EP4519073A1 - Verfahren zum versehen eines substrats mit einer einfärbung und einer funktionsfärbung - Google Patents

Verfahren zum versehen eines substrats mit einer einfärbung und einer funktionsfärbung

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EP4519073A1
EP4519073A1 EP23721627.0A EP23721627A EP4519073A1 EP 4519073 A1 EP4519073 A1 EP 4519073A1 EP 23721627 A EP23721627 A EP 23721627A EP 4519073 A1 EP4519073 A1 EP 4519073A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
coloring
functional
main
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23721627.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jonas Bemetz
Herbert Zinner
Udo Weigand
Tobias Breu
Katrin DELLER
Beate Wind
Christian Dorner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rodenstock GmbH
Original Assignee
Rodenstock GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rodenstock GmbH filed Critical Rodenstock GmbH
Publication of EP4519073A1 publication Critical patent/EP4519073A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00865—Applying coatings; tinting; colouring
    • B29D11/00923—Applying coatings; tinting; colouring on lens surfaces for colouring or tinting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29D11/00634—Production of filters
    • B29D11/00653—Production of filters photochromic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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    • B29D11/00894—Applying coatings; tinting; colouring colouring or tinting
    • B29D11/00903—Applying coatings; tinting; colouring colouring or tinting on the surface
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
    • G02C7/102—Photochromic filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
    • G02C7/108—Colouring materials

Definitions

  • the present invention relates to a method for providing a substrate with a coloring and a functional coloring.
  • Self-tinting lenses can react to UV light.
  • the lens has a dark or light tint.
  • the darkening or brightening of the lens is made possible by a functional coloring with which the lens is provided.
  • the functional coloring is caused by a photochromic dye, which reacts to irradiation with UV light with a reversible change in its molecular structure and thus also its absorption behavior.
  • the photochromic dye returns to its original molecular structure and thus also its original absorption behavior.
  • a photochromic dye thus enables reversible switching back and forth between a dark and a light shade.
  • the lens can also be colored. Coloring gives the lens a specific color, which is particularly desirable for sunglasses. In contrast to functional coloring, coloring uses dyes which - apart from their absorption properties - have no functional properties and are referred to as non-functional dyes.
  • the functional coloring is introduced directly into the glass material or applied to the glass material in the form of an additional layer, for example by spin coating.
  • the coloring of glass materials pretreated in this way is often not reproducible.
  • coloring improves the functional color Exercise is impaired because the areas of the electromagnetic spectrum necessary for darkening are absorbed by the non-functional dye of the coloring and are therefore not available to the photochromic dye of the functional coloring.
  • the present invention is based on the object of providing a method which allows a substrate to be provided with a color in addition to a functional color, the method to be provided being intended to enable reproducible coloring of the substrate without impairing its functional color.
  • a method for providing a substrate with a coloring and a functional coloring comprising the following steps (a) to (c) in this order:
  • step (b) applying a coloring to both main sides of the substrate provided in step (a), and
  • step (c) applying a functional color to both main sides of the substrate provided with a color on both main sides in step (b) by dip coating, whereby a substrate provided with a color and a functional color on both main sides is obtained.
  • the method according to the invention enables reproducible coloring of the substrate without impairing its functional coloring.
  • the reason for this lies in the specific sequence of the process steps. Since the functional coloring is applied after the coloring has been applied, the disadvantages that occur with the manufacturing processes established in the prior art can be avoided.
  • the substrate obtained using the method according to the invention is advantageous Provided on both sides with both the coloring and the functional coloring, which is desirable not least for aesthetic reasons.
  • the substrate has a first main side and a second main side opposite the first main side.
  • the first main side of the substrate corresponds to the back of the later spectacle lens, which faces the spectacle wearer, while the second main side of the substrate corresponds to the front of the later spectacle lens, which faces away from the spectacle wearer.
  • the second main side of the substrate has a convex shape.
  • the first main side of the substrate may have a concave or planar shape, as described in more detail below.
  • the first main side of the substrate typically has a concave shape.
  • a finished part is understood to mean a finished product that can be used immediately for a predetermined purpose, for example as a lens for an eyeglass lens.
