DE2058252B2

DE2058252B2 - Optisches Infrarotfilter

Info

Publication number: DE2058252B2
Application number: DE2058252A
Authority: DE
Inventors: Stanley Morton Waban Mass. Bloom (V.St.A.)
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-26
Publication date: 1978-03-09
Also published as: CH538124A; CA943333A; AT314867B; GB1338764A; NL168624C; DE2058252A1; FR2073433B1; FR2073433A1; NL7017368A; DE2058252C3; BE759538A; NL168624B; ZA707995B; JPS5023388B1; SE364465B

Description

''C

.C

Me

C \

Il x

einspricht, worin Me ein komplexbildendes Metall aus der ersten, zweiten oder dritten Reihe der _>ii Übergangselemente des Periodensystems ist, X die Anzahl der Atome zur Vervollständigung des gleichen oder von verschiedenen aromatischen oder heterocyclischen Ringen bzw. deren substituierter Derivate ist, Z eine ganze Zahl von 1 oder 2 und Y >-, ein einwertiges Kation ist, wenn Z= 1 oder ein zweiwertiges Kation ist, wenn Z= 2.

2. Optisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotabsorber der Formel

entspricht.

3. Optisches Filter nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Bestandteile enthält, die die Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts herabsetzen.

4. Anwendung des Infrarotfilters nach den Ansprüchen 1 bis 3 auf eine Sonnenbrille mi·, Kunststoffgläsern.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Infrarot-(IR)Absorption. Sie bezieht sich insbesondere auf die Verwendung von Infrarotabsorbern in optischen Kunststoffsystemen.

Optische Filterelemente werden bekanntlich vielseitig verwendet, z. B. in Sonnenbrillen, Schweiß-Schutzbrillen, für Flugzeugfenster, Fernsehfilter und in anderen, an sich bekannten, das Auge schützenden Filtern. Die gewünschten Eigenschaften solcher Elemente oder Filter sind für einen gegebenen Anwendungszweck gut definiert. So ist die Hauptanforderung für optische Filterelemente, die sich als Sonnenbrillen-Linse verwenden lassen, daß sie die Durchlässigkeit von sichtbarem Licht um wenigstens etwa 70% verringern. Die Verringerung der Durchlässigkeit von sichtbarem Licht kann mit Hilfe von Linsen erreicht werden, die sich Farbstoffe oder Lichtpolarisatoren bedienen. Der Hauptvorteil von polarisieienden Linsen ist der, daß sie selektiv sichtbares Licht absorbieren, das in der horizontalen Ebene stark polarisiert ist, z. B. Glanzlichter bzw. Reflexe. Im Gegensatz hierzu ist bei einer Linse, die sich zum Verringern der Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts Farbstoffe bedient, die Verringerung nicht selektiv. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß eine solche Linse das polarisierte Licht, das für »Reflexe« verantwortlich ist, nicht selektiv absorbiert, sondern vielmehr die Durchlässigkeit des gesamten Lichts im sichtbaren Bereich verringert.

Vor kurzem hat man festgestellt, daß auch die von einer Sonnenbrillenlinse hindurchgelassenc Infrarotlichtmenge von Bedeutung ist. Infolgedessen ist die verringerte Durchlässigkeit von Infrarotlicht eine zusätzliche Eigenschalt, die nun für die Qualität der gewünschten optischen Filterelemente, die als Sonnenbrillenlinaen verwendet werden, herangezogen werden. Bekanntlich wird die Strahlungsenergie der Sonne häufig in drei Bereiche aufgeteilt, das nahe Ultraviolett, der sichtbare Bereich und das nahe Infrarot. Zusammen ergeben diese drei Bereiche den Wellenlängenbereich von 0,290 μ bis etwa 5,0 μ. Die folgende Tabelle 1 zeigt die angenäherte Verteilung der Strahlungsenergie von Sonnenlicht.

