專利名稱：鏡片的制造方法
鏡片的制造方法本發(fā)明涉及將不透水的無機涂層沉積在硬質(zhì)耐磨和耐劃傷涂層上的光學(xué)制品的制造方法，所述方法特征在于在潮濕環(huán)境中調(diào)節(jié)光學(xué)制品的階段，該階段在固化耐磨涂料之后，真空蒸發(fā)沉積無機涂層之前?，F(xiàn)在的大多數(shù)眼鏡片含有硬質(zhì)耐磨和耐劃傷涂層。這些硬質(zhì)涂層一般沉積在位于基底和硬質(zhì)涂層之間的彈性體主層上，旨在提聞鏡片的沖擊強度。另外，已知處理眼鏡片以防止形成反射，反射會使佩戴者或和佩戴者講話的人煩惱。這些抗反射涂層一般由交替的無機層多層堆疊組成，所述無機層為由真空蒸發(fā)沉積的具有高和低的折射率。當(dāng)然為了更有效，這些抗反射涂層沉積在硬質(zhì)涂層上。在開發(fā)新的還具有基于銦錫氧化物(ITO)基導(dǎo)電層所賦予的抗靜電性能的抗反射涂層期間，本申請人公司觀察到逐漸出現(xiàn)灰白和半透明外觀缺陷，以點和線的形式延伸到鏡片的整個表面，這種現(xiàn)象在一定的照明條件下是可見的(電弧燈和采用應(yīng)變測試儀)。·在具有高折射率的TiO2基無機層沉積之后或者具有低折射率的氧化鋁摻雜SiO2基無機涂層沉積之后，也觀察到相似的外觀缺陷，例如默克公司(Merck)以名稱為L5或優(yōu)美公司(Umicore)以名稱為利馬(LIMA)出售的。所有這些涂層表現(xiàn)出通過真空蒸發(fā)沉積且都不透水的共同特征。上面描述的外觀缺陷不是因為透水涂層形成的，例如傳統(tǒng)的基于ZrO2和SiO2的抗反射涂層。然而，這些外觀缺陷出現(xiàn)的條件以及其形成機理是很難理解的，為了確定缺陷形成相關(guān)的所有參數(shù)需要大量的時間和相當(dāng)?shù)难芯颗Γ蕴岢錾婕斑@種缺陷形成的物理化學(xué)機理的各種假設(shè)，并檢驗這些假設(shè)，從而提供并實驗不同的解決方案，旨在努力防止這些外觀缺陷。本申請人公司特別發(fā)現(xiàn)缺陷僅僅出現(xiàn)在某些有機基底而不是在另外的基底上僅在對于水有一定親合性(脫水后高度吸水)的有機基底上，水在有機基底里緩慢擴散造成了談及的缺陷。此外，當(dāng)缺少下面的耐磨或抗沖擊硬質(zhì)涂層時，外觀缺陷一般不會出現(xiàn)。涂層加工條件也表現(xiàn)出對外觀缺陷的產(chǎn)生和范圍有影響。大量試驗最終使得可以理解，外觀缺陷是由于在涂層形成的某個較早階段期間已經(jīng)脫水的親水底層緩慢的不均勻的再水合造成的。試驗也使得可以理解導(dǎo)致這種緩慢的不均勻的再水合的有機基底的脫水不是如開始所認(rèn)為的那樣發(fā)生在真空蒸發(fā)沉積抗反射無機涂層期間，其在最初是相信的，而是在真空蒸發(fā)沉積無機涂層之前的耐磨或抗沖擊涂層熱固化階段。僅在確定上述所有的參數(shù)和機理之后，本申請人公司得以提供這些外觀缺陷造成的技術(shù)問題的解決方案，事實上是相當(dāng)簡單的方案。這種解決方案包括在通過真空蒸發(fā)進行不透水無機涂層沉積之前，已經(jīng)經(jīng)歷了耐磨涂層熱固化階段的鏡片的全部表面上的均一再水合。真空沉積將再次從基底釋放出水來的擔(dān)心，被證明是沒有根據(jù)的，因此本發(fā)明的主題方法可以提供一種滿意地解決用熱固化耐磨涂層和不透水無機涂層覆蓋的某些有機基底逐漸的不均勻的水合問題的方案。
