JP6585850B2 - 光学要素およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形体である有機ガラス基材の片面又は両面に、機能性樹脂層が一体化されている光学要素およびその製造方法に係る。

ここでは、眼鏡レンズを主として例に採り説明するが、本発明は、望遠鏡レンズ、建築又は車両用途の窓ガラスなどのあらゆる光学要素に対して適用することができる。

なお、本明細書及び特許請求の範囲における、組成単位は、特に断らない限り質量単位とする。

また、本明細書でＯＨ成分として使用する主たる重合体の略語は下記の通りである。

ＰＡＯ：ポリアルキレンオキシド
ＰＥＯ：ポリエチレンオキシド（ＰＥＧ：ポリエチレングリコール）
ＰＰＯ：ポリプロピレンオキシド（ＰＰＧ：ポリプロピレングリコール）
ＥＯＰＯ：エチレンオキシドプロピレンオキシド共重合体、
ＥＯＰＯ（Ｂ）：ＥＯＰＯブロック共重合体
ＥＯＰＯ（Ｒ）：ＥＯＰＯランダム共重合体

光学要素の眼鏡素材（レンズ）に求められる性能（機能）として、調光性能（フォトクロミズム）、紫外線吸収性能（特定波長吸収性能）などがある。この眼鏡素材が調光性能や特定波長吸収性能を備えるには、フォトクロミック剤、特定波長吸収剤などの機能性薬剤を眼鏡素材に含有させる必要がある。しかし、眼鏡素材に機能性薬剤を混合させて含有させると、それらの機能性薬剤の消費量が増大しコスト高になる。このため、基材とは別に機能性樹脂層を形成して、機能性薬剤の低減を図ることが行われている。そして、その対策の一つとして、眼鏡基材と機能性樹脂層とを接着剤層を介して一体化することが考えられる(特許文献２参照）。

しかし、接着剤層を介していては、製造工数が嵩んだり、接着剤層が光学特性やレンズ外観（色むら等）に影響を与えるおそれがある。

これに対して、特許文献１には、機能性樹脂層を注型成形により重合密着させて有機ガラス基材に一体化する樹脂レンズ（光学要素）の製造方法が提案されている［0005］。

しかし、特許文献１では、同文献の表3「重合密着テスト」に示される如く、基材レンズ：チオウレタン系（ｎe＝1.60）、機能性樹脂層：メチルメタクリレート系樹脂（PMMA）（ｎe＝1.55）との組み合わせでは、密着性を得難い。また、基材レンズ：エピスルフィド樹脂系（ｎe＝1.74）、機能性樹脂層：チオウレタン系（ｎe＝1.60）との含硫黄樹脂相互の組み合わせの場合においても、十分な密着性を得難いことを本願発明者らは確認している（特許文献２［0008］,[0009]及び後述の［表３］参照）。

なお、本願基礎出願１・２（特願2016-255420号(28/12/16)、PCT/JP2017/6188(20/02/17)）の先願に係り、当該基礎出願の後に出願公開された特許文献３が存在する。本文献では、機能性樹脂の原料としてメタアクリレート（Ｍ（Ａｃ））系樹脂（熱硬化性）の組成物を用い、該組成物の重合性成分として、OH基含有アルキル（Ｍ）Ａｃモノマーと、他の（Ｍ）Ａｃモノマーに含有させたものが提案されている（要約等）。

特許文献４にはチオウレタン系樹脂組成物において、得られる樹脂の光学物性を含む諸物性の調節やモノマーの取り扱い性の調整を目的として樹脂改質剤を添加することができると記載され［0038］、該樹脂改質剤としてアルコール化合物を使用でき、アルコール化合物としてはグリコール類及びそれらのオリゴマーが挙げられている［0062］、[0063]。また、同文献[0088]に「フォトクロミック性の付与などを目的として、目的に応じた色素を用い」との記載がある。しかし、当該記載および上記アルコール類の改質剤としての添加は、本願発明の機能性樹脂層における調光特性（戻り速さ）を改善する（増大させる）ためのアルコール類（ＰＡＯ）の添加を開示若しくは示唆するものではない。

すなわち、本発明と関連するＰＰＧやＥＯＰＯについては、エチレングリコール（ＥＧ）やプロピレングリコール（ＰＧ）の二量体や三量体が例示されているのみで、本発明における様な中・高分子量（例えば、分子量８００以上の長いエーテル鎖を有する）のものは、例示されておらず、さらには、ＥＯＰＯ共重合体で高分子量のものが、調光特性（戻り速さ）さらには重合密着性の見地から望ましいことは、何ら、開示若しくは示唆されていない。

