CN106415329B

CN106415329B - 光学制品、眼镜镜片和眼镜

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Publication number: CN106415329B
Application number: CN201580005202.8A
Authority: CN
Inventors: 高桥宏寿
Original assignee: Tokai Optical Co Ltd
Current assignee: Tokai Optical Co Ltd
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2019-01-11
Anticipated expiration: 2035-01-28
Also published as: JP2015152735A; EP3088922A4; KR102241953B1; CN106415329A; WO2015122278A1; US20160306190A1; US10107941B2; KR20160120727A; EP3088922A1

Abstract

本发明提供一种光学制品等，该光学制品具有防反射性能，同时用于膜形成的材料的种类少，膜结构简单，因此膜的形成容易且成本低廉，进一步具有充分的耐热性。在光学制品中，在基体的单面或双面具备交替层积有SiO₂和ZrO₂的5层结构的光学多层膜，以该光学多层膜中的最靠近所述基体的层为第1层，为ZrO₂的第4层的物理膜厚除以为ZrO₂的第2层的物理膜厚算出的商为1以上4以下。

Description

光学制品、眼镜镜片和眼镜

技术领域

本发明涉及以眼镜镜片(包括太阳镜镜片)为首的光学制品和使用该眼镜镜片的眼镜(包括太阳镜)。

背景技术

作为耐热性得到改善的眼镜镜片，已知有下述专利文献1、2的眼镜镜片。

对于专利文献1的眼镜镜片，其在镜片基材的物体侧和眼球侧的面上具备防反射膜，在该防反射膜中含有氧化硅、氧化钛、钛酸镧、氧化钽、氧化铌中的至少1种以上，物体侧的防反射膜中具备压缩应力，同时，眼球侧的防反射膜中具备小于物体侧的防反射膜的压缩应力或拉伸应力。

此外，在专利文献2的眼镜镜片中，通过利用3元系材料的组合形成防反射膜，由此赋予耐热性能。所述3元系材料为氧化硅；氧化钛、氧化镧和钛的烧结混合体；折射率高于氧化硅的材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-276123号公报

专利文献2：日本特开2005-234188号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1的眼镜镜片中，氧化硅等必须以呈现规定的压缩应力或拉伸应力的状态形成防反射膜，为了具有防反射性能的同时具备充分的耐热性，膜结构复杂，且成本较高。

此外，在专利文献2的眼镜镜片中，如上所述，防反射膜通过3元系材料的组合而形成，因此在膜的设计、形成时的控制中，难度提高，膜形成的成本增加。

因此，技术方案1～4、5、6中记载的发明的目的在于提供一种光学制品、眼镜镜片、眼镜，其具有防反射性能，同时用于膜形成的材料的种类少，膜结构简单，因此膜的形成容易且成本低廉，进一步具有充分的耐热性。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，技术方案1的发明为一种光学制品，其特征在于，(A)在基体的单面或双面具有交替层积有SiO₂和ZrO₂的5层结构的光学多层膜，(B-1)以该光学多层膜中最靠近所述基体的层为第1层，为ZrO₂的第4层的物理膜厚除以为ZrO₂的第2层的物理膜厚算出的商为1以上4以下。

为了实现上述目的，技术方案2的发明为一种光学制品，其特征在于，(A)在基体的单面或双面具有交替层积有SiO₂和ZrO₂的5层结构的光学多层膜，(B-2)以该光学多层膜中最靠近所述基体的层为第1层，为ZrO₂的第4层的物理膜厚除以为ZrO₂的第2层的物理膜厚算出的商为1以上3以下。

为了实现上述目的，技术方案3的发明为一种光学制品，其特征在于，(A)在基体的单面或双面具有交替层积有SiO₂和ZrO₂的5层结构的光学多层膜，(B-3)以该光学多层膜中最靠近所述基体的层为第1层，为ZrO₂的第4层的物理膜厚除以为ZrO₂的第2层的物理膜厚算出的商为1以上2以下。

