CN115509028A - 一种持久抗菌膜层镜片及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种持久抗菌膜层镜片及其制造工艺，其一选用两种抗菌材料，银和锌，大幅度拓宽其抗菌抗病毒范围，其二采用双电子枪工艺将其均匀混合到其他材料中，其对单层镀膜比，结合力大幅度提升也无需镀其他材料提升结合力，其三银混合均匀混合进二氧化硅和三氧化二铝中，相比单层银的吸光率大大降低，提高镜片的透光率，其四整个7层高低折射率层混合了大量抗菌材料，比单层抗菌层的持久性大幅度提升，不会担心单层抗菌层被破环而失去抗菌效果。其五混合材料最外层防水膜层只与硅发生键合不与铝和银反应，其不会形成均匀一层防水膜，利于银离子与锌离子析出，提高镜片的抗菌效果。

Description

一种持久抗菌膜层镜片及其制造工艺
技术领域
本发明属于镜片技术领域，具体地说，涉及一种持久抗菌膜层镜片及其制造工艺。
背景技术
眼镜在生活使用中不论作为视力矫正还是时尚装饰均被大量的使用，镜片又是眼镜的重要部分，其镜片的各项性能也逐渐受到大家的关注。因此随着消费者需求日渐多元化，镜片的各方面性能和工艺都在不断的改进和完善。镜片上集成的功能也越来越多，包括防蓝光、防辐射、防静电、防水防污、抗反射、抗划伤等。
眼镜作为日常物品，在生活中被长时间佩戴，为人们提供了视力矫正、保护和时尚等功能。因此眼镜的使用时常、频次并不比衣服、碗筷等低。然而大家会经常的清洁衣服，碗筷来去除污渍与病菌，而不会经常去清洗眼镜。大部分人通常只会准备一副眼镜佩戴，由于长期佩戴树脂镜片表面必然存在各种各样的细菌、真菌，病毒及微生物，同时眼睛又是人们容易被病毒入侵的窗口之一，因此镜片表面的各种细菌、真菌，病毒及微生物严重威胁着人类的用眼健康和身体健康。因此人们对抗菌抗病毒功能的产品也越来越重视。
如中国专利申请CN201310653170公开的由金属氧化物构成的抗菌层提出可以应用于镜片表面实现抗菌及CN202120534628公开的镜片抗菌膜层。但是镜片表面镀制抗菌层存在多个缺陷：其一由于抗菌层是由氧化锌或氧化钙或其结合镀制而成，抗菌作用的菌类种类的范围有限，抗病毒效果较差。其二首先结构不稳定，氧化锌或氧化钙与减反射膜层材料的结合力普遍偏差，容易产生脱膜，膜裂问题，影响抗菌效果。其三专利中的抗菌膜层普遍为层状结构，容易被磨损，而然有专利在抗菌膜层上加保护层不止工艺繁琐，更会影响其抗菌效果，其四单层抗菌膜层其材料为金属氧化物，其厚度越厚吸光约大，影响镜片的透光率；因此，需要一种全新的技术方案解决这些问题。
发明内容
本发明主要提供了一种持久抗菌镜片的膜层设计及制造工艺，在不影响可见光区域的透过率情况下，提高抗菌膜层的结合力，同时提升其抗菌效果及持久性。
一种持久抗菌镜片镜片及制造工艺，持久抗菌膜层基于：在加硬好的镜片正反两面上进行真空镀膜，采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，在镜片表面镀上混合型抗菌增透膜。从先到后包括有，前表面防水膜，前表面混合型抗菌增透镀膜层，加硬层，树脂镜片，加硬层，后表面混合型抗菌增透镀膜层，后表面防水膜。本发明混合型抗菌增透膜层为7层镀膜层，采用双电子抢沉积，其低折射率膜层为A电子枪蒸发二氧化硅与三氧化二铝的混合物，B电子枪蒸发纳米银得到低折射率混合抗菌膜层，其高折射率膜层为A电子枪蒸发氧化钛，B电子枪蒸发纳米锌得到高折射率混合抗菌膜层，及一层较薄的防静电功能的镀膜层。通过调整二氧化硅与三氧化二铝的混合物，纳米银的混合比例，和二氧化钛，纳米锌的混合比例确认每层的折射率，根据基片，加硬层的折射率及厚度再结合高低折射率的混合抗菌层的折射率，调整高低折射率层的厚度设计出减反射膜层，最外层再镀上防水防污膜层。
进一步的，所述持久抗菌镜片的制造工艺，进一步的，所述加硬层为有机硅保护层厚度为2.5±0.5um,其通过溶胶凝胶工艺在树脂基片表面形成均匀的保护层。
