KR20220044825A - 안경 렌즈 및 안경 렌즈의 제조 방법 - Google Patents

안경 렌즈 및 안경 렌즈의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

렌즈 기재의 표면 상에 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 갖는 안경 렌즈 그리고 안경 렌즈의 제조 방법이 제공된다.

Description

안경 렌즈 및 안경 렌즈의 제조 방법
본 발명은, 렌즈 표면에 항균 성능 및 발수 성능을 갖고 있는 안경 렌즈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
안경 렌즈 등의 렌즈는, 일반적으로 렌즈 기재의 표면을 덮는 다양한 막 (층) 을 구비하고 있다 (특허문헌 1 ∼ 4 참조).
일본 공개특허공보 평9-327622호 일본 공개특허공보 2010-101918호 일본 공개특허공보 2010-139964호 일본 공개특허공보 2018-159860호 렌즈 기재의 표면을 덮는 막으로는, 예를 들어 렌즈 기재에 대하여 흠집가 들어가는 것을 방지하기 위한 하드 코트막, 렌즈 표면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막, 또 렌즈의 물 얼룩을 방지하기 위한 발수막이나, 렌즈의 헤이즈를 방지하기 위한 방담막 등을 들 수 있다. 나아가서는, 렌즈 표면에 항균 성능을 갖게 하여, 특히 의료 현장 등의 클린한 환경에서 일하는 유저에게 바람직한 안경 렌즈나, 렌즈 표면에 대전 방지 성능을 갖게 하여, 먼지 등의 부착을 방지할 수 있는 안경 렌즈도 알려져 있다. 특허문헌 1 에는, 특정한 중합성 화합물과 주로 은 이온으로 이온 치환한 제올라이트를 함유하는 항균성 표면 코트제가 개시되어 있다. 특허문헌 2 에는, 렌즈 표면에 산화텅스텐 또는 산화텅스텐의 복합재의 미립자를 구비하여, 높은 방담 성능이나, 항균·제균 성능 등의 광 촉매 성능을 갖는 안경이 개시되어 있다. 특허문헌 3 에는, 안경용 렌즈 등의 광학 부품의 표면에 반사 방지막을 형성하고, 이 반사 방지막 상에, N-(트리메톡실프로필)이소티오우로늄클로라이드 등의 살균성이 있는 물질을 도포한 광학 부품이 개시되어 있다. 특허문헌 4 에는, 렌즈 등의 기재 표면에, 저굴절률 유전체층 및 고굴절률 유전체층을 포함하는 유전체 다층막을 구비하고, 이 유전체 다층막의 최외층에는 금속 이온 담지 제올라이트 (항균재) 를 포함하는 유전체층을 배치하고, 반사 방지 등의 광학 기능을 가지면서, 항균성을 나타내는 광학 제품 (카메라, 안경 등) 이 개시되어 있다.
상기와 같이, 항균 성능을 갖게 한 렌즈는 종래부터 존재하고 있지만, 항균 성능을 충분히 발휘시키기 위해서는, 항균재를 포함하는 층의 막 두께를 예를 들어 50 ㎚ ∼ 100 ㎚ 정도로 두껍게 할 필요가 있다. 이것으로는, 안경 렌즈의 반사 방지막 상에 도막하면, 간섭 무늬가 발생하게 되어, 광학 특성이 열화하기 때문에, 새롭게 반사 방지막 설계가 필요하게 되어, 기존 설계의 반사 방지막 상에는 적용할 수 없다. 상기 특허문헌 4 에서는, 항균재를 포함하는 유전체 다층막이 반사 방지 등의 광학 기능을 갖는 것으로 되어 있지만, 유전체 다층막의 막설계가 상당히 복잡해진다.
또, 일반적인 안경 렌즈에는, 그 렌즈 최표면에 발수막이 형성되어 있지만, 발수 성능뿐만 아니라, 항균 성능을 동시에 갖게 하는 경우에는, 상기 종래의 항균재를 포함하는 층을 렌즈 표면에 새롭게 형성할 필요가 있다. 그러나, 항균과 발수의 양방의 성능을 얻기 위해, 렌즈 표면에 각각의 막을 형성하고자 하면, 렌즈 최표면을 항균막으로 한 경우에는, 발수 성능을 얻을 수 없다. 또, 렌즈 최표면을 발수막으로 한 경우에는, 항균 성능을 충분히 얻을 수 없다. 즉, 종래 기술에서는, 항균 성능과 발수 성능의 양방의 성능을 얻는 것이 곤란하였다.
본 발명의 일 양태는, 렌즈 표면의 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능이 얻어지는 안경 렌즈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 일반적으로 렌즈 최표면에 형성되어 있는 발수막에 항균 성능을 부여하여, 발수와 항균의 양방의 성능을 갖는 표면을 형성함으로써, 렌즈 표면의 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능이 얻어지는 안경 렌즈의 제공이 가능해지는 것을 알아내었다.
