CN2898863Y - 超硬防污树脂眼镜片 - Google Patents

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CN2898863Y CNU2005200482937U CN200520048293U CN2898863Y CN 2898863 Y CN2898863 Y CN 2898863Y CN U2005200482937 U CNU2005200482937 U CN U2005200482937U CN 200520048293 U CN200520048293 U CN 200520048293U CN 2898863 Y CN2898863 Y CN 2898863Y
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王兆岗
蓝金康
陆剑龙
朱桂君
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SHANGHAI SAN-LIAN (GROUP) Co Ltd MAOCHANG OPTICAL Co
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Abstract

本实用新型涉及一种树脂眼镜片,尤其是一种超硬、超润滑、防水、防雾、防油污的树脂镜片。其主要的技术特征是为了克服树脂眼镜片抗磨损力差、易吸附水雾、油污等不足,在树脂眼镜片中增加一层超硬薄膜,该超硬薄膜通过在加硬液中添加足量的二氧化钛微粒来实现,此外,在原有多层减反射膜表面再镀制厚度为纳米级尺寸的具有超双疏性能的薄膜,使多层减反射膜表面形成稳定的气体薄膜从而弥补多层减反射膜分子空隙的不足。本实用新型产品结构简单,制造工艺方便,性能稳定,使产品具有超硬、超润滑、防水、雾、不易吸附油污的优点。

Description

起硬防污树脂眼镜片
技术领域
本实用新型涉及一种眼镜片,尤其是一种超硬、超润滑、防水、防雾、防油污的树脂镜片。
背景技术
树脂眼镜片在国内外已得到了广泛地使用,虽然树脂眼镜片重量轻,可用于制成有框架或无框架等多种式样的眼镜,但它也存在着使用寿命短的缺点。其使用寿命短的主要原因是树脂材料在制成眼镜片后,由于树脂材料作为有机材料,其材质自身特性使制成的树脂眼镜片表面硬度较低,因此抗磨损能力差。虽经过在表面镀制抗磨损膜、多层减反射膜及顶膜,但在实际使用过程中还是会造成眼镜片磨损。此外,在实际使用过程中,还会出现水雾、油污吸附等诸多问题,使戴眼镜者视物清晰度下降,给使用者带来极不方便。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种超硬性、超润滑、防水、防雾、防油污的树脂眼镜片。
树脂材料作为一种热固性材料具有超轻,抗冲击的特点,但其硬性度较低,抗磨损力较差。发明人为了克服树脂眼镜片抗磨损力差,易吸附水雾、油污等不足,将树脂眼镜的基片做加硬处理,且在树脂眼镜片的最外表层上再镀制一层有超双疏性能的能有效防水、防雾、防油污且易清洁的膜层。为达到本实用新型目的,采用在树脂眼镜片制造过程中使用的加硬液中添加足够数量的二氧化钛微粒来提高加硬液的硬度和折射率,采用纳米技术在多层减反射膜的外层镀制特殊层作为顶膜,从而全面提高树脂眼镜片的复合膜的质量,本实用新型的技术方案是;超硬防污树脂眼镜片,由树脂基片(1)、抗磨损膜(2)、多层减反射膜(3)组成,抗磨损膜(2)粘附于树脂眼镜片基片(1)上并含有Ti-Si键的硬膜,在多层减反射膜(3)的外表面镀制有一厚度为纳米级尺寸的具有超双疏性性能的薄膜(4)。多层减反膜(3)的厚度为0.2-0.4um,多层减反射膜(3)上形成的顶膜其厚度为0.005~0.01um。
本实用新型的具体工艺是:
A、加硬处理
具体步骤如下:
一、碱侵浊
取树脂眼镜基片一块放入碱溶液中浸泡
碱溶液成份:可采用NaOH重量百分比浓度为:35-37%
溶液温度:35-40℃
浸泡时间:8-10分种
该浸泡以加强树脂眼镜片基片表面活性增加涂层牢固度。
二、清洗
取出树脂眼镜片基片放入含有清洁剂的水槽中清洗
