CN104460040A - 一种变色镜片的染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对光学元件表面涂覆或对它进行表面处理后所产生的光学涂层技术领域，具体是一种变色镜片的染色方法，其具体步骤为：采用超声波清洗镜片-烘干镜片-预冷镜片-IPA清洗镜片-在镜片上浸涂变色溶液-将镜片预烘干-将镜片通过再加硬热固化方式处理。本发明同现有技术相比，其优点在于本发明克服了现有技术中变色受温度影响、在度数较高时中心和边缘颜色深浅有一些色差、变色旋涂时出现离心力产生条纹等问题，可以推动镜片的进一步发展，大大提高了变色镜片的生产效率，为以后运用新型材料奠定基础。同时降低了生产成本，提高了镜片的外观和镜片的光学性能。

Description

一种变色镜片的染色方法

[技术领域]

本发明涉及对光学元件表面涂覆或对它进行表面处理后所产生的光学涂层技术领域，具体是一种变色镜片的染色方法。

[背景技术]

变色镜片是指在紫外线照射下颜色会变深的光学镜片，也称为光致变色镜片。光致变色片在镜片原料中加入卤化银微粒，在日光中的紫外线作用下卤化银分解成卤素离子和银离子从而变色。根据日光中紫外线的强弱不同，镜片变色程度也不同；当回到暗处，镜片变为原来颜色。对患者来说即可以矫正屈光不正，在户外也可充当太阳镜。可以随时调节进入眼睛的光线，保持适当的视力；不论其变色状态如何，它对紫外线的吸收始终良好。变色镜片主要用于露天野外、雪地、室内强光源工作场所，防止阳光、紫外光、眩辉光对眼的伤害。

目前，在国内用于变色片制造的方法主要有热渗透法、基片法和旋涂法。其中，热渗透法是将添加附着剂的变色剂加入增稠剂，形成变色涂层，将已制成的成品，如树脂镜中的基片，浸入该混合涂料中，取出后在100～140摄氏度的环境温度中，一定时间后，着色剂将扩散进入制成品的表面浅层。该方法的优点是制作方法简单，缺点是变色效果不明显，最多深至百分之40，同时，由于加热后的扩散空间被着色剂填满，制成品冷却后空间相对缩小，变色空间减小，随着外界环境温度的变化，变色效果也会影响，在国内主要以折射率1.499的片子为主。基片法是在产品制成前，即聚合物固化前将变色剂加入单体中，充分混合后，使之均匀分布于单体中，并将单体固化，形成有变色效果的制品，该方法技术含量高，生产设备简单，优点是理论上可以制成任何产品，特别是光学透镜，可以制成任何变色效果，加工简单，由于是内部变色，不受外界因素影响，变色速度快，颜色柔和，缺点是制成品优级品中产量低，但可以通过加工处理提高优级品产量。旋涂法是在基片制成后，即将配好的变色溶液加入旋涂机槽中，充分混合后，使基片固定在旋涂机上进行离心旋转运动，并将其固化，形成有变色效果的制品，该方法技术含量高，生产设备简单，优点是理论上可以制成任何产品，加工简单，特别适合小规模生产，缺点是生产效率低而且制成品优级品中产量低，易产生离心力的条纹。另外，由于是单面加工，基片厚度不同会产生一定色差。

因此，现有技术中的染色方法主要存在着以下不足：

1.采用热渗透法进行制造，受温度影响较大，在10摄氏度以下几乎不变色，在20摄氏度以下变色浓度较淡，有些光度无法进行加工。

2.采用基片变色，变色速度较慢，变色深度浅，变色浓度在40％左右

3.在度数较高时中心和边缘颜色深浅有一些色差。

4.出现离心力产生的条纹的问题。

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中变色镜片染色时受温度影响较大、变色效果不理想以及染色后外观上不美观等不足和缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠，光学性能好且生产成本低的变色镜片的染色方法，其方法步骤为：

a.采用超声波清洗镜片；

首先确认需要清洗的镜片种类，调整清洗机的参数；打开清洗机面板上相对应槽的各个设置；调整各槽水温，把中转车移到指定位置，从中转车上取下并抓住镜片篮框；把镜片平稳的挂入清洗机的挂钩上开始进行清洗；当镜框镜片通过清洗机的最后一槽位时，从清洗机尾部取出镜片，检查镜片的品质，并记录品质状况，若清洗品质合格则继续可以生产，反之则进行调试，直至符合要求为止；

b.IPA清洗镜片；

当将镜片早IPA清洗时，镜片向上离开IPA溶液缸过程中不可有镜片底部停留在IPA清洗装置中，并且当拿出镜片在镜片的底部脱离IPA清洗装置时，观察镜片底部是否有残留IPA，在IPA完全挥发之后，进行变色；

c.在镜片上浸涂变色溶液；

变色溶液的固含量为19.5～21％，黏度为17～21cps，比重为0.920g/ml，PH值为5～7；

d.将镜片预烘干；

预烘温度为90～130℃，预烘时间10～15分钟；

e.预冷镜片；

f.将镜片通过再加硬及热固化方式处理；

烘烤温度：PC镜片为125±2℃；树脂镜片为100±5℃；

烘烤时间为4小时±15分钟。

步骤d中的烘干温度为：当镜片为树脂镜片时烘干温度为100±10℃，当镜片为聚碳酸酯镜片时烘干温度为120±10℃。

所述的镜片为树脂镜片，当镜片折射率为1.56时，变色溶液中变色粉的浓度配比比例为2.5％～8％；当镜片折射率为1.61或1.67时，变色溶液中变色粉的浓度配比比例为2％～6％。

在镜片上浸涂变色溶液时机械手对镜片的提拉速度在上行第一段为1.2～1.8mm/s，在上行第二段为2.0～2.5mm/s，在上行第三段为1.0～1.6mm/s，在下行第一段为3.0～8.0mm/s，在下行第二段为1.0～5.0mm/s；

其中上行速度是指镜片向上离开变色溶液缸时的速度，下行速度是指镜片向下到变色溶液缸时的速度；上行第一段为镜片离开变色液缸底后150mm的行程段，上行第二段为上行镜片开始离开液面225mm时的行程段，上行第三段为上行第二段结束起到机械手停止操作的行程段，下行第一段为镜片还未接触到液面的行程段，下行第二段为镜片开始接触到液面后的行程段。

所述的镜片为聚碳酸酯镜片，当镜片折射率为1.59时，变色溶液中变色粉的浓度配比比例为2％～6％。

在镜片上浸涂变色溶液时机械手对镜片的提拉速度在上行第一段为1.2～1.8mm/s，在上行第二段为2.0～2.5mm/s，在上行第三段为1.0～1.5mm/s，在下行第一段为3.0～8.0mm/s，在下行第二段为1.0～5.0mm/s。

所述的镜片为树脂镜片，当镜片折射率为1.74时，变色溶液中变色粉的配比比例为1.8％～5％。

所述镜片的提拉速度在上行第一段为1.1～1.6mm/s，在上行第二段为2.0～2.5mm/s，在上行第三段为1.0～1.5mm/s，在下行第一段为3.0～8.0mm/s，在下行第二段为1.0～5.0mm/s。

所述的镜片为树脂镜片，当镜片折射率为1.499时，变色溶液中变色粉的配比比例为3％～8％。

在镜片上浸涂变色溶液时机械手对镜片的提拉速度在上行第一段为1.5mm/s～1.8mm/s，在上行第二段为2.0mm/s～2.5mm/s，在上行第三段为1.0mm/s～1.6mm/s，在下行第一段为3.0mm/s～8.0mm/s，在下行第二段为1.0mm/s～5.0mm/s。

本发明同现有技术相比，其优点在于本发明克服了现有技术中变色受温度影响、在度数较高时中心和边缘颜色深浅有一些色差、变色旋涂时出现离心力产生条纹等问题，可以推动镜片的进一步发展，大大提高了变色镜片的生产效率，为以后运用新型材料奠定基础。同时降低了生产成本，提高了镜片的外观和镜片的光学性能。

[附图说明]

图1是本发明变色片在23度时的光谱吸收和时间变化示意图；

图2是本发明变色片在触发和未触发时透过率变化示意图；

图3是本发明实施例中镜片挂在篮筐上浸涂的示意图；

如图所示，1.镜片 2.镜片夹 3.识别片 4.篮架；

指定图3为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明为一种变色镜片的染色方法，首先将变色粉按比例溶于加硬液中形成变色溶液，然后按照超声波清洗-烘干-预冷-IPA清洗-浸涂变色硬化液-预烘干-再加硬热固化方式处理的工艺步骤对镜片进行染色，在每一环节均有精确的工艺参数及技术要求，保证产品质量。

首先确认需要清洗的镜片种类，若为PC镜片，选择“PC镜片强化洗净参数表”参考设定制程参数，实施例以六个槽位举例如下表所示：

若为树脂镜片，选择“树脂与高折镜片强化洗净参数表”参考设定制程参数，实施例以六个槽位举例如下表所示：

若为光学镜片，选择“光学镜片强化制程参数表”参考设定制程参数，如下表所示：

按以上表中的参数要求，调整好清洗机的参数；打开清洗机面板上相对应槽的循环过滤、超声设置等；当各槽水温达到要求时，把中转车移到指定位置，用右手从中转车上取下镜片篮框，移到左手，用标准的提框方式抓住镜片篮框；转身走到清洗机前，用右手把清洗机门打开，把镜片平稳的挂入挂钩，若镜片已经完成清洗烘烤时，用右手从挂钩取下已经清洗清洗干净的镜片篮框，用左手把门关上，开始进行清洗；当前镜框镜片通过第六槽时，从清洗机尾部取出镜片，检查镜片的品质，并将品质状况记录于“硬化首检记录表”上，清洗品质“OK”继续可以生产，反之，则进行调试，直至符合要求为止；

为了避免某些清洗后镜片烘烤不干，对清洗时间进行设置，实施例如下：车房片、高散片、插72片/框的镜片、球光度大于500度以上的镜片，清洗时间为110S，其余的镜片时间为90S；不过，要注意时常用手接触镜片底部，感觉是否烘干，若清洗后的镜片烘不干或者提前烘干，那么要进行相应的调整。作业过程中，要时刻观察镜片篮框是否工整，若有镜片篮框翘边，则要对其进行标识；清洗不同度数的镜片时，换度数的前几框镜片需要进行品质检验，并记录。清洗过程中，要注意插针是否牢固，镜片篮框上的镜片的数量，缺少的片是否掉进洗槽，若有则及时取出。

在IPA清洗作业前，检查装IPA的槽体与设备的运行是否正常，并记录。观察所做镜片的规格，调整镜片篮框的位置；用右手提取清洗机扣钩上已清洗烘烤完的镜片，放置胸前位置不可抖动，倒退走到IPA槽面前，转身用左手打开窗门，并提取IPA槽上的已经浸过IPA的镜片篮框，平稳的移走并挂上强化液第一剂槽的挂钩；再把右手的镜片篮框平稳地挂上IPA槽上的挂钩；按下IPA的“启动”按钮，镜片篮框下行浸入IPA中。同时需要按动第一剂的“启动”按钮，再按动第一剂的“停止”按钮，使镜片篮框悬于空中，以区别做过第一剂的镜片。观察镜片是否完全浸入IPA；重复进行以上的动作，直到所有镜片做完为止。

更换不同规格的镜片时，务必记得对上下位置进行调节，否则镜片做第一剂时，就有可能使镜片报废。根据镜片的规格，来设定镜片上下行程的位置。镜片从IPA槽里出来时，要确定行程的顺畅，上行过程中不可有镜片底部停留在IPA中，并且当镜片的底部脱离IPA时，要仔细观察镜片底部是否残留有的IPA，必须等到底部的IPA完成挥发之后，才能够做强化液。

强化的第一剂作业前，检查装第一剂的槽体与设备的运行是否正常，并记录。把第一剂预烘箱下层的窗门取下；观察所做镜片的规格，调整镜片篮框的位置；用左手打开第一剂的窗门，并提取IPA槽上的镜片篮框，平稳的挂上第一剂槽上的挂钩，按动第一剂的“启动”按钮，再按动第一剂的“停止”按钮，使镜片篮框悬于空中，以区别做过第一剂的镜片；等到过了20S，再按“启动”按钮，镜片下行浸入第一剂；观察镜片完全浸入溶液；待到镜片篮框上行停止时，用右手提取镜片篮框，用左手把第一剂窗门关上；把镜片篮框提至胸前，倒退走到第一剂预烘箱前，转身，用左手缓慢匀速地把上层的窗门推开，不可使窗门碰撞到槽壁上；用左手握住镜片篮框，再用右手抓住镜片篮框侧边，平稳的把镜片篮框送入预烘箱，并依次挂在挂钩上，保持镜片篮框不能晃动；挂上后，用左手缓慢匀速地把窗门关上，窗门不可碰到槽壁造成预烘箱的震动；用手电筒照镜片表面，观察品质状况，特别要注意观察镜片是否做过一剂：未做过一剂的镜片无“彩光”，做过一剂的镜片在手电筒关照下会反射出“彩光”；进行下一个循环动作。

