CN113508313A - 为了宽nir保护而包含nir染料混合物的偏振镜片 - Google Patents

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Abstract

披露了光学元件及其生产方法。所述光学元件含有混合在光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂，以及布置在所述光学基材上的一个或多个功能膜。生产所述光学元件的方法包括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。随后对所述混合物进行处理以生产具有宽近红外波长吸收范围、高近红外吸收水平和/或均匀颜色分布的光学元件。

Description

为了宽NIR保护而包含NIR染料混合物的偏振镜片
技术领域
本发明涉及光学元件及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种光学元件，该光学元件含有混合在光学基材中的多种近红外吸收剂和布置在该光学基材上的功能膜。
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价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，太阳镜镜片材料)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，大多数商业NIR吸收剂在镜片生产工艺的条件下都不是热稳定的。例如，偏振镜片通常通过注射模制生产，其中偏振薄片布置在镜片的前表面上。注射模制期间的温度可以达到高于300℃，在该温度下，许多商业NIR吸收剂分解，导致生产的镜片失去NIR保护。此外，混入镜片基材的可商购的NIR吸收剂会显著降低所生产的镜片的透光率，导致所生产的镜片不满足透射分类标准。此外，商业NIR吸收剂通常具有残余颜色，这些残余颜色会改变镜片的颜色外观。
总的来说，尽管存在具有NIR保护功能的光学镜片或其他光学元件，但鉴于这些光学镜片或光学元件的至少上述缺点，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。该解决方案在于光学元件，该光学元件包括光学基材(具有布置在前表面上的一个或多个功能膜)和混合在该光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂。近红外吸收剂可以基本上均匀地混合在该光学基材中。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以具有不同的残余颜色，使得协同残余颜色强度最小化，避免由NIR吸收剂引起的光学元件的颜色外观的改变。此外，光学元件中的NIR吸收剂被适配成最小化由NIR吸收剂引起的透光率的协同降低，并禁得住光学元件的生产条件而不分解。因此，本发明的光学元件对与常规NIR保护光学元件相关联的至少一些问题提供了技术解决方案。
本发明的一些实施例涉及光学元件。在一些方面，光学元件可以包括包含前表面和后表面的光学基材。光学元件可以包括基本上均匀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，光学元件可以包括布置在光学基材的前表面和/或后表面上的一个或多个功能膜。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。
本发明的一些实施例涉及制备光学元件的方法。在一些方面，该方法可以包括提供用于光学基材的前体材料和两种或更多种近红外吸收剂。在一些方面，该方法可以包括确定该两种或更多种近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协同产生宽于该两种或更多种近红外吸收剂的每一种的单独红外截止范围的红外截止范围和/或高于该两种或更多种近红外吸收剂中每一种的单独红外吸收范围的红外吸收水平。在一些方面，该方法可以包括将该前体材料与该两种或更多种近红外吸收剂以所确定的浓度混合以形成基本上均匀的混合物。在一些方面，该方法可以包括通过使用该混合物来生产光学元件，该光学元件包括光学基材和布置在其前表面和/或后表面上的功能膜。
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、并且最优选在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功能膜和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和2B示出了含有EpolightTM 9837近红外吸收剂的镜片(图2A)和含有EpolightTM 3157近红外吸收剂的镜片的光谱透射率图；
图3A至3C示出了所生产的聚碳酸酯镜片的光谱透射率的图，这些镜片具有EpolightTM 9837近红外吸收剂，是在515°F(图3A)、555°F(图3B)和590°F(图3C)下注射模制的；
图4A至4C示出了所生产的聚碳酸酯镜片的光谱透射率的图，这些镜片具有EpolightTM 3157近红外吸收剂，是在515°F(图4A)、555°F(图4B)和590°F(图4C)下注射模制的；
图5A至5C示出了表3中列出的具有1.50B(图5A)、4.25B(图5B)和8.50B(图5C)的镜片基部的每种镜片配置的光谱透射率图；并且
图6A和6B示出了高透射率偏振镜片、标准偏振镜片和非偏振镜片的图片，这些镜片均含有EpolightTM 9837和EpolightTM 3157近红外吸收剂。图6A是-7.00焦度、中心厚度为1.3mm的镜片的图片；图6B是+4.00焦度、中心厚度为6.5mm的镜片的图片。
具体实施方式
