JP2537773B2 - Plastic mirror lenses - Google Patents
Plastic mirror lensesInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面の耐擦傷性の特性を改良し、かつ の反射を軽減したプラスチツク製ミラーコートレンズに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention improves the scratch resistance of a surface, and The present invention relates to a plastic mirror-coated lens with reduced reflection of light.
レジヤー用としての種々のサングラスが市販されてい
るが、最近、特に海外ではガラス表面にミラーコートし
て金属光沢を出したサングラスが増加している。しかし
ながら、これらのミラーコートしたサングラスはその基
材材質がガラスであるため、重くかつ割れ易いため、レ
ジヤー時の活発な活動には不向きの面が多い。このよう
な問題点を解決するため、基材材質を有機化すること
が、考えられ、有機化された基材材質のミラーコートレ
ンズも一部市販されている。しかし、このようなミラー
コートレンズはその材料の耐熱性の面で問題が残されて
おり、また金属との付着性が十分でないため、レンズの
耐擦傷性が極めて悪い。Various types of sunglasses for cashiers are on the market, but recently, particularly overseas, the number of sunglasses in which a glass surface is mirror-coated to give a metallic luster is increasing. However, since these mirror-coated sunglasses are made of glass as a base material, they are heavy and easily broken, and therefore are not suitable for active activities at the time of registering. In order to solve such a problem, it is conceivable that the base material is made organic, and some mirror-coated lenses made of the organic base material are commercially available. However, such a mirror-coated lens has a problem in terms of heat resistance of its material, and its adhesion to a metal is not sufficient, so that the lens has extremely poor scratch resistance.
しかし、最近の真空蒸着法の進展により、プラスチツ
ク材料に対する金属の付着性を向上させる方法が徐々に
実用化されてきた。それらの技術をプラスチツクのミラ
ーコートサングラスに応用した例が特開昭55−46713号
公報、特開昭55−46714号公報、特開昭55−46715号公
報、特開昭55−46716号公報に開示されている。これら
の公報ではミラーコートとして使用可能な金属であるC
u、Au、Al、Ti、Ni、Cr、Co、Ag等を高周波イオンプレ
ーテイング方法により各種プラスチツクにコートし、そ
の密着性をの向上を図つている。However, with the recent progress of the vacuum evaporation method, a method of improving the adhesion of metal to a plastic material has been gradually put into practical use. Examples of applying those techniques to plastic mirror-coated sunglasses are disclosed in JP-A-55-46713, JP-A-55-46714, JP-A-55-46715, and JP-A-55-46716. It is disclosed. In these publications, C is a metal that can be used as a mirror coat.
Various plastics are coated with u, Au, Al, Ti, Ni, Cr, Co, Ag, etc. by a high frequency ion plating method to improve the adhesion.
しかし、眼鏡レンズやサングラスの実際の使用には、
コート膜の密着性の向上のみでは不十分であり、特にプ
ラスチツクレンズの場合には、表面の耐擦傷性の機能を
十分に持たせることが重要な課題となつている。また単
にプラスチツクレンズに金属をコートしたのみでは、コ
ート膜の両面の反射が強くなり、ミラーコートレンズと
しての使用上の不利があり、商品価値を低下させるもの
である。However, in the actual use of eyeglass lenses and sunglasses,
It is not enough to improve the adhesiveness of the coating film alone, and particularly in the case of plastic lenses, it is an important issue to provide the surface with sufficient scratch resistance. Further, merely coating the plastic lens with a metal causes strong reflection on both surfaces of the coating film, which is disadvantageous in use as a mirror-coated lens and reduces the commercial value.
本発明者らは、上記した従来技術の問題点を解決する
ため、検討を加えた結果、プラスチツクレンズの表面を
硬化する方法に着目し、プラスチツクレンズに二酸化硅
素（SiO2）の厚膜を下地層として施し、その上にミラー
コート膜を設けると、下地層の厚みが２μ〜３μと十分
に厚い場合、ミラーコート膜の表面強度を十分に保持で
きることを見い出した。更にミラーコート膜として金属
と金属酸化物の多層構造とすることによつてコート面の
反射増加を維持しつつ、反射面の反対を軽減できること
を見い出した。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have conducted a study and as a result, have focused on a method of curing the surface of a plastic lens, and have a thick film of silicon dioxide (SiO 2 ) formed on the plastic lens. It has been found that, when it is applied as a ground layer and a mirror coat film is provided thereon, the surface strength of the mirror coat film can be sufficiently maintained when the thickness of the underlying layer is sufficiently thick, 2 μ to 3 μ. Further, it has been found that the mirror coating film having a multi-layer structure of metal and metal oxide can reduce the opposite of the reflection surface while maintaining the increase of reflection on the coating surface.
