BRPI0916864B1 - artigo óptico compreendendo um substrato de vidro orgânico ou mineral e uma camada de um material polimérico e processo de fabricação de um artigo óptico - Google Patents

Abstract

“artigo óptico compreendendo um substrato de vidro orgânico ou mineral e uma camada de um material polimérico e processo de fabricação de um artigo óptico” a invenção refere-se a um artigo óptico compreendendo um substrato de vidro orgânico ou mineral, uma camada de um material polimérico e uma camada intermediária possuindo propriedades antiestáticas em contato direto com uma face principal do substrato e a camada de material polimérico, a camada intermediária compreendendo uma mistura de partículas coloidais de pelo menos um óxido metálico coloidal eletricamente condutor, partículas coloidais de pelo menos um óxido mineral coloidal tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 e opcionalmente um ligante, em proporções tais que a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representa 50 a 97% da massa total de partículas coloidais presentes na camada intermediária, a referida camada intermediária sendo uma camada inicialmente porosa cuja porosidade foi preenchida quer por material da camada de material polimérico quer por material do substrato se este for de vidro orgânico, de modo que a camada intermediária, após preenchimento da sua porosidade inicial, constitua uma camada quarto de onda ou quase quarto de onda no comprimento de onda de 550 nm.

Description

“ARTIGO ÓPTICO COMPREENDENDO UM SUBSTRATO DE VIDRO ORGÂNICO OU MINERAL E UMA CAMADA DE UM MATERIAL POLIMÉRICO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM ARTIGO ÓPTICO” [0001] A presente invenção refere-se a um artigo óptico, por exemplo, uma lente oftálmica, compreendendo um substrato de resina sintético ou de vidro mineral, em particular tendo um índice de refração elevado (1,5 ou mais, de preferência 1,55 ou mais), pelo menos um revestimento de natureza polímero e, interposto entre o substrato e o referido revestimento de natureza polímero, um revestimento antiestático possuindo, por outro lado, a faculdade de limitar a percepção de franjas de interferência devido à diferença de índice de refração entre o substrato e este revestimento de natureza polímero.

[0002] É clássico formar sobre as faces principais de um substrato transparente de resina sintética ou de vidro mineral, como uma lente oftálmica, um ou vários revestimentos de natureza polímero para conferir ao artigo diversas propriedades vantajosas como resistência ao impacto, resistência à abrasão, eliminação dos reflexos, etc.

[0003] Assim, reveste-se geralmente pelo menos uma face do substrato quer diretamente com uma camada resistente à abrasão, quer com uma camada de primário, geralmente uma camada melhorando a resistência ao impacto da lente, sobre a qual se pode depositar uma camada resistente à abrasão, a camada de primário melhorando a ancoragem desta camada resistente à abrasão sobre a superfície do substrato. Finalmente, pode-se ainda depositar sobre a camada resistente à abrasão outros revestimentos como um revestimento anti-reflexo.

[0004] Atualmente, utilizam-se para formar as camadas de primário e de revestimento resistente à abrasão vernizes, ou seja, composições que conduzem a uma matéria em grande parte orgânica em oposição às camadas de natureza essencialmente minerais, como as camadas de óxidos metálicos e/ou óxido de silício.

[0005] Em geral, o substrato e a camada resistente à abrasão ou a camada de primário têm índices de refração diferentes e frequentemente muito afastados e, em sequência, aparecem franjas de interferências devido a esta diferença de índice de refração na interface entre o substrato e a camada resistente à abrasão ou a camada de primário.

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2/32 [0006] Este problema de aparecimento de franjas de interferências pode ser resolvido concordando o índice de refração do substrato e o da camada de revestimento em contato com o mesmo, o que é bastante limitativo.

[0007] Foi proposto igualmente no pedido WO 03/056366 em nome do depositante resolver este problema interpondo entre o substrato e a camada de natureza polímero uma camada quarto de onda inicialmente porosa à base de partículas de óxidos minerais coloidais, cuja porosidade foi pelo menos em parte preenchida, geralmente total ou quase totalmente preenchida, pelo material constituindo a camada polimérica ou o material constituindo o substrato, quando este é de natureza polímero. Esta construção diminui eficazmente a intensidade as ligantes de interferências.

[0008] Além disso, é conhecido que os artigos de óptica, que são compostos de materiais essencialmente isolantes, têm tendência a ver a sua superfície carregar-se facilmente em eletricidade estática, particularmente quando são limpos em condições secas por atrito da sua superfície por meio de um pano, um pedaço de espuma sintética ou poliéster (triboeletricidade). As cargas presentes na sua superfície criam um campo eletrostático capaz de atrair e fixar os objetos de massa muito baixa que se encontram na proximidade (alguns centímetros), geralmente das partículas de dimensões pequenas como poeiras, e isto durante todo o tempo onde a carga permanece sobre o artigo.

[0009] A fim de diminuir ou anular a atração das partículas, é necessário diminuir a intensidade do campo eletrostático, ou seja, diminuir o número de cargas estáticas presentes na superfície do artigo. Isto pode ser realizado tornando as cargas móveis, por exemplo, introduzindo uma camada de um material induzindo uma forte mobilidade dos “portadores de carga”, a fim de dissipar as mesmas rapidamente. Os materiais induzindo a mais forte mobilidade são os materiais condutores.

[0010] O estado da técnica revela que um artigo óptico pode adquirir propriedades antiestáticas graças à incorporação, na sua superfície, em uma pilha de revestimentos funcionais, de pelo menos uma camada eletricamente condutora, dita “camada antiestática” Esta camada antiestática pode constituir a camada externa da pilha de revestimentos funcionais, uma camada intermediária (interna) ou ser depositada diretamente sobre o substrato do artigo óptico. A presença de tal

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3/32 camada em uma pilha confere ao artigo propriedades antiestáticas, ainda que o revestimento antiestático seja intercalado entre dois revestimentos ou substratos não antiestáticos.

[0011] Por “antiestático”, entende-se a propriedade de não reter e/ou desenvolver uma carga eletrostática apreciável. Um artigo é considerado geralmente como tendo propriedades antiestáticas aceitáveis, quando não atrai e não fixa a poeira e as pequenas partículas depois que uma das suas superfícies foi atritada através de um pano apropriado. Ele é capaz de dissipar rapidamente cargas eletrostáticas acumuladas, enquanto que um artigo estático que acabou de ser limpo pode atrair as poeiras circundantes durante todo o tempo necessário à sua descarga.

[0012] A capacidade de um vidro de evacuar uma carga estática obtida após atrito por um tecido ou qualquer outro processo de geração de uma carga eletrostática (carga aplicada por corona...) pode ser quantificada por uma medida do tempo de dissipação da referida carga. Assim, os vidros antiestáticos possuem um tempo de descarga da ordem da centena de milissegundos, enquanto que é da ordem de várias dezenas de segundos para um vidro estático, às vezes mesmo vários minutos.

[0013] No presente pedido, um artigo óptico é considerado como antiestático quando o seu tempo de descarga é inferior a algumas centenas de ms, tipicamente < 200 ms, qualquer que seja a quantidade de carga aplicada (tipicamente, para um teste, a carga pode variar de 20 a 50 nanocoulons, o que, em geral, corresponde às quantidades obtidas realmente por efeito triboelétrico quando de um atrito).

[0014] Os revestimentos antiestáticos conhecidos compreendem pelo menos um agente antiestático, que é geralmente um óxido metálico (semi-) condutor eventualmente dopado, como o óxido de índio dopado com estanho (ITO), o óxido de estanho dopado com antimônio, o pentóxido de vanádio, ou um polímero condutor com estrutura conjugada.

[0015] A patente US 6.852.406 descreve artigos de óptica, notadamente lentes oftálmicas, equipadas com uma pilha anti-reflexo de natureza mineral compreendendo uma camada antiestática transparente de natureza mineral depositada sob vácuo, à base de óxido de estanho-índio (ITO) ou óxido de estanho.

Esta realização é relativamente vinculativa porque não permite dispor de um artigo

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4/32 óptico antiestático isento de revestimento anti-reflexo.

[0016] È mais vantajoso dispor de artigos de óptica nos quais a camada antiestática é independente da pilha anti-reflexo.

[0017] Diversos pedidos de patentes (US 2004/0209007, US 2002/01 14960...) descrevem artigos munidos de uma camada antiestática à base de polímeros condutores depositados diretamente sobre o substrato do artigo e independentes do revestimento anti-reflexo.

[0018] O pedido japonês JP 2006-095997 descreve um artigo óptico sobre o qual são depositados, nesta ordem, uma camada antiestática de 30 nm a 1 mícron de espessura compreendendo partículas condutoras de 50-60 nm de diâmetro aglomeradas em partículas secundárias de dimensão 0,8-2 pm (por exemplo, de ITO) e uma resina, depois uma camada dura anti-abrasão. Graças um controle do tamanho das partículas condutoras, é possível eliminar as franjas de interferência criadas pela diferença de índice de refração existente entre a camada antiestática e o substrato. Este documento não visa, portanto, resolver o problema do aparecimento de franjas de interferências entre o substrato e o revestimento antiabrasão por meio de uma camada intermediária quarto de onda.

