一種具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于功能材料與器件領(lǐng)域，特別涉及一種具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]眼鏡起霧是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到的一種現(xiàn)象，水氣在鏡片表面形成水滴極大地影響了視線，給人們生活工作帶來不便。甚至，在某些特種場合(如:交通運輸、戶外登山、冷庫、浴室等作業(yè)環(huán)境)，嚴重會導致惡性事故、導致重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，防止眼鏡起霧在某種程度上對于保證人員財產(chǎn)安全、保證工作正常開展的具有重要意義。
[0003]眼鏡的起霧原理主要是由于較熱的氣體遇到較冷的鏡片所產(chǎn)生的周圍水蒸氣的液化所導致的，也稱為冷凝現(xiàn)象。從原理角度來分析，起霧現(xiàn)象要滿足如下的幾個條件:一、鏡片周圍有水蒸氣存在；二、鏡片的溫度與周圍溫度存在溫度差，通常是溫度低于環(huán)境溫度，導致與鏡片接觸的水蒸氣的蒸氣壓較低，從而產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象。由此分析，在很多情況下，潮濕水氣大的環(huán)境是很難避免的，也是很容易起霧的，諸如:浴室、冬天、冷庫、某些戶外環(huán)境、霧天等。此外，通常在室內(nèi)外溫差較大，如:浴室內(nèi)外、衛(wèi)生間、冷庫、冬天的汽車等都容易產(chǎn)生霧氣。
[0004]通常采用的鏡片除霧方式，主要有如下三種方法:
[0005](I)機械去除霧氣:給眼鏡加裝一個像汽車車窗雨刮器一樣的一個機械附件，此方法是通過機械方式去除霧氣，不美觀、重量大，很不現(xiàn)實；
[0006](2)破壞霧氣形成的條件；a.減少溫差:需要將眼鏡放置在新的、可能起霧的環(huán)境下，使鏡片溫度與環(huán)境溫度達到一致(汽車車窗吹冷風除霧)或者高于空氣的溫度(汽車車窗吹熱風除霧)；b.完全避免蒸汽環(huán)境:即使有溫差存在，屏住呼吸進入一個空氣濕度為零的環(huán)境也不會起霧。
[0007](3)破壞鏡片上霧珠的形態(tài)，降低視力干擾此方法是使鏡片上的霧珠變成不干擾視力的水膜，是最現(xiàn)實的一種方法。降低霧珠的表面張力，使鏡片上的霧珠全部攤平，形成不干擾視力的超薄的水膜。大多數(shù)的防霧鏡片產(chǎn)品均采用此方法，在原理上都是一致的，通過圖層改變鏡片的表面張力，顯著降低提高親水性，使凝結(jié)的水珠易于鋪展成膜，以減少大量水珠的形成(起霧的現(xiàn)象)。但由于涂層屬于一種低分子表面活性劑，耐久性有限、隨著使用次數(shù)增加而效果顯著降低；而且，小分子容易滲透到鏡片內(nèi)部、使得鏡片透光效果降低、甚至磨花、影響鏡片度數(shù)(材料變色后折射率的改變導致屈光性能改變)。
[0008]另外，目前的電加熱除霧通常采用的是電阻絲除熱技術(shù)，利用金屬合金電阻絲、碳纖維、石墨纖維絲預先埋于鏡框中，利用通電時產(chǎn)生的熱量使鏡片升溫、使得鏡片溫度升高與周圍溫度快速達到一致，防止水分的凝結(jié)，使得已經(jīng)凝結(jié)的水珠快速蒸發(fā)，從而達到防霧、除霧的效果。但由于常用的電阻絲重量大、不透明等原因，只能將其置于眼鏡框中，利用熱傳導效應對鏡片緩慢加熱，導致加熱不均勻、擴散緩慢等不足。
[0009]近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，透明導電薄膜技術(shù)應運而生。實用新型專利(申請?zhí)?01220228503.0)公開了采用透明導電層為氧化銦錫(ITO)的技術(shù)，通過真空鍍膜的方式鍍上氧化銦錫透明導電層。利用通電加熱實現(xiàn)對眼鏡的除霧效果，但由于ITO玻璃為顆粒狀，在沖擊載荷和加工彎折過程中，容易發(fā)生破壞。發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01110462948.5)和實用新型專利(申請?zhí)?01120568643.8)采用ITO導電膜和電路板設(shè)計，利用電加熱來實現(xiàn)除霧效果，但包括曝光、顯影、刻蝕的復雜工序。發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01280021074.2)公開使用導電聚合物和碳納米管透明導電涂層來實現(xiàn)電加熱除霧效果，但由于為混雜體系，使得涂層的均勻度不容易控制，透光性和導電性較差。