そして、特許文献２，３は、いずれも、本願発明における如く、機能性樹脂層の原料に高分子量のジオール（特定ＰＯＡや特定Ｍｎ（数平均分子量）のＰＰＧ）、機械的特性および外観を阻害せずに調光性（戻り速さ）さらには重合密着性を改善することについては、黙している。

特許４０８７３３５号公報 特開２０１４−１５６０６７号公報 特開２０１７−４０８１９号公報(要約等) 特開２００８−７４９５７号公報

本発明は、上記にかんがみて、調光性（戻り速さ）の改善された新規な光学要素の提供、さらには、機能性樹脂層を重合密着により有機ガラス基材に一体化する場合における、両者の重合密着性が改善された新規な光学要素およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、樹脂成形体である有機ガラス基材の片面又は両面に、熱硬化性の機能性樹脂層が一体化されている光学要素であって、
前記機能性樹脂層は、有機系のフォトクロミック剤を含有するチオウレタン系樹脂の組成物の架橋重合体で形成され、
前記組成物におけるウレタン樹脂の活性水素成分がＳＨ成分を主成分とし副成分をＯＨ成分とするとともに、該ＯＨ成分が前記フォトクロミック剤の戻り速さ増大促進剤としてのポリアルキレンオキシド（ＰＡＯ）を含有することを特徴とする。

本発明の光学要素の製造方法は、上記光学要素を、注型成形により、機能性樹脂と有機ガラス基材とを重合密着（架橋密着）させて製造する方法に係る。

本発明の光学要素の製造工程を示す概略図である。 本発明の試験例におけるＥＯＰＯ（Ｂ）のＭｎ（数平均分子量）と戻り速さの関係を示したグラフ図である。 同じく特定分子量のＥＯＰＯ（Ｂ）の添加量と戻り速さの関係を示したグラフ図である。 ＥＯＰＯ（Ｂ）のＥＯ換算添加量と戻り速さの関係を示したグラフ図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。実施形態の光学要素は、樹脂成形体である有機ガラス基材１１の片面又は両面（図例では凸面側片面）に、機能性樹脂層１５をレンズ基材（有機ガラス基材）１１に重合密着（架橋接着）して一体化した眼鏡レンズ（光学要素）である（特許文献１等参照）。しかし、本発明は、当該構成に限られず、機能性樹脂層１５をレンズ基材１１に接着剤層を介して一体化する構成も含む。

なお、機能性樹脂層１５は、通常、有機ガラス基材１１より薄く略均一な層厚を有するものである。また、有機ガラス基材１１の表面（凸面）への用途に限定されず、有機ガラス基材１１の裏面（凹面）又は両面（凸面及び凹面）に対しても適用することが可能である。

（１）上記有機ガラス基材１１としては、ポリカーボネート（ＰＣ）系、ポリウレタン系、ポリウレア系、脂肪族アリルカーボネート（ＣＲ）系、芳香族アリルカーボネート系、ポリチオウレタン系、エピスルフィド系、（メタ）アクリレート系、透明ポリアミド（透明ナイロン）系、ノルボルネン系、ポリイミド系、ポリオレフィン系などの合成樹脂を使用することができる。

具体的には、ＭＲ−６，ＭＲ−８，ＭＲ−２０，ＭＲ−６０，ＭＲ−９５（三井化学株式会社製チオウレタン系樹脂、ｎe：１．６０）、ＭＲ−７，ＭＲ−１０（三井化学株式会社製チオウレタン系樹脂、ｎe：１．６７）、ＭＲ−１７４（三井化学株式会社製エピスルフィド系樹脂、ｎe：１．７４）、ＮＫ−１１Ｐ，ＬＳ１０６Ｓ，ＬＳ４２０（日本清水産業株式会社製（メタ）アクリレート系樹脂、ｎe：１．５６）、ユーピロンＣＬＳ３４００（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ポリカーボネート系樹脂、ｎe：１．５９）、グリルアミドＴＲ ＸＥ３８０５（エムスケミー・ジャパン株式会社製ナイロン系樹脂、ｎe：１．５３）、ＮＸＴ（トライベックス社（ＩＣＲＸ ＮＸＴ社）製ポリウレア系樹脂、ｎe：１．５３）などの各登録商標名で上市されているものを好適に使用することができる。

光学要素の原料組成物として、機能性薬剤は、基本的には機能性樹脂層１５に添加するが、有機ガラス基材１１にも、適宜、機能性薬剤（フォトクロミック剤、紫外線防止剤、劣化防止剤、ブルーイング剤等）を添加してもよい。

