CN104603644A - 光学制品以及眼镜塑料镜片 - Google Patents

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Abstract

提供一种光学制品和眼镜塑料镜片，其可见光透射性高，反射率充分降低，反射色极难察觉。一种在光学制品基体之上设置了光学多层膜的光学制品，所述光学多层膜的反射光的颜色在CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)中满足0.27≤x≤0.30并且0.30≤y≤0.36的条件，进一步地，在420纳米(nm)以上且680nm以下的波长范围内，反射率始终是1％以下，所述Y是0.5％以下，并且对于所述光学多层膜而言，在将所述光学制品基体侧作为第1层的情况下，所述光学多层膜是具有将奇数层制成低折射率层、并且将偶数层制成高折射率层的合计7层的物体，设λ为设计波长(480nm以上且520nm以下的范围内的任意值)，使第6层的光学膜厚度为0.530λ以上且0.605λ以下。

Description

光学制品以及眼镜塑料镜片
技术领域
本发明涉及眼镜镜片等光学制品乃至眼镜塑料镜片。
背景技术
在塑料制的光学制品中，为了降低表面上的反射，而进行在表面上形成作为防反射膜的光学多层膜的加工。这样的光学多层膜是通过将低折射率层和高折射率层交互层叠几层左右而形成的，从加工稳定性和外观上的观点出发，多数使用反射率的极大点在520nm(纳米)附近的反射率的光谱分布为W型的防反射膜，如果从入射侧观察入射了光的带有光学多层膜的光学制品，则会看到浅绿色的反射像(是即使在眼镜塑料镜片中也会发现的现象)。
作为使这样的浅绿色的反射色的反射像更浅更难以察觉的光学制品，由本申请人提出有下述的专利文献1的内容。在下述的专利文献1的光学制品中，使反射色成为相当于在CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)中为无色透明的范围内(0.27≤x≤0.30并且0.30≤y≤0.36)的颜色，从而使反射率在可见区域内极低，达到1％(百分比)以下。而且，优选通过使低折射率层与高折射率层交互层叠合计7层的情况下的第4层或者使该层和第5层的合计物理膜厚度达到特定范围之内，从而使其达到上述的色度图的范围内，并使其呈现出极低的反射率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-042830号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的防反射膜中，虽然反射色是无色并且难以察觉，但是还留有进一步地降低可见区域内的反射率从而使反射光难以察觉的余地，以便例如在图1中，达到在450～650nm的波长区域内反射率始终维持在0.5％附近的状态。
因此，权利要求1所述的发明的目的在于提供一种光学制品，其可见光透射性高、反射率被充分降低、反射色极难察觉。
为了达成上述目的，权利要求1所述的发明是一种在光学制品基体之上设置了光学多层膜的光学制品，其特征在于，上述光学多层膜的反射光的颜色在CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)中满足0.27≤x≤0.31并且0.30≤y≤0.36的条件，进一步地，在420纳米以上且680纳米以下的波长范围内，反射率始终是1％以下，上述Y是0.5％以下，并且，对于上述光学多层膜而言，在将上述光学制品基体侧作为第1层的情况下，上述光学多层膜是具有将奇数层制成低折射率层、并且将偶数层制成高折射率层的合计7层的物体，设λ为设计波长(480nm以上且520nm以下范围内的任意值)，第6层的光学膜厚度是0.530λ以上且0.605λ以下。
权利要求2～4所述的发明，在上述目的的基础上，为了达成比较简单地提供一种反射光难以察觉的光学制品，并进一步地使反射光难以察觉的目的，而在上述发明中，使上述光学多层膜的第3层的光学膜厚度为0.160λ以上且为0.296λ以下，或者使上述光学多层膜的第3层的光学膜厚度除以上述λ而得到的值p、和上述光学多层膜的第6层的光学膜厚度除以上述λ而得到的值q具有由q＝-0.50p+0.68所表现的关系，并且使上述高折射率层为钛氧化物。
