ES2554365T3 - Procedimiento para la fabricación de lentes de plástico con capa de recubrimiento y mesa de soporte para las lentes - Google Patents

Procedimiento para la fabricación de lentes de plástico con capa de recubrimiento y mesa de soporte para las lentes Download PDF

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ES2554365T3 ES06757004.4T ES06757004T ES2554365T3 ES 2554365 T3 ES2554365 T3 ES 2554365T3 ES 06757004 T ES06757004 T ES 06757004T ES 2554365 T3 ES2554365 T3 ES 2554365T3
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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una lente recubierta, que comprende una primera etapa en la que se forma un recubrimiento sin curar en la superficie de una lente de plástico, en el que el recubrimiento sin curar comprende una composición fotocurable, la lente de plástico tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periférica más gruesa que la zona central; y una segunda etapa en la que la lente que tiene el recubrimiento sin curar está sostenida sobre un soporte de la lente con el recubrimiento sin curar situado hacia arriba, y la luz se aplica desde encima de la lente para curar el recubrimiento, caracterizado porque: en la segunda etapa, la lente está siendo sostenida mientras se cumplen las condiciones (1) y (2) siguientes: (1) el soporte de la lente comprende un elemento de contacto con la lente que comprende un material elástico que tiene una configuración superficial que se ajusta sustancialmente con una zona de la superficie posterior de la lente de plástico que tiene menos de 2 mm de grosor, o un material capaz de deformarse plásticamente, de acuerdo con la zona de la superficie posterior de la lente que se utiliza como soporte de la lente; y (2) la lente es mantenida sobre el soporte de la lente de tal manera que pone el elemento de contacto con la lente en contacto íntimo con la totalidad de la zona de la superficie posterior de la lente de plástico que tiene menos de 2 mm de grosor.

Description

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Procedimiento para la fabricacion de lentes de plastico con capa de recubrimiento y mesa de soporte para las lentes SECTOR TECNICO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de lentes de plastico recubiertas con un recubrimiento, mas particularmente, a un procedimiento simple y fiable para fabricar lentes de plastico recubiertas, tales como lentes para gafas. La invencion trata asimismo de un soporte para lentes, adecuado para ser utilizado en el procedimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
La fotocromfa es un fenomeno reversible segun el cual ciertos compuestos cambian rapidamente de color al ser expuestos a una luz que contenga radiacion UV, tal como la luz solar y la luz de una lampara de mercurio, y cambian de nuevo al color original cuando son situados en un lugar oscuro, alejado de la luz, y es ampliamente utilizado en diversas aplicaciones.
Una de las aplicaciones se halla en el campo de las lentes para gafas, en la que se fabrican lentes de plastico fotocromicas mediante el curado de monomeros polimerizables que contienen compuestos fotocromicos. Los compuestos fotocromicos adecuados para esta aplicacion incluyen compuestos de fulgimida, compuestos de espiroxacina y compuestos de cromeno.
Los procedimientos conocidos para la fabricacion de lentes de plastico que tienen propiedades fotocromicas incluyen un procedimiento en el que lentes que no tienen la propiedad de fotocromfa son impregnadas en sus superficies con compuestos fotocromicos (denominado en adelante como un procedimiento de imbibicion), un procedimiento en el que se forma un recubrimiento que tiene propiedades fotocromicas en las superficies de las lentes de plastico (denominado en adelante como un procedimiento de recubrimiento), y un procedimiento en el que un compuesto fotocromico es disuelto en un monomero, y el monomero se polimeriza para obtener directamente lentes fotocromicas (denominado en adelante como un procedimiento en masa).
El documento de patente 1, da a conocer un procedimiento de recubrimiento en el que se disuelve un compuesto fotocromico en un oligomero de uretano, siendo aplicado este agente de recubrimiento a la superficie de una lente, y el recubrimiento es curado mediante calor utilizando rayos infrarrojos a 140° C durante 40 minutos.
El documento de patente 2, da a conocer un procedimiento en el que se disuelve un compuesto fotocromico en una mezcla de monomeros polimerizables radicalmente, monofuncionales, bifuncionales y multifuncionales, siendo aplicado el agente de recubrimiento resultante a la superficie interior de un molde de cristal, seguido de un fotocurado, y se inyecta el monomero en el molde seguido de un curado mediante calor.
El documento de patente 3, da a conocer un procedimiento en el que un agente de recubrimiento mixto que incluye una (meta)acrilamida de N-alcoximetilo, un catalizador (preferentemente un catalizador acido) y un compuesto fotocromico, es aplicada a una lente, y el recubrimiento es curado mediante calentamiento a 140° C durante 40 minutos.
El documento de patente 4, da a conocer un procedimiento en el que se disuelve un compuesto fotocromico en una composicion de monomeros que se compone esencialmente, por lo menos, de dos monomeros bifuncionales de (meta)acrilato, y el agente de recubrimiento resultante es aplicado a una lente y es fotocurado utilizando una lampara de 500 W. La temperatura superficial de la lente durante el fotocurado esta comprendida en el intervalo de 145 a 200° C.
Sin embargo, estos procedimientos tienen tales carencias en la fabricacion de lentes de plastico recubiertas que se hace diffcil curar suficientemente el agente de recubrimiento aplicado a la superficie de la lente de plastico sin deformar dicha lente de plastico.
Los presentes inventores han investigado el curado de los agentes de recubrimiento fotocurables aplicados a la superficie de las lentes de plastico. En consecuencia, se ha descubierto que cuando una lente de plastico recubierta con un agente de recubrimiento fotocurable es sostenida con la superficie recubierta situada hacia arriba, se produce una deformacion en la zona central mas delgada de la lente de plastico cuando se aplica una luz de intensidad elevada para fotopolimerizar el agente de recubrimiento. Esta deformacion se produce debido a que la lente de plastico se ablanda debido al calor de la fuente luminosa utilizada en el curado y en consecuencia no puede soportar el esfuerzo producido cuando se efectua el curado del agente de recubrimiento. Este problema es particularmente importante cuando la lente de plastico tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central.
