一种用于偏光眼镜的变色硬化膜的制作方法

本发明涉及薄膜技术领域，特别是一种用于偏光眼镜的变色硬化膜。

背景技术：

3D眼镜又称立体眼镜，1839年，英国科学家查理·惠斯顿爵士根据"人类两只眼睛的成像是不同的"发明了一种立体眼镜，让人们的左眼和右眼在看同样图像时产生不同效果，这就是今天3D眼镜的原理。目前市场上3D眼镜主要有3种技术：红绿色差式眼镜、主动快门式眼镜、偏光式眼镜。其中，偏光式眼镜由于其良好的3D效果和低廉的价格占据主流市场。

图3是常规的偏光眼镜片的结构，依次层叠金属镀层、透明硬化膜、三醋酸纤维素酯薄膜、碘处理聚乙烯醇膜、三醋酸纤维素酯薄膜、透明硬化膜。偏光眼镜片的制作流程为覆膜、分切、皂化、覆合、分切、压弯与镀膜。采用的镀膜工艺是用蒸镀或真空溅镀的方法，将金属镁、铝等镀在透明硬化膜的表面，达到在阳光下变色，美观的效果。这种方式有两个缺点：一是工艺上只能一小片一小片的镀膜，效率低，成本高；二是为了金属镀层能在透明硬化膜上有好的附着力，透明硬化膜无法进行防污处理，做成的眼镜不耐脏污。

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述问题，提供一种用于偏光眼镜的变色硬化膜。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于偏光眼镜的变色硬化膜，包括三醋酸纤维素酯薄膜和涂覆在三醋酸纤维素酯薄膜任一表面的变色层，所述变色层是由包含以下组合物的涂布液经涂布固化而成：

上述用于偏光眼镜的变色硬化膜，所述丙烯酸酯预聚物为官能度为6～15的聚氨酯丙烯酸树脂。

上述用于偏光眼镜的变色硬化膜，所述变色液晶微胶囊的平均粒径为3μm～10μm。

上述用于偏光眼镜的变色硬化膜，所述变色层的厚度为4μm～15μm。

上述用于偏光眼镜的变色硬化膜，所述三醋酸纤维素酯薄膜的厚度为80μm～300μm。

上述用于偏光眼镜的变色硬化膜，所述变色层的铅笔硬度为2H～4H。

上述用于偏光眼镜的变色硬化膜，所述变色层的水接触角为100°～110°。

一种变色偏光眼镜片，由上述变色层及依次层叠的三醋酸纤维素酯薄膜、碘处理聚乙烯醇膜、三醋酸纤维素酯薄膜和透明硬化层组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中在变色硬化膜中加入了变色液晶微胶囊，使偏光眼镜可以变色，省去了镀金属层的工艺步骤，降低了成本。

2、本发明中在变色硬化膜中加入了全氟聚醚，达到了很好的防污效果。本发明可以应用于各种类型的偏光眼镜。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是变色偏光眼镜片的结构示意图；

图3是常规偏光眼镜片的结构示意图。

图中各标号分别表示为：三醋酸纤维素酯薄膜；2：变色层；3：碘处理聚乙烯醇膜；4：透明硬化层；5：金属镀层。

具体实施方式

本发明中，为了使变色层有足够的硬度和耐磨性，所述丙烯酸酯预聚物选用市售的官能度在6～15的聚氨酯(甲基)丙烯酸树脂。具体涉及有：脂肪族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯九(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十二(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十五(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯九(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯十(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯十二(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯十五(甲基)丙烯酸酯等。丙烯酸酯预聚物的量优选30重量份～60重量份。

本发明中，所述的变色液晶是可在不同温度下显示不同颜色的液晶材料，由于液晶是介于液体与晶体间的有机化合物，它不能直接加入到涂布液中。为免液晶被其组合物污染，以保证呈色效果，故需将液晶包裹在微胶囊内，制成变色液晶微胶囊。变色液晶微胶囊的平均粒径选自3μm～10μm。变色液晶微胶囊添加太少，变色不明显；变色液晶微胶囊添加太多，对涂层的雾度影响太大。变色液晶微胶囊的添加量优选1重量份～5重量份。

本发明中为了使变色层具有防污的功能，涂布液中添加了全氟聚醚，全氟聚醚可以明显降低硬涂层的表面能，使变色层具有疏水疏油的效果。本发明的全氟聚醚优选含有双键改性的全氟聚醚，通过双键可以参与UV丙烯酸树脂成膜的交联反应，由氟提供的低表面能效果才能长久。全氟聚醚的用量为0.2～2重量份。

本发明中，所述光引发剂是本领域常用的原料，适合本发明的光引发剂有自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂两大类。例举的光引发剂有：自由基聚合光引发剂：2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)、1-羟基环已基苯基酮(184)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(907)、安息香双甲醚(651)、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、二甲苯酮(BP)、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)等；阳离子聚合光引发剂：二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐等。本发明优选自由基聚合光引发剂，如2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)和1-羟基环已基苯基酮(184)。上述光引发剂优选0.5重量份～5重量份。这些光固化剂可以单独使用，也可以将2种或其以上组合使用。

根据需要，本发明中的涂布液中还加入有机溶剂，只要能够在三醋酸纤维素酯薄膜上形成本发明的变色层，可以使用常规的有机溶剂而没有任何限制，例如：酯族烃如己烷，庚烷和环己烷；芳烃如甲苯和二甲苯；卤代烃如二氯甲烷和二氯乙烷；醇类如甲醇，乙醇，丙醇和丁醇；酮类如丙酮，丁酮，甲基乙基酮，2－戊酮，和异佛尔酮；酯类如乙酸乙酯和醋酸丁酯；以及溶纤剂基溶剂如乙基溶纤剂。有机溶剂可以单独使用或以两种或多种组合使用。

本发明所述三醋酸纤维素酯薄膜，其厚度范围在80μm～300μm。

本发明中，所述的涂覆方式优选条缝、逗号刮刀和凹版涂布法。将涂布液涂布到三醋酸纤维素酯薄膜上后，经过烘箱烘干溶剂，烘干溶剂时的温度范围为50℃～80℃，烘干时间为1min～5min。烘干溶剂后经紫外固化后成为变色层，作为用于使本发明涂层中的树脂固化的紫外线可从高压汞灯、融合H灯或氙灯获得，由于液晶在高的照射光量下容易分解，用于照射的光量在100～300mJ/cm²的范围内。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述，但本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

实施例1

涂布液的制备：

在容器中加入30克的丙烯酸酯预聚物CN9110NS[6官能，沙多玛]、1克的变色液晶微胶囊[3μm，崇裕科技股份有限公司]、0.5克的光引发剂1173[巴斯夫]、0.2克的全氟聚醚DAC-HP[大金]和60克的丁酮，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为80μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在80℃对形成的涂层干燥1min之后，以300mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为4μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。测试结果见表1。

实施例2

涂布液的制备：

在容器中加入37克的丙烯酸酯预聚物UA9050[8官能，巴斯夫]、2克的变色液晶微胶囊[5μm，崇裕科技股份有限公司]、2克的光引发剂TPO[英力]、0.6克的全氟聚醚RS-90[DIC]和53克的乙酸乙酯，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为100μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在70℃对形成的涂层干燥2min之后，以250mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为7μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。测试结果见表1。

实施例3

涂布液的制备：

在容器中加入45克的丙烯酸酯预聚物MU9800[9官能，美源特殊化工]、3克的变色液晶微胶囊[6μm，崇裕科技股份有限公司]、3克的光引发剂184[英力]、1克的全氟聚醚RS-75[DIC]和45克的甲苯，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为160μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在65℃对形成的涂层干燥3min之后，以200mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为10μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。测试结果见表1。

实施例4

涂布液的制备：

在容器中加入53克的丙烯酸酯预聚物UN-904[10官能，根上]、4克的变色液晶微胶囊[8μm，崇裕科技股份有限公司]、4克的光引发剂127[巴斯夫]、1.5克的全氟聚醚Gu-100[纳力]和37克的甲基异丁基酮，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为200μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在60℃对形成的涂层干燥4min之后，以150mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为12μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。测试结果见表1。

实施例5

涂布液的制备：

在容器中加入60克的丙烯酸酯预聚物6196-100[15官能，长兴化学]、5克的变色液晶微胶囊[10μm，崇裕科技股份有限公司]、5克的光引发剂651[巴斯夫]、2克的全氟聚醚Gu-120[纳力]和30克的醋酸丁酯，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为300μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在50℃对形成的涂层干燥5min之后，以100mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为15μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。测试结果见表1。

对比例1

涂布液的制备：

在容器中加入30克的丙烯酸酯预聚物CN9110NS[6官能，沙多玛]、0.5克的光引发剂1173[巴斯夫]、0.2克的全氟聚醚DAC-HP[大金]和60克的丁酮，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为80μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在80℃对形成的涂层干燥1min之后，以300mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为4μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。与实施例1所不同的是，涂布液中没有加变色液晶微胶囊。测试性能，结果见表1。

对比例2

涂布液的制备：

在容器中加入60克的丙烯酸酯预聚物6196-100[15官能，长兴化学]、10克的变色液晶微胶囊[10μm，崇裕科技股份有限公司]、5克的光引发剂651[巴斯夫]、2克的全氟聚醚Gu-120[纳力]和30克的醋酸丁酯，高速搅拌得到涂布液，待用。

在厚度为300μm的三醋酸纤维素酯薄膜[乐凯]上涂覆上面制备的涂布液，在50℃对形成的涂层干燥5min之后，以100mJ/cm²的光量，通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化，形成厚度为15μm的变色层，得到用于偏光眼镜的变色硬化膜。与实施例5所不同的是，涂布液中变色液晶微胶囊的量由5克提高到10克。测试性能，结果见表1。

表1：各实施例测试数据表

表中各项性能的测试方法如下：

(1)变色性

将变色硬化膜放置在阳光下照射5min，观察硬化层的颜色，记录如下：

呈明显的彩色，记录为“○”；

呈淡淡的彩色，记录为“△”；

透明无彩色，记录为“×”。

(2)雾度

使用透射雾影仪(德国毕克，型号：BYK-4725)测试雾度。

(3)水接触角

按照标准GB/T 30693，使用接触角测试仪测试水接触角。

(4)铅笔硬度

按照GB/T6739－1996标准，用涂膜硬度测试仪(海普申化工机械有限公司，型号：“BY”)测量铅笔硬度。