CN1578925A - 用于太阳镜的光致变色光偏振透镜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光致变色光偏振透镜，其中通过利用偏振透镜和光致变色透镜的优点改善了常规偏振透镜和光致变色透镜的缺点，本发明方法生产的透镜使得人们能够在暗位置如隧道或室内看得见物体，同时阻断由反射或反射引起的干扰光，而这在常规的太阳镜或现有技术光致变透镜上是不可能达到的。

Description

用于太阳镜的光致变色光偏振透镜及其生产方法
技术领域
本发明涉及新颖的光致变色光偏振放大率透镜和更特别地涉及新颖的光致变色光偏振透镜及其生产方法，其中通过使它们相互补充和补救而分别将现有技术常规偏振透镜和常规光致变色透镜的缺陷克服到较大程度，同时保持它们各自的优点完整。
现有技术
应当将多少颜色的色调应用到一对太阳镜使得眼睛可不被发出的光耀眼或黑暗中的物体可不显得阴暗？没有正确的答案看来是可得到的。因为，如果将阴影应用到太阳镜以免光辉使眼睛发花，在较差光亮位置的物体自然看来起更暗，而如果相反地，将颜色色调应用于不使微暗位置中的物体太暗的程度，颜色色调必须在更光亮位置变淡和不足和眼镜不能用作保护眼睛抗耀眼太阳光的眼镜。具有固定颜色色调的一对太阳镜不能证明在两种情况下都是令人满意的。
如目前公知的那样，由于如下优点使用通常的太阳镜：该优点包括它们通过应用于玻璃或其它透明塑料材料的颜色的效果保护眼睛抗耀眼的功能，以及它们依靠透镜中混合的紫外线吸收剂防止太阳光的紫外线达到眼球的功能。
在该有色太阳镜具有使室内或更暗位置如隧道中的物体看起来甚至更暗的缺点的有色太阳镜的情况下，光致变色太阳镜开始销售。在这样的光致变色太阳镜中，由于光致变色化学品的作用透镜在室外变得更暗，使透镜在它们中包含该化学品以对太阳光的紫外线反应，而透镜的颜色在室内或在隧道中变得更淡，其中没有紫外线。
然而，这些太阳镜，不管是普通有色的太阳镜或光致变色的太阳镜，不能阻断耀眼偏振反射射线，即干扰光线(横向波)的渗透，该干扰光线从道路、车辆、和其它反射体达到眼睛范围内，同时被反射和折射。
同时，光偏振透镜不仅仅具有光致变色太阳镜透镜具有的功能，而且具有这样的其它效果如由于在透镜之间的内置式垂直网状偏振器，阻断从道路、车辆、和其它反射体反射和折射的耀眼偏振横向波达到视野范围之内，和由于这些另外的效果进入作为材料的令人注目中心，进一步从通常太阳镜透镜或光致变色太阳镜透镜进步的步调。
然而，光偏振透镜必须基本经历采用某些浓度碘的PVA(聚乙烯醇)染色，同时在它的生产阶段中，和由于染色的原因而颜色固定，当在室内或在隧道中看它们时，它具有感觉物体不舒服地暗的缺点。
本发明涉及光致变色光偏振太阳镜透镜的经济批量生产方法，该太阳镜透镜有高质量和附加值和由该方法生产的这样太阳镜透镜。戴太阳镜以保护眼睛抗耀眼光或阻断有害紫外线等，和目前使用中的一般已知的太阳镜透镜是①有色太阳镜透镜、②有色塑料透镜、③光致变色有色玻璃透镜(美国Corning Glassworks制造)、④偏振玻璃透镜(美国Polaroid Corp制造)、⑤偏振乙酸纤维素膜(日本Kuraray’制造)等。
在这些透镜中，以上①和②的材料每个仅具有使物体看起来更暗的效果和由染色色料抗紫外线的保护效果，和因此，可用于在其中太阳照耀的开放地方中载的眼镜，同时它使物体在室内或在隧道中显得太暗。特别是当驾驶汽车时，这可证明甚至一定程度上危险的。为补救此，发明和在市场上销售光致变色有色透镜，但它们的缺点是不能阻断这样的耀眼反射光，即从道路、车辆、和其它光反射体发出，反射或折射的横向波。
除以上①，②，和③的优点以外，以上④和⑤的材料每个具有其它的能力如由于在透镜之间内置的垂直网状偏振器，阻断从反射体如道路、车辆发出，反射或折射的耀眼偏振横向波，因此与以上①，②，和③相比，也认为它们是一步骤进一步改进的产品。
然而，由于它必须经历采用某一浓度的碘使PVA(聚乙烯醇)染色的工艺和结果是，颜色不能在那时固定，以上③的光偏振透镜具有的缺点在于室内或在隧道中的物体看起来暗。
为重复，通过让光偏振透镜和光致变色透镜相互抵销和校正它们各自的缺点，同时让它们各自的优点相互补充，采用达到新发明的见解构思本发明。
换言之，本发明涉及光致变色光偏振太阳镜透镜和它的生产方法，该透镜具有阻断偏振光的耀眼横向波的效果，该偏振光是从道路、车辆、和其它反射体发出，反射和折射的，和在以上①和②中的材料不能阻断，和也具有不使室内或隧道中的物体看起来暗或微暗的能力。
为清楚地理解本发明，必须具有两方面的知识，即光致变色性和光的偏振。以下，首先描述光致变色性和然后描述光的偏振。
一般情况下，材料对来自外部源的刺激起反应而可回复地改变它的色调的现象称为着色异常，和已知这样的外部刺激源包括热量、光、电、溶剂等。
着色异常的种类包括热致变色(如对热量敏感的染料)，其中在热量的反应中色调可回复地改变；光致变色(如光致变色玻璃)，其中在对光，特别在对紫外线的反应中色调可回复地改变；电致变色(如液晶显示器)，其中在对电的反应中色调可回复地改变；溶剂化显色现象(如pH指示剂)，其中在对溶剂的反应中色调可回复地改变等。在这几种中，光致变色，由于在它之中色调可回复地改变，依赖于光线照耀的存在或不存在，可用于生产光致变色塑料和透镜，例如，眼科材料如眼科透镜、光学材料、太阳镜透镜、滑雪人护目镜、面罩、照相机透镜、和滤色器。在此使用的术语“光学材料”包括透镜和其它透明材料。
