相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年12月31日提交的美國臨時申請?zhí)?2/098,966的權益和優(yōu)先權，該申請的披露內容通過援引以其全文并入本文。

背景

本披露總體上涉及一種用于對光學物品進行反射鏡涂覆的方法。更具體地，除其他特征之外，本披露涉及一種用于對眼科鏡片進行電鍍的方法。

背景技術：

真空蒸發(fā)涂覆是常用于在眼科鏡片上生產(chǎn)反射鏡涂層的工藝。在這個工藝的過程中，在高真空室內，將電子束聚焦到光學澄清的材料例如硅、鋯和鈦的氧化物上。這些材料蒸發(fā)并且接著粘附至懸掛在涂覆室內的支架上的鏡片表面上。該涂覆工藝要求使用包括超聲波清洗機的多步驟過程將鏡片進行細致清洗、并進行熱干燥以便從這些鏡片上去除任何水分。也可以使用其他昂貴的材料。并且，涂覆室大、昂貴且復雜。

這種工藝可能是不利的，因為它要求使用真空室并且使用大量昂貴材料，例如金和銀。這些要求導致要使用珍貴的資源和設備。并且，在使用物理氣相沉積(pvd)的標準電鍍工藝中，對被涂覆物的控制可能極少。

需要一種解決了這些問題的用于對鏡片進行反射鏡涂覆的替代性方法。本文提出了一種對鏡片進行電鍍的方法，該方法不要求使用真空室并且使用較少量的昂貴材料。

電鍍是使用電流來還原溶解的金屬陽離子以使其在電極上形成相干金屬涂層的工藝。類似的工藝被稱為電沉積或脈沖電鍍。有待鍍覆的部件典型地是電路的陰極。在一種技術中，陽極可以由有待鍍覆在部件上的金屬制成。將這兩個部件浸入含有一種或多種溶解的金屬鹽以及準許電流流動的其他離子的溶液中。電源向陽極提供直流電，從而氧化構成該陽極的金屬原子并且允許它們溶解在該溶液中。在陰極處，電解質溶液中的溶解的金屬離子在溶液與陰極之間的界面處被還原，使得它們“鍍出”到陰極上。在電流流經(jīng)電路時，陽極被溶解的速率等于陰極被鍍覆的速率。以此方式，電解質浴中的離子連續(xù)地被陽極補充。其他電鍍工藝可以使用非消耗性陽極，例如，鉛或碳。在這些技術中，有待鍍覆的金屬的離子必須在浴中被周期性地補充，因為它們從該溶液中被取出。

本文所提出的電鍍工藝是針對眼科鏡片反射鏡涂層定制的并且允許選擇性地涂覆鏡片基材，因此不存在材料浪費。本文所提出的工藝還允許使用較不復雜和較不昂貴的設備、并且使用較少的昂貴材料。這種工藝可以用于任何類型的眼科鏡片。

本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點將從下面的詳細描述中變得明顯。然而，應該理解詳細描述和特定實例，雖然說明本發(fā)明的特定實施例，但僅是通過舉例給出，因為根據(jù)這種詳細描述，在本發(fā)明的精神和范圍內的各種變化和修改對于本領域技術人員將變得明顯。

技術實現(xiàn)要素：

在一方面，提供了一種用于制造光學物品的方法，其中，該方法包括：提供具有表面的至少一個眼科鏡片基材；向該眼科鏡片基材的至少一部分施加至少一個導電涂層；并且對該眼科鏡片基材進行電鍍以形成鍍層，該鍍層與該光學物品的導電涂層處于接觸關系。該方法在施加該第一導電涂層之后還可以包括以下步驟中的一個或多個步驟：將該鏡片基材除油；預蝕刻該鏡片基材；蝕刻該鏡片基材；漂洗該鏡片基材；以及施加sio2層。該方法還可以包括：在施加該至少一個導電涂層之后施加第二sio2層以便提供與隨后層的改善的粘附性。隨后層可以包括以下各項中的至少一項：防霧涂層、防污涂層、和基于特氟隆的涂層。

在一方面，提供了一種眼科物品，該眼科物品包括：具有表面的眼科鏡片基材；在該光學基材的至少一部分上形成的第一導電層；以及第二鍍層，該第二鍍層形成在該基材上，使該第二鍍層與該第一層具有接觸關系，其中該第二鍍層通過下組中的至少一項來沉積，該組包括：電鍍、無電沉積、脈沖電鍍、以及刷涂。該第一導電層可以是透光的。該第二鍍層可以是透光的。該第一導電層可以包括至少一種過渡金屬或后過渡金屬。該第一導電層可以包括下組中的任一項，該組包括：銦錫氧化物(ito)、鈦、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、銠、鈀、銀、鉭、鎢、鉑、金、鋁、鎵、銦、錫、鉈、鉛、鉍、及其組合。該第一導電涂層和該鍍層可以包括反射鏡涂層。該第一導電層可以直接在該光學基材的至少一部分上形成。

