著色光學基材的制作方法

專利名稱：著色光學基材的制作方法
技術領域：
本發明涉及用著色或有色涂料涂敷光學基材的方法。本發明還涉及可用于涂敷光學基材，如有著色或有色涂料的眼鏡的組合物，還涉及采用本發明的方法和組合物涂敷的光學基材。
背景技術：
目前，光透明樹脂普遍用于制造光學基材，如眼鏡。這些樹脂的優點在于重量輕，結實并容易加工。
熱塑性和熱固性樹脂都可用于制造光學基材。已在使用的具體熱固性樹脂包括二甘醇二(烯丙基碳酸酯)的聚合物，如CR-39TM(PPG Industries的商標)，這些樹脂使光學基材具有良好的透明性和耐熱性，并且顏色失真很小。這些特定樹脂的另一個優點比較容易通過在樹脂中加入著色劑來著色。在眼鏡領域，流行給透鏡著色或染色，以得到著色的透鏡。
用于制造光學基材的常用熱塑性樹脂是雙酚A的聚碳酸酯。這種聚碳酸酯樹脂具有良好的透明度，抗沖擊性和耐熱性，并具有相對高的折射率。然而，聚碳酸酯比上述某些熱固性樹脂如CR-39更難染色。
與熱固性和熱塑性光學基材，尤其是聚碳酸酯基材相關的一個問題是耐磨性差。為克服這種差的耐磨性，研制了耐磨涂層(“硬涂層”)。遺憾的是，硬涂層常常是不能著色的。
一類硬涂層是有機硅氧烷硬涂層。有機硅氧烷涂層經常施用在熱固性透鏡材料上。然而，研究發現，有機硅氧烷涂層的耐磨性越好，越不易著色。通常，有機硅氧烷樹脂本身不能著色，而是用作可以使染料分子通過的介質。因此，無論有機硅氧涂層是否是可著色的，仍需要可進行著色的下層基材。
另一類硬涂層是基于丙烯酸酯的涂層。這些涂料常用于涂敷熱塑性材料，如聚碳酸酯。耐磨的丙烯酸酯涂層一般也不能著色。因此，可著色的丙烯酸酯涂層的耐磨性很差。
將涂料施涂到熱固性基材上的一種方法是模內涂敷。這種方法涉及將涂料施涂在模具表面，部分固化該涂層，組合一對模具，用基材單體填充模具，然后按常規固化該基材。然后從組件中取出涂敷的基材。模內涂敷是低成本涂敷光學基材的非常有效的方法。對光學基材，如拋光過的透鏡，必須在透鏡的正面和背面均施涂涂層。為對拋光過的透鏡進行著色，必須在透鏡的一個表面或兩個表面上施涂可著色的涂層。遺憾的是，到目前為止，還沒有適合用于可著色模內涂敷的體系。
本發明致力于提供一種對塑料光學基材，包括聚碳酸酯和熱固性光學基材進行著色的方法和/或組合物，在一定程度上克服現有技術方法和組合物的某些問題。
本說明書中參考的文獻用于描述本發明背景，或用于描述本發明的某些方面。然而，并未認可在本說明書中列舉的所有參考文獻，包括專利或專利文件，構成了(成熟的)現有技術。特別應理解，除非另外指出，本文參考任何文獻并不是認可這些文獻在澳大利亞或任何其它國家成為了本領域通識。這些參考文獻的內容只表明其作者的觀點，本申請人保留對本文列舉的任何文獻的準確性和相關性的質疑權。
發明概述本發明提供一種對光學基材著色的方法，該方法包括下面的步驟-在光學基材上施用一種涂料組合物，所述組合物包含可聚合單體，所述單體具有至少含4個連續的氧化烯單元的聚氧化烯主鏈，耐磨劑和/或可高交聯聚合的單體，-聚合該涂料組合物，形成一個耐磨涂層，-在所述涂層中加入著色化合物，使光學基材著色。
本發明還提供一種涂料組合物，該組合物適合在光學基材上形成耐磨的可著色涂層，所述涂料組合物包含可聚合單體，所述單體具有至少含4個連續的氧化烯單元的聚氧化烯主鏈，耐磨劑和/或可高交聯聚合的單體其中，涂料組合物在可加入著色化合物的光學基材上可聚合形成一個耐磨涂層。
本發明還提供一種按照本發明方法或采用本發明組合物著色的光學基材。
本發明的一個較好方面是，耐磨劑(y)(為固體重量％)和/或交聯單體(x)(為單體重量％)的相對量在y＝-0.76x+68和y＝-0.60x+30之間，更好在y＝-0.75x+60和y＝-0.60x+30之間，最好在y＝-0.67x+50和y＝-0.60x+30之間。
光學基材可以是能透射或反射光的任何基材。因此，該術語包括光學制品(如驗眼透鏡)和其它可能需要著色涂層的光學制品。
本發明方法和組合物特別適用于對由芳族聚碳酸酯如雙酚A聚碳酸酯形成的光學基材進行著色，盡管可以理解，本發明不必限于這一特定應用。
涂敷光學基材的步驟可涉及將涂料組合物施涂到預形成的光學基材上，或在形成光學基材期間施用涂料組合物，如在模內涂敷過程中。
著色化合物可以是一種或多種本領域已知的固定染料。或者，著色化合物可以是一種或多種光敏染料。
具有至少4個連續氧化烯單元的氧化烯單體單元可以是氧乙烯單元。單體可以是具有長鏈聚氧乙烯主鏈的二(甲基)丙烯酸酯單體。在此使用的術語“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。術語“氧化烯基”指具有化學式-(CH2)n-O-的基團，其中n大于或等于2。氧化烯基的非限制性例子包括氧乙烯，氧丙烯和氧丁烯。
