光致变色的树脂镜片的制造方法及其镜片技术

光致变色的树脂镜片的制造方法，将具有变色性能的材料融合到树脂中，特征在于：将干燥无水的变色粉料掺入未聚合的液态单体树脂中，充分搅拌均匀，再加入引发剂并搅拌使之充分混合，从单体混合开始，参与聚合全过程，将三者的混合液倒入镜片模具中成型。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
该项专利技术涉及到变色的树脂镜片的生产。眼镜在发展的初期，其使用的玻璃的折射率均为1.5230，例如克司、克赛、UV片等。随着光学玻璃的不断发展，高折射率的材料也较多地被应用到眼镜的制作上来以减轻其重量，象近年来出现的多种超薄镜片就是这种应用的力证。在眼镜的使用过程中有许多新的要求，比如，为了适应不同照度下都能使眼睛感到舒适以免强光的刺激。近四十年来发展的光致变色玻璃就是为了解决这一矛盾而出现的新的产品，光致变色玻璃的原理是在硅酸盐玻璃的基础上加入卤族元素的银盐和过氧化铜即氧化亚铜，在玻璃熔制完成之后，玻璃中存在着一个富硼相，具有富硼相的硅酸盐玻璃经适当的温度热处理后，在玻璃中就形成了卤化银的微晶，富硼相为这种微晶提供了存在的巢穴。经热处理后的这种玻璃在紫外线的作用下，卤化银发生分解生成银的正离子和卤族元素负离子，银离子从氧化亚铜中获得一个电子成为单质银，这样玻璃中就出现对光起屏蔽作用的金属银颗粒，阻碍了光的通过。这种现象虽然发生在结构的原子级别上，但是，从宏观和总体上看，整块的玻璃都已经均匀地变黑了。这种紫外线是卤化银的激励能源，当紫外线不存在时，玻璃自然会复原到未受照射时的状态，即恢复到无色状态。所以这种变化是反复无极的，会永远存在下去。从微观来看，这种变化在空间分布是呈分离状态的(其尺寸发生在原子级别上)，但是，它们的同隔也还是比较均匀的。由于玻璃结构是远程有序、近程无序的模式，如果把这种卤化银的空间分布用函数F(x，y，z)来表示，那麽自变量X，Y，Z几乎是以等差级数发生变化的，其变化的数量级是在原子级别上，所以总体来讲变色粒子的分布是均匀的，间隔是微小的，确实也是不连续的。因此说，这种变化是不完全的，也就是说即使发生了上述变化，也还是存在漏光的现象的，只不过这种漏光现象不为人眼所察觉。因为单质银之间的空隙远远小于人的视觉分辨极限，所以就整体来看，整块的玻璃都变色了。这里我们必讲一下人的分辨极限问题。人的分辩极限正常的是最小分辩角为1分，大约为0.05毫米。银离子的尺寸是远远小于人的分辩极限的，因此，人眼是无法觉察到它的存在的。但同时，人还存在一个视觉问题。所谓视觉是光给人眼的刺激，它与最小分辩角是两个不同的概念，它与被观测的对象的尺寸无关，只与光刺激的强度有关。另外，眼镜除了人们要求它能调节光能之外，也希望重量逐步减轻，特别是对高度近视的配戴者，对这一要求显得尤为迫切，同时，无机玻璃是一种脆性材料，容易破碎。所以，最近几十年相继出现了树脂镜片，它的最大优点就是重量轻、不易破碎。正是由于这些特点使得它在传统眼镜市场中占有一席之地。但它也有容易出现表面划痕使表面质量得不到保证，使用寿命短。有了树脂镜片，人们就自然希望它也能产生变色。为了实现树脂镜片变色，这几十年来有不少的人在这方面作了大量的研究和试验。但造今为止，仍未找到能变色的有机合成材料，于是很多人将着眼点放在无机变色玻璃和有机树脂的结合上采解决这一问题。目前的解决方案大致可分为以下四类一、把变色玻璃和树脂做成膜层或者将膜层的单层或多层胶合在有机玻璃基质上，也有分离胶合的，即单面接触和多面接触两种情况。二、将无机变色玻璃的粉末直接压入树脂基质中形成变色层。三、将无机变色玻璃喷镀到有机树脂的表面形成表面变色层。四、将无机变色粉末参入到树脂镜片基体中以实现整体的变色。前三种方法显然问题很多。首先，无机的变色粉末与空气的接触很容易破坏变色结构，像氧化亚铜被氧化的变化就使它失去了获得和释放电子的能力，这就使变色和复原无法进行，变色寿命终止。由于温度的变化变色层与有机树脂的膨胀系数不完全相同，导致变色层和基质树脂层容易脱落。此外，潮湿空气的作用也会促使变色的终止和层间的脱落。这里要重点谈谈第四种方案(如美国专利4581288)的缺点，即把无机变色粒子溶到树脂中去的方案。该方案有两种工艺，一种是将已经聚合的树脂(已固化)在高温下熔融，然后将无机变色粒子参入其中，再经压力成为一体。另一种是将无机变色粒子溶入到未完全聚合的树脂中去使其有变色能力。由于第一种方案的实际问题是十分多的，关键是它无法解决均匀和透明问题，在此不作过多分析。下面就第二种具体实施方案作如下分析一、在树脂单体被聚合后采取高温将变色微粒溶入到树脂中的方案是不可取的。这样的方法将会使附着在粒子表面的空气的排出十分困难。如果在粒子和树脂之间有空气隙的话，就会形成两个封闭的反射面，由于空气隙的存在，这两个反射面的折射率差值将会很大，反射和散射的强度将是很大的。这一严重情况，将导致整个制品混浊，就是通常所说的“雾”，甚至可能失透。工艺上将变色粒子溶入到树脂当中在高温状况下进行，还会使整个镜片存在着压力性质的内应力而出现部分偏振现象，导致透射性能的降低。二、无机变色粒子的粒度范围太大。有的理论认为粒度范围应该在0.5-150微米，也有的认为应该在0.5-100微米的范围，而认为最好的是10-50微米的范围。其实10-50微米的粒子范围也是偏大的，特别是上限50微米已经接近人的分辩极限。这种范围的粒子做出的产品在变色的初期大粒子首先就足以被肉眼现察到，因为它的反射和散射强度能使人感觉到产品中有异物的存在，而且对总体的透明度影响很大。所以，从总体感觉来说，似乎变色不是同步的。三、折射率的匹配不够精密。美国专利4581288提出无机变色粒子的折射率和有机树脂的折射率的相差范围是±0.002。这种精密度显然是不够的。首先，两种材料的色散方程是不可能相同的，这就使粒子和基质的界面对不同波长有选择性反射，而且也加强了散射和反射的损失，这种散射和反射的强度会引起观察者的视觉反应，特别是当粒子的尺寸较大时，古典散射(瑞利散射)强度不能忽略。另外，由于温度的变化两种材料的温度折射率也不一样，他们的变化方向甚至有可能是相反的，使其折射率的差值变大，使上述由反射和散射产生的现象更为加剧。更为严重的是，由于折射率的补偿不精密，在来发生变色的情况下就有可能观测到在树脂中的玻璃微粒，特别是其中的大微粒。四、无机变色颗粒的重量加入百分比是十分敏感的。如果加入的百分比过大的话，不但会失去树脂镜片重量轻的优势，而且还会出现密度梯度不等于零，特别是在重力方向会出现密度的起伏，这也是产生散射的一个重要物理现象，也同样会使制品混浊。五、树脂中各区域无机变色粒子数量的分布如不进行控制也会带来严重后果。如果无机变色粒子参入到树脂中去，数量的分布不加以控制、随着厚度不同，变色以后透射率就不会均匀。厚的透射率低，薄的透射率高。对高度近视眼镜来讲，外观上看上去眼镜的中心是白色的，四周却非常黑，类似熊猫的眼圈。根据韩来定律τ＝e-kl；其中，τ表示透射率，k表示物质光吸收常数，L表示光通过厚度，e为自然对数的底。很显然，物质的厚薄程度对最终透射率的影响是巨大的。在工艺中必须解决这个问题。本专利技术的目的在于提供一种光致变色的树脂镜片的制造方法及其镜片。光致变色的树脂镜片的制造方法，将具有变色性能的材料融合到树脂中，其特征在于将干燥无水的变色粉料掺入未聚合的液态单体树脂中，充分搅拌均匀，再加入引发剂并搅拌使之充分混合，从单体混合开始，参与聚合全过程，将三者的混合液倒入镜片模具中成型。如上所述的光致变色的树脂镜片的制造方法，其特征在于用占总量5-本文档来自技高网...

【技术保护点】
光致变色的树脂镜片的制造方法，将具有变色性能的材料融合到树脂中，其特征在于将干燥无水的变色粉料掺入未聚合的液态单体树脂中，充分搅拌均匀，再加入引发剂并搅拌使之充分混合，从单体混合开始，参与聚合全过程，将三者的混合液倒入镜片模具中成型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向定元，
申请(专利权)人：向定元，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]