專(zhuān)利名稱(chēng)：強(qiáng)化薄膜電介質(zhì)多層粘貼塑膠眼鏡片及薄膜強(qiáng)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及強(qiáng)化薄膜電介質(zhì)多層粘貼塑膠眼鏡片及薄膜強(qiáng)化方法。
尤其是以塑膠為基板的眼鏡片，因?yàn)槭褂酶叻肿硬牧?，其重量比玻璃鏡片輕，也不容易碎，作為鏡片基板材料被廣泛使用。同時(shí)，想在塑膠眼鏡片的凸面和凹面上形成硬薄膜層，經(jīng)塑膠鏡片表面的加硬處理，達(dá)到提高基板的表面硬度的效果。但是，除多層粘貼薄膜的功能外，在可保護(hù)薄膜本身的物理性質(zhì)方面的研究尚且不足。
本發(fā)明申請(qǐng)人申請(qǐng)的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?001-13790及2001-14528發(fā)明中曾介紹過(guò)，使用具有高折射率和低折射率的電介質(zhì)，利用薄膜粘貼技術(shù)，在眼鏡片的凸面和凹面形成多層薄膜而提高可視光線(xiàn)的透射率并具有防紫外線(xiàn)性能的眼鏡片。
被粘貼面的熱量越高，上述申請(qǐng)中的低反射電介質(zhì)多層薄膜的被粘貼面和電介質(zhì)薄膜間的粘貼及結(jié)構(gòu)越均勻，而且更能適應(yīng)各種外部環(huán)境。但是，塑膠眼鏡片有不適合高溫，易變形的缺點(diǎn)，而且在形成薄膜時(shí)，在真空室溫度不能高于100℃的狀態(tài)下進(jìn)行粘貼，還因塑膠本身物理性質(zhì)的影響，薄膜粘貼后的結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)與粘貼于玻璃鏡片上的薄膜比較起來(lái)，存在其耐磨性差，容易出現(xiàn)缺陷等對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)力較弱的缺點(diǎn)。
本發(fā)明在粘貼過(guò)程中真空室內(nèi)溫度不高于100℃的情況下，把被粘貼面和粘貼面薄膜的粘貼結(jié)構(gòu)均勻化，提高薄膜的粘貼力，在外部環(huán)境下，可以割斷薄膜的波長(zhǎng)變化，也可以提高薄膜的硬度，提供把離子化反映瓦斯的沖擊能量，利用于薄膜粘貼的強(qiáng)化薄膜方法。即，以離子束的輔助粘貼方法，將天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)及其保護(hù)薄膜多層粘貼于鏡片上，形成薄膜，從而不僅提高了硬度、耐久性、耐磨性等物理性質(zhì)，還防止各種缺陷、提高防污性及最小化外部環(huán)境導(dǎo)致的波長(zhǎng)變化。
粘貼上述眼鏡片的多層薄膜電介質(zhì)時(shí)，為了提高薄膜的粘貼力及薄膜結(jié)構(gòu)的均勻性，通過(guò)離子束輔助粘貼方法，將離子化的反映氣體沖擊能量施加于薄膜。
本發(fā)明中的電介質(zhì)多層薄膜眼鏡片對(duì)可調(diào)整可視光線(xiàn)范圍波長(zhǎng)的反射強(qiáng)度或投射度的功能性眼鏡片或防紫外線(xiàn)用眼鏡片非常有用。
本發(fā)明中作為薄膜材料而使用的低折射率電介質(zhì)，沒(méi)有使用以傳統(tǒng)的Sol-Gel法人工合成的具有化學(xué)結(jié)構(gòu)組成物的電介質(zhì)，而是使用結(jié)晶結(jié)構(gòu)的天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)。例如，人工合成的SiO2和自然產(chǎn)出的石英在低折射率及化學(xué)上具有共同點(diǎn)，但是在結(jié)晶結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō)，合成的SiO2是無(wú)定型的，在自然界產(chǎn)出的石英卻具有六方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在硬度上來(lái)說(shuō)，自然成形的石英的Moss硬度為7左右。上述天然結(jié)晶質(zhì)石英可以從天然石英或天然石上采取。
