光致變色光學製品的製作方法

2023-05-28 02:16:01

專利名稱：光致變色光學製品的製作方法
技術領域：
本發明涉及含有有機基底的光致變色製品，例如，含有用於光學用途的塑料基底。具體而言，本發明涉及用於眼科用途的光致變色製品，如，透鏡。更具體而言，本發明涉及含有一種透明聚合物基底的光致變色製品，該透明聚合物基底的至少一個表面上附著有一種透明的光致變色有機聚合物塗層，並且所述光致變色塗層上附著有一層透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的薄膜。根據本發明，輻射固化的基於丙烯酸酯的薄膜耐水性無機苛性鹼，與光致變色聚合物塗層粘合牢固，與可能塗覆於其暴露表面上的耐磨、含有有機矽的塗層相容，並且相對於光致變色塗層，其具有耐劃擦性。更具體而言，本發明還涉及光致變色製品，如眼科塑料透鏡，在制品的至少一個表面上依次附著有，透明的、優選光學透明的光致變色聚合物塗層的第一塗層，以及上述透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的第二塗層。在本發明的一個進一步的具體實施方式
中，有一種預期的具有第三塗層的光致變色製品，第三塗層含有至少一層塗覆於第二塗層上的耐磨塗層。在本發明另一個進一步的具體實施方式
中，第四塗層，如，防反射塗層，塗覆於作為耐磨塗層的第三塗層上。在第四塗層上可以塗覆另外的塗層以提供另外的功能或防護層。
對於各種用途，如太陽鏡、時尚透鏡、非處方或處方透鏡、運動面具、面罩和護目鏡，需要能夠提供良好的成像質量同時減少進入眼睛的入射光的穿過的透明塑料眼科製品。回應於這種需要，用於光學用途的光致變色塑料製品已經被給予了大量的關注。具體而言，對光致變色塑料透鏡有興趣是因為它們相對於玻璃而言能提供的重量優勢。
背景技術：
光致變色是一種現象，該現象包括諸如色烯或滷化銀鹽的無機或有機材料，或含有這類材料的製品的顏色，在暴露於紫外光照射下的可逆變化。含有紫外線的光照射源包括，例如，太陽光和水銀燈的光。當光致變色材料被暴露於紫外光輻射時，它顯示出顏色的變化，當紫外光照射停止時，光致變色材料恢復其原來的顏色或無色狀態。塗覆有或含有光致變色材料的眼科製品顯示出這種顏色可逆變化並因此表現出光透過的可逆變化。
由不同類型的光致變色化合物表現出的顏色可逆轉變，即在可見光(400-700nm)範圍內電磁波譜吸收光譜的變化，其機理已經有所說明。參見例如John C.Crano，「Chromogenic Materials(Photochromic)」，Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology，第四版，1993年。第321-332頁。對於有機光致變色化合物的顏色轉變，例如，吲哚螺吡喃和吲哚螺噁嗪，其一般性機理據信包括一種電環化機理。當暴露於激活紫外光照射下時，這些有機光致變色化合物從無色的閉環化合物變換為有色的開環形式。相反，俘精酐光致變色化合物的有色形式卻被認為是通過包括從無色開環形式向有色閉環形式變換的電環化機理產生的。
光致變色塑料製品通過採用表面吸液技術將光致變色材料加入塑料基底中進行製備。參見，例如，US5,130,353和US5,185,390的美國專利，其描述了通過首先將一種或多種光致變色染料/化合物以淨光致變色染料/化合物或溶解於聚合物或其它有機溶劑載體中的形式塗覆於塑料製品的表面，然後對塗覆的表面加熱以促使光致變色染料/化合物擴散到透鏡表面下的區域中(一種通常稱為「吸液」的方法)，將光致變色染料包含在諸如透鏡等的塑料製品的表面下的區域中。該光致變色塑料製品的塑料基底被認為在聚合物基質中具有足夠的自由空柱以允許光致變色化合物，諸如上述螺噁嗪、螺吡喃和俘精酐，從無色形式轉變為有色形式，然後返回其原始無色狀態。然而，存在某些聚合物材料，它們被認為不具有允許上述電環機理能夠充分發生的足夠的自由空柱，以使其可能用作將光致變色材料吸入(或加入到內部的)的基底，用於商業可接受的光致變色用途。這類基底包括，例如，熱固性聚合物基質、公知的熱塑性基於雙酚A的聚碳酸酯，以及高交聯的光學聚合物，其中，熱固性聚合物基質為，如由多元醇(烯丙基碳酸酯)單體，如諸如二甘醇二(烯丙基碳酸酯)等的烯丙基二甘醇碳酸酯單體，以及其共聚物，製備的那些聚合物基質。
為了能夠使用熱固性聚合物、熱塑性聚碳酸酯，以及高交聯的光學聚合物材料作為用於光致變色製品的塑料基底，已經提出了將有機光致變色塗層塗覆於這些塑料基底的表面上。參見，例如，描述了將光致變色聚氨酯塗層塗覆於塑料基底上的US6,187,444 B1的美國專利。還提出了在光致變色塗層暴露的表面上塗覆耐摩擦塗層以保護光致變色塗層的表面避免由物理處理、清洗和將光致變色塗層暴露於環境中導致的劃傷和其它類似的表面缺陷。參見，例如，US6,268,055 B1的美國專利。
在涉及具有光致變色聚合物塗層和耐摩擦疊層的眼科塑料透鏡的某些環境中，已經觀察到當透鏡被嚴重劃傷時，用含有諸如異丙醇的醇的市售清洗液清洗該劃傷的透鏡，可能會造成光致變色塗層的瑕疵。此外，常常發現塗覆於光致變色塗層上的耐摩擦塗層，或塗覆於耐摩擦塗層上的防反射塗層，不能通過產品要求，或者在眼科透鏡的情況中不能滿足商業可接受的眼科透鏡的「表面標準」。已塗覆透鏡的表面缺陷包括斑點、劃痕、夾雜物、瑕疵和裂紋。當發生表面缺陷時，在經濟上可行的是，除去有缺陷的塗層，例如通過用苛性鹼水溶液的化學處理，並隨後塗覆一層新塗層。在化學除去不要的塗層的過程中，諸如光致變色塗層的底層，可能被破壞，因此可能會破壞諸如透鏡的製品的價值。正如那些本領域熟練技術人員所顯而易見的，隨後的對眼科透鏡光致變色塗層塗覆耐磨和防反射塗層是一系列多步生產步驟的最後步驟之一，每一步都增加了所製造的透鏡的價值並提高了其成本。由於附加塗層不能滿足產品要求而導致使處於生產過程幾乎最後階段的透鏡廢棄，增加了生產成本並增加了透鏡產品的最終成本。因此，避免這樣的產品損失在經濟上是可取的。
進一步地，某些光致變色眼科透鏡的生產需要在已經由其它生產商製備的經過光致變色塗覆的透鏡上塗覆其自己擁有所有權的耐磨和/或防反射塗層。準備塗覆這樣的耐磨和/或防反射塗層的透鏡由於隨後的包裝、運輸、拆封、清洗或其它物理處理會導致光致變色塗層被劃傷或玷汙。因而運輸給這樣的生產商的透鏡最好是可以抵抗可能在包裝、開封、運輸、清洗和/或處理光致變色塗覆的透鏡的過程中導致的劃傷或其它表面瑕疵的，即是耐劃擦的。
已經發現，在光致變色聚合物塗層和耐磨塗層之間設置一層合適的有機膜可以基本上減弱上述問題。具體而言，已經發現，通過在光致變色塗層上塗覆輻射固化的基於丙烯酸酯的薄膜可以基本上減弱這些問題，粘附於光致變色塗層的丙烯酸酯膜，相對於光致變色塗層，耐劃擦、耐由於水性無機苛性鹼處理造成的遷移，並且與含有有機矽材料的耐磨塗層相容。
根據本發明的一個具體實施方式
，預期有一種光致變色製品，例如透鏡，包括，以結合方式的(a)透明有機聚合物基底；(b)附著於所述聚合物基底至少一部分表面的有機聚合物塗層，所述聚合物塗層含有至少一種有機光致變色材料；以及(c)粘附於所述光致變色聚合物塗層的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜暴露的表面為(1)耐水性無機苛性鹼的處理，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)耐劃擦。
在本發明的另一個具體實施方式
中，預期上述透明的光致變色製品進一步包括耐磨塗層，如含有有機矽的硬塗層，附著於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜暴露的表面上。正如通過鋼絲棉或Bayer摩擦實驗所測量的，相對於將這樣的塗層直接置於光致變色塗層上，在該具體實施方式
中，已經發現，耐磨塗層的耐磨性能有可測量的改進，上述實驗隨後在本申請中進行說明。在本發明另一實施方案中，嘗試了一種已在耐磨塗層上塗覆了抗反射塗層的光致變色製品。其它塗層，如抗靜電和/或防潮塗層也可以塗覆於防反射塗層上。
在本發明另一個具體實施方式
中，預期有一種眼科光致變色製品，包括，以結合方式的(a)透明的有機塑料基底，例如由含有諸如二甘醇二(烯丙基碳酸酯)等的烯丙基二甘醇碳酸酯的可聚合組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底，或由含有多官能異氰酸酯和多元硫醇或多元環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底；(b)附著於所述塑料基底至少一個表面上的光學透明的有機聚合物光致變色塗層，例如基於丙烯酸酯的、基於聚氨酯的或基於聚環氧的光致變色塗層，所述聚合物光致變色塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料；(c)粘附於所述光致變色塗層的光學透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜；以及(d)粘著於所述基於丙烯酸酯的膜上的非必要耐磨塗層，例如含有機矽的硬塗層。所述輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的表面為(1)耐由於稀釋的水性無機苛性鹼溶液的處理導致的遷移，如鹼金屬氫氧化物溶液(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且比光致變色聚合物塗層更耐劃擦，即比光致變色塗層更硬。在本發明的另一個具體實施方式
中，如果存在耐磨塗層，則防反射塗層粘附於所述耐磨塗層上。
正如所特別提到的，已經描述了在附著於塑料基底上的光致變色聚合物塗層上塗覆耐磨塗層。參見，例如，US6,187,444 B1以及US6,268,055B1。US4,405,679描述了一種聚碳酸酯類樹脂的成型製品，它具有粘附於聚碳酸酯表面上的底塗層和隨後的矽類樹脂塗層。US4,756,973描述了一種有機樹脂的透鏡元件以及塗覆於該透鏡元件至少一面上的光致變色層，光致變色層可以含有酚樹脂和/或酚化合物。用於光致變色層的光致變色化合物為具有指定結構式的螺噁嗪化合物。在US4,756,973的專利中還描述了在光致變色層表面上塗覆硬塗層。
US5,910,375描述了用於塑料眼科透鏡的可染色、耐劃擦的塗層。US5,910,375描述了包括形成於被染色材料表面上的染料儲蓄層和形成於染料儲蓄層上的硬塗層的雙塗層。US5,916,669描述了一種耐磨製品，該製品包括(1)塑料基底，(2)沉積於塑料基底表面上的包含丙烯酸酯化低聚體或丙烯酸酯化低聚體/丙烯酸酯單體混合樹脂的磨損增強層，和(3)沉積於磨損增強層上的包含聚丙烯酸酯化尿烷的頂塗層。
WO97/22894描述了一種疊層光學製品，該製品包括光學透鏡的前或後薄片、具有所期望光學性能的聚合物膜的內層，和在內層上形成保護層的外層，所述光學性能為例如由光偏振材料、紫外線抑制劑、光致變色材料以及其它顏料和染料所提供的性能。日本專利申請平3 -269507描述了一種塑料透鏡，該透鏡包括塑料基材、由熱固性聚氨酯組成的光致變色底層、以及由矽樹脂組成的覆蓋在底層上的硬塗層。日本專利申請平3 -35236和昭64 -30744描述了一種由塑料基材和隨後的塗層組成的疊層光致變色製品，所述塗層為含有光致變色化合物的有機聚合物膜、硬塗層膜、具有抗靜電特性的防反射膜層，以及防水有機膜。

發明內容
根據本發明，提供了一種光致變色製品，包括，以結合方式的聚合物基底；附著於基底至少一個表面上的光致變色塗層；以及粘附於光致變色塗層上的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，基於丙烯酸酯的膜為(a)耐劃擦，(b)耐由於稀釋的水性無機苛性鹼溶液的處理，(c)與含有有機矽的耐磨塗層相容。在本發明的一個具體實施方式
中，在輻射固化的基於丙烯酸酯的膜上塗覆耐磨塗層，如有機矽硬塗層。在本發明的另一個具體實施方式
中，在耐磨塗層上塗覆另外的塗層。該另外的塗層可以包括防反射塗層、抗靜電塗層、防水塗層及這些塗層的組合，但不限於此。
除了在操作實施例中外，或者除非另有說明，所有的數值和數值範圍，如用於本說明書和附加的權利要求書中表示折射率、波長、組分用量、不同所述組成的敘述範圍，或反應條件的那些數值和數值範圍，在一切情況下應當理解為以術語「大約」修飾的變化的數值和數值範圍。
可用於製備本發明光致變色製品的聚合物有機基底，為任何已知(或以後披露)的與塗覆於基底表面的光致變色聚合物塗層化學相容的塑料材料。具體考慮的為本領域已知的用作光學基底的聚合物，如用於製備光學透明鑄造物的有機光學樹脂，該鑄造物用於諸如眼科透鏡的光學用途。
可以用作聚合物有機基底的非限制性例子為聚合物，即均聚物和共聚物，由在美國專利US5,962,617和US5,658,501第15欄第28行至第16欄第17行中披露的單體和單體的混合物製備，這些公開內容以引用的方式併入本申請中。這樣的有機基底可以是熱塑性或熱固性聚合物基底，例如，透明的、優選光學透明的基底，具有優選在1.48-1.74，如1.50-1.67範圍內的折射率。
這類披露的單體和聚合物的例子包括多元醇(烯丙基碳酸酯)單體，例如，諸如二甘醇二(烯丙基碳酸酯)的烯丙基二甘醇碳酸酯，該單體以CR-39的商標名在PPG Industries，Inc出售；聚脲-聚氨酯(聚脲氨基甲酸乙酯)聚合物，由例如聚氨酯預聚物和二胺固化劑反應製備，用於這種聚合物的一種組合物以TRIVEX的商品名在PPG Industries，Inc出售；多元醇(甲基)丙烯醯終端的碳酸酯單體；二甘醇二甲基丙烯酸酯單體；乙氧基化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；二甘醇二甲基丙烯酸酯單體；聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯單體；尿烷丙烯酸酯單體；聚(乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯)；聚(醋酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(1，1-二氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯；聚氨酯；聚硫氨酯；熱塑性聚碳酸酯，如由雙酚A和碳醯氯得到的碳酸酯連接的樹脂，一種這類材料以LEXAN的商品名出售；聚酯，如以MYLAR的商品名出售的材料；聚(對苯二甲酸亞乙酯)；聚乙烯基縮丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，如以PLEXIGLAS的商品名出售的材料，以及通過多官能異氰酸酯與多元硫醇或多元環硫化物單體反應製備的聚合物，用多元硫醇、多元異氰酸酯、多異硫氰酸酯以及任選的烯屬不飽和單體或含滷代芳香族的乙烯基單體的均聚或共-和/或三元聚合物。還可以想到的是這些單體的共聚物以及上述聚合物和與其它聚合物的共聚物的混合物，例如，形成互穿網絡產物。有機基底確切的性質對於本發明不嚴格要求。然而，有機聚合物基底應當與塗覆於基底表面上的光致變色聚合物塗層化學相容。對於光學用途，基底應當是透明的，優選是光學透明的。
用於製備本發明光致變色製品的聚合物有機基底在其表面上可以具有一層防護層，例如，耐磨塗層。例如，因為表面易於被劃傷、摩擦或磨損，市售熱塑性聚碳酸酯光學透鏡典型地帶有早已塗覆於其表面的諸如硬塗層的耐磨塗層出售。此製品的例子為帶有早已塗覆於聚碳酸酯表面上的硬塗層出售的Gentex聚碳酸酯透鏡(來自Gentex Optics)。用於本說明書和權利要求書中的術語「聚合物有機基底」(或含有類似意義的權利要求)或該基底的「表面」，意圖表示並包括聚合物有機基底本身或在基體上有塗層的基底。由此，當在本說明書或權利要求書中提到在基底表面上塗覆底塗層或光致變色聚合物塗層時，這樣的指定包括在聚合物有機基底本身或諸如在基底表面上的耐磨塗層等的塗層上塗覆該塗層。因而，術語「基底」包括在其表面上具有塗層的基底。塗層可以是任何合適的塗層，不限於耐磨塗層(硬塗層)，例如，可以是任何的防護塗層或向將該基底作為其一部分的製品提供另外功能性能的塗層。
在塑料基底上，特別是諸如熱塑性聚碳酸酯等的塑料基底上的光致變色有機塗層的用途已經有所描述。根據本發明，可以被用作所選有機基底的塗層並且能夠起作為所選用有機光致變色材料/化合物的主料作用的任何有機聚合物材料都可以被使用。優選地，主有機聚合物塗層具有足夠的內在自由空柱以使光致變色材料有效地發揮功能，例如，響應紫外線(UV)輻射發生能被肉眼觀察到的從無色形式到有色形式的變化，並且當UV輻射移除時恢復無色形式。在其它方面，對用作光致變色材料主料的有機塗層確切的化學性能沒有嚴格要求。
該有機聚合物材料的非限制性例子包括基於聚氨酯的塗料，如在美國專利US6,107,395和US6,187,444 B1以及國際公開號為WO01/55269的專利中披露的那些；基於環氧樹脂的塗料，如在美國專利US6,268,055B1中披露的那些；基於丙烯酸/甲基丙烯酸單體的塗料，如在國際公開號為WO01/02449 A3(申請號為09/345,028，申請日為1999年7月2日的美國專利申請)、發明名稱為「聚(甲基)丙烯酸光致變色塗料」的專利中披露的那些；國際專利申請WO96/37593和WO97/06944，以及美國專利US5,621,017和US5,776,376；氨基塑料，例如，三聚氰胺型，樹脂，如在國際專利公開WO00/36048(美國專利申請號為09/449,099，申請日為1999年11月24日)，發明名稱為「氨基塑料樹脂光致變色塗料組合物和光致變色製品」中披露的那些；含有羥基官能組分和聚合物酸酐官能組分的塗料，即多元酸酐塗料，如在國際專利公開WO00/34410(美國專利申請號為09/209,731，申請日為1999年12月11日)，發明名稱為「多元酸酐光致變色塗料組合物和光致變色製品」中披露的那些；以及含有N-烷氧基甲基(甲基)丙烯醯胺官能聚合物的塗料，如在美國專利申請號為09/211,249，申請日為1998年12月14日，現為美國專利US6,060,001，發明名稱為「烷氧基丙烯醯胺光致變色塗料組合物和光致變色製品」中披露的那些。上述專利和專利申請中公開的關於聚合物光致變色塗料的內容以引用的方式併入本申請中供參考。
特別有價值的是基於聚氨酯的光致變色塗料、基於聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的光致變色塗料(統稱為基於聚(甲基)丙烯酸的塗料)、和基於環氧樹脂的光致變色塗料。特別有價值的是光學透明的基於聚氨酯、環氧樹脂和聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗料，用於眼科用途的透明的、例如光學透明的塑料基底。所述眼科用途例如平光和視力糾正透鏡、太陽鏡和護目鏡、商業或住所窗戶、汽車和飛機的透明件、頭盔、塑料片材、透明膜等。本說明書和權利要求書中用到的與基底、膜或塗層相關的術語「透明」，意指所表示的塗層、膜或材料，如塑料基底、非激活光致變色塗層、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜、以及疊置於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜上的塗層，具有至少為70％的透光率，優選為至少80％，更優選為至少85％。本說明書和權利要求書中用到的術語「光學透明」，意指具體物品的光透射率滿足對於諸如眼科的光學製品而言的商業可接受的及規定的值。
