BR112020002676A2 - artigo óptico compreendendo um substrato com partículas incorporadas para aprimoramento da transmissão de luz - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um artigo óptico tendo um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica e uma transmissão de luz melhorada na gama visível. O substrato compreende uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, o índice de refração das partículas Rp sendo menor do que o índice de refração da matriz polimérica Rs.

Description

“ARTIGO ÓPTICO COMPREENDENDO UM SUBSTRATO COM PARTÍCULAS INCORPORADAS PARA APRIMORAMENTO DA TRANSMISSÃO DE LUZ”

[0001] A presente invenção se destina a artigos ópticos compreendendo um substrato feito de um material polimérico, tendo propriedades ópticas aprimoradas, tais como transmissão de luz na gama visível, e mais particularmente a lentes oftálmicas. A presente invenção também é direcionada a métodos para fabricar esses artigos ópticos.

[0002] Geralmente, existem três resultados possíveis para a luz conforme essa passa através de um material transparente, que são reflexão, absorção e transmissão. Quanto mais luz for transmitida através do material, maior a transparência, a clareza visual e o conforto do usuário, o que é uma propriedade importante necessária quando o artigo óptico é uma lente de óculos.

[0003] Em geral, um método para aumentar a transmissão de luz é a aplicação de revestimentos antirreflexo. Diminuir a reflexão em ambas as superfícies principais dos materiais resulta em uma transmissão aumentada através do referido material.

[0004] A diminuição da reflexão é crucial, especialmente para materiais com elevado índice de refração, uma vez que a transmissão de luz diminui com o aumento do índice de refração do material, o que significa que materiais com maior índice de refração sem revestimento antirreflexo irão sempre transmitir menos luz do que uma lente comparável de baixo índice.

[0005] Existem muitas referências da técnica anterior que descrevem como se obter artigos ópticos tendo propriedades de antirreflexo. Geralmente, o artigo óptico é formado em um molde em um primeiro passo, o produto moldado é removido e a função antirreflexo é incorporada através da formação ou transferência de um revestimento na superfície do artigo óptico moldado, cujos métodos compreendem o método de revestimento úmido, o método de deposição a vácuo, laminação, etc. Um revestimento também pode ser aplicado através da técnica de revestimento em molde (IMC), na qual uma composição de revestimento é injetada na superfície de um substrato enquanto ele ainda está no molde. Então, o revestimento solidifica e adere ao substrato. Outra técnica divulgada, por exemplo, no documento US2009/0011122,

envolve a formação de um revestimento na superfície do molde antes da fundição/injeção do material do substrato. O substrato é então curado e adere ao revestimento.

[0006] O documento WO 2010/022353 divulga um método para incorporar aditivos nas superfícies dos revestimentos através da modificação de um material de revestimento, compreendendo a aplicação de um fluido compreendendo partículas com um tamanho na gama de cerca de 0,1 nm a cerca de 100 µm a um material de revestimento úmido disposto em um substrato e secagem do material de revestimento úmido, de modo a obter um artigo revestido, em que as partículas são pelo menos parcialmente incorporadas na superfície do revestimento seco. Esse método é usado para formar revestimentos antirreflexo em óculos.

[0007] O documento WO 2010/022353 também divulga um método para incorporar aditivos na superfície de artigos poliméricos como uma alternativa para dispersar os aditivos através da totalidade do material. O método compreende aplicar, a pelo menos a uma porção de uma forma de moldagem, um fluido compreendendo partículas com um tamanho na escala de cerca de 0,1 nm a cerca de 100 µm, e moldar uma composição de trabalho usando a forma de moldagem tratada de modo a obter partículas sendo pelo menos parcialmente ou incorporadas com segurança na composição de trabalho.

[0008] No entanto, o uso de um processo de revestimento de superfície para fazer uma superfície funcionalizada pode envolver vários passos de fabricação adicionais, incluindo pré-tratamento da superfície, camadas primárias adicionais e sofre de passos complexos de aplicação e de cura, incompatibilidade de expansão térmica, descamação e várias outras desvantagens.

[0009] A camada de revestimento deve aderir ou se ligar suficientemente ao substrato subjacente, a fim de evitar o desprendimento do substrato, o que é especialmente desafiador para os substratos poliméricos. A execução adequada de técnicas baseadas no revestimento pode exigir compromissos significativos de pesquisa e de desenvolvimento, e a modificação das propriedades da superfície de um material de substrato com revestimentos antirreflexo tem um impacto significativo no custo do produto.

[0010] Tendo em vista as questões anteriores, existe a necessidade de um artigo óptico compreendendo um meio capaz de melhorar a transmissão de luz através do referido artigo sem a necessidade de usar revestimentos de superfície antirreflexo. Isso seria particularmente interessante no campo das lentes oftálmicas, para a produção de lentes econômicas ou lentes solares, que podem ser vendidas sem revestimento, especialmente se o substrato da lente tiver um elevado índice de refração.

[0011] O processo de fabricação desse artigo deve ser simples, fácil de implementar e reprodutível. Outro objetivo é aprimorar a produtividade, através da redução do tempo de preparação do artigo óptico, sem prejudicar a polimerização da composição do material óptico e as propriedades mecânicas do material óptico final.

[0012] Também é desejável que o artigo óptico exiba um baixo nível de tom amarelado, sem defeitos cosméticos, e, opcionalmente, proteção contra a luz UV e/ou luz azul prejudiciais. O artigo óptico deve ser percebido como transparente e principalmente incolor por um observador externo.

[0013] Os inventores descobriram que era possível modificar o substrato de um artigo óptico através da incorporação de partículas específicas, preferencialmente nanopartículas, na sua superfície de forma a melhorar as suas propriedades ópticas.

[0014] Para resolver as necessidades da presente invenção e para remediar as desvantagens mencionadas da técnica anterior, o requerente confere um artigo óptico tendo um substrato feito a partir de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica e uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, sendo o índice de refração das partículas Rp menor do que o índice de refração da matriz polimérica Rs.

[0015] A invenção também se refere ao uso de partículas para aumentar o fator de transmissão de luz relativa no espectro visível Tv de um artigo óptico, em que o artigo óptico tem um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica, o substrato compreende uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, e o índice de refração das partículas R p é menor do que o índice de refração da matriz polimérica Rs.

[0016] Os objetos, características e vantagens anteriores e outros objetos, características e vantagens da presente invenção se tornarão rapidamente aparentes para os peritos na técnica a partir de uma leitura da descrição detalhada que se segue, quando considerada em conjunto com o desenho anexo, em que a figura 1 representa os passos principais de um processo de moldagem para preparar um artigo óptico de acordo com a invenção, a figura 2 mostra o efeito da diferença do índice de refração entre o material do substrato e as partículas modificadoras de sílica na transmissão na gama visível de lentes de acordo com a invenção, e a figura 3 ilustra o efeito do índice de refração das partículas modificadoras na transmissão na gama visível para diferentes materiais de substrato. Descrição detalhada da invenção

[0017] Os termos "compreender" (e qualquer variação gramatical do mesmo, tal como "compreende" e "compreendendo"), "ter" (e qualquer variação gramatical do mesmo, tais como "tem" e "tendo"), "conter" (e qualquer variação gramatical do mesmo, tal como "contem" e "contendo"), e "incluir" (e qualquer variação gramatical do mesmo, tal como "inclui" e "incluindo") são verbos de ligação de terminação aberta. Esses são usados para especificar a presença das características, números inteiros, passos ou componentes ou grupos expressos dos mesmos, mas não excluem a presença ou a adição de uma ou mais outras características, números inteiros, passos ou componentes ou grupos dos mesmos. Como resultado, um processo, ou um passo em um método, que "compreende", "tem", "contém" ou "inclui" um ou mais passos ou elementos possui esses um ou mais passos ou elementos, mas não está limitado a possuir apenas esses um ou mais passos ou elementos.

[0018] A menos que indicado de outra forma, todos os números ou expressões, se referindo a quantidades de ingredientes, gamas, condições de reação, etc., usados no presente documento são para ser entendidos como modificados em todos os casos pelo termo "cerca de".

[0019] Na presente descrição, a menos que especificado de outra forma, um artigo/material óptico é entendido como sendo transparente quando a observação de uma imagem através do referido artigo óptico é percebida sem perda significativa de contraste, isto é, quando a formação de uma imagem através do referido artigo óptico é obtida sem afetar adversamente a qualidade da imagem. Essa definição do termo "transparente" pode ser aplicada a todos os objetos qualificados como tal na descrição, a menos que especificado de outra forma.

[0020] O artigo óptico de acordo com a invenção é uma lente óptica ou lente em bruto, mais preferencialmente uma lente oftálmica ou lente em bruto oftálmica.

[0021] O termo "lente oftálmica" é usado para significar uma lente adaptada a uma armação de óculos para proteger o olho e/ou corrigir a visão. Essa lente pode ser escolhida a partir de lentes afocais, unifocais, bifocais, trifocais, progressivas, planas, solares e de Fresnel.

