CN100523871C - 具有印刷底膜的光学镜片的着色方法，以及具有该印刷底膜的光学有色镜片 - Google Patents

具有印刷底膜的光学镜片的着色方法，以及具有该印刷底膜的光学有色镜片 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有透明印刷底膜的光学镜片的着色方法，该方法采用喷墨印刷来着色。所述着色方法对所述印刷底膜采用喷墨印刷技术，以获得有色光学镜片，与组成所述镜片的基底成分的化学特性无关。本发明还涉及最终获得的有色镜片。

Description

具有印刷底膜的光学镜片的着色方法，以及具有该印刷底膜的光学有色镜片
技术领域
本发明的主题为一种用于对具有透明印刷底膜的光学镜片着色的方法，通过喷墨印刷，可以对该印刷底膜进行着色。该着色方法通过一个对所述透明印刷底膜进行喷墨印刷的处理过程，可以获得有色的(或彩色的)光学镜片，该处理过程与所述镜片基底的组成成分的化学特性无关。
本发明的另外一个主题为具有所述印刷底膜的有色的(或彩色的)光学镜片。该有色镜片通过使用喷墨印刷对所述印刷底膜进行着色而获得。这种有色镜片特别用于美容或医学眼科镜片中，或者也用于摄影技术中。
背景技术
通常，通过将基底浸没在一个盛有有色液体的恒温调节溶液中，来获得有色的(或彩色的)的基底以制备有色的(或彩色的)光学镜片。这种方法的工业可重复性低，且获得的有色镜片的色彩均匀性可能很差。而且，针对被着色镜片基底的化学特性，也需要特有的着色溶液及其溶液温度的特性，从而需要多种可用的配方以及处理条件。
尤其为了去除这种关于被着色物体化学特性的依赖性约束，采用喷墨打印机来印刷镜片的方法开始发展起来。
JP2000—314088(等同于JP3349116)描述了一种镜片的着色处理过程，其中，将一种热固化水溶性聚合物溶液涂覆在基底上，进行加热以得到一层固化的聚合物层，然后采用例如喷墨打印机将一种着色溶液涂覆到该聚合物层上；再一次加热；然后可以观察到沉积在固化聚合物上的颜色会进入到基底中；然后清洗镜片，从而去除固化的水溶性聚合物层以及残留的染料，以获得有色的基底。
然而，这种方法取决于沉积有印刷底膜的基底的化学特性，并且特别是在升华过程中的温度条件需要精确调节，以便获得具有良好装饰外观的均匀色彩。
JP 2000—3349116描述了一种采用喷墨打印机来印刷镜片的方法。这种方法的难点在于将油墨固定在镜片上。为了解决这个问题，本文设想用油墨来着色一层随后将粘附在基底上的聚合物薄膜。所用的油墨与基底具有兼容性，并且在油墨中加入了一种可溶于油墨中的树脂，以改善油墨对基底的粘附。然而，这种方法仍然遗留有油墨扩散性差的问题。这是因为，如果油墨不能很好的扩散到基底中，那么镜片的最终外观是不均匀的。
有关印刷底膜发展的专利文献有很多。这些印刷底膜主要用于衬底(backing)的印刷，例如纸张和纺织品的印刷。在一些文献(US 6 695 447；US2004/0048073；US2004/0059045；EP 1 288 012；US 6 319 591)的描述中提到在透明塑料基底上使用这种印刷底膜，但是考虑在其中的塑料通常为厚度小于500μm的薄膜。这些薄膜尤其应用在表象辅助设备(幻灯片)或包装辅助设备中。
其它一些文献涉及到这些在塑料支撑物上的底膜的使用，如DVD和CD。在后一种情况中，基底和印刷底膜，以及最终着色的物体的透明度的概念，并不是主要的问题。
没有文献所述的着色方法中提到过将透明的、可喷墨印刷的印刷底膜应用到组成光学镜片，更确切的说是眼科镜片的透明塑料基底上。更明确的说，没有文献描述了可以与光学镜片的组成基底的所有化学特性兼容的着色方法。
发明内容