可以被用於製備光致變色聚氨酯塗層的聚氨酯為那些由有機多元醇組分和異氰酸酯組分反應得到的聚氨酯，如美國專利US6,187,444 B1中第3欄第4行至第6欄第22行所詳細描述的，該公開的內容引入本申請中供參考。具體而言，聚氨酯由至少一種產生有機多元醇的硬片段和至少一種產生有機多元醇的軟片段結合製備。通常，硬片段來自於異氰酸酯和增鏈劑的反應，所述增鏈劑即短鏈多元醇，如低分子量的二醇和三醇；軟片段來自於異氰酸酯與聚合物主鏈組分的反應，所述主鏈組分如聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇，或這些醇的混合物。硬片段和軟片段產生的多元醇的重量比可以在10∶90至90∶10之間變化。
含有聚氨酯反應混合物的組分的相對量可以表示為反應的異氰酸酯基團的有效數目與反應的羥基基團的有效數目的比值，如NCO∶OH基團的比例為0.3∶1.0-3.0∶1.0。
異氰酸酯組分可以是脂肪族、芳香族、環脂族或雜環異氰酸酯，或者這些異氰酸酯的混合物。典型地，異氰酸酯組分選自封閉或未封閉的脂肪族或環脂族異氰酸酯，或者這些異氰酸酯的混合物。
正如美國專利US6,107,395中進一步描述的，適於作為光致變色主料的聚氨酯可由異氰酸酯反應性混合物製備，該混合物含有(i)40-85wt％的一種或多種具有標稱官能度為2-4且分子量為500-6000g/mol的多元醇，(ii)15-60wt％的一種或多種具有官能度為2-3且分子量為62-499的二元醇或三元醇或其混合物，以及(iii)具有官能度少於3，例如2，的脂肪族多異氰酸酯，該公開的內容以參考的方式併入本申請中。
前面提到的國際專利公開WO01/02449A3描述了用於光致變色材料的聚(甲基)丙烯酸主料的反應混合物，該混合物含有至少兩種具有大於3小於15的烷氧基單元的二官能(甲基)丙烯酸酯單體。在一個具體實施方式
中，二官能(甲基)丙烯酸酯具有通過直鏈或支鏈亞烷基連接的反應性丙烯酸酯基團，所述亞烷基通常含有1-8個碳原子；而一種第二二官能(甲基)丙烯酸酯具有通過自由或封閉的環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷或這些氧化物基團的混合物連接的反應性丙烯酸酯基團。這些公開的內容以參考的方式併入本申請中。
在美國專利US6,268,055B1中描述的基於環氧樹脂的塗料由含有環氧樹脂或聚環氧化合物的組合物與固化劑反應製備，所述聚環氧化合物例如脂肪醇和酚的聚縮水甘油醚、含環氧丙烯酸聚合物、聚羧酸和該含環氧材料混合物的聚縮水甘油酯；所述固化劑例如含有由酸酐與有機多元醇反應形成的半酯的多元酸。這些公開的內容以參考的方式併入本申請中。
塗覆於塑料基底至少一個表面上的光致變色塗料的量為足以提供足夠量的有機光致變色材料的量，當固化的塗層暴露於紫外線(UV)輻射下時，其製造的塗層能夠顯示出所期望的光密度的變化(ΔOD)，即光致變色量。優選地，在2 2℃(72°F)下UV暴露30秒後測量的光密度的變化為至少0.05，優選為至少0.15，更優選為至少0.20。UV暴露15分鐘後的光密度的變化優選為至少0.10，優選為至少0.50，更優選為至少0.70。
光致變色塗層的去色率，稱為褪色半衰期(T1/2)，最好不超過500秒，優選不超過190秒，更優選不超過115秒。半衰期去色率為，移除激發光源後激活形式的光致變色塗層的光密度變化(ΔOD)達到最高ΔOD的一半時以秒計的時間間隔。上述光密度和去色率變化的數值是在22℃(72°F)下測量的。
由於指定不同，用於光致變色塗層中的活性光致變色材料的量，以用於製備塗層的單體/樹脂的總重量計，可以為0.5-40.0wt％。所用的光致變色材料的相對量可以變化，部分取決於光致變色化合物激發形式的顏色的相對強度、所期望的最終顏色、以及聚合物塗料中光致變色材料的溶解度或分散度。應當注意避免使用的光致變色材料的量造成在塗層內形成光致變色材料結晶。優選地，光致變色塗層內的活性光致變色材料的濃度為1.0-30wt％，更優選為3-20wt％，最優選為3-10wt％(以用於製備塗層的單體的總重量計)。塗層中光致變色材料的量可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內。
塗覆於塑料基底表面的光致變色塗層典型地具有至少為3微米的厚度，優選至少5微米，更優選至少10微米，例如，20或30微米。塗覆的光致變色塗層的厚度通常不超過200微米，優選不超過100微米，最優選不超過50微米，例如，40微米。光致變色塗層的厚度可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內。例如，光致變色塗層可以在10-50微米的範圍內，如20-40微米的範圍內。優選塗覆的光致變色塗層沒有表面缺陷，如劃痕、疤痕、斑點、裂紋、夾雜物等。
典型地，術語「塗層」被塗料領域的技術人員認為是具有厚度不超過4密耳(約100微米)的層。然而，正如本說明書和權利要求書中涉及光致變色塗層時用到的，術語「塗層」在本申請中定義為具有一定厚度，如上述定義的厚度。進一步地，正如本說明書和權利要求書中所用的，術語「聚合物基底的表面」或類似的術語，即光致變色聚合物塗覆的表面，包括僅至少一部分基底的表面被塗覆的情況。因而，光致變色塗層(以及塗覆於光致變色塗層上的基於丙烯酸酯的膜)可能僅覆蓋基底的一部分表面，但是通常，它是塗覆於至少一個表面的整個表面上的。
光致變色塗層的硬度沒有特別的要求，但是在塗覆和固化後，塗層優選應足夠硬以進行物理/機械處理，同時在塗層上不造成缺陷，如，劃傷。光致變色塗層的硬度優選小於塗覆於光致變色塗層上的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，同樣的，基於丙烯酸酯的膜優選比塗覆於輻射固化的基於丙烯酸酯膜上的耐磨(硬塗層)塗層軟。這樣，塗覆於塑料基底上的各主要塗層(不包括任何可能塗覆於基底上的底層)沿向著耐磨塗層的方向硬度增加。這種對於上述塗層/膜在硬度上的漸變可以通過對每個塗層進行Bayer磨損實驗(後面進行說明)進行量化。Bayer磨損實驗所得的數值為一個比值(Bayer光霧增加比值)，它表示了與標準相比，塗層中霧度增益的相對量。通過從光致變色內塗層開始到外層耐磨塗層的增加的Bayer比值來顯示硬度漸變，基於丙烯酸酯的膜的Bayer比值介於光致變色塗層的Bayer比值和耐磨塗層的Bayer比值之間。
在公開的專利文獻中已經描述了有機光致變色塗層的費歇爾微硬度通常至少是40或50N/mm2，優選至少60或70N/mm2，典型地低於150N/mm2，優選低於130N/mm2，更優選低於120N/mm2，例如100N/mm2。根據本發明，光致變色塗層的費歇爾微硬度低於40，例如，為15，並且可以在上述範圍較低的部分，例如，為15-80。與較高硬度值相比，較低範圍的硬度使得與上述光致變色材料相關的電環化機理以更高的效率發生，結果與具有較高硬度值的光致變色塗層所觀察到的去色率比較，光致變色材料的去色率更低。光致變色塗層的費歇爾微硬度可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內。費歇爾微硬度可以用Fischerscope HCV Model H-100(來自Fischer Technology，Inc.)通過在100毫牛頓載荷，30載荷步驟，載荷步驟間0.5秒停頓，壓頭(Vickers diamond stylus)深度為2μm(微米)的條件下對測試樣品中心區域進行3處測量而進行測定。
可以用於塗覆在塑料基底上的光致變色塗層中的光致變色材料，例如，染料/化合物或含有此染料/化合物的組合物，為有機光致變色化合物和/或含有此有機光致變色化合物的物質。對於選擇的具體的光致變色材料，如化合物，沒有嚴格要求，它/它們的選擇將取決於最終用途以及用途所期望的顏色或色度。當兩種或多種光致變色化合物結合使用時，通常選擇彼此互補以產生所期望的顏色或色度的兩種或多種光致變色化合物。用於光致變色塗層中的有機光致變色化合物在400-700納米的可見光譜中通常具有至少一個激發的吸收峰。有機光致變色材料被加入光致變色塗料中，例如通過溶解或分散，當其被激發時，即當被暴露於紫外光照射時，光致變色材料的顏色變為這類材料所特有的顏色形式的顏色或色度。
在一個預期的具體實施方式
中，光致變色塗料的有機光致變色組分含有(a)至少一種光致變色有機化合物，其在400至小於550納米，例如400-525納米間具有一個可見λmax；和(b)至少一種光致變色有機化合物，其在大於525或550納米，例如525或550-700納米間具有一個可見λmax。
可用於光致變色塗料的光致變色化合物的非限制性例子包括苯並吡喃、萘並吡喃，如萘並[1，2-b]吡喃、萘並[2，1-b]吡喃、螺-9-芴[1，2-b]吡喃、菲並吡喃、奎諾吡喃、以及茚-稠合的萘並吡喃，如在美國專利US5,645,767中披露的那些，苯並噁嗪、萘並噁嗪、以及螺(吲哚)吡啶並苯並噁嗪。具體的例子包括在美國專利US5,658,501中披露的萘並吡喃，以及在專利中第11欄第57行至第13欄第36行中披露的互補的有機光致變色物質。想到的可用於本發明的其它光致變色物質為光致變色金屬的打薩宗鹽，如，打薩宗汞鹽，其在例如US3,361,706的美國專利中有所描述；俘精酸酐和俘精醯胺，例如，3-呋喃基和3-噻吩基俘精酸酐和俘精醯胺，其在US4,931,220第20欄第5行至第21欄第38行中有所描述；以及任何上述光致變色材料/化合物的混合物。
此外，預期諸如包裹在金屬氧化物中的光致變色顏料和光致變色化合物的有機光致變色材料也可以用於光致變色塗料中。參見，例如，US4,166,043和US4,367,170中披露的材料。上述專利中與光致變色化合物和材料相關的公開內容引入本文供參考。
根據所期望的，本發明的光致變色塗料可以含有一種光致變色化合物或含有兩種或多種光致變色化合物的混合物，光致變色化合物的混合物可以被用於獲得特定的激發顏色，如近似的中性灰色或近似的中性棕色。參見，例如，美國專利US5,645,767的第12欄第66行至第13欄第19行，其描述了確定中性灰和棕色的參數，公開的內容以參考的方式併入本申請中。
本申請中描述的光致變色化合物可以通過添加到塗料組合物中和/或通過在添加到可固化塗料組合物中之前將其溶解於溶劑中的方式加入可固化塗料組合物中。可替代地，儘管不太優選，光致變色化合物可以通過吸收、滲透、擴散或其它的遷移方法加入到固化聚合物塗料中，這些方法對於在染料遷移進主料的領域方面的熟練技術人員來說是已知的。
除了光致變色材料以外，光致變色塗料(或前體製劑)可以含有另外的常規輔助劑，這些輔助劑可以賦予塗層所期望的性能或特徵，或者是將光致變色塗料塗覆和固化於塑料基底表面的操作所要求的，或者可以增強塗層的性能。這類輔助劑包括，光穩定劑、熱穩定劑、流變控制劑、流平劑，例如，表面活性劑、自由基俘獲劑和粘合促進劑，如三烷氧基矽烷，例如，具有1-4個碳原子的烷氧基的矽烷，包括γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、3，4-環氧基環己基乙基三甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、氨基乙基三甲氧基矽烷和3-(三甲氧基甲矽烷基)甲基丙烯酸丙酯，但不限於此。
可以加入光致變色塗料中以提高光致變色材料的性能的輔助材料包括，紫外光吸收劑、光穩定劑，如受阻胺光穩定劑(HALS)，不對稱二芳氧基醯胺(N，N』-草醯二苯胺)化合物，單一氧抑制劑，例如與有機配體配位的鎳離子、抗氧化劑，如多酚抗氧化劑以及這些光致變色性能增強輔助材料的混合物。參見，例如，在美國專利US4,720,356、US5,391,327和US5,770,115中描述的材料，但不限於此，公開的內容以參考的方式併入本申請中。
為了醫學或時尚的原因，可以將(在化學上和顏色上)相容的色輝物，即；染料，加入塗料製劑中或塗覆於塑料基底上，例如，以獲得更佳的美學效果。選擇的具體染料取決於上述需要和所要達到的結果將有所不同。在一個具體實施方式
中，可以選擇補充由所用激活的光致變色物質得到的顏色的染料，例如，達到更為中性的顏色或吸收特定波長或入射光。在另一個具體實施方式
中，可以選擇在光致變色塗料處於非激活態時給基體和/或塗料提供所需的色度的染料。
光致變色塗料可以作為可聚合製劑塗覆於塑料基底的表面上，然後通過本領域技術人員已知的方法固化(聚合)，這些方法包括，光聚合、熱聚合、紅外聚合，以及其它輻射源，但不限於此。這些塗覆方法包括本領域中已知的旋塗、簾幕塗覆、浸塗、噴塗，或在製備疊層中使用的方法。這些方法在US4,873,029中有所描述，公開的內容以參考的方式併入本申請中。
當作為可聚合製劑塗覆時，光致變色塗料製劑典型地還含有以可聚合單體的總重量計，為0-10wt％，例如，0.01-8wt％，優選0.1-5wt％的至少一種催化劑和/或聚合引發劑，包括光引發劑。催化劑/引發劑的量可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內。催化劑/引發劑選自那些可以被用於聚合用於製備選擇作為光致變色主料的聚合物塗料的特定單體的材料、以及那些對於可能被包含在塗料製劑中的光致變色材料沒有嚴重不利的材料。用於聚合光致變色塗料製劑中可聚合組分的催化劑/聚合引發劑的量將取決於具體的引發劑以及所用的可聚合單體而變化。典型地，要求採用僅能引發(催化)並保持聚合反應所需的用量。即引發量或催化量。
例如，可以被用於固化聚氨酯反應混合物的催化劑可以選自在Ullmann的化學工業百科全書，第五版，1992年，第A21卷，第673-674頁中描述的路易斯鹼、路易斯酸和插入催化劑。通常催化劑為有機錫催化劑，例如，辛酸錫、二丁基二月桂酸錫、二丁基二乙酸錫、二丁基硫醇錫、二丁基二馬來酸錫、二甲基二乙酸錫、二甲基二月桂酸錫以及1，4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷。可以使用錫催化劑的混合物。也可以使用本領域中描述的其它錫催化劑。
環氧樹脂塗料組合物通常含有多元酸固化劑，該多元酸固化劑具有高的平均酸官能度，即每摩爾有兩個或更多的酸性基團。優選地，酸性基團為羧酸基團。多元羧酸的例子包括二元羧酸如草酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、馬來酸、富馬酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸，和十二雙酸；三元羧酸如檸檬酸；以及四羧酸如1，2，3，4-丁烷四羧酸。
多元酸酐塗料組合物通常含有胺化合物作為固化催化劑。胺化合物的例子包括二甲基可可胺(cocoamine)、二甲基十二烷基胺、三乙胺、三乙醇胺和含有至少兩個二烷基胺基團的酚化合物。氨基塑料樹脂和烷氧基丙烯醯胺聚合物塗料組合物通常含有酸性物質作為催化劑。例子包括磷酸或取代的磷酸，如烷基酸磷酸鹽和苯基酸磷酸鹽；以及磺酸或取代的磺酸，如對-甲苯磺酸、十二烷基苯基磺酸以及二壬基萘磺酸。
基於丙烯酸/甲基丙烯酸單體的塗料組合物可以含有熱引發劑，例如，產生自由基的引發劑，如有機過氧化合物或偶氮二(有機腈)化合物、光引發劑或這些引發劑的混合物。
合適的有機過氧化合物的例子包括過氧單碳酸酯，如叔丁基過氧異丙基碳酸酯；過氧二碳酸酯，如二(2-乙基己基)過氧二碳酸酯、二(仲丁基)過氧二碳酸酯和二異丙基過氧二碳酸酯；二醯基過氧化物，如2，4-二氯苯醯基過氧化物、異丁醯基過氧化物、癸醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、丙醯基過氧化物、乙醯基過氧化物、苯甲醯基過氧化物和對-氯苯甲醯基過氧化物；過氧酯，如叔丁基過氧新戊酸酯、叔丁基過氧辛酸酯和叔丁基過氧異丁酸酯；甲基乙基酮過氧化物；以及乙醯基環己烷磺醯基過氧化物。
合適的偶氮二(有機腈)化合物的例子包括偶氮二(異丁腈)、2，2』-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、1，1』-偶氮二環己烷腈，和偶氮二(2，4-二甲基戊腈)以及這些偶氮熱引發劑的混合物。優選的熱引發劑為那些不會使最終塗料失去顏色或使加入可聚合塗料組合物中的光致變色材料降解的引發劑。
光聚合在有至少一種光引發劑存在下使用紫外光和/或可見光進行。為自由基引發劑的光引發劑，基於其反應模式劃分為兩大類。分裂型光引發劑包括苯乙酮、α-氨烷基苯酮(o-aminoalkyl phenones)、苯偶姻甲基醚、苯甲醯基肟、醯基膦氧化物和二醯基膦氧化物。奪取型光引發劑包括二苯酮、Michler’s酮、噻噸酮、蒽醌、樟腦醌、螢光酮和苯並二氫呋喃酮(ketocoumarin)。奪取型光引發劑在有諸如加入以提供被奪取的不穩定的氫原子的胺和其它氫原子供體物質等的存在下能起到更好的作用。具有代表性的氫原子供體在氧原子或氮原子的α位具有活潑氫，例如，醇、醚和叔胺，或者活潑氫原子直接連接到硫上，例如，硫醇。在不存在這樣的加入物時，仍會通過從單體、低聚體或體系的其它組分奪取氫發生光引發反應。
可用的光聚合反應的引發劑的例子包括苯偶醯、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻異丁基醚、苯甲酸苯(benzophenol)、苯乙酮、二苯甲酮、4，4』-二氯二苯甲酮、4，4』-二(N，N』-二甲氨基)二苯甲酮、二乙氧基苯乙酮、螢光酮，例如，來自Spectra Group Limited的H-Nu系列引發劑、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-異丙基噻噸酮；α-氨烷基苯酮，例如，2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮；醯基膦氧化物，例如，2，6-二甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、2，4，6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、2，6-二氯苯甲醯基二苯基膦氧化物，以及2，6-二甲氧基苯甲醯基二苯基膦氧化物；二醯基膦氧化物，例如，二(2，6-二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4-三甲基苯基膦氧化物、二(2，6-二甲基苯甲醯基)-2，4，4-三甲基苯基膦氧化物、二(2，4，6-三甲基苯甲醯基)-2，4，4-三甲基苯基膦氧化物、以及二(2，6-二氯苯甲醯基)-2，4，4-三甲基苯基膦氧化物；苯基-4-辛氧基苯基碘鎓六氟銻酸鹽、十二烷基二苯基碘鎓六氟銻酸鹽、(4-(2-十四烷醇)氧代苯基)-碘鎓六氟銻酸鹽及其混合物。
