專利名稱：可固化粘合劑組合物及其在光學(xué)領(lǐng)域中的用途的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及可固化、優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物及其在光學(xué)領(lǐng)域中的用途。
用數(shù)種涂料涂覆眼科透鏡的至少一個(gè)表面以賦予該成品透鏡額外的或改進(jìn)的光學(xué)或機(jī)械性能在該領(lǐng)域中是普遍做法。
因此，通常做法是從眼科透鏡(其通常由有機(jī)玻璃材料制成)正面開始連續(xù)地用耐沖擊性涂層(耐沖擊性底漆)、耐刮擦性涂層(硬質(zhì)涂層)、抗反射涂層和，任選地，疏水性面層涂覆該透鏡的至少一個(gè)面。其它涂層如偏振涂層、光致變色或染色涂層也可以施涂到眼科透鏡的一個(gè)或兩個(gè)面上。
對(duì)于涂覆眼科透鏡的面來(lái)說(shuō)，已提出了許多工藝和方法并進(jìn)行了公開。
US 2003/0017340描述了將涂層從至少一個(gè)模型件轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯的至少一個(gè)幾何界定的表面上的一種工藝或方法，該工藝或方法包括-提供具有至少一個(gè)幾何界定的表面的透鏡毛坯；-提供具有內(nèi)表面和外表面的載體或模型件，該內(nèi)表面帶有涂層；-在所述透鏡毛坯的所述幾何界定的表面上或在所述涂層上沉積預(yù)定量的可固化粘合劑組合物；-彼此相對(duì)地移動(dòng)該透鏡毛坯和該載體以使該涂層與可固化粘合劑組合物接觸或使該可固化粘合劑組合物與該透鏡毛坯的幾何界定的表面接觸；-向該載體的外表面施加足夠的壓力使得在該可固化組合物固化后最終粘合劑層的厚度小于100μm；-將粘合劑組合物層固化；和-取出該載體或模型件以回收具有涂層的透鏡毛坯，其中涂層粘附到所述透鏡毛坯的幾何界定的表面上。
所謂的預(yù)定量是指足夠?qū)⑼繉愚D(zhuǎn)移并粘附到透鏡毛坯上的可固化粘合劑組合物的量。
優(yōu)選地，將涂層轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯的背面(背面處理或BST)。
可固化粘合劑組合物不但必須使得將涂層從載體快速和安全地轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯表面并將該涂層良好地粘附到該透鏡毛坯表面，而且必須不損害所得眼科透鏡的光學(xué)和機(jī)械性能，例如良好的粘附性、霧度、沒(méi)有施涂污染(application stain)以及耐熱破裂性(臨界溫度)。
施涂污染是指在透鏡毛坯上存在與初始粘合劑組合物施涂區(qū)域重合的霧度水平增加的區(qū)域。當(dāng)使用有色透鏡毛坯時(shí)，施涂污染是尤其嚴(yán)重的。如果在經(jīng)歷表面轉(zhuǎn)移過(guò)程之前允許粘合劑組合物在透鏡毛坯表面上靜置20秒以上，則可以觀察到霧度。
WO 03/004255公開了可固化的膠合劑或粘合劑可以是聚氨酯化合物、環(huán)氧化合物、(甲基)丙烯酸酯例如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚-A二(甲基)丙烯酸酯。
優(yōu)選的用于可固化的膠合劑或粘合劑的化合物是丙烯酸酯化合物例如聚乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、各種三官能的丙烯酸酯例如(乙氧基化)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯。
單官能丙烯酸酯例如異冰片基丙烯酸酯、芐基丙烯酸酯、苯基硫代乙基丙烯酸酯也是適合的。
這些化合物可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種可光致固化的粘合劑組合物，其克服了現(xiàn)有技術(shù)可固化粘合劑組合物，尤其是用于涂層轉(zhuǎn)移過(guò)程的可固化粘合劑組合物的缺陷；本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供如上所述的可光致固化粘合劑組合物，其不但使得涂層或涂層疊層良好地粘附到基材上而且不損害最終產(chǎn)品的光學(xué)和機(jī)械性能，例如霧度、施涂污染和耐熱破裂性，尤其是當(dāng)使用有色基材例如有色的透鏡毛坯或透鏡時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明，在以下描述中將變得明顯的這些目的和其它目的通過(guò)提供可固化的粘合劑組合物，優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物達(dá)到，該組合物基于該組合物的可聚合單體和/或低聚物的總重量包含(A1)20-80wt％至少一種二丙烯酸酯單體或其低聚物；(A2)80-20wt％至少一種多烷氧基化雙酚二甲基丙烯酸酯或其低聚物；和(B)0-50wt％至少一種不同于(A1)和(A2)的可共聚合單體；條件是該組合物不含任何硫代(甲基)丙烯酸酯(-SCOCR′＝CH2，其中R′＝H或CH3)單體或其低聚物。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該可固化、優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物包含(A1)20-71wt％至少一種二丙烯酸酯單體或其低聚物；和(A2)80-29wt％至少一種芳族二甲基丙烯酸酯單體或其低聚物；優(yōu)選該芳族二甲基丙烯酸酯單體或其低聚物是至少一種多烷氧基化的雙酚二甲基丙烯酸酯或其低聚物。
優(yōu)選地，二甲基丙烯酸酯組分(A2)具有通式 其中R是H或C1-C4烷基，優(yōu)選CH3且m+n＞0，優(yōu)選m+n≥2，更優(yōu)選m+n≥4；和優(yōu)選組分(A1)是非芳族二丙烯酸酯單體或低聚物。
優(yōu)選組分(A2)是上述通式的二甲基丙烯酸酯單體或低聚物，其中m+n為2-10，更好2-8，更優(yōu)選3-5。
優(yōu)選本發(fā)明的組合物包含28-71wt％、更優(yōu)選28-42wt％組分(A1)和72-29wt％、更優(yōu)選72-58wt％組分(A2)。
優(yōu)選組分(B)占30wt％或更少，更好小于20wt％并再更好小于10wt％。
在最優(yōu)選的情況下，本發(fā)明的組合物不含組分(B)。
通常，可固化粘合劑組合物不包含溴化的單官能丙烯酸酯并優(yōu)選不包含任何溴化的丙烯酸酯。
更優(yōu)選可固化粘合劑組合物不包含任何包括溴原子的單體。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，二丙烯酸酯單體(A1)具有8-12、優(yōu)選8.5-11.5(cal/cm3)1/2的計(jì)算的溶解度參數(shù)。
此外，優(yōu)選的二丙烯酸酯單體(A1)具有小于500，優(yōu)選≤350的分子量。
對(duì)于組合物的每個(gè)組分來(lái)說(shuō)，低聚物優(yōu)選具有小于10000的分子量。
本發(fā)明還涉及用于將涂層從載體轉(zhuǎn)移到聚合物材料基材，優(yōu)選熱塑性材料基材表面的工藝或方法，該工藝或方法包括-提供具有至少一個(gè)主表面的聚合物材料基材，優(yōu)選熱塑性材料基材；-提供具有內(nèi)表面和外表面的載體，該內(nèi)表面帶有涂層；-在該基材的所述主表面上或在所述涂層上沉積預(yù)定量的可固化粘合劑組合物；-彼此相對(duì)地移動(dòng)該基材和該載體以使該涂層與可固化粘合劑組合物接觸或使該可固化粘合劑組合物與該基材的主表面接觸；-向該載體的外表面施加足夠的壓力使得該可固化組合物固化后最終粘合劑層的厚度小于100μm；-將粘合劑組合物層固化；和-將該載體取出以回收具有涂層的基材，該涂層粘附于該基材主表面，其中該可固化粘合劑組合物是如上述限定的可固化粘合劑組合物。
