專利名稱：易于修整的透鏡的處理方法
技術領域：
本發明涉及透鏡、特別是眼科透鏡的修整領域。
眼科透鏡是由適當的表面處理之前進行一連串決定所述透鏡的凸光學表面和凹光學表面的幾何形狀的模制和/或表面加工/光滑化加工制成的。
眼科透鏡的最后加工步驟是修整操作，包括機械加工玻璃邊緣或周邊以按照所需尺寸使其成形，從而使透鏡與其將要安放的玻璃框相匹配。
修整通常是在進行如上所述的機械加工步驟的包括金剛石砂輪的研磨機上完成的。
在這一操作中，由軸向作用閉鎖元件握持透鏡。
監控透鏡相對于磨輪的相對運動(通常是數字化的)，以便提供所需的形狀。
可以看出，很有必要在此運動過程中牢牢握持透鏡。
因此，在修整操作之前，在透鏡上進行形成橡實形的步驟，即在透鏡的凸面上安裝夾具或橡實形。
在橡實形和透鏡凸面之間裝配握持墊。這是一種自粘片，例如雙面膠。
將如此配置的透鏡置于上述軸向閉鎖元件之一上，然后第二軸向閉鎖元件借助支座(通常是彈性體)在透鏡的凹面上夾持透鏡。
在機械加工步驟中，對透鏡產生切向扭矩作用，這在透鏡握持裝置不夠有效時會導致透鏡相對于橡實形發生旋轉。
透鏡的良好握持效果主要取決于握持墊/透鏡凸面的界面上的良好粘合力。
最新一代的眼科透鏡通常含有修正表面能的有機或礦物外層，例如防污疏水和/或疏油涂層。
這些通常是降低表面能的氟硅烷型材料以避免油污附著，這樣更容易去除油污。
這種表面涂層型可能具有改變墊/凸面的界面上的粘合力的效果，因而難以進行令人滿意的修整操作，特別是對于聚碳酸酯透鏡，其修整與其它材料相比會產生大得多的作用力。
效果不好的修整操作的后果是透鏡的完全和簡單損耗。
因此，如法國專利申請0106534號公開的那樣，在外層上沉積產生至少15mJ/m2表面能的臨時保護層、特別是MgF2保護層是有利的。
這種方法整體上是令人滿意的，但可以進一步改進。實際上，只有在透鏡處理(即在已沉積各種層后，特別是在已經沉積了外層和保護層后)48小時，才可能成功地修整外層上涂有MgF2臨時保護層的透鏡。在少于48小時的時間內對這些透鏡進行修整時，橡實形-握持墊系統容易自發地或在非常弱的作用力下脫離透鏡。這是“橡實形脫落”現象。實踐中，這會在從研磨機中取出透鏡時發生。
因此，本發明的一個目的是提供一種處理透鏡的方法，所述透鏡包含涂有MgF2臨時保護層的有機或礦物外層，特別是疏水和/或疏油層，能夠在各種層沉積在透鏡上后非常快地(例如1小時后)進行修整操作。
為此，本發明涉及含兩個側主面的眼科透鏡的處理方法，其中至少一面包含涂有MgF2臨時保護層的有機或礦物外層，該方法包括選自下列步驟的特有處理步驟-對臨時保護層進行液相化學處理，從而在該臨時保護層中和/或保護層上形成MgO和/或Mg(OH)2，-通過從靜電膜上轉移至少一種非氟化金屬氧化物和/或至少一種非氟化金屬氫氧化物，或通過將其直接真空蒸鍍到臨時保護層上，從而將其沉積在臨時保護層上，-MgF2臨時保護層在外層上的沉積是以小于0.5納米/秒、優選小于或等于0.3納米/秒的速度通過真空蒸鍍進行的。
優選地，金屬氧化物選自氧化鈣或氧化鎂、氧化鐠、氧化鈰或者其中兩種或多種的混合物。
優選地，金屬氫氧化物是氫氧化鎂。
外層優選是疏水和/或疏油表面涂層，特別是沉積在單層或多層非反射性涂層上的疏水和/或疏油表面涂層。
如上所述，通過在非反射性涂層表面上施用降低透鏡表面能的化合物以獲得疏水和/或疏油涂層。