[0022] Embora a óptica oftálmica seja um campo preferido da invenção, deve ser entendido que a presente invenção pode ser aplicada a artigos ópticos de outros tipos onde a transmissão óptica melhorada pode ser benéfica, tais como, por exemplo, lentes para instrumentos ópticos, em fotografia ou astronomia, lentes de mira óptica, viseiras oculares, óptica de sistemas de iluminação, etc.

[0023] Um substrato, no sentido da presente invenção, deve ser entendido como significando um substrato não revestido, e geralmente tem duas faces principais. O substrato pode, em particular, ser um material oticamente transparente tendo a forma de um artigo óptico, por exemplo, uma lente oftálmica destinada a ser montada em óculos. Nesse contexto, o termo "substrato" é entendido como o material constituinte base da lente óptica e mais particularmente da lente oftálmica. Esse material pode atuar como um suporte para uma pilha de um ou mais revestimentos ou camadas.

[0024] O substrato óptico pode ser modificado em pelo menos uma de suas superfícies principais, por exemplo, em sua superfície principal frontal, superfície principal traseira ou, preferencialmente em ambas superfícies principais, com partículas de acordo com a invenção. Pelo menos uma porção da superfície do substrato é modificada por partículas, por exemplo, uma área predeterminada, tal como uma parte central do substrato, e preferencialmente a totalidade da superfície do substrato. Tal como usado no presente documento, a face traseira do substrato pretende significar a face que, durante o uso do artigo, está mais próxima do olho do usuário. É geralmente uma face côncava. Pelo contrário, a face frontal do substrato é a face que, durante o uso do artigo, está mais distante do olho do usuário. É geralmente uma face convexa.

[0025] O artigo óptico de acordo com a invenção compreende um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica. O substrato é um substrato de vidro orgânico, por exemplo um vidro orgânico feito a partir de uma resina termoplástica ou termoendurecível, geralmente escolhido a partir de materiais transparentes de grau oftálmico usados na indústria oftálmica.

[0026] Os materiais termoplásticos podem ser selecionados a partir de, por exemplo poliamidas, poliimidas, polissulfonas, policarbonatos, poliuretanos, poliestirenos, poli(tereftalato de etileno), polimetilmetacrilato (PMMA) e copolímeros dos mesmos. Os materiais termoplásticos preferidos são os policarbonatos.

[0027] A classe preferida de matrizes poliméricas (também referidas como "material de substrato" na presente divulgação) compreende resinas termoendurecíveis (reticuladas) que podem ser selecionadas a partir de, por exemplo: polímeros e copolímeros (met)acrílicos ou tio(met)acrílicos, em particular os halogenados, ou (met)acrilatos aromáticos polietoxilados, tais como os derivados a partir de polímeros e copolímeros de bisfenol-A, uretano e tiouretano, resultantes da polimerização de pelo menos um poliisocianato e pelo menos um poliol ou politiol (comercializados, por exemplo, sob o nome comercial Trivex® pela empresa PPG Industries), polímeros e copolímeros de epóxi (poliepóxidos), polímeros e copolímeros de epissulfido, tais como os que resultam da polimerização de pelo menos um poliepisulfido e, pelo menos, um politiol, resinas resultantes da polimerização ou (co)polimerização de carbonatos de bis(alil)alquilenoglicol, tais como polímeros e copolímeros de bis(alilcarbonato) de dietilenoglicol (comercializados, por exemplo, sob o nome comercial CR-39® pela empresa PPG Industries, as lentes comercializadas correspondentes sendo referidas como lentes ORMA ® da ESSILOR). Os materiais de substrato termoendurecíveis preferidos são feitos de resinas resultantes da polimerização ou (co)polimerização de carbonatos de bis(alil)alquilenoglicol, tais como polímeros e copolímeros de bis(alilcarbonato) de dietilenoglicol ou resinas de poliuretano ou de polietiuretano, tais como aquelas que possuem um índice de refração de 1,60 ou 1,67, ou resinas de poliepissulfeto, tais como aquelas com índice de refração de 1,74.

[0028] Exemplos específicos de matrizes poliméricas adequadas para a presente invenção são aqueles obtidos a partir de resinas de politiuretano termoendurecíveis, que são comercializadas pela empresa Mitsui Toatsu Chemicals como séries MR, em particular resinas MR6®, MR7®, MR8® e MR10®. Esses materiais, bem como os monômeros usados para a sua preparação, são especialmente descritos nas patentes US 4,689,387, US 4,775,733, US 5,059,673, US 5,087,758 e US 5,191,055.

[0029] A matriz polimérica do substrato tem preferencialmente um índice de refração Rs maior ou igual a 1,5, preferencialmente maior ou igual a 1,55, mais preferencialmente maior ou igual a 1,6.

[0030] O substrato do artigo óptico compreende uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, sendo o índice de refração das partículas Rp menor do que o índice de refração da matriz polimérica Rs.

[0031] A camada externa do substrato no qual as partículas são incorporadas geralmente tem uma espessura que é substancialmente uniforme e, preferencialmente, menor do que ou igual a 1 µm, mais preferencialmente, menor do que 500 nm. Por uma questão de clareza, as partículas são apenas incorporadas na camada externa do substrato e não na totalidade do substrato.

[0032] Por “incorporado”, se pretende significar que as partículas ou são totalmente rodeadas pelo substrato ou parcialmente rodeadas por substrato. No último caso, as partículas ainda estão fortemente ligadas mecanicamente ao substrato, embora adjacentes à superfície. O grau de incorporação irá depender do processo e da topografia da superfície do molde. A pressão e/ou a temperatura podem opcionalmente ser ajustadas de modo a controlar o grau de incorporação.

[0033] Em alguns aspetos da invenção, as partículas têm um índice de refração Rp menor ou igual a 1,6, preferencialmente menor ou igual a 1,55, mais preferencialmente menor ou igual a 1,5, ainda mais preferencialmente menor ou igual a 1,45. Em uma modalidade da invenção, o índice de refração das partículas R p e o índice de refração da matriz polimérica Rs são tais que Rp + 0,1 < Rs, preferencialmente Rp + 0,15 < Rs, mais preferencialmente Rp + 0,2 < Rs, ainda mais preferencialmente Rp + 0,25 < Rs. O substrato tendo partículas incorporadas em uma camada externa exibe propriedades antirreflexo, especialmente quando há uma diferença significativa no índice de refração entre a matriz de substrato e as partículas incorporadas.

[0034] Em uma modalidade preferida, o substrato do artigo óptico compreende menos do que 1% em peso, em relação ao peso do substrato, de partículas (incorporadas) tendo um índice de refração Rp superior ou igual ao índice de refração da matriz polimérica Rs e, mais preferencialmente, não compreende essas partículas.

[0035] As partículas são geralmente partículas inorgânicas e, preferencialmente, partículas de óxido de metal, hidróxido de metal ou fluoreto de metal. Na presente descrição, o termo "metal" inclui "metaloide".

[0036] Exemplos não limitativos de partículas que podem ser usadas incluem partículas de óxido de silício (preferencialmente SiO2), óxido de alumínio (tal como safira), óxido de silício dopado com alumina, óxido de magnésio (MgO), óxido de cálcio (CaO), fluoreto de magnésio MgF2, fluoreto de lantânio LaF3, fluoreto de alumínio AlF3, fluoreto de cério CeF3, Mg(OH)2, Ca(OH)2 e Al(OH)3. Podem ser usadas misturas de duas ou mais partículas. As partículas mais preferidas são sílica, Al 2O3 e MgF2, preferencialmente sílica e MgF2. De fato, foi demonstrado que o ganho de transmissão devido ao uso de partículas incorporadas na matriz de substrato é ainda maior se a diferença do índice de refração entre a matriz de substrato e as partículas modificadoras for significativa. Portanto, é preferível usar partículas tendo um baixo índice de refração.

[0037] A esse respeito, as partículas podem ser vantajosamente porosas ou ocas para diminuir ainda mais o seu índice de refração. A preparação e o uso de tais partículas foram amplamente descritas na literatura, em particular nos pedidos de patente WO 2006/095469, JP 2001-233611, WO 00/37359 e JP2003-222703. Tais partículas também estão disponíveis comercialmente a partir das Catalyst &

Chemicals Industries Co. (CCIC), por exemplo, sob a forma de sílica porosa sob o nome comercial THRULYA®.

[0038] As partículas também podem incluir adequadamente um ou mais agentes funcionais. Tais aditivos são úteis para conferir propriedades úteis adicionais às partículas. Em modalidades da invenção, o aditivo está contido nas partículas ou enxertado nas partículas e é preferencialmente um aditivo de absorção de luz ou qualquer outro composto funcional. O aditivo de absorção de luz pode ser escolhido, sem limitação, a partir de um corante, um composto fotocrômico (de modo a produzir um artigo que exibe uma mudança de cor quando exposto a uma radiação específica), um absorvente de infravermelho e um absorvente de UV. Desse modo, as partículas podem ser modificadas através do enxerto de um grupo orgânico ou uma molécula, especialmente através do enxerto em um átomo de silício. Essas moléculas também podem ser incluídas nas partículas, por exemplo por encapsulamento, de forma a trazer valores adicionais específicos, tais como divulgados, por exemplo, no pedido de patente EP 16306039.5 em nome do requerente.

