JP2021179598A - 中赤外線を放出可能なレンズ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】中赤外線を放出可能なレンズの製造方法の提供。【解決手段】本発明の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法は、レンズを遠赤外線放射源内に置き、該レンズに遠赤外線を接受させる工程と、該レンズを硬化液中に浸漬し、該硬化液で該レンズ上をコーティングし、該硬化液がシリコンとイソプロパノールの混合液または該シリコンとメタノールの混合液であり、かつ遠赤外線材料または遠赤外線複合材料が添加される工程と、該硬化液でコーティングされた該レンズを熱乾燥空間内に置いて熱乾燥し、該硬化液を乾燥硬化させて該レンズの表面に硬化層を形成し、そのうち該熱乾燥空間の温度が摂氏８０〜１２０度の間であり、熱乾燥の時間が１〜１０時間の間である工程と、を含む。【選択図】図２
Description
本発明は中赤外線を放出可能なレンズ及びその製造方法に関する。
ＩＳＯ２０４７３の分類によれば、近赤外線の波長は０．７８〜３マイクロメートルの間、中赤外線の波長は３〜５０マイクロメートルの間、遠赤外線の波長は５０〜１０００マイクロメートルの間である。そのうち、波長が４〜１４マイクロメートルの間である中赤外線は人体の分子と共振を発生し、毛細血管の拡張を促進し、血液循環を円滑にして、新陳代謝を促進し、身体の免疫力を高めるため、この波長域の赤外線は「生育光線」と呼ばれている。現在遠赤外線効果を有するメガネフレームがいくつか市販されているが、フレームの遠赤外線を眼球に直接作用させることはできず、かつ遠赤外線の波長効果は中赤外線に及ばない。
台湾発明特許公告第Ｉ２９３２８７号の「遠赤外線放射レンズの製造方法」は、遠赤外線を放射するセラミック粉末と、分散剤と、可塑剤と、プラスチックエステル粒子等のプラスチック系高分子ポリマーを溶融状態下で相互に均一に撹拌して混練し、混練後の遠赤外線材質を含む液体混練物を金型に注入して、金型から離型した後レンズ完成品を製作し、この均一な混練と射出成型および離型を経た最終製品のレンズが、恒久的な遠赤外線放射機能を有することを開示している。
上述の特許出願は製作において遠赤外線放射効果を有するレンズを直接製作しているが、プロセスにおいてセラミック粉末とプラスチックエステル粒子の分散が不均一になると遠赤外線または中赤外線の放射効果が低下したり、レンズの透明度が低下したりする可能性がある。
本発明の目的は、中赤外線を放出可能なレンズの製造方法を提供することにある。
本発明の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法は、レンズと第１遠赤外線放射源を共に１つの作業空間内に置き、摂氏４０〜１１５度の間の温度で加熱を行い、加熱時間が１〜３時間の間であり、該レンズに遠赤外線を接受させる工程と、該レンズを硬化液中に浸漬し、該硬化液により該レンズ上をコーティングするとともに、該硬化液のコーティング厚みを１〜３マイクロメートルの間に制御し、該硬化液がシリコンとイソプロパノールの混合液または該シリコンとメタノールの混合液であり、かつ該硬化液中に遠赤外線材料または遠赤外線複合材料が添加され、該遠赤外線複合材料が該遠赤外線材料と酸化亜鉛（ＺｎＯ）の混合物である工程と、該硬化液でコーティングされた該レンズを熱乾燥空間内に置いて熱乾燥を行い、該硬化液を乾燥・硬化させて該レンズの表面に硬化層を形成させ、そのうち、該熱乾燥空間の温度が摂氏８０〜１２０度の間であり、熱乾燥の時間が１〜１０時間の間である工程とを含む。
本発明はさらに上述の方法を使用して製造した中赤外線を放出可能なレンズを提供する。
さらに、該遠赤外線材料が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、三酸化二アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）のいずれかであり、該硬化液のシリコンの重量固形分が１９％〜３５％の間である。
さらに、該レンズが該第１遠赤外線放射源の遠赤外線を接受する加熱工程は、段階的昇温を採用し、該段階的昇温が摂氏４０〜１１５度の間及び加熱時間１〜３時間の間であり、低温から高温へ段階的に昇温し、昇温の各段階で一定時間維持する。