用於光聚合的照射源優選選自那些發射紫外光和/或可見光的光源。照射源可以是汞燈、摻雜了FeI3和/或GaI3的汞燈、殺菌燈，氙燈、鎢燈、金屬滷化物燈或這些燈的組合。通常，為了最高的固化效率，光引發劑的吸收光譜與光源燈泡的光譜輸出相匹配，所述光源燈泡如H燈泡、D燈泡、Q燈泡和/或V燈泡。可固化塗層暴露於光源的時間取決於光源的波長和光強度、光引發劑、以及塗層的厚度而有所不同。通常，暴露時間足以基本上固化塗層，或者製備固化充足的塗層以允許熱固化後的物理處理。光致變色塗層也可以用不需要熱或光引發劑存在的電子束處理進行固化。
為了溶解和/或分散塗料製劑中的組分，塗料製劑中也可以有溶劑。典型地，使用溶劑化量的溶劑，即足以溶解/分散塗料製劑中的固體組分的量。通常，使用以塗料製劑的總重量計，10-80wt％的溶劑物質。
合適的溶劑包括，苯、甲苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、丙酮、乙醇、四氫糠醇、丙醇、碳酸亞丙基酯、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙醯基吡咯烷酮、N-羥甲基吡咯烷酮、N-丁基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-(N-辛基)吡咯烷酮、N-(N-十二烷基)吡咯烷酮、2-甲氧基乙基醚、二甲苯、環己烷、3-甲基環己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、四氫呋喃、甲醇、丙酸戊酯、丙酸甲酯、丙二醇甲醚、二甘醇單丁基醚、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、乙二醇、乙二醇及其衍生物的單-和二-烷基醚，作為以CELLOSOLVE出售的工業溶劑，以及這些溶劑的混合物，但不限於此。
在進一步的預期的具體實施方式
中，光致變色聚合物塗料可以作為存在或不存在有機溶劑的水性塗料塗覆，即作為水性聚合物分散體，如，作為膠乳。這種類型的體系為一種含有水相和分散在水相中的有機相的兩相體系。水性塗料的使用在本領域中是已知的。參見，例如，涉及由這類樹脂製備水性聚氨酯樹脂和塗料的US5,728,769，以及該專利中引述的專利。
光致變色塗料製劑塗覆於塑料基底表面後，通過施加熱(對於熱固化)，和/或紫外線或電子束輻射使之固化(聚合)。所用的具體的固化條件取決於塑料基底、製劑中的可聚合組分以及所用催化劑/引發劑類型，或者，對於電子束輻射的情況，還取決於電子束的強度。熱固化可以包括從室溫加熱至低於塑料基底不會由於這種加熱而被破壞的溫度。已經報導了可以升溫至200℃。該固化條件在本領域中是已知的。例如，具有代表性的熱固化循環包括將製劑在2-20分鐘內從室溫(22℃)加熱至85-125℃。紫外線或電子束輻射固化需要的時間通常比熱固化短，例如，5秒-5分鐘，取決於輻射的強度(輻射能力)。當熱或UV/電子束固化條件製備的塗層能夠進行物理處理但是又沒有完全固化時，還可以進行額外的熱後固化以完全固化光致變色塗層。
在塑料基底上塗覆光致變色塗層之前，通常清洗並處理基底的表面以提供清潔的、以及增強光致變色塗料與基底的粘合力的表面。有效的處理包括超聲波清洗、用諸如異丙醇∶水或乙醇∶水為50∶50的混合物的有機溶劑的水性混合物清洗、UV處理、用諸如低溫等離子體或電暈放電的激發氣體處理、以及用導致基底表面羥基化的化學處理，即用諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀的鹼金屬氫氧化物的水溶液蝕刻表面，該鹼金屬溶液還可以含有氟表面活性劑。通常，鹼金屬氫氧化物溶液為稀釋的水溶液，例如為5-40wt％，更具代表性的為10-15wt％，如12wt％的鹼金屬氫氧化物。參見，例如，US3,971,872第3欄第13-25行；US4,904,525第6欄第10-48行；以及US5,104,692第13欄第10-59行；其描述了聚合物有機材料的表面處理。所有上述公開的內容都以參考的方式併入本申請中。
在某些情況下，在塗覆光致變色塗層前先在基底塑料表面上塗覆底塗層。底塗層介於有機基底和光致變色聚合物塗層之間，充當阻隔層，以防止聚合物塗層組分與基底以及基底與聚合物塗層組分的相互作用，和/或充當粘合層，以促進光致變色塗層與塑料基底的粘合。底層可以通過任何用於塗覆光致變色塗層的方法塗覆在塑料基底上，例如，噴塗、旋塗、流延塗覆、簾幕塗覆、輥塗或浸塗；並且可以塗覆於清洗但未處理的或清洗且處理過的基底表面，所述處理如化學處理。底塗層對於本領域技術人員是已知的。合適的底塗層的選擇取決於所用的塑料基底以及特定的光致變色塗料，即底塗層必須與塑料基底的表面和光致變色塗料化學和物理相容，同時能夠提供對於底塗層而言所期望的功能優點，即阻隔和粘合性能。
底塗層可以是一層或多層單分子層厚，可以在0.1-10微米的範圍內，更為通常的為0.1-2或3微米。底塗層的厚度可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內變化。合適的底塗層的一個預期的具體實施方式
含有，有機官能矽烷，如甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；暴露於光化輻射時能產生酸的物質的催化劑，如鎓鹽；以及有機溶劑，如二甘醇二甲醚或異丙醇，如US6,150,430中描述的，該公開內容以參考的方式併入本申請中。
US6,025,026中描述了底塗層進一步的實例，該專利描述了一種組合物，該組合物基本不含有機矽，含有具有至少一個烯鍵的有機酸酐和含異氰酸酯的物質。該公開內容以參考的方式也併入本申請中。
根據本發明，輻射固化的基於丙烯酸酯的膜附著於光致變色聚合物塗層上。該基於丙烯酸酯的膜應當是透明的，例如，當用於眼科用途時，應當是光學透明的，以便不影響光致變色功能，該丙烯酸酯膜應當與光致變色塗層粘合牢固，耐諸如鹼金屬氫氧化物的水性無機苛性鹼的遷移，相對於光致變色塗層而言耐劃擦，並且與含有有機矽的耐磨層相容。基於丙烯酸酯的膜可以由單層或單膜組成，也可以含有具有相同或不同組成的兩層或多層/膜。
基於丙烯酸酯的膜可以用丙烯酸或甲基丙烯酸單體或丙烯酸和/或甲基丙烯酸單體的混合物(以後統稱為(甲基)丙烯酸單體)製備。(甲基)丙烯酸單體的混合物可以包括單-、二-、三-、四-、以及五-丙烯酸官能單體。其它的可共聚單體，如環氧單體，例如含有環氧官能性的單體、同時含有丙烯酸和環氧官能性的單體等，也可以存在於用於製備基於丙烯酸酯的膜的製劑中，如本發明隨後所要描述的。用於製備基於丙烯酸酯的膜的單體含有多數狀態的丙烯酸官能單體，如含有佔主要量的丙烯酸官能單體，即大於50wt％；因而稱為「基於丙烯酸酯的膜」。用於製備基於丙烯酸酯的膜的製劑還可以含有具有至少一個異氰酸酯官能性的組分，例如，有機單異氰酸酯和有機二異氰酸酯，從而將聚氨酯基團引入膜中。用於本發明的基於丙烯酸酯的膜具有上述的物理性能；即透明、與光致變色塗層粘合、耐水性鹼金屬氫氧化物的遷移作用、並且與塗覆於其表面的含有有機矽的耐磨塗層相容、以及比光致變色塗層而言耐劃擦，例如，比光致變色塗層硬。本領域熟練技術人員通過下面在實施例和本說明書中描述的標準實驗方案能夠確定該基於丙烯酸酯的膜是否滿足這些物理要求。
在將基於丙烯酸酯的膜塗覆於光致變色塗層之前，通常處理光致變色塗層的表面以增強基於丙烯酸酯的膜與光致變色塗層的粘合力。有效的處理包括激發的氣體處理，例如用低溫等離子體或電暈放電處理。特別可取的表面處理為低溫等離子體處理。該方法使表面得到處理以增強了疊置的膜或塗層的粘合力，並且該方法是一種清潔有效的改變物理表面的方法，例如，通過使表面粗糙和/或化學改變表面而不會影響製品的其餘的部分。諸如氬氣的惰性氣體，和諸如氧氣的反應性氣體，已經被用作等離子體氣體。惰性氣體會使表面粗糙，而諸如氧氣的反應性氣體不但會使暴露於等離子體的表面粗糙而且還會輕微地使表面化學改變，例如，通過在表面上產生羥基或羧基單元。氧氣優選作為等離子體氣體使用，因為它被認為能夠提供輕微但是有效的表面的物理粗糙以及輕微但是有效的表面的化學改性。顯然，表面粗糙和/或化學改性的程度是所用的等離子體的條件、等離子體氣體以及等離子體的操作條件(包括處理的時間的長短)的函數。
常規的等離子體處理被認為改變了表面頂部20-200埃(幾個分子層)。等離子體單元的操作條件是設計、尺寸如等離子體室的體積、功率以及等離子體單元的結構的函數。等離子體操作的頻率可以從諸如40kHz的低頻至諸如2.45GHz的微波頻率變化。同樣地，等離子體單元操作的功率可以例如從50-1000瓦特內變化，例如從50-750瓦特，如從50-150瓦特變化。等離子體單元操作的壓力也可以變化，然而，已經觀察到，低壓通常較少物理破壞被處理的表面，因此，是優選的。例如20-65或70Pa的低壓被認為是有用的。表面暴露於等離子體的時間也可以變化，取決於被處理的表面的類型，例如，用於光致變色聚合物塗層的聚合物的類型。然而，應當注意表面不能被處理太長的時間，因為長時間的處理會起反作用。本領域熟練技術人員能夠確定提供能夠增強與基於丙烯酸酯的膜粘合力的等離子體處理的表面所需的最短時間。對於諸如透鏡等的眼科製品，等離子體處理的時間通常在1-10分鐘內變化，例如，為1-5分鐘。
進行等離子體處理的製品的表面通常為室溫；然而，如果需要可以對表面進行輕微的預熱。但是，應當注意等離子體處理會使被處理的表面(以及製品)的溫度升高。因此，在處理過程中的表面的溫度是等離子體處理時間的直接函數。進行等離子體處理的表面的溫度應當保持在低於會對表面造成嚴重不利影響的溫度(除了通過粗糙處理以及輕微化學改性在表面區域所預期的升高外)。本領域熟練技術人員能夠根據被處理的塑料基底選擇等離子體單元的操作條件，以實現改善在等離子體處理的表面上疊置膜/塗層的粘合作用。可以通過原子力顯微鏡對被處理的表面進行檢測，以確定表面上物理改變的程度。通常，低溫、微波頻率、氧氣等離子體可被用於塗覆輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的光致變色塗層的處理。
如本申請中所用的，術語「丙烯酸」和「丙烯酸酯」互相可以變化使用，它們包括丙烯酸衍生物，以及取代的丙烯酸，如甲基丙烯酸、乙基丙烯酸等，除非另有所指。術語「(甲基)丙烯酸」或「(甲基)丙烯酸酯」包括所指物質的，如單體的，丙烯酸/丙烯酸酯和甲基丙烯酸/甲基丙烯酸酯形式。由於，基於丙烯酸酯的膜置於光致變色塗層和耐磨塗層之間，它充當了連接這些塗層的紐帶，並且充當了阻隔層以保護光致變色塗層。為了簡單，以後稱基於丙烯酸酯的膜為ABF、AB膜或紐帶層。
基於丙烯酸酯的聚合物體系的輻射固化可以利用電子束固化(EB)或紫外光(UV)輻射。UV固化要求存在至少一種光引發劑(光引發劑的例子在本申請中其它部分有所描述)，而通過EB技術固化則不需要光引發劑。除了有或沒有光引發劑的存在以外，通過UV或EB輻射技術固化的基於丙烯酸酯的製劑在其它方面是完全相同的。
輻射固化的基於丙烯酸酯的聚合物體系在聚合物領域中是已知的，任何這種體系都可以被用於製備本發明的AB膜，只要所得的膜滿足在本說明書其它處所描述的膜的物理要求。AB膜的可固化組合物的一個預期的具體實施方式
含有一種或多種自由基引發的丙烯酸酯單體和/或丙烯酸酯低聚體，以及一種或多種陽離子引發的環氧單體的結合或溶混混合物。當該單體混合物被固化時，製備得到一種含有互穿網絡結構聚合物組分的聚合產物。
丙烯酸酯單體的例子包括多官能丙烯酸酯，例如，二-、三-、四-、和五-官能丙烯酸酯，以及單官能丙烯酸酯，例如，含有單個丙烯酸官能性的單體、羥基取代的單丙烯酸酯和烷氧基甲矽烷基烷基丙烯酸酯，如三烷氧基甲矽烷基丙基甲基丙烯酸酯。也可以有其它的反應性單體/稀釋劑存在，如含有烯官能團(除了丙烯酸官能物質)的單體。
很多丙烯酸酯可以用下列通式I表示，R-(OC(O)C(R』)＝CH2)nI其中，R為含有2-20個碳原子以及任選地1-20烯氧鍵的脂肪族或芳香族基團；R』為氫原子或含有1-4個碳原子的烷基，n為1-5的整數。當n大於1時，R為將丙烯酸官能團連接在一起的連接基團。典型地，R』為氫原子或甲基，n為1-3的整數。更具體而言，可以用通式II表示二丙烯酸酯(當n為2)， 其中R1和R2可以相同或不同，並且分別獨立地選自氫原子或含有1-4個碳原子的烷基，優選氫原子或甲基，A為烴基連接基團，例如，含有1-20個碳原子，如亞烷基、一個或多個氧化烯基團[或不同氧化烯基團的混合物]；或者具有下列通式III的基團， 其中R3為氫原子或含有1-4個碳原子的烷基，例如甲基；X為滷素原子，例如氯；a為0-4的整數，例如0-1，表示苯環上被取代的滷原子數；k和m為0-20的數，例如1-15或2-10。k和m的值為平均值，計算時可以是整數或小數。
具有環氧基團的丙烯酸酯可以用下列通式IV表示， 其中R1和R6可以相同或不同，並且分別獨立地選自氫原子或含有1-4個碳原子的烷基，例如甲基；R4和R5為含有2-3個碳原子的亞烷基，如亞乙氧基和亞丙氧基，m和n為0-20的數，例如0或1-15或2-10。
當m和n之一為0而另一個為1時，剩餘的R基團可以是具有下列結構式V的芳香族基團， 例如由2，2』-二亞苯基丙烷基衍生的基團，其中苯基可以被C1-C4烷基或滷素取代，例如被甲基和/或氯取代。
含有可固化AB膜製劑的官能丙烯酸酯的量、數目和類型可以變化，取決於最期望的膜的物理性能，因為，例如通過改變用於AB膜製劑中的三-官能丙烯酸酯或其它交聯單體的量而改變膜的交聯密度，可以改變膜的最終性能。已經普遍接受，固化膜的交聯密度是所用多官能丙烯酸酯的量的函數。高用量的多官能丙烯酸酯導致高的硬度、抗張強度和化學品耐受性，但是與基底的粘合力較差。相反，降低多官能丙烯酸酯的用量並增加單官能丙烯酸酯的用量會導致固化膜的交聯密度較低，從而具有較低的硬度、化學品耐受性和抗張強度，且固化速度較慢。由此，本領域技術人員可以改變所用的單-和多-官能丙烯酸酯單體的量，取決於是否想要使其與聚合物塗層的粘合力、硬度(耐劃擦性)、化學品耐受性，例如耐水性鹼金屬氫氧化物處理，或其它性能達到最佳；或者是否想要折中一種或多種這些性能以獲得所有這些物理性能的平均優點。本領域熟練技術人員可以基於本領域已知的特定的官能團提供輻射固化的丙烯酸酯膜的益處，以及在本說明書中描述的測量所期望的物理性能的實驗，選擇單體材料的組合以用於AB膜。
可以列舉的基於丙烯酸酯的紐帶層製劑包括那些其中二丙烯酸酯物質的含量為製劑的0-80wt％，優選0或3至60wt％，更優選10或15至45或50wt％，例如20-45wt％(具體為25至35或45)。優選地，基於丙烯酸酯的紐帶層製劑含有至少一種二丙烯酸酯物質。該製劑還可以含有一種或多種三丙烯酸酯物質，如果使用了三丙烯酸酯物質，可以通過製劑中另外的單體材料提供交聯。三丙烯酸酯的含有量可以是製劑的0-25或30wt％，例如0或5至15或30wt％，或10或15至25wt％。更高官能的丙烯酸酯物質，例如四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯的混合物，以例如3-15wt％，具體為5-10wt％的用量，如以約5wt％的用量，也可以用於製劑中。單丙烯酸酯物質的含有量可以是製劑的0或10至75或100wt％，優選為25-85wt％，更優選為35-75，例如40-70wt％。具體而言，當單丙烯酸酯為羥基官能丙烯酸酯時，其含有量可以是製劑的35-75，例如40-60wt％。如果烷氧基甲矽烷基丙烯酸酯被用於製劑中，其可以使用的用量為5-15wt％。
上述官能丙烯酸酯單體的百分比基於含有可固化AB膜製劑的可聚合單體物質的總重，不包括其它組分，例如非可聚合有機稀釋劑，如溶劑、光引發劑、穩定劑、增塑劑和其它這類組分。含有可固化AB膜製劑的各種可聚合單體物質的總重當然應當等於100％。迄今為止描述的每種官能丙烯酸酯單體的百分比可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內變化。
在本發明的一個進一步預期的具體實施方式
中，基於丙烯酸酯的膜由含有自由基引發的丙烯酸酯單體和陽離子引發的環氧單體的混合物的組合物製備。可固化組合物可以含有10-85wt％至少一種環氧單體以及90-15wt％至少一種丙烯酸酯單體，更具代表性地，含有30-70wt％環氧單體以及70-30wt％丙烯酸酯單體，優選含有35-50wt％環氧單體以及65-50wt％丙烯酸酯單體。含有環氧和丙烯酸官能性的單體在本申請中被列入丙烯酸酯單體的範疇。迄今為止描述的可固化組合物中的丙烯酸酯單體和環氧單體可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內變化。
用於AB膜製劑中的環氧單體為那些通過陽離子引發劑引發的單體。優選的環氧單體為環氧縮聚物，例如醇或酚的聚縮水甘油醚，以及某些聚環氧單體和低聚物。環氧單體改善了固化的AB膜與光致變色塗層的粘合力，並提高了固化的AB膜的其它性能，如改善了諸如矽氧烷塗料的耐磨塗層與固化的AB膜的粘合力。用環氧單體製備的固化的AB膜還表現出改善了耐磨塗層(硬塗層)的耐磨性，當使用時，其被塗覆於光致變色塗層上並還會使防反射塗層(當在硬塗層上使用時)的裂紋較少。
在下面指定的丙烯酸酯單體物質詳細的實施例中，術語「丙烯酸酯」表示並包括相應的含有1-4個碳原子烷基的丙烯酸烷基酯，特別是相應的甲基丙烯酸酯；指定丙烯酸烷基酯，如甲基丙烯酸酯之處，也考慮相應的丙烯酸酯。例如，在實施例中所稱的羥乙基丙烯酸酯包括羥乙基甲基丙烯酸酯、羥乙基乙基丙烯酸酯等；所稱的乙二醇二丙烯酸酯包括，例如，乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二乙基丙烯酸酯等。這類單體的非限制性例子包括羥乙基丙烯酸酯，羥丙基丙烯酸酯，羥丁基丙烯酸酯，羥基-聚(亞烷氧基)烷基丙烯酸酯，己內酯丙烯酸酯，乙二醇二丙烯酸酯，丁二醇二丙烯酸酯，己二醇二丙烯酸酯，六亞甲基二丙烯酸酯，二甘醇二丙烯酸酯，三甘醇二丙烯酸酯，四甘醇二丙烯酸酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，二丙二醇二丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，四丙二醇二丙烯酸酯，多丙二醇二丙烯酸酯，乙氧基甘油酯二丙烯酸酯，丙氧基甘油酯二丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，新戊二醇二丙烯酸酯，