本發(fā)明還涉及重疊模塑方法，該方法包括-提供具有至少一個(gè)主表面的聚合物材料基材，優(yōu)選熱塑性材料基材；-提供具有內(nèi)表面和外表面的模型件；-在該基材的所述主表面上或在該模型件的所述內(nèi)表面上沉積預(yù)定量的如上述公開的可固化粘合劑組合物；-彼此相對(duì)地移動(dòng)該基材和該模型件以使該模型件的內(nèi)表面或該基材的主表面與該可固化粘合劑組合物接觸；-向該模型件的外表面施加足夠的壓力以使得該可固化粘合劑組合物均勻地鋪展并在固化后形成厚度至少為200μm的均勻?qū)樱?將粘合劑組合物層固化；和-將該模型件取出以回收用該可固化粘合劑組合物的固化層重疊模塑的基材。
粘合劑組合物重疊模塑的固化層優(yōu)選具有至少500μm的厚度。
所謂的載體或模型件的內(nèi)表面，是指該載體或模型件面向熱塑性材料基材的一個(gè)主表面的表面。
使用其中已預(yù)沉積一定量可固化粘合劑組合物的載體或模型件包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。然而，在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選正好在將基材和模具朝彼此移動(dòng)之前施涂該粘合劑組合物。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及制造層壓聚合物制品，優(yōu)選熱塑性制品，例如層壓眼科透鏡的方法，該方法包括在由聚合物材料制成的第一部件的主表面上沉積預(yù)定量的可固化，優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物，使該沉積的可固化粘合劑組合物與由聚合物材料，優(yōu)選熱塑性材料制成的第二部件的主表面接觸，將該第一和第二部件彼此靠著按壓以使該可固化粘合劑組合物均勻地鋪展而形成均勻的薄層并將該薄層固化，優(yōu)選光固化以獲得層壓制品，其中該可固化粘合劑組合物如上述限定。
本發(fā)明的粘合劑組合物可以沉積在裸露的基材上，即其主表面上沒(méi)有任何涂層的基材上，或者沉積在已涂覆的基材上。特別地，本發(fā)明粘合劑組合物尤其適合于將有機(jī)玻璃基材上的涂層轉(zhuǎn)移，在該基材中，染料或顏料已經(jīng)在表面上擴(kuò)散，或者該基材已預(yù)先涂有可著色材料例如丙烯酸類材料且染料或顏料已擴(kuò)散在其中(通常通過(guò)將該已涂覆基材浸在染色浴中)。
優(yōu)選地，該部件是眼科透鏡元件并用聚碳酸酯制成。
所謂的預(yù)定量是指足夠?qū)⒒牡耐繉踊蛑丿B模制品轉(zhuǎn)移或粘附或者將該兩個(gè)部件粘附的可固化、優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物的量。
附圖簡(jiǎn)述當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時(shí)，本發(fā)明的上述內(nèi)容和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通過(guò)閱讀以下詳細(xì)的說(shuō)明將變得明顯，在附圖中-

圖1A-1C是本發(fā)明方法第一個(gè)實(shí)施方案的主要步驟的示意圖，這些步驟用于將涂層轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯的光學(xué)表面上；和-圖2A-2C是本發(fā)明方法第二實(shí)施方案的主要步驟的示意圖，其中將涂層同時(shí)轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯的兩個(gè)光學(xué)表面上；以及-圖3A和3B是使用可膨脹膜裝置的本發(fā)明方法第三個(gè)實(shí)施方案的主要步驟的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的具體描述本發(fā)明可固化、優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物的第一組分(A1)包括至少一種二丙烯酸酯單體或其低聚物。優(yōu)選二丙烯酸酯單體(A1)具有8-12(cal/cm3)1/2，更優(yōu)選8.5-11.5(cal/cm3)1/2的溶解度參數(shù)和小于500，優(yōu)選350或更少，且通常為200-300，最優(yōu)選200-275的分子量。
用基團(tuán)分布法計(jì)算二丙烯酸酯單體(A1)的溶解度參數(shù)，在該計(jì)算中使用由Hoy測(cè)定的基團(tuán)值(Hoy基團(tuán)貢獻(xiàn)值可以參見(jiàn)Band Up J，和E.H.Immerget，ed S.Polymer Handbook，第三版，John Wiley and Sons，New York 1989)[524-525頁(yè)])。
優(yōu)選二丙烯酸酯單體(A1)是非芳族丙烯酸酯單體。還優(yōu)選二丙烯酸酯單體(A1)是低折射指數(shù)的丙烯酸酯單體。
所謂的低折射指數(shù)丙烯酸酯單體是指通過(guò)均聚合產(chǎn)生折射指數(shù)nD25為1.47-1.53的均聚物的丙烯酸酯單體。
優(yōu)選的二丙烯酸酯單體(A1)中可以列舉的是
當(dāng)然，二丙烯酸酯單體的混合物可以用于組分(A1)。
本發(fā)明可固化組合物的第二組分(A2)包括至少一種芳族二甲基丙烯酸酯單體或其低聚物，其優(yōu)選具有通式
其中m+n＞0，優(yōu)選m+n≥2，且更優(yōu)選m+n≥4。通常，m+n為2-10，優(yōu)選2-8，更優(yōu)選3-5。
優(yōu)選的乙氧基化雙酚-A二甲基丙烯酸酯單體中可以列舉的是乙氧基化(2)雙酚A二甲基丙烯酸酯m+n＝2、乙氧基化(4)雙酚-A二甲基丙烯酸酯(m+n＝4)、乙氧基(8)雙酚-A二甲基丙烯酸酯(m+n＝8)和乙氧基化(10)雙酚-A二甲基丙烯酸酯(m+n＝10)。
當(dāng)然，芳族二甲基丙烯酸酯單體的混合物可以用于組分(A2)。
任選的組分(B)可以是除了組分(A1)和(A2)之外的任何可共聚合單體，但排除任何硫代(甲基)丙烯酸酯單體，即包含至少一個(gè)-SCOCR′＝CH2(R′＝H或CH3)官能團(tuán)的單體。
優(yōu)選的組分(B)中可以列舉的是除了單體(A1)和(A2)之外的單(甲基)丙烯酸酯單體和聚(甲基)丙烯酸酯單體例如四氫糠基丙烯酸酯和聚(亞烷基二醇)單丙烯酸酯，烯屬化合物，尤其是芳族烯屬化合物例如二乙烯基苯或苯乙烯。
優(yōu)選本發(fā)明的組合物不包含組分(B)。
本發(fā)明的可固化組合物可以是熱可固化組合物和/或可光致固化組合物，但優(yōu)選是可光致固化組合物。
通常，本發(fā)明的可光致固化組合物還包含至少一種光致聚合引發(fā)劑。
作為光致聚合引發(fā)劑，可以使用任何將其加入以使可聚合單體和/或低聚物光聚合的廣泛已知的化合物而沒(méi)有限制?？梢院线m地用于本發(fā)明的光致聚合引發(fā)劑中可以列舉的是二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、α-二羰基化合物、?；趸⒒衔?、雙?；趸⒒衔镆约八鼈兊幕旌衔铩?br> 更具體地說(shuō)，光引發(fā)劑化合物可以由以下通式表示 其中R3是烷基或氫原子，且R4和R5是一起可以形成環(huán)己烷環(huán)的烷基， 其中R6相同或不同并且是甲基、甲氧基或氯原子，e是2或3，且R7是苯基或甲氧基，
可以優(yōu)選用于本發(fā)明的光致聚合引發(fā)劑的實(shí)例如下所述苯乙酮聚合引發(fā)劑1)1-苯基-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮，2)1-羥基環(huán)己基苯基酮，和3)1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮。