본 발명의 일 양태는,
렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 갖는 안경 렌즈,
에 관한 것이다.
또, 본 발명의 일 양태는,
렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 증착법에 의해 형성하는 것을 포함하는, 안경 렌즈의 제조 방법,
에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈에 의하면, 렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 가짐으로써, 렌즈 표면의 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능이 얻어진다. 또, 이와 같이 높은 항균 성능 및 발수 성능을 동일 막 (상기 도막) 에서 얻을 수 있기 때문에, 도막의 하층에 반사 방지막을 갖는 경우에도, 이 반사 방지막에 의한 반사 방지 성능에 영향을 미치지 않고, 그 때문에, 기존 설계의 반사 방지막 상에 용이하게 적용하는 것이 가능하다. 즉, 현행 제품의 반사 방지 성능을 유지한 채, 렌즈 표면에 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능을 부여할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 제조 방법은, 상기 서술한 안경 렌즈의 제조에 바람직하다.
도 1 은, 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 일 실시형태의 단면도이다.
도 2 는, 증착법에 의한 도막 형성 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 서술한다. 단, 본 발명은 도면에 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1 은, 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 일 실시형태의 단면도이다.
＜안경 렌즈의 구성＞
본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 는, 안경용 렌즈 기재 상에, 렌즈 표면을 흠집 등으로부터 보호하기 위한 하드 코트막 및 렌즈 표면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막 등을 형성한 것이다.
도 1 을 참조하여 구체적으로 설명하면, 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 는, 렌즈 기재 (11) 의 일방의 표면 (11a) (예를 들어 물체측 표면) 상에, 하드 코트막 (12) 를 갖고, 그 위에 반사 방지막 (13) 을 갖고 있다. 이 반사 방지막 (13) 은, 저굴절률층 (13L) 와 고굴절률층 (13H) 의 교호 적층막이다. 또, 본 실시형태에서는, 이 반사 방지막 (13) 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막 (14) 을 갖고 있다. 이 도막 (14) 의 구성의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
이하, 상기 렌즈 기재 (11), 하드 코트 (12) 및 반사 방지막 (13) 에 대하여 각각 순서대로 설명한다.
＜렌즈 기재＞
본 실시형태에 있어서의 렌즈 기재 (11) 는, 제 1 주면 (물체측 표면), 제 2 주면 (안구측 표면), 및 에지면 (가장자리부) 을 갖는다.
렌즈 기재 (11) 의 재질로는, 플라스틱이어도 되고, 무기 유리여도 된다. 예를 들어, 렌즈 기재 (11) 로는, 통상 플라스틱 렌즈에 사용되는 다양한 플라스틱제의 기재를 사용할 수 있다. 플라스틱제의 렌즈 기재는, 렌즈 형성 주형 내에 렌즈 모노머를 주입하여, 경화 처리를 실시함으로써 제조할 수 있다.
렌즈 모노머로는, 특별히 한정되지 않고, 플라스틱 렌즈의 제조에 통상 사용되는 각종의 모노머를 사용할 수 있다. 예를 들어, 분자 중에 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 에스테르 결합, 카보네이트 결합, 우레탄 결합을 갖는 것 등을 사용할 수 있다. 또, 황, 할로겐 원소를 포함하는 화합물도 사용할 수 있고, 특히 핵 할로겐 치환 방향 고리를 갖는 화합물도 사용할 수 있다. 상기 관능기를 갖는 단량체를 1 종 또는 2 종 이상 사용함으로써 렌즈 모노머를 제조할 수 있다. 예를 들어, 스티렌, 디비닐벤젠, 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜비스알릴카보네이트, 디알릴(이소)프탈레이트, 디벤질이타코네이트, 디벤질푸마레이트, 클로로스티렌, 핵 할로겐 치환 스티렌, 핵 할로겐 치환 페닐(메트)아크릴레이트, 핵 할로겐 치환 벤질(메트)아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀 A 유도체의 (디)(메트)아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀 A 유도체의 디알릴카보네이트, 디오르토클로로벤질이타코네이트, 디오르토클로로벤질푸마레이트, 디에틸렌글리콜비스(오르토클로로벤질)푸마레이트, (디)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트의 반응물, 핵 할로겐 치환 페놀 유도체의 모노하이드록시아크릴레이트와 다관능 이소시아네이트의 반응물, 핵 할로겐 치환 비페닐 유도체의 모노하이드록시아크릴레이트와 다관능 이소시아네이트의 반응물, 자일렌디이소시아네이트와 다관능 메르캅탄의 반응물, 글리시딜메타크릴레이트와 다관능 메타크릴레이트의 반응물 등, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 렌즈 기재의 재질은, 예를 들어 폴리티오우레탄 수지, 폴리우레탄 수지 등의 폴리우레탄계 재료, 폴리술파이드 수지 등의 에피티오계 재료, 폴리카보네이트계 재료, 디에틸렌글리콜비스알릴카보네이트계 재료 등을 바람직하게 들 수 있다.