  • a finished part is already ready for its later use brought into a final geometric shape.
  • the concave shape of the first main side of the substrate therefore does not require any surface processing. The same applies to the convex shape of the second main side of the substrate.
  • the first main side of the substrate typically has a planar or concave shape.
  • a half-part sometimes also referred to as a "blank”
  • a half-part is therefore still in view of its later use not brought into a final geometric shape.
  • the planar or concave shape of the first main side of the substrate accordingly requires surface processing in order to adapt the substrate to the later requirements, for example in relation to the desired optical effect, for example in relation to the desired refractive power, such as resulting from an optical prescription.
  • part of the substrate material is removed from the first main side while forming or maintaining the concave shape.
  • the second main side of the substrate already corresponds to the final optically effective one Area. So even with the half part, the convex shape of the second main side of the substrate does not require any surface processing.
  • step (b) If the planar or concave shape of the first main side of the substrate is subjected to surface processing, as is the case with a half-part, this takes place before step (b).
  • Surface processing is not further limited according to the present invention. It can be done, for example, by milling, grinding, polishing or a combination thereof. In principle, however, any other form of surface processing is conceivable.
  • a coloring is applied to both main sides of the substrate provided in step (a).
  • the sole purpose of the coloring is to give the substrate a specific color.
  • dyes are used which - apart from their absorption properties - have no functional properties and therefore no reversible switching back and forth between a dark and dark color enable a light tint.
  • non-functional dyes such as those used in the process according to the invention, are non-photochromic.
  • Various classes of non-functional dyes are described in the prior art. These are often azo dyes, cyanine dyes, anthraquinone dyes or the like, as are often used in the conventional coloring of spectacle lenses. The skilled person routinely selects a suitable non-functional dye or a mixture of suitable non-functional dyes.
  • the method according to the invention is not further restricted.
  • the coloring is applied in step (b) by immersing the substrate in a dyeing tank which contains at least one non-functional dye dissolved or dispersed in a liquid medium.
  • the substrate is completely colored.
  • both main sides of the substrate are provided with the coloring.
  • the coloring tank is not subject to any particular limitation as long as it can provide coloring to the substrate.
  • the dyeing tank which can be part of a conventional dyeing system that can be used for a variety of applications, is filled with a liquid medium.
  • the at least one non-functional dye is dissolved or dispersed in this.
  • the liquid medium may be a water bath, but is not limited to this.
  • the liquid medium is typically heated to a temperature in the range from 60 to 100 ° C, for example to a temperature in the range from 75 to 95 ° C, the adjustable heating temperature of the liquid medium depends not least on its boiling point. At elevated temperatures, the absorption of the non-functional dye through the surface of the substrate is promoted. Further details regarding the dyeing process in a dye tank are known to those skilled in the art.
  • the extent of dye absorption can ultimately be controlled based on the duration of immersion. It applies that the extent of the dye absorption also the duration of immersion increases. As the extent of dye uptake increases, the transmission of the substrate provided with color on both main sides in step (b) decreases. The desired transmission of the substrate, also referred to as target transmission, can therefore be specifically adjusted in step (b), which enables reproducible coloring of the substrate.
  • a functional coloring is applied to both main sides of the substrate provided with a coloring on both main sides in step (b).
  • the result is a substrate provided with a coloring and a functional coloring on both main sides.
  • the functional coloring serves to give the substrate a certain functional property. If the functional property is due to a reversible change in the absorption behavior caused by an external stimulus such as UV light, the functional coloring can be caused by at least one photochromic dye.
  • photochromic dyes are described in the prior art. These are often chromenes, viologens, fulgides and fulgimides and, in particular, spiro compounds such as spirooxazines or spiropyrans, but are not limited to these. The skilled person routinely selects a suitable photochromic dye or a mixture of suitable photochromic dyes.
  • the functional coloring is applied by dip coating, which can be done in a conventional dip coating system that can be used for a variety of applications.
  • dip coating requires significantly less equipment.
  • the substrate is completely provided with the functional coloring.
  • both main sides of the substrate are provided with the functional coloring.
