CN108530665A - 一种润滑抗菌树脂眼镜架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于眼镜架制备技术领域，尤其涉及一种润滑抗菌树脂眼镜架及其制备方法；本发明提供的眼镜架包括眼镜架主体，在眼镜架主体的表面依次设置润滑层和抗菌层；本发明提供的制备方法包括预处理步骤、低温等离子体处理步骤、附着润滑层步骤、附着抗菌层步骤、干燥包装步骤；本发明提供的眼镜架，具有良好的抗菌性和润滑性，能有效解决目前眼镜框普遍的佩戴不舒适以及微生物感染的问题。

Description

一种润滑抗菌树脂眼镜架及其制备方法
技术领域
本发明属于眼镜架制备技术领域，尤其涉及一种润滑抗菌树脂眼镜架及其制备方法。
背景技术
随着树脂眼镜市场逐步扩大，其树脂眼镜架也越来越得到消费者的关注。因此随着消费者要求的多元化，树脂眼镜架的各方面性能和工艺都在不断的改进和完善，以达到减轻重量且提高使用寿命的作用。
生活中各种各样的眼镜作为日常携带用品，由于长期佩戴，眼镜表面，尤其是和人体皮肤直接接触的眼镜架表面，必然存在各种各样的细菌、真菌，病毒等微生物，其中各种有害微生物的传播和蔓延严重威胁着人类的用眼健康和身体健康。因此人们对抗菌功能的眼镜架也越来越重视，而目前市场上有类似的产品，但存在两个方面的缺陷，首先结构不稳定，在关键的抗菌层与最外层保护层之间没有紧密的化学连接，这样容易产生膜层间结合不良的问题，导致抗菌涂层易脱落，影响抗菌效果的持久性。另外，其抗菌层中组分不够丰富，对能起到抗菌作用的菌类种类的范围有限。另外，由于树脂眼镜架在佩戴过程中，易和人体皮肤发生机械摩擦，佩戴时间过长，经常会引起佩戴者皮肤破损和疼痛，这也极大影响了树脂眼镜的佩戴舒适度。
因此，提高眼镜架抗菌和润滑的性能，成为研发的目标。
中国发明专利CN101551524B公开了一种抗菌眼镜架的制备方法，通过在涂料中添加纳米级二氧化钛和纳米银材料，经过光触媒光催化效果作用，并且利用纳米银独特的缓释作用以制造抗菌效果在眼镜架上；该方法所制备的眼镜架虽有一定的抗菌性能，但其缺陷在于：在制作过程中使用甲醇作为分散剂，使其与三羟甲基乙烷、纳米二氧化钛、纳米银粉末相混合，但因其含水量太高，无法达到现有喷涂弹性漆所需的溶剂要求条件，而且甲苯及甲醇作为溶剂，长期接触对人体健康影响较大，对环境也有较大污染。
中国发明专利CN102591033B公开一种塑料抗菌弹性漆眼镜架的制备方法，该项专利技术是在CN101551524B的基础上，用环保型溶剂替代甲苯，减少了有毒溶剂对身体健康的影响。
上述两项专利申请技术都具有下述缺陷：采用纳米二氧化钛、及纳米银作为抗菌剂，佩戴者长期接触含有银离子的镜架会对人体的肝脏造成负面影响，并且纳米银挥发到环境中也会对生态有一定影响。
中国发明专利申请CN105330962A公开了一种超韧高浓度抗菌母粒的制备方法，其组分按质量份数配比为：树脂载体100份，无机抗菌剂50～95份、增韧剂10～20份、无机粉体5～15份、助剂5～15份；其制备方法是将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒得到超韧高浓度抗菌母粒，然后按比例加入树脂基体，混合均匀，熔融挤出造粒得到超韧抗菌塑料切片，该抗菌母粒可应用于眼镜架制造领域；但其缺陷在于：无法解决原本无抗菌功能的眼镜框改性问题，而且也无法解决眼镜框与人体皮肤之间的物理摩擦问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种润滑抗菌树脂眼镜架，其具有有效杀死细菌和病毒、润滑性能优异、实用性强的特性。本发明的另一目的在于提供该眼镜架的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种润滑抗菌树脂眼镜架，包括眼镜架主体，在眼镜架主体的表面依次设置润滑层和抗菌层。
进一步，润滑层的有效组分包括丙烯酸、丙烯酸甲酯和乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种。
进一步，润滑层的有效组分，按物质的量计，丙烯酸物质的量不超过2mol，丙烯酸甲酯不超过2mol，乙烯基吡咯烷酮不超过2mol。
进一步，润滑层的有效组分按物质的量计，丙烯酸、丙烯酸甲酯和乙烯基吡咯烷酮比例为(1-5)：(1-5)：(1-5)。