[0019] Até a data presente, não foi descrito, portanto, nenhum revestimento dispondo de propriedades antiestáticas e simultaneamente capaz de eliminar as franjas de interferência utilizando uma camada intermediária cujo índice de refração é escolhido em relação aos índices de refração dos materiais de parte e outra deste revestimento, com o objetivo de realizar uma camada quarto de onda, em particular desempenhando sobre a razão entre um colóide condutor e um colóide de baixo índice de refração contidos na camada antiestática.

[0020] A presente invenção tem, portanto, por objetivo fornecer um artigo óptico, como uma lente oftálmica, compreendendo um substrato de vidro orgânico ou mineral e pelo menos uma camada de material polímero transparente, como, por exemplo, uma camada de primário ou uma camada de revestimento antiabrasão no qual o fenômeno de franjas de interferências ligado à diferença de índice de refração entre o substrato e a camada de material polímero seja atenuado notavelmente, e que dispõe ao mesmo tempo de propriedades antiestáticas.

[0021] Quanto mais elevada a diferença de índice (medido a 550 nm) entre o substrato e a camada de material polímero transparente, tipicamente de pelo

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5/32 menos 0,01, preferivelmente, pelo menos 0,02, melhor pelo menos 0,05, e melhor ainda pelo menos 0,1, mais o problema técnico a resolver será importante.

[0022] A invenção tem também como objetivo fornecer um artigo óptico possuindo propriedades antiestáticas e um excelente nível de transmissão da luz no espectro visível.

[0023] A introdução de uma camada antiestática induzindo geralmente um decréscimo da transmissão em razão do poder absorvente da mesma, é efetivamente particularmente interessante contrabalançar esta perda de transmissão utilizando uma camada quarto de onda antiestática.

[0024] A invenção tem igualmente por objetivo fornecer um artigo óptico estável no tempo e em particular resistente à fotodegradação.

[0025] A presente invenção tem ainda por objeto um processo de fabricação artigo óptico tal como foi definido acima que se integra facilmente no processo clássico de fabricação e que, em particular, evita tanto quanto possível a realização de depósitos sob vácuo ou qualquer outra etapa de tratamento constituindo uma ruptura no processo de fabricação do artigo óptico.

[0026] Os objetivos acima são atingidos de acordo com a invenção por um artigo óptico, por exemplo, uma lente oftálmica e em particular um vidro de óculo, compreendendo um substrato de vidro orgânico ou mineral, uma camada de um material polimérico e uma camada intermediária possuindo propriedades antiestáticas em contato direto com uma face principal do substrato e a camada de material polimérico, a camada intermediária compreendendo uma mistura de partículas coloidais de pelo menos um óxido metálico coloidal eletricamente condutor, partículas coloidais tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 e opcionalmente um ligante, em proporções tais que a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representa 50 a 97%, preferivelmente 55 a 95%, melhor 60 a 95%, e melhor ainda de 60 a 90% da massa total de partículas coloidais presentes na camada intermediária, a referida camada intermediária sendo uma camada inicialmente porosa cuja porosidade foi preenchida quer por material da camada de material polimérico, quer por material do substrato se este for de vidro orgânico, de modo que a camada intermediária, após preenchimento da sua porosidade inicial, verifica as características seguintes:

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l l 0,725x—< e < 1,35x — (1) 4 4 0,98 xylsubstrato -polímero < < 1,02 X substrato-polímero (2) onde n é o índice de refração da camada intermediária, nsubstrato é o

índice de refração do substrato, npoiímero é o índice de refração da camada de material polimérico diretamente em contato com a camada intermediária, e é a espessura da camada intermediária e λ é igual a 550 nm.

[0027]

No presente pedido e salvo indicação em contrário, os índices de

refração entendem-se a 25^oC e para um comprimento de onda de 550 nm, que é o comprimento de onda correspondendo à sensibilidade máxima do olho humano, e ao qual se deseja, portanto, principalmente chegar a uma extinção das franjas de interferência.

[0028]

A atenuação máxima da percepção das franjas de interferências pode

manifestar-se a 550 nm, ou então em outro comprimento de onda no domínio do visível, seguindo os valores de n e e retidos no cálculo das equações (1) e (2) acima.

[0029] Os inventores constataram que a percepção das franjas de interferências era reduzida dado que se utilizavam os valores de n e e definidos nas equações (1) e (2).

[0030] A invenção refere-se igualmente a um processo de fabricação de um artigo óptico tal como definido acima, compreendendo:

a) o depósito de uma camada de composição de camada intermediária quer sobre pelo menos uma superfície principal de um substrato de vidro orgânico ou mineral, quer sobre uma camada de um material polimérico, a referida composição compreendendo uma mistura de partículas coloidais de pelo menos um óxido metálico coloidal eletricamente condutor, partículas coloidais tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 e opcionalmente um ligante;

b) secagem da composição de camada intermediária de modo a formar uma camada intermediária tendo uma porosidade inicial;

c) a formação sobre esta camada intermediária porosa quer de uma camada de um material polimérico, quer um substrato de vidro orgânico, de modo que a porosidade inicial da camada intermediária seja preenchida quer por material da camada polimérica, quer por material do substrato se este for de vidro orgânico,

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7/32 e de modo que a camada intermediária, após preenchimento da sua porosidade inicial, verifica as equações (1) e (2) acima,

d) a recuperação de um artigo óptico compreendendo uma camada intermediária possuindo propriedades antiestáticas em contato direto com uma face principal do substrato e a camada de material polimérico, a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representando 50 a 97% da massa total de partículas coloidais presentes na camada intermediária.

[0031] Conhecendo os índices de refração do substrato da camada de material polimérico, as equações (1) e (2) acima permitem determinar as gamas de espessura e de índice de refração n da camada intermediária de acordo com a invenção.

[0032] Como já lembrado acima, as características de espessura e de índice de refração de uma camada intermediária de acordo com a invenção podem afastar-se dos valores ideais teóricos de uma camada quarto de onda. Fala-se então no presente pedido de camada quase quarto de onda.

[0033] Quando as equações (1) e (2) acima são verificadas, um efeito antifranjas de interferências satisfatório é obtido. Preferivelmente, a camada intermediária verifica a equação seguinte:

0,8x—< e < 1,2x— (1'), e ainda melhor: 0,85 x—< e < 1,15x— (1). 4n 4n 4n 4n [0034] Na prática, a espessura da camada intermediária após preenchimento da sua porosidade pelo material polímero ou o material do substrato pode ser difícil de medir. Em primeira aproximação, esta espessura pode ser considerada como igual à da camada de partículas coloidais depositada e secada, dado que a sua espessura varia pouco devido à difusão do material de enchimento da camada

porosa.
[0035]	Preferivelmente, a camada intermediária verifica a equação seguinte:
	0,985 xyl «substrato-«polímero < « < 1,015 X^ «substrato-«polímero	(2'), e ainda
melhor:
	0,99 χ n substrato «polímero £ £ 1,01 X «substrato «polímero	(2)
[0036]	Na prática, o índice de refração da camada	intermediária após

preenchimento da sua porosidade pelo material polímero ou o material do substrato

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8/32 pode ser difícil de medir. Em primeira aproximação, este índice de refração pode ser considerado como igual ao índice de refração teórico de uma camada intermediária cuja porosidade teria sido preenchida inteiramente pelo material de enchimento. Um método de cálculo deste índice de refração teórico é indicado na parte experimental, onde ele é notado n3.

[0037] Uma camada intermediária de acordo com a invenção pode igualmente constituir uma camada quarto de onda propriamente dita, com comprimento de onda de 550 nm. Trata-se do modo de realização preferido. Neste caso, o seu índice de refração n e sua espessura e são iguais ao índice de refração e espessura teóricos de uma camada quarto de onda, ou seja, verificam as relações seguintes:

substrato .n polímero onde λ, nsubstrato e npolímero tem os mesmos significados que previamente. Em outros termos, o índice de refração n da lâmina quarto de onda é a média geométrica dos índices de refração dos materiais que o cercam.

[0038] De acordo com a presente invenção, a escolha do índice de refração ideal e a escolha da espessura ideal para uma camada intermediária que deve ser intercalada entre um substrato e uma camada de polímero de índices de refração pré-determinados não são, portanto, escolhas livres, estes dois parâmetros sendo fixados pelos índices de refração do substrato e da camada de polímero. Em contrapartida, a natureza do colóides constituindo a camada é mais livre. Uma camada intermediária de acordo com a invenção, ou seja, uma camada possuindo as características de índice de refração e de espessura de uma camada quarto de onda ou próximas das de uma camada quarto de onda e possuindo ao mesmo tempo propriedades antiestáticas suficientes será obtida escolhendo de modo apropriado a natureza do ou dos colóides de partículas condutoras e do ou dos colóides de partículas de baixo índice de refração, bem como as suas proporções respectivas. O versado na técnica é perfeitamente capaz de chegar a uma formulação apropriada sem realizar um número excessivo de experiências.

