CN105445957A - 一种杀菌防辐射耐磨镜片及其制备方法 - Google Patents

一种杀菌防辐射耐磨镜片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种杀菌防辐射耐磨镜片及其制备方法，该镜片包括基片，基片的内、外两个表面从里到外对称依序设有第一膜层、第二膜层和第三膜层；所述第一膜层为纳米银层，厚度为5-20nm；所述第二膜层为ITO层，厚度为10-100nm；所述第三膜层为高硬度层，厚度为10-50nm。该制备方法包括以下步骤：1）对基片进行清洗；2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜。本发明制备方法制得的镜片能够显著提高镜片的耐磨性以及有效抑制细菌生长，具有优良的杀灭有害细菌的性能和防辐射性能。

Description

一种杀菌防辐射耐磨镜片及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种镜片技术领域，尤其是涉及一种杀菌防辐射耐磨镜片及其制备方法。
背景技术
随着人们文化、生活水平的不断提高，视力保健工作的开展，眼镜作为矫正视力或保护眼睛而制作的简单光学器件，在人们生活领域中发挥了重要的作用。眼镜通常是由镜片和镜架组成，从镜片的功能上讲，它具有调节进入眼睛之光量，增加视力，保护眼睛安全和临床治疗眼病等作用。
目前镜片的种类繁多，如目前常见的TAC偏光镜片，其可100％阻隔有害光线，因此颇受消费者的青睐，特别适于户外运动使用，然而，在运动过程中镜片难免发生刮擦，因此镜片的耐磨程度也是消费者选购的一个考虑因素，目前市售的TAC 偏光镜片，其表面的硬度只能达到H，其耐磨性为1.5 级，很容易被硬物刮花或摔坏，影响使用者观察事物的效果，既给使用者带来不便，而且还需经常更换，增加使用成本，有待改进。
此外，随着电脑、电视等广泛普及，近视人群的数量激增，其中影响眼睛视力的一个重要因素就是辐射。眼睛是人体中对电磁辐射非常敏感的器官之一。辐射会导致晶状体蛋白质凝固、浑浊，形成白内障，还会损害角膜，造成视疲劳、视力下降甚至丧失。而且眼镜在长期佩戴后，镜片不仅容易滋生细菌，而且还容易吸附周围环境中的灰尘等细小颗粒，从而不利于佩戴者的身体健康，污染镜片，影响其透光性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有优良的杀菌抗菌功能和防辐射性能，耐磨性好的杀菌防辐射耐磨镜片及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种杀菌防辐射耐磨镜片，包括基片，所述基片的内、外两个表面从里到外对称依序设有第一膜层、第二膜层和第三膜层；所述第一膜层为纳米银层，厚度为5-20nm；所述第二膜层为ITO层，厚度为10-100nm；所述第三膜层为高硬度层，厚度为10-50nm。
所述纳米银层的膜材为银的氧化物，并由电子枪蒸镀成型；所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3。
所述高硬度层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或一氧化硅晶体，并由电子枪蒸镀成型。
所述基片由树脂或玻璃成型。
一种杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，所述基片由树脂成型时，该制备方法具体包括以下步骤：
1）对基片进行清洗、干燥；
2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜；
A、镀第一膜层：
将真空镀膜舱内的真空度调整至小于或等于5.0×10-3帕，并控制真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第一膜层的膜材，其中第一膜层的膜材为银的氧化物，在电子枪蒸镀的作用下第一膜层的膜材的氧离子分离，第一膜层的膜材中的银以纳米级分子形式沉积于基片的外表面，同时控制第一膜层蒸镀的速率为1Å/S，第一膜层最终形成厚度为5-20nm的纳米银层；其中，所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3；
B、镀第二膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度小于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第二膜层的膜材，第二膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤A中第一膜层的表面，同时控制第二膜层蒸镀的速率为1Å/S，第二膜层最终形成后的厚度为10-100nm；其中，所述第二膜层的膜材为ITO材料,形成ITO层；
C、镀第三膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度大于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第三膜层的膜材，第三膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤B中第二膜层的表面，同时控制第三膜层蒸镀的速率为7Å/S，第三膜层最终形成后的厚度为10-50nm；其中，所述第三膜层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或者一氧化硅晶体，形成高硬度层。
所述的步骤1）中对基片进行清洗、干燥的具体步骤如下：采用有机溶剂清洗剂对基片进行初次清洗，并以超声波辅助清洗，采用异丙醇干燥；在基片镀膜前，将基片放在真空舱内用离子枪轰击基片的外表面2-3分钟进行再次清洗。
一种杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，所述基片由玻璃成型时，该制备方法具体包括以下步骤：
1）对基片进行清洗、干燥；
