專利名稱：超硬防污樹脂眼鏡片及其制造方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種眼鏡片的制造，尤其是一種超硬、超潤(rùn)滑、防水、防霧、防油污的樹脂眼鏡片及其制造方法。
背景技術(shù)：
樹脂眼鏡片在國(guó)內(nèi)外已得到了廣泛地使用，雖然樹脂眼鏡片重量輕，可用于制成有框架或無(wú)框架等多種式樣的眼鏡，但它也存在著使用壽命短的缺點(diǎn)。其使用壽命短的主要原因是樹脂材料在制成眼鏡片后，由于樹脂材料作為有機(jī)材料，其材質(zhì)自身特性使制成的樹脂眼鏡片表面硬度較低，因此抗磨損能力差。雖經(jīng)過在表面鍍制抗磨損膜、多層減反射膜及頂膜，但在實(shí)際使用過程中還是會(huì)造成眼鏡片磨損。此外，在實(shí)際使用過程中，還會(huì)出現(xiàn)水霧、油污吸附等諸多問題，使戴眼鏡者視物清晰度下降，給使用者帶來(lái)極不方便。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種超硬性、超潤(rùn)滑、防水、防霧、防油污的樹脂鏡片及其制造方法。
技術(shù)方案樹脂材料作為一種熱固性材料具有超輕，抗沖擊的特點(diǎn)，但其硬性度較低，抗磨損力較差。發(fā)明人為了克服樹脂眼鏡片抗磨損力差，易吸附水霧、油污等不足，將樹脂眼鏡的基片做加硬處理，且在樹脂眼鏡片的最外表層上再鍍制一層有超雙疏性能的能有效防水、防霧、防油污且易清潔的膜層。為達(dá)到本發(fā)明目的，采用在樹脂眼鏡片制造過程中使用的加硬液中添加二氧化鈦微粒并達(dá)到足夠多的數(shù)量來(lái)提高加硬液的硬度和折射率，采用納米技術(shù)在多層減反射膜的外層鍍制特殊層作為頂膜，并在鍍制多層減反射膜時(shí)采用離子輔助鍍膜方法，從而全面提高樹脂眼鏡片的復(fù)合膜層的質(zhì)量。
本發(fā)明的具體方案是A、加硬處理具體步驟如下一、堿侵濁取樹脂眼鏡基片一塊放入堿溶液中浸泡堿溶液成份可采用NaOH重量百分比濃度為35-37％溶液溫度35-40℃浸泡時(shí)間8-10分種該浸泡以加強(qiáng)樹脂眼鏡片基片表面活性增加涂層牢固度。
二、清洗取出樹脂眼鏡基片放入含有一般清潔劑(如日常用洗衣粉)的水槽中清洗清潔劑成份一般清潔劑清潔劑重量百分比濃度20-25％浸泡溫度35-40％浸泡時(shí)間120-150S以除去基片表面NaOH殘留液。
三、軟化水、超聲波清洗將樹脂眼鏡基片放入經(jīng)凈化后的純水中用超聲波清洗軟化水電導(dǎo)率18mΩ溫度20-25℃以徹底清除基片表面的雜質(zhì)；再用無(wú)水酒精、超聲波清洗樹脂眼鏡片酒精濃度99.9％，溫度20-25℃以除去樹脂眼鏡基片表面水份，增加脫水效果四、脫水收干采用IPA脫水收干五、加硬浸漬將基片放入加硬液中浸漬加硬液各主要成份濃度二氧雜環(huán)乙烷 18％T-丁醇 30％聚硅氧烷 12％甲醇 22-30％其他 5％加硬液比重1.010-1.030(10℃)加硬液溫度10-12℃加硬液中TiO2含量5-13％加硬槽的相對(duì)濕度40-45％浸漬時(shí)間35-40S以使加硬液粘附到樹脂眼鏡片基片表面六、樹脂眼鏡片的提升將樹脂眼鏡基片在加硬液中停留35-40S后作勻速提升勻速速度6-8mm/s使加硬液在基片表面形成厚度均勻的膜層七、預(yù)固化將樹脂眼鏡基片放入烘箱內(nèi)預(yù)固化預(yù)固化溫度65-70℃預(yù)固化時(shí)間15-18分鐘八、熱固化將樹脂眼鏡基片放入烘箱內(nèi)烘烤溫度115-120℃時(shí)間3小時(shí)上述步驟即成品加硬樹脂眼鏡片的加工全過程。為了進(jìn)一步提高眼鏡片的質(zhì)量，迎合消費(fèi)要求，可在加硬液中添加TiO2微粒物，并使之具有足夠多的數(shù)量用來(lái)提高加硬液的折射率和硬度。