一种高显色度灰色镀膜树脂镜片及其制备方法与流程

1.本发明涉及树脂镜片制备技术领域，具体涉及一种高显色度灰色镀膜树脂镜片及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，光学树脂镜片在国内外眼镜市场上需求越来越大，树脂镜片与玻璃镜片相比，具有质量轻、染色性能好、易于加工等优点，中高折射率光学树脂镜片更以高透光率、防紫外、超薄等特有的优势获得使用者的青睐。夏日烈日炎炎、海边沙滩日光直射，出门旅游和冬天滑雪时，日光光线太强都需要佩戴太阳镜以提高观察能力，保护人眼视觉健康。目前大部分太阳镜都是染色的，并且没有度数，使广大近视眼人员在室外时只能佩戴隐形眼镜再戴太阳镜。太阳镜内侧表面也需要镀减反射膜以减少光的反射，减少杂散反射光对视觉的干扰。
3.户外运动的，需要我们能够满足近视人员阻隔较强的阳光，并在阻隔的同时观察外界颜色不失真，更好地欣赏日光下的美景。驾驶车辆时，也需要近视人员保护免受强光刺激，让人眼舒适的观察周边物体，并需要良好的显色度。因此，为满足近视人群户外运动、驾驶等在强光下进行的活动，亟需我们开发一种高显色度灰色镀膜树脂镜片及其制备方法。


技术实现要素：

4.为了满足新的消费需求，本发明旨在于提供一种高显色度灰色镀膜树脂镜片及其制备方法，实现透射光均匀以达到良好的显色效果，且低反射率降低对视觉的干扰，并通过工艺的修改完善实现量产重复性和长期保存的稳定性。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明的第一方面提供了一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，包括：树脂镜片基片、加硬层以及高显色度灰色膜层；其中，所述树脂镜片基片、加硬层以及高显色度灰色膜层依次排列，所述加硬层位于所述树脂镜片基片表面，所述高显色度灰色膜层位于所述加硬层表面；
7.进一步的，所述高显色度灰色镀膜树脂镜片还包括防水层，所述防水层位于所述高显色度灰色膜层表面；
8.进一步的，所述加硬层的材料主要成分为有机硅；
9.进一步的，所述高显色度灰色膜层包括硅铝复合氧化物层、掺氮一氧化钛层；更进一步的，所述高显色度灰色膜层包括三层硅铝复合氧化物层、两层掺氮一氧化钛层；
10.进一步的，所述硅铝复合氧化物层由sio2和al2o3复合材料组成，且其中sio2占所述复合材料的摩尔分数为70％～95％；进一步优选的，其中sio2占所述复合材料摩尔分数的92％；
11.进一步的，所述掺氮一氧化钛层的成分为tio
x
ny，其中x为0.93～1、且y为0.02～0.06；
12.进一步的，所述加硬层的厚度为1～5μm；
13.进一步的，所述高显色度灰色膜层的厚度为100～400nm；
14.进一步的，所述防水层的厚度为4～20nm；
15.更进一步的，所述高显色度灰色镀膜树脂镜片的平均反射率≤0.5％；
16.更进一步的，所述高显色度的灰色镀膜树脂镜片的反射光色坐标h值为265～285、且c值为12～25；
17.本发明第二方面提供了一种上述任一种高显色度灰色镀膜树脂镜片的制备方法，包括以下步骤：
18.s1制备加硬层：在树脂镜片基片表面形成加硬层，即获得含加硬层的树脂镜片；
19.s2制备高显色度灰色膜层：在s1获得的树脂镜片表面形成所述高显色度灰色膜层，即获得含高显色度灰色膜层的树脂镜片，具体包括：
20.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面分别形成含第一层硅铝复合氧化物层；
21.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；
22.s23：在步骤s22获得的树脂镜片表面形成第三层含硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
23.s24：在步骤s23获得的树脂镜片表面形成第四层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；
24.s25：在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含形成第五层含硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
25.s3制备防水层：在步骤s2获得的树脂镜片表面形成防水层。
26.有益效果
27.1.本发明采用了特定的树脂基片并结合膜系设计结构，实现透射可见光主波段透射率均匀以达到良好的显色效果，且通过减反射作用降低周围环境光的背反射对视觉的干扰，具有良好的视觉显色效果；
28.2.本发明采用特定工艺制备掺氮一氧化钛层为吸收层，利用其吸收特性得到灰色镀膜。另外，通过工艺步骤和参数的控制实现镜片的量产重复性和长期保存的稳定性。
附图说明
29.图1是本发明实施例1制备的一种高显色度灰色镀膜树脂镜片各层结构示意图；树脂镜片基片1、加硬层2、高显色度的灰色膜层3、防水层4；其中，高显色度的灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1、掺氮一氧化钛层3-2、硅铝复合氧化物层3-3、掺氮一氧化钛层3-4、硅铝复合氧化物层3-5
具体实施方式
30.在一个具体的实施方式中，所述高显色度灰色膜层包括三层硅铝复合氧化物层、二层掺氮一氧化钛层，其中，所述高显色度灰色膜层中，所述各层依次为：(1)硅铝复合氧化物层、(2)掺氮一氧化钛层、(3)硅铝复合氧化物层，(4)掺氮一氧化钛层、(5)硅铝复合氧化物层；且所述第一层硅铝复合氧化物层位于所述加硬层表面；
31.更进一步的，在一个具体的实施方式中，所述高显色度灰色膜层各层厚度为：
32.所述第一层硅铝复合氧化物层的厚度为0～180nm，优选60～90nm；
33.所述第二层掺氮一氧化钛层的厚度为15～30nm，优选20～25nm；