[0010]在此情況下，研宄一種穩(wěn)定持久、高效的防霧眼鏡具有極大的應用潛力和迫切的現(xiàn)實意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于提供一種具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡，防霧眼鏡以石墨烯透明導電膜為電發(fā)熱除霧材料，利用石墨烯透明導電膜優(yōu)異的透光率和較低的電阻、以及優(yōu)異的電發(fā)熱效應，來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的重量大、不透明、除霧效果差、除霧效果時效短、不穩(wěn)定等系列問題。
[0012]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0013]一種具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡，該防霧眼鏡包括:鏡框、鏡片、石墨烯透明導電膜、電極、電源、熱敏電阻溫度傳感器、滑動變阻器、按鈕開關(guān)，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0014]石墨烯透明導電膜貼附于鏡片的上下表面，通過石墨烯透明導電膜、電極、電源、熱敏電阻溫度傳感器、滑動變阻器、按鈕開關(guān)組成的電路部分，鑲嵌于鏡框中，黏附于鏡片上石墨烯透明導電膜的電極與鏡框內(nèi)的按鈕開關(guān)、滑動變阻器、熱敏電阻溫度傳感器、電源之間采用串聯(lián)連接，形成通路。
[0015]所述的具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡，電源、滑動變阻器、按鈕開關(guān)設(shè)置于鏡框的鏡腿側(cè)面。
[0016]所述的具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡，熱敏電阻溫度傳感器與石墨烯透明導電膜直接接觸，用以控制石墨烯透明導電膜的發(fā)熱溫度。
[0017]所述的具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡，電源采用便攜紐扣電池或便攜太陽能電池或便攜外接電源。
[0018]所述的具有石墨烯透明導電膜的防霧眼鏡，石墨烯透明導電膜的透光率大于85%，石墨烯透明導電膜的表面電阻率在100-1000歐姆每平方。
[0019]本實用新型的設(shè)計思想是:
[0020]本實用新型將具有一定透光率、一定導電性的石墨烯透明導電膜貼緊密敷于眼鏡片表面，利用石墨烯透明導電膜兩端的電極與電源及按鈕開關(guān)連接。當在需要除霧時，按動按鈕開關(guān)使石墨烯透明導電膜、電極與按鈕開關(guān)、電源構(gòu)成通路，在通電過程中發(fā)熱，使得表面的霧氣快速揮發(fā)，從而起到快速除霧、防霧的功能。本實用新型以石墨烯透明導電膜為發(fā)熱除霧元件，具有重量輕、透光性好、電阻發(fā)熱功率可調(diào)節(jié)等顯著優(yōu)點，可以在日常生活、潮濕環(huán)境作業(yè)、溫差大的環(huán)境中使用。
[0021]本實用新型的優(yōu)點及有益效果是:
[0022]1、本實用新型利用石墨烯透明導電特性作為電發(fā)熱薄膜，相比于傳統(tǒng)電熱絲加熱技術(shù)具有透明性好、發(fā)熱效率高、發(fā)熱均勻的顯著特點。
[0023]2、由于石墨烯透明導電膜相比于傳統(tǒng)氧化銦錫透明導電膜具有高度的柔性，可以在鏡片的凸凹表面形成緊密的貼覆，形成石墨烯在眼鏡片表面的轉(zhuǎn)移，而且相比于