Tabelle 1

Angenäherte Verteilung der Strahlungsenergie von Sonnenlicht

	Bereich	% von Gesamt	% von
		strahlung	Infrarot
Nahes Ultraviolett	0,3-0,4 μ	5	_
Sichtbarer Bereich	0,4-0,7 μ	42	-
	0,7-9,0 μ	23	43,5
	1,0-1,3 μ	12	22,5
Nahes Infrarot	1,3-1,6μ	4,5	8,5
	1,6-1,9μ	4,5	8,5
	1,9-2,7μ	5	9,5
	2,7 und mehr μ	4	7,5

Wie man dieser Tabelle entnehmen kann, umfaßt die nahe Infrarotstrahlung ungefähr 53% der gesamten Strahlungsenergie von Sonnenlicht, wahrend der Bereich von 0,7 bis 1,3 etwa 66% der gesamten Infrarotstrahlung umfaßt. Dies ist der Bereich, auf den sich bisher die Anstrengungen der !achweit konzentriert haben, um die Eigenschaften von Sonnenbrillcnlinsen optimal zu gestalten.

Man weiß auch, daß das Problem des Ven ingerns der Durchlässigkeit von Infrarotstrahlung durch optische Filierelem-.-nic komplizierter wird, wenn die Elemente aus Kunststoffen hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Glaslinse mit verringerter Infrarotdurchlässigkeit leicht hergestellt werden, indem man verschiedene Zusätze in dem geschmolzenen Glas dispergiert. Metalloxyde wie Eisen(lll)-oxyde werden gewöhnlich als Zusätze verwendet, die wirksam die Infrarotdurchlässigkeit verringern können. Die resultierende Glaslinse, in der ein Farbstoff oder ein Lichtpolarisator enthalten sein kann, ergibt eine Linse, die die Durchlässigkeit von sichtbarem Licht verringert, und auch den gewünschten Schutz vor unsichtbarer Strahlung ergibt.

Die Verwendung von Zusätzen zur Verringerung der Infrarotdurchlässigkeit in einer Kunststofflinse wirft 2> jedoch unangenehmere und schwierige Probleme auf. So könnte man z. B. das Einarbeiten von Infrarotabsorbern in Kunststofflinsen als eine logische Lösung des Problems ansehen. In der Praxis haben sich jedoch nur wenige Infrarotabsorber für diesen Zweck als geeignet j<> erwiesen. Viele von ihnen sind schon deshalb au.gc-

In dieser Formel bedeutet Mc ein Metall aus der ersten, zweiten oder dritten Reihe der Übergangselemente, d.h. es handelt sich um Elemente der Gruppe XII! des Periodensystems, z.B. um Nickel, Kobalt, Kupfer, Palladium oder Platin, die einen Komplex bilden, der einen wirksamen IR-Absorber darstellt. Jede Gruppe X bedeutet die Atome, die notwendig sind, um den gleichen oder verschiedene aromatische oder heterocyclische Ringe oder ein substituieries Derivat hiervon zu bilden, z. B. halogen-, nitro-, alkoxyalkyl-, alkyl- und/oder alkoxysubstituierte aromatische und heterocyclische Ringe.

Beispiele für brauchbare aromatische Ringe einschließlich deren substituierte Derivate sind Phenyl, Naphthyl, Melhylphenyl, Methylnaphthyl, Alkoxyphenyl und Alkoxyiiaphthyl, z. B. Dodecyloxyphenyl, halo- -,5 gensubstituierte, insbesondere fluorsubstituierte, — S-alkylsubstituierte, aminosubstituierte sowie dialkylaminosubstituierte, halogenalkylsubstituierte, z. C. trifluormethylsubstituierte. Phenyl- oder Naphthylgruppen und dergleichen. bo