权利要求5所述的发明，为了达成提供一种属于像上述那样的反射光非常难以察觉的、美观方面优良的光学制品的眼镜塑料镜片的目的，关于眼镜塑料镜片，在上述发明中，所述光学制品基体是眼镜塑料镜片基体。
发明效果
根据本发明，在光学制品中，从利用光学多层膜而防止反射的面所反射的少量的反射光，在CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)中满足0.27≤x≤0.31和0.30≤y≤0.36的条件，进一步地，在420纳米以上且680纳米以下的波长范围内，反射率始终是1％以下，上述Y(视觉敏感度反射率)是0.5％以下，并且，对于光学多层膜而言，在将上述光学制品基体侧作为第1层的情况下，该光学多层膜是具有将奇数层制成低折射率层、并且将偶数层制成高折射率层的合计7层的物体，设λ为设计波长(480nm以上且520nm以下范围内的任意值)，使第6层的光学膜厚度是0.530λ以上且0.605λ以下。因此，关于反射光，可以使反射率达到极低的水准、同时彩度比以往的反射色更低、接近于颜色少的无彩色，可以使反射光成为视觉吸引性低的反射光，即可以使反射光成为难以察觉的反射光。
附图说明
图1是表示实施例1～3和比较例1的光谱反射率特性的图表。
图2是表示实施例4～5和比较例2的光谱反射率特性的图表。
图3的(a)是表示实施例1～3和比较例1中涉及的反射光在CIE标准色度系统的色度图中的各位置的图，图3的(b)是表示实施例4～5和比较例2中涉及的反射光在CIE标准色度系统的色度图中的各位置的图，图3的(c)是表示实施例1～5和比较例1～2中涉及的反射光在CIE标准色度系统的色度图中的各位置乃至视觉敏感度反射率Y的表。
图4是表示第3层与第6层的光学膜厚度的优选的相关关系的图表。
具体实施方式
下面，对本发明涉及的实施方式进行说明。此外，本发明的方式并不限定于以下的内容。
作为本发明的光学制品的一例的光学镜片，在镜片基体的表面上，从镜片基体开始按照顺序具有硬质涂层膜和光学多层膜。此外，也可以在镜片基体表面与硬质涂层膜之间形成底涂层、在光学多层膜的表面上形成防污膜、使镜片基体表面与硬质涂层膜之间或者使硬质涂层与光学多层膜之间或者使光学多层膜与防污膜之间等具备中间层、以及省略硬质涂层膜等而将膜结构变更成其他的结构。另外，也可以在镜片基体的背面上或在表面背面两面上形成硬质涂层膜或光学多层膜等。此外，防污膜优选由具有全氟聚醚基的硅烷化合物形成。
作为镜片基体的材质(基材)，例如可以举出塑料和玻璃，作为塑料，例如可以举出聚氨酯树脂、环硫化物树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚醚砜树脂、聚4-甲基1-戊烯树脂、二甘醇二烯丙基碳酸酯树脂等。另外，作为镜片，作为折射率高的优选的物质，例如可以举出将聚异氰酸酯化合物和聚硫醇和/或含硫多元醇加成聚合所得到的聚氨酯树脂，作为折射率更高的优选的物质，可以举出将环硫化物基和聚硫醇和/或含硫多元醇加成聚合所得到的环硫化物树脂。
另外，硬质涂层膜特别优选由有机硅氧烷类树脂和无机氧化物微粒构成。为此，硬质涂层液是将有机硅氧烷类树脂和无机氧化物微粒溶胶作为主要成分在水或者乙醇类的溶剂中分散(混合)之后调节而成。
有机硅氧烷类树脂优选通过将烷氧基硅烷水解并使其缩合而获得。作为烷氧基硅烷的具体例，可以举出γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基硅酸盐。这些烷氧基硅烷的水解缩合物通过将该烷氧基硅烷化合物或者它们的组合在盐酸等的酸性水溶液中水解而制造。
另一方面，作为无机氧化物微粒，例如可以单独使用氧化锌、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铍、氧化锑、氧化钨、氧化铈的各溶胶或者使用将2种以上混晶化的物质。为了确保硬质涂层膜的透明性，无机氧化物微粒的大小优选是1～100纳米(nm)，更优选是1～50nm。另外，为了确保在硬质涂层膜中的硬度和强韧性达到适合的程度，优选无机氧化物微粒的配比量占到硬质涂层成分中40～60％的重量。