其基本原理是從原料硅化合物中選取一種或多種配合，水解生成硅烷醇，同時(shí)使數(shù)個(gè)分子縮合形成低聚物。低聚物的末端硅烷醇在加硬液中與醇再結(jié)合，通過熱固化，脫除醇進(jìn)行交聯(lián)，通過添加劑，如TiO2、丙烯酸等，來(lái)提高加硬液折射率和硬度，確保加硬液的性能和固化膜的物性。目前我們采用的加硬技術(shù)是第四代抗磨損膜技術(shù)，加硬液中由于含有有機(jī)基質(zhì)，又含有硅元素的無(wú)機(jī)超微粒物如聚硅氧烷，使抗磨損膜具備了韌性的同時(shí)，又提高了硬度。
B、鍍膜工藝具體步驟如下一、鏡片安裝在溫度20-25℃、濕度35-40％的環(huán)境中，取一塊清潔的加硬鏡片安裝到夾具上；二、抽真空將夾具連同鏡片放入真空艙內(nèi)加溫抽真空真空艙的溫度90-95℃設(shè)定真空度5×10-3Torr三、鍍膜前鏡片預(yù)清洗當(dāng)真空度達(dá)到5×10-3Torr時(shí)利用離子釋放高純氬產(chǎn)生離子對(duì)鏡面表面進(jìn)行轟擊離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM四、真空鍍膜采用離子輔助鍍膜工藝按以下方式鍍制多層減反射膜。
1、SiO2(第1層)蒸發(fā)功率19.5蒸發(fā)率速率20.0/S蒸發(fā)厚度0.58K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM2、ZrO2(第2層)
蒸發(fā)功率25蒸發(fā)率速率6.5/S蒸發(fā)厚度0.27K3、SiO2(第3層)蒸發(fā)功率13蒸發(fā)速率5.0/S蒸發(fā)厚度0.18K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM4、ZrO2(第4層)蒸發(fā)功率25蒸發(fā)速率6.5/S蒸發(fā)厚度0.58K5、SiO2(第5層)蒸發(fā)功率13蒸發(fā)速率7.0/S蒸發(fā)厚度0.74K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM利用電子槍采用上述方案對(duì)鍍膜材料熔解，然后再進(jìn)行蒸發(fā)，使得氣態(tài)的鍍膜材料黏附在樹脂眼鏡片表面，形成多層減反膜，其厚度約0.3um。
五、鍍制頂膜(氟化物)為了使樹脂眼鏡片具有防水、抗油污能力，在多層減反射膜外層再增加一層頂膜，利用鉬舟熱蒸發(fā)，使氟化物材料氣化，在多層減反射膜上形成頂膜，厚度約為0.005～0.01um。其步驟是1抽真空前，將含有氟化物的超硬膜材料放入鉬舟內(nèi)。
2在鍍完減反射膜后，對(duì)鉬舟兩極用80～82A電流進(jìn)行加熱，使鉬舟的溫度達(dá)到420～450℃3將鉬舟內(nèi)的超硬膜材料充分熔解，升華為氣態(tài)。
4氟分子從蒸發(fā)源轉(zhuǎn)移并沉積在基片上，在多層減反射膜表面重新排列或鍵合，最終形成頂膜。
其工藝參數(shù)如下鉬舟電流80-82A溫度420-450℃蒸發(fā)厚度0.26k蒸發(fā)速率10.0/S蒸發(fā)功率0.1離子源陽(yáng)極電壓35-40V離子源陽(yáng)極電流3.5-4A
離子源燈線電流4.5-5A氬氣流量4SCCM經(jīng)過上述加工，成品即為本發(fā)明產(chǎn)品超硬防污樹脂眼鏡片。
由于鍍膜本身和樹脂鏡片有些難以調(diào)和的矛盾，如熱敏感性，熱膨脹系數(shù)等。這些性質(zhì)使基片和傳統(tǒng)鏡片膜層之間有非常大的內(nèi)應(yīng)力，膜層易裂，而抗磨損膜是整個(gè)復(fù)合膜的基礎(chǔ)膜層，多層減反射膜層是一種非常薄的無(wú)機(jī)金屬氧化物材料，硬且脆，只有不斷地提高抗磨損膜的硬度，使之與多層減反膜層相匹配，才能整體提高樹脂鏡片的硬性度，不易磨損。傳統(tǒng)加硬工藝將樹脂眼鏡片放入含有二氧雜環(huán)憶烷、T-丁醇，甲醇等混合物的加硬液中進(jìn)行浸泡，在鏡片表面形成抗磨損的保護(hù)層。