[0039] As partículas também podem ser partículas compostas baseadas em dois ou mais óxidos, fluoretos ou hidróxidos metálicos, ou pelo menos um desses materiais e pelo menos um polímero (por exemplo, partículas híbridas tendo uma estrutura de núcleo/invólucro ou partículas de Janus). Compósitos tais como SiO2/TiO2, SiO2/ZrO2, SiO2/TiO2/ZrO2 ou TiO2/SiO2/ZrO2/SnO2 ou partículas reativas do invólucro do núcleo tendo pelo menos um óxido, fluoreto ou hidróxido metálico como o núcleo e um material polimerizável como o invólucro, tal como um pré-polímero, podem ser empregues. Os grupos reativos das últimas partículas podem reagir uns com os outros sob tratamento térmico ou UV ou reticulação adicional com material reativo da matriz de substrato, tal como compostos polimerizáveis, durante a preparação do artigo óptico, conferindo uma rede densa e, desse modo, uma superfície de substrato mais dura.

[0040] Em uma modalidade da invenção, as partículas incorporadas são modificadas por funcionalização com um agente de acoplamento de silano, conforme definido a seguir.

[0041] O diâmetro preferido das partículas é inferior a 150 nm (nesse caso, as partículas são nanopartículas) e, preferencialmente, varia de 2 a 100 nm, de 2 a 50 nm e de 5 a 40 nm, mais preferencialmente de 5 a 20 nm, ainda melhor de 10 a 15 nm. O tamanho das partículas em um líquido é determinado por métodos convencionais, tais como dispersão de luz e analisador de tamanho de partículas. O tamanho das partículas em um sólido é determinado por microscópio eletrônico de tunelamento ou espalhamento de luz.

[0042] As partículas podem incluir uma população homogênea ou heterogênea de partículas e podem incluir partículas de tamanhos diferentes, naturezas diferentes ou ambas. Dessa forma, o usuário pode incorporar vários tipos de partículas com vários tipos de funcionalidade de modo a fornecer várias propriedades de acordo com o uso final do produto.

[0043] Em algumas modalidades, a distribuição da população homogênea ou heterogênea de partículas não é a mesma na superfície do substrato, levando à possibilidade de ter um gradiente de partículas.

[0044] Em algumas modalidades, as partículas podem ser feitas de uma mistura de partículas de tamanho pequeno, por exemplo, tendo um diâmetro de 10 a 15 nm e de partículas de tamanho maior, por exemplo, tendo um diâmetro de 30 a 80 nm. São preferidas partículas de baixo diâmetro, uma vez que partículas maiores tendem a diminuir levemente a transmissão e a aumentar a névoa do artigo óptico devido à dispersão da luz.

[0045] A matriz polimérica do presente artigo óptico pode ser obtida a partir de métodos que são bem conhecidos pelos peritos na técnica, tipicamente a partir de uma composição de material óptico (composição de substrato ou composição de moldagem), que pode ser resina de material óptico ou uma composição polimerizável.

[0046] A composição de material óptico que pode conter aditivos comumente usados na técnica, por exemplo, agentes liberadores de molde interno (descritos, por exemplo, no documento US2014/252282), modificadores de resina, estabilizadores de luz, absorventes de UV, absorventes de infravermelho próximo, catalisadores/iniciadores de polimerização, agentes de balanceamento da cor,

extensores de cadeia, agentes de reticulação, eliminadores de radicais livres, tais como antioxidantes e estabilizadores de luz amino-impedidos, corantes, pigmentos, enchimentos, surfactantes e aceleradores de adesão.

[0047] A composição do material óptico de acordo com a invenção geralmente compreende um sistema para iniciar a polimerização (iniciador ou catalisador). O sistema iniciador de polimerização pode compreender um ou mais agentes iniciadores de polimerização térmica ou fotoquímica ou, alternativamente, uma mistura de agentes iniciadores de polimerização térmica e fotoquímica, dependendo da natureza dos compostos polimerizáveis. Geralmente, os agentes iniciadores são usados em uma proporção de 0,01 a 5% em peso em relação ao peso total de compostos polimerizáveis presentes na composição.

[0048] Em particular, para substratos resultantes da polimerização ou (co)polimerização de resinas de poliuretano e politiouretano, os catalisadores preferidos são selecionados a partir de alquilestinas, óxidos de alquiltina, complexos de coordenação de metais ou aminas, mais preferencialmente alquilinas. Uma proporção preferida para alquilestinas é de 0,02 a 2% em peso em relação ao peso total de compostos polimerizáveis presentes na composição. Alquiltinas preferidas são dicloreto de dibutilestanho e dicloreto de dimetilestanho.

[0049] Iniciadores de radicais livres que normalmente são recomendados para uso com monômeros de (alilcarbonato) de poliol, tal como bis (alilcarbonato) de dietilenoglicol, são peroxidicarbonato de diisopropila (IPP), peróxido de benzoíla (BPO), peroxidicarbonato de di-sec-butila (Arkema Lup225), iniciadores de peroxidicarbonato bis(terc-butilciclo-hexila) (Akzo Perkadox 16) e de monoperoxicarbonato, tais como isopropilcarbonato de terc-butilperoxi.

[0050] De acordo com a invenção, o material óptico pode compreender pelo menos um corante absorvente que inibe parcialmente a transmissão de luz na gama de comprimento de onda de 400 nm a 500 nm, ou seja, a gama de comprimento de onda azul, mais preferencialmente a gama de 415-455 nm ou a gama de 420-450 nm. Os corantes de corte da luz azul são descritos extensivamente no documento WO 2017/077358, em nome do requerente.

[0051] Em uma modalidade da invenção, o material óptico compreende adicionalmente pelo menos um absorvente de UV a fim de reduzir ou impedir que a luz UV atinja a retina (em particular, em materiais para lentes oftálmicas), mas também para proteger o próprio material de substrato, protegendo-o, desse modo, do desgaste e de tornar-se frágil e/ou amarelo. O referido absorvente de UV também limita ou mesmo elimina a fotodegradação de corantes e absorventes contidos no substrato. Também pode ser incorporado em um revestimento presente na superfície do artigo óptico.

[0052] O espectro de UV tem muitas bandas, especialmente bandas UVA, UVB e UVC. Entre essas bandas de UV chegando à superfície da terra, a banda UVA, variando de 315 nm a 380 nm, e a banda UVB, variando de 280 nm a 315 nm, são particularmente prejudiciais para a retina.

[0053] O absorvente de UV que pode ser usado na presente invenção preferencialmente tem a capacidade de bloquear pelo menos parcialmente a luz tendo um comprimento de onda menor do que 400 nm, preferencialmente comprimentos de onda UV abaixo de 385 ou 390 nm.

[0054] Os absorventes de UV mais preferidos têm um pico máximo de absorção em uma gama de 350 nm a 370 nm e/ou não absorvem luz na gama de 465-495 nm, preferencialmente na gama de 450-550 nm. Em uma modalidade, o absorvente de UV não absorve uma quantidade substancial de luz visível.

[0055] Em uma modalidade preferida, o absorvente de UV tem a capacidade de cortar pelo menos parcialmente a luz azul e, desse modo, apresenta um espectro de absorção que se prolonga para uma gama de comprimento de onda selecionada dentro da gama de luz azul visível do espectro eletromagnético (região de 400-500 nm), em particular a gama de comprimento de onda com um perigo aumentado, ou seja, a gama de 415-455 nm, preferencialmente a gama de 420-450 nm.

[0056] Absorventes de UV adequados incluem, sem limitação, benzofenonas substituídas, tais como 2-hidroxibenzofenona, 2-hidroxibenzofenonas substituídas divulgadas na Pat. dos E.U.A. No. 4,304,895, 2-hidroxi-4-octiloxibenzofenona (Seesorb 102®) 2,7-bis(5-metilbenzoxazol-2-il)-9,9-dipropil-3-hidroxifluoreno, 1,4-

bis(9,9-dipropil-9H-fluoreno[3,2-d]oxazol-2-il)-2-hidroxifenila, 2-hidroxifenil-s-triazinas e os compostos de benzotriazoles.

