CN115079440B - 一种渐进变色膜层镜片及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渐进变色膜层镜片，其包括：基片；喷涂于基片前表面的变色膜层，变色膜层厚度从基片上边缘至基片下边缘线性递减；涂覆于变色膜层和基片后表面的加硬层；镀制于加硬层的增透膜层和防水膜层；其中，变色膜层由内至外包括渐进变色膜层和光固化保护层。本发明使用喷涂工艺，结合渐进膜层挡板，制备出非均匀性变色膜层的镜片的应用场所更多，比较变色镜片更能适应由室外到室内的变化，比渐进染色镜片其在室内能有更大的视野。且该产品能满足实际使用。

Description

一种渐进变色膜层镜片及其制造工艺
技术领域
本发明属于光学镜片技术领域，具体地说，涉及一种渐进变色膜层镜片及其制造工艺。
背景技术
太阳镜，也称遮阳镜。生活中，有太多的光源会生产有害的光线，尤其是太阳光；太阳光里面散发出来的光线有：可见光、红外线、紫外线等。人在阳光下通常要调节瞳孔大小来调节光通量，当光线强度超过人眼调节能力，就会对人眼造成损伤。而太阳镜可以有效地过滤掉部分的光线，避免我们的眼睛免受强光的灼伤，也可以阻挡紫外线损伤角膜和视网膜。
目前，市场部分为染色太阳镜片，此类镜片主要染色微粒对光线的吸收，最常见的工艺是将树脂镜片浸泡在一种含有染色物质的液体里，将液体加热，树脂镜片受热表面分子间隙扩大，溶于液体的染色微粒进入分子间隙，冷却后完成染色，镜片表面染色层根据不同染色微粒会吸收不同波长的光线，染色约深，进入镜片的染色微粒越多，对光线的吸收越好。
同时市场上还有部分变色镜片，为制造过程中在树脂中参入变色因子，该变色因子在阳光下经紫外线或短波可见光照射下，颜色变深，光透过率降低，在室内或暗处褪色复明，光透过率提高。变色镜片还有一种工艺为膜层变色，其主要工序为在正常无色透明的基片前表面上制作了一层约5μm左右的变色薄膜。相比较，膜变镜片的变色深度，变褪色速度，变色均匀性都比基片要好，同时膜变可以搭配任意基片而不像基变一样受限于基片材料。此类变色镜片既可以当做太阳镜又可以当做正常的透明镜片使用。
一般根据不同的场景会选用不一样的太阳镜，光照较强的室外选深色的太阳镜，昏暗的室内选用浅色或无色的眼镜，变色眼镜能满足部分，渐进色染色片也能满足部分，该染色工艺为镜片上面部分染色较深而下面部分颜色较浅或无染色，从上往下染色的深度为渐渐变浅。该两种镜片各有优缺点，其中变色镜片因为变褪色速度问题，从明亮的室外到昏暗的室内会有一段的褪色时间，在该时间内眼睛无明亮清晰的视野。而渐进色染色镜片，其在室内只能使用镜片下方染色较浅或无色的区域，其视野范围较小。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供了一种渐进变色膜层镜片及其制造工艺，用于针对变色太阳眼镜从室外到室内的光线变暗，而变色镜片褪色不及时导致的视野不清晰的情况，参考渐进色染色镜片思路，兼顾美观与实用性，提出渐进变色膜工艺，其渐进变色膜层为镜片上部分变色深度最深，而底部变色效果最浅或不变色，从上往下其变色程度逐渐变浅。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种渐进变色膜层镜片，其包括：
基片；喷涂于基片前表面的变色膜层，变色膜层厚度从基片上边缘至基片下边缘线性递减；涂覆于变色膜层和基片后表面的加硬层；镀制于加硬层的增透膜层和防水膜层；其中，变色膜层由内至外包括渐进变色膜层和光固化保护层；渐进变色膜层、光固化保护层、及加硬层厚度互补；渐进变色膜层为含有光致变色材料的涂层；其中增透膜层为二氧化硅及二氧化锆介质膜，包括第1层二氧化硅层；第2层二氧化锆层；第3层二氧化硅层；第4层二氧化锆层；第5层二氧化硅层；第6层二氧化锆层；第7层二氧化硅层。