因此本發(fā)明的主題是一種光學(xué)制品的制造方法，其包括(a)準(zhǔn)備一種基于如下有機聚合物的有機基底，以所述基底的總重量計，其吸水度大于或等于0. 6重量％，其選自丙烯酸和甲基丙烯酸的均聚物和共聚物(特別是聚甲基丙烯酸甲酯)、硫代丙烯酸和硫代甲基丙烯酸的均聚物和共聚物、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，聚氨酯、聚硫氨酯、基于多羥基烯丙基碳酸酯的均聚物和共聚物、熱塑性乙烯/醋酸乙烯(EVA)共聚物、聚酯例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚環(huán)氧化物、聚酰胺、聚碳酸酯/聚酯共聚物、環(huán)烯共聚物例如乙烯/降冰片烯或乙烯/環(huán)戊二烯共聚物、以及這些聚合物的組合，吸水度等于這些材料在干燥并然后在大氣壓力、溫度為50°C、相對濕度100%的室內(nèi)儲存800小時后吸收的水的重量，(b)硬質(zhì)耐磨涂層在所述有機基底上形成的階段，此階段包括在溫度大于或等于90°C下加熱基底至少20分鐘的時間，(c)將覆蓋有硬質(zhì)耐磨涂層的有機基底曝露在潮濕氣氛中的階段，對于有機基底， 以恢復(fù)階段(b)期間蒸發(fā)的水分。(d)真空蒸發(fā)沉積不透水無機涂層階段。正如介紹中解釋的，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題僅出現(xiàn)在某些有機底層，即對水有一定親和度的親水底層，其特征在于吸水度，在其中水僅緩慢擴散。這個問題特別重要的有機底層是具有高折射率的有機玻璃，其由三井化學(xué)公司(Mitsui Chmical Inc.)以名稱為MR6，MR7，MR8和MRlO銷售。所有這些材料都是熱固性聚硫氨酯，因此本發(fā)明特別優(yōu)選這一族的聚合物。在本發(fā)明的試驗期間，本申請人公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)緩慢再水合現(xiàn)象對于基底MR7和MR8是特別顯著的，尤其對于基底MR8，因此MR8組成了實施本發(fā)明特別優(yōu)選的基底。在本發(fā)明方法的階段(b)，有機基底上涂覆了已知的硬質(zhì)耐磨涂層。優(yōu)選基于分散在有機基體中的二氧化硅的清漆型納米復(fù)合材料耐磨涂層。例如在專利US5 619 288和EP0 614 957和國際申請W002/00561中詳細(xì)描述了這種清漆。在這里應(yīng)該注意，在本發(fā)明上下文使用的耐磨涂層中，涂層獲得于環(huán)氧烷基烷氧基硅烷例如Y -環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)，和烷基烷氧基硅烷例如二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)，或者這些化合物的水解產(chǎn)物，以及催化劑例如乙酰丙酮鋁。更好的是耐磨涂層也包含膠狀粘合劑，比如金屬氧化物或者硅石?？梢愿鶕?jù)已知方法施加耐磨涂層例如通過旋轉(zhuǎn)涂布、浸潰涂布、棒涂或者噴射涂布。耐磨涂層的厚度與已知的耐磨涂層厚度相似，其一般在I至15pm之間，優(yōu)選2至10 ii m之間。如上所述，耐磨涂層的形成需要包括在溫度至少等于90°C下加熱已涂布的有機基底至少20分鐘。在該加熱階段有機基底發(fā)生脫水。對于顯著較短的加熱時間，脫水現(xiàn)象不是十分充分。原則上加熱時間沒有上限值。然而，后者一般不超過約4小時，優(yōu)選約等于3小時。在硬質(zhì)耐磨涂層形成的階段(b)之前可能有彈性體底漆沉積階段(b’ )。