CN111138701A - 一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜及其制备方法，它包括偏光膜和涂覆在所述偏光膜表面的变色树脂层，其中，变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物固化而成：预聚物40.0～60.0份，活性稀释剂5.0～25.0份，引发剂0.5‑6.0份，变色染料1.0‑3.0份，助剂0.5‑5.0份，溶剂30.0～50.0份。本发明提供的变色偏光复合膜结构简单，仅由偏光膜和变色树脂层组成，具有可逆变色功能，可适应室内室外等不同光照条件的场所的使用要求，不包含TAC层，避免了复合膜加热定型压弯工序中材料膨胀系数不同导致的内应力问题，复合膜层粘合牢固。

Description

一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏 光复合膜及其制备方法

技术领域

本发明属于变色偏光膜技术领域，具体涉及一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜。

背景技术

偏光镜片能够把自然光中的散乱反射光线、眩光及物体不规则的反射光阻绝掉，因此可以迅速降低进入眼睛的光亮度，有利于保护眼睛。偏光镜片还可解决视觉的美感，通过偏光镜片观察景物可以显得更为柔和、深沉。光致变色镜片在阳光照射的情况下颜色变深，可以减少光线的透过率，起到保护眼睛的作用；在光线柔和的房间里，光致变色镜片的颜色可以褪掉，变得和普通镜片一样，透明无色。光致变色镜片不仅能随着光线的强弱变暗变明，还能吸收对人眼有害的紫外线，可减少紫外线带来的损伤。因此两种技术结合可以有效综合利用两者的优点而避免两者的缺陷。

传统的变色膜包含变色层和TAC层。光致变色偏光镜片欲结合变色和偏光两者功能，使用的方式是将变色膜和偏光膜通过粘合方式复合，再粘合在树脂镜片上或夹于两片树脂镜片中间，通过浇铸固化得到变色偏光镜片。高端偏光眼镜通常使用后一种方式，即把偏光膜设置在两层透明光学镜片中间。镜片制备前，把复合膜固定于定型模具上，加热使之定型，裁切后固定在镜片模具的中间，在两侧浇注镜片原料液体，再放到固化炉中固化成型，得到偏光镜片。

ZL201320402726.9公开了一种偏光变色树脂镜片，先将偏光膜和变色膜通过胶水粘合，成为PVA/胶水/TAC/变色层结构的复合膜；复合膜进行加热定型压弯，裁切后放置于模具的中间，在两侧浇注镜片原料液体，再放到固化炉中固化成型。这种复合变色偏光膜在实际使用过程中主要存在两方面的问题：一是复合膜中偏光膜和TAC膜的热膨胀系数不同，在加热定型压弯的工艺过程中，容易产生膜层内应力导致复合强度不足；二是用户欲使用复合膜，必须增加一套粘合设备，在制备镜片之前将变色膜和偏光膜粘合起来。这种粘合过程容易产生气泡、灰尘点、条纹等质量不良现象，影响成品率。

专利申请公布号CN 108219173 A公开了一种用于偏光眼镜的变色硬化膜，在变色硬化膜中加入了变色液晶微胶囊，使偏光眼镜可以变色，省去了镀金属膜的工艺步骤，所述的变色液晶是可在不同温度下显示不同颜色的液晶材料。这种变色硬化膜存在以下明显缺点：一是变色液晶仅对不同温度作出响应，在温度变化值较小的时候仅能轻微变色，变色树脂层变色后不能明显降低透过率，严重影响变色偏光眼镜的实际效果；二是变色液晶微胶囊的平均粒径选自3μm～10μm，分散在膜中由于胶囊与膜层的折光率不同，导致膜层发雾，在偏光眼镜中使用导致视野不清晰，三是变色深度比较浅，变色以后变色树脂层透过率一般仅能降低到80％左右，变色偏光眼镜的实际使用效果很差。由于变色液晶微胶囊添加太多会导致膜层雾度太大，这种变色硬化膜无法通过提高变色胶囊含量来提高变色深度。四是变色硬化膜硬度较高，跟树脂镜片的粘合力小，无法应用于偏光膜设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜上。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜。本发明将光致变色染料分散于树脂中制成组合物，然后涂覆到偏光膜的表面，再固化得到变色树脂层，其具有可逆光致变色功能，可以响应不同的光照条件而呈现不同的颜色深度，也不会出现发雾现象，镜片视野清晰，眼镜使用者感到舒适自然。

