DE2712859C2 - Lens or lens blank for ophthalmic purposes with locally varying photochromic behavior - Google Patents
Lens or lens blank for ophthalmic purposes with locally varying photochromic behaviorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Linsen oder Linsenrohlinge für ophthalmische Zwecke mit örtlich variierendem photochromen Verhalten, bei denen die photochromen Eigenschaften in den verschiedenen Zonen der Linsenfläche unterschiedlich ausgeprägt sindThe invention relates to lenses or lens blanks for ophthalmic purposes with locally varying photochromic behavior, in which the photochromic properties are differently pronounced in the different zones of the lens surface
Linsen für ophthalmische Zwecke ermöglichen in erster Linie die Korrektur von Sehfehlern, sie schützen das Auge vor unmittelbaren mechanischen Einwirkungen und sie stellen je nach der Zusammensetzung der Glasmatrix auch einen Schutz gegen Strahlung dar.Lenses for ophthalmic purposes primarily enable the correction of visual defects, they protect the eye from direct mechanical influences and, depending on the composition of the glass matrix, they also provide protection against radiation.
Zum Schutz gegen Strahlung bleibend gefärbte ophthalmische Linsen besitzen naturgemäß eine herabgesetzte Lichtdurchlässigkeit, was unter bestimmten Umständen, z. B. beim Führen eines Kraftfahrzeugs bei geringer Außenhelligkeit, zumindest nachteilig ist. Um diesem Nachteil zu begegnen, sind bereits photochrome Gläser oder Kunststofflinsen verwendet worden. In der US-PS 31 97 296 sind strahlungsempfindliche Stoffe enthaltende (photochrome) ophthalmische Linsen beschrieben, welche für sichtbare Strahlung praktisch vollständig durchlässig sind, die aber beim Auftreffen von aktinischer Strahlung eine Abdunklung erfahren, wobei die Restdurchlässigkeit noch etwa 45% der ursprünglichen Durchlässigkeit beträgt.Ophthalmic lenses that are permanently colored to protect against radiation naturally have reduced light transmission, which is at least disadvantageous under certain circumstances, e.g. when driving a motor vehicle in low external light. Photochromic glasses or plastic lenses have already been used to counteract this disadvantage. US Patent 31 97 296 describes photochromic ophthalmic lenses containing radiation-sensitive substances that are practically completely transparent to visible radiation, but which darken when exposed to actinic radiation, with the residual transmission remaining at about 45% of the original transmission.
Die dort und an zahlreichen anderen Stellen beschriebenen photochromen Gläser stimmen offenbar in folgenden Eigenschaften überein:
- 1. die das photochrome Verhalten bedingenden Bestandteile sind Silberhalogenidteilchen, die in der Glasmatrix gleichverteilt sind;
- 2. die aus solchen Gläsern hergestellten Gegenstände müssen einer definierten Wärmebehandlung unterzogen werden, um die photochromen Eigenschaften hervortreten zu lassen.
The photochromic glasses described there and in numerous other places apparently agree on the following properties:
- 1. the components causing the photochromic behaviour are silver halide particles which are evenly distributed in the glass matrix;
- 2. the articles made from such glasses must undergo a defined heat treatment in order to bring out the photochromic properties.
Photochrome Gläser können aus Grundgläsern unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt werden. Nach US-PS 32 08 860 bestehen photochrome Gegenstände aus einem Silikatglaskörper, der zumindest in einer Zone oder einigen Zonen Mikrokristalle aus einem Silberhalogenid (Silberchlorid oder Silberbromid oder Silberjodid) aufweist; die Konzentration der Kristalle erreicht in der Zone oder den Zonen mindestens 0,005 Vol.-%. Nach US-PS 34 19 370 werden demgegenüber Silberionen durch Diffusion in der Oberflächenschicht eines Glasgegenstandes eingeführt; anschließend erfährt der Gegenstand eine spezielle Wärmebehandlung. Man kann nach US-PS 38 75 321 Photochromie bei Glas- oder Kunststoffgegenständen auch durch Überziehen der Substrate mit einem photochromen Überzug erzielen.Photochromic glasses can be made from base glasses of different compositions. According to US-PS 32 08 860, photochromic objects consist of a silicate glass body which has microcrystals of a silver halide (silver chloride or silver bromide or silver iodide) in at least one zone or several zones; the concentration of the crystals in the zone or zones reaches at least 0.005 vol.%. According to US-PS 34 19 370, on the other hand, silver ions are introduced into the surface layer of a glass object by diffusion; the object then undergoes a special heat treatment. According to US-PS 38 75 321, photochromism can also be achieved in glass or plastic objects by coating the substrates with a photochromic coating.