已经进行光致变色材料的许多研究，该材料的色调在对光线照耀或阻断的反应中可回复地改变。发现由如下文献公开的这样螺(二氢吲哚)吩噁嗪化合物特别用于生产太阳镜和眼科透镜：KPs0142804和0145266，和特别地USP3,562,172、3,578,602、4,215,010、和4,342,668。在溶液或分散溶液状态下的光致变色化合物，在晶体或透明介质中，当将它们曝露于太阳光或紫外线时立即从无颜色变成蓝色，但当放置在暗位置或如果在其中没有紫外线影响的状态下留置时，回复到它们的初始色调。
在这些物质中，具有性能如光致变色性，光传导性，感光性，以及光记忆性能的螺苯并吡喃化合物也是用于对指示组件或光学组件宽应用的有希望化合物。在此方面已知采用特定苯并吡喃和萘并吡喃开始的光致变色吡喃衍生物组(USP3,567,605和5,238,981)、向光的螺吡喃衍生物组(Eps Pub.Nos.246,114和250,193)，其中在苯并吡喃或萘并吡喃键的2位键合螺金刚烷基团、和螺噁嗪化合物(JP Pub.No.Hei-3-81278；KP Pub.No.92-8620；EPs 0432841A-2，0600669A1，和0600688A1)。
螺苯并吡喃化合物比螺噁嗪更有利的地方在于它们合成简单。通常已知的化合物包括螺苯并吡喃化合物，其中硝基、磺酸基团、和羟基已经被取代(JPs Pub.Nos.Hei-3-20626，Hei-2-264246，Hei-4-116545，和Hei-4-116546，EPs.014476A1，0483542A1，0483542A1，和0502506A1)。
为将适于本发明的螺(二氢吲哚)吩噁嗪和苯并吡喃化合物转变成用作光致变色产物的高聚物，将螺(二氢吲哚)吩噁嗪或螺苯并芘衍生物加入到单体中以形成共聚物，或将它们直接加入到高聚物中和熔合成一体。此时必须考虑在成形工艺时的温度下的耐热性，要使用的高聚物种类，相容性，光稳定剂，抗氧剂，和其它添加剂，空气温度，和许多其它因素。此时使用的高聚物材料包括宽范围的材料如聚甲基丙烯酸类(polymetal acryl)、纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯、和聚苯乙烯族的化合物。作为其中螺(二氢吲哚)吩噁嗪种类用于光致变色化合物的情况，可以列举在塑料太阳镜、滑雪人护目镜、面罩、汽车和建筑物的窗户等中使用它们的情况。具有光致变色性能的螺苯并吡喃化合物可以由如下化学通式表示。
通式1
通式2
在以上通式中，R1表示氢原子；1～22个碳的烷基；由氢、卤素基团、羟基、缩水甘油氧基、胺基团、乙烯基、环氧基团、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、氨基或巯基取代的1～22个碳的烷基；1～22个碳的链烯基；1～22个碳的烷氧基；取代或未取代的苯基；或苯基烷基；
R2表示氢原子；卤素基团；氰基；羧基；取代氨基；硝基；含有1～10个碳的烷基；含有1～10个碳的烷氧基；含有1～10个碳的烷基羧基；苯基；或由R1取代的苯基；
-X表示-CO-、-CO2、-S-、-SO2-、-C；
C-、-O-、-C(R1)2-、-C(R1)＝C(R1)-、N＝N-、-NR1；
Y与X相同，或是如下的一种或两种取代基团：(CH2)n、-[C(R1)(R2)-]n-、-[X-C(R2)2-C(R1)2-]n-；
m是数字1～10；和
n是数字0～20。
在以上通式1中，作为取代或未取代烷基的例子可以列举烃基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、1，4-二甲基丙基、正己基、环己基、1，3-二甲基丁基、1-异丙基丙基、1，2-二乙基丁基、正庚基、1，4-二甲基戊基、2-甲基-1-异丙基丙基、1-乙基-3-甲基丁基、正辛基、2-乙基己基、3-乙基-1-异丙基丁基、2-甲基-1-异丙基丁基、1-叔丁基-2-甲基丙基、和正壬基；烷氧基烷基如甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、丁氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、二甲氧基甲基、二乙氧基甲基、二甲基、和二乙氧基乙基；和卤代烷基如氯甲基、2，2，2-三氯乙基、三氟甲基、和1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙基。
R1是含有10个或更少碳的烷基，同时X是-CO-或-S-，和Y优选是化合物(1)，它是-CP-。
通式1中的螺苯并吡喃化合物由以通式I和2反应的那些，在选自如下的溶液中在-5℃～100℃的温度下反应五天而生产：四氢呋喃、甲苯、含有1-10个碳的低级醇、乙腈、丙酮、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、α-甲基-萘、氯萘、二苯基乙烷、乙二醇、喹啉、二氯苯、二氯甲苯、碳酸丙烯酯、环丁砜、二甲苯或它们一种或多种的混合物。
R3是氢原子、或卤素、羟基、缩水甘油氧基、胺、环氧、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、或巯基，同时R4是卤素、羟基、羧酸、或醛基团。
在以上方法中，根据各自基础物的反应性，可以将反应温度各种各样地设定在以上给定的范围内。