렌즈 기재 (11) 으로는, 통상 무색의 것이 사용되지만, 투명성을 저해하지 않는 범위에서 착색된 것을 사용할 수 있다.
렌즈 기재 (11) 의 굴절률은, 예를 들어 1.50 이상 1.74 이하이다.
렌즈 기재 (11) 로서, 피니시 렌즈, 세미 피니시 렌즈 중 어느 것이어도 된다.
렌즈 기재 (11) 의 표면 형상은 특별히 한정되지 않고, 평면, 볼록면, 오목면 등 중 어느 것이어도 된다.
본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 는, 단초점 렌즈, 다초점 렌즈, 누진 굴절력 렌즈 등 중 어느 것이어도 된다. 누진 굴절력 렌즈에 대해서는, 통상 근용부 영역 (근용부) 및 누진부 영역 (중간 영역) 이 하방 영역에 포함되고, 원용부 영역 (원용부) 이 상방 영역에 포함된다.
＜하드 코트막＞
상기 하드 코트막 (12) 은, 플라스틱 렌즈에 내찰상성을 부여할 수 있다.
하드 코트막 (12) 의 형성 방법으로는, 경화성 조성물을, 스핀 코트법 등에 의해, 렌즈 기재 (11) 의 표면에 도포하고, 도막을 경화시키는 방법이 일반적이다. 경화 처리는, 경화성 조성물의 종류에 따라, 가열, 광 조사 등에 의해 실시된다.
이와 같은 경화성 조성물로는, 예를 들어 자외선의 조사에 의해 실란올기를 생성하는 실리콘 화합물과 실란올기와 축합 반응하는 할로겐 원자나 아미노기 등의 반응기를 갖는 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 광 경화성 실리콘 조성물, 아크릴계 자외선 경화형 모노머 조성물, SiO2, TiO2 등의 무기 미립자를, 비닐기, 알릴기, 아크릴기 또는 메타크릴기 등의 중합성기와 메톡시기 등의 가수 분해성기를 갖는 실란 화합물이나 실란 커플링제 중에 분산시킨 무기 미립자 함유 열 경화성 조성물 등을 바람직하게 들 수 있다. 하드 코트막 (12) 은, 렌즈 기재 (11) 의 재질에 따라 조성이 선택된다. 또한, 하드 코트막 (12) 의 굴절률은, 예를 들어 1.45 이상 1.74 이하이다.
＜반사 방지막＞
상기 반사 방지막 (13) 은, 통상 굴절률이 상이한 층을 적층시킨 다층 구조를 갖고, 간섭 작용에 의해 광의 반사를 방지하는 막이다. 반사 방지막 (13) 의 재질로는, 예를 들어 SiO2, SiO, ZrO2, TiO2, TiO, Ti2O3, Ti2O5, Nb2O5, Al2O3, Ta2O5, CeO2, MgO, Y2O3, SnO2, MgF2, WO3 등의 무기물을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
이와 같은 반사 방지막 (13) 은, 일례로서 저굴절률층 (13L) 과 고굴절률층 (13H) 을 다층 적층하여 이루어지는 다층 구조를 들 수 있다. 저굴절률층 (13L) 의 굴절률은, 파장 500 ∼ 550 ㎚ 에서 예를 들어, 1.35 ∼ 1.80 이다. 고굴절률층 (13H) 의 굴절률은, 파장 500 ∼ 550 ㎚ 에서 예를 들어, 1.90 ∼ 2.60 이다.
저굴절률층 (13L) 은, 예를 들어 굴절률 1.43 ∼ 1.47 정도의 이산화규소 (SiO2) 로 이루어진다. 또, 고굴절률층 (13H) 은, 저굴절률층 (13L) 보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 이루어지고, 예를 들어 산화니오브 (Nb2O5), 산화탄탈 (Ta2O5), 산화지르코늄 (ZrO2), 산화이트륨 (Y2O3), 산화알루미늄 (Al2O3) 등의 금속 산화물을, 적절한 비율로 사용하여 구성된다.
반사 방지막 (13) 의 재질이 상기와 같은 금속 산화물 등의 무기물인 경우, 그 성막 방법으로는, 예를 들어 진공 증착, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, CVD 법, 포화 용액 중에서의 화학 반응에 의해 석출시키는 방법 등을 채용할 수 있다.
다음으로, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막에 대하여 상세히 서술한다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 는, 렌즈 기재 (11) 의 표면 상 (예를 들어 최표면) 에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막 (14) 을 갖는다.
상기 항균재로는, 예를 들어 은 (Ag) 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 은 입자는, 예를 들어 자외광 및 가시광 영역에서 양호한 항균 성능을 발휘하는 것으로, 렌즈 기재 (11) 표면 상에 은 입자를 함유하는 도막 (14) 을 가짐으로써, 렌즈 표면에 높은 항균 성능을 갖게 할 수 있다.