本發(fā)明是對(duì)樹脂鏡片進(jìn)行有機(jī)硅化，在鏡片內(nèi)外表面形成化學(xué)及機(jī)械性保護(hù)層，在加硬液中添加了足夠量的TiO2微分子顆粒使之與Si原子相互交融形成高鍵能的Ti-Si鍵粘附到基片的表面，再經(jīng)過熱固化，這樣提高了樹脂鏡片的硬性度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)可使其鏡片表面耐磨性能與玻璃鏡片相接近(如圖2所示)。
此外，多層減反射膜是根據(jù)光的干涉原理，使鏡面的反射光和鍍膜反射光相互干涉并消除，不同的膜層選擇性地消除相應(yīng)波段光線的反射而去除干擾光。發(fā)明人增加可見光透過率來(lái)提高像的質(zhì)量，使成像更加清晰，但因減反射膜的技術(shù)需要，該膜分子間空隙較大，呈孔狀結(jié)構(gòu)，鏡片表面易藏污納垢，油污易浸潤(rùn)至減反射膜層。為此，本發(fā)明在鍍制多層減反射膜時(shí)采用已有技術(shù)在鍍制該膜層時(shí)所未采用的離子輔助鍍膜工藝來(lái)增加膜層的致密性和平滑度，并利用高分子氟化物中納米相分離技術(shù)，在多層減反射膜表面鍍制納米尺寸的超雙疏性界面，在宏觀上表現(xiàn)為具有一定穩(wěn)定的氣體薄膜覆蓋在多層減反射膜表面，彌補(bǔ)多層減反射膜分子空隙大的不足，降低表面能，從而使眼鏡片表面呈現(xiàn)超常的雙疏性，這時(shí)水滴或油污與鏡片的接觸角趨于最大值，超過110度(如圖3所示)。
本發(fā)明的發(fā)明效果本發(fā)明產(chǎn)品以強(qiáng)硬的抗磨損膜作為基礎(chǔ)，擁有更多的氟分子的低表面能作為頂膜，因而具有超低的摩擦系數(shù)，經(jīng)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，000#鋼絲絨，用750g正壓力往復(fù)摩擦1000次其霧度值是同類產(chǎn)品的1/10，由于采用納米技術(shù)，使本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的防水，耐污，防油的特能，而且更易清潔。同時(shí)本發(fā)明制造方便，制造方法簡(jiǎn)單易學(xué)與掌握。


圖1為本發(fā)明眼鏡片剖面圖。
其中1、樹脂眼鏡片基片2、抗磨損膜3、多層減反射膜4、頂膜圖2為本發(fā)明的樹脂眼鏡片與玻璃眼鏡片耐磨性能比較示意圖；圖3為油污或水滴與鏡片的接觸角度示意圖。
最佳實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例一一種超硬防污樹脂眼鏡片，由樹脂基片1、抗磨損膜2、多層減反射薄膜3、頂膜4組成，其特征在于抗磨損膜2是粘附在樹脂眼鏡片基片1上含有Ti-Si鍵的硬膜，多層減反射膜3采用離子輔助鍍膜工藝鍍制。
其制造方法是一、堿侵濁取樹脂眼鏡片基片一塊放入堿溶液中浸泡堿溶液成份NaOH濃度35-37％溫度35-40℃時(shí)間8-10分種二、清洗取出基片放入含有清潔劑的水槽中清洗成份一般清潔劑濃度20-25％溫度35-40％時(shí)間120-150S三、軟化水、超聲波清洗將基片放入凈化后純水中用超聲波清洗軟化水電導(dǎo)率18mΩ溫度20-25℃四、無(wú)水酒精、超聲波清洗酒精濃度99.9％