（２）次に機能性樹脂層１５について述べる。

機能性樹脂層１５は、チオウレタン系樹脂原料の架橋体（重合体）で形成する。そして、該原料の活性水素成分は、ＳＨ成分とともにＯＨ成分を含み、該ＯＨ成分がフォトクロミック剤（調光剤）の戻り速さ増大促進剤としてのポリアルキレンオキシド（ＰＡＯ）を含有するものである。

有機ガラス基材11にも、適宜、フォトクロミック剤、紫外線吸収剤、劣化防止剤、ブルーイング剤等を添加してもよい。

機能性樹脂層の形成樹脂として、チオウレタン系樹脂を採用した理由は、下記の通りである。

例えばウレタン樹脂の場合はチオウレタン樹脂に比して表面硬度が小さく熱変形温度も低い。このため、ハードコートの形成に際して温度を余り高くできず、かつ、表面硬度の増大を余り望めない。すなわち、機能性樹脂層の表面に耐擦傷性に優れたハードコートを得難い。

また、特許文献３では、機能性樹脂を（Ｍ）Ａｃ系樹脂で形成しているが、もろいという欠点があり、穴あけ加工時に割れが発生することがあった。

チオウレタン系樹脂とは、ウレタン結合（-ＮＨＣＯＯ-）の酸素原子の少なくとも1個が硫黄原子に入れ替わった結合（-ＮＨＣＯＳ-、-ＮＨＣＳＯ-、-ＮＨＣＳＳ-）を有するポリマー（樹脂）を意味する。

該樹脂原料（ポリマー構成原料）は、機能的には、シアナート成分と活性水素成分とからなり、該活性水素成分は、ＳＨ成分とＯＨ成分を含む。

ここでシアナート成分としては、通常、反応性、入手のしやすさから、二価ＮＣＯとするが三価・四価ＮＣＯさらには、二価〜四価のＮＣＳであってもよい。

また、活性水素成分は、イソシアナート成分を二価ＮＣＯとするときは、通常、三・四価ＳＨを主成分とするものとする。これらの三・四価ＳＨは、炭素鎖の一部に硫黄を導入したスルフィド・ポリスルフィド・チオカルボニル（チオケトン）誘導体を母体化合物とするものであってもよい。

これらのシアナート成分及びＳＨ成分は、芳香族系であってもよいが、耐黄変性の見地からは、飽和脂肪族系・脂環式系が望ましい。

具体的なシアナート成分としては、例えば、特許文献４の[0039]〜[0044]に、ＮＣＳ成分として同[0045]〜[0050]に、それぞれ記載されている。

これらのうちで、同[0051]に記載の如く、2,5-又は2,6-(イソシアナートメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン（通称、ノルボルネンジイソシアナート：略号ＮＢＤＩ）、ｍ−キシリレンジイソシアナート（略号ＭＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアナート（略号：ＨＤＩ）、水添フェニルメタンジイソシアナート（略号：水添ＭＤＩ）、1,3-又は1.4-ビス（イソシアナートメチル）シクロヘキサン等（いずれも２官能）が望ましい。

具体的なＳＨ成分としては、例えば、同[0052]〜[0060]に記載されている。

これらのうちで、ペンタエリトリトールテトラキス（3-メルカプトプロピオネート）（略号ＰＥＭＰ）、4,7-，5,7-又は4,8-ビス（メルカプトメチル）-3,6,9-トリチアウンデカン-1,11-ジチオール（略号ＢＭＴＵ）（以上、４官能）及び4-メルカプトメチル-3,6-ジチア-1,8-オクタンジチオール（略号ＭＤＯＤ）（３官能）等が望ましい。特に、４官能のものが、架橋密度が高い（硬質）ものを得やすくて望ましい。

ここで、チオウレタン樹脂のポリマー基本組成におけるＮＣＯ／ＳＨは、１．０１〜１．３、さらには１．０５〜１．２がのぞましい。ＮＣＯ／ＳＨが過小であると、紫外線照射時の着色ムラ、及び密着性、レンズの歪みに影響がでる。またＮＣＯ／ＳＨが過大であると、耐光性劣化の原因になる。

本発明の特徴である機能性樹脂層を形成するチオウレタン系樹脂の活性水素成分を、ＳＨ成分とともに副成分として構成する０Ｈ成分として添加するＰＡＯは、フォトクロミック剤を含有に起因する白濁現象を抑制しながら、調光速度（戻り速さ）を増大させ、さらには重合密着性を増大させる作用を奏するものなら特に限定されない（後述の試験例参照）。すなわち、本発明の基礎出願１・２に記載されている、各種ＰＡＯ（ビスフェノールＡやペンタエリスリトールのＥＯ乃至ＰＯ付加体を含む。）を使用可能である。さらには、一価のポリエーテル、例えば、メチル封鎖ポリエーテルやアリル化ポリエーテルも使用可能である。後述の如く、調光性（戻り速さ）には、ポリエーテル鎖（ＰＯＥ）の鎖長が影響していると考えられるためである。

