CN105974498A - 具有功能化涂层的光学装置以及用于此光学装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学装置，该光学装置包含基底，该基底具有两个主面、并且在至少一个面上具有与第二涂层接触的第一涂层，该第一涂层位于该第二涂层与该基底之间，该第一涂层是释放层、被适配为使得其可以被选择性地活化以便减小使该第二涂层能够固定到该基底上的机械特性或粘附性。
Description
发明领域
本发明涉及包含至少涂覆有涂层的基底的光学装置的领域。具体地，本发明涉及一种用于提供具有临时涂层或可移除的涂层的基底的方法。
发明背景
销售者能够将产品推销给消费者的方式之一是向该消费者展示该产品或该产品的作用。
为此，销售者具有他可利用的多种工具。在这些中，一种是向消费者描述该产品或其作用，通过口头亦或书面形式，可能借助于图片或广告支持，诸如对于医学药品，例如或在运动商店中借助于技术注释。另一种工具是展示该产品的优点，使用视频，亦或通过使用演示器。演示器通常使用一种特定产品，或该产品的一部分，并且建议以能够示出该产品的优点的模拟情形使用它。最后，销售者可利用的另一种工具是使消费者能够在购买该产品之前试用或尝试它。对于展示给消费者的书籍、衣服、鞋子、香水、或甚至电视或计算机屏幕…经常是这种情况。
在眼科工业中，想要出售处方眼镜(具有给定的处方)的产品的销售者、并且尤其是眼睛护理专业人员(下文中ECP)不能使用所有这些工具。在该情况下，产品涉及该镜片的材料、相对于另一种镜片的特定的光学设计或甚至不同的附加值：着色的可能性，具有光致变色或偏振处理的可能性，具有防雾或防污涂层的可能性，具有防刮擦、防震、或抗静电处理的可能性，具有减反射处理、抗UV减反射处理、蓝色保护减反射处理的可能性…。
处方眼镜具有对订购镜片的消费者特定的处方。总体上，消费者挑选眼镜架、以及不同的产品或他希望用于他/她的镜片的选择并且然后ECP订购具有对应于佩戴者和他/她的处方的光学功能并且进一步具有所有订购的选择的镜片。
因此，如果销售者想要使消费者在现实条件下试用具有个性化处方的特定产品，则销售者将需要储备具有所有可能的选项组合的所有可能的处方亦或允许消费者购买“在试用中”的订购眼镜，具有以下昂贵的风险：消费者返回眼镜，以及因此定制的且因此不能出售给另一位消费者的镜片。
因此，当ECP想要出售对镜片的选择时，他仅具有可用的描述、视频和演示器。在这种情况下，演示器包括被设计为使对不是最终镜片的镜片的选择行为突出的设备，并且经常是平光镜片，即具有零屈光度(0.00D)的光学功能的镜片。
因此存在兴趣来提供一种用于试用光学附加值的简单的解决方案。
发明概述
本发明涉及一种易于制造并且易于移除的用于光学装置的可移除产品。
本发明还涉及一种配备有所述产品的光学装置，以及一种用于制备此光学装置的方法。
具体地，本发明涉及一种光学装置，该光学装置包含基底，该基底包含两个主面，并且，在至少一个面上，至少第一涂层与第二涂层接触，该第一涂层位于该第二涂层与该基底之间并且该第一涂层是释放层、被适配为使得其可以被选择性地活化以便减小使该第二涂层能够接合到该基底上的机械特性或粘附性。
应理解的是，第二涂层为眼科意义上的功能涂层或膜，其为光学物品带来至少一种功能并且是指在佩戴者使用过程中在光学物品上至少存在一段时间。优选的是，其选自下列：着色或带色彩的涂层或膜，光致变色或偏振处理，防雾或防污涂层，防刮擦、防震、或抗静电处理，减反射处理，特定波长处理，光学功能如加光或特定光学设计或其混合。特定波长处理是指为了切除一个或多个特定波长范围的处理，例如UV或蓝光保护处理，为计算机设计的蓝光保护处理，并且可通过特定减反射处理或染色处理切除特定波长而得到。
该释放层被选择为以便以这样的方式符合该光学装置的光学特性，使得它不改变将干扰眼镜佩戴者的视力的任何光学特性。基底的光学特性，如基底透明度、光学功能(镜片焦度)、光学畸变水平应该不被该释放层改变。
使用创新，在活化之前，该第二涂层牢固地附接到该基底上并且因此可以使用该基底操纵。具体地，该具有第二涂层的光学装置可以进行处理以便制造眼镜。同时，该第二涂层可以通过活化该第一涂层容易地除去。因此，该第二涂层可以是临时涂层。因此，以上提出的问题以易于生产的方式得以解决。
