CN113490868B - 为了更宽的nir截止和更好的美观而包含nir染料混合物的光学元件 - Google Patents

为了更宽的nir截止和更好的美观而包含nir染料混合物的光学元件 Download PDF

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Abstract

披露了含有两种或更多种近红外吸收剂的光学元件及其生产方法。将具有不同近红外波长吸收范围和残余颜色的两种近红外吸收剂与光学基材的前体混合。所得混合物随后被加工以生产具有宽的近红外波长吸收范围和中性残余颜色的光学元件。

Description

为了更宽的NIR截止和更好的美观而包含NIR染料混合物的光 学元件
技术领域
本发明涉及光学元件及其制造方法。更具体地，本发明涉及在光学基材中含有多种近红外染料的光学元件以及制造该光学元件的方法。
背景技术
红外(IR)辐射是波长比可见光更长的电磁辐射。红外辐射通常具有在780nm至1mm范围内的波长，其可分为三个子区域，包括：近红外(NIR)范围，波长为780至3000nm；中红外(MIR)范围，波长为3μm至50μm；和远红外(FIR)范围，波长为50至1000μm。
已经进行了广泛的研究来评估NIR辐射对眼睛的影响。研究结果示出NIR被视网膜色素上皮细胞吸收。取决于NIR的注量率、总剂量和光谱特征，它可以通过光机械(光声)过程、光热(加热)过程和光化学过程中的至少一种造成结构性视网膜损伤。此外，许多研究结果表明长期NIR暴露与眼睛白内障的发生之间的强相关性。因此，希望限制眼睛暴露于NIR辐射。
在光学制品(例如，眼科镜片材料)中通常结合滤光装置以减少或防止NIR光到达视网膜。更具体地，包括NIR吸收滤光片和干涉滤光片(例如，反射滤光片)的两种类型的NIR滤光片可用于光学镜片以对眼睛提供针对NIR辐射的保护。然而，设计具有优化的NIR吸收性能以及包括减反射功能的其他功能的多功能滤光片具有挑战性，因为高NIR吸收被证明不利于光学滤光片的减反射性能。NIR吸收剂可以结合到沉积在光学制品上的一个或多个光学涂层中。然而，在光学涂层中直接结合NIR吸收剂可能显著增加镜片的生产成本并且同时劣化光学涂层的机械特性，
用于改善NIR保护的另一种选择可以包括通过浸渍基材或将基材前体与NIR吸收剂混合，将NIR吸收剂结合到光学制品的本体基材中。然而，商业NIR吸收剂通常具有相对窄的NIR吸收范围，导致镜片或其他光学制品具有不足的NIR保护。此外，这些吸收剂通常还吸收380至780nm波长范围内的可见光，从而对镜片或其他光学制品赋予一种或多种颜色，影响佩戴者的色觉并使用吸收剂改变镜片的美观方面。
总的来说，尽管存在具有NIR保护的光学镜片或其他光学制品及其生产方法，但鉴于这些光学镜片或光学制品的至少上述缺点，该领域仍需要改善。
发明内容
已经发现了与具有近红外(NIR)保护的光学元件相关的上述问题的解决方案。该解决方案存在于包含聚合物基质和两种或更多种近红外吸收剂的光学元件中。近红外吸收剂可以基本上均匀地混合在聚合物基材中。因此，没有额外的滤光片或涂层用于NIR保护，使得与使用滤光片或光学涂层用于NIR吸收的光学制品相比的光学制品的生产成本降低。此外，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂可具有不同的近红外范围，使得与常规NIR保护光学制品相比，该光学制品能够吸收更宽波长范围内的近红外辐射。此外，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂可具有不同的残余颜色，使得协同残余颜色强度最小化，从而改善具有NIR保护吸收剂的光学制品的美观方面。因此，本发明的光学元件在与目前可用的NIR保护光学制品相关的至少一些问题上提供了技术成就。
本发明的一些实施例涉及光学元件。该光学元件可以包括光学基材和混合在光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂。该两种或更多种近红外吸收剂可具有不同的近红外截止范围和不同的残余颜色。
本发明的一些实施例涉及制备光学元件的方法。该方法可以包括提供用于光学基材的前体材料和具有不同近红外截止范围和/或不同残余颜色的两种或更多种近红外吸收剂。该方法可以包括确定光学基材中两种或更多种红外吸收剂中的每一种的浓度，在该浓度下，该两种或更多种近红外吸收剂的协同颜色强度低于该两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独颜色强度。该方法可以包括将前体材料与两种或更多种红外吸收剂以确定的浓度混合以产生基本上均匀的混合物。该方法可以包括使用光学基材和两种或更多种红外吸收剂的混合物来生产光学元件。