Beispiele für brauchbare heterocyclische Ringe entsprechen der Formel

b5

worin G Stickstoff. Kohlenstoff. Sauerstoff oder

schlossen, weil sie eine ungünstige Wirkung auf die Durchlässigkeitseigenschaften des Kunststoffs in sichtbarem Bereich ausüben. Andere sind wegen ihrer Instabilität unter den Herstellungsbedingungen nicht brauchbar. Beispielsweise treten gewöhnlich Wärme und Feuchtigkeit bei der Herstellung von Kunststofflinsen auf. Weitere Absorber sind nicht geeignet, weil sie mit den Materialien, die für Linsen verwendet werden, nicht verträglich sind oder weil man sie nicht darin dispergieren kann oder sich sonstwie mit den Kunststoffmalerialien vereinigen bzw. damit reagieren. Tatsächlich hat sich bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur eine begrenzte Anzahl von Infrarotabsorbern als wirksam erwiesen, um die Infrarotdurchlässigkeit in Kunststofflinsen zu verringern. Eine solche Gruppe von Absorbern ist in der BE-PS 7 03 377 beschrieben. Eine andere Klasse von Absorbern findet man in den britischen Patentschriften 1033 914 und !033915, die sich auf die Verwendung von Triarylaminiumsalzen in optischen Kunststoffsystemen bezichen.

Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Erfindung auf neue optische Kunststoffsysteme, die sich durch einen erwünschten Schutz gegen Infrarotstrahlung auszeichnen. Die wesentlichen Eigenschaften der erfindungsgemüßen optischen Kiinststoffsysteme bestehen darin, daß sie einen besonderen Mctallkomplex enthalten, z. B. in wenigstens einer der Schichten des Systems, wenn dieses System aus mehreren Schichten besteht. Der Metallkomplex wirkt als ein Infrarotabsorber und läßt sich durch die folgende Formel wiedergeben:

Schwefel bzw. deren substituierte Derivate einschließlich benzolsubstituierte Derivate bedeutet.

In der obigen Formel kann Z ein- oder zweifach auftreten und infolgedessen können die Komplexe monoanionisch oder dianionisch sein. Y ist ein ein- oder zweiwertiges Kation in Abhängigkeit von dem Wert für Z Die Funktion von Vbesteht darin, die Ladung von Z in dem Komplex zu neutralisieren, und infolgedessen kann Y Kationen wie Na⁺, K ^f, Ca ^{h f} od. dgl. sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist Vdas Tetraphenylarsoniumkation, wenn Z zweifach auftritt und das Tetrabutylammoniumkationen, wenn Zeinfach auftritt.

Typische Vertreter von Verbindungen, die von obiger Formel umfaßt werden, sind folgende:

Cn-(C₄H₉)⁴N]

[(QH₅UAs]₂

13.

H-(C₄I-UN]

Γ¹

Ni

C)

n-(C₄HJ₄N]

KC₁₁H₅I₄As]₂

CH,

CH_x

S S

' \ Pd

C)

OC ⁽

In-IC₄H₁₁I₄Nl CH,

X ι η,

10

15

20

2^ri

14.

Verbindungen der Formel A sind bekannt und können

■r. hergestellt werden nach den Verfahren, wie sie von

A. L Ba Ich in einem Aufsatz »Electron Transfei

Series of the [M — O₂S;]-Typc. Complexes Derived

!•"rom O-Mercaptopheno, 1 Mcrcapto-2-Naphthol and

1 Hydroxy-2-Pyridinethion«. |. A.C. S./91 :8/April 9

ίο 1969, beschrieben sind. Auf diesen Aufsatz wird im

Rahmen der Offenbarung ausdrücklich hingewiesen.

Im wesentlichen erfolgt die Herstellung durch Reaktion eines Mctallsalzes, welches das gewünschte Metall enthält, mit einer Verbindung der folgenden γ-, Formel:

OH

worin X die Anzahl der Kohlenstoffatome ist, die der obenerwähnten aromatischen oder heterocyclischen i,^r, King bilden. Die Reaktion wird gewöhnlich in Gegenwart eines Kations durchgeführt, das die Ladung in dem Komplex neutralisieren kann, wodurch die

(C ,,H₅I₄As]₂ Isolierung des Komplexes erleichtert wird.