清洁剂:一般清洁剂(如日常用洗衣粉)
清洁剂重量百分比浓度:20-25%
浸泡温度:35-40%
浸泡时间:120-150S
以除去树脂眼镜片基片表面NaOH残留液。
三、软化水、超声波清洗
将树脂眼镜基片放入净化后纯水中用超声波清洗
软化水电导率18mΩ
温度:20-25℃
以彻底清除树脂眼镜片基片表面的杂质。
再用无水酒精、超声波清洗树脂眼镜片
酒精浓度:99.9%,温度:20-25℃
以除去树脂眼镜片基片表面水份,增加脱水效果。
四、脱水收干
采用IPA脱水收干
五、加硬浸渍
将基片放入加硬液中浸渍
加硬液比重:1.010-1.030(10℃)
加硬液温度:10-12℃
加硬液中:
二氧杂环乙烷   浓度18%
T-T丁醇        浓度30%
聚硅氧烷       浓度12%
甲醇           浓度22~30%
其他           浓度5%
TiO2含量:5-13%
加硬槽的相对湿度:40-45%
浸渍时间:35-40S
以使加硬液粘附到树脂眼镜片基片上。
六、树脂眼镜片的提升
将树脂眼镜基片在加硬液中停留35-40S后作匀速提升
匀速速度:6-8mm/s使加硬液在树脂眼镜片基片表面形成厚度均匀的膜层
七、预固化
将树脂眼镜片基片放入烘箱内预固化
预固化温度:65-70℃
预固化时间:15-18分钟
八、热固化
将树脂眼镜片基片放入烘箱内烘烤
温度:115-120℃
时间:3小时
上述步骤即成品加硬树脂眼镜片的加工流程。为了进一步提高镜片的质量,迎合消费要求,在加硬液中添加足够多数量的TiO2微粒物,用来提高加硬液的折射率和硬度,从原料硅化合物中选取一种或多种配合,使之水解生成硅烷醇,同时使数个分子缩合形成低聚物。低聚物的末端硅烷醇在加硬液中再与醇结合,通过热固化,脱除醇进行交联,通过添加剂,如TiO2、丙烯酸等,来提高加硬液折射率和硬度,确保加硬液的性能和固化膜的物性。目前我们采用的加硬技术是第四代抗磨损膜技术,加硬液中由于含有有机基质,又含有硅元素的无机超微粒物,如聚硅氧烷,使抗磨损膜具备了韧性的同时,又提高了硬度。
B、镀膜工艺
具体步骤如下:
一、镜片安装
在温度:20-25℃、湿度:35-40%的环境中,取一块清洁的加硬树脂眼镜片安装到夹具上;
二、抽真空
将夹具连同镜片放入真空舱内加温抽真空
真空舱的温度:90-95℃
设定真空度:5×10-3Torr
三、镀膜前镜片预清洗
当真空度达到5×10-3Torr时利用离子释放高纯氩产生离子对镜面表面进行轰击
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5-5A
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
四、真空镀膜
采用离子辅助镀膜工艺按以下方式镀制多层减反射膜。
1、SiO2(第1层)
蒸发功率:19.5
蒸发率速率:20.0A/S
蒸发厚度:0.58KA
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5-5A
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
2、ZrO2(第2层)
蒸发功率:25
蒸发率速率:6.5A/S
蒸发厚度:0.27KA
3、SiO2(第3层)
蒸发功率:13
蒸发速率:5.0A/S
蒸发厚度:0.18KA
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5-5A
灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
4、ZrO2(第4层)
蒸发功率:25
蒸发速率:6.5A/S
蒸发厚度:0.58KA
5、SiO2(第5层)
蒸发功率:13
蒸发速率:7.0A/S
蒸发厚度:0.74KA
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5~5A
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