這是一種本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)處理，主要作用是增加光學(xué)制品的沖擊強度。適合的底漆描述在例如US6 858 305和7 357 503中。這種底漆以液體組合物形式沉積、然后任選交聯(lián)，其不僅吸收了耐磨清漆受到的沖擊，而且也確保了耐磨清漆良好地粘附在基底上。其厚度一般在I至約20 ii m之間。耐磨清漆和彈性體底漆任選存在是透水層；換句話說，它們具有如下定義的以B24h值表示的勢壘效應(yīng)，B24h值小于或等于0. I。區(qū)分本發(fā)明方法和已知方法的實質(zhì)階段是階段(C)，即光學(xué)制品的水合階段，該光學(xué)制品涂覆有耐磨清漆和任選的下面的底漆，在潮濕氣氛中足夠的時間以恢復(fù)，對于有機基底，在階段(b)期間蒸發(fā)的水分。試驗顯示在階段(C)期間相對濕度既不能太高也不能太低。因此，90%或更高的相對濕度不可能一直獲得滿意的結(jié)果。對于過低的相對濕度，獲得滿意結(jié)果需要過長的曝露時間。因而在階段(c)期間氣氛相對濕度優(yōu)選設(shè)定在50與80%之間，優(yōu)選在50與75%之間。階段(c)不要求加熱光學(xué)制品，可以在環(huán)境溫度(25°C )或甚至低于環(huán)境溫度下進 行。本申請人公司已經(jīng)觀察到光學(xué)制品在20°C溫度下曝露幾天就可以使外觀缺陷完全消失。階段(c)優(yōu)選在15至80°C之間溫度下進行，特別是20至75°C之間，更優(yōu)選25至70°C之間。階段(c)持續(xù)時間優(yōu)選I至20天，更優(yōu)選2至15天，并尤其是4至12天。階段(c)結(jié)束獲得的水合底層可直接經(jīng)受真空蒸發(fā)沉積抗折射涂層，或者在真空沉積階段之前它們也可以經(jīng)受表面處理。正如介紹中所述，本申請人公司進行了大量試驗，已經(jīng)可能理解只有當(dāng)沉積在耐磨清漆上的堆疊不透水或包括至少一個不透水層時才產(chǎn)生外觀缺陷。“不透水層或堆疊”這里理解成水勢壘效應(yīng)(B24h)至少等于0. 15，優(yōu)選至少等于0. 2的層或?qū)拥亩询B。水勢壘效應(yīng)(B24h)由通過比較預(yù)先沒有任何涂層、干燥的光學(xué)制品的裸基底的水合率與和對照制品相同條件下預(yù)先干燥并然后用不透水層或不透水的層的堆疊涂布的光學(xué)制品的水合率來確定。參數(shù)B24h根據(jù)下式獲得
, W
B24h = I--
W裸基底其中w =在大氣壓力、50°C的溫度和100%濕度下，樣品在24小時期間的吸水重
量，和W =裸基底在相同條件下的吸水重量。不透水抗反射無機涂層(階段(d))的沉積優(yōu)選包括至少一個從一種以下材料蒸發(fā)得來的層二氧化鈦或亞化學(xué)計量的鈦氧化物(X小于2的TiOx)，ITO或氧化銦、或摻雜氧化鋁的二氧化硅，其可以以已知方式進行，例如，按照FR2943798和FR2913116所述操作例。
實施例將耐磨涂層的熱固溶液(相對于組合物的總重量，含有22%的環(huán)氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、62%的膠體二氧化硅(甲醇中30% )和0. 70%的乙酰丙酮鋁)通過旋轉(zhuǎn)涂布以大約4 iim的厚度沉積在聚硫氨酯(MR8)制備的有機玻璃上。該層隨后在100°C加熱3小時進行交聯(lián)。該熱固溶液和獲得耐磨涂層的方法描述在專利EP0614957B1的實施例3中。涂布的玻璃接著被放置在氣候控制室的柵格上，在60°C的溫度和70%相對濕度下儲存5天。