Die Verbindungen der Formel Λ zeichnen sich durch auUcrgc wohn lieh günstige Speklralabsorpt ionseigen schiiflen aus. \^:.s h;il sich gezeigt, daß sie ein λ,,,,_η im nahen Infrarotbereich des Spektrums mit einer minimalen Absorption im sichtbaren Bereich und auch ein λ,,,,,, ^r> im ultravioletten Bereich des Spektrums hauptsächlich im weilen UV-Bereich besitzen, infolgedessen sind sie besonders für optische Elemente geeignet, bei denen man das sichtbare Licht hindurchlassen will, während Licht in den angegebenen unsichtbaren Bereichen des κι Spektrums absorbiert werden soll, z. B. im nahen Infrarot und auch im Ultravioicttbereich des Spektrums.

Neben ihren ungewöhnlichen Spektralabsorplionseigenschaften erwiesen sich die Verbindungen der Formel A als außerordentlich stabil und beständig gegenüber r, dem Abbau durch Licht, Wärme und Feuchtigkeit. Da, wie oben erwähnt, viele IR-Absorber recht unstabil sind, und gewöhnlich mit den Materialien und/oder unter den Verarbeitungsbedingungen bei der Herstellung von optischen Systemen nicht verträglich sind, ist die Stabilität von Verbindungen der Formel A recht überraschend.

Die folgende Beschreibung erläutert eine bevorzugte Auslührungsform der vorliegenden Erfindung. Zum besseren Verständnis wird auf die Zeichnungen Bezug 2^r> genommen.

F i g. 1 ist ein vergrößerter schematischer Querschnitt durch eine neue Linse für Sonnenbrillen od. dgl. gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine teilweise auseinandcrgczogcnc Ansicht )o von neuen Sonnenbrillen mit der Linse nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine ähnliche Ansicht wie I-" i g. 1 einer anderen Linse gemäß der Erfindung;

F i g. 4 ist eine graphische Darstellung der Lichtdurchlässigkeitskurve von besonderen Infrarotabsorbern, die y-, unterdie Verbindungsklasse der Formel A fallen;

l⁷ig. 5 ist eine graphische Darstellung von Kurven, welche die Lichtdurchlässigkeil einer Kunststoffsonnenbrillenlinse mit und ohne Infrarotabsorber gemäß der Erfindung darstellt; 4»

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung von Kurven, welche die Lichtdurchlässigkeit von Kunstsloffsonnenbrillenlinscn einschließlich einer Mischung von Infrarotabsorbern zeigen, wobei eine Kurve Verbindungen aus der Klasse der Formel A erläutert: <r>

Die obenerwähnten Infrarotabsorber, z. B. Verbindungen der Formel A, eignen sich besonders für optische Kunststoffsysteme und insbesondere für Kunslsloffsonnenbrillcnlinscn. wie sie als polarisierende Sonnenbrillen bekannt sind. vi

Eine typische Kunststoffsonncnbrille dieses Typs hat eine Linse, die ein Lichtpolarisalor-Laminat zwischen zwei Schichten eines durchsichtigen Kunststoffs aufweist, wobei die äußeren bzw. freien Oberflächen dieser Linse mil einem abriebbcsländigen Überzug versehen γ, sein können. Die polarisierende Schicht kann z. B. eine molekular orientierte Kunststoffschicht sein, die getönt oder gefärbt worden ist, um sie lichtpolarisicrend zu machen, /.. B. molekular orientierter Polyvinylalkohol, der mit Jod getönt worden ist; der durchsichtige ho Kunststoff, zwischen dem die polarisierende Schicht laminiert ist, kann z. B. ein thermoplastisches Cellulosederivat, ■/.. B. Cellulosenitrat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetat propionnt, Celluloscacelatbutyrat, Ä thy !cellulose u.dgl. sein; der abriebbeständige Überzug kann h^r> z. IJ. ein vollständig polarisiertes Melamin-l'ornialdeliydharz, ein hitzehärtendes, vernelztes Polymer wie ein diäthylenisch substituiert!.'!' Polyalkylenglykol sein. /.. Ii.

kann es sich um polymere Überzüge handeln, die durch in situ Polymerisation von Polyalkylcnglykoldiestern von alpha-ß-ungesätliglen Carbonsäuren auf der Kunststoffschicht gebildet worden sind und um ähnliche Überzüge. Kunststofflaminate, die sich für die obenerwähnten Materialien eignen, sind z. B. in den ÜS-Patcntschriften 22 37 567, 25 27 400, 25 54 850, 30 81 192 und 30 97 106 beschrieben.