本発明は、このような知見に基づいて達成されたもの
であつて、プラスチックレンズのいずれかの面に、膜厚
が２〜３μｍの無機物のケイ素酸化物を主成分とする下
地層を設け、この下地層上に真空蒸着法による、下記の
蒸着膜からなる多層膜のミラーコート膜を設けたことを
特徴とするプラスチック製ミラーコートレンズ： 第１層;SiO,TiO2,ZrO2のいずれか１種類以上の金属酸化
物 第２層;Cr又はTiからなる金属， 又はこれらの金属の低級酸化物 第３層;TiO2,ZrO2,Ti2O3のいずれか１種類以上の金属酸
化物 第４層；第２層と同様の金属又はこれらの金属酸化物 第５層;SiO2 第６層;SiO,TiO,TiO2,Ti2O3,ZrO2いずれか１種類以上の
金属酸化物である。The present invention has been achieved on the basis of such findings, in which a surface layer of an inorganic silicon oxide having a thickness of 2 to 3 μm as a main component is provided on either surface of a plastic lens, A plastic mirror-coated lens comprising a multi-layered mirror-coated film made of the following vapor-deposited film formed on the underlayer by a vacuum vapor deposition method: First layer; SiO, TiO 2 , or ZrO 2 One or more kinds of metal oxides Second layer; Metals made of Cr or Ti, or lower oxides of these metals Third layer; Any one or more kinds of metal oxides of TiO 2 , ZrO 2 , Ti 2 O 3 Fourth layer; metal similar to the second layer or metal oxide thereof; fifth layer; SiO 2 sixth layer; SiO, TiO, TiO 2 , Ti 2 O 3 , ZrO 2 any one or more kinds of metal oxide Is.
本発明において、プラスチツクレンズの表面に設けら
れる下地層は硅素酸化物を主成分とする物質であり、硅
素酸化物単独でもよいが、硅素酸化物とともに少量の酸
化アルミニウム等を添加した物質でもよい。この下地層
の膜厚は２〜３μであることが必要である。下地層の膜
厚が、２μよりも薄いと、十分な硬度が出ず、ミラーコ
ート膜の表面強度が耐擦傷性に対して弱くなる問題があ
り、一方、下地層の膜厚が、３μよりも厚いと、耐衝撃
性や耐熱性が低下してくる問題がある。In the present invention, the underlayer provided on the surface of the plastic lens is a substance containing silicon oxide as a main component and may be silicon oxide alone, or may be a substance to which a small amount of aluminum oxide or the like is added together with silicon oxide. The thickness of this underlayer needs to be 2 to 3 μm. If the film thickness of the underlayer is less than 2μ, sufficient hardness is not obtained and the surface strength of the mirror coat film is weak against scratch resistance, while the film thickness of the underlayer is less than 3μ. If the thickness is too thick, there is a problem that impact resistance and heat resistance decrease.
この下地層を設けることによつて、ミラーコート膜の
表面硬度を高くできる。下地層の上に設けられるミラー
コート膜は、金属酸化物からなる層と金属又は金属酸化
物からなる層とを含む多層構造である。ここで金属酸化
物には一酸化硅素（SiO）、二酸化硅素（SiO2）、二酸
化チタン（TiO2）、二酸化ジルコニウム（ZrO2）、三酸
化チタン（Ti2O3）、一酸化チタン（TiO）、Crの低級酸
化物等を挙げることができ、金属としてはCr又はTiを挙
げることができる。ミラーコート膜の密着性と耐擦傷性
をより十分に保持できる各種金属酸化物と金属とを検討
した結果、ミラーコート膜を真空蒸着法により形成する
場合、SiO、SiO2、ZrO2、TiO2の金属酸化物とCr又はTi
の金属との組合せが有効であることが判明した。By providing this base layer, the surface hardness of the mirror coat film can be increased. The mirror coat film provided on the base layer has a multilayer structure including a layer made of a metal oxide and a layer made of a metal or a metal oxide. Here, metal oxides include silicon monoxide (SiO), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconium dioxide (ZrO 2 ), titanium trioxide (Ti 2 O 3 ), titanium monoxide (TiO 2 ). ), A lower oxide of Cr, and the like, and the metal includes Cr or Ti. As a result of examining various metal oxides and metals capable of more sufficiently maintaining the adhesion and scratch resistance of the mirror coat film, when forming the mirror coat film by the vacuum deposition method, SiO, SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 Metal oxide and Cr or Ti
It has been found that the combination with the above metal is effective.