34.所述第三层硅铝复合氧化物层的厚度为10～90nm，优选40～60nm；
35.所述第四层掺氮一氧化钛层厚度为10～25nm，优选12～18nm；
36.所述第五层硅铝复合氧化物层的厚度为60～150nm，优选70～90nm；
37.在一个具体的实施方式中，所述s1制备加硬层的步骤包括：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量25～30％的加硬液水溶液中，浸渍温度10～20℃，浸渍4～8秒后以1.0～3.0mm/s的速度提拉出溶液，再将其于70～90℃烘干2～5小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，固化温度100～150℃，固化时间120～180min，即得含加硬层的树脂镜片；
38.在一个具体的实施方式中，所述步骤s2制备高显色度灰色膜层的步骤包括：
39.在有射频(rf)离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将硅铝复合氧化物层、一氧化钛固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
40.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为50～70℃、有射频(rf)离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片，其中，所述射频(rf)离子源辅助工艺为：加速电压为250～350v，加速电流350～500ma，辅助气体为ar和氧气，且ar 10～25sccm、o2为5～15sccm；优选的，所述射频(rf)离子源辅助沉积工艺参数为：加速电压为300v，加速电流400ma，辅助气体为ar和o2，且ar流速为20sccm、o2流速为10sccm；例如，可以采用采用光驰的ois2离子源；
41.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层掺氮一氧化钛层，具体包括：
42.s221：在步骤s21获得的树脂镜片表面，先抽真空至本底真空度≤8
×
10-4
pa，再用射频(rf)离子源轰击15秒，然后在射频(rf)离子源辅助工艺下沉积tio，采用高能电子束加热tio，以速率将蒸发的tio以纳米级分子形式沉积，在沉积的同时，射频(rf)离子源离化的氮使tio材料部分氮化，优选tio蒸发速率为
43.其中，所述射频(rf)离子源轰击参数为：采用光驰的ois2离子源，加速电压为250～350v，加速电流350～500ma，辅助气体为ar，流速为10～30sccm，优选的，所述射频(rf)离子源轰击参数为：采用光驰的ois2离子源，加速电压为300v，加速电流300ma，辅助气体为ar，流速为25sccm，
44.其中，所述射频(rf)离子源辅助工艺沉积tio的参数为：离子源为rf(射频)离子源,加速电压为600～900v，加速电流500～900ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为15～30sccm,n2流速为5～20sccm；优选的，所述射频(rf)离子源辅助工艺沉积tio的参数为：离子源为rf(射频)离子源,加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为20sccm，n2流速为10sccm，
45.s222：在上述沉积完掺氮一氧化钛后，继续用离子源轰击掺氮一氧化钛膜层表面10～30秒，优选15秒，即得掺氮一氧化钛层，其中，所述轰击参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为600～900v，加速电流500～900ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为15～30sccm，n2流速为5～20sccm；优选的，加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar和n2，
且ar流速为20sccm，n2流速为10sccm；
46.s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
47.s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；
48.s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第五层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
49.在一个具体的实施方式中，所述步骤s3形成防水层的步骤包括：在s25步骤获得的镜片表面，继续采用真空镀膜工艺，在本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内的温度为50～70℃条件下，采用高能电子束加热防水材料，以速率为将蒸发后的含氟防水材料(优选含有全氟烷(c
12f27
n)的防水材料)以纳米级分子形式进行沉积，获得含防水层的树脂镜片；
50.在一个具体的实施方式中，所述掺氮一氧化钛层，其蒸发原料为一氧化钛材料，其分子式为tio，纯度为99.99wt％，由北京有色金属研究院开发并生产；其掺氮一氧化钛层是在蒸发过程中，由射频离子源离化的高能氮与蒸发的一氧化钛反应氮化而成。
51.在一个具体的实施方式中，所述硅铝复合氧化物我们委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，所述硅铝复合氧化物层由sio2和al2o3复合材料组成，且其中sio2占所述复合材料的摩尔分数为92％，型号为：sa56；