さらに、該レンズが該第１遠赤外線放射源の遠赤外線を接受する加熱工程は、直接昇温を採用し、該直接昇温が摂氏４０〜１１５度の間及び加熱時間１〜３時間の間であり、低温から高温へ直接昇温し、かつ最高温度で一定時間維持する。
さらに、該作業空間内において複数の該第１遠赤外線放射源が該レンズ周囲に設置される。
さらに、該熱乾燥空間内に第２遠赤外線放射源が設置され、該レンズが熱乾燥過程で該第２遠赤外線放射源が放射する遠赤外線を接受する。
さらに、該硬化層上において蒸着工程が実施され、該蒸着工程が、第１屈折率薄膜層を蒸着する工程と、該第１屈折率薄膜層上に第２屈折率薄膜層を蒸着する工程と、該第１屈折率薄膜層を蒸着する操作と該第２屈折率薄膜層を蒸着する操作が順に１回または複数回実行される工程と、最後にさらに該第２屈折率薄膜層上に該第１屈折率薄膜層を蒸着する工程とを含み、そのうち、該第１屈折率薄膜層の屈折率が該第２屈折率薄膜層の屈折率より低い。
さらに、該第１屈折率薄膜層の屈折率が１．４６〜１．９８の間であり、該第２屈折率薄膜層の屈折率が２．１５〜２．７６の間である。
さらに、該第１屈折率薄膜層が、一酸化ケイ素薄膜層、二酸化ケイ素薄膜層、一酸化ケイ素と二酸化ケイ素の複合薄膜層のいずれかであり、該第２屈折率薄膜層が、二酸化ジルコニウム薄膜層、二酸化チタン薄膜層、三酸化二チタン薄膜層、五酸化三チタン薄膜層のいずれかである。
さらに、酸化インジウムスズ薄膜層が該第１屈折率薄膜層と該第２屈折率薄膜層の間に蒸着される。
さらに、該硬化層上に該第１屈折率薄膜層と該第２屈折率薄膜層を蒸着する前に、先に蒸着したターゲットと該第１遠赤外線放射源を共に該作業空間内に置き、摂氏４０〜１１５度の間の温度で加熱を行い、加熱時間が１〜３時間の間であり、該ターゲットに該遠赤外線を接受させる。
さらに、該遠赤外線材料または該遠赤外線複合材料の該硬化液中における重量比が１％〜５％の間である。
さらに、該遠赤外線複合材料において、該酸化亜鉛（ＺｎＯ）の重量比が２０％〜４０％の間である。
上述の技術的特徴には次のような利点がある。
１、本発明はレンズを遠赤外線放射源中に置くことで、レンズに中赤外線を放出する機能を具備させ、レンズが中赤外線を放出することで目の血液循環を促進する。
２、本発明はレンズ上に硬化液をコーティングし、かつ硬化液中に遠赤外線材料または遠赤外線複合材料を添加することで、乾燥後の硬化層に遠赤外線材料を含有させ、レンズが中赤外線を放出する時間を延長する。
３、本発明は硬化層上に第１屈折率薄膜層、第２屈折率薄膜層及び酸化インジウムスズ薄膜層を蒸着し、複数の薄膜層によりブルーライト、赤外線等の有害光線を遮断するとともに、反射光の紫外線を吸収することで、使用者の目を保護することができる。
図１と図２に示すように、中赤外線を放出可能なレンズの製造方法及び該中赤外線を放出可能なレンズの製造方法で製作した中赤外線を放出可能なレンズ１は、該中赤外線を放出可能なレンズ１の製造方法が次のとおりである。レンズ２と第１遠赤外線放射源Ａを共に作業空間内に置き、摂氏４０〜１１５度の間の温度で加熱を行い、加熱時間が１〜３時間の間であり、該レンズ２に遠赤外線を接受させる。該レンズ２を該作業空間に繰り返しおいて加熱を行い、該レンズ２に該遠赤外線を繰り返し接受させてもよい。本実施例は該作業空間内において該レンズ２を囲むように複数の遠赤外線放射源Ａを設置している（図８参照）。その後該レンズ２を硬化液中に浸漬し、該硬化液で該レンズ２上をコーティングし、該硬化液が、重量部１９〜３３の間のシリコンと重量部６２〜７６の間のイソプロパノールの混合液または重量部１９〜３３の間のシリコンと重量部６２〜７６の間のメタノールの混合液であり、かつ該硬化液中に遠赤外線材料または遠赤外線複合材料が添加され、該遠赤外線複合材料が該遠赤外線材料と酸化亜鉛（ＺｎＯ）の混合物であり、該遠赤外線材料または該遠赤外線複合材料の該硬化液中における重量比が１％〜５％の間であり、該遠赤外線複合材料の該酸化亜鉛（ＺｎＯ）の重量比が２０％〜４０％の間（例えば３０％）であり、該遠赤外線材料が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、三酸化二アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）のいずれかであり、該硬化液のシリコンの重量固形分が１９％〜３５％の間であり、該硬化液でコーティングされた該レンズ２を熱乾燥空間内において熱乾燥を行い、該硬化液を乾燥・硬化させて該レンズ２の表面に硬化層３を形成させ、そのうち、該熱乾燥空間の温度が摂氏８０〜１２０度の間であり、熱乾燥の時間が１〜１０時間の間であり、該硬化層３の厚みが１〜３マイクロメートルの間であり、これにより該中赤外線を放出可能なレンズ１を製造し、そのうち該熱乾燥空間内に第２遠赤外線放射源を設置することができる。
