KR100424048B1

KR100424048B1 - 안경용렌즈

Info

Publication number: KR100424048B1
Application number: KR1019960030498A
Authority: KR
Inventors: 쇼시로 마쯔시타; 이쿠오 시미주; 가주코 마부치; 요시히사 이시바; 오리토시 무라타
Original assignee: 교와 핫꼬 고교 가부시끼가이샤; 야마모토 고가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2004-06-30
Also published as: KR970007415A; DE69619440T2; JPH0943550A; TW317610B; EP0756183A2; EP0756183A3; EP0756183B1; DE69619440D1

Abstract

본 발명은 시야의 명도는 유지하면서 태양 광선의 눈부심을 감소시킬 수 있는 안경용 렌즈에 관한 것이다. 본 발명의 렌즈는 표준비시감도곡선(standard relative visibility curve)상의 중심 파장 부근에서 최대 흡수치를 나타내는 유기염료와 자외선 흡수제 및 청색 광선 흡수제를 함유하며, 임의의 성분으로서 적외선 흡수제 및/또는 적외선 반사제를 추가로 함유할 수 있는 합성수지 기재로 제조된다. 이 렌즈는 투과율 곡선상의 550 내지 585㎚에 걸친 파장 범위에서 최소 투과치를 갖고, 이 최소 투과치에서의 광선의 투과율은 25% 이하이며, 590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서 광선의 평균 투과율은 15% 이상이고, 470 내지 550㎚에 걸친 파장 범위에서 광선의 평균투과율은 10% 이상인 광학적 특성을 갖는다.

Description

안경용 렌즈

본 발명은 시야의 명도는 유지시키면서 태양광선에 의한 눈부심(glaring)을 감소시킬 수 있는 안경용 렌즈에 관한 것이다.

태양 광선은 눈에 유해한 몇 가지의 광선을 함유하고 있으며 눈이 부시다는 느낌을 준다. 일반적으로, 선글라스(sunglass)는 태양 광선의 투과를 조절하기 위하여 사용되며, 따라서 도 2에서 보는 바와 같은 표준비시감도곡선(標準比視感度曲線, standard relative visibility curve)상의 중심 파장 부근에서 광선의 투과를억제함으로써 태양 광선의 눈부심을 감소시킬 목적으로 제조된다.

그러나, 통상적인 선글라스는 도 3에서 도시된 바와 같이 다른 파장 범위의 광선의 투과까지도 감소시킨다. 이러한 이유로 선글라스를 박명기(twilight)와 같이 광선의 양이 적은 조건 하에서 사용하는 경우에는 시야 전체가 어두워질 수 있고, 따라서 옥외에서 물체를 관찰하기가 어려울 수 있다. 즉, 태양 광선의 눈부심을 감소시키고자 하는 시도에 의해 전 파장 범위의 투과 광선의 양이 과도하게 감소되고, 이에 의해 물체를 충분히 관찰할 수 없게 되는 문제가 야기될 수 있다.

전체 시야의 명도는 유지하면서 표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근에서 광선의 투과를 감소시킴으로써 눈부심 방지 효과(non-glaring effect)를 나타낼 수 있는 선글라스로서는, 590㎚ 부근에서의 광선의 흡수를 위한 네오디뮴(neodymium) 또는 디디뮴(didymium)을 함유하는 글라스(glass) 재료로 만들어진 선글라스가 잘 알려져 있다. 눈의 보호라는 관점에서 볼 때, 안경 렌즈용 재료로서는 글라스를 사용하는 것 보다는 플라스틱과 같은 합성수지, 특히 내충격성이 높은 폴리카보네이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 요건을 만족하는 플라스틱 렌즈, 특히 폴리카보네이트 수지로 만들어진 렌즈는 없었다. 일본특허공보 소53-39910 호(1978)에는 우수한 시감도(visibility)를 가지며 550 내지 600㎚에 걸친 넓은 범위의 파장의 광선을 흡수할 수 있는 안경용 렌즈가 기술되어 있다. 이러한 형태의 안경용 렌즈는 기재(base material)로서 디에틸렌글리콜 비스알릴카보네이트(상품명 "CR-39" 로 시판됨: PPG Industries, Inc.)를 사용하여 제조되나, 이 물질이 폴리카보네이트수지로 가공되는 경우에 생성된 수지는 염료로 염색하기가 어렵다. 또한, 이러한 안경용 렌즈는 550 내지 650㎚의 파장범위(황색 내지 오렌지색에 상응함)의 광선의 투과를 점진적으로 감소시킨다. 눈부심 방지 효과를 증진시킬 목적으로 황색 광선의 투과를 감소시키는 경우에는 황색 광선 투과의 감소와 함께 오렌지색 광선의 투과 또한 감소된다. 따라서, 이러한 렌즈로 만들어진 안경을 부적합한 상황에서 사용하게 되는 경우에는 예를 들어, 터널의 조명을 위해 사용되는 나트륨 램프(중심파장 589㎚)로부터의 오렌지색 광선을 투과시키기 어렵고, 따라서 시야가 어두워질 수 있는 가능성이 있다.

