ES2959431T3 - Procedimiento de formación de lentes curvas - Google Patents

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Abstract

Se describen lentes curvas y métodos para fabricar lentes curvas. Una realización de un método para fabricar una lente curva incluye curvar una lente en bruto hecha de una capa de polarizador lineal laminada junto con una pluralidad de capas poliméricas. La lente en bruto se curva calentando y presionando la lente en bruto entre un miembro rígido curvado y un miembro flexible a una presión y manteniendo la presión durante un tiempo suficiente para permitir que la lente en bruto se ajuste a la forma del miembro rígido curvado. Los métodos de la invención se pueden usar para fabricar lentes curvas con diferentes propiedades de polarización y curvaturas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de formación de lentes curvas
La solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional de EE. UU. n.° de serie 61/475.885 titulada "Aparato y procedimiento para dar forma a polarizadores de luz", que se presentó el 15 de abril de 2011.
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar una lente formada. La invención se refiere al campo de las gafas polarizadas y, más particularmente, a lentes polarizadas curvas y gafas que tienen lentes polarizadas curvas.
Las lentes polarizadoras de luz, tales como las incorporadas en gafas de sol u otras gafas, están conformadas preferentemente para cumplir con las tendencias de la moda, para minimizar la cantidad de luz que puede perturbar la visión periférica del usuario y para minimizar la aparición de reflejos. Desafortunadamente, actualmente existen muy pocas técnicas que puedan transformar materiales en bruto de lentes polarizadas planas en lentes curvas. Las técnicas que existen pueden sufrir uno o más de los siguientes inconvenientes: algunas pueden producir sólo lentes muy delgadas, el proceso de producción de lentes no está adaptado para una automatización eficiente, pueden implicar procesos de rectificado que consumen mucho tiempo o el proceso de formación puede dañar el polarizador lineal.
El documento Estados Unidos 2010/0193112 A1 divulga un procedimiento en el que se pega una película funcional sobre una superficie curva de un sustrato.
El documento EP 1217397 divulga un procedimiento para preparar un artículo moldeado polarizado con un sustrato de lente usado en gafas protectoras. Se describe el uso de prensado térmico de un compuesto polarizado, en el que el aparato de moldeo por prensa está compuesto generalmente por un molde móvil y un molde frontal.
En vista de lo anterior, un objetivo de la invención es proporcionar lentes polarizadoras curvas, que puedan producirse según procesos automatizados eficientemente que produzcan un daño mínimo al delicado material polarizador lineal.
Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para fabricar una lente formada como se define en la reivindicación 1.
Las reivindicaciones dependientes 2 a 12 contienen realizaciones preferidas del procedimiento según la presente invención.
Se divulga un procedimiento en el que se prepara una lente formada a partir de una lente en bruto hecha de una capa polarizadora lineal laminada junto con una pluralidad de capas poliméricas, teniendo la capa polarizadora lineal un eje de polarización. La lente en bruto se calienta hasta una temperatura de formación presionando la lente en bruto entre un elemento rígido curvado y un elemento flexible, estando el elemento rígido curvado a la temperatura de formación. La presión se mantiene mientras se calienta a la temperatura de formación para permitir que la lente en bruto se ajuste a la forma del elemento rígido curvado. La temperatura se reduce a una temperatura reducida mientras se mantiene la presión para permitir que la lente en bruto se convierta en una lente rígida que tiene un lado convexo y un lado cóncavo. A continuación, se retira la lente rígida entre el elemento rígido curvado y el elemento flexible.
Se divulga un procedimiento en el que se preparan gafas a partir de una primera lente y una segunda lente hechas de una capa polarizadora lineal laminada junto con una pluralidad de capas poliméricas, teniendo la capa polarizadora lineal un eje de polarización. La primera lente y la segunda lente se forman a partir de lentes en bruto con una forma deseada según el procedimiento definido en la reivindicación 1.
La primera y segunda lentes formadas se colocan luego en una montura de gafas.
Los siguientes son parámetros de formación preferidos que pueden usarse opcionalmente en los procedimientos de la invención. El calentamiento se realiza preferentemente entre aproximadamente 70 °C y aproximadamente 200 °C. La presión es de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 15 MPa.
Según la invención, el procedimiento comprende además enfriar la lente en bruto mientras se mantiene la presión. El enfriamiento puede realizarse entre aproximadamente 20 °C y aproximadamente 90 °C.
En algunas realizaciones, un procedimiento puede comprender calentar la lente en bruto a una temperatura de entre aproximadamente 20 °C y aproximadamente 150 °C antes de colocar la lente en bruto entre el elemento rígido curvado y el elemento flexible y presionar la lente en bruto.
