CN110806647B - 包括多层式干涉涂层的眼科镜片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括多层式干涉涂层的眼科镜片及其制造方法。所述眼科镜片包括：‑有机基材，所述有机基材具有前主面和后主面；以及‑多层式干涉涂层(30)，所述多层式干涉涂层涂覆在所述前主面和所述后主面中的至少一个上。根据本发明，所述多层式干涉涂层(30)包括至少一个石墨烯层(2)，所述至少一个石墨烯层具有在0.1nm至1nm之间的均匀厚度。

Description

包括多层式干涉涂层的眼科镜片及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种包括多层式干涉涂层的眼科镜片及其制造方法。眼科镜片制品尤其可以是眼镜片。
背景技术
用于眼科镜片的多层式干涉涂层在本领域中众所周知，并且此类涂层可以例如形成减反射涂层或反射(即，镜面)涂层。
减反射涂层通常由多个干涉薄层组成，这些干涉薄层通常是基于具有高折射率的介质材料和具有低折射率的介质材料的多个层的交替。当沉积在透明基材上时，此类涂层的功能是减小其光反射并且因此增加其光透射。如此涂覆的基材将因此使其透射光/反射光比值增加，由此提高放置在其后面的物体的可见性。当寻求获得最大减反射效果时，优选的是向所述基材的两个面(前面和后面)提供这种类型的涂层。
目前，传统减反射涂层常常被设计并优化成在可见光区(典型地在从380nm至780nm的光谱范围内)中减少镜片表面上的反射，但没有限制近红外(NIR)区和紫外(UV)区二者的透射率的特征。为了根据ISO 8980-4标准能被认为是减反射的，此类涂层必须具有低于2.5％的平均光反射系数。通常，眼科镜片的前面和/或后面在可见光区中的平均光反射系数Rv是在1.5％至2.5％之间。
反射涂层通常由干涉薄层组成，这些干涉薄层具有相反的效果，即增大光线反射。此类涂层类型用于例如提供具有镜面效果的太阳眼镜片。
WO 2017/103177 A1披露了一种眼科镜片，所述眼科镜片在镜片的以下部分之一中包括碳同素异形体(比如石墨烯)层：即基材、底漆、或硬质多涂层(HMC)，如在§[00028]或[00030]中解释的。确切地，这个文件在§[00026]中传授：
-HMC可以包括至少一个导电层、特别是多个层，所述多个层中的至少一个层可以包括碳同素异形体，并且
-镜片可以包括减反射涂层(AR)，所述减反射涂层涂覆在HMC的外表面上、并且可以具有包括透明导电层的多层式构造。
换言之，WO 2017/103177 A1披露的并且由这种减反射涂层(AR)组成的多层式干涉涂层不包括任何碳同素异形体(比如石墨烯)层，因为在这个文件中，这种碳同素异形体层仅可以存在于AR涂层下方。
已知石墨烯在作为连续单层或3至5个连续层的堆叠体考虑时具有许多有利特性(例如，机械耐受性、导电性与导热性、阻隔特性)。
但是，关键的问题涉及将石墨烯层沉积在眼科镜片中的堆叠体的层之间同时能够保持最终堆叠体的光学特性与眼科行业的标准、特别是镜片的以下特性兼容的这种技术偏差：
-导电性，这是为了对镜片赋予抗静电性能以避免灰尘沉积而期望的特性，以及
-阻隔特性、特别是针对氧气和/或水的扩散阻隔，扩散阻隔在包括可能被氧化的添加剂(例如，着色剂、UV吸收剂、光致变色化合物、电致变色化合物)的镜片中还有基于水分敏感性基材的镜片中是期望的。
发明内容
因此，本发明的目的是通过如下方式来克服上述技术偏差：在用于眼科镜片的多层式干涉涂层(例如特别是用于眼镜片的减反射涂层或反射涂层)中使用石墨烯层，同时使这种多层式干涉涂层一方面在可见光范围或IR/NIR或UV上获得令人满意的减反射或反射特性、并且另一方面使结合这种多层式干涉涂层的镜片获得令人满意的导电性和阻隔特性。
出于这个目的，根据本发明的眼科镜片包括：
-有机基材，所述有机基材具有前主面和后主面，以及
-多层式干涉涂层，所述多层式干涉涂层涂覆在所述前主面和所述后主面中的至少一个上，
其中，所述多层式干涉涂层包括至少一个石墨烯层，所述至少一个石墨烯层具有在0.1nm至1nm之间的均匀厚度。
如以下解释的，所述多层式干涉涂层可以是在光学、特别是在眼科光学领域中常规使用的任何干涉涂层，只要它包括至少一个LI(低指数)层以及至少一个HI(高指数)层即可。替代性地，可以使用至少一个金属层来代替至少一个LI层。例如，多层式干涉涂层可以是但不限于是减反射涂层、反射(镜面)涂层、红外滤波器或紫外滤波器；但优选地是在可见光范围、红外/近红外(IR/NIR)范围或甚至紫外(UV)范围上的减反射涂层或反射涂层。
可以注意到，所述多层式干涉涂层可以在裸基材(即，未涂覆基材)的至少一个主面上、或在已涂覆有一个或多个功能性涂层(例如防磨涂层)的基材的至少一个主面上形成。
如在此所使用的，基材的后(即，内)面旨在表示当使用镜片时离配戴者的眼睛最近的面。所述面通常是凹面。相反，基材的前面是当使用镜片时离配戴者的眼睛最远的面。所述面通常是凸面。
一般来说，所述干涉多层式涂层可以沉积到任何有机基材上，并且优选地沉积到热塑性或热固性塑料材料上。