本发明的一些实施例涉及制备光学元件的方法。该方法可以包括提供用于光学基材的前体材料和具有不同近红外截止范围和/或不同残余颜色的两种或更多种近红外吸收剂。该方法可以包括确定基材中两种或更多种红外吸收剂中的每一种的浓度，在该浓度下，该两种或更多种近红外吸收剂的协同颜色强度低于该两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独颜色强度。该方法可以包括将两种或更多种红外吸收剂溶解在第一量的前体材料中以产生近红外染料母料。该方法可以包括在23℃至27℃的温度下在真空下将第二量的前体材料与紫外染料、单体、催化剂、和脱模剂中的一种或多种混合以产生基本上均匀的第一混合物。该方法可以包括将第一混合物冷却至0℃至4℃的温度。该方法可以包括使惰性气体流过冷却的第一混合物。该方法可以包括在真空下在0℃至4℃和其间的所有范围和值的温度下将近红外染料母料混合到第一混合物中以产生第二混合物。第二混合物可以是基本上均匀的混合物，其中两种或更多种近红外吸收剂中的每一种都处于其确定的浓度。该方法可以包括通过浇铸使用第二混合物生产光学元件。
术语“约”或“大致”被定义为接近本领域普通技术人员所理解的。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、最优选在0.5％以内。
术语“wt.％，”、“vol.％”、或“mol.％”分别是指基于包括组分的材料的总重量、总体积、或总摩尔数的组分的重量、体积、或摩尔百分比。
术语“基本上”及其变化被定义为包括10％以内、5％以内、1％以内、或0.5％以内的范围。
当在权利要求和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变化包括任何可测量的减少或完全抑制以实现期望的结果。
术语“有效的”，当该术语在说明书和/或权利要求中使用时，意味着足以实现希望的、期望的或预期的结果。
当与权利要求或说明书中的术语“包含”、“包括”、“含有”、或“具有”结合使用时，使用词语“一个/种(a/an)”可以意指“一个/种”，但也符合“一个/种或多个/种”、“至少一个/种”以及“一个/种或多于一个/种”的含义。
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。
本发明的方法可以“包括”在整个本说明书中披露的具体成分、组分、组合物等、“基本上由其组成”或“由其组成”。
本发明的其他目的、特征和优点将从下面的附图、发明内容和实例中变得明显。然而，应当理解是，附图、发明内容和实例，虽然说明本发明的具体实施例，但仅通过说明的方式给出，并不意味着是限制性的。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而言将从此详细描述中变得清楚。在另外的实施例中，来自具体实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合。例如，来自一个实施例的特征可以与来自任何其他实施例的特征组合。在另外的实施例中，可以将额外特征添加到本文描述的具体实施例中。
附图说明
为了更全面理解，现在结合附图参照以下说明，其中：
图1示出了根据所披露的实施例的生产含有两种或更多种近红外吸收剂的光学元件的方法的示意性流程图；
图2A至2C示出了含有两种或更多种近红外吸收剂的眼科镜片和含有这些近红外吸收剂之一的眼科镜片的残余颜色比较。图2A示出了含有S2007和920A近红外吸收剂的眼科镜片与含有S2007和920A近红外吸收剂之一的眼科镜片之间的残余颜色比较；图2B示出了含有920A和IR765近红外吸收剂的眼科镜片与含有920A和IR765近红外吸收剂之一的眼科镜片之间的残余颜色比较；图2C示出了含有Epolight 4831和IR765近红外吸收剂的眼科镜片与含有Epolight 4831和IR765近红外吸收剂之一的眼科镜片之间的残余颜色比较。
图3A和3B示出了含有单一近红外吸收剂的镜片和含有两种近红外吸收剂的镜片的光谱透射率图。图3A示出了含有Epolight 4831和Epolight 3169近红外吸收剂二者的眼科镜片、含有Epolight 4831近红外吸收剂的眼科镜片和含有Epolight 3169近红外吸收剂的眼科镜片的光谱透射率；图3B示出了含有Epolight 4831和Epolight 3157近红外吸收剂二者的眼科镜片、含有Epolight 4831近红外吸收剂的眼科镜片和含有Epolight 3157近红外吸收剂的眼科镜片的光谱透射率。
具体实施方式
当前可用的具有NIR保护功能的光学制品存在包括以下的不足：生产工艺复杂、生产成本高、针对不足的NIR波长范围的保护、影响用户色觉、以及改变光学制品颜色。本发明提供了针对这些问题中的至少一些的解决方案。该解决方案以光学元件为前提，该光学元件包括混合在聚合物基材中的两种或更多种NIR吸收剂。该两种或更多种近红外吸收剂可具有不同的NIR吸收范围，使得光学元件具有比这些近红外吸收剂中的每一种更宽的NIR吸收范围。此外，该两种或更多种近红外吸收剂可具有不同的残余颜色，使得这些近红外吸收剂协同地具有中性残余颜色。
本发明的这些和其他非限制性方面在以下部分中进一步详细讨论。
A.具有近红外保护的光学元件
近红外辐射已被证明对眼睛造成损伤。光学元件，如眼科镜片，可以结合近红外保护功能以保护用户的眼睛。然而，常规地，近红外吸收剂通常结合在光学滤光片中，这需要在光学元件上或光学涂层中施加进一步处理，该光学元件或光学涂层在机械强度方面可能受到该近红外吸收剂的负面影响。此外，近红外吸收剂还可能影响用户的色觉并改变光学元件的美观。
