DE2712859A1 - LENSES WITH A PHOTOCHROMIC GRADIENT DUE TO THE APPLICATION OF A UV-LIGHT-ABSORBING COATING - Google Patents
LENSES WITH A PHOTOCHROMIC GRADIENT DUE TO THE APPLICATION OF A UV-LIGHT-ABSORBING COATINGInfo
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Description
AMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. 01550, USAAMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. 01550, USA
Linsen mit einem photochromen Gradienten bedingt durch Anwenden eines UV-Licht absorbierenden ÜberzugesLenses with a photochromic gradient due to application a UV light absorbing coating
Es werden Glas- oder Kunststofflinsen oder Linsenrohlinge geschaffen, die alle für das Ausbilden einer progressiven örtlichen Veränderung der phototropen oder photochromen Verhaltensweise erforderlichen Bestandteile enthalten ohne Anwenden einer speziellen Wärmebehandlung, wobei wenigstens ein Teil derselben mit einem UV-Lichtabsorber mit sich progressiv verändernder Dicke überzogen ist. Die Behandlung verhindert die Entwicklung einer phototropen oder photochromen Verhaltensweise lediglich in denjenigen Teilen der Linsen oder Linsenrohlinge in einer Weise,die in indirekter Beziehung zu der Dicke des Überzuges steht, d.h. wo der überzug am dicksten ist, erfolgt keine oder prktisch keine Aktivierung einer Linse bei Belichtung mit aktinischem Licht.Glass or plastic lenses or lens blanks are created which contain all of the components required for the formation of a progressive local change in the photochromic or photochromic behavior without applying a special heat treatment, at least part of which is coated with a UV light absorber with progressively changing thickness . The treatment prevents the development of a photochromic or photochromic behavior only in those parts of the lenses or lens blanks in a way that is indirectly related to the thickness of the coating, ie where the coating is thickest, there is no or virtually no activation of a lens Exposure to actinic light.
Die Erfindung betrifft das Herstellen von Glas- oder Kunststofflinsen oder Linsenrohlingen, die phototrope oder photochrome Eigenschaften aufweisen, insbesondere das Herstellen derartiger Linsen oder Linsenrohlinge, die kontinuierliche Abstufungen der phototropen Verhaltensweise zeigen.The invention relates to the manufacture of glass or plastic lenses or lens blanks which have photochromic or photochromic properties, in particular the manufacture of such Lenses or lens blanks that show continuous gradations of photochromic behavior.
Die Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber den Linsen und den Linsenrohlingen derart dar, wie sie in dem deutschen Patent (deutsche Patentanmeldung P 26 17 665.8) beschrieben sind.The invention represents an improvement over the lenses and the lens blanks of the type described in the German patent (German patent application P 26 17 665.8) are described.
Die genannte Patentanmeldung gibt den allgemeinen Stand der Technik wieder, der auch dem vorliegenden Erfindungsgegenstand zugrundeliegt. Die nachfolgende Beschreibung erläutert kurz umrissen den relevanten Stand der Technik gemäß dem Hauptpatent.The patent application mentioned gives the general state of the art again, which is also the basis of the present subject matter of the invention. The following description is briefly outlined the relevant state of the art according to the main patent.
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OphthaLmische Linsen dienen im wesentlichen drei Zwecken;Ophthalmic lenses serve three main purposes;
1) Korrektur von Sehfehlern,1) correction of visual defects,
2) Schutz gegen mechanische Gefahren gegenüber dem Auge;2) protection against mechanical hazards to the eye;
3) Schutz gegen Strahlung.3) Protection against radiation.
Der erste Zweck wird vermittels durchsichtiger Linsen erreiht, die Brechungskraft besitzen, der zweite Zweck wird erreicht durch Vorsehen von Linsen mit der erforderlichen physikalischen Festigkeit. Der dritte Zweck eines Schutzes gegen Strahlung, wie UV-Licht, intensives sichtbares Licht und Infrarotstrahlung kann dadurch erreicht werden, daß in oder auf dem Glas oder Linsen oder in oder auf dem Kunststoff oder Polymeren der Linsen Farbe zugesetzt wird.The first purpose is achieved by means of transparent lenses which have refractive power, the second purpose is achieved by Providing lenses with the required physical strength. The third purpose of protection against radiation, such as ultraviolet light, Intense visible light and infrared radiation can be achieved in or on the glass or lenses or color is added in or on the plastic or polymer of the lenses.
Die gefärbten Linsen und deren Herstellung sind im einzelnen in der oben angegebenen Patentanmeldung erläutert.The colored lenses and their manufacture are explained in detail in the patent application cited above.