후술하는 증착법에 의해 상기 도막 (14) 을 형성하는 경우, 후술하는 소결 필터 (칩) 상의 은 입자의 고형분 중량은, 0.85 mg (후술하는 은 입자 수분산액 (농도 5,000 ppm) 의 주입량 0.05 ml) 이상이 바람직하고, 특히 바람직하게는, 1.45 mg (후술하는 은 입자 수분산액 (농도 5,000 ppm) 의 주입량 0.1 ml) 이상이다. 또, 이 은 입자의 고형분 중량의 상한값은 특별히 제약되지 않지만, 예를 들어 17.2 mg (후술하는 은 입자 수분산액 (농도 5,000 ppm) 의 주입량 1.0 ml) 이하이다. 여기서, 단위 ppm 은, 중량 기준이다.
상기 은 입자는, 입경이 상기 도막 (14) 의 막 두께보다 작은 입자인 것이 바람직하다. 상기 도막 (14) 의 막 두께보다 입경이 큰 입자가 포함되면, 상기 도막 (14) 의 표면에 돌기가 생겨 렌즈 표면의 광학 성능을 열화시킬 우려가 있다.
이와 같이, 상기 은 입자는, 입경이 상기 도막 (14) 의 막 두께보다 작은 입자인 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이 상기 도막 (14) 의 막 두께를 5 ㎚ 이상 30 ㎚ 이하의 박막으로 하는 경우를 고려하면, 상기 은 입자는, 입경이 1 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 특히 1 ㎚ 이상 5 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
또, 이와 같은 입경이 나노미터 사이즈의 은 입자는, 저온 용융이 가능하기 때문에, 후술하는 바와 같이 항균재 및 발수재를 포함하는 상기 도막 (14) 을 증착법에 의해 형성하는 경우에 바람직하다.
또, 상기 발수재로는, 상기 도막 (14) 표면을 발수성 영역으로 할 수 있는 물질이면, 특별히 제약되지 않고 사용 가능하다. 발수재로는, 예를 들어 불소계 물질을 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 불소계 물질로는, 예를 들어 메타자일렌헥사플로라이드 (C6H4(CF3)2) 등을 사용할 수 있다.
또, 불소계 물질로서, 예를 들어 하기 일반식 (1) 로 나타내는 함불소 실란 화합물을 사용할 수도 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
상기 일반식 (1) 중의 Rf 는 탄소수 1 ∼ 16 의 직사슬형 또는 분기형 퍼플루오로알킬기이며, 바람직하게는 CF3-, C2F5-, C3F7- 이다. R1 은 가수 분해 가능한 기이고, 예를 들어 할로겐 원자, -OR3, -OCOR3, -OC(R3)=C(R4)2, -ON=C(R3)2, -ON=CR5 가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 염소 원자, -OCH3, -OC2H5 이다. 여기서, R3 은 지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기고, R4 는 수소 원자 또는 저급 지방족 탄화수소기고, R5 는 탄소수 3 ∼ 6 의 2 가의 지방족 탄화수소기이다. R2 는 수소 원자 또는 1 가의 유기기이다. 상기 1 가의 유기기는, 불활성인 기인 것이 바람직하다. 상기 1 가의 유기기는, 탄소수 1 ∼ 4 의 1 가의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다. X 는 요오드 원자 또는 수소 원자이고, Y 는 수소 원자 또는 저급 알킬기이다. Z 는 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. a, b, c, d 는 각각 독립적으로 0 ∼ 200 의 범위의 정수이며, 바람직하게는 1 ∼ 50 의 범위의 정수이다. e 는 0 또는 1 이다. m, n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 2 의 범위의 정수이며, 바람직하게는 0 이다. p 는 1 이상의 정수이며, 바람직하게는 1 ∼ 10 의 범위의 정수이다.
또, 상기 화합물의 분자량 (중량 평균 분자량 (Mw)) 에 대해서는 특별히 제약은 되지 않고, 예를 들어 5 × 102 ∼ 1 × 105 가 바람직하고, 특히 바람직하게는 5 × 102 ∼ 1 × 104 이다.
또, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 함불소 실란 화합물의 특히 바람직한 것으로는, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
상기 일반식 (2) 중의 R1, Y, m 은 상기 일반식 (1) 과 동일한 의미이다. q 는 1 ∼ 50 의 범위의 정수이며, r 은 1 ∼ 10 의 범위의 정수이다.
또한, 상기 발수재로는, 상기 도막 (14) 표면을 발수성 영역으로 하는 물질이면 특별히 제약되지 않고 사용 가능하기 때문에, 상기 예시 물질에 한정되는 것은 아니다.
상기 항균재 (예를 들어 은 입자) 및 상기 발수재 (예를 들어 불소계 물질) 를 포함하는 상기 도막 (14) 의 막 두께는, 렌즈 표면의 광학 특성의 열화 (간섭 무늬의 발생 등) 를 억제할 수 있도록, 가능한 한 박막화하는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 상기 도막 (14) 의 막 두께는, 5 ㎚ 이상 30 ㎚ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 10 ㎚ 이상 15 ㎚ 이하의 범위이다. 상기 안경 렌즈에서는, 상기 항균재 및 상기 발수재를 포함하는 상기 도막 (14) 의 막 두께가 예를 들어 30 ㎚ 이하의 박막이어도 높은 항균 성능과 발수 성능의 양방의 성능을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 에 있어서, 상기 도막 (14) 의 렌즈 기재 (11) 측과는 반대측의 표면은, 물에 대한 접촉각이 예를 들어 100°이상 120°이하이며, 렌즈 표면은 양호한 발수 성능을 구비할 수 있다.
또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 는, 상기 도막 (14) 의 하층에 반사 방지막 (13) 을 갖고 있다. 본 실시형태에 의하면, 렌즈 표면에 항균 성능 및 발수 성능을 발휘시키는 상기 도막 (14) 의 막 두께를 예를 들어 30 ㎚ 이하로 얇게 할 수 있기 때문에, 반사 방지막 (13) 에 의한 반사 방지 성능에 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 기존 설계의 반사 방지막 상에 용이하게 적용하는 것이 가능하다.
또한, 도 1 의 실시형태에서는, 렌즈 기재 (11) 의 일방의 표면 (11a) (예를 들어 물체측 표면) 상에 상기 도막 (14) 을 갖는 양태를 도시하고 있다. 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈는, 이것에 한정되지 않고, 렌즈 기재 (11) 의 제 1 주면 (물체측 표면) 뿐만 아니라, 다른 일방의 제 2 주면 (안구측 표면) 상에도 상기 도막 (14) 을 갖는 양태도 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 에 의하면, 렌즈 기재 (11) 의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막 (14) 을 가짐으로써, 렌즈 표면의 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능이 얻어진다. 또, 이와 같이 높은 항균 성능 및 발수 성능을 동일 막 (상기 도막 (14)) 에서 얻을 수 있다. 또, 도막 (14) 의 하층에 반사 방지막 (13) 을 갖는 경우에도, 이 반사 방지막 (13) 에 의한 반사 방지 성능에 영향을 미치지 않는 것이 가능하고, 그 때문에, 기존 설계의 반사 방지막 상에 용이하게 적용할 수 있다. 즉, 현행 제품의 반사 방지 성능을 유지한 채, 렌즈 표면에 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능을 부여할 수 있다.
다음으로, 상기 서술한 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 안경 렌즈 (1) 의 제조에 바람직한 안경 렌즈의 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 제조 방법은, 렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 증착법에 의해 형성하는 것을 포함한다.
전술한 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 는, 렌즈 기재 (11) 의 일방의 표면 (11a) 상에, 하드 코트막 (12) 을 갖고, 그 위에 반사 방지막 (13) 을 갖고, 또한 이 반사 방지막 (13) 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막 (14) 을 갖고 있다. 하드 코트막 (12) 및 반사 방지막 (13) 의 성막 방법 등에 대해서는 이미 설명한 바와 같다.
이하, 상기 도막 (14) 의 형성 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 제조를 위해서는, 항균재 및 발수재를 포함하는 상기 도막 (14) 을 증착법에 의해 형성하는 방법을 바람직하게 적용할 수 있다.
도 2 는, 증착법에 의한 도막 형성 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 2 에서는 상기 하드 코트막 (12) 및 반사 방지막 (13) 의 도시를 생략하고 있다.
도시하고 있지 않는 진공 챔버 안에 있어서, 예를 들어 몰리브덴 보트 (도시 생략) 상에 놓여진 항균재와 발수재가 주입되어 있는 소결 필터 (2) 를 가열 수단 (3) 에 의해 가열함으로써, 항균재 및 발수재를 동시에 가열하고, 증발시켜, 렌즈 기재 (11) 의 표면 상에 부착시킴으로써, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막 (14) 을 형성한다.
상기 항균재와 발수재가 주입되어 있는 소결 필터 (2) 는 예를 들어 이하와 같이 하여 준비한다.
소결 필터 (2) 에, 항균재 (바람직하게는 예를 들어 은 입자) 의 예를 들어 수분산액과, 발수재 (바람직하게는 예를 들어 불소계 물질) 를 함유하는 도포액을 각각 주입하고, 예를 들어 50 ℃, 1 시간 건조시켜, 소결 필터 (2) 내에 항균재 및 발수재의 고형분을 남기도록 한다.
가열 수단 (3) 으로는, 예를 들어 할로겐 히터 등을 사용할 수 있다.