在現有技術中，例如在專利US-4410563、EP-0203730、EP-749021、EP-844265、EP-933377中廣泛公開了這些化合物。
最常使用的是含有氟化基團/特別是全氟化碳(perfluorocarbone)或全氟聚醚基團的硅烷基化合物。
作為例子，可以提及含有一種或多種例如如上所述的氟化基團的硅氮烷、聚硅氮烷或硅氧烷化合物。
已知的方法是在非反射性涂層上沉積含有氟化基團和Si-R基團的化合物，R表示-OH基或其前體，優選烷氧基。這些化合物可以在非反射性涂層表面直接或在水解后進行聚合和/或交聯反應。
傳統上是通過例如在所述化合物的溶液中浸漬、離心或氣相淀積法施用降低透鏡表面能的化合物。通常，疏水和/或疏油涂層的厚度低于30納米，優選為1至20納米，更優選為1至10納米。
本發明優選用下述透鏡進行含有產生小于14mJoules/m2、更優選小于或等于12mJ/m2的表面能(按照下列參考文獻中公開的Owens-Wendt法計算表面能《聚合物表面力能的估算》(Estimation of the surface forceenergy of polymers)，Owens D.K.，Wendt R.G.(1969)，J.APPL.POLYM.SCI，13，1741-1747)的疏水和/或疏油表面涂層。
MgF2臨時保護層直接沉積在外層上。
可以使用任何合適的傳統方法在氣相(真空淀積)中或在液相中，例如通過蒸發法、離心法或浸漬法沉積保護層。
通常，在真空罩中通過蒸發沉積非反射性疏水和/或疏油涂層，而且理想的是以相同方法沉積臨時保護層，這樣可以連續進行所有操作，而不用在各步驟之間對透鏡進行額外處理。
真空淀積的另一優點在于避免了在剛剛于其上沉積了保護層的薄層表現出疏水和/疏油性能的情況下的任何可打濕性的問題。
一般而言，臨時保護層應該具有令人滿意的厚度，以避免隨后在透鏡的各種處理過程中造成外層性能的任何改變。
優選地，其厚度為5至50納米。
MgF2臨時保護層會將透鏡表面能提高至最高達至少15mJoules/m2的值。
它可以施用到透鏡兩面的至少一面的整個面積上，或僅施用到與所述透鏡的握持墊接觸的區域上。
更確切地，通常在透鏡凸面上沉積與橡實形相連的握持墊。因此可以用保護層覆蓋整個凸面，或者使用掩模或其他合適技術僅覆蓋凸面的中心區域。
此外，可以使用本領域技術人員常用于漸變多焦點鏡片(progressivelenses)的各種油墨對含有MgF2臨時保護層的透鏡進行標記。
如上所述，本發明的方法包括特有的處理步驟。
當本發明的特有處理步驟是對臨時保護層進行液相化學處理時，這種液相化學處理可以使用幾種實施方案進行。
按照第一個優選實施方案，液相化學處理包括使MgF2臨時保護層與30至50℃、優選30至40℃的溫度下的非蒸餾非去離子的水(例如自來水)接觸的步驟。
按照第二個優選實施方案，液相化學處理包括使MgF2臨時保護層與蘇打水溶液接觸的步驟。
在接觸步驟中，水溶液的溫度宜為14至40℃，更優選為14至20℃。
優選地，溶液的蘇打摩爾濃度為0.01至0.1摩爾/升，優選為大約0.02摩爾/升。
按照第三個優選實施方案，液相化學處理包括使MgF2臨時保護層與次氯酸鈉水溶液接觸的步驟。
如上所述，水溶液的溫度宜為14至40℃，更優選為14至20℃。
