Brevet FR2891370A1 — publié le 20070330

ARTICLE OPTIQUE La présente invention porte sur un article optique tel que des lunettes de soleil, des verres antireflets, des écrans de protection et des filtres optiques dans lesquels le risque d'exposition à la lumière bleue est réduit. Les lunettes de soleil et les lunettes antireflets sont utilisées pour réduire la lumière visible brillante telle que la lumière solaire, ou pour couper le rayonnement ultraviolet de la lumière solaire. La fonction de celles-ci est habituellement présentée par la coloration d'une base de verre avec un colorant ou un pigment pour absorber sélectivement la lumière visible, ou par le mélange d'un agent absorbant le rayonnement ultraviolet pour couper le rayonnement ultraviolet. En variante, la fonction de réduction de la lumière réfléchie est conférée par combinaison avec un polariseur (par exemple demande de brevet japonais JP-A n 8-52817). L'influence défavorable du rayonnement ultraviolet sur les yeux est connue depuis longtemps. Heureusement, comme stratégie contre le rayonnement ultraviolet, il existe un agent absorbant le rayonnement ultraviolet et, à un niveau de lumière solaire, le rayonnement ultraviolet peut être coupé jusqu'à un niveau ne posant pas de problème par un procédé d'addition d'un agent absorbant le rayonnement ultraviolet à une base de verre de lunettes de soleil ou de lunettes antireflets. Ces dernières années, la nocivité du rayonnement ultraviolet diffusé à partir d'un côté de lunettes de soleil ou de lunettes antireflets a été soulignée et, comme stratégie pour lutter contre cela, un type de lunettes de protection couvrant un côté des yeux a été mis en pratique. Dans le cas de la lumière visible, un procédé d'addition d'un pigment à la place d'un agent absorbant le rayonnement ultraviolet à une base de verre a été adopté. Dans ce cas, historiquement, la proportion de lumière visible totale qui peut être coupée, à savoir la transmittance de la lumière visible totale, a été utilisée comme critère. Cependant, selon une étude récente, il a été progressivement connu que de la lumière visible de 380 à 500 nm est nocive pour les yeux, mais pas autant que le rayonnement ultraviolet. Ceci est désigné comme le risque d'exposition à la lumière bleue et, dans les lunettes de soleil ou les lunettes antireflets, il est dit que couper cette partie des longueurs d'onde est préférable. Cependant, lorsqu'une longueur d'onde de 380 à 500 nm est complètement coupée, ceci influence la perception de la couleur chez un être humain, il devient difficile de confirmer visuellement une couleur bleue d'un signal et, lorsqu'une personne marche dans la rue, ou conduit une automobile, une gêne est produite. Ainsi, un objectif de la présente invention est 20 de proposer un verre qui réduit le risque d'exposition à la lumière bleue, et qui est approprié pour les lunettes de soleil ou les lunettes anti-reflets, par lequel un signal lumineux ou un feu de signalisation peut être confirmé visuellement. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un article optique tel qu'un filtre optique qui peut couper au moins une partie de la lumière visible de 380 à 500 nm. Afin de résoudre les problèmes mentionnés ci- dessus, les présents inventeurs ont prêté attention au fullerène en tant que composant absorbant la lumière bleue, ce qui a conduit à la finalisation de la présente invention. Autrement dit, conformément à la présente 35 invention sont proposés: (1) un article optique, comprenant un fullerène comme composant absorbant la lumière bleue; (2) l'article optique selon (1), dans lequel le fullerène est un fullerène ayant un nombre de carbones de 70 ou un dérivé de celuici; (3) l'article optique selon (1) ou (2), comportant un matériau optique qui est un verre polarisant, et (4) l'article optique selon l'un quelconque de (1) à (3), dans lequel le matériau optique contient du polycarbonate ou un polyamide transparent tel que le nylon transparent, comme composant principal. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va maintenant en décrire un mode de réalisation préféré avec référence aux dessins annexés. Sur les dessins: la Figure 1 est un graphique représentant une courbe de transmittance spectrale de l'article optique à C70 incorporé par mélange (à raison de 0,0005 partie en poids) obtenu à l'Exemple 1; la Figure 2 est un graphique représentant chaque courbe de transmittance spectrale de l'article optique à MF-F incorporé par mélange (à raison de 0,0005 partie en poids) obtenu dans l'Exemple 2, de l'article optique à MF-F incorporé par mélange (à raison de 0,05 partie en poids) obtenu dans l'Exemple 3, et de l'article optique à MF-F incorporé par mélange (à raison de 0,005 partie en poids) + feuille de polarisation obtenu dans l'Exemple 4. Tout d'abord, les fullerènes contenus comme composant absorbant la lumière bleue dans l'article optique de la présente invention est un nom général de substances dans lesquelles des atomes de carbone forment une structure en réseau sphérique. Par exemple, lorsqu'un fullerène d'un nombre de carbones de 60 est désigné par C60 , C70, C76, C78, C82 et C84 sont connus en plus de C60. De plus, les fullerènes peuvent être modifiés chimiquement, la dispersibilité dans une résine peut être modifiée, et on peut changer la nature optique ou la nature chimique en ajoutant de l'hydrogène ou en conférant un groupe hydroxy, et n'importe lequel d'entre eux peut être utilisé dans la présente invention pour autant qu'une transmittance spectrale ne soit pas considérablement changée par la modification chimique. Dans la présente invention, tous les fullerènes sont compris, et C70 ou un dérivé de celui-ci est préféré en raison d'une propriété de transmittance spectrale particulièrement appropriée. En outre, afin d'atteindre l'objectif de la présente invention, les fullerènes peuvent être un mélange de fullerènes ayant différents nombres de carbones et, dans ce cas, on préfère que C70 ou un dérivé de celui-ci soit contenu dans tous les fullerènes à raison de 10% en poids à 100% en poids. De plus, conjointement avec les fullerènes, une matière colorante autre qu'un fullerène, telle que des colorants et des pigments, peut être en outre utilisée. Sous un aspect préféré de la présente invention, les fullerènes sont contenus dans une résine, et la résine contenant des fullerènes est transformée en articles optiques, tels que des verres et des filtres optiques de lunettes de soleil ou de lunettes antireflets. Une résine peut être l'une quelconque parmi une 30 résine thermoplastique et une résine thermodurcissable, et une résine transparente est préférée. Des exemples de la résine thermoplastique utilisée de manière appropriée dans la présente invention ne sont pas limités à, mais comprennent, une résine de polycarbonate, une résine de polyamide (nylon) transparent, une résine de polyester, une résine acrylique, une résine de polyuréthanne, une résine de polystyrène, une résine d'acrylonitrile styrène, une résine de norbornène et une résine à base de cellulose. Parmi elles, pour les utilisations dans des verres et des filtres optiques de lunettes de soleil ou de lunettes antireflets, une résine de polycarbonate et une résine de polyamide (nylon) transparent sont particulièrement préférées d'un point de vue d'une résistance aux chocs élevée et d'une transparence élevée. Dans le cas d'une résine thermoplastique, un mélange de fullerènes et d'une poudre d'une résine thermoplastique ou un mélange avec les pastilles fabriquées peut être moulé par injection pour préparer des articles optiques tels que des verres et des filtres optiques de lunettes de soleil ou de lunettes antireflets. En variante, une fois que le fullerène est malaxé pour préparer des pastilles, il peut être moulé par injection. Des exemples de la résine thermodurcissable utilisée de façon appropriée dans la présente invention ne sont pas limités à, mais comprennent, des monomères durcis utilisés dans la préparation de verres correctifs, tels qu'un diéthylène glycol diallyl carbonate monomère, un phtalate de diallyle monomère, un mélange d'un composé à base d'isocyanate et de polyol ou de polythiol et un monomère acrylique. Dans le cas d'une résine thermodurcissable, les fullerènes sont mélangés et dispersés dans un monomère d'une résine thermodurcissable, et durcis par un procédé dit de moulage par coulée, ce par quoi, des articles optiques tels que des verres et des filtres optiques de lunettes de soleil ou de lunettes antireflets peuvent être préparés. Lorsque la présente invention est appliquée à un verre polarisant, un polariseur est ajouté dans l'étape de 35 préparation d'un article optique. Autrement dit, lorsque la présente invention est mise en oeuvre avec une résine thermoplastique, un film d'alcool polyvinylique étiré monoaxialement est habituellement utilisé