CN109100824B - 基于红光过滤的防近视滤光镀膜 - Google Patents

基于红光过滤的防近视滤光镀膜 Download PDF

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Abstract

本发明本发明涉及一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜，所述滤光镀膜在440nm‑500nm波长范围内的透光率为50‑70％，在500‑620nm波长范围内的透光率为85‑95％，在620nm‑770nm波长范围内的透光率为15‑25％。该镀膜可有效阻隔长波长红光，实现对有害光的更全面滤除，预防近视形成。

Description

基于红光过滤的防近视滤光镀膜
技术领域
本发明涉及镀膜领域，具体涉及基于红光过滤的防近视滤光镀膜。
背景技术
人类日常生活所依赖的白光即为波长范围在380～770nm的可见光，由不同波长的单色光组成。红光是指波长620nm以上范围内的单色光，蓝光指波长440nm～500nm范围内的单色光。人类视觉对波长在550nm前后的黄绿色光最敏感，该段波长光在视网膜上形成的光最为清晰；而长波长红光形成的像落在视网膜后，短波长蓝光则落在视网膜前面，红光与蓝光均不能形成较为清晰的像，这种视物不清的模糊信号传导至视网膜容易导致眼轴长度发生变化，从而影响屈光状态及视觉发育。研究证实，红光照射可使眼轴增长，诱导眼球发育向近视化发展。
近视眼是最常见的眼科疾病之一，在人群中尤其是青少年中的发病率有逐渐增高的趋势。对于有害光的滤除，现有技术大多仅是针对蓝光，无法对可诱导眼球近视化的长波长红光进行有效滤除。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜，所述镀膜为复合多层膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜；
优选地，所述含有光吸收剂的有机涂层由含有光吸收剂的光固化涂料喷涂、固化得到；
进一步优选地，所述光吸收剂为4,4′-双[-1(-4-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑酮]-五甲川氧菁-二钾盐、4-羟基苯甲酸苯甲酯、2,2′-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亚苯基)双(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二钠盐按质量比例4:1:2的混合物；
进一步优选地，所述光吸收剂的添加量为光固化涂料质量的0.35-0.85％；
优选地，所述锗镀膜用磁控溅射法镀制；
优选地，所述氟化镁镀膜、二氧化钛和二氧化硅镀膜用蒸发镀膜法镀制；
优选地，所述内层厚5-10um，中间层厚8-20um，过渡层厚5-15um，外层厚1-5um；
优选地，所述滤光镀膜在440nm-500nm波长范围内的透光率为50-70％，在500-620nm波长范围内的透光率为85-95％，在620nm-770nm波长范围内的透光率为15-25％。
本发明的有益效果为：
本发明通过复合多层膜的方法，实现对有害光的更全面滤除，预防近视的形成或者加深，保护视力健康，该镀膜可有效阻隔手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的屏幕以及LED灯类所发出的长波长红光，减少对视网膜的伤害。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明实施例中提供了一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜，所述镀膜为复合多层膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜；
优选地，所述含有光吸收剂的有机涂层由含有光吸收剂的光固化涂料喷涂、固化得到；
光固化涂料喷涂作为光吸收剂的布施载体，也降低了基片表面的粗糙度，增强镀层的平整度和附着力，还可降低基片与镀层之间的应力，减少破裂；氟化镁镀膜起到增透和保护的作用；
进一步优选地，所述光吸收剂为4,4′-双[-1(-4-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑酮]-五甲川氧菁-二钾盐、4-羟基苯甲酸苯甲酯、2,2′-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亚苯基)双(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二钠盐按质量比例4:1:2的混合物；