  • the functional coloring is caused by at least one photochromic dye
  • the substrate provided with coloring on both main sides is expediently immersed in a photoresist which contains the at least one photochromic dye.
  • the photoresist forms a polymeric layer on the substrate. This is not influenced by the coloring underneath. So there is no impairment of the functional coloring due to the coloring.
  • the method according to the invention can further include a step of applying one or more coating layers to at least one of the two main sides of the substrate obtained in step (c), which is provided with a coloring and a functional coloring on both main sides, in Also referred to as step (d) below. If provided, step (d) is carried out following steps (a) to (c), with both main sides of the substrate usually being coated.
  • Typical coating layers include hard layers, which serve to protect against scratches, interference anti-reflective layers, which serve to reduce reflections, and easy-care layers, sometimes also referred to as “topcoat” 1 or “cleancoat”, which serve to repel water and dirt, without However, to be limited to this.
  • a hard layer can be achieved, for example, by dip coating, whereby the same dip coating system as in step (c) can be used. For this purpose, this is done on both main sides
  • the substrate provided with a coloring and a functional coloring is immersed in a hard lacquer. If a photoresist is used when applying the functional coloring in step (c), it may be necessary for excess residues of the photoresist to be removed from the edges of the substrate before tempering in step (d). Need to become.
  • the substrate is provided with a coloring and a functional coloring on both main sides.
  • the substrate which is obtainable with the method according to the invention and is provided with a coloring and a functional coloring on both sides, can be used in a variety of ways and can be used, for example, as a lens for a spectacle lens.
  • the substrate is then edge-processed to fit into a glasses frame. Description of the figure:
  • FIG 1 shows a schematic representation of the method according to the invention. Step (d), also shown in Figure 1, is optional.
  • substrates were provided with a coloring and a functional coloring on both sides.
  • Different non-functional dyes such as anthraquinone dyes or azo dyes were used for the coloring.
  • functional dyeing however, the same photochromic dye was always used.
  • the first main page of the half parts was each subjected to surface processing. This was done by grinding, whereby part of the substrate material was removed from the first main side to form a concave shape to achieve the desired optical effect.
  • the surface-processed substrates were then immersed in a dyeing basin. This contained the respective non-functional dye for coloring in an aqueous solution. By immersing them in the dye tank, the substrates were colored on both sides. The duration of the immersion was chosen so that the target transmission was achieved.
  • the dyeing process took place at a temperature in the range of 60 to 100°C.
  • the substrates provided with the coloring on both sides were then immersed in a photoresist containing the photochromic dye for the functional coloring, whereby the substrates were also provided with the functional coloring on both sides.
  • a hard layer was then applied to both main sides of the substrates, which were provided with the coloring and the functional coloring on both sides, which was done by dipping the substrates into a hard lacquer.
  • An interference anti-reflection layer was then applied to this.
  • the substrates obtained in this way had all the necessary properties and thus represented raw, round spectacle lenses that could ultimately be edge-processed to fit into a spectacle frame.
  • the method according to the invention allows reproducible coloring of the substrate without impairing its functional coloring.

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Abstract

Ein Verfahren zum Versehen eines Substrats mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung, umfassend die folgenden Schritte (a) bis (c) in dieser Reihenfolge: (a) Bereitstellen eines mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung zu versehenden Substrats, wobei das Substrat aus Kunststoffglas gefertigt ist und das Substrat eine erste Hauptseite und eine der ersten Hauptseite gegenüberliegende zweite Hauptseite mit konvexer Form aufweist, (b) Aufbringen einer Einfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats, und (c) Aufbringen einer Funktionsfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (b) auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehenen Substrats durch Tauchbeschichtung, wodurch ein auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehenes Substrat erhalten wird.

Description

VERFAHREN ZUM VERSEHEN EINES SUBSTRATS MIT
EINER EINFÄRBUNG UND EINER FUNKTIONSFÄRBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versehen eines Substrats mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung.
Selbsttönende Brillengläser, auch photochrome Brillengläser genannt, können auf UV- Licht reagieren. Je nach Intensität des auf das Brillenglas auftreffenden UV-Lichts tönt sich dieses dunkel oder hell. Das Eindunkeln bzw. Aufhellen des Brillenglases wird durch eine Funktionsfärbung ermöglicht, mit welcher das Brillenglas versehen ist. Die Funktionsfärbung wird hierbei durch einen photochromen Farbstoff hervorgerufen, welcher mit einer reversiblen Änderung seiner molekularen Struktur und damit auch seines Absorptionsverhaltens auf die Bestrahlung mit UV-Licht reagiert. Lässt die Bestrahlung mit UV-Licht nach, nimmt der photochrome Farbstoff wieder seine ursprüngliche molekulare Struktur und damit auch sein ursprüngliches Absorptionsverhalten an. Ein photochromer Farbstoff ermöglicht somit ein reversibles Hin- und Herschalten zwischen einer dunklen und einer hellen Tönung.
Neben der Funktionsfärbung kann das Brillenglas auch noch mit einer Einfärbung versehen sein. Durch das Einfärben wird dem Brillenglas ein bestimmter Farbton verliehen, was insbesondere bei Sonnenbrillen gewünscht ist. Im Gegensatz zur Funktionsfärbung kommen bei der Einfärbung Farbstoffe zum Einsatz, welche - abgesehen von ihren Absorptionseigenschaften - über keinerlei funktionale Eigenschaften verfügen und sinngemäß als nicht-funktionale Farbstoffe bezeichnet werden.
Bei den im Stand der Technik etablierten Herstellungsverfahren wird die Funktionsfärbung unmittelbar in das Glasmaterial eingebracht oder in Form einer zusätzlichen Schicht auf das Glasmaterial aufgebracht, beispielsweise durch Schleuderbeschichtung (engl. spin coating). Das Einfärben derartig vorbehandelter Glasmaterialien ist jedoch häufig nicht reproduzierbar. Zudem wird durch das Einfärben die Funktionsfär- bung beeinträchtigt, da die zur Eindunklung notwendigen Bereiche des elektromagnetischen Spektrums vom nicht-funktionalen Farbstoff der Einfärbung absorbiert werden und damit dem photochromen Farbstoff der Funktionsfärbung nicht zur Verfügung stehen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches es erlaubt, ein Substrat neben einer Funktionsfärbung auch mit einer Einfärbung zu versehen, wobei das bereitzustellende Verfahren ein reproduzierbares Einfärben des Substrats ermöglichen soll, ohne dabei dessen Funktionsfärbung zu beeinträchtigen.
Die vorstehend gestellte Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Versehen eines Substrats mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung bereitgestellt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte (a) bis (c) in dieser Reihenfolge umfasst:
(a) Bereitstellen eines mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung zu versehenden Substrats, wobei das Substrat aus Kunststoffglas gefertigt ist und das Substrat eine erste Hauptseite und eine der ersten Hauptseite gegenüberliegende zweite Hauptseite mit konvexer Form aufweist,
(b) Aufbringen einer Einfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats, und
(c) Aufbringen einer Funktionsfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (b) auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehenen Substrats durch Tauchbeschichtung, wodurch ein auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehenes Substrat erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein reproduzierbares Einfärben des Substrats, ohne dabei dessen Funktionsfärbung zu beeinträchtigen. Der Grund hierfür liegt in der spezifischen Abfolge der Verfahrensschritte. Da das Aufbringen der Funktionsfärbung nach dem Aufbringen der Einfärbung erfolgt, lassen sich die Nachteile, wie sie bei den im Stand der Technik etablierten Herstellungsverfahren auftreten, umgehen. Vorteilhafterweise ist das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Substrat beidseitig sowohl mit der Einfärbung als auch mit der Funktionsfärbung versehen, was nicht zuletzt aus ästhetischen Gründen wünschenswert ist.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Versehen eines Substrats mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung, welches in Figur 1 schematisch dargestellt ist, näher beschrieben:
In Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung zu versehenden Substrats bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Substrat aus Kunststoffglas gefertigt. Kunststoffglas hat gegenüber Mineralglas den Vorteil, dass es eine geringere Dichte aufweist und damit bei gleicher Substratgröße leichter ist. Weiterhin weist Kunststoffglas gegenüber Mineralglas eine erhöhte Bruchsicherheit auf. Entsprechende Kunststoffmaterialien zur Fertigung von Kunststoffgläsern sind dem Fachmann bekannt. So kann das Substrat beispielsweise aus Polythiourethan, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyacrylat, Polydiethylenglycolbisallylcarbonat oder einer Kombination hiervon gefertigt sein, wobei prinzipiell auch andere transparente Kunststoffmaterialien verwendet werden können.