目前可用的具有NIR保护功能的光学制品存在包括以下的缺陷：生产过程期间近红外吸收剂分解、近红外吸收剂引起的颜色外观改变、以及NIR吸收波长范围不足。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光学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，从而使由NIR吸收剂引起的光学制品的颜色变化最小化。此外，混合在光学基材中的NIR吸收剂在光学制品的生产条件下是热稳定的，避免了NIR吸收剂在高温过程(如注射模制)期间的分解。
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。近红外吸收剂可以结合到该光学基材中。然而，许多商业近红外吸收剂在光学制品的生产条件下不是热稳定的，限制了可用于光学制品生产的生产过程。光学制品中的近红外吸收剂还可引起光学制品颜色的改变，这会负面影响光学制品的美学外观。
本文披露的光学元件在用于镜片生产过程(包括注射模制)的高过程温度下是热稳定的。该光学元件通过在光学元件的光学基材中结合两种或更多种具有不同吸收范围和/或不同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近红外吸收剂的残余颜色。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。眼科镜片可包括太阳镜镜片或基本无色的透明镜片。
在本发明的实施例中，光学元件可以包括包含前表面和后表面的光学基材。在一些方面，光学基材的前表面可以包括眼科镜片的凸表面。在一些方面，光学基材的后表面可以包括眼科镜片的凹表面。光学基材的非限制性实例包括聚碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸化物(acrylic)、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、共聚酯、三乙酸纤维素、烯丙基二甘醇碳酸酯、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、及其任何组合。
在本发明的实施例中，光学元件可以包括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包括聚甲炔、酞菁、卟啉、三苯甲烷、亚胺鎓、方酸鎓(squarylium)、克酮鎓(croconium)、二硫醇烯(dithiolene)、醌、聚二萘嵌苯、吡喃鎓(pyrilium)、噻喃鎓(thiopyrilium)、花青、或其任何组合。在一些方面，光学元件包含约10至2000ppm以及其间的所有范围和值的该两种或更多种近红外吸收剂，包括以下范围：10至20ppm、20至30ppm、30至40ppm、40至50ppm、50至60ppm、60至70ppm、70至80ppm、80至90ppm、90至100ppm、100至200ppm、200至300ppm、300至400ppm、400至500ppm、500至600ppm、600至700ppm、700至800ppm、800至900ppm、900至1000ppm、1000至1100ppm、1100至1200ppm、1200至1300ppm、1300至1400ppm、1400至1500ppm、1500至1600ppm、1600至1700ppm、1700至1800ppm、1800至1900ppm、以及1900至2000ppm。
在一些情况下，该两种或更多种红外吸收剂可以基本上均匀地混合在光学基材中。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。在一些方面，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。在一些方面，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，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂是热稳定的，以基本上避免在200℃至400℃的温度范围及其间的所有范围和值下的分解，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℃。在一些方面，该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/或不同的残余颜色。在一些方面，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂被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，该两种或更多种近红外吸收剂的协同颜色强度可以在0至5的色度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。在一些情况下，该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。
在一些方面，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，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂被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截止范围的协同红外截止范围。