En ciertas realizaciones, al menos una de las capas poliméricas es un retardador de ondas ópticas que tiene ejes rápido y lento y el eje del retardador rápido está alineado en un ángulo con respecto al eje del polarizador. El ángulo puede elegirse para convertir la lente en un polarizador lineal, un polarizador elíptico o un polarizador circular.
En realizaciones en las que la lente es un polarizador circular, se puede aplicar un revestimiento antirreflectante a la superficie cóncava y a la superficie convexa de la lente formada. Esto permite ventajosamente que la lente formada tenga una transmitancia del polarizador paralelo igual o superior al 90 % y una transmitancia del polarizador cruzado igual o inferior al 0,5 %.
En algunas realizaciones, la forma del elemento rígido curvado se puede ajustar para producir una lente con forma esférica, toroidal o cilíndrica. Una lente de forma esférica tiene un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura perpendicular al primer radio de curvatura, donde el primer radio de curvatura y el segundo radio de curvatura son iguales. Una lente con forma toroidal tiene un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura perpendicular al primer radio de curvatura, en donde el primer radio de curvatura y el segundo radio de curvatura no son iguales. Una lente de forma cilíndrica tiene un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura perpendicular al primer radio de curvatura, en donde el primer radio de curvatura es distinto de cero y el segundo radio de curvatura es aproximadamente cero.
Estos y otros objetivos, aspectos y ventajas de la presente invención se apreciarán mejor a la vista de los dibujos y a continuación de la descripción detallada de las realizaciones preferidas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura1es una vista en alzado lateral de una hoja polarizadora de luz compuesta preferida que se puede usar para formar una lente de acuerdo con una realización de la invención;
La figura2es una vista en alzado lateral de otra hoja polarizadora de luz compuesta preferida que puede usarse para formar una lente de acuerdo con una realización de la invención;
La figura3es una vista en alzado lateral de otra hoja polarizadora de luz compuesta preferida que puede usarse para formar una lente de acuerdo con una realización de la invención;
La figura4.es una vista en planta de una hoja polarizadora de luz compuesta preferida a partir de la cual se puede cortar una lente en bruto, que muestra la alineación del eje de transmisión de la capa polarizadora lineal y el eje rápido de la capa retardadora;
La figura5es una vista en planta de una sección de una hoja polarizadora de luz compuesta, que muestra cómo se pueden cortar lentes en bruto a partir de la misma;
La figura6es una vista en planta de una lente en bruto extraída de la sección de hoja polarizadora de luz compuesta de la figura4.
La figura7es una vista en sección transversal de un aparato que puede usarse para curvar lentes en bruto en lentes según un aspecto del procedimiento de la invención;
La figura8es una vista en sección transversal del aparato de la figura7durante una etapa de presión de un aspecto del procedimiento de la invención;
La figura9es una vista en sección transversal del aparato de la figura7, que muestra una lente curva extraída del aparato;
Las figuras10A-Cson esquemas de lentes con forma esférica, toroidal y cilíndrica, respectivamente, fabricados según un aspecto del procedimiento de la invención;
La figura11es una vista en perspectiva de gafas que incorporan lentes formadas mediante un procedimiento según la invención;
La figura12es una vista en corte de una lente curva que incluye un recubrimiento duro formado en una etapa del procedimiento de acuerdo con una realización de la invención; y
La figura13es una vista en corte de una lente curva que incluye un revestimiento antirreflectante formado en una etapa del procedimiento de acuerdo con una realización de la invención.
En el sumario anterior y en la descripción detallada de realizaciones preferidas, se hace referencia a características particulares (incluyendo etapas del procedimiento) de la invención. Debe entenderse que la divulgación de la invención en esta especificación incluye todas las combinaciones posibles de tales características particulares. Por ejemplo, cuando una característica particular se divulga en el contexto de un aspecto o realización particular de la invención, esa característica también se puede utilizar, en la medida de lo posible, en combinación con y/o en el contexto de otros aspectos y realizaciones particulares de la invención, y en la invención en general.
El término "comprende" se utiliza en el presente documento para significar que otras características, etapas, etc. están opcionalmente presentes. Cuando en el presente documento se hace referencia a un procedimiento que comprende dos o más etapas definidas, las etapas pueden realizarse en cualquier orden o simultáneamente (excepto cuando el contexto excluya esa posibilidad), y el procedimiento puede incluir una o más etapas que se llevan a cabo antes de cualquiera de las etapas definidas, entre dos de las etapas definidas, o después de todas las etapas definidas (excepto cuando el contexto excluya esa posibilidad).