溫度20-25℃五、脫水收干采用IPA脫水收干六、加硬浸漬將基片放入加硬液中浸漬加硬液比重1.010-1.030(10℃)溫度10-12℃加硬液中二氧雜環(huán)乙烷 濃度18％T-丁醇濃度30％聚硅氧烷 濃度12％甲醇 濃度22-30％其他 濃度5％TiO2含量5-13％加硬槽的相對(duì)濕度40-45％浸漬時(shí)間35-40S七、鏡片提升將基片在加硬液停留35-40S后作勻速提升勻速速度6-8mm/s八、預(yù)固化將基片放入烘箱內(nèi)預(yù)固化溫度65-70℃時(shí)間15-18分鐘九、熱固化將基片放入烘箱內(nèi)烘烤溫度115-120℃時(shí)間3小時(shí)十、鏡片安裝取一塊清潔的加硬鏡片安裝到夾具上對(duì)環(huán)境的要求溫度20-25℃濕度35-40％十一、抽真空將夾具連同鏡片放入真空艙內(nèi)加溫抽真空真空艙的溫度90-95℃設(shè)定真空度5×10-3Torr
十二、鍍膜前鏡片預(yù)清洗當(dāng)真空度達(dá)到5×10-3Torr時(shí)利用離子釋放高純氬產(chǎn)生離子對(duì)鏡面表面進(jìn)行轟出離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM十三、真空鍍膜采用離子輔助鍍膜工藝按以下方式鍍制一層以上的多層減反射膜。其步驟是1、SiO2(第1層)蒸發(fā)功率19.5蒸發(fā)率速率20.0/S蒸發(fā)厚度0.58K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM2、ZrO2(第2層)蒸發(fā)功率25蒸發(fā)率速率6.5/S蒸發(fā)厚度0.27K3、SiO2(第3層)蒸發(fā)功率13蒸發(fā)速率5.0/S蒸發(fā)厚度0.18K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM4、ZrO2(第4層)蒸發(fā)功率25蒸發(fā)速率6.5/S蒸發(fā)厚度0.58K5、SiO2(第5層)蒸發(fā)功率13蒸發(fā)速率7.0/S蒸發(fā)厚度0.74K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM
利用電子槍采用上述方案對(duì)鍍膜材料熔解，然后再進(jìn)行蒸發(fā)，使得上述氣態(tài)的鍍膜材料黏附在樹脂眼鏡片表面，形成多層減反膜。
十四、頂膜(氟化物)在多層減反射膜外層再增加一層頂膜，利用鉬舟熱蒸發(fā)，使氟化物材料氣化，在減反射膜上形成頂膜，厚度約為0.005～0.01um。
其步驟是1.抽真空前，將含有氟化物的超硬膜材料放入鉬舟內(nèi)。
2.在鍍完多層減反射膜后，對(duì)鉬舟兩極用80～82A電流進(jìn)行加熱，使鉬舟的溫度達(dá)到420～450℃3.將鉬舟內(nèi)的超硬膜材料充分熔解，蒸發(fā)為氣態(tài)。
4.氟分子從蒸發(fā)源轉(zhuǎn)移并沉積在基片上，在減反射膜表面重新排列或鍵合，最終形成頂膜。
其工藝參數(shù)如下鉬舟電流80-82A溫度420-450℃蒸發(fā)厚度0.26k蒸發(fā)速率10.0/S蒸發(fā)功率0.1離子源陽(yáng)極電壓35-40V離子源陽(yáng)極電流3.5-4A離子源燈絲電流4.5-5A氬氣流量4SCCM經(jīng)過上述加工，成品即為本發(fā)明產(chǎn)品超硬防污樹脂眼鏡片。
權(quán)利要求