根据本发明一实施方式，其中上述基片为具有弯度的树脂镜片，树脂镜片前表面为凸面，后表面为凹面。
根据本发明一实施方式，其中上述光固化保护层为多种环氧树脂光固化后形成的，且具有良好的抗氧化性，厚度为3±0.5um。
根据本发明一实施方式，其中上述加硬层为有机硅保护层，厚度为2.5±0.5um。
根据本发明一实施方式，其中上述防水膜层为厚度25±5nm的硅氟材料。
本发明还公开了一种渐进变色膜层镜片的制造工艺，包括：
S1、将固化好的基片经过氢氧化钠溶剂处理；
S2、处理好的镜片再经过超声波清洗；
S3、清洗干净后经过烘干，去除剩余水分；
S4、干净的镜片经过等离子处理，增加表面活性；
S5、将处理好的镜片放入特定的镀膜工装上；
S6、将工装放入喷涂机，装好渐进膜层挡板后进行喷涂渐进变色膜层，其厚度由基片的顶端到基片的低端，从6um逐渐递减至0um；
S7、将喷涂好的镜片放入烘箱让渐进变色膜层固化；
S8、将固化好的镜片防入旋涂机中，旋涂光固化保护层，其厚度为3um；
S9、旋涂完后放至紫外灯下进行光固化；
S10、将光固后的镜片进行超声波清洗，烘干；
S11、清洗后，放入加硬机，通过浸泡提拉，制备加硬层，厚度为2.5um；
S12、将制备好的加硬层放入烘箱中进行高温固化；
S13、固化好，将镜片放入70℃的烘箱进行保温20min；
S14、将保温好的镜片放入镀膜机准备镀膜；
S15、真空等离子清洗；
S16、电子枪依次蒸镀二氧化硅膜层厚度为145.81nm，二氧化锆层膜层厚度为32.01nm，二氧化硅层膜层厚度为38.52nm，二氧化锆层膜层厚度为99.76nm，二氧化硅层膜层厚度为30.55nm，二氧化锆层膜层厚度为15.09nm，二氧化硅层膜层厚度为103.50nm；
S17、钼舟蒸镀防水药膜层厚度为21nm；
镀膜结束后可进行镜片镀膜后检验。
根据本发明一实施方式，其中上述渐进变色膜层的膜层设计，将配制好的变色涂料用甲醇稀释至30cp，将涂料放入喷涂机中，调整喷涂参数，使得涂料均匀喷出，喷出的涂料成雾状，通过渐进膜层挡板沉积在旋转大盘的基片上，通过调整渐进膜层挡板的形状可以改变渐进变色膜层各个位置的厚度变化趋势。
根据本发明一实施方式，其中上述渐进变色膜层，其厚度由基片的顶端到基片的低端，从6um逐渐递减至0um，光固化保护层其厚度为3um，有机硅保护层厚度为2.5um，防水膜厚度为25nm；增透膜第1层二氧化硅层膜层厚度为145.81nm，第2层二氧化锆层膜层厚度为32.01nm，第3层二氧化硅层膜层厚度为38.52nm，第4层二氧化锆层膜层厚度为99.76nm，第5层二氧化硅层膜层厚度为30.55nm，第6层二氧化锆层膜层厚度为15.09nm，第7层二氧化硅层膜层厚度为103.50nm，的镜片增透膜层颜色为绿色；在阳光下，镜片变色后使用分光光度计测量变色最深的镜片顶端的透光率为25%，最低端的透光率为94%；而在室内无光照的情况下，镜片褪色后镜片顶端的透光率为93%，最低端的透光率为94%。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
本发明使用喷涂工艺，结合渐进膜层挡板，制备出非均匀性变色膜层的镜片的应用场所更多，比较变色镜片更能适应由室外到室内的变化，比渐进染色镜片其在室内能有更大的视野。且该产品能满足实际使用。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层镜片示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层喷涂结构俯视图；
