KR200284068Y1 - 미러 코팅된 안경렌즈 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 안경 렌즈에 있어서, 크롬을 다층 코팅막 사이에 진공증착시켜 착색과 함께 미러(mirror)효과를 낼 수 있도록 하는 미러 코팅된 플라스틱 안경렌즈에 관한 것이다.
이러한 본 고안은 다층 코팅막이 형성된 플라스틱 안경렌즈(Spectacle lenses for correcting visions)에 1층 이상의 크롬막을 형성하되 진공 증착기내 하부의 고압의 전자빔에 크롬을 놓고, 아르곤 개스를 진공 증착기 내부의 진공도가 6.5 ×10-5Torr에서 주입하면서 크롬을 렌즈에 진공 증착시킴으로서, 미러 효과와 더불어 염색 없이도 렌즈에 색을 낼 수 있는 것으로, 본 고안의 코팅렌즈는 자외선 차단 효과가 뛰어나고 변색의 문제가 없는 우수한 효과를 나타낸다.
Description
본 고안은 안경 렌즈에 있어서, 크롬을 다층 코팅막 사이에 진공 증착시켜 착색과 함께 미러(mirror)효과를 낼 수 있도록 하는 미러 코팅된 플라스틱 안경렌즈에 관한 것이다.
종래의 안경렌즈는 유리를 주재료로 제작 사용하여 왔으나, 최근 화학물질의 급격한 발달과 금형의 발달로 인해 현재는 안경렌즈로서 가볍고, 파손율이 적으며, 값이 저렴한 합성수지재로 거의 대체되어 있다.
그런데 안경 렌즈의 표면을 코팅하지 않고 그대로 사용하면 안경렌즈에서 반사가 심하여 안경 착용자의 시신경에 자극을 주어 대단히 불편한 감을 느끼게 하고, 특히, 화학물질렌즈(이하,CR 렌즈라 한다)의 경우, 표면 강도가 유리에 비해 약하기 때문에 표면에 스크랫치가 용이하게 발생하여 시력저하의 원인이 되므로, 이를 방지하기 위하여 유리 렌즈의 경우, 대게 2 내지 3층 코팅막을 형성하고, CR렌즈의 경우, 5내지 6층막을 형성시키게 되며, 이렇게 안경렌즈의 표면에 코팅막을 형성시키는 이유는 안경렌즈의 표면 강도를 강하게 하여 스크렛치를 방지하고, 또한 렌즈의 광흡수성을 향상시켜 렌즈에서의 반사를 저하시키도록 하기 위한 것으로, 상기된 코팅막의 성분으로서는 현재 실리카(SiO2:Silcon Dioxide),지르코늄(ZrO2 :Zirconium Oxide)등이 주로 사용된다.
이와 같이 안경렌즈의 표면에 다층 코팅막을 형성시킬 경우 표면강도를 강하게 하고 광흡수성을 향상시키게 되나, 기존의 렌즈는 자외선을 70 ％ 정도 차단하고 가시광선을 40 ％ 이상 차단하기 때문에 자외선과 가시광선 반사광선이 그다지 강렬하지 않은 도심에서나 일반적인 야외의 아웃도어 레저활동용으로 사용하는 데에는 큰 문제가 없다.
태양광선은 대기 중의 먼지, 이산화탄소, 오존층, 각종 오염물질, 공기 입자 등에 의해 많이 걸러지기 때문에 공기가 깨끗한 오지일수록 그리고 고도가 높을수록 자외선과 가시광선의 강도가 높아지게 되므로, 강, 호수, 바다 등에서의 활동 또는 항공 스포츠나 사막, 오지의 탐험 및 등산, 스키 등의 활동에는 자외선을 100 ％ 차단하며, 가시광선을 60 ％ 이상 차단하는 보안경을 반드시 착용해야 눈부심과시력손실이 없게 된다.
특히 사방이 눈으로 뒤덮이고, 공기오염이 적고, 고도가 높아 자연상태에서 가장 반사광선이 강렬하며 자외선과 가시광선마저도 강렬한 만년설 위에서 활동하는 고산등반이나 스키의 경우는 자외선이 100 ％ 차단되며, 가시광선이 80 ％ 이상 차단되는 보안경을 착용해야만 실명현상을 막을 수 있게 된다.
이같이 자외선과 가시광선을 차단하기 위하여 안경렌즈에 색을 넣은 선그라스를 사용하고 있으나, 표면에 거울처럼 반사되는 미러코팅법을 이용하여야만 자외선을 100 ％ 차단시키고 가시광선을 80 ％ 이상 차단시킬 수 있으며, 반사광선의 방현(Glaring)을 없앨 수 있는 것으로, 미러코팅 이외의 방법으로는 이러한 위험요소를 막아낼 수 없어 등산 및 스키용 보안경은 대부분 미러코팅 되어 있는 것을 사용하고 있다.