在一些方面，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂被适配成产生高于该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。在一些方面，两种或更多种近红外吸收剂的协同近红外透射率水平(确定为TsIR780-2000)可以在5％至80％的范围以及其间的所有范围和值内，包括以下范围：5％至10％、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％、以及75％至80％。在一些方面，光学元件中的两种或更多种近红外吸收剂被适配成协同地引起光学基材在380至780nm波长范围内的平均光学透射率(确定为Tv％(D65))的小于10％降低，包括以下范围：0％至1％、1％至2％、2％至3％、3％至4％、4％至5％、5％至6％、6％至7％、7％至8％、8％至9％、以及9％至10％。
在一些方面，光学元件可以包括布置在光学基材的前表面和/或后表面上的一个或多个功能膜。功能膜的非限制性实例包括偏振膜、光致变色膜、彩色膜、可着色膜、包括蓝色截止膜的滤光膜、计时截止膜(chrono cut film)、及其任何组合。在一些情况下，功能膜包括具有的平均透光率水平小于约50％的偏振膜。在一些方面，可以通过将偏振滤光片成形为弯曲形状的薄片来制备偏振膜，该偏振滤光片包括以下项中至少一项：聚乙烯醇偏振层、聚乙炔偏振层、多烯偏振层、聚乙烯撑偏振层、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)偏振层、或线栅偏振层。偏振膜可以具有单层结构或多层结构。在一些情况下，偏振膜可以包括一个或多个保护层或功能层。保护层的非限制性实例可以包括聚碳酸酯(PC)保护层、醋酸纤维素(CA)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、三乙酸纤维素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)、PET、环状烯烃共聚物(COC)、环状烯烃聚合物(COP)及其组合。功能层的非限制性实例可以包括光致变色层、蓝色截止层、UV截止层、颜色增强层、可着色层、镜面层或其任何组合。在一些方面，偏振膜可以包括高透射滤光片。
在一些方面，光学元件具有基本上均匀的颜色。在一些方面，光学元件具有的平均透光率水平高于8％，优选在8％至50％之间以及其间的所有范围和值，包括以下范围：8％至11％、11％至14％、14％至17％、17％至20％、20％至23％、23％至26％、26％至29％、29％至32％、32％至35％、35％至38％、38％至41％、41％至44％、44％至47％、以及47％至50％。在一些方面，光学元件具有小于约2的在其中心与边缘之间的ΔE值，其中ΔE代表光学元件的中心与边缘之间的色差。ΔE值可以使用
Figure BDA0003228876840000091
的CIE76式计算，其中L、a、b是CIE出版物15.2(1986)第4.2节中定义的色标，L1,a1 b1代表中心色标，L2a2b2代表边缘色标。更具体地，L*是亮度值，代表L*＝0时最暗的黑色，并且L*＝100时最亮的白色；a*和b*是颜色通道，代表a*＝0和b*＝0时的真实中性灰色值。a*轴代表绿红色分量，其中绿色为负方向并且红色为正方向。b*轴代表蓝黄色分量，其中蓝色为负方向并且黄色为正方向。
B.用于生产含有NIR吸收剂的光学元件的方法
常规地，用于生产NIR吸收光学元件的方法包括在光学基材前体中混合近红外吸收剂，并使用该混合物生产光学元件。然而，用于生产光学元件的工艺条件通常包括高温，在该高温下近红外吸收剂不是热稳定的，导致生产的光学元件失去近红外吸收能力。此外，常规方法中使用的近红外吸收剂会改变光学元件的颜色外观，这可能负面影响光学元件的美学外观。
本文披露的方法能够避免常规方法的这些缺点。如图1所示，实施例包括制备如上所述的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。在一些情况下，光学元件可以是太阳镜镜片或无色眼科镜片。
在一些实施例中，如框101所示，方法100可以包括提供用于光学基材的前体材料和两种或更多种近红外吸收剂。在一些方面，前体材料可以包括以下的用于光学基材的前体：聚碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸化物(acrylic)、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、共聚酯、三乙酸纤维素、烯丙基二甘醇碳酸酯、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。在一些方面，该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/或不同的残余颜色。在一些方面，该两种或更多种近红外吸收剂选自包括以下的组：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、及其组合。
在一些实施例中，如框102所示，方法100包括确定该两种或更多种近红外吸收剂中的每一种的浓度。在一些方面，在框102确定的浓度下的该两种或更多种近红外吸收剂协同产生宽于该两种或更多种近红外吸收剂的每一种的单独红外截止范围的红外截止范围和/或高于该两种或更多种近红外吸收剂中每一种的单独红外吸收范围的红外吸收水平。在一些情况下，该两种或更多种近红外吸收剂包括10至2000ppm的第一NIR吸收剂和10至2000ppm的第二NIR吸收剂。在一些方面，框102处提供的该两种或更多种近红外吸收剂在200℃至400℃及其间的所有范围和值的温度下是热稳定的，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℃。