これらのうちで、下記に示す構成のＰＡＯが戻り速さの増大作用が大きく、かつ、前記白濁現象の抑制作用、さらには、重合密着性に優れており望ましい。後述の試験例から相対的にＰＡＯが高分子量の方がまたＥＯＰＯブロック共重合体がこれらの作用が大きい。このことから、エーテル鎖（特に無極性のエチレンエーテル）の長さや、ＯＨ反応性（ＰＥＯの一級ＯＨでＰＰＯは二級ＯＨがほとんどである。）がこれらの作用に影響があることが伺える。

ＰＡＯとしては、下記構造式で示されるＥＯＰＯブロック共重合体（ＥＯＰＯ（Ｂ））（1）又はランダム共重合体（ＥＯＰＯ（Ｒ））（２）で、Ｍｎ：１．５千以上〜２万以下が望ましい。２万超も使用できる可能性を有するが市販品がなく、かつ、粘度が増大し易く、薄肉（例えば１ｍｍ以下）の機能性樹脂層を注型成形する場合において、ハンドリング性や成形性に問題が発生するおそれがある。

ＨＯ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ１−（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｍ―（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ２−Ｈ・・・（１）
ＨＯ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ１−ran-（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｎ２−Ｈ ・・・（２）
なお、適宜、他のポリオール、例えば、ビスフェノールＡにＰＯやＥＯを付加重合させたフェノール骨格ポリアルキレングリコールや、更に低分子量のポリアルキレングリコールを併用することもできる。

ここで、ＥＯＰＯ（Ｂ）の数平均分子量（Ｍｎ）１.５千以上、望ましくは３千以上、更に望ましくは1０千以上とする。Ｍｎ：１．５千未満では戻り速さ（戻り速さ＝照射15分後透過率／照射停止2分後透過率）を1.1倍以上増大し難い（試験例No.10）。

高分子量であるほど、所定の戻り速さのレンズを得るのに、添加量を少なくすることができる。（図２参照）。このため、機能性樹脂層の基本組成におけるＮＣＯ／（ＳＨ＋ＯＨ）に対する変動が少なくかつ重合体組成も基本組成からの変動も少なく、安定した品質の樹脂組成設計が可能となる。

すなわち、ＰＡＯのＭｎが大きいほど、ＰＡＯ無添加のチオウレタン系樹脂に比して、１０％以上の戻り速さ：0.50以下、望ましくは0.30以下の調光性を少量の添加で得やすい（図２・３）。さらに、1２千以上のものを15部以上添加すると、さらなる重合密着性の増大が期待できる（〔表１〕試験例No.３）
また、このときのＰＡＯの添加量は、ＥＯ換算添加量（＝ＰＡＯ添加量×ＥＯ含有％）で、１.5〜17部、望ましくは２〜15部とする（表１、図４参照）。なお、図４は、ＥＯＰＯ（Ｂ）についての試験結果であるが、ＥＯＰＯ（Ｒ）でも同様の試験結果が予測される（表２参照）。

ここで、ＥＯＰＯ共重合体のＥＯ含量は、３０％以上、さらには３５％以上が望ましい。３０％以下では機能性樹脂層に白濁が発生するおそれがある（表１参照）。

なお、ＰＰＧ（Ｍｎ：１千）の場合は、ＥＯ含量が０％であるが、添加量が少量では、白濁が発生する（［表３］試験例No.26）。さらに、ＰＥＧ（Ｍｎ：１千）の場合は、ＥＯ含量が１００％であるが、２０部の添加でも白濁する（［表３］試験例No.30）。これらの理由は、不明であり、試験結果から帰納されるものである。

次に、本発明の光学要素の製造方法の望ましい態様について説明する。

機能性樹脂層１５を設けるキャビティ２１は、有機ガラス基材１１を第１モールド１３とし、第１モールド１３の外側に一定の隙間が形成されるように第２モールド１７を配するとともに、第１モールド１３と第２モールド１７の周面隙間をテーピング１９等でシールして形成する。第２モールド１７として有機ガラス基材１１の成形に使用したものと同一のモールドを使用することによって、機能性樹脂層１５は一定の厚みを有することができる。