Das Substrat weist eine erste Hauptseite und eine der ersten Hauptseite gegenüberliegende zweite Hauptseite auf. Die erste Hauptseite des Substrats entspricht der Rückseite des späteren Brillenglases, welche dem Brillenträger zugewandt ist, während die zweite Hauptseite des Substrats der Vorderseite des späteren Brillenglases entspricht, welche vom Brillenträger weg zeigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die zweite Hauptseite des Substrats eine konvexe Form auf. Was die Form der ersten Hauptseite des Substrats anbelangt, ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht weiter eingeschränkt. So kann die erste Hauptseite des Substrats beispielsweise eine konkave oder planare Form aufweisen, wie nachstehend näher beschrieben.
Handelt es sich bei dem in Schritt (a) bereitgestellten Substrat um ein Fertigteil, weist die erste Hauptseite des Substrats typischerweise eine konkave Form auf. Unter einem Fertigteil wird vorliegend ein Fertigerzeugnis verstanden, welches für einen vorbestimmten Zweck, etwa als Linse für ein Brillenglas, bereits unmittelbar eingesetzt werden kann. Ein Fertigteil ist also im Hinblick auf dessen spätere Verwendung bereits in eine abschließende geometrische Form gebracht. Die konkave Form der ersten Hauptseite des Substrats bedarf demgemäß keiner Flächenbearbeitung. Selbiges gilt für die konvexe Form der zweiten Hauptseite des Substrats.
Handelt es sich bei dem in Schritt (a) bereitgestellten Substrat um ein Halbteil, weist die erste Hauptseite des Substrats typischerweise eine planare oder konkave Form auf. Unter einem Halbteil, mitunter auch als "Blank” bezeichnet, wird vorliegend ein Halbfertigerzeugnis verstanden, welches sich von einem Fertigerzeugnis dahingehend unterscheidet, dass es für den vorbestimmten Zweck noch nicht unmittelbar eingesetzt werden kann. Ein Halbteil ist also im Hinblick auf dessen spätere Verwendung noch nicht in eine abschließende geometrische Form gebracht. Die planare oder konkave Form der ersten Hauptseite des Substrats bedarf demgemäß einer Flächenbearbeitung, um das Substrat an die späteren Erfordernisse, etwa in Bezug auf die gewünschte optische Wirkung, beispielsweise in Bezug auf die gewünschte Brechkraft, wie sie sich aus einer augenoptischen Verordnung ergibt, anzupassen. Zu diesem Zweck wird ein Teil des Substratmaterials von der ersten Hauptseite unter Ausbildung oder Beibehaltung der konkaven Form abgetragen. Nicht nur beim Fertigteil, sondern auch beim Halbteil entspricht die zweite Hauptseite des Substrats bereits der endgültigen optisch wirksamen Fläche. So bedarf also auch beim Halbteil die konvexe Form der zweiten Hauptseite des Substrats keiner Flächenbearbeitung.
Wird die planare oder konkave Form der ersten Hauptseite des Substrats einer Flächenbearbeitung unterzogen, wie dies bei einem Halbteil der Fall ist, findet diese vor Schritt (b) statt. Die Flächenbearbeitung ist gemäß der vorliegenden Erfindung nicht weiter eingeschränkt. Sie kann beispielsweise durch Fräsen, Schleifen, Polieren oder eine Kombination hiervon erfolgen. Grundsätzlich ist jedoch jede andere Form der Flächenbearbeitung denkbar.
In Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats aufgebracht. Die Einfärbung dient einzig dazu, dem Substrat einen bestimmten Farbton zu verleihen. Wie eingangs erwähnt, kommen hierbei Farbstoffe zum Einsatz, welche - abgesehen von ihren Absorptionseigenschaften - über keinerlei funktionale Eigenschaften verfügen, dementsprechend auch kein reversibles Hin- und Herschalten zwischen einer dunklen und einer hellen Tönung ermöglichen. Entsprechend sind nicht-funktionale Farbstoffe, wie sie im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, nicht-photochrom. Im Stand der Technik sind verschiedene Klassen nicht-funktionaler Farbstoffe beschrieben. Häufig handelt es sich hierbei um Azo-Farbstoffe, Cyanin-Farbstoffe, Anthrachinon- Farbstoffe oder dergleichen, wie sie beim herkömmlichen Einfärben von Brillengläsern vielfach eingesetzt werden. Routinemäßig wählt der Fachmann einen geeigneten nicht-funktionalen Farbstoff oder ein Gemisch geeigneter nicht-funktionaler Farbstoffe aus.
Was das Aufbringen der Einfärbung in Schritt (b) anbelangt, ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht weiter eingeschränkt. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Aufbringen der Einfärbung in Schritt (b) durch Eintauchen des Substrats in ein Färbebecken, welches mindestens einen in einem flüssigen Medium gelösten oder dispergierten nicht-funktionalen Farbstoff enthält. Infolge des Eintauchens in das Färbebecken wird das Substrat vollumfänglich mit der Einfärbung versehen. Es werden also insbesondere beide Hauptseiten des Substrats mit der Einfärbung versehen. Das Färbebecken unterliegt keiner besonderen Beschränkung, solange es das Substrat mit einer Einfärbung versehen kann.
Das Färbebecken, welches Bestandteil einer herkömmlichen und für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbaren Färbeanlage sein kann, ist mit einem flüssigen Medium gefüllt. In diesem liegt der mindestens eine nicht-funktionale Farbstoff gelöst oder dispergiert vor. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann es sich bei dem flüssigen Medium um ein Wasserbad handeln. Um das Aufbringen der Einfärbung auf dem Substrat zu begünstigen, wird das flüssige Medium typischerweise auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 100°C, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 75 bis 95°C, erwärmt, wobei die einstellbare Erwärmungstemperatur des flüssigen Mediums nicht zuletzt von dessen Siedepunkt abhängt. Bei erhöhter Temperatur wird die Aufnahme des nicht-funktionalen Farbstoffs durch die Oberfläche des Substrats gefördert. Weitergehende Einzelheiten in Bezug auf den Färbeprozess in einem Färbebecken sind dem Fachmann bekannt.
Anhand der zeitlichen Dauer des Eintauchens lässt sich schließlich das Ausmaß der Farbstoffaufnahme steuern. Dabei gilt, dass das Ausmaß der Farbstoffaufnahme mit der zeitlichen Dauer des Eintauchens zunimmt. Mit zunehmendem Ausmaß der Farbstoffaufnahme nimmt wiederum die Transmission des in Schritt (b) auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehenen Substrats ab. Die gewünschte Transmission des Substrats, auch als Zieltransmission bezeichnet, lässt sich demnach in Schritt (b) gezielt einstellen, wodurch ein reproduzierbares Einfärben des Substrats ermöglicht wird.
In Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Funktionsfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (b) auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehenen Substrats aufgebracht. Im Ergebnis wird ein auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehenes Substrat erhalten. Die Funktionsfärbung dient dazu, dem Substrat eine bestimmte funktionale Eigenschaft zu verleihen. Liegt die funktionale Eigenschaft in einer reversiblen Änderung des Absorptionsverhaltens begründet, bedingt durch einen äußeren Stimulus wie etwa UV-Licht, kann die Funktionsfärbung durch mindestens einen photochromen Farbstoff hervorgerufen werden. Im Stand der Technik sind verschiedene Klassen photochromer Farbstoffe beschrieben. Häufig handelt es sich hierbei um Chromene, Viologene, Fulgide und Fulgimide sowie insbesondere auch um Spiroverbindungen wie Spirooxazine oder Spiropyrane, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Routinemäßig wählt der Fachmann einen geeigneten photochromen Farbstoff oder ein Gemisch geeigneter photochromer Farbstoffe aus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (c) die Funktionsfärbung durch Tauchbeschichtung (engl. dip coating) aufgebracht, was in einer herkömmlichen und für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbaren Tauchbeschichtungsanlage erfolgen kann. Im Vergleich zur Schleuderbeschichtung, bei der zunächst nur eine der beiden Hauptseiten des Substrats mit einer Funktionsfärbung versehen wird, erfordert die Tauchbeschichtung einen wesentlich geringeren apparativen Aufwand. Naturgemäß wird bei der Tauchbeschichtung das Substrat vollumfänglich mit der Funktionsfärbung versehen. Es werden also insbesondere beide Hauptseiten des Substrats mit der Funktionsfärbung versehen. Wird die Funktionsfärbung durch mindestens einen photochromen Farbstoff hervorgerufen, wird das auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehene Substrat zweckmäßigerweise in einen Photolack, welcher den mindestens einen photochromen Farbstoff enthält, eingetaucht. Der Photolack bildet auf dem Substrat eine polymere Schicht aus. Diese wird von der sich darunter befindlichen Einfärbung nicht beeinflusst. Es kommt also zu keiner Beeinträchtigung der Funktionsfärbung durch das Einfärben.
Abgesehen von den Schritten (a) bis (c) kann das erfindungsgemäße Verfahren weiter einen Schritt des Aufbringens einer oder mehrerer Vergütungsschichten auf mindestens eine der beiden Hauptseiten des in Schritt (c) erhaltenen auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehenen Substrats, im Folgenden auch als Schritt (d) bezeichnet, umfassen. Sofern vorgesehen, wird Schritt (d) also im Anschluss an die Schritte (a) bis (c) durchgeführt, wobei üblicherweise beide Hauptseiten des Substrats vergütet werden. Typische Vergütungsschichten schließen Hartschichten, welche dem Schutz vor Kratzern dienen, Interferenz-ZEntspiegelungs- schichten, welche der Reflexminderung dienen, sowie Pflegeleichtschichten, mitunter auch als "Topcoat'1 oder "Cleancoat" bezeichnet, welche der Wasser- und Schmutzabweisung dienen, ein, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Dem Fachmann sind entsprechende Maßnahmen zum Aufbringen derartiger Vergütungsschichten bekannt. Das Aufbringen einer Hartschicht lässt sich beispielsweise durch Tauchbeschichtung erreichen, wobei dieselbe Tauchbeschichtungsanlage wie in Schritt (c) verwendet werden kann. Zu diesem Zweck wird das auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehene Substrat in einen Hartlack eingetaucht. Wird beim Aufbringen der Funktionsfärbung in Schritt (c) ein Photolack verwendet, kann es erforderlich sein, dass vor dem Vergüten in Schritt (d) überschüssige Reste des Photolacks an den Rändern des Substrats entfernt werden müssen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Substrat auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehen. Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche beidseitig mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehene Substrat ist vielseitig einsetzbar und lässt sich beispielsweise als Linse für ein Brillenglas verwenden. Zur Einpassung in ein Brillengestell wird das Substrat dann noch randbearbeitet. Beschreibung der Figur:
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der in Figur 1 ebenfalls dargestellte Schritt (d) ist optional.
Liste der Bezugszeichen:
1 Substrat
11 erste Hauptseite des Substrats
12 zweite Hauptseite des Substrats
2 Einfärbung
3 Funktionsfärbung
Beispiel
Das nachstehende Ausführungsbeispiel dient der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
Im Einklang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden Substrate beidseitig mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehen. Bei der Einfärbung kamen unterschiedliche nicht-funktionale Farbstoffe wie Anthrachinon-Farbstoffe oder Azo- Farbstoffe zum Einsatz. Bei der Funktionsfärbung wurde hingegen stets der gleiche photochrome Farbstoff eingesetzt.