이러한 상황 하에서 본 발명자들은 시야의 명도는 유지하면서 태양광선의 눈부심은 감소시킬 수 있는 안경용 렌즈를 개발하기 위해 집중적인 연구를 수행하였다. 그 결과, 특정 파장 범위의 태양 광선의 투과를 감소시킴으로써 상기한 문제가 해결될 수 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다.

도 1은 본 발명에 따르는 실시예 1의 안경용 렌즈를 통한 광선의 분광투과율을 나타내는 그래프.

도 2는 표준비시감도곡선을 나타내는 그래프.

도 3은 통상적인 선글라스를 통한 광선의 분광투과율의 가장 대표적인 패턴을 나타내는 그래프.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 따르는 여러 가지 다른 예의 안경용 렌즈를 통한 광선의 분광투과율을 나타내는 그래프.

따라서, 본 발명은 표준비시감도곡선상의 중심파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료와 자외선 흡수제 및 청색 광선 흡수제를 함유하며, 투과율 곡선상의 550 내지 585㎚에 걸친 파장 범위에서 최소 투과치를 갖고, 최소 투과치에서의 광선의 투과율은 25% 이하이며, 590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서의 광선의 평균투과율은 15% 이상이고, 470 내지 550㎚에 걸친 파장 범위에서의 평균 투과율은 10% 이상인 합성수지 기재로 제조된 안경용 렌즈에 관한 것이다. 위에서 언급한 합성수지 기재는 또한 임의의 성분으로서 적외선 흡수제 및/또는 적외선 반사제를 추가로 함유할 수도 있다.

본 발명에 따르는 안경용 렌즈는 표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료, 자외선 흡수제 및 청색 광선 흡수제를 함유하는 합성수지 기재로 만들어진다.

본 명세서에서 사용된 것으로, 용어 "표준비시감도곡선상의 중심 파장" 은 약 555㎚의 파장을 의미하며, 용어 "표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근" 은 약 530 내지 585㎚에 걸핀 파장 범위를 의미한다. 또한, 용어 "최대" 또는 "최소" 는 항상 관련된 가변적 양의 최대치 또는 최소치에 대해 사용되는 것은 아니며, 각각 증가 또는 감소가 중지하고 감소 또는 증가가 시작하는 시점에서의 가변적 양의 값을 의미하는 것이다.

표준비시감도곡선상의 중심파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료의 바람직한 예에는 하기 화학식 1의 스콰릴리움(squarylium) 화합물이 포함될 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

상기 식에서,

m 및 n은 동일하거나 상이하며, 1 내지 4의 정수 중에서 선택된다.

광선 흡수용 염료로서 통상적인 글라스에서 사용되어온 네오디뮴 및 디디뮴은 무기물질이기 때문에 고온에서 용융시켜 성형된 글라스 렌즈 내에 금속 이온의 형태로 혼입될 수 있다. 그러나 이들은 용융된 수지와의 비혼화성으로 인해 합성수지와 혼합시키는 경우에 충분히 분산되지 않기 때문에 어떤 합성수지와도 함께 사용될 수 없다.