图3示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层喷涂结构仰视图；
图4示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层喷涂结构侧视图；
图5示出了本发明实施例所提供的渐进膜层挡板结构示意图；
图6示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层镜片变色前后效果示意图。
附图标记
1-基片，2-渐进变色膜层，3-光固化保护层，4-加硬层，5-增透膜层。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
请一并参考图1至图6，图1示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层镜片示意图；图2示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层喷涂结构俯视图；图3示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层喷涂结构仰视图；图4示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层喷涂结构侧视图；图5示出了本发明实施例所提供的渐进膜层挡板结构示意图；图6示出了本发明实施例所提供的渐进变色膜层镜片变色前后效果示意图。
如图所示，一种渐进变色膜层镜片，其包括：基片1；喷涂于基片1前表面的变色膜层，变色膜层厚度从基片1上边缘至基片1下边缘线性递减；
涂覆于变色膜层和基片1后表面的加硬层4；镀制于加硬层4的增透膜层5和防水膜层；其中，变色膜层由内至外包括渐进变色膜层2和光固化保护层3。也就是说。本发明提供的镜片包括基材，喷涂渐进变色层，旋涂光固化保护层，通过提拉镀膜在前、后表面形成有机硅加硬层，和真空镀膜的前表面减反射膜层和后表面减反射膜层、真空镀膜的前后防水膜层。
基片1为具有弯度的树脂镜片，树脂镜片前表面为凸面，后表面为凹面。该树脂基片由丙烯酸酯、聚氨酯或亚克力材料制成，其折射率为1.499、1.552、1.600、1.670或1.71。
渐进变色膜层2为含有光致变色材料的涂层，其厚度由基片1的顶端到基片1的低端，从6±0.5um逐渐递减至0um。
光固化保护层3为多种环氧树脂光固化后形成的，且具有良好的抗氧化性，厚度为3±0.5um。
加硬层4为有机硅保护层，厚度为2.5±0.5um。
其中增透膜层5为二氧化硅及二氧化锆介质膜，包括第1层二氧化硅层；第2层二氧化锆层；第3层二氧化硅层；第4层二氧化锆层；第5层二氧化硅层；第6层二氧化锆层；第7层二氧化硅层。
防水膜层为厚度25±5nm的硅氟材料。
在树脂基片的前表面，使用喷涂工艺制备一层渐进变色层。将经过碱处理、清洗和等离子处理后的基片防入喷涂卡盘中，将自制的光致变色涂料稀释至30cp后加入喷涂机中，将喷涂压力调至9.8-29.4MPa，通过特制的橄榄形喷嘴小孔喷出，在这种高压的气流冲出喷嘴加入大气，立刻膨胀并碎裂为极细的雾状，在通过如图4渐进挡板后，按照一定规律喷射到旋转卡盘上的镜片大面，喷涂约1±0.5min后得到一层渐进变色膜层，而通过渐进挡板的设计，得到不同过度带的渐进变色膜层，再经过烘箱120℃烘烤0.5h后渐进变色层固化。
光致变色涂料的配置（1kg配比）