进一步优选地，所述光吸收剂的添加量为光固化涂料质量的0.35-0.85％；
优选地，所述锗镀膜用磁控溅射法镀制；
优选地，所述氟化镁镀膜、二氧化钛和二氧化硅镀膜用蒸发镀膜法镀制；
优选地，所述内层厚5-10um，中间层厚8-20um，过渡层厚5-15um，外层厚1-5um；
优选地，所述滤光镀膜在440nm-500nm波长范围内的透光率为50-70％，在500-620nm波长范围内的透光率为85-95％，在620nm-770nm波长范围内的透光率为15-25％。
所述滤光镀膜的制备方法包括以下步骤：
1、涂料配制
其中，分子量在4000-8000聚氨酯丙烯酸酯在涂料中质量占比45-60％、丙烯酸异冰片酯占比30-50％、2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮占比1-5％，聚二甲基硅氧烷占比0.2-1％，混匀后加入涂料0.35-0.85％质量的光吸收剂，过滤；
2、基片预处理
基片清洗，用体积比为7:3的浓硫酸与30％H2O2混合溶液处理，蒸馏水清洗，再用15％的氨水溶液处理，蒸馏水清洗，氮气吹干，去除表面油污、静电、灰尘，将步骤1涂料均匀喷涂在基片表面，55-60℃红外线加热30min流平，转5.6kW紫外灯照射固化，固化时间45-60s；
3、锗镀膜
以氩气为工作气体，工作压强0.5-4.5Pa，温度300-500℃，溅射功率100-300W，靶材-基体间距70mm，溅射时间60min；
4、中间层镀膜
选电子枪为蒸发系统，蒸镀条件，温度200℃，无氧真空度9×10-3Pa，充氧真空度为1×10-2Pa，TiO2蒸发速率3.2A/S，SiO2蒸发速率3.0A/S，预熔束流为，TiO2100-300mA，SiO240-60mA；
5、MgF2镀膜
镀膜机真空室放气，吸尘器清理罩内部，钼舟填装MgF2，基片置于基片架上，抽真空，预熔钼舟，去除膜料中的气体，真空度达到6×10-3Pa后，用λ/4极值法控制光学厚度的方法镀制。
实施例1
本实施例中，一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜；
所述含有光吸收剂的有机涂层由含有光吸收剂的光固化涂料喷涂、固化得到；
所述光吸收剂为4,4′-双[-1(-4-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑酮]-五甲川氧菁-二钾盐、4-羟基苯甲酸苯甲酯、2,2′-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亚苯基)双(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二钠盐按质量比例4:1:2的混合物；
所述光吸收剂的添加量为光固化涂料质量的0.85％；
所述锗镀膜用磁控溅射法镀制；
所述氟化镁镀膜、二氧化钛和二氧化硅镀膜用蒸发镀膜法镀制；
所述内层厚5um，中间层厚14um，过渡层厚8um，外层厚5um。
所述滤光镀膜的制备方法包括以下步骤：
1、涂料配制
60g分子量为8000的聚氨酯丙烯酸酯，加入34g丙烯酸异冰片酯作溶剂，在反应釜中50℃预热60min，充分溶解分散，加入5g2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮作引发剂，1g聚二甲基硅氧烷作流平剂，充分搅拌混合均匀，加入0.85g光吸收剂，充分溶解分散，过滤即得；
2、基片预处理
基片清洗，用体积比为7:3的浓硫酸与30％H2O2混合溶液处理，蒸馏水清洗，再用15％的氨水溶液处理，蒸馏水清洗，氮气吹干，去除表面油污、静电、灰尘，将步骤1涂料均匀喷涂在基片表面，55-60℃红外线加热30min流平，转5.6kW紫外灯照射固化，固化时间45-60s；
3、锗镀膜
以氩气为工作气体，工作压强0.5Pa，温度300℃，溅射功率100W，靶材-基体间距70mm，溅射时间60min；
4、中间层镀膜
选电子枪为蒸发系统，蒸镀条件，温度200℃，无氧真空度9×10-3Pa，充氧真空度为1×10-2Pa，TiO2蒸发速率3.2A/S，SiO2蒸发速率3.0A/S，预熔束流为，TiO2100-300mA，SiO240-60mA；
5、MgF2镀膜
镀膜机真空室放气，吸尘器清理罩内部，钼舟填装MgF2，基片置于基片架上，抽真空，预熔钼舟，去除膜料中的气体，真空度达到6×10-3Pa后，用λ/4极值法控制光学厚度的方法镀制。
