CN111867819B - 用于tac膜和层压体的底漆 - Google Patents
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Abstract
本披露的实施例涉及底漆组合物，其用于增加偏振膜层压体与浇铸聚合的镜片之间的粘附。化学吸附的底漆可以与浇铸聚合的镜片单体反应和/或与所述偏振膜层压体相互作用，以在所述膜层压体与眼科镜片之间提供异常强的粘附。
Description
技术领域
本披露涉及眼科镜片领域，所述眼科镜片包括用于眼镜和太阳镜的 偏振眼科镜片。
背景技术
许多太阳镜包括偏振滤光片，所述偏振滤光片用于阻挡眩光并降低 穿过太阳镜镜片的光的整体透光率。当太阳光从平坦表面反射且光向各 个方向反射时产生炫光效应。人感知到的炫光典型地是反射的水平光。
偏振镜片通过使用滤光膜(其中分子相互平行排列)减轻炫光。所 述滤光膜典型地以垂直排列的滤光分子取向。所述滤光膜阻挡了大部分 的入射水平光，同时还允许垂直偏振光穿过镜片。由于反射的水平光波 不能绕过垂直滤光片，因此炫光被消除。
偏振太阳镜对于乘船的人和渔夫是特别有益的，因为光从水反射会 产生强烈的眩光。偏振太阳镜还可用于各种户外活动(包括打高尔夫球、 骑自行车、驾驶)以及在户外花费大量时间的任何人，因为偏振镜片阻 挡了许多从平坦的户外表面反射的水平光。
许多偏振镜片使用具有大约30μm平均厚度的易碎聚乙烯醇(PVA) 偏振膜来制造。偏振膜必须经受若干处理步骤，包括热成形、剪切至所 希望的直径、底漆施加以及放置到浇铸单元中。偏振薄膜的易碎性质加 上多个加工步骤增加了膜损坏的可能性。偏振PVA膜典型地层压在三乙 酰纤维素(TAC)膜之间，以便在PVA膜表面上提供稳健的保护支撑层。
PVA膜层压体与粘附底漆的相互作用对于偏振镜片生产过程是至 关重要的。一些工业膜底漆不利地影响了PVA偏振膜和含PVA膜的层 压体的光学品质。一些工业膜底漆提供了差的粘附性能并且在许多镜片 生产和精整加工过程步骤之一期间导致分层。在底漆粘附性能与对光学 品质的影响之间经常存在折衷。
我们还从现有技术文献WO 2018/052454已知，所述文献描述了一 种增强的底漆配制品。此配制品可用于增强膜或层压体如三乙酰纤维素 (TAC)与可聚合或聚合的材料之间的粘附，以便降低或消除分层的可 能性。
文献JP 2016/510131涉及一种UV固化粘附组合物，以及一种用于 通过所述组合物制备偏振镜片的方法，并且更具体地涉及一种用于制备 偏振镜片的UV固化粘附组合物，所述组合物包含50-80重量份的单官 能单体、14-49重量份的低聚物、以及1-6重量份的光引发剂。
在工业中需要偏振层压体粘附底漆，其对光学品质具有最小的影响 并且在镜片生产和精整加工过程步骤期间维持膜粘附。
发明内容
本文披露的是化学吸附的底漆，所述底漆在功能光学层压体与眼科 制品基材之间提供稳健的粘附。所述底漆被配制成包括促进粘合至功能 层压体和/或眼科制品基材的组分。常规的底漆依赖于相对弱的底漆-底 漆和底漆-基材静电力进行粘附。相比之下，本文披露的底漆粘合至其所 施加的表面。这些化学吸附的底漆的最终结果是增强的粘附强度和耐久 性。
本文披露的底漆特别地可用于将基于TAC的偏振层压体粘附在浇 铸CR39光学元件中。所述底漆被设计成提供到TAC层或其他层压体层 的表面的一定程度的渗透。底漆的膜渗透品质促进其粘附特性。
尤其地，如本文披露的底漆包含范围从1wt.％至25wt.％的量、具 有在约2,000与约100,000之间的Mw的至少一种反应性低聚物或高分 子量聚合物、至少一种UV引发剂或热引发剂、以及范围从0.25wt.％至 15wt.％的量的至少一种能够与镜片聚合单体反应的单体，其中底漆涂层 单体与所述镜片聚合单体相同或不同，并且被选择为包括与所述镜片单体相同的反应性官能团。此底漆组合物是可固化的组合物，并且本领域 技术人员将认识到固化过程将导致可能改变底漆组分中的一些的化学反 应。在一些实施例中，底漆组分官能团被选择为与层压体膜相互作用并 且与其将粘附的基材反应。以这种方式，如本文披露的底漆组合物可以 被设计并调整成提供对特定膜和/或镜片基材目标材料的粘附。
在一些实施例中，可以使用溶剂以溶解底漆组分。当存在时，溶剂 可以以范围从60wt.％至98.75wt.％的量被包括。在一些方面，溶剂是酮 或乙酸酯溶剂中的至少一种。示例性的溶剂包括但不限于丙酮、甲基乙 基酮、乙酸乙酯、环戊酮和环己酮、以及其任何组合。
根据本发明，底漆单体可以与聚合的镜片单体相同。当底漆单体与 镜片单体相同时，单体有助于使底漆组合物与透镜聚合物相容。根据本 发明，底漆单体可以与镜片聚合单体不同，并且在此情况下被选择为包 括与镜片单体相同的反应性官能团。实际上，底漆单体可以与镜片单体 不同，但仍能够与聚合的镜片单体反应。也就是为什么在此情况下，底 漆单体被选择为包括与镜片单体相同的反应性官能团。例如，镜片单体 可以主要地由烯丙基二甘醇碳酸酯组成，并且底漆单体可以是烯丙醚。 尽管镜片单体和底漆单体二者是不同的化合物，但它们可以通过借助于 它们的反应性官能团相互反应。在一些方面，底漆单体包含1或更大、 并且优选至少2的反应性基团官能度。增加反应性官能度增加了底漆单体可以与之反应的官能团的类型。底漆单体可以包括反应性基团或选自 由以下组成的组的基团：烯丙基、乙烯基、丙烯酸类基团(acrylic)、 硫醇、异氰酸酯、环氧基以及胺。
在一些实施例中，至少一种反应性低聚物或高分子量聚合物具有1 或更大并且优选2的反应性官能度。增加反应性官能度增加了反应性低 聚物或高分子量聚合物可以与之反应的官能团的数量或类型。在一些实 施例中，至少一种反应性低聚物或高分子量聚合物是氨基甲酸乙酯二甲 基丙烯酸酯(urethane dimethacrylate)。在一些实施例中，至少一种反 应性低聚物或高分子量聚合物是基于甲基丙烯酸甲酯的树脂。
本披露的一些方面涉及一种光学制品。更确切地，本披露的一些方 面涉及一种光学制品，其包含由至少一种聚合单体制成的眼科镜片、在面 向前的表面和面向后的镜片接触表面中的每一个上包含热塑性膜的功能层 压体、以及沉积在所述功能层压体的镜片接触表面上的底漆涂层。在一些 实施例中，所述功能层压体是偏振层压体。所述偏振层压体可以包括作为 偏振层的聚乙烯醇(PVA)层。功能层压体面向前的表面热塑性膜和面向 后的镜片接触表面热塑性膜中的至少一个包含三乙酸纤维素(TAC)。在 一些实施例中，功能层压体面向前的表面热塑性膜和面向后的镜片接触表 面热塑性膜二者都是TAC膜。
在功能层压体上沉积之前，底漆涂层包含范围从1wt.％至25wt.％ 的量、具有在约2,000与约100,000之间的Mw的至少一种反应性低聚 物或高分子量聚合物、至少一种UV引发剂或热引发剂、范围从0.25wt.％ 至15wt.％的量的至少一种能够与镜片聚合单体反应的单体，以及任选 地溶剂，其中底漆涂层单体与所述镜片聚合单体相同或不同并且被选择 为包括与所述镜片单体相同的反应性官能团。当存在时，所述任选的溶 剂可以以范围从60wt.％至98.75wt.％的量被包括。在一些实施例中，眼 科镜片单体是烯丙基二甘醇碳酸酯。底漆单体可以与眼科镜片单体反应 以提供化学键，所述化学键形成在功能层压体与眼科镜片之间的强粘附 基础。在一些方面，底漆被施加到功能层压体的一侧或两侧上、干燥、 UV固化、然后浇铸在浇铸单体配制品中。
在一些实施例中，提供了一种制备底漆涂层的方法。更确切地，提 供了一种制备用于支撑在功能层压体与包含至少一种聚合单体的眼科镜片 的接触表面之间粘附的底漆涂层的方法。所述方法包含以下步骤：提供溶 剂；和向所述溶剂中添加范围从1wt.％至25wt.％的量、具有在约2,000与 约100,000之间的Mw的至少一种反应性低聚物或高分子量聚合物、至少 一种UV引发剂或热引发剂、以及范围从0.25wt.％至15wt.％的量的至少 一种能够与镜片聚合单体反应的单体，其中底漆涂层单体与所述镜片聚合 单体相同或不同，并且被选择为包括与所述镜片单体相同的反应性官能团。 溶剂以范围从60wt.％至98.75wt.％的量提供。底漆涂层可在施加之前或之 后完全或部分干燥。底漆涂层可以被施加在功能层压体表面和眼科镜片表 面的一者或两者上。底漆涂层可以提供有足以活化引发剂并引发固化过程 的量的UV光或温度增加。可以通过流涂、旋涂、凹版涂覆、狭缝型挤压式涂覆或本领域技术人员已知的其他手段将底漆施加在TAC极性层压体 上。在一些方面，底漆涂层可以在范围从约60℃至约80℃的温度下干燥 从约15秒至约2分钟。可以采用本领域技术人员已知的其他干燥条件来除 去溶剂。干燥后，例如可通过使用UV光源将底漆固化。一种示例性的非 限制性的UV光源是具有H+灯泡的Heraeus Noblelight F300S。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(500 mJ/cm2，1100mW/cm2)。
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“实质上”及其变型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 中实质上是指在10％以内、在5％以内、在1％以内、或在0.5％以内的 范围。
术语“约”或“近似”或“实质上不变”被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/种(a或an)”可以意指“一个/种(one)”，但也符合“一个 或多个”、“至少一个”以及“一个或多于一个”的含义。
如本说明书和一个或多个权利要求中所用，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、未被叙述 的要素或方法步骤。
短语“和/或”意指和或或。为了说明，A、B和/或C包括：单独的 A、单独的B、单独的C，A和B的组合、A和C的组合、B和C的组 合、或A、B和C的组合。换言之，“和/或”用作包含性的或。
另外，以某种方式配置的装置或系统至少以这种方式配置，但也可 以以除了具体描述之外的其他方式来配置。
用于其用途的组合物和方法可以“包含贯穿说明书披露的任何成分 或步骤”、“基本上由其组成”或“由其组成”。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体与浇铸聚合的 镜片之间的分层的能力。
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清楚。 然而，应当理解，详细描述和实例，虽然指明本发明的具体实施例，但仍 仅通过说明的方式给出。另外，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而言将从此详细描述中变得清楚。
具体实施方式
参考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，虽然指明实 施例，但仍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，并未示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作，以 避免模糊本发明的各方面。
本披露的一些方面涉及一系列底漆组合物，所述底漆组合物已经被 开发以在基于TAC的偏振层压体与基于烯丙基二甘醇碳酸酯的眼科镜 片基材之间提供增强的粘附。所述底漆被设计成提供到TAC层或镜片基 材的至少一部分表面的一定程度的渗透。在一些实施例中，包括溶剂或 溶剂共混物有助于允许底漆渗透TAC层或镜片基材表面。底漆的渗透是 为了将底漆锚固至基于TAC的层压体和/或眼科镜片基材并补充粘附。 当与镜片浇铸过程结合使用时，将底漆施加到TAC偏振层压体上、任选 地干燥、任选地固化、然后浇铸在浇铸单体配制品中。
实例1
将具有32,500的Mw、0.0的酸值、75℃的Tg的基于甲基丙烯酸甲 酯和三丙二醇二丙烯酸酯的UV反应性固体丙烯酸珠粒(反应性高分子 量聚合物，
4026，璐彩特国际公司(Lucite International))称 量出到玻璃小瓶中。添加乙酸乙酯并混合直至聚合物溶解。添加烯丙基 二甘醇碳酸酯(单体，
PPG公司)和UV引发剂(
819， 巴斯夫公司(BASF))并搅拌直至溶解。量和比率提供在下表1中。
表1：底漆配制品，实例1
| 组分 | Wt.(g) | Wt.％ |
| 聚合物 | 1.0 | 10.0 |
| 溶剂 | 8.7 | 87.0 |
| 单体 | 0.2 | 2.0 |
| UV引发剂 | 0.1 | 1.0 |
实例2
保留实例1中的溶剂、单体和UV引发剂，并用具有20,500的Mw、 0.0的酸值、40℃的Tg的基于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯和三 丙二醇二丙烯酸酯的聚合物(反应性高分子量聚合物，
4059， 璐彩特国际公司)代替反应性高分子量聚合物。组分量和比率保持与实 例1相同。
实例3
保留实例1中的溶剂、单体和UV引发剂，用具有78℃的Tg的基 于脂肪族聚酯的氨基甲酸乙酯二甲基丙烯酸酯低聚物(
CN1963)代替反应性高分子量聚合物。组分量和比率保持与实例1相同。
实例4
保留实例1中的溶剂、单体和UV引发剂，用具有189℃的Tg的 低分子量氨基甲酸乙酯二甲基丙烯酸酯低聚物(
CN1964)代 替反应性高分子量聚合物。组分量和比率保持与实例1相同。
镜片浇铸和分层：底漆实例1-4
单独地用实例1-4的底漆涂覆TAC/PVA/TAC偏振层压体晶片、干 燥并暴露至UV辐射。将这些晶片单独地浇铸在烯丙基二甘醇碳酸酯(镜 片单体，
PPG公司)中，并且使所得镜片经受表面和侵蚀性磨 边测试(SET)并检查分层。表2描绘了底漆实例1-4的分层测试结果。
表2：底漆实例1-4，SET粘附结果
| 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | |
| 4-基础镜片 | 2/2通过 | 不适用 | 2/2通过 | 6/6通过 |
| 5-基础镜片 | 3/4通过 | 3/6通过 | 4/4通过 | 不适用 |
| SET粘附 | 良好 | 一般 | 良好 | 良好 |
镜片浇铸和分层：对照实例
使用用羟基封端的非反应性的聚氨酯在甲基乙基酮(MEK)和乙酸 乙酯中进行对照。以0％、0.4％和0.8％的量包括烯丙基二甘醇碳酸酯单 体。将底漆施加在TAC偏振晶片上并单独地浇铸在烯丙基二甘醇碳酸酯 中。对于对照底漆，没有获得粘附。
表3：对照实例，SET粘附结果
目前披露的化学吸附的底漆组合物在TAC层压体与浇铸烯丙基二 甘醇碳酸酯镜片之间提供了增强的粘附。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 别使用一个或多个短语“用于…的装置”或“用于…的步骤”明确地被 叙述。
Claims (12)
1.一种光学制品，其包含：
包含至少一种聚合单体的眼科镜片，
在面向前的表面和面向后的镜片接触表面中的每一个上包含热塑性膜的功能层压体，
沉积在所述功能层压体的镜片接触表面上的底漆涂层，
其中在所述功能层压体上，所述底漆涂层包含：
范围从1wt.％至25wt.％的量、具有在2,000与100,000之间的Mw的至少一种反应性低聚物或高分子量聚合物，其是基于甲基丙烯酸甲酯的树脂；
至少一种UV引发剂或热引发剂；以及
至少一种能够与镜片聚合单体反应的单体，其中所述单体以范围从0.25wt.％至15wt.％的量存在，其中底漆涂层单体与所述镜片聚合单体相同，或与所述镜片聚合单体不同，并且在该情况下被选择为包括与所述镜片聚合单体相同的反应性官能团。
2.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述底漆涂层包含范围从60wt.％至98.75wt.％的量的溶剂。
3.如权利要求1或2所述的光学制品，其中，所述底漆涂层单体包含选自由以下组成的组的反应性基团：烯丙基、乙烯基、丙烯酸类基团、硫醇、异氰酸酯、环氧基以及胺。
4.如权利要求1或2所述的光学制品，其中，所述底漆涂层单体包含1或更大的反应性基团官能度。
5.如权利要求4所述的光学制品，其中，所述底漆涂层单体包含至少2的反应性基团官能度。
6.如权利要求2所述的光学制品，其中，所述溶剂是酮溶剂或乙酸酯溶剂中的至少一种。
7.如权利要求6所述的光学制品，其中，所述溶剂选自由以下组成的组：丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、环戊酮和环己酮或其任何组合。
8.如权利要求6所述的光学制品，其中，溶剂是乙酸乙酯。
9.如权利要求1或2所述的光学制品，其中，所述功能层压体是偏振层压体。
10.如权利要求9所述的光学制品，其中，所述偏振层压体包含聚乙烯醇(PVA)偏振层。
11.如权利要求1或2所述的光学制品，其中，功能层压体面向前的表面热塑性膜和面向后的镜片接触表面热塑性膜中的至少一个包含三乙酸纤维素(TAC)。
12.一种制备用于支撑在功能层压体与包含至少一种聚合单体的眼科镜片的接触表面之间的粘附的底漆涂层的方法，所述方法包含：
提供溶剂；和添加
范围从1wt.％至25wt.％的量、具有在2,000与100,000之间的Mw的至少一种反应性低聚物或高分子量聚合物，其是基于甲基丙烯酸甲酯的树脂，
至少一种UV引发剂或热引发剂，和
至少一种能够与镜片聚合单体反应的单体，其中所述单体以范围从0.25wt.％至15wt.％的量存在，其中底漆涂层单体与所述镜片聚合单体相同，或与所述镜片聚合单体不同，并且在该情况下被选择为包括与所述镜片聚合单体相同的反应性官能团，
其中所述溶剂以范围从60wt.％至98.75wt.％的量提供；以及
提供足以活化引发剂的量的UV光或温度增加。
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