本文披露的光学元件通过在光学元件的基材中结合两种或更多种具有不同吸收范围和/或不同的残余颜色的近红外吸收剂而能够扩大光学元件的近红外波长截止范围和最小化光学元件的残余颜色。一些实施例包括光学元件。在一些情况下，光学元件可以是眼科镜片。光学元件可以包括前表面和后表面。光学元件的前表面可以包括眼科镜片的凸表面。光学元件的后表面可以包括眼科镜片的凹表面。
在本发明的实施例中，光学元件可以包括光学基材和混合在光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂。在一些方面，该两种或更多种近红外吸收剂可具有不同的近红外截止范围和/或不同的残余颜色。光学基材的非限制性实例包括烯丙基二甘醇碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸化物(acrylic)、聚碳酸酯、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、共聚酯、三乙酸纤维素、聚环硫化物、高级氨基甲酸乙酯聚合物(trivex)、聚丙烯酸化物、多元醇、聚胺、聚酸酐、聚羧酸、聚环氧化物、聚异氰酸酯、聚降冰片烯、聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚苯乙烯、聚烯烃(polyolefinics)、聚酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚硫氨酯、聚烯丙烃(polyallylics)、聚硫化物、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚亚芳基、多氧化物、聚砜、聚环烯烃、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚戊烯、或其任何组合。近红外吸收剂的非限制性实例可包括聚甲炔、酞菁、卟啉、三苯甲烷、亚胺方酸/>(squarylium)、克酮/>(croconium)、二硫醇烯(dithiolene)、醌、聚二萘嵌苯、吡喃/>(pyrilium)、噻喃/>(thiopyrilium)、花青、或其任何组合。
在一些方面，两种或更多种近红外吸收剂的总浓度可以在1至500ppm的范围内以及其间的所有范围和值内，包括以下范围：1至25ppm、25至50ppm、50至75ppm、75至100ppm、100至125ppm、125至150ppm、150至175ppm、175至200ppm、200至225ppm、225至250ppm、250至275ppm、275至300ppm、300至325ppm、325至350ppm、350至375ppm、375至400ppm、400至425ppm、425至450ppm、450至475ppm、以及475至500ppm。在一些方面，两种或更多种近红外吸收剂可以基本上均匀地混合在光学基材中。可替代地，两种或更多种近红外吸收剂可以不均匀地混合在光学基材中。在一些方面，两种或更多种近红外吸收剂可沿光学基材中的任何方向(包括光学基材的水平、垂直和深度方向)具有浓度梯度(增加或减少)。在一些情况下，两种或更多种近红外吸收剂可以在光学基材的前部和/或后部以比在光学基材的中部更高的浓度混合。前部可以包括光学基材的厚度的大约三分之一，该厚度接近光学基材的前表面。后部可以包括光学基材的厚度的大约三分之一，该厚度接近光学基材的后表面。
在一些方面，光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂可适配成产生高于两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独近红外吸收水平的协同红外吸收水平。光学元件可以能够吸收780至2000nm波长范围以及其间的所有范围和值的近红外辐射，包括以下范围780-820nm、820至860nm、860至900nm、900至940nm、940至980nm、980至1020nm、1020至1060nm、1060至1100nm、1100至1140nm、1140至1180nm、1180至1200nm、1200至1240nm、1240至1280nm、1280至1320nm、1320至1360nm、1360至1400nm、1400至1440nm、1440至1480nm、1480至1520nm、1520至1560nm、1560至1600nm、1600至1640nm、1640至1680nm、1680至1720nm、1720至1760nm、1760至1800nm、1800至1840nm、1840至1880nm、1880至1920nm、1920至1960nm、1960至2000nm。在一些方面，光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂被适配成产生高于两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独近红外吸收水平的协同红外吸收水平。在一些情况下，两种或更多种近红外吸收剂可适配成将近红外辐射的强度协同降低15％至95％(确定为TsIR780-2000(％))以及其间的所有范围和值，包括以下范围：15％至20％、20％至25％、25％至30％、30％至35％、35％至40％、40％至45％、45％至50％、50％至55％、55％至60％、60％至65％、65％至70％、70％至75％、75％至80％、80％至85％、85％至90％、以及90％至95％。在一些方面，两种或更多种近红外吸收剂被适配成协同引起光学基材在380-780nm波长范围内的平均光学透射率的小于10％(确定为Tv％(D65))降低。