항균재로서 예를 들어 은 입자를 사용하고, 발수재로서 예를 들어 불소계 물질을 사용하는 경우, 이상의 증착법에 의해, 렌즈 기재 (11) 의 표면 상에 부착, 형성된 도막 (14) 은, 도막 (발수재로 이루어지는 발수막) 중에 항균재인 은 입자가 존재하고 있는 것으로 추측된다.
성막시의 상기 진공 챔버 안의 압력은, 사용하는 항균재, 발수재의 종류 등에 따라서도 상이하고, 일률적으로 말할 수 없지만, 예를 들어 2 × 10-2 Pa 이하인 것이 바람직하다.
또, 성막시의 가열 온도에 대해서는, 사용하는 항균재, 발수재의 종류 등에 따라서도 상이하고, 일률적으로 말할 수 없지만, 예를 들어 100 ℃ 이상 750 ℃ 이하의 범위에서 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 여기서, 성막시의 가열 온도란, 성막을 실시하는 장치의 내부 분위기 온도를 말하고, 예를 들어 진공 챔버의 내부 분위기 온도일 수 있다.
또, 성막 시간을 적절히 조절함으로써, 형성되는 도막 (14) 의 막 두께를 조정하는 것이 가능하다.
이상과 같이 하여, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막 (14) 이 렌즈 표면에 형성되고, 본 실시형태의 안경 렌즈 (1) 가 완성된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 제조 방법은, 상기 서술한 본 발명의 일 양태에 관련되는 안경 렌즈의 제조에 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 나타내는 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
안경 렌즈용 모노머 (미츠이 화학 주식회사 제조, 상품명 「MR8」) 에 의해 제조한 안경용 렌즈 기재의 일방의 표면 (볼록면) 의 전체면에, 무기 산화물 입자와 규소 화합물을 포함하는 하드 코트액을 스핀 코팅에 의해 도포하고, 100 ℃, 60 분 가열 경화시킴으로써, 두께 3 ㎛ 의 단층의 하드 코트막을 형성하였다.
다음으로, 상기 하드 코트막을 형성한 안경 렌즈를 증착 장치에 넣고, 상기 하드 코트막 상의 전체면에, 진공 증착법에 의해, SiO2-ZrO2-SiO2 층을 교대로 적층한 반사 방지막을 형성하였다.
＜항균재 함유액 및 발수재 함유액의 조제＞
항균재 함유액으로서, 은 입자 (입경 5 ㎚) 의 수분산액 (농도 (함유량) 5,000 ppm) 을 조제하였다.
또, 발수재 함유액으로서, 불소계 물질로서 메타자일렌헥사플로라이드를 함유하는 도포액 (코팅액) 을 조제하였다.
＜도막의 형성＞
크기 φ18 ㎜ 직경의 원판상의 소결 필터 (재질 : SUS) 의 표면에, 상기 은 입자의 수분산액 0.5 ml 를 주입하고, 건조로 내에서 50 ℃, 1 시간 건조시켰다. 건조 후의 Ag 고형분 중량은 0.0077 g 이었다. 이어서, 동일 소결 필터의 표면에, 상기 함불소 실란 화합물을 함유하는 도포액을 0.25 ml 주입하고, 건조로 내에서 50 ℃, 1 시간 건조시켰다.
전술한 도 2 에 나타내는 바와 같이, 진공 챔버 안에서, 상기와 같이 하여 준비한 항균재와 발수재가 주입되어 있는 소결 필터를 몰리브덴 보트 상에 얹어, 가열 수단에 의해 가열하였다. 가열 수단으로는, 할로겐 히터를 사용하였다. 성막시의 가열 온도는, 650 ℃ 로 조절하였다. 또, 성막시의 진공 챔버 안의 압력은, 2 × 10-2 Pa 이하로 하였다.
이로써, 항균재 및 발수재를 동시에 가열하고, 증발시켜, 안경 렌즈의 표면에 부착시킴으로써, 항균재 및 발수재를 포함하는 막 두께 15 ㎚ 의 도막을 형성하였다. 또한, 성막 시간을 적절히 조절함으로써, 형성되는 도막의 막 두께를 조정하였다.
이상과 같이 하여, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막이 렌즈 표면에 형성되어, 실시예 1 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 2)
소결 필터에 대한 상기 은 입자의 수분산액의 주입량을 1.0 ml 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 안경 렌즈의 표면에 막 두께 15 ㎚ 의 도막을 형성하고, 실시예 2 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 3)
소결 필터에 대한 상기 은 입자의 수분산액의 주입량을 0.1 ml 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 안경 렌즈의 표면에 막 두께 15 ㎚ 의 도막을 형성하고, 실시예 3 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 4)
소결 필터에 대한 상기 은 입자의 수분산액의 주입량을 0.05 ml 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 안경 렌즈의 표면에 막 두께 15 ㎚ 의 도막을 형성하고, 실시예 4 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 5)
항균재로서 사용하는 은 입자의 입경이 3 ㎚ 인 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 안경 렌즈의 표면에 막 두께 15 ㎚ 의 도막을 형성하고, 실시예 5 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 6)
항균재로서 사용하는 은 입자의 입경이 8 ㎚ 인 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 안경 렌즈의 표면에 막 두께 15 ㎚ 의 도막을 형성하고, 실시예 6 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 7)
안경 렌즈의 표면에 형성하는 도막의 막 두께를 30 ㎚ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 7 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 8)
안경 렌즈의 표면에 형성하는 도막의 막 두께를 10 ㎚ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 8 의 안경 렌즈를 제작하였다.
