砂轮磨边性能得到改进的膜层压眼镜片 |
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| 申请号 | CN201280078059.1 | 申请日 | 2012-12-28 | 公开(公告)号 | CN105008114A | 公开(公告)日 | 2015-10-28 |
| 申请人 | 埃西勒国际通用光学公司; | 发明人 | 蒋培奇; S·韦伯; M·庞德斯; J·马查; M·伯根斯; | ||||
| 摘要 | 一种具有磨边优化的层状构形的 层压 光学镜片和用于制造该层压光学镜片的方法。该层压光学镜片包括一个光学 基础 镜片和一个包括离所述镜片最远的外膜的膜分层结构。 粘合剂 分层结构放置在该膜分层结构与该光学基础镜片之间，以便将该膜分层结构永久地保留在该光学基础镜片的表面上。通过用粘合剂分层结构将具有外膜的膜分层结构层压到光学基础元件上来制造该层压镜片。该外膜具有至少100μm的厚度、并且优选是在150微米到300微米(含)的范围内的厚度。该粘合剂分层结构具有在5微米到100微米(含)范围、并且优选是25微米到50微米(含)范围内的厚度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有磨边优化的层状构形的层压光学镜片，该层压光学镜片包括： |
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| 说明书全文 | 砂轮磨边性能得到改进的膜层压眼镜片技术领域[0001] 本发明涉及砂轮磨边性能得到改进的膜层压眼镜片。 背景技术[0002] 眼镜片被制造成为圆盘。然后，该盘的外周边缘通过砂轮磨边被去除以提供将安装到眼镜架内或者作为无框眼镜使用的修边镜片。为了提供镜片的光学特性，可以将膜或者膜分层结构层压到该圆盘上。例如，可以将单膜或包括至少一个功能膜的膜分层结构层压到镜片上。然而，膜和分层结构层压镜片是在砂轮磨边过程中会容易变得脱层的精细的部件。 [0003] 更确切地，如图1A中可以看到的，单层膜10a或简单的膜是用粘合剂层10g层压到镜片10s上的。在其他情况下，分层结构被提供成包括两个或更多个单独膜层。这种膜分层结构的一个实例是包括夹在两个三醋酸纤维素酯膜(TAC)之间的基于聚乙烯醇的层(PVA)的偏光结构。PVA膜被层压在这些TAC层之间从而使得这些后者充当PVA层两侧上的保护层。图2中展现了这种膜结构，该图总体指图2A、图2B和图2C。膜分层结构20w包括一个外部TAC膜20a、一个第一中间粘合剂层20b、一个中间PVA膜20c、一个第二中间粘合剂层20d和一个内部TAC膜20e。膜分层结构20w用额外的粘合剂层20g层压到镜片20s上。 [0005] 例如，可能在三个不同的位置出现引起膜分离的失效界面。如图1B中所示，这种失效界面10x出现在镜片10s与简单的膜10a之间。在层压膜分层结构的情况下，可能出现两种类型的缺陷。如图2B中所示，第一种类型的缺陷20x是在膜分层结构20w内。如图2C中所示，第二种类型的缺陷20y出现在镜片20s与膜分层结构20w之间。 [0006] 相应地，将令人期望的是提供在砂轮磨边过程展现出极好性能的单膜层压镜片和膜分层结构层压镜片。 发明内容[0007] 相应地，本发明的实施例的目标是提供机械特性得到增强的膜和膜分层结构层压镜片。 [0008] 另一个目标是改进砂轮磨边性能而不改变粘合剂、膜或镜片的化学组成。 [0009] 进一步的目标是指明一种具有在砂轮磨边过程中抵抗脱层的现有材料的组件构形。 [0010] 另一个目标是提供一种用于使非常适合于砂轮磨边的层压镜片成形的方法。 [0011] 进一步的目标是用现有制造方法在不添加步骤、时间或成本的情况下组装该构形。 [0012] 这些和其他相关目标根据本发明的实施例是通过为改进的砂轮磨边性能加以适配的、具有用粘合剂层压到眼镜片上的膜或膜分层结构的层压镜片来实现的。 [0013] 该层压光学镜片产品具有一个磨边优化的层状构形，该构形包括一个光学基础镜片和一个包括离所述镜片最远的外膜的膜分层结构。粘合剂分层结构布置在该膜分层结构与该光学基础镜片之间，以便将该膜分层结构永久地保留在该光学基础镜片的表面上。该外膜具有至少100μm的厚度、并且优选地在150微米到300微米(含)的范围内的厚度、并且优选地190微米的厚度。该粘合剂分层结构包括至少一个具有光学质量的压敏粘合剂层，具有在5微米到100微米(含)、并且优选是25微米到50微米(含)的范围内的厚度。替代地，该粘合剂分层结构包括一个具有范围在5微米到16微米(含)内的厚度的三层粘合剂结构。该三层粘合剂结构包括两层胶乳粘合剂和夹在这两层乳胶之间的一层热熔性粘合剂。本发明通过增加外膜的厚度提供了改进的组件，从而该组件的最后膜层是最佳厚度而没有改变粘合剂化学成分。 [0014] 该膜分层结构包括两个或更多个膜，这些膜包括该外膜、和一个与该粘合剂分层结构接触的近端膜；以及任选地一个夹在该外膜与该近端膜之间的中间膜。一个或多个中间粘合剂层被安置在这些膜之间。每个中间粘合剂层具有高于0.5微米、优选是在1.0微米到5.0微米(含)的范围内的厚度。该中间膜是一个基于聚乙烯醇的偏光层(PVA)，并且该外膜和近端膜是基于三乙酸纤维素酯的层(TAC)。该外膜是一个基于三乙酸纤维素酯的层(TAC)具有至少100μm的厚度、并且优选是在150微米到300微米(含)的范围内的厚度、并且优选是190微米的厚度。该膜分层结构包括一个基于三乙酸纤维素酯的层(TAC)，该层与该压敏粘合剂层接触。 [0015] 根据本发明的另一个方面，一种用于制造层压镜片的方法，该方法包括形成一个磨边优化的层压镜片。最初，提供了一个光学基础镜片、一个粘合剂分层结构、和一个包括外膜的膜分层结构。将该膜分层结构层压到该光学基础元件上，其中该粘合剂分层结构被安置在该膜分层结构与该光学基础镜片之间，以便将该膜分层结构永久地保留在该光学基础镜片的表面上。该外膜具有至少100μm的厚度、并且优选是在150微米到300微米(含)的范围内的厚度、并且优选是190微米的厚度。 [0016] 该粘合剂分层结构包括至少一个具有光学质量的压敏粘合剂层，具有在5微米到100微米(含)、并且优选是25微米到50微米(含)的范围内的厚度。替代地，该粘合剂分层结构包括一个具有范围在5微米到16微米内的厚度的三层粘合剂结构。该三层粘合剂结构包括两层胶乳粘合剂和夹在这两层乳胶之间的一层热熔性粘合剂。 [0017] 该膜分层结构包括两个或更多个膜，这些膜包括该外膜、和一个与该粘合剂分层结构接触的近端膜；以及任选地一个夹在该外膜与该近端膜之间的中间膜。一个或多个中间粘合剂层被安置在这些膜之间。每个中间粘合剂层具有高于0.5微米、优选是在1.0微米到5.0微米(含)的范围内的厚度。该中间膜是一个基于聚乙烯醇的偏光层(PVA)，并且该外膜和近端膜是基于三乙酸纤维素酯的层(TAC)。 [0018] 该外膜是一个基于三乙酸纤维素酯的层(TAC)具有至少100μm的厚度、并且优选是在150微米到300微米(含)的范围内的厚度、并且优选是190微米的厚度。该膜分层结构包括一个基于三乙酸纤维素酯的层(TAC)，该层与该压敏粘合剂层接触。 [0019] 在本申请中下列定义适用于所提及的不同词语。 [0020] 膜是指单层材料，例如功能膜、或者三醋酸纤维素(triacetate cellulose)或三乙酸纤维素酯(cellulose triacetate)膜(TAC)膜。 [0021] 膜分层结构是指单膜材料、或包括具有完全相同或不同特性的、粘合在一起的两个或更多单独膜层的层次结构。 [0022] 粘合剂层是指与光学基础镜片直接接触并且被安置在功能膜或膜分层结构与光学基础镜片之间以便在它们之间获得永久接触的粘合剂层。 [0023] 中间粘合剂层是指布置在两个膜之间以便获得膜分层结构的粘合剂层。 [0024] 外膜是指安置在粘合剂层的与镜片相反并且离镜片最远的那侧上的膜。在单膜结构的情况下，单膜被认为是外膜。 [0025] 近端膜或内膜是指与光学镜片的面共形接触的膜。 [0026] 极性膜或偏光膜是指执行偏光功能的膜， [0027] HMA是指一种热熔性粘合剂。 [0028] PSA是指压敏粘合剂。 [0029] PVA指的是一种偏光聚乙烯醇膜，即，单膜层。 [0030] 偏光结构是指PVA膜和提供在该结构上的至少一个表面上的保护膜或是包括第一保护膜、中间PVA膜和第二保护膜的三层结构。 [0031] Rx是指眼镜片的处方。 [0032] 砂轮磨边是指不使用或使用水地使用在光学行业中典型的磨轮对光学制品的周边的机械成型。 [0033] 一般而言，本发明的设备实施例包括一个磨边优化层状构形，该构形具有与镜片接触的粘合剂层、和较厚的外膜，该膜离镜片最远。该磨边优化的层状构形实施起来简单，因为它利用了常规粘合剂和膜。在膜分层结构作为偏光结构的情况下，可以使用常规中间粘合剂，其中对外膜层进行厚度调节以改进其机械特性。 [0034] 对机械特性的这种改进是通过增加外膜层的厚度来获得的。通过增加外膜层的厚度增强了此磨边性能；膜内的粘合剂层与中间粘合剂层的厚度将结构分层成最佳组合。由于此组合，克服了标准砂轮磨边缺陷，从而避免了膜变形和/或膜分离。附图说明 [0035] 在考虑到现将结合附图详细描述的说明性实施例时，本发明的优点、性质和各种额外的特征将更加充分地显现。在附图中，其中贯穿这些视图类似的参考标号表示类似的部件： [0036] 图1A是层压到镜片上的现有技术单膜的图解。 [0037] 图2A是层压到镜片上的现有技术三层结构的图解。 [0038] 图1B是展示了膜镜片脱层的图解。 [0039] 图2B是展示了结构的外层内的膜-膜脱层的图解。 [0040] 图2C是展示了三层结构镜片脱层的图解。 [0041] 图3是根据本发明的实施例的示出了层压到镜片构形上的单膜的图解。 [0042] 图4是根据本发明的进一步实施例的示出了层压到镜片构形上的三层结构的图解。 具体实施方式[0043] 磨边性能得到改进的简单的单膜层压制件 [0044] 图1A和图3是简单膜层压的比较实例。在图1A中，简单的薄TAC膜10a通过薄PSA粘合剂层10g被层压到镜片10s上。膜10a的厚度是大致40微米，并且粘合剂层10g的厚度是25微米。具有这些薄层的层压镜片10m产生差的磨边结果。换言之，如图1B中所示，层压镜片10m将具有令人不可接受高的缺陷百分比。 [0045] 在图3中，简单的厚TAC薄膜34a通过厚PSA粘合剂层34g被层压到镜片34s上。膜34a的厚度是大致190微米，并且粘合剂层34g的厚度是25微米。具有这些厚层的层压镜片34m产生良好的磨边结果。换言之，层压镜片34m将具低缺陷百分比或没有缺陷。 [0046] 在简单的TAC膜通过PSA胶合到镜片上的情况下，我们已经经过了一系列实验。在这些实验中，我们已经改变了PSA的厚度和TAC膜的厚度。具有膜的镜片已经被磨边并且然后我们已经分析了呈现出膜分离和/或变形的镜片的数量。 [0047] 已经比较地测试了并且检查了来自图1A和图3的层压构形。用不同的粘合剂重复每个比较测试以演示该层压构形是砂轮磨边性能得到改进的原因，而不是粘合剂的选择。换言之，双粘合剂测试确认改进的磨边是由机械因素而不是由粘合剂的化学成分产生的。 [0048] 单独测试 [0049] 用厚度为40微米的TAC膜10a和以商标名3M 8146-1PSA销售的厚度为25微米的压敏粘合剂层10g测试图1A的构形。磨边之后，镜片10m呈现出许多缺陷。用相同的材料测试图3中的根据本发明的新机械层压构形。然而，TAC膜34a的厚度是190微米，并且粘合剂34g的厚度是25微米。磨边之后，在镜片34m中没有观察到缺陷。 [0050] 用厚度为40微米的TAC膜10a和以日本日东(Nitto)CS962X为商标名销售的厚度为25微米的压敏粘合剂层10g测试图1A的构形。磨边之后，镜片10m呈现出许多缺陷。用相同的材料测试图3中的根据本发明的新机械构形。然而，TAC膜34a的厚度是190微米，并且粘合剂34g的厚度是25微米。磨边之后，在镜片34m中没有呈现出缺陷或低变形。 显而易见的是，在磨边之后，提供190微米膜和25微米厚粘合剂的两个新的机械构形提供了非常低且可接受的变形。 [0051] 进行了一套测试，其中，分别以恒定的50微米厚度应用了Nitto和3M粘合剂。然后，TAC膜的厚度从40微米变化到190微米。测试结果显示TAC膜厚度参数是极其重要的。如果我们增加TAC厚度一直到190微米为止，则变形更低。对于两种不同的PSA粘合剂(Nitto 9622和3M 8146-2)而言，这是属实的。相应地，当粘合剂厚度恒定时，与增加TAC厚度相对应，磨边性能有显著持续的改进。机械构形比粘合剂化学成分对磨边性能具有更大的影响。该测试证明当外膜TAC具有在150微米到300微米(含)的范围内的厚度时并且具体地当外膜的厚度是大约190微米时，任何合适的粘合剂都将提供砂轮磨边性能得到改进的层压镜片。 [0052] 当使用厚膜时，机械构形对砂轮磨边性能具有更大的影响，并且当这个厚的外膜与厚的粘合剂层组合使用时，增强了此机械性能。当厚膜在190微米(例如，150到300微米(含))范围内时并且当厚胶层在50微米(例如，25到50微米(含))范围时，获得良好的结果。 [0053] 在此最后测试中，80微米TAC薄膜是硬涂层的并且被胶合到镜片上。然后，PSA粘合剂的厚度从25微米变化到50微米。当粘合剂仅厚25微米时，硬涂层的添加给出了稍微更好的结果。然而，当粘合剂厚50微米时，硬涂层的添加提供了更低的变形。 [0054] 当将非涂层测试与涂层测试进行比较时，得出结论是：对膜进行涂层总体上与本申请中所提出的机械构形兼容。因此，可以对任何根据本发明制作的层压镜片进行涂层。这种涂层包括保护涂层、硬涂层、减反射(AR)涂层、光致变色涂层、着色涂层、防雾涂层或抗污涂层。替代地，光致变色染料和色调可以结合到膜中并且然后被覆盖在硬涂层或保护涂层中。 [0055] 由于不需要特殊的粘合剂化学成份，以本发明的创造性机械构形使用的镜片可以由任何类型的光学基材制成。例如，镜片可以通过边缘浇口注塑模制工艺或铸造工艺制造。此外，该镜片可以由任何光学等级材料(例如，热塑性或热固性材料)制成。由于本发明就其应用工艺而言是通用的，本发明可以与任何类型的平光镜片或眼镜片、半成品或成品镜片，并且可以应用于或者正面或背面镜片。任何类型的光学粘合剂和应用方法都可以与这些创造性概念一起使用。例如，PSA、热熔性粘合剂、乳胶、单粘合剂层、多粘合剂层系统。可以通过任何方法涂覆这些粘合剂，包括层压、喷涂、旋转涂覆、浸渍涂敷。所描述的广泛范围的材料、镜片类型和涂层可以与根据本发明的单膜和膜分层结构层压镜片两者一起使用。 [0056] 本创新可以与用于眼镜片应用的任何种类的简单的或单膜一起使用。本发明对于膜层压的镜片应用(其中膜分离是在砂轮磨边过程中的一个问题)是特别有效的。本创新改进了任何种类的砂轮磨边机的膜磨边性能。 [0057] 在以上简单的膜实例中，TAC膜表示任何单膜并且形成膜分层结构层压测试的实验基础，尤其是当膜分层结构是三层结构时。的确，本发明的一个相关应用是为最终眼镜片提供偏光功能。为此，膜分层结构可以包括夹在两个完全相同或不同的材料保护膜之间的一个基于聚乙烯醇的层(PVA)，这些保护膜选自例如TAC(三乙酸纤维素酯)、CAB(乙酸丁酸纤维素)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、TPU(氨基甲酸脂聚合物)、COC(环烯共聚物)和聚酰亚胺。图2和图4展示了层压在TAC层之间的PVA膜，这样使得这些后者充当PVA层两侧上的保护层。该外膜是TAC层。 [0058] 与磨边弱点或膜分层区域在膜与镜片之间的单膜层压镜片不同，对于多层膜层压镜片，磨边弱点或膜脱层区域可能在多膜层内或在镜片与多层膜之间，如在TAC与PVA之间。因此，需要用与单膜层压镜片相同的原理改进多层结构膜的磨边性能。 [0059] 磨边性能得到改进的膜分层结构层压制件 [0060] 建立在简单的单膜测试所获得的知识上，接下来测试复杂的膜分层结构。举例来讲，使用了包含粘结在一起形成膜分层结构的三个膜的偏光结构。中间粘结剂层被布置在这些膜之间。更具体地，TAC-PVA-TAC偏光三层结构通过三层乳胶-HMA-乳胶粘结剂系统被层压到镜片上。该偏光结构是可从Onbitt获得的商业极性结构。膜分层结构80w用薄粘合剂层80g层压到镜片80s上。在这些情况下，粘合剂层80g由三层乳胶-HMA-乳胶粘合剂系统组成。在与本发明相同的申请人所拥有的EP 2496405中描述了这种三层粘合剂系统。 [0061] 为了确定膜分层结构的最佳机械构形，改变外部TAC膜以及第一和第二中间粘合剂层的厚度。对于每个新产生的膜分层结构构形，进行分析以评估与被磨边的镜片的总数相比呈现出膜分离(在该结构内)的镜片的数量。 [0062] 图4展现了测试模型。膜分层结构80w由一个外部TAC膜80a、一个第一中间粘合剂层80b、一个PVA膜80c、一个第二中间粘合剂层80d和一个TAC内膜80e组成。在所有测试中，PVA膜80c保持在25-35微米。TAC膜80a和80e独立地选自80微米薄膜和190微米的厚膜。粘合剂层80b和80d独立地选自低于0.5微米的薄粘合剂层和2.5微米的厚粘合剂层。偏光结构可以用额外的粘合剂层80g胶合到光学镜片上。用标准磨边机对层压镜片进行修边。薄粘合剂层和厚粘合剂层两者的粘合水平按照剥离力是相同的。 [0063] 在下表1中，清晰显示了外TAC膜厚度和粘合剂厚度的磨边影响。令人惊奇的是，两个厚度(外部TAC和中间粘合剂)的组合产生最好的磨边结果。单独的外TAC厚度和单独的粘合剂厚度两者都不足以解决砂轮磨边过程中的此膜分离问题。我们可以看到，主要影响是由外TAC厚度引起的。 [0064] 表1 [0065] [0066] 基于单膜测试，人们会预期改进的磨边性能将由厚粘合剂层80g和厚的相邻膜层80e引起。出人意料地，在膜分层结构中，与更厚的中间粘合剂层80b、80d组合的外膜层80a对减少脱层具有最大的影响。如从表1中的最后一行看到的，具有薄内膜层80e对脱层没有影响。 [0067] 本发明对在砂轮磨边过程中有成问题的膜分离的单膜或膜分层结构层压镜片应用是有用的，本创新是改进任何种类的砂轮磨边器的膜磨边能力的一个非常好的方式。基础光学镜片可以由典型地用于光学器件和眼科学的材料制成。通过信息而非限制性的方式，材料可以从以下各项中选择：聚碳酸酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚砜；聚乙烯的共聚物，这里是邻苯二甲酸酯和聚碳酸酯；聚烯烃，即，聚降冰片烯；二乙二醇双(烯丙基碳酸酯)的聚合物和共聚物；(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，即，源自双酚A的(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物；硫(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物；尿烷与硫尿烷聚合物和共聚物；环氧聚合物和共聚物；以及环硫聚合物和共聚物。 [0068] 单膜或膜分层结构赋予光学基础镜片光学或性能功能。功能性的类型可以是保护免受光降解作用或光氧化的功能、抗冲击功能、抗辐射功能、偏光功能、色彩过滤功能、光致变色功能、抗静电功能、防污染功能、像素或微观结构架构所应用的功能。在本发明的优先实施例中，偏光结构粘附到光学基础镜片上以提供偏光镜片。 |
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