CN1203376A - 抗紫外线光变色眼镜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
抗紫外线光变色眼镜的制造方法,其用聚碳酸酯或者尼龙为基材,添加螺萘并噁溱或其衍生物的光致变色物质、色母母粉、受阻酚抗氧化剂、有机矽偶合剂,再添加有机磷化合物的安定剂、有机胺系的光安定剂及紫外线吸收剂三种中的任何两种组合的添加剂,均匀混合后,经低温冷冻,并研磨加工成微粒状,再在高温、高压条件下混炼射出一体成型,且具有长期安定性、抗紫外线和光致变色的眼镜。
Description
本发明属于眼镜的制造方法，尤其涉及一种抗紫外线光变色眼镜的制造方法。
以往为保护眼睛不受外界强烈光线的刺激，通常采用配戴太阳眼镜或平光眼镜的办法，太阳眼镜和平光眼镜的镜片，是通过多层蒸镀方法在镜片材料的组成中，加入抗拒或反射某些波长范围光源的蒸镀膜层，用被动式的光隔离作用，隔绝强烈光线对眼睛的刺激，而对于波长较短的紫外光，则起不了防范的作用，由于镜片需要经表面多层膜的蒸镀处理，所以镜片和镜框必须分开制作，制作过程较繁杂，工时多，使生产成本增加，另外，因为镜片表面蒸镀膜层而显得厚重，不灵巧，不适宜长期配戴，再者，使用者在阳光强烈照射的情况下，选择配戴太阳镜，进入室内或天气转阴时，则必须摘下，如果配戴平光眼镜，遇到强阳光的天气时，又要改换太阳镜，所以使用者经常需要配不同遮光性质的眼镜，以适应周围环境光源或光线变化的需要，使用上很不方便。
本发明的目的在于提供一种抗紫外线光变色眼镜的制造方法，用该方法制造的眼镜具有主动吸收强光和紫外线光，并能产生可逆的光致变色效果的深蓝、深红等深色遮掩强光的保护颜色，同时具有不同的遮光作用，从而能有效地保护眼睛，该方法可以使眼镜的镜片和镜框一体成型，减少制造工序，大幅度的降低生产成本和眼镜的重量。
本发明采用如下技术方案：
本发明的抗紫外线光变色眼镜的制造方法，用聚碳酸酯聚合物为基料，添加1％至10％的光致变色物质、0.05％至2％的色母母粉、0.05％至3％的抗氧化剂、2％至8％有机矽偶合剂，再添加2％至5％的有机磷化合物的安定剂、1％至4％的有机胺系的光安定剂及0.5％至3％的紫外线吸收剂三种中的任何两种组合的添加剂，均匀混合后，在0℃至零下40℃的低温下冷冻，并研磨加工成微粒状，再在180℃至290℃，500至2000kg/m2的条件下混炼射出一体成型且具有抗紫外线和光致变色的眼镜，所述的聚合物基料可以是尼龙，所述的光致变色物质可以是螺萘并恶溱，也可以是螺萘并恶溱的衍生物，所述的抗氧化剂可以是受阻酚，所述的色母母粉为紫蓝色，也可以为紫红色。
本发明制造的抗紫外线光变色眼镜，具有主动吸收强光和紫外线光的作用，并能产生光致变色效果的深蓝、深红等深色遮掩强光的保护颜色，能达到完全吸收强光、紫外线光的保护眼睛的效果，该方法制造的眼镜，在强光和紫外线光照射后，所产生的光致变色作用是可逆的，当强光和紫外线光消失后，即可自动恢复原来的颜色，且同时具有太阳镜和平光镜等不同的遮光作用，可依据光线强弱的变化，产生相对的光致变色效果，从而使保护眼睛的效果更为理想，该方法可以使眼镜的镜片和镜框一体成型，减少制造工序，大幅度降低生产成本和眼镜的重量，使眼镜的配戴轻巧、灵活、舒适。
下面结合附图具体叙述实施例：
图1为本发明的工艺流程示意图
图2为本发明制造的眼镜的立体结构示意图
参阅图1所示，步骤10是在选用的聚碳酸酯基材中加入光致变色物质(Photochromism)及色母母粉(Carrier)，步骤20是加入抗氧化剂和偶合剂，步骤30是加入有机磷化合物的安定剂、有机胺系的光安定剂及紫外线吸收剂组合而成的添加剂，步骤40是将步骤10、20、30所添加的光致变色物质、色母母粉、抗氧化剂、偶合剂、混合添加剂以及基材进行均匀混合，在低温0℃至零下40℃之间，用研磨机研磨或者粉碎研磨成微粒，步骤50是用塑胶射出机或者压出机在180℃至290℃及500至2000Kg/m2的条件下，射出一体成型的抗紫外线变色眼镜。
