CN112649973A - 一种变色树脂眼镜片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变色树脂眼镜片及其制备方法，树脂镜片基体的前表面依次设置有加硬层、真空镀膜变色层；所述真空镀膜变色层从内往外依次包括第一层的隔离层、第二~第六层的有机变色层和第七~第十三层的减反射镀膜层；第二~第六层有机变色层内向外依次由厚度为130‑150nm的苯并吡喃变色层、厚度为65‑80nm的俘精酸酐变色层、厚度为100‑120nm的苯并吡喃变色层、厚度为80‑95nm的俘精酸酐变色层、厚度为180‑200nm的苯并吡喃变色层组成；采用闪蒸和真空喷涂的方式完成。

Description

一种变色树脂眼镜片及其制备方法
技术领域
本发明属于镜片技术领域，具体涉及一种变色树脂眼镜片及其制备方法。
背景技术
树脂镜片基体通过表面加硬可以达到与玻璃镜片相似的表面硬度，表面可以耐反复擦洗，同时一定程度上可以提高镜片表面抗冲击性；一片完美加硬片的形成，需要绝对无尘环境、超声波清洗机、室内正压等条件，以保证镜片在加硬过程中不受环境和空气污染，否则溶液和空气中任何微小particles都能够影响镜片的质量。经过一系列清洗程序后，树脂镜片基体进入烘箱后烘干，再进入加硬液加硬，烘干后进行检验，合格后再放入烘箱充分固化，为下一步入库或镀膜做好准备。在整个加硬过程中，即要保证环境无尘洁净，也要保证树脂镜片基体的绝对干净，就需要保证不带入杂质、镜片在加硬过程中不能溶解出杂质，即镜片中的各种添加剂不能被加硬液所溶解。
“感光”镜片简介：树脂变色镜片目前颇受欢迎，由于具有独特的光学性能，且具有质轻、耐冲击和不易碎等优良特点。由于该镜片变色效果，在室外变色后的镜片能有效地滤掉有害的紫外光和蓝光，在室内又能恢复正常的镜片颜色，因此能够更好的保护视力。
研究证明，普通太阳镜能透过紫外光，这种紫外光易损坏眼睛的角膜和水晶体，可引起白内障、黄斑变性、角肌炎和角膜变性等，损坏眼底导致夜盲症，另外超过90％的皮肤癌都发生在头部区域，眼睛皮肤过度暴露阳光可能引起皮肤癌；普通太阳镜还能透过一部分不在人眼视网膜上聚焦的蓝光，这种蓝光是由于大气中的烟、雾、雪花等微粒散射而形成的，另外就是来自各种液晶屏幕，手机、电脑、平板和电视机，进入人眼后被吸收，长久会损伤视网膜。变色镜片不仅为人们尽情享受户外阳光的同时，给眼睛带来健康，同时也将佩戴变色镜融入生活的一部分。
但通常情况下，树脂变色基片制作成型后，在后续铣磨和磨片都有大量磨损，这既浪费了原料使用，也浪费了大量变色粉，同时这部分废料也难以回收处理，造成环境二次污染。这一定程度上导致生产效率很低、成本高；而且由于镜片固化曲线和镜片材料的影响，变色工艺对温度、时间和添加剂浓度较难控制，导致不合格品一直居高不下，目前改善方法有：
聚合式变色，即镜片在聚合过程中引入变色粉，但变色粉与聚合物在搅拌过程，如果分散或乳化不好，在原料固化前的过滤中会被PP滤芯给过滤掉。这种工艺整个镜片都充满变色因子，所做出来的变色镜片，着色均匀性不怎么好，在短波波长下的变色速度慢，变色深度也不怎么好，室内条件下恢复速度慢，而且变色不持久。这种工艺相对来说简单，但做出来的镜片质量不好控制。
膜层式变色，镜片顶膜很薄的一层是变色因子，这种情况下做出来的镜片，变色深度好，而且变色速度较快，变色均匀性也较好，但工艺相对掺入式的复杂一些，而且膜层变色持久性不怎么好。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种变色树脂眼镜片及其制备方法。
用真空镀膜制得变色镜片，通过真空环境下，分子自由程的增加，把变色材料转移到镜片表面，详细为：该镜片主要包括树脂镜片基体、加硬层、真空镀膜变色层。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
