CN100478740C - 覆盖有静电薄膜的眼科镜片以及对该镜片进行修边的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及覆盖有静电薄膜的眼科镜片以及对该镜片进行修边的方法。本发明的光学镜片具有临时性保护层,该临时性保护层包括至少一个可通过摩擦或接触以机械的方式改变的外层,并且该外层覆盖有通过静电粘附到其上的可剥离薄膜。本发明适用于眼科镜片。
Description
技术领域
本发明总体涉及一种光学镜片,更具体地涉及一种眼科镜片,该镜片具有包括临时性保护镀层并且在该镀层上还覆盖可剥离的静电薄膜的主表面。
背景技术
光学镜片-更具体地是眼科镜片-由一系列确定镜片凸光学表面和凹光学表面几何形状的模制和/或表面加工/平滑化步骤制成,并且随后进行适当的表面处理。
眼科镜片的最后完工步骤是修边操作,该修边操作包括加工出镜片的边缘或周缘以便根据所需要的尺寸确定镜片的形状,从而使该镜片适合待装设在其中的镜框。
通常,在包括金刚石砂轮的磨床上进行修边,该金刚石砂轮执行上述加工步骤。
在这种操作中,通过轴向作用的防松件保持镜片。
通常数字化地监控镜片相对于砂轮的相对运动,以提供所希望的形状。
显然,进行这种运动时牢固地保持镜片非常必要。
为此,在进行修边操作前进行镜片防松步骤,即将保持装置或卡盘定位在镜片的凸面上。
在卡盘和镜片的凸面之间设置如自粘性片状件的保持衬垫,例如双面胶带。
这样设置的镜片定位在上述轴向防松件中的一个上,然后第二轴向防松件通过通常由弹性体制成的靠接件在镜片的凹面夹住镜片。
在上述加工步骤中,在镜片上产生切向扭转应力,如果镜片保持装置不充分有效,所述应力将导致镜片相对于卡盘转动。
镜片的良好保持主要取决于在保持衬垫与镜片的凸面接触面之间的良好粘附。
最后形成的眼科镜片通常包括用于改变表面能的有机或无机外层,例如抗污垢的疏水镀层和/或疏油镀层。
这些是降低表面能以避免油脂污点粘附的最常用的氟硅烷类材料,从而很容易除去所述油脂污点。
这种表面镀层类型所产生的结果是可能由此改变衬垫与凸面接触面的粘附,使得难以获得令人满意的修边操作,特别是对于聚碳酸酯镜片,与其它材料(制成的镜片)相比,对聚碳酸酯镜片修边会产生更大的作用力。
修边操作进行不好的后果是镜片的完全浪费。
这就是有利地在外层沉积临时性保护层以使表面能至少等于15mJ/m2的原因,这种临时性保护镀层具体为氟化物层、氧化物层、金属氢氧化物层,优选地为例如法国专利申请No.0106534公开的MgF2保护层,也可以是标记油墨(marking ink)或作为这种标记油墨的粘合剂的树脂。
光学镜片-更具体地眼科镜片-每个都在内部设有保护性涂层的纸袋中储存和运输,这些镜片可选地包括一层或多层常规的功能性镀层如提高其它功能性镀层的粘附能力的底层镀层、抗磨镀层和抗反射镀层,并且包括疏水和/或疏油表面镀层,更具体地是抗污垢表面镀层,在该镀层上至少部分镀有特别用于改进修边操作的临时性保护镀层。
已经发现,在储存或搬运这些包在各自袋中的镜片的过程中,由于摩擦或甚至仅由于压力,临时性保护镀层-特别是在镀层包括位于外部的金属氟化物层并且更具体地是MgF2保护层的情况下-将被改变,这将减少修边操作过程中与保持衬垫的粘附。特别是在MgF2外层的情况下,通过临时性保护外层上出现的肉眼可见的标记,可在视觉上观察到这种改变。
美国专利No.5,792,537公开了通过使用胶带盖住印在光学镜片表面上的可擦除标记而在该镜片的磨削操作期间保护所述标记。该胶带可以是静电薄膜,例如高塑化乙烯薄膜。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种光学镜片,更具体地是一种眼科镜片,该镜片包括能够通过摩擦和/或接触以机械的方式改变的外部保护镀层,但特别是在储存和/或搬运镜片时该镀层能免受这种改变。