因此，本发明的目的为获得一种印刷底膜，该印刷底膜是稳定的、透明的、在光学镜片基底上沉积后可用油墨着色的底膜，同时该底膜与所述基底的化学特性相兼容。最后，通过将所述印刷底膜对组成基底进行涂覆后获得的有色光学镜片必须为光学透明的，并且尤其必须符合眼科镜片的审美标准。
申请人公司介绍的方案是一种使用印刷底膜的着色方法，该印刷底膜包括作为基底材料并用于该印刷底膜的粘合剂的聚合物水分散液，通过将粘合剂与可以改进油墨在所述粘合剂层内的扩散的手段结合，和/或与能够提高粘合剂层对油墨的吸收特性的手段结合来提高这种粘合剂对油墨的接受能力。
因此，本发明的主题是一种用于光学镜片的着色方法，包含以下步骤：
a)制备透明印刷底膜，该印刷底膜包括：
-(1)由聚合物的水分散液组成的粘合剂；
-(2)提高油墨在聚合物的水分散液内扩散能力的制剂，该制剂含有胶质；和/或
-(3)提高聚合物的水分散液对油墨的吸收能力的制剂，该制剂含有吸收性聚合物；
b)将该透明印刷底膜沉积在光学镜片基底的至少一个面上，该面可以为平面、凸面或者凹面，以及形成所述薄膜；
c)干燥该印刷底膜；
d)使用喷墨打印机将印刷底膜印刷覆盖于基底上；和
e)干燥油墨。
本发明的另一个主题为一种有色光学镜片，其设有根据该着色方法获得的该有色印刷底膜。
具体实施方式
在本发明中：
-术语“光学镜片”尤其是指眼科镜片和用于光学仪器的镜片；
-术语“眼科镜片”是指尤其适用于眼镜框的镜片，其作用为保护眼睛，并/或校正视力，这些镜片选自于：无焦点的、单焦点的、双焦点的、三焦点的和渐进镜片；
-术语“基底”是指光学镜片，更特别地是指眼科镜片的透明的基础组成材料，这种材料作为一个或多个涂层，特别是印刷底膜的堆叠的支撑物；
-术语“涂层”是指任何可与基底和/或其它涂层接触的涂覆层或薄膜，该涂覆层或薄膜可特别选自抗反射涂层，防污涂层，抗冲击涂层，抗刮涂层以及偏振涂层；
-术语“有色的”(或彩色的)是指适合于本说明书的物体具有8％～90％(分别为4级至0级)之间的透射度，这个透射度在整个镜片(有色镜片)上可能是均匀的或不均匀的(渐变有色镜片或含有图形表征，如图案，设计，特性的镜片)。有色光学镜片的着色范围可以是其整个表面，也可以是表面的一部分。
-术语“光学透明”以及“透明”在本发明中是指适合于本发明的物体不存在可见的散射和可见的衍射。
根据本发明的第一可选形式，在着色方法的步骤a)中制备得到的印刷底膜，包含聚合物的水分散液和吸收性聚合物。有利地，吸收性聚合物的干燥重量的数量占含有吸收性聚合物和粘合剂的干燥物质总重量的10％～98％，并包含10％和98％。
根据本发明的第二种可选形式，由着色方法的步骤a)得到的印刷底膜，包含聚合物的水分散液和胶质。有利地，胶质的数量占包含有胶质和粘合剂的干燥物质总重量的20％～70％，并包括20％和70％。
根据本发明的第三种可选形式，由着色方法的步骤a)得到的印刷底膜，包含聚合物的水分散液，胶质和吸收性聚合物。在这种情况下，胶质干燥重量的数量占干燥物质总重量的20％～40％，并包括20％和40％，吸收性聚合物干燥重量的数量占干燥物质总重量的5％～40％，并包括5％和40％，所述干燥物质包含胶质，吸收性聚合物和粘合剂。
在本发明中，粘合剂由聚合物的水分散液组成，该水分散液可为阴离子物质，阳离子物质或非离子物质，所述聚合物可选自聚氨基甲酸乙脂，聚(甲基)丙烯酸，聚烯烃族，例如，聚丁二烯，聚(苯乙烯/丁二烯)，聚酯，聚(乙烯基吡啶)，聚(乙烯吡咯烷酮)，聚(丙烯酰胺)，聚(甲基)丙烯酰胺，和聚(乙烯基酯)，例如聚(乙酸乙烯酯)。有利地，根据本发明，粘合剂选自阴离子聚氨基甲酸乙酯的水分散液，阳离子聚氨基甲酸乙酯的水分散液，阴离子丙烯酸的水分散液，阳离子丙烯酸的水分散液，阴离子甲基丙酸烯的水分散液，阳离子甲基丙酸烯的水分散液，阴离子丁二烯的水分散液，阳离子丁二烯的水分散液，阴离子聚酯的水分散液和阳离子聚酯的水分散液。优选地，聚合物的水分散液选自阴离子聚氨基甲酸乙酯的水分散液和阳离子丙酸烯的水分散液。这种聚合物的水分散液通常称为“胶乳”。