機能性樹脂層１５を設けるキャビティ２１の隙間は、機能性樹脂の流動特性や機能性樹脂層１５に要求される機能性によって設定する。通常、０．２〜２．５ｍｍ、０．３〜１．５ｍｍ、さらには０．４〜１．０ｍｍとすることが好ましい。薄すぎると粘度の高い材料を使用する場合樹脂注入が困難となり成形不良が発生したり、厚すぎると機能性樹脂の硬化ムラから脈理（striae）が発生したりするおそれがある。ここで、「脈理」とは、「透明プラスチックの欠点で、プラスチック本体とは屈折率が異なり表面又は内部に見える糸状のすじ」のことである（小川伸著「英和プラスチック工業辞典」工業調査会1973年発行）。

なお、光学要素は、有機ガラス基材１１の機能性樹脂層１５を備える側に偏光フィルムを配設し、有機ガラス基材１１と機能性樹脂層１５との間に偏光フィルムを備えた、偏光特性を有する光学要素とすることもできる。偏光フィルムは、ポリビニルアルコールから構成されるものが好ましい。ポリビニルアルコールが、機能性樹脂層１５に含有されるイソシアナート化合物によって、有機ガラス基材１１と偏光フィルムと機能性樹脂層１５の密着性が確保されるからである。偏光フィルムの厚みは、１０〜５０μｍであることが好ましい。偏光フィルムが、偏光特性を有しつつ、光学要素の曲面に追従する伸び性を有するためである。

また、機能性樹脂層１５が形成された有機ガラス基材１１（光学要素）には、一般的に行われているハードコート加工、防曇処理加工、反射防止加工、撥水処理加工、帯電防止加工などの汎用の表面処理を適宜施すことができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

（１）有機ガラス基材の成形：
凸面側モールドと凹面側モールドとを隙間を有して対面させて粘着テープでシールをして、有機ガラス基材成形用のキャビティを有する成形型を作成した。なお、該キャビティの仕様は、中心隙間：１ｍｍ、外径：86ｍｍ、凸面曲率：125ｍｍ、凹面曲率：84ｍｍとした。

有機ガラス基材１１は下記のものを使用した。
(i)〜(iii)については、下記各屈折率の樹脂原料（市販品）を処方にしたがって調製し、該樹脂原料を上記成形型に注入し、下記各条件で加熱硬化させて調製した。また、 (iv)〜(vi)については、市販成形品を使用した。

(i)チオウレタン系樹脂 ・・・ｎe：1.60、120℃×２ｈ
(ii)エピスルフィド系樹脂 ・・・ｎe：1.74、120℃×２ｈ
(iii)メタアクリレート系樹脂・・・ｎe：1.56、80℃×１ｈ
(iv)ナイロン系樹脂 ・・・ｎe：1.53 市販インジェクション成形品
(v)ポリカーボネート系樹脂・・・ｎe：1.59 市販インジェクション成形品
(vi)ポリウレア系樹脂 ・・・ｎe：1.53 市販注型成形品
（２）機能性樹脂層の成形
機能性樹脂層１５を形成するチオウレタン系樹脂の各組成を表１〜３に示す。

各表における略号と化合物名の関係は下記の通りである。

＜ＮＣＯ成分＞
・ＮＢＤＩ：(2,5)-ビス（イソシアナートメチル）ビシクロ［2,2,1］ヘプタン、
分子量208（2価、ＮＣＯ当量：104）
・ＨＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアナート、
分子量168（2価、ＮＣＯ当量：84）
・Ｈ12ＭＤＩ：シクロヘキシルメタン-4,4´-ジイソシアナート、
分子量262（2価、ＮＣＯ当量：132）
・ＭＸＤＩ：メタキシレンジイソシアナート、
分子量188（2価、ＮＣＯ当量;94)
＜ＳＨ成分＞
・ＰＥＭＰ：ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネ−ト）、
分子量:488（4価、SH当量：122）
・ＢＭＴＵ：４,７（５，７又は４，８）−ビス（メルカプトメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン−１，１１−ジチオール、
分子量366(4価、ＳＨ当量：91.5)
＜ＯＨ成分＞
表示のブロック共重合体又はランダム共重合体については、Ｍｎの平均分子量とともに、ＥＯ％を併記した。

機能性薬剤にはフォトクロミック剤と特定波長吸収剤を使用した。フォトクロミック剤には、市販のスピロピラン系、スピロオキサジン系をブレンドして使用した。特定波長吸収剤には、吸収ピーク波長（585ｎｍ）の市販品を使用した。

機能性樹脂原料は、表示の処方に従いＮＣＯ成分、ＳＨ成分およびＯＨ成分を合計量100部となるように混合し、該樹脂（重合体）成分100部に対し、前記フォトクロミック剤：0.05部、特定波長吸収剤その他添加剤（分子量調整剤、硬化剤など）0.015部とを混合し、窒素ガス雰囲気下で１５℃に温度調節しながら1時間混合撹拌した。