Bleibend gefärbte oder eingefärbte ophthalmische Linsen besitzen den Nachteil, daß dieselben bei geringen Belichtungswerten eine geringe Lichtdurchlässigkeit beibehalten, also unter den Bedingungen einer mehr oder weniger dunklen Umwelt. Unter derartigen geringen Lichtbedingungen, wie einem Fahren eines Kraftfahrzeuges zur Nacht können herkömmliche Sonnenbrillen gefährlich sein. Es wurde gefunden, daß dieser spezielle Nachteil in einem gewissen Ausmaß dadurch ausgeräumt werden kann, daß man die Vielzahl an handelsgängigen phototropen oder photochromen Gläsern oder Kunststoff linsen verwendet. Die US-PS 3 197 396 beschreibt phototrope ophthalmische, Silberionen enthaltende Linsen, die gegenüber sichtbarer Strahlung durchscheinend sind, jedoch bei der Belichtung mit aktinischer Strahlung eine Verdunkelung erfahren, wobei sich die Durchlässigkeit auf etwa 45% der ursprünglichen Durchlässigkeit beläuft. Eine Reihe der einschlägigen Veröffentlcihungen nach dem Stand der Technik bezüglich ophthalmischer Linsen schließt unter anderem ein die US-PSen 3 208 860; 3 548 060; 3 594 198; 3 617 316; 3 703 388; 3 765 913; 3 795 523; 3 833 511; 3 834 912; GB-PS 1 275 019, DT-PS 2 230 506 und Dt-AS 2 256 775.Permanently colored or tinted ophthalmic lenses have the disadvantage that they have a Maintain low light transmission, i.e. under the conditions of a more or less dark environment. Among such low light conditions such as driving a motor vehicle conventional sunglasses can be dangerous at night. It has been found that this particular disadvantage is to a certain extent Extent can be eliminated by using the large number of commercially available photochromic or photochromic glasses or plastic lenses used. US Pat. No. 3,197,396 describes photochromic ophthalmic lenses containing silver ions which are opposed to visible radiation are translucent, but experience darkening on exposure to actinic radiation, wherein the permeability is approximately 45% of the original permeability. A number of the relevant publications The prior art relating to ophthalmic lenses includes, but are not limited to, U.S. Patents 3,208,860; 3,548,060; 3,594,198; 3,617,316; 3,703,388; 3,765,913; 3,795,523; 3,833,511; 3,834,912; GB-PS 1 275 019, DT-PS 2 230 506 and Dt-AS 2 256 775.
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Zusätzlich zu den phototrope Gläser betreffenden Patentschriften, wobei es sich jeweils «m das Vorliegen von Silberhalogenidteilchen handelt, die einheitlich in dem Volumen des Gegenstandes verteilt sind, ist es bekannt,d aß die Firma Chance-Ilkington Optical Glass Company, Großbritannien ein phototropes Phosphorsilikatglas unter der Handelsbezeichnung "Reactolite" in den Handel bringt.In addition to the patents relating to photochromic glasses, in each case the presence of silver halide particles that are uniformly distributed in the volume of the object, it is known that the company Chance-Ilkington Optical Glass Company, United Kingdom, markets a phototropic phosphosilicate glass under the trade name "Reactolite".
Weitere durch Silberhalogenide sensibilisierte phototrope Gläser sind in allgemeiner Form in den nachfolgenden Veröffentlichungen beschrieben:Further photochromic glasses sensitized by silver halides are given in general form in the following publications described:
W.H. Armistead und S.D. Stookey: "Photochromic Silicate Glasses Sensitized by Silver Halides?, Science, Band 144 (1964) Seiten 150-154;W.H. Armistead and S.D. Stookey: "Photochromic Silicate Glasses Sensitized by Silver Halides ?, Science, Volume 144 (1964) pages 150-154;
G. Gliemeroth und K.H. Mader: "Phototropic Glass" Angew. Chemie Internat. Edit. Band 9 (1970) Seiten 434-445;G. Gliemeroth and K.H. Mader: "Phototropic Glass" Angew. chemistry Boarding school Edit. Volume 9 (1970) pp. 434-445;
A.V. Dotsenko et al: ?A Study of the Effect of Copper Ions on the Relaxation Properties of Photochromic Glasses" Sov. J.P. Opt. Technol. Band 41 (1974) Seiten 395-397;A.V. Dotsenko et al: A Study of the Effect of Copper Ions on the Relaxation Properties of Photochromic Glasses "Sov. J. P. Opt. Technol. Volume 41 (1974) pages 395-397;
R.J. Araujo: "Photochromic Glasses" Kapitel 8 des Buches Photochromismus, herausgegeben von G.H. Borwn, Willey Interscience, New York (1971) Seiten 667-686;R.J. Araujo: "Photochromic Glasses" Chapter 8 of the book Photochromism, edited by G.H. Borwn, Willey Interscience, New York (1971) pp. 667-686;
H. Bach und G. Gliemeroth: "Phase Separation in Phototropic Silver-Halide Containing Glasses" J. Amer.Cer.Soc. (1971) Seiten 43-44;H. Bach and G. Gliemeroth: "Phase Separation in Phototropic Silver-Halide Containing Glasses "J. Amer. Cer. Soc. (1971) pp. 43-44;
Die Gläser nach dem Stand der Technik scheinen die folgenden Eigenschaften gemeinsam zu haben:The prior art glasses appear to have the following properties in common:
1. die die photochrome oder phototrope Verhaltensweise bedingenden Bestandteile sind Silberhalogenidteilchen, die in der Glasmatrix einheitlich dispergiert sind;1. those which cause the photochromic or photochromic behavior Components are silver halide particles uniformly dispersed in the glass matrix;
2. Die aus diesen Gläsern hergestellten Gegenstände müssen einer wohl definierten Wärmebehandlung ausgesetzt werden, um die photochrome oder phototrope Verhaltensweise zu entwickeln.2. The objects made from these glasses must be subjected to a well-defined heat treatment in order to produce the photochromic or to develop photochromic behavior.