La disminucion de la intensidad de la radiacion para evitar el problema anterior tiene como resultado un curado
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insuficiente del agente de recubrimiento y la consiguiente adherencia insuficiente entre la lente de plastico y la capa fotocromica y produce una reduccion de la dureza superficial. Un curado prolongado disminuye la productividad.
Para resolver estos problemas, el documento de patente 5 que es el mas cercano de la tecnica anterior, da a conocer que un agente de recubrimiento fotocurable aplicado a la superficie de una lente de plastico se fotocura a una temperature superficial de la lente de plastico no mayor de 100° C.
[Documento de patente 1] WO 98/37115 [Documento de patente 2] Patente U.S.A. N° 5914174 [Documento de patente 3] WO 00/36047 [Documento de patente 4] WO 01/02449 [Documento de patente 5] JP-A-2004-012857
CARACTERISTICAS DE LA INVENCION
PROBLEMAS A RESOLVER POR LA INVENCION
En el documento de patente 5, se controla la temperatura superficial de la lente de plastico para que no sea mayor de 100° C mediante la manipulacion de la intensidad y del tiempo de irradiacion a la lente de plastico.
No obstante, este procedimiento requiere una irradiacion intermitente y, en consecuencia, el fotocurado del material de recubrimiento exige un tiempo prolongado, ocasionando de este modo una productividad menor. Ademas, la intensidad y el tiempo de irradiacion deben ser controlados dependiendo del grosor central de la lente, lo que implica unas operaciones complicadas. El tiempo de fotocurado se puede acortar hasta cierto punto mediante el enfriamiento de la lente de plastico al hacer circular agua frfa en tubos en contacto con las superficies lateral y posterior de la lente de plastico. Sin embargo, la estructura del aparato es complicada, y los efectos del enfriamiento varfan entre los puntos donde los tubos y la lente de plastico estan en contacto entre si y aquellos donde no estan en contacto.
Es por consiguiente un objetivo de la presente invencion dar a conocer un procedimiento en el que un agente de recubrimiento fotocurable es aplicado a la superficie de una lente de plastico que tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y es mas delgada que la zona periferica, y el agente de recubrimiento es curado para producir el objetivo de una lente de plastico recubierta, sin un aparato de enfriamiento especial, con una elevada productividad, y sin deformar la lente. Es otro objetivo de la invencion dar a conocer un soporte para la lente, adecuado para ser utilizado en el procedimiento.
MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS
Los presentes inventores investigaron con diligencia como resolver los problemas mencionados anteriormente. Como resultado, hallaron que los problemas se resuelven cuando la lente se sostiene de tal modo que no se deforma incluso si la lente se ablanda por el calor durante la fotoirradiacion y experimenta esfuerzos producidos por el curado del recubrimiento. La presente invencion ha sido realizada en base a los hallazgos.
Especfficamente, un procedimiento para fabricar una lente recubierta segun la presente invencion comprende una primera etapa en la que se forma un recubrimiento sin curar en la superficie de una lente de plastico, en que el recubrimiento sin curar comprende una composicion fotocurable, teniendo la lente de plastico una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central; y una segunda etapa en la que la lente que tiene el recubrimiento sin curar esta sostenida sobre un soporte de la lente con el recubrimiento sin curar situado hacia arriba, y se aplica luz desde encima de la lente para curar el recubrimiento, caracterizado porque:
en la segunda etapa, la lente esta sostenida mientras se cumplen las condiciones (1) y (2) siguientes:
(1) el soporte de la lente comprende un elemento de contacto con la lente que comprende un material elastico que tiene una configuracion superficial que se adapta sustancialmente a una zona de la superficie posterior de la lente de plastico que tiene menos de 2 mm de grosor, o se utiliza un material que se puede deformar plasticamente de acuerdo con la zona de la superficie posterior de la lente, que se utiliza como el soporte de la lente; y
(2) la lente es sostenida sobre el soporte de la lente de tal manera que pone el elemento en contacto con la lente en contacto fntimo con la totalidad de la zona de la superficie posterior de la lente de plastico que tiene menos de 2 mm de grosor.
Un soporte de la lente segun la presente invencion comprende un cuerpo de soporte de la lente y un elemento de contacto con la lente fijado de forma desmontable al cuerpo de soporte de la lente, en el que
el elemento de contacto con la lente comprende un material elastico o un material deformable plasticamente, y
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el elemento de contacto con la lente tiene una zona superficial que incluye, por lo menos, una zona central que se ajusta sustancialmente a la zona de la superficie posterior de la lente sostenida sobre la misma que incluye, por lo menos una zona central de la lente.
Otras realizaciones de la invencion estan definidas en las reivindicaciones dependientes.
EFECTOS DE LA INVENCION
Segun el procedimiento de la presente invencion, se aplica un agente fotocurable de recubrimiento a la superficie de una lente de plastico que tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y es mas delgada que la zona periferica, y el agente de recubrimiento se cura para producir el objetivo de una lente de plastico recubierta sin deformar la lente. El procedimiento permite la utilizacion de una fuente luminosa de gran potencia para la irradiacion sin prestar una atencion particular a las condiciones de irradiacion, permitiendo una productividad elevada. El procedimiento no requiere ningun aparato especial para el enfriamiento de la lente, lo que conduce a una reduccion del coste y de las dimensiones del aparato de fabricacion.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista, en seccion, que muestra un soporte representativo, utilizado de manera adecuada en el procedimiento de la presente invencion;
la figura 2 es una vista, en seccion, que muestra un soporte representativo, utilizado de manera adecuada en el procedimiento de la presente invencion; y
la figura 3 muestra una lente sostenida en el soporte mostrado en la figura 2.
DESCRIPCION DE LAS REFERENCIAS 1: material base de la lente
1a: superficie (sobre la que se forma un recubrimiento sin curar)
1b: superficie posterior 2: soporte de la lente 3: elemento de contacto con la lente 3a: superficie de contacto con la lente 4: cuerpo de soporte de la lente 5a: material deformable plasticamente
5b: material deformable plasticamente (en contacto intimo con la lente)
REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCION
En el procedimiento de la invencion, se forma un recubrimiento en la superficie de una lente de plastico (denominada en adelante sustrato del material de la lente) que tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central, en el que el recubrimiento es un producto curado de una resina fotocurable, para fabricar de este modo lentes recubiertas. Cuando se utilizan lentes de plastico distintas de las lentes de plastico que tienen una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central, el procedimiento de la invencion es menos ventajoso debido a que no es probable que dichas lentes se deformen por el calor durante las etapas de fabricacion.
Las lentes de plastico para su utilizacion en la invencion no estan particularmente limitadas, y se emplean lentes de plastico comun siempre que tengan una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central. Entre las lentes de plastico corrientes para gafas, las lentes de menisco concavas para miopia cumplen frecuentemente estas condiciones debido a que las lentes de menisco concavas aumentan progresivamente de grosor en la periferia con respecto a la zona central, dado que sus dioptrias negativas aumentan. El procedimiento de la invencion es particularmente efectivo para fabricar un recubrimiento curado a partir de una composicion fotocurable en la superficie de una lente de plastico que tenga un valor elevado de dioptrias negativas.
Las materias primas para el sustrato del material de la lente no estan particularmente limitadas e incluyen resinas conocidas tales como resinas (meta)acrflicas, resinas de policarbonato, resinas de alilo, resinas de tiouretano, resinas de uretano y resinas de tioepoxi.
El procedimiento de la invencion utiliza la lente de plastico especffica (sustrato del material de la lente) y es identico en las etapas fundamentales a los procedimientos convencionales para fabricar lentes de plastico que tengan recubrimientos curados a partir de resinas fotocurables. El procedimiento de la invencion incluye una primera etapa en la que se aplica una composicion fotocurable a la superficie del sustrato de una lente de plastico para formar un recubrimiento sin curar; y una segunda etapa en la que la lente que tiene el recubrimiento sin curar es sostenida
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La composicion fotocurable utilizada en la primera etapa es el denominado agente de recubrimiento fotocurable e incluye un monomero fotopolimerizable y un iniciador de la fotopolimerizacion como componentes esenciales. Los ejemplos de los monomeros fotopolimerizables incluyen monomeros polimerizables radicalmente que tengan grupos polimerizables radicalmente tales como el grupo (meta)acriloilo, el grupo (meta)acriloiloxi, el grupo vinilo, el grupo alilo y el grupo estirilo. De entre ellos, los monomeros polimerizables radicalmente que tienen un grupo (meta)acriloilo o un grupo (meta)acriloiloxi son preferentes debido a su facil disponibilidad y buena capacidad de curado. Los monomeros polimerizables radicalmente pueden ser utilizados de forma apropiada en combinacion de dos o mas tipos con vistas a las propiedades de los productos curados a partir de los agentes de recubrimiento fotocurables, tales como resistencia a los disolventes, dureza y resistencia al calor.
El iniciador de la fotopolimerizacion se utiliza generalmente en una cantidad de 0,001 a 5 partes en masa en base a 100 partes de masa de los monomeros polimerizables radicalmente en total. Los ejemplos adecuados de los iniciadores de la fotopolimerizacion incluyen benzoina, eter de metil benzoina, eter de butil benzoina, benzofenol, acetofenona, 4,4'-diclorobenzofenona, dietoxiacetofenona, 2-hidroxi-2-metil-1-fenilpropano-1-uno, bencilmetilquetal, 1-(4-isopropilfenil)-2-hidroxi-2-metilpropano-1-uno, 1 -hidroxicicloexil fenil cetona, 2-isopropiltioxantona, oxido de bis (2,6-dimetoxibenzoilo-2,4,4-trimetil-pentilfosfina, oxido de bis (2,4,6-trimetilboenzoilo)-fenilfosfina, oxido de 2,4,6- trimetilbenzoilodifenil-fosfina, y 2-benzil-2-dimetilamino-1-(4-morfolinofenil)-butanona-1.
La composicion fotocurable puede estar formada por agentes de recubrimiento fotocurables convencionales sin limitaciones particulares dependiendo de los propositos tales como incrementar la dureza superficial, conseguir propiedades fotocromicas, mejorar la resistencia al impacto e incrementar la adherencia con respecto al recubrimiento duro o a la capa antirreflectante. Para un incremento de la dureza superficial, la composicion incluye preferentemente un monomero con tres o mas grupos polimerizables radicalmente y/o un monomero hfbrido organico-inorganico. En el caso de propiedades fotocromicas, es preferente un “agente de recubrimiento fotocurable que contenga un compuesto fotocromico” tal como se da a conocer en el documento de patente 5, mas particularmente es preferente una composicion que contenga 100 partes en masa de una composicion de un monomero fotopolimerizable que incluya un monomero de dureza elevada (que tenga generalmente tres o mas grupos polimerizables radicalmente) y un monomero de baja dureza (que tenga generalmente dos grupos polimerizables radicalmente y que tenga una estructura tal como un hidrocarburo de cadena larga o una cadena de oxido de polietileno entre los grupos polimerizables), y de 0,1 a 20 partes en masa, en particular, 0,5 a 15 partes en masa de un compuesto fotocromico tal como un compuesto de fulgimida, un compuesto de espiroxacina o un compuesto de cromeno. Para incrementar la adherencia entre el recubrimiento y la lente de plastico, el “agente de recubrimiento fotocurable que contiene un compuesto fotocromico” contiene preferentemente un monomero polimerizable radicalmente que tenga, por lo menos, un grupo epoxi y, por lo menos, un grupo polimerizable radicalmente en la molecula (en adelante, monomero de epoxi), y un compuesto de amina tal como trietanolamina. Asimismo, preferentemente, para incrementar la adherencia entre el recubrimiento y la lente de plastico, el agente de recubrimiento fotocurable contiene un monomero polimerizable radicalmente que tenga un grupo silanol o un grupo que proporcione un grupo silanol con la hidrolisis (en adelante, monomero de sililo), o un monomero polimerizable radicalmente que tenga un grupo isocianato (en adelante, monomero de isocianato). Un iniciador de la polimerizacion mediante calor puede ser anadido en combinacion con el iniciador de la fotopolimerizacion. Los iniciadores preferentes de la polimerizacion mediante calor incluyen peroxidos de diacilo, esteres de peroxi, percarbonatos y compuestos azoicos.
El “agente de recubrimiento fotocurable que contiene un compuesto fotocromico” puede contener aditivos para mejorar la capacidad de formacion en el recubrimiento, impidiendo la decoloracion amarilla del recubrimiento, mejorando la duracion del compuesto fotocromico que se ha anadido, e incrementando la velocidad de coloracion y de decoloracion. Los ejemplos de dichos aditivos incluyen tensoactivos, antioxidantes, agentes de captura de radicales, estabilizadores de la radiacion UV, absorbentes de los UV, agentes liberadores, inhibidores de la coloracion, agentes antiestaticos, tintes fluorescentes, tintes, pigmentos, perfumes y plastificantes.
En la primera etapa se forma un recubrimiento sin curar de la composicion fotocurable en la superficie del sustrato del material de la lente mediante la aplicacion de la composicion fotocurable a la superficie base. Los ejemplos de los procedimientos de aplicacion incluyen procedimientos conocidos sin limitacion, tales como recubrimiento por centrifugado, recubrimiento por pulverizacion, recubrimiento por inmersion y recubrimiento por inmersion y centrifugado. Antes de la aplicacion de la composicion fotocurable, el sustrato de la lente de plastico es tratado previamente preferentemente para mejorar la adherencia entre el recubrimiento final y el sustrato. Los ejemplos de los tratamientos previos incluyen tratamientos qufmicos con soluciones acuosas basicas o acidas, tratamientos de pulido con agentes pulidores, tratamientos de plasma utilizando plasma atmosferico y de baja presion, tratamientos de descarga corona y tratamientos de ozono con UV. Se pueden realizar dos o mas tratamientos previos en combinacion. Otro recubrimiento (en adelante, imprimacion) puede estar dispuesto en la superficie del material base de la lente para incrementar la adherencia con respecto al recubrimiento y para mejorar la resistencia al impacto de la lente de plastico. Los materiales de las imprimaciones no estan limitados particularmente, y los ejemplos preferentes incluyen resinas de poliuretano, resinas epoxi y resinas de poliacetal. En particular, cuando el agente de
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recubrimiento fotocurable se aplica para conseguir propiedades fotocromicas, las resinas de poliuretano son preferentes en vista de la excelente adherencia a los mismos. El procedimiento para formar la imprimacion a partir de resinas de poliuretano no esta limitado particularmente, y el procedimiento preferente es que un agente de recubrimiento que contenga una resina de poliuretano que se cura con la humedad, sea aplicado y curado, en cuyo caso la imprimacion presenta una adherencia excelente.
En la segunda etapa, la lente con el recubrimiento sin curar obtenido en la primera etapa, esta sostenida en el soporte de la lente con el recubrimiento sin curar situado en la parte de arriba y se aplica luz desde encima de la lente para curar el recubrimiento. Para impedir que la lente se deforme, debe ser sostenida cumpliendo con las condiciones (1) y (2) siguientes:
(1) Se utiliza como soporte de la lente un soporte de la lente que se compone de un elemento de contacto con la lente que comprende un material elastico que tiene una configuracion superficial que se ajusta sustancialmente a una zona de la superficie posterior de la lente de plastico (sustrato del material de la lente) que tiene un grosor de menos de 2 mm, o un material capaz de deformarse plasticamente de acuerdo con la zona de la superficie posterior de la lente.
(2) El sustrato del material de la lente esta sostenido en el soporte de la lente de tal manera que pone el elemento de contacto con la lente en contacto fntimo con la totalidad de la zona de la superficie posterior del sustrato del material de la lente que tiene menos de 2 mm de grosor.
Las condiciones anteriores impiden que el sustrato del material de la lente se deforme debido a la irradiacion. Esto es debido a que la totalidad de la zona de la superficie posterior del sustrato de la lente que tiene menos de 2 mm de grosor esta en contacto fntimo con la parte de contacto con la lente, y se incrementa la capacidad calorffica. En consecuencia, la temperatura apenas aumenta en la zona del sustrato de la lente que tiene un grosor de menos de 2 mm. Ademas, incluso cuando el sustrato se ablanda a temperaturas superiores a 100° C y experimenta esfuerzos producidos por el curado del recubrimiento, el sustrato del material de la lente conserva su forma debido al fntimo contacto con el elemento de contacto con la lente del soporte de la lente, impidiendo de este modo la deformacion de la misma. Cuando no se cumplen las condiciones anteriores, para impedir la deformacion termica de material base de la lente se requiere un procedimiento tal como el descrito en el documento de patente 5, que implica un aparato especial para el enfriamiento y el control de las condiciones de irradiacion que hace que disminuya la productividad.