具体地，该第二涂层可以是光学产品，ECP想要将该光学产品呈现给消费者进行试用。
在本发明的变体中：
-该活化可以是逐步的，或可能需要特定的活化步骤。
-该释放层可以是在被活化时自身降解的材料；具体地，该释放层的材料可以具有通过化学品、通过照射例如通过UV光、或80℃以下的温度而活化的降解。例如，该释放层是胶或树脂，如使用溶剂溶解的胶。
-该释放层可以是以下材料，该材料被适配为吸收在该释放层中、亦或在该释放层与该基底或该第二涂层中的一者或二者之间的界面处的外部化合物，由此迫使该第二涂层释放。该释放层因此可以是亲水材料，该亲水材料因此被适配为结合在该释放层与该基底或该第二涂层中的一者或二者之间的界面处的水性液体。例如，它可以是由具有式CH3O-(CH2CH2O)y(CH2)3Si(OCH3)3(其中y包括在含端点值的6与9之间)的2-[甲氧基(聚亚乙基氧基)丙基]三甲氧基硅烷制成的层。
-该第二涂层可以是干涉滤光片涂层，优选至少包含纳米级SiO2层或纳米级ZrO2层，或优选地减反射涂层。
-该光学装置是眼科元件，并且在更具体的情况下是眼科镜片。
-该光学装置包含至少一个存在于该释放层与该基底之间的底层。
-该光学物品包含硬涂层和底漆涂层中的一者或两者作为底层。
本发明还涉及一种用于释放存在于光学装置上的涂层(称为第二涂层)的方法，该方法包括以下相继步骤：
a.提供如以上描述的光学装置
b.活化该释放层
c.任选地清洗该光学装置。
具体地，当该释放层是亲水材料层时，该活化步骤涉及将该光学装置浸入水浴中或使用水擦拭该光学装置。
本发明还涉及一种用于制造光学装置(例如以上描述的光学装置)的方法。因此该方法包括以下步骤：提供具有两个主面的基底，在该基底的至少一个面上提供第二涂层，并且在该基底与该第二涂层之间提供释放层。
具体地，该释放层可以是在喷雾步骤或真空沉积步骤过程中沉积的SiPeO层。
并且具体地，该第二涂层可以是在真空沉积步骤过程中沉积的干涉滤光片涂层，如减反射叠层。
例如，该SiPeO层和该干涉滤光片涂层可以在同一个真空沉积步骤过程中沉积，该步骤将包括多个子步骤：每一不同材料的不同层至少一个。
附图说明
图1描述了本发明的通用实施例的截面图。
图2描述了本发明的第一实施例的截面图。
图3a至3d描述了本发明的第一实施例的活化。
图4a至4c描述了本发明的第二实施例的活化。
图5a至5c描述了本发明的第三实施例的活化。
实施方式的说明
定义：
本发明可以用于各种各样的光学装置和元件，例如眼科元件和装置。眼科元件的非限制性实例包括矫正的和非矫正的镜片，包括单光或多光镜片，其可以是分段的亦或非分段的，以及用于矫正、保护、或增强视力的其他元件，放大镜和防护镜片或遮目镜如在眼镜、双筒镜、护目镜以及头盔中发现的。本发明的光学装置优选地是镜片，并且更优选地是眼科镜片。
根据定义，在本说明书中，当使用术语硬涂层时它是指如由其名称所指示的，具有保护眼科镜片免受刮擦和磨损的作用的层。
用于制备该硬涂层(也称为耐磨损涂层)的混合物的具体实例可以在US2005/0123771中找到。
该硬涂层可以是在眼科镜片领域中常规用作耐磨损涂层的任何层。
硬质耐磨损和/或耐刮擦涂层优选是由包含至少一种烷氧基硅烷和/或这种烷氧基硅烷的例如通过用盐酸溶液水解获得的一种水解产物的组合物制备的。在持续时间通常是在2h和24h之间、优选在2h和6h之间的水解阶段之后，可以任选地添加催化剂。还优选添加表面活性化合物以提升沉积物的光学品质。
在本发明中推荐的这些硬涂层中，可以提及的是基于环氧硅烷水解产物的涂层，诸如在专利EP 0614 957、US 4 211 823和US 5 015 523中描述的那些。
根据定义，在本说明书中，当使用术语底漆层时它是指一种涂层，该涂层使得有可能改进在最终产品中的其他层的冲击强度，由此提供防震特性给该光学装置。此外，它经常能够改进硬涂层与基底之间的粘附特性。经常，该底漆组合物是基于聚氨酯胶乳。
例如，US-5,316,791的实例1中给出了一种将底漆施用到基底上的方法。