在一方面，提供了一種眼科物品，該眼科物品包括：具有表面的眼科鏡片基材；被施加在該眼科鏡片的該表面上的sio2層；在該sio2層上形成的第一導電層；以及第二鍍層，該第二鍍層形成在該第一導電層上，使得該第二鍍層與該第一導電層具有接觸關系，其中該第二鍍層通過下組中的至少一項來沉積，該組包括：電鍍、無電沉積、脈沖電鍍、以及刷涂。

在一方面，提供了一種用于對眼科鏡片基材進行電鍍的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包括：包括至少一種電鍍溶液的浸漬?。恢辽僖粋€眼科鏡片基材，其中該基材被浸漬在該浸漬浴中；被配置成至少部分地浸入該浸漬浴之中的陰極；以及被配置成至少部分地浸入該浸漬浴之中并且可操作地連接至該鏡片基材上的陽極。

附圖說明

在考慮到現(xiàn)將結合附圖詳細描述的說明性實施例時，如在此所述的優(yōu)點、性質和各種額外的特征將更加充分地顯現(xiàn)。在附圖中，貫穿這些視圖類似的參考標號表示類似的部件。

圖1展示了根據(jù)本披露原理配置的電鍍系統(tǒng)。

圖2展示了用于對鏡片進行電鍍的過程，其步驟是根據(jù)本披露原理執(zhí)行的。

圖3a示出了根據(jù)本披露原理配置的鏡片基材以及不同層的實例。

圖3b示出了根據(jù)本披露原理配置的具有不同層、但是沒有鍍層的鏡片基材的實例。

圖3c示出了根據(jù)本披露原理配置的具有不同層的鏡片基材、但是在該鏡片基材上沒有sio2層的實例。

具體實施方式

除了在本披露中明確地和清楚地定義的范圍之外或除非特定背景另外要求不同的含義，否則在此使用的詞語或術語具有其在本披露的領域中的普通、平常的含義。

如果在本披露和可以通過引用結合的一個或多個專利或其他文件中的詞語或術語的使用上存在任何沖突，則應采用與本說明書一致的定義。

不定冠詞“一個(種)(a/an)”意指一個(種)或多于一個(種)的該冠詞所引入的組分、零件或步驟。

每當披露具有下限和上限的程度或測量的數(shù)值范圍時，還旨在具體地披露落入該范圍內的任何數(shù)字和任何范圍。例如，每一值范圍(呈“從a至b”、或“從約a至約b”、或“從約a至b”、“從大約a至b”以及任何類似表述的形式，其中“a”和“b”表示程度或測量的數(shù)值)應被理解為闡明涵蓋于更廣泛的值范圍內并且包括值“a”和“b”本身的每一個數(shù)字和范圍。

術語如“第一”、“第二”、“第三”等可以被任意指定并且僅旨在區(qū)分以其他方式在性質、結構、功能或作用方面類似或對應的兩個或更多個組分、零件或步驟。例如，詞語“第一”和“第二”不用于其他目的并且不是以下名稱或描述性術語的名稱或描述的一部分。僅僅使用術語“第一”不要求存在任何“第二”類似的或對應的組分、零件或步驟。類似地，僅僅使用詞語“第二”不要求存在任何“第一”或“第三”類似的或對應的組分、零件或步驟。此外，應理解僅僅使用術語“第一”不要求元素或步驟是任何順序中的正好第一個，而是僅僅要求它是這些元素或步驟中的至少一個。類似地，僅僅使用術語“第一”和“第二”不一定要求任何順序。因此，僅僅使用這類術語不排除在“第一”與“第二”元素或步驟之間的中間元素或步驟等等。

本文中，術語“鏡片”指有機或無機玻璃鏡片，優(yōu)選地有機鏡片，該鏡片包括具有一個或多個表面的鏡片基底(可以涂覆有一個或多個具有不同性質的涂層)。如在此使用的，“鏡片毛坯”指具有已知基礎曲線的透明介質(沒有焦度)，被光學實驗室用來生產(chǎn)具有處方焦度的成品眼鏡鏡片；它用于單光鏡片、雙焦點鏡片和三焦點鏡片、漸變多焦點鏡片(pal)。

參照圖1，展示了根據(jù)本披露原理配置的電鍍系統(tǒng)15。該電鍍系統(tǒng)包括容器，例如像燒杯11。燒杯11含有浸漬浴3，眼科鏡片基材10被浸入該浸漬浴3之中。電鍍(或電沉積)系統(tǒng)15使用電流來還原溶解的金屬陽離子以使其在眼科鏡片基材10上形成相干金屬涂層。

如本文所使用的，由塑料光學基底形成的光學元件、例如眼鏡鏡片可以用作鏡片基材10。本文所使用的系統(tǒng)和工藝可以用于任何類型的眼科鏡片，即眼鏡鏡片、太陽鏡等。在一個展示性實施例中，可以使用例如通過將二乙二醇雙烯丙基碳酸酯(例如，由ppg工業(yè)公司(ppgindustriescompany)以商品名出售的(來自依視路的鏡片))(共)聚合、或者通過將硫代(甲基)丙烯酸類單體(例如法國專利申請fr2734827中描述的那些)聚合而獲得的基材或聚硫代氨基甲酸酯。通過將來自這些單體的混合物聚合可以獲得此類基材，或者此類基材也可以包括來自這些聚合物和(共)聚物的混合物。在其他實施例中，可以使用其他類型的適合的樹脂基材10。在一些實施例中，有待電鍍的鏡片基材10可以包括減反射(ar)涂層，該減反射涂層具有包括透明導電層的多層構型。