还应注意的是，“石墨烯层”在本说明书中是指所述至少一个层仅由石墨烯组成(即，根据石墨烯在所述至少一个层中的重量百分比等于100％)。
“均匀厚度”在本说明书中是指所述或每个石墨烯层的厚度的变化在平均层厚度左右0.2nm的范围内(即，平均层厚度±0.2nm)。
在本发明的干涉堆叠体中使用所述至少一个石墨烯层允许利用上述抗静电特性和阻隔特性(例如，针对氧气和/或水的扩散阻隔)。
根据本发明的另一个特征，所述多层式干涉涂层可以形成堆叠体，所述堆叠体包括无机介质薄层以及所述至少一个石墨烯层，并且所述多层式干涉涂层优选地包括至少两个所述石墨烯层。
应注意到，本发明的这个堆叠体的无机介质层按照定义是不导电的、与文件WO2017/103177 A1披露的堆叠体中包含的导电层相反。
除非另有说明，否则本申请中披露的所有厚度是指物理厚度。
应注意的是，所述至少一个石墨烯层可以优选地通过形成单层或双层石墨烯来沉积，每层石墨烯更优选地具有在0.2nm至0.4nm之间的厚度并且甚至更优选地，单层具有大于或等于0.2nm并且小于0.3nm的厚度。
根据本发明的又另一个特征，所述多层式干涉涂层可以形成堆叠体，所述堆叠体包括以下项的交替：
-折射率大于1.55的至少一个高折射层状单元，以及
-选自折射率小于1.55的低折射层、以及金属层中的至少一个层。
除非另外指明，否则在本申请中提及的折射率是在25℃下对于550nm的波长表达的。
以金属层举例，优选的是选自银(Ag)、金(Au)、以及铜(Cu)中的至少一种金属的层。
更有利的是，所述至少一个高折射层状单元可以包括：
-所述至少一个石墨烯层，
-下封装层，所述至少一个石墨烯层在所述下封装层上连续地延伸，所述下封装层优选地具有在5nm至85nm之间的厚度；以及进一步可选地，
-上封装层，所述至少一个石墨烯层在所述上封装层下方连续地延伸，所述上封装层优选地具有小于80nm的厚度。
并且其中，所述至少一个高折射层状单元优选地具有在10nm至120nm之间的厚度。
应注意的是，多层式干涉涂层中所包含的所述至少一个高折射层状单元的这种10-120nm的减小的厚度是本发明的眼科镜片的优选特征。
还优选地，所述下封装层和所述上封装层中的每一个是基于氮化硼(BN)、甚至更优选地基于六边形氮化硼。
应注意到是，使用(多个)BN封装层增强了所述或每个石墨烯层的稳定性，因为BN的晶体结构与石墨烯的特定晶体结构有利地匹配。
这种封装使得能够保留石墨烯的物理特性。此外，氮化硼允许所述至少一个石墨烯层钝化。
优选地，眼科镜片的如在标准NF EN 1836(参见以下实例)中定义的“可见光谱中的相对光透射因数”(用Tv表示)大于50％、更优选地大于80％。
根据本发明的第一实施例，所述至少一个高折射层状单元包括将所述石墨烯层夹在中间的所述下封装层和所述上封装层，所述多层式干涉涂层在背离所述有机基材的方向上依次包括具有以下项的至少一个单体组件：
-一个所述高折射层状单元，其厚度优选地在10nm至120nm之间，以及
-一个所述低折射层，所述低折射层覆盖所述高折射层状单元、优选地是基于SiO2、并且优选地具有在10nm至180nm之间的厚度，
所述多层式干涉涂层具有所述高折射层状单元作为底层以及一个所述低折射层作为顶层，并且包括范围为从1个至8个、优选地从1个至5个的一定数量的所述单体组件。
更优选地，所述基于二氧化硅的低折射层包括重量百分比大于70％、还更优选地大于90％的二氧化硅。
在这个第一实施例中有利的是，所述多层式干涉涂层可以形成眼镜片的可见光减反射涂层和/或红外反射涂层。
在这个第一实施例中甚至更有利的是，所述多层式干涉涂层接着可以形成可见光减反射涂层，所述可见光减反射涂层在可见光区Rv中针对15°入射角具有小于或等于1.1％并且优选地小于或等于1.02％的平均光反射因数。
在这个第一实施例中还有利的是，所述多层式干涉涂层可以形成红外反射涂层，所述红外反射涂层具有在780-2000nm上测得的、在15°入射角下测得的大于或等于30％并且优选地大于或等于40％的IR反射因数RIR。
应注意到的是，本发明的这个第一实施例可以针对反射涂层以及减反射涂层总体上涵盖波长在280至380nm之间的UV光谱、波长在380至780nm之间的可见光谱、波长在780nm与1400nm之间的NIR光谱(也称为IR-A)、或波长在780nm与2000nm之间的全IR光谱。
根据本发明的第二实施例，所述多层式干涉涂层在背离有机基材的方向上依次包括：
-作为底层的一个下部所述高折射层状单元，所述下部高折射层状单元包括将所述石墨烯层夹在中间的所述下封装层和所述上封装层，并且所述下部高折射层状单元优选地具有在20nm与70nm之间的厚度，
-一个选自低折射层以及金属层中的所述层，所述层覆盖所述下部高折射层状单元并且优选地是：
厚度在120nm与170nm之间的SiO2层，或
厚度在5nm与15nm之间的金属层，以及
-作为顶层的一个所述石墨烯层，所述石墨烯层在一个所述下封装层上延伸以形成上部的所述高折射层状单元，所述上部高折射层状单元没有所述上封装层、并且优选地具有在40nm至60nm之间的厚度，