分光光度法测定制备的滤光镀膜在可见光波长范围内的透光率，其中，380nm-500nm波长段平均透光率79.2％，440nm-500nm波长段平均透光率67.4％，在500-620nm波长范围内的透光率为91.0％，620nm-770nm波长段平均透光率19.1％。
实施例2
本实施例中，一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜；
所述含有光吸收剂的有机涂层由含有光吸收剂的光固化涂料喷涂、固化得到；
所述光吸收剂为4,4′-双[-1(-4-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑酮]-五甲川氧菁-二钾盐、4-羟基苯甲酸苯甲酯、2,2′-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亚苯基)双(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二钠盐按质量比例4:1:2的混合物；
所述光吸收剂的添加量为光固化涂料质量的0.35％；
所述锗镀膜用磁控溅射法镀制；
所述氟化镁镀膜、二氧化钛和二氧化硅镀膜用蒸发镀膜法镀制；
所述内层厚7um，中间层厚8um，过渡层厚15um，外层厚4um。
所述滤光镀膜的制备方法包括以下步骤：
1、涂料配制
45g分子量为4000的聚氨酯丙烯酸酯，加入53.8g丙烯酸异冰片酯作溶剂，在反应釜中50℃预热60min，充分溶解分散，加入1g2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮作引发剂，0.2g聚二甲基硅氧烷作流平剂，充分搅拌混合均匀，加入0.35g光吸收剂，充分溶解分散，过滤即得；
2、基片预处理
基片清洗，用体积比为7:3的浓硫酸与30％H2O2混合溶液处理，蒸馏水清洗，再用15％的氨水溶液处理，蒸馏水清洗，氮气吹干，去除表面油污、静电、灰尘，将步骤1涂料均匀喷涂在基片表面，55-60℃红外线加热30min流平，转5.6kW紫外灯照射固化，固化时间45-60s；
3、锗镀膜
以氩气为工作气体，工作压强4.5Pa，温度500℃，溅射功率300W，靶材-基体间距70mm，溅射时间60min；
4、中间层镀膜
选电子枪为蒸发系统，蒸镀条件，温度200℃，无氧真空度9×10-3Pa，充氧真空度为1×10-2Pa，TiO2蒸发速率3.2A/S，SiO2蒸发速率3.0A/S，预熔束流为，TiO2 100-300mA，SiO240-60mA；
5、MgF2镀膜
镀膜机真空室放气，吸尘器清理罩内部，钼舟填装MgF2，基片置于基片架上，抽真空，预熔钼舟，去除膜料中的气体，真空度达到6×10-3Pa后，用λ/4极值法控制光学厚度的方法镀制。
分光光度法测定制备的滤光镀膜在可见光波长范围内的透光率，其中，380nm-500nm波长段平均透光率80.5％，440nm-500nm波长段平均透光率68.8％，在500-620nm波长范围内的透光率为87.8％，620nm-770nm波长段平均透光率23.6％。
实施例3
本实施例中，一种基于红光过滤的防近视滤光镀膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜；
所述含有光吸收剂的有机涂层由含有光吸收剂的光固化涂料喷涂、固化得到；
所述光吸收剂为4,4′-双[-1(-4-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑酮]-五甲川氧菁-二钾盐、4-羟基苯甲酸苯甲酯、2,2′-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亚苯基)双(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二钠盐按质量比例4:1:2的混合物；
所述光吸收剂的添加量为光固化涂料质量的0.35％；
所述锗镀膜用磁控溅射法镀制；
所述氟化镁镀膜、二氧化钛和二氧化硅镀膜用蒸发镀膜法镀制；
所述内层厚10um，中间层厚20um，过渡层厚5um，外层厚1um。
所述滤光镀膜的制备方法包括以下步骤：
1、涂料配制
50g分子量为6000的聚氨酯丙烯酸酯，加入45.2g丙烯酸异冰片酯作溶剂，在反应釜中50℃预热60min，充分溶解分散，加入4g2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮作引发剂，0.8g聚二甲基硅氧烷作流平剂，充分搅拌混合均匀，加入0.65g光吸收剂，充分溶解分散，过滤即得；