[0039] Até agora, apenas as camadas antiestáticas minerais compreendendo exclusivamente óxidos metálicos condutores como o ITO e eventualmente um ligante tinham sido descritas. Camadas antiestáticas compreendendo além disso partículas de óxidos minerais não condutores não eram conhecidas.

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9/32 [0040] O versado na técnica pode também influenciar sobre o índice de refração da camada intermediária atuando sobre a presença de um ligante e sobre a sua natureza, sobre o diâmetro das partículas coloidais que tem um impacto na porosidade inicial da camada intermediária, ou sobre a natureza do material de enchimento da porosidade inicial da camada intermediária de colóides, que pode ser quer material da camada polimérica, quer o material do substrato.

[0041] Assim, quando as propriedades antiestáticas de uma camada quarto de onda ou quase quarto de onda obtida a partir de uma mistura dada de partículas condutoras e partículas de baixo índice de refração são insuficientes, o versado na técnica pode sem dificuldade preparar uma camada tendo uma espessura e um índice de refração similares aumentando a proporção de partículas condutoras em relação às partículas de baixo índice de refração, sem modificar a natureza das partículas condutoras, mas substituindo as partículas de baixo índice de refração por outras partículas possuindo um índice de refração inferior.

[0042] Permanecendo ao mesmo tempo na gama de espessura autorizada pela invenção, ou seja, a gama da equação (1) que enquadra a espessura teórica de uma camada quarto de onda a 550 nm, é igualmente geralmente possível aumentar a espessura da camada intermediária a fim de aumentar as suas propriedades antiestáticas.

[0043] Quando as propriedades antiestáticas de uma camada obtida a partir de uma mistura dada de partículas condutoras e partículas de baixo índice de refração são satisfatórias, mas que esta camada possui um índice de refração muito elevado para exercer um efeito anti-franjas e entrar no âmbito da invenção, o versado na técnica pode preparar uma camada quarto de onda ou quase quarto de onda substituindo as partículas de baixo índice de refração por outras partículas possuindo um índice de refração inferior.

[0044] Com efeito é mais cômodo ajustar ou regular o índice de refração da camada intermediária modificando a natureza das partículas de baixo índice de refração, as partículas condutoras tendo geralmente um índice de refração compreendido em uma gama limitada da ordem de 1,9 a 2.

[0045] Pode ser, portanto, vantajoso em certos casos utilizar partículas coloidais, em particular de óxido mineral coloidal de baixo índice de refração ocas, do tipo apresentando uma estrutura core/shell (núcleo/ envoltório), o núcleo da

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10/32 partícula sendo vazio de matéria (cheio com ar) ou porosos, do tipo apresentando uma rede de poros de baixas dimensões em relação ao tamanho da partícula, que oferecem uma gama larga de escolhas de índice de refração dado que este pode geralmente variar de 1,15 a 1,45. Estas partículas têm um índice de refração mais baixo que as mesmas partículas não ocas ou não porosas pelo fato que o ar contido no volume oco ou poros destas partículas tem um índice de refração mais baixo que o material constituindo as mesmas. Elas serão descritas depois em detalhes. [0046] A camada intermediária pode ser formada sobre um substrato de vidro orgânico ou mineral, preferivelmente de vidro orgânico, como uma lente oftálmica pré-formada. Ela é então de um material polimérico que assegura o preenchimento da porosidade da camada intermediária. Tal processo pode pôr em jogo a transferência ou a aplicação de um ou vários revestimentos sobre o substrato revestido com a camada intermediária porosa.

[0047] Ela pode igualmente ser formada sobre uma parte de molde do qual uma superfície principal de moldagem é revestida com pelo menos um revestimento constituindo a camada de material polimérico, preferivelmente opticamente transparente. De acordo com este modo de realização, o substrato é de vidro orgânico (ou seja, de natureza polímero) e pode ser formado in situ quando da transferência por vazamento de uma composição polimerizável líquida no molde comportando sobre uma das suas superfícies o revestimento constituindo a camada de material polimérico revestido com a camada intermediária porosa, seguido de uma polimerização. É então o material do substrato que assegura o preenchimento da porosidade da camada intermediária.

[0048] Para uma descrição detalhada das diferentes técnicas que permitem preparar uma camada intermediária de acordo com a invenção por preenchimento da sua porosidade inicial por meio de um material polimérico, pode-se fazer referência à descrição do pedido WO 03/056366 em nome do depositante e as suas figuras 5 a 7, que é incorporado aqui por referência.

[0049] Os substratos convenientes para os artigos de acordo com a presente invenção podem ser qualquer substrato opticamente transparente de vidro mineral ou orgânico, preferivelmente de vidro orgânico.

[0050] Entre os materiais plásticos convenientes para os substratos podem-se citar os homo e copolímeros de carbonato, (met)acrílicos, tio(met)acrílicos, de

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11/32 dietileno glicol bisalilcarbonato como o material CR39® comercializado por PPG, uretano, tiouretano, epóxido, epissulfeto e suas combinações.

[0051] Os materiais preferidos para os substratos são os policarbonatos (PC), os poliuretanos (PU), os politiouretanos, os polímeros (met) acrílicos e tio (met) acrílicos.

[0052] Geralmente, os substratos têm um índice de refração variável de 1, 55 a 1,80 e preferivelmente 1,60 a 1,75.

[0053] Quando a composição de camada intermediária deve ser depositada sobre um substrato já formado, a superfície do substrato nu de vidro orgânico ou mineral, por exemplo, uma lente oftálmica, pode previamente ser tratada por imersão em uma solução de soda a 5% a quente, por exemplo a 50^oC, (3 minutos), depois enxaguada com água e o isopropanol.

[0054] De acordo com a invenção, a camada intermediária é obtida a partir de uma composição de camada intermediária compreendendo partículas coloidais de pelo menos um óxido mineral coloidal tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55, de partículas coloidais de pelo menos um óxido metálico coloidal eletricamente condutor, e opcionalmente um ligante.

[0055] A utilização de certa quantidade de partículas coloidais tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 é necessária, dado que o índice de refração de uma camada composta unicamente de partículas de óxidos metálicos condutores, índice de refração próximo de 2, cuja porosidade foi preenchida por um material, é necessariamente mais elevada que o do próprio material. Tal camada não poderia, portanto, ser utilizada como camada quarto de onda ou quase quarto de onda.

[0056] A obtenção de partículas coloidais utiliza técnicas bem conhecidas. Por colóides, entende-se finas partículas cujo diâmetro (ou a maior dimensão) é inferior a 1 pm, preferivelmente inferior a 150 nm, melhor inferior a 100 nm, dispersas em um meio dispersante como a água, um álcool, uma cetona, um éster ou em suas misturas, preferivelmente um álcool como o etanol ou o isopropanol. Gamas de tamanhos de partículas coloidais preferidas são as gamas 10 a 80 nm, 30 a 80 nm e 30 a 60 nm.

[0057] Em particular, as partículas coloidais, de preferência de óxido mineral coloidal podem ser constituídas de uma mistura de partículas pequenas, por exemplo, de 10 a 15 nm e partículas de maior tamanho, por exemplo, de 30 a 80

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12/32 nm.

[0058] As partículas coloidais podem igualmente ser fluoretos de baixo índice de refração como MgF2, ZrF4, AIF3, quiolita (Na3 [AI3F14]), criolita (Na3 [AIF6]).

[0059] No resto da descrição, as partículas coloidais, em particular as partículas de óxido mineral coloidal tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55, preferivelmente inferiores ou iguais a 1,50, serão nomeadas correntemente, respectivamente partículas coloidais de baixo índice de refração e óxido mineral coloidal “de baixo índice de refração.” O seu índice de refração é preferivelmente superior ou igual a 1,15.

[0060] As partículas coloidais de óxido de baixo índice de refração podem ser, sem limitação, partículas de sílica, de sílica dopadas com a alumina, partículas de óxido mineral ditas ocas ou porosas, como explicado acima, ou as suas misturas. Geralmente, são partículas não eletricamente condutoras.

[0061] Como exemplos de sílicas coloidais utilizáveis, podem-se citar as sílicas preparadas pelo processo Stober. O processo Stober é um processo simples e conhecido que consiste em uma hidrólise e condensação do tetrassilicato de etila Si(OC2H5)4 em etanol catalisado por amoníaco. O processo permite obter uma sílica diretamente no etanol, uma população de partículas quase monodispersas, um tamanho de partículas ajustável e uma superfície de partículas (SiO NH4⁺). Colóides de sílica são comercializados igualmente por DuPont de Nemours sob o nome LUDOX®.