이러한 미러코팅을 위해 대개의 경우 코팅의 소재로 수은을 사용해 왔으나, 수은 코팅은 렌즈에 색을 넣기 위해(선그라스) 물과 염색 약품을 혼합한 용기에 렌즈를 담근 후 일정온도(80 ~ 90℃)로 가열해 색을 투입시키는 착색과정을 거칠 때 렌즈 정밀도의 균일성이 떨어져 상의 왜곡, 눈의 피로, 시력 저하 등을 초래하며, 렌즈 표면이 긁혀 흠집이 생겼을 때는 시야가 아른거리는 문제점과 함께 착색렌즈는 시간이 흐를수록(6개월) 색이 변한다는 단점을 지니고 있다.
본 고안은 상기된 착색이 변하는 문제와 수은을 사용한 미러코팅의 문제를 없애기 위한 것으로, 진공 증착기의 하부에 위치한 전자빔(Electronic Beam Gun,열전자를 고압으로 가속하고 자장으로 회절을 유도시켜 원하는 증착물질에 충동시켜 물질을 액상점 이상의 온도로 가열하는 장치)에 크롬을 놓고 렌즈에 진공 증착시킴으로서 CR 렌즈에 별도의 착색과정을 거쳐야하는 불편함 없이도 착색 효과를 낼 수 있고 렌즈 바깥쪽 면에서 보면 마치 거울처럼 보이는 미러 효과까지 낼 수 있는 렌즈를 제공하는 것이다.
도 1 은 기존의 다층 코팅막이 형성된 플라스틱 안경렌즈의 단면도
도 2 는 본 고안의 미러 코팅된 플라스틱 안경렌즈 단면도
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1 : 렌즈기판 2 : 하드코팅막
3,5 : 실리카 코팅막 4 : 지르코늄 코팅막
6 : 발수 코팅막 10 : 크롬 코팅막
본 고안에서 미러 코팅과 착색을 위하여 크롬을 진공 증착시키는 진공 증착기는 아르곤 개스와 산소 개스가 3웨이 밸브로 연결되고, 상부에는 150조의 렌즈를 배치한 회전 돔으로 구성되어 있으며, 하부에는 이온 건(Ion Gun)이 배치되어 있는 것으로, 상기 이온 건에 아르곤 개스 및 산소 개스가 3웨이 밸브를 경유하여 인입되는 라인이 형성되어 있고, 또한 저압의 양극 전류(anode current)와 음극 전류(cathode current)가 연결되어 있으며, 진공 증착기의 하부에는 고압의 전류가 연결된 전자 빔이 배설되어 있다.
안경 렌즈에 코팅되는 코팅막의 밀착을 위하여 우선 안경렌즈를 이온 엣칭(etching)을 하지 않으면 코팅이 원활하게 수행될 수 없으므로, 회전 돔 상의 렌즈 표면에 미세 요철을 형성하기 위해, 실리카 코팅 등의 코팅 공정에 앞서 통상의 방법에 따라 양극 전류와 음극 전류로 이루어진 저압으로 아르곤 개스를 주입하여 렌즈 표면을 애칭한 후 실리카나 지르코늄의 코팅막을 형성시키게 된다.
안경렌즈에 코팅막을 형성하는 것은 공지되어 있으나, 도 1 에 도시된 바와 같이 렌즈기판(1)에 하드코팅막(2), 실리카 코팅막(3), 지르코늄 코팅막(4), 실리카 코팅막(5), 발수 코팅막(6)을 형성시키게 되며, 상기된 코팅막은 렌즈의 제조 업체에 따라 달리할 수 있는 것으로, 실리카 코팅막(3)(5)은 고압 전류가 연결된 전자 빔에 실리카를 놓고, 고압을 걸어주면, 진공조 내의 상기 회전 돔 상에 배치된 다수의 렌즈 표면에 실리카가 증착된다.
이 때 코팅의 밀도, 두께, 진공도 등은 제조회사 또는 요구되는 렌즈의 코팅의 특성에 따라 다르나, 요즘은 코팅 장치에 컴퓨터가 연결되어 요구하는 특성을 시뮤레이션으로 확인하고, 그에 따라 공정을 수행할 수 있다.
본 고안은 렌즈기판(1)의 이온 엣칭에 이어 하드 코팅막(2)을 형성시킨 후 제1층으로 크롬 코팅막(10)을 형성하게 되는 것으로, 이 때 아르곤 개스의 일정량을 진공증착기에 주입한다.