在本發明的一種形式中，耐磨劑是丙烯酸化的膠態物質，如膠態二氧化硅，二氧化鈦，二氧化鋯或其它無機氧化物。耐磨劑最好是丙烯酸化膠態二氧化硅，它能提高涂層粘合的持久性和耐磨性。
附圖簡述現在，結合附圖所示的各實施方案說明本發明。但是必須理解，下面所述并不能限制上面所述的一般性。


圖1所示是膠態二氧化硅濃度與高交聯單體((三[2-丙烯酰氧基]乙基)異氰酸酯)濃度的關系圖，并顯示各自的濃度對本發明組合物的著色作用。采用在氮氣下固化涂層的體系獲得圖1的數據。
發明詳細描述本發明的一種優選形式中，光學基材是眼鏡。然而，可以理解，在寬范圍形式中，本發明不限于此，所述組合物和方法可用于涂布任何透明光學基材。
本發明的涂料組合物包含具有至少含4個連續的氧化烯單元的聚氧化烯主鏈的單體，耐磨劑和/或高交聯單體。在模內涂敷過程中，在澆鑄透鏡之前，將所述組合物涂布在預形成的透鏡上，或涂敷在模具表面。基本的模內涂敷過程類似于國際專利申請WO01/21375中所述的，其內容納入本文，但僅用于舉例說明模內涂敷過程。
模內涂敷過程通常涉及用本發明組合物，任選在合適溶劑中，涂敷模具部分的澆鑄面。可采用各種方法施涂組合物，包括噴涂，浸涂，刷涂，淋涂，旋轉涂布等。然后使組合物部分固化或全部固化，例如通過UV引發的部分聚合。可以控制聚合程度，如WO 01/21375所述。
模具部分涂布組合物并部分固化和/或除去溶劑后，將模具件裝配在一起，形成涂布的模具空腔。然后將透鏡單體倒入該模具中，按常規方法固化塑料。
以總單體(即聚氧化烯單體和高交聯單體)重量為基準計，具有至少含4個氧化烯單元的聚氧化烯主鏈的單體在涂料組合物中的含量為約10-100重量％。具有至少含4個氧化烯單元的聚氧化烯主鏈的單體可以是含長鏈聚氧乙烯主鏈的單體，較好是有長鏈聚氧乙烯主鏈的二(甲基)丙烯酸酯單體。合適的聚氧乙烯二(甲基)丙烯酸酯包括聚乙二醇(200)二(甲基)丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇(600)二(甲基)丙烯酸酯。
耐磨劑是丙烯酸化膠態二氧化硅，盡管還可以使用其它丙烯酸化膠態物質，如二氧化鈦，二氧化鋯或其它無機氧化物。耐磨劑促進了涂層粘合的持久性和耐磨性。較好的，丙烯酸化膠態二氧化硅不含顯著量的己二醇二丙烯酸酯。己二醇二丙烯酸酯(HDDA)在商用丙烯酸化膠態二氧化硅制劑中通常用作分散劑。組合物中丙烯酸化膠態二氧化硅的含量可以在0-約70％(w/w固體)范圍變化。然而，如下面詳細討論的，其用量取決于組合物中的高交聯單體的量。
如本文使用的，術語“高交聯單體”指有連接在剛性芯(如芳環)上的剛性主鏈或柔性主鏈的單體，其中聚合高交聯單體提供了具有高耐磨性的聚合物。聚合的涂層的耐磨水平可采用標準測試確定，在本文的實施例中提供其細節。
高交聯單體可以是三[[2-(甲基)丙烯酰氧基]乙基]異氰尿酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二(甲基)丙烯酸酯，N，N’，N″-三(甲基)丙烯酰基六氫-s-三嗪，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯三(甲基)丙烯酸酯，三羥甲基丙基三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，2，2，4，4，6，6-六氫-2，2，4，4，6，6-六(2-((2-甲基-1-氧-2-丙烯基)氧)乙氧基)-1，3，5，2，4，6-三氮雜三膦(triazatriphosphorine)，四-，五-和六-官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。最好是具有極性主鏈的高交聯單體如三[[2-(甲基)丙烯酰氧基]乙基]異氰尿酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二(甲基)丙烯酸酯和N，N’，N″-三(甲基)丙烯酰基六氫-s-三嗪，因為它們的極性可增強涂料組合物固有的可著色性。本發明涂料組合物中使用三[[2-(甲基)丙烯酰氧基]乙基]異氰尿酸酯和三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二(甲基)丙烯酸酯以及N，N’，N″-三(甲基)丙烯酰基六氫-s-三嗪也能在給過涂敷的光學基材上再涂覆硬涂層。
