用于增强聚碳酸酯着色的亚芳基载体的制作方法
【专利说明】用于增强聚碳酸酯着色的亚芳基载体
[0001] 本发明涉及一种用于染色基底以获得着色的基底或物品（例如着色的光学或眼 用镜片）的方法。本发明具体地涉及由包含聚碳酸酯（PC)的基底获得的物品。具体地，本 发明涉及用于眼科工业的聚碳酸酯镜片着色的问题，考虑了在这个光学领域中必要的高透 明度、低雾度和机械特性。
[0002] 透明有机材料（有机玻璃）的眼用镜片比无机玻璃更轻并且更不易碎并且现在被 广泛地使用。作为用于眼用镜片的有机玻璃使用的聚合物之一是聚碳酸酯。事实上，由于其 与其重量相比高的耐破损性，它是一种广泛用于制造塑料固体的聚合物。此外，它具有在低 雾度、高透明度组合物中呈现的优点并且由于它是一种热塑性材料它可相对便宜地制造。
[0003] 然而，使用常规的方法如常规的直接浴着色对聚碳酸酯材料基底难以着色，这是 由于其具有密实表面形貌以及高的玻璃化温度。水浴着色通常是不合适的，因为其即使在 延长的时间过程中也有限的染料吸收量。因此眼科工业难以生产具有眼用等级镜片必需的 着色品质的基于聚碳酸酯的镜片。
[0004] 一些已知的技术是将可着色或着色过的硬涂层沉积在聚碳酸酯基底的顶部上。然 而，不仅许多现有技术的可着色的硬涂层与无机玻璃相比仍然缺乏耐磨性，而且此类步骤 需要一个附加的层，该附加的层可能增加生产成本。
[0005] 此外，一些技术已经提出了在染料溶液中使用有机溶剂或者在着色之前使用如UV 照射的预处理。有机溶剂的使用使得着色方法是对环境有害的并且UV预处理需要附加的 处理时间和基础设施。
[0006] 此外，EP 2319981提出了在着色浴中使用附加的硫醇载体。然而，使用此类含硫 的载体所产生的着色浴在一些情况下可能产生有臭味的且有时刺激性的散发物。
[0007] 因此，需要用于着色聚碳酸酯镜片的基底的方法，该方法克服已知方法的限制，而 不损害着色的均匀性。有利地，本发明披露了一种解决以上讨论的问题的方法。
[0008] 本发明提供了一种用于在短时间内着色聚碳酸酯基底并且以良好的均匀性实现 较高的着色强度的解决方案。这些和其他优点根据如下描述的本发明来实现。
[0009] 本发明披露了一种着色组合物，该着色组合物包含在至少一种溶剂中的至少一种 染料、或染料前体，以及至少一种载体，该载体选自由以下式（1)表示的化合物：
[0010] (I) [ALl_Sp2_Ar_Spl]2 y_X_Aky
[0011] 其中
[0012] X 表示 0 或 S，
[0013] Spl和Sp2是相同或不同的并且表示化学键合或由直链或支链的（C1-C2)亚烷基 组成的间隔基之一，
[0014] Ar表示（C5-C12)亚芳基和（C5-C12)亚杂芳基之一，
[0015] ALl 表示-SH 或-OH 基团之一或者-0-CH2-OH、-S-CH2-OH、-0-CH2-SH、-S-CH2-SH 基团之一，
[0016] Ak表示直链或支链的（C1-C6)烷基，其中0至2个非连续的非末端碳原子被0或 S替代，
[0017] y是0或1，并且当y = 0时，这两个AL1-Sp2-Ar-Spl-支链可以是相同或不同的。
[0018] 在一些实施方案中，在y = 0时，这两个AL1-Sp2-Ar-Spl-支链是相同的。
[0019] 在一些实施方案中，所有Spl、Sp2和Ak (如果存在的话）一起不使所述结构具有 多于四个、优先地两个选自由C、S、0组成的组中的原子。
[0020] Ar基团可以是亚苯基或甲代亚苯基。
[0021] 不受理论的限制，认为这些载体引起纤维的一定膨胀。它们似乎可以进入聚碳酸 酯的精细结构中并且推动临近的长链分子分开。这疏松了分子模式并且促进大染料分子的 进入并且似乎充当至聚碳酸酯表面的开口孔。然而，还认为的是该载体在使聚碳酸酯的表 面对染料开口之后不与聚碳酸酯基体反应。事实上，在基底浸入组合物中之后并且在冲洗 步骤之后，通过在大于30个着色过程之后监测该着色浴中的载体浓度观察到非常少的载 体化合物被捕获至聚碳酸酯中。载体浓度使用质谱法进行测量。
[0022] 当溶剂是水时，水不溶性载体经常看起来在纤维上形成表面膜，其中分散染料是 高度可溶的。在此类情况下，染料的转移不在水相与纤维之间发生而是在载体中所溶解的 染料与纤维之间发生。
[0023] 该组合物含有0.05%至2% (包含端点）的载体，优选0.2%至1 %、例如0.5%。 这个最佳的载体浓度与饱和该体系的纤维和染料浴相两者所需要的量大致对应。过量将引 入第三相，即未披露的载体，其将与纤维竞争染料。
[0024] 该组合物含有0· 1 %至2 % (包含端点）的染料，优选0· 5 %至1 %。
[0025] 该染料可以是任何已知的染料或着色剂。
[0026] 该组合物含有0. 1 %至5 %的表面活性剂，优选0. 5 %至2 %。
[0027] 本发明还涉及一种用于染色聚碳酸酯基底的方法，所述方法包括以下相继步骤： [0028]-供应根据本发明的着色组合物：
[0029] -使基底表面之一的至少一部分暴露于本发明的着色组合物足以允许该基底有效 着色的时间。
[0030] 在一些实施方案中，存在以下任选的步骤：冲洗基底以去除过量的染料，固化基底 以便将该染料分子深深地固定至该基底中。不受理论的限制，认为该固化步骤中仅仅帮助 吸收染料分子，染料分子从表面朝向基底内部更深处移动。
[0031] 根据本发明，暴露步骤可以通过将着色组合物旋涂在基底的至少一部分的顶部上 完成。
[0032] 可替代地，该暴露步骤可以通过将基底的至少一部分浸入着色组合物浴中完成， 这种类型的暴露步骤总体上以词语"浸渍（dip)"或"浸渍（dipping)"已知。
[0033] 暴露步骤可以进行一次或可以重复若干次，以便制造具有较高强度的着色的基 底。这个步骤可以通过使用一种染色装置进行，其中根据预定顺序使基底与染料溶液接触。
[0034] 基底可以完全或部分地暴露于着色组合物。如果基底被部分地浸入，通常仅仅该 基底的被浸入部分的表面被着色。
[0035] 该基底可以结合多个暴露步骤，至少两个暴露步骤覆盖该基底的不同区域，在一 个暴露步骤过程中暴露于着色组合物的一个区域至少部分地包含于在一个暴露步骤过程 中暴露于着色组合物的另一个区域中而不完全覆盖它。因此，这能够产生类梯度的着色。
[0036] 基底可以是一种可商购的产品，或它可以恰在该着色之前制造出。
[0037] 基底总体上具有物品的形状，如光学物品或甚至眼用物品。
[0038] 根据本发明的方法是快速的、可再现的并且易于进行。此外，基底的被浸入部分的 着色基本上是均匀的。
[0039] 此外，这种方法允许产生从最浅的颜色至最深颜色的整个着色范围。
[0040] 在本发明的意义上，基底应理解为是指未涂覆的基底。基底具体地可以是一种具 有光学物品（例如一种注定安装在眼镜上的眼用镜片）的形状的光学透明材料。
[0041] 具体地，一些聚碳酸酯基底镜片配有设计为在运输的过程中保护该聚碳酸酯的表 面的涂层。在此类情况下，本发明更具体地涉及这样的镜片，这些镜片已经经受适合去除保 护涂层的剥离步骤，使得可以使着色组合物与聚碳酸酯材料本身直接接触。
[0042] 在一种优选的方式中，载体选自下组化合物：（邻、间、对）甲氧基苯酚、（邻、间、 对）甲氧基苯硫酚、（邻、对）（甲硫基）苯硫酚、（邻、间、对）（甲硫基）苯酚、（邻、间、对） 甲氧基苄醇、（间、对）甲氧基苄基硫醇、（邻、对）（甲硫基）苄醇、2, 2'氧代二苯酚、4, 4' 氧代二苯酚、2, 2'硫代二苯酚、4, 4'硫代二苯酚、2, 2'-氧代双苯硫酚、4, 4'-氧代双苯硫 酚、4, 4'-硫代双苯硫酚。
[0043] 载体还可以是前面化合物的变体之一，其中至少一个亚苯基被甲基取代或在亚苯 基与羟基或硫醇基之间或者亚苯基与氧或硫二价基团之间被亚甲基取代，如2, 2' -硫代 双[4-甲基-苯酚]和4, 4' -硫代双[2-甲基-苯酚]、2-甲氧基-4-甲基苯酚、4-甲氧 基-2-甲基苯酚、2-甲氧基-3-甲基苯酚、3-甲氧基-2-甲基苯酚、2-甲氧基-4-甲基苄醇、 4-甲氧基-2-甲基苄醇、4-甲氧基-3-甲基苄醇、2, 2'-二甲基-4, 4'-硫代二苯酚、4, 4' 硫代双[2-甲基-苯硫醇]…等等。
[0044] 更优选地，载体选自由以下各项组成的组：以下分别以式2、3和4所示的4-(甲硫 基）苄醇、4, 4'硫代二苯酚或4, 4'硫代双苯硫酚：
[0045] 式 2 :4_ (甲硫基）苄醇（CAS 3446-90-0)
[0046]
[0047] 式 3 :4, 4' 硫代二苯酚（CAS 2664-63-3)
[0048]
[0049] 式 4 :4, 4' 硫代双苯硫酚（CAS 19362-77-7)
[0050]
[0051] 最优选的载体化合物是4, 4'硫代二苯酚。
[0052] 优选地，溶剂是水或有机溶剂，并且更优选地溶剂是水。
[0053] 根据本发明，染料溶液可以含有任何染料类型的染料并特别地可以选自偶氮型 染料、醌酞酮（quinophtalon