크롬은 금속 성분이긴 하나, 산화 주석과 인듐의 혼합물인 파티날(partinal, MERCK제 상품명) 처럼 산소 개스를 주입하지 않아도 투과도의 빈약함이 없으며, 크롬 자체에 아름다운 색체를 보여 루비의 분홍색, 에메랄드의 녹색 등의 착색 원인이 되어 있다.
또한, 크롬자체의 순도가 99 ℃를 전후하고, 상온에서 안정하며 공기 및 물 속에서 변하지 않는 특성을 지니고 있어 미러 코팅과 동시에 색채를 내는데 매우 효과적이다.
아르곤 개스는 크롬 코팅막(10)을 형성시키는 제1층까지만 주입하는데, 진공 증착기의 내압이 초기에는 4 ×10-5Torr으로 하고, 점차 6 ×10-5Torr 내지 7×10-5Torr을 유지하면서 크롬을 진공 증착시킨다.
여기서 크롬을 진공 증착시킬 때의 진공도가 9 ×10-5Torr보다 낮은 저진공을 유지할 경우 렌즈의 투명도가 저하하여 적합하지 않고, 7 ×10-5Torr 보다 높은 고진공을 유지할 경우는 밀착도가 저하하여 바람직하지 못하므로, 바람직하게는 6.5 ×10-5Torr 의 진공도를 유지하면서 진공 증착시키는 것이다.
이러한 크롬 코팅막(10)을 형성시키기 위한 진공증착기의 내부 밀도는 7.20 gm/cm3으로 하고, 임피던스는 28.95 gm/cm2/sec로 맞추어준다.
이상의 조건에 의한 크롬 코팅막(10)이 형성되면 제2층에는 실리카 코팅막(3)을 형성하되 진공증착기의 내부 밀도는 2.20 gm/cm3으로 하고, 임피던스는 8.83 gm/cm2/sec로 맞추어 주며, 제3층에는 지르코늄 코팅막(4)을 형성시키되 진공증착기의 내부 밀도는 5.61 gm/cm3으로 하고, 임피던스는 15.88 gm/cm2/sec로 맞추어 준다.
그리고 제4층은 실리카 코팅막(5)을 형성하되 진공증착기의 내부 밀도는 2.20 gm/cm3으로 하고, 임피던스는 8.83 gm/cm2/sec로 맞추어 준 후 마지막으로 렌즈 표면의 보호와 수분이 접착하였을 때, 얼룩의 형성을 방지하기 위하여 발수 코팅막(6)을 형성하며, 이때 진공증착기의 내부 밀도는 0.97 gm/cm3으로 하고, 임피던스는 1.84 gm/cm2/sec로 맞추어 준다.
이때 상기된 코팅막의 형성시 코팅막의 두께에 따라 색상이 변하게 되는 것으로, 제1층의 크롬 코팅막(10)의 두께가 0.050 KÅ 가 되게 하고, 제2층의 실리카 코팅막(3)의 두께가 0.100KÅ가 되게하며, 제3층의 지르코늄 코팅막(4)의 두께가 0.100KÅ가 되게하고, 제4층의 실리카 코팅막(5)의 두께가 0.050KÅ가 되게하며, 제5층의 발수 코팅막(6)의 두께가 0.060KÅ가 되게 구성 할 경우 실버(silver)미러 코팅이 이루어진다.
그리고 제1층의 크롬 코팅막(10)의 두께가 0.050 KÅ 가 되게 하고, 제2층의 실리카 코팅막(3)의 두께가 0.100KÅ가 되게하며, 제3층의 지르코늄 코팅막(4)의 두께가 0.400KÅ가 되게하고, 제4층의 실리카 코팅막(5)의 두께가 0.150KÅ가 되게하며, 제5층의 발수 코팅막(6)의 두께가 0.060KÅ가 되게 구성 할 경우 블루(blue)미러 코팅이 이루어진다.
또한 제1층의 크롬 코팅막(10)의 두께가 0.020 KÅ 가 되게 하고, 제2층의 실리카 코팅막(3)의 두께가 1.200KÅ가 되게하며, 제3층의 지르코늄 코팅막(4)의 두께가 1.000KÅ가 되게하고, 제4층의 실리카 코팅막(5)의 두께가 0.150KÅ가 되게하며, 제5층의 발수 코팅막(6)의 두께가 0.060KÅ가 되게 구성 할 경우 골드(gold)미러 코팅이 이루어진다.
이와 같이 진공증착기를 이용하여 코팅막을 형성하되 각 코팅막의 두께에 따라 색상을 달리하는 실시예를 표로서 나타내면 다음과 같다.
