FR2795085A1 - Materiaux photochromes a reponse tres rapide - Google Patents

Materiaux photochromes a reponse tres rapide Download PDF

Info

Publication number
FR2795085A1
FR2795085A1 FR9907762A FR9907762A FR2795085A1 FR 2795085 A1 FR2795085 A1 FR 2795085A1 FR 9907762 A FR9907762 A FR 9907762A FR 9907762 A FR9907762 A FR 9907762A FR 2795085 A1 FR2795085 A1 FR 2795085A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
photochromic
sep
material according
sol
photochromic material
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.)
Granted
Application number
FR9907762A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2795085B1 (fr
Inventor
Bernard Marcel Rene Sahut
Clement Sanchez
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.)
PROD POUR LES TECH AVANCEES PR
Original Assignee
PROD POUR LES TECH AVANCEES PR
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 PROD POUR LES TECH AVANCEES PR filed Critical PROD POUR LES TECH AVANCEES PR
Priority to FR9907762A priority Critical patent/FR2795085B1/fr
Publication of FR2795085A1 publication Critical patent/FR2795085A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2795085B1 publication Critical patent/FR2795085B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • G02B5/23Photochromic filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
    • C03C1/008Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route for the production of films or coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/008Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
    • C03C17/009Mixtures of organic and inorganic materials, e.g. ormosils and ormocers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02Organic tenebrescent materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/11Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/113Deposition methods from solutions or suspensions by sol-gel processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

L'invention concerne un matériau photochrome comprenant une matrice hybride obtenue selon le procédé sol-gel, et au moins un colorant photochrome dispersé dans cette matrice, caractérisé en ce que la matrice hybride est obtenue par hydrolyse-condensation ménagée d'au moins un dialcoxyhydrurosilane à fonction aromatique répondant à la formule générale (R1) (H) Si (A) (B) et d'au moins un trialcoxyhydrurosilane répondant à la formule générale (H) (Si) (C) (D) (E) où R1 est un groupe aromatique et A, B, C, D et E sont des groupes hydrolysables.Utilisation dans le domaine des lentilles solaires ou ophtalmiques, et des vitrages pour l'automobile et le bâtiment.

Description

La présente invention a pour objet un matériau photochrome présentant une forte coloration sous illumination, associée<B>à</B> une vitesse de commutation très rapide.
Depuis l'invention des verres photochromes (US-A-3 <B>208 860)</B> il<B>y</B> a une trentaine d'années, ceux-ci ont été déclinés dans un grand nombre de versions. Les verres photochromes de dernière génération, comme par exemple le verre organique TransitiongIll de Transition Optical, sont des matériaux quasiment incolores qui sous<B>1</B> 'action du soleil se colorent assez rapidement<B>(50%</B> d'assombrissement en 45 secondes, et<B>80%</B> en<B>5</B> minutes). Leur décoloration lorsque l'irradiation lumineuse cesse est de l'ordre de 4 minutes pour un éclaircissement de moitié.
Les colorants organiques de type spiropyrane, spirooxazine ou chromène sont connus pour se colorer sous l'influence d'une irradiation ultraviolette, et perdre cette coloration de manière spontanée. Cependant, le plus souvent cette décoloration thermique est assez lente. Les structures chimiques de ces colorants sont les suivantes<B>:</B>
Figure img00010009