また本発明において、下地層を含む多層構造のミラー
コート層として７層とするのが好適である。この場合、
下地層を第１層とすると第２層はSiO、TiO2、又はZrO2
のいずれか１種以上の金属酸化物からなる薄膜、第３層
はCr又はTiの金属、若しくはこれらの金属の低級酸化物
からなる薄膜、第４層はTiO2、ZrO2又はTi2O3のいずれ
か１種以上の金属酸化物からなる薄膜、第５層は第３層
と同様の金属又は金属酸化物からなり、第３層の約２倍
の厚みを有する膜、第６層はSiO2からなる薄膜、第７層
はSiO、TiO2、ZrO2、Ti2O3又はTiOのいずれか１種以上
の金属酸化物からなる薄膜の各層を順次積層すると、こ
のような多層構造のミラーコート層を有するプラスチツ
ク製ミラーコートレンズの眼鏡レンズとしての使用に十
分に耐えられ、かつミラーコート膜の反対面への反射を
軽減できる。また第２層としては特にSiO、第３層とし
ては特にCr又はその低級酸化物、第４層としては特にZr
O2、第５層としては特にCr又はその低級酸化物、第６層
としては特にSiO2、第７層としては特にSiOがそれぞれ
有効である。Further, in the present invention, it is preferable that the number of the mirror coat layers having a multi-layer structure including the underlayer be seven. in this case,
If the underlayer is the first layer, the second layer is SiO, TiO 2 , or ZrO 2
A thin film made of one or more kinds of metal oxides, a third layer made of Cr or Ti metal, or a thin oxide made of a lower oxide of these metals, and a fourth layer made of TiO 2 , ZrO 2 or Ti 2 O 3 A thin film made of one or more metal oxides, the fifth layer is made of the same metal or metal oxide as the third layer, and has a thickness about twice that of the third layer, and the sixth layer is made of SiO. A thin film consisting of 2 and the 7th layer is a mirror having such a multi-layer structure when each layer of a thin film consisting of one or more metal oxides of SiO, TiO 2 , ZrO 2 , Ti 2 O 3 or TiO is sequentially laminated. The mirror-coated lens made of plastic having a coating layer can be sufficiently used as an eyeglass lens, and reflection on the opposite surface of the mirror-coated film can be reduced. The second layer is particularly SiO, the third layer is especially Cr or its lower oxide, and the fourth layer is especially Zr.
O 2 and Cr or its lower oxide are particularly effective as the fifth layer, SiO 2 is especially effective as the sixth layer, and SiO is especially effective as the seventh layer.
なお、本発明のミラーコートレンズはプラスチツク製
であるので、レンズの透過色を調節するためにコーテイ
ング処理の前に好みに応じて染色することが可能であ
る。またミラーコート膜を施したレンズの反射面 も通常の真空蒸着によつてSiO2、Al2O3、SiO、ZrO2、Ti
O2等からなる多層反射防止膜を施すことによつてミラー
コートレンズの の反射率を更に軽減することができる。Since the mirror-coated lens of the present invention is made of plastic, it can be dyed as desired before the coating process in order to adjust the transmission color of the lens. In addition, the reflective surface of the lens with a mirror coat film SiO 2 , Al 2 O 3 , SiO, ZrO 2 , Ti
By applying a multi-layer antireflection film made of O 2 etc., The reflectance of can be further reduced.
本発明によれば、被膜の機械的強度が高く、かつ が低反射の再現性のよいミラーコート膜を有し、プラス
チツク基材に高い密着性を有するプラスチツク製ミラー
コートレンズを提供できる。According to the present invention, the mechanical strength of the coating is high, and It is possible to provide a plastic-made mirror-coated lens having a low-reflection and highly reproducible mirror-coated film and having high adhesion to a plastic substrate.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention is not limited to these.