comme une base pour un polariseur, il est coloré par de l'iode ou une matière colorante dichromique pour préparer un polariseur, et une feuille de protection faite de polycarbonate, de polyamide (nylon) transparent ou d'acétyle cellulose, est appliquée des deux côtés d'un polariseur par l'intermédiaire d'un adhésif afin de préparer une plaque de polarisation ayant une structure en sandwich dans laquelle un polariseur est situé au centre. Ensuite, une plaque de polarisation est courbée de façon analogue à un verre, la plaque de polarisation courbée de façon analogue à un verre est introduite dans un moule de moulage par injection, et une résine thermoplastique, telle qu'une résine de polycarbonate, est appliquée sur un côté arrière d'une plaque de polarisation, de façon épaisse, par un procédé dit de surmoulage par injection. Dans ce cas, comme procédé pour contenir des fullerènes, en plus d'un procédé de malaxage en une résine thermoplastique devant être moulée par injection, il existe un procédé de malaxage en une feuille protectrice d'une plaque de polarisation, ou de malaxage en un adhésif adhérant à un polariseur et à une feuille protectrice. De plus, lorsque la présente invention est mise en oeuvre avec une résine thermodurcissable, un polariseur courbé de façon analogue à un verre, ou une plaque de polarisation obtenue par application d'une feuille protectrice à un polariseur, ou une plaque de polarisation formée suivant une structure en sandwich avec deux feuilles protectrices, chacune étant courbée de façon analogue à un verre, est introduit dans un moule de moulage par coulée et, selon un procédé classique de moulage par coulée, un monomère d'une résine thermodurcissable est introduit, durci et moulé. Dans ce cas, comme procédé pour contenir des fullerènes, il existe un procédé de mélange ou de dispersion dans un monomère d'une résine thermodurcissable, de malaxage en une feuille protectrice d'une plaque de polarisation, ou de malaxage en un adhésif adhérant à un polariseur et à une feuille protectrice. En variante, il existe un procédé d'adhésion d'une plaque de polarisation qui a été courbée à l'avance, de façon analogue à un verre, et un produit moulé analogue à un verre, d'une résine thermoplastique ou d'une résine thermodurcissable avec un adhésif. Dans ce cas, comme procédé pour contenir des fullerènes, il existe un procédé de malaxage de fullerènes en une feuille protectrice d'une plaque de polarisation, en un adhésif adhérant à un polariseur et à une feuille protectrice, en un monomère de résine thermoplastique ou de résine thermodurcissable, ou en un adhésif adhérant à une plaque de polarisation et à un produit moulé analogue à un verre. Un taux d'addition de fullerènes est différent selon le type de fullerène, l'objectif d'utilisation d'un article optique tel que des lunettes de soleil et des verres de lunettes antireflets, et l'endroit auquel est ajouté le fullerène, tel qu'un verre et un adhésif, et devrait être déterminé dans une plage telle qu'une transmittance lumineuse TV (voir ciaprès) d'un article optique terminé est de manière générale de 12% en poids à 85% en poids. Lorsqu'une transmittance lumineuse est de moins de 12% en poids, par exemple, il y a une possibilité qu'un problème survienne dans l'utilisation pour la conduite et, lorsqu'une transmittance lumineuse dépasse 85% en poids, un article optique approche de la transparence, et il y a une possibilité que l'effet de réduction de la lumière soit perdu. Par exemple, dans le cas de fullerène en mélange, par exemple, lorsqu'il est incorporé par mélange dans une résine de polycarbonate à une épaisseur de verre de 2,15 mm, un taux d'addition de fullerènes est de 0,001% en poids à 0,1% en poids. En particulier, lorsque la présente invention est appliquée à des verres de lunettes de soleil ou des lunettes antireflets, une stratégie pour lutter contre le risque d'exposition à la lumière bleue est atteinte par addition d'une quantité importante de fullerène. Cependant, une addition non limitée fait surgir un problème qu'une confirmation visuelle d'un signal de circulation est rendue difficile. Ensuite, un taux d'addition de fullerènes devrait être déterminé dans une plage telle que l'effet de prévention du risque d'exposition à la lumière bleue est suffisant, et qu'un signal de circulation peut être confirmé visuellement de manière suffisante, étant donné la plage mentionnée cidessus d'une