在一些方面，光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂可适配成产生低于该两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的单独颜色强度的协同颜色强度。在一些情况下，光学基材中两种或更多种红外吸收剂的协同颜色强度可以在0至5的范围以及其间的所有范围和值内，包括以下范围：0至0.5、0.5至1、1至1.5、1.5至2、2至2.5、2.5至3、3至3.5、3.5至4、4至4.5、以及4.5至5。在一些方面，光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂是协同地中性色的、或优选地是消色差的。在一些情况下，光学元件的光学基材可以是无色的(或消色差的)，并且包括光学基材和两种或更多种近红外吸收剂的光学元件可以是中性色的或优选地消色差的。
可替代地，在一些情况下，光学元件可包括眼科太阳镜，并且两种或更多种近红外吸收剂具有高协同色度。两种或更多种近红外吸收剂可适配成引起光学元件在380-780nm波长范围内的平均光学透射率降低10％至95％(确定为Tv％(D65))以及其间的所有范围和值，包括以下范围：10％至15％、15％至20％、20％至25％、25％至30％、30％至35％、35％至40％、40％至45％、45％至50％、50％至55％、55％至60％、60％至65％、65％至70％、70％至75％、75％至80％、80％至85％、85％至90％、以及90％至95％。
在一些方面，光学元件可进一步包括与光学元件的前表面和/或后表面呈覆盖关系的一个或多个额外的涂层。该一个或多个额外涂层的非限制性实例可以包括偏振涂层、镜面涂层、减反射涂层、耐磨涂层、光致变色涂层、防污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、抗静电涂层、抗紫外涂层、抗蓝光涂层、或其任何组合。
B.生产具有NIR吸收剂的光学元件的方法
常规地，近红外光吸收光学元件(例如，眼科镜片)可以通过将集成近红外吸收和减反射功能的多功能光学滤光片结合到光学元件的表面来生产，或者通过沉积将近红外吸收剂结合在常规光学涂层(例如减反射涂层)中的光学涂层来生产。然而，对于光学滤光片，高NIR吸收水平可能不利于光学滤光片的减反射性能。对于包括近红外吸收剂的光学涂层，生产成本可能高并且同时可能劣化光学涂层的机械特性。
本文披露的方法通过在光学基材中直接混合近红外吸收剂而避免使用光学滤光片和光学涂层用于近红外吸收目的。此外，本文披露的方法选择两种或更多种具有不同吸收范围(NIR截止范围)和/或不同残余颜色的近红外吸收剂(其使得所生产的光学元件的近红外吸收范围更宽和颜色中性)。如图1所示，实施例包括制备能够吸收近红外辐射的光学元件的方法100。在一些方面，光学元件可以包括眼科镜片。
在一些实施例中，如框101中所示，方法100可以包括提供用于光学基材的前体材料和具有不同近红外截止范围和/或不同残余颜色的两种或更多种近红外吸收剂。用于光学基材的前体材料的非限制性实例可以包括烯丙基单体(包括烯丙基二甘醇碳酸酯)和硫氨酯聚合物前体(例如，异氰酸酯和硫醇的共混物)、聚氨酯、丙烯酸化物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、共聚酯、三乙酸纤维素、聚环硫化物、高级氨基甲酸乙酯聚合物、聚丙烯酸化物、多元醇、聚胺、聚酸酐、聚羧酸、聚环氧化物、聚异氰酸酯、聚降冰片烯、聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚硫氨酯、聚烯丙烃、聚硫化物、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚亚芳基、多氧化物、聚砜、聚环烯烃、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚戊烯、或其任何组合。近红外吸收剂的非限制性实例可包括聚甲炔、酞菁、卟啉、三苯甲烷、亚胺方酸/>克酮/>二硫醇烯、醌、聚二萘嵌苯、吡喃/>噻喃花青、或其任何组合。