根据本发明,所述光学镜片包括临时性外部保护镀层,该临时性外部保护镀层至少局部覆盖镜片并且包括至少一个外层,该至少一个外层除了是与包含氟化镁的下层直接接触的外部金属氧化物层和/或金属氢氧化物层之外,是能够通过摩擦和/或接触以机械的方式改变的外层,其中,临时性外部保护镀层的外层覆盖有通过静电粘附到外层上的可剥离薄膜。
根据本发明的优选实施例,所述外层由选自下列材料的材料制成:金属氟化物及其混合物,金属氧化物及其混合物,金属氢氧化物及其混合物,两种或多种金属氟化物、金属氧化物和金属氢氧化物的混合物,用于光学镜片的标记油墨,以及选自可形成这种标记油墨的粘合剂的树脂的树脂。
更优选地,临时性外部保护镀层的外层包括金属氟化物、金属氧化物或金属氢氧化物。
在这里,术语“镜片”根据其是否包括一层或多层不同性质的镀层或是否未覆盖镀层指处理过或未处理过的有机或无机玻璃镜片。
当镜片包括一个或多个表面镀层时,表述“在镜片上沉积一层”指在镜片的外层上沉积一层。
根据在以下参考文献中说明的Owens-Wendt法计算表面能:“Estimation of the surface force energy of polymers”,Owens D.K.,WendtR.G.(1969)J.APPL.POLYM.SCI,13,1741-1747.
根据本发明的光学镜片通常包括疏水表面镀层和/或疏油表面镀层,并且优选包括沉积在单层或多层抗反射镀层上的疏水表面镀层和/或疏油表面镀层。
实际上,疏水镀层和/或疏油镀层通常施加在包括特别是由无机材料制成的抗反射镀层的镜片上,以便降低镜片沾染例如油污沉积物的强烈趋势。
如上所述,通常通过在抗反射镀层的表面上施加化合物而获得疏水镀层和/或疏油镀层,以降低镜片的表面能。
这些化合物已大量公开在现有技术例如以下专利中:US-4410563,EP-0203730,EP-749021,EP-844265,EP-933377。
最常采用具有氟化基团的硅烷基化合物,更特别地是全氟碳基团或全氟聚醚基团。
示例包括包含例如上述一种或多种氟化基团的硅氮烷、聚硅氮烷或硅的化合物。
一种已知的方法包括在具有氟化基团和Si-R基团的抗反射镀层化合物上进行沉积,其中R表示-OH基团或其母体,优选为烷氧基。在抗反射镀层表面上,这些化合物能够直接或在水解后进行聚合和/或交联反应。
常规地,通过在用于降低玻璃的表面能的化合物的溶液中淬火、通过离心法或通过气相沉积等施加所述化合物。通常,疏水镀层和/或疏油镀层的厚度小于10nm,优选地小于5nm。
优选地,采用包括使表面能低于14mJ/m2更优选地等于或低于12mJ/m2的疏水表面镀层和/或疏油表面镀层的镜片来实施本发明。
临时性保护镀层通常会将镜片的表面能增大到至少为15mJ/m2的值。
可以在镜片两侧的至少一侧的整个区域或者仅在所述镜片的待与保持衬垫接触的区域上施加所述临时性保护镀层。
更确切地,通常在镜片的凸侧设置与所述橡实件(acorn)一起作用的保持衬垫。因此,可以用保护性镀层覆盖整个凸侧,或者可选地利用掩膜或任何其它合适的技术仅覆盖凸侧的中央区域。
沉积物可均匀地覆盖对应的区域,即沉积物具有连续的结构,但是也可以具有不连续的结构,例如具有框架的形状。
在这种情况下,形成不规则的沉积物,其表面仍足以为保持衬垫提供所需的粘附。
可以通过丝印(tampography)获得具有不连续结构的沉积物。
然而,(根据本发明的)临时性外部保护镀层所覆盖的区域应当使保护性镀层和保持衬垫之间的接触面足以将镜片粘附到衬垫。
通常,临时性保护镀层覆盖衬垫将粘附在其上-即通常为镜片的凸侧-的镜片表面的至少15%,优选地至少20%,更优选地至少30%,再优选地至少40%,最优选为的整个表面。
沉积临时性外部保护镀层的结果是获得了能够被修边的镜片。
这意味着,在根据本发明的方法完成修边操作后,镜片将具有允许适当地插入待装设到其中的镜框所需的尺寸。