[0062] As partículas de óxido mineral ditas ocas ou porosas, sua utilização em óptica e o seu modo de preparação foram amplamente descritas na literatura, notadamente nos pedidos de patente WO 2006/095469, JP 2001 -233611, WO 00/37359, JP2003-222703. Tais partículas estão igualmente comercialmente disponíveis junto da empresa Catalysts & Chemicals Industries Co. (CCIC), por exemplo, sob forma de sóis de sílica porosa sob a referência THRULYA®.

[0063] Estas partículas podem ser modificadas por enxerto de um grupo orgânico, notadamente sobre um átomo de silício, ou podem ser partículas compósitas de vários óxidos minerais.

[0064] Na presente invenção, as partículas de óxido mineral coloidal de baixo índice de refração preferidas são partículas ocas ou porosas possuindo preferivelmente um índice de refração indo de 1,15 a 1, 40, melhor 1,20 a 1,40, e

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13/32 um diâmetro indo de preferência de 20 a 150 nm, melhor de 30 a 100 nm. São de preferência partículas de sílica ocas.

[0065] Por óxido metálico eletricamente condutor, entende-se um óxido metálico condutor ou semicondutor, eventualmente dopado. Os óxidos metálicos eletricamente condutores possuem geralmente um elevado índice de refração, da ordem de 1,9 a 2,0.

[0066] Exemplos não limitativos de óxidos metálicos eletricamente condutores são o óxido de índio dopado com estanho (ITO), o óxido de estanho dopado com antimônio (ATO), o óxido de zinco dopado com alumínio, o óxido de estanho (SnO2), o óxido de zinco (ZnO), o óxido de índio (In2O3), o pentóxido de vanádio, o óxido de antimônio, o óxido de cério, o antimonato de zinco, o antimonato de índio. Estes dois últimos compostos e o seu processo de obtenção são descritos na patente US 6.211.274.

[0067] O óxido de índio dopado com estanho e o óxido de estanho são preferidos. De acordo com um modo de realização ótimo, a camada intermediária compreende apenas um óxido metálico eletricamente condutor, o óxido de índio dopado com estanho (ITO).

[0068] A composição de camada intermediária pode compreender outras categorias de partículas coloidais, notadamente partículas não eletricamente condutoras de índice de refração superior a 1, 55, na condição que a sua presença não impeça a obtenção de propriedades antiestáticas e do efeito anti-franjas de interferências. Exemplos não limitativos de tais partículas são TiO2, ZrO2, Sb2O3, Al2O3, Y2O3, Ta2O5 e as suas misturas. Compósitos como SiO2/TiO2, SiO2/ZrO2, SiO2/TiO2/ZrO2, ou TiO2/SiO2/ZrO2/SnO2 podem igualmente ser empregados.

[0069] Preferivelmente, a composição de camada intermediária compreende uma mistura binária de um óxido de baixo índice de refração e de um óxido eletricamente condutor.

[0070] De acordo com a presente invenção, a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representa de 50 a 97%, preferivelmente 55 a 95%, melhor de 60 a 95% e melhor ainda de 60 a 90% da massa total de partículas coloidais, de preferência de óxidos coloidais presentes na camada intermediária. Preferivelmente, estas proporções são verificadas igualmente pela composição de camada intermediária. Tais teores em partículas

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14/32 eletricamente condutores são destinados a assegurar propriedades antiestáticas suficientes à camada intermediária, que deve atingir o limiar de condutividade. [0071] A composição de camada intermediária pode eventualmente conter pelo menos um ligante, em uma quantidade tal que antes do preenchimento da porosidade inicial da camada de colóides depositada e secada, esta camada porosa compreende de preferência de 1 a 30% em massa de ligantes em relação à massa total (seca) de partículas coloidais presentes nesta camada, melhor de 10 a 25% e ainda melhor 10 a 20%.

[0072] O ligante é geralmente um material polímero que não prejudica as propriedades ópticas da camada intermediária final e que aumenta a coesão e a aderência das partículas de óxidos na superfície do substrato. Pode ser formado a partir de um material termoplástico ou termoendurecível, eventualmente reticulável por policondensação, por poliadição ou hidrólise.

[0073] Misturas de ligantes pertencendo a diferentes categorias podem igualmente ser empregadas.

[0074] Exemplos de ligantes utilizáveis são dados no pedido WO 2008/015364, em nome do depositante. Entre estes, podem-se citar mais precisamente as resinas poliuretano, epóxi, melamina, poliolefina, uretano acrilato, epóxi acrilato, e os obtidas a partir de monômeros como os monômeros metacrilato, acrilato, epóxi, e vinila. Os ligantes preferidos são de natureza orgânica, notadamente os látex de poliuretano e os látex (met) acrílicos, particularmente os látex de poliuretano. [0075] De acordo com um modo de realização particular da invenção, a composição de revestimento intermediária não compreende ligante.

[0076] Preferivelmente, a massa do extrato seco da composição de camada intermediária representa menos de 15% da massa total desta composição, melhor menos de 10% e ainda melhor menos 5%.

[0077] A espessura de uma camada intermediária de acordo com a invenção varia geralmente de 50 a 130 nm, preferivelmente de 60 a 130 nm, melhor de 75 a

10 nm, e melhor ainda de 80 a 100 nm, esta espessura devendo naturalmente estar de acordo com a gama da equação (1) e permitir a obtenção de propriedades antiestáticas. Esta espessura é a espessura obtida após preenchimento da porosidade inicial da camada intermediária, e é geralmente praticamente idêntica à espessura antes preenchimento.

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15/32 [0078] Geralmente, um aumento da espessura da camada intermediária, ou seja, um aumento da quantidade de partículas condutoras depositadas, aumenta as suas propriedades antiestáticas.

[0079] Como evidente, a espessura de uma camada intermediária deve ser também tão próxima como possível da espessura teórica de uma lâmina quarto de onda, tendo em conta os materiais utilizados para o artigo óptico, para um resultado ótimo de atenuação das franjas de interferência.

[0080] Geralmente, a porosidade inicial da camada intermediária, em ausência de ligante, é de pelo menos 20% em volume, em relação ao volume total da camada intermediária, e preferivelmente pelo menos 30% em volume, melhor de pelo menos 40% em volume. Esta porosidade (antes preenchimento) corresponde à porosidade obtida após depósito e secagem da composição de camada intermediária.

[0081] Por porosidade inicial, entende-se a porosidade gerada de maneira inerente pela pilha das partículas coloidais de óxidos da camada de composição intermediária depositada e secada. Esta porosidade inicial é uma porosidade aberta, acessível, que é a única a poder ser preenchida pelo material polimérico ou o material do substrato. No caso onde os óxidos coloidais ocos são empregados na composição de camada intermediária, a porosidade inicial não compreende, portanto, poros destes óxidos ocos, inacessíveis ao material polimérico ou ao material do substrato.

[0082] Quando a camada intermediária compreende um ligante, a porosidade inicial desta camada é a porosidade restante tendo em conta o volume ocupado pelo ligante, mas antes do preenchimento pelo material de enchimento constituído pelo material da camada ulterior ou o substrato. É preferivelmente de pelo menos 20%, melhor de pelo menos 30% em volume em relação ao volume total da camada intermediária.

[0083] A composição de camada intermediária coloidal preferivelmente é depositada sobre o substrato ou, segundo o caso, sobre a camada de material polimérico, por imersão. Ela pode também ser depositada por centrifugação.

Tipicamente, o suporte sobre o qual é realizado o depósito é mergulhado em um líquido na composição de camada intermediária líquida, a espessura depositada sendo função do teor de matéria seca do sol, do tamanho das partículas e da

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16/32 velocidade de remoção de umidade (Lei de Landau-Levich).

[0084] Assim, conhecendo a composição de revestimento, o tamanho das partículas, os índices de refração do substrato e o revestimento de natureza polimérica, pode-se determinar a espessura desejada para a camada intermediária e a velocidade de remoção de umidade conveniente para a obtenção da espessura desejada.

[0085] Após secagem da camada depositada, obtém-se uma camada de óxidos coloidais porosa de espessura desejada. A secagem da camada pode ser efetuada a uma temperatura que varia de 20 a 130°C, de preferência 20°C-120^oC, melhor em temperatura ambiente (20 - 25^oC ).

[0086] A camada de material polimérico utilizada na presente invenção tem preferivelmente uma energia de superfície superior ou igual a 20 miliJoules/m², melhor superior ou igual a 25 miliJoules/m² e ainda melhor superior ou igual a 30 miliJoules/m².

[0087] A energia de superfície é calculada de acordo com o processo OwensWendt descrito na referência seguinte: “Estimation of the surface force energy of polymers” Owens D. K., Wendt R.G. (1969), J. APPL POLYM. SCI., 13, 1741 -1747. [0088] O material polimérico é principalmente descrito no âmbito do modo de realização no qual é utilizado como material de preenchimento da porosidade da camada intermediária. No entanto, a descrição que segue vale igualmente se o material do substrato for utilizado como material de preenchimento.

[0089] A composição conduzindo ao material polimérico de preenchimento compreende majoritariamente um (ou os) composto(s) não fluorado(s).

[0090] Preferivelmente, a composição conduzindo ao material polimérico de preenchimento compreende pelo menos 80% em massa de compostos não fluorados em relação à massa total dos compostos formando o extrato seco da referida composição, melhor pelo menos 90% em massa, ainda melhor pelo menos 95% em massa e muito de preferência 100% em massa. Por extrato seco, entendese de acordo com a presente invenção as matérias sólidas restantes após evaporação dos solventes sob vácuo até 100^oC.

[0091] Tipicamente, a taxa de flúor no material polimérico de preenchimento é inferior a 5% em massa, preferivelmente inferior a 1% em massa e melhor de 0% em massa.

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17/32 [0092] A porosidade (em volume) da camada intermediária após preenchimento é de preferência inferior a uma dos valores seguintes: 20%, 10%, 5%, 3%, e ainda melhor, é nulo (0%). Como para a porosidade inicial definida acima, a porosidade após o preenchimento não precisa levar em por exemplo a porosidade “fechada” das partículas coloidais ocas de óxidos eventualmente empregadas. Assim, uma camada intermediária cuja porosidade inicial seja preenchida inteiramente possuirá no sentido da invenção uma porosidade nula, mesmo se ela compreende partículas ocas de óxidos coloidais.

[0093] O material de preenchimento utilizado no presente pedido pode estar sob a forma de monômeros, oligômeros, polímeros ou as suas misturas.

[0094] Após preenchimento, o material de preenchimento entra em contato com a superfície do substrato (quando o material de preenchimento não é o do substrato mas o de outra camada como uma camada de primário ou uma camada antiabrasão) e permite obter a aderência da camada intermediária sobre o substrato.

[0095] A camada de material polimérico assegurando o preenchimento da porosidade inicial da camada intermediária é formada geralmente por depósito com imersão em um líquido ou por centrifugação, preferivelmente por imersão.

[0096] A camada de material polimérico em contato direto com a camada intermediária é de preferência uma camada de material transparente. Pode-se tratar de uma camada de um material funcional, por exemplo, uma camada de um revestimento de primário de adesão e/ou anti-impacto, uma camada de um revestimento anti-abrasão e/ou anti-riscas ou uma camada de um revestimento anti-reflexo. Pode-se igualmente tratar de uma camada de composição adesiva. A camada de material polimérico de acordo com a invenção é de preferência uma camada de primário.

[0097] Esta camada de primário pode ser qualquer camada de primário classicamente utilizada no domínio óptico e em particular oftálmico.

[0098] Tipicamente, estes primários, em particular os primários anti-impacto, são revestimentos à base de polímero (met) acrílicos, de poliuretanos, poliéster, ou ainda à base de copolímeros epóxi/(met) acrilato.

[0099] Os revestimentos anti-impacto à base de polímero (met) acrílico são, em outros, descritos nas patentes US 5.015.523 e US 5.619.288, não obstante que revestimentos à base de resinas de poliuretano termo plásticos e reticuladas são

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18/32 descritos, entre outros, nas patentes japonesas 63-141 1001 e 63-87223, a patente européia EP-040411 e a patente US 5.316.791.

[0100] Em particular, o revestimento de primário resistente ao impacto da invenção pode ser realizado a partir de um látex poli (met)acrílico, incluindo tipo envoltório-núcleo (core-shell) tal como foi descrito, por exemplo, no pedido de patente francesa FR 2.790.317, um látex de poliuretano ou um látex de poliéster.

[0101] Entre as composições de revestimento de primário anti-impacto particularmente preferidas, podem-se citar o látex acrílico comercializado sob a denominação A-639 por Zeneca e os látex de poliuretano comercializados sob as denominações W-240 e W-234 pela empresa Baxenden.

[0102] Escolhe-se preferivelmente látex tendo um tamanho de partícula < 50 nm e melhor < 20nm.

[0103] Geralmente, após endurecimento, a camada de primário resistente ao impacto tendo uma espessura de 0,05 a 20 pm, preferivelmente de 0,5 a 10 pm e melhor ainda de 0,6 a 6 pm. A espessura ótima é geralmente de 0,5 a 2 pm.

[0104] O revestimento anti-abrasão utilizável na presente invenção pode ser qualquer revestimento anti-abrasão clássico utilizado no domínio da óptica e em particular da óptica oftálmica.

[0105] Por definição, um revestimento anti-abrasão é um revestimento que melhora a resistência a abrasão do artigo óptico terminado comparado com o mesmo artigo que não comporta o revestimento anti-abrasão.

[0106] Os revestimentos anti-abrasão preferidos são os obtidos por endurecimento de uma composição contendo um ou vários alcoxissilano(s) (de preferência um ou vários epoxialcoxissilano (s)) ou um hidrolisado destes, e de preferência uma carga coloidal mineral, como uma carga de óxido coloidal.

[0107] De acordo com um aspecto particular, os revestimentos anti-abrasão preferidos são os obtidos por endurecimento de uma composição que inclui um ou vários epoxialcoxissilanos ou um hidrolisado destes, sílica e um catalisador de endurecimento. Exemplos de tais composições são descritos no pedido internacional WO 94/10230 e nas patentes US 4.211.823, 5.015.523, bem como a patente européia EP 614957.

[0108] As composições de revestimento anti-abrasão particularmente preferidas são as compreendendo como constituintes principais um

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19/32 epoxialcoxissilano como, por exemplo, o γ - glicidoxipropiltrimetóxissilano (GLYMO), um dialquildialcóxissilano como, por exemplo, o dimetildietóxissilano (DMDES), sílica coloidal e uma quantidade catalítica de um catalisador de endurecimento como o acetilacetonato de alumínio ou um hidrolisado destes constituintes, o resto da composição constituído essencialmente de solventes classicamente utilizados para formular estas composições e eventualmente um ou vários agentes tensoativos.

[0109] Para melhorar a aderência do revestimento anti-abrasão, a composição de revestimento anti-abrasão pode eventualmente comportar uma quantidade efetiva de um agente de copulação, em particular quando o substrato coberto é fabricado pela técnica de vazamento no molde (In Mold Casting ou IMC).

[0110] Este agente de copulação é tipicamente uma solução pré-condensada de um epoxialcoxissilano e um alcóxissilano insaturado, preferivelmente compreendendo uma dupla ligação etilênica terminal. Estes compostos são descritos em detalhes no pedido WO 03/056366 em nome do depositante. Tipicamente, a quantidade de agente de copulação introduzida na composição de revestimento anti-abrasão representa 0,1 a 15% em relação à massa total da composição, preferivelmente 1 a 10% em massa.

[0111] A espessura do revestimento anti-abrasão, após endurecimento, é habitualmente de 1 a 15 pm, preferivelmente de 2 a 6 pm.

[0112] As composições de material polimérico como as composições de primário anti-impacto e de revestimento anti-abrasão podem ser endurecidas termicamente e/ou por irradiação, preferivelmente termicamente.

[0113] Como evidente, como indicado previamente, o material da camada de primário ou da camada de revestimento anti-abrasão deve penetrar parcialmente e preencher pelo menos a porosidade da camada intermediária, quando este material é utilizado como material de enchimento.

[0114] O artigo óptico de acordo com a invenção pode comportar eventualmente um revestimento anti-reflexo formado preferivelmente sobre a camada de revestimento anti-abrasão.

[0115] O revestimento anti-reflexo pode ser qualquer revestimento anti-reflexo classicamente utilizado no domínio da óptica, em particular da óptica oftálmica.

[0116] A título de exemplo, o revestimento anti-reflexo pode ser constituído de

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20/32 um filme mono ou multi-camadas, materiais dielétricos como SiO, S1O2, SÍ3N4, T1O2, ZrO2, Al2O3, MgF2 ou Ta2O5, ou as suas misturas. Assim torna-se possível impedir o aparecimento de uma reflexão na interface lente-ar.

[0117] Este revestimento anti-reflexo é aplicado geralmente por depósito no vácuo, notadamente por evaporação, eventualmente assistida por feixe iônico, por pulverização por feixe de íon, por pulverização catódica ou por depósito químico em fase vapor assistido por plasma.

[0118] Além do depósito sob vácuo, pode-se também visar um depósito de uma camada mineral por via úmida, por exemplo, por via sol-gel utilizando uma composição líquida que contem um hidrolisado de silanos e os materiais coloidais de alto (> 1, 55) ou de baixo (< 1, 55) índice de refração. Tal revestimento cujas camadas compreendem uma matriz híbrida orgânica/inorgânica à base de silanos na qual são dispersos materiais coloidais que permitem ajustar o índice de refração de cada camada são descritos por exemplo na patente FR 2858420. Esta categoria de composição pode ser empregada para formar a camada de material polimérico no sentido da invenção, e notadamente como material de preenchimento da porosidade inicial da camada intermediária.

[0119] No caso onde o revestimento anti-reflexo compreende apenas uma camada, a sua espessura óptica é preferivelmente igual a λ/4 (λ é um comprimento de onda compreendido entre 450 e 650 nm).

[0120] No caso de um filme multi-camadas comportando três camadas, podese utilizar uma combinação correspondendo a espessuras ópticas respectivos λ/4, λ/2, λ/4 ou λ/4, λ/4, λ/4. Pode-se além disso utilizar um filme equivalente formado por mais camadas, ao lugar de um número qualquer de camadas que fazem parte das três camadas acima citadas.

[0121] Alguns modos de realização particulares do processo de acordo com a invenção serão agora descritos.

[0122] A camada de material polimérico vindo preencher a porosidade inicial da camada intermediária pode ser uma camada de composição adesiva. Este modo de realização, que é descrito em detalhes no pedido WO 03/056366 em nome do depositante, em particular sobre a figura 6 deste pedido, pode ser adaptado à presente invenção. Ele será resumido simplesmente aqui.

[0123] De acordo com este modo de realização, um artigo óptico comportando

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21/32 uma camada antiestática e anti-franjas de interferências é obtido por transferência de um revestimento ou de uma pilha de revestimentos sobre uma preforma ou um substrato revestido com uma camada coloidal porosa secada de acordo com a invenção, que contem eventualmente um ligante.

[0124] Sobre uma superfície de um molde (ou suporte) de preferência flexível, forma-se uma pilha monocamada ou multicamada, por exemplo, nesta ordem, um revestimento anti-reflexo, uma camada de revestimento duro anti-abrasão e/ou antiriscas, e uma camada de primário. Preferivelmente, as camadas de revestimento anti-reflexo, anti-abrasão e/ou anti-riscas e de primário são secadas e/ou endurecidas, pelo menos parcialmente.

[0125] Coloca-se então uma quantidade apropriada de um material adesivo, quer sobre a camada intermediária porosa, quer sobre a superfície externa da pilha multicamada, ou seja, a camada de primário no exemplo acima, mas preferivelmente sobre a camada intermediária porosa, depois se pressiona o substrato que leva a camada intermediária porosa contra o conjunto do revestimento monocamada ou multicamada levado pelo molde. O adesivo pode também ser injetado entre a camada intermediária e pilha levado pelo molde.

[0126] Após endurecimento do adesivo, retira-se o molde para obter um artigo óptico de acordo com a invenção.

[0127] Neste modo de realização, a porosidade inicial da camada intermediária é preenchida pela composição adesiva que constitui a camada de material polimérico em contato direto com a camada intermediária. Esta camada de adesivo assegura a aderência da pilha de monocamada ou multicamada com a camada intermediária, ela mesma em ligação com o substrato.

[0128] Preferivelmente, o adesivo é um material orgânico endurecível por irradiação, por exemplo, por irradiação com uma radiação UV. Ele pode eventualmente apresentar propriedades anti-impacto. Exemplos de tais materiais são descritos na patente US 5.619.288.

[0129] A camada intermediária de acordo com a invenção assim formada limita ou eliminada as franjas de interferência, particularmente quando a diferença de índice de refração entre o substrato e o material constituindo o adesivo é elevada.

[0130] De acordo com outro modo de realização da invenção, o preenchimento da porosidade inicial da camada intermediária é assegurado pelo material do

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22/32 substrato. Este modo de realização, que é descrito em detalhe no pedido WO 03/056366 em nome do depositante, em particular na figura 7 deste pedido, pode ser adaptado a presente invenção. Ele será resumido simplesmente aqui e feito preferivelmente intervindo um processo de tipo In Mold Coating (IMC).

[0131] Sobre uma superfície apropriada de uma primeira parte de um molde de um molde em duas partes clássico para a fabricação de uma lente oftálmica, formase uma pilha de monocamada ou multicamada, por exemplo, nesta ordem, um revestimento anti-sujeira, um revestimento anti-reflexo, numa camada de revestimento duro anti-abrasão e/ou anti-riscas, e uma camada de primário. Depois, sobre a superfície externa da pilha multicamada, ou seja, a camada de primário no exemplo acima, forma-se preferivelmente por depósito por centrifugação ou imersão em um líquido, uma camada intermediária de óxidos coloidais de espessura e de porosidade necessários de acordo com a invenção.

[0132] Após montagem das duas partes do molde através de uma junta adesiva, injeta-se na cavidade do molde uma composição de monômeros líquidos que, após endurecimento, formará o substrato. Um artigo óptico de acordo com a invenção é obtido após desmoldagem.

[0133] De preferência, o artigo óptico da invenção não absorve no visível ou absorve pouco no visível, o que significa, no sentido do presente pedido, que o seu fator relativo de transmissão da luz no visível (Tv) é superior a 85%, melhor superior a 90% e ainda melhor superior a 91%. A parte experimental mostra que esta característica de transparência é obtida apesar da presença de partículas metálicas condutoras na camada intermediária, escolhendo uma espessura e um teor nestas partículas apropriadas.

[0134] O fator Tv responde a uma definição internacional normalizada (norma ISO13666: 1998) e é medido de acordo com a norma ISO8980-3. Ele é definido na gama de comprimento de onda indo de 380 a 780 nm.

[0135] Os exemplos seguintes ilustram a invenção de maneira mais detalhada mas não limitativa.

PARTE EXPERIMENTAL

1) MÉTODOS

A) AVALIAÇÃO DO TEMPO DE DESCARGA [0136] Os tempos de descarga dos artigos de óptica foram medidos a

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23/32 temperatura ambiente (25 °C) através de um aparelho de medida de tempos de descarga JCI 155 (John Chubb Instrumentation) seguindo as especificações do construtor, após ter apresentado os referidos artigos de óptica a uma descarga corona de -9000 volts durante 30 ms.

[0137] Durante estas experiências de medida da carga e da descarga da superfície de um vidro submetido a uma descarga corona, os dois parâmetros seguintes foram determinados: a tensão máxima medida na superfície do vidro, notada Umax, e o tempo para atingir 1/e = 36,7% da tensão máxima, que corresponde ao tempo de descarga.

[0138] A potência dos vidros utilizados deve ser rigorosamente a mesma a fim de poder comparar o desempenho dos diferentes vidros, porque os valores medidos pelo aparelho dependem da geometria dos vidros.

[0139] No âmbito deste pedido de patente, por definição, um vidro é considerado como antiestático se o seu tempo de descarga é inferior a 200 milissegundos.

B) AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE FRANJAS [0140] A avaliação do nível de franjas de interferência é visual.

[0141] As lentes oftálmicas são tipicamente de potência -4.00.

[0142] A observação das lentes oftálmicas é realizada em reflexão sob iluminação Waldman.

[0143] As lentes devem ser orientadas de modo que as franjas sejam perpendiculares ao tubo fluorescente.

[0144] A comparação é efetuada com lente de referência, uma lente idêntica excluído que a lente não comporta camada anti-franjas de acordo com a invenção. (Ver tabela 4).

C) REFLEXÃO [0145] As medidas de reflexão Rm e Rv definidas nas normas ISO 13666 - 98 e medidas de acordo com a norma ISO8980-4 foram realizadas sobre a face convexa das lentes -4,00 (medida sobre uma única face).

[0146] Para cada espessura de camada antiestática, as medidas são efetuadas sobre três lentes. Sobre cada lente, duas medidas são efetuadas na borda da lente.

[0147] Os resultados são a média destas medidas.

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2) MATERIAIS UTILIZADOS [0148] Os colóides utilizados são os seguintes:

a) Colóide de ITO fornecido por CCIC: ELCOM NE-1001 ITV® (20% em massa). As partículas de ITO têm um índice de refração de 1,95 e uma densidade de 8,7.

b) Colóide de sílica fornecida por DUPONT de NEMOURS: LUDOX® CL-P (40% em massa). As partículas de sílica têm um índice de refração de 1,48 e uma densidade de 2,4.

c) Colóide de SiO2 oco fornecido por CCIC: Thrulya-200W (20% em massa). Esta suspensão preferivelmente é filtrada a 5 mícrons antes de utilização. As partículas de sílica ocas têm um índice de refração de 1,35 e uma densidade de 1,2.

3) PREPARAÇÃO DAS COMPOSIÇÕES DE CAMADA INTERMEDIÁRIA [0149] As três composições de camada intermediária seguintes foram preparadas:

Constituinte	Composição 1	Composição 2	Composição 3
Colóide SiO2	14,4g	19,2g	-
Colóide SiO2 oco	-	-	14,4g
Colóide ITO	67,2g	57,6g	67,3g
Etanol	518,4g	523,2g	518,4g
total	600g	600g	600g
Extrato seco (teor em massa)	3,2%	3,2%	2,8%
Razão mássica ITO /SiO2(*)	70/30	60/40	82/18

(*) Partículas secas.

