CN106489083A - 包括将紫外反射最小化的涂层的眼科镜片以及生产此类镜片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种眼科镜片，该眼科镜片包括：具有给定折射率的衬底；以及将紫外反射最小化的涂层，所述涂层具有给定的折射率并且被沉积在该衬底的背面上。根据本发明，该紫外反射最小化涂层的厚度是在1μm与约200μm之间，并且该紫外反射最小化涂层的折射率比该衬底的折射率低了至少0.15个单位。本发明还涉及一种用于生产此类镜片的方法。

Description

包括将紫外反射最小化的涂层的眼科镜片以及生产此类镜片 的方法
本申请涉及一种眼科镜片。
本申请更具体地涉及一种用于相对于紫外(UV)辐射来保护眼睛、并且具体地用于保护眼睛免于在镜片背面上反射的UV辐射(总体上大致在100nm至400nm的范围内)的眼科镜片。
例如已知眼科镜片具有衬底和在真空下沉积的减反射涂层，从而使得有可能减少在镜片背面上反射的紫外辐射的量。该减反射涂层则由若干层的矿物材料的堆叠体组成，该堆叠体具有几纳米、典型地在约10nm与约400nm之间的厚度。
在高折射率衬底、即具有大于约1.56或甚至1.6的折射率的衬底的具体情况下，空气与该衬底之间的折射率差异加重了紫外(UV)辐射在镜片背面上的反射，这因此降低了UV保护。目前出售的眼科镜片的折射率对于聚合物材料是高达约1.74并且对于某些矿物玻璃是高达约1.9。
这个问题在用专利申请WO 2013/092377中所描述的“e-spf”系数(眼睛防晒系数)来表征抵抗UV辐射的保护时被清晰地示出，该系数考虑了透射穿过镜片的UV辐射(TUV)、以及在镜片背面上反射的UV辐射(RUV)。具体地，看起来这个系数基本上取决于具有大于或等于约1.6的折射率的衬底的RUV，因为这些衬底一般是由吸收几乎全部的UV辐射的材料制成的，从而导致TUV接近于零。
对于保护眼睛免于UV辐射，在眼科设备中通常仅考虑透射(TUV)。在考虑反射辐射(RUV)时，所提出的保护方案依赖于镜片背面上使用具有非常低的紫外反射系数的减反射涂层。然而，这样的方案是复杂且昂贵的并且不可能用于所有眼科镜片。
本发明的目的在于至少部分地解决上述缺点并且获得其他优点。
为此目的，根据第一方面，提出了一种眼科镜片，该眼科镜片包括：具有给定折射率的衬底；以及将紫外反射最小化的涂层，该涂层具有给定的折射率并且存在于所述衬底的背面上，其中该将紫外反射最小化的涂层具有在约1μm与约200μm之间的厚度，并且其中该将紫外反射最小化的涂层的折射率比该衬底的折射率低了至少0.15个单位。
术语“衬底”在此表示镜片的本体。该衬底具有正面和背面，该背面是总体上凹面的。背面旨在是最靠近由该镜片制成的眼镜的配戴者的眼睛的那面。
该将紫外反射最小化的涂层被定位在该衬底的旨在最靠近眼镜佩戴者的眼睛的这侧上。即，它典型地被定位在该衬底的“背”面上。
该将紫外反射最小化的涂层例如是由漆或膜(也被称为“补片”)形成的。
在此根据本发明的将紫外反射最小化的涂层具有的厚度比可见光谱的波长(总体上在约380nm与约790nm之间)大得多，即例如大于或等于约1μm的厚度。该将紫外反射最小化的涂层的厚度例如在约1μm与约200μm之间。
在该涂层由膜(例如，通过层压或胶粘而沉积在衬底上的这种类型的热塑性材料膜)形成的情况下，这个厚度例如在约60μm与约200μm之间。在该涂层例如是由漆形成的情况下，该厚度例如在约1μm与约100μm之间、或甚至在约1μm与约10μm之间、或甚至任选地在约1μm与约5μm之间、或者在约2μm与约5μm之间。
通过在该衬底的折射率与该将紫外反射最小化的涂层的折射率之间引入折射率值的差值，因此有可能改善任何眼科镜片的e-spf(上文提及的抵抗UV辐射的镜片的保护系数)。
这些折射率值的差值为至少0.15个单位，即例如对于具有折射率(i)的涂层，衬底将具有至少(i+0.15)的折射率，或者相反地对于具有折射率(j)的衬底，该涂层将具有最多(j-0.15)的折射率。
该衬底和该涂层的折射率值当然是在相同的预定波长下测量的。更具体地并且除非另外指明，本文件中提及的折射率的值与通常被称为“nD25”折射率的折射率相对应。“n”对应于折射率的值，“D”对应于钠的D线(或光谱线)，而“25”对应于摄氏度温度。所以这意味着这些测量是在此在25℃下用钠灯进行的、并且在所获得的光谱的D线处，即在等于约589nm的波长处确定的。应注意的是，在更通常地约550nm与约600nm之间的波长处确定的折射率值可以与在589nm(nD25)处确定的值几乎完全相同，所得的差值通常为仅0.01个单位。