进一步叙述持久抗菌镜片的膜层。包括第1层低折射率混合抗菌膜层厚度为33～37nm，第2层高折射率混合抗菌膜层厚度为20～24nm，第3层低折射率混合抗菌膜层厚度为22～26nm，第4层高折射率混合抗菌膜层厚度为45～49nm，第5层低折射率混合抗菌膜层厚度为15～19nm，第6层高折射率混合抗菌膜层厚度为33～37nm，第7层防静电膜层厚度为4～6nm，第8层低折射率混合抗菌膜层厚度为92～96nm。
进一步的，所述低折射率混合抗菌膜为采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，其中A电子抢蒸发二氧化硅与三氧化二铝的混合物，该材料由二氧化硅和三氧化二铝按一定比例熔融后再结晶出的的颗粒状的混合材料，B电子枪蒸发金属银。A电子枪和B电子枪按一定比例的蒸发速率蒸发，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，银在氧气气氛下完成氧化与二氧化硅，三氧化二铝一起蒸镀到镜片上，就得到混合均匀的纳米氧化银的低折射镀膜层。
进一步的，所述高折射率混合抗菌膜为采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，其中A电子抢蒸发五氧化三钛，B电子枪蒸发金属锌。A电子枪和B电子枪按一定比例的蒸发速率蒸发，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，锌与五氧化三钛在氧气气氛下完成氧化后一起蒸镀到镜片上，就得到混合均匀的纳米氧化锌的高折射镀膜层。
进一步的，所述防水膜，其材料主要为含氟聚合物，通过钼舟蒸发到镜片表面，其氟与表面的硅反应形成键合后表面具有很高的憎水性。
进一步的所述持久抗菌镜片的膜层的工艺步骤，1、将加硬固化好的镜片放入特定的镀膜工装上。2、将含有镜片镜片的工装放入70℃的烘箱进行保温20min，3、将保温好的镜片放入镀膜机准备镀膜。4、镀膜机边真空至3.0*10‐3Pa边加热真空室至60℃，5、真空等离子清洗，6、电子枪蒸镀第1层低折射率混合抗菌膜层，第2层高折射率混合抗菌膜层，第3层低折射率混合抗菌膜层，第4层高折射率混合抗菌膜层，第5层低折射率混合抗菌膜层，第6层高折射率混合抗菌膜层，第7层防静电膜层，第8层低折射率混合抗菌膜层。7、钼舟蒸镀防水药膜层。8、完成单面镀膜后将镜片反转重复1-7工艺步骤。镀膜结束后可进行镜片镀膜后检验。
进一步的所述持久抗菌镜片的膜层的膜层设计，低折射率混合抗菌膜，选用金属银做B点电子枪的蒸发材料，因为银离子具有广谱抗菌性，杀菌效果强，是天然的抗菌材料。A电子枪的蒸发材料为二氧化硅与三氧化二铝的混合物，因为银与二氧化硅的结合较差而与氧化铝的结合较好，通过双电子枪工艺加离子源氧气辅助，将三者均匀的混合制成的低折射率层均有很高的膜层稳定性与结合力，同时Ag的吸光率也会降低。高折射率混合抗菌膜，选用金属锌做B点电子枪的蒸发材料，因为锌离子具有杀菌效果，能有效的拓宽产品的抗菌范围。A电子枪的蒸发材料为五氧化三钛，其本身与锌的的结合较好，通过双电子枪工艺加离子源氧气辅助，将两者均匀的混合制成的高折射率层均有很高的膜层稳定性与结合力。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明提供一种持久抗菌镜片的膜层，其一选用两种抗菌材料，银和锌，大幅度拓宽其抗菌抗病毒范围，其二采用双电子枪工艺将其均匀混合到其他材料中，其对单层镀膜比，结合力大幅度提升也无需镀其他材料提升结合力，其三银混合均匀混合进二氧化硅和三氧化二铝中，相比单层银的吸光率大大降低，提高镜片的透光率，其四整个7层高低折射率层混合了大量抗菌材料，比单层抗菌层的持久性大幅度提升，不会担心单层抗菌层被破环而失去抗菌效果。其五混合材料最外层防水膜层只与硅发生键合不与铝和银反应，其不会形成均匀一层防水膜，利于银离子与锌离子析出，提高镜片的抗菌效果。