所述多层式干涉涂层中的所述石墨烯层的数量在1个至8个、优选地1个至5个的范围内。
在这个第二实施例中有利的是，所述多层式干涉涂层可以形成：
(i)在覆盖所述下部高折射层状单元的所述层是低折射SiO2层的情况下，可见光反射涂层，所述可见光反射涂层形成眼镜片(优选地太阳眼镜片)的镜面前表面，以及
(ii)在覆盖所述下部高折射层状单元的所述层是金属层的情况下，形成可见光减反射涂层和/或红外反射涂层。
在这个第二实施例中甚至更有利的是：
-在(i)的情况下，所述多层式干涉涂层可以形成可见光反射涂层，所述可见光反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有大于或等于20％并且优选地大于或等于30％的平均光反射因数Rv，并且
-在(ii)的情况下，所述多层式干涉涂层可以形成：
*可见光减反射涂层，所述可见光减反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有小于或等于1％并且优选地小于或等于0.8％的平均光反射因数Rv，以及
*红外反射涂层，所述红外反射涂层具有在780-2000nm上测得的、在15°入射角下测得的大于或等于30％并且优选地大于或等于35％的IR反射因数RIR。
将注意到的是，本发明的这个第二实施例可以针对反射涂层以及减反射涂层总体上涵盖波长在280至380nm之间的UV光谱、波长在380至780nm之间的可见光谱、波长在780nm至1400nm之间的NIR光谱、或波长在780nm至2000nm之间的IR光谱。
换言之，根据本发明的多层式干涉涂层可以在这两种情况下针对可见光范围、IR/NIR范围、或甚至UV范围形成减反射涂层或反射(即，镜面)涂层。
考虑到每个石墨烯单层的透射水平减少2.3％，有利的是，有益的是将用于本发明(包括第一实施例和第二实施例)的多层式干涉涂层的石墨烯层的数量限制为小于5个、理想地小于3个，甚至更好地限制为单个石墨烯单层。
有利的是，本发明的眼科镜片可以例如是光致变色镜片或包括电活性材料(例如液晶(LC)材料)以及电致变色材料的有源眼镜片。
确切地，使用所述至少一个石墨烯层可以有益地避免氧气或水在光致变色镜片或有源镜片(例如LC镜片或电致变色镜片)中扩散，所述扩散可以反映镜片光反应或电反应特性例如由于其有源元件(例如光致变色物或LC)的氧化或由于介质中的离子浓度改变而恶化。
在有源镜片上，石墨烯可以用作扩散阻隔层以及热导体两者以便特别在LC或电致变色层是液体或凝胶时，使这些层温度均匀。实际上，已知液体或凝胶混合物对水分的扩散敏感，这不利于响应时间以及温度，从而可能影响LC相位或折射率或电化学特性。如果使用加热器来控制混合物温度，则还可以有益地使用石墨烯来使整个镜片表面上的温度均匀。
一种制造如上定义的眼科镜片的方法，所述眼科镜片包括：
-有机基材，所述有机基材具有前主面和后主面，以及
-多层式干涉涂层，所述多层式干涉涂层涂覆在所述前主面和所述后主面中的至少一个上，所述多层式干涉涂层包括至少一个石墨烯层，
其特征在于，所述方法包括通过化学气相沉积在所述有机基材上沉积所述多层式干涉涂层。
可选地，干涉涂层可以通过化学气相沉积在临时基材上制备、接着从临时基材转移到有机基材上。
附图说明
将通过参照附图更详细地描述本发明，在附图中：
-图1图解地示出了可用于根据本发明的所述第一实施例的多层式干涉涂层中的高折射层状单元的结构，
-图2a图解地示出了根据所述第一实施例的第一实例的多层式干涉涂层的结构，所述多层式干涉涂层包括图1的联接到一个低折射层的一个高折射层状单元，
-图2b针对图2a的多层式干涉涂层示出了在入射角θ为15°时其前面表面上的反射率(R)随着UV范围(280至380nm)、可见光范围(380至780nm)以及IR范围(780至2000nm)内的波长的变化，
-图3a图解地示出了根据所述第一实施例的第二实例的多层式干涉涂层的结构，所述多层式干涉涂层包括两个图1的分别联接到两个低折射层的高折射层状单元，
-图3b针对图3a的多层式干涉涂层示出了在入射角θ为15°时其前面表面上的反射率(R)随着UV范围、可见光范围、以及IR范围内的波长的变化，
-图4a图解地示出了根据所述第一实施例的第三实例的多层式干涉涂层的结构，所述多层式干涉涂层包括四个图1的分别联接到四个低折射层的高折射层状单元，
-图4b针对图4a的多层式干涉涂层示出了在入射角θ为15°时其前面表面上的反射率(R)随着UV范围、可见光范围、以及IR范围内的波长所发生的变化，
-图5图解地示出了可用于根据本发明的所述第二实施例的多层式干涉涂层中的高折射层状单元的结构，
-图6a图解地示出了根据所述第二实施例的第一实例的多层式干涉涂层的结构，所述多层式干涉涂层包括一个图1的联接到一个低折射层的高折射层状单元，堆叠体的顶部是图5的高折射层状单元，
-图6b针对图6a的多层式干涉涂层示出了在入射角θ为15°时其前面表面上的反射率(R)随着UV范围、可见光范围、以及IR范围内的波长的变化，
