光固化型镜片及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510150047.0

申请日:

2015.03.31

公开号:

CN104761679A

公开日:

2015.07.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C08F 222/20变更事项:专利权人变更前:长兴特殊材料(珠海)有限公司变更后:长兴特殊材料(珠海)有限公司变更事项:地址变更前:510000 广东省珠海市临港工业区高栏石化区碧阳路变更后:519000 广东省珠海市高栏港经济区石化九路307号|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C08F 222/20变更事项:专利权人变更前:长兴化学材料(珠海)有限公司变更后:长兴特殊材料(珠海)有限公司变更事项:地址变更前:510000 广东省珠海市临港工业区高栏石化区碧阳路变更后:510000 广东省珠海市临港工业区高栏石化区碧阳路|||授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):C08F 222/20登记生效日:20170125变更事项:申请人变更前权利人:长兴(广州)精细涂料有限公司变更后权利人:长兴化学材料(珠海)有限公司变更事项:地址变更前权利人:510560 广东省广州市经济技朮开发区东区骏达路182号变更后权利人:510000 广东省珠海市临港工业区高栏石化区碧阳路|||实质审查的生效IPC(主分类):C08F 222/20申请日:20150331|||公开

IPC分类号:

C08F222/20; C08F222/14; C08F220/30; C08F222/22; G02B1/04

主分类号:

C08F222/20

申请人:

长兴(广州)精细涂料有限公司

发明人:

孙维强; 王宏宇; 蔡征宇

地址:

510560广东省广州市经济技术开发区东区骏达路182号

优先权:

专利代理机构:

广州三环专利代理有限公司44202

代理人:

郝传鑫; 宋静娜

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内容摘要

本发明是有关于一种光固化型镜片及其制造方法,其是利用含有特定比例的多种(甲基)丙烯酸酯单体以及光起始剂的光固化型树脂组成物,进行光固化步骤后,以制得光固化型镜片。如此一来,不仅可降低制程成本及大幅缩短制程时间,所得的光固化型镜片更具有较高硬度以及较佳的耐化性和耐冲击性。

权利要求书

1.  一种光固化型镜片的制造方法,其特征在于,包含:提供一光固化型树脂组成物,所述光固化型树脂组成物包含:
单官能基(甲基)丙烯酸酯单体与多官能基(甲基)丙烯酸酯单体中的至少一种;
双官能基(甲基)丙烯酸酯单体;以及
光起始剂;
其中以该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体合计100重量份计,该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为0重量份至30重量份,该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为20重量份至95重量份,该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份,该光起始剂的含量为0.2重量份至4重量份;
将该光固化型树脂组成物注入一透光模具中,以形成一模体;以及利用紫外光对该透光模具中的该模体进行一能量射线固化步骤,使该模体形成一光固化型镜片。

2.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其中所述单官能基(甲基)丙烯酸酯单体包含(甲基)丙烯酸-2-苯氧甲酯、(甲基)丙烯酸-2-苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸-2-苯氧丙酯、(甲基)丙烯酸月桂酸酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯或(甲基)丙烯酸异癸酯。

3.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其中所述单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为0.1重量份至25重量份。

4.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其中所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体包含双酚A二丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯或乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯。

5.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其 中所述多官能基(甲基)丙烯酸酯单体包含三-(2-羟乙基)异氰尿酸三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或丙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯。

6.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其中所述多官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为1重量份至30重量份。