La technique sol-gel est connue pour permettre d'obtenir, de façon douce, des matrices inorganiques ou hybrides (organique-inorganique) comme l'indique l'ouvrage de L.C. Klein, Sol-Gel Technology for Thin Films, Fibers, Preform, Electronics, and Especially Shapes, Ed. Noyes, Park Ridge, N.J., <B>1988.</B> La technologie sol-gel peut être utilisée pour préparer divers types de matériaux, comme, par exemple, des revêtements pour l'optique comme décrit dans US-A-5 <B>698 266</B> et FR-A-2 <B>759</B> 845.
<B>Il</B> existe un besoin pour un matériau photochrome présentant une coloration intense sous illumination et une réponse très rapide aux changements d'illumination.
La présente invention vise<B>à</B> satisfaire ce besoin.
Plus précisément, l'invention concerne un matériau photochrome comprenant une matrice hybride obtenue selon le procédé soi-gel, et au moins un colorant photochrome dispersé dans cette matrice, caractérisé en ce que la matrice hybride est obtenue par hydrolyse-condensation ménagée d'au moins un dialcoxyhydrurosilane <B>à</B> fonction aromatique répondant<B>à</B> la formule générale (Rl)(H)Si(A)(B) et d'au moins un trial coxyhyd ru rosilane répondant<B>à</B> la formule générale (H)(Si)(C)(D)(E) où Rl est un groupe aromatique et<B>A,</B> B, <B>C, D</B> et<B>E</B> sont des groupes hydrolysables.
Le matériau photochrome de l'invention peut être mis en oeuvre simplement,<B>à</B> température ambiante, sur ou dans différents types de substrats. Le fait de travailler<B>à</B> température ambiante permet l'utilisation du matériau photochrome de la présente invention avec notamment des substrats en matière plastique (par exemple polycarbonates, polyméthacrylate de méthyle,<B>..... )</B> ou avec tout autre matériau qui ne supporte pas des températures élevées, mais aussi des substrats minéraux (par exemple verre, silice,<B>.....</B> ).
Les matrices hybrides du matériau photochrome de la présente invention permettent d'augmenter de façon significative la proportion de colorant photochrome organique (spiropyrane, spirooxazine et/ou chromène) incorporable dans la matrice. Cela autorise l'obtention de phénomènes photochromes extrêmement rapides (de l'ordre de la seconde aussi bien lors de la coloration que de la décoloration) et très contrastés, correspondant<B>à</B> une variation de la densité optique entre la forme incolore (ou peu colorée) et la forme colorée du matériau supérieure<B>à</B> 0,2.
Sans vouloir être lié<B>à</B> une théorie quelconque on pense que c'est la présence de groupements aromatiques qui permet d'accroître considérablement l'affinité de la matrice pour les colorants photochromes organiques précités. Cette grande affinité permet de disperser de très importantes quantités de colorant dans la matrice et ainsi d'obtenir des réponses de coloration nettement plus contrastées. Les concentrations en colorant réalisables avec les matrices hybrides du matériau de la présente invention sont de 4<B>à 75</B> fois plus importantes que dans le cas de matrices hybrides préparées<B>à</B> partir de précurseurs ne possédant pas de groupements aromatiques. Avec les matériaux photochromes obtenus selon la présente invention, le pourcentage massique de colorant présent dans la matrice solide sèche, peut aller,<B>à</B> titre indicatif et non limitatif, de<B>1, 15 à</B> 21<B>%.</B>
La présence de groupements aromatiques dans la matrice résulte de l'utilisation de précurseurs de siloxanes de la formule générale (Rl)Si(H)(A)(B), où Rl est un groupe aromatique et<B>A</B> et B sont des groupes hydrolysables.
Les matériaux photochromes conformes<B>à</B> la présente invention peuvent être utilisés sous forme d'un revêtement (film mince) sur un substrat ou sous forme d'une imprégnation dans des matériaux poreux, ce qui permet la préparation de matériaux massifs qui présentent un comportent photochrome rapide et contrasté.
Les matériaux photochromes de la présente invention présentent d'excellentes propriétés filmogènes sur différents types de substrats, qu'ils soient minéraux (comme par exemple du verre ou de la silice) ou bien organiques (comme par exemple du polycarbonate ou du polyméthacrylate de méthyle).