乙氧基新戊二醇酯二丙烯酸酯，丙氧基新戊二醇酯二丙烯酸酯，單甲氧基乙氧基三羥甲基丙烷酯二丙烯酸酯，乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯，丙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯，二季戊四醇五丙烯酸酯，乙氧基化二季戊四醇五丙烯酸酯，丙氧基化二季戊四醇五丙烯酸酯，二-乙氧基化三羥甲基丙烷四丙烯酸酯，含有2-20個乙氧基團的乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯，含有2-20個丙氧基團的丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯，含有2-20個混合乙氧和丙氧基團的烷氧基化雙酚A二丙烯酸酯，甘油化雙酚A二甲基丙烯酸酯，甘油化雙酚A(1甘油/1酚)二甲基丙烯酸酯，丙烯酸縮水甘油酯，β-甲基縮水甘油基丙烯酸酯，雙酚A-單縮水甘油醚丙烯酸酯，4-縮水甘油氧丁基甲基丙烯酸酯，3-(縮水甘油基-2-氧代乙氧基)-2-羥丙基甲基丙烯酸酯，3-(縮水甘油基氧-1-異丙氧基)-2-羥丙基丙烯酸酯，3-(縮水甘油基氧-2-羥丙氧基)-2-羥丙基丙烯酸酯，以及3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯。
環氧單體，例如，在分子中具有至少一個環氧基團的單體，可以用下列通式VI表示， 其中Y為b-價醇羥基化合物殘基、含b-價酚羥基化合物殘基、或b-價羧酸殘基，R」為氫原子或甲基，b為1-4，優選為1-2的整數。這些物質包括一元、二元或三元醇的含醇羥基的化合物、酚羥基化合物，例如酚和氫醌，與表氯醇之間的反應產物，以及羧酸，例如苯甲酸和對苯二甲酸，與表氯醇之間的反應產物。
以通式VI表示的環氧單體還可以含有(作為Y的一部分)可自由基聚合基團(除了丙烯酸)，如乙烯基或烯丙基。含有丙烯酸可聚合基團和環氧基團的單體在本申請中被列入前述的丙烯酸酯單體的範疇。
在分子中具有至少一個環氧基團並且沒有可聚合基團的環氧單體的例子包括那些其中b為1或2的結構式VI的單體。當b為1時，Y可以為具有2-20個碳原子的烷基，其可以被羥基、具有6-7個碳原子的環烷基取代，可以被羥基、苯基取代，可以被羥基、苯甲醯基取代，可以被羧基或羥基烯氧基取代。當b為2時，Y可以為具有2-20個碳原子的烯基，其可以被羥基、環烯基取代，可以被羥基、亞苯基取代，可以被羥基、鄰苯二甲醯基、間苯二甲醯基、對苯二甲醯基、2，2』-二亞苯基丙基、以及烯氧基取代。烯氧基可以具有1-20個烯氧基團，並且烯的部分可以有2-4個碳原子。
環氧化合物的例子包括乙二醇縮水甘油醚、丙二醇縮水甘油醚、1，4丁二醇二縮水甘油醚、甘油多縮水甘油醚、二甘油多縮水甘油醚、山梨糖醇多縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊基二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、碳酸亞丙基酯、雙酚A或氫化雙酚A環氧丙烷加成物、對苯二甲酸的二縮水甘油醚、、螺二醇二縮水甘油醚、氫醌二縮水甘油醚、以及3，4-環氧環己烷羧酸酯。
可用的環氧縮聚物為具有1，2環氧當量大於1，如達到3的聚環氧化物。這些環氧化物的例子為多元酚和脂肪族(環脂族和脂環族)醇的多縮水甘油醚。這些聚環氧化物可以通過多元酚或脂肪族醇與諸如表氯醇等的表滷醇，在諸如氫氧化鈉等的鹼存在下的醚化反應製備。合適的多元酚的例子為2，2-二(4-羥苯基)丙烷，即雙酚A，1，1-二(4-羥苯基)乙烷，以及2-甲基-1，1-二(4-羥苯基)丙烷。脂肪族醇的例子包括乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-環己二醇、1，4-環己二醇、1，2-二(羥甲基)環己烷以及氫化雙酚A。這些環氧化物可由Resolution Performance Products以商品名EPON得到。
聚環氧化物單體和低聚體的例子在US4,102,942(第3欄，第1-16行)中有所描述，該公開物以參考的方式引入本申請中。該聚環氧化物具體的例子為3，4-環氧環己基甲基，3，4-環氧環己烷羧酸酯和二(環氧環己基甲基)己二酸。脂肪族聚環氧化物可由Dow Corporation以商品名CYRACURE得到。
含有可固化AB膜製劑的單體物質可以由市售得到；並且，如果不能由市售獲得，可以通過本領域已知的方法製備。市售的丙烯酸酯材料的例子在US5,910,375中可以找到，具體在第8欄第20-55行，以及第10欄第5-36行，該公開內容以參考的方式併入本申請中。市售丙烯酸酯材料可由不同生產商處獲得，包括那些以商品名SARTOMER、EBECRYL和PHOTOMER出售的產品。
當通過UV輻射固化時可固化AB膜製劑還可以含有至少一種自由基光引發劑。當該製劑包含陽離子引發的環氧單體時，該製劑還可以含有至少一種陽離子光引發劑。優選使用光引發劑結合物。當樹脂製劑通過電子束方法固化時，不需要光引發劑。光引發劑的存在量應足以引發並保持製劑的固化，即引發量。光引發劑優選採用實現引發固化過程的最低量。通常，光引發劑的存在量以可固化AB膜製劑中光引發的可聚合組分的總重量計，為0.5-10wt％，典型地為0.5-6wt％，更常見地為1-4wt％。自由基光引發劑在上面結合光致變色聚合物塗料一起已經討論和說明過了。該討論在此處結合可固化AB膜一起也適用，因而併入此處。市售光引發劑的例子可以在US5,910,375的第10欄第38-43行中找到，該公開內容以參考的方式併入本申請中。
陽離子光引發劑可以與自由基光引發劑一起使用。優選地，陽離子引發劑與奪取型光引發劑、氫供體材料如丁醯氯三苯基丁基硼酸鹽或這些物質的組合一起使用。優選的陽離子光引發劑為鎓鹽，其在US5,639,802的第8欄第59行至第10欄第46行中有所描述，該公開內容以參考的方式併入本申請中。這類引發劑的例子包括4，4』-二甲基二苯基碘鎓四氟硼酸鹽、苯基-4-辛氧苯基苯基碘鎓六氟銻酸鹽、十二烷基二苯基碘鎓六氟銻酸鹽、[4-[(2-十四烷醇]氧]苯基]苯基碘鎓六氟銻酸鹽、三芳基鋶六氟銻酸鹽以及三芳基鋶六氟磷酸鹽，如磷六氟化物的三苯基鋶鹽。也可以使用陽離子引發劑的混合物。
除了上述組分外，AB膜製劑還可以包含其它本領域已知的添加劑。這些添加劑可以包括，流平劑、潤溼劑、抑泡劑、UV吸收劑、流變改性劑、表面活性劑，例如氟表面活性劑、穩定劑以及抗氧化劑，但不限於此。這些材料對於本領域技術人員是已知的，某些市售表面活性劑和抗氧化劑/穩定劑的例子可以在上述的』US5,910,375專利的第10欄第43-54行中找到，該公開的內容以參考的方式併入本申請中。這類添加劑其它的例子包括矽氧烷、改性矽氧烷、矽氧烷丙烯酸酯、烴，以及其它含氟化合物。
可固化AB膜製劑通過將製劑的組分在室溫下混合製備，儘管，輕微加熱可以有利於混合和調和。該製劑可以通過與已經描述過的用於將光致變色塗層塗覆於塑料基底上的相同的方法塗覆於光致變色塗層上，例如，通過旋塗和浸塗。在一個預期的具體實施方式
中，光致變色塗層首先被處理以提高與AB膜的粘合力，例如，通過用等離子體放電處理。用等離子體進行表面處理已經在上面討論過了，該討論也適用於此處。預期的等離子體處理包括用通過Plasmatech設備在750瓦特的功率運行1-10分鐘，例如2-5分鐘，同時將400ml/分鐘的氧氣引入Plasmatech設備的真空室中產生的等離子體。
以得到基本上均一的固化膜的方式對可固化AB膜進行塗覆，其厚度為2-20微米，例如2-15微米，更典型地為3-10微米，如4-8微米，更常見地為約5微米厚薄。膜的厚度可以在上述範圍內的這些數值任意組合的範圍內。預期可使用一種以上的AB膜作為紐帶層，這種多層膜可具有不同的組成和硬度值。術語「膜」通常被本領域技術人員認為是一個厚度不超過20密耳(500微米)的層；然而，如本說明書和權利要求書中所用的，當用於與輻射固化的基於丙烯酸酯的膜相關時，術語「膜」被定義為具有本申請中所描述的厚度。
然後將塗覆的膜暴露於UV輻射(如果不使用UV輻射，則暴露於EB處理)。任何合適類型的UV燈，例如汞蒸氣燈或脈衝氙燈，都可以使用。為了獲得最高的固化效率，光引發劑的吸收光譜應當與UV燈(燈泡)的光譜輸出相匹配，所述燈泡如H燈泡、D燈泡、Q燈泡或V燈泡。當氧氣，例如空氣，從固化過程中排出時，固化過程通常更為有效。這可以通過在固化過程中在塗覆的膜上方使用氮氣封閉來實現。
UV固化後，可以使用熱後固化以使AB膜徹底固化。在烘箱中於212°F(100℃)加熱0.5-3小時通常適用於徹底固化AB膜。前面與光致變色塗層輻射固化相關的討論也適用於與AB膜固化相關的此處的討論。
在一個進一步的預期的具體實施方式
中，耐磨塗層被塗覆於AB膜上。在這樣的具體實施方式
中，如果在塗覆耐磨塗層之前，AB膜塗覆的製品沒有重要的物理處理，AB膜的後熱固化可以推後至塗覆了耐磨塗層後進行。如果需要進行這樣的處理，優選AB膜的熱後固化處理在塗覆耐磨塗層之前進行。
固化的AB膜應當是透明的，例如當用於光學用途時，如用於眼科用途時，應當是光學透明的，並且不會嚴重影響光致變色塗覆的基底的光學性能。術語「透明」和「光學透明」在本申請的前面已經有所定義。固化的AB膜的表面優選比AB膜塗覆於其上的光致變色塗層硬，並且固化的AB膜的表面常常比通常塗覆於AB膜上的耐磨塗層軟。如所描述的，固化的AB膜應當耐劃擦、與光致變色塗層粘合力良好、耐水性無機苛性鹼溶液的處理，並且與用有機矽製備的耐磨塗層相容。
可以使用傳統的鋼絲棉劃擦試驗檢測基於丙烯酸酯的膜的耐劃擦性。這個試驗測定了受非常細緻鋼絲棉磨損的表面的平均渾濁增益。根據本發明優選的具體實施方式
，平均渾濁增益應該低於20，優選低於15，更優選低於10，進一步優選低於8。可以使用Eberbach Steel WoolAbrasion Tester測定表面耐劃擦性能。
在進行鋼絲棉劃擦試驗時，000鋼絲棉，如Rhodes超細鋼絲棉，安裝在一英寸(2.54cm)×一英寸(2.54cm)間隔的心軸的末端上。需檢測的樣品，如透鏡，用中性溫肥皂水清洗，用水洗滌，然後空氣乾燥。然後透鏡在23+/-3℃和50％+/-10％相對溼度下至少調節2小時。使用BYK-Gardner生產的Haze Gard裝置測定樣品在550nm下的透光性。調節後的樣品安裝到Eberbach測試平臺上。如果透鏡將要進行測試，將其凹形端朝下集中在測試平臺上。心軸稱量的重量為5pounds(2.3Kg)，並將其降低到樣品上。樣品在下面並與鋼絲棉接觸以每分鐘100次的速度往復循環2分鐘，以使樣品在鋼絲棉下通過200次。樣品重新用中性溫肥皂水清洗，用水洗滌並乾燥。重新測定樣品在550nm下的透光性。測試前後透光性的差值，即透光性的delta(Δ)值，為霧度增益。
Bayer Abrasion Tester也可以用來檢測表面的耐磨損性能。產品的耐磨損性能是通過檢測試驗樣品磨損後的霧度並將該值與對比樣品，如在眼科產品下的由二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)製備的平面透鏡，測得的值進行比較而進行評價的。通常是在多對試驗樣品/對比樣品上進行檢測，如5對。需檢測的樣品和對比樣品用中性溫肥皂水清洗，用水洗滌，然後空氣乾燥。需檢測的樣品和對比樣品在控制溫度和溼度的環境下(23+/-3℃和50％+/-10％相對溼度)至少調節2小時，而磨蝕材料至少調節24小時。使用Haze-Gard Plus裝置測定試驗樣品和對比樣品在550nm下的透光性。將試驗樣品和對比樣品安裝在Bayer Abrader上，並將磨損間質，如氧化鋁(Norton ZF E-327粗#12)，安置在Abrader盤上。當透鏡測試時，它們以凸形端朝下進行安裝。Abrader以每分鐘150圈的速度工作4分鐘使總數為600圈。試驗樣品和對比樣品都用中性肥皂水洗滌，清洗和用空氣乾燥。再使用Haze-Gard Plus裝置測定試驗樣品和對比樣品在550nm下的渾濁度。由磨損前後透光性的差值計算渾濁增益。將對比樣品測得的渾濁度除以試驗樣品的渾濁度得到Bayer霧度增益比率(渾濁增益比率＝霧度(對比樣品)/霧度(試驗樣品))。輻射固化AB膜的Bayer霧度增益比率應該高於0.6，優選高於0.8。
輻射固化AB膜也應該牢固粘合到塗覆在塑料基底上的光致變色塗層上。粘合力的檢測使用的是傳統技術承認的十字格膠帶剝離粘合試驗，和沸水十字格膠帶剝離粘合試驗，該試驗更為苛刻。前者經常指的是初級(1°)試驗或幹試驗，而後者經常指的是次級(2°)試驗或溼試驗。在初級試驗中，使用了一個含有十一個距離約為1mm(尖端到尖端)和厚為0.65mm的刀片組成的切割工具，以使在樣品上形成第一個長割口後接著形成與第一個割口成90°並穿過該割口的第二個和第三個割口。第二個和第三個割口互相獨立以提供獨立的交叉區域。將一片一英寸(2.54cm)寬和2到21/2英寸(5-6.3cm)長的Scotch 3M長條膠帶按第一個割口的方向覆蓋並壓緊以除去任何氣泡。然後將膠帶以清晰、快速、均勻和連續的動作剝離表面。用一片新的膠帶重複該操作。用一小片膠帶(1-1/2英寸，3.8cm)覆蓋到每一個由與第一個膠帶方向成90度的方向的第二個和第三個割口所產生的交叉區域上，這些膠帶片也以清晰、快速、均勻和連續的動作剝離表面。如果100個由切割工具產生的正方形格中發現從基底(光致變色塗層)剝離的不超過1個，該塗層可以認為通過了粘合力試驗。與本發明相一致，輻射固化的AB膜應該通過十字格膠帶剝離試驗，使其認為已經粘合到了光致變色塗層上。換句話說，如果輻射固化的AB膜通過十字格膠帶剝離試驗，在這一點上認為已經固有地粘附(或有結合力地粘附)或連接到其粘附的塗層上，如光致變色塗層。
非強制性地採用更為嚴格的粘合力試驗，即次級或溼粘合力試驗，以評估輻射固化的AB膜與光致變色塗層的粘合力。這個進一步的試驗，即沸水十字格粘合試驗，包括將試驗樣品，即按上面描述的已經劃了交叉線的透鏡，浸入沸騰的去離子水中30分鐘。將試驗樣品冷卻到室溫，重新再進行如上面描述的十字格膠帶剝離粘合試驗。在沸水改進的試驗中使用了同樣的為十字格粘合試驗設定的通過/失敗要求。
輻射固化的AB膜也應耐水性無機鹼性溶液的遷移作用，如相對稀釋的鹼金屬氫氧化物溶液，如氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。如果在暴露於140°F(60℃)的12.5％的氫氧化鉀水溶液中4分鐘後膜厚度的減少不超過0.5μm，該膜認為可以耐這些溶液的遷移作用。優選地，在兩次暴露於氫氧化鉀水溶液中後膜厚度的減少不超過0.5μm，更優選地是三次後減少不超過0.5μm。
另外，優選該輻射固化的AB膜可以通過從本質上抑制光致變色材料從光致變色塗層遷移進入上層的AB膜，更進一步是通過作為光致變色塗層的阻礙膜，而起保護光致變色塗層的作用。通過將本發明光致變色製品，即含有在100℃烘箱中加熱了3小時的輻射固化AB膜的製品，的飽和光密度(OD)和漂白半衰期(T1/2)與類似的不含有該AB膜的光致變色製品(對比製品)進行比較而對光致變色的遷移進行評價。如果發生光致變色的遷移，將會觀察到飽和光密度的降低和漂白半衰期的增加。需要同時考慮漂白半衰期和飽和光密度的Δ值以決定光致變色的遷移是否發生，因為AB膜可以作為入射光線的濾器，該光線照射和穿過AB膜再到光致變色塗層。優選地，漂白半衰期增加和飽和光密度降低的變化相對於對比值不超過20％，優選不超過16％，更優選少於10％，更優選不超過5％。
光致變色製品的飽和光密度和漂白半衰期可以通過使用傳統的光學工作檯進行檢測，該裝置對本領域技術人員而言是已知的。試驗樣品在通常使用氙弧光燈的光學工作檯上暴露在UV照射下。通過確立樣品的起始透射比(漂白狀態)、將樣品暴露於氙弧光燈下以提供UV照射和激活光致變色材料以產生變黑的狀態，而進行測定從漂白狀態到變黑狀態的光密度的變化(ΔOD)。暴露於氙弧光燈下的時間要充足以使光致變色材料達到飽和的平衡狀態。根據公式ΔOD＝log(％Tb/％Ta)計算光密度的變化，其中％Tb是漂白狀態的透射比百分數，％Ta是激活(變黑)狀態的透射比百分數，對數是以10為基。漂白率(T1/2)是指製品中激活形式的光致變色材料的ΔOD在撤去激活輻射源，即氙弧光燈，後達到最高值ΔOD的一半時的以秒計的時間間隔。
與本發明一致，輻射固化的AB膜也要與有機矽烷耐磨損塗層相容，該塗層用於保護塑料表面免受磨損、劃擦等。經常被當作硬塗層或矽氧烷基硬塗層的有機矽烷耐磨損塗層在本技術領域是公知的，而且可以從不同的生產商購買得到，如SDC Coatings，Inc.和PPG Industries，Inc.。參考美國專利4,756,973第5欄1-45行，美國專利5,462,806第1欄58行到2欄8行和3欄52行到5欄50行，這些公開描述了有機矽烷硬塗層，這些公開在此併入作為參考。還參考美國專利4,731,264；5,134,191；5,231,156和國際專利公開WO94/20581有關有機矽烷硬塗層的公開內容，也引入供參考。
當描述的輻射固化AB膜的物理特徵是和有機矽烷硬塗層和提供耐磨損和耐劃擦性能的其它塗層，如多官能丙烯酸硬塗層、蜜胺基硬塗層、基於聚氨酯的硬塗層、醇酸樹脂基塗層、氧化矽溶膠基硬塗層或其它有機或無機/有機雜化硬塗層，相容時可以用作耐磨損塗層。通過將有機矽烷硬塗層塗覆到AB膜上和使用在硬塗層上進行的十字格膠帶剝離粘合力試驗方法檢測AB膜與硬塗層的相容性能，本領域技術人員可以容易地決定AB膜是否與有機矽烷硬塗層相容。優選地，硬塗層是基於矽氧烷的系統。
使用術語「與有機矽烷耐磨損塗層(硬塗層)相容」的意思是AB膜能使有機矽烷硬塗層沉積在其表面，並且有機矽烷硬塗層在日常操作/戴用條件下如使用十字格膠帶剝離粘合力試驗所測定的一樣牢固粘合到AB膜上。自然地，有機矽烷硬塗層可以通過使用濃鹼性水溶液處理或劇烈的機械磨損而除去。而且，術語耐磨損含有機矽烷的塗層(或其它這樣類似意思的術語)意思是耐磨損塗層是從含至少一個有機矽烷的組合物製備得到。
在一個
具體實施例方式
中，硬塗層可以從含有以固體計35％-95％重量百分比的至少一個用下列經驗分子式VII表示的有機矽烷單體的組合物製備得到R1SiW3VII其中R1可以是縮水甘油氧(C1-C20)烷基，優選為縮水甘油氧(C1-C10)烷基，更優選為縮水甘油氧(C1-C4)烷基；W可以是氫、滷素、羥基、C1-C5烷氧基、C1-C5烷氧基(C1-C5)烷氧基、C1-C4醯氧基、苯氧基、C1-C3烷基苯氧基、或C1-C3烷氧基苯氧基，所述的滷素是溴、氯或氟。優選地，W是氫、滷素、羥基、C1-C3烷氧基、C1-C3烷氧基(C1-C3)烷氧基、C1-C2醯氧基、苯氧基、C1-C2烷基苯氧基、或C1-C2烷氧基苯氧基，滷素是氯或氟。更優選地，W是氫、C1-C3烷氧基、C1-C3烷氧基C1-C3烷氧基、C1-C2醯氧基、苯氧基、C1-C2烷基苯氧基、或C1-C2烷氧基苯氧基。
硬塗層組合物中用經驗分子式VII表示的矽烷單體以固體計算的重量百分比優選為40-90，更優選為45-85，最優選以固體計重量百分比為50-70wt％。以固體計的重量百分比認為是在原矽酸鹽水解中產生的理論形式的矽烷醇的百分比。