Als Substrate wurden aus Kunststoffglas gefertigte Halbteile mit einer ersten Hauptseite, welche eine planare Form aufwies, und einer zweiten Hauptseite, welche eine konvexe Form aufwies, bereitgestellt. Die erste Hauptseite der Halbteile wurde jeweils einer Flächenbearbeitung unterzogen. Diese erfolgte durch Schleifen, wodurch ein Teil des Substratmaterials von der ersten Hauptseite unter Ausbildung einer konkaven Form zum Erzielen der gewünschten optischen Wirkung abgetragen wurde. Anschließend wurden die flächenbearbeiteten Substrate in ein Färbebecken eingetaucht. Dieses enthielt in wässriger Lösung den jeweiligen nicht-funktionalen Farbstoff für die Einfärbung. Durch das Eintauchen in das Färbebecken wurden die Substrate beidseitig mit der Einfärbung versehen. Die zeitliche Dauer des Eintauchens wurde so gewählt, dass die Zieltransmission erreicht wurde. Der Färbeprozess fand bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 100°C statt.
Die beidseitig mit der Einfärbung versehenen Substrate wurden daraufhin in einen Photolack, weicher den photochromen Farbstoff für die Funktionsfärbung enthielt, eingetaucht, wodurch die Substrate auch beidseitig mit der Funktionsfärbung versehen wurden.
Sodann wurde auf beide Hauptseiten der beidseitig mit der Einfärbung und der Funktionsfärbung versehenen Substrate eine Hartschicht aufgebracht, was durch Eintauchen der Substrate in einen Hartlack erfolgte. Anschließend wurde hierauf noch eine Interferenz-ZEntspiegelungsschicht aufgebracht. Die so erhaltenen Substrate verfügten über alle erforderlichen Eigenschaften und stellten somit rohrunde Brillengläser dar, die sich zur Einpassung in ein Brillengestell schließlich noch randbearbeiten ließen.
Wie dem vorstehenden Ausführungsbeispiel entnommen werden kann, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren ein reproduzierbares Einfärben des Substrats, ohne dabei dessen Funktionsfärbung zu beeinträchtigen.

Claims

Ansprüche Verfahren zum Versehen eines Substrats mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung, umfassend die folgenden Schritte (a) bis (c) in dieser Reihenfolge:
(a) Bereitstellen eines mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung zu versehenden Substrats, wobei das Substrat aus Kunststoffglas gefertigt ist und das Substrat eine erste Hauptseite und eine der ersten Hauptseite gegenüberliegende zweite Hauptseite mit konvexer Form aufweist,
(b) Aufbringen einer Einfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats, und
(c) Aufbringen einer Funktionsfärbung auf beide Hauptseiten des in Schritt (b) auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehenen Substrats durch Tauchbeschichtung, wodurch ein auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehenes Substrat erhalten wird. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das in Schritt (a) bereitgestellte Substrat aus Polythiourethan, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyacrylat, Polydiethyl- englycolbisallylcarbonat oder einer Kombination hiervon gefertigt ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das in Schritt (a) bereitgestellte Substrat ein Fertigteil mit konkaver Form der ersten Hauptseite, die keiner Flächenbearbeitung bedarf, ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das in Schritt (a) bereitgestellte Substrat ein Halbteil mit planarer oder konkaver Form der ersten Hauptseite, die vor Schritt (b) einer Flächenbearbeitung unterzogen wird, ist. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Flächenbearbeitung durch Fräsen, Schleifen, Polieren oder eine Kombination hiervon erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Aufbringen der Einfärbung in Schrit (b) durch Eintauchen des Substrats in ein Färbebecken, welches mindestens einen in einem flüssigen Medium gelösten oder dispergierten nichtfunktionalen Farbstoff enthält, erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Funktionsfärbung durch mindestens einen photochromen Farbstoff hervorgerufen wird. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in Schritt (c) das auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung versehene Substrat in einen Photolack, welcher den mindestens einen photochromen Farbstoff enthält, eingetaucht wird. Verfahren nach einer Ansprüche 1 bis 8, weiter umfassend den folgenden Schritt (d):
Aufbringen einer oder mehrerer Vergütungsschichten auf mindestens eine der beiden Hauptseiten des in Schritt (c) erhaltenen auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehenen Substrats. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das auf beiden Hauptseiten mit einer Einfärbung und einer Funktionsfärbung versehene Substrat zum Aufbringen einer Hartschicht in einen Hartlack eingetaucht wird.
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