將鏡片基材10定位成使得該鏡片基材10的至少一部分基本上被鏡片支撐件13接納。將鏡片定位在燒杯11內在鏡片支座或定向環(huán)的頂部上。這給至少一個鏡片基材10提供了擱置位置并且?guī)椭鷮⒃撝辽僖粋€鏡片基材10保持在位。雖然鏡片支撐件13被配置成為定向環(huán)，該定向環(huán)被定位在燒杯11的底部部分19處，但是可以設想鏡片支撐件13的其他實施例，用于接收鏡片基材10并且將其定位在浸漬浴3內。在如圖所展示的一個實施例中，具有凹形表面和凸形表面的鏡片可以相對于鏡片支撐件13被定位成使得，該鏡片的凸形表面面朝燒杯11的頂部部分17，并且鏡片基材10的凹形表面面朝鏡片支撐件13。鏡片基材10相對于鏡片基材13的其他構型可以是可能的。該至少一個鏡片基材10的面向上朝向陰極5的這個表面不是絕緣的。

鏡片基材10的定位和定向是電鍍工藝的重要部分。該至少一個鏡片基材10相對于陰極5的定向可以直接影響鍍層到鏡片基材10的表面上的量和分布。具體地，在電鍍過程中該至少一個鏡片基材10相對于陰極5和陽極7的定向可以影響沉積到該至少一個鏡片基材10上的材料的量和分布。例如，在所展示的實施例中，陰極5可以被定位成使其在電鍍工藝過程中保持在該至少一個鏡片基材10上的基本上居中的位置中。在一個實施例中，可以將鏡片基材10定位成與陰極5相鄰。在另一個實施例中，可以將鏡片基材10定位成與陰極5相鄰且平行?？赡苡绊戠R片的沉積的量和圖案的其他因素可以包括用于鍍覆該至少一個鏡片基材10的銀或其他金屬的量、以及鏡片基材10的曲率。

電源9可操作來給陽極7供應直流電，以便氧化構成該陽極的金屬原子，從而允許它們溶解在浸漬浴3中。陽極7至少部分地浸入該浸漬浴之中、并且可操作地連接至該鏡片基材10上。系統(tǒng)15的陰極5至少部分地浸入該浸漬浴之中并且基本上居中地定位在浸漬浴3中、在該浸漬浴3中的鏡片基材10上方。陰極5可以包括任何導電金屬，例如但不限于：銅、金、鉑、銀、錫、以及鋁。陽極7的至少一部分是絕緣的。如上文所描述的，陽極7被溶解的速率基本上等于陰極5被鍍覆的速率。以此方式，電解質浸漬浴3中的離子連續(xù)地被陽極7補充。

參照圖2，展示了將鏡片基材10進行電鍍的過程，其步驟是根據(jù)本披露原理執(zhí)行的。在將眼科鏡片基材10電鍍之前，可以對眼科鏡片基材10進行一個或多個預處理步驟。這些步驟涉及1)將該鏡片基材除油；2)蝕刻該鏡片基材；以及3)觸擊(striking)該鏡片基材。

除油(步驟200)

在將該眼科鏡片基材10電鍍之前，眼科鏡片基材10可以經(jīng)受除油步驟。除油是指使用除油劑或類似產(chǎn)品來從鏡片基材10的鏡片表面上除去油或其他基于油的材料、例如基于油的墨水以便進行該電鍍過程的任何清洗過程。清洗是指給鏡片基材10除去灰塵、污垢、和其他污染物以便進行該電鍍過程的任何清洗過程。在電鍍之前可以使用任何鏡片清洗過程。在所展示的實施例中，可以使用浸涂式(dip-line)清洗工藝，例如本領域中已知的。本領域技術人員可以設想其他清洗工藝。

預蝕刻(步驟205)

塑料基材10(例如上文所描述的這些)可能難以蝕刻，所以眼科鏡片基材10可以經(jīng)受預蝕刻步驟。預蝕刻該鏡片基材10可以涉及使用有機溶劑或高極性溶劑(例如但不限于：二甲基亞砜)溶脹該基材10表面上的表皮層或晶體定向層。該預蝕刻處理可以增強蝕刻效果?？梢杂眠x自本領域已知的常規(guī)蝕刻方法來處理包含無機材料、玻璃纖維等的基材10。

蝕刻(步驟210)

