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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine ophthalmische Linse aus organischem
Glas mit zumindest einer stoßfesten
Zwischenschicht und ihr Herstellungsverfahren.
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Ophthalmische
Linsen aus organischem Glas sind empfindlicher gegenüber Kratzern
und Abrieb als Linsen aus mineralischem Glas.
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Es
ist bekannt, Linsen aus organischem Glas an der Oberfläche mittels
harter Beschichtungen zu schützen,
im Allgemeinen basierend auf Polysiloxanen.
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Es
ist auch bekannt, Linsen aus organischem Glas so zu behandeln, dass
die Bildung von störenden Reflektionen
vermieden wird, welche beeinträchtigend
für den
Träger
der Linse und sein Gegenüber
sind. Die Linse ist also mit einer ein- oder vielschichtigen Antireflexbeschichtung,
im Allgemeinen aus mineralischem Material, vorgesehen.
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Wenn
die Linse in ihrer Struktur eine abriebfeste Beschichtung umfasst,
ist die Antireflex-Beschichtung an
der Oberfläche
der abriebfesten Schicht aufgebracht. Eine solche Stapelung verringert
den Widerstand gegenüber
Stößen, indem
das System versteift wird und somit zerbrechlicher wird. Dieses
Problem ist in der Industrie ophthalmischer Linsen aus organischem
Glas wohlbekannt.
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Die
japanischen Patente 63-141001 und
63-87223 beschreiben Linsen
aus organischem Glas, welche eine Antischock- bzw. eine stoßfeste Primärschicht
auf der Basis von thermoplastischem Polyurethanharz umfassen. Das
Patent
US 5,015,523 dahingegen
empfiehlt die Verwendung von stoßfesten Acryl-Primärschichten während das
Europäische
Patent
EP 040411 und
das
Japanische Patent JP 1996-54501 die
Verwendung von stoßfesten
Primärschichten
basierend auf wärmehärtbarem
Polyurethan beschreiben.
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Keine
der in den oben aufgeführten
Patenten beschriebenen Techniken ermöglicht es, einen erhöhten Widerstand
gegen den Abrieb für
die fertige Linse mit einer Abwesenheit oder einem geringen Gehalt
an organischen Lösungsmitteln
in der Pirmärschichtzusammensetzung
zu verbinden.
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Das
Patent
EP 0580857 beschreibt
eine Haftprimärschicht,
die im optischen Bereich verwendet werden kann, welche ein Copolymer
umfasst, das aus der Copolymerisation eines UV-Absorber-Monomers, welcher eine ungesättigte Doppelbindung
umfasst, und einem anderen Monomer, insbesondere einem anderen Monomer,
welcher eine ungesättigte
Doppelbindung umfasst, resultiert. Diese Haftprimärschicht
ist besonders witterungsfest, wurde aber nicht mit dem Ziel entwickelt,
die Stoßfestigkeitseigenschaften
zu verbessern.
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Zudem
wurden in den letzten Jahren organische Gläser mit immer höheren Brechungsindizes
verwendet, um ophthalmische Linsen herzustellen. Je nach Zuwachs
des Brechungsindex hat sich die Dicke der Linse, die notwendig ist,
um das gleiche Korrekturniveau zu erreichen, verringert. Die resultierenden
Linsen sind somit dünner
und leichter und folglich attraktiver für den Anwender.
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Diese
organischen Gläser
mit erhöhtem
Brechungsindex tendieren jedoch dazu, relativ weich zu sein und
leichter zu verkratzen. Es ist natürlich möglich, diese Linsen mit harten
abriebfesten Beschichtungen zu beschichten, eventuell wie zuvor
mit einer stoßfesten
primären
Zwischenschicht, aber die Materialien, welche vorgeschlagen wurden
um diese stoßfesten
Primärschichten
zu bilden, haben sich als schlecht geeignet für die Verwendung mit diesen
neuen organischen Gläsern
mit erhöhtem
Brechungsindex erwiesen.
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Das
Dokument
EP-A-0680492 schlägt die Verwendung
einer stoßfesten
Primärschicht
vor, ausgebildet ausgehend von einer wässrigen Polyurethan-Dispersion,
welche direkt auf eine Fläche
des Substrats aus organischem Glas aufgebracht ist.
