用于制造光学物品的方法以及光学物品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包含多层涂层、特别是减反射涂层的光学物品的领域。具体地，本发明 涉及用于制造包含减反射的逐层涂层的光学物品的方法并且涉及通过此方法得到的包含 减反射的逐层涂层的光学物品，特别是用于眼镜的眼镜片。
[0002] 本发明是基于使用至少一种带电的多糖聚合物与包含至少原硅酸四（2-羟乙基） 酯（THE0S)作为交联剂的基于交联水性溶剂的组合物之间的特定组合，所述组合增强了所 述LbL涂层的机械特性、特别是粘附性。
【背景技术】
[0003] 已知的是，可以将逐层（LbL)涂层装配在来自具有相反电荷的物种的衬底上。更 确切地说，可以将带正电荷和负电荷的聚电解质可交替地沉积在衬底上。
[0004] 为此目的，可以使用相反电荷的至少两种不同的聚电解质溶液、或聚电解质溶液 以及具有相反电荷的纳米颗粒来形成该LbL涂层。
[0005] 通过选择这些层的材料以及沉积过程条件，此类膜可以是抗反射的、亲水的或超 亲水的、疏水的或超疏水的。
[0006] 具有亲水性的LbL涂层还可以具有防雾性。美国专利申请2007/0104922披露了 可以抗反射并且抗雾的超亲水的LbL涂层，如聚（烯丙基胺盐酸盐）/5102的LbL涂层。 [0007] 然而，这些LbL涂层（或者裸露的或者已经被传统的硬质涂层涂覆的）由于高孔 隙率总体上展示出差的机械特性，特别是差的与衬底的粘附性。大多数LbL涂层易于被干 布或湿布擦掉，从而显示出非常差的与衬底的粘附性或者差的涂层自身的内聚性。
[0008] 已经提出了通过一般在高温（典型地在约550°C )下的煅烧处理来提高LbL涂层 的机械特性。与这种溶液相关的缺点是它不可以被施加在任何有机衬底上并且它只适配于 可以承受高温的衬底（像玻璃衬底）。
[0009] 美国专利申请2008/0038458披露了典型地在lOpsi至30psi (即7X104Pa至 21 X 104Pa)的范围内的压力下在小于500°C的温度下Ti02/Si(V^层的水热煅烧，以改进这 些涂层的耐磨损性。此类水热处理影响涂层的防雾特性。
[0010] 最近，在国际申请W0 2012/013739中也已经提出了通过制造光学装置的方法来 改进LbL层的内聚性，该光学装置包含具有带有羟基的主要表面的衬底，该衬底被包含至 少一种羟基化并且氨基官能化的硅氧烷低聚物的中间层涂覆，并且在这一中间层上形成由 至少两个双层组成的防雾的逐层涂层，该逐层涂层通过以下步骤得到：（a)通过施加第一 组合物在该中间层上形成第一层，该第一组合物包含由羧烷基纤维素得到的聚电解质或选 自以下各项的聚电解质：聚丙烯酸（PAA)、聚（甲基丙烯酸）（PMAA)、PAA共聚物、PMAA共聚 物或它们的混合物，（b)通过施加第二组合物在该第一层上形成第二层，该第二组合物在该 第一层包含由羧烷基纤维素或金属氧化物或氧化硅纳米颗粒得到的聚电解质时包含由包 括葡萄糖胺单元的多糖得到的聚电解质，该第二组合物在该第一层包含由PAA、PMAA、PAA 共聚物或PMAA共聚物得到的聚电解质时是用氨基表面官能化的，（c)任选地重复步骤（a) 和（b)至少一次；并且（d)通过用偶联剂的组合物处理来交联该LbL涂层的这些层。根据 该国际申请，该偶联剂选自具有式N (CH3) 2- (CH2) n-N = C = N-CH2CH3的碳二亚胺，其中η是 从2至6的整数，例如像1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺（EDC)。这些偶联剂与 Ν-羟基丁二酰亚胺（NHS)、磺基羟基丁二酰亚胺或Ν-羟基苯并三唑组合使用以增加耦合效 率并且减少副反应。该方法涉及许多步骤，包括将中间层施加到衬底上以促进LbL涂层与 该衬底的粘附性的步骤。
[0011] 本发明提供了提高LbL涂层与衬底的粘附性和/或LbL涂层之间的内聚性的可替 代的并且简单的方法，同时保持涂层的功能特性，如防雾特性。
[0012] 歷
[0013] 本发明的目的是改进多层涂层的机械耐用性、尤其是粘附性同时维持所述涂层的 固有特性、特别是减反射特性。
[0014] 本发明的另一个目的是提供多层涂覆的光学物品，该光学物品具有以上提及的改 进的机械特性而不改变其固有特性，特别是其减反射特性。
[0015] 本发明披露了用于制造包含衬底以及施加在所述衬底的至少一个面上的多层涂 层，特别是多层减反射涂层的光学物品的方法，所述多层涂层包括暴露于环境的最外逐层 (LbL)涂层并且包含至少两个双层。本发明的方法使得有可能在该衬底的表面改进所述 LbL涂层的粘附性和内聚性。本发明的方法的附加的优点包括低温条件（50°C至70°C)，不 改变多层涂层的功能性（例如减反射特性）、短时间（小于或等于3小时）、以及环境友好 (水基/无有机溶剂）方法。
