DE2634816A1

DE2634816A1 - Kunststoffschutzglas

Info

Publication number: DE2634816A1
Application number: DE19762634816
Authority: DE
Inventors: Hans Heuser; Jean-Michel Naoumenko
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1975-08-07
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1977-02-24
Also published as: DK153996C; IT1064749B; DE2634816C2; JPS6038267B2; NO762740L; DK153996B; GB1487529A; FR2320563B1; BR7605152A; ES450545A1; FR2320563A1; SE7608712L; JPS5221088A; ATA584976A; LU75555A1; DK354976A; BE844990A; CH613783A5; AT356389B; NL7608739A

Description

Herne 1, 8000 München 40,

Freiligrathstraße 19 —. . . DUDk Eisenachor Straße 17

Postfach 1140 Uipi.-ing. H. Π. tfanr Pat.-Anw. Bekler

Pat.-Anw. Harrmann-Trentepohl DlDl-PhVS Eduard ΒβΙζΙβΓ Fernsprecher: 36 3011

Fernsprecher: 51013 uipi. riiye. uuuaiu uci&ici 363012

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl 353013

Telegrammanschrift: Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08229853 Telex 5215360

Π Bankkonten:

Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AG Herne 7-520 Postscheckkonto Dortmund 558 68-467

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Ref.: M 05 651 B/h,

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Zuschrift bitte nach:

München

19. Juli 1976

Saint-Gobain Industries, 62, Bd Victor Hugo, F 92209 Neuilly-sur-Seine

Kunststoffschutzglas

Gegenstand der Erfindung sind aus Kunststoff "bestehende Augen-Schutzgläser, wie flache oder gewölbte Brillengläser, Schutzblenden gegen Funken, Feuer, Stoß, zum Schutz gegen Sand, Motorradfahrerhelmvisiere, Tauchermasken usw..

Diese Gegenständen werden im allgemeinen entweder aus Verbundoder vorgespanntem Glas oder aus durchsichtigen Kunststoffen, wie Methacrylaten, Polycarbonaten, amorphen Polyamiden, Proprionaten oder aus speziell fü""· die Brillenherstellung verwendeten Kunststoff, wie Diäthylenglycolbis (allylcarbonat), hergestellt.

Es ist bekannt, Kunststoffe gegen Verschrammen oder Kratzer durch Überzüge, z. B. aus eine selbstheilende Schicht bildenden Polyurethanen zu schützen. Man hat andererseits vorgeschlagen, Polyurethanschichten auf dem Inneren von Fensterglasscheiben anzuordnen, um die Bildung von Glassplittern im Falle eines heftigen Stoßes zu hüten. Diese Schichten müssen eine gute mechanische

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Widerstandsfestigkeit aufweisen, was eine sehr langsame Selbstheilgesehwindigkeit einbezieht, die mit der Verwendung dieser Produkte bei der Brillenherstellung unvereinbar ist.

Man definiert die Geschwindigkeit der Selbstheilung als die Zeit, die zwischen der Bildung einer Schramme auf der in Betracht kommenden Schicht und dem Moment liegt, in dem nach der Selbstheilung dieser Schramme mit dem bloßen Auge nicht mehr sichtbar ist.

Diese Selbstheilgeschwindigkeit ist eine Funktion der Temperatur und des Grades-der Feuchtigkeit der umgebenden Atmosphäre.

Wenn die Beobachtung der Schramme statt mit bloßem Auge in polarisiertem Licht zwischen gekreuzten Polarisationsfiltern erfolgt, dann ist die erhaltene Selbstheildauer infolge der Remanenz der eingeleiteten Kräfte um 50 % erhöht.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß dann, wenn die selbstheilenden Schichten für die Brillenherstellung oder für Schutzmasken verwendbar sein sollen, die mit dem bloßen Auge gemessene Selbstheildauer bei einer Temperatur von 25 C und einer relativen Feuchtigkeit von 80 % nicht über eine Minute liegen darf.

Bei höheren Selbstheildauern resultieren optische, quase-permanente Fehler, welche die betrachteten Gläser für korrektes Sehen unbrauchbar machen.

Ein als Schicht für Überzüge bei der Brillenherstellung geeignetes Polyurethan ist in der FR-PS 73 40 821 vom 16. November 1973 der Anmelderin beschrieben.

Diese Schichten kennzeichnen sich durch eine sehr hohe Zeit--Stabilität, die Gegenstand von Langzeitversuchen unter den verschiedensten klimatischen Bedingungen war.

Die erfindungsgemäßen Masken, Blenden, Linsen und Brillengläser

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ο. dgl. sind dadurch gekennzeichnet,

daß sie aus einem durchsichtigen organischen Glas hergestellt sind, das eine gute Steifigkeit aufweist und auf wenigstens einer Oberfläche mit einem weichen Kunststoff überzogen ist, der nach einer Schramme in einer Zeit von weniger als 60 see. bei .25⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 80 % selbst ausheilt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhielt die Anmelderin besonders zufriedenstellende Resultate mit einem mit einer Schicht aus vernetztem Polyurethan überzogenen Methaxrylatcopolymeren. Diese Kombination erlaubt das Arbeiten, Formen und Färben des Materials nach herkömmlichen, in der optischen Industrie und bei der Brillenherstellung bereits verwendeten Verfahren. Die erfindungsgemäßen Masken, Blenden, Linsen, Brillengläser o. dgl. können in folgender, beispielsweiser, nicht beschränkender Weise hergestellt werden:

- Das organische Glas ist ein Copolymeres aus 60 bis 98 % Methylmethacrylat, 1 bis 30 % Diäthylenglycolbis (Allylcarbonat) und 1 bis 10 % Trimethylolpropantrimethacrylat.

- Der weiche Kunststoff ist ein schwach vernetztes Polyurethan und enthält als Komponenten einen bei der Kondensation von Propylenoxid auf 10,5 bis 12 % freie 0H~-Ionen enthaltenden Trimethylolprojian entstandenen, Polyglycoläther (Komponentei) und ein 21 bis 22 % Isocyänatgruppen aufweisendes 1,6 Hexamethylendiisocyanatbiuret (Komponente 2). Das Gewichtsverhältnis von Komponente 2 zu Komponente 1 liegt zwischen 0,9 und 1,1.

Eine wichtige Besonderheit der erfindungsgemäßen Kunststoffschicht liegt darin, daß sie sich nach den herkömmlichen Methoden der optischen und Brillenindustrie gut färben läßt.

Es ist außerdem möglich, das organische Glas vor dem Aufbringen des Überzuges aus weichem Kunststoff auf eine oder seine beiden Flächen zu färben oder diese Färbung nach dem Überziehen zu bewirken.

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Zur Verdeutlichung der Merkmale und Vorteile der Erfindung soll das erfindungsgemäße- Herstellungsverfahren anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Man stellt eine 1,7 mm dicke Platte aus einem organischen Glas her, das aus einem Copoljnneren aus 25 % Diäthylenglycolbisallylcarbonat, 6 °/> Trimethylolpropantrimethacrylat und 69 % Mett^lmethacrylat besteht.

Man gießt diese Mischung nach dem für die Herstellung von Methacrylatprodukten bekannten Verfahren, nach dem sie vorher mit 0,5 Gew.-?-' Cyclohexylpercarbonat katalysiert worden ist, zwisehen zwei parallele,einen der Dicke der gewünschten Platte entsprechenden Abstand aufweisende Glasscheiben.

Die Anordnung wird etwa 8 Stunden lang auf 50⁰C gehalten, wonach es möglich ist, die organische Glasplatte zwischen den beiden Glasscheiben herauszuziehen. Die organische Glasplatte wird auf einer ihrer Oberflächen mit Alkohol gesäubert.

Man mischt andererseits einen bei der Kondensation von Propylenoxid mit Polyglycoläther enthaltenden Trimethylolpropan erhaltenen 11 % freie OH~-Ionen (Komponente 1) mit einem Biuret des 1,6 Hexamethylendiisocyanats, das 21 % Isocyanatgruppen enthält (Komponente 2), in einem Gewichtsverhältnis der beiden Bestandteile von 1:1.

Man entgast die Mischung und breitet sie mittels einer Filmziehvorrichtung auf der mit Alkohol gereinigten Oberfläche der vorher auf ca, 6O⁰C aufgeheizten Copolymerenplatte deart aus, daß man eine Schutzschicht von 250 u Dicke erhält.

Man stellt das ganze für 30 Minuten in einen auf 60⁰C geheizten Trockenschrank, Nach dem Herausnehmen aus dem Schrank schneidet man die Scheibe mit einer Diamantsäge in 70 mm breite Streifen. Die Streifen selbst werden mit derselben Diamantsäge so zugeschnitten, daß man 70 mm χ 60 mm große Rechtecke erhält.

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Diese Rechtecke werden danach 3 Minuten lang auf 90 bis 100 C erhitzt, dann mit der Vorderseite dem Formboden zugewandt in eine Form in Gestalt einer Schale mit einer zum Beispiel für ein Sonnenbrillenglas erforderlichen Krümmung eingelegt.

Wird ein Vakuum über eine Öffnung im Schüsselboden angelegt, krümmt sich das mit der Polyurethanschicht überzogene Rechteck aus organischem Glas und kommt an der Wandung der Schale zur Anlage. Unter Aufrechterhaltung des Vakuums kühlt man das Rechteck mit einem Strahl komprimierter Luft kraß ab, dann bricht man das Vakuum und nimmt das gewölbte Rechteck aus der Schale heraus.

Anschließend wird das Rechteck nach einer Schablone mit einer gebräuchlichen, bei der Brillenherstellung verwendeten Fräse derart beschnitten, daß man als Endprodukt ein gewölbtes Brillenglas erhält. Dieses Glas wird anschließend durch Eintauchen in eine gebräuchliche, Benetzungsreagenzien und in Wasser lösliche Farbstoffe enthaltenden Lösung mit 90 % Wasser gefärbt.

Man stellt fest, daß sich die freie Seite des organischen Glases genausojgut wie die mit Polyurethan überzogene Seite und in einer angemessenen Zeit färbt. Anschließend unterwirft man das mit der Polyurethanschicht überzogene Bri?.lenglas dem laufend bei der Brillenherstellung angewandten Kratztest, d. h. man versucht, es mit Bleistiftminen zunehmender Härte anzukratzen.

Man stellt fest, daß die nicht geschützte Seite mit einer Mine der Härte 4H Schrammen bekommt, während die mit einer weichen, kratzfesten Polyurethanschicht geschützte Seite selbst mit der die größte bekannte Härte von 11H aufweisenden Mine noch nicht angeschrammt wird.

Im Vergleich dazu bekommt eine Linse, eine Maske, eine Blende oder ein Brillenglas aus Polycarbonat bereits mit einer Mine der Härte HB Schrammen, und, wenn sie aus Methylmethacrylat

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hergestellt ist, mit einer Mine der Härte 2H.

Im oben angegebenen Beispiel wurde nur eine Seite mit Polyurethan überzogen, aber es ist selbstverständlich möglich, auf die gleiche Weise beide Seiten des Gegenstandes zu schützen, wenn beide Seiten gleich stark Angriffen durch Abrieb ausgesetzt sein können.

Im oben angegebenen Beispiel wurde das Brillenglas durch Eintauchen gefärbt, aber es ist selbstverständlich auch möglich, ein im ganzen gefärbtes organisches Glas zu verwenden. Darüberhinaus kann das Glas vor oder nach dem Überziehen wenigstens einer seiner beiden Seiten mit Polyurethan gefärbt werden. Die Anmelderin hat festgestellt, daß das erfindungsgemäße Polyurethan außer seinen Eigenschaften der Abriebfestigkeit und d.er Elastizität die interessante Eigenschaft zeigt, sich leicht durch Eintauchen in gewöhnliche, in der Optik und bei der Brillenherstellung verwendete Bäder zu färben.

Darüber hinaus ist es für gewisse Spezialanwendungen, wie für Hochgebirgsbrillen, Fenster für Schweißermasken durchaus möglich, das organische Glas mit einer halbreflektierendenSchicht zu überziehen, die verschiedene Wellenlängen reflektiert.

Die obigen Beispiele zeigen die einwandfreie Haftung, die die Anmelderin zwischen dem organischen Glas und der oder den Polyurethanschutzschichten erzielen konnte, da es möglich ist, diese Produkte zu sägen, zu erhitzen, zu formen, zu biegen und zu färben, ohne ein Ablösen der Schutzschichten zu riskieren. Dadurch ist dieses Produkt besonders preisgünstig und leicht "zu verarbeiten, da man für seine Herstellung nichts außer den bereits bei der Brillenherstellung oder in der optischen Industrie benutzten Verfahren benötigt: Zersägen, Formeh; Biegen und Färben.

Obwohl das oben angegebene Beispiel insbesondere die Brillenherstellung betrifft, kann man es genauso gut auf flache oder gewölbte Gläser, wie z. B. für Masken oder Fenster für Motor-

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radintfegralhelme, Fenster für Skibrillen, optische Filter oder Blenden,usw. anwenden.

Optische Linsen aus Kunststoff können auf die gleiche Weise mit einer oder zwei Polyurethanschichten geschützt werden. In diesem Fall ist es wenn es sich um Gegenstände mit wenigstens einer gekrümmten Seite handelt, nicht mehr möglich, wie vorher ausgehend von einer flachen, aus organischem Glas bestehenden Scheibe zu arbeiten.

Die Linse wird durch herkömmliche Warmverformungsverfahren erhalten, wie z. B. durch Pressen oder Spritzen, dann mit Polyurethanschicht beispielsweise durch Eintauchen in die Polyurethanlösung oder Besprühen mit einer solchen versehen und dann zum Trockenschrank gebracht. Selbstverständlich kann man die gleichen Verfahren auch im Fall von flachen, aus organischen Glas bestehenden Platten verwenden, von denen zuvor die Rede war.

- Patentansprüche : -

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Claims

Patentansprüche

Masken, Blenden, Linsen, Gläser für optische Brillen, Sportbrillen, Sonnenbrillen oder Schutzbrillen, aus große Festigkeit aufweisendem Kunststoffglas, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände auf wenigstens einer Seite mit einem Überzug aus weichem Kunststoff überzogen sind, der nach einer Schramme schnell in einer Zeit von weniger als 60 see. bei 25°C und einer relativen Feuchtigkeit von 80 % selbst ausheilt.
2. Gegenstände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das organische Glas ein (Topol^nner aus 60 bis 98 fo Methylmethacrylat, 1 bis 30 % Diäthylenglycolbis (allylcarbonat) und 1 bis 10 ^i Trimethjrlolpropantrimethacri^lat ist.
3. Gegenstände nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weiche Kunststoff für den Überzug ein Polyurethan ist, das als Bestandteile einen aus der Kondensation von Prop3KLenoxid auf 10,5 bis 12 % freie 0H~-Ionen enthaltenden Trimethylolpropan entstandenen Polyglycoläther (Komponente 1), und ein 21 bis 22 % Isocyanatgruppen aufweisendes 1,6 Hexamethylendiisocyanatbiuref(Komponente 2) enthält, wobei das Gewichtsverhältnis der zwei Komponenten zwischen 0,9 und 1,1 liegt. .
4. Gegenstände nach einem der vorherge. ,den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die weiche Kunststoffschicht eine Dicke von 100 bis 1000 Mikron aufweist.
5. Gegenstände nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das organische Glas in seiner M Masse gefärbt wird.
6. Gegenstände nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das organische Glas oberflächlich durch Eintauchen in ein Farbbad vor dem Überziehen

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gefärbt ist.
7. Gegenstände nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das auf wenigstens einer seiner Seiten mit einer weichen Kunststoffschicht überzogene Glas durch Eintauchen in ein Farbbad gefärbt ist.
8. Gegenstände nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet , daß das organische Glas wenigstens eine halbreflektierende Schicht aufweist, die bestimmte Wellenlängen reflektiert.
9. Verfahren zur Herstellung von Masken, Blenden, Linsen, Brillengläser o. dgl. nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man auf wenigstens eine Seite einer aus organischem Glas bestehenden Platte einen weichen Kunststoff gießt, der nach einer Schramme schnell ausheilen kann, den weichen Kunststoff vernetzt, die Platten in Einheitselemente schneidet, diese Elemente wölbt und dann beschneidet.
10. Verfahren zur Herstellung von Masken, Blenden, Linsen und Brillengläsern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß man den aus organischem Glas bestehenden Gegenstand vor der Vernetzung in einem nach einer Schramme schnell selbstheilenden, weichen Kunststoff eintaucht und diesen weichen Kunststoff vernetzt.

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