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Auch
wenn solche Primärschichten
zufriedenstellend sind, ist es wünschenswert,
Primärschichtverbindungen
zu finden, welche gesteigerte Stoßfestigkeitseigenschaften haben,
während
sie den Abriebwiderstand der abriebfesten Schicht beibehalten. Darüber hinaus
wäre es
auch wünschenswert, über Materialien
für diese stoßfeste Primärschicht
zu verfügen,
welche es leicht ermöglichen,
ihren Index an denjenigen des Substrats aus organischem Glas anzupassen,
insbesondere für
den Fall von Substrat aus organischem Glas mit erhöhtem Brechungsindex.
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Die
Anmelderin hat entdeckt, dass in unerwarteter Weise die Verwendung
von Latexzusammensetzungen, welche zumindest einen Butadien-Einheiten
beinhaltenden Latex umfassen, erlaubt primäre stoßfeste Schichten zwischen einem
Substrat aus organischem Glas und einer abriebfesten Beschichtung
zu erhalten, eventuell beschichtet mit einer Antireflex-Beschichtung, welche
die gewünschten
stoßfesten
Eigenschaften hat und deren Index gegebenenfalls leicht an den Brechungsindex
des organischen Glases angepasst werden kann, ohne die Abriebfestigkeits-
und Antireflex-Eigenschaften der abriebfesten Beschichtung und Antireflex-Beschichtungen
zu beschädigen.
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Die
vorliegende Erfindung hat somit eine ophthalmische Linse gemäß dem Anspruch
1 zum Gegenstand, umfassend ein Substrat aus organischem Glas, zumindest
eine abriebfeste Beschichtung und zumindest eine stoßfeste,
stoßschützende bzw.
stoßresistente
primäre
Schicht, welche zwischen dem organischen Glas und der abriebfesten
Beschichtung befindlich ist, deren stoßfeste primäre Schicht gebildet ist, ausgehend von
einer Latexzusammensetzung, welche zumindest einen Latex umfasst,
welches Butadien-Einheiten/Bestandteile enthält.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren
für diese
Linse gemäß Anspruch
13.
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In
der vorliegenden Anmeldung versteht man unter einer Butadien-Einheit
genauer gesagt eine (-CH
2-CH=CH-CH
2-) Butadien-Einheit, wie auch die
Isopren-Einheit.
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Wie
dies wohlbekannt ist, sind Latizes stabile Dispersionen eines Polymers
in wässrigem
Milieu.
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Die
Latexzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können lediglich
aus einer oder aus mehreren Latizes bestehen, welche Butadien-Einheiten
umfassen. Diese Zusammensetzungen können auch aus einer oder mehreren
Latizes bestehen, welche Butadien-Einheiten gemischt mit einer oder
mehreren anderen Latizes umfassen, welche keine Butadien-Einheiten umfassen.
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Die
Latizes, welche Butadien-Einheiten gemäß der Erfindung umfassen, haben
keine funktionellen Urethan-Gruppen.
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Die
Latizes, welche Butadien-Einheiten umfassen, welche zu den Latexzusammensetzungen
gemäß der Erfindung
zählen,
sind natürliche
(NR) oder synthetische (IR) Polyisopren-Latizes, Polybutadien-Latizes (BR),
Latizes aus Butadien-Styrol-Copolymeren (SBR), Latizes aus carboxylierten
Butadien-Styrol-Copolymeren (C-SBR), Latzies aus Butadien-Acrylnitril-Copolymeren (NBR),
carboxylierten Butadien-Acrylnitril-Copolymeren (C-NBR), Latizes
vom Typ ABS (Acrylnitril, Butadien, Styren/Styrol), Latizes aus
hydrierten Butadien-Acrylnitril-Copolymeren
(H-NBR), Latizes aus Isobutylen-Isopren-Copolymeren (IIR), Latizes
aus halogenisierten, z. B. chloriertem oder bromiertem Isobutylen-Isopren-Copolymeren
(XIIR) und deren Mischungen.
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Die
Latizes, welche die gemäß der Erfindung
empfohlenen Butadien-Einheiten umfassen, sind Poly-Butadien-, carboxylierte
Butadien-Styrol-Copolymer-, carboxylierte Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Latizes.
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Die
Latizes, welche Polybutadien-Einheiten umfassen, enthalten vorzugsweise
20 bis 100% Polybutadien.
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Unter
den Latizes, welche keine Butadien-Einheiten umfassen, welche sich
für die
Latexzusammensetzungen gemäß der Erfindung
eignen, können
die Poly(meth)acryl-Latizes (ACM), Polyurethan-Latizes und Polyester-Latizes
genannt werden.