上述表格中：DMF表示N,N-二甲基甲酰胺，NP-1、NP-2、NP-3、NP-4均为光致变色材料，NP-1表示3,3-二苯基-3H-[2，1-b]萘并吡喃，NP-2表示3,3-二苯基-6-吗啉基-3H-[2,1-b]萘并吡喃，NP-3表示3,3-二苯基-5-（N-对氯苯基）甲酰胺基-3H-[2,1-b]萘并吡喃，NP-4表示2-（4-二甲胺基）苯基-2-（4-甲氧基苯基）-5-羟甲基-9-吡咯基-2H-[1，2-b]萘并吡喃。另外，上述表格中所用的光稳定剂、抗氧剂、表面流平剂、催化剂均采用市场常见的试剂。
在完成渐进变色膜层后，将镜片移入旋涂机吸盘上，吸盘真空固定，前表面滴上0.5ml光固胶，在500r/min转速下，旋转30s，然后移入紫外灯下，通过紫外线固化约5min后，完成光固化保护层。光固化保护层为多种环氧树脂及有机溶剂的组合，使不饱和聚酯树脂的C-C键断裂，产生自由基从而使树脂固化再加入光敏感剂后，采用紫外线灯引发，使树脂很快发生交联反应，具有良好的抗氧化性，能有效的延长渐进变色膜层的使用寿命，光固化保护层厚度3μm。
在树脂基片的前、后表面依次进行镀膜，镀膜设置有加硬层、减反射膜层，防水防指纹膜层。加硬层是由-10加硬液（购自度恩光学有限公司）或-11加硬液（购自度恩光学有限公司）制备而成，该加硬层能有效的提高基片表面硬度，同时也能加强与二氧化硅层的结合力。减少射膜层为镜片主流镀膜工艺主要为二氧化硅与二氧化锆按一定厚度堆叠使380nm-780nm的可见光反射降低，其中二氧化硅是低折射率介质材料，二氧化锆是高折射率介质材料，通过调整这两种材料的厚度及层数，能调整光的干涉与反射，得到可见光增透膜的功能。防水防指纹膜层主要是采用超疏水材料，据有防水防油防污功能。其中，加硬层有机硅层的厚度为2.5±0.5μm，减反射膜的多层二氧化硅层与多层氧化锆层交替层叠复合形成功能介质膜，该功能介质膜的总厚度为451±45nm，防指纹层的厚度为25±5nm。
优选地，一种渐进变色膜层设计的镜片，渐进变色膜层其厚度由基片的顶端到基片的低端，从6um逐渐递减至0um，和具有良好的抗氧化性的3um厚度光固化保护层，和2.5um厚度的加硬层，及增透镀膜层厚度为451nm，防水膜厚度为25nm。如图6，其变色前A，B，C部的透光率分别为93%，94%，94%，变色后A，B，C部的透光率分别为25%，40%，94%。
实施例1
本实施例提供的一种渐进变色膜层设计的镜片,其变色后可见光投射率从镜片顶端到镜片低端过度值为25%到94%的1.56渐进变色绿膜镜片，包括1.56基片，在基片的正面喷涂一层顶端6um低端为0um的渐进变色层，再通过旋涂制作一层3um的光固化保护层，之后两面均设有厚度为2.5μm的加硬层，在加硬层外设有减反射膜层和防水膜膜层，防水膜覆盖于减反射膜层的外表面。渐进变色层采用自制变色涂料稀释后用高压喷涂设备进行喷涂，其中采用特定图案的挡板改变其顶端到低端的变色层的厚度。光固化保护层为多种环氧树脂加入光敏感剂后，采用紫外线灯引发，使树脂很快发生交联反应形成3um的保护层。加硬层采用度恩光学有限公司的-10加硬液，生产时加硬层是通过浸涂法在整个基片表面涂上一层有机硅保护层，再经过高温固化后形成的一层2.5μm厚加硬层，加硬层能增加树脂片耐腐蚀和抗摩擦性能，为后续加膜提供更好的附着力，其材料的折射率为1.56。其中，减反射膜层，且由交替设置的低折射率膜和高折射率膜组成，低折射率膜由低折射率材料（即二氧化硅）制成，高折射率膜由二氧化锆材料制成，防水膜为一层。本实施例1.56渐进变色膜层绿膜结构示意图如图1所示。