本发明抗紫外线光变色眼镜的制造方法，采用70至91％的聚碳酸酯聚合物为基材，添加0.1至10％的螺萘并恶溱(Spironaphth-ooxazine)光致变色物质、0.05至2％紫蓝色色母母粉、0.05至3％的有机系受阻酚(Hindered phenols)抗氧化剂、1至8％的有机矽系列偶合剂，再添加2至5％的有机磷化合物的安定剂、0.1至4％的有机胺系的光安定剂及0.5至3％的紫外线吸收剂组合的添加剂均匀混合后，在0℃至零下40℃低温冷冻，并研磨加工成微粒状，其粒径为0.1mm至0.7mm，再在180℃至290℃，500至2000kg/m2条件下混炼射出镜片100、镜框200、两侧挂架300一体成型且具有抗紫外线和光致变色的眼镜，其减少加工工序，节省工时，降低生产成本，上述原料的最佳添加量是，聚碳酸酯聚合物基材为75至91％，螺萘并恶溱光致变色物质为2至7％，有机系受阻酚抗氧化剂为0.5至2％，有机矽系列偶合剂为1至5％，有机胺系的光安定剂为0.1至2.5％，紫外线吸收剂为0.8至1.5％，所用基材可以是尼龙聚合物，也可以是其它适用于塑胶射出机或压合机操作的聚合物，色母母粉也可以是紫红色色母母粉，光致变色物质可以采用螺萘并恶溱的衍生物。
其中，螺萘并恶溱的结构式为：
螺萘并恶溱衍生物的结构式为：
式中，R1、R2、R3、R4分别为氢或卤素原子，或者为烃取代基。
光致变色物质的特性可参阅SPIE，VeL.562(1985年出版)文献的第6至9页；色母母粉中的色料以包覆微胶囊者效果最好，与上述光致变色物质的混合比例范围最好在1∶15至1∶1000，其为光致变色物质的载体的载体；有机系受阻酚的抗氧化剂结构式为：式中，R1和R2分别代表C1至C3的烷基，n为1至4的整数，有机矽系列偶合剂的分子式为R1-O-R2-Si-(0-CH2＝CH2)3或为：R1-O-R2-Si-(O-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2)3式中，R1为C1至C5的烷基，R2为-OCH2-n，n为1以上的整数，以1至3之间为最佳，添加偶合剂的目的是为使其它添加剂可均匀地分布在该基材内，使之不致透析出基材表层。
有机磷化合物安定剂的结构式为：式中的R1和R2分别代表C1至C4的烷基，n为3或4。
有机胺系光安定剂的结构式为：
式中的R1和R2分别为H或C1至C4的烷基，n为3至6的整数。
有机系紫外线吸收剂的结构式(1)为：
有机系紫外线吸收剂的结构式(2)为：1式中的R为C1至C10的烷基，2式中的R1、R2和R4分别为H或C1至C4的烷基，R3为苯基或其衍生物，有机磷化合物安定剂、有机胺系光安定剂及有机系紫外线吸收剂等三种添加剂可任选其中的两种组合使用，但三种均备齐时使用效果最好，其作用是光致变色效果可保持长期的稳定性。
采用在低温冷冻条件下，将基材、光致变色物质、抗氧化剂、偶合剂和添加剂的混合物，用研磨机研磨或粉碎研磨成微粒状，是因为光致变色物质，即螺萘并恶溱在高温(约200℃)下极易分解，所以在低温冷冻条件下研磨处理，以降低其熔点。