該レンズ１が該第１遠赤外線放射源Ａの遠赤外線を接受する加熱工程は、摂氏４０〜１１５度の間、加熱時間１〜３時間の間で、低温から高温へ段階的に昇温し、昇温の各段階で温度を一定時間維持する段階的昇温、または低温から高温へ直接昇温し、最高温度で一定時間維持する直接昇温の２つの方式がある。段階的昇温は、例えば昇温温度が１１５度のとき、１０度昇温するごとに１０分間温度を維持して１１５度まで到達させる。直接昇温は、例えば昇温温度が１１５度のとき、１１５度まで直接昇温させ、１１５度の温度を１〜３時間維持する。上述の２つの昇温の実施例は、単に本発明の最良の実施例として挙げたものであり、これを以て本発明の実施の範囲を限定することはできず、即ち、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいた簡単な同等効果の変化や修飾はすべて本発明の範囲内に含まれる。
図２から図４に示すように、該中赤外線を放出可能なレンズ１表面の硬化層３上にさらに蒸着工程を実施し、複数の薄膜層を蒸着する。該複数の薄膜層が、第１屈折率薄膜層４と、第２屈折率薄膜層５を含み、そのうち、該第１屈折率薄膜層４の屈折率が該第２屈折率薄膜層の屈折率より低い。該第１屈折率薄膜層４のターゲットは、一酸化ケイ素薄膜層、二酸化ケイ素薄膜層、一酸化ケイ素と二酸化ケイ素の複合薄膜層のいずれかであり、該第１屈折率薄膜層４の屈折率が１．４６〜１．９８の間である。該第２屈折率薄膜層５のターゲットは、二酸化ジルコニウム薄膜層、二酸化チタン薄膜層、三酸化二チタン薄膜層、五酸化三チタン薄膜層のいずれかであり、該第２屈折率薄膜層５の屈折率が２．１５〜２．７６の間である。
３層の薄膜層の蒸着を例とすると、該硬化層３上にまず第１屈折率薄膜層４を蒸着し、その後該第１屈折率薄膜層４に第２屈折率薄膜層５を蒸着して、最後に第２屈折率薄膜層５上に第１屈折率薄膜層４を蒸着する。５層の薄膜層の蒸着を例とすると、該硬化層３に、第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５、第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５を順に蒸着し、最後に該第２屈折率薄膜層５上に該第１屈折率薄膜層４を蒸着する。７層の薄膜層の蒸着を例とすると、該硬化層３に、第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５、第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５、第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５を順に蒸着し、最後に該第２屈折率薄膜層５上に第１屈折率薄膜層４を蒸着する。つまり、最後の１回の第１屈折率薄膜層４蒸着の前に、該第１屈折率薄膜層４と該第２屈折率薄膜層５の蒸着は１回または複数回実行することができる。このほか、該第１屈折率薄膜層４と該第２屈折率薄膜層５の間に酸化インジウムスズ薄膜層６を蒸着してもよい。
上述の蒸着工程を行う前に、ターゲットは直接蒸着に用いることができるが、先にターゲットと該第１遠赤外線放射源Ａを共に該作業空間内に置き、摂氏４０〜１１５度の間の温度で加熱を行い、加熱時間が１〜３時間の間であり、これにより該ターゲットに該遠赤外線を接受させた後、ターゲットを蒸着に用いてもよい。
図２に示すように、該レンズ２の硬化層３上に該第１屈折率薄膜層４、該第２屈折率薄膜層５、該第１屈折率薄膜層４を順に蒸着する。図３と図４に示すように、該第１屈折率薄膜層４と該第２屈折率薄膜層５の間または該第２屈折率薄膜層５と該第１屈折率薄膜層４の間に該酸化インジウム薄膜層６を蒸着する。
図５に示すように、該レンズ２の硬化層３上に第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５、第１屈折率薄膜層４、第２屈折率薄膜層５、該第１屈折率薄膜層４を順に蒸着する。図６と図７に示すように、該第１屈折率薄膜層４と該第２屈折率薄膜層５の間または該第２屈折率薄膜層５と該第１屈折率薄膜層４の間に該酸化インジウム薄膜層６を蒸着した後、該第２屈折率薄膜層５と該第１屈折率薄膜層４を繰り返し蒸着する。
図９に示すように、使用者はメガネフレームを装着し、該メガネフレームには該中赤外線を放出可能なレンズ１が取り付けられており、該レンズ２内の複数の薄膜層により、該中赤外線を放出可能なレンズ１にブルーライトと赤外線を遮断し、反射光の紫外線等有害光線を吸収させることで、使用者の目を保護し、使用の目に対するブルーライト、赤外線及び反射光の紫外線等有害光線によるダメージを回避するとともに、中赤外線の放出により目の血液循環と新陳代謝を促進することができる。
該中赤外線を放出可能なレンズ１を工業技術研究院に送り放射スペクトル８〜１４ｕｍの間の平均放射率測定を実施した。測定原理はＡＳＴＭ−Ｅ１９３３−９９ａ規格のとおりであり、測定データを表１に示す。
測定時は、本発明の開示する方法に従って製造された試験片を眼鏡のレンズの形態に成形し、該試験片は凸面と凹面を備え、そのうち、凸面が上述の眼鏡レンズの外側表面であり、凹面が上述の眼鏡レンズの内側表面である。分光器を使用して反射波長試験を実施したため、試験時は試験片の凹面を黒塗りして、分光器の発生する光源を反射した。黒塗りはマジックペンを使用した。試験によれば、放射スペクトル８〜１４ｕｍの間における試験片の放射率は０．９９（９９％）であり、本発明の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法は確実に高放射率のレンズを製造できることが証明された。
図１０に示すように、本発明の中赤外線を放出可能なレンズの透明なレンズで可視光透過率実験を実施したところ、波長が４００ナノメートル〜７８０ナノメートルの間の可視光は透過率がいずれも９０％以上であり、充分高い透明度を具備できることが分かった。
上述の実施例の説明を総合すると、本発明の操作、使用及び本発明の効果について充分に理解することができる。以上の実施例は、本発明の最良の実施例に基づくものであり、これらを以って本発明の実施の範囲を限定することはできず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいた同等効果の簡単な変化や修飾はすべて本発明の範囲内に含まれる。
１ 中赤外線を放出可能なレンズ
２ レンズ
３ 硬化層
４ 第１屈折率薄膜層
５ 第２屈折率薄膜層
６ 酸化インジウム薄膜層
Ａ 遠赤外線放射源
２ レンズ
３ 硬化層
４ 第１屈折率薄膜層
５ 第２屈折率薄膜層
６ 酸化インジウム薄膜層
Ａ 遠赤外線放射源
Claims (14)
- 中赤外線を放出可能なレンズの製造方法であって、
レンズと第１遠赤外線放射源を共に１つの作業空間内に置き、摂氏４０〜１１５度の間の温度、加熱時間１〜３時間の間で加熱を行い、該レンズに遠赤外線を接受させる工程と、
該レンズを硬化液中に浸漬し、該硬化液により該レンズ上をコーティングするとともに、該硬化液のコーティング厚みを１〜３マイクロメートルの間に制御し、該硬化液がシリコンとイソプロパノールの混合液または該シリコンとメタノールの混合液であり、かつ該硬化液中に遠赤外線材料または遠赤外線複合材料が添加され、該遠赤外線複合材料が該遠赤外線材料と酸化亜鉛（ＺｎＯ）の混合物である工程と、
該硬化液でコーティングされた該レンズを熱乾燥空間内に置いて熱乾燥を行い、該硬化液を乾燥・硬化させて該レンズの表面に硬化層を形成させ、そのうち、該熱乾燥空間の温度が摂氏８０〜１２０度の間であり、熱乾燥の時間が１〜１０時間の間である工程と、