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为持久抗菌膜层设计的镜片结构示意图。
图2为防水膜顶膜与混合抗菌层结构示意图。
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。
如图1所示，一种持久抗菌膜层设计的镜片，由前至后依次包括前防水膜，前混合抗菌增透镀膜层、加硬层、树脂基片、加硬层、后混合抗菌镀膜层和后防水膜。加硬层是通过溶胶凝胶法，使用提拉镀膜工艺在基片表面制备一层2.5±0.5um的加硬层。抗菌膜层是通过真空镀膜方式制备在加硬层之上，通过双电子枪共同蒸发镀膜将就有抗菌性的材料均匀的混合进高低折材料中，其厚度为300nm±30nm。防水膜是通过钼舟蒸发在抗菌膜层上形成的一层具有防水防污功能的膜层，厚度为25±5nm。
其中抗菌膜层是由多层低折射率混合抗菌层与高折射率混合抗菌层交替复合形成，其中最外层低折射率混合抗菌层下有一层抗静电功能的镀膜层。在低折射率混合抗菌层上还有一层防水膜层。其中低折射率混合抗菌膜为采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，其中A电子抢蒸发二氧化硅与三氧化二铝的混合物，该材料由二氧化硅和三氧化二铝按一定比例熔融后再结晶出的的颗粒状的混合材料，B电子枪蒸发金属银。A电子枪和B电子枪按一定比例的蒸发速率蒸发，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，银在氧气气氛下完成氧化与二氧化硅，三氧化二铝一起蒸镀到镜片上，就得到混合均匀的纳米氧化银的低折射镀膜层。高折射率混合抗菌膜为采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，其中A电子抢蒸发五氧化三钛，B电子枪蒸发金属锌。A电子枪和B电子枪按一定比例的蒸发速率蒸发，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，锌与五氧化三钛在氧气气氛下完成氧化后一起蒸镀到镜片上，就得到混合均匀的纳米氧化锌的高折射镀膜层。含有银与锌材料的混合膜层，其结构稳定，抗菌效果优先且持久。
基材采用树脂基片，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。在树脂基片的前、后表面依次进行镀膜，镀膜设置有加硬层、混合抗菌增透膜层，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，同时也能加强与混合抗菌增透膜层的结合力。混合抗菌增透膜层为低折射率混合抗菌层与高折射率混合抗菌层按一定厚度堆叠，通过调整材料的厚度及层数，能调整光的干涉与反射使380nm-780nm的可见光反射降低。防水膜层主要是含氟聚合物，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，混合抗菌增透膜层的总厚度为300±30nm，防水膜层的厚度为25±5nm。
混合抗菌增透膜层包括第1层低折射率混合抗菌膜层厚度为33～37nm，第2层高折射率混合抗菌膜层厚度为20～24nm，第3层低折射率混合抗菌膜层厚度为22～26nm，第4层高折射率混合抗菌膜层厚度为45～49nm，第5层低折射率混合抗菌膜层厚度为15～19nm，第6层高折射率混合抗菌膜层厚度为33～37nm，第7层防静电膜层厚度为4～6nm，第8层低折射率混合抗菌膜层厚度为92～96nm。