为了实现上述目的，技术方案4的发明为一种光学制品，其特征在于，(A)在基体的单面或双面具有交替层积有SiO₂和ZrO₂的5层结构的光学多层膜，(B-4)以该光学多层膜中最靠近所述基体的层为第1层，为ZrO₂的第4层的物理膜厚除以为ZrO₂的第2层的物理膜厚的商为1以上1.5以下。

技术方案5的发明为一种眼镜镜片，其特征在于，其使用有上述发明的光学制品。

技术方案6的发明为一种眼镜，其特征在于，其使用有上述发明的眼镜镜片。

发明效果

根据本发明，能够起到提供一种光学制品、眼镜镜片、眼镜的效果，其用于膜形成的材料的种类少、膜结构简单，因此膜的形成容易且可以抑制成本，且可以兼具防反射性和耐热性。

附图说明

图1为示出实施例1～5和比较例6中的、可见区域的分光反射率分布的曲线图。

图2为示出比较例1～5中的、可见区域的分光反射率分布的曲线图。

具体实施方式

以下，适当使用附图对本发明的实施方式例进行说明。需要说明的是，本发明的方式不限于以下内容。

在本发明的眼镜镜片中，对于基体的单面或双面形成有光学多层膜。

在本发明中，基体可以为任何材质，优选具有透光性。作为基体的材料(基材)，可以采用例如聚氨酯树脂、硫代聚氨酯树脂、环硫树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、聚醚砜树脂、聚4-甲基戊烯-1树脂、二乙二醇双烯丙基碳酸酯树脂。此外，作为折射率高(特别是用作眼镜镜片)且优选的材质，可以举出将环硫基与多元硫醇和/或含硫多元醇加成聚合而得到的环硫树脂。

此外，在本发明中，光学多层膜满足下述条件。需要说明的是，光学多层膜形成于双面的情况下，优选任一膜均满足下述条件，进一步优选任一膜均为相同的层积结构。

首先，光学多层膜为交替层积有低折射率层和高折射率层的5层结构。以最基体侧的层(最靠近基体的层)为第1层时，奇数层为低折射率层，偶数层为高折射率层。

接着，低折射率层使用二氧化硅(Silica、SiO₂)形成，高折射率层使用氧化锆(Zirconia、ZrO₂)而形成。

进一步，第4层(高折射率层)的物理膜厚除以第2层(高折射率层)的物理膜厚时算出的商为1以上4以下的范围。需要说明的是，该商(除法的解)优选为1至3的范围，更优选为1至2的范围，进一步优选为1至1.5(3/2)的范围。

在上述商小于1时，第2层的物理膜厚大于第4层的物理膜厚，可见区域(例如波长400纳米(nm)以上800nm以下或400nm以上780nm以下)中的反射率容易增大，用于防止可见区域中的光反射的光学多层膜的设计变得困难。与此相对，在本发明中，上述商为1以上，第2层的物理膜厚小于第4层的物理膜厚，因此能够容易增大可见区域中的透过率，从而提供充分的防反射性能。

另一方面，上述商大于4时，第4层的物理膜厚超过第2层的物理膜厚的4倍，加热时所产生的第2层中的应力与第4层中的应力无法很好地平衡，一方的应力远大于另一方的应力，加热时向光学多层膜、基体施加额外的力，成为产生应变、裂纹的原因，耐热性较不充分。与此相对，在本发明中，上述商为4以下，加热时所产生的第2层中的应力与第4层中的应力取得平衡，在加热时也能够防止向光学多层膜、基体施加额外的力，能够防止应变、裂纹，从而能够提供充分的耐热性能。进一步，上述商越接近1，则应力的平衡越良好，耐热性越高，优选上述商为3以下，更优选上述商为2以下，进一步优选上述商为1.5以下。

上述光学多层膜优选利用真空蒸镀法、溅射法等形成。

在本发明中，可以在光学多层膜与基体之间和/或光学多层膜的表面上附加硬涂层膜、防污膜(防水膜)等其他膜，在双面形成光学多层膜的情况下，可以使所附加的其他膜的种类彼此不同，或者使有无膜彼此不同。