更确切地,当在修边操作期间镜片偏转最多2°时,能获得这种结果。
最佳的修边能力对应于偏转等于或小于1°的镜片。
临时性保护镀层可由任何适于增大具有疏水和/或疏油特性的镜片的表面能并且能够在修边步骤的后续操作期间被除去的材料制成。
当然,这些材料应当避免明显地降低疏水镀层和/或疏油镀层的表面特性,从而在除去这些材料后镜片的光学及表面特性与沉积临时性保护镀层前镜片的这些特性基本相同。
优选地,所述临时性外部保护镀层包括无机外层,更具体地包括由以下材料制成的外层:氟化物或金属氟化物的混合物,氧化物或金属氧化物的混合物或者金属氢氧化物或金属氢氧化物的混合物,以及这些氟化物、氧化物和氢氧化物的混合物。
氟化物的例子包括氟化镁MgF2,氟化镧LaF3,氟化铝AlF3或者氟化铈CeF3。
可用的氧化物是氧化镁(MgO),氧化钙(CaO),氧化钛(TiO2),氧化铝(Al2O3),氧化锆(ZrO2)或氧化镨(Pr2O3)。
氧化铝和氧化镨的混合物是合适的。
特别合适的材料是Leybold公司的PASO2。
金属氢氧化物的例子包括Mg(OH)2,Ca(OH)2和Al(OH)3,优选的是Mg(OH)2。
特别优选的材料是MgF2。
可以采用任何合适的常规方法沉积保护性镀层。
通常通过在真空室中蒸发来沉积抗反射镀层、疏水镀层和/或疏油镀层,所以希望采用相同的方法来沉积临时性保护镀层,从而可以连续地进行所有的操作,而且在各步骤之间不会过多地搬运镜片。
当保护性镀层由无机材料制成时,保护性镀层的厚度优选地小于或等于50nm,通常在1-50nm的范围内,更优选地在5-50nm的范围内。
通常,如果保护性镀层的厚度太小,就存在表面能改变不足的风险。
相反,如果保护性镀层的厚度太大,更具体地主要对无机镀层而言,发明人发现在镀层中有产生机械应力的风险,这对所希望的特性是有害的。
优选并且更具体地,当保护性镀层沉积在镜片表面的整个侧面时,材料应具有一定的透明度,以便允许利用前焦距计对镜片进行常规的屈光度测量。
由此,根据本发明的镜片优选具有至少18%的透射率,根据ISO8980/3标准优选具有至少40%的透射率。
作为上述无机材料的替代材料,可以采用可用于标记渐进多焦点(progressive)眼镜片的油墨和/或选自这样的树脂,即该树脂可形成能够用于标记渐进多焦点眼镜片的油墨的粘合剂。
在这种情况下,可以比在纯无机镀层的情况下沉积更大的厚度。
由此,所要求的厚度可以在5-150μm的范围内。
醇酸类树脂特别适合。
如前所述,临时性外部保护镀层可以是单层或多层,特别是两层。
所述镀层可以全是无机镀层或者既有无机镀层又有有机镀层。在这种(既有无机镀层又有有机镀层)情况下,优选地有机镀层沉积在较小厚度的无机镀层(5至200nm)上并且可以具有通常从0.2至10μm的较大的厚度。
如上所述,临时性外部保护镀层可通过摩擦和/或接触以机械的方式改变。本发明中的能够通过摩擦和/或接触以机械的方式改变是指镀层在经过干摩擦后能被去除,这种干摩擦包括使用KIMBERLY-CLARK公司的布在保持3kg/cm2压力的同时在摩擦区域往复运动5次。
本发明对覆盖的易碎临时性外部保护镀层-即利用上述Wypall布在保持60g/cm2压力的同时在摩擦区域进行往复运动5次的于摩擦后能去除的镀层-特别有用。
附图说明
其它公开请参照图1,其中:
图1示出根据本发明一实施例的设有临时性外部保护镀层和可剥离的静电薄膜的眼科镜片。
具体实施方式
根据本发明,临时性外部保护镀层覆盖有一层通过静电粘附到该镀层表面的可剥离薄膜(可剥离静电薄膜)。
这种可剥离静电薄膜本身是已知的并且是由塑性材料优选地由聚氯乙烯(PVC)制成的柔性薄膜,该材料的增塑剂含量较高,即(增塑剂含量)按重量计算至少为20%,优选地按重量计算至少为30%,并且典型地按重量计算在30%-60%的范围内。
