光学产品及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光学产品及其制造方法。

背景技术

一般来说，透镜等各种光学产品通过在基材的表面上形成用于对光学产品赋予期望的功能的功能层而制造(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-11711号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1中公开了包含金属层作为功能层的光学产品。光学产品可以通过包含金属层来控制入射至光学产品的光的透射、反射。

作为光学产品所期望的性质，可举出经时的物性变化少。

本发明的一个实施方式提供一种光学产品，其包含金属层，且经时的物性变化少。

解决问题的方法

本发明的一个实施方式涉及一种光学产品，其在基材上具有金属层，上述金属层的与基材侧相反侧的表层部经过了钝态化。

“钝态”是指金属虽然处于热力学上腐蚀的条件但不引起腐蚀的状态，腐蚀是指金属通过化学反应而从表面起发生损失而成为非金属状态。上述光学物品通过使金属层的表层部钝态化，可以经时地抑制起因于金属层的腐蚀的物性变化、尤其是透射率变化。这一点作为期望显示出稳定的透射率特性的光学物品是优选的。

发明的效果

根据本发明的一个实施方式，可以提供一种光学产品，其在基材上具有金属层，且经时的透射率变化少。

具体实施方式

以下，对上述光学产品及其制造方法更详细地进行说明。

＜基材＞

作为基材，可以使用在光学产品中通常使用的各种基材。基材可以为例如塑料基材或玻璃基材。玻璃基材可以为例如无机玻璃制基材。作为基材，从轻质且不易产生裂缝的观点考虑，优选为塑料基材。作为塑料基材，可列举以(甲基)丙烯酸树脂为代表的苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、烯丙基树脂、二甘醇双烯丙基碳酸酯树脂(CR-39)等烯丙基碳酸酯树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、通过异氰酸酯化合物与二甘醇等羟基化合物的反应而得到的氨基甲酸酯树脂、使异氰酸酯化合物与多硫醇化合物反应而得到的硫代氨基甲酸酯树脂、使含有在分子内具有1个以上二硫醚键的(硫代)环氧化合物的固化性组合物固化而得到的固化物(通常称为透明树脂)。作为基材，可以使用未染色的基材，也可以使用经过了染色的基材。例如，在光学产品为眼镜镜片的情况下，基材(镜片基材)可以是未染色的镜片(所谓无色镜片)，也可以是染色镜片。另外，眼镜镜片的镜片基材的折射率例如可以为1.60～1.75左右，但眼镜镜片的镜片基材的折射率并不限定于上述范围，可以在上述的范围内，也可以从上下偏离上述范围。在本发明及本说明书中，折射率是指相对于波长500nm的光的折射率。另外，眼镜镜片的镜片基材可以是具有折射力的镜片(所谓的带度数镜片)，也可以是没有折射力的镜片(所谓的无度数镜片)。另外，眼镜镜片可以是单焦点镜片、多焦点镜片、渐进折射力镜片等各种镜片。眼镜镜片的种类根据镜片基材的两面的面形状来确定。眼镜镜片的镜片基材表面可以是凸面、凹面、平面中的任一种。在通常的镜片基材及眼镜镜片中，物体侧表面为凸面、眼球侧表面为凹面。然而，本发明并不限定于此。“物体侧表面”是指，佩戴者佩戴具备眼镜镜片的眼镜时位于物体侧的表面，“眼球侧表面”是指，与其相反、即佩戴者佩戴具备眼镜镜片的眼镜时位于眼球侧的表面。

＜金属层＞

上述光学产品在上述基材上具有金属层。在本发明及本说明书中，“金属层”是指，将选自金属元素的单质(纯金属)及多个金属元素的合金的成分(以下也简称为“金属”)通过任意的成膜方法沉积而形成膜，是除成膜时不可避免地混入的杂质及为了辅助成膜而任意使用的公知的添加剂以外由金属构成的膜。金属层可以是金属相对于膜的质量占例如90～100质量％的膜，也可以是金属占95～100质量％的膜。作为金属元素，可列举能够形成钝态的金属元素、例如铬族元素(例如铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W))、铁族元素(例如铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni))、铌(Nb)、钛(Ti)等过渡元素、贵金属元素(例如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au))、铝(Al)等。从透射率、膜稳定性、材料的获得容易性等观点考虑，优选为铬、铌、钛及铝，更优选为铬。金属层的膜厚例如可以为3～100nm的范围、优选为3～50nm的范围。从进一步抑制经时的透射率变化的观点考虑，金属层的膜厚更优选为3～30nm的范围、进一步优选为3～25nm的范围、更进一步优选为5～25nm的范围、更进一步优选为10～20nm的范围。另一方面，从光学产品的耐久性提高的观点考虑，金属层的膜厚更优选为10～30nm的范围、进一步优选为15～30nm的范围。上述金属层的膜厚可以通过公知的膜厚测定方法求出。这一点对于后面叙述的各种层也是同样的。另外，金属层的膜厚是指，也包括经过了钝态化的表层部在内的膜厚。