在一些方面，异氰酸酯的非限制性实例可包括1，3-双(异氰酸基甲基)环己烷、1，4-双(异氰酸基甲基)环己烷、间苯二甲基二异氰酸酯、5-异氰酸基-1-(异氰酸基甲基)-1，3，3-三甲基环己烷、4，4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯、4，4′-亚甲基双(苯基异氰酸酯)、己烷-1，6-二异氰酸酯、反式-1，4-二异氰酸基环己烷、甲苯二异氰酸酯、1，5-五亚甲基二异氰酸酯、2，5-二环[2，2，1]庚烷双(甲基异氰酸酯)、双(异氰酸酯甲基乙基)苯并且对于硫醇：4，8-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫杂十一烷、5，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫杂十一烷、4，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫杂十一烷、2，3-双(2-巯基乙硫基)丙烷-1-硫醇或4-巯基甲基-3，6-二硫杂-1，8-辛二硫醇、双-(2，2-巯基)乙基四硫化物、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基乙酸酯)、硫二甘醇硫醇、或3-硫杂戊烷-1，5-二醇、2，5-二巯基甲基-1，4-二噻烷、1，5-二巯基-3-硫杂戊烷、丙烷-三硫醇、双(b-环硫丙基)硫化物、双(b-环硫丙基)二硫化物、4，6-(巯基甲硫基)-1，3-二噻烷、4，5-(巯基甲硫基)-1，3-二噻茂烷、1，1，3，3-四(巯基甲硫基)乙烷、1，1，3，3-四(巯基甲硫基)丙烷。近红外吸收剂的非限制性实例可包括聚甲炔、酞菁、卟啉、三苯甲烷、亚胺/>方酸克酮/>二硫醇烯、醌、聚二萘嵌苯、吡喃/>噻喃/>花青、或其任何组合。在一些方面，框101处的提供可以包括鉴于目标近红外波长吸收范围和/或目标残余颜色选择两种或更多种近红外吸收剂。
在一些实施例中，如框102所示，方法100可以包括确定光学基材中两种或更多种红外吸收剂中的每一种的浓度，在该浓度下，该两种或更多种近红外吸收剂的协同颜色强度低于该两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独颜色强度。在一些方面，两种或更多种近红外吸收剂可适配成产生宽于该两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的单独红外吸收范围的协同红外吸收范围。在一些方面，该确定可以包括试错法以获得能够实现目标协同近红外吸收范围、目标协同近红外吸收水平和/或目标协同残余颜色的每种近红外吸收剂的浓度。
在一些实施例中，如框103所示，方法100可以包括将前体材料与两种或更多种红外吸收剂以框102确定的浓度混合以产生混合物。在一些方面，混合物可以是基本上均匀的。在一些方面，框103处的混合可以包括将两种或更多种红外吸收剂溶解在第一量的前体材料中以产生近红外染料母料。红外染料母料可包含约10至45ppm以及其间的所有范围和值的两种或更多种近红外吸收剂，包括以下范围：10至15ppm、15至20ppm、20至25ppm、25至30ppm、30至35ppm、35至40ppm、以及40至45ppm。在一些方面，框103处的混合可包括任选地将第二量的前体材料与紫外染料、单体、催化剂和脱模剂中的一种或多种或其任何组合混合以产生第一混合物。该第一混合物可以在23℃至27℃及其间的所有范围和值的温度下产生。第一混合物可以在真空下产生。在一些情况下，第一混合物可以是基本上均匀的。在一些方面，框103处的混合可包括将第一混合物冷却至0℃至4℃及其间的所有范围和值的温度，包括以下范围：0℃至0.5℃、0.5℃至1.0℃、1.0℃至1.5℃、1.5℃至2.0℃、2.0℃至2.5℃、2.5℃至3.0℃、3.0℃至3.5℃、3.5℃至4.0℃。第一混合物可通过水浴从室温冷却至约℃。
在一些方面，框103处的混合可包括使惰性气体流过冷却的第一混合物。在一些情况下，惰性气体可包括氮气、氩气或其任何组合。惰性气体可适配成防止空气中的水分污染冷却的第一混合物。在一些方面，框103处的混合可包括将近红外染料母料混合到冷却的第一混合物中以产生第二混合物，其中两种或更多种近红外吸收剂中的每一种处于其在框202处确定的浓度。第二混合物可以在0℃至4℃范围内及其间的所有范围和值的温度下产生，包括以下范围：0℃至0.5℃、0.5℃至1.0℃、1.0℃至1.5℃、1.5℃至2.0℃、2.0℃至2.5℃、2.5℃至3.0℃、3.0℃至3.5℃、3.5℃至4.0℃。第二混合物可以在真空下产生。在一些情况下，第二混合物是基本上均匀的。
在一些实施例中，如框104所示，方法100可包括使用第二混合物生产光学元件。在一些方面，光学元件可以通过浇铸、注射模制、膜挤出、挤出压缩模制、压缩模制、传递模制、3D打印或其任何组合来生产。在一些情况下，框104处的浇铸工艺可在20℃至25℃及其间的所有范围和值(包括21℃、22℃、23℃和24℃)的浇铸温度下进行。在一些情况下，框104处的注射模制加工可以在200℃至400℃的范围内及其间的所有范围和值的模制温度下进行，包括以下范围：200℃至210℃、210℃至220℃、220℃至230℃、230℃至240℃、240℃至250℃、250℃至260℃、260℃至270℃、270℃至280℃、280℃至290℃、290℃至300℃、300℃至310℃、310℃至320℃、320℃至330℃、330℃至340℃、340℃至350℃、350℃至360℃、360℃至370℃、370℃至380℃、380℃至390℃、以及390℃至400℃。在一些实施例中，方法100可包括在框104处的生产步骤之前将紫外光吸收染料、颜色平衡染料、颜色增强染料、蓝光吸收染料和其他可见光吸收染料中的一种或多种与前体材料混合。