第二剂作业前，检查装第二剂的槽体与设备的运行是否正常，并记录。观察所做镜片的规格，调整镜片篮框的位置；用左手缓慢匀速地打开第一剂预烘箱上层窗门，不可使窗门碰撞到槽壁上，再用右手抓去已经预烘好的镜片篮框侧边，平稳的取出并移转到第一剂预烘箱的下层相对应的挂钩上；用右手抓取前面一框已经冷却好的镜片篮框；用左手握住挂柄，在用右手提取镜片篮框到胸前位置；缓慢匀速倒退走到第二剂槽前；用左手缓慢匀速打开第二剂的窗门；用右手把镜片篮框平稳的挂上第二剂槽上的挂钩；用左手关门，并用右手按“启动”按钮；观察镜片完全浸入溶液；待到镜片篮框上行停止时，用右手提取镜片篮框，用左手把第二剂窗门关上；把镜片篮框提至胸前，倒退走到第二剂预烘箱前，转身，用左手缓慢匀速地把窗门推开，不可使窗门碰撞到槽壁上；用左手握住镜片篮框，再用右手抓住镜片篮框侧边，平稳的把镜片篮框送入预烘箱，并依次挂在挂钩上，保持镜片篮框不能晃动；挂上后，用左手缓慢匀速地把窗门关上，窗门不可碰到槽壁造成预烘箱的震动；用手电筒照镜片表面，观察品质状况，特别要注意观察镜片是否做过二剂：未做过二剂的镜片在手电筒关照下会反射出“彩光”，做过二剂的镜片无“彩光”；进行下一个循环动作。

当镜片篮框下行时，留意强化液没有完全浸没镜片的现象，若是镜片篮框翘边的原因，需要对镜片篮框进行标识，若不是镜片篮框翘边，则对固定架进行调整。镜片篮框上行时也需注意，起来时镜片距离强化液表面1mm左右为最佳。

操作第一剂时需要特别注意，当挂上镜片篮框时，一定要马上按下“启动”，然后再按下“停止”，使镜片篮框停在中间，以区别硬化过和未硬化过的镜片篮框，避免二次强化或其中一剂未强化。停在中间的镜片篮框一定是没有硬化的镜片，停在上面的镜片篮框一定是做完硬化的镜片。当镜片在第一剂预烘箱一层“预烘”转到二层“冷却”的时候，要特别留心镜片篮框的次序，避免预烘时间未到就取下冷却的情况发生。一剂做完后，镜片在预烘箱上层预烘，时间为10分钟左右，烤干之后放入下层冷却，冷却时间时间为10分钟左右。第一剂的冷却时间不能过长，不能可超过15分钟，否则镜片表面会吸附灰尘，面涂也会吸入空气中的湿气，直接影响到镜片的品质。硬化过程中，要不时用手电筒观察放入预烘箱的镜片，每3框要照一次；第二剂预烘完成后，要对镜片进行抽检，每4框至少抽检一次，并记录品质状况；强化过程中须随时注意强化机内湿度变化，若湿度65％以上，停止强化，镜片重新洗净。加硬及热固化方式处理中的参数如下表所示：

通过本发明的技术方案，可处理折射率分别为1.499、1.56、1.59、1.61、1.67、1.74的镜片。注塑质量、清洗效果、药液配比、提拉速度等工段是透明件硬化处理的关键制程。透明件产后是否存在缩水、黑点、白雾、水纹、晶点、麻点、垂流、积液等不良现象与之有直接的关系，只要掌握设备的性能、掌握设备的操作要领、掌握工艺技术等三方面的要素，这些问题均可在掌控之中。

各镜片浸涂生产的主要参数如下表所示：

变色片在23度时的光谱吸收和时间变化如图1所示，其中纵坐标为光吸收量，横坐标为时间。图2是本发明中变色片在触发和未触发时的透过率变化，图中纵坐标为转换率，横坐标为波长，曲线1为非活性曲线，曲线2为活性曲线。