7.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其中所述光固化型树脂组成物具有大于1.5的折射率。

8.
  如权利要求1所述的光固化型镜片的制造方法,其特征在于,其中所述光固化型树脂组成物具有小于1500cps的黏度值。

9.
  一种光固化型镜片,其利用如权利要求1~8任一项所述的方法制得。

10.
  如权利要求9所述的光固化型镜片,其特征在于,所述光固化型镜片具有不小于1H的铅笔硬度。

11.
  如权利要求9所述的光固化型镜片,其特征在于,其中所述光固化型镜片具有大于1.5的折射率。

说明书

光固化型镜片及其制造方法
技术领域
本发明是有关于一种光固化型镜片及其制造方法,特别是有关于一种制程时间较短、硬度较高且耐冲击性较佳的光固化型镜片及其制造方法。
背景技术
从大众使用的眼镜镜片到高精密的光驱读取头或相机使用的光学镜头等,皆需要使用到镜片。传统的玻璃镜片制程皆以光学研磨或是以钻石刀具作精密切削而制得,不仅生产难度高、良率低、耗时费工且成本高昂,当作为眼镜配戴时,玻璃镜片容易破损而带来伤害。因此,光学业者开发出模造光学的加工技术生产树脂镜片,以因应庞大的市场需求。
常见的树脂镜片有热塑性树脂镜片(例如聚碳酸酯(PC)镜片、有机玻璃(PMMA)树脂镜片)等、热固化型树脂镜片(例如商品名CR-39)等,以下就各树脂镜片的材质、制程及其优劣简述之。
PC镜片即聚碳酸酯。这种材料呈透明、微黄色,不易着色,刚硬而韧性,抗冲击强度特别大,且385nm以下的紫外线全部吸收,可称的上是真正的安全镜片。另外,PC镜片的耐热性高,可耐油、润滑脂和酸类作用,吸水性低,又具有高度尺寸稳定性。不过PC镜片的缺点是不耐刮、耐化性差、应力大容易开裂与其他树脂兼容性差,在高度数时的色散现象也较严重。
PMMA镜片材质主要为聚甲基丙烯酸甲酯,俗称有机玻璃,溶解温度75~80℃,具有质轻,价廉等优点。一般而言,PMMA的制程是先从一定厚度平板上切下,按要求直径尺寸的圆块再经精密车削,然后再将料块加热,用两片模具压制成形,最后让镜片冷却。PMMA镜片表面的质量取决于钢模表面的光洁度。由于受热易变形,耐磨性差,耐化性差、抗冲击性不好,镜片表面的精 密度和质量完全取决于使用的机械工具,而不能与其他在光学方面使用的技术相比,依靠材料热塑性得到的镜片曲率不能保证镜片产品的稳定性,现今多用于低档太阳眼镜片。
热固化型树脂镜片可以CR-39镜片作为代表。CR-39镜片具有化学稳定性好的优点、比重低、低色散、光穿透度佳、折射率可依需求做材料调整、易于加工、染色后不易掉色等优点。惟其耐磨性以及耐冲击性较差,而且,热固化型树脂镜片是利用浇铸成型的方式制备,需要较长的热固化时间(18~19小时)以及大量的玻璃模具,因此产能不易提升。
有鉴于此,本发明提供一种制程时间较短、制程成本较低、硬度较高且耐冲击性较佳的光固化型镜片,有效解决先前技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光固化型镜片的制造方法。
本发明的另一目的在于提供一种光固化型镜片,其是以上述方法制得。
本发明的有益效果:
(1)应用本发明的光固化型镜片制造方法及其制得的光固化型镜片,其是利用含有特定比例的多种(甲基)丙烯酸酯单体以及光起始剂的光固化型树脂组成物,进行光固化步骤,不仅制程简单且环保、生产效率高,可降低制程成本,且大幅缩短制程时间与所需模具量。
(2)本发明光固化型镜片具有大于90%光穿透率、耐手污性、耐(化)碱性佳、具有较高的硬度以及较佳的耐冲击性,从而有效改善习知热塑性树脂镜片或热固化型树脂镜片的种种问题。
具体实施方式
为便于理解本文所陈述的揭示内容,兹于下文中定义若干术语。
术语“约”意谓如由本领域技术人员所测定的特定值的可接受误差,其部分地视如何测量或测定该值而定。
承前所述,本发明提供一种光固化型树脂组成物、含其的光固化型镜片及其制造方法,其是利用含有特定比例的多种(甲基)丙烯酸酯单体以及光起始剂的光固化型树脂组成物,进行光固化步骤,以较低的制程成本及较短的制程时间,制得硬度较高且耐冲击性较佳的光固化型镜片。
本发明提供一光固化型镜片的制造方法,包含:
(1)提供一光固化型树脂组成物,包含:
单官能基(甲基)丙烯酸酯单体与多官能基(甲基)丙烯酸酯单体中的至少一种;
双官能基(甲基)丙烯酸酯单体;以及
光起始剂;
其中基于该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体合计100重量份计,该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为0重量份至30重量份,该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为20重量份至95重量份,该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份,该光起始剂的含量为0.2重量份至4重量份;