尽管已经参考图1的框描述了本发明的实施例，但应当理解的是，本发明的操作不限于图1所示的特定框和/或这些框的特定顺序。因此，一些实施例可以使用与图1不同的顺序的各种框来提供本文所述的功能。
作为本发明的披露内容的一部分，具体实例包括在以下。这些实例仅出于说明目的，并不旨在限制本发明。本领域普通技术人员将容易地认识到可以改变或修改参数以产生基本上相同的结果。
实例1
(使用MR8TM前体制备近红外吸收镜片)
各种近红外吸收剂和光学基材的前体材料用于生产具有红外吸收能力的眼科镜片。测试了具有两种近红外吸收剂的眼科镜片对红外吸收波长范围和镜片残余颜色的影响。用于生产眼科镜片的具体近红外吸收剂、前体材料、UV吸收剂和催化剂列于表1中(λmax意指NIR染料光谱的最高峰)。
表1.用于生产眼科镜片的材料
表2示出了使用S2007和/或920A的一种或多种近红外吸收剂的每个样品的组成。对照样品不包含任何近红外吸收剂。表3示出了使用920A和/或IR765的一种或多种近红外吸收剂的每个样品、以及不含任何近红外吸收剂的对照样品的组成。表4示出了使用Epolight 4831和/或IR785的一种或多种近红外吸收剂的每个样品、以及不含任何近红外吸收剂的对照样品的组成。
表2.使用S2007和/或920A NIR吸收剂的镜片组成
表3.使用920A和/或IR765NIR吸收剂的镜片组成
表4.使用Epolight4831和/或IR765NIR吸收剂的镜片组成
所有样品均使用双平(bi-plano)模具制备，这些模具使用粘带工艺组装。将模具的中心厚度调整为2mm。通过将一种或多种选定的近红外吸收剂溶解在MR8TM-A或MR8TM-B2单体前体中来制备近红外母料。然后将紫外吸收剂(Stan DMCTM和Zelec UNTM)与MR8-A前体在duran瓶中在室温下在真空下混合，直到形成均匀的混合物。然后将均匀混合物冷却至2℃，然后释放真空并且使氮气流过该混合物。将近红外染料母料、额外的MR8TM-B1和MR8TM-B2以及冷却的均匀混合物在真空下在2℃下混合直到最终混合物是均匀的。随后通过干净的注射器将最终混合物填充到双平模具中。然后按照如表5中所示的聚合温度曲线形成镜片样品。对于每种组合物，生产未涂覆(UNC)镜片和硬质多层涂覆(HMC)镜片二者。清洁生产的镜片。使用LamdaTM 950，UV光谱法(美国珀金埃尔默公司(PerkinElmer))测量每个镜片样品在300至2000nm波长范围内的透射率。此外，测试了每个镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、和UV截止，其中TsIR是780-2000nm的透射率％，TvD65是380-780nm的透射率％。YI是黄色指数，C*是色度，并且h*是色调。
表5.基于MR8的镜片的聚合温度曲线
镜片样品的外观示于图2A-2C中。如图2A-2C中所示，含有两种近红外吸收剂(图2A的S2007和920A，图2B的920A和IR765，以及图2C的Epolight 4831和IR765)的镜片显示出减少的残余颜色(与仅含有这些近红外吸收剂之一的镜片样品相比)。
表6示出了含有NIR S2007和920A近红外吸收剂的未涂覆(UNC)镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、以及UV截止的测试结果。表7示出了含有NIR S2007和920A近红外吸收剂的硬质多层涂覆镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、以及UV截止的测试结果。这些结果示出含有5ppm S2007和5ppm 920A的硬质多层涂覆和未涂覆镜片显示出最佳的红外吸收特性和最少的残余颜色。这两种样品具有最佳的中性色，其最接近透明镜片。
表6.具有NIR S2007和920A的MR8 UNC镜片的结果
表7.具有NIR S2007和920A近红外吸收剂的MR8 HMC镜片的结果
表8示出了含有930A和IR765近红外吸收剂的未涂覆(UNC)镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、以及UV截止的测试结果。表9示出了含有930A和IR765近红外吸收剂的未涂覆(UNC)镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、以及UV截止的测试结果。这些结果示出含有10ppm 920A和4ppm IR765的硬质多层涂覆镜片显示出最佳的红外吸收特性和最少的残余颜色。这两种样品具有最佳的中性色，其最接近透明镜片。
表8具有920A和IR765近红外吸收剂的MR8 UNC镜片的结果
表9具有920A和IR765近红外吸收剂的MR8 HMC镜片的结果
