DE69710227T2

DE69710227T2 - Lichtfilternde linsenbeschichtung

Info

Publication number: DE69710227T2
Application number: DE69710227T
Authority: DE
Inventors: J. Fabin; J. Solyntjes
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: WO1998033079A1; CA2278456A1; US5991072A; DE69710227D1; EP1012638B1; AU3151797A; EP1012638A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine lichtfilternde Vorrichtung zum Absorbieren und/oder Reflektieren von sichtbarem, Ultraviolett- und Infrarotlicht. Insbesondere betrifft die Erfindung eine lichtfilternde Linsenbeschichtung mit mehreren Schichten.

Hintergrund der Erfindung

Viele Tätigkeiten erfordern wegen des Vorhandenseins oder Auftretens von schädlichem sichtbarem, Ultraviolett-(UV-) und Infrarot-(IR-)licht einen Augenschutz. Ein Beispiel für eine solche Tätigkeit ist das Schweißen, bei dem durch die Schweißflamme und durch das erwärmte Metall ein grelles Licht entsteht. Gegenwärtig gültige Arbeitsschutzstandards für den gewerblichen Augen- und Gesichtsschutz beim Schweißen und anderen Tätigkeiten sind vom American National Standards Institute, Inc. (ANSI) veröffentlicht in American National Standard Practice for Occupational and Educational Eye and Face Protection, ANSI Z87-1-1989, dessen Inhalt hierin als Bezugnahme aufgenommen wird.
Die ANSI-Standards definieren einen Satz von Lichtschutzklassen zwischen 1 und 14 auf der Grundlage eines gewichteten Durchlaßgrades von sichtbarem (380 bis 780 nm), fernem UV- (200 bis 315 nm), nahem UV- (315 bis 185 nm), IR- (780 bis 2000 nm) und blauem (400 bis 1400 nm) Licht. Die ANSI- Standards geben außerdem den minimalen Lichtschutz an, der für bestimmte spezifische Tätigkeiten empfohlen wird. Für elektrisches Lichtbogenschweißen sollte eine Schutzlinse der Lichtschutzklasse 10 bis 14 haben, für das Gasschweißen werden die Lichtschutzklassen 4 bis 8 empfohlen, und zum Brennschneiden oder Flammlöten werden die Lichtschutzklassen 3 bis 6 empfohlen.
In Erfüllung dieser Standards müssen die Betroffenen bei diesen gefährlichen lichterzeugenden Tätigkeiten häufig Augenschutzvorrichtungen tragen, die ihnen große Beschränkungen auferlegen und die normalerweise nur für diese besondere Tätigkeit bestimmt sind. Beispielsweise hat ein Schweißer normalerweise einen speziellen Helm, Maske oder Schutzbrille, die er nur beim Schweißen trägt. Ferner läßt ein solcher Helm, Maske oder Schutzbrille häufig nur einen begrenzten Sichtbereich zu, da die Schutzlinsen der Augenschutzvorrichtung nur einen kleinen Sichtbereich haben.
Diese Merkmale bekannter Augenschutzvorrichtungen sind für viele Träger unbequem. Beispielsweise wäre es für einen Arbeiter bei einer Tätigkeit wie etwa Brückenreparatur, wo Schweißen nur eine der notwendigen Tätigkeiten ist, bequem, eine Augenschutzvorrichtung zu verwenden, die sowohl zum Schweißen als auch für andere Tätigkeiten verwendet werden könnte. Leider sind die Linsentönungen, die für zum Schweißen geeignete Augenschutzvorrichtungen erforderlich sind, normalerweise zu dunkel für andere Tätigkeiten. Deshalb ist eine Augenschutzvorrichtung notwendig, die bei Tätigkeiten verwendet werden kann, die schädliche Lichtstrahlung erzeugen, und die bei anderen Tätigkeiten verwendet werden kann, die keine solche extreme Lichtabschirmung erfordern.
Außerdem müssen Arbeiter häufig andere Schutzausrüstung tragen, z. B. Atemschutzgeräte, die mit bekannten Schutzhelmen, Masken oder Schutzbrillen nicht bequem oder kosteneffektiv kombiniert werden können. Es besteht Bedarf an einer leichten, billigen lichtfilternden Vorrichtung, die in Verbindung mit anderen Schutzausrüstungen verwendet werden kann, ohne daß eine solche Vorrichtung nur für Tätigkeiten mit schädlicher Lichterzeugung geeignet sein dürfte.
