专利名称：用于光致变色眼用透镜的高粘合性丙烯酸酯涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及高粘合强度的丙烯酸酯基涂层，其含有小量聚碳酸酯
基TPU。更特别地，施加涂层，产生随后与光致变色溶液接触的中间可吸收(imbibable)双焦点表面。
2.
背景技术：
通过直接注射就地涂布，所谓的模内涂布成功地用于其他工业，例如机动车、建筑、办公产品和户外设备工业上。它最初被开发为改进通过压塑成型的片状模塑料(SMC)部件的表面外观。近年来，它应用于注塑的热塑性部件上。
美国专利申请公布2003/0227109涉及应用到注塑盒外部上的压缩装饰模塑的方法。所得装饰膜是沿着盒子顶部和侧面的涂层，亦即在与模具分模线垂直的表面上的涂层。以控制的速度压缩高粘度的不透明涂层，在所有部件表面上提供均匀的厚度。该公布专利涉及解决特定产品结构的问题，但不涉及形成要求光学透明度和厚度变化的眼镜。
美国专利申请公布2006/0151911公开了用清漆层涂布的注塑部件。该清漆在压力下注射到用脱模剂处理过的密闭模具内。通过实施反应注塑(RIM)工艺，实现货架期短的不含溶剂的清漆。注射的清漆在升高的压力下固化，于是涂层膨胀，然后收缩，从而使得难以控制最终的涂层厚度。
美国专利申请公布2005/0089630公开了通过第 一方法制备的透镜，然后给透镜衬垫圏，以接收表面浇铸(cast)层。必须清洁和干燥原始透镜，以便在衬垫之前施加衔接涂层。衔接涂层也进行预固化，使涂层部分聚合，改进其衔接原始透镜与浇铸层的能力。所公开的组合物和方法的缺点是复杂和太多的步骤。同模具的可逆地可咬合的可旋转芯，同时模塑/重叠注塑的技术。设计 该技术，允许在一个芯侧发生模塑工艺，与此同时在另一芯侧上发生 重叠注塑工艺。平行模具并不非常适合于生产光学质量的制品，因为 硬件结构没有提供生产具有不同基础曲线的透镜所需的可互换的模具 嵌件。另外，由于使用一个夹钳闭合两个平行模具，因此存在仅仅单 一的夹持力公布型，这意味着在两类不同的模塑操作之间的折中。
美国专利7077985公开了添加光致变色或偏振官能度到注塑透镜 上的膜镶嵌模塑工艺。功能膜夹在两层保护聚合物层之间并预成型， 之后置于双焦点注塑模腔内。膜的制备牵涉多个步骤，且使用之前， 要求额外的资源保持膜存量清洁。美国专利6367930公开了单独制备 的光致变色TPU膜和聚碳酸酯叠层，它们被共同地插入到模具内以供 膜镶嵌工艺。在替代的实施方案中，例如借助两个注塑机或双沖程注 塑机注射光致变色TPU。在这些方法中，没有制备中间的可吸收双焦 点透镜。
模内涂布的这一 闭模方法的优点在于，能在部件冷却的同时固化 涂层。由于因闭模限制了对部件中的进料，因此所有这些体系在模腔 顶部处引入涂料，且涂料注射器位于分模线附近。优选的模塑机结构 具有垂直的分模线，且可移动的半模在水平方向上往复运动。可在美 国专利6180043中容易地观察到这一机器构造的实例。这一专利涉及 高光泽、不透明的涂层，其含有多达30%和最多45%的二氧化钛和其 他颜料。显然，对于其中人们仅仅观察到高反射外表面的这种涂层来 说，不要求均匀性或透明度，这与光学涂层一样。另外，模具的清洁 和污染不是问题，因为着色涂层的粘度较高。美国专利6180043在涂 层固化阶段过程中，使用多阶段的倾斜夹持力。而WO2003/031138在 塑性注射阶段过程中，使用多阶段的倾斜夹持力。
其余闭模专利公开了各种模塑机改性，以便在模腔内包含涂层。 美国专利6676877提供沿着流道通路的涂层保护罩，以防止涂料溶液 污染螺杆内的液体树脂。国际公布WO2004/048068涉及与模内涂布体 系 一 起使用的改装成套的现有模具。公布的美国专利申请
7国专利申请2003/0082344 (相当于国际公布WO2003/035354)和/^布的美国专利申请2003/0099809全部涉及添加在模塑物品上的边缘特征，以密封分模线并防止涂料溶液泄漏。尽管这些解决方法对于中心浇口模和机动车部件来说是充足的，但它们不适合于在边缘浇口模或光学透镜的产品结构中使用。
美国专利5943957公开了在注塑片上压印着墨图像的方法，同时它们仍然在模具内。该专利的方法涉及空干的常规油墨，没有牵涉通过再夹持模具嵌件并允许涂层借助在模块内保留的热量固化，在透镜上铺开的光学等级的涂层。公布的美国专利申请2003/0152693公开了压印透镜，但釆用在浇铸透镜上的UV或微波可固化的涂层，所述浇铸透镜完全不与任何模具接触。
本发明公开了设备并提供方法和配方，在眼镜表面上施加涂层或较厚的层，且同时它仍然在模具内。通过来自模具的热量，和来自热塑性透镜的残留热量，热固化该涂层，以提供可吸收的双焦点表面。为了解决粘合性和性能缺陷，本发明的配方包括在丙烯酸酯基热固性酉己方内小量(fractional amount)^/ TPU。
发明内容
本发明的目的是提供模内涂布工艺，它产生可吸收的分段式光学透镜。
本发明进一步的目的是规定涂料配方中的TPU组分，以提高粘合性并提供良好的光致变色性能。
通过本发明的实施方案，实现这些和其他相关的目的，这些包括通过在其内引入热塑性聚氨酯(TPU)，形成能光致变色的双焦点眼镜的方法。最初将熔融的热塑性聚碳酸酯(PC)树脂注射到注塑机的边缘浇口模腔内提供透镜基底，所述注塑机具有垂直设备轴。将丙烯酸酯基涂料组合物施加到透镜基底上，固化形成可吸收的双焦点表面。在随后的操作中，光致变色的染料溶液被吸收到表面内。丙烯酸酯基组合物含有含TPU的粘合提高剂，以便在所述吸收步骤之后维持涂层与基底的完整性。注射步骤提供单一视野(sv)的透镜基底，和施加步骤牵涉重叠注
塑。施加步骤包括沉积未加压的全部计量进料的组合物到透镜基底面 朝上的凸面上，然后向下夹持上部半模，形成双焦点透镜模腔。或者， 注射步骤提供双焦点透镜基底。
涂料组合物包括至少90wt。/。丙烯酸酯基热固性材料的共混物，和小 于5phm TPU(份/100份单体)，和优选小于2phm。对于可吸收的方案 来说，涂层可包括至少一种染料，所述染料选自普通染料、光致变色 染料、二色性染料或其结合物，或者涂料组合物不含任何染料。TPU 是聚碳酸酯基TPU,例如脂族聚碳酸酯基TPU。所得能光致变色的双焦 点眼镜可具有高于80的。/。T起始值，约20%的T暗值(dark)。通过在 含(l)单官能(曱基)丙烯酸酯，(2)多官能(甲基)丙烯酸酯，(3)双官能 (甲基)丙烯酸酯，(4)脂族聚氨酯二丙烯酸酯的溶剂共混物内溶解金属 盐和TPU，和添加引发剂，从而配制涂料组合物。该涂料组合物可任 选地包括选自普通染料、光致变色染料、二色性染料及其结合物中的 染料。这一选择提供改性并调节通过这一方法制备的透镜的最终色调 的能力。
根据本发明，公开了可吸收热固性组合物形式的组合物。可吸收 要理解为在根据本发明的方法的热固化步骤之后，可对该组合物进行 吸收工艺，且没有在透镜和涂层本身上形成缺陷。因此可以理解，可 吸收组合物可以是清净的，或者包括至少一种染料。若所述可吸收组 合物包括染料，则可能的情况是，视需要对在固化步骤之后获得的透 镜进行吸收步骤，以获得例如低水平透射(比较暗)和/或改性色调的透 镜。因此，本发明的组合物是具有(1)至少一种单官能(曱基)丙烯酸酯， (2)至少一种多官能(曱基)丙烯酸酯，(3)至少一种双官能(曱基)丙烯 酸酯，(4)至少一种脂族聚氨酯二丙烯酸酯，(5)至少一种金属盐，(6) 至少一种引发剂，和(7)至少 一种热固性聚氨酯(TPU)的热固性组合物。 如上所述，热固性组合物可进一步包括选自普通染料、光致变色染料、 二色性染料及其结合物中的一种染料。
单官能(曱基)丙烯酸酯可以是丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、
9甲基丙烯酸千酯、丙烯酸节酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸2-苯 氧基乙酯或其结合物。单官能(甲基)丙烯酸酯例如是丙烯酸节酯。
多官能(曱基)丙烯酸酯可以是二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四 醇五丙烯酸酯，和六官能脂族聚氨酯丙烯酸酯，或其结合物。多官能(曱 基)丙烯酸酯例如是二季戊四醇五丙烯酸酯。
双官能(曱基)丙烯酸酯可以是1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化 双酚A 二 (曱基)丙烯酸酯、聚乙二醇二 (甲基)丙烯酸酯或其结合物。 金属盐例如是环烷酸钴。引发剂例如是过苯甲酸叔丁酯。
热固性聚氨酯包括比重为1.0-1.3;弯曲模量为550 - 690psi， 最终拉伸强度为4000 - 6000psi和才莫具收缩率为0. 006-0. 014in/in 的聚碳酸酯基脂族聚氨酯。
单官能(曱基)丙烯酸酯的存在量为约5% -4(^"/。，优选10-20%。 多官能(甲基)丙烯酸酯的存在量为约5% -50wt%，优选IO-35%。双 官能(曱基)丙烯酸酯的存在量为约5% - 50wt%，优选10-35%。脂族 聚氨酯二丙烯酸酯的存在量为约5% -60wt%，优选30 - 50 %。金属盐 的存在量为约0. 05-2. 0phm，优选约0. 25phm。引发剂的存在量为约 0. 1-5. 0phm，优选约1.5phm。热塑性聚氨酯(TPU)的存在量为约 0. 5phm-5. 0phm,优选约1. 0phm。该组合物可进一步包括存在量占0. 1% -5. 0wt。/。的至少一种染料。
在结合附图更加充分地考虑详细描述的例举实施方案时，本发明 的优点、性质和各种额外的特征将变得显而易见。在附图中
图1是描绘施加丙烯酸酯基涂层，制备可吸收表面的步骤流程， 其中处理所述表面，以生产光致变色眼镜。
具体实施例方式
本发明提供制备能光致变色的分段式(segmented)眼镜所使用的 方法和涂层。该涂层是高粘合强度的丙烯酸酯基涂层，其含有小量聚 碳酸酯基TPU。施加该涂层产生中间的可吸收双焦点表面或三焦点表 面。随后通过与分段式表面接触，吸收光致变色溶液。目前当制备光致变色的聚碳酸酯双焦点分段式眼镜透镜时，在分 段式表面上沉积粘稠的光致变色涂料。表面的不连续性将引起涂层在 该分段处累积。当干燥时，这一透镜具有存在于该分段处的过量光致
变色染料。在太阳光下使用过程中，uv辐射将引起在该分段处非所需 的较暗的颜色。
一种提出的解决方法牵涉模内施加可吸收的涂层到双焦点表面 上。该涂层具有非常适合于吸收光致变色染料溶液的有利的均匀厚度。 遗憾的是，该溶液具有劣化涂层的影响，和这种光致变色地染色的涂 层常规地无法通过基本的粘合试验。
除了膜的镶嵌模塑技术以外，还尝试掺入光致变色染料到用于模 内应用的涂层内。然而，光致变色染料分子在高温下不稳定，因此这 一方法限制了加工高温树脂的参数。另外，不可能有效地控制或改变 涂层深度，和因此染料梯度也不能有效控制或改变。
令人惊奇的是，已发现，可采用模内技术，施加可吸收的涂布层，
且可通过添加一定百分数TPU调节(engineer),以提供高的粘合强度。 借助模内工艺，施加可吸收的涂布层，这将参考图l进一步解释。
始于步骤10，提供边缘洗口的透镜模具。该模具朝垂直设备轴取 向。静止的模具部分表示为下部的凸形半模。可移动的模具部分表示 为上部的凹形半模。上部可移动的半模垂直且往复地通过多吨夹持单 元，例如数量级为IOO吨的夹持单元移动。在步骤20中，我们将透镜 基底注射到模具内。在典型压力和300 - 400。F范围内的温度下，将熔 融的热塑性聚碳酸酯(PC)树脂注射到模腔内。
在步骤30中，打开模具且透镜基底的凸面向上。在当树脂充分地 固体化以抗变形的时候打开模具。在步骤40中，施加丙烯酸酯基涂层 到基底上。该涂层是含有d 、量聚碳酸酯基热塑性聚氨酯(TPU)的热固性 树脂。在步骤40中，施加未加压的全部满计量进料的涂料。在步骤 50中，闭合模具，在基底表面上铺展涂层。可使用来自步骤20的相 同的夹持力。或者，可使用降低的夹持力。可使用来自步骤20的相同 [双焦点]的半模，在此情况下，涂料占据因PC树脂收缩产生的小的空
ii间体积。若在步骤20中使用单一视野[SV]模具装置，则交换出(swap out)上部半模，并用基础曲线类似于SV模具装置的双焦点上模替代。
在任何一种情况下，在步骤60中，涂层热固化，形成可吸收的分 段式透镜表面。来自透镜基底或模具表面的残留热量驱动热固化工艺。 透镜可以是双焦点类型或三焦点类型。在步骤70中，打开模具并取出 透镜。在当充分地固化涂层，抗变形的时候，取出涂布的透镜。在步 骤80中，使可吸收的分段式透镜表面与光致变色[Ph]溶液接触。这一 步骤牵涉根据预定的分布型(profile)引入热量。在步骤90中，允 许来自Ph溶液的溶剂蒸发。这一干燥步骤也可牵涉引入热量。所得产 品是能光致变色的分段式[双焦点或三焦点]透镜，其特征在于具有高 的粘合强度的涂层。该透镜具有良好的光致变色性能。以下列出了量 化粘合强度和光致变色性能的实验和试验结果。
分三部分列出了实施例和试验，亦即，I.无法粘合的涂层，II.通 过粘合性试验但没有通过光致变色性能试验的涂层，和III.通过粘合 性和光致变色性能试验的涂层。
通过十字头粘合技术，测试涂层粘合性能，其中在涂层上划过平 行均匀地隔开的一系列锋利的剃刀刀片，然后在90。的角度下再次交 叉划过该涂层。施加胶带并牵拉，且检查涂层，观察涂层是否保留在 透镜上还是已经除去。这被称为粘合-干燥试验。然后将涂布的透镜 置于沸水或红色染料水溶液中并再次测试，这称为粘合_湿法试验。 最初针对粘合-干燥试验，测试未吸收的透镜。若它们通过该试验， 则针对粘合-湿法试验测试它们。若涂层仍然完整，则它们用光致变 色溶液吸收并测试光致变色性能。之后，针对粘合-干燥试验，测试 它们。若涂层仍然完整，则针对粘合-湿法试验测试这些透镜。
I.第一实施例试验
下表1中描述了标准涂料配方实施例1。仔细地称取环烷酸钴到小 瓶内。然后添加SR5 06,它主要用于溶解环烷酸钴并控制粘度。轻微 地加热小瓶并轻轻地涡流，使环烷酸钴快速溶解。添加CD542，然后 添加SR399，并彻底混合。然后添加CN965,并混合直到溶解。最后添
12加有机过氧化物Luperox P并充分地混合。使用真空泵，使溶液脱气。 实施例2与实施例1相同，所不同的是SR506被SR340替代，和
CD542被SR603替代。SR340溶解环烷酸钴不是;f艮好。
在用光致变色物质吸收之后，这两个实施例均无法通过粘合性试
验，但光致变色性能良好。 表l:粘合性能
样,
1
环烷酸钴(phm)
SR506:丙蹄酸异冰片酯(W
SR340:曱基丙烯酸2-苯氧基乙酯(W
CD542: BPA (8E0) DMA (%)
SR603: PEG(赠醒(。/。)
SR399: 二季戊四醇五丙烯酸酯(W
CN965:聚氨酯二丙烯酸酯(％)
Luperox P:过苯曱酸#又丁酯(phm)
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥
湿
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥 湿
光致变色性能 % T起始 % T暗值
0. 25 20
30
20 30
1. 5
通过 通过
通过 失败
83. 0 22. 0
0. 25
20
30 20 30
1. 5
通过 通过
通过 失败
83. 9 19. 8
可从位于St. Louis, M0的Sigma-Aldrich处获得环烷酸钴。它的 CAS No.为61789-51-3且含有最多10%钴，CAS no. 7440-84-4。它 也^皮称为Naf tolite。
SR-506是丙蹄酸异冰片酯的商品名，其获自SartomerCompany, Inc. of Exton，PA。它具有下述分子式:
它的一些性能如下所述官能度1，为170 MEHQ ppm的抑制剂； 水O. 05wt%;酸O. lwt%;色值20APHA， 25。C下的比重0. 987, 25。C下 的粘度为9cps，折射指数1.4738,表面张力31.7dyne/cm，玻璃化转 变温度(Tg)88。C， 15mmHg下的沸点120匸，闪点106匸，和分子量208。
SR-340是甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯的商品名， 一种提供良好粘合 性能的低挥发性的单官能芳族单体，获自Sartomer Company, Inc. of Exton，PA。其分子式如下所述
它的一些性能如下所述官能度l，为125 HQ ppra的抑制剂；溶 剂0. lwt%，水0. 2wt%，酸0. lwt%;色值40APHA, 25。C下的比重1. 079， 25。C下的粘度为10cps,折射指数1.5109，表面张力38.2dyne/cm， 玻璃化转变温度(T》54。C，分子量206，和760mmHg下的沸点260°C。
CD-542是乙氧基化(8)双酚A 二曱基丙烯酸酯的商品名，其获自 Sartomer Company, Inc. of Exton，PA。 它具有下述分子式
它是在自由基聚合中使用的低挥发性单体。它提供良好的疏水和 亲水平衡。它具有疏水主链以供碱溶解。它的一些性能如下所述官 能度2，为175 MEHQ ppm的抑制剂，溶剂0. lwt%，水0. 2wt%，酸0. lwt%， 色值40APHA， 25。C下的比重1. 119， 25。C下的粘度为420cps,折射指 数1. 5147,和分子量728。
SR-603是聚乙二醇(400) 二甲基丙烯酸酯的商品名，其获自
<j>CH2
6j3Sartomer Company, Inc. of Exton，PA。 它具有下述分子式<formula>formula see original document page 15</formula>
它是双官能单体。它的一些性能如下所述官能度2，为245MEHQppm的抑制剂，溶剂O. lwt%，水O. 4wt%,酸O. 05wt%，色值IOOAPHA，25。C下的比重1.117， 25。C下的粘度为85cps,折射指数1. 4645，表面张力40. Odyne/cm，玻璃化转变温度(Tg) -21°C ,和分子量598。
SR-399是二季戊四醇五丙烯酸酯的商品名，其获自SartomerCompany, Inc. of Exton，PA。它的分子式如下所述
cn，f-0"^—亍仔2 err;;oJ-^ch:
它的一些性能如下所述官能度5，为270 MEHQ ppm的抑制剂，溶剂0. lwt。/。，水0. lwt。/。，酸0. lwt%，色值50APHA，25。C下的比重1. 192，25。C下的粘度为13600cps,折射指数1.4885，表面张力39. 9dyne/cm，玻璃化转变温度(T》90。C，和分子量525。
CN-965是脂族聚酯基聚氨酯二丙烯酸酯低聚物的商品名，它是一种挠性低聚物，获自位于Exton，PA的Sartomer Company, Inc.。它的一些性能如下所述色值50APHA，密度9. 1441bs/gal,伸长率57，官能度2， 1%下的模量3040psi,折射指数25、为1.4802，玻璃化转变温度OU - 37°C，和60。C下的粘度为9975cps。它显示出良好的耐候性，良好的耐化学性，良好的耐热性，良好的耐水性，良好的粘合性，高的耐磨性，高的挠性，高的冲击强度，和低的收缩率。
LuperoxP是过苯甲酸叔丁酯98%的商品名，其获自St. Louis ，M0的Sigma-Aldrich。它的CAS No.为614-45-9和化学式为(MOh它还被称为过氧苯甲酸叔丁酉旨，Esperox 10， Novox, Trigo腹C和过苯曱酸7k丁酯。它的一些性能如下所述分子量194. 23 AMU,在0. 2mmHg下的BP/BP范围为75. 0 - 76. O'C，在50。C下的蒸汽压为3. 36mm Hg，蒸汽密度为6. 7g/l， SG/密度为1.034g/cm3，挥发度100%，闪点93°C，和折射指数1.496。
实施例3与实施例2相同，所不同的是SR506被CN146(它被描述为粘合促进剂)替代。CN146非常快速地溶解环烷酸钴。再次如下表2所述，在吸收之后实施例3无法通过粘合试验，但具有良好的光致变
色性犯
狄
表2:粘合性能
样品
环烷酸钴(phm)
CN146:丙烯酸类低聚物(W
SR603: PEG (400) DMA (%)
SR399: 二季戊四醇五丙烯酸酯(°/ )
CN965:聚氨酯二丙烯酸酯W)
Luperox P:过苯甲酸#又丁酯(phm)
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥
湿
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥湿
光致变色性能% T起始% T暗值
3
0. 2520302030
1. 5
通过通过
通过失败
82. 120. 2
CN-146是丙烯酸类低聚物的商品名。它是获自位于Exton，PA的Sartomer Company, Inc.的粘合剂低聚物。它的一些性能如下所述在20。C下清净液体外观，25。C下的比重1. 26，和25。C下的粘度3600cps。它对金属和塑料显示出良好的粘合性，具有低的粘度且可溶于苛性碱溶液中。
已知极性单体提高粘合性。实施例4含有HEMA(羟基)和实施例5含有丙烯酸(酸基)。HEMA和MMA/AA 二者均非常快速地溶解环烷酸钴。在如下表3所示吸收之后，二者均无法通过干燥粘合试验，但具有良好的光致变色性能。
表3:粘合性能_
样品 4 5
环烷酸钴(phm)
MMA:曱基丙烯酸甲酯(％)
HEMA:曱基丙烯酸2-羟乙酯(W
AA:丙烯酸(°/。)
SR603: PEG(400)腿CO
SR399: 二季戊四醇五丙蜂酸酯(％)
CN965:聚氨酯二丙烯酸酯W)
Luperox P:过苯甲酸一又丁酯(phm)
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥
湿
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥湿
光致变色性能% T起始% T暗值
0. 25
20
302030
1. 5
通过通过
失败
84. 121. 9
0. 2510
103020301. 5
通过通过
失败nB
83. 620. 9
II.第二实施例组
实施例6、 7和8与实施例1相同，所不同的是CN965被表4所示的合适的Ebecryl单体替代。尽管实施例6和7在下表4所示的吸收之后均通过粘合试验，但光致变色性能不可接受，其中实施例6仅仅变暗到47%T。实施例8甚至没有吸收或变暗。
表4:粘合性能
样品 6 7 8
环烷酸钴(phm)0. 250. 250, 25
SR506:丙烯酸异冰片酯CO202020
CD542: BPA (8E0) DMA (%)303030
SR399: 二季戊四醇五丙烯酸酯(％)202020
Ebecryl 284N:聚氨酯二丙蹄酸酯(W30——
Ebecryl 1290:聚氨酯六丙烯酸酯(W一30—
Ebecryl 8411:聚氨酯二丙烯酸酯(％)——30
Luperox P:过苯曱酸^又丁酯(phm)1. 51. 51. 5
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥通过通过通过
湿通过通过通过
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥通过通过失败
湿通过通过na
光致变色性能
% T起始85. 288. 081. 2
% T暗值47. 0无20. 2
这一 II第二实施例组和表4表明常规试验在改进粘合性或光致变色性能方面具有一些局限的效果，但并非这两个效果都没有。将这些试验扩展到在其他聚合物，例如PMMA、 PVA和CAB内的共混物上，但获得类似差的结果。
Ebecryl 284—N是用反应性稀释剂1， 6-己二醇二丙烯酸酯(HDODA)
18稀释12wt。/。的脂族聚氨酯二丙烯酸酯的商品名。Ebecryl 284-N和 H歸A获自Smyrna ， GA的Cytec Surface Specialties, Inc…HD0DA 也被称为六亚甲基二丙烯酸酯，其CAS No.为13048-33-4。它的一些 性能是加德纳色值最大为2，在60。C下的粘度为1900 - 2300cP， NCO %最大值为0.2， 25'C下的密度为1.18g/ml,官能度2(基于未稀释的 低聚物的理论测定值)，低聚物12wt%，拉伸强度5900psi，断裂伸长 率58%,沸点〉100。C, 20。C下的蒸汽压〈0. OlhPa，和玻璃化转变温度 50°C。
Ebecryl 1290是六官能的脂族聚氨酯丙烯酸酯的商品名，当暴露 于fr^ ttfV)或电^束(EB)下时,^示出非常快速的固化##。该 产品由与范围为40 - 50wt。/。的丙烯酸酯化的多羟基化合物结合的范围 为50 - 60 %的丙烯酸酯化的脂族聚氨酯制备。Ebecryl 1290获自 Smyrna ， GA的Cytec Surface Specialties, Inc.。它的一些寸生能是 加德纳色值最大为l，在60。C下的粘度为1800 - 2200cP， 25。C下的密 度为1.19g/ml,官能度6(基于未稀释的低聚物的理论测定值)，拉伸 强度6700psi，断裂伸长率2%,沸点〉100。C， 20。C下的蒸汽压 <0. 013hPa，和玻璃化转变温度69'C。
Ebecryl 8411是用反应性稀释剂丙烯酸异水片酯(IBOA)稀释的 20wt。/。脂族聚氨酯二丙烯酸酯的商品名(aka丙烯酸酯化的聚氨酯)。 Ebecryl 8411和IBOA获自Smyrna , GA的Cytec Surface Specialties, Inc. 。 IBOA的CAS No.为5888-33-5。 Ebecryl 8411的一些性能是: 加德纳色值最大为1，在65. 5'C下的粘度为3400 - 9500cP， NCO。/。最大 值为0.2， 25。C下的密度为1.13g/ml，官能度2 (基于未稀释的低聚物 的理论测定值)，低聚物80wt%,拉伸强度1170psi，断裂伸长率320%， 杨氏模量1280psi，沸点〉100。C， 20。C下的蒸汽压〈0. 013hPa,和玻璃 化转变温度-18。C。
III.第三实施例组
我们现在看发明的实施例。实施例9含有获自Estane的 Carbothane 3575A脂族聚碳酸酯基TPU。仔细地称取环烷酸钴到小瓶内。然后添加画A，并轻轻地使小瓶涡流，溶解环烷酸钴。添加 Carbothane 3575A，并加热该溶液到~ 5QC,并搅拌直到溶解。薩A是 环烷酸钴和Carbothane 3575A二者的良溶剂。然后添加SR603,然后 SR399，并彻底混合。然后添加CN965并混合，直到充分地混合。最后 添加有机过氧化物Luperox P。实施例IO是实施例9的重复实施例。 实施例11是不含任何Carbothane 3575A的对比例。下表5示出了二 者均含有Carbothane 3575A的实施例9和10，在用光致变色物质吸 收之后，显示出优良的粘合性。此外，甚至在200小时的太阳试验暴 露之后保持粘合性。另外，光致变色性能与不含Carbothane 3575A的 对比例相当。实施例11对比例在吸收之后无法通过粘合试验，但显示 出良好的光致变色性能。 表5:本发明的粘合性能
样品11910
环烷酸钴(phm)0. 250. 250. 25
MMA:曱基丙烯酸甲酯(W202020
Carbothane 3575A(W—1. 01. 0
SR603: PEG (400) DMA (%)303030
SR399: 二季戊四醇五丙烯酸酯(％)202020
CN965:聚氨酯二丙烯酸酯(°/ )303030
Luperox P:过苯曱酸+又丁酯(phm)1. 51. 51. 5
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥通过通过通过
湿通过通过通过
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥失败通过通过
湿na通过通过
光致变色性能
% T起始82. 783. 083. 6
% T暗值21. 120. 520. 4Carbothane⑥是一组脂族聚碳酸酯基TPU的商品名，其获自 Cleveland ， Ohio的Lubrizol Corporation的Estane⑧系。该组的特 征在于优良的氧化稳定性和化学稳定性。Carbothane PC-3575A的一 些性能是Durometer 73A肖氏石更度，比重1. 15，弯曲模量620psi， 极限拉伸强度5300psi，极限伸长率470psi， 100%伸长率下的拉伸强 度300psi， 200 %伸长率下的拉伸强度500， 300 %伸长率下的拉伸强 度900，和模具收缩率0. 008-0. 012in. /in.。
我们现在看本发明的再一实施例。实施例12与实施例9相同，所 不同的是BzA (Tg=6°C)替代醒A。丙烯酸节酯是环烷酸钴和Carbothane 3575A的良溶剂。下表6示出了实施例12具有优良的粘合性。此外， 甚至在200小时的太阳暴露试验之后，仍保持粘合性。我们还观察到 在18. 4。/。T变暗下光致变色性能的改进。实施例13是不具有Carbothane 3575A的对比例，它在吸收之后无法通过粘合性试验。
表6:本发明的粘合性能
样品1312
环烷酸钴(phm)0. 250. 25
BzA:丙烯酸千酯(W2020
Carbothane 3575A(phm)—1. 0
SR603: PEG(400)腿(W3030
SR399: 二季戊四醇五丙烯酸酯(W2020
CN965:聚氨酯二丙烯酸酯(％)3030
Luperox P:过苯曱酸叔丁酯(phm)1. 51. 5
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥通过通过
湿通过通过
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥失败通过
湿通过光致变色性能
0/oT起始 81. 2 82.6
y。T暗值 18.6 18.4
本发明的再一实施例，实施例14与实施例9相同，所不同的是 BzMA(Tg-54'C)替代MMA。曱基丙烯酸千酯是环烷酸钴和Carbothane 3575A的良溶剂。下表7示出了实施例14在吸收之后具有优良的粘合 性。此外，甚至在200小时的太阳暴露试验之后，仍保持粘合性。对 比例15在用光致变色物质吸收之后无法通过粘合性试验。
表7:本发明的粘合性能
样品1514
环烷酸钴(phra)0. 250. 25
BzMA:曱基丙烯酸千酯W)2020
Carbothane 3575A(phm)一1. 0
SR603: PEG(楊)腿(W3030
SR399: 二季戊四醇五丙烯酸酯(％)2020
CN965:聚氨酯二丙烯酸酯(°/。)3030
Luperox P:过苯甲酸A又丁酯(phm)1. 51. 5
没有吸收光致变色物质情况下的粘合性
干燥通过通过
湿通过通过
吸收光致变色物质之后的粘合性
干燥失败通过
、、曰 /业na通过
光致变色性能
% T起始80. 883. 8
% T暗值21. 1
可看出，TPU在提高涂层粘合性方面是有效的且导致良好的光致变色性能。表明它与丙烯酸酯单体中的匪a、 BzA和BzMA共混物相容。 可存在的丙烯酸酯组分是变化量，以提供选择材料的灵活性，同时维 持性能和光学质量。可用各种光致变色染料，例如萘并吡喃类、俘精 酐类、苯并吡喃类、俘精酰亚胺类、螺萘并吡喃类、螺苯并噁嗪类、 螺萘并噁溱类、螺苯并吡喃类及其结合物处理可吸收的分段式透镜。 可共混染料，实现不同的性能或化妆品特征。
在描述了透镜制备、在其内所使用的材料和加工它的方法(拟阐述 而不是限制)的优选实施方案情况下，注意可鉴于上述教导，由本领域 的技术人员作出各种改性和变化。因此要理解，可在所附权利要求描 绘的本发明的精神和范围内公开的本发明的特定实施方案上作出变 化。因此，在用专利法所要求的细节和特殊性描述本发明的情况下， 在所附权利要求中列出了所要求和期望通过专利保护的内容。
权利要求
1.通过在其内掺入热塑性聚氨酯(TPU)，形成能光致变色的双焦点眼用透镜的方法，该方法包括下述步骤将熔融热塑性聚碳酸酯(PC)树脂注射到注塑机的边缘浇口模腔内，所述注塑机具有提供透镜基底的垂直设备轴；将丙烯酸酯基涂料组合物施加到透镜基底上，固化形成可吸收的双焦点表面；和将光致变色的染料溶液吸收到所述表面内；其中丙烯酸酯基组合物含有含TPU的粘合提高剂，以便在所述吸收步骤之后，维持涂层与基底的完整性。
2. 权利要求l的方法，其中所述注射步骤包括提供单一视野(SV)的透镜基底，和所述施加步骤包括重叠注塑。
3. 权利要求l的方法，其中所述注射步骤包括提供双焦点透镜基底o
4. 权利要求l的方法，其中所述施加步骤包括沉积所述组合物的未加压的全部计量进料到透镜基底面朝上的凸表面上，和向下夹持上部半模，形成双焦点透镜模腔。
5. 权利要求1的方法，其中涂料组合物包括至少90wt。/。丙烯酸酯基热固性材料的共混物，和小于5phm TPU份/100份单体(phm)。
6. 权利要求5的方法，其中涂料组合物不含选自常规染料、光致变色染料、二色性染料及其结合物中的染料。
7. 权利要求5的方法，其中涂料组合物包括小于约2phmTPU，其中TPU是聚碳酸酯基TPU。
8. 权利要求5的方法，其中TPU是脂族聚碳酸酯基TPU。
9. 权利要求5的方法，其中能光致变色的双焦点眼镜具有大于约80的Q/。T起始值。
10. 权利要求5的方法，其中能光致变色的双焦点眼镜具有约20的％T暗值。
11. 权利要求l的方法，其中所述施加步骤包括 通过在溶剂共混物内溶解金属盐和TPU，配制涂料组合物，其中所述溶剂共混物包括(1) 单官能(曱基)丙烯酸酯，(2) 多官能(甲基)丙烯酸酯，(3) 双官能(甲基)丙烯酸酯，(4) 脂族聚氨酯二丙烯酸酯；和 添加引发剂。
12. 权利要求l的方法，其中所述施加步骤包括 通过在溶剂共混物内溶解金属盐、染料和TPU，配制涂料组合物，所述溶剂共混物包括(1) 单官能(甲基)丙烯酸酯，(2) 多官能(甲基)丙烯酸酯，(3) 双官能(曱基)丙烯酸酯，(4) 脂族聚氨酯二丙烯酸酯；和 添加引发剂。
13. 权利要求12的方法，其中所述染料选自普通染料、光致变色 染料、二色性染料及其结合物。
14. 一种热固性组合物，它包括(1) 至少一种单官能(甲基)丙烯酸酯，(2) 至少一种多官能(甲基)丙烯酸酯，(3) 至少一种双官能(曱基)丙烯酸酯，(4) 至少一种脂族聚氨酯二丙烯酸酯，(5) 至少一种金属盐，(6) 至少一种引发剂，和(7) 至少一种热塑性聚氨酯(TPU)。
15. 权利要求14的热固性组合物，进一步包括选自普通染料、光 致变色染料、二色性染料及其结合物中的至少一种染料。
16. 权利要求14的组合物，其中单官能(甲基)丙烯酸酯选自丙烯 酸异冰片酯、甲基丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸千酯、丙烯酸千酯、甲基 丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯及其结合物。
17. 权利要求16的组合物，其中单官能(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸 节酯。
18. 权利要求14的组合物，其中多官能(曱基)丙烯酸酯选自二季 戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯，六官能脂族聚氨酯丙烯 酸酯，及其结合物。
19. 权利要求18的组合物，其中多官能(曱基)丙烯酸酯是二季戊 四醇五丙烯酸酯。
20. 权利要求14的组合物，其中双官能(曱基)丙烯酸酯选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二 (甲基)丙烯酸酯及其结合物。
21. 权利要求14的組合物，其中金属盐包括环烷酸钴。
22. 权利要求14的組合物，其中引发剂是过苯甲酸叔丁酯。
23. 权利要求14的组合物，其中热塑性聚氨酯包括比重为1. 0-1.3;弯曲模量为550 - 690psi,极限拉伸强度为4000 - 6000ps i和模 具收缩率为0. 006 - 0. 014in/in的聚碳酸酯基脂族聚氨酯。
24，权利要求14的组合物，进一步包括(1) 所述至少一种单官能(甲基)丙烯酸酯的存在量为5% - 40wt%;(2) 所述至少一种多官能(曱基)丙烯酸酯的存在量为5% -50wt%;(3) 所述双官能(甲基)丙烯酸酯的存在量为5% - 50wt%;(4) 所述脂族聚氨酯二丙烯酸酯的存在量为5% -60wt%;(5) 所述至少一种金属盐的存在量为0. 05-2. 0phm;(6) 所述至少一种引发剂的存在量为0. l-5.0phm;和(7) 所述至少一种热塑性聚氨酯(TPU)的存在量为0. 5phm-5. 0phm。
25. 权利要求15的组合物，进一步包括存在量占0. 1°/。-5. 0wt% 的所述至少一种染料。
26. 权利要求14的组合物，进一步包括(1) 所述至少一种单官能(甲基)丙烯酸酯的存在量为10% -20wt%;(2) 所述至少一种多官能(甲基)丙烯酸酯的存在量为10% -35wt%;(3) 所述双官能(曱基)丙烯酸酯的存在量为10% -35wt%;和(4) 所述脂族聚氨酯二丙烯酸酯的存在量为30% - 50wt%。
27. 权利要求14的组合物，进一步包括 存在量为0. 25phm的所述至少一种金属盐；和 存在量为1. 5phm的所述至少一种引发剂。
28. 权利要求14的组合物，进一步包括存在量为约1. 0phra的 所述至少一种热塑性聚氨酯(TPU)。
全文摘要
制备能光致变色的双焦点眼用透镜所使用的方法和涂层。该涂层是含有小量聚碳酸酯基TPU的高粘合强度的丙烯酸酯基涂层。施加该涂层，产生中间的可吸收的双焦点表面。随后通过与双焦点表面接触，吸收光致变色溶液。
文档编号B29D11/00GK101687373SQ200880023568
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月18日 优先权日2007年6月20日
发明者R·博宗 申请人:埃西勒国际通用光学公司