在以上通式1和2中给出的化合物可以在市场购买或由通常已知的方法制造(KP申请No.98-18556)。在以上通式1中列出的化合物生产中，例如[6-苯基羰基-1’，3’，3’-三甲基螺[2H-1-苯并吡喃-2，2’-二氢吲哚]-4”-基]4-(4’-辛氧基苯基)苯甲酸酯(PCSBPI-OOBP)由如下方式制备：[6-苯基羰基-1，3’，3’-三甲基螺[2H-1-苯并吡喃-2.2’-二氢吲哚]4”-基]与4’-辛氧基-4-联苯羧酸反应。此时，由于可以使用反应溶剂如通常的有机溶剂，例如二氯甲烷、氯仿等，和为刺激反应，可以加入酸或一种到三种选自碱催化剂的化合物，如二环己基碳化二亚胺(DCC)、4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)和胺等。反应温度是-5℃～100℃，和时间当30分钟到约五天。此方式生产的螺苯并吡喃化合物带有光致变色性能，如果采用波长为200-340nM水平的紫外线辐射则转变成蓝色和如果采用可见光辐射仍然回复为无色。
特别地，由于螺(二氢吲哚)萘并噁嗪或螺苯并吡喃化合物可溶于这样的通常有机溶剂如苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、甲乙酮、丙酮、乙醇、甲醇、乙腈、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇的甲基醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基溶纤剂、吗啉、和乙基乙二醇，可以将它们混入如下物质中：用于透明塑料和透镜生产中所用的聚合物，如眼科和光学材料如眼科透镜、太阳镜透镜、滑雪人护目镜、面罩、照相机透镜、和滤色器。“光学材料”包括透镜和透明物体。可适用的物质包括，如多元醇(碳酸烷基酯)、单体的聚合物、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸烷基酯)、如PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯、MMA-甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚(苯乙烯甲基丙烯酸甲酯)共聚物、聚(苯乙烯-丙烯腈)共聚物、和聚乙烯醇缩丁醛。透明共聚物和透明共聚物的混合物也合适作为可适用的物质。
至于用于溶解光致变色化合物的溶剂数量，当它应用于主体时，它必须是这样的数量，该数量足以获得光致变色产物以提供含有足够光致变色化合物的主体。应用于或混入主体的光致变色化合物或包含它的化合物数量不是关键的，而是可以根据采用光辐射时组合物颜色的所需强度和用于混合或应用光致变色化合物的方法而变化。一般情况下，所加入化学品越多得到的色调越浓。这样的数量一般称为光致变色性量。一般情况下，混入主体的光致变色化合物的数量是主体重量的约0.01～20wt％，和通常它是0.05～10wt％。换言之，对于施用到主体表面积(cm2)的光致变色试剂，用于产生光致变色效果的光致变色化合物的数量是约1～10mg，而不管它的厚度。因此，光致变色化合物以高密度在薄样品、膜、或涂层、更厚样品中的稀释剂中存在。
螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并吡喃化合物可以溶于透明聚合物、共聚物、或从这些透明聚合物混合物制备的有机溶剂的无色或透明溶液，如有溶于一种或多种上述有机溶剂的透明主体的聚合物。例子包括如下物质的溶液：聚醋酸乙烯酯-丙酮、硝基纤维素-乙腈、聚氯乙烯-甲乙酮、聚甲基丙烯酸甲酯-丙酮、乙酸纤维素-二甲基甲酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮-乙腈、聚苯乙烯-苯、和乙基纤维素-氯甲烷。
将这些光致变色溶液或组合物施加到这样的透明载体诸如三乙酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯或氧化钡的纸，和干燥以获得光致变色物质，该物质当由紫外线照耀时转变成蓝色，但当除去紫外线源时返回到无色。
螺(二氢吲哚)萘并噁嗪或螺苯并吡喃化合物是光致变色化合物，但可以将包含它们的组合物施加到，或混入透明固体聚合物有机材料，如合成塑料物体。要应用上这样的光致变色材料的物体优选是光学透明的材料，如用作眼科材料的那些例如眼科透镜、窗户、和挡风玻璃。包含光致变色化合物的这样优选物体可有利地用于生产光致变色塑料膜、片材、和透镜，例如太阳镜透镜、滑雪人护目镜、面罩、照相机透镜、和滤色器。在此使用的术语“光学材料”包括透镜和透明物体。
应用于本发明光致变色光偏振太阳镜透镜的透明物体包括，例如，多元醇(碳酸芳基酯)单体的共聚物、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸烷基酯)，例如，聚甲基丙烯酸甲酯、乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚(醋酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)聚氨酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)共聚物、聚(苯乙烯-丙烯腈)共聚物、和聚乙烯醇缩丁醛。透明共聚物或这种透明共聚物的混合物也可用作应用的物体。优选应用的这样物体是从如下物质制备的光学透明聚合物有机材料：聚碳酸酯如聚{4，4-二氧二苯基-2，2-丙烷(以名称LEXAN销售)}；聚甲基丙烯酸甲酯(销售为PLEXIGLAS)；多元醇(碳酸芳基酯)的共聚物(销售为CR-39)，特别地二甘醇双(碳酸芳基酯)和，如醋酸乙烯酯和它的共聚物，如80％～90％二甘醇双(碳酸芳基酯)和10％～20％醋酸乙烯酯共聚物；特别地80％～85％双(碳酸芳基酯)和15％～20％醋酸乙烯酯，乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、聚苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯和丙烯腈，和它的共聚物，和乙酸丁酸纤维素。