低折射率混合抗菌膜，其中A电子抢蒸发二氧化硅与三氧化二铝的混合物，其混合物为玖田光学的Si/Al混合材料，该材料由二氧化硅和三氧化二铝按7：3比例熔融后再结晶出的的颗粒状的混合材料，B电子枪蒸发金属银。A电子枪蒸发速率设定为10Å，B电子枪蒸发速率设定为3Å，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，就得到混合均匀的纳米氧化银的低折射镀膜层其二氧化硅：三氧化二铝：氧化银的比例为7：3：3。高折射率混合抗菌膜，其中A电子抢蒸发五氧化三钛，B电子枪蒸发金属锌。A电子枪蒸发速率设定为5Å，B电子枪蒸发速率设定为2Å，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，就得到混合均匀的纳米氧化锌的高折射镀膜层，其氧化钛：氧化银的比例为5：2。通过以上的混合方案，可以将抗菌材料均匀的融后到原本镜片的镀膜工艺中，其低折射率混合抗菌膜层含23%氧化银，其高折射率混合抗菌膜层含28%氧化锌。通过以上工艺得到的混合膜层，共有7层，因为混合工艺，其膜层结构更加稳定，通过不断的电离出的银离子，锌离子能有效的起到抗菌灭菌效果。
实施例1
本实施例提供的一种持久抗菌膜层设计绿膜镜片，包括1.56基片，在基片的正面与反面上均设有厚度为2.5μm的加硬层，在加硬层外设有混合抗菌增透膜层，在混合抗菌增透膜层外设有防水膜膜层。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溶胶凝胶工艺在通过提拉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，混合抗菌增透膜层数为7层低折射率混合抗菌膜，高折射率混合抗菌膜和1层防静电膜层组成，通过交替叠加后形成增透与抗菌功能镀膜层，其膜层颜色成绿色，可见光透射比可达到92%。设置的低折射率混合抗菌膜由二氧化硅，氧化铝，氧化银混合而成，高折射率混合抗菌膜由氧化钛，氧化锌混合而成。最外层设有防水膜为一层。
镀膜采用真空镀膜技术，其工艺为：1.56单加硬镜片保温70℃，将镜片移入镀膜机后边真空至3.0*10‐3Pa边加热真空室至60℃，在Ar保护氛围下，等离子辅助200s，氩气流量为20cm3/s，然后电子枪镀膜层共8层，钼舟蒸发镀膜第9层防水膜。具体工艺见表1：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，低折射率混合抗菌膜，其中A电子抢蒸发二氧化硅与三氧化二铝的混合物，其混合物为玖田光学的Si/Al混合材料，该材料由二氧化硅和三氧化二铝按7：3比例熔融后再结晶出的的颗粒状的混合材料，B电子枪蒸发金属银。A电子枪蒸发速率设定为10Å，B电子枪蒸发速率设定为3Å，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，氧气流量为20cm3/s，电流设定为3A。就得到混合均匀的纳米氧化银的低折射镀膜层其二氧化硅：三氧化二铝：氧化银的比例为7：3：3。混合材料折射率用N表示及消光系数用K表示，具体数值见表2。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，高折射率混合抗菌膜，其中A电子抢蒸发五氧化三钛，B电子枪蒸发金属锌。A电子枪蒸发速率设定为5Å，B电子枪蒸发速率设定为1Å，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，氧气流量为20cm3/s，电流设定为3A。就得到混合均匀的纳米氧化锌的高折射镀膜层，其氧化钛：氧化银的比例为5：2。混合材料折射率用N表示、消光系数用K表示，具体数值见表3。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE005
根据以上设计得到的1.56持久抗菌绿膜镜片其生产半年后抗菌抗病毒检测如下表：
表4
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE009