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Die
Poly(meth)acryl-Latizes sind Copolymer-Latizes, welche hauptsächlich aus
einem (Meth)acrylat bestehen, wie beispielsweise Ethyl- oder Buthyl-,
oder Methoxy- oder Ethoxy-Ethyl-(meth)acrylat,
mit im Allgemeinen einem geringen Verhältnis zu zumindest einem anderen
Co-monomer, wie beispielsweise Styren/Styrol.
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Die
in den Latexverbindungen gemäß der Erfindung
empfohlenen Poly(meth)acryl-Latizes sind Acrylat-Styrol-Copolymer-Latizes.
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Die
gemäß der Erfindung
insbesondere empfohlenen Latexzusammensetzungen sind Latexzusammensetzungen,
welche entweder lediglich ein Polybutadien-Latex, ein Butadien-Styrol-Copolymer-Latex,
ein Butadien-Acrylnitril-Copolymer-Latex oder eine Mischung aus
Butadien-Styrol-Copolymer-Latex mit einem Polyacryl- und/oder Polyurethan-Latex
umfassen.
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Bei
Zusammensetzungen, welche eine Latexmischung enthalten, kann das
trockene Extrakt des oder der Latizes, welches keine Butadien-Einheiten
umfasst, 10 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.% des trockenen
Extrakts der in der Zusammensetzung vorhandenen Latizes darstellen.
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Die
Latexzusammensetzungen gemäß der Erfindung
können
jegliche Bestandteile umfassen, die klassischerweise in primären Schichten
zur Haftung von abriebfesten Beschichtungen an ophthalmischen Linsen aus
organischem Glas verwendet werden. Insbesondere können sie
ein Vernetzungsmittel, ein Antioxidationsmittel, einen UV-Absorber,
ein Tensid in den klassischerweise verwendeten Verhältnissen
umfassen.
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Als
Tenside können
Baysilone OL 31, das von der Firma 3M vertriebene FC 430, das Silwet
LS 7657, L7604 oder L77 von der Firma OSI Specialities verwendet
werden.
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Die
Menge von Tensiden ist im Allgemeinen im Bereich von 0 bis 1 Gew.%
bezüglich
des totalen Gewichts der in der Zusammensetzung vorhandenen Latizes.
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Im
Allgemeinen ist die Menge des verwendeten Vernetzungsmittels im
Bereich von 0 bis 5 Gew.% bezüglich
des gesamten Gewichts der in der Zusammensetzung vorhandenen Latizes,
vorzugsweise in der Größenordnung
von 3%.
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Das
Vorhandensein eines Vernetzungsmittels erlaubt es, das eventuelle
Auftreten von Rissen in hartem Lack zu vermeiden, welcher über der
Primärschicht
appliziert ist.
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Ein
empfohlenes Vernetzungsmittel ist ein Aziridin-Derivat, welches
unter der Bezeichnung CX 100 durch die Firma ZENECA RESINS vertrieben
wird.
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Es
ist besonders wünschenswert,
in die Latexzusammensetzungen gemäß der Erfindung ein Antioxidationsmittel
und/oder einen UV-Absorber einzuschließen, in Verhältnissen
für jedes
dieser Mittel, welche von 0 bis 10 Gew.% aktiven Materials, vorzugsweise
von 0 bis 5 Gew.% und noch besser in der Größenordnung von 2,5 Gew.% variieren.
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Das
Antioxidationsmittel und der UV-Absorber sind löslich oder leicht verteilbar
in wässriger
Lösung gewählt. Vorzugsweise
ist das Antioxidationsmittel in der Form einer wässrigen Dispersion in den Latex
eingebracht.
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Es
werden vorzugsweise phenolische Antioxidationsmittel verwendet,
welche sich besonders effizient für die Primärschichten der Erfindung gezeigt
haben.
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Ein
Beispiel eines solchen Antioxidationsmittels ist das IRGANOX DW
245, vertrieben von der Firma CIBA. Es handelt sich um Bis(tert-Butyl-3-Hydroxy-4-Methyl-5-Phenyl-3
Proprionat von Triethylenglykol) in wässriger Lösung.
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Als
UV-Absorber werden vorzugsweise ein UV-Absorber vom Typ Benzimidazol
verwendet und vorzugsweise von der Art, welche einen Sulfonatrest
umfasst.
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Als
Beispiel für
einen solchen UV-Absorber kann PARSOL HS genannt werden, welches
das Natriumsalz der Schwefelsäure
gemäß
ist, vertrieben von der Firma
GIVAUDAN-ROURE.