可以聚合形成透明光致变色透镜的多元醇(碳酸芳基酯)是具有直链或叉状链的脂族或芳族液体多元醇的多元醇碳酸酯，即脂族二醇双(碳酸芳基酯)化合物或亚烷基双酚双(碳酸芳基酯)化合物。这些单体可以描述为多元醇，即二醇的不饱和聚碳酸酯。它们可以由本领域公知的方法，如USP2,370,567和2,403,113中的那些生产。
其次，以下描述偏振：
当它在玻璃或水表面上在50°或在更大角度下被反射时，具有全部360°方向振动平面的自然光以令人眩目的反射进入视力内。可以在光亮日光下在道路表面上、在雨天在道路上的雨水上、或在前面行驶的汽车后窗户上的耀眼反射中发现这样的偏振。另外，当人们观察钓鱼时的浮漂，它也可以是在水表面上光亮太阳光线的耀眼反射。为偏振光的所有这些反射的太阳光线，仅仅由太阳镜或通常的光致变色透镜不能遮住，该太阳镜仅由着色而制备，和只有已经制备以在垂直方向偏振光线的这样光致变色光偏振透镜可阻断这样的令人眩目反射(高中课本的物理-1，由Dong-A Publishing Co.，Ltd.生产)。
在称为“偏振膜”物质中，所有各种偏振元件的那些线性偏振器最通常用作偏振器，它使得可以单独由如下方式获得偏振光：让在所有360°方向中具有振动表面的所有自然光的这样光线通过，如仅在某些方向中具有振动，同时吸收所有的剩余光线。偏振器的生产可以由现有的公知方法或由在KP10-0263821中公开的方法进行。目前在市场上销售的是称为“偏振塑料薄膜”的物质，层压类型，它由作为基础材料膜的碘染色的PVA(聚乙烯醇)膜和CTA(三乙酸纤维素)膜形成，后者作为对于基础材料膜的保护膜，它比PVA在测量和抗应力或磨损中稳定性更好。PVA(聚乙烯醇)膜，它仅由碘染色和由偏振元件处理，在抗水和磨损两者的抵抗力上特别弱，和故此它仅在与CTA在两侧上层压之后使用如CTA/PVA/CT。这样的偏振乙酸纤维素膜仍然为薄片材，和主要在计算机、液晶样板、手持电话的液晶显示屏等中用于工业目的，和如果仅很少地，也用于偏振无放大率的太阳镜透镜。
现在的光线偏振太阳镜透镜，也象通常的有色太阳镜透镜一样，不可避免地必须经历让PVA由某些厚度碘染色的工艺，但这样染色处理的结果是固定色度，需要这样的现象：通过这样的透镜室内或在隧道中的物体看起来暗和阴暗。
为补救现有太阳镜的此类缺陷，本发明提供光致变色透镜，其中基本地在染色处理时将用作偏振器的PVA足够薄地染色，以免在室内物体看起来暗或阴暗，和在更接近光源的前部(层)中层压与某一量的光致变色材料混合的透明共聚物或透明共聚物的混合物，例如MMA(甲基丙烯酸甲酯)等，以使得当紫外线照射时颜色变得更浓，该光致变色材料可以对紫外线反应和在光亮太阳光中变暗物体。
同时，尽管由于它是以垂直网状质形式的内置式偏振器，光致变色光偏振透镜具有比通常太阳镜远为更好的功能和远为更大的能力，该光致变色光偏振透镜可遮住从道路、车辆、和其它反射体发出的干扰光线的耀眼横向波，该横向波很少被通常的太阳镜阻断，迄今为止还没有提出适于在合理价格下提供给弱视人们的具有放大率的这样光致变色光偏振透镜大批量生产的方法。
直到目前已经由各种方法生产和在市场上在相对低价格下销售的没有放大率的光偏振太阳镜，所有时间需要眼镜的弱视人们也可以使用具有放大率的太阳镜，但通常难以获得一对具有放大率的也可遮住反射光的偏振眼镜。
用于提供具有放大率的光偏振透镜的尝试已经限定于玻璃透镜，和由于研磨和抛光玻璃的难度，目前对于所需产品的购买要承担几乎令人难以接受的高价格。弱视人们戴偏振太阳镜的便利是，最好，在他具有放大率的全部时间眼镜上夹上这样的眼镜。
本发明涉及具有放大率的光致变色光偏振透镜和它的大量生产的相对容易和简单方法。得益于此大量生产方法，可以向全世界需要这样太阳镜的所有人们以比现在不可比较的便宜价格提供具有放大率的太阳镜。
发明概述
本发明涉及用于弱视人们的具有放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜，以及它的生产方法，该透镜可以阻断来自道路、车辆、和其它反射物体耀眼反射太阳光、折射光进入视力内，没有现有技术的通常太阳镜或光致变色太阳镜透镜可阻断该太阳光，同时甚至在室内或在隧道中使物体不令人不舒服地暗或阴暗。
在本发明中，在进行研究以解决本领域中与现有技术有关的问题的同时，本发明人偶然发现以下主意：可以通过混合如由KP0142804和0145266、USPs3,562,172，3,578,602、和4,342,668公知的螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并芘化合物与透明聚合物、共聚物、和这样共聚物的混合物而生产眼科材料如光致变色光学透镜、太阳镜、滑雪人护目镜、面罩、照相机透镜、和滤色器，因此结果是，达到本发明的具有放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜。