如图2-4所示为渐进变色膜层工艺结构缩略图，已配置好的变色涂层其粘度为200cp，其粘度较高，在其中加入甲醇然后搅拌，调整粘度至30cp，将其倒入喷涂机中，将喷涂压力调整至100MPa，准备好的基片放入下方卡盘中，其大面向上，挑选如图5右边挡板，安装好，调整卡盘转速至500r/min，然后开启喷涂机，变色涂层从喷嘴中已雾态状喷出，穿过挡板，沉积在基片表面，挡板开口上端沉积速度为6um/min，沉积速率根据开口缩小而减小直至到0，沉积1min后，得到顶部约6um，往下依次减薄的渐进变色层，然后将其放入烘箱中，高温120℃固化0.5h，渐进变色层完成。之后旋涂光固化保护层，以及制作加硬层。
另外，减反射膜层，防水膜膜堆的参数见表1。镀膜采用真空镀膜技术，其工艺为：1.56单加硬镜片保温70℃，在Ar保护氛围下，等离子辅助200s，氩气流量为20cm3/s，然后电子抢蒸发镀膜，镀膜层共7层，防水膜使用钼舟蒸发。
表1
最终得到如图1所示的1.56渐进变色绿膜镜片。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，例如基材除了为1.56基片，还可以为1.499基片、1.552基片、1.600亚克力基片、1.600MR-8基片、1.670MR-7基片或1.710基片。
本发明还公开了一种渐进变色膜层镜片的制造工艺，包括：
S1、将固化好的基片经过氢氧化钠溶剂处理；
S2、处理好的镜片再经过超声波清洗；
S3、清洗干净后经过烘干，去除剩余水分；
S4、干净的镜片经过等离子处理，增加表面活性；
S5、将处理好的镜片放入特定的镀膜工装上；
S6、将工装放入喷涂机，装好渐进膜层挡板后进行喷涂渐进变色膜层，其厚度由基片的顶端到基片的低端，从6um逐渐递减至0um；
S7、将喷涂好的镜片放入烘箱让渐进变色膜层固化；
S8、将固化好的镜片防入旋涂机中，旋涂光固化保护层，其厚度为3um；
S9、旋涂完后放至紫外灯下进行光固化；
S10、将光固后的镜片进行超声波清洗，烘干；
S11、清洗后，放入加硬机，通过浸泡提拉，制备加硬层，厚度为2.5um；
S12、将制备好的加硬层放入烘箱中进行高温固化；
S13、固化好，将镜片放入70℃的烘箱进行保温20min；
S14、将保温好的镜片放入镀膜机准备镀膜；
S15、真空等离子清洗；
S16、电子枪依次蒸镀二氧化硅膜层厚度为145.81nm，二氧化锆层膜层厚度为32.01nm，二氧化硅层膜层厚度为38.52nm，二氧化锆层膜层厚度为99.76nm，二氧化硅层膜层厚度为30.55nm，二氧化锆层膜层厚度为15.09nm，二氧化硅层膜层厚度为103.50nm；
S17、钼舟蒸镀防水药膜层厚度为21nm；
镀膜结束后可进行镜片镀膜后检验。
其中上述渐进变色膜层2的膜层设计，将配制好的变色涂料用甲醇稀释至30cp，将涂料放入喷涂机中，调整喷涂参数，使得涂料均匀喷出，喷出的涂料成雾状，通过渐进膜层挡板沉积在旋转大盘的基片上，通过调整渐进膜层挡板的形状可以改变渐进变色膜层各个位置的厚度变化趋势。
渐进变色膜层2，其厚度由基片的顶端到基片的低端，从6um逐渐递减至0um，光固化保护层其厚度为3um，有机硅保护层厚度为2.5um，防水膜厚度为25nm；增透膜第1层二氧化硅层膜层厚度为145.81nm，第2层二氧化锆层膜层厚度为32.01nm，第3层二氧化硅层膜层厚度为38.52nm，第4层二氧化锆层膜层厚度为99.76nm，第5层二氧化硅层膜层厚度为30.55nm，第6层二氧化锆层膜层厚度为15.09nm，第7层二氧化硅层膜层厚度为103.50nm，的镜片增透膜层颜色为绿色；在阳光下，镜片变色后使用分光光度计测量变色最深的镜片顶端的透光率为25%，最低端的透光率为94%；而在室内无光照的情况下，镜片褪色后镜片顶端的透光率为93%，最低端的透光率为94%。