優選地，次氯酸鈉溶液具有0.1至5、優選大約1的氯量度(chlorometricdegree)。
通常，在上述三個實施方案中，將MgF2臨時保護層與非蒸餾非去離子水、或與蘇打水溶液、或與次氯酸鈉接觸的步驟的持續時間至少等于10秒，優選大約15秒。
此外，優選地，液相化學處理隨后包括水洗步驟，優選使用去離子水或蒸餾水，還包括干燥步驟，例如通過吹氣干燥。
如上所述，按照本發明的特有處理步驟還可以是在臨時保護層上沉積至少一種非氟化金屬氧化物和/或至少一種非氟化金屬氫氧化物。優選地，進行MgO沉積。下文將描述沉積MgO的沉積技術。不過，所述技術和厚度也適用于臨時保護層上的其他非氟化金屬氧化物和金屬氫氧化物。可以按照兩種優選實施方案進行MgO沉積。
按照第一種優選實施方案，MgO沉積通過轉移進行并包括下列步驟-將MgO真空蒸鍍到靜電膜上，-將靜電膜沉積在涂有MgF2臨時保護層的透鏡面上，-去除靜電膜，MgO保留在MgF2上。
通常正好在修整之前進行靜電膜去除。由此，在膜沉積及其去除之間，除了可以使MgO轉移到臨時保護層上以外，該膜還可以在透鏡的儲存或運輸時確保對臨時保護層進行保護。
按照第二種優選實施方案，MgO通過真空蒸鍍沉積在臨時保護層上，成形MgO層具有1至5納米的厚度。
蒸發的MgO可以由下列物質的蒸發制成-MgO顆粒，粒度測定為1至3毫米(參考CERAC的M-1131)；-MgO顆粒，粒度測定為3至6毫米(參考UMICORE的M-2013)；-MgO丸(參考UMICORE公司銷售的0481263)當蒸發Mg(OH)2時，它可以有利地獲自ALDRICH。
通常，在MgF2沉積后進行MgO沉積。因此，得到兩層明顯不同的MgF2/MgO層。如果需要，這可以隨后進行部分MgF2蒸鍍，以MgO蒸鍍開始，這樣在表面上就有一個梯度，其組成從純MgF2向純MgO變化。
最后，如上所述，特有處理步驟也可以是降低在外層上形成MgF2臨時保護層的速度。通常，這種沉積是以大約0.5納米/秒的速度進行。按照本發明，通過真空蒸鍍沉積保護層是在低于0.5納米/秒、優選大約0.1納米/秒的速度下進行的。
如上所述，用本發明的方法處理的透鏡包括兩個側主面，其中一面包含涂有臨時MgF2保護層的外層。
按照優選實施方案，兩個側主面包含涂有MgF2臨時保護層的外層。通常，在其上沉積各種層的第一面是凹面。在對第二面進行處理時，MgF2層可以保護第一面。
當兩個側主面都包含涂有MgF2保護層的外層時，按照本發明的特有處理步驟優選在每個側主面上進行。
對透鏡進行各種處理后，特別是在修整透鏡后，去除臨時保護層。
臨時保護層的去除步驟可以在液體介質中進行，或者通過摩擦、干法擦拭之類的機械作用進行，或者通過實施這兩種方式進行。
在去除臨時保護層步驟的最后，透鏡顯示出與包含疏水和/獲疏油涂層的初始透鏡相同級別、甚至幾乎一致的光學和表面特性。
本發明還涉及包含疏水和/或疏油涂層、沉積在所述疏水和/或疏油涂層上的MgF2臨時保護層的眼科透鏡，其特征在于在MgF2保護層上沉積了至少一種非氟化金屬氧化物和/或至少一種非氟化金屬氫氧化物層。
非氟化金屬氧化物和氫氧化物優選選自前述非氟化金屬氧化物和氫氧化物，更特別地，非氟化金屬氫氧化物是氫氧化鎂。
疏水和/或疏油涂層的定義如上，外層優選沉積在非反射性涂層上，特別是多層非反射性涂層上。
