具有增加的对湿热环境的耐受性的眼科镜片制造技术

本发明专利技术涉及一种具有增加的对热应力和吸湿应力的耐受性的眼科镜片，所述眼科镜片包括基材，所述基材的至少一个主面涂覆有基于硅氧烷的耐磨硬涂层，其特征在于，所述眼科镜片进一步包括至少一个与所述硬涂层直接接触的有机‑无机材料的保护层，所述有机‑无机材料的保护层具有高于20GPa、优选至少25GPa的杨氏模量。

Ophthalmic lenses with increased tolerance to hot and humid environments

The present invention relates to an ophthalmic lens with increased tolerance to thermal stress and hygroscopic stress. The ophthalmic lens includes a base material. At least one main surface of the base material is coated with a silicone-based wear-resistant hard coating. The features are as follows. The ophthalmic lens further includes at least one protective layer of an organic-inorganic material in direct contact with the hard coating, and the organic-inorganic material. The protective layer of inorganic materials has Young's modulus higher than 20GPa and at least 25GPa.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增加的对湿热环境的耐受性的眼科镜片
本专利技术总体上涉及一种具有增加的对热应力和吸湿应力的耐受性的眼科镜片，尤其是包括基于硅氧烷的减反射硬涂层的眼科镜片，以及一种用于增加特别是包括基于硅氧烷的耐磨硬涂层的眼科镜片的对热应力和吸湿应力(如由湿热环境引起的那些)的耐受性的方法。
技术介绍
通常，眼科镜片包括基材，可以将不同的功能化涂层沉积在所述基材上。最经常地，这种基材是由热塑性或热固性塑料材料制成的有机基材。这些材料具有容易被刮擦的缺点。这就是为什么常见的是用耐磨和/或耐刮擦涂层(硬涂层)涂覆这种镜片基材。这些硬涂层通常基于聚(甲基)丙烯酸酯或硅氧烷(优选硅氧烷)，并且通常包括一种或多种矿物填充剂，一旦固化，所述一种或多种矿物填充剂旨在增加硬涂层的硬度和/或折射率。可以将干涉涂层(如减反射涂层)施加到以上硬涂层镜片上。实际上，已知的是处理无论是无机还是有机的眼科镜片，为的是防止形成对镜片佩戴者和他的或她的对话者的讨厌的干扰反射。在这种情况下，镜片设有通常为矿物材料的单层或多层减反射涂层。特别地，干涉涂层(尤其是多层减反射涂层)是通过使具有高折射率的介电材料的层(下文称为HI层)和具有低折射率的介电材料的层(下文称为LI层)交替而形成的，这将产生干涉涂层，所述干涉涂层将减小反射率并且同时增加透射率。HI层传统上由一种或多种金属氧化物制成，所述金属氧化物如氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化钕(Nd2O5)、氧化镨(Pr2O3)、钛酸镨(PrTiO3)、氧化镧(La2O3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)；然而LI层可以包含SiO2、或二氧化硅和氧化铝的混合物。EP-1.433.809披露了包括混杂层的减反射涂层，所述混杂层由至少一种无机物质以及在常温下并且在大气压力下为液体的有机硅化合物和/或在常温下并且在大气压力下作为气相沉积原料为液体的不含硅的有机化合物形成，所述无机物质选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化钇和氧化铌。这表明所得的减反射涂层具有优异的抗磨性、抗冲击性、粘附性、耐热性和耐碱性。US-6.919.134披露了类似的混杂层用于形成具有改进的柔性的减反射涂层的用途。诸位专利技术人已经发现，当置于湿热环境(典型地为60℃-80℃；80％-100％RH)中时，基于硅氧烷的耐磨硬涂层对热应力和吸湿应力非常敏感并且产生非常可见的裂纹。当用干涉堆叠体(如特别是由无机层形成的减反射堆叠体)涂覆耐磨硬涂层时同样如此。因此，本专利技术的目的是提供一种眼科镜片，所述眼科镜片包括基材，在所述基材的至少一个主面上形成基于硅氧烷的耐磨硬涂层，当置于湿热环境中时，所述硬涂层具有增加的对热应力和吸湿应力的耐受性，特别地所述硬涂层具有改进的对所述硬涂层中裂纹发生的抵抗性。本专利技术的另一个目的是提供一种用于在包括基于硅氧烷的耐磨硬涂层的眼科镜片中增加对热应力和吸湿应力的耐受性的方法，并且特别是当将所述眼科镜片置于湿热环境中时，所述方法增加了对所述硬涂层内裂纹发生的抵抗性。
技术实现思路