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Die Literatur gibt an, daß sich die Gläser scheinbar voneinander bezüglich der Zusammensetzungen der Grundgläser unterscheiden, die als Träger für die phototropen oder photochromen Zentren dienen. Die US-PS 3 208 860 beschreibt phototrope Gegenstände bestehend aus einem Silikatglaskörper, der in wenigstens einem Teil desselben Mikrokristalle aus wenigstens einem Silberhalogenid aufweist, das aus der Gruppe aus Silberchlorid, Silberbromid und Silberjodid ausgewählt ist, wobei sich die Konzentration dieser Kristalle in dem Teil auf wenigstens 0,005 Vol.% beläuft.The literature indicates that the glasses seem to differ from one another in terms of the composition of the base glasses, which serve as a carrier for the photochromic or photochromic centers. U.S. Patent No. 3,208,860 describes consisting of photochromic articles of a silicate glass body which has microcrystals of at least one silver halide in at least a part of the same, which is selected from the group consisting of silver chloride, silver bromide and silver iodide, the concentration of these crystals being in the part is at least 0.005% by volume.
Die ÜS-PS 3 419 370 lehrt eine Herstellung von photochromen Linsen vermittels Diffundieren von Silberionen in die Oberflächenschicht eines Grundglases und sodann Aussetzen der Gegenstände gegenüber einer spezifischen Wärmebehandlung. Glas oder Kunststoffgegenstände sind ebenfalls als photochrome Materialien hergestellt worden vermittels überziehen der Substrate mit einem phototropen überzug, siehe die US-PS 3 875 321, wie es in der Veröffentlichung Journal of the American Ceramic Society (1974) , Seiten 332-335 unter dem Titel "Reversible Optical Density Changes in Composite Layers" beschrieben ist.ÜS-PS 3 419 370 teaches the manufacture of photochromic lenses by diffusing silver ions into the surface layer of a base glass and then exposing the articles versus a specific heat treatment. Glass or plastic objects are also made as photochromic materials by means of coating the substrates with a photochromic coating, see US Pat. No. 3,875,321, as described in US Pat Publication Journal of the American Ceramic Society (1974), pages 332-335, entitled "Reversible Optical Density Changes in Composite Layers ".
Die oben erläuterten photochromen oder phototropen Linsen besitzen gegenüber bleibend eingefärbten Linsen bestimmte Vorteile. Aufgrund der Reversibilität des photochromen Effektes nehmen derartige Linsen eine geringe Durchlässigkeit dann an, wenn sie der Einwirkung von UV-Licht oder blauem Licht ausgesetzt werden, nehmen jedoch eine hohe Durchlässigkeit unter Umweltsbedingungen an, wo nur eine geringe Einwirkung einer aktivierenden Strahlung vorherrscht. Glaslinsen scheinen ihre photochromen Eigenschaften nicht zu verlieren, wie dies der Fall bei aus Kunststoff gefärbten phototropen Linsen ist, während einer längeren Benutzung wobei im letzteren Falle ein Abbau der aktiven Bestandteile resultiert.Have the photochromic or photochromic lenses discussed above certain advantages over permanently tinted lenses. Due to the reversibility of the photochromic effect, such Lenses exhibit low transmission when exposed to UV light or blue light, however, assume high permeability under environmental conditions where there is little exposure to activating radiation prevails. Glass lenses do not seem to lose their photochromic properties, as is the case with those made of plastic photochromic lenses, during prolonged use, in the latter case a degradation of the active components results.
Alle derzeitig bekannten photochromen oder phototropen Linsen sind mit dem Nachteil behaftet, daß die Widerausbildung einer hohen Durchlässigkeit mehrere Minuten erfordert. Dies erweist sich als unangenehm von Brillenträgern, z.B. dann, wenn ein Kraftfahrzeug betrieben wird, wo im Inneren des Wagens eine geringe BeleuchtungAll currently known photochromic or photochromic lenses have the disadvantage that the re-formation of a high Permeability requires several minutes. This proves to be uncomfortable for those who wear glasses, e.g. when driving a motor vehicle is operated where there is little lighting inside the car
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vorherrscht und außerhalb des Fahrzeuges gegebenenfalls eine hohe Beleuchtungsstärke vorhanden ist. Wenn es auch zweckmäßig ist die Lichtintensität gegenüber den Augen des Fahrers zu verringern, während er die Straßen- und Verkehrsbedingungen beobachtet, muß es dem Fahrer doch ermöglicht sein, Informationen deutlich abzulesen, die sich auf dem Instrumentenbrett des Fahrzeuges finden, wo normalerweise eine geringe Beleuchtungsstärke vorliegt. Dies zu verhindern, kann in der Tat gefährlich sein. Ein ähnliches Problem kann sich bei Berufen wiederfinden, wo plötzliche Veränderungen der Beleuchtungsstärke von hell zu dunkel auftreten entweder 1) durch schnelle Veränderungen der Intensität der Lichtquelle oder 2) durch Bewegung des Brillenträgers von einer Umwelt mit hoher Beleuchtungsintensität in eine dunklere Umwelt.prevails and outside the vehicle possibly a high Illuminance is available. While it is desirable to decrease the light intensity vis-a-vis the driver's eyes while observing road and traffic conditions, it must enable the driver to clearly read information found on the vehicle's instrument panel, where there is normally a low level of illuminance. Preventing this from happening can indeed be dangerous. A similar problem can be found in professions where sudden changes in illuminance from light to dark occur either 1) through rapid changes in the intensity of the light source or 2) through movement of the spectacle wearer from an environment with high Illumination intensity in a darker environment.