Esta invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe considerarse limitada a las realizaciones aquí expuestas.
Es deseable que los dispositivos curvos que incluyan una capa polarizadora de la luz y que sean adecuados para su aplicación en la fabricación de gafas tengan una durabilidad y una resistencia a la abrasión apropiadas para la aplicación para la que se utilizarán. También es deseable que puedan fabricarse mediante un procedimiento adaptado eficientemente a operaciones de producción automatizadas. Idealmente, estos dispositivos no deberían perder ninguna de sus cualidades de polarización de la luz durante el proceso de fabricación.
Un proceso convencional para dar forma a lentes polarizadoras de luz utiliza moldeo por inyección. Se apreciará que las operaciones de moldeo por inyección son complicadas y relativamente lentas en lo que respecta a las operaciones de producción. Conseguir una curvatura de lente deseada recurriendo a procedimientos basados en polimerización en molde o rectificado de cada lente individualmente será igualmente lento y costoso.
La producción de lentes curvadas polarizadoras de luz se puede lograr dando forma (moldeando) individualmente a piezas en bruto hechas de una estructura o compuesto plástico polarizador de luz, tal como se muestra en la Patente de EE. UU. n.° 3.560.076 a favor de FG Ceppi. Sin embargo, un procedimiento de este tipo es difícil de implementar debido a la compleja geometría de los moldes coincidentes.
Como se describirá a continuación, la invención aquí descrita supera estos inconvenientes. Los inventores han desarrollado ventajosamente lentes curvadas gruesas y duraderas con un daño mínimo o nulo al material del polarizador lineal utilizando un proceso de formación único que implica curvar los espacios en blanco de las lentes de una manera simple y rentable.
Las figuras1-3ilustran hojas polarizadoras de luz compuestas ejemplares a partir de las cuales se pueden formar las lentes polarizadas curvadas de la invención. Haciendo referencia inicialmente a la figura1, una hoja1ejemplar incluye una capa12polarizadora laminada entre la primera y la segunda capa14,16polimérica. Una capa5protectora dura está recubierta encima de ambas capas14,16poliméricas. Haciendo referencia a la figura2otra hoja10ejemplar incluye una capa12polarizadora laminada entre la primera y la segunda capa14,16polimérica y una capa18retardadora laminada a la segunda capa16polimérica. Haciendo referencia ahora a la figura3, un ejemplo alternativo de una hoja20incluye una capa12polarizadora laminada a una primera capa14polimérica por un lado y a una capa18retardadora por otro lado. Una segunda capa16polimérica está laminada a la capa18retardadora en el lado de la capa18retardadora que está frente a la capa12polarizadora.
La capa12polarizadora es preferentemente un polarizador lineal, que puede estar hecho de cualquier número de materiales polarizadores lineales adecuados tales como polarizadores de tipo H o de tipo K. En un ejemplo preferido, el material polarizador está hecho de un material polarizador de luz dicroico lineal molecularmente orientado. Dichos materiales suelen tener un espesor en el intervalo de aproximadamente 0,025 a 0,076 mm. Un material preferido para servir como polarizador de luz es una capa de alcohol polivinílico estirado (orientado) de aproximadamente 0,025 mm de espesor, que se tiñe con un tinte dicroico tal como yodo. Opcionalmente, el polarizador puede estar borado para mejorar la estabilidad. Los polarizadores de este tipo se divulgan en la Patente de reedición de EE. UU. Re. 23.297 y en la Patente de EE. UU. n.° 4.166.871.
Alternativamente, el material polarizador puede ser una hoja de alcohol polivinílico (PVA) estirada que contiene especies polarizadoras de luz de polivinileno tales como las que se pueden obtener mediante el procesamiento típico con vapor de ácido clorhídrico. Preferentemente, dicho material polarizante estará borado para mejorar la estabilidad. Los materiales fotopolares adecuados de este tipo se pueden preparar según la Patente de EE.UU. n.° 2.445.555. Otros materiales polarizadores de luz como los descritos en las Patentes de EE.UU. n.° 2.237.567; 2.527.400; y 2.554.850 también se puede utilizar. Independientemente del tipo de material polarizador usado, el material polarizador puede intercalarse con o entre una o más capas de soporte, tales como una capa14,16de material polimérico para proporcionar resistencia mecánica a la capa12polarizadora.