(2)将该光固化型树脂组成物注入一透光模具中,以形成一模体;以及利用紫外光对该透光模具中的该模体进行一能量射线固化步骤,使该模体形成一光固化型镜片。
在本发明步骤(1)中,单官能基(甲基)丙烯酸酯单体与多官能基(甲基)丙烯酸酯单体的用量的总和不为零。
在本发明中,所得的光固化型镜片满足美国FDA 21 CFR 801.410的标准方法对于抗冲击性的要求,上述标准方法是利用44克重的钢球从130厘米高落下撞击光固化型镜片的凸面。
依据本发明一实施例,上述的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体可包括但不限于(甲基)丙烯酸-2-苯氧甲酯、(甲基)丙烯酸-2-苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸-2-苯氧丙酯、 (甲基)丙烯酸月桂酸酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯或(甲基)丙烯酸异癸酯。
本发明的光固化型树脂组成物中的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体可以调整黏度,具有低黏度与低收缩率等特性,可视需要与多官能基(甲基)丙烯酸酯单体择一或合并添加,以有效降低黏度,并利于排气与灌注至镜片模具等操作。该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量,以该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体合计100重量份计,较佳是介于约0.1重量份至25重量份之间。在本发明的一个具体实施例中,当单官能基(甲基)丙烯酸酯单体含量过多时,高于25重量份,尤其是高于30重量份时,将使光固化型树脂组成物固化速率慢,易产生干燥不完全与镜片过软等问题,且固化后折射率低,容易黄变,当单官能基(甲基)丙烯酸酯单体含量过低时(例如低于0.1重量份时),则黏度会较高,必需提高光固化型树脂组成物的温度,才能降低黏度并利于灌注至镜片模具中,由此所得的光固化型镜片组成物在后续进行光固化速度较慢。
本发明的光固化型树脂组成物中的双官能基(甲基)丙烯酸酯单体可以调整折射率,使得光固化型树脂组成物具有高折射率特性,并固化后制得的镜片具有高折射率,故可使镜片的厚度减薄。为提升光固化型镜片的耐冲击性,上述的双官能基(甲基)丙烯酸酯单体以具有乙氧化官能基修饰者为较佳。
依据本发明一实施例,上述的双官能基(甲基)丙烯酸酯单体优选高折射率单体(折射率大于1.5,优选大于1.52),可包括但不限于双酚A二丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯或乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯。
依据本发明一实施例,上述的多官能基(甲基)丙烯酸酯单体可包括但不限于三-(2-羟乙基)异氰尿酸三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或丙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯。
本发明的光固化型树脂组成物中的多官能基(甲基)丙烯酸酯单体可以缩短光固化反应的制程时间,所述该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量,以该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基) 丙烯酸酯单体合计100重量份计,较佳是介于约1重量份至30重量份之间。在本发明的一个具体实施例中,当多官能基(甲基)丙烯酸酯单体含量过多时,高于30重量份,尤其是高于40重量份时,将使光固化型树脂组成物固化后所制得的镜片变得硬脆、韧性不佳、耐冲击性不足、收缩率大以致容易产生镜片尺寸变形等问题,当多官能基(甲基)丙烯酸酯单体含量过低时(例如低于1重量份时),将使光固化型树脂组成物固化后所制得的镜片的玻璃转换温度较低,固化速度慢,表面硬度差,耐化性不佳。
本发明的光固化型树脂组成物中的多官能基(甲基)丙烯酸酯单体可视需要与单官能基(甲基)丙烯酸酯单体择一或合并添加。当单官能基(甲基)丙烯酸酯单体与多官能基(甲基)丙烯酸酯单体同时存在于光固化型树脂组成物中的条件下,以该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体合计100重量份计,两者合计含量较优选是介于约5重量份至30重量份之间。