(실버 미러 코팅)
| 코팅층 | 물질 | 밀도(gm/cm3) | 엠피던스(gm/cm2/sec) | 프로세스게인 | 두께(KÅ) | 진공조내부압력(Torr) | 굴절률 |
| 1 | Cr | 7.20 | 28.95 | 0.050 | 6.5 ×10-5 | ||
| 2 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 0.100 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 3 | ZrO2 | 5.61 | 15.88 | 3.5 | 0.100 | 4 ×10-5 | 2.000 |
| 4 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 0.050 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 5 | 수막 | 0.97 | 1.84 | 1.0 | 0.060 | 3 ×10-5 |
(블루 미러 코팅)
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| 1 | Cr | 7.20 | 28.95 | 0.050 | 6.5 ×10-5 | ||
| 2 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 0.100 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 3 | ZrO2 | 5.61 | 15.88 | 3.5 | 0.400 | 4 ×10-5 | 2.000 |
| 4 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 0.150 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 5 | 수막 | 0.97 | 1.84 | 1.0 | 0.060 | 3 ×10-5 |
(퍼플 미러 코팅)
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| 1 | Cr | 7.20 | 28.95 | 0.020 | 6.5 ×10-5 | ||
| 2 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 1.900 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 3 | ZrO2 | 5.61 | 15.88 | 0.5 | 1.000 | 4 ×10-5 | 2.000 |
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| 5 | 수막 | 0.97 | 1.84 | 1.0 | 0.060 | 3 ×10-5 |
(골드 미러 코팅)
| 코팅층 | 물질 | 밀도(gm/cm3) | 엠피던스(gm/cm2/sec) | 프로세스게인 | 두께(KÅ) | 진공조내부압력(Torr) | 굴절률 |
| 1 | Cr | 7.20 | 28.95 | 0.020 | 6.5 ×10-5 | ||
| 2 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 1.200 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 3 | ZrO2 | 5.61 | 15.88 | 0.5 | 1.000 | 4 ×10-5 | 2.000 |
| 4 | SiO2 | 2.20 | 8.83 | 5.0 | 0.150 | 3 ×10-5 | 1.460 |
| 5 | 수막 | 0.97 | 1.84 | 1.0 | 0.060 | 3 ×10-5 |
본 고안은 크롬을 렌즈에 진공 증착시킴으로서 CR 렌즈에 별도의 착색과정을 거쳐야하는 불편함 없이 착색 효과를 낼 수 있고, 렌즈 바깥쪽 면에서 보면 마치 거울처럼 보이는 미러 효과까지 낼 수 있는 렌즈를 제공하는 것으로, 이러한 미러 코팅 렌즈는 염료를 사용하지 않아 선명도가 우수하고 해상도가 뛰어나며, 렌즈 표면에 긁힘이 생겨도 왜곡 없는 시야를 유지시켜 주는 한편 합성수지재의 렌즈에 코팅하여도 투과율이 유리 렌즈와 같을 정도로 높은 우수한 효과를 나타낸다.
Claims (2)
- 렌즈기판()에 다층 코팅막을 형성시킴에 있어서, 진공 증착기내 하부의 고압의 전자빔에 크롬을 놓고, 아르곤 개스를 진공 증착기 내부의 진공도가 6.5 ×10-5Torr에서 주입하면서 크롬을 진공 증착시켜 크롬으로 제 1코팅막을 형성시킨 것을 특징으로 하는 미러 코팅된 안경렌즈.
- 제 1 항에 있어서,크롬으로 코팅된 제1코팅막은 0.020 내지 0.050 KÅ 의 두께로 코팅되고 제2내지 제5코팅막의 코팅두께에 따라 색상이 결정되는 것을 특징으로 하는 미러 코팅된 안경렌즈.
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|---|---|---|---|
| KR2020020013166U KR200284068Y1 (ko) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 미러 코팅된 안경렌즈 |
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| KR2020020013166U KR200284068Y1 (ko) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 미러 코팅된 안경렌즈 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101266965B1 (ko) | 2011-06-29 | 2013-05-30 | 주식회사 아이디 | 컬러 미러 코팅층이 형성된 ｌｃｄ 패널을 이용한 ｌｃｄ 안경 |
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| WO2021101100A1 (ko) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 주식회사 알엠케이 | 렌즈모듈 및 상기 렌즈모듈을 포함하는 안경모듈 |
| CN113238304A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-10 | 上海伟星光学有限公司 | 采用镀膜银离子负载二氧化锆抗菌聚氨酯镜片的制造方法 |
-
2002
- 2002-04-30 KR KR2020020013166U patent/KR200284068Y1/ko not_active Expired - Fee Related
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