接著，鏡片基材10經(jīng)受蝕刻過程以使該鏡片基材10的表面變得顯著粗糙。蝕刻是指涉及使用化學能、離子能或電能中的至少一者來蝕刻鏡片基材10的表面以便使鏡片產(chǎn)生小于約20nm的粗糙度的任何工藝。蝕刻工藝的目的是提供以下表面：該表面為下文所描述的觸擊層310提供足夠的粘附和化學結合。這可以通過將鏡片基材10暴露于具有腐蝕性材料(例如像按溶液體積計少于約20％的氫氧化物、氫氧化鉀、漂白劑、臭氧、或強酸或堿溶液)的超聲波浴中來完成。還可以將鏡片基材10暴露于強氧化劑、電暈放電、無柵離子槍或此類處理的組合，或用其進行處理。該蝕刻工藝可用于對鏡片基材10的表面產(chǎn)生電荷，這允許更好地粘附硬質涂層。雖然該電鍍過程不需要施加硬質涂層，但是這樣的涂層也不干擾該電鍍過程。在一方面，通過電鍍產(chǎn)生的最終產(chǎn)品可以包括在該至少一個鏡片基材10的凹形表面上的、優(yōu)選地在電鍍之前施加的至少一個耐刮擦涂層。硬質涂層是指有利于獲得耐刮擦性的任何有機、無機或混合的濕涂層，例如通過依視路可商購的那些。

漂洗(步驟215)

在蝕刻之后，使基材10經(jīng)受漂洗過程以除去可能留在該基材10的表面上的蝕刻溶液、例如鉻酸或類似物。當使用鹽酸的稀釋溶液或含有還原劑(例如，亞硫酸氫鈉)的溶液進行清洗時，可以從鏡片基材的表面上除去鉻酸。

sio2沉積層(步驟220)

可以對基材10進行二氧化硅(sio2)的沉積。該沉積可以通過物理氣相沉積(pvd)工藝、化學氣相沉積沉積(cvd)工藝或熱蒸發(fā)工藝來實現(xiàn)。可以形成具有從約75nm至約150nm的厚度的sio2層305(圖3a、3b)。sio2的沉積優(yōu)選地在約1e-2與2e-3帕斯卡之間的壓力下發(fā)生。sio2層305充當基材10與觸擊層310之間的中間層，該中間層提供了觸擊層310的良好粘附。雖然sio2層305顯著地改善了觸擊層310與基材10的粘附，但是在一些實施例中，可以省略sio2層。

觸擊層的施加(步驟225)

在鏡片基材10已經(jīng)被清洗并且施加了sio2沉積層305之后，向鏡片基材10的sio2層施加至少一個觸擊層310以形成隨后電鍍的基礎。如本文使用的，觸擊層310是指與基材10和一種或多種希望的鍍覆材料相容的導電材料層。如本文使用的，鍍層或鍍覆材料是指通過或本文所描述的電鍍工藝、或類似工藝(例如，脈沖電鍍等)沉積的層或材料?？梢允┘佣嘤谝粋€觸擊層。在一些應用中，可以直接向鏡片基材10施加觸擊層310而無需插入sio2層。

觸擊層充當鏡片基材10與多個相繼鍍層之間的中間層。觸擊層310能夠粘附至鏡片基材10上并且?guī)椭_保相繼材料鍍層與基材10的適當粘附。該觸擊層被設計成與基材10和電鍍層具有相容性和粘附性。該觸擊層提供導電性以實現(xiàn)抗靜電、電磁屏蔽和其他目的。如果某些鍍覆金屬與鏡片基材10具有固有的差的粘附性，則可以首先在鏡片基材10上沉積與鏡片基材10和該鍍層兩者相容的觸擊層。例如，鋅合金上的電解鎳可能與鏡片基材10具有差的粘附性。在這種情況下，可以向鏡片基材10施加包括銅的觸擊層，該觸擊層與該鏡片基材10和電鍍層兩者具有足夠好的粘附性。

可以通過物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積沉積(cvd)、真空室內的濺射、浸涂、或旋涂來進行觸擊層310的施加。在一個實施例中，可以在3e-3帕斯卡的起始真空下沉積觸擊層310以在預定或希望的速率(nm/sec)下形成具有預定或希望的目標厚度的層。還可以將該觸擊層作為導電透明清漆來施加。用于施加導電透明觸擊層的又一種方法是用例如本文披露的導電材料來吸入透明涂層(“吸漲”)。

觸擊層310可以包括但不限于：任何過渡金屬、后過渡金屬、含有金屬的任何固溶體(金屬固溶體)、或導電的碳同素異形體。過渡金屬是指元素周期表的d區(qū)中的任何元素或元素合金(第3至12族)。過渡金屬可以包括但不限于：鈦、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、銠、鈀、銀、鉭、鎢、鉑、以及金。后過渡金屬是指第13-15族中、在過渡金屬與準金屬之間的元素。后過渡金屬可以包括鋁、鎵、銦、錫、鉈、鉛、以及鉍。金屬固溶體是指在該電鍍過程中使用的金屬溶液。它們也可以稱為鍍覆溶液、金屬鹽、金屬懸浮液、膠體和膠體金屬，例如但不限于膠體銀或膠體金。該觸擊層310可以包括下組中的任一項，該組包括：銦錫氧化物(ito)、鈦、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、銠、鈀、銀、鉭、鎢、鉑、金、鋁、鎵、銦、錫、鉈、鉛、和鉍、及其組合。

導電觸擊層的其他實例可以是銅或鎳和碳同素異形體，例如碳納米管(cnt)。替代地可以通過形成由金、銀或任何其他適合的金屬制成的薄層來提供導電性。在眼鏡鏡片的基底的表面上形成的層(例如，減反射(ar)涂層、硬涂覆層和防污層)在許多情況下主要由基于硅的化合物或氧化物制成，并且上文所描述的金屬層典型地與這些基于硅的層沒有強親合性。

在另一個展示性實施例中，可以將鋁或錫作為本文描述的觸擊層310和/或電鍍工藝來施加。鋁通常在反射鏡涂層中使用。鋁是有利的，因為它在細粉末形式中能夠保持其反射率。鋁反射鏡的成品在200-400nm的紫外線和3000-10000nm的紅外光譜范圍內具有任何金屬中最高的反射率。然而，與銀和錫相比，其在400-700nm的可見光范圍內的反射率略低，并且當與銀、金和銅相比時，其在700-3000nm的近紅外范圍內的反射率略低。盡管它具有優(yōu)點，但是鋁可能由于氧化而變得晦暗。當鋁自然地與空氣反應時造成鋁的氧化，從而產(chǎn)生有效地降低標稱反射率的阻擋氧化物層。為了維持本文所使用的任何鋁涂層的光學完整性，可以用保護涂層對其進行處理。

在一個展示性實施例中，導電觸擊層310可以包括選自銦、錫、和鋅的氧化物及其混合物中的金屬氧化物。具體而言，導電觸擊層310可以由含有銦、錫、鋅、和其他元素中的任一種或這些元素中的兩種或更多種的無機氧化物制成。更具體地，可以使用ito(銦錫氧化物：氧化銦和氧化錫的混合物)。例如，可以使用銦錫氧化物(in2o3:sn，即摻雜錫的氧化銦)和氧化錫(in2o3)。ito可以作用銦錫氧化物—氧化銦(iii)(in2o3)和氧化錫(iv)(sno2)的固溶體來施加(例如，按重量計90％的in2o3、10％的sno2)，該固溶體作為薄層典型地可以是透明且無色的并且可以在電磁光譜的紅外區(qū)域中用作類似于金屬的反射鏡。ito由于其導電性和光學透明性是廣泛使用的透明導電氧化物。ito導電觸擊層是有利的，因為它提供光學透明性和抗靜電特性。銦錫氧化物的薄膜最常見地通過電子束蒸發(fā)、物理氣相沉積和/或一系列濺射沉積技術沉積在表面上?？梢允褂闷渌夹g(例如但不限于：pvd以外的方法)來施加ito，例如cvd或化學浸漬。

在示例性實施例中，觸擊層310可以小于約0.1μm厚。本領域技術人員將認識到，可以設想觸擊層310的其他厚度。在其他實施例中，觸擊層310的厚度可以從約0.1nm至約150nm、更具體地從約0.1nm至約50nm改變，這取決于該觸擊層的性質。當觸擊層310小于約0.1nm厚時，該觸擊層可能不具有足夠的導電性。當觸擊層310大于150nm厚時，它典型地不能實現(xiàn)所要求的透明度以及低吸收特性。該導電層優(yōu)選地是由導電的且高度透明的材料制成。在這種情況下，其厚度可以從約0.1nm至約30nm、更特別地從約1nm至約20nm、并且甚至更特別地從約1nm至約10nm變化。觸擊層310包括基本上均勻的厚度。

觸擊后蝕刻(步驟230)

在一個可選步驟中，至少一個鏡片基材10的觸擊后蝕刻可以用于使觸擊層310變粗糙，由此允許隨后的一個或多個電鍍層更好地粘附至觸擊層310上?？梢酝瓿稍撚|擊后蝕刻過程以幫助防止對該觸擊層造成任何損害。在一個展示性實施例中，為了執(zhí)行該過程，可以按以下設定使用如上所描述的無柵離子源(例如，離子槍)：陽極電壓：約100伏特；陽極電流：約0.60安培；以及中性電流：約0.080安培?？梢哉{整發(fā)射電流以獲得正確的中性電流設定點。在此過程中，可以使用氬氣作為電離氣體。自動調節(jié)氬氣的體積以獲得正確的發(fā)射電流。該觸擊后蝕刻過程的這部分的處理時間可以為約兩(2)分鐘。

在一些實施例中，可以執(zhí)行觸擊后蝕刻的第二步驟。這個步驟可以包括使用例如活化劑(例如但不限于：酸性或堿性溶液)持續(xù)少于約2分鐘的化學蝕刻過程。在一個實施例中，可以使用濃度小于約5％的naoh溶液持續(xù)約1分鐘與約3分鐘之間?？赡苄枰@個第二化學蝕刻步驟來從該觸擊層上除去任何氧化的鋁層。為了有效，恰在電鍍開始之前進行化學蝕刻步驟。在該化學蝕刻步驟之后，執(zhí)行漂洗步驟以除去污染物。

電鍍(步驟250)

接著可以使鏡片基材10經(jīng)受電鍍過程。電鍍是指使用陽極、陰極、電鍍材料或溶液、以及電鍍材料可以粘附至其上的基材通過電流進行還原的任何工藝。如上所描述的，電沉積是電鍍的另一術語。

本文所描述的電鍍過程涉及：提供光學元件，例如眼科鏡片基材10；將眼科鏡片基材10浸入1-2l的浸漬浴3中；并且將鏡片基材10電鍍，使其包括希望厚度的鍍層315，如上文所描述的。在此過程中，包括觸擊層的該至少一個鏡片基材10經(jīng)由絕緣電纜連接而用作陰極5。陽極7可以由與鍍覆溶液相同的材料(例如，金、銠等)構成、或者可以由通常不反應的材料(例如，不銹鋼、石墨或鉑)制成。如本文所使用的鍍覆時間是指為了在鏡片基材10的至少一部分上以希望的材料厚度沉積所希望材料而需要的時間。根據(jù)該至少一個鏡片基材10上所需的所希望的材料密度和厚度，鍍覆時間可以采用從15秒至30分鐘內的任何值。為了執(zhí)行電鍍程序，可以從電源9向電鍍系統(tǒng)15施加400ma、約30v，持續(xù)約30分鐘與約45分鐘之間。在其他實施例中，可以向陰極5和陽極7施加在約0.10a至約4a之間的電流下從約1v至約14vdc的范圍內的電壓，以促進該鍍覆過程?？梢詰玫墓β逝c時間的其他組合可以產(chǎn)生電解。電解是使用電流來激發(fā)非自發(fā)反應。在電解中，電流被輸送穿過電解質并且進入溶液中，以激發(fā)為了發(fā)生在其他情況下非自發(fā)反應而必需的離子流動。由于浸漬浴或鍍覆浴3是水溶液，所以水的電解與氫氣的析出可以在陰極處產(chǎn)生競爭反應。形成的氫氣本身可能造成問題，例如，使沉積的金屬涂層發(fā)生氫脆化或由于氣泡造成對金屬沉積的干擾。氫的除去，伴隨著oh-離子的形成，還增大了在陰極表面附近的鍍覆溶液的ph。鍍層中的高ph也可能產(chǎn)生問題，例如在陰極表面上形成不溶性金屬氫氧化物層，這也干擾攜帶金屬的離子的輸送和金屬原子在表面上的沉積。

浸漬浴3可以包括包含去離子(di)水和強電解質的電鍍溶液，例如酸溶液。例如，硫酸(h2so4)可以用于該鍍覆溶液。di水中存在硫酸可以有助于向鏡片基材10上產(chǎn)生基本均勻的電鍍層。在電鍍過程中，燒杯或容器11中的di水可以處于大約室溫。浸漬浴可以為從約40℃至約80℃。

電鍍層或鍍層315可以包括任何過渡金屬、后過渡金屬或金屬合金。例如，鍍層315可以包括但不限于：金、銀、鉻、鎳、和/或銠。

可以使用該電鍍過程來向鏡片基材10上沉積任何適合厚度的鍍層315。最終鍍層的厚度可以從一種材料到下一種材料變化。該鍍層的厚度與以下公式所表示的功率有關。

電鍍層或鍍層315的最終厚度由法拉第定律的修改形式來定義：

其中：w＝被鍍金屬的重量(以克計)

i＝電流(以庫倫/秒計)

t＝時間(以秒計)

a＝鍍覆金屬的原子量(以克/摩爾計)。

n＝溶解在溶液中的金屬的化合價(以當量/摩爾計)。

f＝法拉第常數(shù)(以庫倫/當量計)。f＝96,485.309庫倫/當量。

可以如下將重量轉換成厚度：

其中：

t＝厚度(以微米計)

rho＝密度(以克/立方厘米計)

10,000作為將厘米轉換成微米的常數(shù)

可以執(zhí)行電鍍工藝的變體。這樣的工藝可以包括但不限于：無電沉積、脈沖電鍍、以及刷涂。

脈沖電鍍(步驟235)

在另一個展示性實施例中，可以使用脈沖電鍍來涂覆鏡片基材10，如本文所描述的。脈沖電鍍是與標準浸漬電鍍非常相似的工藝，用于提供鍍層315，但是具有變化的電壓和/或電流強度以有利于根據(jù)需要改變鍍層的密度。脈沖電鍍與上文所描述的浸漬電鍍的不同之處在于，在該工藝過程中施加的電壓或電流的強度可能在脈沖電鍍工藝的不同階段改變。與通過浸漬電鍍工藝產(chǎn)生的鍍覆相比，這是通過具有變化的密度的若干材料層來促進更強的總體鍍覆來完成的。脈沖電鍍可用于厚板。

無電沉積/自催化沉積(步驟240)

在又一示例性實施例中，本文所描述的該至少一個鏡片基材10可以使用無電沉積工藝來涂覆。對于這個工藝，將酸加入浸漬浴3中來代替外部電源。代替于調節(jié)電壓和/或電流，可以調節(jié)酸濃度以調節(jié)涂覆到該至少一個鏡片基材10上的層的鍍覆速度和密度。無電沉積是電鍍的一種形式，用于提供鍍層315，其中不是從外部電源，而是從電鍍溶液中的電解質獲得為了通過電流進行還原所需的能量。

刷涂/刷子沉積(步驟245)

在又一個展示性實施例中，可以使用刷子沉積來涂覆該至少一個鏡片基材10。如本文所使用的，刷涂是指用于提供鍍層315的電鍍工藝，該工藝利用了用鍍覆溶液浸泡的陰極5刷子和附接至有待涂覆的基材10上的陽極7電纜。這是用于異形基材10的常見電鍍工藝。這個工藝是有利的，因為與本文所描述的其他工藝相比，它不需要浸漬浴并且可以用于一次鍍覆多個較小體積的材料。在這個實施例中，如在浸漬電鍍工藝中，該至少一個鏡片基材10用作具有絕緣材料的陰極5。陽極7的至少一部分可以包括至少一種導電材料。陽極7在一端上還可以包括吸水泡沫，并且陽極7的另一端可以通過絕緣電纜連接至電源9?？梢允┘釉?.10-4a的電流下的約1v至約14vdc之間的電力，同時陽極7被“刷”過鏡片基材10的表面。這個工藝致使鍍覆材料薄層開始粘附至鏡片基材10的表面。

陽極化(步驟255)

作為代替電鍍/電沉積工藝的或在此之后(硬涂覆之后)的可選步驟，可以執(zhí)行陽極化。如本文使用的，陽極化是指通過其中金屬形成陽極的電解工藝來用保護性氧化物層涂覆該金屬的工藝。在一個實施例中，鋁可以用于該陽極化工藝。陽極化層320可以基本上包括鋁合金。在其他實施例中，可以在該陽極化工藝中使用鈦、鋅、鎂、和/或鉭。

代替將材料電鍍至觸擊層310，該陽極化工藝將al轉化成al2o3，這是強且耐化學腐蝕的氧化物層。換言之，觸擊層310是該工藝的主要金屬層，如圖3b所示。對于這個工藝，基材10是陽極7，并且金屬容器是陰極5。浸漬浴3包含15％的h2so4(硫酸)溶液并且用作導電電解質?？梢钥珀枠O7和陰極5在約0.25安培至約2安培之間施加10-15伏特之間的電壓以開始氧化反應。這個工藝致使在基本上純al層上形成厚且多孔的al2o3層。形成的al2o3層的密度和厚度通過法拉第定律來確定，如上所描述的與浸漬工藝類似，但還補償了由于存在電解浴導致的電阻變化。

著色(步驟265)

在該陽極化步驟之后，在一個實施例中，可以執(zhí)行著色步驟。如果陽極化膜的厚度和孔隙度足夠高，則陽極膜(即通過陽極化處理產(chǎn)生的膜)非常適合于著色。該著色工藝可用于產(chǎn)生具有各種色彩的反射鏡涂層的鏡片基材10?？梢灾圃炀哂懈鞣N顏色的各種各樣著色鏡片。例如本領域已知的和通常用于鏡片基材10的著色工藝類似于可用于陽極化著色的著色工藝?？梢允褂糜袡C染料和無機染料對al2o3膜著色。可以使用陽極化著色染料和/或標準的bpi著色染料(例如，目前用于鏡片基材的那些)來對鏡片基材10著色。標準的bpi著色染料。

對于該著色工藝，將至少一個鏡片基材10浸入包括至少一種希望的著色染料的經(jīng)加熱浴3內。浴3的溫度可以在約40℃至約80℃的范圍內，這取決于所用染料的類型。染色時間隨著色染料的品牌和鏡片基材10上所希望的最終顏色深度而變化，但典型地在約15分鐘至約25分鐘之間。可以改變色彩強度。為了在鏡片上實現(xiàn)淺色彩，可能能夠將鏡片染色僅僅五分鐘，而較深或較暗的色彩可能需要長達三十分鐘。

密封(步驟270)

在執(zhí)行著色步驟之后，完成密封步驟來確保該陽極化層結實并且確保著色染料恰當?shù)乇徊东@在例如al2o3的多孔層中。通過將該至少一個鏡片基材10浸入含有密封鹽(可商購的)的去離子(di)水浴中來進行密封過程。密封鹽是被加入用于該陽極化過程的密封浴中的、可商購的鹽。密封鹽可以包括金屬乙酸鹽，例如但不限于：鎳、銅、鈷、鋅、鋇、鋁、以及鉛。在這個密封過程中，di水可以具有從約25℃至約100℃的溫度。更具體地，di水可以具有在約25℃至30℃之間(“低”)、在約60℃-80℃之間(“中等”)、或在約90℃至約100℃之間(“高”)的溫度。隨著溫度增大，密封時間減少。例如，在約100℃下，密封時間可以花費約2與3分鐘之間。然而，在高溫下的密封過程中，在可以將al2o3完全密封之前著色染料可能從al2o3中瀝出。中等溫度下的密封可以花費約10至15分鐘之間、但是較不易于瀝出。低溫下的密封更加依賴密封鹽而不是溫度，并且花費超過15分鐘的時間、但與中等溫度或高溫下的密封相比更好地保留著色顏色。在該密封過程的每個步驟的過程中，通過al2o3的水解在al2o3的表面上形成勃姆石層。這種勃姆石層創(chuàng)建了非常光滑和耐刮擦的表面、同時還包封至少一種染料。

電解拋光(步驟275)

