TW202128867A - 用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程 - Google Patents

用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程 Download PDF

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Abstract

本發明係一種用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程，其中，該眼鏡鏡片材料能用以製作出所需的眼鏡鏡片，其至少包括由銀/氧化矽複合奈米顆粒與至少一種高分子單體所組成之混合物，各該高分子單體經一材料固化程序後能形成一本體，且該本體內混合含有該銀/氧化矽複合奈米顆粒，如此，該眼鏡鏡片材料中的銀/氧化矽複合奈米顆粒便能吸收具有較大能量的藍光，使得其製作出來的隱形眼鏡具有抗藍光效果。

Description

用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程
本發明係關於抗藍光之眼鏡鏡片，尤指一種將銀/氧化矽複合奈米顆粒(Ag/SiOx)混合至眼鏡鏡片材料中，以由該眼鏡鏡片材料製作出對應的眼鏡鏡片。
按，隨著液晶螢幕、智慧型手機與平板電腦…等3C產品的普及率愈來愈高，同時，人們使用與觀看3C產品的時間亦愈來愈多的情況下，「藍光傷眼」的問題逐漸為人們所重視，目前來說，「藍光傷眼」的普遍說法有三，一是藍光碰到物體容易散射，造成眼睛視物的影像與清晰度降低，進而導致眼睛疲勞；二是藍光會提高黃斑部病變(age-related macular degeneration，簡稱AMD)和視網膜病變風險；三是藍光會阻礙睡眠，其會延後或停止大腦製造褪黑色素的分泌，進而令人更難進入睡眠狀態。
一般來說，波長介於400 奈米(nm)至700奈米(nm)的光線稱為可見光，其中，波長介於465奈米至495奈米的藍光(或稱藍綠光)，具有調整生物節律的作用，但是，波長介於415奈米至455奈米的藍光(或稱藍紫光)，則因其波長較短而具有較大能量，故容易穿透人體眼睛角膜和水晶體，且容易產生氧化物、游離自由基，進而對視網膜的感光細胞(錐狀及桿狀細胞、色素上皮細胞)產生傷害，此亦是前述所稱會傷害眼睛的「藍光」。由於3C產品的背光源多半採用紅、綠、藍三色的LED(發光二極體)混合出各種光線，且前述藍光LED往往具備高能量的藍光(藍紫光)，因此，長時間使用下，便容易衍生出「藍光傷眼」之相關情況。
鑑於前述問題，有越來越多人開始配戴抗藍光眼鏡，藉此減少藍光(藍紫光)對眼睛的危害，目前抗藍光眼鏡大多是在鏡片中添加黃色染劑或鍍膜方式，改變鏡片顏色，進而令鏡片能夠濾除藍光，但是，以隱形眼鏡來說，前述製法所能達成抗藍光效果約為15%~25%，對於多數使用者而言，其會需求更高的抗藍光效果，因此，如何提供使用者更為良好的抗藍光眼鏡產品，即成為本發明在此欲探討之一重要課題。
有鑑於習知抗藍光眼鏡產品仍有改善之處，因此，發明人憑藉著多年來專業從事設計的豐富實務經驗，且秉持精益求精的研究精神，在經過長久的努力研究與實驗後，終於研發出本發明之一種用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程，以期獲得消費者的青睞。
本發明之一目的，係提供一種用以抗藍光之眼鏡鏡片材料，其能用以製作眼鏡鏡片，其中，該眼鏡鏡片材料至少包括由銀/氧化矽複合奈米顆粒與至少一種高分子單體所組成之混合物，該混合物經一材料固化程序後能形成一本體，且該本體內混合含有該銀/氧化矽複合奈米顆粒，如此，該眼鏡鏡片材料中的銀/氧化矽複合奈米顆粒便能吸收具有較大能量(或短波長)的藍光(藍紫光)，使得其製作出來的隱形眼鏡具有抗藍光效果。
本發明之另一目的，係提供一種用以抗藍光之眼鏡鏡片，其包括一本體，且該本體內混合含有銀/氧化矽複合奈米顆粒，如此，藉由該本體所製作出來的各種類型之眼鏡鏡片，便能夠具有預期的抗藍光效果。
本發明之再一目的，係提供一種用以抗藍光之眼鏡鏡片的製程，該眼鏡鏡片包括一本體，其中，該製程係先將銀/氧化矽複合奈米顆粒溶於醇類溶劑中，並加入表面改質劑，以進行改質；之後，將改質後的銀/氧化矽複合奈米顆粒混合至樹脂，以形成一混合物後，填充至一模具中；嗣，對該混合物進行一材料固化程序，直至該混合物固化後，即形成一本體，且該本體內混合含有該銀/氧化矽複合奈米顆粒，如此，透過前述整體流程，能夠使改質後的銀/氧化矽複合奈米顆粒，均勻地分佈於樹脂中，且透過調整銀奈米顆粒的尺寸，更是能達到可見光吸收可調性之效果，令最後製成的眼鏡鏡片能具有預期的抗藍光效果。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
本發明係一種用以抗藍光之眼鏡鏡片材料、眼鏡鏡片及其製程，請參閱第1A圖所示，在一實施例中，該眼鏡鏡片1能作為隱形眼鏡或一般外戴式眼鏡的鏡片，其包括一本體11以及混合於其內的銀/氧化矽複合奈米顆粒12(Ag/SiOx)，其中，該等銀/氧化矽複合奈米顆粒12能夠均勻地分佈於該本體11中(如第1A圖所示)，但不以此為限，在本發明之另一實施例中，請參閱第1B圖所示，該等銀/氧化矽複合奈米顆粒12能夠集中於該本體11的中間區域，前述中間區域係指本體11被製作成眼鏡鏡片1’，並被配戴於人眼後，其會對應到人眼瞳孔的位置。
復請參閱第1A圖所示，當銀的顆粒尺寸為1奈米(nm)至100奈米時，其能夠吸收波長400奈米至500奈米的藍光(如第2圖所示)，因此，藉由在本體11中混合有銀/氧化矽複合奈米顆粒12，便能夠使穿透眼鏡鏡片1的可見光中，具有較大能量的藍光(藍紫光)被吸收，以達到抗藍光之目的，且本發明之眼鏡鏡片1的抗藍光效果約為30%，相較於現由產品更為優良。
茲就本發明之銀/氧化矽複合奈米顆粒12的一種生產流程，進行說明，請參閱第1A及3圖所示，在步驟(201)中，將硝酸銀溶於溶劑中，前述溶劑能夠為水、甲醇(Methanol)、乙醇(Ethanol)、丙醇(Propanol，分子式為C3H7OH)、異丙醇(isopropanol，分子式為C3H8O)、丁醇(Butanol，分子式為C4H9OH)或乙二醇(ethylene glycol)…等，之後，再加入保護劑或高分子材料，以形成一第一溶液，其中，前述保護劑能夠為界面活性劑(例如，溴化十六烷基三甲銨(hexadecyl trimethyl ammonium bromide)或十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate)…等)；前述高分子材料則能夠為聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，簡稱PVA)、聚乙二醇(Polyethylene glycol，簡稱PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone，簡稱PVP)、聚丙烯酸(Poly(acrylic acid)，簡稱PAA)、聚乙烯亞胺(Polyethylenimine，簡稱PEI)…等，又，在該第一溶液中，硝酸銀的重量百分比為0.01%~10%，保護劑或高分子材料的重量百分比為1%~10%，其餘則為溶劑的重量百分比。
復請參閱第1A及3圖所示，在步驟(202)中，對第一溶液進行劇烈攪拌約0.5小時~1.5小時左右，且使該第一溶液的溫度保持於攝氏25度至150度之間；嗣，在步驟(203)中，在第一溶液中添加還原劑溶液，例如，硼氫化鈉(Sodium borohydride)、檸檬酸鈉(sodium citrate)、維生素C…等，並經過1小時的等待時間後，即形成一第二溶液；之後，在步驟(204)中，將第二溶液以丙酮(Acetone)稀釋5倍後裝入離心管中，再將離心管放入至離心機中，並使離心機以10000g的速度離心運轉30分鐘，即可取得銀奈米顆粒，且該銀奈米顆粒的尺寸為1奈米至100奈米間；在步驟(205)中，將前述銀奈米顆粒回溶於醇類溶劑(如：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或乙二醇…等)中，並加入四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane，簡稱TEOS)，以形成一第三溶液；最後，在步驟(206)中，於室溫下對該第三溶液攪拌一天(約22~26小時)後，即可取得銀/氧化矽複合奈米顆粒12。在前述形成銀/氧化矽複合奈米顆粒12的過程中，透過調整第一溶液中硝酸銀的含量，會影響銀奈米顆粒的生長完成之尺寸(如：1奈米至100奈米，且當銀奈米顆粒的尺寸愈大時，則其能往長波長的藍光範圍進行吸收)，進而能夠達到可見光吸收可調性，如此，業者便能夠根據產品的實際需求(如：抗藍光效果15%~30%)，製備出所需的銀/氧化矽複合奈米顆粒12，令最後製成的眼鏡鏡片1能夠具有業者預期的抗藍光效果。
另外，在取得銀/氧化矽複合奈米顆粒12後，便能藉由下列製程，將銀/氧化矽複合奈米顆粒12混合至本體11中，請參閱第1A及4圖所示，本發明之製程包括下列步驟： (301) 將銀/氧化矽複合奈米顆粒12溶於醇類溶劑中，並加入表面改質劑，前述表面改質劑能為3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate)、甲基乙烯基二甲氧基矽烷(Vinylmethyldimethoxysilane)、乙烯基三乙氧矽烷(Triethoxyvinylsilane)、3-氨基丙基三乙氧基矽烷((3-Aminopropyl)triethoxysilane ，簡稱APTES)…等，以進行改質，又，前述改質效果能夠使銀/氧化矽複合奈米顆粒12的官能基變化，進而能均勻分散於樹脂中，並更好地鏈接至高分子單體； (302) 將改質後的銀/氧化矽複合奈米顆粒12混合至樹脂(例如：水凝膠或矽水凝膠)中，以形成一混合物(即，眼鏡鏡片材料)，在該實施例中，該樹脂能由甲基丙烯酸羥乙酯((Hydroxyethyl)methacrylate，簡稱HEMA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(Ethyleneglycoldimethacrylate，簡稱EGDMA)、N-乙烯基吡咯烷酮(N-Vinylpyrrolidone)與聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate，簡稱PMMA)之至少一種或數種高分子單體聚合而成； (303) 將前述混合物填充至模具中，其中，該模具至少包括一上模座與一下模座，該混合物能先填充至下模座後，再將上模座組裝至下模座(即，合模程序)； (304) 對該混合物進行一材料固化程序，使得該混合物能固化(或聚合)形成該本體11，同時，銀/氧化矽複合奈米顆粒12會混合於該本體11中，在該實施例中，銀/氧化矽複合奈米顆粒12於本體11中所佔之重量百分比較佳為0.00001%~10%。
此外，本發明之材料固化程序能有後續作法：一是在步驟(302)中，還會在混合物中添加光起始劑(Photoinitiator)，之後，在步驟(304)中，該模具會轉動，令其內的混合物受離心力影響而形成所需的形狀，同時，以紫外光(UV)照射該混合物，使得樹脂(高分子單體)與光起始劑經紫外光(UV)交聯後，能固化(或聚合)形成該本體11；二是在步驟(302)中，還會在混合物中添加起始劑(Initiator)，嗣，在步驟(304)中，以高溫加熱該混合物，直至該混合物與起始劑產生交聯後固化成該本體11。前述起始劑可為偶氮二異丁腈(Azobisisobutyronitrile或2,2’-Azobis(2-methylpropionitrile)，簡稱AIBN)、phenyl-azo-triphenylmethane、tert-butyl-peroxide(TBP)、cumyl peroxide、過氧化苯甲醯(Benzoyl peroxide，簡稱BPO)、tert-butyl perbenzoate(TBPB)…等。又，前述光起始劑可為2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide，簡稱TPO)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮(2-Hydroxy-2-Methyl-1-phenyl-1-Porpanone)、1-羟基环己基苯基甲酮(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide)…等。
復請參閱第1A圖所示，前述固化而成的本體11在被取出模具後，即為乾片，因此，還需要經過水化程序(即，將乾片浸泡於液體中，使其膨脹變軟)與滅菌程序後，才能作為能夠使用的隱形眼鏡，或者，前述固化而成的本體11在被取出模具後，即可經過削磨等各種程序，以形成一般外戴式眼鏡的鏡片。此外，以隱形眼鏡來說，其在水化程序之前/後，以及滅菌程序之前/後，還能增加其它程序，例如，AOI(Automated Optical Inspection)檢驗、收料、萃取…等程序，端看眼鏡鏡片1的產品需求。在此特別一提者，在步驟(303)中，若工作人員只在模具中填充混合物，則能夠形成如第1A圖所示的本體11，即銀/氧化矽複合奈米顆粒12均勻地分佈於本體11中；若工作人員是先在模具中填充少量混合物後，再填充單純的樹脂(未包含銀/氧化矽複合奈米顆粒12)，則能夠形成如第1B圖所示的本體11，即銀/氧化矽複合奈米顆粒12能夠集中於本體11的中間區域，又，前述「少量」一詞是以第1A、1B圖兩者數量進行比較，合先陳明。
再者，除了單色的隱形眼鏡之外，本發明之本體亦可製作為彩片的隱形眼鏡，請參閱第5圖所示，再又一實施例中，彩片的隱形眼鏡能夠由一內層片4A、一色素片4B與一外層片4C結合而成，由於該內層片4A、色素片4B與外層片4C的結合方式為習知技術，故不予贅述。其中，該內層片4A的本體41能夠混合含有銀/氧化矽複合奈米顆粒42，該外層片4C則能僅為樹脂固化而成的態樣(即，未包含銀/氧化矽複合奈米顆粒42)，但不以此為限，在本發明之其它實施例中，內層片4A與外層片4C兩者的結構能夠相反，或者是外層片4C同樣能混合含有銀/氧化矽複合奈米顆粒42，如此，本發明之眼鏡鏡片材料與眼鏡鏡片即可滿足各種產品態樣。
按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。
[習知] 無 [本發明] 1、1’:眼鏡鏡片 11、41:本體 12、42:銀/氧化矽複合奈米顆粒 4A:內層片 4B:色素片 4C:外層片
第1A圖係本發明之一實施例的示意圖； 第1B圖係本發明之另一實施例的示意圖； 第2圖係本發明之銀奈米顆粒的吸光度示意圖； 第3圖係本發明之生產銀/氧化矽複合奈米顆粒之流程圖； 第4圖係本發明之製程；及 第5圖係本發明之又一實施例的示意圖。
1:眼鏡鏡片
11:本體
12:銀/氧化矽複合奈米顆粒

Claims (17)

  1. 一種用以抗藍光之眼鏡鏡片材料，係用以製作眼鏡鏡片，其中，該眼鏡鏡片材料至少包括由銀/氧化矽複合奈米顆粒與至少一種高分子單體所組成之混合物，各該高分子單體經一材料固化程序後能形成一本體，且該本體內混合含有該銀/氧化矽複合奈米顆粒。
  2. 如請求項1所述之眼鏡鏡片材料，其中，該混合物中還添加光起始劑，且該材料固化程序是以紫外光照射該混合物，令各該高分子單體經紫外光交聯後形成該本體。
  3. 如請求項1所述之眼鏡鏡片材料，其中，該混合物中還添加起始劑，且該材料固化程序是以高溫加熱該混合物，以使該混合物硬化形成該本體。
  4. 如請求項1至3任一項所述之眼鏡鏡片材料，其中，該本體是由樹脂所構成。
  5. 如請求項4所述之眼鏡鏡片材料，其中，該銀/氧化矽複合奈米顆粒在該本體中所佔之重量百分比為0.00001%~10%。
  6. 如請求項5所述之眼鏡鏡片材料，其中，各該高分子單體係為甲基丙烯酸羥乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N-乙烯基吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸甲酯。
  7. 一種用以抗藍光之眼鏡鏡片，包括一本體，其特徵在於，該本體內混合含有銀/氧化矽複合奈米顆粒。
  8. 如請求項7所述之眼鏡鏡片，其中，該本體是由樹脂所構成，以被製作成隱形眼鏡。
  9. 如請求項8所述之眼鏡鏡片，其中，該銀/氧化矽複合奈米顆粒在該本體中所佔之重量百分比為0.00001%~10%。
  10. 如請求項9所述之眼鏡鏡片，其中，該樹脂是由高分子單體聚合而成，且包括甲基丙烯酸羥乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N-乙烯基吡咯烷酮與聚甲基丙烯酸甲酯之至少一種或數種高分子單體。
  11. 一種用以抗藍光之眼鏡鏡片的製程，該眼鏡鏡片包括一本體，該製程至少具有下列步驟： 將銀/氧化矽複合奈米顆粒溶於醇類溶劑中，並加入表面改質劑，以進行改質； 將改質後的銀/氧化矽複合奈米顆粒混合至樹脂中，以形成一混合物後，再填充至一模具中；及 使該混合物經過一材料固化程序，直至該混合物固化後，即形成一本體，且該本體內混合含有該銀/氧化矽複合奈米顆粒。
  12. 如請求項11所述之製程，其中，該銀/氧化矽複合奈米顆粒在該本體中所佔之重量百分比為0.00001%~10%。
  13. 如請求項12所述之製程，其中，該銀/氧化矽複合奈米顆粒係由下列步驟製成： 將硝酸銀溶於溶劑中，並加入保護劑或高分子材料，以形成一第一溶液； 對該第一溶液進行攪拌，且使該第一溶液保持於攝氏25度至150度之間； 加入還原劑溶液，並等待1小時，以形成一第二溶液； 對該第二溶液進行離心處理，以取得銀奈米顆粒； 將銀奈米顆粒回溶於醇類溶劑中，並加入四乙氧基矽烷，以形成一第三溶液；及 在室溫下對該第三溶液攪拌22~26小時，以取得銀/氧化矽複合奈米顆粒。
  14. 如請求項13所述之製程，其中，該混合物中還添加光起始劑，且該材料固化程序是以紫外光照射該混合物，直至該混合物固化。
  15. 如請求項13所述之製程，其中，該混合物中還添加起始劑，且該材料固化程序是以高溫加熱該混合物，直至該混合物固化。
  16. 如請求項11至15任一項所述之製程，其中，該本體自該模具中被取出後，還會經過水化程序。
  17. 如請求項16所述之製程，其中，該樹脂是由高分子單體聚合而成，且包括甲基丙烯酸羥乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N-乙烯基吡咯烷酮與聚甲基丙烯酸甲酯之至少一種或數種高分子單體。
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