第一方面，提供一种变色树脂眼镜片，包括树脂镜片基体，树脂镜片基体的前表面依次设置有加硬层、真空镀膜变色层；所述真空镀膜变色层从内往外依次包括第一层的隔离层、第二～第六层的有机变色层和第七～第十三层的减反射镀膜层；
第一层隔离层为SiO2，其厚度为50～200nm；
第二～第六层有机变色层内向外依次由厚度为130-150nm的苯并吡喃变色层、厚度为65-80nm的俘精酸酐变色层、厚度为100-120nm的苯并吡喃变色层、厚度为80-95nm的俘精酸酐变色层、厚度为180-200nm的苯并吡喃变色层组成；
第七～第十三层减反射镀膜层由内向外依次由厚度为100-120nm的SiO2、由厚度为50～70nm的ZrO2、80-100nm的SiO2、由厚度为50-70nm的ZrO2、由厚度为100-120nm的SiO2、由厚度为30-50nm的Al2O3、由厚度为80-100nm的SiO2组成。
所述加硬层是通过浸涂法对树脂镜片基体表面形成耐磨加硬层，真空镀膜变色层(隔离层、有机变色层以及减反射镀膜层)运用真空镀膜以及离子辅助镀和晶振片控制厚度、由电子枪通过蒸镀或者闪蒸和真空喷涂的方式进行镜片表面镀膜。
在一些实施例中，所述加硬层为有机复合硅烷类加硬层，厚度为1.5～3.5微米。
在一些实施例中，所述树脂镜片基体为聚氨酯类树脂基片。
第二方面，提供所述的变色树脂眼镜片的制备方法，包括：
步骤A、将树脂镜片基体采用浸涂工艺进行表面浸涂加硬液进行加硬，在高温100～120℃烘箱中固化2.5～3.5小时，得到树脂镜片基体表面加硬层；
步骤B、将步骤A制得的带加硬层的眼镜片放入真空镀膜腔内进行真空镀膜，并且依次连续蒸镀隔离层、有机变色层和减反射镀膜层，其中有机变色层采用闪蒸和真空喷涂的方式完成。
在一些实施例中，所述的变色树脂眼镜片的制备方法，真空镀膜工艺为：镀膜腔体温度设定在35-55℃，真空抽至1.0×10-3Pa～1.0×10-5Pa，阳极电压100V～120V，阳极电流1.2A～2.0A，O2的流量为0sccm～60sccm，Ar的流量为0sccm～20sccm。
在一些实施例中，所述隔离层、减反射镀膜层通过电子枪蒸镀的方式进行，具体为：通过电子枪控制膜料的蒸发和镀制，电子枪功率参数为：10％-50％；由电子枪镀制的药品蒸发速率为：SiO2为0.3-3nm/s，ZrO2为0.1-2nm/s，Al2O3为0.5nm/s。
在一些实施例中，所述有机变色层采用闪蒸和真空喷涂的方式完成，电子枪工艺参数为：电子枪功率参数为5％-10％；采用电子枪闪蒸和真空喷涂药品的蒸发速率为：苯并吡喃变色层为0.1-2nm/s，俘精酸酐变色层0.1-2nm/s。
本发明的一种变色树脂眼镜片，由上述的变色树脂眼镜片的制备方法制备而成。
有益效果：本发明变色树脂眼镜片及其制备方法，具有以下优点：该工艺获得的镀膜变色镜片，变色深度好，而且变色速度较快，变色均匀性也较好，变色均匀，且变色性能非常稳定。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图中：1为树脂镜片基体，2为加硬层，3为隔离层，4为有机变色层，5为减反射镀膜层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例一
将树脂镜片基体采用浸涂工艺进行表面浸涂有机硅加硬液进行前后表面加硬，然后在高温110℃烘箱中固化3.5小时，得到树脂镜片基体表面加硬层。
将以上带加硬层的镜片放入真空镀膜腔内进行真空镀膜，并且依次连续蒸镀隔离层、有机变色层和减反射镀膜层；
其具体为：第一层隔离层为蒸镀的150nm厚度的SiO2；
第二～第六层有机变色层内向外依次闪蒸和真空喷涂的厚度为135nm的苯并吡喃变色层、厚度为65nm俘精酸酐变色层、厚度为110nm苯并吡喃变色层、厚度为85nm俘精酸酐变色层、厚度为185nm苯并吡喃变色层组成；
第七～第十三层减反射镀膜层由内向外依次由厚度为105nm SiO2、由厚度为55nmZrO2、90nm SiO2、由厚度为60nmZrO2、由厚度为100nmSiO2、由厚度为35nmAl2O3、由厚度为85nmSiO2组成。