[0057] O absorvente de UV é preferencialmente um composto de benzotriazol. Absorventes de UV adequados dessa família incluem, sem limitação, 2-(2- hidroxifenil)-benzotriazoles tais como 2-(2-hidroxi-3-t-butil-5-metilfenil) clorobenzotriazol, n-octil-3-[3-terc-butil-4-hidroxi-5-(5-cloro-2H-benzotriazol-2-il)fenil] propionato (Eversorb 109®), 2-(2'-hidroxi-5'-t-octilfenil) benzotriazol, 2-(3'-metalil-2'- hidroxi-5'-metilfenil) benzotriazol ou outros hidroximetilfenilbenzotriazoles de alila, 2- (2-hidroxi-5-metilfenil)-2H-benzotriazol (Seesorb® 701), 2-(3,5-di-t-amil-2-hidroxifenil) benzotriazol, e os 2-hidroxi-5-acriloxifenil-2H-benzotriazoles divulgados na Pat. dos E.U.A. No. 4,528,311. Os absorventes preferidos são da família de benzotriazol. Os produtos comercialmente disponíveis incluem Tinuvin® e Chimassorb® compostos da BASF, tais como Tinuvin® 326, Seeseorb® 701 e 703 da Shipro Kasei Kaisha, Viosorb 550® da Kyodo Chemicals, e Kemisorb 73® da Chemipro e TCP Tinuvin Carbo Protect da BASF.

[0058] Os absorventes de UV são preferencialmente usados em uma quantidade representando de 0,1 a 5% do peso do material óptico, e preferencialmente de 0,2 a 2%.

[0059] Em uma modalidade, a composição de material óptico compreende pelo menos um componente de equilíbrio de cores de modo a obter um artigo óptico tendo uma aparência cosmeticamente aceitável para o utilizador/usuário e quando visto por um observador externo, em particular percebido principalmente como cor neutra. De fato, meios de bloqueio da luz azul, tais como corantes ou absorventes de UV específicos que podem estar presentes na composição polimerizável, tendem a produzir uma tonalidade de cor no artigo óptico como um "efeito colateral", o último parecendo amarelo, marrom ou âmbar, se não for empregue equilíbrio de cores.

[0060] Na presente invenção, o agente de equilíbrio de cores é preferencialmente um agente azulado, isto é, um composto tendo uma banda de absorção no espectro de luz visível na região do comprimento de onda laranja a amarelo e que manifesta uma cor de azul a violeta. Os agentes de equilíbrio de cores são descritos extensivamente no documento WO 2017/077358, em nome do requerente. Mais detalhes relacionados com a presente modalidade, tal como a disposição do componente de equilíbrio de cores em relação a um sistema que bloqueia os comprimentos de onda da luz azul, e outros sistemas exemplares, incluindo um componente de bloqueio da luz azul e um componente de equilíbrio de cores, podem ser encontrados, por exemplo, nos documentos US 8,360,574, WO 2007/146933, WO 2015/097186, WO 2015/097492.

[0061] O componente de equilíbrio de cores é geralmente usado em uma quantidade suficiente para ajustar a tonalidade do material óptico, tipicamente de 0,01 a 5% em peso, mais preferencialmente de 0,1 a 2%, em relação ao peso da composição do material óptico.

[0062] Os componentes de equilíbrio de cores, corantes e absorventes de UV são geralmente incorporados no substrato do artigo óptico, mas também podem ser incorporados em pelo menos um revestimento/película aplicado na superfície do substrato, tal como um revestimento primário ou um revestimento duro.

[0063] A invenção adicionalmente se destina a uma lente de óculos de plástico compreendendo um substrato de lente, sendo o substrato de lente obtido a partir do material óptico divulgado acima, preferencialmente por moldagem.

[0064] O método para preparar um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica, tendo uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, será agora descrito.

[0065] Os inventores conseguiram incorporar com sucesso uma função antirreflexo no substrato de um artigo óptico diretamente durante o passo de fabricação do próprio substrato, o que é um êxito sem precedentes.

[0066] Um método preferido para obter um artigo óptico que inclui um substrato feito de um material óptico de acordo com a invenção, isto é, com uma camada de partículas incorporadas, compreende cobrir, pelo menos, uma porção da face interna de um molde por partículas e usar o molde coberto para formar o substrato através de um processo tal como polimerização por fundição (formando uma matriz de substrato termoendurecível ao curar uma composição líquida) ou moldagem por injeção

(formando uma matriz de substrato termoplástica ou termoendurecível, geralmente uma termoplástica). O presente método é compatível com os processos de moldagem existentes, uma vez que as partículas são aplicadas na superfície interna do molde antes do processo de fundição. Está resumido na figura 1.

[0067] A moldagem por injeção compreende a injeção de um material termoendurecível ou termoplástico, por exemplo, um material à base de policarbonato, em um molde de injeção. Os moldes para uso óptico são altamente polidos. O molde tendo pelo menos uma porção da sua superfície interna coberta por partículas, em áreas predeterminadas, tal como uma área central do molde ou, preferencialmente, a totalidade da superfície do molde, é alimentado, de uma maneira conhecida per se, de modo a preencher a cavidade do molde, por um dispositivo para compressão e injeção do material, que compreende um bico de injeção, um parafuso de compressão e um dispositivo de aquecimento. Após o aquecimento e/ou a cura, o molde é aberto e, após resfriamento, um artigo óptico de acordo com a invenção pode ser recuperado.

[0068] No entanto, um método preferido é a polimerização por fundição. Desse modo, a invenção se refere a um método para a preparação de um artigo óptico, conforme descrito no presente documento, compreendendo: (a) conferir um molde tendo uma face interna, (b) cobrir pelo menos uma porção da referida face interna do molde por partículas, preferencialmente a totalidade da superfície do molde, (c) encher o molde com uma composição polimerizável, (d) curar a referida composição polimerizável, e (e) obter um artigo óptico compreendendo um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica, o substrato tendo uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, o índice de refração das partículas Rp sendo menor do que o índice de refração da matriz polimérica Rs. Rs é preferencialmente maior ou igual a 1,5, mais preferencialmente maior ou igual a 1,6, enquanto as partículas têm preferencialmente um índice de refração Rp menor do que ou igual a 1,6 e, geralmente, Rp + 0,1 < Rs,

preferencialmente Rp + 0,2 < Rs.

[0069] Os moldes são bem conhecidos na técnica, e o molde ideal para uma aplicação específica será facilmente identificado pelo perito na técnica. O molde pode ter virtualmente qualquer forma.

[0070] Em uma modalidade, por exemplo, quando o molde é um molde de vidro, é preferível cobrir a superfície interna do molde com pelo menos um agente de cobertura, tal como um organossilano, antes do passo (b). De fato, os moldes de vidro compreendem grupos silanol de superfície propensos a reagir através da formação de ligações covalentes com agente de acoplamento de silano em excesso/que não reagiu que pode estar presente na composição de revestimento compreendendo as partículas e, desse modo, na superfície do substrato resultante, e pode impedir a desmontagem do artigo moldado do molde. Um passo de cobertura do molde permite a introdução de grupos terminais que resistem a reações adicionais, tais como grupos alquila terminais. A superfície do molde é, assim, coberta com o agente de cobertura de modo a favorecer a desmontagem do molde.

[0071] Compostos de cobertura exemplares capazes de suprimir os grupos reativos presentes na superfície de um molde incluem n-propiltrimetoxissilano, n- propiltrietoxissilano, metiltrietoxissilano, n-octiltrimetoxissilano, n-octiltrietoxissilano, feniltrimetoxissilano, 3-isocianatopropiltrimetoxissilano, trimetoxissilano de 3- (metacriloiloxi)propila, 3-aminopropiltrimetoxissilano, 2-[metoxi(polietilenoxi)propil]- trimetoxissilano, 3-mercaptopropiltrimetoxissilano, dimetildietoxissilano, γ- glicidoxipropiltrimetoxissilano, 3-isocianatopropiltrietoxissilano, metoxotri(etolenoxo)propoltrimetoxossilano, um fluoroalquiltrialcoxissilano, ou uma mistura dos mesmos.

[0072] Os compostos de cobertura hidrofóbica, tais como octiltrietoxissilano, são preferidos uma vez que levam a um processo mais fácil de desmontagem do molde devido à menor tensão superficial.

[0073] A composição de cobertura geralmente compreende pelo menos um agente de cobertura, pelo menos um solvente, tal como água, um álcool, uma cetona, um éster ou combinações dos mesmos, preferencialmente um álcool tal como metanol, etanol ou isopropanol opcionalmente usado com água, e opcionalmente, um catalisador ácido, tal como ácido clorídrico ou ácido acético, uma vez que o agente de acoplamento de organossilano pode ser usado sob a forma de uma solução pré- condensada de silano, conforme descrito abaixo no presente documento no contexto da descrição de agentes de acoplamento de silano.

[0074] A composição de cobertura é geralmente aplicada no molde na fase líquida e depois seca e/ou curada à temperatura ambiente ou por aquecimento.

[0075] No passo (b) do processo acima, pelo menos uma porção da face interna do molde é coberta por partículas. O grau de cobertura pode ser determinado pelas necessidades do usuário; em algumas situações, o usuário pode não exigir que seja ocupada por partículas mais do que uma pequena porção da área da superfície.