α-二羰基化合物1)1，2-二苯基乙二酮，和2)甲基苯基二羥乙酸。
酰基氧化膦光致聚合引發(fā)劑1)2，6-二甲基苯甲?；交趸?，2)2，4，6-三甲基苯甲?；交趸ⅲ?)甲基2，4，6-三甲基苯甲?；交戊⑺狨?，4)2，6-二氯代苯甲?；交趸ⅲ?)2，6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦。
雙?；趸⒐庵戮酆弦l(fā)劑1)雙(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦。
這些光致聚合引發(fā)劑可以以一種使用或以兩種或多種結(jié)合使用。
優(yōu)選的光引發(fā)劑是下列光引發(fā)劑Irgacure500二苯甲酮和1-羥基環(huán)己基苯基的1/1混合物。
Irgacure184 Irgacure819
Irgacure1850 在本發(fā)明中，基于100重量份組合物的可光致聚合單體和/或低聚物，以常用量，即0.1-5重量份，優(yōu)選1-5重量份添加光引發(fā)劑。
固化之后，本發(fā)明優(yōu)選的可光致固化粘合劑組合物具有1.53-1.65，優(yōu)選1.53-1.57，通常為1.54-1.55的高折射指數(shù)nD25和優(yōu)選至少50℃，更優(yōu)選至少60℃，且更好至少70℃，以及再更好至少80℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。
該可固化、優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物適合用于涂層轉(zhuǎn)移方法、層壓和重疊模塑方法，其中使用裸露的或涂覆的基材例如有機(jī)玻璃基材，尤其是熱塑性基材并優(yōu)選PC基材。本發(fā)明組合物尤其適合用于有色基材，以避免施涂污染。它對(duì)制造眼科透鏡和其它光學(xué)制品尤其有用。
現(xiàn)將本發(fā)明可固化組合物的用途作為應(yīng)用于涂層轉(zhuǎn)移方法用以制造涂覆的基材例如眼科透鏡進(jìn)行描述。應(yīng)理解的是本發(fā)明的可光致固化粘合劑組合物可以用于任何涂層轉(zhuǎn)移方法而不僅僅是下面描述的方法。
該基材優(yōu)選是透鏡毛坯。優(yōu)選涂層轉(zhuǎn)移到其上的毛坯的主表面是幾何界定的表面。
所謂的透鏡毛坯或模型件的幾何界定的表面是指光學(xué)表面，其為具有需要的幾何結(jié)構(gòu)和光滑度的表面，或者是具有需要的幾何結(jié)構(gòu)但可能仍然顯示一定粗糙度的表面，例如已經(jīng)被磨光和精制但沒(méi)有拋光到所需幾何結(jié)構(gòu)的透鏡毛坯。表面粗糙度通常為Sq 10-3-1μm，優(yōu)選10-3-0.5μm，并最優(yōu)選10-3-0.1μm。
Sq離均差的均方值Sq=1NMΣx=1NΣy=1MZx,y2]]>計(jì)算表面幅度的有效值(RMS)。這一參數(shù)包括在EUR 15178 EN報(bào)告中(歐洲共同體委員會(huì))，Stout等人，1993三維空間中粗糙度表征方法的進(jìn)展。
粗糙度(Sq)通過(guò)KLA-Tencor的P-10 Long Scan測(cè)量。
測(cè)量條件如下2μm針尖、1mg力、10個(gè)掃描、500μm長(zhǎng)、2000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。
所謂的光學(xué)表面是指已被磨光、精制和拋光或模塑到所需幾何結(jié)構(gòu)和光滑度的透鏡毛坯或模型件的表面。
基材可以由通常用于制造光學(xué)制品，尤其是眼科透鏡的任何透明材料，例如無(wú)機(jī)或有機(jī)玻璃，優(yōu)選有機(jī)玻璃制成。
優(yōu)選的基材由聚合物材料制成，并更優(yōu)選由熱塑性材料制成。
適合用于本發(fā)明的有機(jī)玻璃基材可以列舉的為通過(guò)將以下物質(zhì)聚合獲得的基材(甲基)丙烯酸烷基酯，尤其是(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯例如(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸乙酯，烯丙基化合物例如線性或支化，脂族或芳族多元醇的烯丙基碳酸酯，硫代(甲基)丙烯酸酯，硫代氨基甲酸酯，芳族多烷氧基化(甲基)丙烯酸酯如多乙氧基化芳族二甲基丙烯酸酯，尤其是多乙氧基化雙酚鹽二甲基丙烯酸酯和聚碳酸酯(PC)。
優(yōu)選的基材可以列舉的是由以下物質(zhì)聚合得到的基材多元醇烷基碳酸酯，尤其是多元醇烯丙基碳酸酯，例如乙二醇雙烯丙基碳酸酯、二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)、二甘醇雙(2-甲基碳酸酯)、乙二醇雙(2-氯代烯丙基碳酸酯)、三甘醇雙(烯丙基碳酸酯)、1，3-丙二醇雙(烯丙基碳酸酯)、丙二醇雙(2-乙基烯丙基碳酸酯)、1，3-丁二醇雙(烯丙基碳酸酯)、1，4-丁二醇雙(2-溴代烯丙基碳酸酯)、二丙二醇雙(烯丙基碳酸酯)、1，3-丙二醇雙(2-乙基烯丙基碳酸酯)、1，5-戊二醇雙(烯丙基碳酸酯)、二亞丙基雙酚-A雙(烯丙基碳酸酯)和聚碳酸酯，尤其是雙酚-A聚碳酸酯。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，基材是有色基材，即該基材中至少一種染料或顏料已經(jīng)在該基材本身中表面擴(kuò)散，或者該基材至少一個(gè)主表面已涂有一層可著色材料例如丙烯酸類材料并且染料或顏料已經(jīng)擴(kuò)散在其中(通常通過(guò)在染色浴中擴(kuò)散)。此類著色方法在本領(lǐng)域中是已知的并且尤其公開于國(guó)際專利申請(qǐng)WO 03/040461中。通常，染色浴包含水、至少一種染料或顏料、載體和任選地包括表面活性劑。
如法國(guó)專利申請(qǐng)9904409公開的那樣，也可以在已通過(guò)UV輻射預(yù)處理的基材上進(jìn)行染色過(guò)程。
簡(jiǎn)而言之，這一染色過(guò)程包括用UV輻射輻射基材，尤其是PC基材以在該基材內(nèi)獲得厚度至少為1μm的表面光致降解層和讓該光致降解層與著色劑接觸以使該著色劑在該光致降解層內(nèi)擴(kuò)散到至少1μm的深度。
UV光在輻射期間具有的波長(zhǎng)譜要使得至少50％的輻射能量由波長(zhǎng)≤320mm的輻射提供。優(yōu)選≤320mm的UV光的輻射能量為2.4-48J/cm2，更優(yōu)選10-30J/cm2，并且＞320mm的UV光的輻射能量為0.9-15J/cm2，優(yōu)選2-8J/cm2。
輻射通常持續(xù)0.1-10秒，優(yōu)選0.4-4秒。
本發(fā)明方法的重要特征在于將涂層轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯幾何界定的表面上在沒(méi)有任何顯著壓縮該毛坯的情況下進(jìn)行并因此沒(méi)有任何使該毛坯幾何結(jié)構(gòu)尤其是其幾何界定的表面變形的風(fēng)險(xiǎn)。
盡管如此，施加在該載體外表面上的壓力優(yōu)選基本上維持到至少讓粘合劑組合物膠凝化。維持該壓力可以通過(guò)使用置于該載體外表面上的可膨脹膜來(lái)進(jìn)行。
優(yōu)選施加的壓力為5-50Psi(0.35-3.5kgf/cm2)，并更特別是0.3-3kgf/cm2。
最優(yōu)選的范圍是5-20Psi(0.35-1.40kgf/cm2)。
使用上述方法，可以將涂層連續(xù)地或同時(shí)地轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯的前后兩個(gè)幾何界定的表面上。涂層也可以僅轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯的一面，優(yōu)選轉(zhuǎn)移到背面(或后面)。
