DE4422663A1

DE4422663A1 - Photochrom eingefärbter transparenter Gegenstand

Info

Publication number: DE4422663A1
Application number: DE4422663A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Melzig; Herbert Dr Zinner
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1995-01-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen photochrom einge färbten transparenten Gegenstand, der zusätzlich eine absorbierende Substanz aufweist, die dicht im UV-Be reich sowie gegebenenfalls Licht mit einer Wellenlänge unterhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs im sichtbaren Bereich zumindest teilweise absorbiert.

Häufig ist es erforderlich, daß optische Teile, wie Linsen, Brillengläser und insbesondere Sonnenschutzglä ser, Visiere von Helmen etc. undurchlässig für UV- und insbesondere für UV-A-Strahlung sind. Bei Brillenglä sern wird darüberhinaus oft aus physiologischen Gründen gefordert, daß sie wenigstens teilweise kurzwellige Strahlung im sichtbaren Bereich, beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge kleiner als ca. 400 nm absorbie ren.

Bei Kunststoffteilen, die (lichtseitig) oberflächlich photochrom eingefärbt sind, wie dies beispielsweise in der US-PS 4 286 957 oder der DE-A-35 16 568 beschrieben ist, können entsprechend den physiologischen Vorgaben absorbierende Stoffe bzw. Substanzen, wie z. B. UV- Absorber, bei der Herstellung dem Polymer zugesetzt werden. Dies kann beispielsweise durch Zugabe in das Monomer vor der Polymerisation oder in das Gemenge vor der Extrusion erfolgen. Sofern die photochrome Färbung nicht sehr tief in das Polymer hineinreicht, wird die Leistung, d. h. insbesondere die Eindunkelung der licht seitigen photochromen Färbung durch den Zusatz von ab sorbierenden Substanzen kaum geschwächt.

Anders verhält es sich jedoch bei Kunststoffteilen, die in der Masse photochrom gefärbt sind. Bei diesen in der Masse photochrom eingefärbten Kunststoffteilen absor biert der Zusatz gerade die UV-A-Strahlung, die zur Anregung der photochromen Moleküle benötigt wird. Die Leistung, d. h. der Grad der Eindunkelung wird daher in diesem Fall durch den absorbierenden Zusatz drastisch verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen photo chrom eingefärbten transparenten Gegenstand, der zu sätzlich (wenigstens) eine absorbierende Substanz auf weist, die Licht im UV-Bereich sowie gegebenenfalls Licht mit einer Wellenlänge unterhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs im sichtbaren Bereich zumindest teilweise absorbiert, derart weiterzubilden, daß die photochrome Leistung insbesondere von in der Masse eingefärbter Gegenstände durch die absorbierende Sub stanz nicht beeinträchtigt wird.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfin dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist die absorbierende Substanz in einer Schicht vorgesehen, die auf und/oder unterhalb der der Lichteinfallsrichtung abgewandten Oberfläche des Gegen stands vorgesehen ist. Dabei kann die absorbierende Substanz einen oder mehrere UV-Absorber oder den phy siologischen Anforderungen entsprechende Verbindungen umfassen, die in die dem Licht normalerweise abgewandte Seite des Gegenstands eingebracht oder auf diese Seite aufgebracht werden.

Dabei können auch bestimmte Stoffe in den Gegenstand eingebracht und andere Stoffe auf den Gegenstand, bei spielsweise mittels einer Lackschicht aufgebracht wer den.

Je nachdem, aus welchem Kunststoffmaterial der Gegen stand besteht, können die verschiedensten Verfahren zur Herstellung der absorbierenden Schicht eingesetzt wer den. In jedem Fall wird zunächst der photochrome Gegen stand hergestellt und anschließend in die der Lichtein fallsrichtung abgewandte Oberfläche des Gegenstandes der Absorber eingebracht bzw. auf sie aufgebracht:

Bei Duroplasten, wie Acrylaten, CR 39 oder MR-6 können beispielsweise die in der US-PS 4 286 957 oder der DE-A- 35 16 568 beschriebenen Verfahren analog eingesetzt werden, wobei natürlich anstelle eines photochromen Farbstoffs der oder die UV-Absorber eingebracht werden.

Beim Einbringen des Absorbers in einen Lack kann dieser durch Aufsprühen, Aufpinseln oder in Spintechnik aufge bracht werden.

Bei Thermoplasten, wie Polycarbonat, kann zum Einbrin gen der absorbierenden Substanzen ein Verfahren analog eingesetzt werden, wie es in der DE-A-42 35 182 be schrieben ist.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise eignet sich beson ders für massegefärbte Gegenstände und insbesondere für Brillengläser.

