示している。

眼球側の凹面２ａの拭取り性が非常によく（◎）、凸面２ｂの拭取り性が良好であり（○以上）、かつ軸ずれ発生率が０％の組み合わせを実施例１−６として記載し、その他の組み合わせを比較例１−６として記載した。図４に、凹面２ａ側に形成した防汚層１０ａに相当する防汚仕様のガラスサンプルの静摩擦係数μＧ１をＸ軸とし、凸面２ｂ側に形成した防汚層１０ｂに相当する防汚仕様のガラスサンプルの静摩擦係数μＧ２をＹ軸にして総合評価の分布を確認した。

静摩擦係数μＧ１が０．１以下であれば、皮脂を含む汚れの拭取り性は非常によい。眼球側の面１９ａは、装用者の皮脂や汗等で汚れやすいので、凸面以上に汚れが付着しにくいことが好ましい。そのためμＧ1が０．１以下の防汚層１０を用いることで、眼球側の面１９ａに適した防汚性能が得られることが分かった。したがって、凹面２ａ側の防汚層１０ａの仕様（防汚仕様）は、静摩擦係数μＧ１が０．１以下を実現できる防汚仕様（第１の防汚仕様）であることが好ましい。上記の例であれば、第１の防汚仕様は、防汚仕様Ａ−１、Ａ−２、Ｂ−１〜Ｂ−３を含む。

しかしながら、μＧ１が０．１以下であると、軸ずれが発生しやすい。軸ずれを抑制するためには物体側（凸面２ｂ）に眼球側（凹面２ａ）と同じ仕様により防汚層を形成する代わりに、異なる仕様により、凸面２ｂ側の表面（第２の防汚層１０ｂの表面１９ｂ）の静摩擦係数μＧ２が、凹面２ａ側の表面（第１の防汚層１０ｂの表面１９ａ）の静摩擦係数μＧ１よりも大きい防汚層を形成することが望ましいことが分かった。

また、軸ずれ発生率を十分に抑制するためには、凸面２ｂ側の防汚仕様（第２の防汚仕様）の静摩擦係数μＧ２が０．１以上であることが好ましく、凸面２ｂ側の汚れの拭取り性を考慮すると、凸面２ｂ側の第２の防汚仕様の静摩擦係数μＧ２は０．３以下であることが好ましいことが分かった。上記の例であれば、第２の防汚仕様は、防汚仕様Ｂ−４、ＣおよびＥを含む。ただし、第２の防汚仕様の静摩擦係数μＧ２の上限は、光学物品に求められる汚れの拭き取り性に応じて適宜決定することができる。例えば、確実に軸ずれを抑制するために、静摩擦係数μＧ２が０．３を超える防汚仕様を採用しても良い。

以上の結果より、凹面２ａ側の拭取り性能が良好で、加工時の軸ずれが少ないレンズを形成するためには、凹面２ａ側の第１の防汚仕様の静摩擦係数μＧ１と、凸面２ｂ側の第２の防汚仕様の静摩擦係数μＧ２とが以下の条件を満たすことが好ましいことが分かった。
μＧ１＜μＧ２（０）
０．０１≦μＧ１≦０．１（１）
０．１ ≦μＧ２≦０．３（２）

６．レンズの表面の静摩擦係数
上記では平板のガラスサンプルを用意して、それらの表面で測定された静摩擦係数により防汚仕様を評価した。これは、現在市販されている摩擦計が平面の摩擦を測定することを前提としたものであり、また、静摩擦係数の測定に関する標準（ＪＩＳＫ７１２５）も平面の静摩擦係数を測定することを前提としているためである。

そこで、念のため、同じ摩擦計を用いて、曲率を持った眼鏡用レンズにおける静摩擦係数の測定をおこなった。測定結果の典型的なものを図５に示している。レンズサンプル１は、上記とレンズ基材２が共通し曲率の異なる２種類を用意し、その凹面２ａ側と凸面２ｂ側の静摩擦係数を測定した。ハードコート層４および反射防止層５の仕様は上記において説明した通りであり、凹面２ａおよび凸面２ｂに、防汚仕様Ｃにより防汚層１０ａおよび１０ｂを形成した。なお、蒸着時間は５分とし、蒸着終了後のアニーリングも上記防汚仕様Ｃと同様に行った。この防汚仕様（防汚仕様Ｃ−１）のガラスサンプルの静摩擦係数μＧは、０．１１０であった。

凹面２ａおよび凸面２ｂのそれぞれについて３点を決めて、それらの点を中心に摩擦計の測定端子の中心部が当たるように静摩擦係数を測定した。測定の際は、摩擦計をできるかぎり水平に保ち、それぞれの点の静摩擦係数を３回測定して平均値を得た。上記以外は、上述したガラスサンプルの静摩擦係数の測定と同様に行った。