除此之外，可以在硬质涂层液中根据需要添加乙酰丙酮金属盐、乙二胺四醋酸金属盐等作为固化催化剂。进一步地，可以通过根据需要在硬质涂层液中添加界面活性剂、着色剂、溶剂等来调整表面涂层剂。
硬质涂层膜的膜厚度优选为0.5～4.0um(微米)，更优选为1.0～3.0um。关于这个膜厚度的下限，因为如果太薄则无法获得实用的硬度，所以设定成不要过薄。另一方面，关于上限，虽然如果增厚则相应地硬度会提升，但是如果过厚，则发生裂纹的可能性会提高，进一步地产生容易变脆等物理性质方面的问题的可能性提高，所以设定成不要过厚。
光学多层膜通过真空蒸镀和溅射法等使低折射率层和高折射率层交互层叠而形成。在各层中使用无机氧化物，作为无机氧化物例如可以举出氧化硅、和比它折射率高的氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化钇、氧化钽、氧化铪、氧化锡、氧化铌、氧化铈、氧化铟。另外，也可以使用不足当量氧化钛(TiOx，x<2并接近于2)，至少可以在1层中使用ITO膜。
光学多层膜被设计成作为防反射膜，并进一步地被赋予下面的特性。即，关于少量反射的反射光的颜色，是CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)中的x在0.27～0.31的范围内、并且y在0.30～0.36的范围内的颜色极难察觉的颜色。另外，在作为可见波长范围的420～680nm内，使反射率为1％以下，而且使视觉敏感度反射率Y为0.5％以下。
【实施例】
《概要》
如下所述，作为属于本发明涉及的光学制品，制作了实施例1～5。另外，为了与实施例1～5对比而制作了不属于本发明的比较例1～2。并且，关于实施例1～5和比较例1～2的每一例，都实施了可见光区域内的光谱反射率特性的测定、以及虽然进行了防止反射但仍然反射的反射光的各CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)的测定。
《结构》
实施例1～5和比较例1～2的镜片基体为塑料制的扁平镜片，在任一例中均使用了折射率1.60的聚氨酯树脂。这些镜片基体可以作为眼镜塑料镜片基体使用，并将其制成眼镜塑料镜片的标准的大小。
并且，在各自的镜片基体的表面上形成了各种防反射膜。任一种均是7层构造的光学多层膜，如果从镜片基体侧开始按顺序定义为第1层～第7层，则用二氧化硅(低折射率材料)形成了奇数层，并且用二氧化钛(高折射率材料)形成了偶数层。并且，以分别具有像下面示出的【表1】～【表6】那样的光学膜厚度的方式，按从第1层～第7层的顺序蒸镀。在这里，【表1】～【表5】按顺序表示实施例1～5中的各层的光学膜厚度等，【表6】～【表7】按顺序表示比较例1～2中的各层的光学膜厚度等。此外，虽然以下主要设想500um作为设计波长(中心波长)λ，但是可以在480～520nm的范围内任意地变更。另外，在λ＝500nm的情况下，二氧化硅的折射率是1.4693，二氧化钛的折射率是2.4176。
【表1】
实施例1
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.050λ
第2层 TiO2 2.4176 0.025λ
第3层 SiO2 1.4693 0.296λ
第4层 TiO2 2.4176 0.046λ
第5层 SiO2 1.4693 0.142λ
第6层 TiO2 2.4176 0.532λ
第7层 SiO2 1.4693 0.261λ
【表2】
实施例2
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.073λ
第2层 TiO2 2.4176 0.038λ
第3层 SiO2 1.4693 0.251λ
第4层 TiO2 2.4176 0.069λ
第5层 SiO2 1.4693 0.127λ