US-A-4 707 860 beschreibt ausführlich einen Schweißschutzschirm mit einem Kappenabschnitt, bei dem eine Vorderwand und Verbindungsabschnitte von Seitenwänden eine Einheit bilden, die an einem Kappenabschnitt lösbar befestigt ist. Die Vorder- und die Seitenwände sind eben und mit zwei Makrolonschichten an der Außenseite des Schutzschirms versehen, der UV-Strahlung absorbiert. Zusätzlich zu den Makrolonschichten sind eine lichtereflektierende Schicht und eine absorbierende Farbschicht an der Innenseite des Schutzschirms vorhanden, die beide eine Sonhenschutzbeschichtung haben. Solche Schichten sind durch eine absorbierende Makrolonschicht, die auf der Innenseite des Schutzschirms eine Schutzschicht bildet, vor Beschädigung geschützt. In einer anderen Ausführungsform bestehen die Vorderwand und die Verbindungsabschnitte aus einem flexiblen UV-absorbierenden Material, um transparent zu sein, wodurch die Vorderwand und die Abschnitte auf der Innenseite zweiblättrig ausgeführt sind, mit einer Silberschicht, die als Folie aufgebracht werden kann. Ein rechteckiges Schweißglas ist an der Innenseite der Vorderwand in der gleichen Höhe wie die Augen der Person befestigt, die den Kopfschutzschirm trägt.
Die erfindungsgemäßen lichtfilternden Linsenbeschichtungen sind auf diese Erfordernisse ausgerichtet. Die erfindungsgemäßen Linsenbeschichtungen können auf der Linse oder den Linsen vorhandener Augenschutzvorrichtungen befestigt werden und sind häufig von diesen physischen Augenschutzvorrichtungen lösbar, so daß ein Arbeiter die physische Augenschutzvorrichtung weiter tragen kann, während er mit anderen Tätigkeiten beschäftigt ist. Die erfindungsgemäßen Linsenbeschichtungen stellen ein bequemes, leichtes, billiges Erzeugnis zum Schutz der Träger vor schädlichem Licht dar, das von vielen verschiedenen Quellen stammt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine lichtfilternde Linsenbeschichtung. Die erfindungsgemäßen Linsenbeschichtungen haben eine oder mehrere metallisierte Schichten, die als Stapel ausgebildet sind. Jede metallisierte Schicht besteht aus einem Substrat mit einem Metallüberzug auf mindestens einer Fläche des Substrats. Die Linsenbeschichtung weist einen oder mehrere Schutzschichten auf, um die Beschichtung gegen Beschädigung zu schützen. Die Linsenbeschichtung weist auch ein UV- lichtabsorbierendes Material auf. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das UV-absorbierende Material ein UV-absorbierender Binder, der zwischen mindestens zwei der metallisierten und Schutzschichten zusammen angeordnet ist. Als Alternative ist das UV-absorbierende Material eine UV- absorbierende Schicht, die in der Linsenbeschichtung angeordnet ist. Die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 und 9 sind in ihrer Kombination aus US-A-4 707 860 bekannt.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Linsebeschichtung auf einer Basislinse befestigt, um eine Linse bereitzustellen, die die Augen eines Anwenders vor schädlicher Lichtstrahlung schützt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat eine Augenschutzvorrichtung einen Schutzschirm, der mindestens die Augen eines Anwenders überdeckt. Der Schutzschirm weist eine Linse auf, auf der eine oben beschriebene Linsenbeschichtung befestigt ist. Die Linse des Schutzschirms ist so positioniert, daß der Träger der Augenschutzvorrichtung durch die Linse schauen kann.
Die Linsenbeschichtung wird verwendet, indem die Linsenbeschichtung auf einer Linse befestigt und die Linse dann vor den Augen eines Anwenders positioniert wird, so daß der Anwender die Arbeit sehen kann, mit der er beschäftigt ist. In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Linsenbeschichtung haftend auf der Linse befestigt.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung, wie in den Ansprüchen ausgeführt, wird eine Linsenbeschichtung hergestellt, indem eine oder mehrere Schutzschichten auf einer metallisierten Schicht angeordnet werden, über deren Substrat ein metallischer Überzug angeordnet ist. Außerdem ist das UV- absorbierende Material in der Linsenbeschichtung angeordnet.
Die Merkmale, die die Erfindung kennzeichnen, sind im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt, die Teil der Erfindung sind. Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Vorteile und Aufgaben, die durch ihre Verwendung zuteil werden, sind die Zeichnungen, die einen weiteren Teil der Erfindung bilden, und die beigefügte Beschreibung heranzuziehen, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Nachstehend sind die Zeichnungen aufgeführt, in denen gleiche Bezugszeichen und Buchstaben eine entsprechende Struktur in den verschiedenen Ansichten bezeichnen:
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Augenschutzvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Linsenbeschichtung, die teilweise auf einer Linse befestigt ist;
Fig. 2 zeigt eine Seitenschnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Linsenbeschichtung, wobei die Linsenbeschichtung eine Schutzschicht und eine metallisierte Schicht hat;
Fig. 3 zeigt eine Seitenschnittansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Linsenbeschichtung mit zwei Schutzschichten und drei metallisierten Schichten;
Fig. 4 zeigt eine Seitenschnittansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Linsenbeschichtung mit zwei Schutzschichten und drei metallisierten Schichten mit einem UV-absorbierenden Binder zwischen allen Schichten;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gesichtsvollschutzatemmaske mit einer erfindungsgemäßen Linsenbeschichtung, die auf einer Linse der Maske befestigt ist;
Fig. 6 zeigt eine Seitenschnitteilansicht des Linsenbereichs der Maske in Fig. 5; und
Fig. 7 zeigt eine Seitenschnittansicht einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Linsenbeschichtung mit zwei Schutzschichten, zwei metallisierten Schichten und einer UV-absorbierenden Schicht.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In den Zeichnungen stellt Fig. 1 insgesamt eine erfindungsgemäße Linsenbeschichtung 20 dar, die auf einer Linse 22 einer Augenschutzvorrichtung 24 befestigt ist. Die Linsenbeschichtung 20 stellt einen Schutz gegen schädliches sichtbares, Infrarot-(IR-) und Ultraviolett-(UV-)Licht bereit. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfüllt oder übererfüllt die Linsenbeschichtung 20 die Anforderungen an den Durchlaßgrad einer spezifischen Lichtschutzklasse, die vom American National Standard Institute, Inc. in American National Standard Practice for Occupational and Educational Eye and Face Protection, ANSI Z87.1-1989 festgelegt ist.
Die Linsenbeschichtung 20 kann so geformt sein, daß sie zu der Linse oder den Linsen fast jedes Typs von Augenschutzvorrichtung paßt, einschließlich Schutzbrillen, Brillen, Gesichtschutzschirme, Masken oder Helme. Insbesondere kann die Linsenbeschichtung 20 mit Schutzbrillen, Masken, Helmen und anderen Augenschutzvorrichtungen für Schweißanwendungen verwendet werden. Die Linsenbeschichtung 20 kann so gestaltet sein, daß sie zu vorhandenen Augenschutzvorrichtungen paßt, einschließlich zu solchen, die mit anderen Schutzvorrichtungen, z. B. Atemschutzgeräten, verbunden sind, um einen bequemen Schutz gegen schädliches oder grelles Licht zu bieten. Es wird empfohlen, daß Anwender einer Linsenbeschichtung 20 die ANSI-Richtlinien in bezug auf die Wahl einer geeigneten Lichtschutzklasse für ihre Tätigkeit und auf die Wahl einer geeigneten Augenschutzvorrichtung, die für Stoßschutz sorgt, sowie andere Sicherheitsvorschriften und -hinweise befolgen.
Die Linsenbeschichtung 20 ist auf einer Linse 22 unter Verwendung eines Klebers, einer Klammer oder Clips, oder eines anderen dem Fachmann bekannten Befestigungsverfahrens oder Vorrichtung befestigt. Die Linsenbeschichtung 20 ist so gestaltet, daß sie entweder dauerhaft oder vorzugsweise lösbar an der Linse 22 befestigbar ist. Insbesondere ist die Linsenbeschichtung 20 lösbar an der Linse 22 befestigbar und wiederbefestigbar. Ein Anwender einer Augenschutzvorrichtung mit einer lösbar befestigten Linsenbeschichtung 20 kann bequem von Tätigkeiten, die mit schädlichem Licht verbunden sind, z. B. Schweißen, zu anderen Tätigkeiten übergehen, indem er die Linsenbeschichtung entfernt. Wenn die Linsenbeschichtung 20 wiederbefestigbar ist, dann kann die Linsenbeschichtung 20 ein- oder mehrmals wiederverwendet werden, bevor sie entsorgt wird.
Die Linsenbeschichtung 20 weist als Wahlmöglichkeit eine zum Greifen geeignete Lasche 26 auf, mit der der Anwender die Linsenbeschichtung 20 leicht von der Linse 22 lösen kann. Die Lasche 26 kann aus dem gleichen Material wie die Linsenbeschichtung 20 bestehen, oder die Lasche 26 kann aus anderen Materialien, z. B. Polymere oder Kunststoffe, ausgebildet und an der Linsenbeschichtung 20 befestigt sein. Eine Lasche ist nur ein Beispiel für eine Vorrichtung, die an der Linsenbeschichtung befestigt sein kann, um das Entfernen der Linsenbeschichtung von der Linse zu erleichtern. Der Fachmann wird erkennen, daß es Viele verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Entfernen der Linsenbeschichtung von der Linse gibt, die innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen.
Ein weiterer optionaler Bestandteil, der Teil der Linsenbeschichtung 20 sein kann oder getrennt auf die Linse 22 aufgebracht werden kann, ist eine Lichtabdichtung 28, die um den Umfang der Linse 22 angeordnet ist. Wenn eine Linsenbeschichtung 20 auf eine Linse 22 aufgebracht wird, sollte die Linsenbeschichtung 20 mindestens teilweise die Lichtabdichtung 28 überlappen. Die Funktion der Lichtabdichtung 28 besteht darin, zu verhindern, daß schädliches Licht durch Punkte am Umfang der Linse 22 hindurchdringt, die nicht durch die Linsenbeschichtung 20 abgedeckt sind, beispielsweise aufgrund einer Paßungenauigkeit zwischen der Linsenbeschichtung 20 und der Linse 22. Die Lichtabdichtung 28 wird unter Verwendung eines opaken Materials ausgebildet und auf der Linse 22 so positioniert, daß die Linsenbeschichtung 20 mit der Lichtabdichtung 28 vollständig oder an fast allen Punkten entlang dem Umfang der Linsenbeschichtung überlappt.
Die Lichtabdichtung 28 kann erfolgen durch Streichen eines Abschnitts eines Umfangs der Linse 22 mit einem opaken Material. Die Lichtabdichtung 28 kann auch ausgebildet werden, indem opakes Material am Umfang der Linse 22 haftend befestigt wird. Beispielsweise kann opakes Polyester in der Form eines Rahmens geschnitten und auf der Linse 22 befestigt werden, oder als Alternative kann eine durchsichtige Polyesterfolie mit einem bedruckten opaken Rahmen auf die Linse 22 aufgebracht werden.
In einer in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Lichtabdichtung 28 auf der Linse 22 einer Augenschutzvorrichtung 48 befestigt, z. B. wie bei der Vollschutzatemmaske in Fig. 5 gezeigt. Eine typische Vollschutzatemmaske 48 ist das Atemschutzgerät 3M Modell 7800, vertrieben von Minnesota Mining and Manufacturing Company ("3M"), St. Paul, Minnesota. Eine Linsenanordnung 50, die ausführlich in Fig. 6 gezeigt ist, weist eine Linse 22, eine Linsenbeschichtung 20 und eine Lichtabdichtung 28 auf und wird in einem Kanal 54 eines Klemmflansches 52 gehalten. Der Flansch 52 ist an der Maske 48 durch eine Flanschbefestigungseinrichtung 58, z. B. durch Schrauben oder andere Befestigungselemente, befestigt, um ein Herausrutschen der Linsenanordnung 50 zu verhindern. Die Lichtabdichtung 28 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung normalerweise eine dünne Beschichtung, die einen opaken Bereich 56 hat, der sich vom Rand der Lichtabdichtung 28 radial nach innen erstreckt, um den freiliegenden Umfang der Linse 22 zu überdecken, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Linsenbeschichtung 20 wird über der Lichtabdichtung 28 aufgebracht, so daß sie mit der Lichtabdichtung überlappt.
Die Lichtabdichtung 28 wird durch die Klemmwirkung eines Flansches 52 an Ort und Stelle gehalten. Wahlweise oder optional kann die Lichtabdichtung 28 auch haftend mit der Linse 22 verbunden sein. Außerdem ist die Linsenbeschichtung 20 haftend mit der Lichtabdichtung 28 verbunden, obwohl andere Mittel des Verbindens der Linsenbeschichtung 20 mit der Lichtabdichtung 28 und/oder der Linse 22 auch im Schutzbereich der Erfindung liegen.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtabdichtung 28 eine Schicht aus am Umfang befindlichem opakem Material, das auf der nachstehend beschriebenen Schichtstruktur der Linsenbeschichtung 20 befestigt oder ein Teil von ihr ist. Beispielsweise kann die Lichtabdichtung 28 ein opaker Polymerring sein, der am Umfang der Linsenbeschichtung 20 befestigt ist, so daß, wenn die Linsenbeschichtung 20 auf der Linse 22 befestigt ist, die Lichtabdichtung 26 den Umfang sowohl der Linsenbeschichtung 20 als auch der Linse 22 überlappt.
Die Linsenbeschichtung 20 ist Schichtverbundstoff, wie in Fig. 2 bis 4 dargestellt. Vorzugsweise sind die Schichten, die die Linsenbeschichtung 20 bilden, dünn, so daß die Linsenbeschichtung flexibel ist und sich an die Konturen der Linse anpaßt, auf der die Linsenbeschichtung zu befestigen ist. Die Linsenbeschichtung weist normalerweise eine oder mehrere metallisierte Schichten 30 und eine oder mehrere Schutzschichten 32 auf. Diese Schichten werden mittels eines Schichtklebers 36, der als Wahlmöglichkeit ein UV-absorbierender Binder 34 sein kann, in einem Schichtstapel zusammengehalten. Erfindungsgemäß wird eine Schicht eines Einbauklebers 38 auf einen Abschnitt der Linsenbeschichtung 20 aufgebracht, so daß die Linsenbeschichtung 20 haftend auf einer Linse 22 befestigt werden kann.
Die metallisierten Schichten 30 haben ein Substrat 40, das auf mindestens einer Fläche mit einem dünnen Metallüberzug 42 überzogen ist. Der Metallüberzug 42 reflektiert oder absorbiert normalerweise sichtbares und IR-Licht. Der Metallüberzug 42 besteht normalerweise aus einem reflektierenden Metall oder Legierung, z. B. Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Titan, Inconel oder nichtrostendem Stahl, die auf das Substrat 40 aufgedampft oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. Geeignete metallisierte Schichten werden handelsüblich vertrieben (z. B. metallisierte Filme der Marke 3M ScotchtintTM von 3M).
Das Substrat 40 der metallisierten Schicht 30 ist häufig eine Polymerfolie, obwohl auch andere geeignete Substrate verwendet werden können. Geeignete Polymerfolien bestehen aus Acrylpolymeren, z. B. Acrylat, Methacrylat und deren Copolymeren; Polyethylen und deren Copolymeren; Polypropylen und deren Copolymeren; Polyvinylchlorid und deren Copolymeren; Nylon; Polycarbonat; und Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, sowie anderen Polymeren, die dem Fachmann bekannt sind. Solche Polymerfolien sind dem Fachmann bekannt und werden handelsüblich in einem Dickenbereich von kleiner als 0,5 mil bis größer als 10 mil vertrieben (1 mil = 0,001 Zoll).
Außer daß ein Träger für den Metallüberzug 42 bereitgestellt wird, kann das Substrat 40 auch schädliche Strahlung, z. B. UV-Licht, absorbieren. Außerdem kann das Substrat 40 getönt werden, um eine weitere Lichtabsorption zu ermöglichen.
Ferner kann die Linsenbeschichtung 20 mehrere gemeinsam gestapelte metallisierte Schichten 30 enthalten, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, um die Stärke des Augenschutzes über die jeder einzelnen metallisierten Schicht hinaus zu erhöhen. Die Metallüberzüge und Substrate der mehreren metallisierten Schichten der Linsenbeschichtung 20 müssen nicht aus dem gleichen Material hergestellt sein. Diese Schichten können gemeinsam gestapelt sein, um eine Linsenbeschichtung mit einer spezifischen Lichtschutzklasse herzustellen. Normalerweise entsteht durch die Stapelung Von metallisierten Folien eine Linsenbeschichtung, die einen Lichtdurchlaßgrad hat, der aufgrund des Durchlaßgrades jeder einzelnen Folie größer ist als anfänglich erwartet.
Die Schutzschichten 32 sind auf der Linsenbeschichtung 20 vorhanden, um die darunterliegenden Schichten gegen Kratzerbildung und Beschädigung zu schützen. Diese Schichten sind normalerweise eine Polymerfolie, die besteht aus: Acrylpolymeren, z. B. Acrylat, Methacrylat und deren Copolymeren; Polyethylen und deren Copolymeren; Polypropylen und deren Copolymeren, Polyvinylchlorid und deren Copolymeren; Nylon; Polycarbonat; und Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, sowie andere geeignete Polymere, die dem Fachmann bekannt sind. Die Schutzschichten 32 können getrennt auf der Linsenbeschichtung 20 vorhanden sein, oder das Substrat 40 einer oder mehrerer der metallisierten Schichten kann als Alternative auch als Schutzschicht dienen.
Normalerweise ist mindestens eine Schutzschicht vorhanden, die über der Fläche der Linsenbeschichtung 20 angeordnet ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Diese Schutzschicht 32 besteht vorzugsweise aus einem Material, das wärmebeständig ist, um die Linsenbeschichtung 20 vor Wärme zu schützen, die durch solche Tätigkeiten wie Schweißen entsteht. Als Wahlmöglichkeit kann die Schutzschicht auf der anderen Oberfläche der Linsenbeschichtung 20 angeordnet sein, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, um diese Fläche kratzbeständig zu machen.