曲率の異なる眼鏡レンズに対して上記の測定方法により静摩擦係数の測定を行ったところ、凹面２ａ側においては曲率半径が３５０ｍｍ以上であれば平面とほぼ同様に静摩擦係数の測定が可能であり、凸面２ｂ側においては曲率半径が１２０ｍｍ以上であれば平面とほぼ同様に静摩擦係数の測定が可能であることが分かった。上記の曲率半径を備えた眼鏡レンズは、たとえば、屈折率が１．６７程度のプラスチックレンズ、典型的にはセイコーオプティカルプロダクツ株式会社製スーパーソブリンであれば、Ｓ度数が２．２５Ｄ以上のレンズである。

また、上記の曲率半径の範囲内であれば、レンズ表面の静摩擦係数μＬは曲率半径に大きく依存せず、凹面２ａ側で２０％程度増加し、凸面２ｂ側で５％程度低下することがわかった。したがって、曲率半径の比較的大きなレンズ表面の静摩擦係数μＬを測定することが可能であり、その値から、防汚仕様を定義するために用いたガラスサンプルの静摩擦係数μＧを推定することができることが分かった。

したがって、レンズ表面の静摩擦係数μＬで凹面２ａ側の第１の防汚仕様と凸面２ｂ側の第２の防汚仕様を評価する場合は、曲率半径が少なくとも３５０ｍｍの凹面２ａに、直に、または他の層を介し、第１の防汚仕様により形成された第１の防汚層１０ａの表面１９ａの木綿布に対する静摩擦係数μＬ１が以下の条件を満たし、第２の防汚仕様は、曲率半径が少なくとも１２０ｍｍの凸面２ｂに、直に、または他の層を介し、第２の防汚仕様により形成された第２の防汚層１０ｂの表面１９ｂの木綿布に対する静摩擦係数μＬ２が以下の条件を満たすことが望ましい。なお、ここでは小数点以下第３位を四捨五入した値を示している。静摩擦係数μＬ１の上限については、静摩擦係数μＧ１と同様に適宜決定できる。また、静摩擦係数μＬ１と静摩擦係数μＬ２とではガラスサンプルでの静摩擦係数に対する値の変化量が異なるため、静摩擦係数μＬ２が静摩擦係数μＬ１よりも小さいこともあり得るが、この場合にも下記条件（３）および（４）の範囲において軸ずれの抑制効果を得ることができる。
０．０１≦μＬ１≦０．１２（３）
０．１ ≦μＬ２≦０．３（４）
μＬ１＜μＬ２（５）

以上に説明したように、眼球側となる凹面２ａと、物体側となる凸面２ｂとを備えた光学物品、たとえば、眼鏡レンズ、サングラス用レンズなどにおいて、それぞれの面に形成する防汚層の仕様を同一とせずに仕様を変えることにより、凹面側が優れた滑り性と防汚性能を有し、さらに、玉型加工も問題なく行うことができる光学物品を提供できることがわかった。さらに、凹面側の防汚層の仕様と、凸面側の防汚層の仕様とは、上述したような静摩擦係数を得ることができる防汚仕様で規定することが可能であり、防汚性能が高く、所定の形状に加工することができる眼鏡レンズなどの光学物品を製造し、提供することができる。

１眼鏡レンズ、２レンズ基材、２ａ凹面、２ｂ凸面
１０防汚層

Claims

凹面および前記凹面と向かい合う凸面を有する光学基材と、
前記凹面に、直に、または他の層を介して形成された第１の防汚層と、
前記凸面に、直に、または他の層を介して形成された第２の防汚層と、を有し、
前記第１の防汚層は、平板状のガラス基板に、直に、または他の層を介して形成された場合における、当該第1の防汚層の表面の静摩擦係数μＧ１が以下の条件を満たし、
前記第２の防汚層は、平板状のガラス基板に、直に、または他の層を介して形成された場合における、当該第２の防汚層の表面の静摩擦係数μＧ２が以下の条件を満たす、光学物品。
０．０１≦μＧ１≦０．１
０．１≦μＧ２≦０．３
μＧ１＜μＧ２
曲率半径が３５０ｍｍ以上である凹面と、前記凹面と向かい合い、曲率半径が１２０ｍｍ以上である凸面と、を有する光学基材と、
前記凹面に、直に、または他の層を介して形成された第１の防汚層と、
前記凸面に、直に、または他の層を介して形成された第２の防汚層と、を有し、
前記第１の防汚層の表面の静摩擦係数μＬ１と、前記第２の防汚層の表面の静摩擦係数μＬ２とが以下の条件を満たす、光学物品。
０．０１≦μＬ１≦０．１２
０．１≦μＬ２≦０．３
μＬ１＜μＬ２
請求項１または２において、
前記光学基材は、眼鏡レンズ基材であり、
前記第１の防汚層の表面は、眼鏡レンズの眼球側の面である、光学物品。