본 발명에서는 광선 흡수제로서 상기 유기 염료, 예를 들면 용융된 수지 내에 완전히 분산될 수 있는 스콰릴리움 화합물을 사용하여 태양 광선의 눈부심을 감소시킬 수 있다. 눈부심의 감소를 위해서, 이상적으로는 555㎚의 파장에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료를 사용하는 것이 가장 바람직하나, 본 발명에서 사용되는 유기 염료는 이것으로 특별히 제한되지는 않으며 흡수 피크가 555㎚ 부근에 있기만 하면, 흡수 피크가 어느 정도까지의 폭을 가지고 있기 때문에 유기 염료는 표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근에서 광선을 매우 잘 흡수할 수 있고, 따라서 실제 사용할 때에 어떠한 문제없이 태양 광선의 눈부심을 감소시킬 수 있다.

상기 스콰릴리움 화합물 자체는 본 분야에서 잘 알려져 있으며, 예를 들어 문헌[Angew. Chem. Internat. Edit., 7, 530-535 (1968) 및 Liebigs Ann. Chem., 712, 123 (1968)]에 기술된 것과 같은 방법에 의해 또는 그 방법에 따라 제조할 수 있다.

자외선 흡수제의 예로는 상품명 "JF-86"(Johoku Chemical Co., Ltd. 제품) 및 "시솔브(Seesorb) 705"(Sipro Kasei Co., Ltd. 제품)로 시판되고 있는 것과 같은 시판품이 포함될 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

청색 광선 흡수제의 예로는 상품명 "카야세트 옐로우(Kayaset Yellow) A-G"(Nippon Kayaku Co., Ltd. 제품) 및 "PS 오렌지(Orange) GG"(Mitsui Toatsu Dyes, Ltd. 제품)로 시판되고 있는 것과 같은 시판품이 포함될 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

적외선 흡수제 또는 반사제의 예로는 상품명 "IR750"(Nippon Kayaku Co., Ltd. 제품) 및 "IR 어디티브(Additive) 200"(Dainippon Ink & Chemicals, Inc. 제품)으로 시판되고 있는 것과 같은 시판품이 포함될 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

합성수지 기재의 예로는 안경 렌즈용으로 시판되는 것, 예를 들면 높은 내충격성을 가지고 있어서 가장 바람직한 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), "CR-39"(PPG Industries, Inc. 제품) 및 셀룰로즈 플라스틱, 예를 들면 셀룰로즈아세테이트 및 셀룰로즈프로피오네이트가 포함될 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.

렌즈가 투과율 곡선상의 550 내지 585㎚에 걸친 파장 범위에서 최소 투과치를 가져야 하며, 최소 투과치에서의 광선의 투과율은 25% 이하여야 한다는 요건은 눈에 대해 최대의 눈부심을 주는 태양 광선의 파장 범위에서 광선의 투과를 감소시키기 위해 필요한 것이다. 최소 투과치에서의 광선의 투과율은 20% 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15% 이하이다.

590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서 광선의 평균 투과율이 15% 이상이어야한다는 요건은 오렌지색 광선의 투과를 유지시키기 위한 것이다. 590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서의 광선의 평균 투과율은 20% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 렌즈가 투과율 곡선상의 590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서 최대 투과치를 가지고, 최대 투과치에서의 광선의 투과율이 30% 이상, 가장 바람직하게는 35% 이상인 것이 바람직하다. 이들 후자의 요건은 합성수지 기재 내에 표준비시감도곡선상의 중심파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기염료, 자외선 흡수제 및 청색광선 흡수제 이외에 또한 적외선 흡수제 및/또는 적외선 반사제를 혼입시킴으로써 효과적으로 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르는 안경용 렌즈는 오렌지색 광선의 투과율을 높은 수준으로 유지시키면서 적색 광선의 과도한 투과를 방지함으로써 투과된 전체 광선의 적절한 색상 벨런스를 제공할 수 있다.

470 내지 550㎚에 걸친 파장 범위에서 광선의 평균 투과율이 10% 이상이어야 한다는 요건은 투과된 전체 광선의 적절한 색상 밸런스뿐만 아니라 시야의 명도를 제공하는데에도 필요하다. 특히, 470 내지 550㎚에 걸친 파장 범위에서 모든 파장의 광선의 투과율은 15% 이상인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 20% 이상이다.