借助于抵抗紫外线的此类保护的改善，有可能增大所考虑的衬底的镜片的保护等级范围。
特别地，这个方案与关于眼科镜片的最近现有技术的传授内容相反。的确，通常接受的是，优选的是或甚至必须要限制漆的折射率与它被沉积在其上的衬底的折射率之间的差值、或甚至使它们相等以达到限制干涉条纹的存在的目的，干涉条纹的存在是欧洲专利申请EP 1 362 246中充分地描述的问题。
为此目的，眼科行业生产了用于高折射率衬底的耐划痕或耐冲击涂层，这些涂层具有例如尽可能高的折射率以便能使之与所述高折射率衬底相匹配。
根据本发明，用将紫外反射最小化的涂层(例如低折射率漆)来涂覆衬底、例如高折射率衬底使得有可能生产出以下镜片：该镜片具有UV辐射的低反射程度、同时免除了用于形成降低UV辐射反射的减反射涂层通常所需要的真空沉积步骤，这使得眼科镜片的生产更简单。
如上文提及的，在e-spf的计算中，有待考虑的两个系数是TUV和RUV，如由以下来自专利申请WO 2013 092377的等式所示：
TUV表示在对应于UV辐射的光谱带中透过衬底的平均透射值。这个值对在眼科学中所使用的、具有大于或等于1.59的折射率的大多数其他材料为零，因为它们阻挡UV辐射的透射。
至于RUV，它表示在对应于UV辐射的光谱带中在镜片的表面处的平均反射值。如果最外涂层的厚度大于UV波长(小于380nm)的约二至三倍，则RUV可以大致上被视为这个涂层的折射率的函数。如果最外涂层是厚度比UV波长小得多的涂层，例如具有约5nm至20nm的厚度时，则这个涂层总体上对RUV没有影响并且RUV应被视为是由一个或多个紧密相邻的涂层所提供的。在具有的厚度在该波长的0.05与1倍之间的一个或多个涂层的情况下，RUV将尤其取决于由遇到这些涂层以及存在于这些涂层下方的材料的光所产生的相长干涉和相消干涉。
因此，当衬底具有非常低的TUV时，眼镜的背面将UV辐射朝向佩戴者的眼睛反射得越少，该眼镜提供的抵抗UV辐射的良好保护越多并且e-spf越高。
在根据本发明的例如由漆形成的将紫外反射最小化的涂层的上下文中，RUV将随着最外面材料的折射率增大，这意味着常规地与具有大于1.5或甚至1.56或甚至1.6的高折射率的衬底相组合的、具有大于1.5或甚至1.56或甚至1.6的高折射率的漆将形成具有非常高的RUV值以及因此差的e-spf值的镜片。
应注意的是，e-spf在商业上被划分为多个区段并且按以下方式分解成六个类别：
为了理解本发明的补充作用之一，应注意的是，具有1.6的折射率(将几乎完全吸收UV辐射)的裸衬底具有19的e-spf，这使其位于商业15级中。类似地，由聚碳酸酯(PC)制成的、具有1.59的折射率的裸衬底将具有约19.5的e-spf，这也使其位于15级中。对于具有大于1.59的折射率的所有裸衬底同样如此。
下表呈现了具有不同折射率的裸衬底的e-spf的实例。
从UV保护的观点来看，重要的是，眼镜具有大于25并且优选地大于30的级别的e-spf。这个商业要求对较高折射率(1.59、1.6、1.67或1.74)的衬底(具有e-spf 15级)是更高的并且对较低折射率(1.5或1.56)的衬底(一般向其添加了阻挡UV透射的漆)是较低的，这给予了这些衬底在20与25之间的e-spf系数，即25级。
下表呈现了镜片的所测量的e-spf值随着将紫外反射最小化的涂层的折射率值而变的实例，该涂层是由漆形成的并且在具有1.6的折射率的在此由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成的衬底上作为最外涂层(排除较薄的任选的表面顶涂层之外)存在。
漆的折射率 e-spf
1.40 36
1.42 33
1.44 31
1.46 29
1.48 27
1.50 25
1.52 23
1.54 22
1.56 21
1.58 20
1.60 19
这个表使得有可能展示出，使用具有比衬底折射率低了至少0.15的折射率的涂层改善了e-spf(对于具有1.44的折射率的漆是例如等于31)，这将使该镜片位于35级中，而对于具有1.6的折射率(是最接近该衬底折射率的折射率)的漆为19，这将使该镜片位于15级中。
具有例如1.60的折射率值的、在背面上被根据本发明的具有1.44或更小折射率的涂层覆盖的高折射率衬底因此具有至少30或甚至31的e-spf，这使其位于e-spf 35级中。
因此，根据本发明的、例如由漆形成的、施加到例如具有1.59的折射率的衬底上的并且甚至具有1.6的折射率的衬底上的涂层具有的优点是能够提供简单生产的高折射率眼镜，但是这些眼镜具有高的抵抗UV辐射的保护。