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Das
kombinierte Vorhandensein eines Antioxidationsmittels und eines
UV-Absorbers in der Primärschicht
ist vorteilhaft, da sie in bemerkenswerter Weise erlaubt, die gesamte
Trockenhaftung der abriebfesten Beschichtung zu verbessern. Wenn
also die primäre
Schicht eine solche Kombination aus Antioxidationsmittel und UV-Absorber
umfasst, ist die gesamte Trockenhaftung der abriebfesten Beschichtung
beibehalten, selbst nach 200 Stunden Bestrahlung/Beleuchtung, was
nicht der Fall ist, wenn die primäre Schicht kein Antioxidationsmittel
umfasst.
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Die
Kombination von IRGANOX DW 245 und PARSOL HS ist besonders bevorzugt.
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Die
Linsensubstrate, welche sich für
die vorliegende Erfindung eignen, sind jegliche Substrate aus organischem
Glas, welche üblicherweise
für organische
ophthalmische Linsen verwendet sind.
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Unter
den Substraten, welche für
Linsen gemäß der Erfindung
geeignet sind, können
Substrate genannt werden, welche aus der Polymerisierung von Alkyl(meth)acrylaten
erhalten werden, insbesondere von C1-C4 Alkyl(meth)acrylaten wie Methyl(meth)acrylat
oder Ethyl (meth)acrylat, allylische Derivate wie aliphatische oder
aromatische, lineare oder verzweigte Polyol-Allylcarbonate, Thio(meth)acryle,
Thiourethane, aromatische polyethoxylierte (Meth)Acrylate, wie polyethoxyliertes
Bisphenols-A Dimethylacrylat.
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Unter
den empfohlenen Substraten können
Substrate genannt werden, die mittels Polymerisierung von Polyol-Allylcarbonaten
erhalten werden, unter denen Ethylenglykol-bis-Allylcarbonat, Diethylenglykol-bis-2-Methylcarbonat,
Diethylenglykol-bis(Allylcarbonat), Ethylenglykol-bis(2-Chlorallylcarbonat),
Triethylenglykol-bis(Allylcarbonat), 1,3-Propandiol-bis(Allylcarbonat), Propylenglykol-bis(2-Ethylallylcarbonat), 1,3-Butandiol-bis(Allylcarbonat),
1,4-Butandiol-bis(2-Bromallylcarbonat), Dipropylenglykol-bis(Allylcarbonat), Trimethylenglykol-bis(2-Ethylallylcarbonat),
Penthamethylenglykoll-bis(Allylcarbonat),
Isopropylen-bis-Phenol-A-bis(Allylcarbonat) genannt werden können.
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Die
insbesondere empfohlenen Substrate sind die durch Polymerisierung
von Diethylenglykol-bis-Allylcarbonat, verkauft unter dem Vertriebsnamen
CR39® Allyldiglykolcarbonat
von der Firma PPG INDUSTRIE erhalten werden (ESSILOR ORMA® Linse).
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Unter
den auch empfohlenen Substraten können die Substrate genannt
werden, welche durch Polymerisierung von Thio(meth)acrylmonomeren
erhalten werden, wie diese in der französischen Patentanmeldung
FR-A-2 734 827 beschrieben
sind.
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Selbstverständlich können die
Substrate durch Polymerisierung von Mischungen obiger Monomere erhalten
werden.
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Die
abriebfesten Beschichtungen der ophthalmischen Linsen gemäß der Erfindung
können
jegliche auf dem Bereich der ophthalmischen Optik bekannte abriebfeste
Beschichtungen sein.
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Unter
den in der vorliegenden Erfindung empfohlenen abriebfesten Beschichtungen
können
die Beschichtungen genannt werden, welche ausgehend von Silan-Hydrolysat
basierenden Zusammensetzungen erhalten werden, insbesondere von
Epoxysilan-Hydrolysat, aus Zusammensetzung auf Basis von Acrylderivaten,
wie diese in der
französischen
Patentanmeldung Nr. 93 026 49 beschrieben sind.
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Bevorzugt
umfasst die abriebfeste Beschichtung einen UV-Absorber in einem
Verhältnis
im Bereich von 0 bis 10%, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 5% und
noch besser in der Größenordnung
von 1% bezüglich
des Gesamtgewichts der Zusammensetzung der abriebfesten Beschichtung.
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Das
Vorhandensein eines solchen UV-Absorbers in der abriebfesten Beschichtung
zusammen mit dem Vorhandensein eines Antioxidationsmittels und/oder
eines UV-Absorbers in der primären
dazwischen liegenden stoßfesten
Schicht erhöht
die Strahlungsfestigkeit/Strahlungsbeständigkeit der erhaltenen Linse.
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Wie
zuvor angegeben, kann die ophthalmische Linse gemäß der Erfindung
zudem eine Antireflexbeschichtung, aufgebracht auf der abriebfesten
Beschichtung, umfassen.
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Beispielsweise
kann die Antireflexbeschichtung aus einem ein- oder mehrlagigen
Film aus dielektrischem Material bestehen, wie SiO, SiO2,
Si3N4, TiO2, ZrO2, Al2O3, MgF2 oder
Ta2O5 oder deren
Mischungen. Es wird somit möglich,
das Auftreten einer Reflexion an der Linsen-Luft-Grenzfläche zu vermeiden.
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Diese
Antireflexbeschichtung ist im Allgemeinen durch Vakuumabscheidung/Aufbringen
gemäß einer der
folgenden Techniken appliziert:
- 1. durch Aufdampfen,
evtl. unter Zuhilfenahme eines Ionenstrahls;
- 2. durch Sprühen
mittels eines Ionenstrahls;
- 3. durch Kathoden-Sprühen;
und
- 4. durch plasma-gestütztes
chemisches Aufbringen in der Dampfphase.
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Außer dem
Vakuum-Aufbringen kann auch ein Aufbringen einer mineralischen Schicht
mittels Sol/Gel in Betracht gezogen werden (z. B. ausgehend von
Tetraethoxysilan-Hydrolysaten).
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Für den Fall,
dass der Film eine einzige Schicht umfasst, sollte seine optische
Dicke gleich λ/4
oder λ sein,
wobei λ eine
Wellenlänge
im Bereich von 450 bis 650 nm ist.
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Für den Fall
eines vielschichtigen Films, welcher drei Schichten umfasst, kann
eine Kombination verwendet werden, welche den entsprechenden optischen
Dicken λ/4-λ/2-λ/4 oder λ/4-λ/4-λ/4 entspricht.
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Es
kann darüber
hinaus ein gleichwertiger Film gebildet aus mehreren Schichten verwendet
werden, anstatt einer der Schichten der drei zuvor genannten Schichten.
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Die
ophthalmischen Linsen gemäß der Erfindung
können
aus einem Substrat aus organischem Glas bestehen, welches an seiner
hinteren Seite oder seiner vorderen Seite mit einer primären stoßfesten
Zwischenschicht gemäß der Erfindung,
einer abriebfesten Beschichtung aufge bracht auf der primären Schicht
und eventuell einer Antireflexbeschichtung auf der abriebfesten
Schicht beschichtet sind.
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Auch
kann das Substrat an seinen beiden Seiten mit einer primären stoßfesten
Schicht gemäß der Erfindung,
einer abriebfesten Beschichtung und gegebenenfalls einer Antireflexbeschichtung
beschichtet sein.
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Vorzugsweise
umfassen die ophthalmischen Linsen gemäß der Erfindung eine Stapelung
aus der stoßfesten
primären
Schicht, der abriebfesten Beschichtung und gegebenenfalls der Antireflexbeschichtungen auf
der hinteren Seite des Substrats oder auf beiden Seiten des Substrats.
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Die
gemäß der Erfindung
bevorzugten ophthalmischen Linsen umfassen eine einzige stoßfeste primäre Schicht
auf der hinteren Seite der Linse und auf jeder der Seiten eine abriebfeste
Beschichtung und eine Antireflexbeschichtung, appliziert auf der
abriebfesten Beschichtung.
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Beispielsweise
wird eine solche Linse erhalten, indem die primäre Schicht durch Zentrifugieren/spin coating
an der hinteren Seite der Linse aufgebracht wird. Nach dem Trocknen
dieser Schicht wird die harte Beschichtung durch Tauchbeschichtung
("dip coating") auf beiden Seiten
der Linse appliziert. Schließlich,
nach dem Härten
dieser harten Beschichtung, wird eine Antireflexbeschichtung auf
beiden Seiten der Linsen appliziert.
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Eine
so erhaltene ophthalmische Linse weist eine exzellente Abriebfestigkeit
auf der vorderen Seite auf, welche am meisten den Handhabungen der
Brille durch den Anwender ausgesetzt ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Dicke der stoßfesten
primären
Schicht, welche nach der Trocknung erhalten wird, vorzugsweise im
Bereich von 0,2 und 1 μm
und insbesondere bevorzugt im Bereich von 0,4 und 0,8 μm.
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Die
Dicke der abriebfesten Beschichtung selbst ist im Allgemeinen im
Bereich zwischen 1 und 10 μm und
bevorzugt im Bereich von 2 und 6 μm.
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Die
vorliegende Erfindung hat somit auch ein Verfahren zur Herstellung
einer Linse zum Gegenstand, welche ein Substrat aus organischem
Glas, zumindest eine abriebfeste Beschichtung, gegebenenfalls bedeckt von
einer Antireflexbeschichtung, und zumindest eine stoßfeste primäre Schicht,
zwischengelagert zwischen dem Substrat und der abriebfesten Beschichtung
umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
- – Aufbringen,
z.B. mittels Zentrifugieren, einer Schicht einer Latex-Zusammensetzung
wie oben definiert auf zumindest einer Seite des Substrates;
- – Trocknen
dieser Latexzusammensetzung, um die stoßfeste primäre Schicht oder die stoßfesten
primären Schichten
auszubilden;
- – Aufbringen
einer abriebfesten harten Beschichtung auf der oder den stoßfesten
ausgebildeten primären Schicht(en);
und evtl.
- – Aufbringen
einer Antireflexbeschichtung auf der oder den abriebfesten harten
Beschichtung(en).
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Die
Bedingungen für
das Trocknen und Härten
der Schicht können
durch den Fachmann bestimmt werden.
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Beispielsweise
kann mit einem Trocknen durch Erwärmung auf Temperaturen fortgefahren
werden, im Allgemeinen in einem Bereich von 90°C bis 140°C für eine Dauer, welche z. B.
von 1 Stunde bis zu einigen Minuten variieren kann.
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Die
folgenden Beispiele zeigen die vorliegende Erfindung.
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In
den Beispielen sind, wenn nicht anders angegeben, alle Prozentangaben
in Gew.% ausgedrückt.
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VERGLEICHSBEISPIEL A und BEISPIELE 1 bis
16
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Auf
Substraten aus organischem Glas ORMA
® aus
CR39
® von
ESSILOR werden mittels Zentrifugieren nach 50%-iger Verdünnung in
Wasser die in der untenstehenden Tabelle I angegebenen Latexverbindungen aufgebracht. Tabelle I
Latex-Zusammensetzung Nr. | Latex
1 | Chemische
Natur | Latex
2 (Latex 3) | Massenverhältnis (%)
Trockenes
Extrakt von Latex 2
Trockenes Extrakt von Latex 3 | Vernetzer |
1 | Europrene 5587® | C-SBR
(1) | – | – | – |
2 | Europrene 5587® | C-SBR | A639
(3) | 18,4 | – |
3 | Europrene 8487® | C-SBR | – | – | – |
4 | Europrene 8487® | C-SBR | – | – | CX100
(4) |
5 | Europrene 8487® | C-SBR | A639 | 18,4 | – |
6 | Baystal
T 425C® | C-SBR
C | A639 | 9 | – |
7 | Baystal
T 425C® | C-SBR | A639 | 9 | CX100 |
8 | Butonal
LS 170K® | C-SBR | A639 | 43,6 | CX100 |
9 | Butonal
LS 170K® | C-SBR | A639 | 75,6 | CX100 |
10 | Europrene 2621® | C-NBR
(2) | – | – | – |
11 | Europrene 2621® | C-NBR | – | – | CX100 |
12 | Europrene 2621® | C-NBR | A639 | 18,4 | – |
13 | Perbunan
N latex VT® | C-NBR | A639 | 9 | – |
14 | Perbunan
N latex VT® | C-NBR | A639 | 9 | CX100 |
- (1) C-SBR = Styren/Butadien Copolymer mit
carboxylierten Gruppen
- (2) C-NBR = Acrylnitril/Butadien Copolymere mit carboxylierten
Gruppen
- (3) (A639) Polyacryllatex, vertrieben von der Firma ZENECA (Acryl/Styren),
(Trockenextrakt 45 %).
- (4) Das Massenverhältnis
von CX100, Aziridinderivat, vertrieben von der Firma ZENECA RESINS
ist das gleiche für
alle Formeln, welche dieses enthalten: 3%.
- (5) (R961) Polyurethanlatex NEOREZ R961 von der Firma ZENECA
(Trockenextrakt 34 %).
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Die
Zusammensetzung und einige Eigenschaften der verwendeten Latizes
in den Zusammensetzungen der Tabelle 1 sind in der untenstehenden
Tabelle 2 angegeben. Tabelle II
Name | Typ
(Anbieter) | Zusammensetzung | pH | %
Trockenextrakt | Viskosität (mPa·s) | TG
(°C) |
Europrene 5587® | Carboxyliertes StyrenButadien
(Enichem) | 75%
Styren | 8,0 | 50 | 500 | 48 |
Europrene 8487® | Carboxyliertes SBR
(Enichem) | 65%
Styren | 8,5 | 50 | 500 | +8
+48 |
Europrene 2621® | Carboxyliertes AcrylnitrilButadien
(Enichem) | 30%
Acrylnitril | 8,0 | 49 | 100 | –29 |
Baystal
T 425C® | Carboxyliertes SBR
(Bayer) | 55%
Styren | 9,0 | 50 | 140 | –8 |
Perbuqnan® N
latex VT | Carboxyliertes NBR
(Bayer) | 30%
Acrylnitril | 8,5 | 50 | 50 | –25 |
Butonal
LS 170K® | Carboxyliertes SBR
(BASF) | 56%
Styren | 3 | 58 | 400 | –55 |
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Das
Aufbringen der primären
Schicht wird an der hinteren Seite der ophthalmischen Linsen mittels Zentrifugieren/Spin
coating ausgeführt.
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Die
Zentrifugierbedingungen wurden bestimmt, um eine Dicke der stoßfesten
primären
Schicht von ungefähr
1 μm zu
erhalten.
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Daher
war die Rotationsgeschwindigkeit beim Zentrifugieren im Bereich
von 1500 und 2000 Umdrehungen/Minute und die Zeit für die diese
Geschwindigkeit gehalten wurde, war bei 15 Sekunden.
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Das
Depot wurde danach für
1 Minute getrocknet durch Beibehalten in der Dampfphase mittels
einer Flüssigkeit
FLUORINERT FC3283 der Firma 3M, welche eine Siedetemperatur von
128°C hat,
um die stoßfeste
primäre
Schicht gemäß der Erfindung
auszubilden.
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Nach
ungefähr
15 Minuten Abkühlen
wurde an den Seiten jeder der Linsen eine abriebfeste Beschichtung
mittels Tauchbeschichtung/Eintauchen (das Verfahren nennt sich "dip coating") und klassisches
Backen aufgebracht.
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Die
Zusammensetzung der abriebfesten Beschichtung wurde durch tröpfchenweises
Zugeben von 80,5 Teilen 0,1N Salzsäure zu einer Lösung, welche
224 Anteile aus γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan
(GLYMO) und 120 Anteile aus Dimethyl-diethoxysilan (DMDES) enthält, präpariert.
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Die
hydrolisierte Lösung
wurde für
24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt/geschüttelt und danach 718 Teile
einer 30%-igen kolloidalen Kieselsäuredispersion in Methanol,
15 Teile von Aluminiumacetylacetonat und 44 Teile Ethyl-Cellosolve
hinzugefügt.
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Der
theoretische Gehalt an trockenem Material in der Zusammensetzung
war in der Größenordnung von
13% von festem basiert auf dem hydrolisierten DMDES.
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Diese
Lösung
wurde mittels Tauchbeschichtung aufgebracht und während 15
Minuten bei 60°C
vorgehärtet.
Das mit dieser abriebfesten Beschichtung beschichtete Substrat wurde
daraufhin in einem Ofen bei 100° für 3 Stunden
platziert, um eine abriebfeste Beschichtung mit einer Dicke von
3,5 μm zu
erhalten.
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Die
mit der stoßfesten
primären
Schicht und der abriebfesten Beschichtung beschichteten Linsen wurden
daraufhin einer Antireflexbehandlung mittels Vakuum-Aufdampfen unterzogen.
Die Antireflexbehandlung wurde auf beiden Seiten jeder Linse aufgebracht.
Die Antireflexbeschichtung an der abriebfesten Beschichtung wurde
durch Vakuum-Abscheiden erhalten:
- – einer
ersten Schicht basierend auf Zirkonium- und Titanxid;
- – einer
zweiten Schicht basierend auf SiO2;
die
optische Dicke für
diese beiden Schichten, die als ungefähr benachbart angenommen werden,
ist ungefähr λ/4; - – eine
dritte Schicht basierend auf TiO2 mit einer
optischen Dicke von λ/2;
- – eine
vierte Schicht basierend auf SiO2 mit einer
optischen Dicke von λ/4.
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Der
Abriebwiderstand wurde durch Bestimmung des BAYER-Wertes auf den
nur mit der stoßfesten primären Schicht
und der abriebfesten Beschichtung beschichteten Substraten bestimmt.
Die Bestimmung dieses BAYER-Wertes wurde gemäß der Norm ASTM F 735.81 ausgeführt.
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Die
Stoßfestigkeit
der erhaltenen ophthalmischen Linsen wurde an den mit der primären Schicht,
der abriebfesten Beschichtung und der Antireflexbeschichtung beschichteten
Substraten gemäß dem Kugelfalltest bestimmt.
Bei diesem Test werden Kugeln mit einer ansteigenden Energie auf
die Mitte des beschichteten Glases fallengelassen, bis sich ein
Sprung bildet oder dieses zerbricht. Die minimale bei diesem Test
aufgebrachte Energie ist 15,2 g/Meter (entsprechend der ersten Höhe des Fallenlassen).
Es wurde daraufhin die mittlere Bruchenergie des beschichteten Substrats
berechnet.
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Die
Resultate sind in der untenstehenden Tabelle III gegeben.
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Zum
Vergleich (Vergleichsbeispiel A) wurden ophthalmische Linsen hergestellt,
welche die Substrate und die abriebfesten und Antireflexbeschichtungen
analog zu den vorangegangenen Beispielen umfassen, aber welche eine
stoßfeste
primäre
Schicht mit einer Dicke von 1 μm,
erhalten mittels Zentrifugieren und Trocknen eines Polyurethanlatex,
kommerzialisiert unter NEOREZ R961® der
Firma ZENECA, umfassen. Die stoßfeste
primäre
Schicht wurde durch Zentrifugieren mit 2000 Umdrehungen/Minute für 10 Sekunden
und anschließendem
Erwärmen
für 15
Minuten auf 100°C
erhalten.
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Die
Resultate der Abriebfestigkeit und Stoßfestigkeit sind in der nachstehenden
Tabelle III angegeben. Tabelle III
Latex-Zusammensetzung Nr. | Chemische
Natur (Massenverhältnisse
der verschiedenen Latizes) | Anzahl
der getesteten Gläser (Stoß)1 | Mittendicke der
Gläser (mm) | Bruchenergien
(mJ) | BAYER |
1
(E5587) | C-SBR | 20 | 2,07 | 640 | 3,4 |
2
(E5587) | C-SBR/A639(80/20) | 19 | 2,05 | 550 | 3,0 |
3
(E8487) | C-SBR | 58 | 2,01 | 750 | 3,3 |
4
(E8487) | C-SBR/CX100 | 19 | 2,07 | 545 | |
5
(E8487) | C-SBR/A639(80/20) | 19 | 2,03 | 540 | |
6
(Baystal®) | C-SBR/A639(90/10) | 25 | 1,96 | 890 | 2,6 |
7
(Baystal®) | C-SBR/A639(90/10)
CX100 | 20 | 2,12 | 1520 | 2,5 |
8
(Butonal®) | C-SBR/A639(50/50)
CX100 | 18 | 2,02 | 1050 | 3,4 |
9
(Butonal®) | C-SBR/A639(20/80)
CX100 | 18 | 2,03 | 740 | 3,6 |
10
(E2621®) | C-NBR | 79 | 2,03 | 1240 | 3,4 |
11
(E2621®) | C-NBR/CX100 | 36 | 2,06 | 870 | |
12
(E2621®) | C-NBR/A639(80/20) | 36 | 2,02 | 1000 | 2,7 |
13
(Perbunan®) | C-NBR/A639(90/10) | 27 | 2,05 | 1120 | 2,8 |
14
(Perbunan®) | C-NBR/A639(90/10)
CX100 | 20 | 2,14 | 1025 | |
Vergleich
A | Polyurethan
(Zeneca) | | 2,04 | 490 | 4,5 |
Neorez® R961 | | | | | |
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Die
Ergebnisse der Tabelle III zeigen die Anwendungen der Latexzusammensetzungen
gemäß der Erfindung
um stoßfeste
primäre
Schichten von ophthalmischen Linsen auszubilden, welche zu ophthalmischen Linsen
führen,
die bemerkenswert erhöhte
Brechenergien bezüglich
einer stoßfesten
primären
Schicht haben, welche ausgehend von einem Latex des Standes der
Technik gebildet wurde, wobei die exzellenten Abriebfestigkeiten
beibehalten werden.
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Es
ist insbesondere angemerkt, dass Latizes mit erhöhtem Gehalt an Butadien-Einheiten
zu stoßfesten
primären
Schichten führen,
welche besonders stoßfest
sind, selbst wenn die Latexzusammensetzungen ein Polyacryllatex
oder ein Polyacryllatex und ein Polyurethanlatex umfassen.