続いて、真空ポンプを用いて液温度１５℃、１３３Ｐａで撹拌しながら1時間脱気後、１μｍのフィルターでろ過して機能性樹脂層１５を形成する各機能性樹脂原料を調製した。

なお、表１・３においては、基礎出願（特願2016-255420、PCT/JP2017/6188）における対応組成の番号を付してある。

機能性樹脂層１５の有機ガラス基材（レンズ基材）１１への注型成形は、図１に示すように、有機ガラス基材１１に成形型のキャビティ２１を形成し、機能性樹脂層１５を成形する機能性樹脂原料を注入し、加熱硬化させることによって成形した。

なお、上記キャビティ２１の設計隙間は、中心部、外周部共に0.8mmの均一隙間とした。

こうして、有機ガラス基材１１に機能性樹脂層１５が重合密着して調製したセミレンズ（半製品）は、凹面と外周とを切削・研磨して、直径７０ｍｍの製品レンズ（試験片）とした。

（３）評価試験
上記で調製した各試験片について、フォトクロミズムを計測するとともに、各基材と機能性樹脂層との密着性、レンズ外観について評価試験を行った。

＜調光性（戻り速さ）＞
調光性は、有機ガラス基材をチオウレタン系樹脂で成形し実施例・比較例の各試験片レンズに紫外線照射・遮断をして試験を行った。

紫外線照射は、ＦＬ４．ＢＬＢ（東芝ライテック株式会社製ブラックライト蛍光ランプ、紫外線出力０．２５Ｗ、紫外線放射強度２．７μＷ／ｃｍ^２）を試験体の光学要素の光軸上の２０ｃｍ離れた位置から照射した。分光平均透過率は、以下の装置及び規格に準拠して求め、３８０〜７８０ｎｍの光についての平均透過率を求めた。なお、測定位置は、光学要素の幾何中心とした。

・装置：分光光度計Ｕ−４１００（株式会社日立ハイテクサイエンス製）
・規格：屈折補正用眼鏡レンズの透過率の仕様及び試験方法（JIS T 7333：2005（ISO/DIS 8980-3：2002））
そして、調光性は、照射１５分後及び照射遮断後２分後の各分光平均透過率を測定して、「戻り速さ＝照射15分後透過率／照射停止2分後透過率」として評価した。すなわち、該戻り速さの数値が、低いほどフォトクロミズ特性が良好であるといえる。通常、戻り速さ：0.50以下、さらには0.30以下が望ましいとされる（図２〜４参照）。

＜機能性樹脂層の白濁の程度＞
試験片レンズを目視判定し白濁の程度を、下記基準で評価するとともに、白濁の程度を定量評価するために初期透化率も測定した。なお、フォトクロミック剤無添加の場合のレンズの透過率は略８６〜８７％であった。

濃：ほとんど透視できない。

淡：透視できるが白濁していることがわかる。

僅：よく見ると白濁していることが分かる。

＜脈理の有無＞
脈理の有無は、目視でその有無を確認した。

なお、表中には記載しなかったが、望ましい実施例である試験例No.３及びNo.15において、機能性樹脂層の厚みを３ｍｍとした場合、いずれも脈理が発生した。

＜密着性＞
密着性は、強制剥離試験を行って評価した。強制剥離試験は、機能性樹脂層１５と有機ガラス基材１１との界面にあたるレンズの外周面（コバ面）にナイロン糸を掛ける溝（ナイロール溝）を設け、ナイロール溝にマイナスドライバーを差し込んで、ナイロール溝を強制的に拡開させるようにし両被着体（機能性樹脂層とレンズ基材）の密着性を評価した。評価基準は下記の通りとした。
◎：界面剥離なし（被着体が破壊）。
〇：界面剥離外周部のみ。
×：界面剥離中心部まで。
＜試験結果および考察＞
これらの試験結果を、機能性樹脂材料がＥＯＰＯ（Ｂ）については表１、ＥＯＰＯ（Ｒ）については表２、ＰＰＧ（ＰＰＯ）、ＰＥＧ（ＰＥＯ）及びＰＡＯ無添加の参照例については表３にそれぞれ示す。

なお、各表には、試験片の初期透過率を併記するとともに、無添加の参照例との戻り速さ比を併記した。そして、各表の結果から、下記のことが分かる。以下の記載において、「No.ｘｘ」は、試験例No.を意味する。

高分子量である方が、戻り速さの増大比が大きくなる。例えば、戻り速さの増大比において、ＥＯＰＯ（Ｂ）1の場合2部添加と、ＥＯＰＯ（Ｂ）４の20部添加と略同等である（No.1とNo.11）。