在一些方面，框102处的确定通过试错法来进行，该试错法包括生产具有不同浓度的该两种或更多种近红外吸收剂的多个光学元件，并且基于一个或多个标准选择该两种或更多种近红外吸收剂的浓度的一个或多个组合。在一些情况下，标准可包括该两种或更多种近红外吸收剂的一种或多种协同颜色为中性或无色、比每种红外吸收剂的单独近红外吸收水平更高的协同近红外吸收水平、比每种红外吸收剂的单独近红外截止范围更宽的协同近红外截止范围、由近红外吸收剂引起的380-780nm波长范围内平均光学透射率的协同降低小于10％、以及所生产的光学元件(含有近红外吸收剂)的基本颜色均匀性。
在一些实施例中，如框103所示，方法100包括将前体材料与两种或更多种近红外吸收剂以框102处获得的确定浓度混合以形成混合物。在一些方面，混合物可以是基本上均匀的。在一些实施例中，混合可以在0℃至400℃范围内及其间的所有范围和值的温度下进行，包括以下范围：0℃至20℃、20℃至40℃、40℃至60℃、60℃至80℃、80℃至100℃、100℃至120℃、120℃至140℃、140℃至160℃、160℃至180℃、180℃至200℃、200℃至220℃、220℃至240℃、240℃至260℃、260℃至280℃、280℃至300℃、300℃至320℃、320℃至340℃、340℃至360℃、360℃至380℃、以及380℃至400℃。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、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。
在一些实施例中，如框104中所示，方法100包括使用在框103处获得的混合物生产包含布置在其前表面和/或后表面上的光学功能膜的光学元件。在一些方面，生产步骤可以包括在对该两种或更多种近红外吸收剂的近红外吸收水平基本上没有影响的工艺条件下通过注射模制或浇铸来形成光学元件。
在一些情况下，框104处的生产包括通过注射模制生产偏振聚碳酸酯眼科镜片。在一些方面，注射模制工艺包括将偏振膜放置在用于注射模制的模具的内表面上，将包含熔融聚碳酸酯和近红外吸收剂的混合物注入模具中，并通过在模具中冷却混合物来凝固以产生偏振聚碳酸酯镜片。在一些方面，将混合物在25℃至170℃以及其间的所有范围和值的温度下注入到模具中，包括以下范围：25℃至40℃、40℃至55℃、55℃至70℃、70℃至85℃、85℃至100℃、100℃至115℃、115℃至130℃、130℃至145℃、145℃至160℃、以及160℃至170℃。在一些方面，方法100可以包括清洁在框104处生产的光学元件。
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
(近红外吸收剂的评价)
评价了聚碳酸酯眼科镜片中两种近红外吸收剂的特性(包括NIR截止范围、颜色特性和热稳定性)。测试的近红外吸收剂列于表1中。
表1.用于测试的近红外吸收剂
染料名称 染料代码 λmax(nm) 供应商
Epolight 9837 NIR-11 1048 依普林公司(Epolin)
Epolight 3157 NIR-13 886 依普林公司
将EpolightTM 9837(美国，依普林公司)和EpolightTM 3157(美国，依普林公司)近红外吸收剂中的每一种与PC粒料以50ppm的浓度混合。在三个不同的注射模制温度(包括515°F(268.3℃)、555°F(290.5℃)以及590°F(310.0℃))下将混合物注射模制成2mm(厚度)平面镜片。测试了每个镜片样品的近红外截止范围和水平、注射模制过程期间的热稳定性以及镜片光透射光谱。
图2A示出了含有EpolightTM 9837近红外吸收剂的镜片的光谱透射率并且图2B示出了含有EpolightTM 3157近红外吸收剂的镜片的光谱透射率。近红外吸收水平(NIR截止(％))和残余颜色特性总结在表2中。
表2.具有NIR吸收剂的镜片的NIR吸收和可见颜色特性
Figure BDA0003228876840000131
近红外吸收剂的热稳定性结果示于图3A-3C和图4A-4C。图3A-3C示出了所生产的聚碳酸酯镜片的光谱透过率，这些镜片具有EpolightTM9837，分别是在515°F(268.3℃)、555°F(290.5℃)以及590°F(310.0℃)下注射模制的。图4A-4C示出了所生产的聚碳酸酯镜片的光谱透过率，这些镜片具有EpolightTM 3157，分别是在515°F(268.3℃)、555°F(290.5℃)以及590°F(310.0℃)下注射模制的。结果表明，对于EpolightTM 9837吸收剂，随着注射模制温度从515°F增加到590°F，近红外吸收水平降低并且近红外吸收范围扩大。对于EpolightTM吸收剂，随着注射模制温度从515°F增加到590°F，近红外吸收水平在近红外吸收水平和范围方面基本没有变化。因此，EpolightTM 9837在555°F和590°F下不是热稳定的，但在515°F下是稳定的。EpolightTM 3157在所有三个测试温度下都是稳定的。
实例2
(具有多种近红外吸收剂的偏振镜片)
聚碳酸酯基偏振镜片是使用EpolightTM 9837和EpolightTM 3157近红外吸收剂二者通过注射模制生产的。在每个镜片样品中，这些近红外吸收剂的每一种的浓度是100ppm。使用标准(Std.)透射极性薄片和高透射(Hi-T)极性薄片二者。将每个样品的聚碳酸酯粒料和两种近红外吸收剂的混合物在515°F(268.3℃)下注射模制。在注射模制过程期间，将极性薄片布置在模具的内前(凹)表面上。每组镜片样品的组分列于表3中。
表3.镜片样品的组分清单
Figure BDA0003228876840000141
表4.每个镜片基部的焦度和厚度清单
基部 焦度 中心厚度
1.50B -7.00 1.3mm
4.25B 0.00 1.9mm
8.50B 6.00 5.9mm