金属层可以通过公知的成膜方法形成于基材上。从成膜的容易性的观点考虑，优选成膜通过蒸镀来进行。即，上述金属层优选为蒸镀膜。蒸镀膜是指，通过蒸镀进行成膜而得到的膜。本发明及本说明书中的“蒸镀”中包括干法，例如真空蒸镀法、离子镀法、溅射法等。真空蒸镀法中，也可以使用在蒸镀中同时辐射离子束的离子束辅助法。

上述金属层的与基材侧相反侧的表层部经过了钝态化。在本发明及本说明书中，“表层部”是指，从上述金属层的与基材侧相反侧的表面至层内部的部分区域。表层部的厚度小于金属层的膜厚，例如可以为金属层的膜厚的80％以下的厚度、70％以下的厚度、60％以下的厚度或50％以下的厚度。另外，表层部的厚度小于金属层的膜厚，可以为金属层的膜厚的5％以上的厚度、10％以上的厚度、15％以上的厚度、20％以上的厚度、25％以上的厚度或30％以上的厚度。例如，表层部的厚度小于金属层的膜厚，可以为1～30nm的范围、优选为1～10nm的范围。表层部的厚度可以根据后面叙述其详细内容的钝态化处理的处理条件而求出。例如，可以将氧离子通过氧离子辐射侵入的侵入深度作为表层部的厚度。或者表层部的厚度可以通过X射线光电子能谱分析而求出。X射线光电子能谱分析是被称为ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)或XPS(X-ray PhotoelectronSpectroscopy)的分析方法。上述金属层的表层部可以是构成金属层的金属被氧化而钝态化的金属氧化物的层，可以是上述金属层的上述表层部以外的部分没有通过氧化而钝态化的金属的层。在X射线光电子能谱分析中，例如，可以将以10原子％以上的含有率检测到氧原子的部分判定为表层部。在X射线光电子能谱分析中，对于氧原子，使用O1s_1波谱。

上述金属层的表层部的钝态化可以通过氧化处理来进行。氧化处理只要是能够将氧从上述金属层的与基材侧相反侧的表面导入层的内部的方法，就可以通过任意方法进行。从氧化效率的观点考虑，被导入的氧优选为活性比氧分子高的状态，例如可以是氧离子、氧自由基(包含羟基自由基、超级氧化物阴离子等氧自由基)等。作为氧导入方法的具体例，可列举利用离子枪的辐射、离子束辐射、离子镀法、使用射频(RF，Radio Frequency)自由基源的方法等。氧导入时的各种条件设定为能够将从金属层的与基材侧相反侧的表面起的期望厚度的区域氧化(钝态化)的条件即可。例如，在通过利用离子枪的氧离子辐射进行氧导入的情况下，氧离子的辐射时间例如可以设为5～60秒钟，离子枪的加速电压例如为100～1000V，电流例如可以设为100～600mA。

＜可以任意设置的层＞

上述金属层可以直接位于镜片基材的表面上，也可以隔着一层以上的其它层间接地位于基材的表面上。作为可以形成于基材与金属层之间的层，可列举例如：偏振层、调光层、硬涂层等。通过设置硬涂层，可提高光学产品的耐久性(强度)。硬涂层可以是使固化性组合物固化而成的固化层。关于可以作为硬涂层发挥功能的固化层，可以参照例如日本特开2012-128135号公报的第0025～0028、0030段。上述固化层可以如下所述地形成：例如将含有硅烷化合物和金属氧化物粒子的固化性组合物直接或隔着其它层间接地涂布于基材表面，形成涂布层，通过固化处理(加热、光照射等)使该涂布层固化而形成。另外，也可以在上述金属层与基材之间形成用于提高密合性的底涂层。关于底涂层的详细内容，可参照例如日本特开2012-128135号公报的0029～0030段。

(金属氧化物层)