减反射(AR)涂层及其制造方法是本领域众所周知的并且实例在US20080206470中披露。本发明的AR涂层可以包括改进最终光学装置在可见光谱的至少一部分内的减反射特性的任何层或层的堆叠，由此增加透光率并减少在物品-空气界面处的表面反射。
它们经常是由具有计算的厚度的高折射率层和低折射率层的交替构成以便形成干涉涂层，这些低折射率层经常是基于二氧化硅。
通常在眼科中，为了得到名称“减反射涂层”，减反射涂层必须具有落入标准ISO8980-4的反射特性，即大约地它对于以15°角度(从所观察的点处的表面的法线计算的)入射在表面上的光必须不具有大于2.5％的可见反射系数(Rv)。
简单的减反射涂层可以是MgF2层，该MgF2层具有计算的厚度以充当波长位于500nm-600nm范围内的光的四分之一波长板，或二氧化硅层覆盖的氧化锆层，其中这些层具有由本领域技术人员容易计算的厚度以提供干涉减反射效果。
伪减反射涂层可以是二氧化硅层，该二氧化硅层具有计算的厚度以充当波长位于500nm-600nm范围内的光的四分之一波长板。
在本发明中，干涉滤光片是指限定任何干涉涂层，与没有所述涂层的相同的光学装置相比，该干涉涂层能够减少光学装置的表面的反射。它因此至少包括具有5％或更小的反射系数的减反射涂层以及伪减反射涂层。此外，如果该干涉滤光片是本发明的第二涂层，直接与释放层接触，则与没有减反射涂层和释放层二者的光学装置相比，观察到反射的减少。
在本说明书中，与值的范围相连使用的表述“包括在...之间”应理解为包括此范围的具体上限值和下限值。
此外，本说明书中的附图是示意图并且缩放和比例除了说明本发明的要点之外不具有含义。
在附图中，用相同数字编号的元件是相同的元件，除非确切地提及。
本发明提出生产一种包含至少基底、释放层和第二涂层的光学装置。该释放层是可以被活化的层以便改变能够使该第二涂层附接至该基底上的结合力。
诸位发明人已经确定了至少两个主要选择。
第一个选择是基于在活化时恶化该释放层的受控恶化，由此能够使该第二涂层从该基底释放。多个变体是可能的，例如释放层是在活化时失去粘性的胶，或该活化在与该释放层的一个界面上形成粘附-减少剂材料，或该释放层降解并且破裂。
第二个选择是基于在活化时在该释放层上强加尺寸的物理变化，由此在该第二涂层和/或该释放层中引入应力并使该第二涂层亦或该释放层和该第二涂层二者断裂。这种尺寸的变化可以在该释放层内或在其界面之一处例如通过吸收活化剂(例如液体)来诱发。另一个变体是使该释放层是活性材料，该活性材料当提供时与反应物反应。此类反应，例如氧化或硝化改变了该层的体积，从而在该第二涂层上强加应力。
该活化可以是逐步的，或可能需要特定的活化步骤。
因此，以用于呈现的通用方式，本发明在图1中示出，该光学装置包含基底1，在该基底上存在第二涂层2。在基底1与涂层2之间存在释放层3。在图1中，第二涂层2和释放层3是在两个面上，但是可替代地它们可以仅存在于一个面上。
释放层3与第二涂层2接触。
在第一实施例中，第二涂层2是减反射叠层。它可以包含一个或多个层，这些层被安排为使得它提供减反射特性给该光学装置，如在眼科领域中所定义的。
可替代地，或与以上实施例组合，第二涂层2可以包含抗静电层，该抗静电层为该光学装置带来抗静电特性。
在一些情况下，在第二涂层2上可能存在顶涂层5。顶涂层5可以是防污或抗污顶涂层或防雾顶涂层。
在一个变体中，在基底1与释放层3之间可能存在一个或多个底层。
例如，如图2中所示，该第一实施例包括两个底层4。第一底层41，与释放层接触，是硬涂层。第二底层42，与硬涂层接触，是底漆层。
总体上，底漆层42与基底1接触。然而，在一些情况下，在基底与底漆之间或甚至在底漆与硬涂层之间、或硬涂层与释放层之间可能存在另外的底层。
此外，该光学装置可能不存在底漆层，即使存在硬涂层。
可能额外存在或代替以上列举的两个底层的其他可替代的底层可以在以下非广泛的清单中找到：着色的层、光致变色层、多层硬涂层、偏振膜、一个或多个粘合剂层(如由热熔粘合剂或压敏粘合剂制成的)、抗静电层、减反射涂层。