適合的以一般分子式VII表示的矽烷單體包括縮水甘油氧甲基三乙氧基矽烷、縮水甘油氧甲基三甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧乙基三甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧乙基三乙氧基矽烷、α-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧丙基三乙氧基矽烷、α-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧丙基三乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧乙基三甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧乙基三乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧丙基三乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧丁基三甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧丁基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三丙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三丁氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三苯氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丁基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丁基三乙氧基矽烷、δ-縮水甘油氧丁基三甲氧基矽烷、
δ-縮水甘油氧丁基三乙氧基矽烷、這些矽烷單體的水解物、這些矽烷單體與其水解物的混合物。
前面描述的具體實施方式
的硬塗層組合物可以進一步含有以固體計從5到65重量百分比的(a)用經驗公式VIII表示的矽烷單體；(b)用經驗公式IX表示的金屬烷氧化物；或(c)一種(a)∶(b)重量比率從1∶100到100∶1的混合物。優選地，硬塗層組合物含有以固體計從10到60重量百分比，更優選為從15到55，最優選為以固體計從30到50重量百分比的前面提到的材料(a)、(b)或(c)。
硬塗層組合物可以包括至少一種用下列經驗分子式VIII表示的矽烷單體R2b(R3)cSiZ4-(b+c)VIII其中R2可以是C1-C20烷基、C1-C20滷代烷基、C2-C20鏈烯基、C2-C20滷代鏈烯基、苯基、苯基(C1-C20)烷基、C1-C20烷基苯基、苯基(C2-C20)鏈烯基、C2-C20鏈烯基苯基、瑪啉代、氨基(C1-C20)烷基、氨基(C2-C20)鏈烯基、巰基(C1-C20)烷基、巰基(C2-C20)鏈烯基、氰基(C1-C20)烷基、氰基(C2-C20)鏈烯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、或滷素。滷代或滷素可以是溴、氯、或氟。優選地，R2是C1-C10烷基、C1-C10滷代烷基、C2-C10鏈烯基、苯基、苯基(C1-C10)烷基、C1-C10烷基苯基、瑪啉代、氨基(C1-C10)烷基、氨基(C2-C10)鏈烯基、巰基(C1-C10)烷基、巰基(C2-C10)鏈烯基、氰基(C1-C10)烷基、氰基(C2-C10)鏈烯基、或滷素，滷代或滷素是氯、或氟。
在分子式VIII中，R3可以是C1-C20亞烷基、C2-C20亞鏈烯基、亞苯基、C1-C20亞烷基亞苯基、氨基(C1-C20)亞烷基、氨基(C2-C20)亞鏈烯基；Z可以是氫、滷素、羥基、C1-C5烷氧基、C1-C5烷氧基(C1-C5)烷氧基、C1-C4醯氧基、苯氧基、C1-C3烷基苯氧基、或C1-C3烷氧基苯氧基，所述滷代或滷素是溴、氯、或氟；b和c分別是0-2的整數；b和c的總數是從0到3的整數。優選地，R3是C1-C10亞烷基、C2-C10亞鏈烯基、亞苯基、C1-C10亞烷基亞苯基、氨基(C1-C10)亞烷基、氨基(C2-C10)亞鏈烯基，Z是氫、滷素、羥基、C1-C3烷氧基、C1-C3烷氧基(C1-C3)烷氧基、C1-C2醯氧基、苯氧基、C1-C2烷基苯氧基、或C1-C2烷氧基苯氧基，滷代或滷素是氯或氟。
適合的用一般分子式VIII表示的矽烷單體包括甲基三甲氧基矽烷、甲基-三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基乙氧基矽烷、甲基三-乙酸基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、和γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、氯甲基三甲氧基矽烷、氯甲基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-氯丙基-甲基二乙氧基矽烷、四甲基原矽酸酯、四乙基原矽酸酯、這些矽烷單體的水解物、及這些矽烷單體和其水解物的混合物。
硬塗層組合物可以包含至少一種用經驗分子式IX表示的化合物M(T)qIX其中M是一種選自鋁、銻、鉭、鈦和鋯的金屬；T是C1-C10的烷氧基和q是與M的價位相等的整數。優選地，M是選自鋁、鈦和鋯和T是C1-C5的烷氧基，如丙氧基。
硬塗層組合物也可以含有基於組合物總重的從0到20重量百分比的選自二氧化矽(矽石)、氧化鋁(礬土)、氧化銻、氧化錫、氧化鈦、氧化鋯和這些金屬氧化物的混合物的金屬氧化物。金屬氧化物可以是溶膠的形式。如在本說明書中所使用的，術語溶膠是指和包括一種在水性或有機液體中細緻分散的固體無機金屬氧化物顆粒的膠態分散液。這些顆粒的平均尺寸可以從1到200納米，優選從2到100納米，更優選從5到50納米。
這些金屬氧化物溶膠可以通過對金屬鹽的前體水解一段足夠的時間以形成所需的顆粒尺寸而製備得到，或者這些溶膠可以市售購得。可以市售得到的可以用於硬塗層組合物的金屬氧化物溶膠的例子包括NALCO膠態溶膠(來自NALCO Chemical Co.)，REMASOL膠態溶膠(來自Remet Corp.)和LUDOX膠態溶膠(來自E.I.du Pont de NemoursCo.，Inc.)。穩定的酸性和鹼性金屬氧化物溶膠是以水性分散液的形式市售得到。優選地，金屬氧化物是以酸穩定的膠態矽石、酸穩定的膠態礬土的形式提供的矽石或礬土，如NALCO8676，或塗覆有矽石溶膠的酸穩定礬土，如NALCO1056。金屬氧化物溶膠也可以是以有機液體分散液的形式得到，如乙醇、異丙醇、乙二醇和2-丙氧基乙醇。
硬塗層組合物也包含一種起催化作用的量的水溶性酸催化劑。起催化作用的量是指足以引起矽烷單體縮聚的量。典型地，起催化作用的量的酸催化劑基於硬塗層組合物總重的量的範圍是從0.01到10重量百分比。水溶性酸催化劑可以是有機羧酸或無機酸。適合的催化劑的例子包括醋酸、甲酸、戊二酸、馬來酸、硝酸、硫酸和鹽酸。
在硬塗層組合物中存在的有機溶劑可以加入或通過矽烷單體的水解在原位形成。適合的有機溶劑是那些會溶解或分散塗料組合物的固體組分的有機溶劑。在塗料組合物中的最少溶劑量是溶劑化量，即，足以將固體成分溶解或分散在塗料組合物中的量。例如，存在的溶劑量的範圍基於塗料組合物總重可以是從20到90重量百分比，而且部分取決於塗料組合物中存在的矽烷的量。適合的溶劑包括如下，但不限於此苯、甲苯、甲乙酮、甲基異丁基酮、丙酮、乙醇、四氫糠醇、丙醇、亞丙基碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙醯基吡咯烷酮、N-羥基甲基吡咯烷酮、N-丁基-吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-(N-辛基)-吡咯烷酮、N-(正-十二烷基)吡咯烷酮、2-甲氧基乙基醚、二甲苯、環己烷、3-甲基環己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、四氫呋喃、甲醇、丙酸戊酯、丙酸甲酯、二甘醇單丁醚、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、乙二醇、以商品名稱CELLOSOLVE工業溶劑出售的乙二醇和其衍生物的單和雙烷基醚、以商品名稱DOWANOLPM和PMA溶劑出售的丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯、單獨、或是這些溶劑的混合物。
流平用量的非離子表面活性劑可以當作硬塗層組合物中的一個組分存在。流平用量是指足以使塗層均勻展開或使硬塗層組合物在其需塗覆的AB膜的表面流平的量。優選地，非離子表面活性劑在使用條件下是液態，並以從約0.05到約1.0的重量百分比的量進行使用，該百分用量是基於矽烷單體的量計。合適的非離子表面活性劑在Kirk OthmerEncyclopedia of Chemical Technology、第三版、22卷、360到377頁中進行了描述，該公開在此作為參考併入。其它潛在的非離子表面活性劑包括美國專利5,580,819第7欄32行到8欄46行中所描述的表面活性劑，該公開在此併入作為參考。
可以在硬塗層組合物中使用的非離子表面活性劑的例子包括乙氧化烷基酚，如IGEPALDM表面活性劑、或是以TRITONX-100出售的辛基苯氧基聚乙氧乙醇、如以SURFYNOL104出售的2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇的炔二醇、如SURFYNOL400的表面活性劑系列等的乙氧化炔二醇、如FLUORAD的含氟化學表面活性劑系列等的氟表面活性劑、和封閉的非離子，如以TRITONCF87出售的苯甲基封閉的辛基酚乙氧化物、以PLURAFACRA系列表面活性劑得到的環氧丙烷封閉的烷基乙氧化物、辛基苯氧基六癸基乙氧基苯甲基醚、Byk Chemie的以BYK-306添加劑出售的在溶劑中的聚醚改性二甲基聚矽氧烷共聚物、和這些提及的表面活性劑的混合物。
水也以足夠形成矽烷單體的水解物的量存在於硬塗層組合物中。存在於任選的金屬氧化物溶膠中的水可以提供所需要的水量。如果沒有，額外的水可以添加到塗料組合物中以提供所需額外用來水解矽烷單體的量。
耐磨損塗料(硬塗層)可以使用與光致變色塗層和AB膜同樣的塗覆技術，如旋轉塗覆，塗覆到AB膜上。耐磨損膜可以以從0.5到10μm的厚度進行塗覆。在將硬塗層，如有機矽烷硬塗層，塗覆到AB膜之前，AB膜應該進行處理以加強其對硬塗層的接受能力和粘合力。可以使用前面描述的這樣的處理，如等離子體處理，該處理是關於在AB膜塗覆之前光致變色塗層的預處理。
在一個本發明的進一步的具體實施方式
中，附加的塗層，如防反射塗層，可以塗覆到硬塗層上。防反射塗層的例子在美國專利6,175,450和國際專利公開WO 00/33111中進行了描述，該公開在此併入作為參考。
本發明在下列實施例中作了更為具體的描述，實施例是僅作為舉例說明，因為對於本領域技術人員而言對其進行的大量修改和變化是顯而易見的，在實施例中，除非另外註明，百分比報告為重量百分比。在一個實施例中用小寫字母插入而進行確認的材料，如單體、催化劑、引發劑等，在後續的實施例中同樣得到確認。
實施例1在下列實施例中，使用了6.25基、74mm的由二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)製備的半成品塑料透鏡。試驗透鏡用12％氫氧化鉀在60℃下浸蝕4分鐘然後用水清洗。然後透鏡用溫肥皂水洗滌、用去離子水清洗和用壓縮空氣乾燥。通過旋轉塗覆在透鏡的表面分配一層非常薄的底塗層，如單分子底塗層。底塗層組合物是89.6％的二甘醇二甲醚溶劑、10％的3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯和0.4％的六氟亞磷的三苯基鋶鹽，一種陽離子光引發劑。底塗層通過在UV光線下暴露4秒鐘而進行固化。
光致變色的甲基丙烯酸塗料組合物是使用7.4％的烷氧基甲矽烷基烷基甲基丙烯酸酯單體、7.4％的三甲基丙烯酸酯單體、59.4％的二甲基丙烯酸酯官能單體、2.97％的[1，2-b]萘吡喃光致變色化合物、18.6％的有機溶劑、3.7％的抗氧化劑Irganox I-245和I-3114、和0.37％的光引發劑Irgacure 819和Lucirin TPO進行製備。少量固定的色調和氟化表面活性劑也加入到組合物中。組合物的所有組分的量合計為100％。
光致變色的甲基丙烯酸塗料通過旋轉塗覆法塗覆到底塗層的上面以提供約30μm厚的塗層。然後光致變色塗層在氮氣層的存在下用脈衝氙燈產生的UV光照射固化。固化後，透鏡在176°F(80℃)烘箱中烘一小時以從塗層中去除任何殘餘有機溶劑。
試驗透鏡的光致變色塗層用等離子體處理5分鐘，該處理使用在750Watt功率水平下的Plasmatech機器，同時將氧氣以400ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。然後將試驗透鏡洗滌和乾燥，並通過旋轉塗覆方法塗覆用表1中報導的組成製備的基於丙烯酸酯的膜(AB膜)組合物，以得到約5μm的塗層。然後塗層在氮氣層的存在下用脈衝氙燈產生的UV光照射固化。
表1
組成Armour500樹脂(a) 50.0％Cyracure UVR-6110(b) 48.1％CD-1011(C)1.9％(a)一種購買自Gerber Coburn含光引發劑的基於丙烯酸酯的樹脂，(b)一種從Dow Chemical得到的環脂肪族環氧樹脂(c)三芳基鋶六氟磷酸鹽陽離子光引發劑然後將幾個塗覆有AB膜的試驗透鏡於烘箱中在212°F(100℃)下烘一小時，並測定AB膜的性能。這些AB膜塗覆的透鏡在硬塗層清洗線中用12％的KOH水溶液在60℃下處理約15分鐘。從KOH溶液中出來的AB膜經對透鏡目測未發現破壞。使用十字格剝離試驗測試AB膜塗覆和烘乾的試驗透鏡的粘合力，並觀察到通過初級(幹)和次級(溼)測試。使用Bayer磨損試驗和鋼絲棉劃擦試驗進行這些試驗透鏡的磨損試驗，Bayer磨損試驗的結果表示為Bayer比率約為1，鋼絲棉劃擦試驗中的渾濁增益約為6，這些表明了AB膜的抗劃擦性能。
塗覆了AB膜塗料的試驗透鏡在接下來的操作中進一步塗覆一層抗磨損塗層。試驗透鏡上的AB膜表面用等離子體處理5分鐘，該處理使用在750Watt功率水平下的Plasmatech機器，同時將氧氣400ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。將基於矽氧烷的抗磨損塗層(來自美國Essilor的NT硬塗層)塗覆到透鏡上，並將透鏡在212°F(100℃)下加熱3小時進行固化。將一個樣品試驗透鏡暴露在UV光線下並觀察到顏色變化。當UV光源去除後透鏡變回其原始的顏色。使用十字格剝離試驗測試樣品試驗透鏡的粘合力，並觀察到通過初級(幹)和次級(溼)測試。
測試了硬塗覆的試驗透鏡和對比透鏡的耐苛性鹼性能，其中對比透鏡用與硬塗覆試驗透鏡同樣的操作進行製備，但沒有基於丙烯酸酯的薄膜層。將硬塗層從試驗透鏡和對比透鏡中去除。試驗透鏡下方基於丙烯酸酯的膜沒有發現破損。使用鋼絲棉劃擦試驗和Bayer磨損試驗測試硬塗覆的透鏡和對比透鏡。鋼絲棉劃擦試驗中的霧度增益對於試驗透鏡約為0.2，對於對比透鏡約為1。在Bayer磨損試驗中，試驗透鏡的Bayer比率約為5，而對比透鏡的Bayer比率約為3。數據表明AB膜的使用改善了透鏡的抗劃擦性能。
通過將硬塗覆試驗透鏡在含殘屑介質的轉鼓裝置(Tumble Mix來自Colts Laboratories，Pinellas Park，FL)中翻滾20分鐘以引發透鏡表面的劃擦來對硬塗覆試驗透鏡進行測定。殘屑介質通常用來模仿硬塗層上兩年的戴用時間。也可以使用來自Colts Laboratories的轉鼓裝置。然後將樣品透鏡浸入到異丙醇中一小時。浸泡的透鏡用空氣吹乾並在條形燈下觀察。根據膨脹的缺陷的數量和尺寸，用1到4(1＝不膨脹、2＝輕微膨脹、3＝中等膨脹、和4＝嚴重膨脹)評價透鏡以測定在翻滾過程中硬塗層上所產生的劃擦下面的光致變色塗層的表觀膨脹程度。這個測試稱之為Tumble/IPA試驗。試驗透鏡發現沒有膨脹(1級)，而對比透鏡顯示出嚴重的膨脹(4級)。
與防反射(AR)塗層相容性的測定一樣，硬塗覆試驗透鏡(對比透鏡在硬塗層下面沒有AB膜)用美國Essilor的Reflection Free防反射塗層進行AR塗覆。這些透鏡通過用烘箱浸泡試驗進行測定以確定AR塗層產生細紋的溫度。AR塗覆後，觀察透鏡以檢查AR塗層的裂紋或細紋。如果沒有發現細紋，然後將最少細紋的樣品和一個對比透鏡在對流烘箱中50℃下加熱一小時。將試驗透鏡冷卻到室溫30分鐘並再次檢查光致變色塗層和/或AB膜的裂紋或細紋。如果不存在裂紋或細紋，然後將烘箱溫度上升10℃並重複該操作。繼續這個加熱、冷卻和檢查的循環，直到在光致變色塗層和/或AB膜表面產生細紋。用新的樣品透鏡在觀察到的產生紋溫度下測定透鏡以證實該產生紋溫度，並在低10℃的溫度下測定以證實在較低溫度下不會發生細紋。具有AB膜的樣品透鏡在80℃下產生細紋，而無AB膜(僅有光致變色塗層)的對比透鏡在50℃下產生細紋。這個數據表明AB膜的使用實際提高了透鏡的產生紋溫度。
實施例2
在下列實施例中，使用了6.25基、74mm的由二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)製備的半成品塑料透鏡。試驗透鏡用12％氫氧化鉀在60℃下浸蝕4分鐘然後用水清洗。然後透鏡用溫肥皂水洗滌、用去離子水清洗和用壓縮空氣乾燥。通過旋轉塗覆在透鏡的表面分布一層非常薄的底塗層，如單分子底塗層。底塗層組合物是89.6％的二甘醇二甲醚溶劑、10％的3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯和0.4％的六氟亞磷的三苯基鋶鹽，一種陽離子光引發劑。底塗層通過在UV光下暴露4秒鐘而進行固化。
光致變色的甲基丙烯酸塗料組合物是使用約7.8％的烷氧基甲矽烷基烷基甲基丙烯酸酯單體、7.8％的三甲基丙烯酸酯單體、62.7％的二甲基丙烯酸酯官能單體、4.7％的[1，2-b]萘吡喃光致變色化合物、11.8％的有機溶劑、1.7％的抗氧化劑Irganox I-245、3.1％的可聚合的HALS(來自Hitachi Chemical Co.的受阻胺類光穩定劑FA-711MM)和0.39％的光引發劑Irgacure 819和Lucirin TPO進行製備。少量固定的色調和氟化表面活性劑也加入到塗料組合物中。塗料組合物的所有組分的量合計為100％。
光致變色的甲基丙烯酸塗層組合物通過旋轉塗覆法塗覆到底塗層的上面以提供約30μm厚的塗層，而且光致變色塗層在氮氣層的存在下用脈衝氙燈產生的UV光照射固化。固化後，透鏡在176°F(80℃)烘箱中烘一小時以從塗層中去除任何殘餘有機溶劑。
具有光致變色塗層的試驗透鏡用等離子體處理5分鐘，該處理使用在750Watt功率水平下的Plasmatech機器，同時將氧氣以400ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。然後將試驗透鏡洗滌和乾燥，並通過旋轉塗覆方法塗覆按表2中報導的組成製備的基於丙烯酸酯的膜(AB膜)，以得到約10μm的塗層。然後塗層在氮氣層的存在下用脈衝氙燈產生的UV光照射固化。
表2組成SR-399(d) 4.0％SR-350(e) 24.2％SR-348(f) 28.2％Epon 828(g)24.2％A-187(h) 16.1％BAPO(i)0.08％CD-1011(c)3.2％(d)從Sartomer Company得到的二季戊四醇五丙烯酸酯(e)從Sartomer Company得到的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(f)從Sartomer Company得到的乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯(g)從Resolution Performance Products得到的雙酚A/表氯醇基環氧樹脂(h)從OSI Specialty Chemicals得到的γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷單體(i)雙丙烯醯基膦的氧化物(來自Ciba-Geigy的Irgacure 819)光引發劑然後將幾個塗覆有AB膜的試驗透鏡於烘箱中在212°F(100℃)下烘1小時，並測定AB膜的性能。這些AB膜塗覆的透鏡在硬塗層清洗線中用12％的KOH水溶液在60℃下處理約7分鐘。從KOH溶液中出來透鏡的AB膜經目測未發現破壞。使用十字格剝離試驗測試AB膜塗覆和烘乾的試驗透鏡的粘合力，並觀察到通過初級(幹)和次級(溼)測試。使用Bayer磨損試驗和鋼絲棉劃擦試驗進行這些試驗透鏡的磨損試驗，Bayer磨損試驗的結果表示為Bayer比率約為0.6，鋼絲棉劃擦試驗中的渾濁增益約為16，這些表明了AB膜的抗劃擦性能。
塗覆了AB膜的試驗透鏡在接下來的操作中進一步塗覆一層抗磨損塗層。試驗透鏡上的AB膜表面用等離子體處理5分鐘，該處理使用在600瓦特功率水平下的Plasmatech機器，同時將氧氣以400ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。將基於矽氧烷的抗磨損塗層(來自SDC Technologies的Silvue 124)使用Transitions Optical，Ltd塗覆到試驗透鏡上，並將透鏡在221°F(105℃)下加熱5小時進行固化。將試驗透鏡暴露在UV光線下並觀察到顏色變化。當UV光源去除後透鏡變回其原始的顏色。使用十字格剝離試驗測試一個試驗透鏡的粘合力，並觀察到通過初級(幹)和次級(溼)測試。
使用鋼絲棉劃擦試驗和Bayer磨損試驗測試了硬塗覆的試驗透鏡和對比透鏡，其中對比透鏡用與硬塗覆試驗透鏡同樣的操作進行製備，但沒有基於丙烯酸酯的薄膜層。鋼絲棉劃擦試驗中的霧度增益對於試驗透鏡約為0.3，對於對比透鏡約為2.4。在Bayer磨損試驗中，試驗透鏡的Bayer比率約為1.7，而對比透鏡的Bayer比率約為1.2。數據表明基於丙烯酸酯的膜層的使用改善了透鏡的抗劃擦性能。
使用實施例1中描述的同樣操作，通過將硬塗覆試驗透鏡在含殘屑介質的轉鼓裝置(Tumble Mix來自Colts Laboratories，Pinellas Park，FL)中翻滾20分鐘以引發透鏡表面的劃擦來對硬塗覆試驗透鏡進行測定(Tumble/IPA試驗)。試驗透鏡發現沒有膨脹(1級)，而對比透鏡顯示出嚴重的膨脹(4級)。
與防反射(AR)塗層相容性的測定一樣，硬塗覆樣品透鏡(對比透鏡在硬塗層下面沒有AB膜)用美國Essilor的Reflection Free塗層進行AR塗覆。這些透鏡通過實施例1中描述的烘箱浸泡試驗進行測定以確定AR塗層產生細紋的溫度。具有AB膜的樣品透鏡在80℃下產生細紋，而對比透鏡在60℃下產生細紋。這個數據表明AB膜的使用實際提高了透鏡的產生紋溫度。
實施例3在下列實施例中，使用了70mm的由光學質量的有機聚合物基底製備的半成品塑料透鏡。試驗透鏡用肥皂水洗滌、用乾淨水清洗，然後噴異丙醇並乾燥。試驗透鏡用等離子體處理一分鐘，該處理使用設定為100瓦特功率下的Plasmatech機器，同時將氧氣以100ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。光致變色的聚氨酯塗層(其型號在U.S.Patent 6,187,444 B1中進行了描述)塗覆到等離子處理的透鏡並進行熱固化。光致變色的聚氨酯塗層約20μm厚。然後將塗覆的試驗透鏡洗滌和乾燥，並將光致變色塗層用等離子體處理5分鐘，該處理使用在功率設定為400瓦特的Plasmatech機器，同時將氧氣以200ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。用表3中報導的組成製備三個基於丙烯酸酯的配方，並通過旋轉塗覆方法將每個組成塗覆到各個試驗透鏡的表面。塗層在氮氣層的存在下用V燈產生的UV光照射固化。結果的AB膜塗層約為5μm厚。
表3組成組分/A％B％C％SR-206(j) 9.9529.85 24.88SR-348(f) 29.85 - -BPA-DOH-DMA(k) - 29.85 24.88TPO(l) 0.120.18 0.15BAPO(i) 0.080.12 0.10UVR-6110(m) 43.65 26.40 26.40CD-1011(c) 1.353.60 3.60A-174(n)7.5010.00 10.00HEMA(o)7.50- 10.00(j)乙二醇二甲基丙烯酸酯(Sartomer)(k)雙酚A甘油酯(1甘油/1酚)二甲基丙烯酸酯(Aldrich)(l)二苯基(2，4，6-三甲基苯甲醯)膦的氧化物(Aldrich)(m)3，4-環氧環己基甲基-3，4-環氧環己烷羧酸酯(Dow)(n)3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯(Aldrich)(o)羥乙基甲基丙烯酸酯(Aldrich)AB膜塗覆的試驗透鏡暴露在UV光線下並觀察顏色改變的可逆性。AB膜的耐磨損性能和耐苛性鹼性能用下列描述的方法進行測定。對於耐苛性鹼性能，用BYK Gardner Haze Instrument測定試驗透鏡的起始霧度。然後將試驗透鏡浸入到60℃12％的氫氧化鈉(NaOH)水溶液中5分鐘。仔細觀察試驗透鏡以檢查AB膜是否從透鏡上分層。其後，重新測定試驗透鏡的霧度(最終)並記錄霧度測定中的差別(最終霧度減去起始霧度)。這種方法在這裡被稱之為Δ霧度試驗。表3中組成A、組成B和組成C的AB膜的Δ霧度值分別為0.00、0.43和0.19。Δ霧度值小於2，優選小於1，表明AB膜耐苛性鹼的遷移，如氫氧化鈉。上述由組成A、組成B和組成C製備的AB膜的Δ霧度值表明這些AB膜耐水性無機苛性鹼溶液的遷移。使用Bayer磨損試驗測定了AB膜的耐磨損性能(耐劃擦性能)。Bayer磨損試驗的結果列入表4中。
幾個塗覆有AB膜的試驗透鏡各自在100℃下加熱3小時，使用十字格剝離試驗測試AB膜的粘合力，結果列入表4中。
其它塗覆有AB膜的試驗透鏡用等離子體處理1分鐘，該處理使用設定功率為100瓦特的Plasmatech機器，同時將氧氣以100ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。通過旋轉塗覆方法將基於矽氧烷的硬塗層(HC)塗覆到透鏡表面上，其後，將透鏡在60℃下加熱20分鐘然後在100℃下加熱3小時。基於矽氧烷的硬塗層的厚度約為2μm。使用十字格剝離試驗測試硬塗層的透鏡的粘合力，也使用實施例1中描述的Tumble/IPA試驗測試塗層的膨脹(產生紋)。結果列入表4中。
實施例4在下列實施例中，使用了70mm的由二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)製備的半成品塑料透鏡。試驗透鏡用肥皂水洗滌、用乾淨水清洗，然後噴異丙醇並乾燥。試驗透鏡的表面用重量百分比為12％的氫氧化鈉水溶液處理2分鐘然後用乾淨水清洗。按照實施例1中描述的操作在處理透鏡的表面塗覆一層由實施例1中描述的底漆組合物製備的非常薄的底塗層，如單分子厚度底塗層，並用UV光線固化。通過旋轉塗覆法將一層20μm厚、實施例1中所描述型號的光致變色甲基丙烯酸塗層塗覆到底塗層上，並通過暴露在氮氣氛中從V燈泡產生的UV光線進行固化。甲基丙烯酸光致變色塗層用等離子體處理5分鐘，該處理使用設定功率為400瓦特的Plasmatech機器，同時將氧氣以200ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。製備基於丙烯酸酯的組成，該組成含有SR-206(22.39％)；BPA-DOH-DMA(22.39％)；TPO(0.13％)；BAPO(0.09％)；UVR-6110(30.80％)；CD-1011(4.20％)；A-174(10.00％)；和HEMA(10.00％)[參見表3以進行縮寫定義]，並塗覆到等離子體處理後的透鏡表面。得到的AB膜通過暴露在氮氣氛中從V燈泡產生的UV光線下進行固化，其厚度約為5μm厚。
將AB膜塗覆的試驗透鏡暴露在UV光線下並觀察到可逆的顏色變化。AB膜的耐苛性鹼性能用Δ霧度試驗進行測定。Δ霧度值為0.31，這表示AB膜的耐無機苛性鹼遷移的性能。使用Bayer磨損試驗測定了AB膜的耐磨損性能。結果在表4的試驗透鏡D組中進行了報告。
AB膜塗覆的試驗透鏡在100℃下加熱3小時，並使用十字格剝離試驗測試這些透鏡的粘合性能。結果在表4的試驗透鏡D組中進行了報告。
其它AB膜塗覆的試驗透鏡用等離子體處理1分鐘，該處理使用設定功率為100瓦特的Plasmatech機器，同時將氧氣以100ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。將基於矽氧烷的硬塗層通過旋轉塗覆法塗覆到等離子體處理過的透鏡表面。其後，將透鏡在60℃下加熱20分鐘，然後在100℃下加熱3小時。基於矽氧烷的硬塗層的厚度約為2μm。使用十字格剝離試驗測試一個硬塗覆透鏡的粘合力，使用上面描述的Tumble/IPA試驗測定另一個硬塗覆透鏡的膨脹情況。結果在表4的試驗透鏡D組中進行了報告。
表4AB膜幹/溼粘合 Bayer 硬塗層幹/溼粘合Tumble/IPA試驗透鏡 (％損失) 磨損 (％損失)膨脹試驗A 0/0 0.66 0/01B 0/0 0.85 25/0 1C 0/0 0.95 0/01
D0/0 0.74 0/0 1表4中報告的數據表明所有試驗透鏡都耐劃擦(Bayer磨損值大於0.5)，AB膜牢固粘合到AB膜所塗覆的光致變色塗層上，基於矽氧烷的硬塗層也粘合到AB膜上，而且作為Tumble/IPA試驗的結果硬塗層沒有顯現出任何膨脹。
實施例5在下列實施例中，使用了由二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)製備的70mm平面、單視成品透鏡。透鏡來自於SOLA Optical USA。透鏡用洗滌劑水溶液清洗，先用水洗滌，再用去離子水洗滌。然後，透鏡噴異丙醇並在溫對流烘箱中乾燥。透鏡用等離子體處理1分鐘，該處理使用設定功率為100瓦特的Plasmatech微波機器，同時將氧氣在38帕的氣壓下以100ml/min的速度引入。
製備在國際專利公開WO 01/55269中所描述類型的光致變色聚氨酯配方組成。聚氨酯組成中含有一種來自Stahl USA、報導是聚六亞甲基二碳酸酯的脂肪族聚碳酸酯二醇(PC 1122)、一種丙烯酸多醇、一種來自CreaNova，Inc的甲基乙基酮肟封閉的脂肪族多異氰酸酯(VestanatB 1358A)、一種萘並[1，2-b]吡喃光致變色化合物的混合物、二丁基錫二月桂酸酯催化劑、一種來自Ciba-Geigy Corp的受阻胺類光穩定劑(Tinuvin 144)、從OSI Specialty Chemicals得到的γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷(Silquest A-187)、從Bayer Corporation得到的BAYSILONE塗料添加劑PL(苯基甲基聚矽氧烷)、和N-甲基吡咯烷酮溶劑。通過旋轉塗覆在每個透鏡的表面上塗覆光致變色製劑。每個透鏡上的塗層溼膜重約為200毫克。塗覆的透鏡在140℃的對流烘箱中放置75分鐘以固化塗層。固化的光致變色聚氨酯塗層的最終厚度約為20μm。
通過在閃爍玻璃瓶中將表5中的各組分與以重量計為1％的TPO引發劑[二苯基(2，4，6-三甲基苯甲醯)膦的氧化物]混合製備一系列的十個基於丙烯酸的薄膜(AB膜)組成，並在60℃的對流烘箱中緩慢加熱該組分混合物直到引發劑完全溶解。表5的AB膜組成在100％固體為10克的規模下進行製備。
表5AB膜組成組分/ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10HEMA(o) 4.63.24.51.44.33.85.74.34.74.3SR-206(j) 1.52.22.26.0-- 0.5-- 2.20.1--HEA(p) 0.12.23.12.5-- -- 1.3-- 2.0--SR-247(q) 1.61.00.10.14.25.11.51.20.24.2TMPTMA(e) 0.8-- -- -- -- 0.61.51.51.51.5TMPTA(r)1.51.5-- -- 1.5-- -- 0.81.5--(j)乙二醇二甲基丙烯酸酯(Aldrich)(p)羥乙基丙烯酸酯(Aldrich)(q)新戊二醇二丙烯酸酯(r)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯光致變色聚氨酯塗覆的透鏡用設定功率為400瓦特的Plasmatech微波氣體等離子體單元處理5分鐘，同時將氧氣在64帕的氣壓下以200ml/min的流動速度引入到Plasmatech單元的真空室中。大約1ml的表5中的每個AB膜組成通過旋轉塗覆方法塗覆到等離子體單獨處理過的光致變色聚氨酯塗覆的透鏡的中心。調整旋轉速度和運行旋轉時間(由於膜組成的黏度不同)以得到重約為0.025克的溼膜。AB膜塗覆的透鏡通過在含有兩個V燈泡(碘化鎵)的EYE UV生產線中UV暴露約40秒鐘進行固化。將AB膜塗覆透鏡暴露在紫外光線下並觀察到可逆的顏色變化。塗覆有#10組成的透鏡進行Bayer磨損試驗，比率結果為1.06，這表明抗劃擦性能得到了改善。
使用早先描述的十字格膠帶剝離粘合試驗測試由表5中的每個AB膜組成製備的AB膜塗覆透鏡的粘合力。粘合力測試的結果列於表6中。在表6中，報告了初級(1°)和次級(2°)試驗的粘合力。如早先所提到的，次級試驗是十字格膠帶剝離試驗，該試驗是在將透鏡浸泡在沸騰的去離子水中30分鐘後進行測定。將用#10組成塗覆的樣品透鏡通過硬塗覆生產線，在該生產線中透鏡暴露於35％的KOH水溶液中33秒種，並沒有觀察到AB膜的降解。
AB膜塗覆的試驗透鏡用400瓦特功率水平的Plasmatech微波機器進行等離子體處理5分鐘，同時將氧氣在64帕的氣壓下以200ml/min的流動速度引入到Plasmatech機器的真空室中。選自等離子體處理過的每個AB膜組成的兩個試驗透鏡用一種含有機矽烷的硬塗層溶液(從PPG Industries，Inc.得到的Hi-Gard 1030)通過旋轉塗覆方法進行塗覆。在透鏡旋轉時將約4ml的硬塗層溶液分布到AB膜的表面。其後，透鏡在60℃下加熱20分鐘，然後在120℃下加熱3小時。乾燥後的硬塗層的最終厚度約為2μm。硬塗覆試驗透鏡也進行初級和次級十字格膠帶剝離試驗。硬塗層對AB膜的粘合力測試結果也在表6中進行了報告。另外，其它硬塗覆試驗透鏡在其浸泡在沸騰的去離子水中之後、次級十字格膠帶剝離試驗之前檢查其硬塗層的細紋。結果也列於表6中。
使用實施例1中描述的同樣操作，通過將塗覆有#10組成的試驗透鏡在含殘屑介質的轉鼓裝置(Tumble Mix來自Colts Laboratories，Pinellas Park，FL)中翻滾20分鐘以引發透鏡表面的劃擦來對試驗透鏡進行測定(Tumble/IPA試驗)。試驗透鏡發現沒有膨脹(1級)，而對比透鏡顯示出嚴重的膨脹(4級)。
表6粘合力測試組成/(％損失)AB膜(％損失)硬塗層細紋1°2°1°2°1 000002 000003 000004 000005 000006 000007 000008 000009 0000010 00000表6的數據表明，當表5中顯示的10個組成中的任一個組成用作塗覆到透鏡的光致變色聚氨酯塗層上的AB膜時，AB膜牢固粘結結合到光致變色聚氨酯塗層上，塗覆到AB膜上的含有機矽烷的硬塗層也粘結地結合到AB膜上。而且，在浸泡在沸騰的去離子水中30分鐘後硬塗層未發現細紋。
實施例6在下列實施例中，使用了來自於Gentex Optics的70mm塗覆有PDQ硬塗層的聚碳酸酯半成品透鏡。試驗透鏡用肥皂水洗滌、用乾淨水清洗，然後噴異丙醇並乾燥。試驗透鏡用等離子體處理一分鐘，該處理使用設定功率為100瓦特的Plasmatech機器，同時將氧氣以100ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。光致變色的聚氨酯塗層(其型號在U.S.Patent 6,187,444 B1中進行了描述)塗覆到等離子處理的透鏡並進行熱固化。光致變色的聚氨酯塗層約20μm厚。將試驗透鏡上的光致變色聚氨酯塗層用100瓦特的等離子體處理1分鐘，同時將氧氣以40ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中。用表7中報導的組成製備四個基於丙烯酸酯的各個組成，並通過旋轉塗覆方法將每個組成塗覆到各個試樣透鏡的表面。形成的塗膜約為5μm厚。塗層在氮氣層的存在下用V燈泡產生的UV光照射固化。
表7組成組分/A％B％C％D％BPA-DOH-DMA(k)32.5626.31 -- --SR-206(j) 32.5626.31 -- --SR-247(q) -- --33.50 33.50SR-350(e) -- --11.96 11.96UVR-6110(m) 11.2 9.31 -- --NB#828150(s) 12.6331.48 -- 19.98Desmodur PL 340(t)-- --19.98 --HEMA(o) 4.55 4.81 34.30 34.30A-174(n) 4.55 ---- --DBTDL(u) 0.10 0.25 0.100.10TPO(l)0.20 0.16 0.080.08BAPO(i) 0.13 0.11 0.080.08CD-1011(c)1.53 1.27 -- --
(s)基於HDI(六亞甲基二異氰酸酯)的封閉的聚異氰酸酯產品，該產品報導含有一個單官能的甲基丙烯酸酯基團(來自Bayer Corp，產品編號XD-045323)(t)封閉的IPDI(來自Bayer Corp的異佛爾酮二異氰酸酯)(u)二丁基錫二月桂酸酯AB膜塗覆的試驗透鏡暴露在UV光線下並觀察到可逆的顏色變化。這些AB膜的耐苛性鹼性能用Δ霧度試驗測試。由表7中組成A、組成B、組成C和組成D製成的AB膜的Δ霧度值分別為0.29、0.26、0.07和0.43，這表明AB膜耐無機苛性鹼水溶液的遷移。由表7中組成A、組成B、組成C和組成D製成的在試驗透鏡上的AB膜也使用Bayer磨損試驗測定了其耐劃擦性能。結果列入表8中，數據表明AB膜耐劃擦。
AB膜塗覆的試驗透鏡在100℃烘箱中加熱3小時，使用十字格剝離試驗測試樣品試驗透鏡的粘合力，結果列入表8中。
AB膜塗覆試驗透鏡上的AB膜用等離子體處理1分鐘，該處理使用設定功率為100瓦特的Plasmatech機器，同時將氧氣以100ml/min的速度引入到Plasmatech機器的真空室中，並將基於矽氧烷的硬塗層塗覆到AB膜上。其後，將透鏡在60℃下加熱20分鐘並然後在100℃下加熱3小時。基於矽氧烷的硬塗層的厚度約為2μm。使用十字格剝離試驗測試硬塗層的丙烯酸酯膜的粘合力，對硬塗層試驗透鏡進行測試，也使用Tumble/IPA試驗測試塗層的膨脹。結果列入表8中。
表8AB膜幹/溼粘合Bayer 硬塗層幹/溼粘合 Tumble/IPA試驗透鏡(％損失)磨損(％損失)膨脹試驗A0/0 0.87 0/0 1B0/0 0.84 0/0 1C0/0 1.01 0/0 1D0/0 1.37 0/0 1表8的數據表明，當表7中顯示的四個組成中的任一個組成用作塗覆到透鏡的光致變色聚氨酯塗層上的AB膜時，AB膜粘結地結合到光致變色聚氨酯塗層上，塗覆到AB膜上的基於矽氧烷的硬塗層也粘結地結合到AB膜上。而且，硬塗層沒有觀察到任何膨脹，如Tumble/IPA試驗所示。
儘管本發明是在參考某些具體實施方式
的具體細節下進行描述，但並不意味著這些細節應該認為是對本發明範圍的限制，只有它們是包含在附屬的權利要求的範圍內時才是這樣。
權利要求
1.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)有機聚合物基底；(b)附著於所述聚合物基底至少一個表面上的光致變色有機聚合物塗層，所述聚合物塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)附著於所述光致變色聚合物塗層的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜為(1)耐水性無機苛性鹼的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層耐劃擦。
2.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於聚合物基底選自折射率為1.48-1.74的熱固性和熱塑性材料。
3.如權利要求2的光致變色製品，其特徵在於聚合物基底選自，由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底，和由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底。
4.如權利要求3的光致變色製品，其特徵在於烯丙基二甘醇碳酸酯為二甘醇二(烯丙基碳酸酯)。
5.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色有機聚合物塗層選自，基於聚氨酯的光致變色塗層、基於聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗層，以及基於環氧樹脂的光致變色塗層。
6.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色材料選自螺噁嗪、苯並吡喃、萘並吡喃、俘精酸酐、金屬打薩宗鹽以及這些光致變色材料的混合物。
7.如權利要求6的光致變色製品，其特徵在於光致變色萘並吡喃選自萘並[1，2-b]吡喃、萘並[2，1-b]吡喃、螺-9-芴[1，2-b]吡喃、菲並吡喃、奎諾吡喃、以及茚-稠合的萘並吡喃，並且螺噁嗪選自萘並噁嗪和螺(吲哚)吡啶並苯並噁嗪。
8.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗料的有機光致變色材料含有(a)具有一可見λmax為400至小於550納米的至少一種光致變色有機材料；和(b)具有一可見λmax為550至700納米的至少一種光致變色有機材料。
9.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層中活性光致變色材料的存在量為0.5-40wt％。
10.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層的厚度為10-200微米。
11.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層的厚度為10-50微米。
12.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層比基於丙烯酸酯的膜軟。
13.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於在有機聚合物基底和光致變色有機聚合物塗層之間設置底塗層。
14.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％陽離子引發的環氧單體和90-15wt％自由基引發的丙烯酸酯單體形成的混合物的組合物製備。
15.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-20微米。
16.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜含有一層以上的基於丙烯酸酯的樹脂層。
17.如權利要求1的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜表面上的耐磨塗層。
18.如權利要求17的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層為基於有機矽的塗層。
19.如權利要求17的光致變色製品，進一步含有附著於耐磨膜表面上的防反射塗層。
20.如權利要求1的光致變色製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的平均霧度增益小於20。
21.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)一種有機聚合物基底，選自由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底以及由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底，所述基底的折射率為1.48-1.74，(b)附著於所述聚合物基底至少一個表面上的光致變色有機聚合物塗層，所述聚合物塗層含有光致變色量的至少一種選自螺噁嗪、苯並吡喃、萘並吡喃、俘精酸酐、金屬打薩宗鹽以及這些光致變色材料的混合物的有機光致變色材料，所述光致變色聚合物塗層的厚度為5-200微米，以及(c)粘著於所述光致變色聚合物塗層的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜的厚度為2-20微米，並且(1)耐水性無機苛性鹼的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比光致變色聚合物塗層硬。
22.如權利要求21的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層選自，基於聚氨酯的光致變色塗層、基於聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗層，以及基於環氧樹脂的光致變色塗層，並且厚度為10-50微米。
23.如權利要求22的光致變色製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的平均霧度增益小於20。
24.如權利要求23的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜表面上的耐磨塗層。
25.如權利要求24的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層為基於有機矽的塗層。
26.如權利要求25的光致變色製品，進一步含有附著於耐磨膜表面上的防反射塗層。
27.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)一種具有折射率為1.48-1.74的透明有機聚合物基底，所述基底選自熱固性和熱塑性基底，(b)附著於所述聚合物基底至少一個表面上的透明光致變色有機聚合物塗層，所述光致變色聚合物塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色聚合物塗層上的透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜為(1)耐鹼金屬氫氧化物水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層耐劃擦。
28.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於聚合物基底選自，由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底，和由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底；並且光致變色有機聚合物塗層選自，基於聚氨酯的光致變色塗層、基於聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗層，以及基於環氧樹脂的光致變色塗層。
29.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於光致變色聚合物塗層的厚度為10-100微米。
30.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於有機光致變色材料選自光致變色螺噁嗪、萘並吡喃、俘精酸酐以及這些光致變色材料的混合物。
31.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層中活性有機光致變色材料的存在量為1-30wt％。
32.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-15微米。
33.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有30-70wt％陽離子引發的環氧單體和70-30wt％自由基引發的丙烯酸酯單體形成的混合物的組合物製備。
34.如權利要求27的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％的單官能丙烯酸酯和3-60wt％的二官能丙烯酸酯的可聚合組合物製備。
35.如權利要求34的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有5-30wt％的三官能丙烯酸酯。
36.如權利要求34的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
37.如權利要求35的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
38.如權利要求27的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜表面上的耐磨塗層。
39.如權利要求38的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層為基於有機矽的塗層。
40.如權利要求38的光致變色製品，進一步含有附著於耐磨塗層上的防反射塗層。
41.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)一種具有折射率為1.48-1.74的透明有機聚合物基底，所述基底選自，含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底以及由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底，(b)附著於所述聚合物基底至少一個表面上的透明光致變色有機聚合物塗層，其中所述光致變色聚合物塗層的厚度為5-200微米，選自基於聚氨酯的光致變色塗層、基於聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗層和基於環氧樹脂的光致變色塗層，並且含有光致變色量的至少一種選自光致變色螺噁嗪、萘並吡喃、俘精酸酐以及這些光致變色材料混合物的有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色聚合物塗層上的透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜為(1)耐鹼金屬氫氧化物水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
42.如權利要求41的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-15微米。
43.如權利要求42的光致變色製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的輻射固化基於丙烯酸酯的膜的平均霧度增益小於20。
44.如權利要求42的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜表面上的耐磨塗層。
45.如權利要求44的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層包括基於有機矽的塗層。
46.如權利要求44的光致變色製品，進一步含有附著於耐磨塗層表面上的防反射塗層。
47.如權利要求42的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜由含有30-70wt％陽離子引發的環氧單體和70-30wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的組合物製備。
48.如權利要求42的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％的單官能丙烯酸酯和3-60wt％的二官能丙烯酸酯的可聚合組合物製備。
49.如權利要求48的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有5-30wt％的三官能丙烯酸酯。
50.如權利要求49的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
51.如權利要求47的光致變色製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的基於丙烯酸酯的膜的平均霧度增益小於20。
52.如權利要求47的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜上的基於有機矽的耐磨塗層。
53.如權利要求52的光致變色製品，進一步含有附著於耐磨塗層表面上的防反射塗層。
54.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)透明聚合物基底，選自由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底以及由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底，所述基底的折射率為1.48-1.74，(b)透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚氨酯的光致變色塗層、基於聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗層和基於環氧樹脂的光致變色塗層，所述聚合物光致變色塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色塗層上的透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜為(1)耐鹼金屬氫氧化物稀水溶液的遷移，(2)與含有至少一種有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
55.如權利要求54的光致變色製品，其特徵在於熱固性聚合物是由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物製備的聚合物，所述聚合物的折射率為1.50-1.67。
56.如權利要求54的光致變色製品，其特徵在於光致變色聚合物塗層的厚度為10-100微米，並且基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-15微米。
57.如權利要求56的光致變色製品，其特徵在於有機光致變色聚合物塗層中的光致變色材料選自螺噁嗪、萘並吡喃、俘精酸酐以及這些光致變色材料混合物。
58.如權利要求57的光致變色製品，其特徵在於有機光致變色聚合物塗層中的光致變色材料的存在量為1-30wt％。
59.如權利要求56的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％陽離子引發的環氧單體和90-15wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的組合物製備。
60.如權利要求59的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜表面上的耐磨塗層。
61.如權利要求60的光致變色製品，進一步含有附著於所述耐磨塗層上的防反射塗層。
62.如權利要求61的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層為基於有機矽的耐磨塗層。
63.一種光致變色光學製品，包括，以結合方式的(a)透明有機聚合物基底，選自由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底以及由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的物料製備的基底，(b)光學透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚(甲基)丙烯酸的塗層、基於環氧樹脂的塗層、以及基於聚氨酯的塗層，附著於所述聚合物基底的至少一個表面上，光致變色塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色聚合物塗層上的光學透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，丙烯酸酯膜為(1)耐鹼金屬氫氧化物稀水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
64.如權利要求63的光致變色製品，其特徵在於聚合物基底的折射率為1.48-1.74，光致變色塗層的厚度為10-50微米，並且輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-15微米。
65.如權利要求64的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗料的光致變色材料含有(a)具有一可見λmax為400至小於550納米的至少一種光致變色有機材料；和(b)具有一可見λmax為525至700納米的至少一種光致變色有機材料。
66.如權利要求65的光致變色製品，其特徵在於光致變色有機材料選自光致變色螺噁嗪、萘並吡喃、俘精酸酐以及這些光致變色材料的混合物。
67.如權利要求64的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％陽離子引發的環氧單體和90-15wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的可聚合組合物製備。
68.如權利要求63的光致變色製品，其特徵在於製品為眼科製品。
69.如權利要求68的光致變色製品，其特徵在於眼科製品為透鏡。
70.如權利要求63的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜上的含有機矽的耐磨塗層。
71.如權利要求70的光致變色製品，進一步含有附著於含有機矽的耐磨塗層上的防反射塗層。
72.一種光致變色眼科製品，包括，以結合方式的(a)透明聚合物基底，選自由含有多元醇(烯丙基碳酸酯)單體的可聚合組合物製備的熱固性基底、由熱塑性聚碳酸酯製備的基底、由聚脲氨基甲酸酯製備的基底以及由多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物製備的基底，所述聚合物基底的折射率為1.48-1.74，(b)光學透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚氨酯的塗層、基於環氧樹脂的塗層、以及基於聚(甲基)丙烯酸的塗層，附著於所述基底的至少一個表面上，所述光致變色聚合物塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色聚合物塗層的光學透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述基於丙烯酸酯的膜為(1)耐選自氫氧化鈉和氫氧化鉀的無機苛性鹼稀水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
73.如權利要求72的光致變色製品，其特徵在於眼科製品為透鏡。
74.如權利要求72的光致變色製品，其特徵在於光致變色材料選自螺噁嗪、萘並吡喃、俘精酸酐以及這些光致變色材料的混合物。
75.如權利要求74的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層的厚度為10-100微米，並且基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-15微米。
76.如權利要求75的光致變色製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的基於丙烯酸酯的膜的平均霧度增益小於20。
77.如權利要求76的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜含有至少一層由可輻射固化的組合物製備的層，該組合物含有10-85wt％的陽離子引發的環氧單體和90-15wt％的自由基引發的丙烯酸酯單體。
78.如權利要求76的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有0-75wt％的單官能丙烯酸酯和3-60wt％的二官能丙烯酸酯的可聚合組合物製備。
79.如權利要求78的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有5-30wt％的三官能丙烯酸酯。
80.如權利要求78的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
81.如權利要求79的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
82.如權利要求76的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜表面上的含有機矽的耐磨塗層。
83.如權利要求82的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層的厚度為0.5-10微米。
84.如權利要求82的光致變色製品，進一步含有至少一種附著於耐磨塗層上的防反射塗層。
85.一種光致變色眼科製品，包括，以結合方式的(a)含有熱固性基底的透明聚合物基底，熱固性基底由含有二甘醇二(烯丙基碳酸酯)單體的可聚合組合物製備，基底的折射率為1.50-1.67，(b)光學透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚氨酯的塗層、基於環氧樹脂的塗層、以及基於聚(甲基)丙烯酸的塗層，附著於所述基底的至少一個表面上，所述光致變色聚合物塗層的厚度為10-100微米，並且含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色塗層的光學透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-20微米，並且(1)耐鹼金屬氫氧化物稀水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
86.如權利要求85的光致變色眼科製品，其特徵在於在基底和光致變色塗層之間設置底塗層，並且輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％陽離子引發的環氧單體和90-15wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的可聚合組合物製備。
87.如權利要求86的光致變色眼科製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的基於丙烯酸酯的膜的霧度增益小於8。
88.如權利要求86的光致變色眼科製品，其特徵在於在60℃、12.5wt％的氫氧化鉀水溶液中暴露兩次，每次暴露4分鐘後，基於丙烯酸酯的膜的厚度的減少小於0.5微米。
89.如權利要求86的光致變色眼科製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜上的含有機矽的耐磨塗層。
90.如權利要求89的光致變色眼科製品，其特徵在於光致變色塗層比基於丙烯酸酯的膜軟，基於丙烯酸酯的膜比耐磨塗層軟。
91.如權利要求89的光致變色眼科製品，進一步含有附著於耐磨塗層上的防反射塗層。
92.如權利要求85的光致變色眼科製品，其特徵在於製品為透鏡。
93.如權利要求85的光致變色眼科製品，其特徵在於光致變色塗料含有具有一可見λmax為400至小於550納米的至少一種有機光致變色材料，和(2)具有一可見λmax為550至700納米的至少一種有機光致變色材料。
94.如權利要求93的光致變色眼科製品，其特徵在於有機光致變色材料選自螺噁嗪、萘並吡喃、俘精酸酐以及這些光致變色材料的混合物。
95.如權利要求86的光致變色眼科製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜由含有30-70wt％陽離子引發的環氧單體和70-30wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的組合物製備。
96.如權利要求86的光致變色眼科製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜由含有35-50wt％陽離子引發的環氧單體和65-50wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的組合物製備。
97.一種光致變色眼科製品，包括，以結合方式的(a)含有熱固性聚碳酸酯基底的透明聚合物基底，(b)光學透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚氨酯的塗層、基於環氧樹脂的塗層、以及基於聚(甲基)丙烯酸的塗層，附著於所述基底的至少一個表面上，所述光致變色聚合物塗層的厚度為10-100微米，並且含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色塗層的光學透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-20微米，並且(1)耐鹼金屬氫氧化物稀水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
98.如權利要求97的光致變色眼科製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，由含有10-85wt％陽離子引發的環氧單體和90-15wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的可聚合組合物製備。
99.如權利要求97的光致變色眼科製品，其特徵在於在60℃、12.5wt％的氫氧化鉀水溶液中暴露兩次，每次暴露4分鐘後，基於丙烯酸酯的膜的厚度的減少小於0.5微米。
100.如權利要求98的光致變色眼科製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜上的含有機矽的耐磨塗層。
101.如權利要求100的光致變色眼科製品，其特徵在於光致變色塗層比基於丙烯酸酯的膜軟，基於丙烯酸酯的膜比耐磨塗層軟。
102.如權利要求100的光致變色眼科製品，進一步含有附著於耐磨塗層上的防反射塗層。
103.一種光致變色眼科製品，包括，以結合方式的(a)透明聚合物聚脲氨基甲酸酯基底，(b)光學透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚氨酯的塗層、基於環氧樹脂的塗層、以及基於聚(甲基)丙烯酸的塗層，附著於所述基底的至少一個表面上，所述光致變色聚合物塗層的厚度為10-100微米，並且含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色塗層的光學透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的丙烯酸酯膜的厚度為2-20微米，並且(1)耐鹼金屬氫氧化物稀水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
104.如權利要求103的光致變色眼科製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有10-85wt％陽離子引發的環氧單體和90-15wt％自由基引發的丙烯酸酯單體的可聚合組合物製備。
105.如權利要求103的光致變色眼科製品，其特徵在於在60℃、12.5wt％的氫氧化鉀水溶液中暴露兩次，每次暴露4分鐘後，基於丙烯酸的膜的厚度的減少小於0.5微米。
106.如權利要求104的光致變色眼科製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜上的含有機矽的耐磨塗層。
107.如權利要求106的光致變色眼科製品，其特徵在於光致變色塗層比基於丙烯酸酯的膜軟，基於丙烯酸酯的膜比耐磨塗層軟。
108.如權利要求106的光致變色眼科製品，進一步含有附著於耐磨塗層上的防反射塗層。
109.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)含有熱塑性聚碳酸酯基底的透明聚合物基底，(b)附著於所述基底至少一個表面上的透明的光致變色有機聚合物塗層，所述光致變色聚合物塗層的厚度為5-200微米，並且含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色塗層的透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述輻射固化的基於丙烯酸酯的膜為(1)耐鹼金屬氫氧化物水溶液的遷移，(2)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)比所述光致變色聚合物塗層更耐劃擦。
110.如權利要求109的光致變色製品，其特徵在於熱塑性聚碳酸酯基底具有附著於基底至少一個表面上的耐磨塗層。
111.如權利要求110的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層為基於有機矽的塗層。
112.如權利要求110的光致變色製品，其特徵在於光致變色塗層，選自基於聚氨酯的塗層、基於環氧樹脂的塗層、以及基於聚(甲基)丙烯酸的塗層，附著於所述基底的至少一個耐磨塗覆的表面上，所述光致變色聚合物塗層的厚度為10-100微米。
113.如權利要求112的光致變色製品，其特徵在於光致變色材料選自光致變色螺噁嗪、苯並吡喃、萘並吡喃、俘精酸酐、金屬打薩宗鹽以及這些光致變色材料的混合物，並且這些有機光致變色材料在光致變色聚合物塗層中的存在量為1-30wt％。
114.如權利要求113的光致變色製品，其特徵在於光致變色萘並吡喃選自萘並[1，2-b]吡喃、萘並[2，1-b]吡喃、螺-9-芴[1，2-b]吡喃、菲並吡喃、奎諾吡喃、以及茚-稠合的萘並吡喃，並且螺噁嗪選自萘並噁嗪和螺(吲哚)吡啶並苯並噁嗪。
115.如權利要求112的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜的厚度為2-20微米。
116.如權利要求115的光致變色製品，其特徵在於基於丙烯酸酯的膜含有至少一層由可輻射固化的組合物製備的層，該組合物含有10-85wt％的陽離子引發的環氧單體和90-15wt％的自由基引發的丙烯酸酯單體。
117.如權利要求115的光致變色製品，其特徵在於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜由含有0-75wt％的單官能丙烯酸酯和3-60wt％的二官能丙烯酸酯的可聚合組合物製備。
118.如權利要求117的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有5-30wt％的三官能丙烯酸酯。
119.如權利要求117的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
120.如權利要求118的光致變色製品，其特徵在於可聚合組合物進一步含有3-15wt％的選自四丙烯酸酯、五丙烯酸酯以及四丙烯酸酯和五丙烯酸酯混合物的官能丙烯酸酯。
121.如權利要求115的光致變色製品，其特徵在於光致變色製品為眼科製品，熱塑性聚碳酸酯基底的折射率為1.50-1.67，並且光致變色聚合物塗層和基於丙烯酸酯的膜是光學透明的。
122.如權利要求121的光致變色製品，其特徵在於光致變色眼科製品為透鏡。
123.如權利要求121的光致變色製品，其特徵在於由鋼絲棉劃擦實驗測得的基於丙烯酸酯的輻射固化膜的平均霧度增益小於20，並且光致變色塗層比基於丙烯酸酯的膜軟。
124.如權利要求121的光致變色製品，進一步含有附著於基於丙烯酸酯的膜上的耐磨塗層。
125.如權利要求124的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層為基於有機矽的塗層。
126.如權利要求124的光致變色製品，其特徵在於耐磨塗層的厚度為0.5-10微米。
127.如權利要求124的光致變色製品，進一步含有附著於所述耐磨塗層上的至少一層防反射塗層。
128.一種光致變色製品，包括，以結合方式的(a)透明聚合物基底，選自由含有烯丙基二甘醇碳酸酯單體的可聚合組合物製備的熱固性基底、熱塑性聚碳酸酯基底、聚脲氨基甲酸酯基底以及由含有多官能異氰酸酯和多硫醇或多環硫化物單體反應產物的組合物製備的基底，所述基底的折射率為1.48-1.74，(b)透明的光致變色有機聚合物塗層，選自基於聚氨酯的光致變色塗層、基於聚(甲基)丙烯酸的光致變色塗層、以及基於環氧樹脂的光致變色塗層，所述聚合物光致變色塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，以及(c)粘著於所述光致變色塗層的透明、輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，所述基於丙烯酸酯的膜為(1)耐鹼金屬氫氧化物稀水溶液的遷移，(2)與含有至少一種有機矽的耐磨塗層相容，並且(3)Bayer霧度增益率大於0.6。
全文摘要
描述了一種光致變色塑料製品，例如，眼科光致變色製品，如透鏡，其中，該製品包括(1)聚合物基底，如熱固性或熱塑性基底，(2)附著於基底至少一個表面上的光致變色聚合物塗層，光致變色聚合物塗層含有光致變色量的至少一種有機光致變色材料，如螺噁嗪、萘並吡喃和/或俘精酸酐，以及(3)粘著於光致變色塗層上的輻射固化的基於丙烯酸酯的膜，該基於丙烯酸酯的膜為(a)耐無機苛性鹼水溶液的遷移，如，氫氧化鉀，(b)與含有有機矽的耐磨塗層相容，並且(c)比所述光致變色塗層硬。還描述了具有耐磨塗層的上述光致變色製品，例如，所述耐磨塗層含有有機矽，該耐磨塗層附著於輻射固化的基於丙烯酸酯的膜上；並且描述了具有附著於耐磨塗層上的防反射塗層的光致變色製品。
文檔編號F02N15/02GK1608216SQ02826204
公開日2005年4月20日 申請日期2002年11月8日 優先權日2001年12月27日
發明者W·P·布萊克本, M·B·萊韋斯克, K·W·西博爾特, J·A·康克林, N·格魯查茲 申請人:光學轉變公司