[0076] Uma vez que o material depositado no molde está em forma de partículas e as partículas estão homogeneamente dispersas na superfície do molde, é produzida uma camada porosa, na qual o material do substrato se difunde, ao contrário das técnicas que envolvem a formação de uma camada contínua em um molde. A limitação da quantidade de aglutinante na composição de revestimento garante que não seja formada uma camada contínua. As partículas são preferencialmente usadas sob uma forma coloidal, mais preferencialmente como um coloide funcionalizado por um agente de acoplamento de silano. A preparação de partículas coloidais requer métodos bem conhecidos. Conforme usado neste documento, "coloides" são partículas finas cujo diâmetro médio (ou cujo tamanho maior, no caso de partículas alongadas) é inferior a 150 nm, mais preferencialmente inferior a 100 nm, dispersas dentro de um meio dispersante, tal como água, um álcool, uma cetona, um éster ou combinações dos mesmos, preferencialmente um álcool tal como metanol, etanol ou isopropanol. Com esse baixo diâmetro médio das partículas, a transparência do substrato não será afetada.

[0077] As partículas coloidais mais preferidas são partículas coloidais de pelo menos um óxido de metal, hidróxido de metal ou fluoreto de metal, em particular sílica, coloides de Al2O3 e MgF2, preferencialmente sílica. Essas partículas podem ser preparadas pelo método Stöber. O método Stöber é um método simples e bem conhecido compreendendo uma hidrólise e condensação do tetrassilicato de etila Si(OC2H5)4 em etanol catalisado por amônia. O método permite obter uma sílica diretamente em etanol, uma população de partículas quase monodispersas, um tamanho de partícula controlável e uma superfície de partícula (SiO-NH4+). Os coloides de sílica também são comercializados pela DuPont de Nemours sob o nome comercial Ludox®.

[0078] As partículas são preferencialmente usadas em uma composição de revestimento contendo 0,5 a 10% em peso de partículas, dispersas coloidalmente em um meio de dispersão, mais preferencialmente 1 a 8% ou 1 a 5% em peso, em relação ao peso total da composição. O teor em peso das partículas pode ser adaptado de forma a aumentar ou a diminuir a espessura da camada externa do substrato no qual as partículas estão incorporadas. Se verificou que não é necessária uma grande quantidade de partículas para aumentar a transmissão.

[0079] A composição de revestimento geralmente contém pelo menos um solvente, que é preferencialmente um álcool, tal como um alcanol (metanol, etanol, propanol...) ou um monoéter de glicol (por exemplo, Dowanol PM® da Dow Chemical), uma cetona (tal como metiletilcetona), carbonato de propileno ou água. O solvente é preferencialmente um solvente orgânico, tal como metanol. As partículas são adequadamente dispersas ou suspensas na composição por mistura, sonicação, agitação, vibração, fluxo, mistura, agitação e similares.

[0080] A quantidade total de solvente depende da natureza do molde a ser revestido e do processo de revestimento. O objetivo do solvente é obter um bom umedecimento da superfície e uma gama específica de viscosidade do revestimento determinada pelo equipamento de revestimento usado para atingir uma gama específica de espessura do revestimento. O solvente ou mistura de solventes representa tipicamente de 25 a 95% do peso da composição, preferencialmente de 50 a 85%.

[0081] Em uma modalidade da invenção, a composição de revestimento compreende pelo menos um agente de acoplamento de silano (ou um hidrolisado do mesmo), que é usado para funcionalizar as partículas (coloidais) antes da deposição na superfície do molde obtendo, desse modo, partículas reativas. Isso pode ajudar a promover a adesão das partículas à matriz polimérica, desenvolvendo interações. Dessa forma, as partículas funcionalizadas podem melhorar a coesão da superfície e as propriedades mecânicas do substrato. A presença de um agente de acoplamento de silano permite obter uma resistência à abrasão que é superior à da matriz polimérica.

[0082] Os agentes de acoplamento de silano são compostos contendo grupos funcionais que reagem ou se ligam tanto a materiais orgânicos e inorgânicos. Um agente de acoplamento de silano atuará em uma interface entre uma matriz polimérica orgânica e uma partícula inorgânica, para ligar ou acoplar os dois materiais diferentes.

[0083] As partículas (coloidais) são, preferencialmente modificadas com um silano contendo um grupo orgânico reativo ligado ao átomo de silício através de um átomo de carbono, tal como um epoxissilano, um aminossilano, um silano não saturado ou uma mistura dos mesmos, mais preferencialmente com um epoxialcoxissilano, um aminoalcoxissilano, um alcoxissilano não saturado ou uma mistura dos mesmos. Esses grupos reativos podem reagir uns com os outros ou reticulação adicional com material reativo da matriz de substrato, tal como compostos polimerizáveis, durante a preparação do artigo óptico, conferindo uma rede densa e, desse modo, uma superfície de substrato mais dura.

[0084] Exemplos de epoxialcoxissilanos capazes de reagir tanto com partículas de superfície como com matriz polimérica são -glicidoxipropil-trimetoxissilano (glimo), - glicidoxipropil-pentametildissiloxano, -glicidoxipropil-metil-diisopropenoxissilano, - glicidoxipropil-metil-dietoxissilano, -glicidoxipropil-dimetil-etoxissilano, - glicidoxipropil-diisopropil-etoxissilano e -glicidoxipropil-bis (trimetilsiloxi) metilsilano. Exemplos adicionais de epoxialcoxissilanos úteis podem ser encontrados no documento WO 2012/062790, em nome do requerente. O epoxialcoxissilano preferido é o glimo.

[0085] O alcoxissilano não saturado preferencialmente compreende uma ligação dupla etilénica terminal, e pode ser, por exemplo, um vinilsilano, um alilsilano, um silano acrílico ou um silano metacrílico.

[0086] Exemplos de vinilsilanos são viniltris(2-metoxietoxi)silano, viniltrisisobutoxissilano, viniltri-t-butoxissilano, viniltrifenoxissilano, viniltrimetoxissilano, viniltriisopropoxissilano, viniltrietoxissilano, viniltriacetoxissilano, vinilmetildietoxissilano, vinilpropiltrimetoxissilano, vinilmetildiacetoxi-silano, vinilbis(trimetilsiloxi)silano e vinildimetoxietoxissilano.

[0087] Exemplos de alilsilanos são aliltrimetoxissilano, aliltrietoxissilano, alilpropiltrimetoxissilano e aliltris(trimetilsiloxi)silano.

[0088] Exemplos de silanos acrílicos são 3-acriloxipropiltris(trimetilsiloxi)silano, 3- acriloxi-propil-trimetoxisilano, acriloxi-propilmetil-dimetoxi-silano, 3-acriloxipropil- metilbis (trimetilsiloxi)silano, 3-acriloxipropil-dimetilmetoxissilano, N-(3-acriloxi-2- hidroxipropil)-3-aminopropil-trietóxissilano.

[0089] Exemplos de silanos metacrílico são 3- metacriloxipropiltris(vinildimetoxilsiloxi)silano, 3- metacriloxipropiltris(trimetilsiloxi)silano, 3-metacriloxipropiltris(metoxietoxi)silano, 3- metacriloxi-propil-trimetoxissilano, 3-metacriloxipropil-pentametil-dissiloxano, 3- metacriloxi-propil-metildimetoxissilano, 3-metacriloxi-propilmetil-dietoxissilano, 3- metacriloxi-propil-dimetil-metoxissilano, 3-metacriloxi-propil-dimetiletoxissilano, 3- metacriloxi-propenil-trimetoxissilano e 3-metacriloxi- propilbis(trimetilsiloxi)metilssilano.

[0090] Os agentes de acoplamento aminossilanos são organossilanos compreendendo pelo menos um grupo amina, preferencialmente NH ou NH 2, que é preferencialmente capaz de interagir com as partículas. O referido aminossilano também pode compreender outros grupos funcionais.

[0091] O aminossilano é preferencialmente um alcoxissilano portando pelo menos um grupo amina, mais preferencialmente um trialcoxissilano portando pelo menos um grupo amina. Exemplos não limitativo de aminossilanos são aminoalquilsilanos primários, aminoalquilsilanos secundários e bis-sililalquiloaminas, em particular 3- aminopropiltrimetoxissilano, 3-aminopropiltrietoxissilano, N-β-(aminoetil)-γ- aminopropiltrimetoxisilano(H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3), bis- trimetoxissililpropilamina e o composto triaminofuncional de fórmula

H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3, que estão todos disponíveis comercialmente. Obviamente, também podem ser usados análogos desses silanos, tais como análogos etoxi.

[0092] O agente de acoplamento preferido é o viniltrimetoxissilano.