-图7a图解地示出了根据所述第二实施例的第二实例的多层式干涉涂层的结构，所述多层式干涉涂层包括一个图1的联接到一个金属层的高折射层状单元，堆叠体的顶部是图5的高折射层状单元，并且
-图7b针对图7a的多层式干涉涂层示出了在入射角θ为15°时其前面表面上的反射率(R)随着UV范围、可见光范围、以及IR范围内的波长的变化。
具体实施方式
术语“包含”(及其任何语法变化形式)、“具有”(及其任何语法变化形式)、“含有”(及其任何语法变化形式)、以及“包括”(及其任何语法变化形式)都是开放式连接动词。它们用于指明其所陈述的特征、整数、步骤或部件或其群组的存在，但不排除其一个或多个其他特征、整数、步骤或部件或群组的存在或添加。因此，“包含”、“具有”、“含有”或“包括”一个或多个步骤或要素的方法或方法中的步骤具备那一个或多个步骤或要素，但不限于仅那一个或多个步骤或要素。
除非另外指明，在此使用的所有关于成分、范围、反应条件等的数量的数字或表述应被理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。
此外除非另外指明，根据本发明，对“从X至Y”或“在X至Y之间”的值的区间的指示意为包括X和Y的值。
在本申请中，当眼科镜片在其表面上包括一个或多个涂层时，表述“将层或涂层沉积到镜片上”旨在意指将一个层或涂层沉积到镜片的外涂层的外部(暴露的)表面上，即，其距基材最远的涂层。
说成是在基材“上”或沉积到基材“上”的涂层被定义为以下涂层：所述涂层(i)定位在基材上方；(ii)不一定与基材接触，即，一个或多个中间涂层可以布置在所讨论的基材与涂层之间；并且(iii)不一定完全覆盖基材。
在优选实施例中，基材上的或沉积到基材上的涂层与此基材直接接触。
当“层1位于层2之下”时，旨在意指层2比层1距基材更远。
如在此所使用的，基材的后(或内)面旨在意指当使用镜片时离配戴者的眼睛最近的面。这个面通常是凹面。相反，基材的前面是当使用镜片时离配戴者的眼睛最远的面。这个面通常是凸面。
根据本发明制备的眼科镜片可以是透明眼科镜片或其镜片毛坯。根据本发明，可以涂覆镜片的凸主侧(前侧)、凹主侧(后侧)、或两侧。
可用于有机基材的热塑性塑料材料可以选自例如：聚酰胺；聚酰亚胺；聚砜；聚碳酸酯及其共聚物；聚(对苯二甲酸乙二酯)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
如本文中所使用的，聚碳酸酯(PC)旨在意指均聚碳酸酯或者共聚碳酸酯和嵌段共聚碳酸酯。
可用于基材的热固性材料可以选自例如：环烯烃共聚物，诸如乙烯/降冰片烯或乙烯/环戊二烯共聚物；直链或支链脂肪族或芳香族多元醇的碳酸丙烯酯的均聚物和共聚物，诸如二甘醇二(碳酸丙烯酯)(CR
Figure BDA0002154298130000111
)的均聚物；(甲基)丙烯酸及其酯的均聚物和共聚物，其可以来源于双酚A；硫代(甲基)丙烯酸及其酯的聚合物和共聚物、可以来源于双酚A或邻苯二甲酸和烯丙基芳烃如苯乙烯的烯丙基酯的聚合物和共聚物、尿烷和硫代尿烷的聚合物和共聚物、环氧化物的聚合物和共聚物、以及硫化物、二硫化物和环硫化物的聚合物和共聚物，以及其组合。
二甘醇二(碳酸丙烯酯)(CR
Figure BDA0002154298130000112
)、烯丙基和(甲基)丙烯酸共聚物的均聚物是优选的，其具有在1.54与1.58之间的折射率。
如本文中所使用的，(共)聚合物旨在意指共聚物或聚合物。如本文中所使用的，(甲基)丙烯酸酯旨在意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
特别推荐的基材包括通过二乙二醇双烯丙基碳酸酯的(共)聚合反应获得的基材(例如由PPG工业公司以商品名CR-
Figure BDA0002154298130000113
(
Figure BDA0002154298130000114
镜片，依视路(ESSILOR))出售的)、或者通过聚硫氨酯/聚硫化物获得的基材(例如由日本三井公司(Mitsui)在MR系列下出售的)、或者通过烯丙基共聚物和(甲基)丙烯酸共聚物获得的基材，所述基材具有在1.54与1.58之间的折射率。
在将多层式干涉涂层沉积到任选涂覆的、例如用耐磨损层和/或耐划伤涂层或用子层涂覆的基材上之前，所述任选涂覆的基材的表面通常经受物理或化学表面活化处理，以便加固减反射涂层的粘附。这种预处理通常在真空下进行。它可以是用高能物种和/或反应性物种、例如用离子束(“离子预清理”或“IPC”)或用电子束进行的轰击、电晕放电处理、离子散裂处理、紫外线处理或真空下等离子体介导处理(通常使用氧或氩等离子体)。它还可以是酸性或碱性处理和/或基于溶剂的处理(水，过氧化氢或任何有机溶剂)。
多层式干涉涂层可以沉积到子层上，所述子层则不属于多层式干涉涂层。
如果子层直接沉积到基材上，那么由于子层厚度相对大，子层通常不参与减反射光学活性，特别是当所述子层具有接近于下方涂层(通常是耐磨损和抗划伤涂层)或基材的折射率的折射率时。
