专利名称：强化薄膜电介质多层粘贴塑胶眼镜片及薄膜强化方法
技术领域：
本发明涉及强化薄膜电介质多层粘贴塑胶眼镜片及薄膜强化方法。
尤其是以塑胶为基板的眼镜片，因为使用高分子材料，其重量比玻璃镜片轻，也不容易碎，作为镜片基板材料被广泛使用。同时，想在塑胶眼镜片的凸面和凹面上形成硬薄膜层，经塑胶镜片表面的加硬处理，达到提高基板的表面硬度的效果。但是，除多层粘贴薄膜的功能外，在可保护薄膜本身的物理性质方面的研究尚且不足。
本发明申请人申请的韩国专利申请号2001-13790及2001-14528发明中曾介绍过，使用具有高折射率和低折射率的电介质，利用薄膜粘贴技术，在眼镜片的凸面和凹面形成多层薄膜而提高可视光线的透射率并具有防紫外线性能的眼镜片。
被粘贴面的热量越高，上述申请中的低反射电介质多层薄膜的被粘贴面和电介质薄膜间的粘贴及结构越均匀，而且更能适应各种外部环境。但是，塑胶眼镜片有不适合高温，易变形的缺点，而且在形成薄膜时，在真空室温度不能高于100℃的状态下进行粘贴，还因塑胶本身物理性质的影响，薄膜粘贴后的结构及物理性质与粘贴于玻璃镜片上的薄膜比较起来，存在其耐磨性差，容易出现缺陷等对外部环境的适应力较弱的缺点。
本发明在粘贴过程中真空室内温度不高于100℃的情况下，把被粘贴面和粘贴面薄膜的粘贴结构均匀化，提高薄膜的粘贴力，在外部环境下，可以割断薄膜的波长变化，也可以提高薄膜的硬度，提供把离子化反映瓦斯的冲击能量，利用于薄膜粘贴的强化薄膜方法。即，以离子束的辅助粘贴方法，将天然结晶质电介质及其保护薄膜多层粘贴于镜片上，形成薄膜，从而不仅提高了硬度、耐久性、耐磨性等物理性质，还防止各种缺陷、提高防污性及最小化外部环境导致的波长变化。
粘贴上述眼镜片的多层薄膜电介质时，为了提高薄膜的粘贴力及薄膜结构的均匀性，通过离子束辅助粘贴方法，将离子化的反映气体冲击能量施加于薄膜。
本发明中的电介质多层薄膜眼镜片对可调整可视光线范围波长的反射强度或投射度的功能性眼镜片或防紫外线用眼镜片非常有用。
本发明中作为薄膜材料而使用的低折射率电介质，没有使用以传统的Sol-Gel法人工合成的具有化学结构组成物的电介质，而是使用结晶结构的天然结晶质电介质。例如，人工合成的SiO2和自然产出的石英在低折射率及化学上具有共同点，但是在结晶结构方面来说，合成的SiO2是无定型的，在自然界产出的石英却具有六方晶系的结晶结构。在硬度上来说，自然成形的石英的Moss硬度为7左右。上述天然结晶质石英可以从天然石英或天然石上采取。
作为本发明中低折射率电介质，将天然结晶质电介质作为眼镜片的薄膜使用时，具有可大副提高薄膜硬度的特点，而且，通过提高眼镜片多层薄膜的硬度，具有耐磨性，减少外部损伤。
将上述天然结晶质低折射率电介质粘贴于眼镜片凸面时，对塑胶眼镜片(1)进行加硬膜(2a，2b)处理后，在其表面粘贴天然结晶质低折射率电介质(3a)，再在其表面粘贴高折射率电介质(4a)。此高折射率电介质(4a)可以使用ZrO2，也可以使用折射率相似的电介质代替折射率为2.06的ZrO2，可使用折射率相似且形成的薄膜结构类似的TiO2(n＝2.2)，ITO(n＝2.2)，Y2O3(n＝1.82)，ZnS(n＝2.35)，La2O3(n＝1.95)。
天然结晶结构的低折射率电介质和高折射率电介质的排列顺序，根据被选择电介质的折射率而决定粘贴顺序，电介质薄膜的厚度是根据薄膜的设计，以适当的厚度形成电介质薄膜。