2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜；
A、镀第一膜层：
将真空镀膜舱内的真空度调整至小于或等于5.0×10-3帕，并控制真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第一膜层的膜材，其中第一膜层的膜材为银的氧化物，在电子枪蒸镀的作用下第一膜层的膜材的氧离子分离，第一膜层的膜材中的银以纳米级分子形式沉积于基片的外表面，同时控制第一膜层蒸镀的速率为1Å/S，第一膜层最终形成厚度为5-20nm的纳米银层；其中，所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3；
B、镀第二膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度小于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第二膜层的膜材，第二膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤A中第一膜层的表面，同时控制第二膜层蒸镀的速率为1Å/S，第二膜层最终形成后的厚度为10-100nm；其中，所述第二膜层的膜材为ITO材料,形成ITO层；
C、镀第三膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度大于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第三膜层的膜材，第三膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤B中第二膜层的表面，同时控制第三膜层蒸镀的速率为7Å/S，第三膜层最终形成后的厚度为10-50nm；其中，所述第三膜层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或者一氧化硅晶体，形成高硬度层。
所述的步骤1）中对基片进行清洗、干燥的具体步骤如下：采用有机溶剂清洗剂对基片进行初次清洗，并以超声波辅助清洗，采用异丙醇干燥；在基片镀膜前，将基片放在真空舱内用离子枪轰击基片的外表面5-10分钟进行再次清洗。
本发明采用电子束真空蒸镀的原理，利用带电荷的粒子在电场中加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被镀膜的基片制成的电极，并通过电子枪高温轰击将单质存在的高纯度金属、金属合金或其它氧化物，蒸发出来的纳米分子使其沿着一定的方向运动到基片并最终在基片上沉积成膜的方法。本项发明技术结合利用磁场的特殊分布控制电场中的电子运动轨迹，以此改进镀膜的工艺，使得镀膜厚度及匀性可控，且制备的膜层致密性好、粘结力强及纯净度高。
本发明在基片上真空蒸镀有诸如过氧化银等纳米银层，利用银的氧化物在电子枪蒸镀的作用下氧离子分离，银的氧化物中的银离子以纳米级单质银的形式附着形成薄层的纳米银层，纳米单质银杀菌效应使其拥有杀菌能力，能够有效抑制细菌或其它微生物生长并具有卓越的杀灭有害细菌的性能，避免了因细菌感染引起急性红眼等问题。
本发明在基片上真空蒸镀的ITO层，作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性、透明性和透光率，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线；将其镀在镜片上，可以在增强透明性的同时切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。
本发明在基片内、外表面的最外层设置高硬度层，有效提高了镜片的耐磨性，可以防止其刮花。
本发明的镜片基片由树脂成型时，通过本发明制备方法制得的镜片各膜层在零下20℃时的附着力为2-4hrs，在80℃时的附着力为2-4hrs；本发明的镜片基片由玻璃成型时，通过本发明制备方法制得的镜片各膜层在零下20℃时的附着力为6-9hrs，在80℃时的附着力为6-9hrs；本发明制备方法制得的镜片能够显著提高镜片的耐磨性以及有效抑制细菌生长，具有优良的杀灭有害细菌的性能和防辐射性能。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明杀菌防辐射耐磨镜片结构分解图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括基片1，所述基片1的内、外两个表面从里到外对称依序设有第一膜层2、第二膜层3和第三膜层4；所述第一膜层2为纳米银层，厚度为5-20nm；所述第二膜层3为ITO层，厚度为10-100nm；所述第三膜层4为高硬度层，厚度为10-50nm。
所述纳米银层的膜材为银的氧化物，并由电子枪蒸镀成型；所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3。
所述高硬度层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或一氧化硅晶体，并由电子枪蒸镀成型。
所述基片由树脂或玻璃成型。
实施例1
一种杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，所述基片由树脂成型时，该制备方法具体包括以下步骤：
1）对基片进行清洗、干燥；
2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜；
A、镀第一膜层：
将真空镀膜舱内的真空度调整至小于或等于5.0×10-3帕，并控制真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第一膜层的膜材，其中第一膜层的膜材为银的氧化物，在电子枪蒸镀的作用下第一膜层的膜材的氧离子分离，第一膜层的膜材中的银以纳米级分子形式沉积于基片的外表面，同时控制第一膜层蒸镀的速率为1Å/S，第一膜层最终形成厚度为5-20nm的纳米银层；其中，所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3；