上表使得有可能对于已知衬底以一般方式展示出，使用具有比衬底折射率低了至少0.15的折射率的涂层显著地改善了e-spf，从而总体上使得有可能改变e-spf级别或甚至上升两个e-spf级别。因此，对于具有1.55的折射率的衬底上的具有1.40的折射率的漆，e-spf是36，这将使该镜片位于35级中而不是25级中，或者对于具有1.74的折射率的衬底上的具有1.58的折射率的漆为20，这将使该镜片位于25级中而不是15级中。
根据一个有利的示例性实施例，该衬底是高折射率衬底。即例如，该衬底具有大于或等于约1.56、或甚至优选地大于或等于约1.59、或甚至优选地大于或等于1.6的折射率。该衬底的折射率例如在约1.56与约1.9之间、或甚至在约1.59与约1.9之间、或甚至在约1.6与约1.9之间。
该衬底因此可以是任何类型的，例如像具有大于1.6的光学折射率的常规眼科衬底，例如热固性或热塑性有机材料。
例如，该衬底是由聚硫胺甲酸酯制成的，例如分别具有1.60和1.66的折射率、由三井东压(Mitsui Toatsu)经销的或或者该衬底是由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、具体地由赢创(Evonik)出售的并具有1.60的折射率的PMMA ACRYLITE 8N-制成的。
根据一个有利的实现方式实例，该将紫外反射最小化的涂层具有小于或等于约1.45或甚至约1.42的折射率。例如，该将紫外反射最小化的涂层的折射率是在约1.30与约1.45之间、或甚至在约1.30与约1.42之间、或在约1.35与约1.45之间、或者在约1.35与约1.42之间。该将紫外反射最小化的涂层例如是由低折射率漆(即，具有小于或等于1.45、或甚至1.42或甚至1.4的折射率的漆)形成的。该折射率例如在1.30与1.45之间、或者甚至在1.35与1.45之间，例如约1.4或1.42。
根据一个示例性实施例，该将紫外反射最小化的涂层是由从组合物获得的漆形成的，该组合物包含按固体重量计在约10％与约85％之间的至少两种不同的聚烷氧基硅烷。
在本申请的背景内，并且除非另外明确指示，百分比应被认为是相对于初始制备的组合物的固体总重量的按重量计的百分数。
根据一个具体实例，该组合物可以包括具有下式的聚烷氧基硅烷、或者所述聚烷氧基硅烷的水解产物：
(R1)4-x-Si-(O-R2)x
其中x是2与4之间的整数，每个R1是独立地选自(C1-C6)烷基、芳基以及芳基(C1-C6)烷基，并且每个R2是独立地选自(C1-C6)烷基。
在本发明的含义内，术语“(C1-C6)烷基”表示具有从1到6个碳原子的任何一价的直链或支链基团。(C1-C6)烷基具体包括(C1-C4)烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基和叔丁基。
在本发明的含义内，术语“芳基”表示具有从6到18个碳原子的、任选地被1至4个基团取代的任何一价的芳族基团，这些取代基团彼此独立地是相同或不同的，选自卤素、(C1-C6)烷基、(C1-C6)烷氧基。芳基具体包括苯基、甲苯基和萘基。
在本发明的含义内，术语“芳基(C1-C6)烷基”表示被如以上所定义的芳基取代的如以上所定义的任何(C1-C6)烷基。芳基(C1-C6)烷基具体包括芳基(C1-C4)烷基，例如苄基和苯乙基。
该组合物还可以包括至少一种具有下式的有机硅烷化合物或其水解产物：
(R)n-(Y)m-Si-(X)4-n-m
其中这些R基团是相同或不同的、是通过碳原子键合至硅上的并且包含至少一个环氧官能团的一价有机基团；这些X基团是相同或不同的，是可水解的基团；Y是通过碳原子键合至硅上的一价有机基团，n和m是整数，使得n＝1或2，并且n+m＝1或2。
该漆的组合物可以包含例如TEOS(四乙氧基硅烷，Si(OC2H5)4)，和/或该组合物可以包含例如至少一种以下聚烷氧基硅烷，该聚烷氧基硅烷包括直接键合至硅(Si)原子上的至少一个甲基(CH3-)基团，例如MTMS(甲基三甲氧基硅烷，CH3Si(OCH3)3)或MTES(甲基三乙氧基硅烷，CH3Si(OC2H5)3)或DMDES(二甲基二乙氧基硅烷，(CH3)2Si(OC2H5)2)。
根据一个示例性实施例，该漆的组合物的聚烷氧基硅烷是选自甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)、或者四乙氧基硅烷(TEOS)。
在不存在添加可以修改折射率的胶体或额外单体的情况下，由使用了这些硅烷的组合物获得的漆的折射率为约1.42。