这样的电介质排列顺序及厚度可以用各波长范围的光学导入来计算，也可以根据制造薄膜的目的而制作。通常，以基准波长的1/4长度为准，对此长度进行微量改变而设计。
结束电介质薄膜的粘贴后，在最表层电介质薄膜上增加具有滑性的薄膜，从而提高耐磨性，缓和外部刮痕的冲击。作为上述滑性物质，可以使用多氟甲基、多氟乙荃、多氟丙基等多氟烷基，这些物质内都含有氟素(-F)，因此使用在薄膜形成上，可使薄膜表面滑性良好，防止因灰尘、汗、油脂等眼镜片被弄脏的现象，也具有容易清洗污染物质的特征。
上述多层粘贴电介质薄膜结构的主要目的为提高校正视力用眼镜片的透过率，但通过上述薄膜结构，可拥有耐磨性等较强的外部环境适应力及周密、坚固结构。
与上述在眼镜片凸面上粘贴多层薄膜同样的方法，在镜片后面(-)即涂上硬膜(2b)的凹面上粘贴低折射率的天然结晶质电介质(3b)，使其能够阻拦短波长范围的透过率，再在其表面粘贴高折射率电介质ZrO2薄膜层(6b)及天然结晶质电介质(7b)，防止在凸面反射颜色的影响的同时，其结构设计或能确保明亮视野的低反射结构，并与凸面一样在电介质薄膜的表面上形成含有氟素的滑性薄膜(8b)。
对本发明中的眼镜片薄膜强化方法，具体说明如下。硬膜涂层本发明中使用的基板为塑胶镜片，是具有1.5～1.7折射率的中折射或是高折射镜片。
为了增强硬膜，使用上述镜片，以Dip coating方式在镜片的凸面和凹面上进行硬膜涂层。涂层物质为具有1.55～1.62范围折射率的二氧化硅系列的硬膜，根据使用的基板种类，以2～3μm厚度涂于镜片上。电介质薄膜多层粘贴把上述基板放入真空室内后，使用真空泵真空减压到1.0×10-5Torr之后，并利用氩等反映气体，以由镜片蚀刻方法实施原子单位洗涤，从而得到最佳薄膜紧贴效果。之后，通过使用许可高压的灯丝热电子的电子束方式，冲突电介质，将分子单位的均匀电介质薄膜粘贴在基板上。
图1及图2为在塑胶眼镜片前后面上形成天然结晶结构的电介质及折射率电介质的断面图及侧面图，+为凸面部分，-为凹面部分。
粘贴上述所有电介质薄膜时，在利用离子化氩或氧等的反映气体的离子束而粘贴的电介质表面上，冲突较强的离子能量，除去薄膜的支柱结构，同时提高薄膜层叠密度。上述反映气体为离子化能量较大的离子气体，具有把较强的离子能量用于电介质粘贴上的特点。使用这样的反映气体，减少薄膜的支柱结构、增加层叠密度，则能提高各个电介质薄膜之间的粘贴力，同时，能够减少电介质之间的表面粗糙现象，从而能够得到均匀的电介质薄膜。以这种方法粘贴的薄膜，在外部环境下，可以阻拦薄膜波长的变化，并通过与上述天然结晶质电介质的有机结合，提高电介质薄膜自身的硬度。
可以同样目的实施的类似的方法有，可以产生等离子体的等离子体产生设备，在粘贴方法上除了物理动态粘贴外，也可以使用反映化学气体的化学动态粘贴方法。
下面通过实施例详细地说明本发明，但本发明的范围并不线定于下面完成上述电介质薄膜的粘贴工作后，以与上述年贴过程同样的条件，使用多氟甲基高分子物质，在镜片的前后面形成韩有氟素的薄膜而进行最后工作。[表1]为了形成颜色而被粘贴的薄膜的光学厚度
比较例1除了将现有的人工合成无定形SiO2电介质作为低折射率电介质薄膜材料使用、以离子化氧气的离子束辅助粘贴作为粘贴方法、省略形成含有氟素的薄膜之外，采用了与上述实施例1同样的方法。实验例1实验方法以一端研磨成圆形的重量为200g的Steel Bar，根据上述实施例1以及比较例1，往返30次粘贴电介质薄膜的镜片的前面而进行了观察，其结果如表2。从上述结果可知，通过本发明，可显著减少多层薄膜眼镜片缺陷的产生。
实验例2耐温水性实验在热蒸汽上将实施例1及比较例1中的多层薄膜塑胶眼镜片放置30分钟后，观察了多层薄膜塑胶眼镜片的表面状态。[表3]从上述结果可知，本发明中多层薄膜塑胶眼镜片与现有的眼镜片比
较，几乎不出现因外部温度导致的薄膜波长的变化。实验例3通过注射电子显微镜(制作社Olympus，模型名Olympus BX60FS)比较上述实施例1及比较例1中的多层薄膜眼镜片的层叠状态及界面的均匀性的结果，如图3a及图3b中显示，本发明中形成于塑胶眼镜片上的电介质薄膜比现有电介质薄膜的层叠状态安定，界面均匀性良好，能够缓和表面的粗糙现象。实验例4为了比较上述实施例1及比较例1的多层薄膜眼镜片的表面硬度，在各表面上施加从1N到10N为止的力量而移动5mm的距离，并比较薄膜的破损程度的结果，图4a及图4b所示，本发明中电介质薄膜眼镜片的抗破损性更佳。
如上所述，本发明中强化薄膜的眼镜片通过形成天然结晶结构电介质及含有氟素的薄膜，提高了薄膜的硬度、耐久性及耐磨性等物理性质，并解决了因外部冲击导致的薄膜破损及因指纹、油脂、汗等脏物引起的眼镜片表面的污染问题。
本发明通过上述薄膜强化方法，将离子化能量较大的氩、氧等的反映气体利用于离子束辅助粘贴上，在低于100℃状态的低温下也提高可薄膜结构的均匀化及薄膜粘贴力。因此，在外部环境下也能克服因温度变化等导致的波长变化，并通过与天然结晶质电介质材料的有机结合，更能增加眼镜片的硬度。
权利要求
1.一种强化薄膜电介质多层粘贴塑胶眼镜片，在具有硬膜涂层的塑胶眼镜片上交叉粘贴了具有低折射率和高折射率的电介质，其特征在于为了提高薄膜的硬度和耐磨性，通过将具有低折射率的天然结晶质电介质(3a，3b，5a，5b，7a，7b)与具有高折射率的电介质(4a，4b，6a，6b)交叉粘贴在眼镜片(1)的凸面(+)和凹面(-)上的多层粘贴方法，形成薄膜后，为了增添滑性，在上述电介质薄膜的最终表面上形成含有氟素的薄膜层(8a，8b)。
2.根据权利要求1所述的强化薄膜电介质多层粘贴塑胶眼镜片，其特征为上述天然结晶质使用石英。
3.一种电介质多层粘贴的薄膜强化方法，其特征为电介质多层粘贴时，为了提高薄膜粘贴力及薄膜结构均匀性，使用离子化能量较大的反映气体而给薄膜施加冲击能量的离子束辅助粘贴方法，并通过上述离子束辅助粘贴方法，形成天然结晶质电介质及含有氟素的薄膜。
全文摘要
本发明涉及强化薄膜电介质多层粘贴塑胶眼镜片及薄膜强化方法。该强化薄膜电介质多层粘贴塑胶镜片的电介质是为了提高镜片凹凸面上的多重薄膜的硬度、耐磨性。它把天然结晶质电介质与高折射率的电介质交叉粘贴后，在其最终表面上形成含有氟基的滑性物质，从而缓和因外部冲击造成的损伤并防止污染物质。粘贴上述电介质薄膜时，通过使用离子化能量较大的反映气体的离子束辅助粘贴方法，提高薄膜结构的均匀性和薄膜的粘贴性，不但加强了电介质薄膜的物理性质，同时克服了因温度变化而出现的波长变化。
文档编号B29D11/00GK1431094SQ03103308
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月22日 优先权日2002年4月4日
发明者裴在九, 玄盛焕 申请人:韩独Optec(株)