在一个实施方式中，上述光学产品可以在上述金属层与基材之间具有金属氧化物层(以下也记载为“第1金属氧化物层”)。在另一个实施方式中，上述光学产品可以在上述金属层的与基材侧相反侧的表层部侧的表面上具有金属氧化物层(以下也记载为“第2金属氧化物层”)。另外，在另一个实施方式中，上述光学产品可以是在上述金属层与基材之间具有金属氧化物层(第1金属氧化物层)、且在上述金属层的上述表层部侧表面上具有金属氧化物层(第2金属氧化物层)的光学产品。在本发明及本说明书中，“金属氧化物层”是指通过任意的成膜方法将金属氧化物沉积而形成的膜，是除了成膜时不可避免地混入的杂质及为了辅助成膜而任意使用的公知的添加剂以外由金属氧化物构成的膜。相对于膜的质量，金属氧化物层可以是例如金属氧化物占90～100质量％的膜，也可以是金属氧化物占95～100质量％的膜。作为金属氧化物层，可列举例如：氧化硅层、氧化铝层、氧化铈层、氧化铬层、氧化钼层、氧化钨层、氧化锆层、氧化钛层、氧化铌层、氧化锡层、氧化钽层等。

位于上述金属氧化物层与基材之间的第1金属氧化物层可以优选为与上述金属层直接相接的层，可以更优选为直接层叠于设置在基材上的固化层的表面的层。从与金属层和/或固化层的密合性提高的观点考虑，第1金属氧化物层优选为氧化硅层。从与相邻的层的密合性提高及透射率的观点考虑，第1金属氧化物层的膜厚优选为1～100nm的范围、更优选为1～50nm的范围。

位于上述金属层的与基材侧相反侧的表层部侧的表面上的第2金属氧化物层可以优选为与上述金属层直接相接的层。第2金属氧化物层可以发挥保护金属层的作用、提高光学产品的耐久性的作用等。从金属层的保护及光学产品的耐久性提高的观点考虑，第2金属氧化物层优选为氧化硅层、氧化铝层、氧化铈层、氧化铬层、氧化钼层、氧化钨层、氧化锆层、氧化钛层、氧化铌层、氧化锡层、氧化钽层，更优选为氧化硅层。从金属层的保护、光学产品的耐久性提高及透射率的观点考虑，第2金属氧化物层的膜厚优选为1～100nm的范围、更优选为1～50nm的范围。

在本发明及本说明书中，“金属氧化物”可以是化学计量组成的状态，也可以处于氧相对于化学计量组成欠缺或过多的状态。

此外，上述光学产品可以在任意的位置包含上述的层以外的其它层。

作为该其它层，可列举拒水性或亲水性的防污层、防雾层等各种层。关于这些层，均可以应用公知技术。

在一个实施方式中，在上述的各种层中的一层以上成膜前，可以对待进行成膜的表面进行表面处理。作为该表面处理，可举出表面清洗，作为具体例，可举出离子清洗。通过离子清洗，可以将附着于待进行成膜的表面的有机物除去，对表面进行清洁化。离子清洗是利用离子枪(IG；Ion gun)对处理表面辐射离子的处理。作为辐射的离子，从清洗性的观点考虑，优选为氧离子。另外，表面清洗也可以使用不活泼气体、例如氩(Ar)气、氦(Xe)气、或氮(N

作为上述光学产品的具体方式，可列举例如：眼镜镜片、望远镜透镜、双筒望远镜透镜、显微镜透镜、内窥镜透镜、各种相机的成像系统透镜等各种透镜。

实施例

以下，通过实施例进一步说明本发明，但本发明不限定于实施例所示的方式。

[实施例1]

对由眼镜镜片用单体(三井化学株式会社制MR8)制造的眼镜用镜片基材的物体侧表面(凸面)涂布含有硅烷化合物和金属氧化物粒子的固化性组合物(HOYA株式会社制硬涂液(商品名：HC60S))，形成涂布层，通过加热使该涂布层固化，从而设置了硬涂层(固化层)。

在真空蒸镀装置中，对硬涂层表面实施利用氧离子的离子清洗。离子清洗如下所述地进行：设为加速电压350V、电流180mA、O

接下来，对上述离子清洗后的硬涂层表面蒸镀(Emi.电流：155mA)氧化硅层(第1金属氧化物层)，然后，对上述氧化硅层的表面蒸镀(Emi.电流：38mA)铬层作为金属层。

设为加速电压200V、电流150mA、O

然后，对经过了钝态化的表层部的表面进一步蒸镀(Emi.电流：155mA)了氧化硅层(第2金属氧化物层)。

如上所述，得到了在具有硬涂层的基材上依次具有氧化硅层(10nm)、表层部经过了钝态化的铬层(10nm)、氧化硅层(10nm)的眼镜镜片。上述的括弧内的膜厚及后面叙述的膜厚是通过成膜条件求出的各层的膜厚。