La préparation des matériaux photochromes de l'invention s'opère en deux étapes principales<B>:</B> <B>1 -</B> la préparation d'un sol-gel associant les différents précurseurs, solvants et colorants<B>;</B> et 2<B>-</B> la mise en forme du sol-gel et l'obtention du matériau photochrome. La préparation du sol-gel implique le mélange: d'au moins 2 précurseurs de siloxanes de type: <B>-</B> (RI)Si(H)(A)(B) où Rl est un groupement aromatique tel qu'un groupe aryle non substitué ou substitué par au moins un radical choisi parmi les radicaux alkyles monovalents et les radicaux alkylènes divalents, par exemple un groupe phényle ou tolyle, phény1alkylène tel que benzyle ou phényléthylèneC6H5-CH2-CH2-, tolylalkylène tel que tolyléthylène CH3-C.,H4- CHrCH27, ou alkylphénylalkylène tel que éthylphényléthylène CH3CH2-CH4- CH2-CH2-, <B>A</B> et B sont des groupements hydrolysables comme par exemple des groupes OH, des groupes alcoxy, linéaires ou ramifiés, possédant de<B>1 à</B> 4 atomes de carbone tels que par exemple des groupes OCH3, OC2H., OC3H7 <B>OU</B> OC4H., des groupes alcynes ou des groupes chlorés. Ces groupes<B>A</B> et B peuvent être identiques ou non. De préférence<B>A</B> =13= OC2H., comme dans, par exemple, le phényidiéthoxysilane [PhSiH(OEt)j <B>;</B> et <B>-</B> Si(H)(C)(D)(E) où<B>C, D</B> et<B>E</B> sont des groupements hydrolysables tels que ceux définis pour<B>A</B> et B. De préférence<B>C = D</B> <B>E =</B> OC2H., comme dans, par exemple, le triéthoxysilane [HSi(OEt)j <B>;</B> # d'au moins un colorant photochrome de type spiropyrane, spirooxazine ou chromène <B>;</B> # d'au moins un solvant tel que, par exemple, le tétrahydrofuranne ou un alcool (par exemple de méthanol<B>,</B> l'éthanol ou l'isopropanol) <B>;</B> et # d'eau.
La composition du sol-gel est avantageusement comprise dans les limites définies ci-après, en pourcentage massique: (RI)Si(H)(A)(B): <B>25 à 70%,</B> de préférence 40<B>à 55%</B> Si(H)(C)(D)(E): <B>5 à 30%,</B> de préférence<B>15 à</B> 20% Colorant(s) <B>:</B> de 2<B>à 10%,</B> de préférence 4<B>à 7%</B> Eau<B>:</B> de<B>5 à 8%,</B> de préférence<B>5,5 à 7%</B> Solvant<B>: 5 à 50%,</B> avec la condition que le rapport molaire entre l'eau et la somme des deux précurseurs de siloxanes doit être compris entre<B>0,5</B> et 2, de préférence entre <B>0,9</B> et 1,2, afin de réaliser une hydrolyse-condensation ménagée (dest-à-dire progressive).
Lorsqu'on utilise un alcool comme solvant, sa proportion est avantageusement de<B>5 à 25%,</B> de préférence<B>10 à</B> 20%.
Lorsqu'on utilise du tétrahydrofuranne comme solvant, sa proportion est avantageusement de<B>10 à 25%,</B> de préférence<B>15 à</B> 20%.
Lorsqu'on utilise un mélange d'un alcool et de tôtrahydrofuranne, l'alcool peut représenter<B>5 à 25%</B> et le tétrahydrofuranne <B>10 à 25%</B> soit un total pour les deux de<B>15 à 50%.</B> De préférence, l'alcool représente<B>10 à</B> 20%, le tétrahydrofuranne <B>15 à</B> 20% et leur somme<B>25 à</B> 40%.
Les colorants photochromes utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent être des colorants spiropyranes, spirooxazines ou chromènes.
Des colorants spirooxazines ont notamment été décrits dans les brevets<B>US 3 562 172, 3 699</B> 473, 4 634<B>767,</B> 4<B>637 968,</B> 4<B>720</B> 547, 4<B>756 973,</B> 4<B>785 097,</B> 4<B>792</B> 224, 4<B>816</B> 584, 4<B>831</B> 142, 4<B>909 963,</B> 4<B>931 219,</B> 4<B>936 995,</B> 4<B>986</B> 934,<B>5</B> 114<B>621, 5 139 707, 5 233 038,</B> 4<B>215 010,</B> 4 342<B>668,</B> 4<B>699</B> 473, 4<B>851 530,</B> 4<B>913</B> 544,<B>5 171 636, 5 180</B> 624 et<B>5 166</B> 345, et dans les demandes de brevets européens<B>0 058 219,</B> <B>0 232 295, 0 171 909,</B> et dans la demande de brevet français 2<B>738</B> 248.
Cependant, on préfère utiliser pour des raisons de rapidité du matériau photochrome résultant, de la 1,3-dihydro-1,3,3 tri méthyl spiro[2 H-indole-2,3'- [3H)naphth[2,1 -b][1,4]oxazine], référencée parla suite comme<B>S01.</B>
Des colorants chromènes, utilisables dans le cadre de la présente invention sont notamment décrits dans les brevets US-3 <B>567 605,</B> 4<B>889</B> 413, 4<B>931</B> 221,<B>5</B> 200<B>116, 5 066 818, 5</B> 224<B>602, 5 238 981, 5 106 998,</B> 4<B>980 089,</B> <B>5 130 058</B> et dans EP-A-0 <B>562 915.</B>
Cependant, on préfère utiliser, pour des raisons de rapidité du matériau photochrome résultant, du 2,2-bis-(4'-méthoxyphényl)-(5,6-diméthyl-[2H]- naphto[1,2-b]pyrane, référence par la suite comme CR1.
Des colorants spiropyranes utilisables dans le cadre de la présente invention, ont notamment été décrits dans les ouvrages suivants<B>:</B> PHOTOCHROMISM <B>G.</B> Brown, Editeur <B>-</B> Techniques of Chemistry - Wiley Interscience <B>-</B> Vol.<B>111 - 1971 -</B> Chapitre<B>111 -</B> Pages 45-294<B>-</B> RC. Bertelson.
PHOTOCHROMISM <B>-</B> Molecules and systems <B>-</B> Edité par H. Dürr <B>-</B> H. Bouas-Laurent <B>-</B> Elsevier <B>1990 -</B> Chapitre<B>8 :</B> Spiropyranes <B>-</B> Pages 314-455 - R. Guglielmetti.