[0150] Em primeiro lugar, o colóide de sílica ou sílica oca foi misturado a uma parte do etanol durante 20 minutos, depois o colóide de ITO foi acrescentado assim como a quantidade restante de etanol. A mistura outra vez foi agitada durante 20 minutos. As composições obtidas não foram filtradas e são conservadas ao refrigerador. Os diferentes constituintes foram misturados enquanto que estavam

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25/32 na mesma temperatura.

4) MODO OPERACIONAL GERAL DE PREPARAÇÃO DOS VIDROS ANTIESTÁTICOS E ANTI-FRANJAS [0151] É preferível realizar o depósito das composições de camada intermediária após a sua preparação. Quando estas são armazenadas, uma separação de fases pode produzir-se.Neste caso, antes de proceder ao depósito, é necessário agitar as composições durante 30 minutos a fim de encontrar a homogeneidade. A fim de obter um depósito de melhor qualidade, é recomendado trabalhar em um ambiente cuja taxa de umidade é regulada.

[0152] As três composições de camada intermediária foram depositadas por imersão a diferentes velocidades, indo de 4,7cm/mn até a uma velocidade máxima de 28,5 cm/mn. Para uma mesma composição de camada intermediária, uma velocidade de depósito elevada conduz a uma camada mais espessa e mais porosa. Sem desejar dar uma interpretação limitativa à invenção, os inventores pensam que uma velocidade de remoção de umidade lento acarreta uma pilha de colóides mais compacta, estes dispondo de mais tempo para se empilharem antes da evaporação do solvente.

[0153] Os depósitos foram efetuados sobre a face convexa e sobre a face côncava por imersão em um líquido de substratos (lentes oftálmicas) politiouretano termoendurecível, material comercializado por MITSUI tendo um índice de refração de 1,6 (exemplo 3) ou 1, 67 (exemplos 1, 2), previamente lavados. Cada depósito foi realizado sobre uma série de 6 lentes (3 lentes +4,00 e 3 lentes -4,00).

[0154] As lentes foram secadas em seguida em ar ambiente e temperatura ambiente durante 4 minutos. A espessura e o índice de refração da camada de colóides depositada e secada (camada porosa) foram determinados em SMR (Sistema de Medida de Reflexão) e os valores medidos são dados nas tabelas abaixo.

[0155] Após resfriamento e secagem, a camada de colóides é coberta por imersão em um líquido de uma camada de primário anti-impacto à base de um látex poliuretano contendo motivos poliéster (Witcobond® 234 de BAXENDEN

CHEMICALS). A referida camada pré-polimerizada 15 min a 75^oC, conduzindo a um revestimento de índice de refração igual a 1,50. Embora um leve intumescimento da camada intermediária à base de colóides possa produzir-se, foi

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26/32 observado que a sua espessura variava pouco devido à difusão do látex Witcobond® 234.

[0156] Por último, o revestimento anti-abrasão e anti-riscas (hard coat) divulgado no exemplo 3 da patente EP 0614957 (de índice de refração igual a 1,50), à base de um hidrolisado de GLYMO e de DMDES, sílica coloidal e acetilacetonato de alumínio, é depositado por imersão em um líquido sobre o revestimento de primário, depois pré-polimerizado durante 15 minutos a 75^oC. Por último, a pilha completa sofre uma polimerização durante 3 horas a 100 °C.

[0157] O tempo de descarga da face convexa revestida e a transmissão do artigo óptico final foram medidos. Os resultados são dados nas tabelas abaixo, os artigos não de acordo com a invenção assinalados por linhas cinza.

5) EXEMPLOS 1 E 2 [0158] A camada intermediária é formada entre um substrato de índice de refração igual a 1,67 e um revestimento de primário de índice de refração igual a 1,50. As características teóricas de uma camada quarto de onda são, portanto, as seguintes:

n = J1,67 x1,5 = 1,5827; e = —⁵⁵⁰— = 86,9 nm ^y 4 x 1,5847

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RESULTADOS DO EXEMPLO 1 (COMPOSIÇÃO DE CAMADA INTERMEDIÁRIA

1)

Tabela 1

Camada de colóides secada, antes difusão do látex	Camada intermediár ia (após preench. da porosidade pelo primário	Propriedades do artigo óptico
Espessur	índice	Porosida	índice de	Trans	Rv/Rm	Temp	Nível
a	refraçã	de	refração	missã	(1 face)	0	franja
(nm)	o m	calculada	teórico	0 (%)	(%)	desca r ga ms)	s
60,4	1,49	0,26	1,62	91,1	3,85/3,8 8	9010	NE
63,9	1,409	0,38	1,60	91,2	3,80/3,8 4	151	NE
78,8	1,365	0,45	1,59	91,2	3,39/3,4 0	25
92,4	1,35	0,47	1,58	91,6	3,60/3,6 3	28
106	1,344	0,48	1,58	91,2	3,40/3,4 3	29

nível fraco em relação à referência (Ref2) nível muito fraco em relação à referência (Ref2)

NE: não avaliado [0159] A porosidade inicial p da camada de colóides secada que aparece nas tabelas 1 - 3 foi calculada a partir do valor do índice de refração desta camada porosa (m, valor medido com o SMR) e o índice de refração médio do esqueleto

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28/32 desta camada (n2, valor calculado para um material suposto denso, ou seja, sem porosidade acessível) por meio da fórmula seguinte (aproximação linear):

n₇ = p + n₂ x (1 - p)

I índice de refração médio n2 do esqueleto da camada de colóides poroso é calculado através da fórmula seguinte, válida no caso de um esqueleto binário SiO2/ITO:

na qual Xm^SiO2 representa a proporção mássica de partículas de sílica em relação à massa total de partículas da camada porosa, nas Xm^ITO a proporção mássica de partículas de ITO em relação à massa total de partículas da camada porosa (aqui Xm^SiO2 + Xm^ITO = 1), p^SiO2 a densidade das partículas de sílica, p^ITO a densidade das partículas de ITO, nSiO2 o índice de refração das partículas de sílica, nITO o índice de refração das partículas de ITO.

[0160] O índice de refração teórico n3 da camada intermediária corresponde ao índice de refração desta camada supondo que a sua porosidade foi inteiramente preenchida pelo material da composição de primário anti-impacto. Ele é calculado por meio da fórmula seguinte (aproximação linear):

n = - P x n + n x (1 - p) primário ± 2 V ± ' [0161] Onde p (porosidade antes preenchimento) e n2 têm o mesmo significado que previamente e nprimário é o índice de refração da camada de primário (1,5).

[0162] Neste cálculo, considera-se que o preenchimento não se efetua nos colóides nas partes côncavas ou porosas (porosidade dos colóides não acessível ao material de preenchimento).

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RESULTADOS DO EXEMPLO 2 (COMPOSIÇÃO DE CAMADA INTERMEDIÁRIA

2)

Tabela 2

Camada de colóides secada, antes difusão do látex	Camada intermediár ia (após preench. da porosidade pelo primário	Propriedades do artigo óptico
Espessur	índice	Porosida	índice de	Trans	Rv/Rm	Temp	Nível
a	refraçã	de	refração	missã	(1 face)	0	franja
(nm)	o m	calculada	teórico	0 (%)	(%)	desca r ga ms)	s
52	1,493	0,20	1,594	91,6	3,88/3,9	2725 0	NE
61	1,403	0,35	1,577	91,2	3,82/3,8 4	7255	NE
75	1,383	0,38	1,573	91,6	3,78/3,8	164
111,5	1,34	0,45	1,565	91,6	3,82/3,8 8	175	NE
115,2	1,344	0,44	1,565	91,1	4,0/4,0	112	-

nível fraco em relação à referência (Ref2) nível muito fraco em relação à referência (Ref2)

NE: não avaliado

6) EXEMPLO 3 [0163] A camada intermediária é formada entre um substrato de índice de refração igual a 1,6 e um revestimento de primário de índice de refração igual a

1,50. As características teóricas de uma camada quarto de onda são, portanto, as seguintes:

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30/32 η = Jl,6x1,5 =1,5492; e =--------= 88,76 nm

4x1,5492

RESULTADOS DO EXEMPLO 3 (COMPOSIÇÃO DE CAMADA INTERMEDIÁRIA

3)

Tabela 3

Camada de colóides secada, antes difusão do látex	Camada intermediár ia (após preench. da porosidade pelo primário	Propriedades do artigo óptico
Espessur	índice	Porosida	índice de	Trans	Rv/Rm	Temp	Nível
a	refraçã	de	refração	missã	(1 face)	0	franja
(nm)	o m	calculada	teórico	0 (%)	(%)	desca r ga ms)	s
52,2	1,484	0,17	1,570	92	3,86/3,8 8	2450 0
52,9	1,465	0,20	1,567	92,3	3,91/3,9 3	2809	NE
65	1,45	0,23	1,565	92,2	3,81/3,8 3	27
97,6	1,364	0,38	1,553	91,8	3,82/3,8 8	24
100	1,371	0,37	1,554	92,2	4,0/4,0	64	NE

nível fraco em relação à referência (Ref2) nível muito fraco em relação à referência (Ref2)

NE: não avaliado

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7) EXEMPLOS COMPARATIVOS [0164] As propriedades de vidros idênticos aos preparados nos exemplos 1 -3 mas desprovidos de camada intermediária entre o substrato e o revestimento de primário foram avaliadas igualmente. Duas séries foram preparadas, de acordo com o índice de refração do substrato (1,67: exemplo comparativo 1; 1,6: exemplo comparativo 2).