需要说明的是，可用在本发明中的聚合物的水分散液，实例有Baxenden所出售的聚氨基甲酸乙酯，例如WitcobondTM族的聚氨基甲酸乙酯(例如W234)，或者丙烯酸酯，如由Ciba所出售的
Figure C200680003143D00091
吸收性聚合物选自亲水型聚合物，例如聚乙烯醇，部分水解的聚(乙烯醇/醋酸乙烯酯)，聚乙烯吡咯烷酮，明胶，纤维素醚，聚(丙烯酸)，聚(丙烯酰胺)以及聚(环氧烷烃)。优选地，吸收性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。特别有利地，吸收性聚合物选自聚乙烯醇。
部分胶质选自由直径在1nm～100nm之间，优选在5nm～30nm之间的无机氧化物所形成的胶质。根据本发明的一个优选替换形式，胶质为阴离子硅胶或阳离子硅胶。更适宜地，胶质为阴离子硅胶。
因此，在光学镜片着色方法的第一种选择形式中，印刷底膜有利地包括聚合物的水分散液，所述聚合物选自阳离子丙烯酸聚合物和阴离子聚氨基甲酸乙酯，以及选自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的吸收剂。
更适宜地，在这种第一种选择形式中，聚合物的水分散液是阴离子聚氨基甲酸乙酯，而吸收性聚合物是聚乙烯醇。特别有利地，聚乙烯醇的数量占包含有聚乙烯醇和阴离子聚氨基甲酸乙酯的干燥物质总重量的10％～50％，并包括10％和50％。
根据本发明的光学镜片着色方法的第二种选择形式中，印刷底膜有利地包括聚合物的水分散液，该聚合物是阴离子聚氨基甲酸乙酯，胶质则选自阳离子硅胶和阴离子硅胶。更适宜地，在这第二种选择形式中，聚合物的水分散液是阴离子聚氨基甲酸乙酯，胶质是阴离子硅胶。特别有利地，胶质的数量占包含有胶质和聚合物的水分散液的干燥物质总重量的20％～70％，并包括20％和70％，更适宜地为40％～60％，并包括40％和60％。应具有足够数量的涂覆硅胶颗粒的聚合物，以便在沉积过程中印刷底膜在基底上形成一层薄膜。
根据本发明的光学镜片着色方法的第三种选择形式中，印刷底膜有利地包括聚合物的水分散液，该聚合物是阴离子聚氨基甲酸乙酯，胶质为阴离子硅胶，以及吸收性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮。
添加剂可以加入根据本发明的印刷底膜的组分中，并且特别是光稳定剂，交联)剂，聚结剂或表面活性剂。
根据本发明的一个特定实施例，印刷底膜层在基底上沉积的厚度在0.05μm～25μm之间，并包括0.05μm和25μm，更适宜地在1μm～10μm之间，并包括1μm和10μm。
镜片的基底可以是任何类型。为了指示但并非限定的可用在本发明中的基底，可由通常在光学和眼科中使用的基底制成。以下类型的基底为合适的例子：聚碳酸酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚砜；聚(对苯二甲酸乙二酯)和聚碳酸酯的共聚物；聚烯烃，特别是聚降冰片烯；二甘醇双(烯丙基碳酸酯)的聚合物和共聚物；(甲基)丙烯酸酯的聚合物和共聚物，特别是由双酚A衍生得到的(甲基)丙烯酸酯的聚合物和共聚物；含硫(甲基)丙烯酸酯的聚合物和共聚物；氨基甲酸乙脂和含硫氨基甲酸乙脂的聚合物和共聚物；环氧聚合物和共聚物以及环硫化物的聚合物和共聚物。