Die aus photochromen Gläsern gefertigten Linsen besitzen bei der Anwendung Vorteile gegenüber bleibend gefärbten Linsen. Die photochrome Wirkung ist umkehrbar, und solche Linsen haben die erwünschte geringe Lichtdurchlässigkeit nur, wenn sie von UV-Licht oder zumindest kurzwelligem sichtbaren Licht getroffen werden; bei Fortfall dieser aktivierenden Strahlung gewinnen die Linsen ihre hohe Durchlässigkeit zurück. Das gilt insbesondere für Glaslinsen, während photochrome Kunststofflinsen bei längerer Benutzung ihre photochrome Wirkung zumindest teilweise zu verlieren scheinen.The lenses made of photochromic glass have advantages over permanent colored lenses. The photochromic effect is reversible, and such lenses only have the desired low light transmission when they are exposed to UV light or at least short-wave visible light; when this activating radiation is removed, the lenses regain their high transmittance. This is especially true for glass lenses, while photochromic plastic lenses seem to lose at least some of their photochromic effect with prolonged use.
Jedoch haftet allen derzeit bekannten photochromen Linsen der Nachteil an, daß zur Wiedererlangung hoher Lichtdurchlässigkeit ein Zeitraum von mehreren Minuten erforderlich ist. Brillenträger in Berufen, in denen häufige und starke Wechsel der Beleuchtungsintensität auftreten, oder auch Kraftfahrer, die einerseits durch die hohe Beleuchtungsstärke der Fahrbahn geblendet sein können, andererseits die relativ dunkel erscheinenden Instrumente am Armaturenbrett ablesen können müssen, sind dadurch besonders benachteiligt.However, all currently known photochromic lenses have the disadvantage that a period of several minutes is required to regain high light transmission. This is particularly disadvantageous for people who wear glasses in jobs where there are frequent and significant changes in the intensity of the light, or for drivers who can be blinded by the high level of light on the road and who also have to be able to read the relatively dark instruments on the dashboard.
Bei gewöhnlichen, nicht-photochromen Brillengläsern läßt sich eine kontinuierliche Veränderung der Durchlässigkeit über die Fläche einer Linse dadurch erreichen, daß die aus Glas oder Kunststoff zu fertigenden Linsen zonenweise unterschiedlich stark eingefärbt werden (unterschiedlich starker Farbauftrag, unterschiedlich starke Beimischung von Farbstoff, unterschiedlich starke Vakuumbedampfung mit einem absorbierenden Mittel). Die US-PS 26 75 740 beschreibt die Herstellung von Blendschutz-Brillengläsern, die zonenweise unterschiedlich stark eingefärbt sind, wobei über die gesamte Linse eine gleichförmig dicke oxidierbare Überzugsschicht aufgebracht wird, die anschließend in bestimmten Zonen durch eine Glimmentladung derart behandelt wird, daß dadurch ein örtlich unterschiedliches Transmissionsvermögen erzielt wird.In the case of ordinary, non-photochromic spectacle lenses, a continuous change in the transmittance across the surface of a lens can be achieved by tinting the lenses, which are made of glass or plastic, to different degrees in certain zones (different degrees of application of color, different degrees of addition of dye, different degrees of vacuum vapor deposition with an absorbent agent). US Patent 26 75 740 describes the manufacture of anti-glare spectacle lenses that are tinted to different degrees in certain zones, whereby a uniformly thick oxidizable coating layer is applied over the entire lens, which is then treated in certain zones by a glow discharge in such a way that a locally different transmittance is achieved.