52.本发明采用的树脂镜片基片为本领域常规镜片，uv截止波长在399～402nm，uv截止波长的定义参照光学树脂镜片标准qb/t 2506-2017的5.4.2.4.4；在一个具体的实施方式中，购买日本三井化学株式会社uv截止波长为399～402nm、型号为mr-8(折射率1.60)或者mr-7(折射率1.67)，以下简称“mr-8-uv400”或“mr-7-uv400”；或者在一个具体的实施方式中，购买江苏视科新材料股份有限公司开发并生产的uv截止波长为399～402nm、折射率为1.56的树脂镜片基片，以下简称“sk1.56-uv400”，该树脂镜片基片具体制备方法参见视客光学公司的专利：cn201410245692.6。
53.本发明选择常规加硬液体即可，例如在一个具体的实施方式中，选取伊藤光学工业株式会社的型号z117或z118(以下简称为“z117”或“z118”)加硬液；或者在一个具体的实施方式中选取度恩光学(常熟)有限公司型号为vh56(以下简称为“vh56”)的加硬液，选择上述加硬液制备本发明所述镜片，极大地提高了膜层之间的致密衔接性。
54.实施例
55.实施例1
56.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(sk-1.56uv400)；加硬层2(vh56)/2.6～3μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/75.86nm、掺氮一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结；蒸发时由离子源辅助下氮化得到，成分为tio
x
ny，其中x为0.93～1、且y为0.02～0.06)/23.28nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)49.29nm、掺氮一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.69nm、硅铝复合氧化物层3-5/80.35nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)；
57.所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
58.s1：制备加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量30％、型号为vh56的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，所述干燥固化温度为120℃，固化时间为150min，即得含加硬层的树脂镜片；
59.s2制备高显色度灰色膜层：在带rf离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
60.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为60℃、有射频(rf)离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片，其中，所述射频(rf)离子源辅助工艺为：采用光驰的ois2离子源，加速电压为300v，加速电流400ma，辅助气体为ar和o2，且ar流速为20sccm、o2流速为10sccm；
61.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层掺氮一氧化钛层，具体包括：
62.s221：在步骤s21获得的树脂镜片表面，先抽真空至本底真空度≤8
×
10-4
pa，再用射频(rf)离子源轰击15秒，然后在射频(rf)离子源辅助工艺下沉积tio，采用高能电子束加热tio，以速率将蒸发的tio以纳米级分子形式沉积，在沉积的同时，采用射频(rf)离子源离化的氮使tio材料部分氮化，
63.其中，所述射频(rf)离子源轰击参数为：采用光驰的ois2离子源，加速电压为300v，加速电流300ma，辅助气体为ar，流速为25sccm；
64.其中，所述射频(rf)离子源辅助工艺沉积tio的参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为20sccm，n2流速为10sccm；
65.s222：在上述沉积完掺氮一氧化钛后，继续用离子源轰击掺氮一氧化钛膜层表面15秒，即得掺氮一氧化钛层，其中，所述轰击参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为20sccm，n2流速为10sccm；
66.s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
67.s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；
68.s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第五层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
69.s3制备防水层：在s29步骤获得的镜片表面，继续采用真空镀膜工艺，在本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内的温度为60℃条件下，采用高能电子束加热材料，以速率为将蒸发后的含有c
12f27
n的防水材料以纳米级分子形式沉积，获得含防水层的树脂镜片。
70.实施例2
71.一种高显色度的灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(mr8-uv400)；加硬层2(z117)/1.5～2.6μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/76.14nm、掺氮一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结；蒸发时由离子源辅助下氮化得到，成分为tio