2、基片预处理
基片清洗，用体积比为7:3的浓硫酸与30％H2O2混合溶液处理，蒸馏水清洗，再用15％的氨水溶液处理，蒸馏水清洗，氮气吹干，去除表面油污、静电、灰尘，将步骤1涂料均匀喷涂在基片表面，55-60℃红外线加热30min流平，转5.6kW紫外灯照射固化，固化时间45-60s；
3、锗镀膜
以氩气为工作气体，工作压强2.5Pa，温度400℃，溅射功率200W，靶材-基体间距70mm，溅射时间60min；
4、中间层镀膜
选电子枪为蒸发系统，蒸镀条件，温度200℃，无氧真空度9×10-3Pa，充氧真空度为1×10-2Pa，TiO2蒸发速率3.2A/S，SiO2蒸发速率3.0A/S，预熔束流为，TiO2100-300mA，SiO240-60mA；
5、MgF2镀膜
镀膜机真空室放气，吸尘器清理罩内部，钼舟填装MgF2，基片置于基片架上，抽真空，预熔钼舟，去除膜料中的气体，真空度达到6×10-3Pa后，用λ/4极值法控制光学厚度的方法镀制。
分光光度法测定制备的滤光镀膜在可见光波长范围内的透光率，其中，380nm-500nm波长段平均透光率71.3％，440nm-500nm波长段平均透光率54.4％，在500-620nm波长范围内的透光率为93.2％，620nm-770nm波长段平均透光率16.9％。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.基于红光过滤的防近视滤光镀膜，其特征在于，为复合多层膜，依次包括内层、中间层、过渡层和外层，所述内层为含有光吸收剂的有机涂层，所述中间层为相互贴合的二氧化钛和二氧化硅镀膜，所述过渡层为锗镀膜，所述外层为氟化镁镀膜；
所述含有光吸收剂的有机涂层由含有光吸收剂的光固化涂料喷涂、固化得到；
所述光吸收剂为4,4′-双[-1(-4-磺酸苯基)-3-甲基-5-吡唑酮]-五甲川氧菁-二钾盐、4-羟基苯甲酸苯甲酯、2,2′-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亚苯基)双(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二钠盐按质量比例4:1:2的混合物；
所述所述光吸收剂的添加量为光固化涂料质量的0.35-0.85％；
所述锗镀膜由磁控溅射法镀制；
所述氟化镁镀膜、二氧化钛和二氧化硅镀膜由蒸发镀膜法镀制；
所述滤光镀膜的制备方法包括以下步骤：
S1、涂料配制
其中，分子量在4000-8000聚氨酯丙烯酸酯在涂料中质量占比45-60％、丙烯酸异冰片酯占比30-50％、2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮占比1-5％，聚二甲基硅氧烷占比0.2-1％，混匀后加入涂料0.35-0.85％质量的光吸收剂，过滤；
S2、基片预处理
基片清洗，用体积比为7:3的浓硫酸与30％H2O2混合溶液处理，蒸馏水清洗，再用15％的氨水溶液处理，蒸馏水清洗，氮气吹干，去除表面油污、静电、灰尘，将步骤1涂料均匀喷涂在基片表面，55-60℃红外线加热30min流平，转5.6kW紫外灯照射固化，固化时间45-60s；
S3、锗镀膜
以氩气为工作气体，工作压强0.5-4.5Pa，温度300-500℃，溅射功率100-300W，靶材-基体间距70mm，溅射时间60min；
S4、中间层镀膜
选电子枪为蒸发系统，蒸镀条件，温度200℃，无氧真空度9×10-3Pa，充氧真空度为1×10-2Pa，TiO2蒸发速率3.2A/S，SiO2蒸发速率3.0A/S，预熔束流为，TiO2100-300mA，SiO240-60mA；
S5、MgF2镀膜
镀膜机真空室放气，吸尘器清理罩内部，钼舟填装MgF2，基片置于基片架上，抽真空，预熔钼舟，去除膜料中的气体，真空度达到6×10-3Pa后，用λ/4极值法控制光学厚度的方法镀制。
2.根据权利要求1所述的基于红光过滤的防近视滤光镀膜，其特征在于，所述内层厚5-10μm，中间层厚8-20μm，过渡层厚5-15μm，外层厚1-5μm。
3.根据权利要求1所述的基于红光过滤的防近视滤光镀膜，其特征在于，所述滤光镀膜在440nm-500nm波长范围内的透光率为50-70％，在500-620nm波长范围内的透光率为85-95％，在620nm-770nm波长范围内的透光率为15-25％。
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