Claims (10)

1.一种变色镜片的染色方法，其特征在于所述的方法为：

a.采用超声波清洗镜片；

首先确认需要清洗的镜片种类，调整清洗机的参数；打开清洗机面板上相对应槽的各个设置；调整各槽水温，把中转车移到指定位置，从中转车上取下并抓住镜片篮框；把镜片平稳的挂入清洗机的挂钩上开始进行清洗；当镜框镜片通过清洗机的最后一槽位时，从清洗机尾部取出镜片，检查镜片的品质，并记录品质状况，若清洗品质合格则继续可以生产，反之则进行调试，直至符合要求为止；

b.IPA清洗镜片；

当将镜片早IPA清洗时，镜片向上离开IPA溶液缸过程中不可有镜片底部停留在IPA清洗装置中，并且当拿出镜片在镜片的底部脱离IPA清洗装置时，观察镜片底部是否有残留IPA，在IPA完全挥发之后，进行变色；

c.在镜片上浸涂变色溶液；

变色溶液的固含量为19.5～21％，黏度为17～21cps，比重为0.920g/ml，PH值为5～7；

d.将镜片预烘干；

预烘温度为90～130℃，预烘时间10～15分钟；

e.预冷镜片；

f.将镜片通过再加硬及热固化方式处理；

烘烤温度：PC镜片为125±2℃；树脂镜片为100±5℃；

烘烤时间为4小时±15分钟。

2.如权利要求1所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于所述的镜片为树脂镜片，当镜片折射率为1.56时，变色溶液中变色粉的浓度配比比例为2.5％～8％；当镜片折射率为1.61或1.67时，变色溶液中变色粉的浓度配比比例为2％～6％。

3.如权利要求2所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于在镜片上浸涂变色溶液时机械手对镜片的提拉速度在上行第一段为1.2～1.8mm/s，在上行第二段为2.0～2.5mm/s，在上行第三段为1.0～1.6mm/s，在下行第一段为3.0～8.0mm/s，在下行第二段为1.0～5.0mm/s；

其中上行速度是指镜片向上离开变色溶液缸时的速度，下行速度是指镜片向下到变色溶液缸时的速度；上行第一段为镜片离开变色液缸底后150mm的行程段，上行第二段为上行镜片开始离开液面225mm时的行程段，上行第三段为上行第二段结束起到机械手停止操作的行程段，下行第一段为镜片还未接触到液面的行程段，下行第二段为镜片开始接触到液面后的行程段。

4.如权利要求1所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于所述的镜片为聚碳酸酯镜片，当镜片折射率为1.59时，变色溶液中变色粉的浓度配比比例为2％～6％。

5.如权利要求4所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于在镜片上浸涂变色溶液时机械手对镜片的提拉速度在上行第一段为1.2～1.8mm/s，在上行第二段为2.0～2.5mm/s，在上行第三段为1.0～1.5mm/s，在下行第一段为3.0～8.0mm/s，在下行第二段为1.0～5.0mm/s。

6.如权利要求1所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于所述的镜片为树脂镜片，当镜片折射率为1.74时，变色溶液中变色粉的配比比例为1.8％～5％。

7.如权利要求6所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于所述镜片的提拉速度在上行第一段为1.1～1.6mm/s，在上行第二段为2.0～2.5mm/s，在上行第三段为1.0～1.5mm/s，在下行第一段为3.0～8.0mm/s，在下行第二段为1.0～5.0mm/s。

8.如权利要求1所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于所述的镜片为树脂镜片，当镜片折射率为1.499时，变色溶液中变色粉的配比比例为3％～8％。

9.如权利要求8所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于在镜片上浸涂变色溶液时机械手对镜片的提拉速度在上行第一段为1.5mm/s～1.8mm/s，在上行第二段为2.0mm/s～2.5mm/s，在上行第三段为1.0mm/s～1.6mm/s，在下行第一段为3.0mm/s～8.0mm/s，在下行第二段为1.0mm/s～5.0mm/s。

10.如权利要求1所述的一种变色镜片的染色方法，其特征在于步骤d中的烘干温度为：当镜片为树脂镜片时烘干温度为100±10℃，当镜片为聚碳酸酯镜片时烘干温度为120±10℃。