x
ny，其中x为0.93～1、且y为0.02～0.06)/23.08nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)49.86nm、掺氮一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.6nm、硅铝复合氧化物层3-5/80.72nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)。
72.所述树脂镜片的制备方法所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
73.s1制作加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量27％、型号为z117的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，所述干燥固化温度120℃，干燥固化时间150min，即得含加硬层的树脂镜片；
74.其余步骤同实施例1。
75.实施例3
76.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(mr-7-uv400)；加硬层2(z118)/1.5～2.6μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/77.49nm、掺氮一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结；蒸发时由离子源辅助下氮化得到，成分为tio
x
ny，其中x为0.93～1、且y为0.02～0.06)/22.57nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)51.29nm、掺氮一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.45nm、硅铝复合氧化物层3-5/81.53nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)。
77.所述树脂镜片的制备方法所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
78.s1：制作加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量27％、型号为z118的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，所述干燥固化温度120℃，干燥固化时间150min，即得含加硬层的树脂镜片；
79.其余步骤同实施例1。
80.对比例
81.对比例1
82.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(sk-1.56uv400)；加硬层2(vh56)/2.6～3μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/75.86nm、一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结)/23.28nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)49.29nm、一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.69nm、硅铝复合氧化物层3-5/80.35nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)；
83.所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
84.s1：制备加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量30％、型号为vh56的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，固化温度120℃，固化时间150min，即得含加硬层的树脂镜片；
85.s2制备高显色度灰色膜层：在带霍尔离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
86.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为50～70℃、霍尔离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；所述离子源辅助工艺为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为120v，阳极电流2.5a，辅助气体为ar 10sccm,氧气10sccm；
87.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层一氧化钛层，本底真空度≤8
×
10-4
pa在无离子源辅助工艺下沉积制备一氧化钛，采用高能电子束加热一氧化钛，以速率将蒸发的一氧化钛以纳米级分子形式沉积；
88.s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
89.s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层一氧化钛层的树脂镜片；
90.s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