镀膜工艺为：镀膜腔体温度设定在50℃，真空抽至1.0×10-3Pa，阳极电压100V，阳极电流1.5A，O2的流量为30sccm，Ar的流量为20sccm；
各层由电子枪镀制的药品蒸发速率为：SiO2为1nm/s，ZrO2为1.2nm/s，Al2O3为0.5nm/s，苯并吡喃变色层为0.5nm/s，俘精酸酐变色层1nm/s，电子枪功率参数为：SiO2为18％，ZrO2为20％，Al2O3为12％，苯并吡喃变色层为6％，俘精酸酐变色层为8％。
性能测试。
实施例二
将树脂镜片基体采用浸涂工艺进行表面浸涂有机硅加硬液进行前后表面加硬，然后在高温110℃烘箱中固化3.5小时，得到树脂镜片基体表面加硬层。
将以上带加硬层的镜片放入真空镀膜腔内进行真空镀膜，并且依次连续蒸镀隔离层、有机变色层和减反射镀膜层；
其具体为：蒸镀第一层隔离层为的厚度为100nmSiO2；
蒸镀第二～第六层有机变色层内向外依次由厚度为140nm的苯并吡喃变色层、厚度为70nm俘精酸酐变色层、厚度为105nm苯并吡喃变色层、厚度为85nm俘精酸酐变色层、厚度为180nm苯并吡喃变色层组成；
蒸镀第七～第十三层减反射镀膜层由内向外依次由厚度为105nm SiO2、由厚度为55nm ZrO2、90nm SiO2、由厚度为60nmZrO2、由厚度为110nmSiO2、由厚度为35nmAl2O3、由厚度为90nmSiO2组成。
镀膜工艺为：镀膜腔体温度设定在50℃，真空抽至1.0*10-5Pa，阳极电压110V，阳极电流1.8A，O2的流量为50sccm，Ar的流量为10sccm；
各层由电子枪镀制的药品蒸发速率为：SiO2为1.6nm/s，ZrO2为1.2nm/s，Al2O3为0.5nm/s，苯并吡喃变色层为1.2nm/s，俘精酸酐变色层1nm/s，电子枪功率参数为：SiO2为20％，ZrO2为15％，Al2O3为12％，苯并吡喃变色层为9％，俘精酸酐变色层为8％。
性能测试。
实施例三
将树脂镜片基体采用浸涂工艺进行表面浸涂有机硅加硬液进行前后表面加硬，然后在高温110℃烘箱中固化3.5小时，得到树脂镜片基体表面加硬层。
将以上带加硬层的镜片放入真空镀膜腔内进行真空镀膜，并且依次连续蒸镀隔离层、有机变色层和减反射镀膜层；
其具体为：蒸镀第一层隔离层为SiO2，其厚度为150nm；
蒸镀第二～第六层有机变色层内向外依次由厚度为135nm的苯并吡喃变色层、厚度为70nm俘精酸酐变色层、厚度为110nm苯并吡喃变色层、厚度为85nm俘精酸酐变色层、厚度为200nm苯并吡喃变色层组成；
蒸镀第七～第十三层减反射镀膜层由内向外依次由厚度为110nm SiO2、由厚度为60nm ZrO2、85nm SiO2、由厚度为55nmZrO2、由厚度为105nmSiO2、由厚度为35nmAl2O3、由厚度为90nmSiO2组成。
镀膜工艺为：镀膜腔体温度设定在50℃，真空抽至1.0×10-3Pa，阳极电压120V，阳极电流2.0A，O2的流量为50sccm，Ar的流量为20sccm；
各层由电子枪镀制的药品蒸发速率为：SiO2为2nm/s，ZrO2为1.8nm/s，Al2O3为0.5nm/s，苯并吡喃变色层为1.5nm/s，俘精酸酐变色层1.0nm/s，电子枪功率参数为：SiO2为30％，ZrO2为25％，Al2O3为12％，苯并吡喃变色层为10％，俘精酸酐变色层为8％。
性能测试
对比例
将树脂镜片基体采用浸涂工艺进行表面浸涂有机硅加硬液进行前后表面加硬，然后在高温110℃烘箱中固化3.5小时，得到树脂镜片基体表面加硬层。
将以上带加硬层的镜片放
入真空镀膜腔内进行真空镀膜，并且依次连续蒸镀隔离层、减反射镀膜层；
其具体为：蒸镀第一层隔离层为SiO2，其厚度为150nm；
蒸镀第二～第八层减反射镀膜层由内向外依次由厚度为110nm SiO2、由厚度为60nm ZrO2、85nm SiO2、由厚度为55nmZrO2、由厚度为105nmSiO2、由厚度为35nmAl2O3、由厚度为90nmSiO2组成。