Man kann aber auch einen Gradienten des photochromen Verhaltens an einem Glaskörper erreichen; dazu ist nach US-PS 34 19 370 vorgesehen, unterschiedliche Zonen des Glaskörpers unterschiedlich lange und/oder bei unterschiedlicher Temperatur einem Ionenaustauschermedium auszusetzen. Im speziellen Falle läßt man unterschiedliche Konzentrationen an Silberionen in das Glas diffundieren; anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung. Das Grundglas enthält danach keine Silberionen, und die Herbeiführung eines photochromen Gradienten bei ophthalmischen Linsen wird dort nicht unmittelbar angesprochen. Aus dem Grundglas mit der allgemeinen Zusammensetzung
Alkalioxid-Al&sub2;O&sub3;-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;
dem Halogenide zugesetzt sind, wird ein Rohglas unter Bedingungen erschmolzen, bei denen dem Rohglas eine ausreichende Menge Halogenide belassen ist. Die daraus gefertigten Linsen erfahren die erwähnte Ionenaustauscher- und Wärmebehandlung, nach deren Abschluß in der Linse Silberhalogenidteilchen mit linearen Abmessungen zwischen 5 nm und 50 nm anzutreffen sind.However, it is also possible to achieve a gradient of photochromic behavior on a glass body; according to US-PS 34 19 370, different zones of the glass body are exposed to an ion exchange medium for different lengths of time and/or at different temperatures. In the special case, different concentrations of silver ions are allowed to diffuse into the glass; this is followed by a heat treatment. The base glass then contains no silver ions, and the creation of a photochromic gradient in ophthalmic lenses is not directly addressed there. From the base glass with the general composition
Alkali oxide-Al2 O3 -B2 O3 -SiO2
to which halides are added, a raw glass is melted under conditions that leave a sufficient amount of halides in the raw glass. The lenses made from this undergo the ion exchange and heat treatment mentioned above, after which silver halide particles with linear dimensions between 5 nm and 50 nm can be found in the lens.
Diese Art der Herstellung von Linsen mit örtlich varierendem photochromen Verhalten erfordert einen erheblichen technischen Aufwand. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, photochrome Linsen oder Linsenrohlinge zu entwickeln, bei denen diskrete Bereiche ein photochromes Verhalten zeigen, das sich von demjenigen anderer oder aller übrigen Bereiche der Linse oder des Linsenrohlings unterscheidet, und dabei eine Möglichkeit zu schaffen, die technisch nicht einfache Zeit- und/oder Temperatursteuerung bei einer nicht für die ganze Linse einheitlichen Ionenaustauschbehandlung durch ein einfacheres Herstellungsprinzip zu ersetzen. Die Erfindung geht dazu von einem Linsenmaterial aus, das die für die Ausbildung eines photochromen Verhaltens erforderlichen Bestandteile von vornherein enthält und die nötige Wärmebehandlung erfahren hat, so daß das Linsenmaterial an sich bereits photochromes Verhalten zeigt.This type of production of lenses with locally varying photochromic behavior requires considerable technical effort. The invention is therefore based on the task of developing photochromic lenses or lens blanks in which discrete areas show a photochromic behavior that differs from that of other or all other areas of the lens or lens blank, and in doing so to create a way of replacing the technically difficult time and/or temperature control in an ion exchange treatment that is not uniform for the entire lens with a simpler production principle. The invention is based on a lens material that contains the components required for the development of photochromic behavior from the outset and has undergone the necessary heat treatment so that the lens material itself already shows photochromic behavior.
Das örtlich variierende photochrome Verhalten wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in diskreten Bereichen der Linse oder des Linsenrohlings im Linsenmaterial dispergierte Silberhalogenidteilchen durch einen UV-Absorber abgeschirmt sind.The locally varying photochromic behavior is achieved according to the invention in that silver halide particles dispersed in the lens material in discrete areas of the lens or the lens blank are shielded by a UV absorber.
In einer vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung weist das Linsenmaterial ein homogenes photochromes Verhalten auf. Die Abschirmung der Silberhalogenidteilchen durch den UV-Absorber erfolgt zweckmäßigerweise progressiv.In an advantageous embodiment of the invention, the lens material has a homogeneous photochromic behavior. The shielding of the silver halide particles by the UV absorber is expediently carried out progressively.
Photochrome Gläser mit vorgeschaltetem UV-Absorber sind bereits aus der US-PS 34 06 085 bekannt. Dort wird ein aus photochromem Glas gefertigtes Fenster beschrieben, das bei Kraftfahrzeugen, Häusern und Bürogebäuden Verwendung finden soll, wobei ein photochromes Verhalten angestrebt wird, bei dem die Eindunklung direkt der Intensität der auftreffenden Strahlung proportional sein soll. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß man vor dem photchromen Glas eine UV-absorbierende weitere Glasscheibe, Kunststoffolie oder Beschichtung anbringt. In dieser Patentschrift werden jedoch Brillengläser mit lokal unterschiedlicher Abdeckung des photochromen Glases durch einen UV-Absorber nicht erwähnt und auch nicht nahegelegt, weil Fenster üblicherweise nicht ungleichförmig lichtdurchlässig ausgebildet sind.Photochromic glasses with a UV absorber in front are already known from US-PS 34 06 085. This describes a window made of photochromic glass that is intended to be used in motor vehicles, houses and office buildings, with the aim of achieving photochromic behavior in which the darkening is directly proportional to the intensity of the incident radiation. This goal is achieved by placing another UV-absorbing pane of glass, plastic film or coating in front of the photochromic glass. However, this patent does not mention or suggest spectacle lenses with locally different coverage of the photochromic glass by a UV absorber, because windows are usually not non-uniformly translucent.