利用电子枪采用上述方案对镀膜材料熔解,然后再进行蒸发,使得上述气态的镀膜材料粘附在树脂眼镜片表面,形成多层减反膜,其厚度约0.2-0.4um。
五、制作顶膜(氟化物)
为了使多层减反射膜具有防水、抗油污能力,在多层减反射膜外层再增加一层顶膜,利用钼舟热蒸发,使氟化物材料气化,在减反射膜上形成顶膜,厚度约为0.005~0.01um。其步骤是:
1.抽真空前,将含有氟化物的超硬膜材料放入钼舟内。
2.在镀完减反射膜后,对钼舟两极用80~82A电流进行加热,使钼舟的温度达到420~450℃
3.将钼舟内的超硬膜材料充分熔解,蒸发为气态。
4.氟分子从蒸发源转移并沉积在基片上,在多层减反射膜表面重新排列或键合,最终形成顶膜。
其工艺参数如下:
钼舟电流:80-82A
温度:420-450℃
离子源阳极电压:35-40V
离子源阳极电流:3.5-4A
离子源灯丝电流:4.5-5A
氩气流量:4SCCM
经过上述加工,成品即为本实用新型产品超强防污树脂眼镜片。
由于镀膜本身和树脂镜片有些难以调和的矛盾,如:热敏感性,热膨胀系数等。这些性质使基片和传统镜片膜层之间有非常大的内应力,膜层易裂,而抗磨损膜是整个复合膜的基础膜层,多层减反射膜是一种非常薄的无机金属氧化物材料,硬且脆,只有不断地提高抗磨损膜的硬度,使之与多层减反膜层相匹配,才能整体提高树脂镜片的硬性度,不易磨损。传统加硬工艺将树脂镜片放入含有二氧杂环忆烷、T-丁醇,甲醇等混合物的加硬液中进行侵泡,在镜片表面形成抗磨损的保护层。
本实用新型是对树脂镜片进行有机硅化,在镜片内外表面形成化学及机械性保护层,在加硬液中添加了足够数量的TiO2微分子颗粒使之与Si原子相互交融形成高键能的Ti-Si键粘附在树脂眼镜片基片的表面,再经过热固化,这样提高了树脂眼镜片的硬性度,经实验可使其镜片表面耐磨性能与玻璃镜片相接近。
此外,多层减反射膜是根据光的干涉原理,使镜面的反射光和镀膜反射光相互干涉并消除,不同的膜层选择性地消除相应波段光线的反射而去除干扰光。发明人增加可见光透过率来提高像的质量,使成像更加清晰,但因减反射膜的技术需要,该膜分子间空隙较大,呈孔状结构,镜片表面易藏污纳垢,油污易浸润至多层减反射膜层。为此,本实用新型采用已有技术在镀制多层减反射膜时所未采用的离子辅助镀膜工艺来镀制多层减反射膜,使该膜层致密性和平滑度都得以提高,并利用高分子氟化物中纳米相分离技术,在多层减反射膜表面镀制纳米尺寸的超双疏性界面,在宏观上表现为具有一定稳定的气体薄膜覆盖在多层减反射膜表面,弥补多层减反射膜分子空隙大的不足,降低表面能,从而使镜片表面呈现超常的双疏性,这时水滴或油污与镜片的接触角趋于最大值,超过110度。
本实用新型产品以强硬的抗磨损膜作为基础,拥有更多的氟分子的低表面能作为顶膜,因而具有超低的摩擦系数,经国家权威机构检测,000#钢丝绒,用750g正压力往复摩擦1000次其雾度值是同类产品的1/10,由于采用纳米技术,使本实用新型产品具有良好的硬度且能防水、耐污、防油,而且更易清洁。同时本实用新型制造方便,制造方法简单易学与掌握。
附图说明
图1为本实用新型眼镜片剖面图。
其中:
1、树脂片基片
2、抗磨损膜
3、多层减反射膜
4、顶膜
具体实施方式
本实用新型的最佳实施例一:
一种超强防污树脂眼镜片,由树脂基片(1)、抗磨损膜(2)、多层减反射膜(3)等组成,其特征在于:抗磨损膜(2)粘附在树脂眼镜片基片(1)上含有Ti-Si键的硬膜,在多层减反射膜(3)的外表面镀制有一厚度为纳米级尺寸的具有超双疏性性能的顶膜(4)。
其制造方法是:
一、碱侵浊
取树脂眼镜片基片一块放入碱溶液中浸泡
碱溶液成份:NaOH
浓度:35-37%
温度:35-40℃
时间:8-10分种
二、清洗
取出基片放入含有清洁剂的水槽中清洗
成份:一般清洁剂
浓度:20-25%
温度:35-40%
时间:120-150S
三、软化水、超声波清洗
将基片放入净化后纯水中用超声波清洗
软化水电导率18mΩ
温度:20-25℃
四、无水酒精、超声波清洗
酒精浓度:99.9%
温度:20-25℃
五、脱水收干
采用IPA脱水收干
六、加硬浸渍
将基片放入加硬液中浸渍