采用硬涂层膜作为附加于光学多层膜与基体之间的膜的情况下，硬涂层膜优选通过在基体表面均匀施加硬涂层液来形成。

此外，作为硬涂层膜，可以优选使用含有无机氧化物微粒的有机硅氧烷系树脂。有机硅氧烷系树脂优选通过使烷氧基硅烷水解缩聚而得到。此外，作为有机硅氧烷系树脂的具体例，可以举出γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、硅酸乙酯或它们的组合。这些烷氧基硅烷的水解缩聚物可通过将该烷氧基硅烷化合物或它们的组合在盐酸等酸性水溶液中水解来制造。

另一方面，作为无机氧化物微粒的材质的具体例，可以举出氧化锌、二氧化硅(Silica微粒)、氧化铝、氧化钛(Titania微粒)、氧化锆(Zirconia微粒)、氧化锡、氧化铍、氧化锑、氧化钨、氧化铈的单独或任2种以上的混晶。从确保硬涂层膜的透明性的观点出发，无机氧化物微粒的直径优选为1nm以上100nm以下，更优选为1nm以上50nm以下。此外，从以适当的程度确保硬涂层膜的硬度、强韧性的观点出发，无机氧化物微粒的混配量(浓度)优选在硬涂层膜的总成分中占有40重量％以上60重量％以下。并且，可以在硬涂层液中附加作为固化催化剂的乙酰丙酮金属盐和/或乙二胺四乙酸金属盐等，进一步可以根据对基体的密合性的确保、形成的容易化、所需的(半)透明色的赋予等需要而添加表面活性剂、着色剂、溶剂等。

硬涂层膜的物理膜厚优选为0.5μm(微米)以上4.0μm以下。对于该膜厚范围的下限，根据若比其薄则不易得到充分的硬度来确定下限。另一方面，对于上限，根据若比其厚则产生涉及物性的问题(裂纹、脆化的产生等)的可能性显著增高来确定上限。

进一步可以在硬涂层膜与基体表面之间附加底涂层。作为底涂层的材质，可以举出例如聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂、有机硅系树脂或它们的组合。

上述光学制品的光学多层膜具有交替层积有低折射率层和高折射率层的5层结构。低折射率层使用SiO₂形成，高折射率层使用ZrO₂形成。因此，光学多层膜为简单的膜结构，形成容易且成本低廉。

此外，上述光学制品的第4层的物理膜厚除以第2层的物理膜厚时的商为1以上4以下的范围，优选为1以上3以下的范围，更优选为1以上2以下的范围，进一步优选为1以上1.5(3/2)以下的范围。由此，在可见区域(例如光的波长400nm以上800nm以下、450nm以上800nm以下或450nm以上750nm以下等)中，能够确保防反射性，同时能够赋予充分的耐热性。

在上述光学制品中，优选基体为眼镜镜片基体，光学制品为眼镜镜片。此外，使用该眼镜镜片，所制作的眼镜能够防止可见区域的光的反射，同时，耐热性优异、费用低。

实施例

[实施例1～5和比较例1～6]

接着，对上述实施方式的本发明的实施例以及不属于本发明的比较例1～6进行说明。需要说明的是，本发明的实施方式不限于以下的实施例。

对于彼此相同的两个以上的眼镜镜片基体，在各眼镜镜片基体的双面上分别形成种类不同的中间膜、光学多层膜，制作涉及眼镜镜片的实施例1～5、比较例1～6。

眼镜镜片基体为硫代氨基甲酸酯系树脂制，是度数为S-2.00的球面镜片基体，折射率为1.60，阿贝数为41，制成作为眼镜镜片的标准大小的圆形。

此外，中间膜采用经硬涂层液的涂布而形成的硬涂层膜。

硬涂层液如下制作。

首先，向容器中滴加甲醇206g(克)、甲醇分散二氧化钛系溶胶(日挥触媒化成株式会社制、固形物30％)300g、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷60g、γ-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷30g、四乙氧基硅烷60g，向该混合液中滴加0.01N(当量浓度)的盐酸水溶液并搅拌，从而进行水解。