可選地，在使用電鍍工藝或如上文所描述的其他工藝來用至少一個鍍層鍍覆了鏡片基材10之后，可以使用電解拋光來使鍍層變平滑或去毛刺。電解平滑化或去毛刺是尤其針對金屬材料的常用技術。這樣的工藝可以使用在甲醇中含有高氯酸(hcio4)、硫酸(h2so4)的電解質來執(zhí)行。這是通過將作為陽極7而不是陰極5的鏡片以及作為陰極5的非反應性陽極7浸入浸漬浴3之中來執(zhí)行。浴3可以包含溫度為40℃-80℃、濃度在約5％至約15％之間的硫酸或磷酸。該電解拋光步驟可能花費不到約2分鐘完成。

電鍍后涂覆(步驟280)

在電鍍工藝之后，可以向鏡片基材10施加一個或多個電鍍相容性涂層325(1-n個涂層)。在一個實例中，可以向鏡片基材10施加一個或多個防霧涂層。然而，在防霧涂層之前可能需要施加sio2層，以使該防霧涂層充分粘附至鏡片基材10的先前施加的層上。通常，在一些應用中，可以施加sio2層(可以是第二sio2層)，以便為隨后的層或涂層提供足夠的粘附。可以在至少一個導電層(例如，導電觸擊層310)之后施加該sio2層?？梢栽诳蛇x的陽極化層320之后施加該sio2層。因此，在用防霧涂層、防污涂層或基于特氟隆的涂層(例如，通過依視路可商購的那些)處理鏡片之前，可能需要另一個pvd步驟來將具有約5nm厚度的sio2層添加到鏡片基材10。這樣的涂層325可以通過例如真空中的熱蒸發(fā)、浸涂或通過手動擦拭來施加。

本文所描述的電鍍工藝或類似工藝可以按比例放大和定制以用于自動大規(guī)模生產(chǎn)。該工藝也可以用于任何類型的眼科鏡片，例如但不限于：處方鏡、平光鏡、太陽鏡等。電鍍工藝可以用于生產(chǎn)具有不同色彩(例如，金色、銀色、藍色和綠色)的眼科鏡片?？梢允褂迷撾婂児に?、使用任何希望的色彩來對眼科鏡片著色。這個工藝的主要優(yōu)點在于，不需要為電鍍過程使用真空室和大量昂貴的材料，從而提供了較低成本的解決方案。

圖3a示出了根據(jù)本披露原理配置的具有不同層的鏡片基材的實例。圖3a-3c的具有不同層的示例性鏡片基材可以通過上文所描述的一種或多種工藝來配置。這些不同的層可以包括透明層。在圖3a中，鏡片基材10可以包括sio2層305、觸擊層310、以及至少一個鍍層315?？蛇x地，可以施加陽極化層320?？蛇x地，可以向該可選的陽極化層320或該至少一個鍍層315施加一個或多個電鍍相容性涂層325(例如，防霧涂層、防污涂層、基于特氟隆的涂層或第二層sio2涂層)。

圖3b根據(jù)本披露原理配置，類似于圖3a，但是沒有鍍層315。

圖3c根據(jù)本披露原理配置，類似于圖3a，但是鏡片基材上沒有sio2層。

以上披露的具體實例僅是說明性的，因為本發(fā)明可以按受益于在此傳授內容的本領域技術人員顯而易知的不同但是等效的方式來修改和實施。因此明顯的是以上披露的具體說明性實例可以改變或修改并且所有這些變化形式被認為在本發(fā)明的范圍內。

根據(jù)所披露的要素或步驟的各種要素或步驟能夠以要素或步驟順序的不同組合或子組合來有利地組合或一起實踐以便增加可以從本發(fā)明獲得的效率和益處。

應理解的是，除非另外明確說明，否則以上實施例中的一個或多個實施例可以與其他實施例中的一個或多個實施例組合。例如，實施例可以包括一種眼科物品，該眼科物品包括：具有表面的眼科鏡片基材；被施加到該眼科鏡片的表面上的sio2層；在該sio2層上形成的第一導電層；以及第二鍍層，該第二鍍層形成在該第一導電層上，使得該第二鍍層與該第一導電層具有接觸關系，其中該第二層通過下組中的至少一項來沉積，該組包括：電鍍、無電沉積、脈沖電鍍、以及刷涂。

作為另一個實例，可以在向鏡片基材施加該第一導電層之前執(zhí)行以下步驟中的多個(或全部)步驟：將該鏡片基材除油；預蝕刻該鏡片基材；蝕刻該鏡片基材；漂洗該鏡片基材；以及施加sio2層。此外，可以在施加該導電層之后執(zhí)行以下步驟中的多個(或全部)步驟：蝕刻該鏡片基材；將該鏡片基材陽極化；將該鏡片基材著色；密封該鏡片基材；將該鏡片基材電解拋光；以及向該鏡片基材施加涂層。

在此適當?shù)卣f明性地披露的本發(fā)明可以在缺少未具體披露或要求保護的任何要素或步驟的情況下實踐。

此外，不意圖限制在此所示的構造、組成、設計或步驟的細節(jié)，以下權利要求書中描述的除外。