用于生产具有改进的防污特性的光学物品的方法_4

文档序号:8926908阅读:来源:国知局
br>[0113] 总体上,减反射、疏水的和/或防油涂层通过蒸发施用,在真空钟中,这使得有可 能依次进行所有的操作,而不在两个步骤之间不适当地处理这些玻璃。
[0114] 有利地,将材料Ml和M2顺序地沉积到基底的表面上,并且遵循M1、然后M2的顺 序。
[0115] 在本发明方法的每个步骤中,使该基底在减压(优选次级真空)下暴露于第一和 第二材料的材料。
[0116] 优选地,使用Ml和M2的高温汽化。
[0117] 第一和第二材料沉积各自的温度对于它们的汽化和在基底上的沉积应该是适当 的。
[0118] 计算暴露的持续时间以便获得该层的受控的厚度。然而,如指示的对于Ml和M2 层的每一个在实验部分给出的层厚度值是计算值,对应于程控的暴露时间和沉积速度,这 些计算值高于在实践中沉积的厚度(可以通过经典方法在最终的涂覆的基底上测量的实 际沉积厚度)。
[0119] 对于M2材料的厚度不高于Ml材料的厚度,获得了本发明的最好的结果。
[0120] 优选地,在以小于1、优选小于0. 8的[M2层物理厚度]/[Ml层物理厚度]厚度比 形成Ml和M2层的这样的条件下沉积Ml和M2。
[0121] 当M2沉积在不存在先前施用材料Ml的沉积下直接在一个基底上进行时,此M2层 不提供该基底的疏油或疏水特性的显著改进。出人意料地,已经观察到在以上已经披露的 条件下的Ml和M2的顺序施用提供了基底的表面能的显著改进(降低),与仅包含Ml沉积 物的基底相比。
[0122] 诸位发明人已经将那些光学物品的疏水和/或疏油特性与产生自现有技术方法 (不同仅在于M2材料的沉积步骤被省略)的物品的那些进行了比较。出人意料地,他们已 经观察到产生自本发明方法的物品与产生自现有技术方法的物品相比具有优异的疏水和/ 或疏油特性以及那些特性的改进的耐久性。可以将携带通过本发明的方法获得的涂层的基 底与仅涂覆有一层Ml材料且具有相同厚度的相同基底进行比较。然后已经观察到与现有 技术相比,本发明的产品的疏水性、疏油性和耐久性被改进。
[0123] 在本发明的一个实施例中,Ml和M2已经沉积到其上的镜片,一旦从真空机器中移 出后,在其表面上经受机械作用如用一块布或纸巾擦拭。
[0124] 该擦拭可以是干擦拭或在液体溶剂(如醇或基于水的溶剂,优选使用醇)存在下 的擦拭。
[0125] 异丙醇是一个典型的实例。
[0126] 该液体溶剂可以施用在镜片的表面上并且然后擦拭该表面。和/或该擦拭还可以 使用浸渍有该溶剂的布或纸巾进行。该擦拭总体上通过来回移动进行。
[0127] 该机械作用可以典型地用一块WIPALL?布或软Selwyt?纸巾进行。
[0128] 该机械作用优选地在将该镜片从该真空机器中移出之后几分钟后、更优选在30 分钟后、更好地在1小时后进行。有可能在擦拭该镜片的表面之前等待几天。
[0129] 此类机械作用可以增强镜片的疏水特性,即获得较低的与水的静态接触角。
[0130] 本发明的方法有利地产生了涂覆有一个最外层的光学物品,这些光学物品具 有低于或等于14mJ/m2、更优选低于或等于13mJ/m2并且甚至更优选低于或等于12mJ/ m2的表面能(这些表面能是根据在以下参考文献中披露的欧文斯-温特(Owens-Wendt) 方法计算的:"聚合物表面能的估算(Estimationofthesurfaceforceenergyof polymers)",OwensD.K.,WendtR.G.,应用聚合物科学期刊(J.Appl.Polym.Sci),1969, 13,1741-1747)。
[0131] 实验
[0132] 1-材料与方法:
[0133] -镜片:
[0134]使用了Orma?1.5 (有机镜片),带有按所述顺序在基底上涂覆的耐磨和减反射 涂层(具有(Si02)上层):使用的光学物品包含一个基底0RMAESSIL0R镜片,该镜片具有 65mm直径、具有-2. 00屈光度倍率和1. 2mm的厚度,在两面上涂覆有一个耐磨和/或耐划伤 涂层(硬质涂层)(在专利EP0614957的实例3中披露的)(折射率1. 50),基于GLYM0和 DMDES的水解产物、胶体二氧化硅和乙酰基丙酮酸铝,以及一个减反射涂层。
[0135] 该耐磨涂层是通过包含按重量计以下各项的一种组合物的沉积和固化获得的: 224份的GLYM0、80. 5份的HC1 0. 1N、120份的DMDES、718份的在甲醇中30重量%的胶体 二氧化硅、15份的乙酰基丙酮酸铝以及44份的乙二醇一乙醚。该组合物还包含按重量计 0. 1 %的表面活性剂FLU0RAD?FC-430K)(3M),如相对于该组合物的总重量。将这种耐磨涂 层直接地沉积到这个基底上。
[0136] _沉积这些层:
[0137] 使用的真空处理机器是来自巴尔查斯公司(Balzers)的BAK2机器(配备有一个 电子枪、一个离子枪和两个具有焦耳效应的蒸发源)。
[0138] 将这些镜片置于一个配有旨在容纳待处理镜片的圆形开口的圆盘传送带 (carrousel)上,凹侧面向蒸发源和离子枪。进行抽真空直至达到次级真空。然后,使用电 子枪进行减反射涂层材料的连续蒸发。
[0139] 接着,通过焦耳效应热蒸发AR涂覆组合物、Ml和M2化合物。
[0140]层Ml:
[0141] 按以下条件沉积一层0PT00LDSX?(由大金工业公司商品化的)。
[0142] 将给定量的0PT00LDSX?置于一个铜密闭容器(capsule)中,该铜密闭容器进而 置于一个焦耳效应舟(钽舟)中。通过蒸发沉积5至20nm厚的疏水和疏油涂层。
[0143]层M2:
[0144] 按相同的条件沉积一种亲水化合物Gelest1 (由Gelest公司商品化的)。
[0145] 可替代地,0F110?可以用作M2材料。
[0146] -试验:
[0147] 〇前进角和后退角的测量:
[0148] 前进和后退接触角以及滞后根据斜板法测量,该方法在将固体表面典型地从0° 倾斜至90°直到一个座滴滚离的同时捕获该液滴的左右两侧上的接触角测量值。
[0149] 由于将表面倾斜,重力引起下坡侧上的接触角增大,而上坡侧上的接触角减小。
[0150] 捕获最后的有效读数并且它们通常表示前进和后退接触角。
[0151] 这些接触角分别称为前进和后退角。它们之间的差异是接触角滞后。
[0152] 更确切地说,该试验在于将一个25微升液滴沉积在置于平台上的镜片上。然后将 该平台以恒定速度倾斜这样使得将该镜片置于不同的角度。在该液滴开始移动后,采取第 一次测量。
[0153] 该测量由以下项组成:前进角(该液滴的前面)、后退角(该液滴的后面)、滞后 (前面与后面之间的差异)以及该平台的角度。
[0154] 实例1至4以及对比实例1至3:
[0155] 用层Ml和M2的不同沉积处理若干眼科镜片。
[0156] 那些层的组成和厚度在表1中给出。在实验部分,厚度必须理解为用于该方法的 机器厚度,即,考虑到程控的暴露时间和沉积速度的机器上的程控厚度,除了当作为实际/ 真实物理厚度提及这些厚度时(基底上的一个沉积层的实际物理厚度(实际测量的)实际 上低于程控的厚度。)。
[0157]表 1:l_0ptoolDSX和2-Gelest1 的双步骤蒸发
[0159] *CX=凸面
[0160] 在本发明的所有实例中,实际的物理厚度(可以在Woolam椭圆偏振计上使用柯西 模式(Cauchymodel)测量)是7至9nm(对于19nm的程控的机器厚度)、4至5nm(对于 15nm的程控厚度)以及约1至3nm(对于10nm的程控厚度)的OptoolDSX?〇
[0161] 测量那些样品与水的动态接触角并且将其呈现在表2中:
[0163]表 2
[0164] 获得了很好的疏水性水平。
[0165]出人意料的是获得了如此良好的疏水特性,尽管存在亲水材料。
[0166] 用十六烷实施其他接触角测量以评估那些表面的疏油性(表3):
[0167] 对比实例1对应于商业AR涂覆的镜片,该镜片在该AR堆积物上具有约3nm实际 物理厚度的0PT00LDSX?(M1材料)单层。
[0170] * 对比
[0171]表 3
[0172] 为了比较,下面报告了施用在相同基底上的单层顶涂层Ml或M2的去离子水的动 态接触角:
[0173]-对比实例2
[0174]仅施用Ml= 0PT00LDSX?(19nm程控厚度,S卩7至9nm实际物理厚度)。
[0175] 前进接触角:121.6 °
[0176] 后退接触角:107°
[0177] 工作台角度:21°
[0178]滞后:14. 5°
[0179]-对比实例3
[0180]仅施用M2 =Gelest1。
[0181] 液滴不移动。
[0182] 从以上披露的结果,可以观察到通过蒸发亲水分子如Gelest1,这些2-步顶涂覆 的镜片的表面的动态接触角是类似的并且甚至比由纯OptoolDSX?材料顶涂覆的镜片的动 态接触角稍微更好(滞后更小,小的滞后是所希望的)。
[0183] 如可以在十六烷接触角试验中注意到的,具有双步骤沉积顶涂层的样品具有比参 比样品更尚的疏油性。
[0184]实例 5:
[0185] 实
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