Einige der Nachteile sind dadurch ausgeräumt worden, daß Brillengläser mit einer kontunierlichen Veränderung der Durchlässigkeit von gering an dem oberen Ende der Linse zu hoch an dem unteren Teil der Linse angewandt worden sind. Linsen mit einem derartigen bleibenden Gradienten des Färb- oder Färbungsausmßaes sind nunmehr handelsgängig und derartige Linsen dürften durch unterschiedliche Einfärbungen von Kunststofflinsen oder durch Aufbringen eines abgestuften Farbüberzuges auf Glaslinsen durch Vakuumbeaufschlagung von absorbierenden Materialien hergestellt werden. Bei Kunststofflinsen kann ein derartiger Farbgradient dadurch ausgebildet werden, daß unterschiedliche Konzentrationen des Farbstoffes vorliegen, der durch unterschiedliche Flächen der Linse absorbiert wird. So herrscht z.B. an dem oberen Ende der Linse eine Hohe Konzentration der Absorption und an dem unteren Ende der Linse eine geringe Konzentration vor.Some of the disadvantages have been overcome by providing spectacle lenses with a continuous change in transmittance from low at the top of the lens to high at the bottom of the lens. Lenses with such a permanent gradients of the color or color extent are now commercially available and such lenses can be made by different colors of plastic lenses or by applying one graded color coating can be produced on glass lenses by applying a vacuum to absorbent materials. In the case of plastic lenses, such a color gradient can be formed as a result will be that there are different concentrations of the dye being absorbed by different areas of the lens will. For example, there is a high concentration of absorption at the upper end of the lens and one at the lower end of the lens low concentration.
In der US-PS 3 419 370 findet sich eine Aussage dahingehend, daß ein Gradient der photochromen Verhaltensweise über einen Glaskörper dadurch erreicht werden kann, daß eine Veränderung der Zeit und/oder Temperatur an unterschiedlichen Teilen des der Einwirkung eines Ionenaustauschermediums ausgesetzten Glaskörpers durchgeführt wird. Nach dieser Veröffentlichung enthält das IonenaustauschbadIn US-PS 3,419,370 there is a statement that a gradient of the photochromic behavior over a glass body can be achieved by changing the time and / or temperature is carried out at different parts of the glass body exposed to the action of an ion exchange medium will. According to this publication, the ion exchange bath contains
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in allen Fällen Silberionen, siehe die Tabelle II der genannten Patentschrift. Der Gradient der photochromen Eigenschaften wird dadurch erzielt, daß man unterschiedliche Konzentrationen an Silberionen in das Glas heinein diffundieren läßt. Die Lehre dieser Patentschrift dürfte dahin gehen, daß Glas nicht photochrom oder phototrop gemacht werden kann, ohne daß dasselbe dem Diffusionsverfahren in dem Silber enthaltenden Ionenaustauschbad ausgesetzt wird, bevor die Wärmebehandlung zur Durchführung kommt, die zur Entwicklung der phototropen oder photochromen Verhaltensweise erforderlich ist. Die Grundzusainmensetzung des Glases enthält keinerlei Silberionen, und es findet sich dort keine Lehre bezüglich eines photochromen Gradienten bei ophthalmischen Linsen.in all cases silver ions, see Table II of the patent mentioned. The gradient of the photochromic properties will be achieved by allowing different concentrations of silver ions to diffuse into the glass. The lesson of this The patent would suggest that glass cannot be made photochromic or phototrophic without the same thing as the diffusion process is exposed in the silver-containing ion exchange bath before the heat treatment is carried out, the is required to develop photochromic or photochromic behavior. The basic composition of the glass contains no silver ions, and there is no teaching of a photochromic gradient in ophthalmic lenses.
Der Stadd der Technik bezüglich des Herstellens ophthalmischer Linsen mit einheitlichen phototropen oder photochromen Eigenschaften über deren gesamtes Volumen dürfte sich wie folgt zusammenfassen lassen:The state of the art in manufacturing ophthalmic Lenses with uniform photochromic or photochromic properties over their entire volume can be summarized as follows permit:
1. Es werden Gläser der in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Art erschmolzen gemäß deneinschlägigen bekannten Arbeitsweisen zur Glasherstellung.1. There are glasses of those given in Table I below Art melted according to the relevant known glassmaking procedures.
2. Aus diesen Gläsern werden vermittels bekannter Arbeitsweisen wie Pressen oder Gießen Linsenrohlinge hergestellt.2. Lens blanks are produced from these glasses by means of known working methods such as pressing or casting.
3. Diese Gegenstände werden einer gesteuerten Wärmebehandlung ausgesetzt unter Etntwickeln von Silberhalogenidteilchen mit linearen Dimensionen d, die im wesentlichen innerhalb des Bereiches von 5<d<50 mn liegen. Der untere Grenzwert ist erforderlich, um eine photochrome oder phototrope Verhaltensweise zu entwickeln und der obere Grenzwert ist erforderlich, um eine bei ophthalmischen Produkten nicht annehmbare Lichtstreuung zu vermeiden. Die Gesamtkonzentration dieser Silberhalogenidteilchen, die einheitlich in dem Glasgegenstand dispergiert sind, sollte sich auf wenigstens 0,OO5 Vol.% belaufen.3. These objects are subjected to a controlled heat treatment to develop silver halide particles having linear dimensions d substantially within the range of 5 <d <50 mn. The lower limit is required to achieve a Develop photochromic or photochromic behavior and the upper limit is required to be one in ophthalmic products avoid unacceptable light scattering. The total concentration of these silver halide particles uniformly dispersed in the glass article should be at least 0.05% by volume.
Der Stand der Technik bezüglich des Herstellens von Glasgegenständen mit einem Gradienten bezüglich der photochromen oder phototropen Verhaltensweise gemäß der US-PS 3 419 370 läßt sich wie folgt zusammenfassen:The state of the art relating to the manufacture of glass articles with a gradient with respect to the photochromic or photochromic behavior according to US Pat. No. 3,419,370 can be how summarize as follows:
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1. Ein Grundglas mit einer Zusammensetzung im wesentlichen entsprechend dem allgemeinen System Alkalioxid - Al-O - B_0 - SiO-, unter Zusatz von Halogeniden zu dem Ansatz, wird unter Bedingungen niedergeschmolzen, die es ermöglichen eine ausreichende Menge an Halogeniden zurückzuhalten.1. A base lens with a composition essentially corresponding the general system alkali oxide - Al-O - B_0 - SiO-, with the addition of halides to the batch, it is melted under conditions that allow a sufficient amount to retain halides.
2. Aus diesen Gläsern werden vermittels bekannter Arbeitsweisen wie Pressen oder Gießen, Linsenrohlinge hergestellt.2. Using known methods such as pressing or casting, lens blanks are produced from these glasses.
3. Aus den Rohlingen werden vermittels Schleifen und Polieren fertige Linsen hergestellt.3. Finished lenses are produced from the blanks by grinding and polishing.
4. Die fertigen Linsen werden der Einwirkung einer Quelle Silberionen bei erhöhter Temperatur dergestalt ausgesetzt, daß in denjenigen Teilen der Linse, wo ein hohes Ausmaß an phototroper oder photochromer Verhaltensweise angestrebt wird, die Silberkonzentration höher als in denjenigen Teilen ist, wo ein geringes Ausmaß an phototroper oder photochromer Verhaltensweise angestrebt wird.4. The finished lenses are exposed to a source of silver ions exposed at elevated temperature such that in those parts of the lens where a high degree of photochromic or photochromic behavior is sought, the silver concentration is higher than in those parts where a low level aimed at photochromic or photochromic behavior.
5. Die in dieser Weise behandelten Linsen werden einer sorgfältig gesteuerten Wärmebehandlung unter Wachsen der Silberhalogenidkristalle auf eine Größe ausgesetzt, die für eine photochrome oder phototrope Verhaltensweise erforderlich ist, darf jedoch nicht über lineare Abmessungen von 50 nm hinausgehen, um eine bei ophthalmischen Linsen nicht annehmbare Lichtstreuung zu vermeiden. 5. The lenses treated in this way are subjected to a carefully controlled heat treatment while the silver halide crystals grow exposed to a magnitude that is required for photochromic or photochromic behavior, however, is allowed do not go beyond linear dimensions of 50 nm to avoid light scattering which is unacceptable with ophthalmic lenses.
Erfindungsgemäß werden ophthalmische Linsenpreßlinge geschaffen, die phototrope oder photochrome Verhaltensweise zeigen ausgehend von Gläsern, die alle für das Ausbilden einer derartigen phototropen oder photochromen Verhaltensweise erforderlichen Bestandteile enthalten. Die photochromen Eigenschaften liegen praktisch einheitlich so vor, wie es in dem oben summarisch beschriebenen Stand der Technik erläutert ist, das beste einschlägige Beispiel dürfte sich hierzu in der US^PS 3 419 370 finden. Die Preßlinge werden in Linsenrohlinge überführt, die Rohlinge erfahren unter Entwickeln der phototropen oder photochromen Verhaltensweise eine herkömmliche Wärmebehandlung und werden sodann mit einem Überzug progressiver örtlicher Dickenveränderung versehen.According to the invention, ophthalmic lens moldings are created which exhibit photochromic or photochromic behavior starting out of glasses, which have all the components necessary for the development of such a photochromic or photochromic behavior contain. The photochromic properties are practically uniform as it is in the one summarized above Prior art is explained, the best relevant example is likely to be found in US ^ PS 3,419,370. The pressed items are converted into lens blanks, the blanks experience while developing the photochromic or photochromic behavior a conventional heat treatment and are then provided with a coating of progressive local changes in thickness.