MTMS、或再更佳地MTES(甲基三乙氧基硅烷)由于其低折射率单独地或与TEOS(四乙氧基硅烷)组合是最适合的硅烷。一个优点在于，包含MTMS(或MTES)和TEOS的混合物使得有可能通过改变TEOS的比例来改变该将紫外反射最小化的涂层的硬度性质。
对一些组合物，由本发明使用的漆形成的该将紫外反射最小化的涂层也可以用作耐磨涂层。二氧化硅胶体或中空二氧化硅因此可以被添加至其组合物中以便增大该涂层的硬度和/或降低折射率。
此外，当是漆的问题时，其组合物优选地是基于衬底的性质来选择的。例如，在具有1.6的折射率的丙烯酸衬底上，该漆有利地是基于MTES(甲基三乙氧基硅烷)硅烷和TEOS(四乙氧基硅烷)硅烷的混合物。这样的配制品的折射率因此接近1.42。
任选地，对某些衬底，漆的组合物包含DBU(1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯)、和/或乙酸，以提升硬度和粘合性。
对于其他高折射率衬底，有可能添加其他硅烷(包含非硅烷的官能团)以便改善粘合性，最终的折射率将接近1.44，这取决于所使用的量。
任选地，该漆包含GLYMO(γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)以便促进与上述基于聚氨酯的衬底的粘合。
根据本发明的一个实施例的漆包含例如以下组合物：
-单独的或与TEOS组合的MTMS或MTES：相对于固体按重量计至少约15％、或甚至20％；
-根据漆旨在用于的衬底的性质，少于约25％、例如在约5％与约25％之间、或甚至约20％、或甚至优选地以相对于固体按重量计少于或等于10％的量的GLYMO(γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)；
-能够引发这些单体的水解的酸；该酸可以是例如选自乙酸、丙酸、丁酸、丙烯酸及其混合物中的羧酸；优选地该酸是乙酸；
-具体选自咪唑、脒和环状或双环脒的缩合催化剂。
缩合催化剂的实例包括N-甲基咪唑、二氮杂双环十一碳烯以及二氮杂双环壬烯。优选地，所述缩合催化剂是1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)。
这些单体优先地处于上述单体形式、但是可以部分地或完全处于其水解的形式。
还有可能添加中空二氧化硅，这使得有可能进一步降低折射率，并且尤其是当没有中空二氧化硅的漆的折射率大于1.45时。
具体地，中空二氧化硅的折射率取决于中空二氧化硅颗粒的平均大小。更具体地，中空二氧化硅的折射率与颗粒芯处的空腔体积与二氧化硅颗粒的体积之间的比率成反比。这个比率在这些二氧化硅颗粒的大小减小时降低。
然而，重要的是要注意，对具有大于或等于约40nm或50nm的直径的中空二氧化硅颗粒，引入大量的(即按漆组合物的固体的重量计，大于40％，相应地50％)中空二氧化硅可能导致形成扩散的漆。
因此，根据一个有利的示例性实施例，形成该将紫外反射最小化的涂层的漆是由包含在按固体重量计约5％与约50％之间的中空二氧化硅的组合物获得。
并且例如，中空二氧化硅具有的颗粒具有小于或等于约100nm的直径、例如在约30nm与约60nm之间的直径。因此，这些中空二氧化硅颗粒优选地被选择成具有在约40nm与约60nm之间的直径、优选地具有接近50nm的平均直径。
此外，该漆还可以由包含例如按重量计在0％与约10％之间的至少一种氟硅烷单体的组合物获得。氟硅烷使得有可能降低折射率。氟硅烷单体的一个实例可以是(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷。
因此，例如具有涂覆有1.42折射率的漆的高折射率衬底的镜片的e-spf因此是例如大于30，而对包含具有1.6的折射率的漆的镜片仅为19。
根据一个有利的示例性实施例，该镜片额外地包括被配置成用于限制干涉条纹的四分之一波长涂层，在此也表示为四分之一波长层、也被称为“抗条纹”层或干涉层、或甚至干涉四分之一波长层。该四分之一波长涂层位于该衬底与该将紫外反射最小化的涂层之间。
因此四分之一波长层使得有可能将可能由该衬底与漆之间的折射率差值而产生的任选存在的干涉条纹最少化。
这样的四分之一波长层例如在通过援引被包括的专利申请EP 1 362 246中进行了描述。然后它被定位在衬底与漆之间。
通常，这种类型的层当漆的折射率不与该衬底的折射率精确匹配时被使用(如在专利申请EP 1 362 246中所示)，即使该漆被选择成具有的折射率与该衬底的折射率具有最小可能的差值。