transmittance lumineuse. De manière spécifique, par exemple, un taux d'addition de fullerènes devrait être déterminé de manière à satisfaire la norme. Selon la Norme européenne (EN 1836) pour les lunettes de soleil ou les filtres antireflets, le risque d'exposition à la lumière bleue et la visibilité d'un signal de circulation sont définis comme suit. Risque d'exposition à la lumière bleue: Pour une longueur d'onde de 380 à 780 nm d'une source de lumière D65, supposons que TV représente une transmittance lumineuse calculée à partir d'une transmittance spectrale mesurée à des intervalles de 10 nm. Pour une longueur d'onde de 380 à 500 nm d'une source de lumière D65, supposons que zB représente une transmittance de la lumière bleue calculée à partir d'une transmittance spectrale mesurée à des intervalles de 10 nm. Il est souhaitable que la condition pour la dissipation du risque d'exposition à la lumière bleue soit zB Visibilité du signal: Chaque transmittance spectrale mesurée à des intervalles de 10 nm pour une longueur d'onde de 380 à 780 nm d'une source de lumière D65, et chaque coefficient de bleu, de vert, de jaune et de rouge prédéterminé séparément à des intervalles de 10 nm pour une longueur d'onde de 380 à 780 nm est multiplié à chaque longueur d'onde, et une somme de ceux-ci est considérée comme une transmittance de reconnaissance d'une lampe de signalisation (symbole T) de chaque couleur. Un facteur Q de chaque couleur est défini comme suit. Facteur Q = transmittance de reconnaissance d'une lampe de signalisation/TV La condition pour la dissipation de la visibilité d'un signal est comme suit: facteur Q (bleu) ? 0,4 facteur Q (vert) ? 0,6 facteur Q (jaune) ? 0,8 facteur Q (rouge) ? 0,8 Exemples Les Exemples suivants illustrent plus en détail la présente invention. Exemple 1 0,005 partie en poids de fullerène C70 (C70 98% ou plus) fabriqué par Frontier Carbon a été incorporée par mélange dans 100 parties en poids d'une résine de polycarbonate (TARFLON FN-2200 A fabriquée par Idemitsu Kosan Co., Ltd.), et le mélange a été extrudé avec une extrudeuse (fabriquée par Ikegai Corporation) afin d'obtenir des pastilles de résine de polycarbonate avec 0,005 partie en poids de C70 incorporée par mélange dans celles-ci. La résine a été moulée par injection pour mouler un verre pour lunettes de soleil ayant une forme externe 800, une courbe concave de 65 mmR et une épaisseur centrale de 2,51 mm, d'où il résulte qu'un article optique (i) avec 0,005 partie en poids de C70 incorporée par mélange dans celui- ci a été obtenu. L'article optique (i) a été mesuré avec un spectrophotomètre U-4100 fabriqué par Hitachi, Ltd., et une transmittance TV, une lumière bleue zB et la visibilité d'un signal ont été calculées. Les résultats sont présentés dans le Tableau 1. De plus, une courbe de la transmittance spectrale de l'article optique (i) avec 0,005 partie en poids de C70 incorporée par mélange dans celui-ci est représentée sur la Figure 1. Tableau 1 Transmittance de reconnaissance de lampe de signalisation et Facteur Q d'un article optique de l'Exemple 1. Rouge Jaune Vert Bleu Transmittance 83,88% 79,03% 68,13% 65,45% d'une lampe de signalisation Facteur Q 1,16 1,09 0,94 0,91 Détermination RÉUSSIE RÉUSSIE RÉUSSIE RÉUSSIE Norme de 0,8 Exemples 2 à 4 0,1 partie en poids de JF79 (agent absorbant le rayonnement ultraviolet fabriqué par Johoku Chemical Co., Ltd.), et (ii) 0,005 partie en poids (Exemple 2) ou (iii) 0,05 partie en poids (Exemple 3) de Nanom Mix MF-F (mélange d'environ 60% de C60, d'environ 25% de C70, et de fullerènes d'ordre élevé de nombre de carbones 76 ou plus) ont été incorporées par mélange dans 100 parties en poids d'une résine de polycarbonate (TARFLON FN-2200 A fabriquée par Idemitsu Kosan Co., Ltd.), et le mélange a été extrudé avec une extrudeuse (fabriquée par Ikegai Corporation) pour obtenir des pastilles de résine de polycarbonate avec deux sortes de fullerènes, (ii) et (iii), incorporées par mélange dans celle-ci. La résine a été moulée par injection afin de mouler un verre pour lunettes de soleil ayant une forme externe de 800, une courbe concave de 65 mmR et une épaisseur centrale de 2,15 mm, pour obtenir un article optique (ii) avec 0,005 partie en poids de MF-F incorporée par mélange dans celui-ci (Exemple 2) et un article optique (iii) avec 0,05 partie en poids de MF-F incorporée par mélange dans celui-ci (Exemple 3). De plus, une feuille de polarisation faite de polycarbonate (PGC-1301; fabriquée par Tsutsunaka Plastic Industry Co., Ltd., 0,8 mm d'épaisseur) a été soumise à un pliage suivant une sphère de 65 mmR, a été introduite dans un moule, et moulée avec une résine de polycarbonate (ii) à 0,005 partie en poids de MF-F incorporée par mélange dans celle-ci pour obtenir un article optique (iv) à 0,005 partie en poids de MF-F incorporé par mélange + feuille polarisante (Exemple 4), ayant une forme externe de 820, une courbe concave de 65 mmR et une épaisseur centrale de 2,15 mm. Les articles optiques (i) à (iv) ont été mesurés avec un spectrophotomètre U-4100 fabriqué par Hitachi, Ltd. et, sur la base des normes des lunettes de soleil EN (Europe) É ANSI (USA) É AS (Australia), une transmittance spectrale, une transmittance de la lumière bleue et la visibilité d'un signal de chacun d'eux ont été calculées. Les résultats suivant la Norme EN sont présentés dans le Tableau 2, les résultats suivant la Norme ANSI sont présentés dans le Tableau 3, et les résultats suivant la Norme AS sont présentés dans le Tableau 4. Tableau 2 Résultats suivant la Norme EN Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 Valeur Détermi- Valeur Détermi- Valeur Détermi- mesurée nation mesurée nation mesurée nation EN Transmittance (%) 77,9 - 27,5 - 24,6 - 1836 lumineuse tiV Catégorie de filtre 1 - 2 - 2 - Transmittance de la 0,00 RÉUSSIE 0,00 RÉUSSIE 0,00 RÉUSSIE lumière solaire UV (tiSUV)(280 380) nm Lumière bleue % 64,2 (RÉUSSIE) 6,6 (RÉUSSIE) 21,8 (RÉUSSIE) (380500) de la Transmittance lumière bleue (tiB)(1,2tiVhB) Pour la conduite nm 71,2 RÉUSSIE 11,0 RÉUSSIE 23,7 RÉUSSIE (500600) 0,2iV Tableau 4 Résultats suivant la Norme AS Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 Valeur Détermi- Valeur Détermi- Valeur Détermi- mesurée nation mesurée nation mesurée nation AS Transmittance 77,9 - 27,5 - 24,6 - 1076 lumineuse tiV (%) Catégorie de verre 1 - 2 - 2 - Transmittance de la 0,11 RÉUSSIE 0,01 RÉUSSIE 0,09 RÉUSSIE lumière solaire UV tiSUV (280400) nm Lumière bleue solaire 64,3 (RÉUSSIE) 6,56 (RÉUSSIE) 21,8 (RÉUSSIE) rSB% (400500) nm Transmittance 66,5 RÉUSSIE 6,3 RÉUSSIE 21,9 RÉUSSIE minimale (450650) nm 0,2iV Un article optique (ii) de l'Exemple 2 à 0,005 partie en poids de MF-F incorporée par mélange dans celui- ci, un article optique (iii) de l'Exemple 3 à 0,05 partie en poids de MF-F incorporée par mélange dans celui-ci et un article optique (iv) à 0,05 partie en poids de NF-F incorporée par mélange dans celui-ci + feuille de polarisation satisfont les Normes de chaque pays, et réduisent de manière appropriée la lumière bleue de 380 à 500 nm à partir d'une courbe spectrale. Des articles optiques des Exemples 1 à 4 ont été découpés suivant une forme de verre, et réellement utilisés en tant qu'article terminé de lunettes de soleil. Un verre n'avait aucun défaut tel qu'un point noir, une non uniformité de couleur et similaires, et avait le meilleur état dispersé. Etant donné que dans un test en clientèle, la lumière bleue était réduite de manière appropriée, et que la lumière diffuse était supprimée, des contours d'immeubles éloignés ou des nuages étaient clairement vus, de manière confortable. De plus, un signal bleu a pu être visuellement confirmé de manière suffisante, et il a été confirmé que des signaux jaune et rouge peuvent être distingués sans aucun problème. Conformément à la présente invention, il peut être proposé un verre qui peut réduire le risque d'exposition à la lumière bleue, et qui est approprié pour des lunettes de soleil ou des lunettes anti-reflets, par lequel un feu de signalisation peut être visuellement confirmé. De plus, conformément à la présente invention, il peut être proposé un article optique tel qu'un filtre optique qui peut couper au moins une partie de la lumière visible de 380 à 500 nm. REVENDICATIONS 1 - Article optique, caractérisé par le fait qu'il comprend du fullerène comme composant absorbant la lumière bleue. 2 - Article optique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fullerène est un fullerène d'un nombre de carbones de 70 ou un dérivé de celui-ci. 3 - Article optique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un matériau optique qui est un verre polarisant. 4 - Article optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le matériau optique contient du polycarbonate ou un polyamide transparent, tel qu'un nylon transparent, comme composant principal.