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Der überzug weist einen UV-Lichtabsorber auf. Dort wo der überzug am dicksten ist, tritt praktisch keine flunkelung oder Verringerung in der Durchlässigkeit auf, wenn eine Bestrahlung mit aktinischem Licht erfolgt. Der überzug ist dergestalt, daß das Teil des Rohlings, das das Fernsichtteil der Linse oder des Rohlings darstellt, progressiv praktisch nicht beschichtet ist, so daß dasselbe bei der Einwirkung aktinischer Energie aktiviert oder verdunkelt werden kann.The coating has a UV light absorber. There where the coating is thickest, there is virtually no flicker or diminution in transmittance when exposed to actinic light. The coating is such that the part of the blank, which represents the far vision part of the lens or the blank is progressively practically uncoated, so that the same at the action of actinic energy can be activated or darkened.
Es wurde gefunden, daß sogenannte "einstückige Mehrfachbrennweiten-" oder "erhöhte Kante aufweisende Mehrfachbrennweiten" Glaslinsen und Glaslinsen mit progressiverBrechung mit den angestrebten zweckmäßigen erfindungsgemäßen Eigenschaften insbeondere erfindungsgemäß hergestellt werden können. Das für das Fernsichtteil der Linse angewandte Linsenteil kann phototrop oder photochrom gemacht werden, während das für das Nahsichtteil angewandte Linsenteil derartige Eigenschaften nicht aufweisen wird, und zwar einfach indem das Nahsichtteil mit einem UV-Lichtaborber© überzogen wird, dessen Dicke progressiv bis zu einem nicht überzogenen Zustand über dem Fernsichtteil abnimmt. Um einen derartigen Gradienten bezüglich der photochromen oder phototropen Verhaltensweise zu erzielen, werden Mehrfachbrennpunktslinsen mit erhöhter Kante oder Linsenrohlinge nach dem Herstellen und Polieren derselben der weiter unten beschriebenen Weise überzogen.It has been found that so-called "one-piece multiple focal lengths" or "raised edge multiple focal lengths" glass lenses and progressive refraction glass lenses having the desired useful properties of the invention, particularly in accordance with the invention can be produced. The lens part applied for the far vision part of the lens can be made phototropic or photochromic, while the lens part used for the near vision part will not have such properties simply by the Near vision part is coated with a UV light laboratory ©, the thickness of which progressively up to a non-coated state above the Far vision part decreases. To achieve such a gradient in terms of photochromic or photochromic behavior, Raised edge multiple focus lenses or lens blanks continue to be made after they have been manufactured and polished coated in the manner described below.
Der Erfindungsgegenstand ist auf Linsenrohlinge und Linsen qnwendbar, die alle für das Ausbilden der photochromen oder phototropen Verhaltensweise erforderlichen Bestandteile enthalten, die im wesentlichen einheitlich in dem Glaskörper dispergiert sind, wobei das Silberhalogenid jedoch in einem nicht nukleutierten Zustand vorliegt, d.h. die Teilchen eine Größe besitzen, die kleiner als für das Ausbilden der photochromen oder phototropen Verhaltensweise erforderlich ist. Es ist bevorzugt, Gläser mit einem Ausdehnungskoeffizienten von kleiner als 60 χ 10~ /0C 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 subject matter of the invention is applicable to lens blanks and lenses which contain all components necessary for the formation of the photochromic or photochromic behavior, which are essentially uniformly dispersed in the glass body, the silver halide, however, in a non-nucleated state, ie the particles have one size that is smaller than is required for the development of the photochromic or photochromic behavior. It is preferred to use glasses with a coefficient of expansion of less than 60 χ 10 ~ / 0 C, so as to reduce thermal breakage of the lenses and blanks during the treatment in the temperature gradient field. However, the subject matter of the invention is not limited to glasses of this type.
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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 achfolgenden Tabelle I hergestellt werden.An embodiment of the invention is shown in the drawing. This drawing is a schematic representation of the Appearance of a flat lens and the corresponding optical transmittance over the surface of such a lens in front of (a) and after (b) exposure to activating radiation (sunlight) for a period of 30 minutes. The glass of the The lens according to the invention can be produced from a glass according to the compositions of Table I below.
Tabelle I
Zusammensetzung in Gew.% von erfindungsgemäß anwendbaren Gläsern Table I.
Composition in% by weight of glasses which can be used according to the invention
53,0A +
53.0
21,4 B.
21.4
58,8C.
58.8
57,3D.
57.3
0,00.0
PbOAg 2 O
PbO
5,10.4
5.1
0,0 0.5
0.0
0,00.0
1,01.0
0,00.0
Dies stellt die bevorzugteGlaszusaminensetsung Add die bestbekannte Ausführungeform.This represents the preferred glass assembly Add the best known embodiment.
Es können dem einschlägigen Fachmann geläufige Färbungsmittel angewandt werden. Deartige Färbungsmittel sind im wesentlichen neutral oder nicht umsetzungsfähig bezüglich der anderen Glasbestandteile.Colorants familiar to the person skilled in the art can be used. Such colorants are essentially neutral or not implementable with regard to the other glass components.
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Zu entsprechenden Beispielen gehören: die Ubergangsmetalloxide einschließlich solcher wie z.B. Fe2O-, Cr3O3, CoO, bestimmte seltene Erdmetalloxide, wie Nd2O-, Pr2O.. Weiterhin liegen die erforderlichen Silberhaiogenidteilchen (Chlorid, Bromid, Jodid) die der photochromen Aktivierung unterworfen werden, vor, wie dies in dem oben angezogenen Stand der Technik erläutert ist.Corresponding examples include: the transition metal oxides including such as Fe 2 O-, Cr 3 O 3 , CoO, certain rare earth metal oxides such as Nd 2 O-, Pr 2 O .. Furthermore, there are the necessary silver halide particles (chloride, bromide, iodide) which are subjected to photochromic activation, as explained in the prior art referred to above.
Wie erwähnt, können die in der Tabelle I unter A, B, C, D und E angegebenen Gläser erfindungsgemäß 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 Silberhaiogenidteilchen 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, in Table I under A, B, C, D and E specified glasses are used according to the invention. To the glasses to use, the lenses or lens blanks are first produced. The lenses are activated in the usual way the silver halide particles present therein. After this When heated, the lenses are allowed to cool sufficiently to avoid thermal breakage. All of this is done according to traditional working methods. Furthermore, a conventional one takes place Grinding, polishing, edge treatment, etc. for manufacturing and mounting the lenses in spectacle frames. In order to meet relevant relevant regulations, conventional suitable working methods to improve the mechanical Strength of the lenses are applied.
Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand einer Reihe Ausführungsbeispiele erläutert.The subject matter of the invention is explained below on the basis of a number of exemplary embodiments.
Es wird eine herkömmliche Glaszusammensetzung A gemäß Tabelle I für plane Linsen hergestellt. Gemäß der Arbeitsweise nach der US-PS 3 419 370 erfolgt vermittels Wärmebehandlung die überführung in den photochromen Zustand.It is a conventional glass composition A according to Table I. made for flat lenses. According to the procedure according to US Pat. No. 3,419,370, the transfer takes place by means of heat treatment in the photochromic state.
Sodann werden zwei Lösungen hergestellt: Lösung h Two solutions are then prepared: Solution h
Es werden 5,00 Gew.Teile eines Polyvinylalkohol (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',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon angewnadt werden.There are 5.00 parts by weight of a polyvinyl alcohol (preferably DuPont 71-30) in 50 parts of water plus 28.75 parts of ethanol to which 1 part of a UV light absorber has been added. It 1 to 5 parts by weight of a UV light absorber, preferably 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, can be used.
7098U/0S507098U / 0S50
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Lösung BSolution b
Es werden 6,25 Gew.Teile Tetraäthylorthosilikat mit 1,25 Teilen Wasser, das 1 Gew.% HCl enthält, vereinigt. Nach Eintreten der Hydrolyse werden weitere 6,26 Teile Wasser zugesetzt. Die Hydrolysenkompression kann festgestellt als die Zeitspanne, nach der die spontane exotherme Reaktion abgeschlossen ist.There are 6.25 parts by weight of tetraethyl orthosilicate with 1.25 parts Water containing 1 wt.% HCl, combined. After hydrolysis has started, a further 6.26 parts of water are added. The hydrolysis compression can be determined as the length of time after which the spontaneous exothermic reaction is complete.
Es werden 84,75 - 88,75 Teile der Lösung A (es werden z.B. 84,75 Teile mit einem Teil 2,2',4,4'-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 are used (e.g. 84.75 parts are used with one part of 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone), combined with 13.75 parts of solution B. There are 2.50 parts of a 37% formaldehyde solution and 0.01 part of a Wetting agent (preferably Triton X-100) was added and the pH of the solution was adjusted to 2.9 with HCl. The applicable pH range amounts to 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 surface of the photochromic lens to be deactivated is coated with the solution by means of immersion. You can have a cover with a thickness of 5 microns obtained by removing the photochromic lens from the solution at a speed of 19.05 cm / min is pulled out. It should be noted that the photochromic property is eliminated by progressive coating. Since it is the far vision part of the lens that should maintain the photochromic properties, it becomes the bottom part or the near vision part the lens removed from the solution last.
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. Es erfolgt ein 5 stündiges Erhitzen auf 25O°C.The solvents are removed by allowing the coated product to stand for 15 to 30 minutes. "Remove" is that Term used in the relevant field to allow the alcohol content of the solution to evaporate in the air. It 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, with a bifocal lens being coated only on the near vision part below Forming a progressive deactivation over the bottom part of the near vision part.