(실시예 9)
안경 렌즈의 표면에 형성하는 도막의 막 두께를 5 ㎚ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 9 의 안경 렌즈를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 실시예 1 ∼ 9 의 각 안경 렌즈에 대하여, 이하의 평가 시험을 실시하였다. 그 결과를 정리하여 하기 표 1 에 나타냈다.
[항균 성능]
JIS Z 2801 : 2012 에 따라 항균 성능의 평가를 실시하였다. 또한, 렌즈 표면에 상기 도막을 형성하고 있지 않은 안경 렌즈를 참조용 샘플로 하였다.
50 ㎜ × 50 ㎜ 의 시험편 (상기 각 실시예의 안경 렌즈와 상기 참조용 샘플) 을 멸균이 완료된 샬레에 넣은 후, 1.0 × 105 개 ∼ 4.0 × 105 개의 시험균 (황색 포도상구균 또는 대장균) 을 포함하는 균액 0.4 mL 를 시료의 중앙부에 적하하고, 40 ㎜ × 40 ㎜ 로 절단한 폴리에틸렌 필름으로 피복한다. 이 샬레를 상대 습도 90 % 이상에서 24 시간 배양 후의 1 ㎠ 당 생균수를 측정하고, 이하의 항균 활성값을 산출한다.
항균 활성값 = Ut-At≥2.0
Ut : 무가공 시험편 (참조용 샘플) 의 24 시간 배양 후의 1 ㎠ 당 생균수의 대수값의 평균치
At : 항균 가공 시험편 (실시예 샘플) 의 24 시간 배양 후의 1 ㎠ 당 생균수의 대수값의 평균치
항균 성능의 판정 기준은 이하와 같이 하였다.
◎ : 항균 활성값이 4.0 이상
○ : 항균 활성값이 2.5 이상 4.0 미만
△ : 항균 활성값이 2.0 이상 2.5 미만
× : 항균 활성값이 2.0 미만
[발수 성능]
상기 도막의 표면 (렌즈 기재측과는 반대측의 표면) 의 물에 대한 접촉각을 측정하고, 렌즈 표면의 발수 성능을 평가하였다.
발수 성능의 판정 기준은 이하와 같이 하였다.
○ : 물에 대한 접촉각이 100°이상 120°이하
△ : 물에 대한 접촉각이 95°이상 100°미만
× : 물에 대한 접촉각이 95°미만
Figure pct00003
또, 상기와 완전히 동일하게 하여 새롭게 제작한 실시예 1 ∼ 9 의 각 안경 렌즈에 대하여, 이하의 내구성 평가를 실시하고, 그 결과를 정리하여 하기 표 2 에 나타냈다.
[내구성 평가]
각 안경 렌즈의 상기 도막 표면을 시르본지 (오즈 산업 주식회사 제조 더스바 K3 (상품명)) 로, 2 ㎏ 하중으로 600 왕복 문지른 후, 상기 항균 성능 및 발수 성능의 평가 시험을 실시하였다. 시험 방법 및 판정 기준은 상기와 동일하다. 또한, 이 시르본지는 일반적으로 광학 렌즈 등의 클리닝 페이퍼로서 이용되고 있다.
Figure pct00004
[평가 결과]
상기 표 1 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 안경 렌즈는 모두 렌즈 표면의 높은 항균 성능 및 발수 성능의 양방의 성능이 얻어진다. 또, 이와 같이 높은 항균 성능 및 발수 성능을 동일 막 (상기 도막) 에서 얻을 수 있다. 또, 상기 도막의 막 두께가 예를 들어 30 ㎚ 이하의 박막이어도 높은 항균 성능 및 발수 성능을 얻을 수 있다.
또, 상기 도막의 막 두께에 대해서는, 특히 10 ㎚ ∼ 30 ㎚ 의 범위가 바람직하고, 10 ㎚ ∼ 15 ㎚ 의 범위가 더욱 바람직하다. 도막의 초기 막 두께가 지나치게 얇으면 (예를 들어 5 ㎚ 정도), 렌즈 표면의 마모 후의 항균 성능이 열화하기 쉽다 (표 2).
마지막으로, 전술한 각 양태를 총괄한다.
일 양태에 의하면, 렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 갖는 안경 렌즈가 제공된다.