Wenn auch polarisierende Sonnenbrillen entsprechend der obigen Beschreibung wirksam die Durchlässigkeit von sichtbarem Licht bis zu einem gewünschten Wert, 7.. B. von etwa 20 bis 30% der sichtbaren Sonnenenergie verringern, so wird doch eine beträchtliche Menge an unsichtbarer Strahlung hauptsächlich im Ultraviolett- und nahem Infrarotbereich des Spektrums durchgelassen.

Die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter Hinweis auf die F i g. 1 bis 3 der Zeichnungen noch besser zu verstehen.

Nach F i g. 1 enthält eine Ausführungsform der Erfindung eine optische Linse 1, deren äußere Oberflächen mit einem abriebbeständigen Überzug 16 der oben beschriebenen Art versehen sind. Zwischen diesen äußeren Schichten sind zwei im wesentlichen durchsichtige Kunststoffschichten 12, z.B. aus CeIIuIoseacetatbutyrat, Cellulosenitrat, Cclluloseacctatpropionat, Celluloseacetat, Äthylcellulose u.dgl., ferner zwei Schichten bzw. Überzüge 14, die einen IR-Absorber enthalten, z.B. ein oder mehrere IR-Absorber der Formel A sowie ein polarisierendes schichtförmiges Material 10, laminiert; z. B. eine molekular orientierte Polyvinylalkoholschicht, die mit Jod getönt worden ist. um sie lichtpolarisicrend zu machen und die in der Weise boraliert worden ist, wie dies in den US-Patentschriften 24 45 479, Re: 23 297 oder 25 54 850 beschrieben ist.

Die Dicke der verschiedenen Schichten in den obenerwähnten optischen Linsen ist nicht ausschlaggebend und kann in weiten Bereichen schwanken. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Schichten aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, des Gewichts und der möglichst geringen Verwerfung oder Brechung von durchgelassenem Licht vorzugsweise so dünn wie möglich sind. Beispielsweise können die abriebbeständigen Überzugsschichten etwa 25,4 μ (1 mil) dick sein, die durchsichtigen Kunststoffschichten jeweils 0,0305 bis 0,0356 cm (0,0120 bis 0,140 Zoll) dick sein, der Polarisator etwa 0,002 cm (0,001 Zoll) dick sein und die Infrarotabsorber enthaltenden Schichten jeweils etwa 2,54 bis 127,0 μ (0,1 bis 5,0 mil) dick sein.

Die Infrarotabsorber enthaltenden Schichten können als Überzug aufgebracht werden, der eine viskose Lösung mit einem Gehalt des Absorbers sein kann, oder man kann letztere auf die durchsichtigen Kunststoffschichten einwirken lassen, indem man diese mit einer Lösung, die ein oder mehrere Absorber enthält, in Berührung bringt. Die crslerc Aufbringungsmethode wird bevorzugt, da größere Absorbcrmengen bei einem Überzug zugegeben werden, als wenn man die Absorber auf den Kunststoff einwirken läßt. Ils ist jedoch darauf hinzuweisen, daß beim Aufbringen als Überzug etwas von dem Absorber zwangsläufig auf den Kunststoff einwirkt. Gleichgültig, ob der Inlrarotabsorber dem Überzug zugegeben oder man ihn einwirken läßt, so sind brauchbare Lösungsmittel für diesen Zweck Chloroform, Methylcndichlorid, Toluol, Tetrahydrofuran u. dgl. sowie Mischungen hiervon.

Neben den Schichten oder Überzügen, die in der

F i g. 1 dargestellt sind, kann das Element andere Schichten enthalten, um geeignete Bindungsoberflächen zu geben, die ein kräftiges Laminat bewirken.