Aux fins de l'invention, l'utilisation des spirooxazines et/ou des chromènes est particulièrement préférée.
Les matériaux de l'invention renferment un ou plusieurs colorants photochromes organiques. En effet, il peut être avantageux, dans le cadre de la présente invention, d'utiliser une combinaison de différents colorants (spirooxazine etlou chromène) dans le but d'obtenir<B>à</B> l'état coloré, une teinte précise, ou bien une vitesse particulière de décoloration.
La mise en forme du sol-gel peut impliquer soit un dépôt sur un substrat (minéral ou organique), soit une imprégnation dans des matériaux poreux transparents.
Pour mettre le sol-gel sous forme de films minces, différentes techniques peuvent être utilisées comme par exemple<B>:</B> le dépôt manuel, le trempage-retrait ("Dip-Coating"' en anglais), l'enduction centrifuge ("Spin- Coating" en anglais), l'enduction laminaire ("Laminai- Flow Coating" en anglais), la pulvérisation, ou tout autre procédé permettant d'obtenir un revêtement d'épaisseur uniforme.
Le sol-gel préparé peut-être appliqué sur un substrat en une ou plusieurs couches.
Le sol-gel peut être déposé sur des substrats minéraux (comme par exemple du verre) ou bien organiques (comme par exemple du polycarbonate ou du polyméthacrylate de méthyle).
Le revêtement de sol-gel obtenu est enfin séché<B>à</B> des températures allant d'environ 20<B>à 1</B> 00'C pour obtenir le revêtement photochrome final.
Si désiré, le revêtement photochrome peut être revêtu d'une couche protectrice transparente.
Les matériaux photochromes de la présente invention peuvent être employés dans une grande variété d'applications telles que, par exemple, l'optique ophtalmique (lunettes, lentilles ou masques photochromes), l'automobile (pare-brise, toits ouvrants ou bien fenêtres photochromes) ou le bâtiment (vitrages photochromes).
Le sol-gel photochrome peut aussi être imprégné au sein d'un matériau poreux transparent. Cette imprégnation peut être effectuée par capillarité ou bien par immersion totale du matériau hôte dans le sol-gel. Après séchage<B>(à</B> des températures d'environ 20<B>à 100'C)</B> un matériau photochrome massif est obtenu. Ce matériau photochrome massif peut avoir différentes utilités comme par exemple en optique (lentilles photochromes) ou en décoration (pièces en verre photochrome).
Les principales propriétés des matériaux photochromes de la présente invention sont: # un contraste (différence de densité optique entre le matériau sous sa forme colorée et celui sous sa forme incolore, ou peu colorée) qui est supérieur<B>à</B> 0,2<B>;</B> # une vitesse de coloration qui est de l'ordre de la seconde<B>;</B> et # une vitesse de décoloration spontanée qui est de l'ordre de quelques secondes.
Les exemples non limitatifs qui suivent sont donnés dans le but d'illustrer la présente invention.
<B><U>EXEMPLES</U></B> Les exemples ci-après décrivent la préparation de sols-gels conformes <B>à</B> la présente invention, ainsi que les méthodes d'application et les propriétés obtenues desdits sols-gels.
Les colorants photochromes utilisés sont référencés comme suit Spirooxazines <B>:</B> <B>S01 :</B> 1,3-dihydro-1,3,3, triméthyispiro[2H-indole-2,3'-[3H]naphth[2,1- b][1,4]oxazine] SP02 <B>:</B> Colorant de marque<B>J.</B> Robinson (Reversacol@ Oxford Blue) <B>S03 :</B> Colorant de marque<B>J.</B> Robinson (Reversacol(D Storm Purple) Chromènes: CR1 Colorants de marque<B>J.</B> Robinson (2,2-bis-(4'-méthoxyphényl)-(5,6-diméthyl-[2H]-naphto[1,2- b]pyrane) CR2 Colorants de marque<B>J.</B> Robinson (Reversacol@ Rose Red) CR3 Colorants de marque<B>J.</B> Robinson (Reversacol@ Aqua Green) EXEMPLEl: On prépare une solution de colorant en dissolvant<B>508</B> mg de colorant <B>S01</B> dans<B>5 g</B> de tétrahydrofuranne. Puis, dans un flacon, on mélange dans cet ordre<B>:</B>
Figure img00060040
Phényldiéthoxysilane <SEP> <B>I(CHI)S'(H)(OC2H,5)j <SEP> 9,53 <SEP> g</B>
<tb> Triéthoxysilane <SEP> <B>I(H)S'(OC2H5)31</B> <SEP> 3,41 <SEP> <B>g</B>
<tb> Ethanol <SEP> <B>3,19 <SEP> g</B>
Figure img00070000
Solution <SEP> de <SEP> colorant <SEP> préparée <SEP> préalablement <SEP> 4,5 <SEP> <B>g</B>
<tb> H20 <SEP> <B>1,25 <SEP> g</B> Le sol-gel est ensuite mis sous agitation moyenne (flacon clos) pendant environ<B>1</B> heure.
On obtient alors une solution sol-gel photochrome, permettant de préparer une matrice photochrome contenant<B>18,8%</B> massique de colorant dans le matériau sec.
<U>EXEMPLE 2:</U> On prépare une solution de colorant en dissolvant 41,5 mg de colorant <B>S01 d</B>ans<B>10 g</B> d'éthanol. Puis dans un flacon, on mélange dans cet ordre<B>:</B>
Figure img00070006