일 형태에서는, 상기 항균재는, 은 입자일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 은 입자는, 입경이 상기 도막의 막 두께보다 작은 입자일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 은 입자는, 입경이 1 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 발수재는, 불소계 물질일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 도막의 막 두께는, 5 ㎚ 이상 30 ㎚ 이하일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 도막의 상기 렌즈 기재측과는 반대측의 표면은, 물에 대한 접촉각이 100°이상 120°이하일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 안경 렌즈는, 상기 도막의 하층에 반사 방지막을 가질 수 있다.
일 양태에 의하면, 렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 증착법에 의해 형성하는 것을 포함하는, 안경 렌즈의 제조 방법이 제공된다.
일 형태에서는, 상기 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 증착법에 의해 형성하는 것은, 진공 챔버 안에 있어서, 항균재 및 발수재를 동시에 가열하고, 증발시켜, 렌즈 기재의 표면 상에 부착시킴으로써, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 형성하는 것일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 진공 챔버 안의 압력은, 2 × 10-2 Pa 이하일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 가열 온도는, 100 ℃ 이상 750 ℃ 이하일 수 있다.
일 형태에서는, 상기 항균재는, 은 입자일 수 있다.
본 명세서에 기재된 각종 형태는, 임의의 조합으로 2 이상을 조합할 수 있다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 안경 렌즈
11 렌즈 기재
12 하드 코트막
13 반사 방지막
13H 고굴절률층
13L 저굴절률층
14 도막
2 소결 필터
3 가열 수단

Claims (13)

  1. 렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 갖는, 안경 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 항균재는 은 입자인, 안경 렌즈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 은 입자는, 입경이 상기 도막의 막두께보다 작은 입자인, 안경 렌즈.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 은 입자는, 입경이 1 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하인, 안경 렌즈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발수재는 불소계 물질인, 안경 렌즈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도막의 막두께는 5 ㎚ 이상 30 ㎚ 이하인, 안경 렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도막의 상기 렌즈 기재측과는 반대측 표면은, 물에 대한 접촉각이 100°이상 120°이하인, 안경 렌즈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안경 렌즈는, 상기 도막의 하층에 반사 방지막을 갖는, 안경 렌즈.
  9. 렌즈 기재의 표면 상에, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 증착법에 의해 형성하는 것을 포함하는, 안경 렌즈의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 증착법에 의해 형성하는 것은,
    진공 챔버 안에 있어서, 항균재 및 발수재를 동시에 가열하고, 증발시켜, 렌즈 기재의 표면 상에 부착시킴으로써, 항균재 및 발수재를 포함하는 도막을 형성하는 것인, 안경 렌즈의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진공 챔버 안의 압력은 2×10-2 Pa 이하인, 안경 렌즈의 제조 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 가열 온도는 100 ℃ 이상 750 ℃ 이하인, 안경 렌즈의 제조 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항균재는 은 입자인, 안경 렌즈의 제조 방법.
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렌즈 기재의 표면을 덮는 막으로는, 예를 들어 렌즈 기재에 대하여 흠집가 들어가는 것을 방지하기 위한 하드 코트막, 렌즈 표면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막, 또 렌즈의 물 얼룩을 방지하기 위한 발수막이나, 렌즈의 헤이즈를 방지하기 위한 방담막 등을 들 수 있다. 나아가서는, 렌즈 표면에 항균 성능을 갖게 하여, 특히 의료 현장 등의 클린한 환경에서 일하는 유저에게 바람직한 안경 렌즈나, 렌즈 표면에 대전 방지 성능을 갖게 하여, 먼지 등의 부착을 방지할 수 있는 안경 렌즈도 알려져 있다.
특허문헌 1 에는, 특정한 중합성 화합물과 주로 은 이온으로 이온 치환한 제올라이트를 함유하는 항균성 표면 코트제가 개시되어 있다.
특허문헌 2 에는, 렌즈 표면에 산화텅스텐 또는 산화텅스텐의 복합재의 미립자를 구비하여, 높은 방담 성능이나, 항균·제균 성능 등의 광 촉매 성능을 갖는 안경이 개시되어 있다.
특허문헌 3 에는, 안경용 렌즈 등의 광학 부품의 표면에 반사 방지막을 형성하고, 이 반사 방지막 상에, N-(트리메톡실프로필)이소티오우로늄클로라이드 등의 살균성이 있는 물질을 도포한 광학 부품이 개시되어 있다.
특허문헌 4 에는, 렌즈 등의 기재 표면에, 저굴절률 유전체층 및 고굴절률 유전체층을 포함하는 유전체 다층막을 구비하고, 이 유전체 다층막의 최외층에는 금속 이온 담지 제올라이트 (항균재) 를 포함하는 유전체층을 배치하고, 반사 방지 등의 광학 기능을 가지면서, 항균성을 나타내는 광학 제품 (카메라, 안경 등) 이 개시되어 있다.

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