B、镀第二膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度小于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第二膜层的膜材，第二膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤A中第一膜层的表面，同时控制第二膜层蒸镀的速率为1Å/S，第二膜层最终形成后的厚度为10-100nm；其中，所述第二膜层的膜材为ITO材料,形成ITO层；
C、镀第三膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度大于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第三膜层的膜材，第三膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤B中第二膜层的表面，同时控制第三膜层蒸镀的速率为7Å/S，第三膜层最终形成后的厚度为10-50nm；其中，所述第三膜层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或者一氧化硅晶体，形成高硬度层。
所述的步骤1）中对基片进行清洗、干燥的具体步骤如下：采用有机溶剂清洗剂对基片进行初次清洗，并以超声波辅助清洗，采用异丙醇干燥；在基片镀膜前，将基片放在真空舱内用离子枪轰击基片的外表面2-3分钟进行再次清洗。
实施例2
一种杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，所述基片由玻璃成型时，该制备方法具体包括以下步骤：
1）对基片进行清洗、干燥；
2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜；
A、镀第一膜层：
将真空镀膜舱内的真空度调整至小于或等于5.0×10-3帕，并控制真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第一膜层的膜材，其中第一膜层的膜材为银的氧化物，在电子枪蒸镀的作用下第一膜层的膜材的氧离子分离，第一膜层的膜材中的银以纳米级分子形式沉积于基片的外表面，同时控制第一膜层蒸镀的速率为1Å/S，第一膜层最终形成厚度为5-20nm的纳米银层；其中，所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3；
B、镀第二膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度小于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第二膜层的膜材，第二膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤A中第一膜层的表面，同时控制第二膜层蒸镀的速率为1Å/S，第二膜层最终形成后的厚度为10-100nm；其中，所述第二膜层的膜材为ITO材料,形成ITO层；
C、镀第三膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度大于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第三膜层的膜材，第三膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤B中第二膜层的表面，同时控制第三膜层蒸镀的速率为7Å/S，第三膜层最终形成后的厚度为10-50nm；其中，所述第三膜层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或者一氧化硅晶体，形成高硬度层。
所述的步骤1）中对基片进行清洗、干燥的具体步骤如下：采用有机溶剂清洗剂对基片进行初次清洗，并以超声波辅助清洗，采用异丙醇干燥；在基片镀膜前，将基片放在真空舱内用离子枪轰击基片的外表面5-10分钟进行再次清洗。
本发明采用电子束真空蒸镀的原理，利用带电荷的粒子在电场中加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被镀膜的基片制成的电极，并通过电子枪高温轰击将单质存在的高纯度金属、金属合金或其它氧化物，蒸发出来的纳米分子使其沿着一定的方向运动到基片并最终在基片上沉积成膜的方法。本项发明技术结合利用磁场的特殊分布控制电场中的电子运动轨迹，以此改进镀膜的工艺，使得镀膜厚度及匀性可控，且制备的膜层致密性好、粘结力强及纯净度高。
本发明在基片上真空蒸镀有诸如过氧化银等纳米银层，利用银的氧化物在电子枪蒸镀的作用下氧离子分离，银的氧化物中的银离子以纳米级单质银的形式附着形成薄层的纳米银层，纳米单质银杀菌效应使其拥有杀菌能力，能够有效抑制细菌或其它微生物生长并具有卓越的杀灭有害细菌的性能，避免了因细菌感染引起急性红眼等问题。
本发明在基片上真空蒸镀的ITO层，作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性、透明性和透光率，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线；将其镀在镜片上，可以在增强透明性的同时切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。
本发明在基片内、外表面的最外层设置高硬度层，有效提高了镜片的耐磨性，可以防止其刮花。
本发明的镜片基片由树脂成型时，通过本发明制备方法制得的镜片各膜层在零下20℃时的附着力为2-4hrs，在80℃时的附着力为2-4hrs；本发明的镜片基片由玻璃成型时，通过本发明制备方法制得的镜片各膜层在零下20℃时的附着力为6-9hrs，在80℃时的附着力为6-9hrs；本发明制备方法制得的镜片能够显著提高镜片的耐磨性以及有效抑制细菌生长，具有优良的杀灭有害细菌的性能和防辐射性能。
以上描述不应对本发明的保护范围有任何限定。