在该第一实施例中，该释放层是一个层，该层被适配为接收和吸收在其与形成该第二涂层的伪减反射涂层的界面处的液体。在一个具体实例中，该释放层是亲水材料层，例如在申请EP10808928中引用的层之一。例如，它可以是具有式CH3O-(CH2CH2O)y(CH2)3Si(OCH3)3(其中y包括在含端点值的6与9之间)的2-[甲氧基(聚亚乙基氧基)丙基]三甲氧基硅烷层。此类组分是由Gelest公司(Gelest Inc.company)在参考号SIM6492.7下经销的。此类亲水材料在下文中被称为SiPeO。因此，用于活化的所吸附的液体是水。该SiPeO层可以具有包括在1nm与20nm之间、优选地在2nm与5nm之间的厚度。
因此，该第一实施例的光学装置包含底漆42和硬涂层41，然后在该硬涂层的顶部上，SiPeO层，并且在该SiPeO上，伪减反射涂层，如SiO2单层。该SiO2层优选具有包括在20nm至100nm范围内的厚度。
在这种情况下，如在图3a至3d中看出当第一光学装置30(图3a)浸入水浴36中时，释放层33被活化。确实，水，由该SiPeO层的亲水特性驱动，积聚在由SiPeO制成的释放层33与由SiO2制成的第二涂层34之间的界面处，如由图3a中的深色气泡所示。因此，由SiO2制成的第二涂层34在压力下破裂(图3b)，并且解离成更小的SiO2薄片35，这些薄片可以容易地通过软擦拭清洁或可能甚至被转移到水浴中(图3c)。
此后，光学装置30没有第二涂层34(图3d)，其中，对于该第一实施例，仅这两个底层41和42保持附接到基底31上。
本发明人假定水通过减反射层亦或通过该光学装置的边缘到达SiPeO层，其中SiPeO层33是明显的。
可替代地，水37只是局部沉积，或喷涂在该光学装置上(图3d)，并且其中水用于使在第二涂层34与释放层33之间的界面局部膨胀并且使第二涂层34断裂脱离硬涂层41。水也用作用于清洗离开基底的SiO2薄片35的润滑剂。
在该第一实施例的第一变体中，SiO2的第二涂层34可以由厚度包括在20nm-100nm范围内的氧化锆层(至少覆盖有厚度在20nm-100nm范围内的SiO2层)代替。
在一些变体中，该SiPeO层的厚度或该第二涂层的厚度可以改变，以改进或降低该第二涂层在该释放层上的初始粘附性。
在第二实施例中，在图4a至4c中所示的，第二涂层44是硬涂层，并且释放层43是粘合剂层(图4a)，该粘合剂层在UV活化46下分解(图4b)。在此，释放层43和第二涂层44二者仅存在于基底40的一个表面上。
释放层43的分解使得能够从基底40上除去硬涂层44(图4c)，接着通过擦拭除去分解的释放层43。
在第三实施例中，如在图5a中所示的，基底50在一个面上被第二涂层52覆盖，该第二涂层是包含本身被顶涂层55覆盖的多个层的减反射涂层。释放层53是粘合剂层，如道康宁公司(DOW corning)7651或7652粘合剂，由DOW经销。释放层可以通过将镜片浸入到甲苯或二甲苯浴56中经过在1分钟与2小时之间的持续时间来活化，该浴将溶解释放层53，如在图5b中所示，该溶解的释放层由污染的流体57表示。此类溶解使得能够除去第二层52，整片式地亦或通过容易地使它破碎成更小的片。
在不同的未示出的变体中，任何实施例的不同层，在该释放层之上或之下，可以用在任何其他实施例中。另外类型的释放层和活化方法将出现在本领域技术人员面前。
实现实例，基于该第一实施例：
使用由Essilor经销的并且在两面上包含标准底漆硬涂层双涂层的10CR39镜片。
使用1200-DLF真空沉积机器，由经销，将2至5nm的SiPeO沉积在镜片的凹侧上(接着是减反射涂层)以便形成释放层。该减反射涂层是由多层叠层构成的，该多层叠层包含，如从该SiPeO释放层计数的，约20nm的第一氧化锆层，约20nm的第一二氧化硅层，然后约80nm的第二氧化锆层，以及约80nm的第二二氧化硅层。这四个层中的每一个的精确厚度已经由本领域技术人员使用用于定义减反射叠层的标准计算工具进行计算。
使用相同的机器，在该镜片的凸侧，将相同的减反射涂层直接沉积在镜片上存在的底层上，特别是直接沉积在该硬涂层上，而不沉积SiPeO层。
将镜片在室温下储存24小时。
此后，该减反射涂层进行测试并且呈现出对于所有镜片在两侧上的良好的粘附性。这些镜片可以进行处理而不损坏附加值(目前是该减反射涂层)。
当这些镜片被浸入水浴中时，存在于凹侧上的该减反射涂层在几秒内脱层并且消失到水浴中。存在于凸侧上的该减反射涂层不受浸入水浴中的影响并且它停留在镜片上。