接着，加入流量调节剂0.5g和催化剂1.0g，在室温搅拌3小时。

对眼镜镜片基材的各面如下涂布硬涂层液。

即，利用旋涂法使硬涂层液均匀遍布，在120℃的环境中放置1.5小时，由此使硬涂层液发生热固化。

如此形成的硬涂层膜的物理膜厚均为2.5μm。

进一步，光学多层膜在同一眼镜镜片基体中，双面均具有相同的膜结构，均为交替蒸镀有低折射率层与高折射率层的5层结构的光学多层膜。在实施例1～5、比较例中，低折射率层或高折射率层的至少任一膜厚彼此不同。需要说明的是，SiO₂的折射率在实施例1～5至比较例1～6中相同，ZrO₂的折射率也同样。

实施例1～5、比较例的光学多层膜均利用真空蒸镀法形成。

奇数层(第1、3、5层)为低折射率层，由二氧化硅形成，偶数层(第2、4层)为高折射率层，由二氧化锆形成。

下述的[表1]中列出了实施例1～5和比较例6的光学多层膜的各层的折射率、膜厚等。此外，[表2]中列出了比较例1～5的光学多层膜的各层的折射率、膜厚等。

在实施例1中，第4层的物理膜厚除以第2层的物理膜厚算出的商约为1.09，约为1。需要说明的是，如[表1]的“第2层：第4层ZrO₂物理膜厚比例”的栏中所示，该商约为1可以说成是第4层的物理膜厚相对于第2层的物理膜厚的比值约为1：1。

同样地，在实施例2中，上述商约为1.30，上述比值约为2：3。此外，在实施例3中，上述商为2.00，上述比值为1：2。进一步，在实施例4中，上述商约为2.98，上述比值约为1：3。并且，在实施例5中，上述商约为3.98，上述比值约为1：4。

另一方面，如[表2]所示，在比较例1中，上述商约为0.67，上述比值约为3：2。此外，在比较例2中，上述商为0.50，上述比值为2：1。进一步，在比较例3中，上述商为0.66，上述比值约为3：2。进一步，在比较例4中，上述商约为0.33，上述比值约为3：1。并且，在比较例5中，上述商为0.20，上述比值为5：1。

此外，如[表1]所示，在比较例6中，上述商约为4.88，上述比值约为1：5。

【表1】

【表2】

[可见区域的防反射性]

在实施例1～5、比较例1～6中，利用测定机对可见区域的分光反射率分布分别进行测量。将实施例1～5、比较例6中的、可见区域的分光反射率分布示于图1，将比较例1～5中的可见区域的分光反射率分布示于图2。

根据图1所示的反射率分布，在实施例1～5至比较例6的任一例中，可见区域(420nm以上720nm以下)中的最大透过率均为3％以下，更详细而言，实施例1中的波长518nm处的2.2％为最大。由此可知，在实施例1～5至比较例6的任一例中，在可见区域均具有防反射性能。

与此相对，根据图2所示的反射率分布，在比较例1～5中，可见区域中的最大透过率为5～15％的程度，很难说在可见区域具有充分的防反射性能。

即，如实施例1～5、比较例6那样，若第4层的物理膜厚除以第2层的物理膜厚算出的商为1以上，则能够赋予可见区域中的充分的防反射功能。另一方面，如比较例1～5那样，若第4层的物理膜厚除以第2层的物理膜厚算出的商小于1，则难以充分赋予可见区域中的防反射功能。

[耐热性]

对于实施例1～5、比较例6，利用耐热试验和促进耐热试验研究耐热性。需要说明的是，对于比较例1～5，防反射性不充分，因此没有进行关于耐热性的研究。

首先，对于耐热试验进行说明。在设定为下述的[表3]中的“耐热试验结果”旁记载的温度的烘箱内分别投入实施例1～5、比较例6。投入的同时，开始投入时间的计测，投入时间每经过5分钟，暂停投入时间的计测，从烘箱取出，目视确认是否产生裂纹。在产生裂纹的时刻结束对于实施例1～5、比较例6的各自的耐热试验。另一方面，未产生裂纹的情况下，返回烘箱，再次开始投入时间的计测，每个温度的投入时间累积达30分钟时，结束在该温度的投入，在高一阶(10℃)的温度，从最初开始重新计测投入时间并同样地投入烘箱。