在偏振膜中，所有各种偏振器的那些线性偏振器是最通常使用的偏振元件，它使得可以仅通过允许在所有360°方向中具有振动表面的所有自然光的这样光通过，如仅在某些方向上具有振动，同时吸收所有的其它光线而达到偏振的光。光偏振元件的生产可以由现有的公知方法或由已经在KP10-0263821中公开的方法进行。目前在市场上销售的是称为“光偏振塑料薄膜”的物质，层压类型，它由作为基础材料膜的碘染色的PVA(聚乙烯醇)膜和CTA(三乙酸纤维素)膜形成，后者作为对于基础材料膜的保护膜，它比PVA在尺寸和抗应力或磨损中稳定性更好。PVA(聚乙烯醇)膜，它仅由碘染色和由偏振元件处理，在抗水和磨损两者的抵抗力上特别弱，和故此它仅在与CTA在两侧上层压之后使用如CTA/PVA/CT。这样的偏振乙酸纤维素膜仍然为薄片材，和主要在计算机、液晶样板、手持电话的液晶显示屏等中用于工业目的，和如果仅很少地，也用于偏振无放大率的太阳镜透镜。
应当在以上该CTA(三乙酸纤维素)膜层压在其上的位置前部上，即更接近光源层压用于具有放大率的光致变色光偏振太阳镜的变色透镜，使得它可通过直接对紫外线的辐射起反应而完全用作光致变色材料。为此目的，将螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并芘化合物溶于通常的有机溶剂如苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、甲乙酮、丙酮、乙醇、甲醇、乙腈、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇的甲基醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基溶纤剂、吗啉、和乙二醇，混入透明聚合物、共聚物、或透明共聚物的混合物，以下给出这些共聚物的名称；硬化成光致变色材料；和层压入透明共聚物或透明共聚物混合物的层；如以MMA/PVA/MMA(甲基丙烯酸甲酯)的方式，代替CTA/PVA/CTA的以前层。此时，为详细说明，进行层压使得与光致变色材料混合的透明共聚物和透明共聚物的混合物，如MMA来到更接近光源的前面(层)，使得它可完全实现它作为光致变色材料的作用。以后渗透的紫外线由在透明共聚物的混合物和透明共混物，如MMA中混合的吸收剂阻断，在离光源最远的后部层上层压该透明共聚物。
为应用于本发明的具有放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜，通过混入螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并芘化合物以制备光致变色透镜的材料包括，例如，多元醇(碳酸芳基酯)单体的共聚物、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸烷基酯)，如聚甲基丙烯酸甲酯(MMA-甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)共聚物、聚(苯乙烯-丙烯腈)共聚物、聚乙烯醇缩丁醛。透明共聚物或透明共聚物的混合物也是合适的。
优选用于应用的是从如下物质制备的光学透明聚合物有机材料：聚碳酸酯如聚{4，4-二氧二苯基-2，2-丙烷(以名称LEXAN销售)}；聚甲基丙烯酸甲酯(销售为PLEXIGLAS)；多元醇(碳酸芳基酯)的共聚物(销售为CR-39)，特别地二甘醇双(碳酸芳基酯)和，如醋酸乙烯酯和它的共聚物，如80％～90％二甘醇双(碳酸芳基酯)和10％～20％醋酸乙烯酯共聚物；特别地80％～85％双(碳酸芳基酯)和15％～20％醋酸乙烯酯。
为应用于本发明的具有放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜，在通过混入螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并芘化合物以制备光致变色透镜的材料中，可以聚合形成透明光致变色透镜的多元醇(碳酸芳基酯)是具有直链或支链的脂族或芳族液体多元醇的多元醇碳酸酯，如脂族二醇双(碳酸芳基酯)化合物或亚烷基双酚双(碳酸烷基酯)化合物。这些单体可以描述为多元醇，如二醇的不饱和聚碳酸酯。它们可以由本领域公知的方法，如USP2,370,567和2,403,113中的那些生产。
现在的光线偏振太阳镜透镜，也象通常的有色太阳镜透镜一样，不可避免地必须经历让PVA由某一浓度碘染色的工艺，但这样染色处理的结果是色度固定，需要这样的现象：通过这样的透镜室内或在隧道中的物体看起来暗和阴暗。
为补救现有太阳镜的此类缺陷，本发明提供光致变色透镜，其中基本地在染色处理时将用作偏振器的PVA足够淡地染色，以免在室内物体看起来暗或阴暗，和在更接近光源的前部(层)中层压与某一量的光致变色材料混合的透明共聚物或透明共聚物的混合物，MMA甲基丙烯酸甲酯)，以使得当紫外线照射时颜色变得更浓，该光致变色材料可以对紫外线反应和在光亮太阳光中变暗物体。
同时，尽管由于它是以垂直网状质形式的内置式偏振器，光致变色光偏振透镜具有比通常太阳镜远为更好的功能和远为更大的能力，该光致变色光偏振透镜可遮住从道路、车辆、和其它反射体发出的干扰光线的耀眼横向波，该横向波很少由通常的太阳镜阻断，迄今为止还没有提出具有放大率的适于在合理价格下提供给弱视人们的这样光致变色光偏振透镜大量生产的方法。
直到目前没有放大率的平面偏振太阳镜容易生产，但对于弱视的人们，难以获得具有放大率的偏振太阳镜。尽管偏振太阳镜具有阻断耀眼反射光的突出效果，还没有公开具有放大率的偏振太阳镜的大量生产方法以在合理便宜的价格下提供这样的眼镜的情况。
已经由各种方法生产和在相对低价格下销售没有放大率的平面偏振太阳镜。也对于所有时间需要眼镜的弱视人们，厚太阳镜可得到，但这些眼镜恒定地不能阻断耀眼的反射光。
用于提供给弱视人们的光偏振透镜的尝试已经仅对于玻璃透镜是可能的，和此外，由于研磨和抛光玻璃的难度，目前对于所需产品的购买要承担几乎令人难以接受的高价格。特别地对于戴偏振太阳镜的弱视人们的唯一方式是在他每天厚眼镜上夹上这样的眼镜。
在偏振透镜中，偏振乙酸纤维素膜材料或聚乙烯醇(PVA)族的膜，它们包含碘或含有固定在它们上的不同颜色染料，公知为偏振膜。此通常类别的偏振膜的偏振功能优异，但在它们耐水和水分的性能中不是这样。为补救此缺陷，已经提出与保护膜的层压，该保护膜含有作为它的基础材料的乙酸纤维素，和实际产品在市场上。但这些物质为薄膜的片材，故不能在它们上实现放大率。它们在用于眼科透镜中的透光性也差，相对软和因此易于被擦划，因此它们不适于作为眼科透镜的材料，但正常用于计算机、液晶表显示器、手持电话的显示屏等。有时它们用作没有放大率的光偏振太阳镜透镜的材料。
光偏振玻璃透镜硬和强抗擦划，因为包覆光偏振板的两表面是玻璃和不是乙酸酯膜，但配戴的感觉是任何感觉但非常舒适。由于它们每表面积的重量大于在眼科塑料透镜的情况，它们具有各种相对的缺点，例如，在用户部分上的沉重感和不舒服，同时由于作为玻璃的物理性能，不能提供更大的透镜。
但如果在研磨机上由眼镜师研磨和抛光光偏振玻璃透镜，可以获得具有所需放大率的玻璃透镜。但这会引起用户重的研磨费用支出，和获得的玻璃透镜在重量上比塑料透镜重，配戴不太舒服。
尽管有如下事实：光偏振太阳镜比通常的太阳镜具有远远突出的功能和效果，后者从来没有提供具有放大率的光偏振太阳镜大量生产方法，以在合理便宜的价格下提供，和为满足此需要，构思本发明和现在已经完成本发明。由本发明，可以容易和简便地大量生产具有所需放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜是可能的。大量生产会使产品在比现在很低的价格下，提供给全世界需要它们的所有的许多人们。
附图简述
图1是本发明具有放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜的层压层的剖视图。
图2是用于生产本发明中光偏振透镜板的模具瓶的透视图。
图3带有用于压挤本发明中光偏振透镜板和无放大率透镜板的夹子的透视图和剖视图。
图4是本发明光致变色光偏振透镜板的层压层的透视图。
图5是显示每个模具的偏振器指数对它在垂直轴向的折射的前视图。
图6显示用于太阳镜透镜弯曲表面形成的弯曲模具的每个凸和凹模具形式。
本发明的最优选实施方案
用于具有放大率的光致变色光偏振太阳镜的透镜生产方法包括如下步骤：
步骤1：伸展PVA(聚乙烯醇)，采用碘染色，在硼酸水溶液中在PVA膜上固定碘粒子，干燥，和因此获得偏振器8；
步骤2：从透明共聚物或透明共聚物的混合物5，生产透镜板5’，它带有从仅几个到大量不同放大率的透镜；
步骤3：通过将螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并吡喃化合物17混入该透明共聚物或它们混合物5的复合物，生产光致变色无放大率透镜板5”；
步骤4：采用紫外线硬化树脂9或粘合剂，对来自步骤1的该偏振器8和来自步骤3的该无放大率透镜板5”施加辊压粘合处理；
步骤5：采用紫外线硬化树脂9或粘合剂，对来自步骤4的该偏振器8表面和来自步骤2的该放大率透镜板5’施加辊压粘合处理，和因此完成层压板10，该层压板带有布置在它上面的从仅几个到大量光致变色光偏振太阳镜透镜；和，
步骤6：采用硬涂料制剂13掺杂来自以上步骤5的光致变色光偏振太阳镜透镜的层压板10两侧，以向它提供抗擦划的保护罩，干燥它，和向它施加弯曲处理以向它提供用于太阳镜透镜的弯曲表面。
以下，进一步详细按步骤描述本发明中的生产方法。
以下给出本发明实施方案的实施例，但也仅自然的是由于本领域技术人员可容易在本发明权利达到的范围内选择许多变化方案或改进，本发明不应当限于这些单独给定的实施例。
实施例
实施例1
[偏振器的形成]
由如下方式生产光偏振器：首先，在氢气中在30～50℃下向约75～95μm的PVA膜提供溶胀处理；将它伸展到3-8倍，因此PVA的组成分子在一定方向上线性取向；让它在碘水溶液中在0.5～5％下充分浸泡使得PVA膜可以由碘分子染色；和然后，通过在硼酸水溶液中将它在3～4％下在25℃～50℃下浸泡1～4分钟，而在PVA膜上固定染色碘粒子；和最后干燥它。
实施例2
[放大率透镜板的生产]
从耐热平板玻璃制备模具基体3，它带有从仅几个到大量用于各种屈光度的凸透镜和凹透镜模具2；将它采用密封剂4掺杂；和然后将它采用如下物质填充：与紫外线吸收剂混合的上述透明共聚物或这样的透明共聚物的混合物5。
由另一个耐热平板玻璃6覆盖模具基体3；夹具7紧固它们使得它们不泄漏内部的透明共聚物混合物5；让该混合物硬化以获得带有几个到大量透明放大率透镜的放大率透镜板5’；将提供表面的板与该光偏振器8层压。这样获得的放大率透镜板5’是至少0.4mm厚到可提供每个要求屈光度的任何厚度。
对于用于放大率透镜板5’生产的模具基体3，该透镜板带有几个到大量模具2用于在一个板上布置的凹透镜和凸透镜，也可以使用耐热陶瓷或金属代替耐热平板玻璃，如果这是优选的话。
实施例3
[用于制造光致变色透镜的无放大率透镜板的生产]