具体地，诸位专利技术人已经发现，通过直接在眼科镜片的基于硅氧烷的耐磨硬涂层上形成具有高于20GPa、优选至少25GPa的杨氏模量的有机-无机材料的保护层，当所述眼科镜片经受热应力和吸湿应力时，如当置于湿热环境(典型地在60℃-80℃的温度和80％-100％的相对湿度(RH)下的环境)中时，所得的眼科镜片具有增加的对所述硬涂层内裂纹发生的抵抗性。因此，根据本专利技术通过以下眼科镜片实现了目标目的，所述眼科镜片包括基材以及至少一个与所述硬涂层直接接触的有机-无机材料的保护层，所述基材的至少一个主面涂覆有基于硅氧烷的耐磨硬涂层，所述有机-无机材料的保护层具有高于20GPa、优选至少25GPa的杨氏模量。为了避免或至少限制在所述有机-无机材料的保护层中本身发生裂纹，当所述眼科镜片经受湿热环境时，所述有机-无机材料层的杨氏模量应优选不超过40GPa、更佳地为35GPa并且甚至更佳地为30GPa。这些范围尤其涉及基于有机-无机SiOCH保护层的保护层。优选地，对于ZrOSiCH，所述有机-无机材料层的杨氏模量应优选不超过60GPa。尤其当所述有机/无机层是在不存在无机前体的情况下所沉积的低折射率层时，所述有机-无机材料的保护层的压痕硬度(H)/杨氏模量(E)的比率为至少0.11或更高，例如0.12、0.13或甚至更高，当所述眼科镜片经受湿热环境时，用于避免或至少限制在所述耐磨硬涂层和所述有机-无机材料的保护层两者中本身发生裂纹。有机-无机材料层优选地是基于含有碳原子和金属原子或类金属原子的化合物的层。优选地，所述有机-无机层包含碳原子、氧原子和金属原子或类金属原子。优选地，所述有机-无机材料的保护层是任选地在矿物前体存在下，由处于气态的有机硅化合物或有机硅化合物的混合物的沉积产生的。本专利技术中的矿物前体是指可以或不可以与在气相沉积过程中存在的其他物种反应的矿物化合物。优选地，所述有机-无机材料的保护层仅由有机硅化合物或有机硅化合物的混合物的气相沉积产生，即在不存在任何矿物前体的情况下，并且优选在不存在任何其他有机化合物的情况下。优选地，气相沉积在离子束辅助下进行。优选地，在离子束辅助下产生由有机硅化合物产生的活化物种(如离子或自由基)。根据本专利技术的眼科镜片还可以包括干涉堆叠体，如在所述有机-无机材料的保护层上形成的减反射堆叠体。在一些实施例中，所述有机-无机材料的保护层构成所述干涉堆叠体(优选减反射堆叠体)的通常低折射率的第一层。在特定实施例中，所述干涉堆叠体(优选减反射堆叠体)包括至少一个插在两个有机-无机材料层之间的无机层，与所述硬涂层直接接触的所述有机-无机材料层构成根据本专利技术的有机-无机材料的保护层。在另一个实施例中，所述干涉堆叠体(优选所述减反射堆叠体)仅由由如以上定义的有机-无机材料制成的层构成，所述堆叠体的层构成与所述硬涂层直接接触的所述有机-无机材料的保护层，所述层通常是LI层。本专利技术还涉及一种用于增加眼科镜片的对热应力和吸湿应力的耐受性的方法，所述眼科镜片包括基材，所述基材的至少一个主面涂覆有基于硅氧烷的耐磨硬涂层，所述方法包括在所述硬涂层上直接沉积具有高于20GPa、优选至少25GPa的杨氏模量的有机-无机材料的保护层。附图说明图1是根据本专利技术的以及对比实例的眼科镜片的样品(已经经受湿度试验(80℃；100％RH)持续90小时)的压痕硬度(H)/杨氏模量(E)的比率作为杨氏模量(E)的函数的图；并且图2是类似于图1的图，其扼要重述了图1的结果以及根据本专利技术的附加眼科镜片和对比镜片的结果，所述镜片已经经受了湿度试验(在空气气氛中在60℃，100％RH下持续2小时，接着是在80℃，100％RH下持续2小时)。具体实施方式术语“包含”(及其任何语法变化形式，例如“包含有(comprises)”和“含了(comprising)”)、“具有”(及其任何语法变化形式，例如“有(has)”和“具有(having)”)、“含有”(及其任何语法变化形式，例如“含(contains)”和“含有了(containing)”)、以及“包括”(及其任何语法变化形式，例如“包括有(inclu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有增加的对热应力和吸湿应力的耐受性的眼科镜片，所述眼科镜片包括基材，所述基材的至少一个主面涂覆有基于硅氧烷的耐磨硬涂层，其特征在于，所述眼科镜片进一步包括至少一个与所述硬涂层直接接触的有机‑无机材料的保护层，所述有机‑无机材料的保护层具有高于20GPa、优选至少25GPa的杨氏模量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.23 EP 16306076.71.一种具有增加的对热应力和吸湿应力的耐受性的眼科镜片，所述眼科镜片包括基材，所述基材的至少一个主面涂覆有基于硅氧烷的耐磨硬涂层，其特征在于，所述眼科镜片进一步包括至少一个与所述硬涂层直接接触的有机-无机材料的保护层，所述有机-无机材料的保护层具有高于20GPa、优选至少25GPa的杨氏模量。2.根据权利要求1所述的眼科镜片，其特征在于，所述有机-无机材料的保护层具有不超过40GPa、优选35GPa并且更佳地30GPa的杨氏模量。3.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其特征在于，所述有机-无机材料的保护层具有至少0.11或更高的比率H/E(压痕硬度/杨氏模量)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的眼科镜片，其特征在于，所述有机-无机材料的保护层是任选地在无机前体存在下，由处于气态的有机硅化合物或有机硅化合物的混合物的沉积产生的。5.根据权利要求4所述的眼科镜片，其特征在于，所述有机-无机材料的保护层是在不存在无机前体的情况下，由处于气态的有机硅化合物或有机硅化合物的混合物的由离子源辅助的沉积产生的。6.根据权利要求5所述的眼科镜片，其特征在于，将至少一个附加的层沉积在所述保护层上，所述附加的层是由无机前体或无机前体和有机硅化合物的混合物的优选地由离子源辅助的沉积产生的。7.根据权利要求4所述的眼科镜片，其特征在于，所述有机-无机材料的保护层是在无机前体存在下，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡朗，K·谢勒，O·扎贝达，L·马丁努，J·克莱伯格赛皮哈，T·施密特，
申请(专利权)人：蒙特利尔综合理工学院公司，依视路国际公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA