ES2337334T3 - Procedimiento de acabado de una lente oftalmica por extension de barniz mediante fuerza centrifuga. - Google Patents

Procedimiento de acabado de una lente oftalmica por extension de barniz mediante fuerza centrifuga. Download PDF

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Kimberly Denise Oliver
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Abstract

Procedimiento de acabado de una superficie de una lente oftálmica, para una prescripción dada, que comprende la etapa de selección de dicha lente oftálmica cuya superficie se mecaniza caracterizado porque dicha superficie presenta una rugosidad media aritmética Ra inferior a 0,5 μm y porque se aplica en la superficie una capa de barniz con un espesor comprendido entre 30 Ra y 800 Ra aproximadamente, donde Ra es la rugosidad media aritmética de dicha superficie, para conferirle un estado de superficie pulido, utilizando una máquina de aplicación del barniz que comprende un soporte (1001) de la lente que puede ser arrastrada en rotación y un brazo (1003) que lleva una boquilla de distribución (1002) de baja presión del barniz líquido, desplazable en traslación vertical y horizontalmente con respecto al soporte (1001), siendo el barniz depositado en dicha superficie según un desplazamiento de la boquilla del centro hacia el borde o del borde hacia el centro de dicha superficie, con el depósito del barniz realizado a una velocidad de rotación de la lente comprendida entre 300 y 1000 vueltas/min, con la capa de barniz obtenida por endurecimiento de un compuesto líquido de barniz con una viscosidad a 25ºC comprendida entre 1000 y 3000 mPas aproximadamente.

Description

Procedimiento de acabado de una lente oftálmica por extensión de barniz mediante fuerza centrífuga.
La presente invención se refiere de modo general al acabado de las lentes oftálmicas, comúnmente denominadas cristales, para montar en monturas de gafas.
Trata particularmente sobre un procedimiento de acabado de una superficie de una lente oftálmica, para adaptarla a una prescripción dada.
La realización de lentes oftálmicas se efectúa habitualmente en dos etapas.
En una primera etapa se procede a la realización de la lente semiacabada. Esta lente semiacabada, obtenida por moldeado, presenta generalmente una superficie esférica, asférica o multifocal progresiva. La otra superficie esférica está destinada a ser tratada con el fin de adaptar la lente a las necesidades del usuario.
En una segunda etapa se procede, según pedido, al tratamiento de dicha superficie esférica garantizando, según el caso, por reanudación del mecanizado, el ajuste de correcciones necesarias para satisfacer la prescripción requerida, tanto en lo que se refiere a la potencia como en lo que se refiere eventualmente a otros tipos de correcciones, tales como, por ejemplo, la realización de un cilindro si el usuario en cuestión es astigmático.
La forma preliminar de la superficie se realiza mediante máquinas rápidas de mecanizado. Después de esta primera etapa, permanecen en la superficie huellas de herramienta que es necesario eliminar. La superficie mecanizada pasa entonces por un puesto de desbastado y un puesto de pulido.
Estas diferentes etapas requieren equipos específicos y una gran cantidad de herramientas. En efecto, en las etapas de desbastado y de pulido, es necesario adaptar la forma de las herramientas a la superficie a tratar, para no deformar la superficie mecanizada y respetar así las curvaturas en los diferentes puntos de la superficie.
El procedimiento empleado requiere mucho tiempo y tiene un coste elevado.
A los efectos de reducir el tiempo de acabado y por lo tanto el coste de fabricación de tales lentes oftálmicas, se propuso en el documento US 4. 417 790 un proceso de acabado según el cual se realiza un barnizado de la superficie mecanizada, no desbastada y no pulida, para obtener una superficie con una calidad óptica aceptable.
Según este documento, el espesor de la capa de barniz aplicada en dicha superficie es del orden de 10 Ra, donde Ra es la rugosidad media aritmética de la superficie mecanizada.
No obstante, este procedimiento no es enteramente satisfactorio desde el punto de vista cosmético y no permite eliminar todos los defectos de la superficie, quedando visibles algunos de ellos en la lámpara de arco.
Con respecto al estado de la técnica anteriormente citada, la presente invención propone un nuevo procedimiento rápido que permite obtener una lente acabada de muy buena calidad óptica que responde a las exigencias cosméticas.
Particularmente, la invención propone un procedimiento según la reivindicación 1.
De este modo, ventajosamente, según la invención, el espesor de la capa de barniz permite eliminar todos los defectos de la superficie de la lente oftálmica presentando entonces una muy buena calidad óptica.
Según una característica del procedimiento según la invención, la capa de barniz se obtiene por endurecimiento de un compuesto líquido de barniz que presenta una viscosidad a 25ºC comprendida entre aproximadamente 1000 y 3000 mPas.
La capa de barniz presenta ventajosamente un índice de refracción ligeramente igual al de la lente con una tolerancia de +/- 0,01.
De este modo, ventajosamente, según la invención, la capa de barniz depositada en la superficie de la lente y la lente forman una sola dioptra, respondiendo entonces dicha lente a las exigencias desde el punto de vista cosmético ya que no presenta por una parte una irisación visible en la interfaz sustrato-barniz y por otra parte defectos observables en transmisión, en la lámpara de arco.
Ventajosamente, según un modo de realización de la invención, la capa de barniz se deposita directamente en la superficie mecanizada. Las etapas de desbastado y de pulido se suprimen. Este modo de realización es particularmente ventajoso en el caso de la realización de una superficie relativamente simple como las superficies esféricas o tóricas.
En otro modo de realización, la capa de barniz se deposita después de la etapa de desbastado. Este modo de realización está más particularmente adaptado al caso de superficies denominadas complejas como por ejemplo superficies no tóricas o multifocales progresivas.
La invención es particularmente ventajosa en la medida en que permite a la vez el tratamiento de superficies relativamente simples y superficies complejas. Permite reducir la cantidad de máquinas necesarias y sobre todo reducir de modo drástico la cantidad de herramientas, lo que facilita la gestión de los procesos de producción.
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La invención permite además reducir los tiempos de producción. A título de ejemplo, los tiempos medios necesarios en las diferentes etapas de los procedimientos son los siguientes:
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100
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Primer modo de realización del procedimiento según la invención (sin desbastado):
\hskip5.9cm101
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Segundo modo de realización del procedimiento según la invención (con desbastado):
\hskip6cm102
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El procedimiento según la invención permite entonces garantizar el acabado de una lente cualquiera sea la prescripción.
El procedimiento de la invención permite una mayor flexibilidad y tiempos de ciclo más cortos.
Por otra parte, la composición líquida de barniz utilizada en el procedimiento según la invención puede presentar una formulación del tipo acrílico o del tipo epoxi.
Preferentemente, la boquilla de distribución presenta una presión de distribución del orden de 0,7.10^{5} Pa.
La descripción dada continuación, con referencia a los dibujos adjuntos, dada a título de ejemplo no limitativo, permitirá comprender mejor en qué consiste la invención y cómo puede ser realizada.
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En los dibujos en anexo:
- Las figuras 1 y 2, representan los organigramas de dos modos de realización del procedimiento de acabado de una lente oftálmica útiles para la comprensión de la invención y del procedimiento de la invención.
- La figura 3, es una vista esquemática del principio de la instalación para la puesta en práctica del procedimiento según la invención, y:
- La figura 4, es una vista en sección longitudinal de una lente oftálmica obtenida mediante el procedimiento según la invención.
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En las figuras 1 y 2, se han representado las etapas principales de un procedimiento de acabado de una superficie de una lente oftálmica según una prescripción dada.
Esta superficie presenta aquí una rugosidad media aritmética Ra inferior a 0,5 \mum, y preferentemente comprendida entre 0,05 y 0,06 \mum.
Según este procedimiento, en una primera etapa, se deposita en dicha superficie una capa de barniz con un espesor comprendido entre aproximadamente 30 Ra y 800 Ra, donde Ra es la rugosidad media aritmética de dicha superficie, para conferir a ésta última un estado de superficie pulido.
Preferentemente, el espesor de la capa de barniz depositado en la superficie está comprendido entre aproximadamente 100 Ra y 800 Ra y más preferentemente entre 500 Ra y 800 Ra.
Para determinar la rugosidad media aritmética Ra de la superficie, se utiliza ventajosamente un perfilómetro/rugo-
símetro FTS (Form Talysurf Series) comercializado principalmente por la Sociedad TAYLOR HOBSON.
Este aparato comprende un cabezal láser (por ejemplo un cabezal con la referencia 112/2033-308), un palpador (referencia 112/1836) de 70 mm de largo provisto con un cabezal esfero-cónico con un radio de 2 mm.
Este aparato mide, en el plano de corte seleccionado, un perfil en dos dimensiones. La adquisición del perfil, en el presente caso se realiza en 10 mm, lo que permite obtener una curva Z=f (x).
Con este perfil se pueden extraer diferentes características de superficie y principalmente forma, ondulación y rugosidad.
De este modo, para determinar la rugosidad Ra, el perfil se somete a dos tratamientos diferentes, la retracción de la forma y un filtrado que corresponde a la retracción de la línea media.
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Las diferentes etapas para determinar tal parámetro Ra son entonces las siguientes:
-
Adquisición del perfil Z = f (x)
-
Retracción de la forma,
-
Filtrado (retracción de la línea media), y
-
Determinación del parámetro Ra.
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La etapa de adquisición del perfil consiste en desplazar en la superficie de la lente en cuestión, el estilete del aparato anteriormente citado que registra las actitudes Z de la superficie en función del desplazamiento X.
Durante la etapa de retracción de la forma, el perfil obtenido en la etapa anterior se lleva a una esfera ideal, es decir una esfera en la cual las diferencias de perfil con respecto a dicha esfera son mínimas. El modo seleccionado aquí es LS arco, retracción del mejor arco de círculo.
Ello permite obtener de este modo una curva representativa de las características del perfil de la superficie en términos de ondulación y de rugosidad.
La etapa de filtrado permite conservar sólo los defectos que corresponden a ciertas longitudes de onda. En este caso, se busca excluir las ondulaciones, los defectos cuyos largos de onda son más elevados que los largos de onda de los defectos debidos a la rugosidad. El filtro es aquí del tipo Gaussiano, el corte utilizado es de 0,08 mm.
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A partir de la curva obtenida, la rugosidad media aritmética Ra se determina según la fórmula siguiente:
1
Donde Z_{n} es, para cada punto, la diferencia algebraica Z, con respecto a la línea media calculada en el filtrado.
Según el procedimiento representado en la figura 1, la colocación del barniz se efectúa con la superficie detenida, de una sola vez, con la cantidad determinada de barniz colocada en el centro de la superficie de la lente. Y se extiende el barniz por centrifugado
Dicho centrifugado del barniz se realiza a una velocidad de rotación de la lente comprendida entre 300 y 1000 vueltas/min y preferentemente igual a aproximadamente 500 vueltas/min. La etapa de centrifugado presenta una duración de 10 segundos aproximadamente.
Según el modo de realización de la invención representado en la figura 2, el depósito y la extensión del barniz en la lente se efectúan simultáneamente, depositando el barniz en dicha superficie según un desplazamiento de la boquilla del centro hacia el borde de la lente. Dicho depósito del barniz en espiral en la superficie se realiza a una velocidad de rotación de la lente comprendida entre 300 y 1000 vueltas/min.
La velocidad de rotación de la lente se controla de modo que se conserve un máximo de barniz.
El depósito de la capa de barniz en la superficie de la lente se realiza a una temperatura ambiente (comprendida entre 25 y 30ºC).
Después del depósito y la extensión del barniz, se procede a la tensión de éste último, llevando dicha lente a una velocidad de rotación superior a 1000 vueltas/min, durante 50 segundos aproximadamente, manteniendo una temperatura ambiente (comprendida entre 25 y 30ºC) y a continuación se hace reposar el barniz durante un tiempo que puede alcanzar de 2 a 4 minutos.
Después de la etapa de reposo, se reticula el barniz por fotopolimerización con rayos ultravioletas.
Según este procedimiento, se utiliza un compuesto líquido de barniz, que presenta una viscosidad a 25ºC comprendida entre 100 y 3000 mPas aproximadamente, lo que facilita la extensión y la tensión del barniz en la superficie de la lente.
En el transcurso de las diferentes etapas del procedimiento, es importante controlar la viscosidad del compuesto líquido de barniz empleado, para controlar el espesor de barniz depositado en la superficie y obtener en definitiva una superficie de lente con una buena calidad óptica.
Además, una vez polimerizado, el barniz presenta un índice de refracción sensiblemente igual al de la lente con una tolerancia de +/- 0,01, de modo que la capa de barniz y el sustrato que constituye la lente forman una única dióptra. Esto permite a la lente responder a las exigencias cosméticas, por el hecho de que no existe irisación visible en la interfaz sustrato-barniz y ningún defecto observable en transmisión en la lámpara de arco.
La lámpara utilizada para el control del aspecto de la lente después del acabado es una lámpara con descarga de vapor de mercurio.
La caja de iluminación y la caja de alimentación son de la marca EUROSEP. La lámpara es de marca OSRAM, referencia HBO 100 W/2.
La composición del barniz utilizado puede presentar una formulación de tipo acrílico con base de poliuretano.
Puede comprender por ejemplo, un monómero de tipo poliacrilato o poli(met)acrilato, y eventualmente un (met)acriloxisilano, o un monómero con función(es) epoxi o sus mezclas.
Por ejemplo, puede comprender al menos un monómero poliacrilato o al menos un monómero con función(es) epoxi. En ese caso, comprende ventajosamente una mezcla de monómeros di-acrilato y triacrilato y el monómero diacrilato comprende un poliéster uretano diacrilato alifático. El monómero triacrilato se selecciona entre el trimetilolpropano etoxiletriacrilato y el pentaeritritol triacrilato. El cociente en peso diacrilato/triacrilato varía de 50/50 a 40/60.
Por ejemplo, puede comprender también una mezcla de un monoacriloxisilano y de un poliacrilato. El poliacrilato comprende el dipentaeritritol pentaacrilato.
Comprende además sílice coloidal. Según otra variante, la composición de barniz utilizada comprende un oligómero epoxiacrilato halogenado y preferentemente con bromo y además un monómero acrilato con índice inferior por lo menos de 0,1, con respecto al del epoxiacrilato halogenado.
En la figura 3 se ha representado una máquina de aplicación del barniz que comprende un soporte de lente 1001 que moverse en rotación alrededor de un eje vertical X_{2}, y un brazo 1003 que comprende una boquilla de distribución de baja presión 1002 del barniz líquido, desplazable en traslación verticalmente según el eje Y_{1} y horizontalmente según X_{1} con respecto al soporte.
La boquilla de distribución 1002 presenta una presión de distribución del barniz líquido del orden de 0,7.10^{5} Pa.
Esta máquina puede ser utilizada para realizar los dos procedimientos representados en las figuras 1 y 2, a saber, el primer procedimiento denominado estático que consiste en depositar el barniz de una sola vez en la lente detenida y en extender dicho barniz por centrifugado, y el procedimiento según la invención, denominado dinámico, que consiste en depositar el barniz combinando la rotación de la lente alrededor del eje X_{2} y el desplazamiento del brazo 1003 radialmente.
Esta máquina puede ser utilizada igualmente para otro procedimiento, denominado semi-dinámico, que consiste en depositar el barniz mientras que la lente es llevada en rotación, con la boquilla en posición fija, centrada en el eje X_{2} del soporte.
Para realizar el procedimiento representado en la figura 1, la boquilla de distribución de baja presión del barniz líquido está centrada en el eje X_{2} de rotación del soporte 1001 de la lente, una vez detenido el soporte, y eyecta en una única vez una cantidad determinada de barniz en el centro de la superficie de la lente oftálmica.
Entonces, el soporte 1001 de la lente es llevado en rotación alrededor del eje X_{2} con velocidad lenta para permitir la extensión del barniz en la totalidad de la superficie de la lente oftálmica. La velocidad de rotación de la lente se ajusta para evitar una pérdida de barniz. Para ello, se controla la velocidad de rotación del soporte. La velocidad de arrastre en rotación del soporte durante la extensión del barniz es del orden de 500 vueltas/min y la duración de la rotación es del orden de 10 segundos.
Para emplear el procedimiento según la invención, el soporte 1001 de la lente es llevado en rotación alrededor del eje X_{2} y la boquilla de distribución del barniz es desplazada en traslación según el eje X_{1} desde el centro hacia el borde de la lente o desde el borde hacia el centro, mientras que eyecta en la superficie de la lente la cantidad prevista de barniz.
La altura de caída del barniz es parametrizable desplazando el brazo 1003 que lleva la boquilla 1002 según el eje vertical Y_{1}. No obstante esta altura permanece fija durante el depósito.
Este depósito del barniz en la superficie de la lente, comúnmente denominado dinámico, puede resultar particularmente ventajoso para cubrir superficies de lentes con fuerte componente tórica y/o fuerte concavidad.
Durante el depósito del barniz, la rotación del soporte 1001 de la lente se realiza en las mismas condiciones que para el centrifugado.
Finalmente, en la figura 4, se ha representado esquemáticamente, vista en sección transversal longitudinal, una lente oftálmica L obtenida mediante el procedimiento anteriormente citado, que comprende una cara anterior convexa S2 realizada por moldeado, y una cara posterior cóncava S1 realizada según el procedimiento anteriormente citado que comprende un espesor de capa de barniz de 40 \mum aproximadamente.
Esta lente se obtiene ventajosamente según la invención por polimerización de un compuesto a base de bis[alicarbonato] de dietileno glicol.
Esta lente presenta o bien un índice de refracción inferior o igual a 1,55, y preferentemente del orden de 1,50, o bien un índice de refracción superior a 1,55, y preferentemente del orden de 1,590.
Dicha lente puede estar constituida igualmente por un polímero a base de policarbonato de bisfenol A.
A continuación se explicitan cuatro ejemplos.
Ejemplo 1
2
\hskip0.5cm SR 351 es un trimetilol propano triacrilato.
\hskip0.5cm CN 964 es un poliéster uretano diacrilato alifático.
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Ejemplo 2
La superficie a tratar se obtiene mediante un procedimiento donde la etapa de mecanizado, realizada mediante una fresa, es seguida por una etapa de alisado. La superficie obtenida tiene una forma cualquiera.
3
La composición del barniz fue explicitada en el detalle de referencia en las figuras 1 a 4.
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Ejemplo 3
La superficie realizada es una esfera o un toro, que por tanto presentan una simetría. En el procedimiento empleado en este caso, no hay etapa de alisado. La máquina utilizada, fabricada por la Sociedad MICRO-OPTICS, es del tipo descrita en la solicitud de patente WO 98/55261.
4
Composición del barniz
5
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Ejemplo 4
El mismo procedimiento que en el caso del ejemplo 3, cambia el sustrato de la lente para tratar, se trata de policarbonato (PC).
6
Composición del barniz
7
\hskip0.5cm El RX00726 es una mezcla de un oligómero epoxi acrilato con bromo (60%) y un monómero acrilato (40%).
\hskip0.5cm El RX00841 es una mezcla de los mismos compuestos pero en la proporción 70/30.

Claims (26)

1. Procedimiento de acabado de una superficie de una lente oftálmica, para una prescripción dada, que comprende la etapa de selección de dicha lente oftálmica cuya superficie se mecaniza caracterizado porque dicha superficie presenta una rugosidad media aritmética Ra inferior a 0,5 \mum y porque se aplica en la superficie una capa de barniz con un espesor comprendido entre 30 Ra y 800 Ra aproximadamente, donde Ra es la rugosidad media aritmética de dicha superficie, para conferirle un estado de superficie pulido, utilizando una máquina de aplicación del barniz que comprende un soporte (1001) de la lente que puede ser arrastrada en rotación y un brazo (1003) que lleva una boquilla de distribución (1002) de baja presión del barniz líquido, desplazable en traslación vertical y horizontalmente con respecto al soporte (1001), siendo el barniz depositado en dicha superficie según un desplazamiento de la boquilla del centro hacia el borde o del borde hacia el centro de dicha superficie, con el depósito del barniz realizado a una velocidad de rotación de la lente comprendida entre 300 y 1000 vueltas/min, con la capa de barniz obtenida por endurecimiento de un compuesto líquido de barniz con una viscosidad a 25ºC comprendida entre 1000 y 3000 mPas aproximadamente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el espesor de la capa de barniz depositada en dicha superficie está comprendido entre 100 Ra y 800 Ra aproximadamente, preferentemente comprendido entre 500 Ra y 800 Ra.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha superficie presenta una rugosidad aritmética Ra comprendida entre 0,05 y 0,07 \mum.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el depósito de la capa de barniz en dicha superficie se realiza a una temperatura comprendida entre 25 y 30ºC.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el barniz es reticulado por fotopolimerización con radiación ultravioleta.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque antes de la reticulación el barniz extendido en dicha superficie se deja en reposo durante un tiempo de 2 a 4 minutos.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la temperatura de la etapa de reposo del barniz está comprendida entre 25 y 30ºC.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa de barniz presenta un índice de refracción ligeramente igual al de la lente con una tolerancia de +/- 0,01.
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9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la composición líquida del barniz utilizada comprende:
- un monómero de tipo poliacrilato o poli(met)acrilato, y eventualmente un (met)acriloxisilano, o
- un monómero con función(es) epoxi o sus mezclas.
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10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se obtiene una lente oftálmica que presenta un índice de refracción inferior o igual a 1,55.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la lente oftálmica obtenida presenta un índice de refracción del orden de 1,50.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la lente oftálmica utilizada se obtiene por polimerización de una composición a base de bis [alilcarbonato] de dietileno glicol.
13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque la composición líquida de barniz empleada comprende al menos un monómero poliacrilato o al menos un monómero con función(es) epoxi.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la composición líquida de barniz utilizada comprende una mezcla de monómeros diacrilato y triacrilato.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el monómero diacrilato comprende un poliéster uretano diacrilato alifático.
16. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el monómero triacrilato se selecciona entre el trimetilolpropano etoxiletriacrilato y el pentaeritritol triacrilato.
17. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el cociente en peso diacrilato/triacrilato varía de 50/50 a 40/60.
18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13 caracterizado porque la composición líquida de barniz utilizada comprende una mezcla de un monoacriloxisilano y de un poliacrilato.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque el poliacrilato comprende el dipentaeritritol pentaacrilato.
20. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque la composición líquida de barniz utilizada comprende además sílice coloidal.
21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se obtiene una lente oftálmica que presenta un índice de refracción superior a 1,55.
22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque la lente oftálmica obtenida presenta un índice de refracción del orden de 1,590.
23. Procedimiento según la reivindicación 21 o 22 caracterizado porque la lente oftálmica utilizada está constituida por un polímero a base de policarbonato de bisfenol A.
24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado porque la composición líquida de barniz utilizada comprende un oligómero epoxiacrilato halogenado y preferentemente con bromo.
25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque la composición líquida de barniz utilizada comprende además un monómero acrilato con un índice inferior de por lo menos 0,1 con respecto al del epoxiacrilato halogenado.
26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25 caracterizado porque la boquilla de distribución (1002) presenta una presión de distribución del orden de 0,7.10^{5} Pa.
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