如图2所示，在户外阳光照射或有紫外光照射的场合，配戴使用该方法制造的眼镜时，眼镜的镜片100、镜框200和挂架300的颜色由原来的颜色转变成紫蓝色，(如果添加的色母母粉是紫红色时，即转变成紫红色)，眼镜在吸收光线或紫外光后，由于所添加的光致变色物质的电子被激发，产生光致变色现象，以至产生分子结构光分解或光异构化，使眼镜的颜色转变为原来色母母粉的颜色，眼镜可吸收光波长的范围、大小与所添加的色母母粉的颜色有关，加入紫蓝色色母母粉的眼镜，受光后变为紫蓝色，对波长在385nm(奈米)至305(奈米)nm间的光有明显吸收效果，加入紫红色色母母粉的眼镜，受光后变为紫红色，对波长在400nm至300nm间的光有明显吸收效果，可完全吸收对人眼睛有直接伤害的强光和紫外光，眼镜颜色自动转变为如同太阳眼镜的深颜色，达到保护眼睛的效果，该眼镜的光致变色现象是可逆性(reversible reaction)的，当外界的光线或紫外光削弱或转弱是，也就是天气转阴或由户外进入室内时，该眼镜则恢复原来的颜色，可作为平光镜使用，也就是说，该眼镜兼有太阳镜和平光镜的作用，其用主动吸收强光及紫外线光方式，隔绝这些光线对眼睛的照射，所以比太阳镜和平光镜保护眼镜的效果要好。
本发明抗紫外线光变色眼镜的制造方法所用原料组合比例的变化，直接影响眼镜产品的光色安定性，也就是对眼镜产生的光致变色寿命有直接影响，从实施例1至7的实验结果可以说明这个问题：
实施例 一 二 三 四 五 六 七组分聚碳酸酯 82.8 84.8 83.5 83.5 85 88 91螺萘并恶溱 7 7 7 7 7 7 7色母母粉 2 2 2 2 2 2 2矽偶合剂 2 2 2 2 2 2 XIrganon 1010 2 2 2 1.5 1 1 XPhosphite 168 2 X 2 2 3 X XTinuvin 622 1 1 X 2 X X XChimassorb 81 1.2 1.2 1.5 X X X X光色安定性(小时) 560 330 370 300 36 16 小于6注：X表示不加。各组分的添加量均为百分数。光安定性(即光致变色作用)保持时间，是用市售的紫外灯照射实验测定的。其中，色母母粉为JAPAN KEMIX Co，Ltd，出品的 PHOTOROME PLATE 和PHOTOROME系列产品；矽偶合剂为一般市售矽利康(Silicon，矽胶)偶合剂；Irganon 1010为Ciba Geigy出品的抗氧化剂产品，其结构式为：
Phosphite 168为Ciba Geigy出品的有机磷化合物安定剂，其结构为：
Tinuvin 622为Ciba Geigy出品的有机胺系光安定剂产品，其结构式为
Chimassorb 81为Ciba Geigy出品的紫外线吸收剂产品，其结构式为：
本发明的制造方法、原料组成及低温冷冻研磨方法，不仅可用于制作抗风、防光眼镜的制作，还可以推广用于制作电子表的外壳、汽车车窗及挡风玻璃、钓鱼用的浮标等产品。
综上所述，本发明的抗紫外线光变色眼镜的制造方法，设计合理、科学，制造工艺简单，省时省力，成本低，用其制造的眼镜配戴效果理想，达到预期的设计目的。
Claims (5)
1、一种抗紫外线光变色眼镜的制造方法，其特征在于，用聚碳酸酯聚合物为基料，添加1％至10％光致变色物质、0.05％至2％的色母母粉、0.05％至3％的抗氧化剂、2％至8％的有机矽偶合剂，再添加2％至5％的有机磷化合物的安定剂、1％至4％的有机胺系的光安定剂及0.5％至3％的紫外线吸收剂三种中的任何两种组合的添加剂，均匀混合后，在0℃至零下40℃低温冷冻，并研磨加工成微粒状，再在180℃至290℃，500至2000kg/m2的条件下混炼射出一体成型且具有抗紫外线和光致变色的眼镜。
2、根据权利要求1所述的抗紫外线光变色眼镜的制造方法，其特征在于所述的聚合物基料可以是尼龙。
3、根据权利要求1所述的抗紫外线光变色眼镜的制造方法，其特征在于所述的光致变色物质可以是螺萘并恶溱，也可以是螺萘并恶溱的衍生物。
4、根据权利要求1所述的抗紫外线光变色眼镜的制造方法，其特征在于所述的抗氧化剂可以是受阻酚。
5、根据权利要求1所述的抗紫外线光变色眼镜的制造方法，其特征在于所述的色母母粉为紫蓝色，也可以为紫红色。
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