Claims (8)

1.一种杀菌防辐射耐磨镜片，包括基片，其特征在于：所述基片的内、外两个表面从里到外对称依序设有第一膜层、第二膜层和第三膜层；所述第一膜层为纳米银层，厚度为5-20nm；所述第二膜层为ITO层，厚度为10-100nm；所述第三膜层为高硬度层，厚度为10-50nm。
2.根据权利要求1所述的一种杀菌防辐射耐磨镜片，其特征在于：所述高硬度层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或一氧化硅晶体，并由电子枪蒸镀成型。
3.根据权利要求1所述的一种杀菌防辐射耐磨镜片，其特征在于：所述纳米银层的膜材为银的氧化物，并由电子枪蒸镀成型；所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3。
4.根据权利要求1所述的一种杀菌防辐射耐磨镜片，其特征在于：所述基片由树脂或玻璃成型。
5. 根据权利要求4所述杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，其特征在于：所述基片由树脂成型时，所述制备方法具体包括以下步骤：
1）对基片进行清洗、干燥；
2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜；
A、镀第一膜层：
将真空镀膜舱内的真空度调整至小于或等于5.0×10-3帕，并控制真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第一膜层的膜材，其中第一膜层的膜材为银的氧化物，在电子枪蒸镀的作用下第一膜层的膜材的氧离子分离，第一膜层的膜材中的银以纳米级分子形式沉积于基片的外表面，同时控制第一膜层蒸镀的速率为1Å/S，第一膜层最终形成厚度为5-20nm的纳米银层；其中，所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3；
B、镀第二膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度小于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第二膜层的膜材，第二膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤A中第一膜层的表面，同时控制第二膜层蒸镀的速率为1Å/S，第二膜层最终形成后的厚度为10-100nm；其中，所述第二膜层的膜材为ITO材料,形成ITO层；
C、镀第三膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度大于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为50-70℃，采用电子枪轰击第三膜层的膜材，第三膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤B中第二膜层的表面，同时控制第三膜层蒸镀的速率为7Å/S，第三膜层最终形成后的厚度为10-50nm；其中，所述第三膜层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或者一氧化硅晶体，形成高硬度层。
6.根据权利要求5所述的一种杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中对基片进行清洗、干燥的具体步骤如下：采用有机溶剂清洗剂对基片进行初次清洗，并以超声波辅助清洗，采用异丙醇干燥；在基片镀膜前，将基片放在真空舱内用离子枪轰击基片的外表面2-3分钟进行再次清洗。
7. 根据权利要求4所述杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，其特征在于：所述基片由玻璃成型时，所述制备方法具体包括以下步骤：
1）对基片进行清洗、干燥；
2）分别对基片的内、外两个表面进行镀膜；
A、镀第一膜层：
将真空镀膜舱内的真空度调整至小于或等于5.0×10-3帕，并控制真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第一膜层的膜材，其中第一膜层的膜材为银的氧化物，在电子枪蒸镀的作用下第一膜层的膜材的氧离子分离，第一膜层的膜材中的银以纳米级分子形式沉积于基片的外表面，同时控制第一膜层蒸镀的速率为1Å/S，第一膜层最终形成厚度为5-20nm的纳米银层；其中，所述银的氧化物为Ag2O、AgO或Ag2O3；
B、镀第二膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度小于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第二膜层的膜材，第二膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤A中第一膜层的表面，同时控制第二膜层蒸镀的速率为1Å/S，第二膜层最终形成后的厚度为10-100nm；其中，所述第二膜层的膜材为ITO材料,形成ITO层；
C、镀第三膜层：
保持真空镀膜舱内的真空度大于或等于5.0×10-3帕，同时保持真空镀膜舱内的温度为200-300℃，采用电子枪轰击第三膜层的膜材，第三膜层的膜材蒸发后以纳米级分子形式沉积于上述步骤B中第二膜层的表面，同时控制第三膜层蒸镀的速率为7Å/S，第三膜层最终形成后的厚度为10-50nm；其中，所述第三膜层的膜材为三氧化二铝、氧化锆、二氧化硅晶体或者一氧化硅晶体，形成高硬度层。
8.根据权利要求7所述的一种杀菌防辐射耐磨镜片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中对基片进行清洗、干燥的具体步骤如下：采用有机溶剂清洗剂对基片进行初次清洗，并以超声波辅助清洗，采用异丙醇干燥；在基片镀膜前，将基片放在真空舱内用离子枪轰击基片的外表面5-10分钟进行再次清洗。
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