Einschichtige Sichtscheibe, insbesondere für Atemschutzmasken oder Tauchermasken
Beim Benutzen von Gasschutzmasken oder Tauchermasken, besteht die Gefahr des Beschlagens der Augenfenster durch das Ausscheiden von flüssigem Wasser aus der sich an den Augenscheiben abkühlenden feuchten Innenluft. Zur Vermeidung dieses Nachteils sind sogenannte Klarscheiben bekannt, die aus einer dünnen Trägerfolie bestehen, die mit Gelatine beschichtet ist.
Diese nimmt Wasser auf, ohne dass eine Trübung eintritt.
Die Klarscheiben haben den Nachteil einer beschränkten Gebrauchsdauer. Nach einer gewissen Benutzungszeit nimmt die Gelatine schliesslich so viel Wasser auf, dass sie mit dem von der Trägerfolie ablaufenden Wasser abläuft.
Es ist weiterhin bekannt, auf die Augenscheiben Netzmittel aufzutragen, so dass das auf den Scheiben sich kondensierende Wasser einen zusammenhängenden Film bildet, der die Durchsichtigkeit der Scheibe nicht beeinträchtigt. Nachteilig ist hierbei, dass das Netzmittel mit dem von der Scheibe ablaufenden Wasser abgewaschen wird.
Es ist weiterhin bekannt, die Augenscheiben bzw.
Klarsichtscheiben doppelschichtig auszubilden, wobei die eine Schicht aus einem wasserbeständigen, organischen Kunststoffilm besteht, auf dessen Oberfläche eine äussere Schicht eines quellfähigen Materials aufgebracht ist. Die Herstellung von Augenscheiben bzw. Klarsichtscheiben aus mehreren Schichten ist umständlich.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der eingangs beschriebenen Sichtscheiben zu vermeiden und eine Sichtscheibe zu schaffen, die praktisch unbegrenzt verwendbar ist, ohne dass ihre klare Durchsichtigkeit leidet. Die Erfindung betrifft eine einschichtige Sichtscheibe, insbesondere für Atemschutzmasken oder Tauchermasken aus durchsichtigem Kunststoff.
Die Erfindung besteht darin, dass der Kunststoff aus einem Mischpolymerisat besteht, das zumindest in der Oberfläche der Sichtscheibe hydrophile Gruppen enthält.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine gut durchsichtige und in ihrer Herstellung einfache Sichtscheibe gebildet ist, deren Oberfläche infolge ihrer Hydrophilie Wasser in der Menge aufnehmen kann, wie es beim Gebrauch auftreten kann, und dass das Wasser wieder von der Oberfläche abfliesst, ohne dass sich die Hydrophilie der Oberfläche ändert. Es bildet sich auf der Sichtscheibe ein zusammenhängender Wasserfilm. Die Sichtscheibe ist klar durchsichtig. Die Gebrauchsdauer ist praktisch unbegrenzt. Das Mischpolymerisat kann mindestens in der Oberfläche der Sichtscheibe Vinylsulfonsäure-, Acrylsäure-, Maleinsäure- oder Vinylalkohol-Einheiten als Monomereinheiten mit hydrophiler Gruppe aufweisen.
Die erfindungsgemässe Sichtscheibe kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass vor der Herstellung der Sichtscheibe zwei oder mehrere polymerisationsfähige Kunststoffe, von denen mindestens einer im polymerisierten Zustand hydrophile Gruppen enthält, copolymerisiert werden.
Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Sichtscheibe können auch polymerisationsfähige Kunststoffe verwendet werden, die nicht von vornherein hydrophil sind. Das Verfahren wird dabei so durchgeführt, dass zwei oder mehrere polymerisationsfähige Kunststoffe copolymerisiert und zu einer Schicht verarbeitet werden, wobei die eine Komponente der Kunststoffe eine derartige ist, dass bei der Copolymerisation oder später durch chemische oder andere Einwirkung an ihr hydrophile Gruppen erzeugt oder in sie eingeführt werden können, wodurch die Oberfläche der Kunststoffschicht hydrophil wird.
Die erfindungsgemässe Sichtscheibe kann auch so hergestellt werden, dass der Kunststoff bzw. die Schicht in stark alkalischer Lösung mit Verätherungsreagenzien umgesetzt werden, wobei Hydroxylgruppen in Äthergrup- pen umgewandelt werden.
Die genannte Umsetzung, bei der Hydroxylgruppen beispielsweise mit Chloressigsäure oder ,8-Chloräthan- sulfonsäure umgesetzt werden, führt zu Anlagerung von Carbonsäure- bzw. Sulfonsäuregruppen.
Im allgemeinen nimmt die Stärke der hydrophilen Eigenschaften von der Hydroxylgruppe über die Carboxygruppe zur Sulfonsäuregruppe zu. Die Hydrophilie lässt sich also in dieser Weise verbessern. Bei der Verwendung von der genannten Essigsäure oder 9- Chioräthansulfonsäure ergibt sich eine Verätherung über das Chlor, das dabei abgespalten wird. Bedeutung hat diese Reaktion vor allem für Polyvinylacetat und für alle Cellulosederivate. Auch die Acetalisierung mit ungesättigten Aldehyden und Schwefeldioxyd zu Sulfonsäureacetalen ist geeignet zur Einführung von Sulfonsäuregruppen in hydroxylgruppenhaltige Verbindungen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1. Ausführungsbeispiel:
Vinylchlorid u. Vinylacetat werden in bekannter Weise copolymerisiert und zu einer Schicht zur späteren Herstellung von Sichtscheiben verarbeitet. Das Mischpolymerisat wird 10 min. mit 600C warmer 30%iger Kalilauge behandelt. Danach wird das oberflächlich verseifte Mischpolymerisat 15 min. gewässert. Die Oberfläche des Mischpolymerisats erweist sich dann als hydrophil.
2. Ausführungsbeispiel:
Viny!chlorid u. Vinylacetat werden wie im Beispiel 1 copolymerisiert. Eine daraus hergestellte Schicht in der Stärke der Sichtscheibe wird 60 min. mit einer 600C warmen 20%igen Kalilauge, welche mit Kaliumchloracetat oder mit Kalium-p-chloräthansulfonat gesättigt ist, behandelt. Nach 15 min. Wässern weist das Mischpolymerisat eine stark hydrophile Oberfläche auf.
3. Ausführungsbeispiel:
Methylmethacrylat und Acrylnitril werden in bekannter Weise copolymerisiert. Eine aus dem Mischpolymerisat hergestellte Schicht in der Stärke der Sichtscheibe wird 60 min. mit 40%iger 600C warmer Kalilauge behandelt. Danach wird es 15 min. gewässert. Die Oberfläche des Mischpolymerisats weist dann den gewünschten hydrophilen Effekt auf.
Die Zusammensetzung der Mischpolymerisate ist in keiner Weise auf die in den Beispielen angegebene beschränkt. So kommen vor allem Vinyl- und Acrylverbindungen, die Sulfonsäuregruppen oder Carbonsäuregruppen bzw. deren leicht verseifbare Ester enthalten, als Polymerisationskomponenten in Frage, wie z.B. Vinylsulfonsäure, Acrylsäure und Maleinsäure.
Die Hydrophilie der hydroxylgruppenhaltigen Stoffe kann noch verbessert werden durch eine alkalische Behandlung mit Verätherungsreagenzien, die Carbonsäure, Sulfonsäure- oder Schwefelsäuregruppen tragen, z.B.
Chloressigsäure, Chloräthansulfonsäure, Äthensulfonsäure oder Chloräthylschwefelsäure bzw. deren Salze.
Single-layer lens, especially for breathing masks or diving masks
When using gas protective masks or diving masks, there is a risk of the eye windows fogging up due to the separation of liquid water from the moist indoor air that cools down on the eye glasses. To avoid this disadvantage, so-called clear panes are known which consist of a thin carrier film coated with gelatin.
This absorbs water without becoming cloudy.
The clear panes have the disadvantage of a limited service life. After a certain period of use, the gelatine finally absorbs so much water that it runs off with the water running off the carrier film.
It is also known to apply wetting agent to the eye discs so that the water condensing on the discs forms a cohesive film which does not impair the transparency of the disc. The disadvantage here is that the wetting agent is washed off with the water running off the pane.
It is also known that the eye discs or
Form transparent panes with two layers, one layer consisting of a water-resistant, organic plastic film, on the surface of which an outer layer of a swellable material is applied. The production of eye disks or transparent disks from several layers is cumbersome.
The invention has set itself the task of avoiding the disadvantages of the viewing panes described at the outset and of creating a viewing pane which can be used practically without limitation without its clear transparency suffering. The invention relates to a single-layer lens, in particular for breathing masks or diving masks made of transparent plastic.
The invention consists in that the plastic consists of a mixed polymer which contains hydrophilic groups at least in the surface of the lens.
The invention has the advantage that a transparent and easy to manufacture lens is formed, the surface of which, due to its hydrophilicity, can absorb water in the amount that can occur during use, and that the water flows off the surface again without the hydrophilicity of the surface changes. A coherent film of water forms on the window. The window is clear. The service life is practically unlimited. The mixed polymer can have vinylsulfonic acid, acrylic acid, maleic acid or vinyl alcohol units as monomer units with a hydrophilic group, at least in the surface of the window.
The lens according to the invention can be produced, for example, by copolymerizing two or more polymerizable plastics, at least one of which contains hydrophilic groups in the polymerized state, before the lens is produced.
In another method for producing the lens according to the invention, it is also possible to use polymerizable plastics which are not hydrophilic from the outset. The method is carried out in such a way that two or more polymerizable plastics are copolymerized and processed into a layer, one component of the plastics being such that hydrophilic groups are generated on it or in it during the copolymerization or later by chemical or other action can be introduced, making the surface of the plastic layer hydrophilic.
The viewing pane according to the invention can also be produced in such a way that the plastic or the layer is reacted in a strongly alkaline solution with etherification reagents, with hydroxyl groups being converted into ether groups.
The reaction mentioned, in which hydroxyl groups are reacted, for example, with chloroacetic acid or 8-chloroethane sulfonic acid, leads to the addition of carboxylic acid or sulfonic acid groups.
In general, the strength of the hydrophilic properties increases from the hydroxyl group to the carboxy group to the sulfonic acid group. The hydrophilicity can therefore be improved in this way. When using the acetic acid or 9-chiorethane sulfonic acid mentioned, there is an etherification via the chlorine, which is split off in the process. This reaction is particularly important for polyvinyl acetate and for all cellulose derivatives. Acetalization with unsaturated aldehydes and sulfur dioxide to give sulfonic acid acetals is also suitable for introducing sulfonic acid groups into compounds containing hydroxyl groups.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.
1st embodiment:
Vinyl chloride and the like Vinyl acetate is copolymerized in a known manner and processed into a layer for the later manufacture of viewing panes. The copolymer is 10 min. treated with 600C warm 30% potassium hydroxide solution. Then the superficially saponified copolymer is 15 min. watered. The surface of the copolymer then turns out to be hydrophilic.
2nd embodiment:
Viny! Chloride a. Vinyl acetate is copolymerized as in Example 1. A layer made from it in the thickness of the viewing window is 60 min. with a 20% potassium hydroxide solution at 600C, which is saturated with potassium chloroacetate or with potassium p-chloroethane sulfonate. After 15 min. The copolymer has a highly hydrophilic surface when soaked.
3rd embodiment:
Methyl methacrylate and acrylonitrile are copolymerized in a known manner. A layer made from the copolymer the thickness of the viewing window is 60 min. treated with 40% potassium hydroxide solution at 600C. Then it will be 15 min. watered. The surface of the copolymer then has the desired hydrophilic effect.
The composition of the copolymers is in no way restricted to that given in the examples. Vinyl and acrylic compounds containing sulfonic acid groups or carboxylic acid groups or their easily saponifiable esters are particularly suitable as polymerization components, e.g. Vinyl sulfonic acid, acrylic acid and maleic acid.
The hydrophilicity of the hydroxyl-containing substances can be further improved by an alkaline treatment with etherification reagents which carry carboxylic acid, sulfonic acid or sulfuric acid groups, e.g.
Chloroacetic acid, chloroethanesulphonic acid, ethensulphonic acid or chloroethylsulphuric acid or their salts.