実施例１ プラスチツク基材にジエチレングリコールビスアリル
カーボネート重合体（CR−39）１を清浄後、圧力５×10
-5Torrで30〜60Å／秒の割合で基板温度を110℃以下に
保つて膜厚２〜３μのSiO2層（第１層）２を真空蒸着に
より形成した。次に第１層面上にSiOを光学的膜厚λ/4
（λ＝450mμ〜580mμ、以下同様である）に膜形成して
第２層３を形成した。第２層３の屈折率は1.7〜1.8であ
る。続いて透過率制御で約60％まで減光させる膜厚のCr
（λ）を形成して第３層４とした。第３層４の膜厚によ
り の反射の強度が変化するので最適な膜厚に調節した。次
にZrO2を光学的膜厚λ/4に膜形成して第４層５を形成し
た。第４層５の屈折率は1.9〜2.0である。続いてミラー
コート膜の主体となる金属Crを透過率制御で20％まで減
光させる膜厚まで形成して第５層６を形成した。続いて
保護膜をかねた反射増加膜としてSiO2層（第６層）７と
SiO層（第７層）８の順に光学的膜厚でそれぞれλ/4づ
つ膜を形成した。Example 1 After cleaning a plastic substrate with diethylene glycol bisallyl carbonate polymer (CR-39) 1, the pressure was 5 × 10 5.
A SiO 2 layer (first layer) 2 having a thickness of 2 to 3 μm was formed by vacuum evaporation while maintaining the substrate temperature at 110 ° C. or lower at −5 Torr at a rate of 30 to 60 Å / sec. Next, SiO is deposited on the surface of the first layer to have an optical film thickness λ / 4.
The second layer 3 was formed by film-forming (λ = 450 mμ to 580 mμ, the same applies hereinafter). The refractive index of the second layer 3 is 1.7 to 1.8. Next, the thickness of Cr is reduced to about 60% by controlling the transmittance.
(Λ) was formed to form the third layer 4. Depending on the thickness of the third layer 4 Since the intensity of the reflection changes with, the film thickness was adjusted to the optimum. Next, ZrO 2 was formed into a film having an optical film thickness of λ / 4 to form the fourth layer 5. The refractive index of the fourth layer 5 is 1.9 to 2.0. Subsequently, the fifth layer 6 was formed by forming metal Cr, which is the main constituent of the mirror coat film, to a film thickness that reduces the light to 20% by controlling the transmittance. Then, an SiO 2 layer (sixth layer) 7 was formed as a reflection-increasing film that doubled as a protective film.
The SiO layer (seventh layer) 8 was formed in the order of λ / 4 with an optical film thickness.
以上のように形成したミラーコート膜の⊥面と の分光反射率の特性図はそれぞれ第２図（ａ）および第
２図（ｂ）の通りである。第２図から本実施例によるミ
ラーコート膜は、⊥面のコート側の反射が可視域全体に
わたり十分反射が強く、それにもかかわらず へのコート膜の反射は２％前後（レンズの 反射の４％を除いた残留反射）と十分良好な反射防止機
能をそなえていることがわかる。With the ⊥ surface of the mirror coat film formed as described above The characteristic diagrams of the spectral reflectance of are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. From FIG. 2, in the mirror coat film according to the present embodiment, the reflection on the coat side of the ⊥ plane is sufficiently strong over the entire visible range, and nevertheless Reflection of the coating film to about 2% (of the lens It can be seen that it has a sufficiently good antireflection function as well as residual reflection (excluding 4% of reflection).
実施例２ 実施例１における第３層４と第５層６の金属Crの代り
にTi層とした以外は実施例１同様にしてミラーコート膜
を形成した。Example 2 A mirror coat film was formed in the same manner as in Example 1 except that a Ti layer was used instead of the metal Cr of the third layer 4 and the fifth layer 6 in Example 1.
実施例３ 実施例１における第４層５のZrO2の代りにTiO2を用い
た他は実施例１同様にしてミラーコート膜を作成した。Example 3 A mirror coat film was prepared in the same manner as in Example 1 except that TiO 2 was used instead of ZrO 2 of the fourth layer 5 in Example 1.
実施例４ 実施例１における第７層８のSiOの代りにZrO2を用い
た他は実施例１同様にしてミラーコート膜を作成した。Example 4 A mirror coat film was prepared in the same manner as in Example 1 except that ZrO 2 was used in place of SiO in the seventh layer 8 in Example 1.
比較例１ 実施例１の下地層であるSiO2層（第１層）１を設けな
い他は実施例１同様にしてミラーコート膜を作成した。Comparative Example 1 A mirror coat film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the SiO 2 layer (first layer) 1 as the underlayer of Example 1 was not provided.
比較例２ ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体
（CR−39）に実施例１と同じ真空蒸着の条件により、直
接Crを真空蒸着して第１実施例における第５層６と同じ
厚さ、濃度のCr層からなるミラーコート膜を形成した。Comparative Example 2 Cr was directly vacuum-deposited on the diethylene glycol bisallyl carbonate polymer (CR-39) under the same vacuum deposition conditions as in Example 1 to form Cr having the same thickness and concentration as the fifth layer 6 in the first example. A mirror coat film composed of layers was formed.