在水合階段后，所述玻璃通過Satisloh以SATIS 1200 DLF名稱銷售的設(shè)備上接受真空處理。沉積的堆疊是作為最終層包括摻雜氧化鋁的二氧化硅層的堆疊，其描述在申請 FR2913116 或 FR2903197 中。所述玻璃在處理后立即用弧光燈進行檢查。沒有觀察到外觀缺陷。在環(huán)境條件下儲存一星期，沒有出現(xiàn)外觀缺陷。甚至浸潰在環(huán)境溫度下的水中24小時沒有導(dǎo)致出現(xiàn)外觀缺陷。透鏡曝露在40°C溫度下4天也沒有外觀缺陷出現(xiàn)。 在20°C和相對濕度50%的條件下進行14天水合階段獲得同樣的結(jié)果，也就是說完全沒有外觀缺陷。當(dāng)按照上述實驗方案制備所述玻璃時，但是沒有在氣候控制室中(在相對濕度70%下60°C溫度5天)的水合階段，在環(huán)境條件(20°C、相對濕度約50%)下儲存幾天，用弧光燈或者用拉力測試設(shè)備觀察到的外觀缺陷顯現(xiàn)在大多數(shù)玻璃上。
權(quán)利要求
1.光學(xué)制品的制造方法包括 (a)準(zhǔn)備ー種基于如下有機聚合物的有機基底，以所述基底總重量計，其吸水度大于或等于O. 6重量％，其選自丙烯酸和甲基丙烯酸的均聚物和共聚物、硫代丙烯酸和硫代甲基丙烯酸的均聚物和共聚物、聚こ烯醇縮丁醛(PVB)、聚氨酷、聚硫氨酷、基于多羥基烯丙基碳酸酯的均聚物和共聚物、熱塑性こ烯/醋酸こ烯(EVA)共聚物、聚酷、聚環(huán)氧化物、聚酰胺、聚碳酸酯/聚酯共聚物、環(huán)烯共聚物及這些聚合物的組合，吸水度等于這些材料在烘干、然后在大氣壓力、50°C、相対濕度100%的室內(nèi)儲存800小時后吸收水的重量。
(b)硬質(zhì)耐磨涂層在所述有機基底上形成的階段，所述階段包括在大于或等于90°C溫度下加熱基底至少20分鐘的時間。
(c)將覆蓋有硬質(zhì)耐磨涂層的有機基底曝露在潮濕氣氛中的階段，對于有機基底，以恢復(fù)階段(b)期間蒸發(fā)的水分。
(d)真空蒸發(fā)沉積不透水的無機涂層的階段。
2.如權(quán)利要求I的方法，其中有機聚合物選自熱固性聚硫氨酷。
3.如權(quán)利要求I的方法，其中階段(c)的潮濕空氣的相対濕度為50至80%。
4.如權(quán)利要求I的方法，其中階段(c)在15至80°C的溫度下實施。
5.如權(quán)利要求I的方法，其中涂覆有硬質(zhì)耐磨涂層的基底在潮濕氣氛中曝露的時間為ト20天。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)制品的制造方法，其包括(a)準(zhǔn)備一種基于如下有機聚合物的有機基底，以所述基底的總重量計，其吸水度大于或等于0.6重量％，優(yōu)選自熱固性聚硫氨酯，吸水度等于將所述材料烘干、然后在大氣壓力、溫度50℃、相對濕度100％的室內(nèi)儲存800小時之后吸收的水的重量。(b)硬質(zhì)耐磨涂層在所述有機基底上形成的階段，該階段包括在大于或等于90℃溫度下加熱基底至少20分鐘的時間。(c)將覆蓋有硬質(zhì)耐磨涂層的有機基底曝露在潮濕空氛中的階段，對于有機基底，以恢復(fù)階段(b)期間蒸發(fā)的水分。(d)真空蒸發(fā)沉積不透水的無機涂層的階段。
文檔編號C08L75/04GK102827389SQ20121019956
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者P-J·卡爾巴, J·馬丁, K·舍雷爾, A·蒂利耶, G·維勒曼 申請人:埃西勒國際通用光學(xué)公司