[0016] 根据本发明的方法包括至少以下步骤：
[0017] a)提供未涂覆或经涂覆的衬底，
[0018] b)在所述衬底的至少一面个上形成多层涂层，
[0019] c)在所述多层涂层的最外层上形成暴露于环境的逐层（LbL)涂层，所述LbL涂层 包含至少两个双层，每个双层依次通过以下步骤形成：
[0020] i)施加包含至少一种具有第一电荷的化合物A的第一层组合物；
[0021] ii)将包含至少一种具有第二电荷的化合物B的第二层组合物直接施加到由i)产 生的第一层上，所述第二电荷是与所述第一电荷相反的；
[0022] iii)重复步骤i)和ii)至少一次，
[0023] 其条件是：
[0024] -化合物A和B各自独立地选自多糖聚合物以及金属氧化物如1102和ZrO 2或氧 化硅的胶体，其条件是这些化合物A和B中至少一种是多糖聚合物，
[0025] -所述化合物A和B各自分别是带正电荷或负电荷的，并且
[0026] d)通过用包含至少原硅酸四（2-羟乙基）酯（THE0S)作为交联剂的水性组合物处 理以便引起化合物A与B之间的化学键联来交联所述LbL涂层的双层的第一和第二层。
[0027] 本发明还涉及包含通过实施以上描述的方法可获得的具有多层涂层的衬底的光 学物品。
[0028] 更确切地说，所述光学物品包含衬底、被施加在所述衬底的至少一个面上的多层 涂层，所述多层涂层包括暴露于环境的最外逐层（LbL)涂层，所述LbL涂层包含至少两个双 层，每个双层依次通过以下步骤形成：
[0029] i)施加包含至少一种具有第一电荷的化合物A的第一层组合物；
[0030] ii)将包含至少一种具有第二电荷的化合物B的第二层组合物直接施加到由i)产 生的第一层上，所述第二电荷是与所述第一电荷相反的；
[0031] 其中
[0032] -化合物A和B各自独立地选自多糖聚合物以及金属氧化物如1102和ZrO 2或氧 化硅的胶体，其条件是这些化合物A和B中至少一种是多糖聚合物，
[0033] -所述化合物A和B各自分别是带正电荷或负电荷的，并且
[0034] -使用至少包含原硅酸四（2-羟乙基）酯（THE0S)作为交联剂的水性组合物通过 化合物A与B之间的化学键联来交联所述LbL涂层。
[0035] 在优选的实施例中，所述LbL涂层的每个双层包含：
[0036] a)脱乙酰甲壳质作为化合物A的第一层以及羧甲基纤维素作为化合物B的第二 层；或者
[0037] b)氨基丙基官能化的Si02纳米颗粒作为化合物A的第一层以及羧甲基纤维素作 为化合物B的第二层；或者
[0038] c)脱乙酰甲壳质作为化合物A的第一层以及Si02作为化合物B的第二层。
[0039] 本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细描述中变得明显。
[0040] 详细说明
[0041] 术语"包含"（及其任何语法变化形式，例如"包含（comprises)"和"包含 着（comprising)"），具有"（及其任何语法变化形式，例如"具有（has)"和"具有 着（having) 含有"（及其任何语法变化形式，例如"含有（contains) "和"含有着 (containing) "）、以及包括（及其任何语法变化形式，例如"包括（includes) "和"包括着 (including)"）都是开放式连系动词。它们用于指明其所述特征、整数、步骤或组分或基团 的存在，但不排除一种或多种其其他的特征、整数、步骤或组分或基团的存在或加入。因此， "包含"、"具有"、"含有"或"包括" 一个或多个步骤或要素的方法或方法中的步骤具备所述 一个或多个步骤或要素，但不限于仅具备所述一个或多个步骤或要素。
[0042] 除非另有说明，本文所用表示成分的量、范围、反应条件等等的所有数字或表述在 所有情况下都要理解为由术语"约"修饰。
[0043] 当光学物品包含一个或多个表面涂层时，短语"将涂层沉积到光学物品上"指的是 将涂层或层沉积到该光学物品的最外涂层（即最接近空气的涂层）上。
[0044] 在镜片的一侧"上"的涂层被定义为（a)放置在那一侧上，（b)不需要与那一侧接 触，即可以将一个或多个介于中间的涂层安置于那侧与所讨论的涂层之间，并且（c)不需 要完全覆盖那一侧的涂层。
[0045] 如在此使用的，短语"最后一层"指的是与环境空气接触的单层或多层。
[0046] 如在此使用的，短语"最外涂层"或"最外层"指的是距离衬底最远的涂层或层并 且相反地短语