91.s3制备防水层：在s29步骤获得的镜片表面，继续采用真空镀膜工艺，在本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内的温度为60℃条件下，采用高能电子束加热材料，以速率为将蒸发后的含有c
12f27
n的防水材料以纳米级分子形式沉积，获得含防水层的树脂镜片。
92.对比例2
93.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(sk-1.56uv400)；加硬层2(vh56)/2.6～3μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/75.86nm、一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结)/23.28nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)49.29nm、一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.69nm、硅铝复合氧化物层3-5/80.35nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)；
94.所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
95.s1：制备加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量30％、型号为vh56的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，固化温度120℃，固化时间150min，即得含加硬层的树脂镜片；
96.s2制备高显色度灰色膜层：在带霍尔离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
97.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为50～70℃、霍尔离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；所述离子源辅助工艺为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为120v，阳极电流2.5a，辅助气体为ar 10sccm,氧气10sccm；
98.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层一氧化钛层，具体包括：
99.s221：在步骤s21获得的树脂镜片表面，先抽真空至本底真空度≤8
×
10-4
pa，再用霍尔离子源轰击30秒，所述轰击参数为：轰击工艺参数为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为120v，阳极电流2.5a，辅助气体为ar 20sccm；
100.s222：霍尔离子源轰击完成后，在离子源辅助工艺下沉积制备一氧化钛，采用高能电子束加热一氧化钛，以速率将蒸发的一氧化钛以纳米级分子形式沉积，所述离子源辅助参数为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为130v，阳极电流2.8a，辅助气体为ar 20sccm；
101.s223：离子源辅助工艺沉积一氧化钛完成后，继续用霍尔源轰击一氧化钛膜层表面15秒，所述轰击参数为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为130v，阳极电流2.8a，辅助气体为ar 20sccm；
102.s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
103.s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层一氧化钛层的树脂镜片；
104.s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
105.s3制备防水层：在s29步骤获得的镜片表面，继续采用真空镀膜工艺，在本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内的温度为60℃条件下，采用高能电子束加热材料，以速率为将蒸发后的含有c
12f27
n的防水材料以纳米级分子形式沉积，获得含防水层的树脂镜片。
106.对比例3
107.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(sk-1.56uv400)；加硬层2(vh56)/2.6～3μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/75.86nm、掺氮一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结，蒸发时由离子源辅助下氮化得到)/23.28nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)49.29nm、掺氮一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.69nm、硅铝复合氧化物层3-5/80.35nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)；
108.所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
109.s1：制备加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量30％、型号为vh56的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，固化温度120℃，固化时间150min，即得含加硬层的树脂镜片；
110.s2制备高显色度灰色膜层：在带霍尔离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
111.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为50～70℃、霍尔离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；所述离子源辅助工艺为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为120v，阳极电流2.5a，辅助气体为ar 10sccm,氧气10sccm；
112.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层掺氮一氧化钛层，具体包括：
113.s221：在步骤s21获得的树脂镜片表面，先抽真空至本底真空度≤8
×
10-4
pa，再用霍尔离子源轰击30秒，所述轰击参数为：轰击工艺参数为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为120v，阳极电流2.5a，辅助气体为ar20sccm；
114.s222：霍尔离子源轰击完成后，在离子源辅助工艺下沉积制备掺氮一氧化钛，采用高能电子束加热一氧化钛，以速率将蒸发的一氧化钛以纳米级分子形式沉积，并在蒸发沉积过程中受到离子源离化的氮离子的轰击氮化。所述离子源辅助参数为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为130v，阳极电流2.8a，辅助气体为ar 16sccm，氮气10sccm；
115.s223：离子源辅助工艺沉积掺氮一氧化钛完成后，继续用霍尔源轰击掺氮一氧化钛膜层表面15秒，所述轰击参数为：离子源为霍尔离子源，阳极电压为130v，阳极电流2.8a，辅助气体为ar 16sccm，氮气10sccm；
116.s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
117.s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；
118.s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
119.s3制备防水层：在s29步骤获得的镜片表面，继续采用真空镀膜工艺，在本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内的温度为60℃条件下，采用高能电子束加热材料，以速率为将蒸发后的含有c
12f27
n的防水材料以纳米级分子形式沉积，获得含防水层的树脂镜片。
120.对比例4
121.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，依次排列包括：树脂镜片基片1(sk-1.56uv400)；加硬层2(vh56)/2.6～3μm；高显色度灰色膜层3包括：硅铝复合氧化物层3-1(其中sio2和al2o3摩尔量百分比：92％sio2：8％al2o3；委托常州市瞻驰光电科技股份有限公司开发并生产，材料型号为sa56)/75.86nm、一氧化钛层3-2(蒸发原料分子式tio，纯度
99.99％以上，由北京有色金属研究院烧结)/23.28nm、硅铝复合氧化物层3-3(材料同3-1)49.29nm、一氧化钛层3-4(材料同3-2)/14.69nm、硅铝复合氧化物层3-5/80.35nm(材料同3-1)；防水层4(采用含c
12f27
n的防水材料/10nm)；
122.所述树脂镜片的制备方法包括以下步骤：
123.s1：制备加硬层：将超声波清洗干净的树脂镜片基片浸入质量百分含量30％、型号为vh56的加硬液水溶液中，浸渍温度15℃，浸渍5秒后以2.0mm/s的速度提拉出溶液；80℃烘干3小时后将上述基片取出并送至烘干箱内干燥固化，固化温度120℃，固化时间150min，即得含加硬层的树脂镜片；
124.s2制备高显色度灰色膜层：在带rf离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
125.s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为50～70℃、有rf(射频)离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；所述离子源辅助工艺为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为300v，加速电流400ma，辅助气体为ar 20sccm,氧气10sccm；
126.s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层一氧化钛层，具体包括：
127.s221：在步骤s21获得的树脂镜片表面，先抽真空至本底真空度≤8
×
10-4
pa，再用rf(射频)离子源轰击15秒，所述轰击参数为：轰击工艺参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为300v，加速电流400ma，辅助气体为ar 25sccm；
128.s222：rf(射频)离子源轰击完成后，在离子源辅助工艺下沉积制备一氧化钛，采用高能电子束加热一氧化钛，以速率将蒸发的一氧化钛以纳米级分子形式沉积，所述离子源辅助参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar 25sccm；