709844/0650709844/0650
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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 photochromeη Eigenschaften, sobald die Linse der Einwirkung aktinischer Energie unterworfen wird.The procedure of Example 1 is followed, with the addition of a different one Repeated UV light absorber, which is selected from the group of other members of the benzophenone family, including 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-Hydroxy-4-methoxy-benzophenone-5-sulfonic acid include The latter example is a water-soluble compound, so that so alcohol or aqueous carrier can be used. It will be understood that the particular UV light absorber selected so long It is not critical how it is capable of being converted into a solution or a carrier and in different concentrations can be applied over the surface of a lens to produce the desired progressive change in the photochromeη properties as soon as the lens is actinic Energy is subjected.
Vermittels Eintauchen kann natürlich ein überzug aus einer organosilanen, abriebfesten überzugsmasse aufgebracht werden, die einen UV-Lichtabsorber enthält. Es können natürlich 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.By means of immersion, of course, a coating of an organosilane, Abrasion-resistant coating material are applied, which contains a UV light absorber. Of course, other coating methods can also be used can be used insofar as they allow a progressive change in the photochromic properties. The thickness of the Coating (and therefore the amount of UV light absorber) is achieved by controlling the speed at which the lens is withdrawn from the solution is controlled or changed via the surface of the lens. The faster it is pulled out, the thinner the coating. The thickness has not been measured, but it feels what would be expected.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein überzug für eine Kunststofflinse geschaffen, die in einem UV-Lichtabeorber 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 for a plastic lens created in a UV light absorber is immersed directly in a controlled and gradient manner so that a photochromic Gradient effect in bright sunlight.
In der Zeichnung zeigt der Abschnitt A die Durchlässigkeit einer planen Linse,sobald sich dieselbe im nicht aktivierten Zustand befindet. Der Abschnitt B erläutert den Durchlässigkeitsgradienten der Linse,nachdem dieselbe der Einwirkung von Sonnenlicht über eine bestimmte Zeitspanne hin ausgesetzt worden ist. Dies zeigt bchematisch die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Behandlung derIn the drawing, the section A shows the permeability of a plan lens as soon as it is in the non-activated state. Section B explains the transmittance gradient of the lens after it is exposed to sunlight has been suspended for a certain period of time. This shows schematically the results of the treatment according to the invention
Linse oder des Linsenrohlings.Lens or the lens blank.
709844/0650 _ 13 _709844/0650 _ 13 _
-w-4S-w-4S
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 unseren Ende der Linse zeigt so wie sie in einem Brillengestell vorliegt. In dem gesamten Oxidglaskörper,aus dem die Linse oderder 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 dem Teil A gezeigten Linse ist dieselbe nicht der Einwirkung von aktinischem Licht unterworfen worden, und die optische Durchlässigkeit beläuft sich auf etwa 75%. Nach etwa 30 minütiger Belichtung mit der aktivierenden Strahlung oder mit Sonnnenlicht zeigt die Darstellung nach dem Abschnitt B, daß die Lichtdurchlässigkeit durch die Linse an dem oberen Ende mit etwa 10% beginnt und sich allgemein 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 dem Abschnitt A.Generally speaking, an object produced according to the invention represents a lens or a lens blank that is regressive Change in photochromic behavior from the top to our end of the lens shows just like it does in a spectacle frame is present. In the entire oxide glass body from which the lens or the Lens blank is produced, silver halide particles are dispersed. The particles are progressively masked from the UV light by the coating described. At the top or the far vision part is thus no coating, while the lower or near vision part of the lens is coated with the greatest thickness is present. With regard to the lens shown in Part A, it is not subject to actinic light and the optical transmittance is about 75%. After about 30 minutes of exposure to the activating radiation or sunlight, the image shows section B, that the light transmission through the lens starts at the upper end at about 10% and extends generally along the Permeability curve extends towards the lower end, where there is approximately the same permeability as at the lower end End of the non-activated lenses according to section A.
Im wesentlichen werden erfindungsgemäß photochrome Linsen mit ophthalmischer Qualität und entsprechende Linsenrohlinge geschaffen, die sich durch eine progressive örtliche Veränderung der Durchlässigkeit auszeichnen, sobald dieselben der Einwirkung von aktinischer Energie unterworfen werden. Insbesondere wird erfindung·- gemäß ein dünner, filmartiger Ubermug über wenigsten· einem Teil derartiger Linsen oder Linsenrohlinge vorgesehen. Der Film enthält einen UV-Lichtabsorber, der darin in einer derartigen Menge verteilt ist, daß sich ein progressiv veränderlicher Betrag der Abschirmung gegenüber der aktinischen Energie ergibt. Dort wo die für das Aufbringen des UV-Lichtabsorbers angewandte Lösung praktisch einheitliche Konsistenz besitzt, führt natürlich die Dickenveränderung desselben über die Linse hin zu einer Veränderung der erforderlichen Menge.Essentially, according to the invention, photochromic lenses with ophthalmic quality and corresponding lens blanks are created, which are characterized by a progressive local change in permeability as soon as they are subjected to the action of actinic energy. In particular, invention - according to a thin, film-like overmug over at least one part such lenses or lens blanks are provided. The film contains a UV light absorber dispersed therein in an amount such that there is a progressively varying amount of shielding from actinic energy. There where the The solution used for applying the UV light absorber has a practically uniform consistency, the change in thickness of the same naturally leads to a change over the lens the required amount.
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