第6层 TiO2 2.4176 0.556λ
第7层 SiO2 1.4693 0.260λ
【表3】
实施例3
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.058λ
第2层 TiO2 2.4176 0.048λ
第3层 SiO2 1.4693 0.204λ
第4层 TiO2 2.4176 0.091λ
第5层 SiO2 1.4693 0.114λ
第6层 TiO2 2.4176 0.571λ
第7层 SiO2 1.4693 0.256λ
【表4】
实施例4
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.059λ
第2层 TiO2 2.4176 0.056λ
第3层 SiO2 1.4693 0.191λ
第4层 TiO2 2.4176 0.100λ
第5层 SiO2 1.4693 0.107λ
第6层 TiO2 2.4176 0.580λ
第7层 SiO2 1.4693 0.256λ
【表5】
实施例5
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.061λ
第2层 TiO2 2.4176 0.068λ
第3层 SiO2 1.4693 0.162λ
第4层 TiO2 2.4176 0.123λ
第5层 SiO2 1.4693 0.088λ
第6层 TiO2 2.4176 0.604λ
第7层 SiO2 1.4693 0.253λ
【表6】
比较例1
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.254λ
第2层 TiO2 2.4176 0.035λ
第3层 SiO2 1.4693 0.123λ
第4层 TiO2 2.4176 0.073λ
第5层 SiO2 1.4693 0.059λ
第6层 TiO2 2.4176 0.508λ
第7层 SiO2 1.4693 0.255λ
【表7】
比较例2
材料 折射率 光学膜厚度
第1层 SiO2 1.4693 0.050λ
第2层 TiO2 2.4176 0.066λ
第3层 SiO2 1.4693 0.159λ
第4层 TiO2 2.4176 0.123λ
第5层 SiO2 1.4693 0.078λ
第6层 TiO2 2.4176 0.629λ
第7层 SiO2 1.4693 0.253λ
《光谱反射率特性·反射光的标准色度系统的色度图(x，y，Y)》
在图1中示出表示实施例1～3和比较例1的光谱反射率特性的图表，在图2中示出表示实施例4～5和比较例2的光谱反射率特性的图表。另外，在图3的(a)中示出表示实施例1～3和比较例1中涉及的反射光在CIE标准色度系统的色度图中的各位置的图，在图3的(b)中示出表示实施例4～5和比较例2中涉及的反射光在CIE标准色度系统的色度图中的各位置的图，在图3的(c)中示出表示实施例1～5和比较例1～2中涉及的反射光在CIE标准色度系统的色度图中的各位置乃至视觉敏感度反射率Y的表。
光谱反射率是使用镜片光谱反射率测定仪(奥林巴斯株式会社生产的USPM-RU)对镜片单面进行了测定的结果。另外，各色度坐标值是使光源为D65光源、使视角为2度，并通过光谱测色法根据光谱反射率作为物体色计算出来的。
在实施例1(第3层光学膜厚度是0.296λ·第6层光学膜厚度是0.532λ)中，(x，y)＝(0.30，0.33)，因为防反射膜的原因，在可见光区域内仅为少量强度的反射光的彩度极低，几乎是无色。进一步地，视觉敏感度反射率Y为0.5％以下的极低值0.27。此外，λ＝500nm，下面只要没有特殊说明都相同。
在实施例2(第3层光学膜厚度是0.251λ·第6层光学膜厚度是0.556λ)中，(x，y)＝(0.31，0.33)，仍然是极低的彩度，视觉敏感度反射率Y也为极低的0.24。在实施例3(第3层光学膜厚度是0.204λ·第6层光学膜厚度是0.571λ)中，(x，y)＝(0.31，0.35)，仍然是极低的彩度，视觉敏感度反射率Y也为极低的0.22。