加硬液比重:1.010-1.030(10℃)
温度:10-12℃
加硬液中:
二氧杂环乙烷  浓度18%
T-T丁醇       浓度30%
聚硅氧烷      浓度12%
甲醇          浓度22-30%
其他          浓度5%
TiO2含量:5-13%
加硬槽的相对湿度:40-45%
浸渍时间:35-40S
七、镜片提升
将基片在加硬液停留35-40S后作匀速提升
匀速速度:6-8mm/s
八、预固化
将基片放入烘箱内预固化
温度:65-70℃
时间:15-18分钟
九、热固化
将基片放入烘箱内烘烤
温度:115-120℃
时间:3小时
十、镜片安装
取一块清洁的加硬镜片安装到夹具上
对环境的要求
温度:20-25℃
湿度:35-40%
十一、抽真空
将夹具连同镜片放入真空舱内加温抽真空
真空舱的温度:90-95℃
设定真空度:5×10-3Torr
十二、镀膜前镜片预清洗
当真空度达到5×10-3Torr时利用离子释放高纯氩产生离子对镜面表面进行轰出
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5-5A
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
十三、真空镀膜
采用离子辅助镀膜工艺按以下方式镀制一层以上的多层减反射膜。
其步骤是:
1、SiO2(第1层)
蒸发功率:19.5
蒸发率速率:20.0A/S
蒸发厚度:0.58KA
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5-5A
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
2、ZrO2(第2层)
蒸发功率:25
蒸发率速率:6.5A/S
蒸发厚度:0.27KA
3、SiO2(第3层)
蒸发功率:13
蒸发速率:5.0A/S
蒸发厚度:0.18KA
离子源阳极电压:55-60V
离子源阳极电流:4.5-5A
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
4、ZrO2(第4层)
蒸发功率:25
蒸发速率:6.5A/S
蒸发厚度:0.58KA
5、SiO2、(第5层)
蒸发功率:13
蒸发速率:7.0A/S
蒸发厚度:0.74KA
离子源阳极电压:55-60V
离子源灯丝电流:5.5-6A
氩气流量:9SCCM
利用电子枪采用上述方案对镀膜材料熔解,然后再进行蒸发,使得上述
气态的镀膜材料黏附在树脂眼镜片表面,形成多层减反膜。
十四、顶膜(氟化物)
在多层减反射膜外层再增加一层顶膜,利用钼舟热蒸发,使氟化物材料气化,在减反射膜上形成顶膜,厚度约为0.005~0.01um。
其步骤是:
1.抽真空前,将含有氟化物的超硬膜材料放入钼舟内。
2.在镀完多层减反射膜后,对钼舟两极用80~82A电流进行加热,使钼舟的温度达到420~450℃
3.将钼舟内的超硬膜材料充分熔解,蒸发为气态。
4.氟分子从蒸发源转移并沉积在基片上,在减反射膜表面重新排列或键合,最终形成顶膜。
其工艺参数如下:
钼舟电流:80-82A
温度:420-450℃
离子源阳极电压:35-40V
离子源阳极电流:3.5-4A
离子源灯线电流:4.5-5A
氩气流量:4SCCM
经过上述加工,成品即为本发明产品超硬防污树脂眼镜片。

Claims (3)

1、一种超硬防污树脂眼镜片,由树脂眼镜片基片(1)、抗磨损膜(2)、多层减反射膜(3)组成,其特征在于:抗磨损膜(2)是粘附于树脂眼镜片基片上并含有Ti-Si键的硬膜,在多层减反射膜(3)的外表面镀制有一厚度为纳米级尺寸的具有超双疏性性能的薄膜(4)。
2、根据权利要求1所述的一种超硬防污树脂眼镜片,其特征在于多层减反膜(3)厚度0.2-0.4um。
3、根据权利要求1所述的一种超硬防污树脂眼镜片,其特征在于在多层减反射膜(3)上形成的顶膜其厚度为0.005~0.01um。
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