En lo que sigue, se describira el soporte de la lente utilizado en la invencion y como el sustrato del material de la lente se sostiene sobre el mismo, haciendo referencia a los dibujos.
La figura 1 es una vista, en seccion, que muestra un sustrato -1- del material de la lente y un soporte -2- de la lente. El soporte -2- de la lente incluye un elemento -3- de contacto con la lente y un cuerpo -4- de soporte de la lente. El elemento -3- de contacto con la lente esta ajustado de manera desmontable al cuerpo -4- de soporte de la lente. El sustrato del material de la lente tiene una superficie -1a- recubierta con un recubrimiento sin curar (no mostrado) de una composicion fotocurable. El sustrato de la lente esta sostenido en el soporte de la lente con la superficie -1a- situada hacia arriba (con la superficie posterior -1b- hacia abajo). El elemento -3- de contacto con la lente esta compuesto de un material elastico que tiene una superficie (superficie -3a- de contacto con la lente) que se ajusta sustancialmente, por lo menos, con una parte de la superficie posterior -1b- del sustrato -1- del material de la lente que tiene menos de 2 mm de grosor. (Aunque la figura muestra que la superficie en contacto con la lente esta en contacto con la totalidad de la superficie posterior del sustrato del material de la lente, la superficie de contacto con la lente debe estar, por lo menos, en contacto con la parte de la superficie posterior del sustrato -1- del material de la lente que tiene menos de 2 mm de grosor. Esto es, la superficie de contacto con la lente no esta necesariamente en contacto con la totalidad de la superficie posterior). Tal como se utiliza en esta memoria, el ajuste sustancial con la superficie significa que cuando el sustrato del material de la lente se coloca sobre el elemento -3- de contacto con la lente, la superficie del elemento de contacto con la lente esta en contacto fntimo con la superficie posterior -1b- del sustrato de la lente. Por ejemplo, cuando se coloca el sustrato del material de la lente, la superficie se deforma elasticamente o plasticamente debido al peso de la base de la lente o al ser presionada ligeramente y, en consecuencia esta en contacto fntimo con la lente.
Los materiales elasticos para el elemento -3- de contacto con la lente pueden ser cauchos conocidos y elastomeros termoplasticos sin limitaciones. En vista de la eficiente liberacion de calor desde el sustrato del material de la lente durante la irradiacion, son preferentes los materiales que tengan una elevada conductividad del calor y una gran capacidad calorffica. Los ejemplos de materiales elasticos adecuados incluyen cauchos de silicona, cauchos de uretano, cauchos de butilo, cauchos de nitrilo, cauchos de nitrilo hidrogenado, cauchos acrflicos, fluorocauchos, cauchos de butadieno, cauchos de butadieno estireno, cauchos de isopreno, cauchos de etileno propileno, cauchos de cloropreno, cauchos naturales y cauchos de epiclorhidrina.
El sustrato del material de la lente puede estar sostenido en el soporte -2- de la lente que tiene el elemento -3- de contacto con la lente siempre que cumpla con la condicion (2) siguiente. El sustrato del material de la lente puede
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estar situado sobre el elemento de contacto con la lente con la alineacion de un punto de referenda predeterminado (por ejemplo, el punto central) de la base de la lente con un punto de referencia de acoplamiento (por ejemplo, el punto central) de la parte de contacto con la lente, seguido de una ligera presion segun se requiera para poner la superficie posterior del sustrato del material de la lente en contacto fntimo con la superficie de la parte de contacto con la lente. Cuando se realiza el tratamiento del sustrato de un material de la lente cuya superficie posterior tenga otra configuracion, se sustituye el elemento de contacto con la lente por otro elemento de contacto con la lente que tenga una configuracion superficial que se ajuste a la configuracion de la nueva superficie posterior.
Anteriormente, se ha explicado una realizacion en la que el elemento de contacto con la lente esta compuesto de un material elastico que tiene una configuracion especffica. En el procedimiento de la invencion, el elemento elastico de contacto con la lente puede ser sustituido por un elemento de contacto con la lente, compuesto de un “material que puede sufrir una deformacion plastica de acuerdo con la superficie posterior -1b- del sustrato -1- del material de la lente”. Tal como se muestra en la figura 2, el sustrato -1- del material de la lente esta situado sobre un elemento -3- de contacto con la lente compuesto de un material -5a- deformable plasticamente, seguido de compresion. En consecuencia, tal como se muestra en la figura 3, el material deformable plasticamente del elemento de contacto con la lente se deforma (5b) y se ajusta a la superficie posterior del material base de la lente. En esta realizacion, el elemento de contacto con la lente ha sido conformado previamente para ajustarse completamente o sustancialmente, por lo menos, con la parte de la superficie posterior del sustrato -1- del material de la lente que tiene menos de 2 mm de grosor. Esta conformacion preliminar utiliza un material para el sustrato de la lente sin ninguna composicion fotocurable aplicada al mismo. En consecuencia, el sustrato del material de la lente se coloca con una alineacion tal como la descrita con respecto a la parte elastica de contacto con la lente y se aplica un ligero esfuerzo segun se requiera para poner la superficie posterior del sustrato del material de la lente en contacto fntimo con la superficie del elemento de contacto con la lente.
Los materiales del elemento de contacto con la lente no estan particularmente limitados y se pueden utilizar materiales conocidos siempre que no se deformen plasticamente por esfuerzos debiles tales como los generados cuando se cura el recubrimiento sin curar y son deformados plasticamente cuando se comprime el sustrato del material de la lente mediante, por ejemplo, la fuerza humana. Los ejemplos de materiales adecuados que se puedan deformar plasticamente incluyen geles de silicona, resinas de polibuteno de sellado espacial, cauchos sin vulcanizar y arcillas aceitosas. Estos materiales eliminan la necesidad de sustituir el elemento de contacto con la lente incluso cuando se tratan sustratos del material de la lente que tengan configuraciones diferentes.