400 내지 450㎚에 걸친 파장범위에서 광선의 투과율은 청색 광선 흡수제를 사용함으로써 실질적으로 0으로 만드는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 안경용 렌즈는 예를 들어, 표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료, 자외선 흡수제, 청색 광선 흡수제 및 필요에 따라 적외선 흡수제 및/또는 적외선 반사제를 합성수지 기재에 가하고, 이어서 이들을 혼합하여 첨가제가 렌즈 전체에 균일하게 분산되도록 사출성형 기술에 의해 렌즈 형태로 성형함으로써 제조할 수 있다. 광선 흡수제, 예를 들면 적외선 반사제와 같은 첨가제중의 일부는 진공 침착 또는 그 밖의 다른 유사한 기술에 의해 렌즈의 표면 상에 피복시킬 수 있다.

유기염료의 함량은 합성수지 기재의 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%, 가장 바람직하게는 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%의 범위이다. 자외선 흡수제의 함량은 합성수지 기재의 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 중량% 내지 0.8 중량%의 범위이다. 청색 광선 흡수제의 함량은 합성수지 기재의 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.02 중량%, 가장 바람직하게는 0.002 중량% 내지 0.01 중량% 의 범위이다. 적외선 흡수제 및/또는 적외선 반사제의 함량은 합성수지 기재의 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.05 중량%, 가장 바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.02 중량% 의 범위이다.

실시를 목적으로 하는 경우에는, 편광 필름과 같은 편광 소재를 또한 상기의 합성수지 기재와 배합하여 안경용 렌즈를 제조할 수도 있다. 이러한 경우에, 합성수지 기재와 편광 소재는 인서트 성형기술(insert molding technique) 또는 그 밖의 다른 유사한 기술에 의해 일체형으로 성형될 수 있다. 인서트 성형 기술이 사용되는 경우에는, 편광 필름의 한 면 또는 양면에 플라스틱 시트 또는 시트들이 일체형으로 적층되어 있는 편광 소재를 주형에 삽입하고, 이것을 다양한 첨가제를 함유하는 합성수지 기재의 사출 성형에 사용하여 편광 소재와 합성수지 기재를 일체형으로 성형시킨다.

상술한 바와 같은 편광 소재와 합성수지 기재의 조합에 의해 야기될 수 있는 안경용 렌즈를 통한 광선 투과율의 감소는 예를 들어, 안경용 렌즈에 대한 광선 투과율 및 투과율 곡선이 본 발명의 범위 내에 포함되도록 유기 염료 및 다른 첨가제의 함량을 변화시킴으로써 회복될 수 있다.

본 발명은 이하의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명되나, 본 발명이 이들 실시예로 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

이하에 언급된 성분들을 혼합하여 250℃ 내지 300℃의 조절된 온도에서 사출성형기(Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. 에서 시판)를 사용하여 외경이 75㎜이고 중심두께가 2㎜인 렌즈 형태로 성형하였다.

이와 같이하여 제조된 렌즈를 통한 광선의 분광 투과율을 도 1에 나타내었다. 이 렌즈는 강한 태양 광선 하에서도 눈부심의 느낌이 없었으며, 터널에서 운전하는 경우에도 시야에서 물체를 관찰하는데 문제가 없었다.

실시예 2

이하에 언급된 성분들을 혼합하여 250℃ 내지 300℃의 조절된 온도에서 사출성형기(Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. 에서 시판)를 사용하여 외경이 75㎜이고 중심두께가 2㎜인 렌즈형태로 성형하였다.

이와 같이하여 제조된 렌즈를 통한 광선의 분광 투과율은 도 4에 나타내었다. 이 렌즈는 강한 태양 광선 하에서도 눈부심의 느낌이 없었으며, 터널에서 운전하는 경우에도 시야에서 물체를 관찰하는데 문제가 없었다.

실시예 3

이하에 언급된 성분들을 혼합하여 250℃ 내지 300℃의 조절된 온도에서 사출성형기(Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. 에서 시판)를 사용하여 외경이 75㎜이고 중심 두께가 2㎜인 렌즈 형태로 성형하였다.

이와 같이하여 제조된 렌즈를 통한 광선의 분광 투과율은 도 5에 나타내었다. 이 렌즈는 강한 태양 광선 하에서도 눈부심의 느낌이 없었으며, 터널에서 운전하는 경우에도 시야에서 물체를 관찰하는데 문제가 없었다.