涂層載體可以簡(jiǎn)單地為由合適材料例如塑性材料制成的薄支持膜，例如聚碳酸酯薄膜。涂層載體優(yōu)選是由任何合適的材料制成的模型件，優(yōu)選由塑性材料特別是熱塑性材料并尤其是聚碳酸酯制成的模型件。
模型件的工作表面可以具有根據(jù)圖案組織的浮凸，換言之，可以是微觀結(jié)構(gòu)化的并可以為最終透鏡提供具有由該微觀結(jié)構(gòu)賦予的性能(例如抗反射性能)的光學(xué)表面。
獲得微結(jié)構(gòu)化模型件的不同技術(shù)在WO 99/29494中進(jìn)行了公開。
模型件或載體可以通過(guò)使用已知的方法來(lái)獲得，例如表面加工、熱成形、真空熱成形、熱成形/壓縮、注射模塑、注射/壓縮模塑。
注射模塑包括將熔融狀態(tài)的熱塑性材料注入模腔中然后通過(guò)冷卻將該注射的熱塑性材料固化。
載體，通常是模型件，可以是剛性或撓性的，但優(yōu)選是撓性的。使用剛性模型件需要具有大量的各自包括幾何界定的表面的模型件，該幾何界定的表面的幾何結(jié)構(gòu)適應(yīng)于透鏡毛坯幾何界定的表面的具體幾何結(jié)構(gòu)。為了避免需要如此大量不同模型件，模型件優(yōu)選是撓性模型件，尤其是由塑性材料例如聚碳酸酯制成的撓性模型件。當(dāng)使用這一撓性模型件時(shí)，僅需要提供具有如此表面的模型件，該表面的幾何結(jié)構(gòu)與涂層將要轉(zhuǎn)移到其上的透鏡毛坯光學(xué)表面的總體形狀相符，或凹形或凸形，而沒(méi)有必要讓這一表面嚴(yán)格地與待涂覆的透鏡毛坯表面的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)。因此，可以用相同的模型件將涂層轉(zhuǎn)移到具有不同具體幾何結(jié)構(gòu)的表面的透鏡毛坯上。通常，撓性模型件具有兩個(gè)平行的主表面并因此具有均勻的厚度。
撓性模型件的帶有涂層的表面優(yōu)選是球狀的。
撓性模型件將通常具有0.2-5mm，優(yōu)選0.3-5mm的厚度。更優(yōu)選撓性模型件由聚碳酸酯制成，并且在此情況下，厚度為0.5-1mm。
已發(fā)現(xiàn)，如果滿足與模型件和透鏡毛坯的基礎(chǔ)曲率有關(guān)的具體要求，會(huì)獲得轉(zhuǎn)移方法的最佳實(shí)施方案。
在本專利申請(qǐng)中，所謂的模型件的基礎(chǔ)曲率，是指模型件工作表面的基礎(chǔ)曲率，也就是指帶有要轉(zhuǎn)移到透鏡或透鏡毛坯上的涂層的表面。
同樣地，透鏡或透鏡毛坯的基礎(chǔ)曲率是指涂層將要從上述模型件轉(zhuǎn)移到其上的表面的基礎(chǔ)曲率。
在本申請(qǐng)中，基礎(chǔ)曲率具有以下定義-對(duì)球狀表面來(lái)說(shuō)，曲率半徑為R，基礎(chǔ)曲率(或基礎(chǔ))＝530/R(R的單位為mm)；此種定義在本領(lǐng)域中是很典型的。
-對(duì)于復(fù)曲面來(lái)說(shuō)，存在兩個(gè)曲率半徑并根據(jù)上述公式計(jì)算兩個(gè)基礎(chǔ)曲率BR、Br，其中BR＜Br。
對(duì)于向透鏡或透鏡毛坯的球狀背面的涂層轉(zhuǎn)移來(lái)說(shuō)，為了避免變形，尤其是當(dāng)使用撓性模型件時(shí)，撓性模型件(正面)的基礎(chǔ)曲率(BC)必須略微比該涂層將要轉(zhuǎn)移到其上的該透鏡或透鏡毛坯的幾何界定的表面的基礎(chǔ)曲率(BL)高。然而，為了避免在轉(zhuǎn)移過(guò)程中涂層的破裂或在轉(zhuǎn)移之后光功率處于光學(xué)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)Z80.1的容限之外，BC不應(yīng)太高。
通常，對(duì)于球狀透鏡或透鏡毛坯來(lái)說(shuō)，該透鏡或透鏡毛坯的基礎(chǔ)曲率BL和撓性模型件的基礎(chǔ)曲率BC應(yīng)滿足以下關(guān)系式0＜BC-BL＜1.5優(yōu)選0.2＜BC-BL＜1對(duì)于向具有兩根主子午線的、半徑為R和r且R＞r的透鏡或透鏡毛坯復(fù)曲面背面的涂層轉(zhuǎn)移來(lái)說(shuō)，可以計(jì)算兩個(gè)分別與界定該復(fù)曲面的半徑R和r對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)曲率BLR和BLr。
透鏡的基礎(chǔ)曲率BLR和BLr及撓性模型件的基礎(chǔ)曲率應(yīng)該滿足以下關(guān)系式
BLR＜BLra)如果BLr-BLR≤3.50＜BC-BLR＜3}|BC-BLr|＜1}優(yōu)選0.2＜BC-BLR＜2.5}|BC-BLr|＜0.5}b)如果BLr-BLR＞3.5BLR＜BC＜BLr當(dāng)使用剛性模型件時(shí)，優(yōu)選地，該模型件的基礎(chǔ)曲率(BC)與透鏡或透鏡毛坯的基礎(chǔ)曲率(BL)相同。
優(yōu)選地，彼此相對(duì)地移動(dòng)模型件和毛坯時(shí)，涂層與可固化粘合劑組合物之間的接觸或粘合劑組合物與透鏡毛坯幾何界定的表面之間的接觸分別在涂覆的模型件的中心區(qū)域中或在透鏡毛坯幾何界定的表面的中心區(qū)域中發(fā)生。
尤其是在撓性模型件的情況下，該模型件的凸?fàn)钫婵梢跃哂斜却扛驳拿鞯陌急砻娑痰那拾霃健Ｒ虼?，在中心處施加壓力，然后使該模型件變形以適應(yīng)該毛坯表面。形成從該毛坯中心開始的膠合層，這樣避免在最終的固化粘合劑組合物層內(nèi)夾持氣泡。當(dāng)使用曲率半徑比待涂覆的凸?fàn)蠲鞅砻娓L(zhǎng)的模型件的凹狀表面時(shí)，情況仍然如此。
如前面提到的那樣，從撓性模型件轉(zhuǎn)移可以使用可膨脹膜來(lái)進(jìn)行。
可膨脹膜可以由任何彈性材料制成，該彈性材料在適合的流體加壓下可以足夠地變形，用以促使撓性模型件貼住透鏡或透鏡毛坯而與該透鏡或透鏡毛坯的表面幾何結(jié)構(gòu)適應(yīng)。
可膨脹膜可以由任何合適的彈性材料制成。通常，該可膨脹膜具有0.50-5.0mm的厚度和100-800％的伸長(zhǎng)率以及10-100的肖氏A硬度。
對(duì)于UV固化來(lái)說(shuō)，則應(yīng)選擇透明材料，例如透明的硅橡膠或其它透明的橡膠或膠乳UV光優(yōu)選從模型一側(cè)輻射。
由可膨脹膜施加到模型件的壓力將優(yōu)選為30-150kPa并將取決于透鏡或透鏡毛坯和撓性模型件的尺寸和曲率。當(dāng)然，需要將壓力維持在該撓性模型件和該透鏡或透鏡毛坯上直到膠合劑或粘合劑足夠地固化以致獲得了涂層對(duì)該透鏡或透鏡毛坯的足夠粘附。
透鏡毛坯可以是這樣一種透鏡，其一個(gè)或兩個(gè)面被表面加工或鑄塑成需要的幾何結(jié)構(gòu)。(只有一個(gè)面被表面加工或鑄塑成需要的幾何結(jié)構(gòu)的透鏡稱作半成品透鏡)。
優(yōu)選地，透鏡毛坯具有提供漸進(jìn)功率(progressive power)的第一面和提供非漸進(jìn)功率的第二面，但是優(yōu)選對(duì)具有球狀或復(fù)曲面狀的面進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法的涂層轉(zhuǎn)移。優(yōu)選地，漸進(jìn)面是毛坯的正面。
透鏡毛坯也可以是半成品透鏡，其中該透鏡的一個(gè)面，優(yōu)選該透鏡的正面已預(yù)先用合適的涂料(抗反射、硬質(zhì)涂層等)處理，并且該透鏡剩余的面，優(yōu)選后面使用本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法進(jìn)行涂覆。透鏡毛坯可以是偏振透鏡。
雖然以下描述提到使用優(yōu)選的撓性模型件，但是應(yīng)理解的是所述方法也可以使用剛性模型件進(jìn)行。
現(xiàn)參照附圖尤其是圖1A-1C，將具有凹表面2的透鏡毛坯1放在載體元件3上，其中該透鏡毛坯的凹表面2朝上。然后將預(yù)定量的UV可固化粘合劑組合物的液滴4沉積到該透鏡毛坯1的表面2上。將具有已預(yù)先涂有規(guī)定的涂層6的凸?fàn)罟鈱W(xué)表面的撓性模型件5放在載體元件7上，其中撓性模型件帶有光學(xué)涂層的表面朝下。
涂層6在該撓性模型件5表面上的沉積可以通過(guò)光學(xué)領(lǐng)域中采用的任何常用的沉積方法進(jìn)行，例如真空沉積、旋涂、刷涂、浸涂等。當(dāng)然，該沉積方法將取決于在該撓性模型件5表面上沉積的涂層的性質(zhì)。
此后，彼此相對(duì)地移動(dòng)載體元件3、7以讓涂層6和UV可固化粘合劑組合物液滴4接觸，并將壓力施加到與該涂層相對(duì)的該模型件外表面上，這樣使得該UV可固化粘合劑組合物液滴將在透鏡毛坯1的表面2上和在涂層6上鋪展。然而，施加的壓力應(yīng)僅足以將粘合劑組合物液滴鋪展以獲得最終的固化膜所需的厚度(通常是100μm或更少)但不足以使透鏡毛坯1發(fā)生任何變形。
如圖1B所示，然后將由透鏡毛坯1、粘合劑組合物膜4、涂層6和模型件5形成的組件放入用于將該粘合劑組合物膜4進(jìn)行UV固化的裝置中。在膜4的UV固化之后，如圖1C所示，取下模型件5，將涂層6粘附到其凹面2上的毛坯1回收。
現(xiàn)參照?qǐng)D2A-2C，其示出了如結(jié)合圖1A-1B所述的類似方法，但是其中透鏡毛坯1的兩個(gè)表面通過(guò)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法用涂層進(jìn)行涂覆。
如圖2A所示，將撓性模型件8，例如由聚碳酸酯制成的厚度為1mm的模型件放到載體元件3上，該撓性模型件8的凹表面已預(yù)先用光學(xué)涂層9進(jìn)行了涂覆。然后將預(yù)定量的UV可固化粘合劑組合物的液滴10沉積到涂層9上。然后將透鏡毛坯1放在模型件8上，其中它的凸表面2′與膠合劑液滴10接觸。然后將預(yù)定量的UV可固化粘合劑組合物液滴沉積在透鏡毛坯1的凹表面2上。將撓性模型件5，例如厚度為1mm的聚碳酸酯模型件放在載體元件7上，該撓性模型件的凸表面已預(yù)先用光學(xué)涂層6進(jìn)行了涂覆。然后彼此相對(duì)地移動(dòng)載體元件3、7以使涂層6與粘合劑組合物液滴4接觸，并在一個(gè)模型件的至少外表面上施加壓力以使粘合劑組合物液滴4和10鋪展而形成薄膜。如先前所述，施加的壓力必須僅足以將粘合劑組合物液滴鋪展并在固化之后形成所需厚度的薄膜，但不足以使透鏡毛坯1產(chǎn)生任何變形。
此后，將由模型件、光學(xué)涂層、粘合劑組合物薄膜和透鏡毛坯組成的組件放入U(xiǎn)V固化裝置中，其中粘合劑組合物薄膜4、10被UV固化。
在粘合劑組合物薄膜的固化完成之后，如圖2C所示，取下模型件5和8，回收光學(xué)涂層5、6粘附到該透鏡毛坯1的兩個(gè)表面上的成品透鏡。
圖3A和3B是本發(fā)明方法的第三個(gè)實(shí)施方案的示意圖，其中涂層轉(zhuǎn)移使用撓性模型件或載體進(jìn)行，使用可膨脹膜促使該撓性模型件或載體貼著透鏡毛坯表面。
圖3A示出了在加壓和膜膨脹之前的透鏡毛坯、撓性載體和可膨脹膜，而圖3B示出了在加壓和膜膨脹之后的它們。
參照?qǐng)D3A，將透鏡毛坯1放入透鏡毛坯載體中，其中其幾何界定的表面1a朝上。
將可光致固化粘合劑組合物的液滴3沉積在該透鏡毛坯1的幾何界定的表面1a的中央。
將可轉(zhuǎn)移涂層5沉積在該載體的一個(gè)面上的薄撓性載體4，例如球狀載體放在粘合劑組合物液滴3上，使得該可轉(zhuǎn)移涂層5與粘合劑液滴3接觸。撓性載體4的基礎(chǔ)曲率比透鏡毛坯1的幾何界定的表面1a的基礎(chǔ)曲率略高。
將整個(gè)組件放在可膨脹膜裝置10前面。
可膨脹膜裝置10包括流體儲(chǔ)存器11，例如設(shè)置有流體口12的空氣儲(chǔ)存器，例如與加壓流體源(沒(méi)有示出)連接用以將加壓流體引入該儲(chǔ)存器以及將加壓流體從該儲(chǔ)存器排出的空氣口。該儲(chǔ)存器10的頂面包括光可透過(guò)部分13，例如UV可透過(guò)的石英玻璃部分，而該儲(chǔ)存器10的下面包括與該透明石英玻璃13對(duì)齊的透明可膨脹膜14。
如圖3A所示，該裝置10還包括導(dǎo)向裝置15用以在可膨脹膜14的膨脹期間橫向引導(dǎo)該可膨脹膜14。更具體地說(shuō)，這一導(dǎo)向裝置包括向外凸出的截錐部件或漏斗15形成該儲(chǔ)存器10的下面，其較大基面被可膨脹膜封閉，其較小基面是圓形開口，該開口具有的直徑至少等于撓性載體4的基圓直徑但優(yōu)選略大于基圓直徑(至多大5mm)。
通常，該漏斗的高度將為10-50mm，優(yōu)選10-25mm，并將具有10-90°，優(yōu)選30-50°的錐度。
最后將光源例如UV光源16放在透明石英板13前面的儲(chǔ)存器10的后面。
通常，包括透鏡毛坯支架2、透鏡毛坯1、粘合劑組合物液滴3和撓性載體4的組件的放置要使得該撓性載體4的邊沿在漏斗15的較小基面開口邊沿的平面內(nèi)或與那里相距至多50mm，優(yōu)選至多20mm。
如圖3B所示，從外部源(沒(méi)有示出)通過(guò)進(jìn)口12將加壓流體，例如加壓空氣引入儲(chǔ)存器11。該儲(chǔ)存器內(nèi)的壓力增加使可膨脹膜14均勻地膨脹，推動(dòng)該撓性載體靠上透鏡毛坯1，同時(shí)使粘合劑3均勻地鋪展。
然后將該粘合劑組合物UV固化。
在固化步驟完成之后，從支架2上拆下透鏡毛坯1，并取下?lián)闲暂d體4以回收其幾何界定的表面1a帶有轉(zhuǎn)移的涂層5的透鏡毛坯1。
使用剛才描述的漏斗型裝置，獲得了好的涂層轉(zhuǎn)移，其中就功率、柱面、棱柱和變形而言，具有符合美國(guó)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)(ANSI Z80.1-1987)的好的光學(xué)性能。
膜導(dǎo)向裝置(漏斗)對(duì)于讓膜以好的形狀和方向擴(kuò)張用以通過(guò)透鏡毛坯對(duì)撓性載體施加均勻的壓力而沒(méi)有任何額外的壓力施加在載體和透鏡毛坯邊緣上是非常重要的。
如前面提到的那樣，在固化之后最終粘合劑組合物層的厚度小于100μm，優(yōu)選小于80μm，最優(yōu)選小于50μm，并通常是1-30μm。
非常優(yōu)選用于本發(fā)明方法的基材由任何熱塑性材料制成，尤其是由適合于制造光學(xué)透鏡的熱塑性材料例如聚碳酸酯制成。
然而，即使不是優(yōu)選的，但是也可以使用由熱固性(交聯(lián))材料例如二甘醇雙烯丙基碳酸酯聚合物(CR39PPG)、聚氨酯、聚硫氨酯、環(huán)硫化物高指數(shù)材料制成的基材。
基材可以任選地包含光致變色化合物。
優(yōu)選地，基材具有非常高的折射指數(shù)，即1.56或更高，通常是1.56-1.74，優(yōu)選1.57-1.59的折射指數(shù)nD25。
優(yōu)選的基材材料是聚碳酸酯(PC)。
轉(zhuǎn)移的涂層可以包括光學(xué)領(lǐng)域中傳統(tǒng)使用的任何涂層或涂層的疊層，例如疏水性面層、抗反射涂層、抗磨損涂層、耐沖擊性涂層、偏振涂層、光致變色涂層、光電子涂層、電光致變色涂層、染色涂層、印刷層例如標(biāo)志或兩個(gè)或多個(gè)這些涂層的疊層。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，將疊層轉(zhuǎn)移到透鏡毛坯幾何界定的表面上，該疊層包括-任選地，疏水性面層；-抗反射疊層，通常包括無(wú)機(jī)材料例如金屬氧化物或二氧化硅；-抗磨損(硬質(zhì))涂層，優(yōu)選地包括一種或多種環(huán)氧基硅烷的水解產(chǎn)物和，任選地，一種或多種無(wú)機(jī)填料如膠體二氧化硅；
-任選地，耐沖擊性底漆，優(yōu)選聚氨酯膠乳或丙烯酸類膠乳；將每一個(gè)該疊層按上述次序沉積在載體上。
本發(fā)明方法尤其有利于將包括“面層、抗反射涂層、硬質(zhì)涂層和底漆層”的整個(gè)疊層轉(zhuǎn)移。
通常，抗反射涂層或疊層的厚度為80-800nm，并優(yōu)選100-500nm。
硬質(zhì)涂層的厚度優(yōu)選為1-10μm，優(yōu)選2-6μm。底漆層的厚度優(yōu)選為0.5-3μm。
通常，待轉(zhuǎn)移的涂層總厚度為1-500μm，但是優(yōu)選小于50μm，更優(yōu)選小于20μm，或更好為10μm或更少。
以下實(shí)施例將示例性說(shuō)明本發(fā)明。
多層涂層在所有實(shí)施例中，轉(zhuǎn)移的多層涂層包括疏水性面層/抗反射涂層/硬質(zhì)涂層/底漆層(HMC)。
實(shí)施例中給出單體相對(duì)于單體組合物(單體+引發(fā)劑)總含量的百分率。
人們可以容易地計(jì)算出基于組合物的可聚合單體總重量的單體的相應(yīng)百分率。
步驟1防護(hù)和防粘涂層防護(hù)和防粘涂層的組成如下
使用肥皂水清洗PC載體并用壓縮空氣干燥。然后將載體凸表面用上述防護(hù)涂料組合物經(jīng)旋涂涂覆，其中以600rpm的涂覆速度施涂3秒，以1200rpm的干燥速度干燥6秒。使用Fusion System H+燈泡以1.524米/分鐘(5英尺/分鐘)的速度將該涂層固化。
步驟2疏水性面層和抗反射(AR)涂層在沉積防護(hù)涂層之后如下真空涂覆該P(yáng)C載體A/標(biāo)準(zhǔn)真空AR處理在標(biāo)準(zhǔn)箱式涂覆機(jī)中使用熟知的真空蒸發(fā)作業(yè)進(jìn)行該真空AR處理。以下是在模具上獲得VAR的一個(gè)程序1.將其表面上已施涂了防護(hù)涂層的載體放入標(biāo)準(zhǔn)箱式涂覆機(jī)中并將該腔室抽到高的真空水平。
2.使用熱蒸發(fā)技術(shù)將疏水性涂層(化學(xué)制品＝Shin Etsu KP801M)沉積到載體的該表面上到2-15nm的厚度。
3.然后，與正常次序相反，沉積由一疊高指數(shù)和低指數(shù)材料的次層構(gòu)成的介電多層AR涂層。這一沉積的細(xì)節(jié)如下交替的低指數(shù)和高指數(shù)層的光學(xué)厚度在下表中給出
B/在四層抗反射疊層的沉積完成時(shí)，將由1-50nm物理厚度組成的SiO2薄層沉積。此層將促進(jìn)氧化抗反射疊層和漆硬質(zhì)涂層之間的粘附性，該漆硬質(zhì)涂層將稍后在該涂覆的模具上沉積。
步驟3硬質(zhì)涂層(HC)&膠乳底漆層該硬質(zhì)涂層的組成如下
該底漆的組成如下
在步驟1和2中的防護(hù)涂層和AR涂層沉積之后，然后在600rpm/1200rpm下通過(guò)HC溶液旋涂該P(yáng)C載體，并在80℃下預(yù)固化10分鐘，并在相同的速度下通過(guò)膠乳底漆溶液再次旋涂并在80℃下后固化1小時(shí)。
該偶聯(lián)劑是以下物質(zhì)的預(yù)縮合溶液
測(cè)試和檢查程序-根據(jù)ISTM 02010，使用交叉劃線(cross-hatch)粘附性試驗(yàn)測(cè)量粘附性，其中使用3M SCOTCHn°600透明帶。
形成25個(gè)正方形。
粘附性評(píng)定如下
-根據(jù)ISTM方法n°02032通過(guò)測(cè)量臨界溫度(Tc)來(lái)測(cè)定耐熱破裂性。
抗反射處理過(guò)的透鏡的臨界溫度Tc是這樣一個(gè)溫度，在該溫度下通過(guò)目測(cè)首次發(fā)現(xiàn)抗反射處理的銀紋(細(xì)裂紋)。將透鏡放入溫度受控烘箱中(起點(diǎn)為50℃)一小時(shí)，然后取出并迅速檢查銀紋。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)微裂，則將該透鏡放入溫度比前一個(gè)烘箱高10℃的烘箱中。重復(fù)該方法直到發(fā)現(xiàn)微裂，或者該透鏡能經(jīng)受100℃。
如果剛從烘箱中取出之后在透鏡上發(fā)現(xiàn)微裂，但24小時(shí)后不再可見(jiàn)(保持在室溫下)，則所報(bào)道的臨界溫度用“+”后綴修飾。
如果Tc＞60℃，優(yōu)選Tc≥65℃，則認(rèn)為涂覆的透鏡是耐熱破裂性的。然而，Tc≥50℃的涂覆透鏡也認(rèn)為是可接受的。
-使用具有Vita-Life 15瓦熒光燈泡的標(biāo)準(zhǔn)R17應(yīng)用燈，然后使用由OSRAM制造的微點(diǎn)41601燈視覺(jué)測(cè)定霧度和施涂污染水平。
用大致垂直于透鏡表面的入射光觀察透鏡。霧度定義為光在透鏡的大面積上的一般晦暗度或漫反射度。以視覺(jué)方式進(jìn)行該檢查。
微點(diǎn)燈比具有Vita-Life燈泡的燈更精確。
結(jié)果評(píng)定如下0無(wú)1輕度2中等3強(qiáng)烈如果霧度和涂覆污染各自達(dá)到2，則透鏡是不適合的。
如果霧度或涂覆污染達(dá)到3，則透鏡是不適合的。
在某些情況下，也已使用Hazeguard裝置測(cè)定霧度。
實(shí)施例1-7和對(duì)比實(shí)施例C1和C2在用壓縮空氣干燥之前，將透明(未著色)PC透鏡(5.0后屈度(curve)，-2.00屈光度)用肥皂和水洗滌并用去離子水沖洗。然后，用抗靜電空氣噴吹它們，并將其放入可膨脹膜裝置的透鏡架中。將粘合劑組合物液滴(預(yù)先通過(guò)0.45μm的注射過(guò)濾器過(guò)濾)施涂在該透鏡的背面一滴在中間，4滴與第一滴等間距滴在1.6cm2正方形的角上。
將先前公開的HMC涂層提供到6.1前屈度的表面加工過(guò)的PC載體上(實(shí)施例1-3和C1)或5.5屈度、中央厚度為0.47mm的熱成型載體(實(shí)施例4-6和C2)上，并且使用本發(fā)明的BST方法將該HMC涂層轉(zhuǎn)移到透鏡的背表面上?？膳蛎浤ぱb置是手動(dòng)裝置或自動(dòng)裝置且轉(zhuǎn)移參數(shù)如下手動(dòng)裝置-載物臺(tái)和膜環(huán)之間的距離 31mm-膜壓力(通過(guò)膜施加在模具上的壓力)12psi(0.827巴)-UV輻射 具有D-燈泡部件n°38560的泛UV光的UV燈Dymax 5000-EC，亮度135mW/cm2-曝光(固化)時(shí)間 30秒-總BST處理時(shí)間 65秒自動(dòng)裝置-載物臺(tái)和膜環(huán)之間的距離27.5mm-膜壓力12psi(0.827巴)-UV輻射UV燈Xenon(890-1886)B4.2″螺旋燈(無(wú)臭氧)脈沖UV(100PPS)，亮度1188mW/cm2-充氣時(shí)間 21-23秒-放氣時(shí)間 3秒-曝光(固化)時(shí)間25秒-總BST處理時(shí)間 120秒在BST處理之后，使用Horizon 2刀刃在慢轉(zhuǎn)輪上對(duì)該透鏡載體組件進(jìn)行裁邊(氣壓10-12Psi(0.689-0.827巴))。最后，使用壓縮的空氣將該載體吹離該透鏡。
實(shí)施例1-3和C1使用手動(dòng)裝置，實(shí)施例4-7和C2使用自動(dòng)裝置。
表1
這些實(shí)施例表明對(duì)于表面加工過(guò)的載體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的二元組合物用于BST方法是完全令人滿意的，含多于80wt％組分(A1)的組合物在施涂污染和霧度方面是不令人滿意的，含小于20wt％(A1)的組合物在粘附方面是不令人滿意的。
這些實(shí)施例旨在說(shuō)明當(dāng)與有色透鏡一起使用時(shí)本發(fā)明粘合劑組合物在施涂污染方面的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)WO 03/040461中公開的方法將和實(shí)施例1-7一樣的PC透鏡著色。在實(shí)施例8-10中，透鏡是藍(lán)色的，且在實(shí)施例11-13中，透鏡是綠色的。
將有色PC透鏡的表面與一滴粘合劑組合物接觸然后擦去并檢測(cè)施涂污染。
對(duì)于對(duì)比實(shí)施例C3來(lái)說(shuō)，兩個(gè)有色透鏡顯示相同的結(jié)果。
組合物配料和結(jié)果在下表2中給出表2
結(jié)果表明當(dāng)與有色透鏡一起使用時(shí)，在施涂污染方面，本發(fā)明組合物優(yōu)于包含硫代甲基丙烯酸酯組分的三元組合物，并且對(duì)于包含28-42重量份組分(A1)和72-58重量份組分(A2)的根據(jù)本發(fā)明的組合物來(lái)說(shuō)尤其如此。
實(shí)施例14-16如實(shí)施例1-7中所公開的那樣使用BST方法用HMC涂料涂覆透明的PC透鏡，但具有以下改變-透鏡是透明的PC透鏡(5.1后屈度，-2.00屈光度)-載體是PC熱成型載體(5.5后屈度)，0.47mm中央厚度-可膨脹膜裝置是自動(dòng)裝置組合物配料和性能在下表3中給出表3
實(shí)施例17-19使用熱成型5.5后屈度載體，5.1后屈度、-2.00屈光度透鏡重復(fù)實(shí)施例1-7且組合物配料在表5中給出。透鏡的性能也在表5中給出。
表4
實(shí)施例20-25使用注射模塑PC載體(5.5基礎(chǔ)屈度、0.56mm中央厚度)和自動(dòng)裝置(使用表5的組合物)在5.1后屈度PC透鏡(-02.00功率)上進(jìn)行HMC涂層轉(zhuǎn)移。所得涂覆透鏡的性能也在表5中給出。
在自動(dòng)層壓設(shè)備上制作HMC轉(zhuǎn)移透鏡。
表5
數(shù)個(gè)市購(gòu)的可光致固化粘合劑組合物用于上述的涂層轉(zhuǎn)移和試驗(yàn)。
組合物和結(jié)果在表6中給出。
表6
NT＝歸因于過(guò)早破壞沒(méi)有測(cè)試固化說(shuō)明簡(jiǎn)稱CST 完整疊層轉(zhuǎn)移IST 不完整疊層轉(zhuǎn)移EC BST過(guò)程中邊緣破裂EC+ 大范圍邊緣破裂n/a 不可施涂表6表明幾乎沒(méi)有市購(gòu)粘合劑獲得具有全部所需性能的最終涂覆透鏡。
溶解度參數(shù)的計(jì)算實(shí)例以下實(shí)例將逐步說(shuō)明如何計(jì)算新戊二醇二丙烯酸酯的溶解度參數(shù)。溶解度參數(shù)計(jì)算以基團(tuán)貢獻(xiàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，該技術(shù)假定分子中每個(gè)官能團(tuán)累加地貢獻(xiàn)熱力學(xué)性能。Hoy基團(tuán)貢獻(xiàn)值源自蒸氣壓測(cè)量。
蒸發(fā)能由以下公式給出ΔEv＝∑jnjΔej其中nj是分子中j類基團(tuán)的數(shù)目，Δej是基團(tuán)j蒸發(fā)貢獻(xiàn)的能量。
Hoy(及其它)基團(tuán)貢獻(xiàn)值作為摩爾吸引常數(shù)(F)進(jìn)行了報(bào)道，它們按以下方式與蒸發(fā)能關(guān)聯(lián)Fj=ΔEvi,jVi,j]]>其中Vi是分子的摩爾體積。
分子的溶解度參數(shù)(δ)按以下方式與該摩爾吸引常數(shù)關(guān)聯(lián)δj=ΔEivViVi2=ΣjFjVi=ρijΣjFjMi‾]]>其中ρij是分子的密度，Mi是分子量。
步驟1將分子拆分成由Hoy列出的不同的官能團(tuán)。圖1示出了新戊二醇二丙烯酸酯的球棍圖。已將不同的官能團(tuán)編號(hào)，其中多次出現(xiàn)的相同官能團(tuán)給予相同的編號(hào)。
步驟2將每個(gè)官能團(tuán)出現(xiàn)的基團(tuán)貢獻(xiàn)值制成表(如表7所示)。
表7
步驟3將總基團(tuán)貢獻(xiàn)值相加，然后乘以單體密度，并用所得數(shù)值除以單體分子量。這樣得到的溶解度參數(shù)。
新戊二醇二丙烯酸酯的密度＝1.031，分子量是212(Sartomer Co.Data)。
(518+498+1376+65+606)＝3601(3601*1.031/212＝17.51(MPa)1/2*{(cal/cm3)1/2/2.046(MPa)1/2}＝8.56(cal/cm3)1/2。
權(quán)利要求
1.可固化，優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物，其基于該組合物的可聚合單體和/或低聚物的總重量包含(A1)20-80wt％至少一種二丙烯酸酯單體或其低聚物；(A2)80-20wt％至少一種多烷氧基化雙酚二甲基丙烯酸酯或其低聚物；和(B)0-50wt％至少一種不同于組分(A1)和(A2)的可共聚合單體；條件是該組合物不含任何硫代(甲基)丙烯酸酯(-SCOCR′＝CH2，其中R′＝H或CH3)單體或其低聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可固化，優(yōu)選可光致固化的粘合劑組合物，其中該多烷氧基化雙酚二甲基丙烯酸酯具有以下通式 其中R是H或C1-C4烷基且m+n≥0。
3.權(quán)利要求2的可固化粘合劑組合物，其中m+n≥2。
4.權(quán)利要求1的可固化組合物，其包含20-71wt％組分(A1)和80-29wt％組分(A2)。
5.權(quán)利要求1的可固化組合物，其包含28-小于71wt％組分(A1)和29-72wt％組分(A2)。
6.權(quán)利要求1的可固化組合物，其包含28-42wt％組分(A1)和58-72wt％組分(A2)。
7.權(quán)利要求1的可固化組合物，其包含30wt％或更少的組分(B)。
8.權(quán)利要求1的可固化組合物，其包含20wt％或更少的組分(B)。
9.權(quán)利要求1的可固化組合物，其包含10wt％或更少的組分(B)。
10.權(quán)利要求1的可固化組合物，其不含組分(B)。
11.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有8-12(cal/cm3)1/2的計(jì)算溶解度參數(shù)。
12.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有8.5-11.5(cal/cm3)1/2的計(jì)算溶解度參數(shù)。
13.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有＜500的分子量。
14.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有≤350的分子量。
15.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中所述至少一種單體(A1)是低折射指數(shù)單體。
16.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中所述單體(A1)是非芳族單體。
17.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中單體(A1)選自二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯和1，6-己二醇二丙烯酸酯。
18.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其進(jìn)一步包含至少一種光引發(fā)劑。
19.權(quán)利要求18的可固化粘合劑組合物，其中對(duì)于100重量份該可聚合單體和/或低聚物來(lái)說(shuō)，光引發(fā)劑為0.1-5重量份。
20.權(quán)利要求1的可固化粘合劑組合物，其中在固化之后，該粘合劑組合物具有1.53-1.65的折射指數(shù)nD25。
21.將涂層從載體轉(zhuǎn)移到聚合物材料基材的表面上的方法，該方法包括-提供具有至少一個(gè)主表面的聚合物材料基材；-提供具有內(nèi)表面和外表面的載體，該內(nèi)表面帶有涂層；-基于該組合物的可聚合單體和/或低聚物的總重量，在該基材的所述主表面上或在所述涂層上沉積預(yù)定量的可固化粘合劑組合物；-彼此相對(duì)地移動(dòng)該基材和該載體以使該涂層與可固化粘合劑組合物接觸或使該可固化粘合劑組合物與該基材的主表面接觸；-向該載體的外表面施加足夠的壓力使得在該可固化粘合劑組合物固化后最終粘合劑層的厚度小于100μm；-將粘合劑組合物層固化；和-取下該載體以回收涂層粘附于其主表面上的基材，其中該可固化粘合劑組合物是如權(quán)利要求1限定的可固化粘合劑組合物。
22.權(quán)利要求21的方法，其中該基材聚合物材料是熱塑性材料。
23.權(quán)利要求21的方法，其中該基材的熱塑性材料是聚碳酸酯。
24.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物包含20-71wt％組分(A1)和80-29wt％組分(A2)。
25.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物包含28-71wt％組分(A1)和大于29-72wt％組分(A2)。
26.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物包含28-42wt％組分(A1)和58-72wt％組分(A2)。
27.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物包含30wt％或更少的組分(B)。
28.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物包含20wt％或更少的組分(B)。
29.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物包含10wt％或更少的組分(B)。
30.權(quán)利要求21的方法，其中該可固化粘合劑組合物不含組分(B)。
31.權(quán)利要求21的方法，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有8-12(cal/cm3)1/2的計(jì)算溶解度參數(shù)。
32.權(quán)利要求21的方法，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有8.5-11.5(cal/cm3)1/2的計(jì)算溶解度參數(shù)。
33.權(quán)利要求21的方法，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有＜500的分子量。
34.權(quán)利要求21的方法，其中所述至少一種二丙烯酸酯單體(A1)具有≤350的分子量。
35.權(quán)利要求21的方法，其中所述至少一種單體(A1)是低折射指數(shù)單體。
36.權(quán)利要求21的方法，其中所述二丙烯酸酯單體(A1)是非芳族二丙烯酸酯單體。
37.權(quán)利要求21的方法，其中單體(A1)二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯和1，6-己二醇二丙烯酸酯。
38.權(quán)利要求21的方法，其中該至少一種多烷氧基化雙酚二甲基丙烯酸酯單體(A2)選自乙氧基化雙酚-A單體。
39.權(quán)利要求21的方法，其中該粘合劑組合物是進(jìn)一步包括至少一種光引發(fā)劑的可光致固化粘合劑組合物。
40.權(quán)利要求39的方法，其中對(duì)于100重量份該可光致聚合單體，光引發(fā)劑為0.1-5重量份。
41.權(quán)利要求21的方法，其中該基材是透鏡毛坯，并且該主表面是該透鏡毛坯的幾何界定的表面。
42.權(quán)利要求21的方法，其中該基材是有色基材。
43.權(quán)利要求21的方法，其中該載體是撓性載體部件，當(dāng)與該透鏡毛坯接觸時(shí)，其內(nèi)表面與該透鏡毛坯的幾何界定的表面相適應(yīng)。
44.權(quán)利要求21的方法，其中該載體由聚碳酸酯制成。
45.權(quán)利要求42的方法，其中該載體由聚碳酸酯制成。
46.權(quán)利要求45的方法，其中該載體具有0.3-1mm的厚度。
47.權(quán)利要求21的方法，其中最終的固化粘合劑層的厚度小于80μm。
48.權(quán)利要求21的方法，其中最終的固化粘合劑層的厚度小于50μm。
49.權(quán)利要求21的方法，其中最終的固化粘合劑層具有1.53-1.65的折射指數(shù)nD25。
50.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中施加的壓力為5-50Psi(0.35-3.5kjf/cm3)。
51.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中該涂層包括疏水性面層、抗反射涂層，抗磨損涂層、耐沖擊性涂層、光致變色涂層、染色涂層、偏振涂層、印刷層或兩個(gè)或更多這些涂層的疊層。
52.權(quán)利要求21的方法，其中該涂層由疏水性面層、抗反射涂層、抗磨損涂層和耐沖擊性涂層構(gòu)成。
53.權(quán)利要求21的方法，其中該基材的所述至少一個(gè)主表面是在該基材上形成的有色涂層的表面。
54.權(quán)利要求51的方法，其中該涂層具有50μm或更小的厚度。
55.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中該基材是一面已有涂層的半成品透鏡。
56.權(quán)利要求21的方法，其中該載體由熱塑性材料制成。
57.權(quán)利要求56的方法，其中該基材通過(guò)注射模塑制成。
58.權(quán)利要求53的方法，其中已設(shè)置有涂層的面是該透鏡的正面并且涂層轉(zhuǎn)移到其上的幾何界定的表面是該透鏡的背面。
59.權(quán)利要求43的方法，其中通過(guò)可膨脹膜促使該撓性載體貼住該透鏡毛坯。
60.一種重疊模塑方法，該方法包括-提供具有至少一個(gè)主表面的聚合物材料基材；-提供具有內(nèi)表面和外表面的模型件；在該基材的主表面上或在該模型件的內(nèi)表面上沉積預(yù)定量的如權(quán)利要求1所述的可固化粘合劑組合物；-彼此相對(duì)地移動(dòng)該基材和該模型件以使該模型件的內(nèi)表面或該基材的主表面與該可固化粘合劑組合物接觸；-向該模型件的外表面施加足夠的壓力以讓該可固化粘合劑組合物均勻地鋪展并形成均勻的層，當(dāng)固化時(shí)該層具有至少200μm的厚度。-將該粘合劑組合物層固化；和-將該模型件取出以回收用該可固化粘合劑組合物的固化層重疊模塑的基材。
61.權(quán)利要求60的重疊模塑方法，其中該基材的聚合物材料是熱塑性材料。
62.權(quán)利要求60的重疊模塑方法，其中在沉積該可固化粘合劑組合物之前將待轉(zhuǎn)移的涂層施涂于該模型件的內(nèi)表面上。
63.權(quán)利要求60的重疊模塑方法，其中可固化粘合劑組合物的重疊模塑的固化層具有至少500μm的厚度。
64.一種制備層壓熱塑性制品的方法，該方法包括在由聚合物材料制成的第一部件的主表面上沉積預(yù)定量的可固化粘合劑組合物，使該沉積的可固化粘合劑組合物與由聚合物材料制成的第二部件的主表面接觸，將該第一和第二部件彼此靠著按壓以使該可固化粘合劑組合物均勻地鋪展而形成均勻的薄層，以及將該薄層光致固化以獲得層壓制品，其中該可光致固化的粘合劑組合物在權(quán)利要求1中限定。
65.權(quán)利要求64的方法，其中第一和第二部件的聚合物材料是熱塑性材料。
66.權(quán)利要求64的方法，其中該制品是眼科透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及可光致固化的粘合劑組合物，該組合物基于該組合物的可光致聚合單體和/或低聚物的總重量包含(A1)20－80wt％至少一種二丙烯酸酯單體或其低聚物(A1)；(A2)80－20wt％至少一種二甲基丙烯酸或其低聚物；(B)0－50wt％至少一種不同于組分(A1)和(A2)的可共聚合單體；條件是該組合物不含任何硫代(甲基)丙烯酸酯(－SCOCR′＝CH
文檔編號(hào)B29D11/00GK1977016SQ200580022159
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月4日
發(fā)明者A·賈盧里 申請(qǐng)人:埃西勒國(guó)際通用光學(xué)公司