RESULTADOS DOS EXEMPLOS COMPARATIVOS (SEM CAMADA INTERMEDIÁRIA)

Tabela 4

	Reflexão Rm (por face (%)	tempo de descarga (ms)	Nível das franjas
Lente Ref1 (como preparada em 4) (substrato de índice 1,6 + primário de índice 1,5 + verniz hard coat de índice 1,5)	4,5	> 30.000	Muito elevado
Lente Ref2 como preparada em 4) (substrato de índice 1,67 + primário de índice 1,5+ verniz hard coat de índice 1,5)	4	> 30.000	Muito elevado

COMENTÁRIO DOS RESULTADOS OBTIDOS [0165] As tabelas 1 a 3 fornecem vários exemplos de artigos de óptica que possuem uma camada intermediária que apresenta ao mesmo tempo propriedades antiestáticas (tempo de descarga inferior a 200 ms) e permitindo limitar de maneira nítida a percepção das franjas de interferências.

[0166] Uma comparação com os ensaios comparativos, que empregam pilhas desprovidas de camada intermediária de acordo com a invenção, revela que a intensidade das franjas de interferências é significativamente reduzida graças à presença desta camada.

[0167] Nas tabelas 1 -3, os testes que conduzem no nível de franjas mínimo são assinalados em negrito. Nota-se logicamente que os melhores resultados em termos de diminuição da percepção das franjas de interferência são obtidos para

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32/32 as camadas intermediárias que apresentam as características de espessura e de índice de refração as mais próximas das características teóricas de uma camada quarto de onda.

[0168] As transmissões obtidas são sistematicamente superiores a 91 %, e em média superiores a 91,5%.

[0169] Para lentes de índice de refração de 1,6 a 1,67, com um revestimento de índice de refração da ordem de 1,50, os níveis de reflexão Rm das lentes de acordo com a invenção podem diminuir de um valor máximo de cerca de 0,6% por face, ou seja, uma melhora (diminuição) da reflexão de cerca de 1,2% para as duas faces, permitindo um ganho em transmissão de cerca de 1,2% em relação à mesma lente que não possui a camada quarto de onda.

[0170] É necessário notar que uma camada intermediária antiestática quarto de onda ou quase quarto de onda não pode ser obtida no caso do sistema do exemplo 3 (substrato de índice de refração 1,6/primário de índice de refração 1,5) utilizando uma mistura SiO2/ITO. Com efeito, as camadas quarto de onda ou quase quarto de onda resultando da utilização deste sistema de colóides não possuem propriedades antiestáticas suficientes, pelo contrário as camadas quarto de onda ou quase quarto de onda resultando da utilização do sistema de colóide SiO2 oco/ITO.

[0171] Por último, os testes efetuados revelam que para uma composição de camada intermediária dada, os tempos de descargas podem ser divididos por 1000 quando a espessura da camada intermediária é multiplicada por 2 e que no mesmo tempo a porosidade da camada é multiplicada igualmente por 2 (cf. Tabela 3). Um cálculo permite mostrar que a quantidade de partículas de ITO efetivamente depositada foi aumentada de cerca de 50% entre o primeiro e o último teste da Tabela 3.

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Artigo óptico compreendendo um substrato de vidro orgânico ou mineral e uma camada de um material polimérico, caracterizado pelo fato de compreender uma camada intermediária possuindo propriedades antiestáticas em contato direto com uma face principal do substrato e a camada de material polimérico, a camada intermediária compreendendo uma mistura de partículas coloidais de pelo menos um óxido metálico coloidal eletricamente condutor, partículas coloidais de óxidos minerais não condutores tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 e opcionalmente um ligante, em proporções tais que a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representa 50 a 97% da massa total de partículas coloidais presentes na camada intermediária, a referida camada intermediária sendo uma camada inicialmente porosa cuja porosidade foi preenchida quer por material da camada de material polimérico quer por material do substrato se este for de vidro orgânico, de modo que a camada intermediária, após preenchimento da sua porosidade inicial, características seguintes:

   l l

   0,725x — < e < 1,35x— 4n 4n ⁰,^{98 x}y]ⁿsubstrato Mpolímero < ⁿ < ¹,^{02 x n}Substrato '^polímero (2) onde n é o índice de refração da camada intermediária, índice de refração do substrato, npolímero é o índice de refração da material polimérico diretamente em contato com a camada intermediária, e é a espessura da camada intermediária e λ é igual a 550 nm.
2. 2. Artigo óptico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representa 50 a 95%, da massa total de partículas coloidais presentes na camada intermediária.
3. 3. Artigo óptico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender uma camada intermediária verificando a equação:

   verifica as (1) (2) nsubstrato é o camada de

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   2/4

   0,8 χ ^—< e < 1,2 x ^—
4. 4n 4n (1')

   4. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender uma camada intermediária verificando a equação:

   ^{0,985 X} ^substrato polímero ^{n 1,015 X} ^substrato polímero (2')
5. 5. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender uma camada intermediária tendo uma porosidade inferior a 20% em volume.
6. 6. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender uma camada intermediária cuja espessura varia de 60 a 130 nm.
7. 7. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tamanho das partículas coloidais de óxidos minerais não condutores varia de 10 a 80 nm.
8. 8. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o óxido metálico coloidal eletricamente condutor é escolhido entre o óxido de índio dopado com estanho, o óxido de estanho dopado com antimônio, o óxido de estanho, o óxido de zinco, o óxido de índio, o pentóxido de vanádio, o óxido de zinco dopado com alumínio, o óxido de cério, o antimonato de zinco, o antimonato de índio e o óxido de antimônio.
9. 9. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o óxido mineral coloidal tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 é escolhido entre a sílica, a sílica dopada com alumina e os óxidos minerais porosos ou ocos.
10. 10. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de possuir um fator relativo de transmissão da luz no visível (Tv) superior a 85%
11. 11. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada de material polimérico em

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    3/4 contato direto com a camada intermediária é escolhida entre uma camada de um revestimento de primário de adesão e/ou anti-impacto, uma camada de um revestimento anti-abrasão e/ou anti-risca, uma camada de um revestimento antireflexo e uma camada de composição adesiva.
12. 12. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a porosidade da camada intermediária é preenchida pelo material polimérico de uma camada de um revestimento de primário de adesão e/ou anti-impacto.
13. 13. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o substrato é uma lente oftálmica.
14. 14. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a diferença de índice de refração entre o substrato e a camada de material polimérico é superior ou igual a 0,05.
15. 15. Artigo óptico de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a diferença de índice de refração entre o substrato e a camada de material polimérico é superior ou igual a 0,1.
16. 16. Artigo óptico de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária não compreende partículas coloidais ocas ou porosas.
17. 17. Processo de fabricação de um artigo óptico tal como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender:

    a) o depósito de uma camada de composição de camada intermediária quer sobre pelo menos uma superfície principal de um substrato de vidro orgânico ou mineral, quer sobre uma camada de um material polimérico, a referida composição compreendendo uma mistura de partículas coloidais de pelo menos um óxido metálico coloidal eletricamente condutor, partículas coloidais de óxidos minerais não condutores tendo um índice de refração inferior ou igual a 1,55 e opcionalmente de um ligante;

    b) a secagem da composição de camada intermediária de modo a formar uma camada intermediária inicialmente porosa;

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    4/4

    c) a formação sobre esta camada intermediária porosa quer de uma camada de um material polimérico, quer um substrato de vidro orgânico, de modo que a porosidade inicial da camada intermediária seja preenchida quer por material da camada polimérica, quer por material do substrato se este for de vidro orgânico, e de modo que a camada intermediária, após preenchimento da sua porosidade inicial, verifica as equações (1) e (2) de acordo com a reivindicação 1,

    d) a recuperação de um artigo óptico compreendendo uma camada intermediária possuindo propriedades antiestáticas em contato direto com uma face principal do substrato e a camada de material polimérico, a massa de partículas de óxidos metálicos coloidais eletricamente condutores representando 50 a 97% da massa total de partículas coloidais presentes na camada intermediária.
18. 18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a camada obtida na etapa b) possui uma porosidade de pelo menos 20% em volume.
19. 19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a camada de composição de camada intermediária é depositada sobre pelo menos uma superfície principal de um substrato de vidro orgânico ou mineral durante a etapa a) e pelo fato de que uma camada de um material polimérico é formada sobre a camada intermediária porosa por depósito por imersão em um líquido ou por centrifugação durante a etapa c).