测量每个样品的光谱透光率。1.50B、4.25B、和8.50B样品的结果分别示于图5A至5C。结果表明，与没有近红外吸收剂的样品相比，所有具有两种近红外吸收剂的样品都具有改善的近红外吸收范围和更高的近红外吸收水平。
每个镜片样品在780至2000nm范围的红外透射率TsIR780-2000使用以下公式计算：
Figure BDA0003228876840000151
其中Es(λ)是在ISO 12312中定义的太阳光谱辐射；NIR截止(％)是由100-TsIR780-2000定义的值。每组镜片样品用D65源的计算的可见光透射率值(Tv D65)，以及这些值在有和没有近红外吸收剂的镜片样品之间的差异(表5中的“Diff”)示于表5中。
表5.镜片NIR吸收特性
Figure BDA0003228876840000152
Figure BDA0003228876840000161
表5中的结果示出，偏振镜片样品中的近红外吸收剂引起总光透射Tv(％)略微下降，表明近红外吸收剂对佩戴者视觉感知具有最小协同影响。表5进一步示出，具有两种近红外吸收剂的镜片对偏振镜片样品的近红外吸收水平有显著增加。此外，如图6A和6B所示，所选的近红外吸收剂(NIR染料)是具有低颜色强度的协同中性色。两种近红外吸收剂不显著改变中心厚度(CT)为1.3mm(图6A)的-7.00焦度的偏振镜片和中心厚度(CT)为6.5mm(图6B)的+4.00焦度的镜片的颜色。
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 (15)

1.一种光学元件，其包括：
包括前表面和后表面的光学基材；
基本上均匀地混合在所述光学基材中的两种或更多种近红外吸收剂；以及
布置在所述光学基材的前表面和/或后表面上的一个或多个功能膜；
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/或不同的残余颜色。
2.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件包括眼科镜片。
3.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件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近红外吸收水平。
4.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件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截止范围的协同红外截止范围。
5.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件中的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。
6.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学基材包括聚碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸化物、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、共聚酯、三乙酸纤维素、烯丙基二甘醇碳酸酯、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。
7.如权利要求1所述的光学元件，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。
8.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述一个或多个功能膜包括偏振膜、光致变色膜、彩色膜、可着色膜、包括蓝色截止膜的滤光膜、计时截止膜、近红外滤光膜、或其任何组合。
9.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件包含10至2000ppm的所述两种或更多种近红外吸收剂。
10.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件具有基本上均匀的颜色。
11.如权利要求10所述的光学元件，其中，所述功能膜包括具有的平均透光率水平小于约50％的偏振膜。
12.如权利要求10所述的光学元件，其中，所述光学元件具有高于约8％的平均透光率水平。
13.如权利要求1所述的光学元件，其中，所述光学元件具有在小于约2范围内的代表中心与边缘之间的色差的ΔE值。
14.一种用于制备如权利要求1至13中任一项所述的光学元件的方法，所述方法包括：
提供用于所述光学基材的前体材料和两种或更多种近红外吸收剂；
确定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协同产生宽于所述两种或更多种近红外吸收剂的每一种的单独红外截止范围的红外截止范围和/或高于所述两种或更多种近红外吸收剂中每一种的单独红外吸收范围的红外吸收水平；
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形成基本上均匀的混合物；以及
使用所述混合物生产所述光学元件，所述光学元件包括所述光学基材和布置在其前表面和/或后表面上的所述功能膜。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述生产步骤包括在对所述两种或更多种近红外吸收剂的近红外吸收水平基本上没有影响的工艺条件下通过注射模制或浇铸来形成所述光学元件。
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