本发明提供了在镜片上制造临时层的经济的方式，通过使用特定触发物活化的释放层允许它们从该镜片上分离。
因此，销售人员或眼睛护理专业人员(ECP)可以容易地在试用期间的镜片上提供附加值。此外，ECP还可以向好奇的顾客或有需要的顾客提供专用于特定需要的特定附加值，一旦顾客决定改变附加值，例如当该需要已经改变时，该附加值可以稍后移除。
Claims (15)
1.光学装置，该光学装置包含基底(1，31，40)，该基底具有两个主面并且在至少一个面上具有第一涂层(3，33，43，53)，该第一涂层与第二涂层(2，34，44，52)接触，该第一涂层(3，33，43，53)位于该第二涂层(2，34，44，52)与该基底(1，31，40)之间，该第一涂层(3，33，43，53)是释放层(3，33，43，53)、被适配为使得其可以被选择性地活化以便减小使该第二涂层(2，34，44，52)能够固定到该基底(1，31，40)上的机械特性或粘附性。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中该释放层(3，33，43，53)是在被活化时自身降解的材料。
3.根据权利要求2所述的光学装置，其中该释放层(3，33，43，53)的材料具有通过化学品、通过照射例如通过UV光、或80℃以下的温度而活化的降解。
4.根据权利要求3所述的光学装置，其中该释放层(3，33，43，53)是胶或树脂。
5.根据权利要求4所述的光学装置，其中该释放层(3，33，43，53)是使用溶剂(36，37，56)溶解的胶。
6.根据权利要求1所述的光学装置，该释放层(3，33，43，53)是以下材料，该材料被适配为吸收在该释放层(3，33，43，53)中、亦或在该释放层(3，33，43，53)与该基底(1，31，40)或该第二涂层(2，34，44，52)中的一者或二者之间的界面处的外部化合物，由此迫使该第二涂层(2，34，44，52)释放。
7.根据前一项权利要求所述的光学装置，该释放层(3，33，43，53)是亲水材料，该亲水材料因此被适配为结合在该释放层(3，33，43，53)与该基底(1，31，40)或该第二涂层(2，34，44，52)中的一者或二者之间的界面处的水性液体(37)。
8.根据前一项权利要求所述的光学装置，该释放层(3，33，43，53)是由具有式CH3O-(CH2CH2O)y(CH2)3Si(OCH3)3其中y包括在含端点值的6与9之间的2-[甲氧基(聚亚乙基氧基)丙基]三甲氧基硅烷制成的层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光学装置，该第二涂层(2，34，44，52)是干涉滤光片涂层，优选至少包含纳米级SiO2层或纳米级ZrO2层。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光学装置，该光学装置是眼科镜片。
11.释放存在于光学装置上的涂层，称为第二涂层，的方法，该方法包括以下相继步骤：
a.提供根据权利要求1-9中任一项所述的光学装置
b.活化该释放层(3，33，43，53)
c.任选地清洗该光学装置。
12.根据前一项权利要求所述的方法，其中步骤a)的该光学装置是根据权利要求7或8之一，并且步骤b)涉及将该光学装置浸入水浴(36)中或使用水(37)擦拭该光学装置。
13.用于制造光学装置的方法，该方法包括以下步骤：提供具有两个主面的基底(1，31，40)，在该基底(1，31，40)的至少一个面上提供第二涂层(2，34，44，52)，并且在该基底(1，31，40)与该第二涂层(2，34，44，52)之间提供释放层(3，33，43，53)。
14.根据权利要求13所述的方法，该释放层(3，33，43，53)是在喷雾步骤或真空沉积步骤过程中沉积的SiPeO层。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法，该第二涂层(2，34，44，52)是在真空沉积步骤过程中沉积的干涉滤光片涂层，如减反射叠层。
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