[发明专利]包含具有改进的耐久性的临时性防雾涂层的光学制品

说明书

本发明涉及具有涂层的光学制品，所述涂层在其表面上包含硅烷醇基团，所述涂层典型地为抗反射涂层，这种涂层的表面被改性以致能够有效且持久地施涂临时性防雾溶液，以及涉及制造这种光学制品的方法。

非常多的载体如塑料材料和玻璃遭受到在其表面温度降至环境空气露点之下时被雾覆盖的缺点。尤其是在用于制造运输车辆或建筑物的玻璃窗的玻璃、用于眼镜、透镜、镜子等的玻璃的情况下。由于光透过水滴漫射，在这些表面上成雾导致透明度降低，可导致显著的不舒适感。

为了防止在非常潮湿的环境中形成雾，即极少的水滴冷凝在载体上，已建议在这种载体的外表面上施涂亲水涂层，其具有小的水静态接触角，优选小于50°、更优选小于25°。这种永久性防雾涂层确实充当雾的海绵体并且能够通过形成产生透明感的极薄膜而使水滴粘附在载体表面。这些涂层通常由高亲水物类如磺酸盐或聚氨酯制成。

市场上可买到的产品包含数微米厚的亲水层。

通常，当涂层的厚度大(数微米)时，这些涂层由于吸水而溶胀、软化并变得没有机械耐性。

本文中所用的永久性防雾涂层意指由于其亲水性能由亲水性化合物与另一涂层或载体永久粘结而产生的涂层。申请EP 1324078描述了涂有耐磨涂层和多层抗反射涂层的透镜，所述抗反射涂层包含彼此交替的高折射率层和低折射率层，其中外层为5-100nm厚度的低折射率层(1.42-1.48)，其形成了水静态接触角小于10°的防雾涂层，防雾涂层为杂化层，通过有机化合物和二氧化硅或二氧化硅和氧化铝同时真空沉积，即通过这些各种组分的共蒸发而获得。根据实施例，该防雾涂层相对于涂层总重优选包含0.02-70重量%的有机化合物，典型地为6-15重量%。

所述有机化合物包含一个亲水基团和一个反应性基团，例如3-15个碳原子的三烷氧基甲硅烷基，并且优选具有150-1500g/mol的分子量。一些优选的化合物具有聚醚主链，尤其是在分子的各端上的一个聚氧乙烯和一个反应性基团。优选的化合物包括聚乙二醇缩水甘油醚、聚乙二醇单丙烯酸酯和N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)葡糖酰胺。

因此防雾涂层是作为引入了一种亲水有机化合物的二氧化硅基层(或二氧化硅+氧化铝基层)而出现。然而，其防雾特性随时间而改变，并且可以观察到防雾性能逐步劣化。当变得过低时，可以通过防雾薄膜的“洗涤处理”使其恢复，特别是等离子体介导处理。

在实践中，申请EP 1324078的共蒸发方法非常复杂难以实现。优选一种不进行任何共蒸发处理的制造防雾涂层的方法。

美国专利US 6,251,523和US 6,379,776描述了用于汽车或透镜的抗反射防雾玻璃，其包含玻璃基体，所述基体上具有基于110-250nm厚的二氧化硅的抗反射涂层，表面粗糙度Ra为约5-10nm，又具有8nm厚的永久性防雾涂层，该涂层通过化合物CH₃O-(CH₂CH₂O)_6-9-(CH₂)₃Si(OCH₃)₃或其水解产物的液相或汽相沉积而获得。在初始阶段，防雾涂层的水静态接触角为3°。

将抗反射性能和防雾性能结合在一起的另一方案是使用薄的多孔的低折射率层，该层部分由表面活性剂制成，其能够使该层获得防雾性能。该层通常沉积在亲水表面上。

因此，专利US 5,997,621描述了一种多孔的抗反射和防雾涂层，其基于金属氧化物(二氧化硅珠)和较水溶性的阴离子表面活性剂，通常具有羧酸、磺酸盐或磷酸盐型的离子亲水头和氟化链。为了固定在基体上，优选表面活性剂能够以共价结合于金属氧化物。申请WO 97/43668描述了类似的构造。

申请EP 0871046描述了一种抗反射和防雾的体系，包含一种沉积在几微米厚的吸水层上的无机氧化物基多孔层，其通过在聚丙烯酸化合物的存在下缩聚无机醇盐水解产物而获得。用作抗反射阻隔层的多孔层允许水到达吸收层。

防雾性能也可通过在包含作为外层的防污涂层(疏水和疏油)的眼镜片上施涂市场上可买到的作为喷剂或擦巾(towelette)的临时性溶液获得，通常认为当眼镜玻璃具有抗反射涂层时这是重要的。它们能够在短时期内获得防雾性能。保持了赋予防污涂层的易于去污方面，但在几次擦拭操作之后，防雾性能明显改变。实际上，临时性溶液包含本质上亲水但与防污涂层疏水表面具有不良相互作用的材料，因此几次擦拭操作后，这些亲水材料被除去。