本发明的另一目的是提供上述设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，它包括偏光膜和涂覆在所述偏光膜表面的变色树脂层，其中，变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物固化而成：

本发明制备的变色树脂层使用了具有可逆变色功能的光致变色染料，使得变色树脂层具有可逆光致变色功能，可以响应不同的光照条件而呈现不同的颜色深度。在室外阳光下变色树脂层呈现变色状态，镜片颜色加深，减少镜片透光率，有效起到防止强烈阳光刺激眼睛的作用；在室内变色树脂层的颜色自动褪去，呈现无色状态，镜片的透光率增加，镜片使用者视野明亮。

本发明将光致变色染料溶解于树脂之中，使光致变色染料处于均相状态，由此制成的变色树脂层不会出现发雾现象，镜片视野清晰，眼镜使用者感到舒适自然。本发明通过调节变色树脂层中光致变色染料的添加量，在其他条件的配合下，能够使变色树脂层变色后的透光率最低可以降低至40％，可以与不同透光率的偏光膜配合使用，制成丰富多彩的变色偏光眼镜。

本发明将变色树脂层和偏光膜有效结合，解决了粘合式变色偏光复合膜膨胀系数不匹配、制备和使用工序周期冗长等问题，具有设计合理、结构简单的特点。本发明提供的变色偏光膜可以将偏光和变色的效果综合起来，能更有效地保护眼睛，有着很好的发展前景。

在一种优选方案中，上述变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物的固化而成：

在一种更加优选的方案中，上述变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物的固化而成：

本发明以偏光膜为基材，其中偏光膜可以为现有市场上常用的偏光膜，例如聚乙烯醇膜。本发明使用的偏光膜的厚度可以根据实际需要进行选择，优选地，偏光膜的厚度为50～75μm。

本发明提供的变色树脂层的厚度可以根据使用者的需求进行调整，在一种优选方案中，变色树脂层的厚度为10～25μm。

本发明采用的预聚物为丙烯酸酯类低聚物，是变色树脂层的主要组成物质，决定了变色树脂层的硬度、韧性等物理性能，在一种优选方案中，预聚物为环氧丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物或聚醚丙烯酸酯低聚物中的一种或几种。

在一种更优选方案中，本发明采用的预聚物为2～6官能度的聚氨酯丙烯酸酯低聚物或2～6官能度的聚酯丙烯酸酯低聚物。

本发明选择的活性稀释剂是能够与上述低聚物进行反应的小分子丙烯酸酯，加入目的是调节变色树脂层的固化反应速度和物理性能，在一种优选方案中，活性稀释剂为1,6- 己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、四氢呋喃丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯或三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种。

在一种更优选方案中，活性稀释剂为丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。

引发剂在受热下可分解为自由基，引发预聚物和活性稀释剂反应而聚合。在一种优选方案中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺或2,2'- 偶氮双(2,4-二甲基戊腈)中的一种或几种；优选为偶氮二异丁腈和/或2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)。

本发明在组合物中加入光致变色染料，该光致变色染料是变色树脂层的变色因子。在一种优选方案中，光致变色染料为螺吡喃、螺噁嗪、偶氮苯或二芳基乙烯中的一种或几种。在一种特别优选方案中，光致变色染料为螺吡喃和/或螺噁嗪。

本发明的组合物中加入一些助剂，助剂可以为流平剂或消泡剂，可以使组合物更容易在偏光膜上流平或减少组合物包含的气泡数量，得到表面质量好的产品，使变色树脂层的横向和纵向均匀度较好。在一种优选方案中，助剂为BYK-300、BYK-333、BYK-055或BYK-065的一种或几种。在一种更优选方案中，助剂为BYK-333和/或BYK-055。

本发明的组合物包含溶剂，用来溶解各种组成成份，调节组合物的粘度。在一种优选方案中，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丁酮、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、正丁醇或异丙醇中的一种或几种。在一种特别优选方案中，所述溶剂为二甲苯、异丙醇、 N,N-二甲基甲酰胺或正丁醇的一种或几种。在一种更特别优选方案中，所述溶剂为二甲苯和/或正丁醇。

本发明还提供上述眼镜专用的变色偏光复合膜的制备方法，它包括以下步骤：将预聚物、活性稀释剂、助剂和溶剂混合均匀后，在搅拌的过程中加入引发剂和光致变色染料，继续搅拌制成涂布液，均匀涂布于偏光膜的接触面上，在50～60℃的条件下保持0.5～1.0 小时，再升温至90～100℃保持0.5～1.5小时，固化形成变色树脂层，即可。

采用本发明的技术方案，具有以下积极效果：

本发明提供的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，可适应室内室外等不同光照条件的场所的使用要求；本发明的变色偏光复合膜应用于眼镜中，具有视野清晰不发雾、视物清楚的优点；本发明的变色复合偏光膜结构简单，仅由偏光膜 (例如，PVA膜)和变色树脂层组成，不包含TAC层，避免了复合膜加热定型压弯工序中材料膨胀系数不同导致的内应力问题，复合膜层粘合牢固；变色偏光复合膜可在用户现场即开即用，无需添加粘合设备进行粘接，大大简化使用者的工艺流程。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜作进一步的说明，但这些实施例不对本发明构成任何限制。

实施例1

具体实施中，眼镜专用的变色偏光膜，以无保护层的偏光膜作为基材，偏光膜厚度50微米，透光率65％，偏光效能95％。

变色树脂层的材料和配方如表1所示：

表1：变色树脂层的材料和配方1

全部物料准确称量，除了引发剂、光致变色染料外，其它材料室温下全部加入配料罐中，搅拌状态下慢慢加入引发剂、光致变色染料，搅拌至完全溶解，继续搅拌1小时，加料时搅拌转速设定500rpm，加料完成后转速提为1000rpm。用50微米滤孔的滤纸过滤料液，取样测试，料液粘度为6.50cps@25℃。

上述料液准备完成后，均匀涂到偏光膜的接触面上，放到烘箱内，控制干燥温度在50～60℃的条件下保持0.5小时，再升温至90～100℃保持1.0小时，涂层固化，即得所述变色偏光复合膜。

把变色偏光复合膜固定于定型模具上，加热使之定型。取出复合膜，裁切掉周边多余部分。然后把复合膜固定在镜片模具的中间，在两侧浇注镜片原料液体，再放到固化炉中，升高温度进行镜片的固化成型，最终得到变色偏光镜片。检查镜片质量，可见偏光复合膜与两侧的树脂镜片之间贴合良好，不开裂。

实测变色树脂层厚度为12.5微米。

所得变色偏光复合膜具有可逆光致变色功能，在阳光下颜色变深，在室内可以褪色。将变色树脂层剥离出来，用日本岛津U-2600分光光度计测试，所述变色树脂层充分变色后可见光透过率为40.2％，呈紫色，褪色状态下可见光透过率为95.6％。变色树脂层目视不发雾，使用雾度计测得变色树脂层的雾度为0.08％。

实施例2

具体实施中，眼镜专用的变色偏光膜使用无保护膜的偏光膜作为底材，厚度65微米，透光率58％，偏光效能93％。

变色树脂层(2)的材料和配方如表2所示：

表2：变色树脂层的材料和配方2

全部物料准确称量，除了引发剂、光致变色染料外，其它材料室温下全部加入配料罐中，搅拌状态下慢慢加入引发剂、光致变色染料，搅拌至完全溶解，继续搅拌1小时，加料时搅拌转速设定500rpm，加料完成后转速提为1000rpm。用50微米滤孔的滤纸过滤料液，取样测试，料液粘度为12.3cps@25℃。