Cuando el recubrimiento sin curar se cura en la segunda etapa, el recubrimiento es expuesto preferentemente a la luz en una atmosfera que tiene una concentracion de oxfgeno no mayor de 10.000 ppm, en particular no mayor de 1.000 ppm, con lo que el recubrimiento se cura lo suficiente sin inhibir la polimerizacion. Preferentemente, antes de la irradiacion, el interior del aparato (atmosfera) se purga totalmente con un gas inerte tal como nitrogeno, argon o helio. El nitrogeno es un gas inerte optimo en lo que se refiere al coste.
El procedimiento de la invencion no requiere un control estricto de las condiciones de irradiacion. La fuente luminosa puede ser cualquier fuente utilizada en los aparatos de fotopolimerizacion comunes. Los ejemplos de fuentes luminosas incluyen lamparas de electrodos tales como lamparas de haluro metalico, lamparas de mercurio de presion ultra elevada, lamparas de mercurio de alta presion, lamparas de mercurio de presion media, lamparas bactericidas, lamparas de xenon, lamparas de arco voltaico y lamparas de tungsteno y lamparas sin electrodos.
Tal como se ha descrito anteriormente, el procedimiento de la invencion es capaz de curar un recubrimiento sin curar incluso a temperaturas del sustrato del material de la lente superiores a 100° C, sin deformacion. Sin embargo, preferentemente, la temperatura del sustrato es tan baja como sea posible. En consecuencia, un reflector frfo conocido esta dispuesto preferentemente en la fuente luminosa. El reflector frfo refleja luz que tiene una radiacion infrarroja reducida a la lente precursora y, de este modo, reduce el aumento de temperatura en la superficie de la lente precursora. Por un motivo similar, es preferible asimismo que este dispuesto un filtro capaz de absorber o reflejar rayos infrarrojos entre la fuente luminosa y el sustrato del material de la lente.
Las lentes de plastico que tienen el recubrimiento (capa) obtenido por medio de la presente invencion pueden ser utilizadas como material optico en su propio estado. Preferentemente, se forma un recubrimiento duro sobre el recubrimiento. El recubrimiento duro proporciona un incremento de la resistencia a la abrasion de la lente de plastico.
El recubrimiento duro se puede formar aplicando y curando un agente de recubrimiento duro mediante procedimientos conocidos. Como agentes de recubrimiento duro, se pueden utilizar los agentes de recubrimiento duro conocidos sin limitacion. Los ejemplos especfficos incluyen agentes de recubrimiento duro basados en agentes de acoplamiento de silano u oxidos de soles de silicio, zirconio, antimonio y aluminio, y agentes de recubrimiento duro basados en polfmeros organicos.
Las lentes recubiertas fabricadas en la segunda etapa pueden ser sometidas a un procedimiento adicional o a un tratamiento secundario, por ejemplo, un tratamiento antirreflectante o antiestatico en el recubrimiento (o en el recubrimiento duro que se ha formado opcionalmente sobre el recubrimiento). El tratamiento secundario se puede
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realizar depositando una pelfcula delgada de un oxido metalico tal como SiO2, TiO2 o ZrO2, o mediante la formacion de una pelfcula delgada de un polfmero organico.
La presente invencion sera descrita con mas detalle mediante los Ejemplos, sin limitar el alcance de la invencion. (Ejemplo 1)
Un material blando de revestimiento dental a base de silicona (nombre comercial: SOFRELINER MEDIUM SOFT fabricado por la firma Tokuyama Dental Corporation) fue aplicado a un espacio entre la superficie posterior de una lente -1- de plastico de resina de tiouretano y un cuerpo -4- de soporte de la lente fabricado de una resina acetalica, tal como se muestra en la figura 1. Se dejo que el material de revestimiento permaneciera a temperatura ambiente durante una hora para su curado. A continuacion, el material blando de revestimiento ya curado (artfculo de caucho de silicona) fue extrafdo del cuerpo de soporte de la lente. El material sobrante que sobresalfa en la periferia fue recortado para obtener un elemento -3- de contacto con la lente, de caucho de silicona. El elemento -3- de contacto con la lente fue fijado al cuerpo -4- de soporte de la lente para obtener un soporte -2- de la lente.
Un sustrato de la lente, de resina de tiouretano, (grosor en la parte central: 1 mm, grosor periferico: 7 mm) que tenia una superficie posterior con una configuracion identica a la del sustrato de la lente utilizada en la fabricacion del elemento -3- de contacto con la lente, fue tratado previamente sumergiendolo en una solucion acuosa alcalina al 10%, a 60° C durante 5 minutos. El sustrato de la lente fue lavado con agua purificada y fue secado. Un agente de recubrimiento fotocurable que tenia una composicion tal como la descrita mas adelante fue aplicado al sustrato de la lente para formar un recubrimiento sin curar. Se utilizo un dispositivo centrifugador 1HDX2 (a 600 rpm) fabricado por la firma MIKASA para formar el recubrimiento, y el recubrimiento sin curar formado tenia 40 pm de grosor.
(Composicion del agente de recubrimiento fotocurable)
- 7 partes en masa de Y-metacriloiloxipropilo trimetoxisilano
- 15 partes en masa de trimetacrilato de trimetilolpropano
- 10 partes en masa de hexaacrilato de un oligomero de poliester (EB-1830 fabricado por la firma DAICEL UCB Co., Ltd.)