如在申请EP 1 362 246中所述，该四分之一波长层包含至少一种胶体矿物氧化物，该氧化物总体上选自SiO2、TiO2、ZrO2、SnO2、Sb2O3、Y2O3、Ta2O5以及其混合物。优选的胶体矿物氧化物为SiO2、TiO2、ZrO2以及SiO2/TiO2和SiO2/ZrO2混合物。
优选的胶体二氧化硅是通过方法制备的二氧化硅。该方法是简单且熟知的方法，包括：四硅酸乙酯，也称为四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4或TEOS)在用氨催化的乙醇中的水解和缩合。该方法使得有可能获得直接在乙醇中的二氧化硅、几乎单分散颗粒群体、可调粒径以及(SiO-NH4+)类型的官能化颗粒表面。
在该四分之一波长层是由胶体矿物氧化物的混合物构成的情况下，优选地该混合物包含至少一种高折射率氧化物(即具有大于或等于约1.54的折射率)以及至少一种低折射率氧化物(即具有小于约1.54的折射率)。优选地，该矿物氧化物的混合物是二元混合物，具体地低折射率氧化物和高折射率氧化物的二元混合物。总体上，该低折射率氧化物/高折射率氧化物的重量比从约20/80至约80/20、优选地从约30/70至约70/30并且再更佳地从约40/60至约60/40变化。
这些矿物氧化物颗粒的大小总体上从约10nm至约80nm、优选地从约30nm至约80nm、并且再更佳地从约30nm至约60nm变化。
特别地，该矿物氧化物可以由小尺寸颗粒(即从约10nm至约15nm)以及大尺寸颗粒(即，从约30nm至约80nm)的混合物组合物。
典型地，该四分之一波长层具有在约60nm与约100nm之间、优选地在约70nm与约95nm之间、并且再更佳地在约80nm与约95nm之间、或者甚至再更佳地在85nm与95nm之间的厚度。考虑用于光学物品的材料，这个厚度应尽可能接近四分之一波长层的理论厚度(λ/(4.n)，其中λ为代表波长并且n为该四分之一波长层的折射率)，以便减弱干涉条纹。
因此，例如该四分之一波长涂层是由两种类型的具有不同折射率的氧化物纳米颗粒构成的。例如，这两种类型的氧化物纳米颗粒中的第一种是二氧化硅(SiO2)并且这两种类型的氧化物纳米颗粒中的第二种是氧化锆(ZrO2)，也被称为二氧化锆。
在某些情况下，该氧化锆可以用其他高折射率氧化物(例如TiO2或Ta2O5)代替。
因此，该四分之一波长层例如是由分散在例如乙醇中的胶体(例如二氧化硅(SiO2)和氧化锆(ZrO2))的混合物形成的。
这些氧化物的相应量取决于衬底的折射率并且有时取决于漆的折射率，例如如随后所描述的表所展示的。
在一个实施例中，该四分之一波长层是通过旋涂或通过浸涂来沉积胶体氧化物颗粒(即处于颗粒形式)而获得的。在沉积并去除溶剂之后，包括开放孔隙率(这些颗粒之间的空间)的氧化物颗粒薄层仍留在该衬底上。
在本文中，胶体被理解为是指在溶剂中的胶体悬浮液中的包含纳米级颗粒或纳米颗粒的溶液、或者纳米颗粒本身，取决于上下文。
有利的是，在沉积该漆层之前没有使用填充材料。因此，根据一个有利的示例性实施例，该漆形成该四分之一波长层的在这些氧化物纳米颗粒之间的填充材料。这能够将该四分之一波长层/漆组件机械地固持在该衬底上而不是仅仅依赖于该衬底与该四分之一波长层的胶体之间的粘合。该粘合是由通过该多孔的四分之一波长层与该衬底相接触的漆提供的。
此外，这可能使得有可能大致上免除根据该漆的折射率来改变氧化物颗粒的组合物。因此这些氧化物颗粒的组合物并且例如两种类型的颗粒(在此优选地为ZrO2和SiO2)之间的比率可以仅基于该衬底的折射率来选择并且在所选择的漆的折射率为1.42、1.44或甚至1.40时将不发生改变。
通常，对于给定折射率的衬底，该四分之一波长层是基于所选择的漆来选择的。更具体地，在具有不同折射率的两种漆中，如果选择具有最低折射率的漆，则所选择的四分之一波长层应该具有的折射率应低于如果已选择具有最高折射率的漆时将会选择的四分之一波长层的折射率。
然而，当该四分之一波长层是通过胶体颗粒的液相沉积来生产的并且当该漆的材料用作填充材料时，大致上不需要改变胶体组合物。这是因为漆的材料被结合到该胶体的颗粒之间。于是，该四分之一波长层的折射率取决于胶体的折射率、其相对比例、以及被插入这些颗粒之间的漆材料的折射率和比例。
因此，如果选择较低折射率的漆而不是较高折射率的漆，其中它们的折射率之间的差值D最多等于约0.05个单位，则所选择的四分之一波长层的折射率相对于如果已选择较高折射率的漆时将会选择的四分之一波长层的折射率低了大致等于0.4*D至0.5*D的幅值D'。这个小的差值使得有可能大致上只必须相对于该衬底的折射率来选择该四分之一波长层的折射率，使得该四分之一波长层可以大致上实现其作用。