Phényidiéthoxysilane <SEP> <B>I(C6H,)S'(H)(OC2H,,)j <SEP> 9,53 <SEP> g</B>
<tb> Triéthoxysilane <SEP> <B>l(F)S'(OC2H5)31</B> <SEP> 3,41 <SEP> <B>g</B>
<tb> Solution <SEP> de <SEP> colorant <SEP> préparée <SEP> préalablement <SEP> <B>6,25 <SEP> g</B>
<tb> H20 <SEP> <B>1,25 <SEP> g</B> Le sol-gel est ensuite mis sous agitation moyenne (flacon clos) pendant environ<B>1</B> heure.
On obtient alors une solution sol-gel photochrome, permettant de préparer une matrice photochrome contenant<B>2,07 %</B> massique de colorant dans le matériau sec.
<U>EXEMPLE<B>3:</B></U> On prépare une solution de colorant en dissolvant respectivement 241,8 mg de<B>S01,</B> 241,8 mg de CR2 et 24,4 mg de CR3 dans<B>5 g</B> de tétrahydrofuranne. Puis, dans un flacon, on mélange dans cet ordre<B>:</B>
Figure img00070014
Phényldiéthoxysilane <SEP> <B>I(C6H,5)S'(H)(OC2H5)J <SEP> 9,53 <SEP> g</B>
<tb> Triéthoxysilane <SEP> <B>[(H)S'(OC2H,,)]</B> <SEP> 3,41 <SEP> <B>g</B>
<tb> Ethanol <SEP> <B>3,19 <SEP> g</B>
<tb> Solution <SEP> de <SEP> colorant <SEP> préalablement <SEP> préparée <SEP> 4,5 <SEP> <B>g</B>
<tb> H20 <SEP> <B>1,25 <SEP> g</B> Le sol-gel est ensuite mis sous agitation moyenne (flacon clos) pendant environ<B>1</B> heure.
On obtient alors une solution sol-gel photochrome, permettant de préparer une matrice photochrome contenant 18,8% massique de colorant dans le matériau sec.
EXEMPLE4: On prépare une solution de colorant en dissolvant 56,4 mg de colorant <B>S03</B> dans<B>5 g</B> de tétrahydrofuranne. Puis, dans un flacon, on mélange dans cet ordre<B>:</B> Phényldiéthoxysilane I(C6H5)S'(H)(OC2HI)J <B>9,53 g</B>
Figure img00080000
Triéthoxysilane <SEP> <B>[(H)S'(OC2H,)3]</B> <SEP> 3,41 <SEP> <B>g</B>
<tb> Ethanol <SEP> <B>1,58 <SEP> g</B>
<tb> Solution <SEP> de <SEP> colorant <SEP> préalablement <SEP> préparée <SEP> <B>2,72 <SEP> g</B>
<tb> H20 <SEP> <B>1,25 <SEP> g</B> Le sol-gel est ensuite mis sous agitation moyenne (flacon clos) pendant environ<B>1</B> heure.
On obtient alors une solution soi-gel photochrome, permettant de préparer une matrice photochrome contenant 1,2% massique de colorant dans le matériau sec.
<U>EXEMPLE<B>5:</B></U> <B>A</B> partir de la solution sol-gel préparée dans l'exemple<B>1,</B> on applique manuellement sur un substrat en verre une petite quantité de sol-gel qui spontanément recouvre la totalité de la surface du substrat. L'application manuelle est effectuée<B>à</B> l'aide d'une seringue munie d'un filtre (membrane en PTFE <B>à</B> pores de 0,45 pm). La quantité de sol-gel déposée correspond<B>à</B> environ<B>1,6.10'</B> cm' de sol-gel par CM2.
Le film "épais" ainsi préparé est séché<B>à</B> la température ambiante,<B>à</B> l'abri de la lumière et de la poussière. Après séchage, le film photochrome obtenu présente une épaisseur d'environ<B>50</B> pm et contient<B>18,8%</B> massique de colorant.
<U>EXEMPLE<B>6:</B></U> <B>A</B> partir de la solution sol-gel préparée dans l'exemple 4 et en suivant le mode opératoire de l'exemple<B>5,</B> on applique sur un substrat en verre environ <B>1,610'</B> cm' de sol-gel par CM2.
Le film "épais" ainsi préparé est séché<B>à</B> la température ambiante,<B>à</B> l'abri de la lumière et de la poussière. Après séchage, le film photochrome ainsi préparé présente une épaisseur d'environ<B>50</B> pm et contient 1,2% massique de colorant.
<U>EXEMPLE<B>7:</B></U> Une application par trempage-retrait sur un substrat en verre est effectuée avec la solution soi-gel préparée dans l'exemple 2. Le dépôt par trempage-retrait est effectué au moyen d'un appareil automatique, avec une vitesse de trempage-retrait de 4 cm/min.
Le film mince ainsi préparé est séché<B>à</B> la température ambiante,<B>à</B> l'abri de la lumière et de la poussière. Après séchage, le film photochrome ainsi préparé présente une épaisseur d'environ<B>10</B> pm et contient<B>2,07%</B> massique de colorant.
EXEMPLE8: Une application par enduction centrifuge sur un substrat en verre est effectuée avec la solution sol-gel préparée dans l'exemple<B>3.</B> Le dépôt par enduction centrifuge est effectué au moyen d'un appareil automatique, avec une vitesse de rotation d'environ<B>1000</B> tr/min. Le film est obtenu en appliquant <B>5</B> couches successives. Entre deux couches successives, le matériau est séché en étuve (environ 800C) pendant<B>15-20</B> minutes, puis laissé<B>à</B> refroidir jusqu'à la température ambiante.
Le film mince final préparé est séché<B>à</B> la température ambiante,<B>à</B> l'abri de la lumière et de la poussière. Après séchage, le film photochrome ainsi préparé présente une épaisseur d'environ<B>5</B> pm et contient 18,8% massique de colorants.