129.s223：离子源辅助工艺沉积一氧化钛完成后，继续用离子源轰击掺氮一氧化钛膜层表面15秒，所述轰击参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar 25sccm；
130.s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
131.s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层一氧化钛层的树脂镜片；
132.s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；
133.s3制备防水层：在s29步骤获得的镜片表面，继续采用真空镀膜工艺，在本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内的温度为60℃条件下，采用高能电子束加热材料，以速率为将蒸发后的含有c
12f27
n的防水材料以纳米级分子形式沉积，获得含防水层的树脂镜片。
134.实验例
135.1.实施例和对比例主要材料参数如下，所有的膜层结构基本一致。主要是对比不同离子源能量对吸收膜层的差异和是否氮气参与工作的性能。
136.表1
[0137][0138]
2.测定镜片可见光的平均透射率、峰谷透射率、平均反射率、反射膜色等光学效果
[0139]
(1)测定实施例1～3和对比例1～4可见光平均透射率、峰值透射率、谷值透过率、平均反射率、反射膜色
[0140]
实施例1～3以及对比例1～4制备获得的镜片(制备样品均在镀膜设备清洗好后24小时内)，测定其平均透射射率(平均透射射率：是指在c光(cie中定义的色温6774k的光源)照明下的视觉平均透射射率，在这里指单面的透射率)；可见光的峰值透射率指可见光主要波段(430nm～680nm)的最高透射率；可见光的谷值透射率指可见光主要波段(430nm～680nm)的最低透射率；可见光的平均反射率(平均反射率：是指在c光(cie中定义的色温6774k的光源)照明下的视觉平均反射率，在这里指单面的反射率)，可见光的膜色，是指在c光(cie中定义的色温6774k的光源)照明下的反射光颜色。测量结果记录在下表2中。
[0141]
表2
[0142][0143][0144]
由表2可见，实施例的峰谷透射率差值都在3.5％以内，在总体透射率25％左右时，实现了高显色性，即各波长的透射差异不大。平均反射率控制在0.5以下，控制了杂光反射干扰人眼，让人眼更舒适。
[0145]
对比例2的透射率比对比例1有显著下降，这说明霍尔源辅助下沉积(对比例2)的一氧化钛保持了ti:o比。而对比例1没有离子源辅助，可能氧化程度会略高，从而降低产品的吸收，透过率相对偏高。
[0146]
对比例3的透射率比对比例2有显著下降，这说明霍尔源激活的氮化开始起作用，发生氮化，膜层的吸收会相对增加，透射率会相对下降。
[0147]
对比例4的透射率比对比例2的透过率略微下降，说明在rf源能量轰击下，tio会轻
微失氧，透射率会轻微下降。
[0148]
实施例1的透射率比对比例1～4均更低，说明在rf源能量轰击下，tio会轻微失氧，强离子源激活氮活性更高，氮化程度更高，增强了膜层的吸收，有利于制作太阳眼镜时镀灰色膜层。
[0149]
3.重复性、耐久性实验
[0150]
(1)重复性实验：
[0151]
在镀膜机清洗完成24小时内和镀膜机清洗完成并使用了96小时后，分别进行实施例1～3以及对比例1～4制备样品对比，重点观察其平均透射率的情况。结果见表3中。
[0152]
(2)耐久性实验：
[0153]
灰色吸收薄膜需要观察其在大气中长期存放的稳定性。为了加速实验和对比显著，在60℃、95％湿度下的存储120小时，查看制备的镜片是否存在膜裂或橘皮等明显失效现象，并擦拭干净后检查其透射率值。测试结果记录在表3中。
[0154]
表3平均透过率的变化
[0155][0156][0157]
可见，实施例用强离子源掺氮的工艺下制备的掺氮一氧化钛薄膜，其对设备状态更不敏感，在高温高湿后平均透过率变化更小，即长期使用变化小，性能更加稳定，具有良好的使用和经济价值。

技术特征：
1.一种高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，包括：树脂镜片基片、加硬层以及高显色度灰色膜层；其中，所述树脂镜片基片、加硬层以及高显色度灰色膜层依次排列，所述加硬层位于所述树脂镜片基片表面，所述高显色度灰色膜层位于所述加硬层表面；进一步的，所述高显色度灰色镀膜树脂镜片还包括防水层，所述防水层位于所述高显色度灰色膜层表面。2.根据权利要求1或2所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述加硬层的材料主要成分为有机硅。3.根据权利要求1或2所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述高显色度灰色膜层包括硅铝复合氧化物层、掺氮一氧化钛层；更进一步的，所述高显色度灰色膜层包括三层硅铝复合氧化物层、两层掺氮一氧化钛层。4.根据权利要求3所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述硅铝复合氧化物层由sio2和al2o3复合材料组成，且其中sio2占所述复合材料的摩尔分数为70％～95％；进一步优选的，其中sio2占所述复合材料摩尔分数的92％。5.根据权利要求3所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述掺氮一氧化钛层的成分为tio
x
n
y
，其中x为0.93～1、且y为0.02～0.06；进一步的优选的，所述掺氮一氧化钛层为tio
0.95
n
0.05