根据本发明的可剥离静电薄膜具有通常在100-200μm范围内的厚度,典型地为约150μm。
JAC公司销售的牌号为STICK 87015的PVC可剥离静电薄膜(150μm厚)中增塑剂的含量按重量计算为36%。由该公司销售的另一种有用薄膜的牌号是No.87215。
这种静电薄膜通常具有A4纸的形式,可以从该静电薄膜裁剪出所希望的部分以对镀层提供保护。
在该部分上可设置伸出镜片边缘的抓握突出部,以利于剥离薄膜。
令人吃惊的是,已经发现:尽管临时性保护镀层-更特别地是一种厚度等于或小于50nm的无机物临时性镀层,最特别地是在MgF2镀层的情况下-存在通过摩擦和接触而改变的高敏感性,但还是可以从镜片表面移除这种保护性薄膜而不改变临时性保护镀层。
根据本发明,临时性保护镀层的中央部覆盖有可剥离的静电薄膜2,该薄膜2包括基本为圆形的主要部分3和从该主要部分3的周边伸出镜片1的边缘的抓握突出部4。
这种突出部4允许容易地移除可剥离薄膜2,而没有改变临时性外部保护镀层的风险。
除了在修边操作之前应当除去可剥离的静电薄膜外,可以对根据本发明的镜片进行很常规的修边操作,并且在最后的步骤中需要进行去除临时性保护镀层的操作。
可以在液体介质中、或通过干摩擦、或者通过顺次实施这两种方式来执行临时性保护镀层的去除步骤。
优选地,通过肥皂水溶液或者醇例如异丙醇,在液体介质中执行去除步骤。也可以使用酸性溶液,特别是摩尔浓度范围为0.01-1N的正磷酸溶液。
该酸性溶液还可包括阴离子、阳离子或两性表面活性剂。
可以在各种温度下执行去除步骤,但是通常在室温下进行。
也可以通过机械作用,优选地使用超声波来去除临时性保护镀层。
在利用液体介质如酸性溶液、干摩擦或两者结合的处理后,所述去除步骤可以包括通过pH值基本等于7的水溶液的清洗步骤。
在临时性保护镀层的去除步骤结束时,镜片表现出的光学和表面特性与初始镜片-更具体地是包括疏水镀层和/或疏油镀层的初始镜片-的所述特性具有相同的级别或甚至与其几乎相同。
本发明还涉及一种对光学镜片更具体地是眼科镜片进行修边的方法,该方法包括如下步骤:
-提供一种如文中所述的光学镜片;
-去除可剥离的静电薄膜,以露出可通过机械方式改变的外层;
-将光学镜片安置在包括保持衬垫的修边装置中,以便保持衬垫粘附到可通过机械方式改变的外层;
-对该光学镜片进行修边;
-去除临时性保护镀层;以及
-获得经过修边的最终的光学镜片。
示例1
1-1对基片处理的说明
所使用的真空处理机是设有电子枪、“End-Hall”Mark 2Commonwealth型离子枪和焦耳效应蒸发源的Balzers BAK760机。
镜片设置在圆盘传送带上,并且凹侧朝向蒸发源和离子枪。
在达到二级真空之前进行泵浦操作。
通过Mark 2离子枪利用氩离子束对基片表面进行辐射,从而激活基片表面。
然后,在已经中断离子辐射后,利用电子枪连续蒸发4个抗反射光学层,即高折射率(HI)、低折射率(BI)、高折射率(HI)、低折射率(BI):ZrO2/SiO2/ZrO2/SiO2。
所形成的疏水镀层和疏油镀层的厚度范围为2-5nm。
最终,通过蒸发沉积临时性外部保护镀层。
所沉积的材料是由Merck公司出售的具有1至2.5nm颗粒大小的化学式为MgF2的化合物。
利用电子枪进行蒸发。
所沉积的物理厚度是20nm,沉积速度为0.52nm/s。
随后,再次加热外部沉积有镀层的基片并将其送回处理室的气氛中。
然后将镜片的上侧翻转向下,使其凸侧朝处理区域取向。以与处理凹侧相同的方式处理凸侧(重复上述步骤)。
将处理后的镜片的一半放入袋中,不进行任何保护。
1-2静电薄膜的应用
手工将如图1所示具有突出部并且直径为38mm的静电薄膜施加到其它15个镜片的凸侧的中部。
然后,将这些镜片放入Landouzy/Papier Fabrik Lahnstein袋中。
1-3镜片的储存
将袋中不带薄膜的15个镜片和带有静电薄膜的15个镜片垂直布置在每排放30个镜片的纸板盒中(标准储存),并且在既不调节湿度也不调节温度的室内储存4个月。
基片与袋之间的压力大约为200克。
1-4静电薄膜的去除和镜片检查步骤
4个月储存期后,从袋中取出所有的镜片,并且通过手工拉掉突出部而剥离静电薄膜。
在Waldmann灯下检查镜片。通过反射目视检查保护层的完整性。当保护层完整无缺时,其反射是蓝色的并且在整个表面上均匀。当保护层被改变时,其反射不均匀:缺陷具有直径大于1mm的尺寸。随后,对镜片进行修边操作。
记录修边操作是否适当进行(保持衬垫没有粘附损失)。
示例2
按照示例1中1-1段所描述的方式处理屈光度为-2.00的30个聚碳酸酯镜片。
1-1施加静电薄膜以及将镜片放置到袋中
将15个镜片放入袋中,不进行任何保护。
参考镜片 | 聚碳酸酯,-2.00屈光度,直径为70mm |
数量 | 15个镜片 |
袋子提供商 | Schock/Papier Fabrik Lahnstein Schock |
手工将具有突出部并且直径为38mm的静电薄膜施加到剩余的另外15个镜片的凸侧的中部。
然后将镜片放入袋中。
参考镜片 | 聚碳酸酯,-2.00屈光度,直径为70mm |
数量 | 15个镜片 |
静电薄膜供应商 | Sericom-Plastorex公司,JAC制造商 |
材料 | PVC |
薄膜厚度 | 150μm |
1-2测试
该测试的目的是模拟极端运输条件。
测试说明:
将袋中的镜片凸侧朝下放置在板上。然后,在10cm的路径上从左到右和从右到左(在16秒内)迅速移动40次板。
静电薄膜的去除和镜片检查步骤
测试后,从袋中取出所有镜片。
通过手工拉掉突出部而剥离静电薄膜。
在Waldmann灯下检查镜片。
随后,对镜片进行修边操作。
Claims (30)
1.一种包括临时性外部保护镀层的光学镜片,该临时性外部保护镀层至少局部覆盖镜片表面并且包括至少一个外层,该至少一个外层除了是与包含氟化镁的下层直接接触的金属氧化物外层和/或金属氢氧化物外层外,是能够通过摩擦和/或接触以机械的方式改变的外层,其中,所述临时性外部保护镀层覆盖有通过静电粘附到所述外层的可剥离薄膜,在进行修边操作时,覆盖有临时性外部保护镀层的所述镜片不会偏转超过2°。
2.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述外层由选自下列材料的材料制成:金属氟化物及其混合物,金属氧化物及其混合物,金属氢氧化物及其混合物,两种或多种这种金属氟化物、金属氧化物和金属氢氧化物的混合物,用于光学镜片的标记油墨,以及选自可形成这种标记油墨的粘合剂的树脂的树脂。
3.根据权利要求2所述的镜片,其特征在于,所述金属氟化物选自MgF2,LaF3,AlF3和CeF3;所述金属氧化物选自MgO,CaO,TiO2,Al2O3,ZrO2和Pr2O3;所述金属氢氧化物选自Mg(OH)2,Ca(OH)2和Al(OH)3。
4.根据权利要求3所述的镜片,其特征在于,所述金属氟化物为MgF2。
5.根据权利要求3所述的镜片,其特征在于,所述金属氧化物为MgO。
6.根据权利要求3所述的镜片,其特征在于,所述金属氢氧化物为Mg(OH)2。
7.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述外层由金属氟化物制成。
8.根据权利要求7所述的镜片,其特征在于,所述外层由MgF2制成。
9.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层是无机物,并且该镀层的厚度等于或小于50nm。
10.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层的外层具有至少15mJ/m2的表面能。
11.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层覆盖镜片表面的至少15%。
12.根据权利要求11所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层覆盖镜片表面的至少20%。
13.根据权利要求11所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层覆盖镜片表面的至少30%。
14.根据权利要求11所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层覆盖镜片的整个表面。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层是多层镀层。
16.根据权利要求1-14中任一项所述的镜片,其特征在于,在气相中沉积形成所述临时性外部保护镀层。
17.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述可剥离的静电薄膜是由塑性材料制成的柔性薄膜,该塑性材料包含至少一种按重量计算至少为20%的增塑剂。
18.根据权利要求17所述的镜片,其特征在于,所述由塑性材料制成的薄膜包含至少一种按重量计算至少为30%的增塑剂。
19.根据权利要求18所述的镜片,其特征在于,所述由塑性材料制成的薄膜包含至少一种按重量计算为30-60%的增塑剂。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的镜片,其特征在于,所述由塑性材料制成的柔性薄膜是聚氯乙烯薄膜。
21.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述静电薄膜的厚度在100-200μm的范围内。
22.根据权利要求1所述的镜片,其特征在于,所述临时性外部保护镀层形成在镜片的疏水表面镀层和/或疏油表面镀层上。
23.根据权利要求22所述的镜片,其特征在于,所述疏水表面镀层和/或疏油表面镀层具有等于或低于14mJ/m2的表面能。
24.根据权利要求23所述的镜片,其特征在于,所述疏水表面镀层和/或疏油表面镀层具有等于或低于12mJ/m2的表面能。
25.根据权利要求22所述的镜片,其特征在于,所述疏水表面镀层和/或疏油表面镀层具有小于10nm的厚度。
26.根据权利要求25所述的镜片,其特征在于,所述疏水表面镀层和/或疏油表面镀层具有小于5nm的厚度。
27.根据权利要求22-26中任一项所述的镜片,其特征在于,所述疏水表面镀层和/或疏油表面镀层形成在镜片的抗反射镀层上。
28.一种用于对光学镜片进行修边的方法,该方法包括如下步骤:
提供一种包括临时性外部保护镀层的光学镜片,该临时性外部保护镀层至少局部覆盖镜片表面并且包括至少一个外层,该至少一个外层除了是与包含氟化镁的下层直接接触的金属氧化物外层和/或金属氢氧化物外层外,是能够通过摩擦和/或接触以机械的方式改变的外层,其中,所述临时性外部保护镀层覆盖有通过静电粘附到所述外层的可剥离薄膜;
去除可剥离的静电薄膜,以露出可通过机械的方式改变的外层;
将光学镜片安置在包括保持衬垫的修边装置中,以便保持衬垫粘附到可通过机械方式改变的外层;
对该光学镜片进行修边;
去除临时性保护镀层;以及
获得经过修边的最终的光学镜片。
29.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述镜片是根据权利要求1-27中任一项所述的镜片。
30.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,在进行修边操作时,覆盖有临时性外部保护镀层的所述镜片不会偏转超过2°。
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