[实施例2、3]

改变铬层形成时的蒸镀时间，从而形成表1所示的膜厚的铬层，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到了眼镜镜片。

通过实施例1～3中进行的氧化而被钝态化的表层部的厚度(根据上述氧化条件算出的厚度)为5nm。

[比较例1]

除了未进行铬层的表层部的氧化处理(氧离子辐射)这一点以外，通过与实施例2同样的方法得到了眼镜镜片。

[评价方法]

1.透射率变化

测定了实施例1～3、比较例1的各眼镜镜片的透光率(以下记载为“初始透光率”)。

在大气中、室温下放置了1天后测定各眼镜镜片的透光率。以下，将这里测定的透光率记载为“放置后透光率”。

通过下式计算出放置后透射率变化率。

放置后透射率变化率＝((放置后透光率－初始透光率)/初始透光率)×100

另外，对于实施例1～3、比较例1，准备与上述的眼镜镜片不同的眼镜镜片，测定了透光率(初始透光率)，然后设为加速电压200V、电流150mA、O

通过下式计算出强制氧化后透射率变化率。

强制氧化后透射率变化率＝((强制氧化后透光率－初始透光率)/初始透光率)×100

以上的透光率的测定按照JIS T 7333：2005进行。

2.耐磨耗性

通过新东科学株式会社制往复摩擦磨耗试验机，使用钢丝棉(Bonstar制#00000)以负载2.5kg对实施例1～3的各眼镜镜片的与基材相反侧的最表面进行20往复的磨耗试验，通过以下的评价基准进行了评价。

(评价基准)

A：通过肉眼观察完全没有或几乎没有确认到伤痕。

B：确认到少量伤痕。

C：确认到明显的伤痕。

将以上的结果示于表1、2。

[表1]

[表2]

根据表1所示的结果可以确认，实施例1～3的眼镜镜片与比较例1的眼镜镜片相比，经时的透射率变化(放置后透射率变化率低)得到了抑制。另外，还确认了实施例1～3的眼镜镜片与比较例1的眼镜镜片相比，强制氧化后的透射率变化率低，因此，不易受到由氧带来的影响。

另外，根据表2所示的结果还可以确认，实施例1～3的眼镜镜片不易被磨耗，耐久性优异。

与此相对，除了未形成第2金属氧化物层(氧化硅层)这一点以外，通过与实施例2同样的方法制作了眼镜镜片，通过上述方法对该眼镜镜片进行了耐磨耗性的评价，评价结果为C。

最后，对上述的各实施方式进行总结。

根据一个实施方式，提供一种在基材上具有金属层、上述金属层的与基材侧相反侧的表层部经过了钝态化的光学产品。

上述光学产品可以显示出经时稳定的透射率。

在一个实施方式中，上述金属层可以是铬层、铌层、钛层或铝层。

在一个实施方式中，上述表层部可以是构成上述金属层的金属经过了氧化而得到的金属氧化物的层。

在一个实施方式中，上述表层部的厚度可以为1～30nm的范围。

在一个实施方式中，上述光学产品可以在上述金属层与上述基材之间具有金属氧化物层，并且在上述金属层的上述表层部侧表面上具有金属氧化物层。

在一个实施方式中，位于上述金属层与上述基材之间的金属氧化物层可以是氧化硅层。

在一个实施方式中，位于上述金属层的上述表层部侧表面上的金属氧化物层可以是氧化硅层。

在一个实施方式中，上述光学产品可以是透镜。

在一个实施方式中，上述光学产品可以是眼镜镜片。

根据一个实施方式，提供上述光学产品的制造方法，该方法包括：在基材上形成金属层；以及通过氧化处理对所形成的金属层的表层部进行钝态化。

根据上述制造方法，可以制造经时的透射率变化少的光学产品。

在一个实施方式中，上述制造方法可以包括通过氧离子辐射进行上述氧化处理。

在一个实施方式中，上述氧离子辐射可以通过离子枪进行。

本说明书中记载的各种方式可以任意的组合将2种以上组合。

应该认为这次公开的实施方式只是对其所有方面进行示例，而并不限定于该实施方式。本发明的范围是指包含上述中未说明但由权利要求书所示出、与权利要求书在同等的含义及范围内的所有的变更。

工业实用性

本发明的一个实施方式在眼镜镜片等各种光学产品的制造领域中是有用的。