Andere Schichten als metallisierte Schichten und Schutzschichten können auch in der Linsenbeschichtung 20 vorhanden sein. Beispielsweise kann eine getönte Schicht zum Fernhalten von sichtbarem Licht oder eine UV-absorbierende Schicht zwischen der metallisierten und der Schutzschicht der Linsenbeschichtung 20 vorhanden sein. Diese Schichten bestehen normalerweise aus dem gleichen Material wie die Schutzschichten und/oder metallisierten Schichten.
Die Linsenbeschichtung 20 weist auch UV-absorbierendes Material auf. In einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Substrat 40 einer oder mehrerer der metallisierten Schichten 30 UV-absorbierendes Material. Das Substrat kann aufgrund der Stoffeigenschaften des Substratmaterials UV-absorbierend sein. Beispielsweise absorbiert Polyester einen Teil des UV- Lichts. Als Alternative kann dem Substratmaterial eine UV- absorbierende Verbindung hinzugefügt oder auf das Substrat aufgebracht werden.
Als Alternative könnte, wie in Fig. 7 gezeigt, eine oder mehrere getrennte UV-absorbierende Schichten 44 im Stapel der Schichten angeordnet sein, die die Linsenbeschichtung 20 bilden. Diese zusätzliche Schicht kann aus UV-absorbierendem Material bestehen oder kann eine oder mehrere UV-absorbierende Verbindungen als Zusatz im Substratmaterial oder als Überzug auf diesem enthalten. Die UV-absorbierende Schicht kann aus dem gleichen Polymermaterial wie die Schutzschichten oder die Substrate der metallisierten Schichten bestehen.
In einer weiteren in Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das absorbierende Material ein UV- absorbierender Binder 34. Der UV-absorbierende Binder ist normalerweise ein Kleber, der eine oder mehrere UV-absorbierende Verbindungen enthält. Beispiele für UV-absorbierende Verbindungen zur Verwendung in einem UV-absorbierenden Binder oder zur Einbeziehung in eine UV-absorbierende Schicht sind u. a. substituierte Benzophenone und substituierte Benzotriazole. Beispiele für geeignete substituierte Benzophenone sind u. a. 2,4-Dihydroxy-benzophenon; 2-Hydroxy-4-acryloxyethoxy-benzophenon; 2-Hydroxy-4-methoxy-benzophenon; 2,2'-Dihydroxy-4- methoxy-benzophenon; 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxy-benzophenon; 2-Hydroxy-4-n-octyloxy-benzophenon; 2,2',4,4'-Tetrahydroxy-benzophenon; und 4-Dodecyloxy-2-hydroxy-benzophenon. Geeignete Benzotriazole sind u. a. 2-[2'-Hydroxy-3',5'-di(a,a- dimethyl-benzyl)phenyl]-benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)-benzotriazol, 2-(3',5'-di-t-Butyl-2'-hydroxyphenyl)-5- chlorbenzotriazol, 2-(3'-t-Butyl-2'-hydroxy-5'-methylphenyl)- 5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)- benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-t-octylphenyl)-benzotriazol und 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tertiär-amylphenyl)-benzotriazol. Jedes dieser und anderer geeigneter UV-absorbierender Verbindungen kann allein oder in Kombination verwendet werden, um die gewünschte UV-Absorption zu erreichen.
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist ein UV- absorbierender Binder zwischen mindestens zwei der Schutz- und metallisierten Schichten vorhanden. Vorzugweise ist der UV- absorbierende Binder 34 zwischen allen Schutz- und metallisierten Schichten vorhanden, wie in Fig. 4 gezeigt.
Die Linsenbeschichtung 20 weist auch einen Einbaukleber 38 auf, der auf einen Abschnitt dieser Linsenbeschichtung aufgebracht ist. Vorzugsweise ist der Einbaukleber 38 auf einen Abschnitt des Umfangs der Linsenbeschichtung 20 aufgebracht, um die Fläche der Linse 22 zu minimieren, die in Kontakt mit dem Einbaukleber 38 ist, da der Kleber Sichtstörungen verursachen kann.
Der Einbaukleber 38 kann ein Kontaktkleber sein, z. B. Klebeband oder Haftkleber, oder kann Wasser oder ein anderes Lösemittel erfordern, um den Kleber zu aktivieren oder freizusetzen. Vorzugsweise sorgt der Einbaukleber 38 für eine lösbare Befestigung der Linsenbeschichtung 20 auf der Linse 22, und besonders bevorzugt sorgt der Einbaukleber 38 für eine Wiederbefestigung der Linsenbeschichtung 20. Als Wahlmöglichkeit ist ein entfernbarer Kleberschutzstreifen, nicht dargestellt, auf dem Einbaukleber 38 vorgesehen, um ein unerwünschtes Haften der Linsenbeschichtung auf anderen Objekten zu verhindern.

Beispiele

Die folgenden Beispiele demonstrieren die Prinzipien der Erfindung. Es versteht sich, daß diese Beispiele lediglich Beispielcharakter haben und in keiner Weise den Schutzbereich der Erfindung einschränken.
Drei Linsenbeschichtungen mit einer Lichtschutzklasse 4 oder mehr wurden nach den Prinzipien der Erfindung hergestellt. Diese drei Linsenbeschichtungen haben folgende Konfigurationen:
SCLARL400 (3M) ist eine 0,005 Zoll dicke Polymerschutzschicht, die die Linsenbeschichtung kratz- und wärmebeständig gemacht hat. LE30CUARL und LE20SIAR sind metallisierte ScotchtintTM-Folien (3M) mit Kupfer- bzw. Aluminiumüberzug auf einem getönten Polyestersubstrat. NR35SMARL ist eine getönte Polyesterfolie (3M). Eine 0,004 Zoll dicke MylarTM-Folie wurde auf die Rückseite des Stapels aus metallisierten schichten aufgebracht, um Schutz gegen Kratzerbildung zu bieten. Die Schichten wurden durch einen UV-absorbierenden Binder zusammengehalten, der auf den handelsüblich vertriebenen Folien bereitgestellt wird. Ein Kleberübertragungsband (3M, Nr. Y920XL) wurde über einen Abschnitt der MylarTM-Schicht aufgebracht, so daß die Linsenbeschichtung haftend auf einer Linse befestigt werden konnte. Die Linsenbeschichtung wurde mit einer Schere zu einer annähernd ovalen Form zur Verwendung mit Linsen eines Gesichtsvollschutzatemgeräts mit Augenschutz zugeschnitten. Als die Linsenbeschichtung zugeschnitten war, wurde eine Lasche des Materials an der ovalen Linsenbeschichtung belassen, um ein bequemes Lösen der Linsenbeschichtung von einer Linse zu ermöglichen.
Der Lichtdurchlaßgrad dieser Linsenbeschichtungen wurde über den Bereich von 200 bis 2000 nm gemessen. Die gewichteten Durchlaßgrade der Beschichtungen wurden dann berechnet, wie in den ANSI-Standards ANSI Z87.1-1989, 24-25 für das sichtbare (380 bis 780 nm), ferne UV- (200 bis 315 nm), nahe UV- (315 bis 385 nm), IR- (780 bis 2000 nm) und blaue (400 bis 1400 nm) Spektrum beschrieben. Die Ergebnisse sowie die Anforderungen für eine Schutzlinse der Lichtschutzklasse 4 und 5 sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Gewichtete Durchlaßgrade (%) für die Beschichtungen 1 bis 3
Die in Tabelle 1 gezeigten Versuchsdaten erfüllen die Anforderungen für die Lichtschutzklasse 4, und die Linsenbeschichtungen 2 und 3 erfüllen die Anforderungen für die Lichtschutzklasse 5. Außerdem waren diese Linsenbeschichtungen flexible und konnten zu einer gewünschten Form zugeschnitten werden, um zu einer Linse einer Augenschutzvorrichtung zu passen. Der auf diese Linsenbeschichtungen aufgebrachte Einbaukleber ermöglichte auch ein lösbares Befestigen und Wiederbefestigen der Linsenbeschichtung auf einer entsprechenden Linse.
Die Erfindung ist bisher mit Bezug auf verschiedene spezifische und bevorzugte Ausführungsformen und Techniken beschrieben worden. Dem Fachmann ist jedoch klar, daß viele Variationen und Modifikationen möglich sind, die dennoch im Schutzbereich der Erfindung liegen.
Alle Veröffentlichungen in dieser Beschreibung zeigen den Stand der Technik an, auf den sich die Erfindung bezieht.

Claims

1. Linsenbeschichtung (20) zur Bereitstellung eines optischen Schutzes bei Schweißanwendungen und zur Befestigung auf einer transparenten Linse (22), mit:

einem Stapel aus einer oder mehreren metallisierten Schichten (30), wobei jede metallisierte Schicht (30) einen Metallüberzug (42) auf einer Fläche eines Substrats (40) aufweist;

einer oder mehreren Schutzschichten (32), die über mindestens einer Fläche des Stapels angeordnet sind;

einer Schicht aus ultraviolettem (UV)- lichtabsorbierendem Material (34), das zwischen einer oder mehreren Schichten der Linsenbeschichtung angeordnet ist, wobei die Schichten (32, 34, 38, 40, 42) der Linsenbeschichtung (20) so dünn sind, daß die Linsenbeschichtung flexibel ist, und wobei die Schichten (32, 34, 38, 40, 42) der Linsenbeschichtung (20) zur Verwendung gegen Gefahren durch Licht beim Schweißen geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht eines Befestigunsklebers (38) auf die Linsenbeschichtung (20) zum Befestigen der Linsenbeschichtung (20) auf der transparenten Linse (22) aufgebracht wird.

2. Linsenbeschichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat (40) mindestens eines Stapels (30) eine Schutzschicht ist.

3. Linsenbeschichtung nach Anspruch 1, wobei das ultraviolette (UV)-lichtabsorbierende Material (34) auf dem Substrat (40) mindestens eines Stapels (30) angeordnet ist.

4. Linse (22) mit:

einer Basislinse (22) und

einer Linsenbeschichtung (20) nach Anspruch 1, die auf der Basislinse (22) befestigt ist.

5. Linse nach Anspruch 4, wobei die Linsenbeschichtung (20) auf der Basislinse (22) lösbar befestigt ist.

6. Augenschutzvorrichtung (24) mit:

einem Schutzschirm, der zum Abdecken mindestens der Augen eines Anwenders konfiguriert ist, wobei der Schutzschirm eine Linse (22) aufweist, die so positioniert ist, daß der Anwender der Augenschutzvorrichtung durch die Linse schauen kann, und

einer Linsenbeschichtung (20) nach Anspruch 1, die auf der Linse (22) befestigt ist.

7. Augenschutzvorrichtung (24) nach Anspruch 6, wobei die Linsenbeschichtung (20) auf der Linse lösbar befestigt ist.

8. Augenschutzvorrichtung (24) nach Anspruch 7, wobei die Linsenbeschichtung (20) wiederbefestigbar ist.

9. Verfahren zur Herstellung der Linsenbeschichtung nach Anspruch 1 mit den Schritten:

Anordnen einer oder mehrerer dünner Schutzschichten (32) über einer metallisierten Schicht (30), wobei die metallisierte Schicht (30) einen dünnen Metallüberzug (42) aufweist, der über einem dünnen Substrat (40) angeordnet ist;

Anordnen einer dünnen Schicht aus ultraviolettem (UV)- lichtabsorbierendem Material (34) zwischen einer oder mehreren Schichten der Linsenbeschichtung, gekennzeichnet durch

Aufbringen einer Schicht eines Befestigungsklebers (38) auf die Linsenbeschichtung (20) zum Befestigen der Linsenbeschichtung (20) auf einer transparenten Linse (22).

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist: haftendes Verbinden zweier oder mehrerer metallisierter Schichten (30), um einen Stapel aus metallisierten Schichten (30) auszubilden.