[表3]中，还列出耐热试验的结果。

【表3】

根据[表3]，对于比较例6(上述商约为4.88，上述比值约为1：5)，从60℃开始投入，可耐受到在100℃经过5分钟，但是在100℃经过10分钟时产生裂纹。

与此相对，在实施例5(上述商约为3.98，上述比值约为1：4)中，从60℃开始投入，至110℃经过30分钟前未产生裂纹。此外，在实施例4(上述商约为2.98，上述比值约为1：3)中，至110℃经过30分钟前也未产生裂纹。进一步，在实施例3(上述商为2.00，上述比值为1：2)中，至120℃经过10分钟前未产生裂纹。进一步，在实施例2(上述商约为1.30，上述比值约为2：3)中，至120℃经过20分钟前未产生裂纹。并且，在实施例1(上述商约为1.09，上述比值约为1：1)中，至130℃经过5分钟前未产生裂纹。

由此可知，相对于比较例，实施例5的耐热性高，按照实施例4、3、2、1的顺序，耐热性进一步增高。

接着，对于促进耐热试验进行说明。在保持为温度60℃、湿度95％的恒温恒湿试验机(ESPEC株式会社制LHU-113)内投入实施例1～5、比较例，连续放置3天(72小时)。之后，从恒温恒湿试验机中取出，使用设定为下述的[表4]中的“促进耐热试验结果”旁记载的温度的烘箱，实施与上述耐热试验同样的步骤。投入恒温恒湿试验机中能够短期得到与经过长期间的状态同样的状态。

[表4]中，还列出促进耐热试验的结果。

【表4】

根据[表4]，对于比较例6(上述商约为4.88)，从60℃开始投入，可耐受到80℃经过5分钟，但是在80℃经过10分钟时产生裂纹。

与此相对，在实施例5(上述商约为3.98)中，从60℃开始投入，至80℃经过15分钟前未产生裂纹。此外，在实施例4(上述商约为2.98)中，至80℃经过10分钟前也未产生裂纹。进一步，在实施例3(上述商为2.00)中，至90℃经过5分钟前未产生裂纹。进一步，在实施例2(上述商约为1.30)中，至90℃经过10分钟前未产生裂纹。并且，在实施例1(上述商约为1.09)中，至90℃经过30分钟前未产生裂纹。

由此可知，相对于比较例，实施例4经过长时间后的耐热性(耐热性能的持久力)等同，实施例5经过长时间后的耐热性略高，按照实施例3、2、1的顺序经过时间推移后的耐热性更高。

[总结等]

如实施例1～5那样，若光学多层膜的第4层的物理膜厚除以第2层的物理膜厚算出的商为4以下，则在使用了SiO₂和ZrO₂的5层结构这样的简单且容易形成的光学多层膜中，能够赋予可见区域中的防反射功能，同时能够赋予充分的耐热性。需要说明的是，如比较例1～5那样，若该商小于1，则难以进行为了使可见区域具备充分的防反射功能的光学多层膜的设计。

此外，从实施例5至实施例1来看，可知该商越接近1(第4层的物理膜厚相对于第2层的物理膜厚的比值越接近1：1)，越能够维持防反射功能，同时越能够使耐热性良好。

使用实施例1～5的眼镜镜片，能够制作兼具可见区域的防反射性和耐热性的眼镜。此外，能够制作具有与实施例1～5同样的特性的窗用膜(建筑物、车辆等)、相机透镜用过滤器等光学制品。

Claims

1.一种光学制品，其特征在于，在基体的单面或双面形成有满足所有下述各条件的防反射膜，

(1)交替层积有SiO₂和ZrO₂的5层结构，

(2)以最靠近所述基体的层为第1层，为ZrO₂的第4层的物理膜厚除以为ZrO₂的第2层的物理膜厚算出的商为1以上1.09以下。

2.一种眼镜镜片，其特征在于，其使用有权利要求1所述的光学制品。

3.一种眼镜，其特征在于，其使用有权利要求2所述的眼镜镜片。