表10示出了含有Epolight 4831和/或IR785近红外吸收剂的未涂覆(UNC)镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、以及UV截止的测试结果。表11示出了含有Fpolight 4831和/或IR785近红外吸收剂的硬质多层涂覆(HMC)镜片样品的TsIR、TvD65、YI、C*、h*、以及UV截止的测试结果。结果示出：对于含有Epolight 4831和/或IR785近红外吸收剂的镜片，含有45ppm Epolight 4831和6ppm IR765的硬质多层涂覆镜片显示出最佳的结果，因为这两个样品具有最佳的中性色，其最接近透明镜片。总的来说，表6-11中的结果表明，与仅含有1种近红外吸收剂的镜片相比，具有2种近红外吸收剂的基于MR8单体的镜片改善了吸收水平和吸收波长范围，并减少了镜片的残余颜色。
表10.具有Epolight 4831和IR765 NIR吸收剂的MR8 UNC镜片的结果
表11.具有Epolight 4831和IR765 NIR吸收剂的MR8 HMC镜片的结果
实例2
(使用聚碳酸酯前体制备近红外吸收镜片)
生产了具有不同红外吸收剂的基于聚碳酸酯的镜片，以测试两种红外吸收剂对镜片的红外吸收特性和残余颜色的协同作用。使用的近红外吸收剂示于表12中。
表12.近红外吸收剂清单
NIR吸收剂名称 NIR吸收剂代码 λmax(nm) 供应商
Epolight 4831 NIR6 1040 依普林公司
Epolight 3169 NIR12 946 依普林公司
Epolight 3157 NIR13 886 依普林公司
在每个聚碳酸酯镜片样品中，这些近红外吸收剂中的两种与聚碳酸酯粒料混合。然后将混合物注射模制成眼科镜片。使用LamdaTM 900(美国珀金埃尔默公司)测量每个镜片样品的透光率和颜色特性。
含有两种近红外吸收剂的聚碳酸酯镜片样品的组成和对应的对比实例的组成列于表13中。第一组聚碳酸酯镜片含有Epolight 4831和Epolight 3169近红外吸收剂。第二组聚碳酸酯镜片含有Epolight 4831和Epolight 3157近红外吸收剂。
表13具有近红外吸收剂的聚碳酸酯镜片的组成
含有Epolight 4831和Epolight 3169近红外吸收剂的第一组聚碳酸酯镜片的测试结果列于表14中。每个样品的透光率结果绘制在图3A中。图3A示出：与仅含有这些近红外吸收剂之一的镜片相比，含有Epolight 4831和Epolight 3169近红外吸收剂二者的聚碳酸酯镜片具有更宽的近红外波长截止范围。此外，如表14所示，含有Epolight 4831和Epolight 3169近红外吸收剂二者的聚碳酸酯镜片的残余颜色强度(灰色)低于仅含有这些近红外吸收剂之一的镜片的残余颜色强度(蓝色或棕色)。
表14具有Epolight 4831和Epolight 3169NIR吸收剂的PC镜片的测试结果
含有Epolight 4831和Epolight 3157近红外吸收剂的第二组聚碳酸酯镜片的测试结果列于表15中。每个样品的透光率结果绘制在图3B中。图3B示出：与仅含有这些近红外吸收剂之一的镜片相比，含有Epolight 4831和Epolight 3157近红外吸收剂二者的聚碳酸酯镜片具有更宽的近红外波长截止范围。此外，如表15所示，含有Epolight 4831和Epolight 3157近红外吸收剂二者的聚碳酸酯镜片的残余颜色强度(灰色)低于仅含有这些近红外吸收剂之一的镜片的残余颜色强度(蓝色或黄绿色)。
表15具有Epolight 4831和Epolight 3157NIR吸收剂的PC镜片的测试结果
尽管已经详细描述了本申请的实施例及其优点，但应当理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的实施例的精神和范围的情况下，在此可以进行各种改变、替换和变更。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、处理、机器、制造、物质组成、装置、方法和/或步骤的具体实施例。如本领域普通技术人员从以上公开内容中将容易理解的，可以利用目前存在或以后将要开发的、执行基本相同的功能或实现与本文所描述的相应实施例基本相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法、或步骤。因此，所附权利要求旨在将这种过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (16)

1.一种眼科镜片，其包括光学基材和混合在所述光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂，其中所述两种或更多种近红外吸收剂具有不同的近红外截止范围和不同的残余颜色并且被适配成产生低于所述两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的单独颜色强度的协同颜色强度。
2.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述两种或更多种近红外吸收剂均匀地混合在所述光学基材中。
3.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述光学基材中的所述两种或更多种近红外吸收剂被适配成产生高于所述两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独近红外吸收水平的协同红外吸收水平。