Nachstehend wird die Herstellung photochromer Kunst stoffteile anhand eines Ausführungsbeispiels beschrie ben:

In ein Monomer, beispielsweise das Monomer TS-150 der Fa. Tokuyama Corp., werden 500 ppm der photochromen Farbstoffe bei 20-25°C innerhalb von 2 h eingerührt. Nach Zugabe von 1% Initiator (tert. Butylperoxyneode canoat) wird weitere 15 min bei 20-25°C gerührt und die Mischung anschließend bei 10 Torr entgast.

Die Mischung wird über ein 1,2-µm-Filter in die Gieß formen (2 mm Plangläser) gefüllt und entsprechend einem vom Monomerhersteller empfohlenen Temperaturprogramm 20 h bei 35-90°C ausgehärtet. Nach dem Entformen werden die Gläser 2 h bei 120°C getempert.

Im Anschluß hieran erfolgt das Einbringen des UV- Schutzes, das im folgenden beschrieben wird:

In 1 l enthärtetem Wasser, in das ein Teelöffel Haus haltsspülmittel gegeben wird, werden 40 g 2,2′,4,4′- tetrahydroxybenzophenon suspendiert und durch Erhitzen auf 95°C in Lösung gebracht. In diese Lösung werden die - entsprechend vorbereiteten - Gläser 45 min getaucht und durch 15sekündiges Spülen in 80°C heißem Wasser (Zusatz von 1 Spritzer Haushaltsspülmittel) oberflä chengereinigt.

Variante A ohne Vorbehandlung (beidseitiger UV-Schutz
Variante B Rückfläche abgedeckt (UV-Schutz vorderseitig
Variante C Vorderfläche abgedeckt (UV-Schutz rückseitig

Im folgenden werden die Meßergebnisse vorgestellt:

Die photochrom gefärbten Gläser wurden in einer Meßan ordnung gemäß DIN 58 217 vermessen, d. h. 15 min mit 50 klux bei 23°C bestrahlt. Bestimmt wurde die photo chrome Leistung, d. h. die Differenz der Transmission Eτ im unbelichteten und belichteten Zustand nach 15 min. Die Transmissionen sind dabei nach der spektralen Em pfindlichkeit des Normalbeobachters V_λ bewertet.

Die gleiche Messung wurde mit den nach den verschiede nen Varianten UV-geschützten Gläsern wiederholt. Der erreichte UV-Schutz ist in allen 3 Varianten sehr gut, für Variante B und C im Rahmen der Meßgenauigkeit iden tisch (τ bei 390 nm < 1%).

Somit erhält man die folgenden Ergebnisse:

Wird anstelle des UV-Absorbers ein sog. "Blue-blocker" verwendet (beispielsweise je 20 g BASF Celliton-gelb G und BASF Cellitongelb 7 GFL pro Liter Wasser, Tauchzeit 10 min), so zeigt keiner der photochromen Farbstoffe mehr eine Lichtreaktion in den Varianten A und B. In der Variante C tritt nur eine geringe Abschwächung ein, die durch die durch die gelbe Vorfärbung bedingte Re duktion der Transmission im unbelichteten Zustand ver ursacht wird.

Claims

1. Photochrom eingefärbter transparenter Gegenstand, der zusätzlich eine absorbierende Substanz aufweist, die Licht im UV-Bereich sowie gegebenenfalls mit einer Wellenlänge unterhalb eines bestimmten Wellenlängenbe reichs im sichtbaren Bereich zumindest teilweise absor biert, dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierende Substanz in einer Schicht vorgesehen ist, die auf und/oder unterhalb der der Lichteinfallsrichtung abgewandten Oberfläche des Gegenstands vorgesehen ist.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand aus einem Kunststoffmaterial besteht.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit photo chromem Farbstoff massegefärbt ist.

4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Brillen glas ist.

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierende Substanz mehrere unterschiedliche UV- und/oder Licht im sichtba ren Bereich absorbierende Stoffe aufweist, die gegebe nenfalls in unterschiedlichen Schichten angeordnet sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der photochrome Gegenstand hergestellt und anschließend in die der Lichteinfallsrichtung abgewandte Oberfläche des Gegen standes der Absorber mittels Diffusion von der lichtab gewandten Oberfläche her eingebracht wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der photochrome Gegenstand hergestellt und anschließend auf die der Lichteinfallsrichtung abgewandte Oberfläche des Gegen standes eine Schicht mit dem Absorber aufgebracht wird.