将螺(二氢吲哚)萘并噁嗪化合物或螺苯并芘化合物17溶于通常的有机溶剂如苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、甲乙酮、丙酮、乙醇、甲醇、乙腈、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇的甲基醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基溶纤剂、吗啉、和乙二醇中，或溶解在溶于一个或多种以上该有机溶剂的透明主体共聚物溶液，例如，聚醋酸乙烯酯-丙酮溶液、硝基纤维素-乙腈溶液、聚氯乙烯-甲基乙酮溶液、聚甲基丙烯酸甲酯-丙酮溶液、乙酸纤维素-二甲基甲酰胺溶液、聚乙烯基吡咯烷酮-乙腈溶液、聚苯乙烯-苯溶液和乙基纤维素-氯甲烷溶液中，同时在正常温度下搅拌；在约0.01～20wt％，正常地0.05～10wt％下将它混入该共聚物或该透明共聚物的混合物5；采用搅拌器搅拌使得可以充分分散混合物；然后在耐热平板玻璃6上掺杂密封剂4之后在该模具中填充它；由另一个耐热平板玻璃6进一步覆盖该板；硬化化合物同时将板玻璃由夹具7压挤以紧固，使得内容物不从中泄漏；以此方式制备了平面无放大率光致变色透镜板5”以提供用于层压的其它端表面，以获得实施例1中的光偏振器8。在横向和垂直方向尺寸会略微比实施例2中的大，厚度也许变为约0.2～1.0mm用于更好的加工性能，和因此能够获得更轻重量的光致变色太阳镜放大率透镜1。
实施例4
[无放大率光致变色板对光偏振器的粘合]
在该无放大率光致变色透镜板5”和实施例1中的该光偏振器8之间，注入紫外线硬化树脂；将这些物质通过压力辊，和通过由紫外线辐射的硬化而完成粘合。用于此特定情况的紫外线波长优选是250～350mm，在紫外线源和板之间的距离足够5～25cm，曝光时间可能根据紫外线硬化剂的不同组成而变化，但5～20分钟大约是刚刚适当的。
实施例5
[具有放大率的光偏振透镜层压板的完成]
由如下方式完成光致变色光偏振太阳镜放大率透镜10的层压板，该透镜带有从仅几个到大量布置在一起的透镜：首先在来自实施例4的该光偏振器8表面和来自实施例2的放大率透镜板5’的平表面之间注入紫外线硬化树脂9和然后如在实施例4中采用紫外线的辐射粘合它们。
实施例6
[两个表面的硬涂层和用于弯曲透镜表面形成的它们的弯曲]
为防止以上给定方式生产的层压光致变色光偏振太阳镜放大率透镜板10的擦划，将硬涂料制剂13涂敷到板的两个表面上；在进入弯曲工艺以在板上带来弯曲表面用于用作太阳镜透镜之前，在烘箱中对板进行解压干燥处理。但当在压挤弯曲模具上安装板时，看到的是在模具的下侧上放置无放大率透镜板5”，使得它在对于配戴者更接近光源的太阳镜前部中找到位置。
如果将它弯曲，如是这样，带有从仅几个到大量光致变色光偏振放大率透镜的这样生产的层压板10容易破裂，和为防止此情况作为初步阶段，在内部温度保持在约70℃～120℃的腔室中将它加热约5～25秒，和然后将它放入压挤弯曲模具，固定该模具的阴模14和阳模15到合适的透镜曲面16(一般情况下，6.00～8.00)，以让模具2的每个部分被每个阳模15在A方向压挤和具有太阳镜透镜曲线和冷却，同时将每个完成为具有所需放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜1。
在这些各个工艺步骤中，对于实施例1的那些可以由通常已知的实践进行，但在实施例2的那些中，由于在无极性轴精确知识存在下不能进行太阳镜透镜加工，必须在每个凸透镜和凹透镜模具上以浮雕或由切口标记垂直轴指示11。为让通过实施例6完成的光偏振放大率透镜1制成一对太阳镜，也必须以浮雕或由切口标记它的极性轴，和因此图12是以相似方式指示每个单个透镜特定放大率。此方式，即使在循环或贮存中完成的太阳镜应当与其它物质混合，设备有助于它们的研究和区别。
为在实施例4和5中紧密粘合工艺中，获得某些程度的粘合以及某些厚度，将层压板通过一对辊，两个辊一个在上面一个在下面。但如果在此时在水平和垂直方向排列变化放大率的透镜模具1，该模具1刻在在实施例2中的模具基体3中，由于在辊通过透镜的高点和低点时引起的偏离，可能在上部和下部之间出现一些间隙，为防止这的发生，也可以在长度方向以菱形方式排列刻在模具基体3中的变化放大率的透镜模具2，从而在辊压工艺过程中确保高度稳定性。
工业实用性
通过使通常光偏振透镜和常规光致变色透镜相互抵消它们的缺点和增强它们的优点，本发明预计提供太阳镜，该太阳镜可遮住耀眼反射光和甚至在隧道等中仍然防止令人不舒服的变暗现象。
通过使用阻断来自太阳光中道路、车辆、和其它反射体的耀眼偏振反射和可折射干扰射线侵入的特性，该通常太阳镜或常规光致变色太阳镜透镜不能阻断该射线侵入，和在对它们反应中，再次使大多数光致变色特性在开放中的颜色变得更重，其中波长为200～380nM的谱带中的紫外线照耀，但在室内或在更暗隧道内部回复到它的最初淡颜色，例如，本发明生产太阳镜透镜，其中，在染色阶段中基本以淡色调染色用作光偏振器的PVA，使得人们可在室内清楚地看透物体，和将它在更接近光源的前部层中，与透明共聚物或这样共聚物的混合物，[即，如MMA(甲基丙烯酸甲酯)]层压，使得它可以在开放中在对紫外线的反应中更得更暗，因此产物可用作实际的光致变色太阳镜透镜。由于具有本发明透镜的太阳镜可帮助配载者在室内或在隧道内部足够看得见物体发亮和仍然在阳光照耀的室外看得见物体更暗，当进入隧道时驾驶员不再需要取下他的太阳镜，而在照耀的太阳光下行驶时戴上它，因此带来更大的方便性，安全等。
以前从来没有这样的情况，其中提出用于太阳镜的光致变色光偏振放大率透镜和它的生产方法。
关于平面无放大率光偏振太阳镜，它们的许多种类已被生产和以相对低价格销售。同时，弱视的人们也可使用有放大率的太阳镜，但可阻断反射光的有放大率光偏振太阳镜很少能得到。也已经进行向弱视者提供有放大率光偏振太阳镜的尝试，但它们限于使用玻璃作为材料。在研磨机上由眼镜师研磨和抛光光偏振玻璃透镜，可以获得具有所需放大率的太阳镜，但这会给弱视者带来令人难以接近的价格，和与塑料材料的那些相比它们重量较重，配戴不舒服。由于研磨的辛苦劳动的费用的高价格，弱视者经历将无放大率的太阳镜配戴在它们有放大率的每日眼镜上的实践，将前者夹在后者上。
尽管有如下事实：光偏振太阳镜在功能上远胜过通常的太阳镜，迄今为止没有提出在合理低价格下向弱视者提供有放大率光偏振太阳镜的建议方式，和现在本发明提供这样具有放大率的光致变色光偏振太阳镜大量生产的方式，该方式肯定制备比玻璃材料那些更轻的这样太阳镜，和因此，配戴非常舒适，可以在比目前无比低的价格下提供给全世界的弱视者。

Claims (6)

1.一种具有放大率的光致变色光偏振太阳镜透镜及其生产方法，其特征在于该太阳镜透镜由如下方式制备：
首先为了与光偏振器层压，通过如下方式达到一个侧表面：从耐热平板玻璃制备含有几个到大量模具的模具基体，该模具用于各种放大率程度的凸透镜和凹透镜，以满足各种放大率程度的放大率透镜；采用密封剂掺杂它的边缘；采用透明共聚物或与紫外射线吸收剂混合的透明共聚物的混合物填充它；采用另一个耐热平板玻璃覆盖它；采用夹具扣紧它们使得它们不泄漏透明共聚物或透明共聚物的混合物；硬化该内容物；和因此生产含有几个到大量布置在它之上的透明放大率透镜的透明放大率透镜板；
其次为了在实施例1的光偏振器上层压，通过如下方式达到另一个侧表面：在通常有机溶剂如苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、甲乙酮、丙酮、乙醇、甲醇、乙腈、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇甲基醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基溶纤剂、吗啉、和乙二醇中或在溶于一种或多种以上有机溶剂的透明主体化合物溶液，例如，聚醋酸乙烯酯-丙酮溶液、硝基纤维素-乙腈溶液、聚氯乙烯-甲基乙酮溶液、聚甲基丙烯酸甲酯-丙酮溶液、乙酸纤维素-二甲基甲酰胺溶液、聚乙烯基吡咯烷酮-乙腈溶液、聚苯乙烯-苯溶液和乙基纤维素-氯甲烷溶液中，溶解螺(二氢吲哚)吩噁嗪、螺苯并芘、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(苯并二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)苯并吡喃、螺(二氢吲哚)萘并吡喃、螺(二氢吲哚)喹啉并吡喃、螺(二氢吲哚)吡喃、3H-萘并[2.1-1b]吡喃、2H-菲并[4，3-1b]吡喃、32H-菲并[1，2-1b]吡喃、或苯并吡喃的化合物，同时搅拌；在约0.01-20wt％，通常0.05-10wt％下在透明共聚物或透明共聚物的混合物中混合溶液；在搅拌器中彻底搅拌以确保充分分散体；在含有涂敷上的密封剂的耐热平板玻璃和另一个耐热平板玻璃之间填充它；采用夹具让两个玻璃板彼此紧密扣紧以免任何内容物泄漏；硬化内容物；从而制备透明光致变色非放大率板；
然后在该光致变色非放大率板和该光偏振器之间注入紫外射线硬化树脂；将该板和偏振器通过压力辊；采用250-350nm的紫外射线辐射它们；从而硬化该树脂和因此完成它们的所需粘合；然后在光偏振器和放大率透镜板的平表面之间震荡紫外射线硬化树脂，其中排列几个到大量透明放大率透镜；将它们通过压力辊；通过采用250-350nm的紫外射线辐射它们而粘合它们；因此完成光致变色光偏振放大率透镜层压板，该层压板含有几个到大量排列在它之上的光致变色光偏振放大率太阳镜；
然后在两侧上采用硬涂料制剂掺杂该光致变色光偏振放大率透镜层压板，以防止它们被擦划；进行解压缩干燥处理；在腔室中在70℃-120℃下内部预热它约5-25秒；将它放置在具有弯曲表面的阳和阴压挤弯曲模具之间，该弯曲表面分别用于对太阳镜透镜适当的曲面程度(一般为6.00-8.00的基本曲面)，使得依靠压挤弯曲机，在每个模具上的透镜压挤弯曲到每个决定的曲面程度；然后冷却板最终以完成有各种放大率数值的那么多有序排列光致变色光偏振太阳镜透镜的板。
2.根据权利要求1的光致变色非放大率光偏振太阳镜透镜，其特征在于光致变色光偏振放大率太阳镜透镜板完全不具有放大率屈光度。
3.根据权利要求1的光致变色光偏振有放大率太阳镜透镜及其生产方法，其特征在于分别在上端和下端，由切口或以浮雕每个光致变色光偏振放大率太阳镜透镜含有指示器以显示它的垂直轴方向和它的特定放大率图的指示器。
4.根据权利要求1的光致变色光偏振有放大率太阳镜透镜及其生产方法，其特征在于以注射金属模具的方式制备用于放大率透镜板生产的模具基体，该透镜板含有排列在它之上的从仅几个到大量凸面和凹面模具。
5.根据权利要求1的光致变色光偏振有放大率太阳镜透镜及其生产方法，其特征在于用于放大率透镜板生产的模具基体由耐热陶瓷制成，该透镜板含有排列在它之上的从仅几个到大量凸面和凹面模具。
6.根据权利要求1的光致变色光偏振有放大率太阳镜透镜及其生产方法，其特征在于透明共聚物或透明共聚物混合物是选自不可缺少的如下的光学透明共聚物或透明共聚物混合物：多元醇(碳酸烷基酯共聚物、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸烷基酯)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸甲酯(MMA-甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)共聚物、聚(苯乙烯-丙烯腈)共聚物、聚乙烯醇缩丁醛。
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