4.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述光学基材中的所述两种或更多种近红外吸收剂被适配成产生宽于所述两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的单独红外吸收范围的协同红外吸收范围。
5.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述光学基材中的所述两种或更多种近红外吸收剂是协同地中性色的。
6.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述光学基材中的所述两种或更多种近红外吸收剂是协同地消色差的。
7.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述两种或更多种近红外吸收剂被适配成协同引起所述光学基材在380-780nm波长范围内的平均光学透射率的小于10％降低。
8.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述光学基材包括烯丙基二甘醇碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸化物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、三乙酸纤维素、聚环硫化物、聚丙烯酸化物、多元醇、聚胺、聚酸酐、聚羧酸、聚环氧化物、聚异氰酸酯、聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、聚硫氨酯、聚硫化物、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚亚芳基、多氧化物、聚砜、聚丙烯腈、聚醚酰亚胺、或其任何组合。
9.如权利要求8所述的眼科镜片，其中，所述光学基材包括共聚酯、高级氨基甲酸乙酯聚合物、聚苯乙烯、聚烯丙烃、聚环烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚戊烯。
10.如权利要求8所述的眼科镜片，其中，所述光学基材包括聚降冰片烯。
11.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述两种或更多种近红外吸收剂包括聚甲炔、酞菁、卟啉、三苯甲烷、亚胺鎓、方酸鎓、克酮鎓、二硫醇烯、醌、聚二萘嵌苯、吡喃鎓、噻喃鎓、花青、或其任何组合。
12.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述两种或更多种近红外吸收剂的总浓度在1至500ppm的范围内。
13.一种制备如权利要求1至12中任一项所述的眼科镜片的方法，所述方法包括：
提供用于所述光学基材的前体材料和所述具有不同近红外截止范围和不同残余颜色的两种或更多种近红外吸收剂；
确定所述光学基材中所述两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的浓度，在所述浓度下，所述两种或更多种近红外吸收剂的协同颜色强度低于所述两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独颜色强度；
将所述前体材料与所述两种或更多种近红外吸收剂以所确定的浓度混合以产生均匀的混合物；以及
使用所述前体材料和所述两种或更多种近红外吸收剂的所述混合物来生产所述眼科镜片。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述生产步骤包括浇铸、注射模制、挤出压缩模制、压缩模制、传递模制、3D打印或其任何组合。
15.如权利要求13所述的方法，其进一步包括：在所述生产步骤之前将紫外光吸收染料、颜色平衡染料、颜色增强染料、蓝光吸收染料和其他可见光吸收染料中的一种或多种与所述前体材料混合。
16.一种制备如权利要求1至12中任一项所述的眼科镜片的方法，所述方法包括：
提供用于所述光学基材的前体材料和具有不同近红外截止范围和不同残余颜色的两种或更多种近红外吸收剂；
确定所述基材中所述两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的浓度，在所述浓度下，两种或更多种近红外吸收剂的协同颜色强度低于所述两种或更多种近红外吸收剂中的任一种的单独颜色强度；
将所述两种或更多种近红外吸收剂溶解在第一量的所述前体材料中以产生近红外染料母料；
在23℃至27℃的温度下在真空下将第二量的所述前体材料与紫外染料、单体、催化剂、和脱模剂中的一种或多种混合以产生均匀的第一混合物；
将所述第一混合物冷却至0℃至4℃的温度；
使惰性气体流过所冷却的第一混合物；
在真空下在0℃至4℃的温度下将所述近红外染料母料混合到所述第一混合物中以产生第二混合物，所述第二混合物是均匀的混合物，其中所述两种或更多种近红外吸收剂中的每一种都处于其所确定的浓度；以及
通过浇铸使用所述第二混合物生产所述眼科镜片。
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