- 10 partes en masa de metacrilato de glicidilo
- 15 partes en masa de diacrilato de polietilenglicol que tenia un peso molecular medio de 532
- 50 partes en masa de 2,2-bis (4-acriloiloxipolietilen glicol fenil) propano que tenia un peso molecular medio de 776
- 3 partes en masa de N-metildietanolamina
- 5 partes en masa de sebacato de bis (1, 2, 2, 6, 6-pentametil-4-piperidilo)
- 0,5 partes en masa de IRGACURE 1800: una mezcla 3:1 de 1-hidroxiciclohexil fenil cetona y oxido de bis (2, 6- dimetoxibenzoilo) -2, 4, 4-trimetil-pentilfosfina
- 2,5 partes en masa de un compuesto fotocromico representado por la formula siguiente:
(Quim. 1)
imagen1
La lente recubierta con el agente fotocurable fue colocada sobre el soporte de la lente, de tal modo que la superficie (superficie convexa) recubierta con el recubrimiento sin curar estaba situada hacia arriba y se cumplfa la condicion (2). La composicion del recubrimiento fotocurable fue curada por medio de una lampara de haluro metalico equipada con un reflector frfo en una atmosfera de gas nitrogeno con una intensidad de irradiacion aproximada de 100 mW/cm2 durante 180 segundos. La temperatura de la superficie de la lente inmediatamente despues de la irradiacion fue de 80° C. Se extrajo el soporte de la lente y la lente se sostuvo con su superficie convexa hacia abajo y se calento a 120° C durante 2 horas.
La lente de plastico recubierta, como muestra, se evaluo con respecto a la deformacion termica de la lente de plastico y a la adherencia entre el recubrimiento y la lente de plastico. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Los criterios de evaluacion eran los descritos en (A) y (B):
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(A) Deformacion termica de la lente:
Despues de la fotopolimerizacion, se observo visualmente la lente de plastico para comprobar la deformacion utilizando la luz reflejada de dos luces fluorescentes de interiores paralelas. Como norma de evaluacion, las luces fluorescentes de interiores se reflejaban en la superficie convexa o concava de la lente de plastico antes de la polimerizacion, y la distancia entre los dos tubos de luz fluorescente observada en la superficie de la lente se determino como valor de referencia “1”. Se evaluo la deformacion en los cuatro niveles siguientes:
A: La distancia entre los tubos de luz fluorescente observada en la lente con el recubrimiento polimerizado era desde 0,98 hasta menos de 1,02, con respecto al valor de referencia “1”, y los dos tubos fluorescentes aparedan paralelos (la lente no se habfa deformado termicamente).
B: La distancia entre los tubos de luz fluorescente observada en la lente con el recubrimiento polimerizado era desde 0,95 hasta menos de 0,98, o desde 1,02 hasta menos de 1,05 con respecto al valor de referencia “1”, y las zonas centrales de los dos tubos de luz fluorescente aparecfan poco deformadas comparadas con antes de la polimerizacion (la lente se habfa deformado termicamente poco despues de la polimerizacion).
C: La distancia entre los tubos de luz fluorescente observada en la lente con el recubrimiento polimerizado era desde 0,90 hasta menos de 0,95, o desde 1,05 hasta menos de 1,10 con respecto al valor de referencia “1”, y las zonas centrales de los dos tubos de luz fluorescente aparecfan ligeramente deformadas (la lente se habfa deformado termicamente ligeramente despues de la polimerizacion).
E: La distancia entre los tubos de luz fluorescente observada en la lente con el recubrimiento polimerizado era de menos de 0,90 o de mas de 1,10 con respecto al valor de referencia “1”, y los dos tubos de luz fluorescente aparecfan muy deformados (la lente se habfa deformado termicamente).
(B) Adherencia entre lente y recubrimiento
La lente de plastico recubierta con el recubrimiento curado se corto con una cuchilla con la punta afilada, de tal manera que el recubrimiento fue cortado en cien cuadrados de 1 mm x 1 mm. Se aplico cinta adhesiva de celofana disponible comercialmente al recubrimiento y fue despegada rapidamente. Se observo visualmente la situacion del recubrimiento despues del despegado. La adherencia se evaluo en los cinco niveles siguientes (cuadrados que permanecieron despues del ensayo / cuadrados antes del ensayo).
A: 100/100
B: menos de 100 / 100 hasta no menos de 95 / 100 C: menos de 95 / 100 hasta no menos de 80 / 100 D: menos de 80 / 100 hasta no menos de 50 / 100 E: menos de 50 / 100
(Ejemplos 2 a 7)
Se preparo una muestra y se evaluo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que la lente tenia una configuracion (grosor central / grosor periferico) tal como la que se muestra en la Tabla 1, y las condiciones de irradiacion eran las que se muestran en la Tabla 1. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplos comparativos 1 y 2)
Se preparo una muestra y se evaluo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que el agente de recubrimiento fotocurable fue aplicado a una lente que tenia una configuracion (grosor central / grosor periferico) tal como la que se muestra en la Tabla 1. La lente que tenia el recubrimiento sin curar fue colocada sobre una placa de cristal que tenia una superficie plana con el recubrimiento sin curar situada hacia arriba y el recubrimiento fue expuesto a la luz bajo las condiciones mostradas en la Tabla 1. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 8)
Se coloco una masilla -5a- de forma esferica, no secable, con base de polibuteno (NEOSEALER MS-N12 fabricada por la firma MATSUMURA OIL CHEMICAL) sobre un cuerpo -4- de soporte de una lente, fabricado en una resina acetalica, tal como se muestra en la figura 2. A continuacion, se fabrico un soporte -2- para la lente.
El sustrato -1- de la lente de resina de tiouretano (grosor central: 1 mm, grosor periferico: 7 mm) fue tratado previamente sumergiendolo en una solucion acuosa alcalina al 10% a 60° C durante 5 minutos. El sustrato -1- de la lente fue lavado con agua purificada y fue secado. El agente de recubrimiento fotocurable descrito en el Ejemplo 1 fue aplicado al sustrato de la lente para formar un recubrimiento sin curar. Se utilizo un dispositivo centrifugador 1H- DX2 (a 600 rpm) fabricado por la firma MIKASA para formar el recubrimiento, y el recubrimiento sin curar formado tenia 40 pm de grosor.
La lente recubierta con el agente de recubrimiento fotocurable fue comprimida contra la masilla no secable sobre el soporte de la lente, con la superficie (superficie convexa) recubierta con el recubrimiento sin curar situada hacia arriba, tal como se muestra en la figura 3. En consecuencia, la masilla no secable se deformo plasticamente y la 5 lente se coloco cumpliendo con la condicion 2.
La lente colocada sobre el soporte -7- de la lente fue expuesta a la luz por medio de una lampara de haluro metalico equipada con un reflector frfo en una atmosfera de gas nitrogeno con una intensidad de irradiacion aproximada de 100 mW/cm2 durante 180 segundos. En consecuencia, la composicion fotocurable fue curada. La temperatura de la 10 superficie de la lente inmediatamente despues de la irradiacion fue de 78° C. Se extrajo el soporte -7- de la lente y la lente se sostuvo con su superficie convexa hacia abajo y se calento a 120° C durante 2 horas.
La lente de plastico recubierta, como muestra, se evaluo con respecto a la deformacion termica de la lente de plastico y a la adherencia entre el recubrimiento y la lente de plastico, de la misma manera que en el Ejemplo 1. Los 15 resultados se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplos 9 a 12)
Se preparo una muestra y se evaluo de la misma manera que en el Ejemplo 8, excepto que la lente tenia una 20 configuracion (grosor central / grosor periferico) tal como se muestra en la Tabla 1 y las condiciones de irradiacion eran las mostradas en la Tabla 1. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
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Tabla 1
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La tabla 1 muestra que el procedimiento de la invencion fue capaz de formar los recubrimientos curados a partir de las composiciones fotocurables en la superficie de la lente de plastico que tenia una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central, sin deformacion termica incluso cuando la temperatura base superaba los 100° C. Los Ejemplos comparativos 1 y 2, en que se llevo a cabo la irradiacion sin el soporte de la lente, segun la invencion, dieron como resultado deformacion termica.
APLICABILIDAD INDUSTRIAL
Segun el procedimiento de la presente invencion, se aplica un agente fotocurable a la superficie de una lente de plastico que tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y es mas delgada que la zona periferica, y el agente de recubrimiento se cura para conseguir el objetivo de una lente de plastico recubierta sin deformar la lente. El procedimiento permite la utilizacion de una fuente luminosa de gran potencia para la irradiacion, sin prestar una atencion particular a las condiciones de irradiacion, permitiendo una productividad elevada. El procedimiento no requiere ningun aparato especial para el enfriamiento de la lente, lo que conduce a una reduccion de coste y de tamano del aparato de fabricacion.

Claims (4)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la fabricacion de una lente recubierta, que comprende una primera etapa en la que se forma un recubrimiento sin curar en la superficie de una lente de plastico, en el que el recubrimiento sin curar comprende una composicion fotocurable, la lente de plastico tiene una zona central de menos de 2 mm de grosor y una zona periferica mas gruesa que la zona central; y una segunda etapa en la que la lente que tiene el recubrimiento sin curar esta sostenida sobre un soporte de la lente con el recubrimiento sin curar situado hacia arriba, y la luz se aplica desde encima de la lente para curar el recubrimiento, caracterizado porque:
    en la segunda etapa, la lente esta siendo sostenida mientras se cumplen las condiciones (1) y (2) siguientes:
    (1) el soporte de la lente comprende un elemento de contacto con la lente que comprende un material elastico que tiene una configuracion superficial que se ajusta sustancialmente con una zona de la superficie posterior de la lente de plastico que tiene menos de 2 mm de grosor, o un material capaz de deformarse plasticamente, de acuerdo con la zona de la superficie posterior de la lente que se utiliza como soporte de la lente; y
    (2) la lente es mantenida sobre el soporte de la lente de tal manera que pone el elemento de contacto con la lente en contacto fntimo con la totalidad de la zona de la superficie posterior de la lente de plastico que tiene menos de 2 mm de grosor.
  2. 2. Soporte de lente, para llevar a cabo el procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende un cuerpo de soporte de la lente y un elemento de contacto con la lente fijado de manera desmontable al cuerpo del soporte de la lente, en el que
    el elemento de contacto con la lente comprende un material elastico o un material deformable plasticamente, y
    el elemento de contacto con la lente tiene una zona superficial que incluye, por lo menos, una zona central que se ajusta sustancialmente con una zona de la superficie posterior de una lente sostenida en el mismo, que incluye, por lo menos, una zona central de la lente.
  3. 3. Soporte de lente, segun la reivindicacion 2, en el que el material elastico del elemento de contacto con la lente es, por lo menos, un material escogido entre el grupo consistente en cauchos de silicona, cauchos de uretano, cauchos de butilo, cauchos de nitrilo, cauchos de nitrilo hidrogenado, cauchos acrflicos, fluorocauchos, cauchos de butadieno, cauchos de butadieno estireno, cauchos de isopreno, cauchos de etileno propileno, cauchos de cloropreno, cauchos naturales y cauchos de epiclorhidrina.
  4. 4. Soporte de lente, segun la reivindicacion 2, en el que el material deformable plasticamente del elemento de contacto con la lente es, por lo menos, un material escogido entre el grupo consistente en geles de silicona, resinas de polibuteno, gomas sin vulcanizar y arcillas aceitosas.
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