Es ist darauf hinzuweisen, daß das Kunstslolfelemeni nicht auf die in der Fig. 1 dargestellte Schichtenfolge beschränkt ist. Beispielsweise kann der Infrarotabsorber zwischen dem äußeren Überzug 16 und der durchsichtigen Kunststoffschicht 12 anwesend sein. (Wenn durch in-situ-Polymerisation ein kratzbesländiger Überzug 16 aufgebracht wird, sollte sorgfältig die Verwendung von Polymerisationskatalysatoren, ζ. B. Peroxyden, vermieden werden, da sie den Infrarotabsorber angreifen könnten.) Anstelle von zwei gesonderten Schichten 14 mit dem Infrarotabsorber kann auch eine einzelne Schicht verwendet werden, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist. In jedem Fall können die erfindungsgemäßen optischen Elemente in üblichen Brillengestellen 18, wie in Fig. 2, verwendet werden.

Die folgenden Versuche und Beispiele dienen zur Erläuterung der Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Infrarotabsorber und deren Verwendungsweise in optischen Kunststofflinsen. Ferner erläutern sie die dabei erhaltenen Vorteile.

Versuch a)

Ein Infrarotabsorber, entsprechend der Formel 1, kann wie folgt hergestellt werden:

Zu einer Lösung von 1,7 g (57 niMol) Niekelnitrathexahydrat in 40 ml Wasser wird eine Lösung von 2,10 g (12 niMol) i-Mercapto-2-naphthol und 1,34 g(24 niMol) Kaliumhydroxyd in 50 ml Äthanol gegeben. Zu diesem Gemisch wird eine Lösung von 4g (l2mMol) Tetrabutyl-animoniumbromid in 10 ml Äthanol züge fügt. Dann wird genügend Aceton zu der Lösung gegeben, um eine gegebenenfalls gebildete braune feste Ausscheidung zu lösen. Dann wird 3 Stunden Luft durch die Lösung geleitet. Der kristalline Niederschlag wird gesammelt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und durch Umkristallisieren aus Methanol gereinigt. Der Schmelzpunkt is' 184 bis 188" C und A,„„ 11 500 ηιμ, E= 13 900. Die Durchlässigkeitskurve der so hergestellten Verbindung ist in Fig. 4 mit einer gestrichelten Linie angegeben.

Versuch b)

F.in Infrarotabsorber, entsprechend der Formel 5, kann wie folgt hergestellt werden:

Eine Lösung von 2,3 g (8 niMol) Niekelnitralhexahydrat in 60 ml /0%i«eni wäßrigem Äthanol wird zu einer Lösung von 2,9g (IbmMol) o-Mercaptophenol und 1,3 g (32 niMol) Natriumhydroxyd in 60 ml wäßrigem Äthanol gegeben. Zu dieser Flüssigkeit wird eine Lösung von 3 g (9 mMol) Tetrabutylammoniumbroniid, gelöst in 15 ml Äthanol, hinzugefügt. Dann wird durch die Lösung zur Beendigung der Oxydation Luft hindurehgeleiiet. Der kristalline Niederschlag wird gesammelt und getrocknet; er wird viermal aus Aeeton-Toluol (1:3 v/v) umknstallisierl. Der Schmelzpunkt beträgt 184 bis I88"C und A,,,.,,= IO 250 ηιμ, E= 13 400. 400. Die Durchlässigkeilskurve der so hergestellten Verbindung ist in Fig. 4 als ausgezogene Linie dargestellt.

Das folgende Heispiel erläutert die Herstellung eines erfindungsgemäßen optischen Elements. Es soll jedoch keine Beschränkuni; auf diese Ausführungsform darstellen.

B e i ι ρ i e I I

Zu 700 ml Chloroform und 300 ml Trichlorethylen wurden 70 g Celluloseaceialbutyratchips gegeben. Zu 190 ml tier resultierenden viskosen Lösung wurden 20 ml Chlorol'ormlösung gegeben, die 0,052 g des Infrarotabsorbers der Formel 1, 0,040 g Hastadye fast green C und 0,008 g eines violetten Farbstoffs einhielt. Die grünen und violetten Farbstoffe wurden so verwendet, daß sich ein neutral blaues Produkt bildete. Das entstehende Gemisch wurde als Überzug auf zwei Schichten von klarem Celluloseacetatbutyrai mit einer Geschwindigkeit von 1,83 cm/min (6 ft/min) aufgebracht, wobei auf jeder Schicht ein Überzug mit einem Gehalt von 0,020 g kombiniertem IR-Absorber pro 0,09 m² (ft²) Oberfläche entstand und die Schicht bzw. der Überzug etwa 7,62 μ (0,3 mil) dick war. Auf die freie Oberfläche jeder Schicht aus Celluloseacetatbutyrat (deren entgegengesetzte Oberfläche den IR-Absorberüberzug trug) wurde dann ein abriebbeständiger Überzug, wie er im Beispiel 1 der US-Patentschrift 30 97 106 beschrieben ist, aufgebracht. Er enthielt 0,6 Gew.-% eines Ultraviolett-Lichtabsorbers. Das Celluloseacetatbutyrat an der Oberfläche des Infrarotabsorber-Celluloseacetatbiiiyraiüberzugs wurde durch Behandeln mit einer 1:1: 1-Lösung von Natriumhydroxyd, Methanol und destilliertem Wasser im Verlauf von 16 Sekunden bei 46°C zurück in Cellulose überführt. Die umgewandelte Oberfläche jeder Schicht wurde dann gewaschen und die beiden Schichten in einem Ofen zum Entfernen von Feuchtigkeit erhitzt. Eine Lösung mit einem Gehalt von 1,5 g Polyvinylalkohol (PVA) in 66,7 ml Wasser und HJ ml Methanol wurde auf jede umgewandelte Oberfläche mit 1.83 cm/min (6 ft/min) aufgebracht, wodurch eine geeignete Bindungsoberfläche für den Polarisator, der dazwischen laminiert wird, gebildet wurde. Ein molekular orientierter PVA (gestreckt um das Vierfache seiner ursprünglichen Lange) wurde auf den PVA-Übcrzug auf eine der Schichten bei Raumtemperatur auflaminiert, indem auf die entsprechenden Laminierungsobcrflächcn ein l.aminierungshilfsmiiiei in Form einer 2%igen PVA-l.ösung in Wasser aufgebracht und die Oberflächen aneinandergepreßt wurden. Der molekular orientierte PVA wurde dann getönt, indem man eine |odlösung auf ihn einwirken ließ, um ihn lichtpolarisierend zu machen. Dann ließ man eine Borsäurelösung mit niederer Konzentration auf ihn einwirken; schließlich wurde im Vakuum bis zur Entfernung überschüssiger Flüssigkeit getrocknet und in einer Erhiuungskammcr zur Trockne erhitzt. Die andere Schicht wurde in ähnlicher Weise auf die freie äußere Oberfläche des Polarisators auflaniiniurt, wobei ein optisches Kunststoffprodukt entstand, das zwei IR-Absorber enthielt.

Die nach Beispiel I hergestellte Kunststoffsonnenbrille wurde mit einer ähnlichen Sonnenbrille verglidien, die im wesentlichen in der gleichen Weise hergestellt wurde, jedoch keine Infrarotabsorber enthielt. Die letztere Sonnenbrille enthielt eine wesentlich größere Menge an Ultravioletlabsorber, als sie zu dem abriebbeständigen Überzug im Beispiel zugefügt wurden. Wegen ties anzustellenden Vergleichs waren die Sonnenbrillen in allen üblichen Punkten miteinander identisch. Die Durchlässigkeitskurven der entsprechenden Sonnenbrillen sind in Fi y. ^r> dargestellt, wobei eine

Kurve aulgenommen worden ist, welche die Sonnenenergie an den Linsen des Auges zeigt.

Wenn man zunüchsi den sichtbaren Bereich des Spektrums betrachtet, so erkennt man. daß die Sonnenbrillen ohne den Infrarotabsorber 24% der Kv durchgelassenc Energie im minieren sichtbaren Bereich, ti. h. etwa 550 ηιμ, während die Sonnenbrillen, die düi\ Infrarotabsorber enthielten, nur etwas weniger, d.h. 23,2%, durchließen. Damit ist angezeigt, daß kein nennenswerter Unterschied in der Durchlässigkeit für sichtbares Licht besteht, wenn crfindungsgemäß Infrarotabsorber cingearbeiiet sind.

Im nahen infrarotbcreich (rechte Seite) ließen die Sonnenbrillen ohne den Infrarotabsorber 59,5% der gesamten Infrarotenergie hindurchtreten, die sonst für die Augenlinsen verfügbar gewesen wären. Demgegenüber ließen die Sonnenbrillen mit dem Absorber nur 25,4% der gesamten Strahlung in diesem Bereich durchtreten. Man erkennt also, daß die zuletzt erwähnten Sonnenbrillen keinen wesentlich größeren Prozentsatz an Infrarot als wie sichtbares Licht hindurchtreten lassen. Es ist darüber hinaus darauf hinzuweisen, daß durch Verwendung von ein oder mehreren zusätzlichen Infraroiabsorbern mit einem A,,,.,, in verschiedenen Bereichen des Infrarots das nach der Aufstellung durchgelassenc Infrarot noch weiter auf Werte verringert werden kann, die ebenso niedrig oder niedriger als das durchgelassenc sichtbare Licht sind.

Beispiel 2

Zu 700 ml Chloroform und 300 ml Triehlorälhyien wurden 70 g Celliilosebutyrat-Chips gegeben. Zu 190 ml der resultierenden viskosen Lösung wurden 20 ml einer Chloroformlösung zugefügt, die folgende Bestandteile enthielt:

Infrarotabsorber A¹ — 0,5220 g
Infrarotabsorber B-- 0,0647 g
Infrarotabsorber C- 0,17033 g
Ullravioleltabsorber 4-0,4750 g

1. Infrarotabsorber A ist der Infrarotabsorber der Formel I.

2. Infrarotabsorber B ist ein Infrarotabsorber der folgenden Formel:

CH₁O -<	S / ^N	Ni	y.
	I	/ \	y
CH₃O-<	\ / S	S ' \	V
		j	- OCH₃
	ν / S
CY	x_	- OCH₃

XI

^„920πΐμ; Ε = 35 000.

Die Herstellung des oben angegebenen Infrarotubsorbers ist im Beispiel 1 der BE-PS 7 03 377 beschrieben. i. Infrarotabsorber C ist ein Infrarotabsorber der folgenden Formel:

;.„,„., 800 πΐμ; Ε = 51 600.

Ein Verfahren zur Herstellung dieses Infrarotabsorbers ist im Beispiel 4 der BE-PS 7 03 377 beschrieben.

Die obige Mischung wurde zur Herstellung einer optischen Kunststofflinsc für Sonnenbrillen in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise verwendet. Fig. 6 zeigt einen Vergleich der Durchlässigkeitskurve der Linse, mit der Durchlässigkeitskurvc von Sonnenbrillen unter Verwendung einer Linse, die keine Infrarotabsorber enthält. Wie man sieht, ließen die Sonnenbrillen ohne Infrarotabsorber 59,5% der gesamten nahen Infrarotenergie hindurchtreten, während die Sonnenbrillen mit der Linse des vorliegenden Beispiels nur 17.7% der gesamten Strahlung in diesem Bereich durchtreten ließen. Selbstverständlich können Kombinationen von Infrarotabsorbern gemäß der vorliegenden Erfindung und Kombinationen hiervon mit anderen Infrarotabsorbern vorteilhaft zur Herstellung von optischen Kunsistoffsystemen mit verschiedenen erwünschten Infraioidurchlässigkeitseigenschaften verwendet werden.

Hierzu 4 BUitt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optisches Infrarotfilter, wobei in wenigstens einer durchsichtigen Schicht ein oder mehrere Infrarotabsorber eingearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotabsorber der allgemeinen Formel