<U>EXEMPLE<B>9:</B></U> Une imprégnation d'un matériau poreux est effectuée avec la solution sol-gel préparée dans l'exemple<B>1.</B>
Le matériau poreux utilisé dans cet exemple est du verre Vycor@ (Coming S.A.). Ayant préalablement éliminé toutes traces d'acidité dans le verre Vycor@ par lavages successifs avec de la pyridine, de l'eau, et une solution tampon<B>pH - 7,</B> le matériau poreux est ensuite mis<B>à</B> tremper dans la solution sol-gel pendant environ<B>15-20</B> minutes.
Le matériau photochrome obtenu est ensuite séché<B>à</B> la température ambiante<B>à</B> l'abri de la lumière.
EXEMPLE10: Une imprégnation d'un matériau poreux est effectuée avec la solution sol-gel préparée dans l'exemple<B>1.</B>
Le matériau poreux utilisé dans cet exemple est une pièce de silice obtenue par voie sol-gel (orthosilicate de tétraméthyle/méthanol et catalyse nucléophile) selon un procédé faisant intervenir une homogénéisation par ultrasons. Après un mûrissement de quelques semaines (4-6 semaines) et un séchage lent<B>(1 à</B> 2 semaines), la pièce de silice est mise<B>à</B> tremper dans la solution sol-gel pendant environ<B>15-20</B> minutes.
Le matériau photochrome massif obtenu est ensuite séché<B>à</B> la température ambiante<B>à</B> l'abri de la lumière.
Les propriétés photochromes des matériaux photochromes des exemples<B>5 à 10</B> ont été mesurées et sont récapitulées dans le tableau ci- après.
<B>A</B> titre de comparaison, une colonne du tableau concerne un matériau en dehors de l'invention. Ce matériau est un film obtenu par dépôt manuel<B>(50</B> pm) d'une solution sol-gel obtenue comme suit: On dissout dans<B>5 g</B> d'éthanol, <B>20,7</B> mg de colorant<B>S01.</B> Puis dans un flacon, on mélange dans cet ordre<B>:</B>
Figure img00100001
Méthyldiéthoxysilane <SEP> I(CH3)Si(H)(OC2H,,)J <SEP> <B>8,38 <SEP> g</B>
<tb> Triéthoxysilane <SEP> <B>[(H)S'(OC2H5)31</B> <SEP> 4,39 <SEP> <B>g</B>
<tb> Ethanol <SEP> 2,04 <SEP> <B>g</B>
<tb> Solution <SEP> de <SEP> colorant <SEP> préalablement <SEP> préparée <SEP> 2,04 <SEP> <B>g</B>
<tb> H20 <SEP> <B>1,60 <SEP> g</B> Le sol-gel est ensuite mis sous agitation moyenne (flacon clos) pendant environ<B>1</B> heure.
On obtient alors une solution sol-gel photochrome, permettant de préparer une matrice photochrome contenant<B>0, 28%</B> massique de colorant dans le matériau sec.
Les propriétés des matériaux photochromes obtenus selon la présente invention ont été évaluées par la mesure de trois paramètres<B>:</B> <B>l/</B> le contraste<B>:</B> différence entre la densité optique mesurée avant exposition et celle observée lors de l'exposition du matériau photochrome <B>à</B> un faisceau issu d'une lampe au xénon, le faisceau étant amené sur l'échantillon par l'intermédiaire d'une fibre optique.
2/ le temps de coloration<B>:</B> temps nécessaire<B>à</B> l'obtention de l'intensité maximale de la coloration, sous le fait d'une excitation lumineuse (UV-Visible). Les mesures sont effectuées<B>à</B> la longueur d'onde d'absorption maximale observée pour chaque colorant ou mélange de colorants.
<B>3/</B> le temps de décoloration<B>:</B> temps nécessaire au matériau pour perdre spontanément sa coloration, ou pour retrouver sa coloration initiale, après avoir subi une irradiation ultraviolette<B>(à 365</B> nm pendant<B>10</B> secondes avec une lampe d'une puissance de 2 x<B>6</B> Watts).
En ce qui concerne l'exemple<B>10,</B> le contraste n'a pas pu être mesuré car l'épaisseur de la pièce de silice photochrome est trop importante.
Figure img00110000
<B><U>TABLEAU <SEP> DE <SEP> RESULTATS</U></B>
<tb> <B>5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10</B> <SEP> "matériau <SEP> en
<tb> Exemples <SEP> dehors <SEP> de
<tb> l'invention
<tb> Contraste <SEP> <B>-0,3</B> <SEP> -0,45 <SEP> -0,2 <SEP> <B>-0,25 <SEP> -0,5 <SEP> --- <SEP> 0,05</B>
<tb> <B><U>(A <SEP> DO)</U></B>
<tb> Temps <SEP> de <SEP> <B> < 1 <SEP> < 1 <SEP> < 1 <SEP> < 1 <SEP> < 1 <SEP> < 1 <SEP> < 1</B>
<tb> coloration,
<tb> secondes
<tb> Tempsde
<tb> décolo- <SEP> <B>2,3</B> <SEP> 3-4 <SEP> <B>2-3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 2-3 <SEP> 1</B>
<tb> ration,
<tb> <U>-secondes</U> Si l'on compare les contrastes mesurés avec celui du "matériau en dehors de l'invention", on note que les matériaux de la présente invention sont beaucoup plus contrastés.
Les temps de coloration et de décoloration des matériaux de la présente invention sont nettement inférieurs<B>à</B> ceux mesurés pour le verre photochrome Transition<B>111,</B> disponible dans le commerce, qui sont de l'ordre de la minute.