根据本发明的印刷底膜同时结合有所需要的光学透明特性以及通过喷墨印刷在整个眼用范围(0～4级)内进行着色的适合特性。
而且，本发明中的印刷底膜具有可以在任何类型的基底上使用的优点。
根据本发明的印刷底膜的另外一个优点为其可以在镜片上产生一个图形表征(设计，图案和/或特性)：在本发明中，由于所述底膜与喷墨印刷技术的兼容性，可以获得具有均匀着色的、渐变着色的或者至少具有一种图形表征的镜片，所述印刷可以在所述镜片的整个或者部分表面上进行。
本发明的另外一个主题是使用在此描述的所述印刷底膜，以在光学镜片基底的表面上形成可印刷的(并因此是可着色的)薄膜，该薄膜具有光学或眼科使用上令人满意的粘附。
本发明中的着色方法可以额外包括一个步骤a’)：在印刷底膜沉积前对基底表面进行处理。术语“表面处理”是指化学处理，加热处理，电晕处理或等离子处理。这种处理尤其可用于促使涂层(薄膜或涂覆层)良好的粘附到光学镜片的基底上。对于本领域技术人员来说，如何根据化学特性来选择处理方式是已知的。
在步骤b)中，可以在基底的任何一面或者两个面上进行印刷底膜的沉积，这些面可以为平面，凹面或凸面。所有已知的用于将溶液涂在基底上的沉积方法都可适用于根据本发明方法的步骤b)。对于只有一个光学镜片的面需要涂覆的情况，通过旋转涂覆法(或离心法)来沉积特别合适；如果同时需要对基底的两个面的所有范围或者部分范围进行涂覆，则通过浸涂法(沉浸法)来沉积更为合适。
在步骤c)和e)中，底膜和油墨的干燥可以根据本领域技术人员所知的标准条件来进行，其中温度在环境温度(25℃)到可达150℃的范围内变化，时间在10分钟到2小时之间变化。作为非限定实施例，步骤e)可以包含在100℃时对油墨进行1小时的干燥。
根据本发明的光学镜片的着色方法涉及用喷墨打印机对上述限定的、沉积于所述光学镜片基底上的印刷底膜进行着色。本发明中所述的着色方法与所有通常用于办公室自动化或摄影应用中的所有类型的喷墨打印机相兼容。本领域技术人员主要根据所需复制图像的分辨率水平来选择喷墨打印机的种类。因此，举例来说，当需要通过着色获得一个具有优良的和细节的图形表征，例如摄影图象的有色光学镜片时，一个具有摄影质量的高分辨率喷墨打印机就非常适合使用。对于生产具有均匀着色或渐变着色的镜片来说，自动办公类型的喷墨打印机就足够获得与光学美容标准相应的对象。
根据本发明的一个特定实施例，方法中步骤d)使用的印刷软件为：任何适用于印刷文本，设计，图案或照片的可印刷表面的软件可以用在本发明中。
本发明的另外一个主题为通过使用上述限定的印刷底膜着色方法而获得的有色光学镜片。特别有利地，光学镜片为无焦点的，单焦点的，双焦点的，三焦点的或渐近眼科镜片。
通过下面阐述的实施例，可以更好的以非限定的方式理解本发明的主旨。
例1：用蓝色渐变进行着色的光学镜片
喷墨打印机：Canon i865
底膜：
·粘合剂：阴离子聚氨基甲酸乙酯：40％ W234(Baxenden)
·胶质：阴离子硅胶：60％ Ludox TM40(Aldrich)
通过磁力搅拌器将W234和硅胶混合而获得底膜溶液。在搅拌一个小时后，使用旋转涂覆将获得的印刷底膜沉积在OrmaTM的双面基底上。该旋转涂覆的条件为500转/20秒。在烘箱内100℃温度下对底膜进行一个小时的干燥。底膜的厚度为3.6μm。一旦印刷底膜烘干以后，就可以使用Canon i865对包含有印刷底膜和基底的光学镜片进行印刷(着色)。
采用PowerpointTM软件产生蓝色渐变。光学镜片被放进打印机的装载模块，该打印机的装载模块与包含有PowerpointTM格式的“蓝色渐变”文件的计算机相连。进行印刷。当镜片退出打印机时，立刻将其在100℃温度下干燥一个小时。这样就可以得到一个符合光学透明度美容标准的、具有蓝色渐变的光学镜片。