また、同じく、ＥＯ含量が３０％以下の場合、機能性樹脂層に濃乃至淡の白濁が発生して、戻り速さ比が１未満となる（No.12、13）。

Ｍｎが1万以上のＭｎ：13千のＥＯＰＯ（Ｂ）１と18.5千のＥＯＰＯ（Ｒ）１とを対比すると、添加量が少ない場合（2部）は、両者のＭｎの差は顕著に表れないのに対し（No.１とNo１４）、添加量が多くなると、両者のＭｎの差が顕著に表れる（No.３とNo.15）。

ＮＣＯ成分とＳＨ成分の組み合わせは、戻り速さの観点からは、ＮＢＤＩとＰＥＭＰ若しくはＢＭＴＵ又はＨＤＩとＰＥＭＰの組み合わせが、Ｈ１２ＭＤＩ若しくはＭＸＤＩとＰＥＭＰとの組み合わせより望ましい（表２試験例No.14〜19とNo.20〜23）。

また、ＰＰＧ４００やＰＰＧ２０００さらにはＰＥＧ１０００では、機能性樹脂層に白濁が発生して戻り速さ比１未満となる（No.28〜30）。また、ＰＰＧ１０００でも、添加量８部以上でないと戻り速さ増大作用がない（No.24〜27）。

そして、これらの表からデータを抽出して、戻り速さ（ｙ軸）と、各添加部数におけるＭｎ（x軸）との、Ｍｎ１０千とＭｎ１３千における添加部数（x軸）との、ＥＯＰＯ（Ｂ）におけるＥＯ換算添加量（ｘ軸）との相関関係を、それぞれ図２、図３及び図４に示す。

図２〜４から下記のことが伺える。

図２から、ＥＯＰＯ（Ｂ）のＭｎが大きいほど戻り速さが得やすく、特に、３千以上、さらには１万以上が、戻り速さの速いものが得やすいことが伺える。

図３から、ＥＯＰＯ（Ｂ）の添加量が多いほど戻り速さを増大させやすく、特に、４部以上が望ましいことが伺える。ただし、添加量の増大は、機能性樹脂層の基本ポリマーの物性に影響与えやすく、望ましくなく、多くとも２０部以下、さらには７〜１５部程度が望ましい。

図４から、ＥＯＰＯ（Ｂ）の換算ＥＯ添加量が多いほど戻り速さを増大させやすく、具体的には、１．５部以上でその効果が顕著となることが伺える。

すなわち、機能性趣旨層の戻り速さは、エーテル鎖（特にＰＥＯ）の長さ及びその含有量に影響されることが伺える。

なお、機能性樹脂層とレンズ基材との密着性については、レンズ基材がチオウレタン系樹脂の場合を例に採ったが、他の樹脂、エピスルフィド系、（メタ）アクリレート系、ナイロン系又はポリウレア系であっても、基礎出願２の表2-1〜表2-6に示したのと、同様に良好な架橋密着性を有することを本発明者らは、確認している。

１１…レンズ基材（有機ガラス基材）、１３…第１モールド、１５…機能性樹脂層、１７…第２モールド、１９…テーピング、２１…キャビティ。

Claims (9)