最后，根据一个示例性实施例，该镜片额外地包括至少一个顶涂层(也被称为表面顶涂层)，有可能的是这个顶涂层例如选自抗静电涂层、防污涂层、特别是防雾涂层。并且优选地，在该将紫外反射最小化的涂层上直接施加该顶涂层。
还提出了一种用于制造眼科镜片的方法，该方法包括提供具有给定折射率的衬底的步骤以及将具有给定折射率的将紫外反射最小化的涂层沉积在该衬底的背面上的步骤，其中沉积将紫外反射最小化的涂层的该步骤被配置成使得，该将紫外反射最小化的涂层具有在约1μm与约200μm之间的厚度并且具有的折射率比该衬底的折射率低了至少0.15个单位。
在本发明中，表述“衬底的背面”是指该将紫外反射最小化的涂层存在于镜片的旨在被定位成面向配备有所述镜片的眼镜的佩戴者的眼睛的这面上。
如果该将紫外反射最小化的涂层是漆，则该漆例如通过旋涂、喷涂、喷墨打印、或浸涂来沉积。
此外，该漆例如可能作为单一层被沉积。
根据一个示例性实施例，该用于制造镜片的方法包括在沉积将紫外反射最小化的涂层的该步骤之前沉积四分之一波长涂层的步骤。
在一个具体实例中，该四分之一波长层具有在约60nm与约100nm之间、优选地在约70nm与约95nm之间、并且再更佳地约80nm与约95nm之间、或者甚至再更佳地在85nm与95nm之间的厚度并且是在该将紫外反射最小化的涂层的沉积之前通过浸涂(即通过浸没)被沉积在衬底上。
通过浸涂(即通过浸没)进行的沉积例如是以非常低的速度进行的，即，优选地以小于或等于约2mm/s、例如在约0.5mm/s与约2mm/s之间、或者甚至在约0.5mm/s与约1.2mm/s之间的速度。这个速度与从浸没镜片的溶液中提取该镜片有关。由于用于进行氧化物颗粒层的沉积的胶体溶液的组合物，有可能限制或甚至免除干燥步骤，即通过加热来蒸发溶剂的步骤。具体地，在浸涂过程中，特别在以低速进撤出的步骤过程中，大部分溶剂例如通过蒸发从该层中被消除。
因此，该方法包括例如通过浸涂(即浸没)来沉积四分之一波长涂层的步骤、接着是蒸发该四分之一波长涂层的溶液中所包含的溶剂的步骤、然后是例如通过沉积漆来沉积该将紫外反射最小化的涂层的步骤。
根据一个有利的示例性实施例中，沉积该四分之一波长涂层的步骤包括例如通过如以上所描述的浸没来沉积氧化物纳米颗粒的胶体组合物。
并且例如沉积该将紫外反射最小化的涂层的步骤包括沉积至少一层漆，从而在该四分之一波长涂层的这些氧化物纳米颗粒之间形成填充材料。
例如，该方法包括将该衬底浸没在胶体溶液中的步骤、接着是蒸发该溶剂的步骤，该胶体溶液包括在溶剂中的氧化物纳米颗粒。
这些纳米颗粒然后例如通过旋涂被沉积在该衬底的背面上并且因此形成具有开放孔隙率的层，如上文所提及的。
该方法然后包括例如将漆沉积在该四分之一波长层上的步骤，并且然后该漆形成存在于该衬底上的纳米颗粒之间的填充材料。
因此，该漆通过该多孔的四分之一波长层粘附至衬底上。
最后，根据一个示例性实施例，该用于制造镜片的方法包括在该将紫外反射最小化的涂层上直接沉积顶涂层的步骤。
在阅读参照附图给出的说明时，本发明的其他的特征和优点将变得更清楚明显，这些附图是以非限制方式给出的并且在附图中：
-图1呈现了根据本发明的一个示例性实施例的眼科镜片，并且
-图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于制造眼科镜片的方法的流程图。
图1呈现了根据本发明的一个示例性实施例的眼科镜片10。
眼科镜片10包括衬底11，该衬底形成镜片的本体。
衬底11包括正面12以及与正面12相反的背面13。
在背面13上，眼科镜片10包括在此由一层漆14形成的将紫外反射最小化的涂层。
在此，四分之一波长层15也存在于衬底11的背面13与漆14之间，如图1所示。四分之一波长层15使得有可能尤其将可能的干涉条纹最少化，这些干涉条纹在适当时将是在审美上不可接受的。
该眼科镜片在此额外地包括被沉积在这个漆层14上的任选的表面顶涂层16。这个涂层可以是抗静电涂层、疏水性或超疏水性涂层(也称为防污涂层、或者例如防雾涂层)。
换言之，除了任选地存在的顶涂层之外，这个漆层是眼科镜片的最外涂层，即在表面处发现的那个涂层。
根据本发明的第一示例性实施例，这个漆层的材料是从包含267.8g MTES与38.8TEOS通过94.6g的H2O和20g的乙酸水解的水解产物的混合物的组合物获得的。在水解作用过程中，温度升高至46.1℃。第二天，将约2g的DBU作为缩合催化剂添加至其中并且还添加15g的乙酸以及0.6g的表面活性剂。如此获得的漆则具有大致等于1.42的折射率并且是在以下实例中使用的折射率为1.42的漆。
换言之，所获得的漆是上述要素的聚合结果。