以上のようにして得られたプラスチツク製ミラーコー
ト膜について、以下の性能評価試験を行なつた。The following performance evaluation test was conducted on the plastic mirror coat film obtained as described above.
（性能評価試験） 耐擦傷性：＃0000スチールウールに1kg荷重をかけ、20
往復こすつたときの傷をガラスをＡ、CR−39とＥとし５
段階で評価した。(Performance evaluation test) Scratch resistance: # 0000 Steel wool with a load of 1 kg, 20
The scratches caused by double-sided rubbing are glass A, CR-39 and E. 5
The grade was evaluated.
密着性：セロテープによるクロスカツト試験を行い、全
く膜のはがれないものは○、傷の周辺から少しはがされ
たものは△、明らかに膜がはがれたものは×で表わし
た。Adhesion: A cross-cut test was carried out using cellophane tape, and those with no film peeling were marked with O, those slightly peeled off from the wound periphery were marked with Δ, and those with obvious film peeling were marked with X.
耐候性：キセノンロングライフウエザーメーターWEI・2
5AX（スガ試験機）にて500時間、促進暴露を行ないコー
テイング膜が、黄変してないか、また劣化していないか
を調べた。Weather resistance: Xenon long life weather meter WEI ・ 2
Accelerated exposure was carried out with 5AX (Suga Tester) for 500 hours to examine whether the coating film was yellowed or deteriorated.
実施例１〜４および比較例１〜２の評価結果を第１表
に示す。Table 1 shows the evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
第１図は本発明の一実施例を示すレンズの⊥面の一部拡
大断面図、第２図（ａ）は実施例１で得られたミラーコ
ートレンズの⊥面の反射率特性図、第２図（ｂ）は実施
例１で得られたミラーコートレンズの の反射率特性図である。 １……CR−39（プラスチツク基材） ２……SiO2層 ３……SiO層 ４……Cr層 ５……ZrO2層 ６……Cr層 ７……SiO2層 ８……SiO層FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a ⊥ surface of a lens showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is a reflectance characteristic diagram of a ⊥ surface of a mirror-coated lens obtained in Embodiment 1. FIG. 2B shows the mirror-coated lens obtained in Example 1. 6 is a reflectance characteristic diagram of FIG. 1 …… CR-39 (plastic base material) 2 …… SiO 2 layer 3 …… SiO layer 4 …… Cr layer 5 …… ZrO 2 layer 6 …… Cr layer 7 …… SiO 2 layer 8 …… SiO layer
Claims (2)
厚が２〜３μｍの無機物のケイ素酸化物を主成分とする
下地層を設け、この下地層上に真空蒸着法による、下記
の蒸着膜からなる多層膜のミラーコート膜を、設けたこ
とを特徴とするプラスチック製ミラーコートレンズ： 第１層;SiO,TiO2,ZrO2のいずれか１種類以上の金属酸化
物 第２層;Cr又はTiからなる金属， 又はこれらの金属の低級酸化物 第３層;TiO2,ZrO2,Ti2O3のいずれか１種類以上の金属酸
化物 第４層；第２層と同様の金属又はこれらの金属酸化物 第５層;SiO2 第６層;SiO,TiO,TiO2,Ti2O3,ZrO2いずれか１種類以上の
金属酸化物1. A plastic lens having an undercoating layer having a thickness of 2 to 3 μm and containing an inorganic silicon oxide as a main component, which is formed on one of the surfaces of the plastic lens by a vacuum deposition method. A plastic mirror-coated lens comprising a multi-layered mirror-coated film consisting of: 1st layer; any one or more kinds of metal oxides of SiO, TiO 2 and ZrO 2 2nd layer; Cr or Metals consisting of Ti, or lower oxides of these metals Third layer; Any one or more kinds of metal oxides of TiO 2 , ZrO 2 , and Ti 2 O 3 Fourth layer; Metals similar to the second layer or these Metal oxide of 5th layer; SiO 2 6th layer; SiO, TiO, TiO 2 , Ti 2 O 3 , ZrO 2 Any one or more kinds of metal oxide
レンズの反対面に多層反射防止膜を設けた特許請求の範
囲第１項記載のプラスチック製ミラーコートレンズ。2. The plastic mirror-coated lens according to claim 1, wherein a multilayer antireflection film is provided on the opposite surface of the plastic lens provided with the mirror-coated film.
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |