TW201527788A - 使用有機溶劑前處理及光致變色塗層製備光致變色光學物件的方法 - Google Patents

使用有機溶劑前處理及光致變色塗層製備光致變色光學物件的方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種製備光致變色光學物件之方法，其包括：(i)將第一有機溶劑施加至光學基材之表面，由此在該光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面；以及(ii)將可固化光致變色塗料組合物施加在該光學基材之該有機溶劑潤濕之表面上，由此在該光學基材之該表面上形成可固化光致變色塗層。該可固化光致變色塗料組合物包括第二有機溶劑，且該第一與第二有機溶劑彼此可互溶。在一些實施例下，第一與第二有機溶劑相同。

Description

使用有機溶劑前處理及光致變色塗層製備光致變色光學物件的方法 相關申請案之交叉參考
本申請案有權且主張2013年10月11日申請之美國臨時專利申請案第61/890,045號、2013年10月11日申請之美國臨時專利申請案第61/890,055號及2013年10月11日申請之美國臨時專利申請案第61/890,059號的優先權，該等臨時專利申請案之揭示內容在每種情況下各以全文引用的方式併入本文中。
本發明係關於一種使用有機溶劑前處理及光致變色塗層製備光致變色光學物件之方法。
提供良好成像品質同時減少入射光透射至眼睛中之光學物品為多種應用所需，諸如太陽鏡、視覺校正眼鏡片、平光鏡片及時尚鏡片，例如非處方及處方鏡片、運動眼罩、護面罩、護目鏡、面罩、相機鏡頭、窗、汽車擋風玻璃以及飛機及汽車玻璃窗，例如T型頂、側燈及背光燈。
回應於電磁輻射(或光化輻射)之某些波長，光致變色材料進行自一種形式或狀態至另一形式之轉變，其中每一形式具有與其相關之特 徵性或可識別吸收光譜。通常，在暴露於光化輻射時，許多光致變色材料自對應於光致變色材料之未活化(或發白，例如實質上無色)狀態的封閉形式轉變成對應於光致變色材料之活化(或有色)狀態的開放形式。在未暴露於光化輻射下，此類光致變色材料可逆地自活化(或有色)狀態轉變回未活化(或發白)狀態。
用於光學應用之光致變色塑膠物件已成為相當關注之主題。詳言之，光致變色塑膠鏡片為感興趣的，因為其可提供之與玻璃鏡片相比重量減輕帶來優點。光致變色光學物件通常呈現無色(例如透明)及有色狀態，對應於其中含有之光致變色材料之無色及有色狀態。光致變色化合物可藉由包括光致變色化合物直接吸取至光學基材中的方法，或藉由在光學基材上形成含有光致變色化合物之光致變色塗層來併入光學物件中。
當光致變色塗料組合物施加在光學基材之表面上時，光致變色塗料組合物可不足夠潤濕表面。光致變色塗料組合物不足夠潤濕表面可能需要施加額外光致變色塗料組合物在表面上以確保上面形成均勻光致變色塗層。在諸如旋轉塗佈法之一些施加方法，一些過量或額外施加之光致變色塗料組合物自旋轉之光學基材的邊緣噴出。雖然噴出之光致變色塗料組合物可收集及回收，但由於污染問題，所以噴出之光致變色塗料組合物常常作為廢料或廢液處置。
光致變色化合物為昂貴的。因而，將需要研發在光學基材上形成光致變色塗層之新方法，其需要將最小或降低量之光致變色塗料組合物施加在光學基材上。此外，將希望此類新研發之方法最小化或降低在此類塗佈製程期間形成之光致變色塗料組合物廢料的量。
根據本發明，提供一種製備光致變色光學物件之方法，其包含：(i)將第一有機溶劑施加至光學基材之表面，由此在該光學基材上 形成有機溶劑潤濕之表面；以及(ii)將可固化光致變色塗料組合物施加在該光學基材之該有機溶劑潤濕之表面上，由此在該光學基材之該表面上形成可固化光致變色塗層，其中該可固化光致變色塗料組合物包含第二有機溶劑。步驟(i)之第一有機溶劑與該可固化光致變色塗料組合物之第二有機溶劑彼此可互溶。
根據本發明，進一步提供一種製備光致變色物件之方法，其包含：(a)將光學基材安裝在旋轉塗佈機之旋轉塗佈槽之可旋轉夾盤上；(b)藉由該可旋轉夾盤使該光學基材旋轉，將第一有機溶劑施加至該光學基材之表面，由此在該光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面；以及(c)藉由該可旋轉夾盤使該光學基材旋轉，將可固化光致變色塗料組合物施加在該光學基材之該有機溶劑潤濕之表面上，由此在該光學基材之該表面上形成可固化光致變色層，其中該可固化光致變色塗料組合物包含第二有機溶劑，且其中該第一有機溶劑與該第二有機溶劑彼此可互溶。在一些實施例下，可固化光致變色層可至少部分固化，由此在該光學基材上形成至少部分固化之光致變色塗層。
進一步根據本發明，除以上步驟(a)、(b)及(c)之外，製備光致變色物件之方法進一步包含：(d)在第一固化台中使該光致變色塗層至少部分固化，由此在該光學基材上形成至少部分固化之光致變色塗層；(e)將包含該至少部分固化之光致變色塗層的該光學基材安裝在該旋轉塗佈機之該旋轉塗佈槽之該可旋轉夾盤上；(f)在該可旋轉夾盤旋轉下將可固化保護性塗料組合物施加在該光學基材之該至少部分固化之光致變色塗層上，由此在該至少部分固化之光致變色塗層上形成保護性塗層；以及(g)在第二固化台中使該保護性塗層在該光學基材上至少部分固化，由此在該光學基材上形成至少部分固化之保護性塗層。
在申請專利範圍中詳細指明表徵本發明之特徵，申請專利範圍 隨附本發明且形成其一部分。將自以下實施方式更充分地瞭解本發明之此等及其他特徵、其操作優點及藉由其使用獲得之特定目標，在實施方式中展示及描述本發明之非限制性實施例。
5‧‧‧光致變色光學物件
6‧‧‧光致變色光學物件
7‧‧‧光致變色光學物件
10‧‧‧旋轉塗佈機
12‧‧‧步驟
14‧‧‧電漿腔室
16‧‧‧步驟
18‧‧‧抓放機器臂
20‧‧‧負載單元
22‧‧‧行進路徑
24‧‧‧定位凹穴
26‧‧‧樑斷裂感測器
28‧‧‧步驟
30‧‧‧洗滌及乾燥台
32‧‧‧頂部
34‧‧‧高壓水噴霧噴嘴
40‧‧‧可旋轉夾盤
40'‧‧‧可旋轉夾盤
40"‧‧‧可旋轉夾盤
48‧‧‧步驟
50‧‧‧塗佈機槽
52‧‧‧光學基材
54‧‧‧光致變色塗層
56‧‧‧保護性塗層
60‧‧‧可轉位塗料儲槽平台
70‧‧‧分配單元
72‧‧‧棒
78‧‧‧移動
80‧‧‧儲槽
88‧‧‧步驟
92‧‧‧固化台
94‧‧‧固化台
96‧‧‧固化台
98‧‧‧輸出輸送機
100‧‧‧排放或累積區
圖1為可結合本發明方法之一些實施例使用的旋轉塗佈機之代表性透視圖；圖2為圖1旋轉塗佈機之修改實施例的代表性平面示意圖；圖3A為根據本發明方法之一些實施例製備之光致變色光學物件的代表性頂部平面示意圖；圖3B為在不使用本發明方法之有機溶劑前處理下，使用形成圖3A之光致變色光學物件所用的相同光致變色塗層及其量製備的光致變色光學物件之代表性頂部平面示意圖；以及圖4為根據本發明方法製備之光致變色光學物件的代表性橫截面示意圖。
圖1至4中，除非另有說明，否則相同符號係指相同的組件、元件及方法步驟，視具體情況而定。
如本文所用之術語「光學」、「光學透明」及類似術語意謂當在550奈米下藉由例如Haze Gard Plus儀器量測時，指定材料(諸如基材、薄膜、塗層等)顯示至少4百分比之光透射值(透射入射光)且顯示低於1百分比之濁度(諸如低於0.5百分比之濁度)。
如本文所用，術語「光致變色」意謂具有回應於至少光化輻射之吸收而變化的針對至少可見光輻射之吸收光譜。此外，如本文所用之術語「光致變色材料」意謂適於呈現光致變色特性，亦即適於具有回應於至少光化輻射之吸收而變化的針對至少可見光輻射之吸收光譜的任何物質。
如本文所用之術語「眼用」意謂與眼睛及視覺相關或關聯。如本文所用，術語「眼用基材」意謂諸如鏡片之眼用基材。如本文所用之術語「鏡片(lens)」及「鏡片(lenses)」意謂及涵蓋至少個別鏡片、成對鏡片、部分形成(或半成品)鏡片、完全形成(或成品)鏡片及鏡片坯料。眼用基材、物件或元件之實例包括(但不限於)校正性及非校正性鏡片，包括單視覺或多視覺鏡片，可為分段或未分段多視覺鏡片(諸如(但不限於)雙焦鏡片、三焦鏡片及漸進鏡片)，以及用於校正、保護或增強(在化妝上或在其他方面)視覺之其他元件，包括(但不限於)隱形眼鏡、眼內鏡片、放大鏡、保護性鏡片、防護面罩及防護屏。
如本文所用之術語「透明」諸如與基材、薄膜、材料及/或塗層結合使用，意謂所指示之基材(諸如塗層、薄膜及/或材料)具有透射光，但不明顯散射，使得所處之目標明顯可觀擦之特性。
如本文所用之術語「塗層」意謂來源於可流動塗料組合物之支撐薄膜，其可視情況具有均勻厚度且特別排除聚合薄片。相比之下，如本文所用之術語「薄片」意謂具有一般均勻厚度且能夠自我支撐之預成形薄膜。薄片具有兩個相對表面，其中其至少一個表面可在其上具有一或多個層(包括塗層)。如本文所用之術語「層」及「薄膜」各涵蓋塗層(諸如塗層或塗膜)與薄片，且層可包括分開層之組合，包括子層及/或覆蓋層。根據一些實施例，且如本文所用之術語「塗佈」意謂在適當情況下，施加塗料組合物(或材料)至基材以形成塗層(或塗層)之過程。
如本文所用，術語「基材」意謂具有至少一個能夠容納光致變色塗層(例如光致變色聚合物塗層)之表面的物件；亦即基材具有光致變色塗層可施加之表面。基材表面之形狀的非限制性實施例可包括圓形、平坦、圓柱形、球形、平面、實質上平面、平凹及/或平凸、曲 面(包括(但不限於)凸面及/或凹面)，如用於眼鏡片之各種基礎曲面所例示。
如本文所用之術語「固化(cure)」、「固化(cured)」及相關術語意謂形成可固化組合物之可聚合及/或可交聯組分的至少一部分至少部分聚合及/或交聯。根據一些實施例，交聯程度可在完全交聯之5%至100%範圍內變化。根據一些其他實施例，交聯程度可在完全交聯之30%至95%，諸如35%至95%或50%至95%或50%至85%範圍內變化。交聯程度可在包括敍述值的此等敍述下限值及上限值之任何組合之間的範圍內變化。
如本文所用之術語「光化輻射」意謂能夠引起材料反應，諸如(但不限於)光致變色材料自一種形式或狀態轉變成另一形式或狀態(如本文中進一步詳細論述)或諸如塗料組合物之材料固化的電磁輻射。光化輻射包括波長在紫外(「UV」)光範圍、經可見光範圍且至紅外(IR)範圍內變化的電磁輻射。可用於固化本發明中使用之塗料組合物的光化輻射一般具有在150至2,000奈米(nm)範圍內的電磁輻射波長，可在180至1,000nm範圍內，且亦可在200至500nm範圍內。適合紫外光源之實例包括汞弧、碳弧、低壓、中壓或高壓汞燈、漩流電漿弧及紫外光發射二極體。在一些實施例下，紫外光發射燈包括具有跨越燈管長度，在每吋200至600瓦(每公分79至237瓦)範圍內之輸出的中壓汞蒸汽燈。在一些實施例下，在藉由使薄膜穿過中壓汞蒸汽燈以提供每平方公分濕潤薄膜200至1000毫焦耳之光化輻射暴露而暴露於光化輻射時，塗料組合物之1密耳(25微米)厚的濕潤薄膜可穿過其厚度固化至不黏狀態。
除非以其他方式明確及肯定限於一種指示物，否則如本文所用，冠詞「一種(a)」、「一種(an)」及「該」包括複數種指示物。
除非另外指明，否則應瞭解本文所揭示之所有範圍或比率涵蓋 任何及所有其中所包含之子範圍或子比率。舉例而言，「1至10」之所述範圍或比率應視為包括最小值1與最大值10之間(且包括最小值1與最大值10)的任何及所有子範圍；亦即，以最小值1或更大開始且以最大值10或更小結束的所有子範圍或子比率，諸如(但不限於)1至6.1、3.5至7.8及5.5至10。
除非另外指明，否則應瞭解本說明書及申請專利範圍中所用之所有表示尺寸、物理特性等數字在所有情況下均由術語「約」修飾。
如本文所用之術語「無閥」意謂不含閥(不包括閥)。
如本文所用，可結合本發明方法之一些實施例使用的旋轉塗佈機亦稱為可調式旋轉塗佈機，以達成包括(但不限於)表明旋轉塗佈機可靈活地將複數種塗料組合物按可選自複數種塗層施加順序之順序施加的目的。
如本文所用之術語「IR」意謂紅外線，諸如紅外輻射。
如本文所用之術語「UV」意謂紫外線，諸如紫外輻射。
如本文所用，諸如關於第一及第二有機溶劑之術語「可互溶」意謂能夠以任何比率混合，不分成多相，諸如分成兩相。
應瞭解如本文中呈現之本發明之各種實施例及實例例示本發明，且不限制其，且對本發明之範疇無限制。
本發明之方法包括將第一有機溶劑施加至光學基材之表面。可用本發明之方法塗佈的光學基材之實例包括(但不限於)平光鏡片、處方鏡片，其在每種情況下可為成品鏡片、未完成鏡片或鏡片坯料。根據一些其他實施例，用本發明之方法塗佈的鏡片具有50-85mm之直徑，具有變化之背面曲率(諸如1/2基弧至高達10倍基弧)。僅供參考，成品鏡片為將具有(通常藉由研磨及拋光)成形至所需輪廓之鏡片之前及後表面的鏡片，而半成品鏡片將僅具有一個(例如頂或前)表面完成。成品與未完成鏡片常常進行進一步加工，諸如用光致變色材料、 硬塗層、著色層、平坦化層塗佈(一般分類為提供光學、美觀或保護特性之塗層)，以及磨邊以配合所需形狀或其他加工，從而與框架或支撐結構耦接。
在一些實施例下，用本發明之方法前處理及塗佈之光學基材可由有機材料、無機材料或其組合(例如複合材料)形成且相應地包括該等材料。
根據本發明之各種實施例可用作光學基材的有機材料之實例包括聚合材料，諸如均聚物及共聚物，由美國專利5,962,617及美國專利5,658,501中第15欄第28行至第16欄第17行所揭示的單體及單體混合物製備。舉例而言，此類聚合材料可為熱塑性或熱固性聚合材料，可為透明或光學透明的，且可具有任何所需要之折射率。此類單體及聚合物之實例包括：多元醇(碳酸烯丙酯)單體，例如二乙二醇碳酸烯丙酯，諸如二乙二醇雙(碳酸烯丙酯)，該單體由PPG Industries,Inc.以商標CR-39出售；聚脲-聚胺基甲酸酯(聚脲-胺基甲酸酯)聚合物，其例如藉由聚胺基甲酸酯預聚物與二胺固化劑之反應製備，一種此類聚合物之組合物由PPG Industries,Inc.以商標TRIVEX出售；多元醇(甲基)丙烯醯基封端碳酸酯單體；二乙二醇雙甲基丙烯酸酯單體；乙氧基化苯酚甲基丙烯酸酯單體；二異丙烯基苯單體；乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯單體；乙二醇二甲基丙烯酸酯單體；聚(乙二醇)雙甲基丙烯酸酯單體；胺基甲酸酯丙烯酸酯單體；聚(乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯)；聚(乙酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(偏二氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯；聚胺基甲酸酯；聚硫代胺基甲酸酯；熱塑性聚碳酸酯，諸如衍生自雙酚A及光氣之碳酸酯鍵聯之樹脂，一種此類材料以商標LEXAN出售；聚酯，諸如以商標MYLAR出售之材料；聚(對苯二甲酸伸乙酯)；聚乙烯丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，諸如以商標PLEXIGLAS出售之材料，及藉由多官能異氰酸酯與聚硫醇或聚環 硫化物單體反應，與聚硫醇、聚異氰酸酯、聚異硫氰酸酯及視情況烯系不飽和單體或鹵化含芳族基乙烯基單體均聚或共聚及/或三聚所製備之聚合物。亦涵蓋此類單體之共聚物及所述聚合物及共聚物與例如形成嵌段共聚物或互穿網狀產物之其他聚合物的摻合物。
在本發明之一些實施例下，光學基材可為眼用基材。適用於形成眼用基材之有機材料之實例包括技術公認之適用作眼用基材的聚合物，諸如用於製備供光學應用之光學透明鑄件(諸如眼鏡片)的有機光學樹脂。
在本發明之一些實施例下可用作光學基材之無機材料的實例包括玻璃、礦物質、陶瓷及金屬。在一些實施例下，光學基材可包括玻璃。在其他實施例中，光學基材可具有反射表面，例如拋光陶瓷基材、金屬基材或礦物質基材。在其他實施例中，反射塗層或層(例如金屬層，諸如銀層)可沈積或以其他方式施加至無機或有機基材之表面以使其為反射性的或增強其反射性。
可用於根據本發明之一些實施例之方法的光學基材亦可包括未著色、著色、線偏振、圓偏振、橢圓偏振、光致變色或著色-光致變色基材。如本文所用，關於光學基材，術語「未著色」意謂基本上未添加著色劑(諸如習知染料)且具有回應於光化輻射不顯著變化之針對可見光輻射之吸收光譜的光學基材。此外，關於光學基材，術語「著色」意謂添加著色劑(諸如習知染料)且具有回應於光化輻射不顯著變化之針對可見光輻射之吸收光譜的基材。
如本文所用，關於光學基材之術語「圓偏振」係指適於使電磁輻射圓偏振之光學基材。如本文所用，關於光學基材之術語「橢圓偏振」係指適於使電磁輻射橢圓偏振之光學基材。此外，如本文所用，關於光學基材之術語「著色-光致變色」意謂添加著色劑以及光致變色材料且具有回應於至少光化輻射變化之針對可見光輻射之吸收光譜 的光學基材。因而，舉例而言，當暴露於光化輻射時，著色-光致變色基材可具有表徵著色劑之第一顏色及表徵著色劑與光致變色材料之組合的第二顏色。
在一些實施例下，本發明之方法包括將第一有機溶劑施加至光學基材之表面的步驟，此在光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面。如本文所使用，術語「有機溶劑潤濕之表面」意謂第一有機溶劑存在於光學基材之表面上，諸如在一些其他實施例下，實質上均勻存在於已施加第一有機溶劑之光學基材之表面上。
第一有機溶劑可使用一或多種技術公認之施加方法施加。根據一些實施例，第一有機溶劑藉由噴霧法、簾式塗佈法、浸漬(或浸沒)塗佈法、旋轉塗佈法、刮(或刮擦)刀塗覆法及兩種或兩者以上此類施加方法之組合施加至光學基材之表面。
在一些實施例下，第一有機溶劑在周圍條件，諸如標準溫度及壓力之條件下，施加至光學物件之表面。
在一些實施例下，第一有機溶劑可為單一有機溶劑或兩種或兩種以上有機溶劑之組合。在一些實施例下，第一有機溶劑係選自N-甲基2-吡咯啶酮、二乙二醇單丁醚、乙酸之2-丁氧基乙酯、乙二醇單己醚、乙酸正丁酯、二醇醚、包括芳族烴摻合物之烴摻合物；以及兩種或兩種以上此類有機溶劑之組合。在一些實施例下，烴摻合物之烴可包括：(i)一或多種C5-C30直鏈或分支鏈烴，其可不含碳碳不飽和及/或包括選自二價烯基(諸如-CH=CH-)及/或二價炔基(諸如-C≡C-)之碳碳不飽和；及/或(ii)一或多種C5-C18芳族單環及/或多環稠環芳族烴。
根據本發明方法之一些其他實施例，第一有機溶劑為N-甲基2-吡咯啶酮。
在一些實施例下，本發明之方法進一步包含將可固化光致變色塗料組合物施加在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上。可固化光致變 色塗料組合物之此類施加在光學基材之表面上形成可固化光致變色塗層。可固化光致變色塗料組合物包括第二有機溶劑。
本發明方法之可固化光致變色塗料組合物包括有機溶劑，其中第二有機溶劑可形成可固化光致變色塗料組合物之有機溶劑的部分或全部。在一些實施例下，第二有機溶劑以51重量百分比至100重量百分比，或60重量百分比至100重量百分比，或75重量百分比至100重量百分比，或80重量百分比至100重量百分比，或90重量百分比至100重量百分比，或95重量百分比至100重量百分比之量存在於可固化光致變色塗料組合物之有機溶劑中，其中在每種情況下重量百分比以可固化光致變色塗料組合物之有機溶劑之總重量計。
在一些實施例下，有機溶劑可以1重量百分比至95重量百分比，或10重量百分比至75重量百分比，或25重量百分比至60重量百分比之量存在於可固化光致變色塗料組合物中，其中在每種情況下重量百分比以可固化光致變色塗料組合物之總重量計。
在一些實施例下，可固化光致變色塗料組合物之第二有機溶劑可為單一有機溶劑或兩種或兩種以上有機溶劑之組合。在一些其他實施例下，第二有機溶劑係選自N-甲基2-吡咯啶酮、二乙二醇單丁醚、乙酸之2-丁氧基乙酯、乙二醇單己醚、乙酸正丁酯、二醇醚、包括芳族烴摻合物之烴摻合物；以及兩種或兩種以上此類有機溶劑之組合。在一些實施例下，烴摻合物之烴可包括：(i)一或多種C5-C30直鏈或分支鏈烴，其可不含碳碳不飽和及/或包括選自二價烯基(諸如-CH=CH-)及/或二價炔基(諸如-C≡C-)之碳碳不飽和；及/或(ii)一或多種C5-C18芳族單環及/或多環稠環芳族烴。
根據本發明方法之一些其他實施例，可固化光致變色塗料組合物之第二有機溶劑為N-甲基2-吡咯啶酮。
根據本發明之一些實施例，第一有機溶劑與第二有機溶劑(可固 化光致變色塗料組合物)彼此可互溶。第一有機溶劑可包括一或多種有機溶劑，且第二有機溶劑可包括一或多種有機溶劑，其條件是第一有機溶劑與第二有機溶劑彼此可互溶，因而第一有機溶劑與第二有機溶劑在以任何比率混合時將形成單相且不分成兩個或兩個以上相。
在一些實施例下，第一有機溶劑與第二有機溶劑相同。在一些實施例下，第一有機溶劑由單一有機溶劑構成，第二有機溶劑由單一有機溶劑構成，其在各情況下為相同有機溶劑。在一些其他實施例下，第一有機溶劑由兩種或兩種以上有機溶劑構成，第二有機溶劑由兩種或兩種以上有機溶劑構成，且第一及第二有機溶劑各由相同比例之有機溶劑相同組合構成，諸如重量百分比以有機溶劑組合之總重量計。
在一些實施例下，本發明方法之可固化光致變色塗料組合物包括：可固化樹脂組分；光致變色化合物；有機溶劑(包括如本文中先前描述之第二有機溶劑)；以及視情況選用之一或多種添加劑。根據本發明之一些實施例，所施加之可固化光致變色塗料組合物可藉由暴露於例如以下來固化：周圍溫度，諸如在兩組分塗料組合物之情況下；高溫(例如80℃至150℃，歷時5至60分鐘)，諸如在熱固化塗料組合物之情況下；或光化輻射，諸如在紫外光可固化塗料組合物之情況下。
根據一些實施例，所得(固化)光致變色塗層(由所施加之可固化光致變色塗料組合物固化產生)包括一種有機基質，該有機基質包括：(i)選自聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚、聚硫醚、聚酯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚硫代胺基甲酸酯、聚乙烯、聚烯烴及其組合的聚合物；以及(ii)選自醚鍵、硫化物鍵、羧酸酯鍵、碳酸酯鍵(例如-O-C(O)-O-)、胺基甲酸酯鍵(例如-N(H)-C(O)-O-)、硫代胺基甲酸酯鍵(例如-N(H)-C(O)-S-)、矽氧烷鍵、碳碳鍵及其組合的複數種交聯鍵。在一些實施 例下，在光致變色塗層之有機基質中藉由自由基反應或自由基聚合，諸如在光化輻射可固化塗料組合物之情況下形成碳碳鍵。
根據一些實施例，本發明之方法進一步包括使可固化光致變色塗層固化，此形成固化之光致變色塗層。根據一些實施例，該固化之光致變色塗層包括胺基甲酸酯鍵，諸如-N(H)-C(O)-O-鍵，及硫代胺基甲酸酯鍵，諸如-N(H)-C(O)-S-鍵。在一些實施例下，胺基甲酸酯鍵由羥基(-OH)與異氰酸酯基(-NCO)之反應產生。在一些實施例下，硫代胺基甲酸酯鍵由硫醇基(-SH)與異氰酸酯基(-NCO)之反應產生。在一些實施例下，羥基及硫醇基可存在於一或多種聚合物上，包括本文中先前描述之聚合物，諸如(甲基)丙烯酸酯聚合物。在一些實施例下，異氰酸酯基可存在於聚異氰酸酯交聯劑上，包括如本文中進一步描述之交聯劑。
根據一些其他實施例，可固化光致變色塗料組合物包括：具有選自羥基、硫醇、一級胺、二級胺及其組合之活性氫官能基的(甲基)丙烯酸酯共聚物；視情況存在之不同於(甲基)丙烯酸酯共聚物之多元醇；聚異氰酸酯，諸如二異氰酸酯及/或三異氰酸酯，各視情況用諸如3,5-二甲基吡唑之適合阻斷或離去基阻斷；一或多種有機溶劑，如本文中先前描述；以及視情況選用之一或多種添加劑，包括(但不限於)黏著促進劑、偶合劑、紫外光吸收劑、熱穩定劑、催化劑、自由基清除劑、塑化劑、流動添加劑及/或靜態色彩或靜態染料(亦即不光致變色之色彩或染料)。
可製備可固化光致變色塗料組合物之活性氫官能(甲基)丙烯酸酯共聚物的(甲基)丙烯酸酯單體之實例包括(但不限於)C1-C20(甲基)丙烯酸酯、具有選自羥基、硫醇、一級胺及二級胺之至少一種活性氫基之C1-C20(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯之C1-C20基團可選自例如C1-C20直鏈烷基、C3-C20分支鏈烷基、C3-C20環烷基、C3-C20稠環聚環 烷基、C5-C20芳基及C10-C20稠環芳基。
可存在於可固化光致變色塗料組合物中之多元醇之實例包括(但不限於)丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、參羥基乙基異氰尿酸酯、異戊四醇、乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、庚二醇、己二醇、辛二醇、4,4'-(丙-2,2-二基)二環己醇、4,4'-亞甲基二環己醇、新戊二醇、2,2,3-三甲基戊-1,3-二醇、1,4-二羥甲基環己烷、2,2,4-三甲基戊二醇、4,4'-(丙-2,2-二基)二酚及4,4'-亞甲基二酚。在一些其他實施例下，可存在於可固化光致變色塗料組合物中之多元醇包括(但不限於)數量平均分子量為500至3500或650至2500或650至1500或850至1200或850至1000之多元醇，諸如(但不限於)聚醚多元醇及/或聚碳酸酯多元醇。製備光致變色塗層之可固化光致變色塗料組合物中可使用之其他多元醇包括(但不限於)技術公認之材料，諸如聚醚多元醇及聚碳酸酯多元醇，描述於美國專利第7,465,414號第15欄第22行至第16欄第62行中，其揭示內容以引用的方式併入本文中。
根據一些其他實施例，可存在於可固化光致變色塗層中之多元醇包括(但不限於)其主鏈內具有碳酸酯基之一或多種高分子量聚碳酸酯多元醇。在一些實施例下，此類高分子量聚碳酸酯多元醇為高分子量聚碳酸酯二醇。在一些其他實施例下，高分子量聚碳酸酯多元醇在主鏈中進一步包括一或多種選自酯鍵、醚鍵、醯胺鍵及/或胺基甲酸酯鍵之鍵。在一些實施例下，高分子量聚碳酸酯多元醇具有至少5000公克/莫耳或至少6000公克/莫耳或至少8000公克/莫耳的Mn值。在一些實施例下，高分子量聚碳酸酯多元醇具有小於或等於20,000公克/莫耳或小於或等於15,000公克/莫耳或小於或等於10,000公克/莫耳之Mn值。根據一些其他實施例，高分子量聚碳酸酯多元醇具有在上述上限與下限值之任何組合之間的範圍內的Mn值，諸如5000至20,000公克/莫耳或6000至15,000公克/莫耳或8000至10,000公克/莫耳。在一些實 施例下，聚碳酸酯多元醇具有小於或等於2.0或小於或等於1.5或小於或等於1.3之PDI值。
在一些實施例下，高分子量聚碳酸酯多元醇藉由技術公認之分離方法製備，該等方法包括自由低及高分子量聚碳酸酯多元醇之混合物構成的饋料聚碳酸酯多元醇分離聚碳酸酯多元醇之高分子量餾份。在一些實施例下，高分子量聚碳酸酯多元醇藉由用諸如甲醇之適合溶劑連續洗滌饋料聚碳酸酯多元醇，在各連續洗滌之間移除低分子量餾份，直至獲得具有期望高(或增加)分子量，諸如Mn值為至少5000公克/莫耳，及期望低(或降低)PDI值，諸如小於或等於1.5的產物聚碳酸酯多元醇來獲得。在一些實施例下，自饋料脂族聚碳酸酯多元醇分離高分子量聚碳酸酯多元醇。在一些實施例下，分離出高分子量聚碳酸酯多元醇之市售饋料脂族聚碳酸酯多元醇之實例包括(但不限於)：PC-1122聚碳酸酯多元醇，其可購自Stahl USA；ETERACOLLTM PH-200D、PH-200及UH-200聚碳酸酯多元醇，其可購自Ube Chemical；DURANOLTM T5652聚碳酸酯多元醇，其可購自Asahi-KASEI；及/或RAVECARBTM 107聚碳酸酯多元醇，其可購自Enichem。
可存在於可固化光致變色塗層中之高分子量聚碳酸酯多元醇包括(但不限於)進一步詳細描述於引用揭示內容以引用的方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2012/0212840 A1號之第[0041]-[0047]段及第[0102]-[0114]段中的高分子量聚碳酸酯多元醇。
可存在於製備(或形成)光致變色塗層之可固化光致變色塗料組合物中之多官能異氰酸酯(或聚異氰酸酯)包括(但不限於)脂族、芳族、環脂族及雜環聚異氰酸酯及此類聚異氰酸酯之混合物。可存在於光致變色塗料組合物中之聚異氰酸酯之實例包括(但不限於)：甲苯-2,4-二異氰酸酯；甲苯-2,6-二異氰酸酯；二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯；二苯基甲烷-2,4'-二異氰酸酯；二異氰酸對伸苯酯；二異氰酸聯二苯 酯；二異氰酸3,3'-二甲基-4,4'-二伸苯酯；四亞甲基-1,4-二異氰酸酯；六亞甲基-1,6-二異氰酸酯；2,2,4-三甲基己烷-1,6-二異氰酸酯；離胺酸甲酯二異氰酸酯；雙(異氰酸基乙基)反丁烯二酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；二異氰酸伸乙酯；十二烷-1,12-二異氰酸酯；環丁烷-1,3-二異氰酸酯；環己烷-1,3-二異氰酸酯；環己烷-1,4-二異氰酸酯；二異氰酸甲酯環己酯；六氫甲苯-2,4-二異氰酸酯；六氫甲苯-2,6-二異氰酸酯；六氫伸苯基-1,3-二異氰酸酯；六氫伸苯基-1,4-二異氰酸酯；全氫二苯基甲烷-2,4'-二異氰酸酯；全氫二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯；含有異氰尿酸酯、脲基、縮二脲或脲基甲酸酯鍵之此類二異氰酸酯的二聚體及三聚體(諸如異佛爾酮二異氰酸酯之三聚體)；以及其兩者或兩者以上之混合物及/或組合。可存在於光致變色塗料組合物中之聚異氰酸酯之其他實例包括(但不限於)揭示內容以引用的方式併入本文中之美國專利第7,465,414號第16欄第63行至第17欄第38行中所描述之聚異氰酸酯。
製備(或形成)光致變色塗層之可固化光致變色塗料組合物中可使用之催化胺基甲酸酯鍵形成的催化劑包括(但不限於)技術公認之材料，諸如有機酸之一或多種亞錫鹽，其實例包括(但不限於)辛酸亞錫、二月桂酸二丁錫、二乙酸二丁錫、硫醇二丁錫、二順丁烯二酸二丁錫、二乙酸二甲錫、二月桂酸二甲錫及1,4-二氮雙環[2.2.2]辛烷。催化劑之其他類別包括(但不限於)有機酸之鉍鹽，諸如2-乙基己酸鉍及基於鋅之催化劑。在一些實施例下，催化劑以至少足以在採用之特定固化條件下催化胺基甲酸酯鍵形成之量存在於可固化光致變色塗料組合物中。在一些實施例下，催化劑為有機酸之亞錫鹽，其以每100份形成聚胺基甲酸酯之組分0.0005-0.02份之量存在。在一些實施例下，可與本發明方法之可固化光致變色塗料組合物可選自之可固化聚胺基甲酸酯塗料組合物一起使用的諸如多元醇、聚異氰酸酯及催化劑 之組分的其他非限制性實例描述於US 4,889,413及US 6,187,444 B1中。
可固化光致變色塗料組合物可進一步包括至少一種添加劑，該至少一種添加劑在一些實施例下，能夠促進可固化光致變色塗料組合物及所得光致變色塗層之加工、特性或效能中的一或多者。此類添加劑之非限制性實例包括靜態染料、光引發劑、熱引發劑、聚合抑制劑、光穩定劑(諸如(但不限於)紫外光吸收劑及光穩定劑，諸如受阻胺光穩定劑(HALS))、熱穩定劑(諸如(但不限於)位阻酚)、脫模劑、流變控制劑、調平劑(諸如(但不限於)界面活性劑)、自由基清除劑及黏著促進劑(諸如己二醇二丙烯酸酯及偶合劑)。
可存在於可固化光致變色塗料組合物及所得光致變色塗層中之靜態染料(亦即不光致變色之色彩或染料)的實例包括(但不限於)技術公認之能夠賦予光致變色塗層所需顏色或其他光學性質的靜態有機染料。可存在於光致變色塗料組合物及光致變色塗層中之靜態染料之實例包括(但不限於)偶氮染料、蒽醌染料、二苯并哌喃染料、吖嗪染料、碘、碘鹽、聚偶氮染料、芪染料、吡唑啉酮染料、三苯基甲烷染料、喹啉染料、噁嗪染料、噻嗪染料、多烯染料及其混合物及/或組合。在一些實施例下，固定染料可選自之蒽醌染料的實例包括(但不限於)1,4-二羥基-9,10-蒽二酮(CAS登錄號81-64-1)、1,4-雙(4-甲基苯基)胺基-9,10-蒽二酮(CAS登錄號128-80-3)、1,4-雙((2-溴-4,6-二甲基苯基)胺基)-9,10-蒽二酮(CAS登錄號18038-98-8)及其混合物。
可固化光致變色塗料組合物及相對應地光致變色塗層包括至少一種光致變色化合物。可包括在光致變色塗料組合物中之光致變色化合物類別包括(但不限於)無機光致變色化合物、熱可逆哌喃、非熱可逆哌喃、熱可逆噁嗪、非熱可逆噁嗪、熱可逆俘精酸酐及/或非熱可逆俘精酸酐。
可包括在光致變色塗料組合物中之無機光致變色化合物之實例包括(但不限於)鹵化銀、鹵化鎘及/或鹵化銅之微晶。無機光致變色材料之其他實例包括(但不限於)藉由添加銪(II)及/或鈰(II)至諸如鈉矽玻璃之無機玻璃中所製備的材料。根據一些實施例，無機光致變色材料可添加至熔融玻璃中且形成粒子，該等粒子併入光致變色塗料組合物中以形成包含此類粒子之微粒。玻璃微粒可藉由各種技術公認之方法中的任一者形成。無機光致變色材料之其他實例進一步描述於Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第4版，第6卷，第322-325頁中。
光致變色化合物可選自且可用於本發明之各種實施例的熱可逆光致變色哌喃之實例包括(但不限於)：苯并哌喃；萘并哌喃，例如萘并[1,2-b]哌喃、萘并[2,1-b]哌喃；茚并稠合萘并哌喃，諸如美國專利US 5,645,767第2欄第16行至第12欄第57行中所揭示之茚并稠合萘并哌喃；雜環稠合萘并哌喃，諸如美國專利第US 5,723,072號第2欄第27行至第15欄第55行、第US 5,698,141號第2欄第11行至第19欄第45行、第US 6,153,126號第2欄第26行至第8欄第60行及第US 6,022,497號第2欄第21行至第11欄第46行中所揭示之雜環稠合萘并哌喃；螺-9-茀并[1,2-b]哌喃；菲并哌喃；喹啉并哌喃；丙二烯合茀并哌喃；螺哌喃，例如螺(苯并吲哚啉)萘并哌喃、螺(吲哚啉)苯并哌喃、螺(吲哚啉)萘并哌喃、螺(吲哚啉)喹啉并哌喃及螺(吲哚啉)哌喃。萘并哌喃及相關有機光致變色物質之其他實例描述於例如美國專利US 5,658,501第1欄第64行至第13欄第17行。前述美國專利之相關引用部分以引用的方式併入本文中。螺(吲哚啉)哌喃亦描述於文本Techniques in Chemistry，第III卷，「Photochromism」，第3章，Glenn H.Brown編，John Wiley and Sons,Inc.,New York,1971中。
光致變色化合物可選自且可用於本發明之各種實施例的熱可逆 光致變色噁嗪之實例包括(但不限於)苯并噁嗪、萘并噁嗪及螺噁嗪，例如螺(吲哚啉)萘并噁嗪、螺(吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪、螺(苯并吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪、螺(苯并吲哚啉)萘并噁嗪、螺(吲哚啉)苯并噁嗪、螺(吲哚啉)丙二烯合茀噁嗪及螺(吲哚啉)喹啉并噁嗪。
光致變色化合物可選自且可用於本發明之各種實施例的熱可逆光致變色俘精酸酐之實例包括(但不限於)：俘精醯亞胺，諸如3-呋喃基及3-噻吩基俘精醯亞胺；俘精酸酐，諸如3-呋喃基及3-噻吩基俘精酸酐，揭示於美國專利4,931,220第2欄第51行至第10欄第7行中；及任何前述光致變色材料/化合物之混合物。可用於本發明之各種實施例的其他非熱可逆光致變色化合物之實例包括(但不限於)美國專利申請公開案2005/0004361第[0314]段至第[0317]段中所揭示之光致變色化合物。
在一些實施例下，可固化光致變色塗料組合物包括選自以下之光致變色化合物：茚并稠合萘并哌喃、萘并[1,2-b]哌喃、萘并[2,1-b]哌喃、螺茀并[1,2-b]哌喃、菲并哌喃、喹啉并哌喃、丙二烯合茀并哌喃、螺哌喃、苯并噁嗪、萘并噁嗪、螺(吲哚啉)萘并噁嗪、螺(吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪、螺(吲哚啉)丙二烯合茀并噁嗪、螺(吲哚啉)喹啉并噁嗪、俘精酸酐、俘精醯亞胺、二芳基乙烯、二芳基烷基乙烯、二芳基烯基乙烯及其兩者或兩者以上之組合。
光致變色化合物以至少足夠提供具有所需水準光致變色特性之光致變色光學物件的量(在一些實施例中稱作光致變色量)存在於光致變色塗層中。在一些實施例下，存在於光致變色塗層中之光致變色化合物之量為以光致變色塗層之總重量計0.01重量百分比至40重量百分比。
可固化光致變色塗料組合物可藉由技術公認之方法施加在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上。在一些實施例下，可固化光致變色塗 料組合物藉由噴霧法、簾式塗佈法、浸漬(或浸沒)塗佈法、旋轉塗佈法、刮(或刮擦)刀塗覆法及其組合施加。
由可固化光致變色塗料組合物施加及固化產生的光致變色塗層可包括單層或多層，其中各層包括一或多種光致變色化合物。光致變色塗層可具有任何適合厚度，條件為其提供所需水準之光致變色特性，諸如(但不限於)光學密度值之所需範圍。在一些實施例下，光致變色塗層具有0.5至50微米，諸如1至45微米，或2至40微米，或5至30微米，或10至25微米之厚度。
出於非限制性展示之目的且參考圖4，在一些實施例下，本發明之方法形成光致變色光學物件7，其具有光學基材52，且光致變色塗層54在其表面(諸如上或前表面，如所描繪)上形成。根據一些其他實施例，本發明之方法包括在先前施加之光致變色塗層上形成保護性塗層，如本文中進一步詳細描述。進一步參考圖4，光致變色光學物件7在下層光致變色塗層54上進一步包括保護性塗層56。
在一些實施例下，與比較製程相比，本發明之方法允許使用更小(或降低)量之可固化光致變色塗料組合物，在比較製程中相同可固化光致變色塗料組合物施加在先前未用第一有機溶劑處理且不為有機溶劑潤濕之表面的可比較光學基材之乾燥表面上。出於非限制性展示之目的，關注圖式之圖3A及3B。圖3A及3B每一者之光致變色光學物件之光學基材52具有相同組成，且相同可固化光致變色塗料組合物及其相同量施加在各光學基材上。在施加可固化光致變色塗料組合物之前，圖3B之光學物件5之光學基材52不經受形成有機溶劑潤濕之表面的第一有機溶劑之前處理施加。在施加可固化光致變色塗料組合物之前，圖3A之光學物件6之光學基材52經受第一有機溶劑之前處理施加以形成有機溶劑潤濕之表面。代表根據本發明之方法製備之光致變色光學物件的圖3A之光致變色光學物件6具有在其上(或前)表面上形成 之實質上均勻之光致變色塗層54。不代表根據本發明之方法製備之光致變色光學物件的圖3之光致變色光學物件5具有在其上(或前)表面上形成之不均勻之光致變色塗層54。
在一些實施例下，本發明之方法進一步包括將可固化保護性塗料組合物施加在可固化光致變色塗層上，由此在該可固化光致變色塗層上形成可固化保護性塗層；以及使可固化保護性塗層至少部分固化。根據一些實施例，使可固化保護性塗層至少部分固化同時使下層可固化光致變色塗層至少部分固化。
在一些其他實施例下，可固化光致變色塗層至少部分固化，諸如完全固化；可固化保護性塗層施加在至少部分固化之光致變色層上，由此在至少部分固化之光致變色層上形成可固化保護性塗層；以及可固化保護性塗層至少部分固化。
在一些實施例下，所得(或固化)保護性塗層(由所施加之可固化保護性塗料組合物固化產生)包括一種有機基質，該有機基質包括：(i)選自聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚、聚硫醚、聚酯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚硫代胺基甲酸酯、聚乙烯、聚烯烴及其組合的聚合物；以及(ii)選自醚鍵、硫化物鍵、羧酸酯鍵、碳酸酯鍵(例如-O-C(O)-O-)、胺基甲酸酯鍵(例如-N(H)-C(O)-O-)、硫代胺基甲酸酯鍵(例如-N(H)-C(O)-S-)、矽氧烷鍵、碳碳鍵及其組合的複數種交聯鍵。在一些實施例下，在保護性塗層之有機基質中藉由自由基反應或自由基聚合，諸如在光化輻射可固化塗料組合物之情況下形成碳碳鍵。
根據一些實施例，視情況選用之可固化保護性塗料組合物及所得保護性塗層各不含一或多種光致變色化合物。
在一些實施例下，視情況存在之可固化保護性塗料組合物係選自耐磨塗料組合物，諸如「硬塗層」。可固化保護性塗料組合物之施加形成可固化保護性塗層，其藉由固化來轉變成保護性塗層。各保護 性塗層可包括單層，或多層，各具有相同或不同組成。由視情況存在之可固化保護性塗料組合物形成的視情況存在之保護性塗層可選自包括有機矽烷之耐磨塗層、包括放射線固化之基於丙烯酸酯之薄膜的耐磨塗層、基於諸如二氧化矽、二氧化鈦及/或氧化鋯之無機材料之耐磨塗層、紫外光可固化類型之有機耐磨塗層、氧氣障壁塗層、UV屏蔽塗層及其組合。在一些實施例下，視情況存在之保護性塗層為包括放射線固化之基於丙烯酸酯之薄膜的第一塗層及包括有機矽烷之第二塗層的硬塗層。市售硬塗層產品之非限制性實例包括可購自SDC Coatings,Inc.之SILVUE®124塗層及可購自PPG Industries,Inc.之HI-GARD®塗層。
視情況存在之保護性塗層可選自技術公認之硬塗層材料，諸如有機矽烷耐磨塗層。有機矽烷耐磨塗層常常稱為硬塗層或基於聚矽氧之硬塗層，為此項技術中所熟知，且可購自多家製造商，諸如SDC Coatings,Inc.及PPG Industries,Inc.。參考美國專利第4,756,973號第5欄第1-45行；以及美國專利第5,462,806號第1欄第58行至第2欄第8行及第3欄第52行至第5欄第50行，其揭示內容描述有機矽烷硬塗層且其揭示內容以引用的方式併入本文中。關於有機矽烷硬塗層之揭示，亦參考揭示內容亦以引用的方式併入本文中之美國專利第4,731,264號、第5,134,191號、第5,231,156號及國際專利公開案WO 94/20581。硬塗層可藉由如本文中先前關於光致變色塗層所描述之彼等塗佈方法，諸如旋轉塗佈來施加。
可用於形成視情況存在之保護性塗層的其他可固化塗料組合物包括(但不限於)可固化多官能丙烯酸系硬塗層組合物、可固化基於三聚氰胺之硬塗層組合物、可固化基於胺基甲酸酯之硬塗層組合物、可固化基於醇酸樹脂之塗料組合物、可固化基於二氧化矽溶膠之硬塗層組合物及其他有機或無機/有機混雜硬塗層組合物。
在一些實施例下，視情況存在之可固化保護性塗料組合物層係選自技術公認之可固化有機矽烷型硬塗層組合物。視情況存在之可固化保護性塗料組合物可選自之有機矽烷型硬塗層組合物包括(但不限於)揭示內容以引用的方式併入本文中之美國專利第7,465,414 B2號之第24欄第46行至第28欄第11行所揭示的彼等有機矽烷型硬塗層組合物。
視情況存在之可固化保護性塗料組合物可選自之塗料組合物的其他實例包括(但不限於)：可固化基於(甲基)丙烯酸酯之保護性塗料組合物，諸如US 7,410,691中所描述；放射線可固化之基於丙烯酸酯之保護性塗料組合物，諸如US 7,452,611 B2中所描述；熱固化保護性塗料組合物，諸如US 7,261,843中所描述；基於順丁烯二醯亞胺之保護性塗料組合物，諸如US 7,811,480中所描述；以及基於樹突狀聚酯(甲基)丙烯酸酯之保護性塗料組合物，諸如US 7,189,456中所描述。
可固化保護性塗料組合物可視情況包括一或多種添加劑，諸如本文中關於可固化光致變色塗料組合物所描述。
在一些實施例下，可固化保護性塗料組合物藉由暴露於例如以下而可固化：周圍溫度，諸如在兩組分塗料組合物之情況下；高溫(例如80℃至150℃，歷時5至60分鐘)，諸如在熱固化之塗料組合物之情況下；或光化輻射，諸如在紫外光可固化塗料組合物之情況下。
視情況存在之保護性塗層可具有任何適合厚度。在一些實施例下，視情況存在之保護性塗層具有0.5微米至20微米，諸如1至10微米，或2至8微米，或3至5微米之厚度，包括所敍述之值。
在一些實施例下，本發明之方法進一步包括視情況施加一或多種不同於保護性塗料組合物之其他塗料組合物在光致變色塗層上。在一些實施例下，本發明之方法包括將抗反射塗層施加在光致變色塗層上。在一些實施例下，視情況選用之抗反射塗層可插入光致變色塗層 與保護性塗層之間，或存在於保護性塗層上，或在不存在保護性塗層下存在於光致變色塗層上。
視情況選用之抗反射塗層可選自技術公認之抗反射塗層，且通常包括各具有不同折射率之至少兩層。在一些實施例下，視情況選用之抗反射塗層包括具有1.6至2.5或1.95至2.4之折射率的第一層及具有1.30至1.48或1.38至1.48之折射率的第二層。在一些實施例下，視情況選用之抗反射塗層包括複數個此類交替第一層與第二層。在一些實施例下，視情況選用之抗反射塗層之第一層包括TiO2、Ti2O3、Ti3O5、Pr6O11+xTiO2、CeO2、HfO2、Ta2O5、ZrO2及SnO2中之至少一者。在一些實施例下，視情況選用之抗反射塗層之第二層包括SiO2、MgF2、AlF3、BaF2、Na5Al3F14、Na3AlF6及YF3中之至少一者。視情況選用之抗反射塗層可選自的抗反射塗層之實例描述於揭示內容以引用的方式併入本文中之美國專利第6,175,450 B1號第1欄第56行至第2欄第7行；第2欄第50-65行以及第5欄第22-58行中。
在一些實施例下，本發明之方法進一步包括在第一有機溶劑施加之前，諸如步驟(i)之前，用電漿處理光學物件之表面，由此將光學物件之表面轉變成電漿處理之表面。隨後第一有機溶劑施加至電漿處理之表面，由此在光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面。
電漿表面處理可選自一或多種技術公認之電漿表面處理方法，包括(但不限於)電暈處理、常壓電漿處理、常壓處理、火焰電漿處理及/或化學電漿處理。在一些實施例下，電漿表面處理為電暈表面處理。
在一些實施例下，包括電暈處理之電漿處理提供一種改變光學基材表面特性之乾淨且有效的方法，諸如在不改變光學基材之主體特性下粗糙化及/或以化學方式改變其一或多個表面。在一些實施例下，一或多種惰性氣體(諸如(但不限於)氬氣及/或氮氣)及/或一或多種 反應性氣體(諸如(但不限於)氧氣、CO及/或CO2)可用作形成電漿之氣體。在一些實施例下，惰性氣體使光學基材之表面粗糙化。在一些實施例下，諸如氧氣之反應性氣體可藉由例如在處理表面上形成羥基及/或羧基使暴露於電漿之表面粗糙化及以化學方式改變。
在一些實施例下，電漿表面處理製程(或步驟)中氧氣之使用可提供光學基材表面有效程度之物理粗糙化及化學改質，此可在不會不利地影響光學基材之諸如光學特性之其他特性下提高黏著。常壓空氣亦可用於形成電漿氣體，且在一些實施例下，為反應氣體。在一些實施例下，表面粗糙化及/或化學改質之程度隨電漿氣體及形成及施加電漿的操作條件而變，包括表面處理之時間長短。在一些實施例下，在諸如腔室14(如本文中將進一步詳細描述)之適合腔室中，光學基材暴露於電漿表面處理1至5分鐘，由此形成表面處理之光學基材，其可諸如在旋轉塗佈機10(如本文中將進一步詳細描述)中進一步加工。光學基材之表面處理亦可移除其表面上存在之外來污染物。在一些實施例下，某些表面污染物之存在可不當地降低光學基材表面之表面能。在一些實施例下，在移除表面污染物之後所得的高表面能促進塗層潤濕。
在本發明方法之一些實施例下，第一有機溶劑及可固化光致變色塗料組合物各獨立地藉由旋轉塗佈施加方法施加。根據本發明方法之一些其他實施例，第一有機溶劑及可固化光致變色塗料組合物各獨立地藉由旋轉塗佈施加方法，使用旋轉塗佈機，諸如(但不限於)圖式之圖1及2中描繪之旋轉塗佈機10施加。
非限制性地參考圖式，圖1為可調式旋轉塗佈機10之代表性透視圖，該旋轉塗佈機包括或聯有整合之固化台，以根據本發明之一些實施例選擇性施加多塗層至光學基材。參考圖2，描繪圖1旋轉塗佈機10之修改實施例的代表性平面示意圖。
如本文中所述且根據一些實施例的可調式旋轉塗佈機10提供低成本、小規模(諸如每小時產生至多100個經塗佈之光學基材)之頂側旋轉塗佈機器，其可包括清洗、塗佈(利用多塗層中之一或多者及塗層組合)且利用若干不同固化方法(諸如UV、IR及/或熱固化設備)中之一或多者或其組合的表面前處理台(諸如(但不限於)電漿前處理台)。在一些實施例下，用於本發明之方法的旋轉塗佈機可在形成最少廢液及/或廢料下操作。
根據本發明方法之一些實施例使用的旋轉塗佈機可具有任何適合尺寸，其在一些實施例下可根據置放旋轉塗佈機進行操作的空間(諸如房間)按比例適當調整。在一些實施例下，包括殼體、控制面板及過濾器(諸如高效率顆粒空氣或HEPA過濾器)之旋轉塗佈機具有0.76公尺(m)至1.52m(2.5至5英尺)或0.91m至1.37m(3至4.5英尺)之寬度；0.91m至3.66m(3至12英尺)或0.91m至3.05m(3至10英尺)或1.22m至2.13m(4至7英尺)之長度；以及1.83m至3.05m(6至10英尺)或2.13m至2.74m(7至9英尺)之高度。
在一些實施例下，旋轉塗佈機10可用於塗佈多種基材，諸如(但不限於)光學基材。根據本發明之各種實施例可用旋轉塗佈機塗佈的光學基材之實例包括(但不限於)如本文中先前所描述之彼等光學基材，諸如平光鏡片、處方鏡片，其在每種情況下可為成品鏡片、未完成鏡片或鏡片坯料。
根據本發明之一些實施例，在一些實施例下，旋轉塗佈機10使用中之初始步驟包含將光學基材(諸如光學基材52)負載(參見參考或圖2之步驟12)至諸如電漿腔室14之表面處理腔室。在腔室14內進行的電漿表面處理可選自一或多種技術公認之電漿表面處理方法，包括(但不限於)電暈處理、常壓電漿處理、常壓處理、火焰電漿處理及/或化學電漿處理。在一些實施例下，在腔室14中進行之表面處理為氧電漿 處理。在一些實施例下，在腔室14中進行之電漿處理如本文中先前所描述。負載步驟12允許操作員在製程開始前目測檢查光學基材(或鏡片)的缺陷或破壞。若污跡可見，則操作員可在置放於其將進行電漿處理之電漿腔室14中之前手動清潔鏡片。在一些實施例下，手動清潔步驟可用去離子空氣進行。在一些替代實施例下，操作員可按需要用若干清潔劑之一，諸如醇(諸如異丙醇)或異丙醇水溶液或清潔劑水溶液擦拭鏡片。
在腔室14中進行電漿表面處理之後，在步驟16移除經表面處理之光學基材且在置放至旋轉塗佈機10之負載單元20上之前可視情況經受目測及/或自動檢查。光學基材沿著負載單元20上之行進路徑22運送，其可藉助於諸如輸送帶之輸送機來實現。光學基材沿著行進路徑22運送，直至其嚙合定位凹穴24。負載單元20使光學基材排隊等候，且防止光學基材彼此損害(諸如藉由彼此嚙合/摩擦/敲擊)，同時依序呈現及引入各個別光學基材至定位凹穴24中。定位凹穴24之邊緣經組態，諸如成角，以使各個別光學基材相對於定位凹穴之寬度位於預先選擇之位置(諸如中心位置或地點)。在一些實施例下，定位凹穴24亦包括至少一個(諸如至少兩個)鄰近感測器(諸如樑斷裂感測器26)，其鑑別各個別光學基材之前邊緣及/或後邊緣，且當感測光學基材且確定恰當定位(諸如居中)於定位凹穴24內時使輸送機停止。
定位凹穴24允許旋轉塗佈機10用抓放機器臂18(僅僅在圖1中展示)自動操作。機器臂18以在旋轉塗佈機10中進行之整個製程步驟中，維持光學基材之已知中心位置諸如在約2mm內的方式嚙合光學基材。在一些實施例下，光學鏡片之已知中心位置可作為機器臂18之精確度與光學基材由定位凹穴24及在其內之恰當初始定位的組合的結果而如此維持。抓放機器臂18之使用允許旋轉塗佈機10在機器臂18之周域(或操作區域)內完全自動操作，且與諸如完全手動製程之手動製 程相比使光學基材表面之破壞，諸如劃痕減至最少。
當藉由機器臂18抓取時，光學基材可為濕潤或乾燥。在一些實施例下，濕潤時，光學基材上面包括有機溶劑潤濕之表面或一或多個濕潤塗層，其不硬，諸如黏性及/或未固化。在一些其他實施例下，乾燥時，光學基材不含有機溶劑及/或塗層或包括一或多個硬(及不黏)，諸如固化之乾燥塗層。根據一些實施例，在其濕潤抓取期間(當光學基材濕潤時)機器臂18之夾持元件之底部嚙合且固定光學基材。在一些其他實施例下，在其乾燥抓取期間(當光學基材乾燥時)機器臂18之夾持元件之上部嚙合且固定鏡片。
在步驟12置放至腔室14中且在步驟16自腔室14移除各可用另一抓放機器臂(或同一抓放機器臂18)自動操作，其在一些實施例下在腔室14上游移動定位凹穴24(或其他定位機構)。在腔室14使用操作員允許在置放於腔室14前與自腔室14移除後目測檢查光學基材，且在一些實施例下，允許在操作期間人員對旋轉塗佈機10進行監管及控制。在一些實施例下，技術公認之自動操作檢查程序及設備可用於在腔室14中之處理之前及/或之後結合或代替手動檢查以檢查光學基材。
在一些實施例下，在步驟28機器臂18將光學基材(諸如光學基材52)移至視情況選用之洗滌及乾燥台30。在一些實施例下，機器臂18將光學基材置放在可旋轉夾盤40'上洗滌及乾燥台30內，在一些實施例下，可旋轉夾盤40'可為可旋轉真空夾盤40'。可旋轉夾盤40'為可程式化的且可高速旋轉，諸如在一些實施例下，高達4,000rpm。在將光學基材固定至可旋轉夾盤40'上之後，頂部32(或蓋子)滑動至閉合位置，將高壓水噴霧噴嘴34與固持在旋轉夾盤40'上之光學基材對準。在一些實施例下，高壓水噴霧噴嘴相對於固持在旋轉真空夾盤40'上之光學基材之表面，包括邊緣成角，以清潔光學基材。以此方式，在一些實施例下，電漿處理之光學基材的整個上表面及邊緣可諸 如用去離子水在高壓條件(諸如約1,000psi)下清潔。可旋轉夾盤40'可在噴霧洗滌期間旋轉以確保光學基材表面之均勻清潔。諸如液壓、洗滌時間及旋轉速度之洗滌參數可為可程式化的且可基於諸如光學基材之類型及/或大小、電漿處理及/或隨後塗佈製程之參數變化。
洗滌之後，在一些實施例下，光學基材可在台30中藉由一或多種乾燥方法乾燥，包括(但不限於)可旋轉夾盤40'之高速旋轉及/或可為過濾空氣噴嘴之高速空氣噴嘴(未顯示)。在一些實施例下，乾燥參數可以類似於與洗滌參數相關之參數的方式程式化。
在台30中洗滌及乾燥之後，頂部32滑動至打開位置，機器臂18再次嚙合可旋轉夾盤40'上之光學基材，且在步驟48機器臂18移動光學基材並將光學基材安裝至塗佈機槽50中之可旋轉夾盤40上，可旋轉夾盤40在一些實施例下可為可旋轉真空夾盤40。可旋轉夾盤40經組態以將光學基材接納在塗佈機槽50內，且經組態以使光學基材在塗佈期間旋轉，旋轉的速度及時間選擇可視包括(但不限於)塗層及光學基材之參數而變化。
塗佈機槽50經組態以收集：自施加在其中之光學基材排出，及/或在本文中進一步論述之儲槽80沖洗期間排出之過量第一有機溶劑及塗層材料；及/或定期用以清潔塗佈機槽50(諸如在一週或一天結束時或輪班時)之清潔材料。在一些實施例下，用於本發明之各種實施例的旋轉塗佈機10有效作為用於小規模生產之貫流式系統。貫流式系統意謂所收集之材料無需再循環，且因此自塗佈機槽50收集之材料可經由未顯示之排液管移除，無需分離或加工以供再次使用。在一些實施例下，貫流式系統允許第一有機溶劑及不同塗層材料之有效改變。
在一些實施例下，可用於本發明之各種實施例的旋轉塗佈機10包括含有複數個塗料儲槽80之可轉位塗料儲槽平台60。在一些實施例 下，各塗料儲槽可各獨立地含有第一有機溶劑、可固化光致變色塗料組合物及視情況存在之一或多種其他塗料組合物。可轉位塗料儲槽平台60經組態以將所選儲槽80轉位至塗佈機槽50上方之分配位置中，因此儲槽80可用分配單元70分配在分配位置。分配單元70可與所選塗料儲槽80在分配位置嚙合以自嚙合及選擇之塗料儲槽80分配選擇(或預定)量之第一有機溶劑或塗料組合物。
在一些實施例下，可轉位塗料儲槽平台60為具有不同圓周位置之可旋轉料架，其中各不同圓周位置可逆地接納複數個拋棄式塗料儲槽80之一。在一些實施例下，旋轉料架可包括八個或十個台。對於儲槽80，旋轉料架可具有其他數目之位置，在一些其他實施例下，諸如(但不限於)十八或二十個台。如所示之旋轉料架代表一個用於形成及操作可轉位塗料儲槽平台60之有效實施例。然而，其他轉位配置可根據用於本發明之各種實施例的旋轉塗佈機使用。出於非限制性展示之目的，儲槽80之線性移動托架或管線可用於形成平台60，對可存在於此類配置中之不同儲槽80的數目無限制。使平台60旋轉之馬達可利用多種技術公認之對準機制，諸如彈簧偏置的制動鎖定機制，以確保固持之儲槽80移動至精確及預定之轉位位置中，使得儲槽80在分配單元70下面之分配位置中且與分配單元70對準。
在一些實施例下，各塗料儲槽80包括含有可移動活塞(未顯示)之細長圓筒(未顯示)，以自塗料儲槽80分配塗層材料(諸如第一有機溶劑或可固化光致變色塗料組合物)且其中分配位置中所選塗料儲槽80之可移動活塞的前進將塗層材料自所選塗料儲槽80分配。在一些實施例下，各塗料儲槽80成形為拋棄式塑膠注射器，且因此各塗料儲槽80經由位於圓筒末端之無閥分配孔口分配塗料。塑膠注射器可購得且因與其相關之精確分配特徵而特別適合形成儲槽80。在一些實施例下，後表面上及橫越無閥分配孔口的蓋(未顯示)可用於運送填充儲槽80。 在一些其他實施例下，蓋亦可再應用於移除及儲存儲槽80。
在一些實施例下，各儲槽80適用於在光學基材上印刷人類及/或機器可讀之鑑別標誌，諸如(但不限於)條碼、QR碼及/或矩陣碼。在一些實施例下，機器可讀之鑑別標誌可包括關於塗層鑑別、與特定塗層材料相關之塗佈參數及/或光學基材類型之資訊。在一些實施例下，塗佈參數可包括以下中之一或多者：既定基材之塗層材料的單位劑量(諸如對於習知鏡片塗層，0.2ml至0.6ml)；分配速率；分配模式(諸如在真空夾盤固持之基材的中心開始且移出，反之亦然，或一些其他變化之分配位置)；真空夾盤40之速度(有時稱為擴散速度)；及/或旋轉時間(亦稱為擴散時間)。
儲槽80之狹窄末端孔口(在一些實施例下，與可移動活塞84組合)允許塗層材料固持在儲槽中且在不存在閥下分配。在一些實施例下，儲槽80之無閥分配器實質上消除(除了單一沖洗液滴/滴)其他旋轉塗佈機分配器所需之預塗佈(priming)，且大大減少在旋轉塗佈機10操作期間形成之廢料量。
分配單元70包括棒72，其與分配位置中之所選儲槽80對準且經組態以選擇性地使分配位置中所選塗料儲槽80之可移動活塞(未顯示)前進以自嚙合之所選塗料儲槽80分配選擇(或預定)單元量之塗層材料。在一些實施例下，棒72為螺釘，諸如細長螺釘。棒72可藉由靜止馬達(未顯示)可控制地驅動。在一些實施例下，所分配的選擇(或預定)單元量之塗層材料為0.2ml至4ml，或0.2至1ml，或0.2ml至0.6ml。單元量包括塗佈量及沖洗量(諸如滴)且可視包括(但不限於)塗層材料、基材特徵、所需塗層厚度及塗佈方案之參數而變化。
根據本發明之一些實施例，棒72為靜止棒且與其相關之馬達(未顯示)沿著棒72可移動，諸如垂直可移動。馬達可包括與儲槽80之圓筒之活塞鄰接嚙合的延伸部分(未顯示)。在一些實施例下，諸如垂直 向下之馬達沿著靜止棒的可控制移動用以驅動活塞84至儲槽80中，此引起選擇(或預定)量之塗層材料自其末端無閥孔口分配。
在操作中，且在一些實施例下，可轉位塗料儲槽平台60、儲槽80及單元70作為一個單元，至少在以下各者之間可移動，示意性展示在78：(i)沖洗位置，其中分配位置中之所選塗料儲槽80在塗佈機槽50上方，但不在光學基材或鏡片上方；以及(ii)至少一個分配位置，其中塗佈機槽50上方的分配位置中之所選塗料儲槽80在光學基材上方。塗佈機槽50可經建構以包括延伸至與沖洗位置對準之點的凹槽或延伸部分(未顯示)。在沖洗位置中，可移動活塞藉由單元70之棒72推進，以分配最少沖洗滴之塗層材料來清除儲槽80之末端無閥孔口的塗層材料彎液面之外表面。彎液面之外表面可在既定儲槽80中塗層材料未使用期間暴露於空氣，此可引起彎液面氧化及/或積垢，因而需要沖洗其。在一些實施例下，藉由自末端孔口沖洗塗層材料之可能非均質部分，單一滴為預塗佈塗層材料分佈系統所需要的全部。在初始沖洗滴之後，可轉位塗料儲槽平台60、儲槽80及單元70作為單一單元，可移動至至少一個分配位置，示意性展示在78，其中塗佈機槽50上方的分配位置中之所選塗料儲槽80在光學基材上方。
在一些實施例下，末端孔口尺寸經設定使得在其中缺乏朝向其末端孔口定位(或移動)在圓筒內的可移動活塞下，儲槽80圓筒內之塗層材料不自其流出。在一些實施例下，末端孔口為圓形且具有小於或等於3.18mm(1/8吋)之直徑。
所選分配儲槽80之移動78允許旋轉塗佈機10適應用於塗佈機槽50內可旋轉夾盤40上光學基材塗佈的多種分配方案。在一些實施例下，來自所選分配儲槽80之塗層材料(諸如第一有機溶劑或可固化光致變色塗料組合物)可分配在光學基材上中心處，及/或橫越光學基材之表面的一或多個選擇位置(諸如呈直線、螺旋形及/或同心圓，橫越/ 在光學基材之上表面上)，且接著可旋轉夾盤40嚙合以使施加之塗層材料自旋，從而形成具有實質上均勻厚度之塗(或第一溶劑)層。根據一些其他實施例，與可旋轉夾盤40旋轉同時，來自所選分配儲槽80之塗層材料分配在光學基材上中心處，及/或橫越光學基材表面之一或多個選擇位置以形成均勻塗層。此等分配及旋轉方案之任何所需組合可用於旋轉塗佈機10。另外，在一些實施例下，整個製程期間，分配速率及旋轉速度亦可變化。在一些實施例下，可使用真空夾盤之間歇分配及/或旋轉。在一些實施例下，分配方案係基於包括(但不限於)基材組成及/或其表面處理、施加之塗層材料及/或所需最終塗佈參數之參數。
可轉位平台60允許旋轉塗佈機10將單一塗層或多塗層施加在光學基材上而不自可旋轉夾盤40移除鏡片。在本發明方法之一些實施例下，且出於非限制性展示之目的，在第一階段，第一有機溶劑使用第一儲槽80施加至光學基材之表面，以便在光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面。隨後，旋轉料架轉位，使得在第二階段中，可固化光致變色塗料組合物自不同/分開的第二儲槽80施加在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上。視情況，旋轉料架可進一步轉位，使得在第三階段，視情況選用之塗料組合物(諸如可固化保護性塗料組合物)自不同/分開的第三儲槽80施加在先前施加之可固化(或至少部分固化)光致變色塗層上。旋轉料架之轉位可隨著平台60移動使儲槽80與光學基材不對準來進行，因此無來自中間儲槽80之雜散液滴干擾所需塗佈方案，且使得例如在第二階段，可固化光致變色塗料組合物可在分配在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上之前恰當地沖洗。根據本發明之一些實施例，具有兩個或兩個以上塗佈階段允許旋轉塗佈機施加及形成堆疊塗層之許多組合，其中其各塗層相對於相鄰(或鄰接)塗層具有相同或不同組成及/或相同或不同厚度。
根據本發明之一些實施例，旋轉塗佈機包括或整合有至少一個不同固化台(諸如固化台92、94及96)以選擇性及獨立固化(諸如至少部分固化)施加至光學基材之各塗層。在一些其他實施例下，旋轉塗佈包括或整合有複數個不同固化台(諸如兩個或兩個以上固化台，諸如固化台92、94及96)，各選擇性及獨立固化(諸如至少部分固化)施加至光學基材之各塗層。在塗佈槽50施加所需塗料組合物之後，在步驟88，機器臂18再嚙合光學基材且移動其至指定固化台(92、94或96)。在本發明之一些實施例下，各固化台獨立包括以下至少一者：(i)熱固化台96；(ii)UV固化台94；(iii)IR固化台92；以及(iv)(i)、(ii)及(iii)中之至少兩者的組合。
可調式旋轉塗佈機10之UV固化台94(圖1)包括滑動抽屜及可旋轉夾盤40"(在一些實施例下，其可為可旋轉真空夾盤40")以選擇性接納待固化之所需光學基材。在一些實施例下，凹入或成角反射鏡(未顯示)可包圍可旋轉夾盤40"以輔助或提高邊緣固化。在塗佈之光學基材在UV固化台94之可旋轉夾盤40"上的情況下，關閉抽屜且打開遮光片以在UV固化台94內將塗佈之光學基材暴露於UV光(諸如自汞或金屬鹵化物燈泡)。在一些實施例下，可旋轉夾盤40"可在UV固化台94內在緩慢速度下旋轉以進一步確保均勻固化。UV固化台94內之固化時間可視例如特定塗佈而變化。IR固化台92可具有類似於UV固化台94的構造，但包括適當IR源。IR固化台92內之固化時間亦可視例如特定塗佈而變化。在一些實施例下，各固化台可在其中包括選自惰性氛圍(諸如(但不限於)氬氣及/或氮氣)及/或反應性氛圍(諸如(但不限於)氧氣、CO及/或CO2)之氛圍。
在一些實施例下，熱固化台96伴有(或聯有)輸出輸送機98及排放或累積區100。在熱固化台中，待熱固化之光學基材置放在輸入輸送機上，諸如並列置放在輸送機98上。輸送機之速度經選擇，以使得經 塗佈之光學基材在固化台96內具有所需溫度暴露。在一些實施例下，熱固化台96之烘箱可為電烘箱及/或氣體燃燒烘箱(諸如天然氣燃燒烘箱)。固化時間及溫度概況可視例如待固化之塗層而變化。在一些實施例下，塗佈之光學基材在熱固化台內暴露於115-135℃之溫度20-40分鐘，諸如在125℃下30分鐘。在至少部分固化之後，經塗佈之光學基材運送至累積區100，在一些實施例下，該累積區經設計以容納所需數目之光學基材而其間不觸碰邊緣(諸如(但不限於)多達30個經塗佈之光學基材)。
在一些實施例下，與機器臂18合作之輸送機98用於使至少部分固化之經塗佈之光學基材自IR固化台及/或UV固化台出去。在一些實施例下，分開的離開輸送機(未顯示)用於繞過熱固化台96，以傳遞經塗佈之光學基材至累積區100。
根據一些其他實施例，光學基材可經洗滌，隨後塗佈，隨後再次洗滌，接著隨後用相同或不同塗層材料塗佈，接著固化。在一些其他實施例下，經塗佈及固化之光學基材可自固化台(92、94或96)返回至：(i)洗滌及乾燥台；及/或(ii)塗佈機槽50以將隨後塗層材料施加至其。在一些實施例下，光學基材可自累積區100移回負載單元20，以隨後將一或多種塗層材料塗覆於其。
根據本發明之一些實施例，光學基材安裝在旋轉塗佈機(諸如旋轉塗佈機10)之旋轉塗佈槽(諸如旋轉塗佈槽50)之可旋轉夾盤(諸如可旋轉夾盤40)上。隨後藉由可旋轉夾盤(諸如可旋轉夾盤40)使光學基材旋轉，將第一溶劑施加至光學基材表面上，此在光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面。隨後藉由可旋轉夾盤(諸如可旋轉夾盤40)使光學基材旋轉，將可固化光致變色塗料組合物施加在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上，由此在該光學基材表面上形成可固化光致變色層。如本文中先前所論述，且根據一些實施例，可固化光致變色塗料組合物包 括第二有機溶劑，且第一有機溶劑與第二有機溶劑彼此可互溶。
根據本發明之一些其他實施例，光學基材上之光致變色塗層在第一固化台(諸如包括UV固化設備、IR固化設備及/或熱固化設備之固化台)中至少部分固化。隨後，包括至少部分固化之光致變色塗層的光學基材安裝在旋轉塗佈機(諸如旋轉塗佈機10)之旋轉塗佈槽(諸如旋轉塗佈槽50)的可旋轉夾盤(諸如可旋轉夾盤40)上。在隨後步驟中，在可旋轉夾盤(諸如可旋轉夾盤40)旋轉下，可固化保護性塗料組合物施加在光學基材之至少部分固化之光致變色塗層上，由此在至少部分固化之光致變色塗層上形成保護性塗層。在另一隨後步驟中，光學基材上之保護性塗層在第二固化台(諸如包括UV固化設備、IR固化設備及/或熱固化設備之固化台)中至少部分固化。
根據一些實施例，第一固化台與第二固化台相同。在一些實施例下，第一固化台與第二固化台為位於單一實體位置中之相同固化台，其可包括相同固化設備。
根據一些實施例，第一固化台與第二固化台不同。在一些實施例下，第一固化台與第二固化台為各定位在不同實體位置之不同固化台，且各固化台可包括相同或不同固化設備。
根據一些實施例，光致變色塗料組合物儲存在第二儲槽中，且保護性塗料組合物儲存在第三儲槽中，其中第二儲槽及第三儲槽各存在於可轉位塗料儲槽平台上。在一些實施例下，該方法進一步包括：移動第二儲槽至分配位置以將可固化光致變色塗料組合物施加在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上；以及移動第三儲槽至該分配位置以將可固化保護性塗料組合物施加在可固化或至少部分固化之光致變色塗層上。
根據一些實施例，第一有機溶劑儲存在第一儲槽中，光致變色塗料組合物儲存在第二儲槽中，且保護性塗料組合物儲存在第三儲槽 中，其中第二儲槽及第三儲槽各存在於可轉位塗料儲槽平台上。在一些實施例下，該方法進一步包括：移動第一儲槽至分配位置以將第一有機溶劑施加至光學基材表面上，由此在光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面；移動第二儲槽至分配位置以將可固化光致變色塗料組合物施加在光學基材之有機溶劑潤濕之表面上；以及移動第三儲槽至分配位置以將可固化保護性塗料組合物施加在可固化或至少部分固化之光致變色塗層上。
根據一些實施例，第一儲槽、第二儲槽及第三儲槽各獨立包括無閥分配孔口，該無閥分配孔口獨立定位在各儲槽之末端，在每種情況下第一有機溶劑、光致變色塗料組合物及保護性塗料組合物經由其各自獨立分配。
在一些實施例下，可固化光致變色層在視情況在其上施加一或多個視情況選用之塗層(諸如保護性塗層)之前實質上完全固化。根據本發明之一些實施例，在其上施加一或多個其他視情況選用之塗層之前，固化之光致變色塗層可經受視情況選用之洗滌步驟(諸如洗滌器/乾燥30中)及/或視情況選用之電漿處理步驟(諸如電漿腔室14中)。
本發明更特定描述於以下實例中，該等實例意欲僅僅例示性，因為熟習此項技術者將顯而易見其中的許多修改及變化。除非另外指明，否則所有份及所有百分比均按重量計。
實例
下文描述之所有實例均使用自Gentex Optics獲得的5.50基弧76mm半成品單視覺聚碳酸酯鏡片作為基材。在旋轉塗佈之前，使用購自PlasmaEtch,Inc.之PE-50型電漿清潔器，使各鏡片經受氧電漿處理。電漿清潔使用表1中所列之設置進行。
表1 PE-50電漿蝕刻設置
所有溶劑層及塗層均使用旋轉塗佈機施加，該旋轉塗佈機包括多個能夠依序分配不同材料至鏡片基材之前(凸)表面上的儲槽。在以下實例及比較實例中，N-甲基吡咯啶酮(NMP)溶劑層在存在時自第一儲槽分配。在下一步驟之前，所有NMP之施加均經受1250rpm下2秒之旋轉參數。藉由摻合表2中所列之組分所製備的光致變色聚胺基甲酸酯塗層自第二儲槽分配且經受1600rpm下3秒之旋轉參數。
1 由甲基丙烯酸羥丙酯(40.4%)、甲基丙烯酸丁酯(57.6%)及丙烯酸(2.0%)之自由基聚合製備，如藉由GPC，使用聚苯乙烯標準品及四氫呋喃稀釋劑測定，數目平均分子量為5500。使用二丙二醇甲基醚乙酸酯，材料降低至61%固體。
2 可自Asahi Kasei獲得之聚碳酸酯二醇
3 來自Baxenden之二甲基吡唑嵌段之己烷二異氰酸酯縮二脲
4 來自King Industries之甲酸鉍催化劑
5 來自BYKChemie之界面活性劑
6 可自Momentive獲得之環氧基矽烷黏著促進劑
7 可自BASF Company獲得之受阻胺光穩定劑
8 可自BASF Company獲得之抗氧化劑
9 可自Keystone Aniline Corporation獲得之洋紅色染料
10 經設計以使塗層在藉由UV輻射活化時產生灰色之萘并哌喃光致變色材料按比例之混合物。
根據表3，藉由使用上述旋轉參數施加所指示之量，來製備各實例及比較實例。實例1中，光致變色塗層在NMP施加完成之後5秒施加，使得光學基材之整個表面保持濕潤。對比實例CE-1包括在施加光致變色塗層之前藉由置放於烘箱中125℃下30分鐘蒸發所施加之第一溶劑的額外步驟。比較實例CE-2及CE-3在光致變色塗層施加之前不用第一溶劑塗佈。
在光致變色塗層施加之後，所有經塗佈之基材在熱對流烘箱組中125℃下固化1小時，接著定性評價經塗佈之基材。報導為「完全塗佈之可接受鏡片」的結果代表均勻且連續橫越鏡片整個前表面存在的塗層，諸如由圖式之圖3A表示。「部分塗佈之不可接受鏡片」的結果指示存在在施加旋轉之後保持未經塗佈之鏡片前表面部分，諸如由圖式之圖3B表示。
實例1說明藉由施加第一溶劑，因而在光學基材上提供濕潤表面，接著施加根據本發明之光致變色塗層製成完全塗佈之可接受鏡 片。比較實例CE-1及CE-2說明在施加相同量之光致變色塗層下當光學基材表面未由溶劑潤濕時的影響。最終，對比實例CE-3展示在不存在根據本發明之有機溶劑潤濕之表面下實現完全塗佈之可接受鏡片需要相當大量的光致變色塗料組合物及隨後廢料。
本發明已參考其特定實施例之特定細節描述。不意欲此類細節視為限制本發明之範疇，除非且在其包括在隨附申請專利範圍中之程度上。
10‧‧‧旋轉塗佈機
18‧‧‧抓放機器臂
20‧‧‧負載單元
22‧‧‧行進路徑
24‧‧‧定位凹穴
26‧‧‧樑斷裂感測器
30‧‧‧洗滌及乾燥台
32‧‧‧頂部
34‧‧‧高壓水噴霧噴嘴
40‧‧‧可旋轉夾盤
40'‧‧‧可旋轉夾盤
40"‧‧‧可旋轉夾盤
50‧‧‧塗佈機槽
60‧‧‧可轉位塗料儲槽平台
70‧‧‧分配單元
72‧‧‧棒
80‧‧‧儲槽
94‧‧‧固化台
98‧‧‧輸出輸送機

Claims (17)

  1. 一種製備光致變色光學物件之方法，其包含：(i)將第一有機溶劑施加至光學基材之表面，由此在該光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面；以及(ii)將可固化光致變色塗料組合物施加在該光學基材之該有機溶劑潤濕之表面上，由此在該光學基材之該表面上形成可固化光致變色塗層，其中該可固化光致變色塗料組合物包含第二有機溶劑，其中步驟(i)之該第一有機溶劑與該可固化光致變色塗料組合物之該第二有機溶劑彼此可互溶。
  2. 如請求項1之方法，其中步驟(i)之該第一有機溶劑與該光致變色塗料組合物之該第二有機溶劑相同。
  3. 如請求項2之方法，其中步驟(i)之該第一有機溶劑係選自由N-甲基2-吡咯啶酮、二乙二醇單丁醚、乙酸之2-丁氧基乙酯、乙二醇單己醚、乙酸正丁酯、二醇醚及包括芳族烴摻合物之烴摻合物組成之群。
  4. 如請求項2之方法，其中步驟(i)之該第一有機溶劑為N-甲基2-吡咯啶酮。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包含使該可固化光致變色塗層固化，由此形成固化之光致變色塗層，其中該固化之光致變色塗層包含胺基甲酸酯鍵。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含：將可固化保護性塗料組合物施加在該可固化光致變色塗層上，由此在該可固化光致變色塗層上形成可固化保護性塗層；以及 使該可固化保護性塗層至少部分固化。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包含：在步驟(i)之前，用電漿處理該光學物件之該表面，由此將該光學物件之該表面轉變成電漿處理之表面。
  8. 一種製備光致變色光學物件之方法，其包含：(a)將光學基材安裝在旋轉塗佈機之旋轉塗佈槽之可旋轉夾盤上；(b)藉由該可旋轉夾盤使該光學基材旋轉，將第一有機溶劑施加至該光學基材之表面，由此在該光學基材上形成有機溶劑潤濕之表面；以及(c)藉由該可旋轉夾盤使該光學基材旋轉，將可固化光致變色塗料組合物施加在該光學基材之該有機溶劑潤濕之表面上，由此在該光學基材之該表面上形成可固化光致變色層，其中該可固化光致變色塗料組合物包含第二有機溶劑，且其中該第一有機溶劑與該第二有機溶劑彼此可互溶。
  9. 如請求項8之方法，其進一步包含：(d)使該光致變色塗層在第一固化台中至少部分固化，由此在該光學基材上形成至少部分固化之光致變色塗層；(e)將包含該至少部分固化之光致變色塗層的該光學基材安裝在該旋轉塗佈機之該旋轉塗佈槽之該可旋轉夾盤上；(f)在該可旋轉夾盤旋轉下將可固化保護性塗料組合物施加在該光學基材之該至少部分固化之光致變色塗層上，由此在該至少部分固化之光致變色塗層上形成保護性塗層；以及(g)使該光學基材上該保護性塗層在第二固化台中至少部分固化。
  10. 如請求項9之方法，其中該第一固化台與該第二固化台不同。
  11. 如請求項8之方法，其中該第一有機溶劑與該第二有機溶劑相同。
  12. 如請求項11之方法，其中該第一有機溶劑係選自由N-甲基2-吡咯啶酮、二乙二醇單丁醚、乙酸之2-丁氧基乙酯、乙二醇單己醚、乙酸正丁酯、二醇醚及包括芳族烴摻合物之烴摻合物組成之群。
  13. 如請求項11之方法，其中該第一有機溶劑為N-甲基2-吡咯啶酮。
  14. 如請求項13之方法，其進一步包含使該可固化光致變色塗層固化，由此形成固化之光致變色塗層，其中該固化之光致變色塗層包含胺基甲酸酯鍵。
  15. 如請求項11之方法，其進一步包含：在步驟(b)之前，用電漿處理該光學物件之該表面，由此將該光學物件之該表面轉變成電漿處理之表面。
  16. 如請求項9之方法，其中該光致變色塗料組合物儲存在第二儲槽中，且該保護性塗料組合物儲存在第三儲槽中，其中該第二儲槽及該第三儲槽各存在於可轉位塗料儲槽平台中，該方法進一步包含將該第二儲槽移動至分配位置以將該可固化光致變色塗料組合物施加在該光學基材之該有機溶劑潤濕之表面上，以及將該第三儲槽移動至該分配位置以將該可固化保護性塗料組合物施加在至少部分固化之光致變色塗層上。
  17. 如請求項16之方法，其中該第二儲槽及該第三儲槽各包含定位在各儲槽末端之無閥分配孔口，該光致變色塗料組合物及該保護性塗料組合物經由其各自獨立分配。
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