本发明的光固化型树脂组成物中的光起始剂的种类并无特殊限制,是经能量射线照射后会产生自由基,而透过自由基的传递引发聚合反应者,其具体例可包括但不限于二苯甲酮(benzophenone)、二苯乙醇酮(benzoin)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-1-乙酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl-1-ethanone)、1-羟基环己基苯基酮(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、2-甲基-1,4-甲巯基苯基-2-吗林丙酮(2-methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-(4-morpholinyl)-1-propanone、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide),或它们的混合物,然以2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物为较佳,上述起始剂可单独一种使用或混合多种使用。
本发明的光固化型树脂组成物中的光起始剂的含量,以该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体合计100重量份计,较佳是介于约0.5重量份至2重量份之间。在本发明的一个具体实施例中,当光起始剂含量过多时,高于2重量份,尤其是高于4重量份时,将使光固化型树脂组成物固化后有过于硬脆等缺陷,没有韧性,当光起始剂含量过低时(例如低于0.5重量份,甚至低于0.2重量份时),将使光固化 型树脂组成物固化不完全。
一般光固化型树脂组成物会利用添加氟帮助脱模,添加苯乙烯共聚物调整黏度,添加粒子或微粒子增加折射率,需留意的是,本发明的光固化型镜片组成物并不含溶剂、氟、苯乙烯共聚物、粒子或微粒子。
为降低组成物固化后的收缩率(shrinkage),上述的光固化型树脂组成物,可选的,包含低聚物(oligomer),根据本发明之一实施态样,所述低聚物包括但不限于:聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate),如脂肪族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(aliphatic urethane(meth)acrylate)、芳香族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(aromatic urethane(meth)acrylate)、脂肪族聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯(aliphatic urethane di(meth)acrylate);环氧(甲基)丙烯酸酯(epoxy(meth)acrylate),如双酚A环氧二(甲基)丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy di(meth)acrylate)、酚醛环氧(甲基)丙烯酸酯(novolac epoxy(meth)acrylate);聚酯(甲基)丙烯酸酯(polyester(meth)acrylate),如聚酯二(甲基)丙烯酸酯(polyester di(meth)acrylate);(甲基)丙烯酸酯(meth)acrylate)寡聚物;及彼等之混合物。根据本发明之较佳实施态样,较优选为聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
在本发明的一个实施例中,上述的光固化型树脂组成物还可包含添加剂。其例如但不限于染料、抗氧化剂、热安定剂、分散剂(dispersing agent)、偶合剂、润湿剂、消泡剂、抗黄变剂或紫外线吸收剂,其中紫外线吸收剂可例如为苯并三唑类(benzotriazoles)、苯并三嗪类(benzotriazines)、苯甲酮类(benzophenones)或水杨酸衍生物(salicylic acid derivatives)等。由于前述染料、抗氧化剂、热安定剂或紫外线吸收剂的具体种类及其使用量,应属本发明技术领域中具有通常知识者所熟知,故不另赘述。依据本发明的一个实施例,上述的添加剂的含量,以该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体、该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体及该多官能基(甲基)丙烯酸酯单体合计100重量份计,较佳是介于约0.05重量份至2重量份之间。
依据本发明一实施例,上述的光固化型树脂组成物具有大于1.5的折射率,优选具有大于1.52的折射率。
依据本发明一实施例,上述的光固化型树脂组成物具有小于1500cps的黏度值,因为黏度低,所以容易操作。
依据本发明一实施例,上述的光固化步骤是利用紫外光进行例如3分钟至5分钟。
在本发明步骤(2)中,将上述光固化型树脂组成物注入透光模具中,例如具有预设曲面之的玻璃模具,利用胶圈或胶带予以合模后,形成模体。
在本发明步骤(2)中,所述能量射线是指一定范围波长的光源,例如紫外光(UV)、红外光、可见光或高能射线(电子束)等。照射强度可为自约500至约5000毫焦耳/平方公分(mJ/cm2),较佳是自约2000至约4000mJ/cm2。根据本发明的一个具体实施方式,能量射线固化方法为紫外光固化,对上述透光模具中的模体进行紫外光固化时间约3分钟至5分钟,使模体固化而形成镜片,紫外光的波长可例如为200纳米至450纳米。
在本发明步骤(2)中,视需要,包含进行脱模步骤,使制得得镜片脱离透光模具。在其他实施例中,在前述脱模步骤之后,更可选择性进行磨边、清洗、二次固化等步骤。
在一实施例中,上述所得的光固化型镜片经评估后,不仅具有较高硬度、耐撞击以及耐化学性,且具有较佳的光穿透性(至少90%)、高亮度、高折射率(至少1.5,优选大于1.53,更优选大于1.56)以及低比重(低于1.2mg/mL),可应用于安全镜片、光学组件等。
本发明的光固化型镜片的制造方法,不仅制程简单且环保、生产效率高,可大幅缩短制程时间,具有较高硬度以及较佳的耐化性和耐冲击性,相较于先前技术更为符合成本效益。
本发明此处所述的耐化学性,是指制得的光固化型镜片可以兼具耐溶剂、碱剂腐蚀或耐手污性的特性。在一实施例中,本发明的光固化型树脂组成物的耐溶剂性是指具有耐丁酮(MEK)腐蚀的特性,而耐碱性是指具有耐10%NaOH的碱剂腐蚀的特性。耐手污性是指具有耐碱性溶液[100g H2O,0.5g NaCl,0.2g  K2CO3,4.2g NaHCO3,pH 8.8]的碱剂腐蚀的特性。
本发明另提供一种光固化型镜片,其是由上述的方法制得,该光固化型镜片具有较佳的光穿透性(至少90%)、高亮度、高折射率(至少1.5)以及低比重(低于1.2mg/ml),可应用于安全镜片、光学镜片、光学组件等。
依据本发明一实施例,上述的光固化型镜片具有大于1H的铅笔硬度。
依据本发明一实施例,上述的光固化型镜片具有大于1.5的折射率,较佳为大于1.53的折射率,较佳为大于1.56的折射率。
补充说明的是,由于本发明的光固化型树脂组成物不需额外添加溶剂、氟、苯乙烯共聚物、粒子或微粒子,经较短时间的光固化步骤,即可制得光穿透性佳、硬度较高且耐化学性较佳的光固化型镜片,因此可有效降低制程成本及大幅缩短制程时间。其次,本发明的固化型镜片的制造方法不使用有机溶剂,可省去制程上需干燥或加热的步骤,不仅节省制程时间,不产生挥发性有机化合物(volatile organic compounds;VOCs)的污染,又深具环保性。
用本发明的光固化型镜片制造方法及其制得的光固化型镜片,其是利用含有特定比例的多种(甲基)丙烯酸酯单体以及光起始剂的光固化型树脂组成物,进行光固化步骤,可降低制程成本,且大幅缩短制程时间与所需模具量。由此所得的光固化型镜片具有较高的硬度以及较佳的耐冲击性,从而有效改善习知热固化型树脂镜片的种种问题。
以下利用数个实施例以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,本发明技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种更动与润饰。
实施例1 制备光固化型镜片
实施例1是根据表1,所述试剂与其所列重量份混合均匀后,将所得胶液先进行胶液性能测试,其结果如表1所示。
之后,再注入透光玻璃模具中,利用胶圈或胶带予以合模后,形成模体。接着,利用紫外光对上述透光模具中的模体进行光固化步骤达3分钟,使模体 固化而形成镜片。之后,脱模取出镜片,经过磨边与清洗等处理后,进行以下各项镜片的评估项目,其结果如表2所示。
实施例2至8 制备光固化型镜片
实施例2至8是根据表1,使用与实施例1相同的方式混合均匀并进行胶液性能测试后,再注模形成模体,并进行以下各项镜片的评估项目,其结果如表1及表2所示。
比较例1 制备热固型镜片
比较例1是将100重量份的聚双烯丙基二甘醇二碳酸酯(allyl diglycol carbonate,共聚物,即市售CR-39热固型树脂镜片)加入2.7重量份的硬化剂过氧化二碳酸二异丙酯(diisopropyl peroxydicarbonate;IPP),注入与实施例1相同的透光玻璃模具中,利用胶圈或胶带予以合模后,形成模体。接着,将上述透光玻璃模具中的模体加热至50~80℃,进行热固化步骤达18小时,使模体固化而形成镜片。之后,脱模取出镜片,经过清洗以及二次固化等处理后,进行以下各项评估,其结果如表1及表2所示。
比较例2至3
比较例2至3是根据表1,使用与实施例1相同的方式混合均匀并进行胶液性能测试后,再注模形成模体,并进行以下各项镜片的评估项目,其结果如表1及表2所示。
评估方式
(一)光固化型树脂组成物的胶液性能测试
实施例1至8以及比较例1至3的光固化型树脂组成物的胶液进行以下性能测试,其结果如表1所示。
黏度:利用市售黏度计(例如Brookfield,LVT),在温度为25℃量测光固化型树脂组成物的胶液黏度。
液体外观:根据肉眼评估上述实施例的光固化型树脂组成物的胶液外观。
比重:利用比重计在25℃量测光固化型树脂组成物的胶液比重。
表面张力:利用市售表面张力机(例如协和界面自动表面张力机,CVBP-A3)在温度为25℃量测光固化型树脂组成物的胶液表面张力。
折射率:利用市售折射计(例如ATAGO DR-A1折射计)在温度为25℃量测光固化型树脂组成物的胶液折射率。
表1

单体:
a:乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯
b:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
c:月桂基丙烯酸酯
d:2-苯氧基乙基丙烯酸酯
e:三-(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯
f:2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮
n.d.:未量测
由表1的评估结果可知,实施例1至8的光固化型树脂组成物经评估后,不仅具有与比较例1(市售CR-39热固型树脂组成物)相当的高折射率(其中实施例1的折射率为1.529,比较例1的CR-39的折射率为1.452)、低比重(实施例1至8的比重为1.12~1.18mg/mL)。
(二)光固化型镜片的性能评估
1、镜片的可脱模性
根据肉眼评估实施例1至8与比较例1至3的镜片的可脱模性,其判断基准如下,而评估结果如表2所示:
◎:可完整脱模
╳:不完全脱模
2、镜片外观
此实施例根据肉眼评估实施例1至8与比较例1至3的镜片的外观,其判断基准如下,而评估结果如表2所示。
3、光穿透率/折射率
根据JIS-K7136标准方法,评估实施例1至8与比较例1至3的镜片的光穿透率(transmittance;%),其所测数值如表2所示。折射率:利用市售折射计(例如ATAGO DR-M2折射计)在温度为25℃量测镜片的折射率。
4、色相
根据ASTM E 1164标准方法,评估实施例1至8与比较例1至3的镜片的色相坐标,其评估结果如表2所示。
5、耐溶剂性
此实施例是利用沾有纯丁酮的布,荷重500g分别擦拭实施例1至8与比较例1至3的镜片的表面达100次,再根据肉眼评估上述镜片的外观,以评估镜片的耐溶剂性,其判断基准如下,而评估结果如表2所示:
◎:外观完整且无肉眼可见的缺陷
╳:外观不完整且出现肉眼可见的缺陷
6、冲击性测试1-3
冲击性测试1:根据美国FDA21CFR 801.410标准方法(FDA Regulation21 CFR 801.410for Impact Resistant),将一个16g重钢球从127cm落下撞击实施例1至8与比较例1至3的镜片的凸面,以评估上述实施例的光固化型镜片的抗冲击性。
冲击性测试2:根据美国FDA 21CFR 801.410标准方法(FDA Regulation21 CFR 801.410for Impact Resistant),将一个44g重的钢球从130cm落下撞击实施例1至8与比较例1至3的镜片的凸面,评估上述镜片的抗冲击性。
上述冲击性测试1-2其判断基准如下,而评估结果如表2所示:
○:通过测试标准
╳:未通过测试标准
冲击性测试3:此实施例是利用一颗高速运动小珠撞击实施例1至8与比较例1至3的镜片,该小珠直径3mm,速度100m/s(等同于360km/h)。
上述冲击性测试3的判断基准如下,而评估结果如表2所示:
○:外观产生撞击穿孔未产生块状尖锐破碎物
╳:外观破碎产生块状尖锐破碎物
7、耐热性
实施例1至8与比较例1至3的镜片放置100℃烘烤4小时。其判断基准如下,而评估结果如表2所示:
○:外观完整且无肉眼可见的缺陷
╳:外观不完整且出现肉眼可见的缺陷
8、耐碱性
实施例1至8与比较例1至3的镜片分别浸泡于10%NaOH水中24至120小时,评估上述镜片的耐水性,其判断基准如下,而评估结果如表2所示:
◎:外观完整且无肉眼可见的缺陷
╳:外观不完整且出现肉眼可见的缺陷
9、耐手污性
实施例1至8与比较例1至3的镜片分别浸泡于碱性溶液[100g H2O,0.5g NaCl,0.2g K2CO3,4.2g NaHCO3,pH 8.8]中24至120小时,评估上述光固化型镜片的耐手污性,其判断基准如下,而评估结果如表2所示:
◎:外观完整且无肉眼可见的缺陷
╳:外观不完整且出现肉眼可见的缺陷
10、硬度
利用铅笔硬度试验机[Elcometer 3086,SCRATCH BOY],以Mitsubishi铅笔(硬度分别为1H、2H、3H),测试实施例1至8与比较例1至3的镜片的硬度,其结果如表2所示。
由表2的评估结果可知,实施例1至8制得的光固化型镜片的外观、光穿透率大于90%、耐手污性、耐碱性以及硬度,与比较例1至3的镜片不分轩轾,但实施例1至8的光固化型镜片的于高耐冲击性测试(美国FDA 21CFR 801.410标准方法,由一个44g重钢球从130cm落下撞击镜片凸面的抗冲击性测试)更优于比较例1与3,因此可应用于安全镜片、光学组件等。
表2


由表2的评估结果可知,实施例1至8的镜片经评估后,不仅具有与比较例1(市售CR-39热固型树脂镜片)高折射率(其中实施例1的折射率为1.56,比较例1的CR-39的折射率为1.49)。
另外,比较实施例1与比较例1制程所需固化时间,实施例1的固化时间为3~5分钟,相较于比较例1热固化的CR-39镜片的固化时间17-18小时,确实大大节省制程时间,更能有效提升模具使用率。
经由实施例2、5、6比较可知:实施例选用双官能基(甲基)丙烯酸酯单体为乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯作为镜片组合物组份时光学性能佳,比例越高折射率越高,可调整镜片整体折射率。
经由实施例2、3与比较例3可知:实施例选用多官能基(甲基)丙烯酸酯单体为三-(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为镜片组合物组份时,可增加韧性与固化速度,但若比例太高时(超过40%),收缩率会太大影响制作镜片尺寸(比较例3观察到所制镜片尺寸缩小),耐冲击性变差且镜片外状会偏黄。
经由实施例1与比较例2可知:实施例选用单官能基(甲基)丙烯酸酯单体为月桂基丙烯酸酯作为镜片组合物组份时,镜片组合物整体黏度下降,表面张力低脱膜性好,但添加量过多(大于30重量份)时兼容性差所固化成镜片外状泛白,硬度也会受影响。
经由实施例2、8可知,实施例8选用单官能基(甲基)丙烯酸酯单体作为镜片组合物组份时,可有效降低镜片组合物的整体黏度。其次,就镜片的制作速度而言,实施例8的镜片组合物的整体黏度较低,操作性较佳,因此其制作速度快于实施例2。基于镜片制程操作性的优化,本发明光固化型树脂组成物以小于1500cps的黏度值为佳。
本发明选用适量的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮作为光起始剂,可搭配选用适量的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物光起始剂可提高固化速度。倘若光起始剂的使用量超过4重量份,则所得的镜片会偏黄且过于硬脆。
需补充的是,本发明虽以特定种类的单体、光起始剂、制程条件、评估方法或特定仪器作为例示,说明本发明的光固化型树脂组成物、含其的光固化型镜片及其制造方法,惟本发明所属技术领域中任何具有通常知识者可知,本发明并不限于此,在不脱离本发明的精神和范围内,本发明的光固化 型树脂组成物、含其的光固化型镜片及其制造方法亦可使用其他种类的单体、其他光起始剂、其他制程条件、其他分析方法或其他仪器进行。
由上述本发明实施例可知,本发明的光固化型镜片制造方法及其制得的光固化型镜片,其是利用含有特定比例的多种(甲基)丙烯酸酯单体以及光起始剂的光固化型树脂组成物,进行光固化步骤,可降低制程成本,且大幅缩短制程时间与所需模具量。由此所得的光固化型镜片具有较高的硬度以及较佳的耐冲击性,从而有效改善习知光固化型树脂镜片的种种问题。
虽然本发明已以数个实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

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资源描述

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本发明是有关于一种光固化型镜片及其制造方法,其是利用含有特定比例的多种(甲基)丙烯酸酯单体以及光起始剂的光固化型树脂组成物,进行光固化步骤后,以制得光固化型镜片。如此一来,不仅可降低制程成本及大幅缩短制程时间,所得的光固化型镜片更具有较高硬度以及较佳的耐化性和耐冲击性。。

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