1.一種超硬防污樹脂眼鏡片，由樹脂眼鏡片基片1、抗磨損膜2、多層減反射薄膜3、頂膜4組成，其特征在于抗磨損膜2是粘附在樹脂眼鏡片基片1上的含有Ti-Si鍵的硬膜，多層減反射膜采用離子輔助鍍膜工藝鍍制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬防污樹脂眼鏡片的制造方法，其制造步聚為A、加硬處理1)堿侵濁取樹脂眼鏡片基片一塊放入堿溶液中浸泡2)清洗取出樹脂眼鏡片基片放入含有清潔劑的水槽中清洗3)軟化水、超聲波清洗將樹脂眼鏡基片放入凈化后純水中用超聲波清洗，再用無(wú)水酒精、超聲波清洗樹脂眼鏡片4)脫水收干采用IPA脫水收干5)加硬浸漬將基片放入加硬液中浸漬6)樹脂眼鏡片的提升7)預(yù)固化將樹脂眼鏡基片放入烘箱內(nèi)預(yù)固化8)熱固化B、真空鍍膜C、制作頂膜其特征在于加硬液的比重為1.010-1.030(10℃)加硬液溫度10-12℃加硬液中二氧雜環(huán)乙烷 濃度18％T-丁醇 濃度20％聚硅氧烷 濃度12％甲醇 濃度22-30％其他 濃度5％TiO2含量5-13％加硬槽的相對(duì)濕度40-45％浸漬時(shí)間35-40S將樹脂眼鏡片基片在加硬液中停留35-40S后作勻速提升勻速速度6-8mm/s使加硬液到基片表面形成厚度均勻的膜層采用離子輔助鍍膜工藝按以下方式鍍制一層以上(1)SiO2(第1層)蒸發(fā)功率19.5蒸發(fā)率速率20.0/S蒸發(fā)厚度0.58K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM(2)ZrO2(第2層)蒸發(fā)功率25蒸發(fā)率速率6.5/S蒸發(fā)厚度0.27K(3)SiO2(第3層)蒸發(fā)功率13蒸發(fā)速率5.0/S蒸發(fā)厚度0.18K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5-5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM(4)ZrO2(第4層)蒸發(fā)功率25蒸發(fā)速率6.5/S蒸發(fā)厚度0.58K(5)SiO2(第5層)蒸發(fā)功率13蒸發(fā)速率7.0/S蒸發(fā)厚度0.74K離子源陽(yáng)極電壓55-60V離子源陽(yáng)極電流4.5～5A離子源燈絲電流5.5-6A氬氣流量9SCCM利用電子槍采用上述方案對(duì)鍍膜材料熔解，然后再進(jìn)行蒸發(fā)，使得氣態(tài)的鍍膜材料粘附在樹脂眼鏡片表面，形成多層減反膜3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超硬防污樹脂眼鏡片的制造方法，其特征在于加硬液中加入的二氧化鈦微粒的重量百分比濃度是5～13％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超硬防污樹脂眼鏡片及其制造方法，尤其是一種超硬、超潤(rùn)滑、防水、防霧、防油污的樹脂鏡片及其制造方法。其主要的技術(shù)特征是為了克服樹脂眼鏡片抗磨損力差、易吸附水霧、油污等不足，在樹脂眼鏡片中增加一層超硬簿膜，該超硬簿膜通過在加硬液中添加5％－13％的二氧化鈦微粒來(lái)實(shí)現(xiàn)，此外，在鍍制多層減反射膜時(shí)采用離子輔助鍍膜工藝，并在多層減反射膜表面再鍍制厚度為納米級(jí)尺寸的具有超雙疏性能的薄膜，使多層減反射簿膜具有致密性和平滑性并在表面形成穩(wěn)定的氣體薄膜從而彌補(bǔ)多層減反射膜分子空隙的不足。本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝方便，性能穩(wěn)定，使產(chǎn)品具有超硬、超潤(rùn)滑、不易吸附油污的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B32B33/00GK1991441SQ20051011239
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者王兆崗, 藍(lán)金康, 陸劍龍, 朱桂君 申請(qǐng)人:上海三聯(lián)(集團(tuán))有限公司茂昌眼鏡公司