在实施例4(第3层光学膜厚度是0.191λ·第6层光学膜厚度是0.580λ)中，(x，y)＝(0.30，0.33)，仍然是极低的彩度，视觉敏感度反射率Y也为极低的0.27。在实施例5(第3层光学膜厚度是0.162λ·第6层光学膜厚度是0.604λ)中，(x，y)＝(0.30，0.30)，仍然是极低的彩度，视觉敏感度反射率Y也为极低的0.34。
与此相对，在比较例1(第3层光学膜厚度是0.123λ·第6层光学膜厚度是0.508λ)中，虽然视觉敏感度反射率Y为0.41，但是(x，y)＝(0.35，0.27)，不能说是极低的彩度，在反射光中虽说只有少量却也有颜色掺杂。另外，在比较例2(第3层光学膜厚度是0.159λ·第6层光学膜厚度是0.629λ)中，(x，y)＝(0.31，0.31)，虽然为极低彩度，但是视觉敏感度反射率Y为0.74，未达到0.50以下的水准。
《评价等》
如上述所述，根据实施例1～7，可以提供一种仅产生极少量的反射光且反射光的颜色是无彩色因而反射光极难察觉的光学制品，在奇数层是低折射率层并且偶数层是高折射率层的合计7层的光学多层膜(防反射膜)中，0.27≤x≤0.31并且0.30≤y≤0.36，而且在420～680nm的波长范围内，反射率始终是1％，进一步地，视觉敏感度反射率Y为0.5％以下。在这种光学制品中，如果结合比较例1～2来考虑，则光学多层膜的第6层的光学膜厚度为0.530λ以上且为0.605λ以下。
像这样使第6层的光学膜厚度在上述特定范围内，在使仅少量反射的反射光达到极低的彩度、并且也以高水准降低视觉敏感度反射率时有效，进一步地，如果使第3层的光学膜厚度达到下面的范围，则更有效。即，第3层的光学膜厚度优选是0.160λ以上且0.296λ以下。
进一步地判明，特别是根据实施例1～7，如果使第3层和第6层的光学膜厚度相互关联，则更有助于使反射光无色化和使视觉敏感度反射率高水准化。说明这种关联性的图表如图4所示。如图4所示出的那样，如果设第3层的光学膜厚度除以设计波长λ而得到的值为p，设第6层的光学膜厚度除以设计波长λ而得到的值为q，则它们的光学膜厚度优选具有下式所示出的相关性。
q＝-0.50p+0.68
此外，关于实施例1～7，还另行对粘着性能和耐煮沸性能、耐汗性能、耐盐性能、耐湿性能进行了测试，光学多层膜的第3层和第6层无论与其他层相比是否厚，均具有良好的性能。

Claims (5)

1.一种光学制品，其在光学制品基体之上设置了光学多层膜，其特征在于，
所述光学多层膜的反射光的颜色在CIE标准色度系统的色度图(x，y，Y)中满足0.27≤x≤0.31并且0.30≤y≤0.36的条件，
进一步地，在420纳米以上且680纳米以下的波长范围内，反射率始终是1％以下，
所述Y是0.5％以下，
并且，对于所述光学多层膜而言，在将所述光学制品基体侧作为第1层的情况下，该光学多层膜是具有将奇数层制成低折射率层、并且将偶数层制成高折射率层的合计7层的物体，设λ为设计波长(480纳米以上且520纳米以下的范围内的任意值)，第6层的光学膜厚度是0.530λ以上且0.605λ以下。
2.根据权利要求1所述的光学制品，其特征在于，
所述光学多层膜的第3层的光学膜厚度是0.160λ以上且0.296λ以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学制品，其特征在于，
所述光学多层膜的第3层的光学膜厚度除以所述λ而得到的值p、和所述光学多层膜的第6层的光学膜厚度除以所述λ而得到的值q具有
q＝-0.50p+0.68
的式中所表现的关系。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的光学制品，其特征在于，
所述高折射率层是钛氧化物。
5.一种眼镜塑料镜片，其特征在于，
在权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的光学制品中，所述光学制品基体是眼镜塑料镜片基体。
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