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。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种持久抗菌膜层镜片，其特征在于，由前至后依次包括：前防水膜，前混合抗菌增透镀膜层、加硬层、树脂基片、加硬层、后混合抗菌增透镀膜层和后防水膜；加硬层是通过溶胶凝胶法，使用提拉镀膜工艺在基片表面制备一层2.5±0.5um的加硬层；混合抗菌增透镀膜层是通过真空镀膜方式制备在加硬层之上，通过双电子枪共同蒸发镀膜将具有抗菌性的材料均匀的混合进高低折射率材料中，其厚度为300nm±30nm；防水膜是通过钼舟蒸发在混合抗菌增透镀膜层上形成的一层具有防水防污功能的膜层，厚度为25±5nm。
2.根据权利要求1所述的持久抗菌膜层镜片，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，其通过溶胶凝胶工艺在树脂基片表面形成均匀的保护层。
3.根据权利要求1所述的持久抗菌膜层镜片，其特征在于，其中所述混合抗菌增透镀膜层由内至外依次包括第1层低折射率混合抗菌膜层，第2层高折射率混合抗菌膜层，第3层低折射率混合抗菌膜层，第4层高折射率混合抗菌膜层，第5层低折射率混合抗菌膜层，第6层高折射率混合抗菌膜层，第7层防静电膜层，第8层低折射率混合抗菌膜层。
4.根据权利要求1所述的持久抗菌膜层镜片，其特征在于，其中所述第1层低折射率混合抗菌膜层厚度为33～37nm，第2层高折射率混合抗菌膜层厚度为20～24nm，第3层低折射率混合抗菌膜层厚度为22～26nm，第4层高折射率混合抗菌膜层厚度为45～49nm，第5层低折射率混合抗菌膜层厚度为15～19nm，第6层高折射率混合抗菌膜层厚度为33～37nm，第7层防静电膜层厚度为4～6nm，第8层低折射率混合抗菌膜层厚度为92～96nm。
5.根据权利要求4所述的持久抗菌膜层镜片，其特征在于，其中所述低折射率混合抗菌膜层为采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，其中A电子抢蒸发二氧化硅与三氧化二铝的混合物，该材料由二氧化硅和三氧化二铝按一定比例熔融后再结晶出的的颗粒状的混合材料，B电子枪蒸发金属银；A电子枪和B电子枪按一定比例的蒸发速率蒸发，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，银在氧气气氛下完成氧化与二氧化硅，三氧化二铝一起蒸镀到镜片上，就得到混合均匀的纳米氧化银的低折射镀膜层。
6.根据权利要求4所述的持久抗菌膜层镜片，其特征在于，其中所述高折射率混合抗菌膜层为采用双电子枪共同蒸镀及双感应片监控，其中A电子抢蒸发五氧化三钛，B电子枪蒸发金属锌；A电子枪和B电子枪按一定比例的蒸发速率蒸发，同时离子源辅助开启氧气辅助镀膜，锌与五氧化三钛在氧气气氛下完成氧化后一起蒸镀到镜片上，就得到混合均匀的纳米氧化锌的高折射镀膜层。
7.根据权利要求1所述的持久抗菌膜层镜片，其特征在于，其中所述防水膜，其材料主要为含氟聚合物，通过钼舟蒸发到镜片表面，其氟与表面的硅反应形成键合后表面具有很高的憎水性。
8.一种如权利要求1所述的持久抗菌膜层镜片的制造工艺，其特征在于，包括：
步骤a、将加硬固化好的镜片放入特定的镀膜工装上；
步骤b、将含有镜片镜片的工装放入70℃的烘箱进行保温20min；
步骤c、将保温好的镜片放入镀膜机准备镀膜；
步骤d、镀膜机边真空至3.0*10‐3Pa边加热真空室至60℃；
步骤e、真空等离子清洗；
步骤f、电子枪蒸镀第1层低折射率混合抗菌膜层，第2层高折射率混合抗菌膜层，第3层低折射率混合抗菌膜层，第4层高折射率混合抗菌膜层，第5层低折射率混合抗菌膜层，第6层高折射率混合抗菌膜层，第7层防静电膜层，第8层低折射率混合抗菌膜层；
步骤g、钼舟蒸镀防水药膜层；
步骤h、完成单面镀膜后将镜片反转重复1-7工艺步骤；镀膜结束后可进行镜片镀膜后检验。
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