例2：用图形表征进行着色的摄影类型的光学镜片
喷墨打印机：Canon i865
底膜：
·粘合剂：阴离子聚氨基甲酸乙酯：70％ W234(Bazenden)
·吸收性聚合物：聚乙烯醇(莫尔质量＝13000-23000g/mol；水解度：87％～89％)30％ PVOH13(Aldrich)
具有重量百分浓度为10％的聚乙烯醇水溶液，可以通过将PVOH13溶解于95℃的水中搅拌两小时制备而得。然后底膜溶液可以通过将W234和PVOH13的水溶液混合并进行磁力搅拌而制得。在搅拌一个小时后，可以用旋转涂覆将底膜沉积于OrmaTM的双面基底上。该旋转涂覆条件为500转/15秒。在烘箱内100℃温度下对底膜进行一个小时的干燥。底膜的厚度为3.6μm。使用Canon i865打印机对包含有印刷底膜和基底的光学镜片进行印刷(着色)。将需要印刷的照片嵌入到WordTM文件中。将光学镜片放进打印机的装载模块，该装载模块与包含有WordTM格式的“照片”文件的计算机相连。进行印刷。当镜片退出打印机时，立刻将其在100℃温度下干燥一个小时。这样就可以得到一个符合光学透明度美容标准的、用照片着色的光学镜片。

Claims (29)

1.一种光学镜片的着色方法，包含以下步骤：
a)制备透明印刷底膜，该印刷底膜包含：
-(1)由聚合物的水分散液组成的粘合剂；
-(2)提高油墨在聚合物的水分散液内的扩散能力的制剂，该制剂含有胶质；和/或
-(3)提高聚合物的水分散液对油墨的吸收能力的制剂，该制剂含有吸收性聚合物；
b)将该透明印刷底膜沉积在光学镜片基底的至少一个面上，该面可以为平面、凸面或者凹面，并且形成印刷底膜；
c)干燥该印刷底膜；
d)使用喷墨打印机将该印刷底膜印刷覆盖于该基底上；并且
e)干燥油墨。
2.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，在印刷底膜的步骤d)中的所述印刷包括通过一个与处理文本或图形表征的软件相连的喷墨打印机，印刷出均匀的着色，渐变的着色或者图形表征。
3.如权利要求1和2中任一所述的着色方法，其特征在于，在印刷底膜的步骤b)中的所述沉积是通过在光学镜片基底的一个面上，用旋转涂覆法来实现的。
4.如权利要求1和2中任一所述的着色方法，其特征在于，在印刷底膜的步骤b)中的所述沉积是通过在光学镜片基底的两个面上，用浸涂法来实现的。
5.如前述权利要求中任一所述的着色方法，其特征在于，干燥步骤c)和e)是在25℃到150℃的温度范围内进行，时间在10分钟到2小时之间。
6.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该印刷底膜含有聚合物的水分散液和吸收性聚合物。
7.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该印刷底膜含有聚合物的水分散液和胶质。
8.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该聚合物的水分散液选自阴离子聚氨基甲酸乙酯的水分散液，阳离子聚氨基甲酸乙酯的水分散液，阴离子丙酸烯的水分散液，阳离子丙酸烯的水分散液，阴离子甲基丙酸烯的水分散液，和阳离子甲基丙酸烯的水分散液。
9.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，所述吸收性聚合物选自聚乙烯醇，部分水解的聚乙烯醇/醋酸乙烯酯，聚乙烯吡咯烷酮，明胶，纤维素醚，聚丙烯酸，聚丙烯酰胺以及聚环氧烷烃。
10.如权利要求9所述的着色方法，其特征在于，该吸收性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。
11.如权利要求10所述的着色方法，其特征在于，该吸收性聚合物为聚乙烯醇。
12.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该胶质选自由直径在1nm～100nm之间的无机氧化物形成的胶质。
13.如权利要求12所述的着色方法，其特征在于，由无机氧化物形成的胶质的直径在5nm～30nm之间。
14.如权利要求12所述的着色方法，其特征在于，该胶质选自阴离子硅胶和阳离子硅胶。
15.如权利要求14所述的着色方法，其特征在于，该胶质为阴离子硅胶。
16.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该聚合物的水分散液选自阳离子丙烯酸聚合物和阴离子聚氨基甲酸乙酯，并且吸收剂选自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。
17.如权利要求16所述的着色方法，其特征在于，该聚合物的水分散液是阴离子聚氨基甲酸乙酯，而吸收性聚合物是聚乙烯醇。
18.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该聚合物的水分散液为阴离子聚氨基甲酸乙酯，而胶质选自阳离子硅胶和阴离子硅胶。
19.如权利要求18所述的着色方法，其特征在于，该聚合物的水分散液为阴离子聚氨基甲酸乙酯，而胶质为阴离子硅胶。
20.如权利要求1所述的着色方法，其特征在于，该聚合物的水分散液为阴离子聚氨基甲酸乙酯，胶质为阴离子硅胶，并且吸收性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮。
21.如权利要求6所述的着色方法，其特征在于，该吸收性聚合物干燥重量的数量占包含有吸收性聚合物和水分散液聚合物的干燥物质总重量的10％～98％，并包括10％和98％。
22.如权利要求17所述的着色方法，其特征在于，聚乙烯醇干燥重量的数量占包含有聚乙烯醇和阴离子聚氨基甲酸乙酯的干燥物质总重量的10％～50％，并包括10％和50％。
23.如权利要求7所述的着色方法，其特征在于，胶质干燥重量的数量占包含有胶质和水分散液聚合物的干燥物质总重量的20％～70％，并包括20％和70％。
24.如权利要求22所述的着色方法，其特征在于，胶质干燥重量的数量占包含有胶质和水分散液聚合物的干燥物质总重量的40％～60％，并包括40％和60％。
25.如权利要求1和19中任一所述的着色方法，其特征在于，胶质干燥重量的数量占干燥物质总重量的20％～40％，并包括20％和40％，吸收性聚合物干燥重量的数量占干燥物质总重量的5％～40％，并包括5％和40％，所述干燥物质包含胶质，吸收性聚合物和粘合剂。
26.一种有色光学镜片，其通过根据权利要求1～25中任一所要求的包含印刷底膜的着色方法来获得。
27.如权利要求26所述的光学镜片，其特征在于，该印刷底膜的厚度在0.05μm～25μm之间，包括0.05μm和25μm。
28.如权利要求26所述的光学镜片，其特征在于，该印刷底膜的厚度在1μm～10μm之间，包括1μm和10μm。
29.如权利要求26～28中任一所述的光学镜片，其特征在于，该光学镜片为无焦点的，单焦点的，双焦点的，三焦点的或渐近眼科镜片。
CNB2006800031431A 2005-01-25 2006-01-25 具有印刷底膜的光学镜片的着色方法，以及具有该印刷底膜的光学有色镜片 Active CN100523871C (zh)

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