以總單體(即高交聯單體和長鏈聚氧化烯單體)的w/w計，涂料組合物中高交聯單體含量為0-約80％。而且，該用量取決于組合物存在的高交聯單體的量。
涂料組合物的配制范圍最好由圖1的圖表和公式(I)表示。圖中填滿區域代表可著色區域。最深交叉陰影區域( )代表按著色速度和性能為最佳的區域。淡的交叉陰影區域( 和 )指性能類似但是著色速度低的區域。黑色區域代表不合格的耐磨性。白色區域是不能著色區域。由該圖可知，單體比的選擇取決于二氧化硅量。如果二氧化硅量低，需要更大量的三[2-(丙烯酰氧基)]乙基]異氰尿酸酯。如果二氧化硅量較高，需要更高量的聚乙二醇(400)二(甲基)丙烯酸酯。
用代數方法表示圖1數據時，耐磨劑(y)(為固體重量％)和/或高交聯單體(x)(為單體重量％)的相對量在y＝-0.76x+68和y＝-0.60x+30之間(即陰影區域 )，更好在y＝-0.75x+60和y＝-0.60x+30之間(即，陰影區域 )最好在y＝-0.67x+50和y＝-0.60x+30之間(即陰影區域 )根據圖1所示，在一個軸極端，當丙烯酸化二氧化硅不存在時，三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯的重量％較好約50-90％。最好，當不存在丙烯酸化二氧化硅時，三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯的重量％約50-75％。在另一個軸極端，當三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯不存在時，丙烯酸化膠態二氧化硅存在量較好約30-68％。最好，當三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯不存在時，丙烯酸化膠態二氧化硅重量％約為30-50％。
形成的涂層提供優良的耐磨性。例如，使用三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯和聚乙二醇(400)二(甲基)丙烯酸酯，在標準Bayer測試中，達到的耐磨性比未涂覆是CR-39相比高出3倍，在標準鋼絲絨試驗中，耐磨性比未涂覆的CR-39高出20倍。
用作模具內涂層的涂料與用作聚碳酸酯涂層的涂料相比，一個重要差別是涂料組合物使用的溶劑。對于模具內涂層情況，溶劑的選擇并不嚴格。而對于聚碳酸酯涂層，溶劑的選擇是嚴格的。當所述方法用于對聚碳酸酯光學透鏡進行著色時，涂料組合物較好包含能提高涂料與聚碳酸酯之間粘合性的溶劑。如果溶劑不能充分作用于聚碳酸酯，則涂層與聚碳酸酯基材的粘合性將不足。或者，如果選擇的溶劑作用太強，涂層會變得模糊。合適的溶劑包括酮類如甲基異丁基酮，和酯類如乙酸乙酯。然而，這些溶劑的作用效力需要通過添加醇類如異丙醇或正丁醇來調節。
令人驚奇的，已發現，選擇溶劑混合物能影響固化涂層的著色速度。不受理論的束縛，可以想像溶劑籠效應能影響固化機理，因此對形成的聚合物基質的結構有影響。在提高色彩吸收速度方面，發現使用酯類溶劑比酮類溶劑更有利。
用透鏡基材涂敷本發明組合物后，組合物宜完全固化或部分固化。較好的是，使用高強度UV和/或高效光引發劑來解決涂料組合物聚合期間的氧抑制問題。最佳光引發劑取決于輻射光源的光譜和強度。合適的有從Fusion Corporation和Xenon Corporation購得的高強度UV燈。
合適的光聚合反應引發劑是丙烯酸偶姻(acryloin)和其衍生物，如苯偶姻，苯偶姻甲醚，苯偶姻乙醚，苯偶姻異丙醚，苯偶姻異丁醚，和α-甲基苯偶姻；二酮如苯偶酰和聯乙酰等；有機硫化物如二苯單硫，二苯二硫，癸基苯硫和單硫化四甲基秋蘭姆；S-酰基二硫代氨基甲酸酯，如S-苯甲酰基-N，N-二甲基二硫代氨基甲酸酯；苯酮類如苯乙酮，α，α，α-三溴苯乙酮，α，α-二乙氧基苯乙酮，α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮，o-硝基-α，α，α-三溴苯乙酮，二苯酮和p，p’-二(二甲基氨基)二苯酮；芳族碘鎓和芳族锍鹽，磺酰鹵如p-甲苯磺酰氯，1-萘磺酰氯，2-萘磺酰氯，1，3-苯二磺酰氯，2，4-二硝基苯磺酰溴和p-乙酰氨基苯磺酰氯。
盡管選擇光引發劑不限于任何具體類型，但需要考慮到殘留顏色不能損害固化的涂層。可購得的光引發劑的例子包括Lucirin TPO，Irgacure 651，Irgacure819，Irgacure 1800，Irgacure 500，Irgacure 907，Darocure 4043，Darocure1664，Darocure 1116和Vicure 55。
根據選擇的光引發劑以及輻射源，可以在耗盡氧的環境中進行固化，或不必在這種環境中進行固化。然而，如果選擇最佳輻射源和光引發劑，在空氣中固化的涂層樹脂與耗盡氧的環境中固化的涂層樹脂間的性能差別不大(marginal)。在耗盡氧的環境中固化還拓寬了對輻射源和光引發劑的選擇范圍。
如果在空氣中進行固化，必須增加耐磨劑和/或高交聯單體量，以獲得充分的耐磨性。為此，用耗盡氧的固化體系(如氮氣覆蓋體系)獲得的可行涂層范圍大于空氣固化體系。
所述組合物還可以通過用熱引發劑的固化進行聚合。還需要在耗盡氧的環境中使用這樣的引發劑。所述引發劑可以是本領域已知的任何合適的熱引發劑。組合物中使用的引發劑的性能取決于使用的烯鍵不飽和材料。例如，對進行自由基聚合反應的那些烯鍵不飽和材料，合適的引發劑是施加能量時能釋放或產生自由基的化合物。這樣的引發劑包括過氧化物，偶氮化物，和氧化還原體系，它們為聚合反應領域已知并有過描述。
自由基引發劑中包括常用的熱活化催化劑，如有機過氧化物和有機氫過氧化物。這些催化劑的例子有過氧化苯甲酰，過苯甲酸叔丁酯，氫過氧化枯烯，偶氮二(異丁腈)等。
合適的著色化合物包括光學實驗室通常使用的染料，如BPI染料(來自BrainPower Incorporated)，Perma Dyes(來自Inland)，Shades Lens染料(來自CriumOptical)。
著色過程通常涉及將透鏡浸在溶解有染料的加熱溶液(一般是水溶液)中。但是，還有另一種著色方法，是將透鏡浸在染料溶液中，隨后在微波爐中加熱。
當染料分子是光敏染料時，通過在本發明涂層上施涂含光敏染料的第二涂層，可將染料加到涂層中。然后，將透鏡和兩個涂層一起加熱至高溫，使光敏染料從含該光敏染料的涂層擴散到本發明的涂層。然后除去含該光敏染料的初始涂層，留下現在含光敏染料的本發明涂層。這種過程一般稱作吸入過程，如美國專利5,130,353中所述。
為接受染料分子所需的涂層樹脂的化學特性類似于接受光敏染料分子所需的性能。但是，對于光敏染料，將光敏染料加入到涂層時出現的問題多于使用染料分子的情況。光敏染料分子較大，每單位體積的涂層樹脂需要更高的濃度才有效。
合適的光敏染料選自下面的一種或多種蒽醌，酞菁，螺-嗪，色烯，吡喃和俘精酐。
較好的光敏染料的例子選自
1，3-二氫螺[2H-蒽[2，3-d]咪唑-2，1’-環己烷]-5，10-二酮，1，3-二氫螺[2H-蒽[2，3-d]咪唑-2，1’-環己烷]-6，11-二酮，1，3-二氫-4-(苯硫基)螺[2H-蒽-1’，2-二咪唑-2，1’-環己烷-6，11-二酮，1，3-二氫螺[2-H-蒽[1，2-d]咪唑-2，1’-環庚烷]-6，11-二酮，1，3，3-三甲基螺吲哚-2，3’-[3H]萘并[2，1-b]-1，4-嗪，2-甲基-3，3’-螺-二-[3H-萘并[2，1-二吡喃](2-Me)，2-苯基-3-甲基-7-甲氧基-8’-硝基螺[4H-1-苯并吡喃-4，3’-[3H]-萘并[2，1-b]吡喃，螺[2H-1-苯并吡喃-2，9’-呫噸]，8-甲氧基-1’，3’-二甲基螺(2H-1-苯并吡喃-2，2’-(1’H)-喹啉，2，2’-螺-二-[2H-1-苯并吡喃]，5’-氨基-1’，3’，3’-三甲基螺[2H-1-苯并吡喃]-2，2’-二氫吲哚，乙基-β-甲基-β-(3’，3’-二甲基-6-硝基螺(2H-1-苯并吡喃-2，2’-二氫吲哚-1’-基)-丙烯酸酯，(1，3-丙二基)二[3’，3’-二甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2，2’-二氫吲哚]，3，3’-二甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2，2’-苯并噁唑啉]，6’-甲硫基-3，3’-二甲基-8-甲氧基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2，2’-苯并噻唑啉]，(1，2-乙二基)二[8-甲氧基-3-甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2，2’-苯并噻唑啉]，N-N’-二(3，3’-二甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2，2’(3’H)-苯并噻唑-6’-基癸二酰胺]，α-(2，5-二甲基-3-呋喃基)亞乙基(Z)-亞乙基琥珀酸酐，α-(2，5-二甲基-3-呋喃基)-α’，δ-二甲基俘精酐，2，5-二苯基-4-(2’-氯苯基)咪唑，(2’，4’-二硝基苯基)甲基-1H-苯并咪唑，N，N-二乙基-2-苯基-2H-菲并[9，10-d]咪唑-2-胺，和2-硝基-3-氨基芴2-氨基-4-(2’-呋喃基)-6H-1，3-噻嗪-6-硫酮。
將光敏染料吸入透鏡的方法特別適合于本發明的涂層，美國專利5,130,353描述了這種方法描。
為提供具有所需強度的光敏體系，需要有足夠量的光敏染料。如果硬的涂層光學元件需要吸收光敏染料，要將薄的容易吸收的涂層施涂在容易吸收的元件上，要容易吸收的涂層必須足夠厚，以容納足夠量的光敏染料。一般地，需要約30微米的涂層厚度進行吸收。這樣容易吸入的涂料可通過模內涂敷方法或通過常規涂敷方法來施涂。
本發明最佳實施方案描述現在參見實施例，這些實施例體現了本發明的-般原理。但是應理解，這些實施例是本發明的優選實施方案，并且下面的描述不限制上述原理的-般性。
實施例1在旋轉涂布方法中使用下面的組合物，用于本文所述的聚碳酸酯透鏡。
丙烯酸化膠態二氧化硅以在聚乙二醇(400)二丙烯酸酯中的濃縮物供應。該濃縮物的化學分析細目如下二氧化硅含量 56.6％二氧化硅固體含量 80.6％異丙醇10.0％甲基異丁基酮 7.1％水2.3％所需的最后樹脂配方三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯 20％(w/w單體)聚乙二醇(400)二(甲基)丙烯酸酯 80％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 20％(w/w固體)Irgacure 651 5％(w/w固體)BYK 3000.8％(w/w固體)固體 50％(w/w)乙酸乙酯(加殘留溶劑) 50％(w/w)*溶劑主要包括加入的乙酸乙酯。但是在進入最后配方的丙烯酸化膠態二氧化硅中殘留有甲基異丁基酮，異丙醇和水。
方法制備過程在200ml燒杯中加入22.0g聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，7.4g三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯，21.9g丙烯酸化膠態二氧化硅，45.8g乙酸乙酯，0.4gByk 300和2.5g二苯酮。用鋁箔覆蓋該燒杯，防止雜散UV引發聚合反應。這一混合物形成下面的精確配劑三[2-(丙烯酰氧基氧)乙基]異氰尿酸酯20％(w/w單體)聚乙二醇(400)二丙烯酸酯 80％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 20％(w/w固體)Irgacure 651 5％(w/w固體)BYK 300 0.8％(w/w固體)乙酸乙酯 45.8％(w/w固體)異丙醇2.2％(w/w固體)甲基異丁基酮 1.6％(w/w固體)水0.5％(w/w)固體 50％(w/w)采用標準方法，將該組合物旋轉涂布到聚碳酸酯透鏡上。
固化方式在氮氣籠罩下，在Fusion Corporation D燈下曝光15秒，固化所述組合物。
著色方法將100ml BPI Black(來自Brain Power Incorporated)加入到1升水中，混合并加熱到96℃。將透鏡浸入該溶液一定的時間，測定透光率。周期性重復這一過程，直到達到要求的透光率。記錄透鏡在該著色溶液中的總時間。
性質鋼絲絨 ★★★★★Bayer ★★★★達到20％透光率的時間 10分鐘
Bayer和鋼絲絨的耐磨性級別基于選定的材料相對于CR-39的耐磨性。耐磨性按照摩擦透鏡時形成的霧度來給耐磨性定量。霧度水平越高，透鏡的耐磨性越低。星號評分基于樣品透鏡的霧度與未涂覆的CR-39透鏡的霧度之比。所述星評分是基于下面的霧度比例。
鋼絲絨的耐磨性＜0.5 無星0.5-1.0 ★1.0-1.5 ★★1.5-2.5 ★★★2.5-10 ★★★★＞10★★★★★Bayer耐磨性＜0.5 無星0.5-1.0 ★1.0-1.5 ★★1.5-2.5 ★★★2.5-5 ★★★★＞5 ★★★★★實施例2在旋轉涂布方法中，將下面的組合物用于本文所述的聚碳酸酯透鏡。
三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯 30％(w/w單體)聚乙二醇(400)二丙烯酸酯 70％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 25％(w/w固體)二苯酮5％(w/w固體)BYK 300 0.8％(w/w固體)固體 50％(w/w)乙酸乙酯(加殘留溶劑) 50％(w/w)
固化方式在Fusion Corporation D燈下于空氣中曝光15秒，固化所述組合物。
性質鋼絲絨★★★★-★★★★★Bayer ★★★達到20％透光率的時間 40分鐘實施例3在旋轉涂布方法中，將下面組合物用于本文所述的聚碳酸酯透鏡。
三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯 40％(w/w單體)聚乙二醇(400)二丙烯酸酯 60％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 20％(w/w固體)二苯酮5％(w/w固體)BYK 300 0.8％(w/w固體)固體 50％(w/w)乙酸乙酯(加殘留溶劑) 50％(w/w)固化方式在Fusion Corporation D燈下空氣中曝光15秒。
性質鋼絲絨★★★★★Bayer ★★★達到20％透光率的時間 15分鐘實施例4在模具內涂布方法中，將下面組合物用于本文所述的CR-39透鏡。
三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯 20％(w/w單體)聚乙二醇(400)二丙烯酸酯80％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 20％(w/w固體)
Irgacure 6515％(w/w固體)BYK 300 0.8％(w/w固體)固體14％(w/w)乙酸甲酯(加殘留溶劑)86％(w/w)固化方式將組合物施涂到前模具的背面，在Fusion Corporation D燈下于空氣中曝光約5秒進行部分固化。組裝后模具和前模具，并填充CR-39單體，采用標準方法進行熱固化。
性質鋼絲絨 ★★★★Bayer★★★★達到50％透光率的時間 7分鐘(掩蔽背面)實施例5在旋轉涂布方法中，將下面組合物用于本文所述的聚碳酸酯透鏡。
聚乙二醇(400)二丙烯酸酯100％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 40％(w/w固體)Irgacure 651 5％(w/w固體)BYK 3000.8％(w/w固體)固體 50％(w/w)乙酸乙酯(加殘留溶劑) 50％(w/w)固化方式在Fusion Corporation D燈下于空氣中曝光15秒。
性質鋼絲絨★★★★★Bayer ★★★達到50％透光率的時間 10分鐘實施例6在旋轉涂布方法中，將下面組合物用于本文所述的聚碳酸酯透鏡。
三[2-(丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯 70％(w/w單體)聚乙二醇(400)二丙烯酸酯30％(w/w單體)丙烯酸化膠態二氧化硅 0％(w/w固體)Irgacure 651 5％(w/w固體)BYK 3000.8％(w/w固體)固體 50％(w/w)乙酸乙酯(加殘留溶劑) 50％(w/w)固化方式在Fusion Corporation D燈下于空氣中曝光15秒。
性質鋼絲絨 ★★★★Bayer ★★★達到50％透光率的時間35分鐘最后，可以對在此所述的制劑和方法進行各種變動和修改，這些變動和修改都在本發明范圍之內。
權利要求
1.一種對光學基材進行著色的方法，該方法包括下面的步驟-在光學基材上施涂一種涂料組合物，所述組合物包含可聚合單體，所述單體具有至少含4個連續的氧化烯單元的聚氧化烯主鏈，耐磨劑和/或可高交聯聚合的單體，-聚合該涂料組合物，形成一層耐磨涂層，-在所述涂層中加入著色化合物，使光學基材著色。
2.如權利要求1所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，以固體重量％表示的耐磨劑(y)和/或以單體重量％表示的高交聯單體(x)的相對量在y＝-0.76x+68和y＝-0.60x+30之間。
3.如權利要求2所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，以固體重量％表示的耐磨劑(y)和/或以單體重量％表示的高交聯單體(x)的相對量在y＝-0.75x+60和y＝-0.60x+30之間。
4.如權利要求3所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，以固體重量％表示的耐磨劑(y)和/或以單體重量％表示的高交聯單體(x)的相對量在y＝-0.67x+50和y＝-0.60x+30之間。
5.如權利要求2所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體具有聚氧乙烯主鏈。
6.如權利要求5所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體是二丙烯酸酯單體。
7.如權利要求5所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體是二甲基丙烯酸酯單體。
8.如權利要求5所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體選自聚乙二醇(200)二丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，聚乙二醇(600)二丙烯酸酯，聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯。
9.如權利要求8所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述耐磨劑是丙烯酸化膠態物質。
10.如權利要求9所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于所述丙烯酸化膠態物質選自膠態二氧化硅，二氧化鈦和二氧化鋯。
11.如權利要求10所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述耐磨劑是丙烯酸化膠態二氧化硅。
12.如權利要求11所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述高交聯單體選自三[2-(甲基)丙烯酰氧基]乙基]異氰尿酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二(甲基)丙烯酸酯，N，N’，N″-三(甲基)丙烯酸基六氫-s-三嗪，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯三(甲基)丙烯酸酯，三羥乙基丙基三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，2，2，4，4，6，6-六氫-2，2，4，4，6，6-六(2-((2-甲基-1-氧-2-丙烯基)氧)乙氧基)-1，3，5，2，4，6-三氮雜三膦，四-，五-和六-官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
13.如權利要求12所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述高交聯單體是三[(2-丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯。
14.如權利要求12所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述高交聯單體是三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二丙烯酸酯。
15.如權利要求2所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述光學基材是眼鏡。
16.如權利要求2所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述光學基材由芳族聚碳酸酯形成。
17.如權利要求16所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述涂料組合物包含溶劑。
18.如權利要求17所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述溶劑選自酮和酯類溶劑。
19.如權利要求18所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述溶劑是甲基異丁基酮。
20.如權利要求18所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述溶劑是乙酸乙酯。
21.如權利要求18所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于所述溶劑還包括異丙醇或正丁醇。
22.如權利要求2所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述著色化合物的固定染料。
23.如權利要求2所述的對光學基材進行著色的方法，其特征在于，所述著色化合物是光敏染料。
24.一種適合在光學基材上形成耐磨的可著色涂層的涂料組合物，該組合物包含可聚合單體，所述單體具有至少含4個連續的氧化烯單元的聚氧化烯主鏈，耐磨劑和/或可高交聯聚合的單體，其中，所述涂料組合物在光學基材上聚合形成耐磨涂層，在光學基材中引入著色化合物。
25.如權利要求24所述的用于著色光學基材的涂料組合物，其特征在于，以固體重量％表示的耐磨劑(y)和/或以單體重量％表示的高交聯單體(x)的相對量在y＝-0.76x+68和y＝-0.60x+30之間。
26.如權利要求2所述的用于著色光學基材的涂料組合物，其特征在于，以固體重量％表示的耐磨劑(y)和/或以單體重量％表示的高交聯單體(x)的相對量在y＝-0.75x+60和y＝-0.60x+30之間。
27.如權利要求3所述的用于著色光學基材的涂料組合物，其特征在于，以固體重量％表示的耐磨劑(y)和/或以單體重量％表示的高交聯單體(x)的相對量在y＝-0.67x+50和y＝-0.60x+30之間。
28.如權利要求25所述的涂料組合物，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體具有聚氧乙烯主鏈。
29.如權利要求28所述的涂料組合物，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體是二丙烯酸酯單體。
30.如權利要求28所述的涂料組合物，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體是二甲基丙烯酸酯單體。
31.如權利要求28所述的涂料組合物，其特征在于，所述具有聚氧化烯主鏈的可聚合單體選自聚乙二醇(200)二丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，聚乙二醇(600)二丙烯酸酯，聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯。
32.如權利要求31所述的涂料組合物，其特征在于，所述耐磨劑是丙烯酸化膠態物質。
33.如權利要求32所述的涂料組合物，其特征在于所述丙烯酸化膠態物質選自膠態二氧化硅，二氧化鈦和二氧化鋯。
34.如權利要求33所述的涂料組合物，其特征在于，所述所述丙烯酸化膠態物質是丙烯酸化膠態二氧化硅。
35.如權利要求34所述的涂料組合物，其特征在于，所述高交聯單體選自三[2-(甲基)丙烯酰氧基]乙基]異氰尿酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二(甲基)丙烯酸酯，N，N’，N″-三(甲基)丙烯酸基六氫-s-三嗪，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯三(甲基)丙烯酸酯，三羥乙基丙基三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，2，2，4，4，6，6-六氫-2，2，4，4，6，6-六(2-((2-甲基-1-氧-2-丙烯基)氧)乙氧基)-1，3，5，2，4，6-三氮雜三膦，四-，五-和六-官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
36.如權利要求35所述的涂料組合物，其特征在于，所述高交聯單體是三[(2-丙烯酰氧基)乙基]異氰尿酸酯。
37.如權利要求35所述的涂料組合物，其特征在于，所述高交聯單體是三(2-羥乙基)異氰尿酸酯二丙烯酸酯。
38.如權利要求35所述的涂料組合物，其特征在于，所述涂料組合物包含溶劑。
39.如權利要求38所述的涂料組合物，其特征在于，所述溶劑選自酮和酯類溶劑。
40.如權利要求39所述的涂料組合物，其特征在于，所述溶劑是甲基異丁基酮。
41.如權利要求39所述的涂料組合物，其特征在于，溶劑是乙酸乙酯。
42.如權利要求41所述的涂料組合物，其特征在于，所述溶劑還包括異丙醇或正丁醇。
43.一種著色的光學基材，按照權利要求1所述的方法進行著色。
全文摘要
本發明提供一種對光學基材進行著色的方法。該方法包括下面的步驟在光學基材上施涂一種涂料組合物，所述組合物包含可聚合單體，所述單體具有至少含4個連續的氧化烯單元的聚氧化烯主鏈，耐磨劑和/或可高交聯聚合的單體，聚合該涂料組合物，形成一層耐磨涂層，在所述涂層中加入著色化合物，使光學基材著色。本發明還提供一種涂料組合物和按照本發明方法進行著色的光學基材。
文檔編號C09D4/02GK1756814SQ200480005761
公開日2006年4月5日 申請日期2004年3月3日 優先權日2003年3月3日
發明者D·R·迪金斯 申請人:索拉國際控股有限公司