根据本发明的第二示例性实施例，该漆是由178.1g MTES(即，按漆的固体含量的重量计65％)、70.2g TEOS(漆的固体含量的15％)以及38.2g GLYMO(γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)(漆的固体含量的20％)的混合物获得。将MTES、TEOS和GLYMO用103.7g的H2O和20g的乙酸进行水解。在水解作用过程中，温度升高至约40℃。第二天，将约2g的DBU作为缩合催化剂添加至其中并且还添加32.5g的异丙醇以及0.6g的表面活性剂。如此获得的漆则具有约等于1.44的折射率，是在以下实例中使用的折射率为1.44的漆。
在所呈现的实例中，在提及中空二氧化硅时，这是由JGC供应的、具有约30nm的平均粒径、接近1.35的光折射率、以及约1.2的密度的“THRULYA 1110”二氧化硅。
根据本发明的第三示例性实施例，根据第一示例性实施例的漆额外地包含按固体重量计约25％的、具有接近30nm的平均尺寸的中空二氧化硅。如此获得的漆则具有大致等于1.4的折射率。
根据本发明的第四示例性实施例，根据第二示例性实施例的漆额外地包含按固体重量计约25％的、具有接近30nm的平均尺寸的中空二氧化硅。如此获得的漆则具有大致等于1.42的折射率。
根据本发明的第五和第六示例性实施例，使用具有小于30nm的平均尺寸的中空二氧化硅按以下方式来替换存在于例如根据文件EP 0 614 957形成的折射率为1.47的商业漆中的二氧化硅的至少一部分：将80.5份的0.1N盐酸逐滴添加至包含224份GLYMO(折射率为1.51)以及120份DMDES(折射率为1.4，相当于在反应之前按固体重量计约20％以及在漆的缩合之后按固体重量计约13％)的溶液中。将水解后的溶液在环境温度、即约25℃下搅拌24小时，接着添加718份的在甲醇中的30％胶体二氧化硅(即大致具有1.45的折射率的纳米颗粒)，并且还添加15份乙酰丙酮铝和44份乙基溶纤剂。接着添加少量的表面活性剂。该组合物的理论固体含量(TSC)重量于是在35％的量级上。
因此，根据第五实例，在该组合物中，将存在于胶体悬浮液中的胶体二氧化硅的按重量计58％用中空二氧化硅替换，使得这些中空二氧化硅纳米颗粒占固体重量的25％并且胶体二氧化硅占固体重量的18％。所获得的漆因此具有约1.44的折射率。
根据第六实例，在该组合物中，将存在于胶体悬浮液中的胶体二氧化硅的85％用中空二氧化硅替换，使得这些中空二氧化硅纳米颗粒占固体重量的36.5％。所获得的漆因此具有约1.43的折射率。
如图2中所示，可能按以下方式生产根据本发明的一个示例性实施例的眼科镜片。
第一步骤100例如在此包括：选择具有大于或等于1.6的折射率的衬底11，并且使得该衬底具有至少一个裸背面13、或甚至裸正面12和裸背面13。
任选的第二步骤200例如包括沉积四分之一波长层的步骤。沉积四分之一波长层的该步骤是以非常低的速度(即在约0.5mm/s与约2mm/s之间)并且以在约60nm与约100nm之间、优选地在约70nm与约95nm之间、并且再更佳地在约80nm与约95nm之间、或甚至再更佳地在85nm与95nm之间的厚度来进行。这个第二步骤200可能包括以下步骤：将用于制备该四分之一波长层的溶液中存在的溶剂蒸发，然后将纳米颗粒留在该衬底的后表面上。
第三步骤包括给予镜片抗UV特性。为此，第三步骤300在此包括在衬底11的背面13上沉积一层漆14的步骤，这层漆具有小于或等于1.45的折射率。优选地，该漆被施加成具有大于或等于1μm的厚度、优选地在约1μm与约5μm之间的厚度。这例如是通过旋涂、喷涂、喷墨打印、或浸涂来进行的。然后该漆任选地用作例如由沉积在该衬底的表面处的纳米颗粒形成的多孔四分之一波长层的填充材料。具有至少1μm厚度的这层漆14可能作为单层被施加、但是也可以作为若干层来产生。
最后，任选的第四步骤400包括向该漆施加顶涂层。
通过说明，下表呈现了根据大致计算出的二氧化硅含量和氧化锆含量的实例的有待被沉积在衬底上的四分之一波长层的折射率和厚度随该衬底的折射率和漆的折射率(这是根据第一示例性实施例针对折射率为1.42的漆并且根据第二示例性实施例针对折射率为1.44的漆呈现的)的变化。
特别地在这个实例中，折射率为1.6的衬底是由PMMA制成的，并且折射率为1.6或1.67的衬底为聚聚硫胺甲酸酯并且折射率为1.74的衬底为环硫化物。
因此，对于给定衬底，当该四分之一波长层的填充材料为该漆时，该四分之一波长层的胶体比率实际上与有待沉积的漆的折射率无关。
