Organické fototropní materiály

První organické fototropní čočky firmy Transitions se objevily v roce 1990. Struktura tohoto materiálu se mění vlivem UV záření. Vzrůstá jeho absorpce. Aktivní látka se do struktury materiálu vkládá tak, že je smíchána s tekutým monomerem před polymerací, nebo se inkorporují do povrchu materiálu po procesu polymerizace (imbibice). Aktivní látkou je spiro-oxazinové molekuly. Působením UV záření pravá část této molekuly rotuje a způsobuje ztmavnutí čočky.

Pro výrobu organických fototropních čoček se používá speciální kopolymer CR-307, do kterého se lépe vpravují fotosenzitivní látky (Transitions).

Obr. 7: Reakce spiro-oxazinových molekul u fototropiích plastových čoček [1]

Transitions a Transitions Xtractive

Brýlové čočky Transitions se vyrábějí z materiálu CR-307 ve firmě Optical v Taumu v Irsku. Podle použitých molekul aktivní látky se samozabarvují do hnědé nebo šedé barvy. Firma Transtitions vstoupila na světový trh v devadesátých letech 20. století. První generace byla vyrobena v roce 1991 na Floridě. V roce 1992 se objevila druhá generace těchto brýlových čoček. V letech 1997–8 se postupně objevují třetí generace fototropních čoček a čočky v polykarbonátové modifikaci. V roce 2001–2 se na trzích objevuje 4. generace fototropních čoček Transitions. Pátá generace je uvedena v roce 2005 a v roce 2008 se objevují čočky s názvem Transitions VI, tedy šestá generace [3].

Obr. 8: Rozdíl mezi 5. a 6. generací brýlových čoček Transitions [3]

Obr. 9: Spektrum možného použití materiálu Transitions [3]

V současné době firma Transitions nabízí fototropní materiál, který by měl v určitých aspektech doplnit materiál 6. generace. Jedná se o materiál označený Transitions XTRActive. Tento materiál je dodáván pouze v šedé variantě. Výhodou je, že se aktivuje i v místnosti, resp. automobilu, kde jeho absorpce dosahuje cca 50 % v závislosti na teplotě. Samozřejmostí je 100% absorpce UV-záření.

Obr. 10: Rychlost a hodnota propustnosti světla při teplotě 23 °C
ve srovnání se 6. generací Transitions [3]

Obr. 11: Porovnání absorpce čoček v místnosti, resp. uvnitř automobilu [3]

Brýlové čočky vyrobené z materiálu Transitions XTRActive jsou schválena pro řízení automobilu ve dne i v noci (rozlišení signálních světel ISO 14889).

Sunsensor

Materiál Sunsensor je vyráběn firmou Corning. Jedná se o středněindexový fototropní organický materiál s propustností světla v deaktivovaném stavu na úrovni 86 %. V aktivovaném stavu dosahuje absorpce úrovně slunečních čoček kategorie 3 (propustnost 8–18 %). Materiál je dostupný v barevném provedení šedá, hnědá. Obsahuje 100% UV-filtr a je vhodný i pro vrtané brýle (patentové). Čočky je možné používat i pro řízení automobilu (ISO 14889). Materiál Sunsensor má index lomu 1.546, Abbeovo číslo 40 a hustotu 1.19 g/cm³.

Acclimates

Tento materiál je vyráběn firmou Transitions. Jedná se o organický fototropní materiál s indexem lomu 1.501, Abbeovým číslem 57, hustotou 1.32 g/cm³. Vyrábí se většinou ve sférickém provedení s UV-filterm 390 nm a zabarvováním do šedé nebo hnědé. Rozsah od maximálního zabarvení do minimálního odbarvení je menší než u většiny standardních materiálů Transitions.

Rodenstock ColorMatic

První čočka Perfalit ColorMatic se objevila v roce 1986. Obsahovala účinnou látku Indolino-spiro-naphthoxazine (ISNO), která zabarvovala čočku do modrého odstínu. Do brýlových čoček byla inkorporována metodou termálního transferu. V deaktivovaném stavu měla čočka 25% absorpci. Pokud byla vystavena UV-záření (50 kLx, 23 °C), zabarvila se až na 60 % absorpce. Nevýhodou této čočky byla ztráta absorpce v průběhu životnosti čočky. V roce 1995 se objevila brýlová čočka Perfalit ColorMatic New, kde byla využita nová technologie. Fotochromatické molekuly se přidávaly před vlastní polymerací do základního materiálu, kde se navázaly na monomer, nebo na iniciátor polymerace. Fotoaktivní látkou byly spiroxazinové a naphthopyranové molekuly. Čočka měla, v porovnání s jejím předchůdcem, lepší propustnost v deaktivovaném stavu (75–90 %, s AR až 95 %) a absorpce v aktivovaném stavu se zvýšila na 60–70 %. Společnost Rodenstock tyto čočky s ohledem na poptávku vyráběla ve variantě šedá, hnědá a zelená (SunMatic). V roce 1999 se objevila čočka 3. generace – Perfalit ColoMatic Extra. Chemikům se podařilo modifikovat barvu čočky v aktivovaném stavu a bylo dosaženo tak vyšší absorpce (o 5 % vzhledem ke 2. generaci). Dále byla zvýšena rychlost zabarvování a odbarvování a UV-protekce. O 30 % se také zvýšila doba, kdy dojde k vyčerpání fotoreakce. Index lomu této čočky byl 1.52.

Obr. 12: Vyčerpání fotoreakce u samozabarovacích čoček s xenovou lampou v % [6]

Další generace těchto čoček (Colormatic) se objevila v roce 2006 a měla index lomu zvýšený na 1.54 s možností zabarvování do hnědé a šedé barvy. Propustnost této čočky s AR byla 92 %. Dále bylo dosaženo 100% UV-protekce. Díky snaze dosáhnout vyššího indexu lomu se v roce 2006 také objevil samozabarvovací materiál s indexem lomu 1.67 (Perfalit ColorMatic, zabarvení na 85 % při 23 °C) a o rok později materiál s indexem lomu 1.6 (obě varianty v hnědé a šedé). V roce 2006 se také objevila čočka ColorMatic 1.54, která se barvila do zelené barvy. Posledním výrobkem je čočka ColorMatic IQ, která je optimální ve všech parametrech. Je dostupná v indexu lomu 1.6 a 1.67. Propustnost této čočky je stejná jako u materiálu 1.54, tj. 92 % s AR. Čočka se také téměř o 50 % rychleji odbarvuje a po 3 minutách odbarvování čočka dosahuje o 20% vyšší propustnosti pro světlo v porovnání s konkurenčními výrobky. Zabarvení je možné do šedé, hnědé a zelené barvy [6].

Zeiss PhotoFusion

Samozabarvovací brýlová čočka PhotoFusion s AR se zatmaví na 92 % absorpce za 15–30 sekund a odbarví se na 70 % propustnosti za 5–10 minut. Celková propustnost světla při maximálním odbarvení a standardní teplotě je 91 %. Čočka zajišťuje 100 % UV-protekci. Tuto technologii je možné použít u CR39, polykarbonátu nebo organické čočky s indexem lomu 1.67.