CN109791223B - 用于铸造镜片中的层压件的粘附性底漆 - Google Patents

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Abstract

本披露的实施例涉及一种底漆组合物，其用于增加偏振膜层压件与浇铸聚合的镜片的粘附性。所述底漆包括丙烯酸聚合物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、溶剂、UV固化剂、以及促进与浇铸聚合的镜片的粘附性的单体。

Description

用于铸造镜片中的层压件的粘附性底漆
技术领域
本披露涉及眼科镜片领域，包括用于眼镜和太阳镜的偏振眼科镜片。
背景技术
光可以被设想为独立波的集合，每种波在不同的给定方向和平面上振荡。大多数光是由其振荡是随机取向的并且不在特定平面中对齐的波构成。平面偏振光或偏振光是由其振荡在特定平面中对齐的波构成。太阳光不是偏振的，因为光波振荡是随机分布的且不是对齐的。从诸如水体或汽车引擎罩的表面反射的反射光或眩光变得基本上偏振。
偏振镜片包括偏振滤光器，其允许太阳镜和其他光学制品选择性地防止大多数光通过。偏振滤光器仅允许在特定平面中振荡的光波通过，同时阻挡在所有其他平面中振荡的光波。
与偏振镜片相关联的问题之一是偏振结构与镜片铸造材料的分层。这可能在制造过程期间或在精加工过程期间发生。在制造过程期间，与铸造单体发展一定程度的连接性是高度希望的。强效粘合剂结合将有助于使生产产量最大化并且降低产品成本。在精加工过程期间，与铸造树脂具有一定程度的连接性是高度希望的。镜片精加工处理步骤包括镜片封阻、定框、后曲线生成、后曲线细化和抛光、镜片磨边和解封。这些处理步骤可以对镜片赋予高水平的应力并且可以导致极性元件的分层。必要的是，在镜片处理期间不会发生分层。
目前的铸造CR39偏振镜片使用具有大约30μm厚度的易碎聚乙烯醇(PVA)偏振膜来制造。这些薄的偏振膜在处理期间易受损坏。在偏振镜片的生产期间，需要许多手动处理步骤，这增加了损坏的可能性。
PVA膜可以被层压在更耐久的膜中，例如三乙酰纤维素(TAC)。更稳健的TAC/PVA/TAC偏振元件提供了超过单层PVA膜的改进的操作耐久性。将底漆施用到偏振层压件上以在铸造CR39镜片中具有良好的粘附性，然而，目前的工业底漆损坏了TAC偏振层压件的光学品质并且不提供足够的粘附性。
尽管在偏振膜粘合剂底漆领域取得了进步，但仍对提供改进的粘附性的底漆存在需求。此种底漆将能够生产承受侵蚀性表面处理和磨边粘附性测试的稳健的偏振元件，从而导致提高的生产产量和生产率。
发明内容
在此披露的是一种底漆，其提供功能层压件与基材的稳健的粘附性。所述底漆特别用于提供铸造CR39光学元件中TAC基偏振层压件之间的粘附性。所述底漆被设计用于在合适的溶剂或溶剂共混物的辅助下提供至TAC层、或其他层压件层的表面的一定程度的渗透。底漆至TAC层表面的渗透有助于底漆的优异的粘附特性。
在一些方面，底漆包含使底漆组合物与铸造单体相容的反应性单体。在一些方面，铸造单体是烯丙基二甘醇碳酸酯。底漆反应性单体可以与铸造单体反应，以在铸造聚合物与偏振层压件之间提供强的结合。在一些方面，底漆被施用到偏振层压件的一侧或两侧上、干燥、UV固化、然后浇铸在铸造单体配制品中。
根据第一方面，提供了包括功能层压件的浇铸聚合的镜片。在一些实施例中，所述功能层压件包含附接至功能层的一侧或两侧上的热塑性膜层。在一些方面，所述功能层是偏振层。在一些方面，底漆涂层被沉积在功能层压件的一个或两个外表面上。在一些方面，所述底漆涂层包含至少一种丙烯酸聚合物、至少一种氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物、至少一种引发剂、至少一种能够与镜片铸造单体反应的反应性单体、以及溶剂。在其他方面，所述底漆涂层包含至少一种丙烯酸聚合物、至少一种引发剂、至少一种能够与镜片铸造单体反应的反应性单体、以及溶剂。在另一个实施例中，所述底漆涂层包含至少一种氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物、至少一种引发剂、至少一种能够与镜片铸造单体反应的反应性单体、以及溶剂。
在一些实施例中，至少一种丙烯酸聚合物是以范围从约1％至约30％的量存在。在一些方面，至少一种氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物是以范围从约1％至约30％的量存在。在一些实施例中，至少一种能够与镜片铸造单体反应的反应性单体是以范围从约0.5％至约15％的量存在。在一些方面，至少一种引发剂是以范围从约0.1％至约5.0％的量存在。在一些方面，至少一种溶剂是以范围从约50％至约95％的量存在。
在一些实施例中，至少一种丙烯酸聚合物可以是丙烯酸聚合物的混合物。在一些实施例中，至少一种丙烯酸聚合物是丙烯酸共聚物。在一些实施例中，底漆涂层丙烯酸聚合物具有范围从约10,000至约100,000g/mol的分子量。在一些实施例中，底漆涂层氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物具有范围从约10,000至约30,000g/mol的分子量。在一些方面，底漆涂层氨基甲酸乙酯丙烯酸酯单体具有1或更大、并且优选2的不饱和度。在一些实施例中，底漆涂层引发剂是热引发剂或UV引发剂。
在一些方面，反应性单体与浇铸聚合的镜片聚合物的单体相同。在其他方面，反应性单体与浇铸聚合的镜片聚合物的单体不同。在一些实施例中，反应性单体包含选自由以下各项组成的组的反应性基团：烯丙基、乙烯基、丙烯酸、硫醇、异氰酸酯、环氧基、以及胺。在一些方面，反应性单体上的反应性基团官能度是1或更大、并且优选至少2。
在一些方面，所述底漆涂层溶剂可以是酮溶剂或乙酸酯溶剂。在一些方面，所述酮溶剂选自由以下各项组成的组：丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、及其组合。在一些方面，所述乙酸酯溶剂是乙酸乙酯。在底漆涂层中可以采用酮溶剂、乙酸酯溶剂、或酮和乙酸酯溶剂的组合。
在一些实施例中，所述眼科镜片功能层压件是偏振层压件。所述偏振层压件可以包括PVA偏振层、或其他本领域技术人员已知的偏振层。所述功能层压件可以包括一个或多个热塑性层。所述热塑性层可以是相同的材料，或者它们可以由不同的材料制成。在一些实施例中，所述功能层压件热塑性膜层包含TAC。在一些方面，所述功能层压件是TAC-PVA-TAC层压件。
任何所披露的组合物和/或方法的任何实施例可以由任何所描述的要素和/或特征和/或步骤组成或基本上由其组成—而不是包含/包括/含有/具有任何所描述的要素和/或特征和/或步骤。因此，在任何权利要求中，术语“由...组成”或“基本上由...组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词，以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。
术语“基本上”及其变化被定义为在很大程度上但不一定完全是如本领域普通技术人员所理解的指定的内容，并且在一个非限制性实施例中基本上是指在10％以内、在5％以内、在1％以内、或在0.5％以内的范围。
“类似物(Analogue)”和“类似物(analog)”，当是指化合物时，指的是改性的化合物，其中一个或多个原子已经被其他原子取代，或其中一个或多个原子已经从所述化合物中删除，或其中一个或多个原子已经被添加到所述化合物中，或者此类改性的任何组合。此类原子的添加、删除或取代可以沿着包含所述化合物的初级结构在任何点、或多个点处发生。
“衍生物”，涉及母体化合物，指的是以化学方式改性的母体化合物或其类似物，其中至少一个取代基不存在于所述母体化合物或其类似物中。一个此类非限制性实例是已经共价地改性的母体化合物。典型的改性是胺类、碳水化合物类、烷基基团、酰基基团、酯类、聚乙二醇化(pegylation)等。
术语“约”或“近似”或“基本上不变”定义为接近于本领域普通技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％以内、优选在5％以内、更优选在1％以内、并且最优选在0.5％以内。
当与权利要求和/或说明书中的术语“包含”结合使用时，使用词语“一个/一种”可以是指“一个/一种”，但也符合“一个或多个/一种或多种”、“至少一个/一种”以及“一个或多于一个/一种或多于一种”的含义。
如在本说明书和一项或多项权利要求中使用的，词语“包含(comprising)”(以及包含的任何形式，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(以及具有的任何形式，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(以及包括的任何形式，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(以及含有的任何形式，如“含有(contains)”和“含有(contain)”)是包含性的或开放式的并且不排除额外的、未被描述的要素或方法步骤。
用于其用途的组合物和方法可以“包含”、“基本上组成为”或“组成为”贯穿说明书披露的任何成分或步骤。关于过渡短语“基本上由...组成”，在一个非限制性方面，在此说明书中披露的组合物和方法的基本且新颖的特征包括组合物的减少或防止膜层压件与浇铸聚合的镜片分层的能力。
本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细描述中变得明显。然而，应当理解，详细描述和实例，虽然指示本发明的具体实施例，但仅通过说明的方式给出。此外，预期本发明的精神和范围内的变化和修改对于本领域技术人员将从该详细说明中变得明显。
附图说明
图1是偏振层压件的侧视图。
图2是具有施用的促进粘附性的底漆的偏振层压件的侧视图。
图3是铸造偏振镜片的侧视图。
具体实施方式
参考附图中所示并在下面的描述中详述的非限制性实施例，更全面地解释了各个特征和有利的细节。然而，应当理解，详细描述和具体实例，虽然指示实施例，但仅通过说明的方式而不是限制的方式给出。根据本披露，各种替代、修改、添加和/或重排对于本领域普通技术人员将是明显的。
在下面的描述中，提供了许多具体细节以提供对所披露的实施例的透彻理解。然而，相关领域的普通技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者用其他方法、组分、材料等实践本发明。在其他情况下，未示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊本发明的多个方面。
在图1中，偏振层压件(100)可以通过将支撑层或保护层(110)层压到PVA偏振膜(120)上来制成。支撑层(110)可以是相同的材料或不同的材料。支撑层或保护层(110)可以是TAC。在图2中，可以通过流涂、旋涂、凹版涂布、或本领域技术人员已知的其他手段将底漆(130)施用在TAC极性层压件(100)上。
底漆由三种主要成分，由Onbitt供应的基底漆、单体和附加的溶剂构成。所述基底漆组分包括约10％-23％的丙烯酸树脂、约10％-23％的可UV固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物、约65％-66％的甲基异丁基酮(MIBK)溶剂以及约1％-2％的光引发剂。所述单体是CR39并且所述附加的溶剂是乙酸乙酯。
在一些方面，所述底漆涂层(130)可以在范围从约
Figure BDA0001998017980000071
至约
Figure BDA0001998017980000072
的温度下干燥，持续从约15秒至约2分钟。可以采用其他本领域技术人员已知的干燥条件来除去溶剂。
底漆(130)例如通过使用热源或UV光源(这取决于所使用的引发剂)来固化。固化条件还可以使用现有安装的商业系统来开发。
在图3中，将经固化的涂底漆的TAC偏振层压件(200)浇铸在CR39(140)中。对半成品单光(SFSV)镜片(300)进行侵蚀性表面处理(以下描述的SET测试)，然后检查镜片内偏振元件的分层。
分层侵蚀性表面处理和磨边测试(SET)
在以下描述的实验中，采用表面处理和磨边测试以在各种镜片样品中诱导潜在地导致分层的应力。
表面处理和磨边测试适用于所有具有嵌入的或表面安装的膜的眼科镜片。镜片可以是经涂覆的或未经涂覆的，并且可以包括或可以不包括硬涂层、减反射组分、精加工真空涂层和表涂层中的至少一种。观察失效率提供了在镜片处理期间失效的风险的指示。
生成具有焦度偏移的镜片。然后用增加的压力在镜片边缘上施加机械力对镜片进行细化，导致在界面处的高应力，潜在地削弱粘附性。以本领域技术人员已知的典型方式进行抛光。在典型的磨边机上用最具侵蚀性的设置进行磨边。
以下概述的测试结果在偏振CR39单光镜片上进行。将镜片处理至+0.50焦度，目标厚度为2.8mm。在发生器与细化后曲线之间偏移0.1屈光度用金属合金封阻镜片。将细化压力升高至设备的安全最大极限(25PSI，格柏柯本公司(Gerber-Coburn))。根据标准操作程序进行抛光。在快速循环磨边机上进行磨边，所述磨边机被选择为尤其具有侵蚀性的(Triumph磨边机)。
检查
对每个镜片进行对由前述步骤中任一项产生的任何异常的目视检查。目视检查镜片是否分层。任何分层都被解释为镜片失效。
基底漆
在开发用于TAC极性层压件与铸造CR39镜片的改进的粘附性的底漆时，使用由Onbitt供应的基底漆作为起始点/对照。基底漆组分包括约10％-23％的丙烯酸树脂(选自具有10,000至100,000g/mol的分子量范围的Elvacite 2550(甲基丙烯酸酯共聚物)、Elvacite 2669(丙烯酸共聚物)和Elvacite 2776(丙烯酸树脂))、约10％-23％的可UV固化的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物(日本合成化学公司(Nippon Gohsei)UV-3000B)、约65％-66％的MIBK溶剂、以及约1％-2％的光引发剂(Irgacure 184)。
将基底漆施用到TAC偏振层压件上，干燥、UV固化，然后浇铸在CR39中以制成镜片。基底漆不能提供用于制造偏振CR39眼科镜片的足够的SET粘附性。基底漆的一个缺点是其柔软度。当施用到TAC或TAC层压件上然后干燥并UV固化时，基底漆未通过划格粘附性测试。然后将基底漆在MIBK溶剂中稀释至大约10％w/w。将稀释的基底漆以约1μm施用到TAC上。稀释的基底漆现在提供令人满意的划格粘附性结果，但未通过铸造CR39中的SET粘附性测试。当将保护性衬垫施用到涂底漆的TAC偏振层压件上然后除去时，TAC显示出有光泽区域(TAC)和模糊区域(底漆)。这是保护性衬垫从TAC偏振层压件上除去底漆的结果。
在附加的测试中，将基底漆施用到厚度约0.5-1.0μm的派锐化工公司(IslandPyrochemical Industries(IPI))TAC偏振层压件(聚氨酯层压粘合剂)上，并在CR39中固化。IPI偏振层压件上的基底漆未通过SET粘附性测试。将基底漆施用到具有更好SET结果的LOFO TAC偏振层压件上，然而，底漆不能表现一致。将基底漆用作对照。
实例1
通过对Onbitt基底漆进行改进来开发新的底漆配制品。将一些基底漆称量到容器中。添加乙酸乙酯溶剂和CR39单体(反应性单体)，并且将所得的混合物充分混合。
可以通过流涂、旋涂、凹版涂布、或本领域技术人员已知的其他手段将底漆施用在TAC极性层压件上。在一些方面，所述底漆涂层可以在范围从约
Figure BDA0001998017980000091
至约
Figure BDA0001998017980000092
的温度下干燥，持续从约15秒至约2分钟。可以采用其他本领域技术人员已知的干燥条件来除去溶剂。干燥后，例如通过使用UV光源将底漆固化。一种示例性的非限制性UV光源是Fusion H+灯泡。可以选择功率、能量和暴露时间以优化固化。典型的非限制性固化条件包括约7英尺/分钟(UVA约1500mJ/cm2，约1200mW/cm2)至约21英尺/分钟(500mJ/cm2，1100mW/cm2)。
将涂底漆的TAC偏振层压件浇铸在CR39中。对半成品单光(SFSV)镜片进行侵蚀性表面处理(以上描述的SET测试)，然后检查镜片内偏振元件的分层。
实例2
实例2包括与实例1相同的基底漆和单体。使用环戊酮作为溶剂。
实例3
实例3包括与实例1相同的基底漆和单体。使用环己酮作为溶剂。
对比实例1
对比实例1是使用乙酸乙酯稀释基底漆。没有添加反应性单体。
对比实例2
对比实例1是使用MIBK溶剂稀释基底漆。没有添加反应性单体。