进一步，抗菌层的有效组分包括醋酸氯己定、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯、O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐中的一种或多种。
进一步，抗菌层的有效组分按质量份计算，醋酸氯己定的质量份不超过5份，3,4,5-三羟基苯甲酸的质量份不超过5份，3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯的质量份不超过5份，O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐的质量份不超过5份。
进一步，抗菌层的有效组分按质量份计算，醋酸氯己定、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯和O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐的比例为(1-5)：(1-5)：(1-5)：(1-5)。
润滑抗菌树脂眼镜架的制备方法，包括如下步骤：
(a)：预处理步骤，将眼镜架主体进行预处理，备用；
(b)：低温等离子体处理步骤，将眼镜架主体进行低温等离子体处理，备用；
(c)：附着润滑层步骤，将润滑层有效组分以气体单体方式喷涂于经低温等离子体处理后的眼镜架主体完成附着后，用醇清洗；
(d)：附着抗菌层步骤，将附着有润滑层的眼镜架主体浸入抗菌剂与交联剂的混合溶液中进行浸渍，然后取出，用水清洗；
(e)：干燥包装步骤。
进一步，低温等离子体处理步骤中，使用的气体包括氧气、氩气、氮气，低温等离子体处理的条件为：真空度10-50Pa，处理功率10-50W，处理时间20～200s，气体流量为20-200cm3/min。
进一步，附着抗菌层步骤中，润滑层气化单体喷涂眼镜架主体的时间为10min-120min。
进一步，预处理步骤中将眼镜架主体置入丙酮或乙醇中进行预处理，优选将避孕套主体置入乙醇中进行预处理；
进一步，交联剂包括聚乙二醇双缩水甘油醚、京尼平、乙二醛中的一种或多种；抗菌剂与交联剂混合溶液中交联剂与抗菌剂物质的量比为(1：10)-(1：100)。
通过对眼镜架主体进行低温等离子体改性，使其表面产生大量活性基团，再将其暴露在空气中，使得自由基转变为过氧基团，随后将气化的润滑层有效组分混合单体蒸汽喷涂到眼镜架表面，使得混合单体在眼镜框表面形成有效组分为聚丙烯酸-丙烯酸甲酯-乙烯基吡咯烷酮共聚物的润滑层，润滑层具有较好的亲水性和吸湿性，能够减少眼镜架与皮肤之间的摩擦。
抗菌层的作用是抑制有害细菌、微生物和病毒。醋酸氯己定抗菌谱广，对多数革兰阳性及阴性细菌都有杀灭作用。3,4,5-三羟基苯甲酸的功能是杀死有害微生物和病毒，体外对金黄色葡萄球菌、八叠球菌、α-型键球菌、奈瑟氏球菌、绿脓杆菌、弗氏痢疾杆菌、伤寒杆菌Hd、副伤寒杆菌A以及流感病毒等有抑制作用。3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯(methylgallate,MG)属于酚酸酯类化合物，可有效抑制真菌的生长与滋生，O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐的功能是抑制有害菌的发展和繁殖，对菌群的平衡状态起控制性调节作用。
本发明中，润滑层粘附于眼镜架主体的表面；抗菌层附着于润滑层上，其既与润滑层粘结，同时又透过润滑层与眼镜架主体的表面通过粘结或/和交联的方式连接。
本发明提供的制备方法中，预处理的目的是将眼镜架进行清洗，除去表面油污及其他杂质，备用；低温等离子体处理步骤，将眼镜框置于低温等离子体仪真空腔体中，进行辉光放电处理，使眼镜架表面产生大量活性基团；附着润滑层步骤通过润滑组分混合单体蒸汽喷涂的方式，使润滑组分聚合成具有较高亲水性和润滑性的润滑层，使制得的眼镜架具有润滑功能，没有与眼镜架粘附连接仅停留在表面的润滑剂成分被用醇清洗掉，在眼镜架表面保留一层润滑层；该润滑层分子之间存在空隙，附着抗菌层步骤通过浸入抗菌剂与交联剂混合溶液，具有抗菌功能的组分一方面与润滑层粘结，一方面通过空隙与眼镜架主体完成粘结或/和交联，最后用水清洗掉没有粘结也没有交联连接仅停留在表面的抗菌剂与交联剂，该附着过程在润滑层外设置了一层均匀的抗菌层；干燥包装步骤主要是在室温通风处将眼镜架进行干燥处理，随后进行包装和灭菌工序。
本发明的有益效果在于：
1.在眼镜架主体逐层设置润滑层和抗菌层，使得到的眼镜架具有有效杀死细菌和病毒、润滑性能优异的特性；润滑层粘附在眼镜架主体上，抗菌层附着于抗菌层上，使得抗菌物质和润滑物质与眼镜架主体结合牢固，不易脱落，实用性强。
2.采用低温等离子体引发气相接枝聚合法将润滑层有效组分交联在眼镜架的表面聚合成膜，该方法形成的润滑层亲水性好，而且结合力强，不易脱落。
3.本发明操作步骤简单、操作条件温和，对眼镜架的影响较小，适用于工业生产。
4.本发明通过调整润滑层有效组分和抗菌层有效组分的配比，在树脂眼镜架的抗菌性、摩擦系数和涂层附着力方面，取得了意想不到的技术效果。
具体实施方式
以下通过具体实施方式具体说明本发明，但本发明不局限于具体实施例的范围。
本具体实施方式采用的技术方案为：一种润滑抗菌树脂眼镜架，包括眼镜架主体，在眼镜架主体的表面依次设置润滑层和抗菌层。
其中，润滑层的有效组分包括丙烯酸、丙烯酸甲酯和乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种。
其中，润滑层的有效组分，按物质的量计，丙烯酸物质的量不超过2mol，丙烯酸甲酯不超过2mol，乙烯基吡咯烷酮不超过2mol。
其中，抗菌层的有效组分包括醋酸氯己定、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯、O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐中的一种或多种。
其中，抗菌层的有效组分按质量份计算，醋酸氯己定的质量份不超过5份，3,4,5-三羟基苯甲酸的质量份不超过5份，3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯的质量份不超过5份，O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐的质量份不超过5份。
润滑抗菌树脂眼镜架的制备方法，包括如下步骤：
(a)：预处理步骤，将眼镜架主体进行预处理，备用；
(b)：低温等离子体处理步骤，将眼镜架主体进行低温等离子体处理，备用；
(c)：附着润滑层步骤，将润滑层有效组分以气化单体方式喷涂于经低温等离子体处理后的眼镜架主体完成附着后，用醇清洗；
(d)：附着抗菌层步骤，将附着有润滑层的眼镜架主体浸入抗菌剂与交联剂的混合溶液中进行浸渍，然后取出，用水清洗；
(e)：干燥包装步骤。
其中，预处理步骤中将眼镜架主体置入丙酮或乙醇中进行预处理；低温等离子体处理步骤中，使用的气体包括氧气、氩气、氮气，低温等离子体处理的条件为：真空度10-50Pa，处理功率10-50W，处理时间20～200s，气体流量为20-200cm3/min；附着润滑层步骤中，润滑层单体气体喷涂眼镜架主体的时间为10min-120min。
其中，交联剂包括聚乙二醇双缩水甘油醚、京尼平、乙二醛中的一种或多种；抗菌剂与交联剂混合溶液中交联剂与抗菌剂物质的量比为(1：10)-(1：100)。
实施例1：
本实施例提供的润滑抗菌树脂眼镜架，其润滑层的有效组分及其物质的量比为丙烯酸：丙烯酸甲酯：乙烯基吡咯烷酮＝1:1:1；抗菌层的有效组分及质量比为醋酸氯己定：3,4,5-三羟基苯甲酸：3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯：O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐＝1:5:5:1。
本实施例提供的制备方法中，预处理步骤中将眼镜架主体置入乙醇中进行预处理；低温等离子体处理步骤中，低温等离子体处理的条件为：真空度30Pa，处理功率30W，处理时间100s，气体流量为100cm3/min；附着润滑层步骤中，润滑层单体气体喷涂眼镜架主体的时间为80min；附着抗菌层步骤中，交联剂为京尼平，交联剂与抗菌剂物质的量比为1:10。
实施例2：
本实施例提供的润滑抗菌树脂眼镜架，其润滑层的有效组分及其物质的量比为丙烯酸：丙烯酸甲酯：乙烯基吡咯烷酮＝2:1:2；抗菌层的有效组分及质量比为醋酸氯己定：3,4,5-三羟基苯甲酸：3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯＝2:1:3。
本实施例提供的制备方法中，预处理步骤中将眼镜架主体置入乙醇中进行预处理；低温等离子体处理步骤中，低温等离子体处理的条件为：真空度30Pa，处理功率30W，处理时间100s，气体流量为100cm3/min；附着润滑层步骤中，润滑层单体气体喷涂眼镜架主体的时间为80min；附着抗菌层步骤中，交联剂为乙二醛，交联剂与抗菌剂物质的量比为1:50。
实施例3：
本实施例提供的润滑抗菌树脂眼镜架，其润滑层的有效组分及其物质的量比为丙烯酸：丙烯酸甲酯：乙烯基吡咯烷酮＝1:3:5；抗菌层的有效组分及质量比为醋酸氯己定：3,4,5-三羟基苯甲酸：O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐＝2:3:5。
本实施例提供的制备方法中，预处理步骤中将眼镜架主体置入乙醇中进行预处理；低温等离子体处理步骤中，低温等离子体处理的条件为：真空度30Pa，处理功率30W，处理时间100s，气体流量为100cm3/min；附着润滑层步骤中，润滑层单体气体喷涂眼镜架主体的时间为80min；附着抗菌层步骤中，交联剂为聚乙二醇双缩水甘油醚，交联剂与抗菌剂物质的量比为1:100。
实施例4：
本实施例提供的润滑抗菌树脂眼镜架，其润滑层的有效组分及其物质的量比为丙烯酸：丙烯酸甲酯：乙烯基吡咯烷酮＝1:4:2；抗菌层的有效组分及质量比为醋酸氯己定：3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯：O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐＝3:2:1。
本实施例提供的制备方法中，预处理步骤中将眼镜架主体置入乙醇中进行预处理；低温等离子体处理步骤中，低温等离子体处理的条件为：真空度30Pa，处理功率30W，处理时间100s，气体流量为100cm3/min；附着润滑层步骤中，润滑层单体气体喷涂眼镜架主体的时间为80min；附着抗菌层步骤中，交联剂为京尼平，交联剂与抗菌剂物质的量比为1:50。
实施例5：
本实施例提供的润滑抗菌树脂眼镜架，其润滑层的有效组分及其物质的量比为丙烯酸：丙烯酸甲酯：乙烯基吡咯烷酮＝4:1:2；抗菌层的有效组分及质量比为3,4,5-三羟基苯甲酸：3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯：O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐＝2:4:1。
本实施例提供的制备方法中，预处理步骤中将眼镜架主体置入乙醇中进行预处理；低温等离子体处理步骤中，低温等离子体处理的条件为：真空度30Pa，处理功率30W，处理时间100s，气体流量为100cm3/min；附着润滑层步骤中，润滑层单体气体喷涂眼镜架主体的时间为80min；附着抗菌层步骤中，交联剂为京尼平，交联剂与抗菌剂物质的量比为1:50。
对比例1：
本对比例提供的树脂眼镜架的制备方法，包括如下步骤：
(a)：预处理步骤，将眼镜架主体进行预处理，备用；
(b)：低温等离子体处理步骤，将眼镜架主体进行低温等离子体处理，备用；
(c)：附着润滑层步骤，将润滑层有效组分以气化单体方式喷涂于经低温等离子体处理后的眼镜架主体完成附着后，用醇清洗；
(d)：干燥包装步骤。
对比例2：
本对比例提供的树脂眼镜架的制备方法，包括如下步骤：
(a)：预处理步骤，将眼镜架主体进行预处理，备用；
(b)：附着抗菌层步骤，将附着有润滑层的眼镜架主体浸入抗菌剂与交联剂的混合溶液中进行浸渍，然后取出，用水清洗；
(c)：干燥包装步骤。
将上述实施例和对比例制得的润滑抗菌树脂眼镜架，进行如下测试。
测试1：抗菌测试
用棉签蘸取浓度为106CFU/mL的金黄色葡萄球菌菌液，将其均匀涂布在M.H.(Muller-Hinton)琼脂培养基上。待菌液被琼脂完全吸收后贴药敏纸片，本实验所用药敏纸片为链霉素和头孢噻肟。从实施例制备的眼镜架上机械切割得到一个直径为1cm的圆片，然后分别将圆片贴于琼脂培养基上。37℃条件下培养24h后测量抗菌环直径(抗菌环直径＝抗菌环外径-被测样品直径)，评价样品的抗菌性。测试结果如表1。
表1实施例中眼镜架抗菌性
通过表1中的数据对比可知，本实施方式提供的实施例的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性均优于对比例。
测试2：摩擦系数的测定
采用MXD-02摩擦系数仪对树脂眼镜架的表面摩擦性能进行测定，测定结果如表2。
表2实施例中眼镜架摩擦力
样品编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例2
静摩擦力/N 0.037±0.012 0.043±0.008 0.041±0.009 0.036±0.005 0.039±0.011 2.364±0.429