镀膜工艺为：镀膜腔体温度设定在50℃，真空抽至1.0×10-3Pa，阳极电压120V，阳极电流2.0A，O2的流量为50sccm，Ar的流量为20sccm；
各层由电子枪镀制的药品蒸发速率为：SiO2为2nm/s，ZrO2为1.8nm/s，Al2O3为0.5nm/s；电子枪功率参数为：SiO2为18％，ZrO2为20％，Al2O3为12％。
性能测试。
性能测试结果如下表所示：
Figure BDA0002867198440000091
结果显示：本发明镀膜获得的变色镜片变色性能合格。膜层附着力、盐水实验以及装配测试均合格。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变色树脂眼镜片，包括树脂镜片基体，其特征在于，树脂镜片基体的前表面依次设置有加硬层、真空镀膜变色层；所述真空镀膜变色层从内往外依次包括第一层的隔离层、第二~第六层的有机变色层和第七~第十三层的减反射镀膜层；
第一层隔离层为SiO2，其厚度为50~200nm；
第二~第六层有机变色层内向外依次由厚度为130-150nm的苯并吡喃变色层、厚度为65-80nm的俘精酸酐变色层、厚度为100-120nm的苯并吡喃变色层、厚度为80-95nm的俘精酸酐变色层、厚度为180-200nm的苯并吡喃变色层组成；
第七~第十三层减反射镀膜层由内向外依次由厚度为100-120nm 的SiO2、由厚度为50~70nm的ZrO2、80-100nm的SiO2、由厚度为50-70nm的ZrO2、由厚度为100-120nm的SiO2、由厚度为30-50nm的Al2O3、由厚度为80-100nm的SiO2组成；
所述加硬层是通过浸涂法对树脂镜片基体表面形成耐磨加硬层，真空镀膜变色层运用真空镀膜以及离子辅助镀和晶振片控制厚度、由电子枪通过蒸镀或者闪蒸和真空喷涂的方式进行镜片表面镀膜。
2.根据权利要求1所述的变色树脂眼镜片，其特征在于，所述加硬层为有机复合硅烷类加硬层，厚度为1.5~3.5微米。
3.根据权利要求1或2所述的变色树脂眼镜片，其特征在于，所述树脂镜片基体为聚氨酯类树脂基片。
4.权利要求1-3任一项所述的变色树脂眼镜片的制备方法，其特征在于，包括：
步骤A、将树脂镜片基体采用浸涂工艺进行表面浸涂加硬液进行加硬，在高温100～120℃烘箱中固化2.5～3.5小时，得到树脂镜片基体表面加硬层；
步骤B、将步骤A制得的带加硬层的眼镜片放入真空镀膜腔内进行真空镀膜，并且依次连续蒸镀隔离层、有机变色层和减反射镀膜层，其中有机变色层采用闪蒸和真空喷涂的方式完成。
5.根据权利要求4所述的变色树脂眼镜片的制备方法，其特征在于，真空镀膜工艺为：镀膜腔体温度设定在35-55℃，真空抽至1.0×10-3Pa~1.0×10-5Pa，阳极电压100V～120V，阳极电流1.2A～2.0A，O2的流量为0sccm～60sccm，Ar的流量为0sccm～20sccm。
6.根据权利要求4所述的变色树脂眼镜片的制备方法，其特征在于，所述隔离层、减反射镀膜层通过电子枪蒸镀的方式进行，具体为：通过电子枪控制膜料的蒸发和镀制，电子枪功率参数为：10%-50%；由电子枪镀制的药品蒸发速率为：SiO2为0.3-3nm/s，ZrO2 为0.1-2nm/s， Al2O3为0.5nm/s。
7.根据权利要求4所述的变色树脂眼镜片的制备方法，其特征在于，所述有机变色层采用闪蒸和真空喷涂的方式完成，电子枪工艺参数为：电子枪功率参数为5%-10%；采用电子枪闪蒸和真空喷涂药品的蒸发速率为：苯并吡喃变色层为0.1-2nm/s，俘精酸酐变色层0.1-2nm/s。
8.一种变色树脂眼镜片，其特征在于，由权利要求4-7任一项所述的变色树脂眼镜片的制备方法制备而成。
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