[0093] O agente de acoplamento pode ser usado sob a forma de uma solução pré- condensada de silano, nomeadamente um hidrolisado de silano. O termo "hidrolisado" de um derivado de silano expressa o fato de que também é possível, no contexto da presente invenção, que o derivado de silano já tenha sido pelo menos parcialmente hidrolisado de modo a formar grupos silanol, e um certo grau de reticulação também pode já ter ocorrido através da reação de condensação desses grupos silanol, antes de ser misturado com os outros componentes da composição de revestimento. A hidrólise pode ser realizada conforme conhecido na técnica de processamento sol- gel, conforme divulgado nos documentos FR 2702486 e US 4,211,823. Catalisadores ácidos, tais como ácido clorídrico ou ácido acético, podem ser usados para promover a reação de hidrólise, na presença de água. Em algumas modalidades, catalisadores básicos tais como NaOH podem ser usados em vez de catalisadores ácidos.

[0094] A quantidade de agente de acoplamento de silano a ser usado na composição de revestimento do molde pode ser facilmente determinada pelos peritos na técnica com uma experiência de rotina mínima. Se verificou que não é necessária uma quantidade elevada de agente de acoplamento de silano para aumentar a transmissão. Tipicamente, a quantidade de agente de acoplamento de silano introduzida na composição de revestimento é de 0,1 a 10% em peso do peso total da composição, preferencialmente de 0,2 a 5% em peso, mais preferencialmente de 0,3 a 3% em peso, idealmente de 0,4 a 2,5% em peso.

[0095] A proporção em peso de partículas/agente de acoplamento de silano é preferencialmente superior a 1,5, mais preferencialmente superior a 1,75, 2, 3, 5, 6,5, 8 ou 10.

[0096] A funcionalização de partículas com o agente de acoplamento de silano é geralmente realizada à temperatura ambiente, ao preparar a composição de revestimento, misturando no solvente as partículas, o agente de acoplamento de silano e o catalisador ácido opcional.

[0097] A composição que geralmente é usada para revestir uma superfície do molde adicionalmente pode conter pequenas quantidades, preferencialmente de 0,005 a 1% em peso, com base no peso total da composição, de pelo menos um composto ativo de superfície não iônica ou iônica (surfactante), de modo a melhorar o umedecimento da superfície do molde. O surfactante referido pode incluir, por exemplo, polidimetilsiloxanos modificados com poli(alquilenoglicol) ou poli- heptametilsiloxanos ou polissiloxanos modificados com fluorocarbono. Os surfactantes preferidos são surfactantes fluorados tais como Novec ® FC-4434 da 3M (surfactante não iônico compreendendo ésteres poliméricos fluoroalifáticos), UnidyneTM NS-9013 e EFKA® 3034da CIBA (polissiloxano modificado com fluorocarbono). Surfactantes fluorados úteis são divulgados no documento WO 2010/076314. Vários outros aditivos podem ser incluídos na referida composição de revestimento.

[0098] A composição de revestimento contendo as partículas é geralmente aplicada no molde na fase líquida por métodos clássicos, tais como revestimento por rotação, revestimento por imersão ou revestimento por pulverização, e depois seca e/ou curada à temperatura ambiente ou por aquecimento de modo a formar uma camada de partículas.

[0099] No passo (c), o molde portador de partículas é preenchido com uma composição polimerizável. A composição polimerizável compreende compostos polimerizáveis, tais como monômeros, oligômeros e/ou pré-polímeros. Os compostos polimerizáveis preferidos são carbonatos de alilglicol, politióis, episulfetos, poliisocianatos, poliisotiocianatos e (met)acrilatos. As combinações preferidas de compostos polimerizáveis são uma combinação de bis(alilcarbonato) de dietilenoglicol e eventualmente oligômeros de bis(alilcarbonato) de dietilenoglicol, uma combinação de um composto de poliisocianato e um composto de poliol, uma combinação de um composto de poliisocianato e um composto de poliol, e uma combinação de um composto de poliepissulfeto e um composto de politiol. Exemplos de compostos polimerizáveis úteis são divulgados, por exemplo, no documento WO 2014/133111.

[0100] Em uma modalidade da invenção, a composição polimerizável é preparada ao misturar primeiro os absorventes opcionais, tal como um absorvente de UV com pelo menos um primeiro monômero, de modo a obter uma primeira composição homogênea e, em seguida, pelo menos um segundo monômero é opcionalmente adicionado na referida composição de modo a obter uma segunda composição. Aditivos tais como catalisadores/iniciadores, agentes de equilíbrio de cores e agentes de liberação de molde podem ser adicionados à primeira e/ou à segunda composição.

[0101] A composição do material óptico que foi descrito anteriormente é vertida na cavidade de um molde de fundição, que pode compreender partes do molde mantidas juntas usando uma junta ou fita. Dependendo das características desejadas do material óptico resultante, a desgaseificação pode ser realizada sob pressão reduzida e/ou a filtração pode ser realizada sob pressão aumentada ou pressão reduzida antes de verter a composição do material óptico no molde.

[0102] Depois de verter a composição polimerizável, esta última é curada. O molde de fundição pode ser aquecido em um forno ou imerso em um banho de água equipado com um dispositivo de resfriamento e/ou aquecimento, de acordo com um programa de temperatura predeterminado para curar a composição no molde. O produto moldado pode ser recozido, se necessário.

[0103] As condições do processo de moldagem são selecionadas de modo a incorporar as partículas na superfície do substrato, em particular a temperatura, pressão, material da matriz polimérica, composição de partículas, estrutura de partículas, tamanho das partículas. Um perito na técnica evita facilmente que as partículas se fundam e formem uma única camada por cima do produto. As partículas incorporadas são localizadas perto da superfície do artigo óptico e permanecem discretas ou formam agregados de multipartículas incorporadas discretas.

[0104] Conforme explicado anteriormente, podem ser incorporados vários aditivos na massa do substrato por métodos bem conhecidos na técnica, preferencialmente durante a fabricação do próprio substrato.

[0105] As vantagens do presente processo incluem a sua simplicidade e seu baixo custo em comparação com o método tradicional que envolve o tratamento da superfície do substrato óptico pré-formado com um revestimento antirreflexo. As partículas são aplicadas ao substrato diretamente no molde, resultando em um artigo óptico cuja superfície está acabada e adequada para uso "como está" em uma aplicação de uso final, se desejado, ou que requer menos preparação superficial subsequente ou tratamento de revestimento. As partículas podem ser facilmente incorporadas no substrato em um tempo de processamento muito curto. De fato, o processo é muito direto e permite a preparação de artigos ópticos econômicos, tais como lentes, por exemplo lentes não revestidas (por exemplo, lentes solares), com menos passos do que até aqui para obter uma superfície acabada.

[0106] A invenção é aplicável a todos os substratos através do uso de partículas tendo menor índice de refração do que a matriz do substrato. Além do aumento da transmissão, podem ser obtidas propriedades adicionais a partir da presente invenção. Por exemplo, as partículas incorporadas na superfície do substrato óptico também podem ser usadas como âncora para o revestimento funcional, tal como revestimento anti-incrustante ou antiestático.

[0107] A presente invenção pode ser vantajosamente aplicada a lentes de Fresnel. Por "lente de Fresnel" ou "lente de escalão", se entende uma lente baseada no mecanismo de foco de Fresnel. As superfícies formadoras de lentes de Fresnel são bem conhecidas e são usadas principalmente para modificar a potência de um componente óptico. Essas são descritas, por exemplo, nos documentos US 3,904,281, EP 0342895, WO 2007/141440 e WO 2009/141376. O princípio do design de economia de espessura e/ou de economia de peso das lentes de Fresnel as torna particularmente adequadas para as lentes de correção da miopia.

[0108] Geralmente, uma superfície formadora de lente de Fresnel é uma estrutura criada intencionalmente compreendendo um conjunto de seções de lente anular concêntricas conhecidas como zonas de Fresnel, que são orientadas e centradas de acordo com um eixo óptico. A superfície compreende uma série de seções de lente concêntrica e coaxial discretas com intervalos entre duas zonas de Fresnel sucessivas, formando uma lente mais fina com uma distância focal curta e um diâmetro grande, em comparação com a lente única correspondente com uma superfície contínua.

[0109] Uma vez que a superfície das lentes de Fresnel compreende muitas descontinuidades tendo geralmente uma altura superior à espessura do revestimento a ser aplicado, tipicamente 2 µm, é difícil aplicar uniformemente um revestimento nessa superfície, sem degradar a estrutura da superfície de Fresnel, em particular sem atenuar a forma afiada (isto é, descontinuidades) da superfície de Fresnel. Esse problema é eliminado pelo presente processo, ao colocar no molde uma inserção definindo uma superfície de Fresnel compreendendo descontinuidades em altura (intervalos), uma vez que partículas coloidais podem se difundir em todas as áreas da superfície da lente, resultando no endurecimento de cada intervalo da superfície da lente de Fresnel. Mesmo se a composição líquida aplicada no molde não for localmente uniforme (acumulação de partículas coloidais em partes côncavas, devido às propriedades de umedecimento e depleção de partículas coloidais nas partes convexas/afiadas), a forma final da lente de Fresnel será estritamente definida, produzindo os desempenhos ópticos esperados.