子层应具有足以促进减反射涂层耐磨性的厚度，但优选地未达到可能引起光吸收的程度(取决于子层性质，光吸收可能显著减小相对透射因数τv)。子层厚度通常小于300nm、更优选地小于200nm，并且通常大于90nm、更优选地大于100nm。
子层优选地包括基于SiO2的层，此层相对于层总重量优选地包含按重量计至少80％的二氧化硅、更优选地按重量计至少90％的二氧化硅，甚至更优选地由二氧化硅层组成。这种基于二氧化硅的层的厚度通常小于300nm、更优选地小于200nm，并且通常大于90nm、更优选地大于100nm。
本发明的眼科镜片可以包含附加抗静电层(即，除了石墨烯层之外)，以便通过将至少一个电荷消散导电层结合到存在于镜片表面上的堆叠体中而不保留和/或不形成大量静电荷。
玻璃将用一块布进行摩擦或使用任何其他产生静电荷(由电晕等施加的电荷...)的程序之后获得的静电荷排空的能力可以通过测量对于所述电荷消散所需要的时间来进行量化。因此，抗静电眼镜具有约几百毫秒、优选地500ms或更少的放电时间，而对于静电眼镜而言其为约几十秒。在本申请中，根据法国申请FR 2 943 798中公开的方法来测量放电时间。
如本文中所使用的，“导电层”或“抗静电层”旨在意指以下层：由于存在于非抗静电基材表面上(即，具有大于500ms的放电时间)，这个层在将静电荷施加到其表面上后能够具有500ms或更少的放电时间。
导电层可以位于堆叠体中的不同位置，通常在减反射涂层中或与减反射涂层接触，条件是其减反射特性不受影响。导电层优选地位于减反射涂层的两个层之间，和/或与这种减反射涂层的高折射率层相邻。优选地，导电层直接位于减反射涂层中具有低折射率的层下方，最优选地是减反射涂层的倒数第二层(直接位于减反射涂层的基于二氧化硅的外层下方)。
低折射层(例如SiO2层)优选地根据任何以下方法在真空下通过化学气相沉积进行沉积：i)通过任选地离子束辅助蒸发；ii)通过离子束溅射；iii)通过阴极溅射；iv)通过等离子辅助化学气相沉积。在以下参考文献“Thin Film Processes[薄膜工艺]”和“ThinFilm Processes II[薄膜工艺II]”,Vossen&Kern编著,学术出版社(Academic Press),1978年和1991年中分别描述了这些不同的方法。特别推荐的方法是在真空下蒸发。
通常，减反射涂层将沉积于其上的基材的前主面和/或后主面涂覆有耐冲击底漆层、耐磨损涂层和/或抗划伤涂层、或用耐磨损涂层和/或抗划伤涂层涂覆的耐冲击底漆层。
抗磨损涂层和/或耐划伤涂层优选地是基于聚(甲基)丙烯酸酯或硅烷的硬涂层，这些硬涂层通常包括一种或多种矿物填料，所述矿物填料旨在增加涂层一旦固化后的硬度和/或折射率。
硬质抗磨损涂层和/或耐划伤涂层优选地是由包含至少一种烷氧基硅烷和/或其水解产物的组合物制备的，所述水解产物例如通过用盐酸溶液和任选地冷凝和/或固化催化剂水解获得。
抗磨损涂层和/或耐划伤涂层组合物可以通过浸涂或旋涂而沉积到基材的主面上。然后，通过合适的方法(优选地使用加热或紫外线辐射)将其固化。
抗磨损涂层和/或耐划伤涂层的厚度通常从2到10μm、优选地从3到5μm变化。
在沉积耐磨损涂层和/或耐划伤涂层之前，可以将底漆涂层施用到基材上以提高最终产品中的后续层的耐冲击性和/或粘附力。此涂层可以是惯常用于透明聚合物材料的制品如眼科镜片的任何耐冲击底漆层。
根据本发明的眼科镜片还可以包括在多层式干涉涂层上形成并能够改变其表面特性的涂层，比如疏水性和/或疏油性涂层(防污顶涂层)。特别地当多层式干涉涂层的外层基于二氧化硅获得时，这些涂层优选地沉积到多层式干涉涂层的外层上。通常，其厚度小于或等于10nm，优选地范围从1nm至10nm，更优选地从1nm至5nm。
代替疏水性涂层，可以使用提供防雾特性的亲水性涂层，或当与表面活化剂关联时提供防雾特性的防雾前体涂层。此类防雾前体涂层的实例在专利申请WO 2011/080472中进行了描述。
本发明的眼科镜片可以是眼镜片，例如偏振镜片、光致变色镜片或太阳镜片，可以是着色或不着色的、是矫正性或不是矫正性的。
这种眼科镜片可以插入眼镜架中或插入头戴式装置中。头戴式装置的非限制性实例包括沉浸式和非沉浸式装置、特别是透视装置和浏览装置。头戴式装置可以是增强现实装置或虚拟现实装置。
镜片的基材的前面和/或后面可以依次涂覆有耐冲击底漆层、耐磨损层和/或耐划伤层、本发明的所述多层式干涉涂层、以及疏水性和/或疏油性涂层。
以下实例以更详细但非限制的方式说明本发明。
实例
以下模拟中使用了石墨烯，其形式呈被氮化硼(BN)层3和4(参见图1、图2a、图3a、图4a)夹在中间、或仅沉积在一个BN层3(参见图5、图6a、图7a)上的单个单层片2。
石墨烯的光学特性(折射率以及吸收系数，两者均随波长而变)是根据列成表格的石墨特性外推出来的。
将厚度为
Figure BDA0002154298130000141
的石墨烯单层2夹在BN层3与4的中间。为了进行模拟，我们考虑了与在UV范围、可见光范围以及IR范围内的应用相关的280-2000nm域。据我们所知，没有文献提及单个石墨烯片的光折射率。因此，我们使用石墨的光折射率来进行模拟。BN材料呈现的光折射率非常接近透明的高折射率材料(类似ZrO2)的光学折射率。在光学特性方面，图1和5的高折射层状单元1和1’的表现类似于经典的高折射率材料，即，石墨烯不改变干涉特性但呈现显著吸收量(每个石墨烯片的吸收为约2％)。
在申请人进行的优化期间，BN层3和4的厚度是变量，并且在图2a、3a、4a、6a、7a中针对眼科镜片的前主面设计了根据本发明的不同种类的多层式干涉涂层10、20、30、40、50(而后主面可以设有现有技术的常规多层式干涉涂层)。
利用有机镜片基材
Figure BDA0002154298130000151
(通过使二甘醇双(烯丙基碳酸酯)(典型地是
Figure BDA0002154298130000152
)聚合而获得)制备的镜片具有65mm直径、1.5左右的范围内的折射率、以及-2.00屈光度的焦度。根据本发明的多层式干涉涂层沉积在前面上。在后面上沉积与WO2012076714的实例1相对应的多层式干涉涂层。
“平均光反射因数”(标记为Rv)是如在ISO 13666:1998标准中定义的，并且根据ISO 8980-4来测量，即，这是在380与780nm之间的整个可见光谱上的加权光谱反射平均值。Rv是在前面上针对15°入射角测得的。
“可见光谱中的相对光透射因数”(标记为Tv)是如标准NF EN 1836中定义的并且与在380-780nm波长范围内的平均值相关，所述平均值根据眼睛在所述范围的每个波长处的敏感性进行加权、并且是在D65照明条件(日光)下测得的。
IR反射因数RIR在780-2000nm上在入射角为15°时测得。
镜片的色度系数涉及将标准光源D65和观察者(10°的角度)考虑在内时在国际比色体系CIE L*a*b*中在前面上的反射光并且是在280nm与780nm之间计算的。观察者是如在国际比色体系CIE L*a*b*中定义的“标准观察者”。
1)图1的高折射层状单元1包括石墨烯层2，所述石墨烯层被夹在BN下封装层3与BN上封装层4中间。
1.1)图2a的被设计成前主面中的减反射涂层的多层式干涉涂层10在背离有机基材(不可见，参见在图2a中的相应厚度)的方向上依次包括：
-一个图1的高折射层状单元1，以及
-一个低折射层5，所述低折射层覆盖高折射层状单元1并且是基于SiO2。
涂层10的光学性能被指示如下：
R<sub>v</sub>＝0.55％ T<sub>v</sub>＝97.3％ C*＝41 h＝305°
1.2)图3a的同样被设计成前主面中的减反射涂层的多层式干涉涂层20在背离有机基材(不可见，参见在图3a中的相应厚度)的方向上依次包括：
-两个图1的高折射层状单元1，以及
-两个低折射层5，所述低折射层分别覆盖高折射层状单元1并且各自是基于SiO2。
涂层20的光学性能被指示如下：
R<sub>v</sub>＝0.98％ T<sub>v</sub>＝95.9％ C*＝11 h＝135°
1.3)图4a的特别地设计成前主面中的可见光减反射涂层并且还是NIR高反射涂层两者的多层式干涉涂层30在背离有机基材(不可见，参见在图4a中的相应厚度)的方向上依次包括：
-四个图1的高折射层状单元1，以及
-四个低折射层5，所述低折射层分别覆盖高折射层状单元1并且各自是基于SiO2。
涂层30的光学性能被指示如下：
Figure BDA0002154298130000161
2)图5的高折射层状单元1’包括石墨烯层2，所述石墨烯层沉积在BN下封装层3上、而不超过BN上封装层4。
2.1)图6a的被设计成前主面中的反射涂层(例如，可用于镜面太阳眼镜)的多层式干涉涂层40在背离有机基材(不可见，参见在图6a中的相应厚度)的方向上依次包括：
-一个图1的高折射层状单元1，
-一个低折射层5，所述低折射层覆盖高折射层状单元1并且是基于SiO2，以及
-在干涉涂层40顶部的图5的高折射层状单元1’。
涂层40的光学性能被指示如下：
R<sub>v</sub>＝32％ T<sub>v</sub>＝67％ C*＝14 h＝135°
在这种配置中，可以额外地执行厚度小于5nm的SiO2层的快速沉积以允许随后沉积超过干涉涂层40的氟化涂层从而赋予眼科镜片容易清洁特性。
2.2)图7a的被设计成前主面中的可见光减反射涂层并且还是IR反射涂层的多层式干涉涂层50在背离有机基材(不可见，参见在图7a中的相应厚度)的方向上依次包括：
-一个图1的高折射层状单元1，
-一个金属层6，所述金属层覆盖高折射层状单元1并且在本实例中由银(Ag)制成，以及
-在干涉涂层50顶部的图5的高折射层状单元1’。
涂层50的光学性能被指示如下：
Figure BDA0002154298130000171
在这种配置中，可以额外地执行厚度小于5nm的SiO2层的快速沉积以允许随后沉积超过干涉涂层40的氟化涂层从而赋予眼科镜片容易清洁特性。

Claims (34)

1.一种眼科镜片，包括：
-有机基材，所述有机基材具有前主面和后主面，以及
-多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)，所述多层式干涉涂层涂覆在所述前主面和所述后主面中的至少一个上，
其中，所述多层式干涉涂层包括至少一个石墨烯层，所述至少一个石墨烯层由石墨烯单层或石墨烯双层形成且具有在0.1nm至1nm之间的均匀厚度。
2.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述至少一个石墨烯层具有大于或等于0.2nm并且小于0.3nm的厚度。
3.如权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成堆叠体，所述堆叠体包括无机介质薄层以及所述至少一个石墨烯层(2)，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)为眼科镜片形成针对氧气和/或水的扩散阻隔。
4.如权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层包括至少两个所述石墨烯层。
5.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成堆叠体，所述堆叠体包括以下项的交替：
-折射率大于1.55的至少一个高折射层状单元(1或1’)，以及
-选自折射率小于1.55的低折射层(5)以及金属层(6)中的至少一个层。
6.如权利要求5所述的眼科镜片，其中，所述至少一个高折射层状单元(1或1’)包括：
-所述至少一个石墨烯层(2)，和
-下封装层(3)，所述至少一个石墨烯层(2)在所述下封装层上连续地延伸。
7.如权利要求6所述的眼科镜片，其中，所述下封装层(3)具有在5nm至85nm之间的厚度。
8.如权利要求6所述的眼科镜片，其中，所述至少一个高折射层状单元(1或1’)进一步包括上封装层(4)，所述至少一个石墨烯层(2)在所述上封装层下方连续地延伸，以及其中所述上封装层(4)具有小于80nm的厚度。
9.如权利要求6所述的眼科镜片，其中，所述至少一个高折射层状单元(1或1’)具有在10nm至120nm之间的厚度。
10.如权利要求6所述的眼科镜片，其中，所述至少一个高折射层状单元(1或1’)进一步包括上封装层(4)，所述至少一个石墨烯层(2)在所述上封装层下方连续地延伸，以及其中所述下封装层(3)和所述上封装层(4)中的每一个是基于氮化硼。
11.如权利要求10所述的眼科镜片，其中，所述氮化硼为六方氮化硼。
12.如权利要求6或10所述的眼科镜片，其中，所述至少一个高折射层状单元(1或1’)进一步包括上封装层(4)，所述至少一个石墨烯层(2)在所述上封装层下方连续地延伸，以及其中所述下封装层(3)和所述上封装层(4)将所述石墨烯层(2)夹在中间，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)在背离所述有机基材的方向上依次包括具有以下项的至少一个单体组件：
-一个所述高折射层状单元(1或1’)，以及
-一个所述低折射层，所述低折射层覆盖所述高折射层状单元(1或1’)，
所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)具有所述高折射层状单元(1或1’)作为底层以及一个所述低折射层作为顶层，并且包括范围为1个至8个的一定数量的所述单体组件。
13.如权利要求12所述的眼科镜片，其中，所述低折射层基于SiO2。
14.如权利要求12所述的眼科镜片，其中，所述低折射层具有在10nm至180nm之间的厚度。
15.如权利要求12所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)包括范围为1个至5个的一定数量的所述单体组件。
16.如权利要求12所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成眼镜片的可见光减反射涂层和/或红外反射涂层。
17.如权利要求16所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成可见光减反射涂层，所述可见光减反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有小于或等于1.1％的平均光反射因数Rv。
18.如权利要求17所述的眼科镜片，其中，所述可见光减反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有小于或等于1.02％的平均光反射因数Rv。
19.如权利要求16或17所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成红外反射涂层，所述红外反射涂层具有在780-2000nm上测得的、在15°入射角下测得的大于或等于30％的IR反射因数RIR。
20.如权利要求19所述的眼科镜片，其中，所述红外反射涂层具有在780-2000nm上测得的、在15°入射角下测得的大于或等于40％的IR反射因数RIR。
21.如权利要求6或10所述的眼科镜片，其中，所述至少一个高折射层状单元(1或1’)进一步包括上封装层(4)，所述至少一个石墨烯层(2)在所述上封装层下方连续地延伸，以及其中所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)在背离所述有机基材的方向上依次包括：
-作为底层的一个下部所述高折射层状单元(1或1’)，该下部所述高折射层状单元包括将所述石墨烯层(2)夹在中间的所述下封装层(3)和所述上封装层(4)，
-选自低折射层(5)以及金属层(6)中的一个所述层，所述层覆盖该下部所述高折射层状单元(1或1’)，
以及
-作为顶层的一个所述石墨烯层(2)，所述石墨烯层在一个所述下封装层(3)上延伸以形成上部所述高折射层状单元(1或1’)，该上部所述高折射层状单元没有所述上封装层(4)，
所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)中的所述石墨烯层(2)的数量在1个至8个的范围内。
22.如权利要求21所述的眼科镜片，其中，该下部所述高折射层状单元(1或1’)具有在20nm至70nm之间的厚度。
23.如权利要求21所述的眼科镜片，其中，所述选自低折射层(5)以及金属层(6)中的一个所述层是：
厚度在120nm与170nm之间的SiO2层，或
厚度在5nm与15nm之间的金属层(6)。
24.如权利要求21所述的眼科镜片，其中，该上部所述高折射层状单元没有所述上封装层(4)并且具有在40nm与60nm之间的厚度。
25.如权利要求21所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)中的所述石墨烯层(2)的数量在1个至5个的范围内。
26.如权利要求21所述的眼科镜片，其中，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成：
(i)在覆盖所述下部高折射层状单元(1或1’)的所述层是低折射SiO2层的情况下，形成可见光反射涂层，所述可见光反射涂层形成眼镜片的镜面前表面，以及
(ii)在覆盖所述下部高折射层状单元(1或1’)的所述层是选自银、金以及铜的金属层(6)的情况下，形成可见光减反射涂层和/或红外反射涂层。
27.如权利要求26所述的眼科镜片，其中，所述可见光反射涂层形成太阳眼镜片的镜面前表面。
28.如权利要求26所述的眼科镜片，其中，在(i)的情况下，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成可见光反射涂层，所述可见光反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有大于或等于20％的平均光反射因数Rv。
29.如权利要求28所述的眼科镜片，其中，所述可见光反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有大于或等于30％的平均光反射因数Rv。
30.如权利要求26所述的眼科镜片，其中，在(ii)的情况下，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)形成：
-可见光减反射涂层，所述可见光减反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有小于或等于1％的平均光反射因数Rv，以及
-红外反射涂层，所述红外反射涂层具有在780-2000nm上测得的、在15°入射角下测得的大于或等于30％的IR反射因数RIR。
31.如权利要求30所述的眼科镜片，其中，所述可见光减反射涂层在可见光区中针对15°入射角具有小于或等于0.8％的平均光反射因数Rv。
32.如权利要求30所述的眼科镜片，其中，所述红外反射涂层具有在780-2000nm上测得的、在15°入射角下测得的大于或等于35％的IR反射因数RIR。
33.如权利要求1或2所述的眼科镜片，其中所述眼科镜片是包括电活性材料的层的有源眼镜片，其中所述电活性材料选自液晶材料以及电致变色材料，
所述至少一个石墨烯层在有源眼镜片中形成针对氧气或水的扩散阻隔并形成热导体以便所述电活性材料的层温度均匀。
34.一种用于制造眼科镜片的方法，所述眼科镜片包括：
-有机基材，所述有机基材具有前主面和后主面；以及
-多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)，所述多层式干涉涂层涂覆在所述前主面和所述后主面中的至少一个上，所述多层式干涉涂层(10，20，30，40，50)包括至少一个石墨烯层(2)，所述至少一个石墨烯层由石墨烯单层或石墨烯双层形成且具有在0.1nm至1nm之间的均匀厚度，
其中，所述方法包括通过化学气相沉积在所述有机基材上沉积所述多层式干涉涂层。
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