1. 樹脂成形体である有機ガラス基材の片面又は両面に、熱硬化性の機能性樹脂層が一体化されている光学要素であって、
   前記機能性樹脂層は、有機系フォトクロミック剤を含有するチオウレタン系樹脂の組成物の架橋重合体で形成され、
   前記組成物におけるウレタン樹脂の活性水素成分がＳＨ成分を主成分とし副成分をＯＨ成分とし、該ＯＨ成分がポリアルキレンオキシド（ＰＡＯ）を含有し、
   該ＰＡＯがプロピレンオキシド（ＰＯ）とエチレンオキシド（ＥＯ）の共重合体であってＥＯ含有率３０〜９０％でＭｎ：３千以上の群から選択されるものであり、且つ、該ＰＡＯが下記分子式で示されるＥＯＰＯブロック共重合体（以下、ＥＯＰＯ（Ｂ））であり、
   前記組成物における該ＰＡＯのＥＯ換算添加量（＝ＰＡＯ添加量×ＥＯ含有率）が１．５〜１７部であることを特徴とする光学要素。
   ＨＯ−（Ｃ ₂ Ｈ ₄ Ｏ） _n1 −（Ｃ ₃ Ｈ ₆ Ｏ） _m ―（Ｃ ₂ Ｈ ₄ Ｏ） _n2 −Ｈ
2. 前記ＰＡＯがＭｎ：１０千以上であることを特徴とする請求項１記載の光学要素。
3. 樹脂成形体である有機ガラス基材の片面又は両面に、熱硬化性の機能性樹脂層が一体化されている光学要素であって、
   前記機能性樹脂層は、有機系フォトクロミック剤を含有するチオウレタン系樹脂の組成物の架橋重合体で形成され、
   前記組成物におけるウレタン樹脂の活性水素成分がＳＨ成分を主成分とし副成分をＯＨ成分とし、該ＯＨ成分がポリアルキレンオキシド（ＰＡＯ）を含有し、
   該ＰＡＯがプロピレンオキシド（ＰＯ）とエチレンオキシド（ＥＯ）の共重合体であってＥＯ含有率３０〜９０％でＭｎ：１０千以上の群から選択されるものであり、且つ、該ＰＡＯが下記分子式で示されるＥＯＰＯランダム共重合体（以下、ＥＯＰＯ（Ｒ））であり、
   前記組成物における該ＰＡＯのＥＯ換算添加量（＝ＰＡＯ添加量×ＥＯ含有率）が１．５〜１７部であることを特徴とする光学要素。
   ＨＯ−（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_n1−ran-（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_n2−Ｈ
4. 前記機能性樹脂層の肉厚が０．２〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は３に記載の光学要素。
5. 前記組成物におけるＮＣＯ成分／ＳＨ成分との組み合わせが、ＮＢＤＩとＰＥＭＰ若しくはＢＭＴＵ又はＨＤＩとＰＥＭＰの組み合わせであることを特徴とする請求項１又は３に記載の光学要素。
6. 前記樹脂成形体が、チオウレタン系、エピスルフィド系、（メタ）アクリレート系、ナイロン系又はポリウレア系の樹脂で形成されているとともに、前記熱硬化性の機能性樹脂層が前記樹脂成形体に重合密着されていることを特徴とする請求項５記載の光学要素。
7. 前記樹脂成形体が、チオウレタン系、エピスルフィド系、（メタ）アクリレート系、ナイロン系又はポリウレア系であるとともに、前記熱硬化性の機能性樹脂層が前記樹脂成形体に重合密着されていることを特徴とする請求項１記載の光学要素。
8. 樹脂成形体である有機ガラス基材の片面又は両面に、機能性樹脂層を注型成形により重合密着させて一体化する光学要素の製造方法であって、
   前記機能性樹脂層の原料としてチオウレタン系樹脂の組成物を用い、
   該組成物におけるイソシアナート成分に対する活性水素成分がＳＨ成分を主成分とし副成分をＯＨ成分とするとともに、該ＯＨ成分として、ポリアルキレンオキシド（ＰＡＯ）を含有し、
   該ＰＡＯとして、プロピレンオキシド（ＰＯ）とエチレンオキシド（ＥＯ）の共重合体であって、ＥＯ含量：３０〜９０％でＭｎ：３千以上の群から選択され、該ＰＡＯが下記分子式で示されるＥＯＰＯブロック共重合体（以下、ＥＯＰＯ（Ｂ））であり、
   前記組成物における該ＰＡＯのＥＯ換算添加量（＝ＰＡＯ添加量×ＥＯ含有率）が１．５〜１７部であることを特徴とする光学要素の製造方法。
   ＨＯ−（Ｃ ₂ Ｈ ₄ Ｏ） _n1 −（Ｃ ₃ Ｈ ₆ Ｏ） _m ―（Ｃ ₂ Ｈ ₄ Ｏ） _n2 −Ｈ
9. 樹脂成形体である有機ガラス基材の片面又は両面に、機能性樹脂層を注型成形により重合密着させて一体化する光学要素の製造方法であって、
   前記機能性樹脂層の原料としてチオウレタン系樹脂の組成物を用い、
   該組成物におけるイソシアナート成分に対する活性水素成分がＳＨ成分を主成分とし副成分をＯＨ成分とするとともに、該ＯＨ成分として、ポリアルキレンオキシド（ＰＡＯ）を含有し、
   該ＰＡＯとして、プロピレンオキシド（ＰＯ）とエチレンオキシド（ＥＯ）の共重合体であって、ＥＯ含量：３０〜９０％でＭｎ：１０千以上の群から選択され、該ＰＡＯが下記分子式で示されるＥＯＰＯランダム共重合体（以下、ＥＯＰＯ（Ｒ））であり、
   前記組成物における該ＰＡＯのＥＯ換算添加量（＝ＰＡＯ添加量×ＥＯ含有率）が１．５〜１７部であることを特徴とする光学要素の製造方法。
   ＨＯ−（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）_n1−ran-（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）_n2−Ｈ

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