실시예 4

편광 필름의 양면 상에 폴리카보네이트 시트가 적층되어 있는 0.8㎜ 두께의 편광시트(상품명 "Eupironpola" 로 시판됨, Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. 제품)를 안경 렌즈의 윤곽에 상응하는 형태로 펀칭하여 편광 소재를 제조하고, 이것을 주형 내의 안정적인 위치에 삽입시켰다.

이하에 언급된 성분들을 혼합하여 렌즈 형태로 성형하고, 편광 소재와 성형수지를 250℃ 내지 300℃의 조절된 온도에서 사출성형기(Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. 에서 시판)를 사용하여 외경이 75㎜이고 중심두께가 2㎜인일체형으로 성형하였다.

이와 같이하여 제조된 렌즈를 통한 광선의 분광 투과율은 도 6에 나타내었다. 이 렌즈는 강한 태양 광선 하에서도 눈부심의 느낌이 없었으며, 반사 광선에 의한 눈부심을 효과적으로 방지하였고, 터널에서 운전하는 경우에도 시야에서 물체를 관찰하는데 문제가 없었다.

실시예 5

이와 같이하여 제조된 렌즈를 통한 광선의 분광투과율은 도 7에 나타내었다. 이 렌즈는 강한 태양 광선 하에서도 눈부심의 느낌이 없었으며, 터널에서 운전하는 경우에도 시야에서 물체를 관찰하는데 문제가 없었다.

실시예 6

편광 필름의 양면 상에 폴리카보네이트 시트가 적층되어 있는 0.8㎜ 두께의 편광 시트(상품명 "Eupironpola" 로 시판됨, Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. 제품)를 안경 렌즈의 윤곽에 상응하는 형태로 펀칭하여 편광 소재를 제조하고, 이것을 주형 내의 안정적인 위치에 삽입시켰다.

이하에 언급된 성분들을 혼합하여 렌즈 형태로 성형하고, 편광 소재와 성형수지를 250℃ 내지 300℃의 조절된 온도에서 사출 성형기(Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. 에서 시판)를 사용하여 외경이 75㎜이고 중심 두께가 2㎜인 일체형으로 성형하였다.

이와 같이하여 제조된 렌즈를 통한 광선의 분광 투과율은 도 8에 나타내었다. 이 렌즈는 강한 태양 광선 하에서도 눈부심의 느낌이 없었으며, 반사광선에 의한 눈부심을 효과적으로 방지하였고, 터널에서 운전하는 경우에도 시야에서 물체를 관찰하는데 문제가 없었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 태양 광선의 눈부심을 감소시킬 수 있고, 터널의 조명을 위해 사용되는 나트륨 램프(중심파장 589㎚)로 부터의 오렌지색 광선 하에서도 사용할 수 있으며, 유해한 자외선, 청색광선 및 경우에 따라 적외선으로부터 눈을 보호할 수 있는 다양한 용도를 갖는 안경용 렌즈를 제공할 수 있게 되었다.

Claims

표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료와 자외선 흡수제 및 청색 광선 흡수제를 함유하며, 투과율 곡선상의 550 내지 585㎚에 걸친 파장 범위에서 최소 투과치를 갖고, 최소 투과치에서의 광선의 투과율은 25% 이하이며, 590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서의 광선의 평균 투과율은 15% 이상이고, 470 내지 550㎚에 걸친 파장 범위에서의 광선의 평균 투과율은 10% 이상인 합성 수지 기재로 제조된 안경용 렌즈.
제 1 항에 있어서, 합성수지 기재가 적외선 흡수제 및 적외선 반사제로 구성된 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 추가로 함유하며, 기재가 투과율 곡선상의 590 내지 660㎚에 걸친 파장 범위에서 최대 흡수치를 갖고, 최대 흡수치에서의 광선의 투과율은 30% 이상이며, 470 내지 550㎚에 걸친 파장 범위에서 모든 파장의 광선의 투과율은 15% 이상인 안경용 렌즈.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 표준비시감도곡선상의 중심 파장 부근에서 최대 흡수치를 갖는 유기 염료가 하기 화학식 1의 스콰릴리움 화합물인 안경용 렌즈.

상기 식에서, m 및 n은 동일하거나 상이하며, 1 내지 4의 정수중에서 선택된다.
제 1 항, 2 항 또는 3 항에 있어서, 추가로 합성수지 기재와 일체형으로 성형된 편광 소재를 함유하는 안경용 렌즈.