本發明還涉及包含易剝離靜電膜的如上所定義的眼科透鏡，該靜電膜覆蓋在如上所述的非氟化金屬氧化物和/或氫氧化物層上。
優選地，覆有靜電膜的層是MgO層。
通過下列實施例特別參照
圖1舉例闡釋本發明，圖1表示膠粘在透鏡上的墊在噴射水流下的保持時間，其為沉積外層和保護層后經過的時間的函數關系。
實施例目的是測試按照本發明進行處理后在透鏡修整操作、特別是在橡實形脫落現象方面的具體處理效果。
在基片上實現沉積，基片是在兩面上都含有聚硅氧烷型耐磨涂層的CR39基眼科透鏡，其相當于專利申請EP614957中的實施例3。在超聲清洗容器中清洗鏡片，在100℃下蒸最少3小時。然后它們可用于處理。
處理后的鏡片是圓形鏡片。
1.透鏡的制備1.1帶有非反射性和疏水/疏油涂層的透鏡的制備所用的真空處理機是Balzers BAK760機器，其配有電子槍、“end-Hall”Mark2 Commonwealth型離子槍和具有焦耳效應的蒸發源。
將透鏡置于帶有圓形開孔的圓盤傳送帶上，這些開孔用于放置待處理的透鏡，凹面面向蒸發源和離子槍。
進行真空抽吸直至達到二級真空。
然后，用電子槍進行高指數(IH)、低指數(BI)、HI、BIZrO2、SiO2、ZrO2、SiO2的4層非反射性光學層的連續蒸發。
最后，通過蒸發DAIKIN公司銷售的商品名為OPTOOL DSX的產品(含全氟丙烯的化合物)沉積疏水和疏油涂層。
將給定量的Optool DSX放入直徑為18毫米的銅皿中，然后放入焦耳效應坩鍋(鉭坩鍋)中。
通過蒸發沉積厚度為1至5納米的疏水和疏油涂層。
利用石英尺設定沉積的厚度。
1.2臨時保護層的沉積然后蒸發保護層。
沉積材料是Merck公司出售的化學式為MgF2、粒度測定為1至2.5納米的化合物。
使用電子槍進行蒸發。
沉積物理厚度為20納米，沉積速度等于0.52納米/秒。
利用石英尺設定沉積厚度。
隨后，重新加熱外殼(enclosure)并將處理室設定回大氣壓。
然后將透鏡倒轉并使凸面朝向處理區。與凹面相同地處理凸面(重復上述步驟1.1和1.2)。
1.3特有處理步驟然后對透鏡進行選自下列步驟的本發明的特有處理步驟-非去離子和非蒸餾的水-次氯酸鈉水溶液-蘇打水溶液-從靜電膜上轉移MgO-將MgO直接蒸鍍到臨時MgF2層上a)(非去離子和非蒸餾的)溫水將透鏡置于溫度為40℃的溫熱自來水中15秒。
然后將它們用蒸餾水清洗并用壓縮空氣吹氣。
b)次氯酸鈉水溶液將透鏡浸在裝有1升溫度為40℃的蒸餾水和20毫升氯量度為48的Javel萃取液的Pyrex器皿中15秒。
然后將透鏡用蒸餾水清洗并用壓縮空氣吹氣。
c)蘇打水溶液將透鏡浸沒在裝有1升溫度為40℃的蒸餾水和40毫升0.5mol·L-1的蘇打水的Pyrex器皿中15秒。
然后將透鏡用蒸餾水清洗并用壓縮空氣吹氣。
d)從靜電膜上轉移MgO使用電子槍，由得自UMICORE公司的MgO片(參考0481263)將MgO層真空蒸鍍到SERICOM PLASTOREX公司供應的厚度為100微米的PVC基(聚氯乙烯)共聚物靜電膜上。這些膜呈直徑為38至50毫米的圓盤形狀。
將覆有MgO的靜電膜沉積在透鏡凸面上。
在修整時去除靜電膜。MgO層保留在MgF2保護層上。
