具有红色残余反射颜色的光学物品 |
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| 申请号 | CN201480038340.1 | 申请日 | 2014-07-04 | 公开(公告)号 | CN105378511A | 公开(公告)日 | 2016-03-02 |
| 申请人 | 埃西勒国际通用光学公司; | 发明人 | F·阿鲁伊; F·德艾瓜维韦斯; I·迪古兹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种透明物品，该透明物品包括含有至少一个前面和一个背面的基底，这两个主面中的至少一个涂覆有干涉涂层，该干涉涂层具有低于或等于97％并且优选低于或等于50％的可见光内反射值Rv，其特征在于，所述干涉涂层具有能够给予本发明的残余反射 感知 为红色的给定有色 颜色 的色相 角 h和彩度值C*。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种透明物品，包括含有至少一个前面和一个背面的基底，这两个主面中的至少一个涂覆有干涉涂层，该干涉涂层具有残余反射并具有低于或等于97％的可见光内反射率Rv，其特征在于，所述干涉涂层具有能够给予该残余反射感知为红色的给定有色颜色的色相角h和彩度C*。 |
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| 说明书全文 | 具有红色残余反射颜色的光学物品[0002] 具体地，本发明涉及一种物品，如眼科镜片，包括两个主面，前面和背面，这两个主面中的至少一个包含干涉叠层，特别是抗反射叠层，该干涉叠层的感知残余反射有色颜色是均匀的红色色相。 [0003] 标准的是在眼科镜片上沉积抗反射叠层，从而允许在可见光中的平均反射系数降低。 [0004] 这种类型的涂层使得有可能使镜片佩戴者的眼睛对观察者更可见。此外，它特别是通过抑制寄生反射，眩目并且改善对比度感知来改善佩戴者的舒适感。 [0005] 抗反射涂层最常见具有残余颜色。 [0006] 该残余颜色被面对镜片佩戴者的人感知到。 [0007] 每一种在给定的品牌下销售的市售抗反射眼科镜片具有对其特定的残余颜色，并且各制造商必须确保其再现性，从而使所感知的颜色是从一个镜片到另一个基本相同的， 也就是使得两个制造的镜片无法区分并且它们的残余反射被观察者认为是相同的。 [0008] 该残余颜色通常位于绿色域，但其他的颜色，如黄(金)或紫色颜色也很常见。 [0009] 然而，某些残余颜色(如红色)的产生是更棘手且困难的。 [0010] 一方面，从镜片设计角度来看，的确很难找到在可见光内的感知颜色对观察者显示为“红色”的干涉叠层，特别是抗反射叠层。现有的具有这种感知有色残余反射颜色目的的抗反射涂层，而是出现过于橙色，或过于粉的色相。 [0011] 另一方面，在生产阶段中生产镜片的过程，干涉叠层的沉积条件经受一定的可变性。具体地，沉积条件，例如取决于：所用基底的类型，机器的参数(例如：温度上升的程序，电子枪的参数化等)和/或它的使用方法，制造机器的变化(具体地实施参数将有可能 从一台机器到另一台有非常轻微的差异)，或甚至地理区域(例如，两个国家之间的湿度差 异可能会影响机器的参数化)。这些不同的可变性因素因此可能导致在眼镜片的最终特性 中不可忽略的改变，如尤其是干涉叠层颜色的色度分散，从一个镜片到另一个将通常从“橙色”延伸到“粉色”，而不是红色。感知残余颜色因此难以再现。 [0012] 从现有技术中，专利申请WO 2007/080342是已知的，描述了一种眼科镜片，该眼科镜片包括具有前面和背面的至少部分着色的透明基底，该前面包括第一抗反射涂层并且 该背面包括第二抗反射涂层，这两个涂层残余物具有感知有色残余反射颜色。 [0013] 具体地，该第一抗反射涂层具有光反射系数Rv≤2.5％，在CIE L*,a*,b*颜色系统中测量的在310°与30°之间的色相角h，从而对应于“粉色”感知残余反射颜色，以及 C1*≥15并且优选C1*≥17的彩度。根据一个示例性实施例中，该第一抗反射涂层，当它 具有“粉色”感知残余反射颜色时，具有355°的色相角h和18.5的彩度C1*。 [0014] 然而，这篇文献并没有描述获得了具有“红色”感知有色残余反射颜色的抗反射涂层。 [0015] 因此，存在需要以提供一种眼科镜片，该眼科镜片用干涉叠层诸如抗反射叠层处理，从而具有感知残余反射颜色，该感知残余反射颜色在整个镜片上、尤其是在弯曲表面上是“红色”并且是均匀的，同时容易再现。 [0016] 本发明的目的因此是提供一种避免所有或部分的上述缺点的新物品，特别是光学物品。 [0018] 为了这个目的，本发明的主题是一种透明物品，该透明物品包括含有至少一个前面和一个背面的基底，这两个主面中的至少一个涂覆有干涉涂层，该干涉涂层具有残余反 射并且具有低于或等于97％并且优选50％的可见光内反射率Rv，其特征在于，所述干涉 涂层具有能够给予该残余反射感知为红色的给定有色颜色的色相角h和彩度C*(在CIE L*,a*,b*颜色系统内)。根据本发明，物品或基底的前面是在使用过程中距离使用者的眼 睛最远的面。这通常是凸面。相反地，物品或基底的背面是在使用过程中距离使用者的眼 睛最近的面。这通常是凹面。 [0019] 例如，采用对于给定的感知残余反射颜色，具有0°到40°的色相角h和高于或等于20(并且优选低于或等于50)的彩度C*的干涉涂层，使得有可能得到具有的干涉涂层的 可见光内颜色感知对于观察者呈现红色而不再是在现有技术中情况下的橙色或粉色的光 学物品。因此，本申请人已经成功地克服了设计这种镜片的困难。 [0020] 此外，这种红色残余反射的感知颜色在根据本发明的干涉涂层沉积在其上的物品的表面上是均匀的，甚至在弯曲的表面上。术语“均匀的”应理解为是指残余反射颜色的强度和/或色泽在该透明物品的整个干涉涂层上不变化或变化可忽略不计(相同或相似的感 知残余反射颜色)。 [0021] 此外，也证明了在工业规模上的物品生产不改变红色的感知有色残余反射颜色，尽管干涉涂层在物品上的沉积条件固有的可变性因素(良好的工业可靠性)。不希望被束 缚于任何一种理论，看起来该干涉涂层具有在颜色上被充分饱和的残余反射颜色以便在该 物品上沉积干涉涂层期间稳定在0°和40°之间的涂层色相角。 [0022] 在整个本专利申请中，颜色坐标(彩度C*和色相角h)在CIE L*a*b*1976系统中对于10°标准观察者和D65光源(15°的入射角)进行定义。CIE L*a*b*颜色系统在图1 中展示。标准观察者也在CIE L*a*b*系统中进行定义。 [0023] 参考图1，根据CIE系统的颜色是由坐标a*(测量从红色到绿色的变化)和b*(测量从黄色到蓝色的变化)的点P、色相角h(或色相角度)(OP与a*轴线成的角度)、和彩度 (或饱和度)C*(等于线段OP的长度)定义的。 [0025] 表述“感知有色颜色”应理解为是指被认为是具有有色色调的颜色。 [0026] “有色色调”(或色相)是引起颜色名称如：蓝、绿、黄、红、紫等颜色的可见光感觉的属性。感知为相同有色色调的颜色的实例由孟塞尔阿特拉斯(Munsell Atlas)给出，其示于图2中。孟塞尔阿特拉斯定义从蓝(B)、绿(G)、黄(Y)、红(R)和紫(P)构成的十个(10)主要色相扇区(32°)，如图2所示的。 [0027] 在本发明的上下文中，表述“给定的红色感知有色残余反射颜色”表示具有给定的红色有色色调的感知有色颜色。 [0028] 根据以下观察方案判断感知有色颜色： [0029] 将该光学物品放置在标准化的灯箱中(1000勒克斯照度，再现光源D65的标准化源)。该箱子的底部是亮度L*＝50(CIE推荐)的中性灰色。这些光学物品由正视观察者 在50cm的距离处以15°观察角度进行观察。 [0030] 该物品的被检查的面定位为最靠近观察者的眼睛。 [0031] 在眼科镜片的情况下，如果位于镜片前面(即凸面)上的镜片干涉叠层的反射颜色被观察到，则将该前面定向为使得它是最接近观察者的面。 [0032] 如果位于镜片背面(即凹面)上的镜片干涉叠层的反射颜色被观察到，则将该背面定向为使得它是最接近观察者的面。 [0034] 根据第一实施例，色相角h的值可以是以下：从5°至40°，优选从5°至35°，更优选从10°至30°，尤其是从15°至30°，并且典型地从15°至25°。根据此实施例，h 可以不包括值30°和/或是，例如，严格低于30°。 [0035] 根据第二实施例，色相角h的值位于从30°至40°。根据此实施例，h可特别是严格高于30°(即，可能排除值h＝30°)。 [0036] 有利的是，干涉涂层的彩度C*是高于或等于30并且优选是严格高于30。 [0037] 一般地，干涉涂层的彩度C*是低于或等于50，仍然更好地是低于或等于45，并且可以范围从30至50，优选30至45，仍然更好地是从35至45，并且特别是从39至45。 [0038] 干涉涂层的特征在于还在可见光内的光反射系数Rv。这个系数Rv考虑了眼睛的相对光谱光视效能功能。光反射系数Rv如在标准ISO 13666:1998中定义的并根据标准ISO 8980-4(2000-06-01)以15°的入射角进行测量。它是包含在380nm与780nm之间的整个 可见光光谱内的光谱反射率的加权平均值的问题。 [0039] 根据本发明这个可见光内反射系数Rv是低于或等于97％并且优选低于或等于50％。 [0040] 可见光内反射率Rv低于或等于97％，意思是低于或等于以下项的值：97％、96％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、 20％、15％、10％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2.5％、2％和1.5％。 [0041] 特别是，Rv可具有下列值：Rv≤40％，优选Rv≤30％，特别是Rv≤20％并且典型地Rv≤10％。 [0042] 当可见光内反射系数Rv<2.5％时，干涉涂层被认为是抗反射(AR)涂层；当可见光内反射系数Rv≥2.5％时，干涉涂层被认为是“镜面效应”涂层。 [0043] 因此，根据第一实施例，该涂层是镜面效应涂层并且Rv具有优选范围为从4％至10％的值。通常，Rv具有低于或等于4％的值并且尤其Rv是低于或等于3％。 [0044] 根据第二实施例，该可见光内反射系数遵守以下关系：2％≤Rv≤2.5％。 [0045] 优选地，根据本发明的干涉涂层是抗反射(AR)涂层并且Rv<2.5％。 [0046] 如众所周知的，推荐用于本发明的优选抗反射(AR)干涉涂层通常包括具有高折射率和低折射率的交替层的叠层。 [0047] 高折射率层(称为HI层)意思是指具有高于或等于1.50，优选高于或等于1.60，仍然更好是高于或等于1.8，并且特别是从1.8至2.2的折射率的层；并且低折射率层(称 为BI层)意思是指具有低于1.50、并且优选低于1.48的折射率的层。除非另有说明，在本 专利申请中指出的所有折射率是针对550nm的参比波长并且在25℃的温度下表示的。 [0048] 一般地，高折射率HI层包括，非限制性地，一种或多种金属氧化物，例如TiO2、PrTiO3、LaTiO3、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Ce2O3、La2O3、Dy2O5、Nd2O5、HfO2、Sc2O3、Pr2O3或Al2O3、和Si3N4，或它们的混合物，优选ZrO2、TiO2、或Pr2O3，并且特别是ZrO2。高折射率层可以任选地包括低折射率材料如SiO2。显然，这些材料的一种或多种混合物是这样的，使得所得到的层具有如上所定义的折射率，即高于或等于1.50。 [0049] 低折射率LI层是众所周知的，例如包括，非限制性地，SiO2、SiOx(其中1≤x<2)、MgF2、ZrF4、Al2O3、AlF3、锥冰晶石(Na3Al3F14)、冰晶石(Na3[AlF6])，或它们的混合物，优选SiO2或掺杂有允许增加叠层的临界温度的Al2O3的SiO2。具体地，低折射率层包含SiO2。而且，这些材料的一种或多种混合物是这样的，使得所得到的层具有如上所定义的折射率，即低于1.50。 [0050] 当使用混合物SiO2/Al2O3时，相对于这个层中二氧化硅与氧化铝的总重量，该低折射率层优选地包含从1至10％，特别是从1％至8％并且甚至仍然更好地从1％至5％的 Al2O3。具体地说，氧化铝的比例过高可能有损抗反射涂层的粘附性。 [0051] 例如，可以采用掺杂有按重量计4％或更少的Al2O3的SiO2层，或者掺杂有8％Al2O3的SiO2层。可以使用可商购的SiO2/Al2O3混合物，由优美科材料股份公司(Umicore Materials AG)出售的 混合物(折射率包括在1.48与1.50之间)、或默克集团 (Merck KGaA)出售的物质 (针对500nm的波长的折射率等于1.48)。 [0052] 典型地，该一个或多个低折射率层由SiO2组成并且该一个或多个高折射率层由ZrO2组成。 [0053] 优选的是，根据本发明的抗反射涂层包括相同数目的高和低折射率层。 [0054] 通常，抗反射涂层包括从4至6个层，典型地对于多个层，而没有考虑到任选的子层。 [0055] 在一个特别优选的实施例中，抗反射层包括，从基底的表面开始，ZrO2制成的第一高折射率层，SiO2制成的第二低折射率层，ZrO2制成的第三高折射率层和SiO2制成的第四低折射率层。 [0056] 例如，该干涉涂层包括来自具有下列物理厚度的至少四个顺续层的基底的叠层： [0057] -对于高折射率层(例如ZrO2)，从100至120nm [0058] -对于低折射率层(例如SiO2)，从110至140nm； [0059] -对于高折射率层(例如ZrO2)，从75至95nm； [0060] -对于低折射率层(例如SiO2)，从55至77nm。 [0061] 总体而言，抗反射涂层的这些层的比率(这些低折射率层的总物理厚度)/(这些高折射率层的总物理厚度)从0.6至1.2变化。 [0062] 除非另外指明，否则本申请中所披露的所有层厚都是物理厚度，而不是光学厚度。 [0064] 再次优选地，干涉涂层，例如抗反射涂层，沉积在例如由SiO2制成的粘合子层上，该粘合子层在交替的高和低折射率层的叠层与基底的面之间。 [0065] 该粘合子层通常具有从50至250nm的厚度。 [0067] 干涉涂层(例如抗反射涂层)的这些层优选通过高压阴极溅射沉积。 [0068] 根据本发明的眼科镜片的基底优选地由有机玻璃(例如，热塑性塑料或热固性塑料)制成。 [0069] 关于适用于基底的热塑性塑料，可以提及(甲基)丙烯酸(共)聚合物，具体地，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硫代(甲基)丙烯酸(共)聚合物、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚 碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚硫胺甲酸酯、多元醇(碳酸烯丙基酯)(共)聚合物、热塑性乙 烯/醋酸乙烯酯共聚物、聚酯(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇 酯(PBT))、多环硫化合物、聚环氧化物、聚碳酸酯/聚酯共聚物、环烯烃共聚物(诸如乙烯/降冰片烯或乙烯/环戊二烯共聚物)及其共混物。 [0070] 术语“(共)聚合物”被理解为指共聚物或均聚物。术语“(甲基)丙烯酸酯”应理解为意思指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。术语“聚碳酸酯(PC)”在本发明的上下文中被理 解为指均聚碳酸酯和共聚碳酸酯二者以及定序共聚碳酸酯。 [0071] 最特别推荐的基底包括通过二乙二醇二碳酸烯丙基酯的(共)聚合反应获得的那些基底(例如，由PPG工业公司以商品名 出售(依视路 镜片))或通 过硫代(甲基)丙烯酸类单体的聚合反应获得的那些基底(如法国专利申请FR 2734827 中描述的那些)。这些基底可以通过以上单体的共混物的聚合作用获得得到，或者甚至可以包括这些聚合物和(共)聚合物的共混物。 [0072] 其他优选的基底是聚碳酸酯。 [0073] 根据本发明的该一个或多个具有红色感知残余反射颜色的干涉涂层，如抗反射涂层，可被沉积在裸露的基底(即，其主面上不包括涂层的基底)，或沉积在已涂布的基底 (即，其主面包括一个或多个功能性涂层的基底)上。 [0074] 具体而言，位于基底“上”或已经沉积在该基底“上”的涂层被定义为这样一种涂层： [0075] (i)定位在裸基底主面之一的上方， [0076] (ii)不一定与该基底产生接触，即，可以将一个或多个中间涂层(通常功能性涂层)放置在所讨论的裸基底与涂层之间，并且 [0077] (iii)不一定完全覆盖该基底的主面。 [0079] 在耐冲击的底漆中，可以提及基于甲基丙烯酸酯和基于聚氨酯的涂层。 [0080] 基于(甲基)丙烯酸酯的耐冲击涂层尤其在专利US-5,015,523中描述，而交联的热塑性聚氨酯树脂的涂层尤其在日本专利63-141001和63-87223，以及在EP 0404111和 US-5,316,791中描述。 [0081] 具体地，优选的耐冲击底漆涂层是基于胶乳组合物例如聚(甲基)丙烯酸胶乳、聚氨酯胶乳或聚酯胶乳的涂层。 [0082] 在基于(甲基)丙烯酸酯的优选的耐冲击底漆涂层之中，可以提及基于聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的材料，例如像，四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二(甲基)丙烯酸酯、和(甲基)丙烯酸酯氨基甲 酸乙酯、或它们的混合物。 [0083] 在优选的耐冲击底漆涂层组合物之中，可以提到捷利康公司(Zeneca)以商品名acrylic latex A-639出售的丙烯酸胶乳和巴辛顿化学品公司(BAXENDEN)以商品名W-240 和W-234出售的聚氨酯胶乳。 [0085] 这种组合物的实例在专利US-4,211,823和US-5,015,523以及在国际专利申请WO94/10230中给出。 [0086] 优选的耐磨损涂层组合物是含有以下主要成分的那些：环氧基烷氧基硅烷，例如像γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷( 由德固赛公司(Degussa Huls)出 售)和二烷基二烷氧基硅烷，诸如像，二甲基二乙氧基硅烷，胶体二氧化硅和催化量的固化催化剂如乙酰丙酮化铝或其水解物，该组合物的其余部分由基本上在它们的形成中常规使 用的溶剂组成。 [0087] 偏振和/或光致变色涂层的组合物是本领域中公知的。 [0089] 该基底可以是无色基底或通过将颜料结合到它们的本体、沉积在基底上的涂层中或通过任何其他手段(吸入等)着色的基底。优选地，该基底是未着色的。 [0090] 在一个实施例中，基底本身是用增强根据本发明的干涉涂层的效果的红色颜料着色的。 [0091] 该一个或多个干涉涂层，优选抗反射涂层，本身可以涂覆有防污涂层，例如疏水和/或疏油的涂层。这些抗污涂层也是本领域熟知的并且通常基于氟硅酮或氟硅氮烷，即包括含氟基团的硅酮或硅氮烷。 [0092] 此种优选材料的实例是由信越株式会社(Shin-Etsu)在名称KP 801 下销售的产品。 [0093] 也可以使用由大金工业株式会社(Daikin)出售的Optool 材料之一。 [0094] 根据本发明的一个特征，根据本发明具有红色感知残余反射颜色的干涉涂层优选仅放置在物品的前面上。 [0095] 根据本发明的另一个特征，物品的两个主面上，诸如正面和背面，可包括根据本发明如上所述的干涉涂层。 [0096] 一般，该物品是光学物品，如眼科镜片。 [0097] 根据本发明的眼科镜片优选地是眼镜片。 [0098] 以下非限制性实例说明本发明。 [0099] 实例 [0100] 以举例的方式，在下面表1中给出根据本发明的两种镜片的特性，这些镜片在它们的正面上具有带有红色残余反射颜色的抗反射AR涂层。 [0101] h、C*和Rv的值在CIE 1976 LAB颜色空间中使用10°观测者和光源D65给出。 [0102] [0103] 表1 [0104] 在550nm和在25℃下，SiO2的折射率为1.473并且ZrO2的折射率为2。 [0105] 使用的基底是 镜片，该镜片由二乙二醇双烯丙基碳酸酯聚合物所组成的有机玻璃制成，中心厚度为2mm。 [0106] 耐磨损涂层是如专利EP 614957的实例3中所述的。它通过将80.5份的0.1N盐酸逐滴引入含有224份GLYMO和120份DMDES的溶液中获得。将水解的溶液在室温下搅拌 24小时，然后添加718份在甲醇中的30％胶体二氧化硅、15份乙酰丙酮化铝和44份乙基溶 纤剂。添加少量的表面活性剂。该组合物的理论固体含量(TSC)含有约13％的源自水解 DMDES的固体材料。 [0108] 耐磨损涂层的厚度一般从2至4微米变化。 [0109] 接着，针对每个镜片，该耐磨损涂层通过在真空室中蒸发涂覆有抗反射涂层(Rv<2.5％)，该抗反射涂层包含从该基底开始的高折射率层(ZrO2)和低折射率层(SiO2)的 叠层。取决于镜片(实施例1或2)，并且如表1中所示，每个高和低折射率层的厚度是不同 的。应当指出的是，这些层厚度的变化(通常在制造叠层的过程中可能出现)仅引起h、彩 度C*和Rv的值的较小变化。 [0110] 结果： [0111] 然后根据上述的观察方案观察镜片1和2。 [0112] 当观察者位于面向该镜片时，感知到它们具有红色残余反射。 [0113] 虽然本发明已经关于多个具体实施例进行了描述，当然明显的是本发明绝不限于此并且包括等同于所描述的手段的所有技术以及它们的组合(如果这些包含在本发明范 围之内的话)。 |
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