对比实例3
对比实例3包括与实例1相同的基底漆和单体。使用MIBK作为溶剂。
结果
如在表1中所示出的，当用与烯丙基二甘醇碳酸酯的添加组合的乙酸乙酯(实例1)、环戊酮(实例2)或环己酮(实例3)稀释基底漆时，获得SET粘附性。用纯基底漆或用仅用乙酸乙酯(对比实例1)或MIBK(对比实例2)稀释的基底漆观察到差的SET粘附性。用与CR39单体(烯丙基二甘醇碳酸酯，对比实例3)组合的MIBK稀释的基底漆也观察到差的SET粘附性。
表1底漆配制品SET粘附性
Figure BDA0001998017980000101
表2包括使用各种类型的TAC的其他层压件的实例。将这些使用实例1的配方涂底漆、浇铸在CR39中、然后按照SET进行表面处理和磨边。在所有情况下，本发明的底漆通过了SET粘附性。在此披露的底漆在由各种TAC类型制成的层压件上成功地发挥作用。
表2效用-对各种TAC层压件观察到的SET粘附性
Figure BDA0001998017980000111
本发明披露的底漆配制品提供了在TAC层压件上的改进的粘附性，并且预期作为通用TAC层压件粘附性增强的底漆。权利要求不应被解释为包括装置加功能的或步骤加功能的限定，除非这样的限定在给定权利要求中分别使用短语“用于...的装置”或“用于...的步骤”明确地被叙述。

Claims (13)

1.一种眼科镜片，所述眼科镜片包括：
包含至少一种聚合物的浇铸聚合的镜片，
包含功能层和附接至功能层的一侧或两侧上的热塑性膜层的功能层压件，
沉积在所述功能层压件的一个或两个外表面上的底漆涂层，
其中，所述底漆涂层包含：
至少一种丙烯酸聚合物，
至少一种氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，
至少一种UV引发剂或热引发剂，
至少一种能够与镜片铸造单体反应的反应性单体，以及
酮溶剂、乙酸酯溶剂或酮和乙酸酯溶剂的组合，
其中所述反应性单体与所述浇铸聚合的镜片聚合物的单体相同。
2.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述丙烯酸聚合物具有范围从10,000至100,000g/mol的分子量。
3.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物包含具有1或更大的不饱和度的烯键式不饱和单体。
4.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述反应性单体上的反应性基团选自由以下各项组成的组：烯丙基、乙烯基、丙烯酸、硫醇、异氰酸酯、环氧基或胺。
5.如权利要求4所述的眼科镜片，其中，所述反应性单体上的反应性基团官能度是1或更大。
6.如权利要求4所述的眼科镜片，其中，所述反应性单体上的反应性基团官能度至少是2。
7.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述至少一种酮溶剂选自由以下各项组成的组：丙酮、甲基乙基酮、环戊酮和环己酮、或其任何组合。
8.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述至少一种乙酸酯溶剂是乙酸乙酯。
9.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述功能层压件是偏振层压件。
10.如权利要求9所述的眼科镜片，其中，所述偏振层压件包括聚乙烯醇(PVA)偏振层。
11.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述功能层压件包含附接至功能层的两侧上的热塑性膜层且功能层的两侧上的热塑性膜层包含相同或不同的材料。
12.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述功能层压件热塑性膜层包含三乙酰纤维素。
13.如权利要求1至2中任一项所述的眼科镜片，其中，所述功能层压件是三乙酰纤维素-聚乙烯醇-三乙酰纤维素层压件。
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