を含むことを特徴とする、中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。 - 前記遠赤外線材料が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、三酸化二アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化物、ケイ化物、ホウ化物、窒化物、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）のいずれかであり、該硬化液のシリコンの重量固形分が１９％〜３５％の間である、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記レンズが該第１遠赤外線放射源の遠赤外線を接受する加熱工程が、段階的昇温を採用し、該段階的昇温が摂氏４０〜１１５度の間及び加熱時間１〜３時間の間であり、低温から高温へ段階的に昇温し、昇温の各段階で一定時間維持する、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記レンズが該第１遠赤外線放射源の遠赤外線を接受する加熱工程が、直接昇温を採用し、該直接昇温が摂氏４０〜１１５度の間及び加熱時間１〜３時間の間であり、低温から高温へ直接昇温し、かつ最高温度で一定時間維持する、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記作業空間内において該レンズ周囲に複数の該第１遠赤外線放射源を設置したことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記熱乾燥空間内に第２遠赤外線放射源が設置され、該レンズが熱乾燥過程で該第２遠赤外線放射源が放射する遠赤外線を接受する、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記硬化層上に蒸着を行う工程を含み、該蒸着工程が、
第１屈折率薄膜層を蒸着する工程と、
該第１屈折率薄膜層上に第２屈折率薄膜層を蒸着する工程と、
第１屈折率薄膜層を蒸着する操作と第２屈折率薄膜層を蒸着する操作が順に１回または複数回実行される工程と、
最後にさらに該第２屈折率薄膜層上に該第１屈折率薄膜層を蒸着する工程と、
を含み、そのうち、該第１屈折率薄膜層の屈折率が該第２屈折率薄膜層の屈折率より低い、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。 - 前記第１屈折率薄膜層の屈折率が１．４６〜１．９８の間であり、該第２屈折率薄膜層の屈折率が２．１５〜２．７６の間である、ことを特徴とする、請求項７に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記第１屈折率薄膜層が、一酸化ケイ素薄膜層、二酸化ケイ素薄膜層、一酸化ケイ素と二酸化ケイ素の複合薄膜層のいずれかであり、該第２屈折率薄膜層が、二酸化ジルコニウム薄膜層、二酸化チタン薄膜層、三酸化二チタン薄膜層、五酸化三チタン薄膜層のいずれかである、ことを特徴とする、請求項７に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記第１屈折率薄膜層と該第２屈折率薄膜層の間に酸化インジウムスズ薄膜層が蒸着される、ことを特徴とする、請求項７に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記硬化層上に該第１屈折率薄膜層と該第２屈折率薄膜層を蒸着する前に、先に蒸着したターゲットと該第１遠赤外線放射源を共に該作業空間内に置き、摂氏４０〜１１５度の間の温度で加熱を行い、加熱時間が１〜３時間の間であり、該ターゲットに該遠赤外線を接受させる、ことを特徴とする、請求項７に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 中赤外線を放出可能なレンズであって、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の前記中赤外線を放出可能なレンズの製造方法で製造されたことを特徴とする、中赤外線を放出可能なレンズ。
- 前記遠赤外線材料または該遠赤外線複合材料の該硬化液中における重量比が１％〜５％の間である、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
- 前記遠赤外線複合材料において、該酸化亜鉛（ＺｎＯ）の重量比が２０％〜４０％の間である、ことを特徴とする、請求項１に記載の中赤外線を放出可能なレンズの製造方法。
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