另一方面，观察到，二氧化硅和氧化锆的含量影响该四分之一波长层的折射率；具体地，这通过将二氧化硅含量从53％减小到28％并且将氧化锆含量从47％增加到72％而从1.5073变化到1.5829。
因此，例如在此对于在约25％与约55％之间的二氧化硅含量以及在约45％与约75％之间的氧化锆含量，该四分之一波长层的折射率总体上在约1.50与约1.59之间。然而，这些相应的含量基本上取决于该四分之一波长层的目标折射率。
回顾一下，上文提及的衬底和涂层的折射率值是在相同的预定波长下测量的。更具体地，这些值与nD25折射率相对应；即，这些测量是在25℃下用钠灯进行的、并且在所获得的光谱的D线处，即在等于约589nm的波长下确定的。
应注意的是，在根据nD25方法测量的两个折射率值之间的至少0.15个单位的差值应与根据另一种测量方法测量的至少0.1个单位并且更一般地至少0.12个单位的差值相对应，其中这些折射率的值是在约300nm与350nm之间的波长下、即大致在紫外线(被称为UV-B射线)的范围内获得。该UV-B方法因此将给出与nD25方法不完全相同的、但是足够接近且被量化为约0.04个单位的差值的结果。

Claims (15)

1.一种眼科镜片(10)，该眼科镜片包括：具有给定折射率的衬底(11)以及将紫外反射最小化的涂层(14)，该将紫外反射最小化的涂层具有给定的折射率并且存在于所述衬底(11)的背面(13)上，其中该将紫外反射最小化的涂层(14)具有在约1μm与约200μm之间的厚度，并且其中该将紫外反射最小化的涂层(14)的折射率比该衬底(11)的折射率低了至少0.15个单位。
2.如权利要求1所述的眼科镜片，其中该衬底(11)具有大于或等于1.56、优选地大于或等于1.59、优选地大于或等于1.6的折射率。
3.如权利要求1和2之一所述的眼科镜片，其中该将紫外反射最小化的涂层(14)具有小于或等于1.45的折射率。
4.如权利要求1至3中任一项所述的镜片，其中该将紫外反射最小化的涂层(14)是由从组合物获得的漆形成的，该组合物包含按固体重量计在约10％与约85％之间的至少两种不同的聚烷氧基硅烷。
5.如权利要求4所述的镜片，其中这些聚烷氧基硅烷是选自甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)、或四乙氧基硅烷(TEOS)。
6.如权利要求4和5之一所述的眼片，其中该漆是由包含按固体重量计在约5％与约50％之间的中空二氧化硅的组合物获得的，并且该中空二氧化硅具有直径小于或等于约100nm的颗粒。
7.如权利要求4至6中任一项所述的镜片，其中该漆是由包含至少一种氟硅烷单体的组合物获得的。
8.如权利要求1至7中任一项所述的镜片，包括被配置成用于限制干涉条纹的四分之一波长涂层(15)，该四分之一波长涂层位于该衬底(11)与该将紫外反射最小化的涂层(14)之间。
9.如权利要求8所述的镜片，其中该四分之一波长涂层(15)是由两种具有不同折射率的氧化物纳米颗粒构成的。
10.如权利要求9所述的镜片，其中这两种类型的氧化物纳米颗粒中的第一种是二氧化硅(SiO2)并且这两种类型的氧化物纳米颗粒中的第二种是氧化锆(ZrO2)，并且该漆形成了该四分之一波长层的在这些氧化物纳米颗粒之间的填充材料。
11.如权利要求1至10中任一项所述的镜片，包括被直接施加在该将紫外反射最小化的涂层(14)上的顶涂层(16)。
12.一种用于制造眼科镜片(10)的方法，该方法包括提供具有给定折射率的衬底(11)的步骤(100)以及将具有给定折射率的将紫外反射最小化的涂层(14)沉积在该衬底(11)的背面(13)上的步骤(300)，其中沉积该将紫外反射最小化的涂层(14)的步骤(300)被配置成使得，该将紫外反射最小化的涂层(14)具有在约1μm与约200μm之间的厚度并且具有的折射率比该衬底(11)的折射率低了至少0.15个单位。
13.如权利要求12所述的方法，包括在沉积该将紫外反射最小化的涂层(14)的步骤(300)之前沉积四分之一波长涂层(15)的步骤(200)。
14.如权利要求13所述的方法，其中沉积该四分之一波长涂层(15)的步骤(200)包括沉积氧化物纳米颗粒的胶体组合物，并且沉积该将紫外反射最小化的涂层(14)的步骤包括沉积至少一层漆，从而在该四分之一波长涂层的这些氧化物纳米颗粒之间形成填充材料。
15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，包括直接在该将紫外反射最小化的涂层(14)上沉积顶涂层(16)的步骤(400)。
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