综上所述，本发明使用喷涂工艺，结合渐进膜层挡板，制备出非均匀性变色膜层的镜片的应用场所更多，比较变色镜片更能适应由室外到室内的变化，比渐进染色镜片其在室内能有更大的视野。且该产品能满足实际使用。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种渐进变色膜层镜片的制造工艺，其特征在于，该渐进变色膜层镜片包括：基片；喷涂于所述基片前表面的变色膜层，所述变色膜层厚度从所述基片上边缘至所述基片下边缘线性递减；涂覆于所述变色膜层和所述基片后表面的加硬层；镀制于所述加硬层的增透膜层和防水膜层；其中，所述变色膜层由内至外包括渐进变色膜层和光固化保护层；所述渐进变色膜层、光固化保护层、及加硬层厚度互补；所述渐进变色膜层为含有光致变色材料的涂层；其中所述增透膜层为二氧化硅及二氧化锆介质膜，包括第1层二氧化硅层；第2层二氧化锆层；第3层二氧化硅层；第4层二氧化锆层；第5层二氧化硅层；第6层二氧化锆层；第7层二氧化硅层；
该制造工艺包括：
S1、将固化好的基片经过氢氧化钠溶剂处理；
S2、处理好的镜片再经过超声波清洗；
S3、清洗干净后经过烘干，去除剩余水分；
S4、干净的镜片经过等离子处理，增加表面活性；
S5、将处理好的镜片放入特定的镀膜工装上；
S6、将工装放入喷涂机，装好渐进膜层挡板后进行喷涂渐进变色膜层，其厚度由基片的顶端到基片的低端，从6um逐渐递减至0um；所述渐进变色膜层的膜层设计，将配制好的变色涂料用甲醇稀释至30cp，将涂料放入喷涂机中，调整喷涂参数，使得涂料均匀喷出，喷出的涂料成雾状，通过渐进膜层挡板沉积在旋转大盘的基片上，通过调整渐进膜层挡板的形状改变渐进变色膜层各个位置的厚度变化趋势；
S7、将喷涂好的镜片放入烘箱让渐进变色膜层固化；
S8、将固化好的镜片防入旋涂机中，旋涂光固化保护层，其厚度为3um；
S9、旋涂完后放至紫外灯下进行光固化；
S10、将光固后的镜片进行超声波清洗，烘干；
S11、清洗后，放入加硬机，通过浸泡提拉，制备加硬层，厚度为2.5um；
S12、将制备好的加硬层放入烘箱中进行高温固化；
S13、固化好，将镜片放入70℃的烘箱进行保温20min；
S14、将保温好的镜片放入镀膜机准备镀膜；
S15、真空等离子清洗；
S16、电子枪依次蒸镀二氧化硅膜层厚度为145.81nm，二氧化锆层膜层厚度为32.01nm，二氧化硅层膜层厚度为38.52nm，二氧化锆层膜层厚度为99.76nm，二氧化硅层膜层厚度为30.55nm，二氧化锆层膜层厚度为15.09nm，二氧化硅层膜层厚度为103.50nm；
S17、钼舟蒸镀防水药膜层厚度为21nm；
镀膜结束后进行镜片镀膜后检验。
2.根据权利要求1所述的渐进变色膜层镜片的制造工艺，其特征在于，其中所述基片为具有弯度的树脂镜片，所述树脂镜片前表面为凸面，后表面为凹面。
3.根据权利要求1所述的渐进变色膜层镜片的制造工艺，其特征在于，其中所述光固化保护层为多种环氧树脂光固化后形成的，且具有良好的抗氧化性，厚度为3±0.5um。
4.根据权利要求1所述的渐进变色膜层镜片的制造工艺，其特征在于，其中所述加硬层为有机硅保护层，厚度为2.5±0.5um。
5.根据权利要求1所述的渐进变色膜层镜片的制造工艺，其特征在于，其中所述防水膜层为厚度25±5nm的硅氟材料。
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