上述料液准备完成后，均匀涂到偏光膜的接触面上，放到烘箱内，控制干燥温度在50～60℃的条件下保持0.5小时，再升温至90～100℃保持1.0小时，涂层固化，即得所述变色偏光复合膜。

把变色偏光复合膜固定于定型模具上，加热使之定型。取出复合膜，裁切掉周边多余部分。然后把复合膜固定在镜片模具的中间，在两侧浇注镜片原料液体，再放到固化炉中，升高温度进行镜片的固化成型，最终得到变色偏光镜片。检查镜片质量，可见偏光复合膜与两侧的树脂镜片之间贴合良好，不开裂。

实测变色树脂层厚度为17.2微米。

所得变色偏光复合膜具有可逆光致变色功能，所述变色树脂层剥离出来，用日本岛津U-2600分光光度计测试，所述变色树脂层充分变色后可见光透过率为58.7％，褪色状态下可见光透过率为94.2％，外观呈灰色。变色树脂层目视不发雾，使用雾度计测得变色树脂层的雾度为0.087％。

对比例1

具体实施中，眼镜专用的变色偏光膜，以无保护层的偏光膜作为基材，偏光膜厚度50微米，透光率65％，偏光效能95％。

变色树脂层的材料和配方如表1所示：

表3：树脂层的材料和配方

全部物料准确称量，除了引发剂、光致变色染料外，其它材料室温下全部加入配料罐中，搅拌状态下慢慢加入引发剂，搅拌至完全溶解，继续搅拌1小时，加料时搅拌转速设定500rpm，加料完成后转速提为1000rpm。用50微米滤孔的滤纸过滤料液，取样测试，料液粘度为6.45cps@25℃。

上述料液准备完成后，均匀涂到偏光膜的接触面上，放到烘箱内，控制干燥温度在50～60℃的条件下保持0.5小时，再升温至90～100℃保持1.0小时，涂层固化，即得所述偏光复合膜。

把偏光复合膜固定于定型模具上，加热使之定型。取出复合膜，裁切掉周边多余部分。然后把复合膜固定在镜片模具的中间，在两侧浇注镜片原料液体，再放到固化炉中，升高温度进行镜片的固化成型，最终得到变色偏光镜片。检查镜片质量，可见偏光复合膜与两侧的树脂镜片之间贴合良好，不开裂。

实测变色树脂层厚度为12.52微米。

所得偏光复合膜在阳光下颜色不能变深，不具有变色功能。将树脂层剥离出来，用日本岛津U-2600分光光度计测试，可见光透过率为96.2％。使用雾度计测得树脂层的雾度为0.084％。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，它包括偏光膜和涂覆在所述偏光膜表面的变色树脂层，所述变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物固化而成：

2.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物固化而成：

3.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述变色树脂层是由以下重量份的组分制成的组合物固化而成：

4.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述偏光膜为聚乙烯醇膜，所述偏光膜的厚度为50～75μm；所述变色树脂层的厚度为10～25μm。

5.根据权利要求1、2或3所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述预聚物为环氧丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物或聚醚丙烯酸酯低聚物中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、四氢呋喃丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯或三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺或2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)中的一种或几种；优选为偶氮二异丁腈和/或2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)。

8.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述光致变色染料为螺吡喃、螺噁嗪、偶氮苯或二芳基乙烯中的一种或几种；优选为螺吡喃和/或螺噁嗪。

9.根据权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜，其特征在于，所述助剂为流平剂和/或消泡剂，优选为BYK-300、BYK-333、BYK-055或BYK-065的一种或几种；所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丁酮、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、正丁醇或异丙醇中的一种或几种。

10.权利要求1所述的设置在两层透明光学镜片中间的偏光眼镜专用的变色偏光复合膜的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：将预聚物、活性稀释剂、助剂和溶剂混合均匀后，在搅拌的过程中加入引发剂和光致变色染料，继续搅拌制成涂布液，均匀涂布于偏光膜的接触面上，在50～60℃的条件下保持0.5～1.0小时，再升温至90～100℃保持0.5～1.5小时，固化形成变色树脂层，即可。