Ferner werden von L. W. Harwood in Am. J. Optometry, Vol. 49, Seite 636 bis 639 (1972) Versuche aus dem Jahre 1970 über die Auswirkung herkömmlicher optischer, d. h. im sichtbaren Wellenlängenbereich wirksamer Filterüberzüge beschrieben, wie sie herkömmlicherweise auf Brillengläsern verwendet sind. Die Ergebnisse zeigen, daß sich die absorptiven Wirkungen der einzelnen Filter in der erwarteten Weise auf die photochromen Eigenschaften des Glases auswirken, wobei die Wirkung unterschiedlich ist, je nachdem, ob die Überzüge auf der Vorder- oder der Rückseite der photochromen Gläser aufgebracht sind.Furthermore, L. W. Harwood in Am. J. Optometry, Vol. 49, pages 636 to 639 (1972) describes experiments from 1970 on the effect of conventional optical filter coatings, i.e. those effective in the visible wavelength range, as are conventionally used on spectacle lenses. The results show that the absorptive effects of the individual filters affect the photochromic properties of the lens in the expected way, with the effect being different depending on whether the coatings are applied to the front or the back of the photochromic lenses.
Auf Seite 639 wird im dritten Absatz des Artikels bei Anwendungen, in denen der Benutzer unterschiedlichen Lichtbedingungen ausgesetzt wird, die Kombination aus einem photochromen Glas und einem grauen optischen Überzug als besonders wünschenswert vorgeschlagen, da die Kombination dieser Materialien zu einem Sonnenschutzglas mit variierbarer Dichte führt, das eine besonders flache Transmissionskurve aufweist und daher eine farbgetreue Wiedergabe gewährleistet.On page 639, in the third paragraph of the article, the combination of a photochromic glass and a grey optical coating is suggested as being particularly desirable for applications where the user is exposed to different lighting conditions, since the combination of these materials results in a solar control glass with variable density which has a particularly flat transmission curve and therefore ensures faithful colour reproduction.
Ein Vorschlag, Linsen oder Linsenrohlinge mit örtlich variierendem photochromen Verhalten zu schaffen, wird jedoch in diesem Artikel nicht gegeben, und es findet sich dort auch kein Hinweis, der in diese Richtung weisen würde.However, no proposal is made in this article to create lenses or lens blanks with locally varying photochromic behavior, nor is there any indication in this direction. would point.
Die FR-PS 15 42 562 beschreibt Maßnahmen, die ein vorzeitiges Altern photochromer Schichten d. h. deren Verlangsamung bzw. Verlust ihres photochromen Verhaltens, verhindern sollen. Gemäß einer ersten Ausführungsform, die auch bei Sonnenschutzgläsern zur Anwendung kommen soll, wird der photochromen Schicht, bezogen auf deren Durchstrahlungsrichtung, ein Filter vorgeschaltet, welches derart bemessen ist, daß bei einer Wellenlänge von λ M -30 [nm] höchstens ¼ des Lichts durchgelassen wird, welches das Filter bei λ M +10 [nm] durchsetzt, wobei λ M ≤325 nm ist und diejenige Wellenlänge bedeutet, bei der von langen Wellenlängen aus gesehen das Maximum der ersten Absorptionsbande im sichtbaren oder im ultravioletten Bereich der zu schützenden photochromen Substanz liegt. Ein Hinweis irgendeiner Art auf die Aufgabe und die Lösung der vorliegenden Erfindung ist dieser Entgegenhaltung nicht zu entnehmen.FR-PS 15 42 562 describes measures intended to prevent premature ageing of photochromic layers, i.e. their slowing down or loss of their photochromic behavior. According to a first embodiment, which is also intended to be used in sun protection glasses, a filter is placed in front of the photochromic layer, based on its direction of radiation, which is dimensioned such that at a wavelength of λ M -30 [nm] at most ¼ of the light that passes through the filter at λ M +10 [nm] is allowed through, where λ M ≤325 nm and means the wavelength at which, viewed from long wavelengths, the maximum of the first absorption band lies in the visible or ultraviolet range of the photochromic substance to be protected. No reference of any kind to the object and the solution of the present invention can be inferred from this citation.
Der gemäß der Erfindung vorgesehene UV-Absorber kann als filmartiger Überzug ausgeführt sein, wobei die maximale optische Dichte der UV-Maske z. B. auf dem unteren Teil des Brillenglases, der als Nahsicht- oder Leseteil eines Mehrstärkenglases oder eines Brillenglases mit verlaufender Brechkraft ausgebildet sein kann, anzutreffen ist; diese Zone des Brillenglases zeigt dann praktisch kein photochromes Verhalten mehr.The UV absorber provided according to the invention can be designed as a film-like coating, the maximum optical density of the UV mask being found, for example, on the lower part of the spectacle lens, which can be designed as the near vision or reading part of a multifocal lens or a spectacle lens with a graduated refractive power; this zone of the spectacle lens then practically no longer shows any photochromic behavior.
Der Erfindungsstand ist auf Linsenrohlinge und Linsen anwendbar, die alle für das Ausbilden der photochromen oder phototropen Verhaltensweise erforderlichen Bestandteile enthalten, die im wesentlichen gleichmäßig einheitlich in dem Glaskörper dispergiert sind, wobei das Silberhalogenid jedoch in einem nicht nukleutierten Zustand vorliegt, d. h. wobei die Silberhalogenidteilchen jedoch eine Größe besitzen, die kleiner ist als es für das Herbeiführen von photochromem oder phototropem Verhalten erforderlich ist. Es ist bevorzugt, Gläser mit einem Ausdehnungskoeffizienten von kleiner als 60 × 10-7°C anzuwenden, um so ein Wärmezerbrechen der Linsen und Rohlinge während der Behandlung in dem Temperaturgradientenfeld zu verringern. Der Erfindungsgegenstand ist jedoch nicht auf derartige Gläser beschränkt.The invention is applicable to lens blanks and lenses which contain all the components required to produce the photochromic or phototropic behavior, which are substantially uniformly dispersed in the glass body, but the silver halide is in a non-nucleated state, ie the silver halide particles have a size smaller than that required to produce photochromic or phototropic behavior. It is preferred to use glasses with an expansion coefficient of less than 60 × 10 -7 °C in order to reduce thermal fracture of the lenses and blanks during treatment in the temperature gradient field. However, the invention is not limited to such glasses.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese Zeichnung ist eine schematische Darstellung des Aussehens einer planen Linse und der entsprechenden optischen Durchlässigkeit über die Fläche einer derartigen Linse vor (a) und nach (b) der Belichtung durch aktivierende Strahlung (Sonnenlicht) über eine Zeitspanne von 30 Minuten hin. Das Glas der erfindungsgemäßen Linse kann aus einem Glas gemäß den Zusammensetzungen der nachfolgenden Tabelle I hergestellt werden Tabelle I Zusammensetzung in Gew.-% von erfindungsgemäß anwendbaren Gläsern &udf53;VU10&udf54;&udf53;VZ33&udf54; &udf53;VU10&udf54;An embodiment of the invention is shown in the drawing. This drawing is a schematic representation of the appearance of a planar lens and the corresponding optical transmittance across the surface of such a lens before (a) and after (b) exposure to activating radiation (sunlight) for a period of 30 minutes. The glass of the lens according to the invention can be made from a glass according to the compositions of Table I below. Table I Composition in wt.% of glasses applicable to the invention &udf53;VU10&udf54;&udf53;VZ33&udf54;&udf53;VU10&udf54;
Es können von dem einschlägigen Fachmann geläufige Färbungsmittel angewandt werden. Derartige Färbungsmittel sind im wesentlichen neutral oder nicht umsetzungsfähig bezüglich der anderen Glasbestandteile.Colorants known to those skilled in the art may be used. Such colorants are essentially neutral or non-reactable with respect to the other glass constituents.
Zu entsprechenden Beispielen gehören: die Übergangsmetalloxide einschließlich solcher wie z. B. Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, bestimmte seltene Erdmetalloxide, wie Nd&sub2;O&sub3;, Pr&sub2;O&sub3;. Weiterhin liegen die erforderlichen Silberhalogenidteilchen (Chlorid, Bromid, Jodid) die der photochromen Aktivierung unterworfen werden, vor, wie dies in dem oben angezogenen Stand der Technik erläutert ist.Examples include: the transition metal oxides including those such as Fe₂O₃, Cr₂O₃, CoO, certain rare earth metal oxides such as Nd₂O₃, Pr₂O₃. Furthermore, the required silver halide particles (chloride, bromide, iodide) which are subjected to photochromic activation are present as explained in the prior art cited above.
Wie erwähnt, können die in der Tabelle I unter A, B, C, D, und E angegebenen Gläser bei der Erfindung angewandt werden. Um die Gläser anzuwenden, werden zunächst die Linsen oder Linsenrohlinge hergestellt. Die Linsen werden in der üblichen Weise unter Aktivieren der darin vorliegenden Silberhalogenidteilchen erhitzt. Nach dem Erhitzen läßt man sich die Linsen ausreichend abkühlen, um ein thermisches Zerbrechen zu vermeiden. All dies erfolgt nach herkömmlichen Arbeitsweisen. Weiterhin erfolgt ein herkömmliches Schleifen, Polieren, Kantenbehandlung usw. zum Herstellen und für die Fassung der Linsen in Brillengestellen. Um entsprechenden einschlägigen Vorschriften zu genügen, können auch herkömmliche geeignete Arbeitsweisen zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der Linsen angewandt werden.As mentioned, the glasses shown in Table I under A, B, C, D and E can be used in the invention. To use the glasses, the lenses or lens blanks are first prepared. The lenses are heated in the usual way to activate the silver halide particles present therein. After heating, the lenses are allowed to cool sufficiently to avoid thermal breakage. All this is done by conventional procedures. Furthermore, conventional grinding, polishing, edge treatment, etc. are carried out for manufacturing and mounting the lenses in spectacle frames. In order to meet relevant regulations, conventional suitable procedures for improving the mechanical strength of the lenses can also be used.
Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand einer Reihe Ausführungsbeispiele erläutert.The subject matter of the invention is explained below using a series of embodiments.
Es wird eine herkömmliche Glaszusammensetzung A gemäß Tabelle I für plane Linsen hergestellt. Gemäß der Arbeitsweise nach der US-PS 34 19 370 erfolgt vermittels Wärmebehandlung die Überführung in den photochromen Zustand.A conventional glass composition A is prepared for plane lenses as shown in Table I. The conversion to the photochromic state is carried out by means of heat treatment in accordance with the procedure described in US Pat. No. 3,419,370.
Sodann werden zwei Lösungen hergestellt:Two solutions are then prepared:
Es werden 5,00 Gew.-Teile eines Polyvinylalkohols (vorzugsweise DuPont 71-30) in 50 Teilen Wasser plus 28,75 Teile Äthanol, dem 1 Teil eines UV-Lichtabsorbers zugesetzt worden ist, gelöst. Es können 1 bis 5 Gew.-Teile eines UV-Lichtabsorbers, vorzugsweise 2,2&min;,4,4&min;-Tetrahydroxybenzophenen angewandt werden.5.00 parts by weight of a polyvinyl alcohol (preferably DuPont 71-30) are dissolved in 50 parts of water plus 28.75 parts of ethanol to which 1 part of a UV light absorber has been added. 1 to 5 parts by weight of a UV light absorber, preferably 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenene, can be used.
Es werden 6,25 Gew.-Teile Tetraäthylorthosilikat mit 1,25 Teilen Wasser, das 1 Gew.-% HCl enthält, vereinigt. Nach Eintreten der Hydrolyse werden weitere 6,25 Teile Wasser zugesetzt. Die Hydrolysenkompression kann festgestellt als die Zeitspanne, nach der die spontane exotherme Reaktion abgeschlossen ist.6.25 parts by weight of tetraethyl orthosilicate are combined with 1.25 parts of water containing 1% by weight of HCl. After hydrolysis has occurred, a further 6.25 parts of water are added. The hydrolysis compression can be determined as the time after which the spontaneous exothermic reaction is completed.
Es werden 84,75-88,75 Teile der Lösung A (es werden z. B. 84,75 Teile mit einem Teil 2,2&min;,4,4&min;-Tetrahydroxybenzophenon) angewandt, mit 13,75 Teilen der Lösung B vereinigt. Es werden 2,50 Teile einer 37%igen Formaldehydlösung und 0,01 Teile eines Netzmittels (vorzugsweise Triton X-100) zugesetzt und der pH-Wert der Lösung mit HCl auf 2,9 eingestellt. Der anwendbare pH-Bereich beläuft sich auf 2,8 bis 3,0.84.75-88.75 parts of solution A (e.g. 84.75 parts with one part 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone) are used, combined with 13.75 parts of solution B. 2.50 parts of a 37% formaldehyde solution and 0.01 part of a wetting agent (preferably Triton X-100) are added and the pH of the solution is adjusted to 2.9 with HCl. The applicable pH range is 2.8 to 3.0.
Die zu desaktierende Fläche der photochromen Linse wird mit der Lösung vermittels Eintauchen überzogen. Man kann einen Überzug mit einer Dicke von 5 Mikron dadurch erhalten, daß die photochrome Linse mit einer Geschwindigkeit von 19,05 cm/min aus der Lösung herausgezogen wird. Es ist zu beachten, daß die photochrome Eigenschaft durch progressives Überziehen ausgeschaltet wird. Da es das Fernsichtteil der Linse ist, das die photochromen Eigenschaften beibehalten soll, wird das Bodenteil oder das Nahsichtteil der Linse als letztes aus der Lösung entfernt.The area of the photochromic lens to be deactivated is coated with the solution by immersion. A coating of 5 microns thickness can be obtained by pulling the photochromic lens out of the solution at a rate of 19.05 cm/min. It should be noted that the photochromic property is eliminated by progressive coating. Since it is the distance part of the lens that is intended to retain the photochromic properties, the ground part or near part of the lens is the last to be removed from the solution.
Die Lösungsmittel werden dadurch entfernt, daß man das überzogene Produkt 15 bis 30 Minuten lang stehen läßt. "Entfernen" ist der auf dem einschlägigen Gebiet angewandte Ausdruck, um den Alkoholgehalt der Lösung an der Luft verdampfen zu lassen.The solvents are removed by allowing the coated product to stand for 15 to 30 minutes. "Removal" is the term used in the field to allow the alcohol content of the solution to evaporate in air.
Es erfolgt ein 5stündiges Erhitzen auf 250°C.The mixture is heated to 250°C for 5 hours.
Es wird die Arbeitsweise nach Beispiel 1 angewandt, wobei eine bifokale Linse lediglich auf dem Nahsichtteil überzogen wird unter Ausbilden einer progressiven Desaktivierung über das Bodenteil des Nahsichtteils.The procedure of Example 1 is used, whereby a bifocal lens is coated only on the near vision part, forming a progressive deactivation over the bottom part of the near vision part.
Beispiel 3Example 3
Es wird die Arbeitsweise des Beispiels 1 unter Zusatz eines anderen UV-Lichtabsorbers wiederholt, der aus der Gruppe anderer Glieder der Benzophenonfamilie ausgewählt ist, wozu 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-benzophenon-5-sulfonsäure gehören. Das letztere Beispiel ist eine wasserlösliche Verbindung, so daß also Alkohol oder wäßriger Träger angewandt werden kann. Es versteht sich, daß der spezielle ausgewählte UV-Lichtabsorber solange nicht kritisch ist, wie derselbe in der Lage ist in eine Lösung oder einen Träger überführt und in unterschiedlichen Konzentrationen über die Oberfläche einer Linse aufgebracht werden kann, und zwar unter Ausbilden der angestrebten progressiven Veränderung der photochromen Eigenschaften, sobald die Linse der Einwirkung aktinischer Energie unterworfen wird.The procedure of Example 1 is repeated with the addition of another UV light absorber selected from the group of other members of the benzophenone family, including 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-benzophenone-5-sulfonic acid. The latter example is a water soluble compound, so alcohol or aqueous carrier can be used. It will be understood that the particular UV light absorber selected is not critical so long as it is capable of being converted into a solution or carrier and applied in varying concentrations over the surface of a lens to produce the desired progressive change in photochromic properties when the lens is subjected to actinic energy.
Vermittels Eintauchen kann natürlich ein Überzug aus einer organosilanen, abriebfesten Überzugsmasse aufgebracht werden, die einen UV-Lichtabsorber enthält. Es können auch andere Überzugsverfahren angewandt werden, soweit dieselben eine progressive Veränderung der photochromen Eigenschaften ermöglichen. Die Dicke des Überzugs (und somit die Menge des UV-Lichtabsorbers) wird durch Steuern der Geschwindigkeit, mit der die Linse aus der Lösung herausgezogen wird, gesteuert oder über die Oberfläche der Linse verändert. Je schneller das Herausziehen, um so dünner der Überzug. Die Dicke ist nicht gemessen worden, dieselbe fühlt sich jedoch an wie dies zu erwarten wäre.A coating of an organosilane abrasion-resistant coating composition containing a UV light absorber can of course be applied by immersion. Other coating methods can also be used as long as they allow a progressive change in the photochromic properties. The thickness of the coating (and hence the amount of UV light absorber) is controlled by controlling the speed at which the lens is pulled out of the solution or varied across the surface of the lens. The faster the pulling, the thinner the coating. The thickness has not been measured, However, it feels as expected.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Überzug für eine Kunststofflinse geschaffen, die in einem UV-Lichtabsorber direkt in einer kontrollierten und zu einem Gradienten führenden Weise eingetaucht wird, so daß sich ein phototroper Gradienteneffekt im hellen Sonnenlicht ergibt.According to a further embodiment of the invention, a coating is provided for a plastic lens which is directly immersed in a UV light absorber in a controlled and gradient manner so as to produce a photochromic gradient effect in bright sunlight.
Fig. A zeigt die Durchlässigkeit einer planen Linse, sobald sich dieselbe im nicht aktivierten Zustand befindet. Fig. A shows the transmittance of a plane lens when it is in the non-activated state.
Die Fig. B erläutert den Durchlässigkeitsgradienten der Linse, nachdem dieselbe der Einwirkung von Sonnenlicht über eine bestimmte Zeitspanne hin ausgesetzt worden ist. Dies zeigt schematisch die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Behandlung der Linse oder des Linsenrohlings. Fig. B illustrates the transmittance gradient of the lens after it has been exposed to sunlight for a certain period of time. This shows schematically the results of the treatment of the lens or lens blank according to the invention.
Allgemein gesehen stellt ein erfindungsgemäß hergestellter Gegenstand eine Linse oder einen Linsenrohling dar, der eine regressive Veränderung der photochromen Verhaltensweise von dem oberen zu dem unteren Ende der Linse zeigt so wie sie in einem Brillengestell vorliegt. In dem gesamten Oxidglaskörper, aus dem die Linse oder der Linsenrohling hergestellt ist, liegen verteilt Silberhalogenidteilchen vor. Die Teilchen werden progressiv gegenüber dem UV-Licht durch den beschriebenen Überzug maskiert. An dem oberen Ende oder dem Fernsichtteil liegt somit kein Überzug vor, während an dem unteren oder dem Nahsichtteil der Linse ein Überzug mit der größten Dicke vorliegt. Bezüglich der in der Fig. A gezeigten Linse ist dieselbe nicht der Einwirkung von aktinischem Licht unterworfen worden, und die optische Durchlässigkeit beläuft sich auf etwa 75%. Nach etwa 30minütiger Belichtung mit der aktivierenden Strahlung oder mit Sonnenlicht zeigt die Darstellung nach der Fig. B, daß die Lichtdurchlässigkeit durch die Linse an dem oberen Ende mit etwa 10% beginnt und sich allmählich längs der Durchlässigkeitskurve zu dem unteren Ende hin erstreckt, wo angenähert die gleiche Durchlässigkeit vorliegt, wie an dem unteren Ende der nicht aktivierten Linsen nach Fig. A.Generally speaking, an article made in accordance with the invention is a lens or lens blank which exhibits a regressive change in photochromic behavior from the upper to the lower end of the lens, as is found in an eyeglass frame. Silver halide particles are distributed throughout the oxide glass body from which the lens or lens blank is made. The particles are progressively masked from UV light by the coating described. Thus, there is no coating at the upper or distance portion, while the lower or near portion of the lens has a coating of the greatest thickness. With respect to the lens shown in Figure A, it has not been subjected to actinic light, and the optical transmittance is about 75%. After about 30 minutes of exposure to the activating radiation or to sunlight, the graph of Fig. B shows that the light transmission through the lens begins at about 10% at the upper end and gradually extends along the transmission curve to the lower end where it has approximately the same transmission as at the lower end of the non-activated lenses of Fig. A.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: DIEHL, H., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 800 |
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AO INC., 07950 SOUTHBRIDGE, MASS., US |
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| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: DIEHL, H., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. KRESSIN, H., DI |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: DIEHL, H., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 800 |
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| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |