[发明专利]对无机薄膜涂层具有改善粘附力的耐划痕涂层

说明书

发明背景

本发明涉及眼镜镜片之类的塑料制品的耐划痕涂层，特别是涉及对抗反射涂层、反射涂层之类的无机薄膜涂层具有改良的粘结性的耐划痕涂层。

本领域中将耐划痕涂层应用于眼镜镜片是众所周知的。而划痕涂层典型地应用于塑料眼镜镜片，其中该镜片材料本身的耐划痕性能并不高，例如通过注射成型的聚碳酸酯或浇铸可聚合单体例如烯丙基二甘醇碳酸酯得到的镜片。耐划痕涂层通常通过多种方法例如旋涂，浸渍，或流动涂敷于镜片基底上并且固化涂层来使用，其固化的方法通常采用热固化或紫外(UV)固化。

另一种施加耐划痕涂层的方法被称为“模内”涂层，记载在美国专利4,544,572和4,758,448中，其在此纳入参考。该技术涉及用包含丙烯酸酯或乙烯基型化合物之类的活性烯键型不饱和基团的可聚合组合物涂覆用于形成浇铸镜片的模具。模具上的涂层之后被部分固化，这样一部分活性基团仍然可用于与镜片材料形成化学键。涂覆的模具然后用于用也含有烯丙基二甘醇碳酸酯之类的活性烯键型不饱和基团的可聚合组合物浇铸光学镜片。当镜片材料固化并且从模具中脱模时，耐划痕涂层化学键连到镜片表面，以赋予其耐划痕性能。

用于模内耐划痕涂层的组合物通常由多官能丙烯酸或者甲基丙烯酸的脂肪族单体、多官能的聚氨酯(甲基)丙烯酸低聚物或其混合物组成。术语(甲基)丙烯酸是指该单体或低聚物含有丙烯酸或甲基丙烯酸官能团。制成的涂层是硬膜并且非常耐磨的。该涂层为光学通透的，耐化学腐蚀的以及抗日光照射降解的(例如通过变黄来显示)。此外，这些涂层在镜片聚合后一般很容易从玻璃模具脱落。这种涂层同样在聚合过程中与镜片材料的形成化学键，因此，很好地粘合到镜片基材上。

近些年，将抗反射涂层应用于眼镜镜片的表面已经普及了。抗反射涂层可以明显地降低从眼镜镜片背面(最靠近眼睛的表面)和从眼镜镜片前表面反射的光。从眼镜镜片背面反射的光对于佩戴者是一种干扰，而从眼镜镜片前表面反射的光提高了眼镜镜片的美学要求。更进一步，由于从带有抗反射涂层的眼镜镜片表面反射较少的光线，因此更多的光线透过镜片。将无机反射薄膜涂层应用于眼镜镜片的表面，特别是应用于阳光下佩戴的特种镜片(例如“镜面涂层”)也已经普及。

抗反射涂层通常由多层具有交替的较高或较低的折射率值的矿物薄层组成，例如金属和准金属氧化物。第一层与下层耐划痕涂层的附着力可能影响到整个抗反射涂层与眼镜镜片的粘合性能如何。金属氧化物和准金属氧化物如硅氧化物往往与有机耐划痕涂层的粘合性能不好，例如，由多官能的脂肪族(甲基)丙烯酸酯和/或多官能聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物制成的耐划痕涂层。随着时间的推移，抗反射涂层附着力差导致其逐渐剥离，缩短了抗反射涂层的寿命。因此，期望提供一种能通过模内涂覆技术涂覆并对抗反射涂层具有改善的粘附力的耐划痕涂层。

发明概述

本发明公开了用于眼镜镜片的耐划痕涂层，其包括包含聚倍半硅氧烷的聚合物，并且该涂层通过暴露于氧化环境下进行化学改性。在一个实施方案中，该眼镜镜片包含一个光学镜片，光学镜片表面上的耐划痕涂层。该耐划痕涂层包含包括聚倍半硅氧烷的聚合物，并且该耐划痕涂层的表面通过暴露于氧化的环境下进行化学改性。无机薄膜涂层施加于该耐划痕涂层的表面。而在另一个实施方案中，而划痕涂层进一步包括单体，并且聚倍半硅氧烷具有能够形成聚倍半硅氧烷聚合物和/或聚倍半硅氧烷和单体的共聚物的活性基团。

本发明还公开了制备带有耐划痕涂层的眼镜镜片的制备方法，其包括提供包含聚倍半硅氧烷的可聚合耐划痕涂层组合物的步骤。这种耐划痕涂层组合物在镜片的表面聚合并且暴露于氧化的环境下。

发明详述

用于光学材料的无机薄膜涂层是本领域所公知的。例如，抗反射涂层典型地由一个氟化镁之类的较低反射率材料的单层或排列为交替的高和低折射率叠层的多层绝缘材料组成。这些绝缘材料通常包含硅，钛，锆，铪之类的金属氧化物和准金属氧化物。这些涂层可以通过真空沉积技术制备，例如溅射法，化学蒸汽沉积法或物理蒸汽沉积法，并且每一层具有等于四分之一光波长或四分之一光波长奇数倍的光学厚度。此外考虑材料的折射率，通常用550nm的光波长来计算。

抗反射涂层的确切组成和制备方法通常是制造商所专有的。在镜片基材的表面通常在涂覆抗反射涂层之前是预先清洗的，例如使用弱腐蚀性溶液或离子枪预清洗方法。涂覆在接近镜片表面的抗反射涂层堆的初始层常常包括硅氧化物、铬和/或其他金属和金属氧化物，这些材料经常难于粘附到具有模内耐划痕涂层的镜片上，特别是在与预清洗步骤相结合时。