作為本發(fā)明中低折射率電介質(zhì)，將天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)作為眼鏡片的薄膜使用時(shí)，具有可大副提高薄膜硬度的特點(diǎn)，而且，通過(guò)提高眼鏡片多層薄膜的硬度，具有耐磨性，減少外部損傷。
將上述天然結(jié)晶質(zhì)低折射率電介質(zhì)粘貼于眼鏡片凸面時(shí)，對(duì)塑膠眼鏡片(1)進(jìn)行加硬膜(2a，2b)處理后，在其表面粘貼天然結(jié)晶質(zhì)低折射率電介質(zhì)(3a)，再在其表面粘貼高折射率電介質(zhì)(4a)。此高折射率電介質(zhì)(4a)可以使用ZrO2，也可以使用折射率相似的電介質(zhì)代替折射率為2.06的ZrO2，可使用折射率相似且形成的薄膜結(jié)構(gòu)類(lèi)似的TiO2(n＝2.2)，ITO(n＝2.2)，Y2O3(n＝1.82)，ZnS(n＝2.35)，La2O3(n＝1.95)。
天然結(jié)晶結(jié)構(gòu)的低折射率電介質(zhì)和高折射率電介質(zhì)的排列順序，根據(jù)被選擇電介質(zhì)的折射率而決定粘貼順序，電介質(zhì)薄膜的厚度是根據(jù)薄膜的設(shè)計(jì)，以適當(dāng)?shù)暮穸刃纬呻娊橘|(zhì)薄膜。
這樣的電介質(zhì)排列順序及厚度可以用各波長(zhǎng)范圍的光學(xué)導(dǎo)入來(lái)計(jì)算，也可以根據(jù)制造薄膜的目的而制作。通常，以基準(zhǔn)波長(zhǎng)的1/4長(zhǎng)度為準(zhǔn)，對(duì)此長(zhǎng)度進(jìn)行微量改變而設(shè)計(jì)。
結(jié)束電介質(zhì)薄膜的粘貼后，在最表層電介質(zhì)薄膜上增加具有滑性的薄膜，從而提高耐磨性，緩和外部刮痕的沖擊。作為上述滑性物質(zhì)，可以使用多氟甲基、多氟乙荃、多氟丙基等多氟烷基，這些物質(zhì)內(nèi)都含有氟素(-F)，因此使用在薄膜形成上，可使薄膜表面滑性良好，防止因灰塵、汗、油脂等眼鏡片被弄臟的現(xiàn)象，也具有容易清洗污染物質(zhì)的特征。
上述多層粘貼電介質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)的主要目的為提高校正視力用眼鏡片的透過(guò)率，但通過(guò)上述薄膜結(jié)構(gòu)，可擁有耐磨性等較強(qiáng)的外部環(huán)境適應(yīng)力及周密、堅(jiān)固結(jié)構(gòu)。
與上述在眼鏡片凸面上粘貼多層薄膜同樣的方法，在鏡片后面(-)即涂上硬膜(2b)的凹面上粘貼低折射率的天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)(3b)，使其能夠阻攔短波長(zhǎng)范圍的透過(guò)率，再在其表面粘貼高折射率電介質(zhì)ZrO2薄膜層(6b)及天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)(7b)，防止在凸面反射顏色的影響的同時(shí)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或能確保明亮視野的低反射結(jié)構(gòu)，并與凸面一樣在電介質(zhì)薄膜的表面上形成含有氟素的滑性薄膜(8b)。
對(duì)本發(fā)明中的眼鏡片薄膜強(qiáng)化方法，具體說(shuō)明如下。硬膜涂層本發(fā)明中使用的基板為塑膠鏡片，是具有1.5～1.7折射率的中折射或是高折射鏡片。
為了增強(qiáng)硬膜，使用上述鏡片，以Dip coating方式在鏡片的凸面和凹面上進(jìn)行硬膜涂層。涂層物質(zhì)為具有1.55～1.62范圍折射率的二氧化硅系列的硬膜，根據(jù)使用的基板種類(lèi)，以2～3μm厚度涂于鏡片上。電介質(zhì)薄膜多層粘貼把上述基板放入真空室內(nèi)后，使用真空泵真空減壓到1.0×10-5Torr之后，并利用氬等反映氣體，以由鏡片蝕刻方法實(shí)施原子單位洗滌，從而得到最佳薄膜緊貼效果。之后，通過(guò)使用許可高壓的燈絲熱電子的電子束方式，沖突電介質(zhì)，將分子單位的均勻電介質(zhì)薄膜粘貼在基板上。


圖1及圖2為在塑膠眼鏡片前后面上形成天然結(jié)晶結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)及折射率電介質(zhì)的斷面圖及側(cè)面圖，+為凸面部分，-為凹面部分。
粘貼上述所有電介質(zhì)薄膜時(shí)，在利用離子化氬或氧等的反映氣體的離子束而粘貼的電介質(zhì)表面上，沖突較強(qiáng)的離子能量，除去薄膜的支柱結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高薄膜層疊密度。上述反映氣體為離子化能量較大的離子氣體，具有把較強(qiáng)的離子能量用于電介質(zhì)粘貼上的特點(diǎn)。使用這樣的反映氣體，減少薄膜的支柱結(jié)構(gòu)、增加層疊密度，則能提高各個(gè)電介質(zhì)薄膜之間的粘貼力，同時(shí)，能夠減少電介質(zhì)之間的表面粗糙現(xiàn)象，從而能夠得到均勻的電介質(zhì)薄膜。以這種方法粘貼的薄膜，在外部環(huán)境下，可以阻攔薄膜波長(zhǎng)的變化，并通過(guò)與上述天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)的有機(jī)結(jié)合，提高電介質(zhì)薄膜自身的硬度。
可以同樣目的實(shí)施的類(lèi)似的方法有，可以產(chǎn)生等離子體的等離子體產(chǎn)生設(shè)備，在粘貼方法上除了物理動(dòng)態(tài)粘貼外，也可以使用反映化學(xué)氣體的化學(xué)動(dòng)態(tài)粘貼方法。
下面通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并不線(xiàn)定于下面完成上述電介質(zhì)薄膜的粘貼工作后，以與上述年貼過(guò)程同樣的條件，使用多氟甲基高分子物質(zhì)，在鏡片的前后面形成韓有氟素的薄膜而進(jìn)行最后工作。[表1]為了形成顏色而被粘貼的薄膜的光學(xué)厚度

比較例1除了將現(xiàn)有的人工合成無(wú)定形SiO2電介質(zhì)作為低折射率電介質(zhì)薄膜材料使用、以離子化氧氣的離子束輔助粘貼作為粘貼方法、省略形成含有氟素的薄膜之外，采用了與上述實(shí)施例1同樣的方法。實(shí)驗(yàn)例1實(shí)驗(yàn)方法以一端研磨成圓形的重量為200g的Steel Bar，根據(jù)上述實(shí)施例1以及比較例1，往返30次粘貼電介質(zhì)薄膜的鏡片的前面而進(jìn)行了觀察，其結(jié)果如表2。從上述結(jié)果可知，通過(guò)本發(fā)明，可顯著減少多層薄膜眼鏡片缺陷的產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)例2耐溫水性實(shí)驗(yàn)在熱蒸汽上將實(shí)施例1及比較例1中的多層薄膜塑膠眼鏡片放置30分鐘后，觀察了多層薄膜塑膠眼鏡片的表面狀態(tài)。[表3]從上述結(jié)果可知，本發(fā)明中多層薄膜塑膠眼鏡片與現(xiàn)有的眼鏡片比

較，幾乎不出現(xiàn)因外部溫度導(dǎo)致的薄膜波長(zhǎng)的變化。實(shí)驗(yàn)例3通過(guò)注射電子顯微鏡(制作社Olympus，模型名Olympus BX60FS)比較上述實(shí)施例1及比較例1中的多層薄膜眼鏡片的層疊狀態(tài)及界面的均勻性的結(jié)果，如圖3a及圖3b中顯示，本發(fā)明中形成于塑膠眼鏡片上的電介質(zhì)薄膜比現(xiàn)有電介質(zhì)薄膜的層疊狀態(tài)安定，界面均勻性良好，能夠緩和表面的粗糙現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)例4為了比較上述實(shí)施例1及比較例1的多層薄膜眼鏡片的表面硬度，在各表面上施加從1N到10N為止的力量而移動(dòng)5mm的距離，并比較薄膜的破損程度的結(jié)果，圖4a及圖4b所示，本發(fā)明中電介質(zhì)薄膜眼鏡片的抗破損性更佳。
如上所述，本發(fā)明中強(qiáng)化薄膜的眼鏡片通過(guò)形成天然結(jié)晶結(jié)構(gòu)電介質(zhì)及含有氟素的薄膜，提高了薄膜的硬度、耐久性及耐磨性等物理性質(zhì)，并解決了因外部沖擊導(dǎo)致的薄膜破損及因指紋、油脂、汗等臟物引起的眼鏡片表面的污染問(wèn)題。
本發(fā)明通過(guò)上述薄膜強(qiáng)化方法，將離子化能量較大的氬、氧等的反映氣體利用于離子束輔助粘貼上，在低于100℃狀態(tài)的低溫下也提高可薄膜結(jié)構(gòu)的均勻化及薄膜粘貼力。因此，在外部環(huán)境下也能克服因溫度變化等導(dǎo)致的波長(zhǎng)變化，并通過(guò)與天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)材料的有機(jī)結(jié)合，更能增加眼鏡片的硬度。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)化薄膜電介質(zhì)多層粘貼塑膠眼鏡片，在具有硬膜涂層的塑膠眼鏡片上交叉粘貼了具有低折射率和高折射率的電介質(zhì)，其特征在于為了提高薄膜的硬度和耐磨性，通過(guò)將具有低折射率的天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)(3a，3b，5a，5b，7a，7b)與具有高折射率的電介質(zhì)(4a，4b，6a，6b)交叉粘貼在眼鏡片(1)的凸面(+)和凹面(-)上的多層粘貼方法，形成薄膜后，為了增添滑性，在上述電介質(zhì)薄膜的最終表面上形成含有氟素的薄膜層(8a，8b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化薄膜電介質(zhì)多層粘貼塑膠眼鏡片，其特征為上述天然結(jié)晶質(zhì)使用石英。
3.一種電介質(zhì)多層粘貼的薄膜強(qiáng)化方法，其特征為電介質(zhì)多層粘貼時(shí)，為了提高薄膜粘貼力及薄膜結(jié)構(gòu)均勻性，使用離子化能量較大的反映氣體而給薄膜施加沖擊能量的離子束輔助粘貼方法，并通過(guò)上述離子束輔助粘貼方法，形成天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)及含有氟素的薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及強(qiáng)化薄膜電介質(zhì)多層粘貼塑膠眼鏡片及薄膜強(qiáng)化方法。該強(qiáng)化薄膜電介質(zhì)多層粘貼塑膠鏡片的電介質(zhì)是為了提高鏡片凹凸面上的多重薄膜的硬度、耐磨性。它把天然結(jié)晶質(zhì)電介質(zhì)與高折射率的電介質(zhì)交叉粘貼后，在其最終表面上形成含有氟基的滑性物質(zhì)，從而緩和因外部沖擊造成的損傷并防止污染物質(zhì)。粘貼上述電介質(zhì)薄膜時(shí)，通過(guò)使用離子化能量較大的反映氣體的離子束輔助粘貼方法，提高薄膜結(jié)構(gòu)的均勻性和薄膜的粘貼性，不但加強(qiáng)了電介質(zhì)薄膜的物理性質(zhì)，同時(shí)克服了因溫度變化而出現(xiàn)的波長(zhǎng)變化。
文檔編號(hào)B29D11/00GK1431094SQ03103308
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者裴在九, 玄盛煥 申請(qǐng)人:韓獨(dú)Optec(株)