e)將MgO直接蒸鍍到MgF2層上使用電子槍，由得自UMICORE公司的MgO片(參考0481263)直接將厚度為2納米的MgO層真空蒸鍍到MgF2保護層上。
2.橡實形脫落測試2.1原理在制成的透鏡上噴射水流進行橡實形脫落測試。該測試的進行與修整透鏡相比更簡單更迅速。它也比透鏡的實際修整“更嚴格”。但是，它能夠以非常有區別性的方式將結果分級。
使用雙面3M牌自粘片作為握持墊。
手工將該墊粘到橡實形上。
將橡實形+墊組件手工粘在每個透鏡的凸面上。
將透鏡置于自來水(活水)下超過5分鐘，不監測水溫。流速為6升/分鐘。透鏡和水龍頭的距離大約20厘米。
或者，對透鏡進行手動旋轉和傾斜，使得水滲透邊緣并滲過橡實形的中心孔。
如果橡實形+墊組件在5分鐘內掉落(相當于橡實形脫落現象)，記錄該組件保持粘在透鏡上的持續時間。
如果在5分鐘后橡實形+墊組件脫落，記錄仍然膠粘的墊表面的百分比。這可以通過在氖燈下從凹面觀看透鏡時的透射非常清楚地看出。
2.2測試和結果a)測試1在噴射水流下測量橡實形+墊組件的保持時間，作為從透鏡處理結束時起經過的時間(即從各種層沉積和特有處理步驟起經過的時間)的函數。
結果表示在圖1上。
對沒有進行特有處理步驟的透鏡(曲線1)和通過次氯酸鈉水溶液進行過特有處理步驟的透鏡(曲線2)進行測量。
橫坐標表示從透鏡處理結束時起經過的時間。縱坐標表示在噴射水流下以秒計的墊保持時間。
可以看出，在一小時后，進行過特有處理步驟的透鏡達到了300秒的墊保持時間，而沒有經過特有處理步驟的玻璃需要2星期才能達到相同的保持時間。
b)測試2對沒有進行本發明的特有處理步驟的透鏡和進行過本發明的特有處理步驟的透鏡進行保持時間測量。于透鏡處理結束后不同的時間T進行測量。
結果匯集在表1中。
表1
表1中的結果表明本發明的特有處理步驟完全消除了橡實形脫落現象。
c)測試3在該測試中，僅在半個透鏡表面上進行上述使用次氯酸鈉水溶液的特有處理步驟。
例如，將透鏡的一半浸在裝有次氯酸鈉水溶液的Pyrex燒瓶中。
在噴射水流下大約15秒后，膠粘在未進行特有處理步驟的半個透鏡表面上的墊完全剝落。
在噴射水流下5分鐘后，膠粘在已進行特有處理步驟的半個透鏡表面上的墊仍然100％粘合。
使用蘇打水溶液進行特有處理步驟時也獲得相同的結果。
權利要求
1.一種處理眼科透鏡的方法，該眼科透鏡含有兩個側主面，其中至少一面包含涂有MgF2臨時保護層的有機或無機外層，該方法的特征在于包括選自下列步驟的特有處理步驟-對臨時保護層進行液相化學處理，從而在該臨時保護層中和/或保護層上形成MgO和/或Mg(OH)2，-通過從靜電膜上轉移的方法將至少一種非氟化金屬氧化物和/或至少一種非氟化金屬氫氧化物沉積在臨時保護層上，或通過直接真空蒸鍍到臨時保護層上的方法將其沉積在臨時保護層上，-MgF2臨時保護層在外層上的沉積是以小于0.5納米/秒、優選小于或等于0.3納米/秒的速度通過真空蒸鍍進行。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于所述外層是疏水和/或疏油的表面涂層。
3.根據上述權利要求任一項的方法，其特征在于所述外層的厚度低于30納米，優選為1至20納米，更優選為1至10納米。
4.根據上述權利要求任一項的方法，其特征在于所述外層是沉積在非反射性涂層上的。
5.根據權利要求4的方法，其特征在于所述非反射性涂層是多層結構。
