使用真空空氣等離子體處理用頂涂層涂覆光學(xué)物品的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于給光學(xué)物品，如眼鏡片，提供頂涂層的方法，該方法包括：(a) 用真空空氣等離子體活化所述物品的最外有機(jī)涂層的表面，（b)任選地將一種特定的粘接 涂層組合物沉積到所述活化的表面上，以便獲得一個(gè)粘接涂層，以及（c)用所述頂涂層組 合物涂覆該最外有機(jī)涂層的活化的表面，或若存在的話該粘接涂層，以便形成一個(gè)頂涂層， 優(yōu)選地防污濁或防霧頂涂層。 技術(shù)背景
[0002] 本領(lǐng)域的慣常做法是用若干涂層涂覆鏡片基材（如眼鏡片）的至少一個(gè)主表面， 以賦予成品鏡片附加的或改進(jìn)的光學(xué)或機(jī)械特性。這些涂層通常指定為功能涂層。因此，一 般做法是從鏡片基材（典型地由有機(jī)玻璃材料制成）的表面開(kāi)始，依次用耐沖擊涂層（耐 沖擊底漆）、耐磨和/或耐刮傷涂層（硬質(zhì)涂層）和減反射涂層涂覆該鏡片基材的至少一個(gè) 主表面。
[0003] 最新一代的眼鏡片大部分經(jīng)常包含一個(gè)沉積在外涂層上的防污濁或防霧材料的 外層以便降低其污染的傾向。該防污濁頂涂層總體上是一個(gè)疏水的和/或疏油的涂層，其 降低了表面能以便避免脂肪沉積物（例如指紋、皮脂、汗、化妝品）的粘附，從而使它們易于 去除。該防霧涂層旨在防止在非常潮濕的環(huán)境中的任何霧形成，也就是說(shuō)極少的水滴在一 個(gè)支撐物上的冷凝。
[0004] 典型的防污濁和防霧頂涂層可以?xún)H沉積在攜帶足夠量的Si-ο基團(tuán)的表面上，如 無(wú)機(jī)或溶膠凝膠外涂層，通常是防反射涂層。在其他情況下，其粘附已經(jīng)證明是低的或甚至 是不存在的。在其中這些頂涂層應(yīng)該施用到有機(jī)涂層如硬質(zhì)涂層上的情況下，已經(jīng)嘗試通 過(guò)改變?cè)撚操|(zhì)涂層的組成以便試圖在其中結(jié)合一些Si-O基團(tuán)來(lái)解決此問(wèn)題。另一種解決 方案已經(jīng)是設(shè)計(jì)特定頂涂層，但是這使得該工藝更復(fù)雜，因?yàn)槊糠N表面都要求一種特定的 頂涂層。
[0005] 本發(fā)明旨在通過(guò)提供一種方法來(lái)克服這些先前的解決方案的缺陷，該方法可以用 于將已知的頂涂層施用到任何類(lèi)型的有機(jī)或混和型的外涂層上。此方法包括一個(gè)通過(guò)真空 空氣等離子體活化或者該有待覆蓋有頂涂層的光學(xué)物品的基材或者最外有機(jī)涂層的步驟。
[0006] US 2004/253369披露了一種用于將防污頂涂層施用到光學(xué)物品的最外有機(jī)或 無(wú)機(jī)涂層上的方法，該方法包括一個(gè)在施用該頂涂層之前的用活化的化學(xué)物種（優(yōu)選氧 自由基）在大氣壓下處理此涂層的表面的步驟。這種活化處理優(yōu)選地是電暈處理或氧等 離子體處理，其可以在鼓風(fēng)的同時(shí)進(jìn)行以便使活化的化學(xué)物種的作用均勻。類(lèi)似地，WO 2007/051841披露了一種用于用防污濁頂涂層涂覆光學(xué)物品的方法，該方法包括在真空蒸 發(fā)一種用于防污濁頂涂層的液體涂覆材料之前用高能物種處理該光學(xué)物品的最外有機(jī)或 無(wú)機(jī)層。這種處理優(yōu)選地通過(guò)一種等離子體（如氧等離子體）進(jìn)行，可以在真空下或在大 氣壓下進(jìn)行。
[0007] 現(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)用空氣流且在真空下進(jìn)行此等離子體處理改善了該頂涂層的粘附 性。 發(fā)明概沭
[0008] 本發(fā)明因此涉及一種用于給光學(xué)物品提供頂涂層的方法，該方法包括：
[0009] (a)用真空空氣等離子體活化所述物品的最外有機(jī)涂層的表面，
[0010] (b)任選地將一種包含至少一種粘合促進(jìn)劑的粘接涂層組合物沉積到所述活化的 表面上，該粘合促進(jìn)劑包含：（i) 一個(gè)-SiXYZ頭基團(tuán)，其中X、Y和Z獨(dú)立地選自鹵素原子 或-OR基團(tuán)，其中每個(gè)R獨(dú)立地是具有從1至6個(gè)碳原子的直鏈烷基或具有從3至6個(gè)碳 原子的支鏈烷基，（ii) 一個(gè)反應(yīng)性端基，該反應(yīng)性端基能夠，任選地在一種物理或化學(xué)處 理后，與一種頂涂層組合物中包含的至少一種化合物所攜帶的至少一個(gè)官能團(tuán)反應(yīng)，以及 (iii) 一個(gè)連接該頭和端基的間隔基，
[0011] 以便獲得一個(gè)粘接涂層，
[0012] (C)用所述頂涂層組合物涂覆該最外有機(jī)涂層的活化的表面，或若存在的話該粘 接涂層，以便形成一個(gè)頂涂層。
[0013] 已經(jīng)證實(shí)用空氣等離子體活化該最外面的涂層允許該頂涂層在其上的良好粘附 性，任選地在施用一個(gè)中間的粘接涂層之后。這樣的粘附可以通過(guò)測(cè)量接觸角表征，該接觸 角應(yīng)該是至少95°并且優(yōu)選至少100°?？梢允褂脕?lái)自科侶斯公司（Kruss)的測(cè)角儀在將 3至5滴水（具有4 μ 1的單位體積）施用到先前用肥皂和水洗滌并且然后風(fēng)干的鏡片上之 后測(cè)量該接觸角。此外，通過(guò)將配備有該頂涂層的鏡片浸入〇. IN氫氧化鈉的浴中持續(xù)30 分鐘，然后用水和IPA沖洗它們并且然后干燥它們來(lái)進(jìn)行的加速壽命試驗(yàn)之后保持了這些 特性。
[0014] 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是以上方法可以包括另外的預(yù)備、中間或后續(xù)的步驟，其條件是它們 不防止沉積一個(gè)充分地附著在鏡片的最外涂層上的頂涂層，如上定義的。
[0015] 有意義地，本發(fā)明的方法可以由眼科醫(yī)生來(lái)進(jìn)行而不必須去除眼鏡片和/或?qū)⑺?們送到制造商那。特別旨在在太陽(yáng)鏡（通常不涂覆無(wú)機(jī)防反射涂層）上沉積防污濁或防霧 頂涂層，或替換現(xiàn)有的具有降低的性能的防污濁頂涂層。 發(fā)明詳沭
[0016] 在此說(shuō)明書(shū)中，與值的范圍相連使用的表述"包括在...之間"應(yīng)理解為包括此范 圍的具體上限值和下限值。如此處所使用的，一種"（共）聚合物"意在指共聚物或聚合物。 此外，（甲基）丙烯酸和（甲基）丙烯酸酯分別旨在是指丙烯酸或甲基丙烯酸以及丙烯酸 酯或甲基丙烯酸酯。
[0017] 如以上提及的，本發(fā)明的方法旨在提供一種具有頂涂層的光學(xué)物品。這種光學(xué)物 品可以是一種鏡片，優(yōu)選地眼鏡片，其是眼鏡、優(yōu)選地太陽(yáng)鏡或面具或護(hù)目鏡的一部分。此 鏡片可以是一種校正鏡片或非校正鏡片。根據(jù)本發(fā)明的方法總體上在鏡片的凸面上進(jìn)行， 但是它還可以在其凹面上進(jìn)行或在鏡片的兩個(gè)主面上進(jìn)行。
[0018] 此方法包括一個(gè)用真空空氣等離子體活化所述物品的最外有機(jī)涂層的表面的第 一步驟，該真空空氣等離子體可以例如在10至140Pa、例如在10與50Pa之間、更優(yōu)選地在 20與40Pa之間的壓力下施用持續(xù)20秒至10分鐘并且優(yōu)選持續(xù)約60秒。等離子體發(fā)生 器功率取決于真空室的體積。它可以典型地包括在5與20W/L之間?？諝饬骺梢栽谟诩s 78vol. %的氮?dú)?、約21vol. %的氧氣以及約Ivol. %的一種或多種其他氣體。它可以任選 地與一個(gè)氬氣、氮?dú)饣蜓鯕饬骰旌稀?br>[0019] 等離子體可以通過(guò)使一種氣體（在此，空氣）經(jīng)受高壓或高溫電?。ǚ烹姡┊a(chǎn)生。 將電離原子和分子的電能的來(lái)源，可以是DC或AC電流，射頻或微波。電離可以是完全的或 部分的。將這些來(lái)源與電極相連，其中將樣品設(shè)置在它們之間。
[0020] 該最外面的涂層可以由一種有機(jī)或有機(jī)/無(wú)機(jī)混合型材料制成。該有機(jī)材料可以 通過(guò)熱或UV處理固化?？商娲?，它可以包括，或由一種可以是著色的或不著色的熱塑性 材料如熱塑性膜制成。此類(lèi)熱塑性材料可以選自聚酯如聚（對(duì)苯二甲酸乙二酯），聚碳酸 酯，聚氨酯，環(huán)烯烴聚合物或共聚物，三乙酸纖維素及它們的混合物。該混合型材料可以含 有或不含有納米顆粒并且也可以通過(guò)熱或UV處理固化。因此，無(wú)機(jī)防反射涂層、反射鏡涂 層以及防靜電涂層排除在此定義之外。此最外面的涂層因此可以選自有機(jī)基材、耐沖擊涂 層、耐磨涂層和有機(jī)/無(wú)機(jī)混合型的防反射涂層。這些不同的最外面的涂層將在下文中更 詳細(xì)地描述。
[0021] 在處理了該最外面的涂層之后，可以任選地將一個(gè)粘接涂層施用到其上。為此， 將一種粘接涂層組合物沉積到該最外面的涂層上。它包含至少一種包含以下項(xiàng)的粘合促 進(jìn)劑：⑴一個(gè)-SiXYZ頭基團(tuán)，其中X、Y和Z獨(dú)立地選自鹵素原子或-OR基團(tuán)，其中每個(gè) R獨(dú)立地是具有從1至6個(gè)碳原子的直鏈烷基或具有從3至6個(gè)碳原子的支鏈烷基，（ii) 一個(gè)反應(yīng)性端基，該反應(yīng)性端基能夠，任選地在一種物理處理（如電暈或等離子體處理）后 或化學(xué)處理后，與一種頂涂層組合物中包含的至少一種化合物所攜帶的至少一個(gè)官能團(tuán)反 應(yīng)，以及（iii) 一個(gè)連接該頭和端基的間隔基。
[0022] 然后可以任選地進(jìn)一步用水沖洗和/或干燥如此獲得的粘接涂層。
[0023] 本發(fā)明的方法優(yōu)選地在步驟（C)之前進(jìn)一步包括一個(gè)用真空空氣等離子體活化 該粘接涂層的該表面的步驟。
[0024] 在等離子體處理該最外面的涂層以及任選地沉積該粘接涂層之后，然后將一種頂 涂層組合物施用到該光學(xué)物品上，例如通過(guò)真空蒸發(fā)、噴涂、擦涂或浸涂。<