。6.根据权利要求1或2所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述加硬层的厚度为1～5μm。7.根据权利要求1或2所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述高显色度灰色膜层的厚度为100～400nm。8.根据权利要求1或2所述高显色度灰色镀膜树脂镜片，其特征在于，所述防水层的厚度为4～20nm。9.一种权利要求1～8任一项所述高显色度灰色镀膜树脂镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1制备加硬层：在树脂镜片基片表面形成加硬层，即获得含加硬层的树脂镜片；s2制备高显色度灰色膜层：在s1获得的树脂镜片表面形成所述高显色度灰色膜层，即获得含高显色度灰色膜层的树脂镜片，具体包括：s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面分别形成含第一层硅铝复合氧化物层；s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；s23：在步骤s22获得的树脂镜片表面形成第三层含硅铝复合氧化物层的树脂镜片；s24：在步骤s23获得的树脂镜片表面形成第四层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；s25：在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含形成第五层含硅铝复合氧化物层的树脂镜片；s3制备防水层：在步骤s2获得的树脂镜片表面形成防水层。10.根据权利要求9所述高显色度灰色镀膜树脂镜片的制备方法，其特征在于，所述步骤s2制备高显色度灰色膜层的步骤包括：在有射频(rf)离子源的真空镀膜机内、采用真空镀膜工艺，将硅铝复合氧化物层、一氧化钛固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在s1步骤获得的树脂镜片表面沉积成薄膜，形成高显色度灰色膜层，具体包括以下步骤：
s21：在步骤s1获得的树脂镜片表面，本底真空度≤3
×
10-3
pa、且镀膜舱内温度为50～70℃、有射频(rf)离子源辅助沉积工艺的条件下，采用高能电子束加热所述硅铝复合氧化物，以速率为将蒸发后的硅铝复合氧化物以纳米级分子形式沉积，获得含第一层硅铝复合氧化物层的树脂镜片，其中，所述射频(rf)离子源辅助工艺为：加速电压为250～350v，加速电流350～500ma，辅助气体为ar和氧气，且ar 10～25sccm、o2为5～15sccm；优选的，所述射频(rf)离子源辅助沉积工艺参数为：加速电压为300v，加速电流400ma，辅助气体为ar和o2，且ar流速为20sccm、o2流速为10sccm；s22：在步骤s21获得的树脂镜片表面形成第二层掺氮一氧化钛层，具体包括：s221：在步骤s21获得的树脂镜片表面，先抽真空至本底真空度≤8
×
10-4
pa，再用射频(rf)离子源轰击15秒，然后在射频(rf)离子源辅助工艺下沉积tio，采用高能电子束加热tio，以速率将蒸发的tio以纳米级分子形式沉积，在沉积的同时，射频(rf)离子源离化的氮气使tio材料部分氮化，优选tio蒸发速率为其中，所述射频(rf)离子源轰击参数为：采用光驰的ois2离子源，加速电压为250～350v，加速电流350～500ma，辅助气体为ar，流速为10～30sccm，优选的，所述射频(rf)离子源轰击参数为：采用光驰的ois2离子源，加速电压为300v，加速电流300ma，辅助气体为ar，流速为25sccm，其中，所述射频(rf)离子源辅助工艺沉积tio的参数为：离子源为rf(射频)离子源,加速电压为600～900v，加速电流500～900ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为15～30sccm,n2流速为5～20sccm；优选的，所述射频(rf)离子源辅助工艺沉积tio的参数为：离子源为rf(射频)离子源,加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为20sccm，n2流速为10sccm，s222：在上述沉积完掺氮一氧化钛后，继续用离子源轰击掺氮一氧化钛膜层表面10～30秒，优选15秒，即得掺氮一氧化钛层，其中，所述轰击参数为：离子源为rf(射频)离子源，加速电压为600～900v，加速电流500～900ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为15～30sccm，n2流速为5～20sccm；优选的，加速电压为750v，加速电流700ma，辅助气体为ar和n2，且ar流速为20sccm，n2流速为10sccm；s23：重复s21步骤，在步骤s22获得的树脂镜片表面形成含第三层硅铝复合氧化物层的树脂镜片；s24：重复s22步骤，在步骤s23获得的树脂镜片表面形成含第四层掺氮一氧化钛层的树脂镜片；s25：重复s21步骤，在步骤s24获得的树脂镜片表面形成含第五层硅铝复合氧化物层的树脂镜片。

技术总结
本发明提供了一种高显色度的灰色镀膜树脂镜片及其制备方法，其特征在于，包括：树脂镜片基片、加硬层以及高显色度的灰色膜层；其中，所述树脂镜片基片、加硬层以及高显色度的灰色膜层依次排列，所述加硬层位于所述树脂镜片基片表面，所述高显色度的灰色膜层位于所述加硬层表面，所述高显色度的灰色膜层位于所述加硬层表面，所述高显色度的灰色膜层包括硅铝复合氧化物层、掺氮一氧化钛层。本发明通过调整高显色度的灰色膜层结构以及特定材料的使用以及工艺，获得了具有高显色度的超低反的灰色树脂镜片，并且极大地提高了树脂镜片耐高温性能和抗环境性能，是有良好光学效果的带太阳镜功能的近视、老花眼镜，具有良好市场应用前景。具有良好市场应用前景。具有良好市场应用前景。


技术研发人员：黄昱勇 汤峰 董光平 吴仲英 高玲玲
受保护的技术使用者：江苏万新光学有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/16