6.根據上述權利要求任一項的方法，其特征在于所述臨時保護層的厚度為5至50納米。
7.根據權利要求1至6任一項的方法，其特征在于所述液相化學處理包括使MgF2臨時保護層與30至50℃、優選30至40℃溫度下的非蒸餾非去離子的水接觸的步驟。
8.根據權利要求1至6任一項的方法，其特征在于所述液相化學處理包括使MgF2臨時保護層與蘇打水溶液接觸的步驟。
9.根據權利要求1至6任一項的方法，其特征在于所述液相化學處理包括使MgF2臨時保護層與次氯酸鈉水溶液接觸的步驟。
10.根據權利要求8或9的方法，其特征在于所述水溶液的溫度為14至40℃。
11.根據權利要求10的方法，其特征在于所述水溶液的溫度為14至20℃。
12.根據權利要求8的方法，其特征在于所述水溶液的蘇打摩爾濃度為0.01至0.1摩爾/升。
13.根據權利要求9的方法，其特征在于所述次氯酸鈉溶液的氯量度為0.1至5。
14.根據權利要求7至13任一項的方法，其特征在于使MgF2臨時保護層與非蒸餾非去離子的水、或與蘇打水溶液、或與次氯酸鈉水溶液接觸的步驟進行至少等于10秒、優選大約15秒的時間。
15.根據權利要求7至14任一項的方法，其特征在于所述液相化學處理隨后包括用水、優選去離子水或蒸餾水清洗的步驟和干燥步驟。
16.根據權利要求1至6任一項的方法，其特征在于所述金屬氧化物選自氧化鎂、氧化鈣、氧化鐠、氧化鈰或其中兩種或多種的混合物。
17.根據權利要求1至6任一項的方法，其特征在于所述金屬氫氧化物是氫氧化鎂。
18.根據權利要求16的方法，其特征在于MgO的沉積包括下列步驟-將MgO真空蒸鍍到靜電膜上，-將靜電膜沉積在涂有MgF2臨時保護層的透鏡面上，-去除靜電膜，MgO保留在MgF2上。
19.根據權利要求16的方法，其特征在于通過MgO真空蒸鍍進行MgO沉積，成形的MgO層具有1至5納米的厚度。
20.根據上述權利要求任一項的方法，其特征在于兩個側主面都包含涂有MgF2臨時保護層的外層。
21.一種包含疏水和/或疏油涂層、沉積在所述疏水和/或疏油涂層上的MgF2臨時保護層的眼科透鏡，其特征在于在MgF2保護層上沉積了至少一種非氟化金屬氧化物和/或至少一種非氟化金屬氫氧化物的層。
22.根據權利要求20的眼科透鏡，其特征在于所述金屬氧化物選自氧化鈣、氧化鐠、氧化鈰或其中兩種或多種的混合物。
23.根據權利要求21或22的眼科透鏡，其特征在于所述金屬氫氧化物是氫氧化鎂。
24.根據權利要求21至23任一項的眼科透鏡，其特征在于所述疏水和/或疏油涂層的厚度低于30納米，優選為1至20納米，更優選為1至10納米。
25.根據權利要求21至24任一項的眼科透鏡，其特征在于所述外層沉積在非反射性涂層、優選多層非反射性涂層上。
26.根據權利要求21至25任一項的眼科透鏡，其特征在于其包含在非氟化金屬氧化物和/或氫氧化物層上的靜電膜。
27.根據權利要求21至26任一項的眼科透鏡，其特征在于所述金屬氧化物是MgO。
全文摘要
一種處理眼科透鏡的方法，該眼科透鏡含有兩個側主面，其中至少一面包含涂有MgF
文檔編號C03C17/34GK1681746SQ03821885
公開日2005年10月12日 申請日期2003年7月2日 優先權日2003年6月13日
發明者P·拉康, D·孔特 申請人:埃西勒國際通用光學公司