通过表2中的数据对比可知，本实施方式提供的实施例的润滑性优于对比例。
测试3：粘结性测试
根据ASTM D3359标准，用3M胶带粘贴在实施例的眼镜架涂层表面上，确保胶带与涂层紧密贴合，中间无气泡，24h后将胶带揭开，评估涂层与树脂眼镜框表面的粘结牢固情况；按照ASTM D3359-02法测试涂层附着力。测定结果如表3。
表3实施例中抗菌层和润滑层与眼镜架间附着力等级
样品编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
脱落面积/cm2 0 0 0 0 0
附着力等级 0级 0级 0级 0级 0级
通过表3中的数据对比可知，本实施方式提供的实施例中抗菌层和润滑层的附着力均为0级，连接牢固。
通过上述数据可知，本实施方式通过在眼镜架表面依次设置润滑层和抗菌层，使得到的眼镜架具有有效杀死细菌和病毒、润滑性能优异的特性；润滑层粘附在眼镜架主体上，抗菌层透过润滑层附着在眼镜架主体上，使得抗菌物质和润滑物质与眼镜架主体结合牢固，不易脱落，实用性强。实施例通过调整抗菌层有效组分和润滑层有效组分的配比，在眼镜架的抗菌性、摩擦系数和涂层附着力方面，优于对比例，取得了意想不到的技术效果。

Claims (9)

1.一种润滑抗菌树脂眼镜架，其特征在于：包括眼镜架主体，在眼镜架主体的表面依次设置润滑层和抗菌层。
2.根据权利要求1所述的润滑抗菌树脂眼镜架，其特征在于：润滑层的有效组分包括丙烯酸、丙烯酸甲酯和乙烯基吡咯烷酮。
3.根据权利要求2所述的润滑抗菌树脂眼镜架，其特征在于：润滑层的有效组分，按物质的量计，丙烯酸物质的量不超过2mol，丙烯酸甲酯不超过2mol，乙烯基吡咯烷酮不超过2mol；丙烯酸、丙烯酸甲酯和乙烯基吡咯烷酮比例为（1-5）：（1-5）：（1-5）。
4.根据权利要求1所述的润滑抗菌树脂眼镜架，其特征在于：抗菌层的有效组分包括醋酸氯己定、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯、O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐中的一种或多种。
5.根据权利要求5所述的润滑抗菌树脂眼镜架，其特征在于：抗菌层的有效组分按质量份计算，醋酸氯己定的质量份不超过5份，3,4,5-三羟基苯甲酸的质量份不超过5份，3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯的质量份不超过5份，O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐的质量份不超过5份；醋酸氯己定、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯和O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐的比例为（1-5）：（1-5）：（1-5）：（1-5）。
6.根据权利要求1-7任意一项所述的润滑抗菌树脂眼镜架的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（a）：预处理步骤，将眼镜架主体进行预处理，备用；
（b）：低温等离子体处理步骤，将眼镜架主体进行低温等离子体处理，备用；
（c）：附着润滑层步骤，将润滑层有效组分以气化单体方式喷涂于经低温等离子体处理后的眼镜架主体完成附着后，用醇清洗；
（d）：附着抗菌层步骤，将附着有润滑层的眼镜架主体浸入抗菌剂与交联剂的混合溶液中进行浸渍，然后取出，用水清洗；
（e）：干燥包装步骤。
7.根据权利要求8所述的润滑抗菌树脂眼镜架的制备方法，其特征在于：低温等离子体处理步骤中，使用的气体包括氧气、氩气、氮气，低温等离子体处理的条件为：真空度10-50Pa，处理功率10-50 W，处理时间20～200 s，气体流量为20-200 cm3 /min。
8. 根据权利要求8所述的润滑抗菌树脂眼镜架的制备方法，其特征在于：附着抗菌层步骤中，润滑层气化单体喷涂眼镜架主体的时间为10 min-120 min。
9.根据权利要求8所述的润滑抗菌树脂眼镜架的制备方法，其特征在于：预处理步骤中将眼镜架主体置入丙酮或乙醇中进行预处理；所述交联剂包括聚乙二醇双缩水甘油醚、京尼平、乙二醛中的一种或多种；所述抗菌剂与交联剂混合溶液中交联剂与抗菌剂物质的量比为（1：10）-（1：100）。
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