Claims (1)

  1. <B><U>REVENDICATIONS</U></B> <B>1.</B> Matériau photochrome comprenant une matrice hybride obtenue selon le procédé sol-gel, et au moins un colorant photochrome dispersé dans cette matrice, caractérisé en ce que la matrice hybride est obtenue par hydrolyse-condensation ménagée d'au moins un dialcoxyhydrurosilane <B>à</B> fonction aromatique répondant<B>à</B> la formule générale (Rl)(H)Si(A)(B) et d'au moins un tdalcoxyhydrurosilane répondant<B>à</B> la formule générale (H)(Si)(C)(D)(E) où Rl est un groupe aromatique et<B>A,</B> B,<B>C, D</B> et<B>E</B> sont des groupes hydrolysables. 2. Matériau selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que Rl est un groupe aryle non substitué ou substitué par au moins un radical choisi parmi les radicaux alkyles monovalents et les radicaux alkylènes divalents, par exemple un groupe phényle ou tolyle, phénylalkylène tel que benzyle ou phényléthylène C.H.5-CH2-CH2-1 tolylalkylène tel que tolyléthylène CH3-C',H4- CH2-CH2-1 ou alkylphénylalkylène tel que éthylphényléthylène CH3CH2-Cr',H4 CH2-CH2-- 3. Matériau selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que<B>A,</B> B,<B>C, D</B> et<B>E</B> sont choisis dans le groupe formé par les groupes OH, alcoxy en CII-C4 linéaires ou ramifiés, alcynes ou chlore. 4. Matériau selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que le colorant photochrome est choisi dans le groupe des spiroxazines et chromènes. <B>5.</B> Matériau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1</B> <B>à</B> 4, caractérisé en ce que la quantité de colorant présent dans la matrice est de<B>1, 15 à</B> 21<B>%</B> massique du matériau sec. <B>6.</B> Matériau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1</B> <B>à 5,</B> caractérisé en ce qu'il présente une variation de densité optique entre sa forme colorée et sa forme décolorée supérieure<B>à</B> 0,2. <B>7.</B> Matédau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1</B> <B>à 6,</B> caractéhsé en ce qu'il est sous la forme d'un revêtement d'une épaisseur comprise entre<B>1</B> et<B>100</B> pm. <B>8.</B> Matériau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1</B> <B>à 7,</B> caractérisé en ce qu'il est imprégné dans un matériau hôte poreux. <B>9.</B> Matériau photochrome selon la revendication<B>8,</B> caractérisé en ce que le matériau hôte poreux est inorganique. <B>10.</B> Lentille solaire ou ophtalmique, caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1 à 9.</B> <B>11.</B> Vitrage automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1 à 9.</B> 12. Vitrage de bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau photochrome selon l'une quelconque des revendications<B>1 à 9.</B>
FR9907762A 1999-06-18 1999-06-18 Materiaux photochromes a reponse tres rapide Expired - Fee Related FR2795085B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9907762A FR2795085B1 (fr) 1999-06-18 1999-06-18 Materiaux photochromes a reponse tres rapide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9907762A FR2795085B1 (fr) 1999-06-18 1999-06-18 Materiaux photochromes a reponse tres rapide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2795085A1 true FR2795085A1 (fr) 2000-12-22
FR2795085B1 FR2795085B1 (fr) 2001-09-07