[0110] O artigo óptico de acordo com a invenção tem preferencialmente um fator de transmissão de luz relativa no espectro visível Tv superior a ou igual a 80%, preferencialmente superior ou igual a 85%, mais preferencialmente superior a ou igual a 90%, e melhor ainda superior ou igual a 92%.

[0111] Embora os presentes artigos ópticos feitos a partir de materiais ópticos de acordo com a invenção possam ser usados sem revestimentos antirreflexo, eles podem ser revestidos com revestimentos antirreflexo em uma ou ambas as interfaces ar/substrato se um nível muito elevado de transmissão de luz for desejado. Em tais modalidades, o referido fator Tv varia preferencialmente desde 87% a 99 %, mais preferivelmente desde 90 % a 98 %, melhor ainda desde 92 % a 97 %.

[0112] O fator Tv, também denominado por "transmissão luminosa" do sistema, é tal conforme definido na norma ISO 13666:1998 e é medido de acordo com a norma ISO 8980-3. É definido como a transmissão média na gama de comprimento de onda de 380-780 nm que é ponderada de acordo com a sensibilidade do olho em cada comprimento de onda da gama e medido sob condições de iluminação D65 (luz do dia). As transmissões são expressas para substratos ópticos sem revestimento, em especial sem revestimento antirreflexo, medido no centro do artigo óptico e conferido para um substrato de 2 mm de espessura, com uma incidência normal do feixe de luz (0° a partir do normal).

[0113] O comprimento de onda de corte de luz do material óptico (não revestido) é preferencialmente maior que ou igual a 390 nm, mais preferencialmente maior que ou igual a 395 nm. Na presente divulgação, o comprimento de onda de corte de luz é definido como o comprimento de onda abaixo do qual a transmissão de luz se torna menor do que 1%. Por outras palavras, é o comprimento de onda mais elevado para o qual a transmitância é menor do que 1%.

[0114] O artigo óptico de acordo com a invenção tem propriedades de cor satisfatórias, que podem ser quantificadas pelo índice de amarelecimento Yi. O grau de brancura do material óptico inventivo pode ser quantificado por meio de medições colorimétricas, com base nos valores triestímulos CIE X, Y, Z, conforme descrito na norma padrão ASTM E313 com observador iluminante C de 2°. O artigo óptico de acordo com a invenção tem preferencialmente um baixo índice de amarelecimento Yi, ou seja, inferior a 10, mais preferencialmente inferior a 5, ainda melhor inferior a 2, conforme medido de acordo com a norma padrão acima. O índice de amarelecimento Yi é calculado por método ASTM E313 através da relação Yi = (127,69 X – 105,92 Z)) / Y, onde X, Y, e Z são os valores triestímulos CIE.

[0115] Os exemplos seguintes ilustram a presente invenção em uma forma mais detalhada, mas não limitativa. A menos que indicado de outra forma, todas as espessuras divulgadas no presente pedido se referem a espessuras físicas. As porcentagens dadas nas tabelas são porcentagens em peso. A menos que especificado de outro modo, os índices de refracção a que se refere a presente invenção são expressos a 25 °C, a um comprimento de onda de 550 nm. Exemplos

1. Produtos químicos usados

[0116] Os substratos ópticos foram preparados a partir de uma formulação de partículas coloidais descrita abaixo e, pelo exemplo 1 e pelos exemplos comparativos

C1, C2 e C3, uma composição compreendendo três monômeros polimerizáveis, a fim de produzir a matriz de polietiuretano MR8® (índice de refração: 1,6) com partículas incorporadas, nomeadamente diisocianato de norborno (ISO, CAS 74091-64-8), tetraquis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (THIOL1, CAS Nº. 7575-23-7) e 2,3- bis((2-mercaptoetil)tio)-1-propanotiol (THIOL2, CAS N°. 131538-00-6). A composição polimerizável também continha dicloreto de dimetilestanho como um catalisador (CAS N°. 753-73-1), Seesorb® 709 (2-(2-hidroxi-5-terc-octilfenil)benzotriazol, CAS N°. 3147- 75-9) como um absorvente de UV, Seesorb ® 703 (2-(2-hidroxi-3-terc-butil-5- metilfenil)-5-clorobenzotriazol, CAS N°. 3896-11-5) como um absorvente de UV, Diaresin blue J® como um agente azulado (CAS N°. 86090-40-6) e Zelec UN® como agente de liberação do molde.

[0117] No exemplo 3, a composição polimerizável continha dois monômeros polimerizáveis a fim de produzir a matriz ORMA® (índice de refração: 1,5) com partículas incorporadas, nomeadamente CR-39® (bis(alilcarbonato) de dietilenoglicol, monômero de alila 1, CAS Nº. 142-22-3, disponível comercialmente a partir da PPG Industries, Inc.) e CR-39E® (monômero de uretano de tetraalila 2, disponível comercialmente a partir da Sartomer Company, Inc. e tendo a designação NTX-443). A composição polimerizável também continha peroxidicarbonato de diisopropila (CAS Nº. 105-64-6) como um iniciador e UV-9® (2-hidroxi-4-metoxibenzofenona, CAS Nº.131-57-7) como um absorvente de UV.

[0118] Nos outros exemplos, a composição polimerizável continha os monômeros MR7® (nomeadamente diisocianato de xilileno, CAS Nº. 3634-83-1 e 2,3-bis((2- mercaptoetil)tio)-1-propanotiol, CAS 131538-00-6) de modo a produzir a matriz de polietiuretano MR7® (índice de refração: 1,67) com partículas incorporadas.

[0119] As formulações coloidais usadas para incorporar partículas no substrato continham metanol (88,33 mL, exceto o exemplo 4 e o exemplo comparativo C2: 91,86 mL, nos exemplos comparativos C3 e C4: o metanol foi substituído por 84,78 mL de água), viniltrimetoxissilano (CAS Nº. 2768-02-7,1,5 mL), ácido clorídrico (CAS Nº. 7647-01-0, 1,5 mL) e uma dispersão de partículas coloidais. A formulação coloidal foi agitada com um agitador magnético durante 1 hora à temperatura ambiente e foi armazenada à temperatura ambiente por pelo menos 24 horas antes do uso.

[0120] As dispersões das partículas coloidais usadas tanto foram sílica coloide (11,67 mL de MA-ST-HV® da Nissan Chemical, que é uma dispersão em 30% em peso em metanol de nanopartículas de SiO2 com um tamanho médio de partícula de 10 nm, exemplos 1-3), coloide à base de pentóxido de antimônio (Sb2O5) (8,14 mL de SUNCOLLOID-AMT-130S da Nissan Chemical Houston Corp., que é uma dispersão de 42% em peso em metanol de nanopartículas de Sb 2O5 com um tamanho médio de partícula de 7-11 nm e um índice de refração de 1,66, exemplos 4, C2), coloide MgF2 (exemplo 5) ou coloide ZrO2 (15,22 mL de ZSL-20N da New Techs Co., Ltd, que é uma dispersão em 23% em peso em água das nanopartículas de ZrO 2 com um tamanho médio de partícula de 80 nm e um índice de refração de 2,18, exemplos C3, C4).

[0121] A superfície dos moldes foi coberta com uma composição compreendendo etanol (95 mL), água desionizada (5 mL), octiltrietetoxissilano (CAS Nº. 2943-75-1, 2 mL) e ácido acético (CAS Nº. 64-19-7, 2,5 mL). A referida solução de agente de cobertura foi agitada com um agitador magnético por 30 minutos à temperatura ambiente antes do uso.

2. Fabricação de artigos ópticos por fundição

[0122] Os moldes de vidro plano convexo e côncavo de elevado índice de refração, tendo 65-80 mm de diâmetro, foram primeiro revestidos com a solução de agente de cobertura mencionada no § 1, através da imersão dos moldes na solução de cobertura por 1 minuto. Os moldes foram secos à temperatura ambiente, depois curados por 15 minutos a 110 °C em um forno e resfriados até à temperatura ambiente. Em seguida, os moldes cobertos foram sonicados com etanol em banho de ultrassom por 1 minuto à temperatura ambiente, a fim de enxaguar o excesso de materiais. Finalmente, os moldes cobertos foram secos à temperatura ambiente e limpos com um tecido para remover qualquer poeira antes do processo adicional.

[0123] Os moldes cobertos foram então brevemente mergulhados na formulação de sílica coloidal mencionada no § 1 e depois secos à temperatura ambiente.

[0124] Os moldes foram então montados com uma fita ou uma junta e um clipe.

Um ajuste de espessura central foi feito de modo a obter amostras de 2 mm de espessura.

[0125] As formulações do exemplo 1 e exemplos comparativos C1, C2 e C3 foram preparadas em lotes pequenos usando uma garrafa de parede espessa de 100 mL equipada com um agitador magnético, um tubo de vidro para entrada de nitrogênio e uma conexão de vácuo. Os absorventes de UV (Seesorb® 709:12.000 ppm; Seesorb® 703: 125 ppm) foram misturados com o monômero ISO (parte de isocianato, 50,6% em peso) à temperatura ambiente (25 °C) até se obter uma mistura homogênea ou, se pelo menos um dos absorventes não se tiver dissolvido à temperatura ambiente (25 °C), sob calor moderado (30 °C).

[0126] O catalisador de dicloreto de dimetilestanho (400 ppm) foi adicionado à mistura de reação, que foi então resfriada até 10 °C antes da adição dos monômeros de tiol THIOL1 (23,9% em peso) e THIOL2 (25,5% em peso) e agitado sob vácuo até à homogeneidade. O agente azulado (2.100 ppm) e o agente de liberação do molde (700 ppm) foram adicionados no final da preparação.

[0127] Os moldes montados foram cheios com as formulações finais usando uma seringa limpa e a reação de polimerização foi efetuada em um forno eletrônico regulado de acordo com o seguinte ciclo: 10 horas a cerca de 15-22 °C, aumento regular da temperatura de 22 °C a 130 °C durante 7 horas a cerca de 5 °C/hora a 25 °C/hora e 6 horas a cerca de 120-130 °C. Os moldes foram então desmontados de forma a obter lentes compreendendo um corpo de um material termoendurecido com partículas de sílica incorporadas. As lentes foram limpas por imersão e sonicação em uma solução surfactante, depois enxaguadas e secas.

[0128] A formulação do exemplo 3 foi preparada de forma semelhante. O monômero CR-39E® foi adicionado primeiro em um copo (2 partes em peso), seguido pelo monômero CR-39® (95 partes em peso). Uma vez que a mistura estivesse homogênea, o absorvente de UV UV-9® foi adicionado (0,05 partes em peso) e o conteúdo do copo foi misturada até à dissolução completa. O catalisador di- isopropilperoxicarbonato foi adicionado (2,95 partes em peso) e a mistura foi completamente agitada, depois desgaseificada e filtrada. Os moldes montados foram preenchidos com as formulações finais usando uma seringa limpa e a reação de polimerização foi realizada em um forno eletrônico regulado de acordo com o seguinte ciclo: 3 horas a cerca de 45-50 °C, aumento regular da temperatura durante 11 horas a cerca de 3 °C/hora e 3 horas a cerca de 80-90 °C. Os moldes foram então desmontados de forma a obter lentes compreendendo um corpo de um material termoendurecido. As lentes foram limpas com álcool isopropílico e depois recozidas por 1 hora a 100 °C.

[0129] O FTIR foi usado para confirmar a existência de uma superfície parcialmente inorgânica através da presença de pico de Si-O em torno de 1.090 cm-1 no caso de coloides de sílica.

[0130] No exemplo comparativo C1 (mesmos monômeros que no exemplo 1), os passos de cobrir os moldes e de incorporar partículas foram omitidos.

3. Métodos de Teste

[0131] Os seguintes procedimentos de teste foram usados para avaliar os artigos ópticos preparados de acordo com a presente invenção.

[0132] Os comprimentos de onda de corte de luz e os fatores de transmissão de luz no espectro visível Tv foram determinados a partir dos espectros de transmissão de luz, que foram registrados na transmissão a partir do ângulo de visão do usuário usando um espectrofotômetro Cary 4000 da Hunter, com o lado traseiro (côncavo) da lente (2 mm de espessura no centro) voltada para o detector e para a luz que entra na parte frontal da lente, sob condições de iluminação D65 (luz do dia).

[0133] O índice de amarelecimento Yi das lentes preparadas foi calculado conforme descrito acima, através da medição em um fundo branco, com o espectrofotômetro acima, dos valores triestímulos CIE X, Y, Z, conforme descrito na norma padrão ASTM E 313-05, através de medidas de reflexão, com o lado frontal (convexo) da lente de frente para o detector e luz que entra no referido lado frontal. Essa forma de medir Yi, a partir do ângulo de visão de um observador, é o mais próximo da situação de utilização real.

4. Artigos ópticos preparados e caracterizações

[0134] As caracterizações espectrais de algumas das lentes preparadas são mostradas nas tabelas 1 e 2. Os resultados são a média de 3 lotes com 5 lentes cada. Se pode ver que as lentes do exemplo 1 modificadas com partículas de sílica incorporadas exibem quase as mesmas características ópticas que as lentes não modificadas do exemplo comparativo C1, exceto a transmissão na gama visível (Tv), que é aumentada em 1,5%.

[0135] Conforme é representado na figura 3, os exemplos comparativos C2, C3 e C4 revelam que partículas tendo um índice de refração mais elevado do que o material do substrato levam a uma diminuição da transmissão na gama visível (Tv), enquanto os exemplos 1-5 mostram que partículas tendo um índice de refração menor do que o material do substrato levam a um aumento da transmissão na gama visível (Tv).

[0136] Os exemplos 1-4 mostram que quanto maior a diferença do índice de refração entre a matriz do substrato e as partículas modificadoras, maior o ganho de transmissão, conforme representado na figura 2. Tabela 1 Exemplo 1 Exemplo Comparativo C1 Propriedades (lente MR8® (lente MR8® padrão) modificada) Matriz polimérica MR8® MR8® Índice de refração da 1,6 1,6 matriz polimérica Partículas SiO2 - incorporadas n = 1,48 Tv (%) 89,38 ± 0,32 90,74 ± 0,05 Yi 1,85 ± 0,15 1,82 ± 0,08 Corte de luz (nm) 396 396 Tabela 2 Exemplo 3 1 C2 C3 2 4 C4 5 ® ® ® ® ® ® ® Matriz polimérica ORMA MR8 MR8 MR8 MR7 MR7 MR7 MR7® Índice de refração da 1,5 1,6 1,6 1,6 1,67 1,67 1,67 1,67 matriz polimérica Partículas SiO2 SiO2 Sb2O5 ZrO2 SiO2 Sb2O5 ZrO2 MgF2 incorporadas n = 1,48 n = 1,48 n = 1,66 n = 2,18 n = 1,48 n = 1,66 n = 2,18 n = 1,38

% de aumento de TV em comparação com + 0,1 + 1,5 - 0,8 - 5,9 + 2,25 + 0,9 - 2,1 + 10 a lente não modificada

[0137] Também foi demonstrado pelos inventores que o uso de outro agente de acoplamento de silano além do vinil-trimetoxissilano, tal como o 3-metacriloxipropil- trimetoxissilano e o 3-acriloxipropil-trimetoxissilano, conferia artigos ópticos com propriedades de transmissão semelhantes (dados não conferidos).

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Artigo óptico tendo um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, o índice de refração das partículas Rp sendo inferior ao índice de refração da matriz polimérica Rs.

2. Artigo óptico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas são funcionalizadas com um agente de acoplamento de silano.

3. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a matriz polimérica tem um índice de refração Rs maior ou igual a 1,5, preferencialmente maior ou igual a 1,6.

4. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que as partículas têm um índice de refração Rp menor ou igual a 1,6.

5. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que Rp + 0,1 < Rs, preferencialmente Rp + 0,2 < Rs.

6. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que as partículas são partículas de óxido de metal, hidróxido de metal ou fluoreto de metal.

7. Artigo óptico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as partículas são partículas de SiO2 ou MgF2.

8. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que um aditivo está contido nas partículas ou enxertado nas partículas, preferencialmente, um aditivo de absorção de luz.

9. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a camada externa do substrato no qual as partículas são incorporadas tem uma espessura menor ou igual a 1 µm.

10. Artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que as partículas têm um diâmetro inferior a 150 nm.

11. Processo para fazer um artigo óptico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) conferir um molde tendo uma face interna, (b) cobrir pelo menos uma porção da referida face interna do molde por partículas, preferencialmente partículas coloidais, (c) encher o molde com uma composição polimerizável, (d) curar a referida composição polimerizável, e (e) obter um artigo óptico tendo um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica, em que o substrato compreende uma camada externa na qual partículas são incorporadas na matriz polimérica, o índice de refração das partículas Rp é inferior ao índice de refração da matriz polimérica Rs.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a matriz polimérica tem um índice de refração Rs maior ou igual a 1,5, preferencialmente maior ou igual a 1,6.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que as partículas têm um índice de refração Rp menor ou igual a 1,6.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que compreende um passo de cobertura da face interna do molde com, pelo menos, um agente de cobertura antes do passo (b).

15. Uso de partículas caracterizado pelo fato de ser para aumentar o fator de transmissão de luz relativa no espectro visível Tv de um artigo óptico, em que o artigo óptico tem um substrato feito de um material óptico compreendendo uma matriz polimérica, o substrato compreende uma camada externa na qual as partículas são incorporadas na matriz polimérica, e o índice de refração das partículas Rp é menor do que o índice de refração da matriz polimérica Rs.