Family

ID=9546991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9907762A Expired - Fee Related FR2795085B1 (fr) 1999-06-18 1999-06-18 Materiaux photochromes a reponse tres rapide

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2795085B1 (fr)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001090268A1 (fr) * 2000-05-25 2001-11-29 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Materiau polymere hybride pour revetements photosensibles et articles optiques et vitrages recouverts d'un tel materiau
FR2896886A1 (fr) * 2006-02-02 2007-08-03 Essilor Int Procedes de fabrication d'un article revetu d'un film photochrome et leur application en optique ophtalmique
WO2008104825A1 (fr) * 2007-02-28 2008-09-04 Corning Incorporated Utilisation de revêtements pour renforcer du verre
US9163145B2 (en) 2011-06-28 2015-10-20 3M Innovative Properties Company Process for preparing photoresponsive hybrid organic-inorganic particles
EP2252672B1 (fr) * 2008-03-05 2019-02-20 Essilor International Composition de colorants photochromiques dans un solvant ionique

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4556605A (en) * 1982-09-09 1985-12-03 Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha Photochromic coating composition and photochromic synthetic resin ophthalmic lens
US5728758A (en) * 1993-12-13 1998-03-17 Transitions Optical, Inc. Coating composition and articles having a cured coating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4556605A (en) * 1982-09-09 1985-12-03 Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha Photochromic coating composition and photochromic synthetic resin ophthalmic lens
US5728758A (en) * 1993-12-13 1998-03-17 Transitions Optical, Inc. Coating composition and articles having a cured coating

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHAUDEL B ET AL: "SPIROOXAZINE- AND SPIROPYRAN-DOPED HYBRID ORGANIC-INORGANIC MATRICES WITH VERY FAST PHOTOCHROMIC RESPONSES", JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY,GB,THE ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY, CAMBRIDGE, vol. 7, no. 1, 1 January 1997 (1997-01-01), pages 61 - 65, XP000692133, ISSN: 0959-9428 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001090268A1 (fr) * 2000-05-25 2001-11-29 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Materiau polymere hybride pour revetements photosensibles et articles optiques et vitrages recouverts d'un tel materiau
FR2896886A1 (fr) * 2006-02-02 2007-08-03 Essilor Int Procedes de fabrication d'un article revetu d'un film photochrome et leur application en optique ophtalmique
WO2007088312A1 (fr) * 2006-02-02 2007-08-09 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Procedes de fabrication d'un article revetu d'un film photochrome et leur application en optique ophtalmique
WO2008104825A1 (fr) * 2007-02-28 2008-09-04 Corning Incorporated Utilisation de revêtements pour renforcer du verre
EP2252672B1 (fr) * 2008-03-05 2019-02-20 Essilor International Composition de colorants photochromiques dans un solvant ionique
US9163145B2 (en) 2011-06-28 2015-10-20 3M Innovative Properties Company Process for preparing photoresponsive hybrid organic-inorganic particles

Also Published As

Publication number Publication date
FR2795085B1 (fr) 2001-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Levy Photochromic sol− gel materials
FR2896886A1 (fr) Procedes de fabrication d&#39;un article revetu d&#39;un film photochrome et leur application en optique ophtalmique
Zayat et al. Photochromic naphthopyrans in sol–gel ormosil coatings
EP1362014B1 (fr) Procede d&#39;incorporation d&#39;un additif dans une couche mince formee sur un substrat et son application a l&#39;optique ophtalmique
CA3056706A1 (fr) Vitrage feuillete avec empilement de couches
FR2928375A1 (fr) Commposition de colorants photochromiques dans un solvant ionique.
FR2795085A1 (fr) Materiaux photochromes a reponse tres rapide
JP2012523974A (ja) 調光光学素子を製造するための方法、および調光光学素子
Zayat et al. The role of organic groups in ormosil matrices in the photochromism of naphthopyrans in sol–gel thin films
KR20100013741A (ko) 졸-겔 법에 의한 스피로피란 함유 광변색 코팅막의제조방법
Pardo et al. Thin film photochromic materials: Effect of the sol-gel ormosil matrix on the photochromic properties of naphthopyrans
FR2936321A1 (fr) Revetements anti-reflet comprenant des objets disperses presentant deux domaines separes ayant des indices de refraction distincts.
FR2861852A1 (fr) Prouits optiques transparents polarisants ; fabrication
Klukowska et al. Photochromic hybrid Sol-Gel coatings: Preparation, properties, and applications
CA2720663C (fr) Procede de preparation d&#39;une composition photoreticulable
Pardo et al. The influence of sol–gel processing parameters on the photochromic spectral and dynamic behaviour of a naphthopyran dye in an ormosil coating
Pardo et al. Effect of the chemical environment on the light-induced degradation of a photochromic dye in ormosil thin films
JPH0544657B2 (fr)
Pardo et al. Photostability of a photochromic naphthopyran dye in different sol-gel prepared ormosil coatings
Korposh et al. Films based on bacteriorhodopsin in sol-gel matrices
FR2918585A1 (fr) Revetement a base d&#39;alcosiloxanes pour l&#39;identification et la tracabilite optique
Pardo et al. Temperature dependence of the photochromism of naphthopyrans in functionalized sol–gel thin films
EP3283236B1 (fr) Procédé pour greffer un indicateur coloré sur un support solide et kit de mise en oeuvre
CN116102834B (zh) 一种光致变色可复写薄膜及制备方法和应用
BRPI0905108A2 (pt) materiais fotocrÈmicros de matriz polimérica e respectivos método de obtenção e uso

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20060228