Las capas14,16poliméricas están hechas preferentemente de uno o más polímeros termoplásticos, que son polímeros que pueden formarse con una forma deseada aplicando temperatura y/o presión. Los polímeros adecuados incluyen, entre otros, derivados de celulosa tales como acetato de celulosa, diacetato de celulosa, triacetato de celulosa o acetato butirato de celulosa; derivados de acrilato tales como polimetilmetacrilato (PMMA); policarbonatos; poliamidas, poliuretanos; polipropilenos; polietilenos; o polímeros o copolímeros basados en cicloolefina. Las capas14,16de material polimérico puede estar hecho de una sola capa de un solo polímero, una sola capa de una mezcla de polímeros, múltiples capas laminadas de un solo polímero o múltiples capas laminadas hechas de diferentes polímeros o una mezcla de polímeros.
Se prefiere que las capas14,16poliméricas proporcionen durabilidad, resistencia mecánica y resistencia al rayado a la hoja12y la lente curva terminada hecha de la hoja12. En algunos casos, puede ser beneficioso utilizar polímeros que lleven o puedan estar provistos de un revestimiento protector adecuado, tal como un revestimiento5duro polimérico que pueda soportar las temperaturas y presiones utilizadas en el proceso de conformado. Los revestimientos protectores adecuados incluyen poliuretanos, poliacrilatos o resinas a base de urea.
La capa18retardadora está fabricada preferentemente a partir de un material birrefringente transmisor de luz tal como un polímero o copolímero a base de cicloolefina. Otros materiales adecuados que se pueden usar para formar la capa 18 retardadora incluyen, entre otros, polímeros basados en acrilato, polipropilenos, poliésteres, polímeros basados en acetato de celulosa, PVA, poliestirenos, policarbonatos y polímeros y copolímeros basados en norborneno.
Se pueden incluir uno o más aditivos en la capa12polarizadora, capas14,16poliméricas y/o capa18retardadora. Por ejemplo, se pueden emplear estabilizadores, absorbentes de UV y tintes colorantes dependiendo de las propiedades deseadas del filtro óptico curvo acabado.
La capa12polarizadora y capa18retardadora incluyen ejes que pueden estar alineados entre sí para producir un efecto de polarización deseado. Haciendo referencia a la figura4, se muestra una hoja30ejemplar que tiene una capa12polarizadora y una capa18retardadora. La capa12polarizadora tiene un ejetde transmisión alineado en el ángulo 0. El ejeRrápido de la capa18retardadora, está alineado en el ángulo $ = 0 p donde p es el desplazamiento angular del ejeRrápido de la capa18retardadora relativo al ejetde transmisión de la capa12polarizadora. Cuando p = (n-1) (n/2) con n un número entero, los dos ejes son paralelos u ortogonales entre sí y la hoja30se comporta como un polarizador lineal. Cuando p = (2n-1) (n/4) con n un número entero, la hoja30se comporta como un polarizador circular. Para cualquier otro valor de p, la hoja30se comporta como un polarizador elíptico.
Más detalladamente, la capa12polarizadora lineal tiene un ejetde transmisión orientado en 0 y definido por el vector Stoke de la ecuación (1).
El polarizador comprende una capa12polarizadora lineal con eje T de transmisión orientado en 0 y una capa retardadora con su ejeRrápido alineado en $ definido por el vector Stoke de la Ecuación 2.
Ec. (2).
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define el vector Stoke de la luz que se transmite a través de la hoja30.
Usando estas relaciones se pueden formar cualquier número de configuraciones de hojas1,10,20,30dependiendo de las propiedades de polarización deseadas de la hoja1,10,20,30y la lente curva terminada. En la práctica se puede formar una hoja10,20,30tener propiedades de polarización deseadas predeterminando las propiedades de polarización deseadas de la hoja10,20,30y luego formando la hoja10,20,30de tal manera que el ejeRrápido de la capa18retardadora está alineado en el ángulo deseado con respecto al ejeTde polarización de la capa12polarizadora para lograr las propiedades de polarización deseadas.
Como preparación para fabricar una lente curva, se pueden preparar lentes en bruto cortando y retirando piezas en bruto de un tamaño y forma adecuados para la producción de la lente deseada a partir de una hoja polarizadora de luz compuesta de la invención. Un procedimiento preferido de preparación de una pieza en bruto que se va a formar en una lente se muestra en la figura4, que es una vista en planta de una sección de hoja40de qué piezas42,44en bruto se cortan y se retiran. Las piezas42,44en bruto se preparan haciendo un corte46a través de la sección de la hoja40. El corte46define el perímetro de una pieza42,44en bruto individual de donde una pieza48en bruto se puede quitar como se muestra en la figura5. Procedimientos adecuados para realizar el corte46incluyen el uso de una cortadora de cuchilla rodante, una cortadora de estampado recíproco, una cuchilla de corte de borde recto, una matriz giratoria o una cortadora láser.
Piezas en bruto individuales, como piezas48en bruto mostradas en la figura5, pueden formarse lentes de la manera que se describe a continuación. En ciertas realizaciones, las piezas48en bruto puede someterse a uno o más tratamientos de preformación tales como limpieza, revestimiento o pulido si se desea.
Un procedimiento por el cual una pieza48en bruto de la invención se forma en una lente que es cóncava en un lado y convexa en el otro lado, se describirá ahora en relación con las figuras7a9.
El proceso de formación se puede llevar a cabo mediante un aparato50del tipo mostrado en la figura7. El aparato incluye un soporte52de elemento flexible, un elemento54rígido curvado, un mecanismo para impulsar el elemento54rígido curvo dentro y fuera de la relación de aplicación de presión con el soporte52del elemento flexible, y mecanismo para calentar y enfriar alternativamente el elemento54rígido curvado durante cada intervalo de aplicación de presión.
El soporte52del elemento flexible incluye un soporte60fijo con el elemento56flexible adjunto al mismo.
El elemento54rígido curvo incluye un elemento68de metal, un árbol72conectado operativamente a un mecanismo de accionamiento adecuado, una cámara74de fluido, un acoplamiento76de entrada de fluido y un acoplamiento78de salida de fluido. El elemento68de metal tiene una superficie70de formación convexa sólida y lisa.
El uso del elemento68de metal es ventajoso sobre los moldes de prensa de lentes convencionales, como los moldes de vidrio. Debido a su fragilidad y complejidad, los moldes de vidrio sólo permiten formar lentes esféricas. Además, los moldes de vidrio no serían capaces de soportar las presiones más altas necesarias para formar algunas de las lentes curvas más gruesas y resistentes de hoy en día, como las lentes de la invención. Además, elementos68de metal con diferentes formas se pueden intercambiar para que coincidan con la curvatura de lente deseada. Por lo tanto, en lugar de simplemente poder formar lentes curvadas esféricamente, como se haría con los moldes de vidrio convencionales, la invención permite formar lentes con forma toroidal o cilíndrica simplemente seleccionando un elemento68de metal con la forma adecuada.
Un mecanismo de accionamiento preferido incluye una disposición80adecuada de pistón y cilindro hidráulico conectado operativamente al elemento54rígido curvado para mover el elemento54rígido curvado dentro y fuera de la relación de aplicación de presión con el soporte52del elemento flexible.
Un mecanismo de calentamiento y enfriamiento preferido para el elemento54rígido curvado incluye una válvula82de tres vías, un conducto84de fluido calefactor, un conducto86de fluido refrigerante y entrada88de fluido conectando la válvula82de tres vías al acoplamiento76de entrada de fluido.
Al formar una lente curva, una pieza48en bruto se coloca sobre el elemento56flexible.El elemento56flexible y la superficie70de formación convexa luego se ponen en contacto con la pieza48en bruto como se muestra en la figura8. A medida que se aplica presión a la pieza48en bruto, el elemento56flexible se deforma y asume la forma de la superficie70de formación convexa.
Con la aplicación de calor y presión, la superficie70de formación convexa y el elemento56flexible deformado curva la pieza48en blanco en una lente conformada caracterizada por superficies opuestas cóncavas y convexas.
La cantidad de presión aplicada y el perfil de presión se pueden ajustar dependiendo de las características de la pieza48en bruto, con las temperaturas de la superficie70de formación y con la curvatura que se pretende darle a la pieza48en bruto.
En una realización preferida, la presión aplicada a la pieza48en bruto está en el intervalo de aproximadamente 1,50 a aproximadamente 15 MPa.
Durante la etapa de aplicación de presión, el elemento54rígido curvado se calienta haciendo pasar fluido caliente a través de la cámara74de fluido. La superficie70de formación se calienta continuamente a una temperatura suficiente para provocar la deformación del material48en bruto de la lente y conformar de las superficies de la pieza48en bruto a la superficie70de formación. Aplicación de presión por el elemento54rígido curvado en la pieza48en bruto entre ellos causa que la pieza48en bruto se deforme entre el elemento54rígido curvado y el elemento56flexible produciendo un polarizador curvo.
En una realización preferida el elemento56flexible tiene un espesor entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 5,0 mm, una dureza Shore A entre aproximadamente 25 y aproximadamente 70, una resistencia a la tracción entre aproximadamente 5 MPa y aproximadamente 30 MPa, un alargamiento a la rotura entre aproximadamente 100 % y aproximadamente 1000 %, y una resistencia al desgarro entre aproximadamente 50 N/cm y aproximadamente 1000 N/cm.
En algunas realizaciones, también puede ser deseable utilizar un elemento54rígido curvado tener una superficie70de formación correspondiente a una curvatura predeterminada del lado convexo de la lente a formar. La superficie convexa de la lente, formada contra el elemento56flexible, puede servir como superficie exterior de la lente de una gafa. Un radio de curvatura adecuado para la superficie70de formación es de aproximadamente 50 a aproximadamente 270 mm, o de aproximadamente 65 a aproximadamente 90 mm. En una realización particular, la superficie70de formación tiene forma cilíndrica y un radio de curvatura de aproximadamente 52,3 mm.
La temperatura suficiente para hacer que la pieza48en bruto se deforme puede variar con la composición química de la estructura compuesta de la pieza48en bruto. Un intervalo de temperatura de calentamiento preferido está entre aproximadamente 70 °C y aproximadamente 200 °C. Otro intervalo de calentamiento preferido es entre aproximadamente 90 °C y aproximadamente 110 °C. Una temperatura de calentamiento particularmente preferida es aproximadamente 105 °C.
En algunos casos puede resultar útil precalentar la pieza48en bruto antes de aplicar presión. Las temperaturas de precalentamiento adecuadas están dentro del intervalo de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 150 °C.
La temperatura de la superficie70de formación del elemento54rígido curvado puede controlarse mediante el paso de fluido calentado y fluido enfriado, como se describió anteriormente. El elemento54rígido curvo preferentemente se precalienta, antes de colocar la pieza en bruto entre ellos, a la temperatura de formación deseada durante un ciclo de calentamiento suficiente para proporcionar la lente con la forma deseada. La temperatura de formación deseada se mantiene durante un tiempo suficiente para efectuar la formación de lentes deseada. Aunque no es limitante, una duración adecuada es de entre aproximadamente 80 y aproximadamente 90 segundos. A partir de entonces, la temperatura de la superficie70de formación se reduce haciendo pasar un fluido refrigerante a través de la cámara74de fluido del elemento54rígido curvado. El fluido refrigerante pasa a través del elemento54rígido curvado durante un tiempo suficiente para enfriar la lente formada. Aunque no es limitante, una duración de enfriamiento adecuada es de aproximadamente 30 segundos. Temperaturas de enfriamiento de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 35 °C proporcionan buenos resultados, pero también se contemplan otras temperaturas de enfriamiento.
Se suministra fluido caliente al elemento54rígido curvado a través del conducto84del fluido calefactor y el fluido relativamente frío se suministra a través del conducto86de fluido de refrigeración. Durante el ciclo de calentamiento, la válvula82abre un paso de conexión entre el conducto84de fluido calefactor y la entrada76y cierra el conducto86del líquido refrigerante. Durante el ciclo de enfriamiento, la válvula82abre un paso de conexión entre los conductos86del fluido refrigerante y la entrada76y cierra el conducto84del fluido calefactor. La transición del ciclo de calefacción al ciclo de refrigeración se realiza accionando la válvula82mezclar el fluido frío con el fluido caliente hasta que el fluido caliente sea completamente desplazado por el fluido frío. La transición del ciclo de refrigeración al ciclo de calefacción se realiza invirtiendo la operación.
Después de la operación de enfriamiento, el soporte52del elemento flexible y el elemento54rígido curvado se separan para aliviar la presión sobre la lente90formada y permitir su extracción, como se muestra en la figura9. Si la lente90formada se adhiere a uno de los elementos52,54, se puede eliminar aplicando un chorro de aire comprimido.
Se pueden aplicar uno o más recubrimientos sobre las superficies cóncavas y/o convexas de la lente90formada utilizando técnicas convencionales de deposición al vacío. Los inventores descubrieron que aplicar un revestimiento antirreflectante a las superficies convexas y cóncavas de una lente polarizadora circular de la invención puede mejorar significativamente el % de transmitancia de la lente polarizadora circular terminada.
El procedimiento descrito anteriormente también puede incluir repetir cada uno de estos pasos usando una serie de elementos54rígidos curvos para dar forma a piezas48en bruto a cada una de una serie de superficies de lentes convexas sólidas, teniendo cada una de dichas superficies una curvatura diferente dentro de un rango de curvaturas deseado, proporcionando así una serie de lentes, cada una teniendo una superficie convexa sólida diferente dentro de un rango de curvaturas deseado.
También se puede moldear gradualmente una lente hasta alcanzar la forma deseada repitiendo los pasos y aumentando gradualmente la curvatura del elemento54rígido curvado antes de cada repetición. Esto se puede lograr utilizando una serie de elementos54rígidos curvos teniendo cada conjunto de la serie una curvatura aumentada con respecto al conjunto anterior.
La forma de una lente formada corresponderá sustancialmente a la forma de la superficie70de formación. En consecuencia, superficies70de formación de diferentes formas se pueden utilizar para formar lentes con diferentes curvaturas. Por ejemplo, un par de superficies70de conformación de forma esférica, un par de forma cilíndrica o un par de forma de forma toroidal se puede utilizar para formar lentes polarizadoras de luz curvadas esféricamente, cilíndricas y toroidales, respectivamente.
Para lentes curvadas esféricamente, toroidal y cilíndricamente, la forma de la lente, a lo largo del primer meridiano principal, corresponde sustancialmente a la relación r1=(n-1)/D1, la forma de la lente a lo largo del segundo meridiano principal, perpendicular al primer meridiano principal, corresponde sustancialmente a la relación r2=(n-1)/D2, n representa el índice de refracción de la pieza48en bruto, D1 y D2 son las curvaturas de lente previstas, r1 y r2 son los radios de curvatura de cada meridiano principal de la superficie70de formación convexa sólida. En realizaciones preferidas, r1 y r2 normalmente están en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 dioptrías. Para formar una lente curvada esféricamente, r1 es igual a r2. Para formar una lente curvada toroidalmente, r1 es diferente de r2. Para formar una lente curvada cilíndricamente, r1 es diferente de r2 y r2 tiene aproximadamente 0 dioptrías. El espesor de la lente está típicamente en el intervalo de aproximadamente 0,2 mm a aproximadamente 2,5 mm. Esta relación también puede aplicarse a otras curvaturas conformadas.
Las figuras10A-Crepresentar una lente90'esférica formada, una lente90"toroidal formada, y una lente90"cilindrica formada, respectivamente. La curvatura de cada lente90',90",90"se caracteriza por un primer radio de curvatura r1 y un segundo radio de curvatura r2. Se indican las líneas a lo largo de las cuales se determinan r1 y r2. Para la lente90'curvada esféricamente, r1 es igual a r2. Para la lente90"curva toroidal, r1 es diferente de r2. Para la lente90"curvada cilíndricamente, r1 es diferente de r2 y r2 tiene aproximadamente 0 dioptrías.
Otro objeto de la invención es proporcionar gafas polarizadas que incluyan dos lentes formadas mediante un procedimiento según la invención. Haciendo referencia a la figura11, las gafas100incluye un marco102de gafas, una primera lente104y una segunda lente106.Las lentes104,106pueden ser iguales o diferentes, dependiendo del uso deseado de las gafas. Para la fabricación de gafas polarizadas lineales, se lanzó la primera lente104y segunda lente106son preferentemente idénticos. La hoja utilizada para estas lentes tendrá un vector de avance como se describe en la Ecuación 1 con el eje del polarizador orientado paralelo a la horizontal (0=0). En algunos ejemplos preferidos para uso estereoscópico, ambas lentes están hechas de una hoja polarizadora lineal que tiene un vector de avance como se describe en la Ecuación 1 con el eje polarizador de la primera lente104orientado en 0 y el eje polarizador de la segunda lente106orientado en 0+n/2. En otro ejemplo preferido para uso estereoscópico, el material laminar comprende una capa18retardadora y tiene un vector Stoke como se describe en la Ecuación 2. la primera lente104tiene su eje polarizadortorientado en 0 y eje rápido del retardadorRorientada en $ = 0 p y la segunda lente106tiene su eje polarizadortorientado en 0 y eje rápido del retardadorRorientado en $ = 0 - p.
EJEMPLOS
En esta sección, se describen ciertas realizaciones ilustrativas de la invención. Estos se proporcionan sólo a modo de ejemplo y, por lo tanto, no limitan el alcance de la invención.
EJEMPLO 1
PREPARACIÓN DE UNA LENTE DE LA INVENCIÓN
Se preparó una lente polarizadora lineal de forma esférica usando el procedimiento y aparato descritos anteriormente. La estructura de la lente112se entenderá mejor haciendo referencia a la figura12.La lente112se formó a partir de un total de seis capas de material, incluida una capa12polarizadora, una primera capa14polimérica, una segunda capa16polimérica, una tercera capa118polimérica, una primera capa114dura y una segunda capa116dura.La lente tiene su máximo espesor en la porción central. Los materiales utilizados para fabricar la lente112, las propiedades de las platinas y los parámetros de formación se especifican en la TABLA1.
TABLA 1. Materiales y parámetros utilizados para formar una lente ejemplar
EJEMPLO 2
MEJORA DE LA TRANSMITANCIA UTILIZANDO RECUBRIMIENTOS ANTIRREFLECTANTES EN LENTES POLARIZADAS CIRCULARES
Se recubrieron lentes polarizadoras circulares en las superficies sólida convexa y cóncava flexible con un recubrimiento antirreflectante para determinar si un recubrimiento antirreflectante puede mejorar el % de transmitancia dentro del rango de longitud de onda de 280 a 700 nm, que incluye el espectro de luz visible. La estructura de una lente polarizada circular que incluye un revestimiento antirreflectante se comprenderá mejor con referencia a la figura13en el que la lente120incluye una capa12polarizadora, una primera capa14polimérica, una segunda capa16polimérica, una capa18retardadora, una primera capa122de revestimiento antirreflectante y una segunda capa124de revestimiento antirreflectante.
La Tabla2muestra resultados de mejora típica del % de transmitancia.
TABLA 2. Datos de mejora de transmitancia
La aplicación de un revestimiento antirreflectante se utiliza habitualmente en productos oculares. Tanto para gafas de sol como para gafas correctivas, se aplica en la parte posterior de la lente para minimizar los molestos reflejos en la lente provenientes de fuentes de luz situadas detrás del usuario. En el caso de las gafas correctivas, también se aplica en la parte frontal de las lentes por razones estéticas, es decir, para evitar reflejos en la parte frontal de las lentes, haciendo que las gafas sean menos perceptibles.
Descubrimos que cuando se aplican revestimientos antirreflectantes a gafas estereoscópicas como se describe en este ejemplo, el revestimiento aumenta ventajosamente y significativamente la transmitancia de la luz para transmitir la lente sin aumentar la transmitancia de la luz que la lente está diseñada para bloquear. En este caso, las lentes fueron diseñadas para maximizar la transmitancia del polarizador paralelo, minimizando al mismo tiempo la transmitancia del polarizador cruzado. Los resultados muestran que el revestimiento antirreflectante nos permitió aumentar la transmitancia del polarizador paralelo en un 8 % con un aumento mínimo en la transmitancia del polarizador cruzado. Esto es especialmente importante para los operadores de proyecciones 3D, como los operadores de cine, ya que se pierde una cantidad significativa de luz en la visualización 3D. La capacidad de las gafas para transmitir más luz permite a los operadores utilizar fuentes de luz menos potentes, lo que genera importantes ahorros en costes operativos.
La presente invención se ha descrito anteriormente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones preferidas de la invención. A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en este documento pretenden tener el mismo significado que se entiende comúnmente en la técnica a la que pertenece esta invención y en el momento de su presentación. Aunque en la práctica o prueba de la presente invención se pueden usar diversos procedimientos y materiales similares o equivalentes a los descritos en el presente documento, se describen procedimientos y materiales adecuados. Los expertos deben comprender que los procedimientos y materiales utilizados y descritos son ejemplos y pueden no ser los únicos adecuados para su uso en la invención.
En consecuencia, esta invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe considerarse limitada a las realizaciones ilustradas aquí expuestas. La invención se ha descrito con cierto detalle, pero será evidente que se pueden realizar diversas modificaciones y cambios dentro del ámbito de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para fabricar una lente (90, 112, 120) formada, comprendiendo el procedimiento:
obtener una lente (42, 44, 48) en bruto que comprende, en relación superpuesta, una capa (12) polarizadora lineal laminada junto con una pluralidad de capas (14, 16, 18) poliméricas, teniendo la capa polarizadora lineal un eje de polarización;
colocar la lente en bruto sobre un elemento (56) flexible de soporte que está en un estado inicial no deformado, calentar y aplicar presión a la lente (42, 44, 48) en bruto presionando la lente en bruto (42, 44, 48) entre dicho elemento (56) flexible y un elemento (54) rígido convexo que se calienta hasta una temperatura de formación, provocando así que el elemento (56) flexible se deforme y adopte la forma del elemento (54) rígido convexo; mantener la presión y la temperatura de formación durante un tiempo suficiente para permitir que la lente (42, 44, 48) en bruto se ajuste a la forma del elemento (54) rígido convexo y el elemento (56) flexible;
reducir la temperatura a una temperatura reducida mientras se mantiene la presión para permitir que la lente (42, 44, 48) en bruto se convierta en una lente (90, 112, 120) rígida que tiene un lado convexo y un lado cóncavo; retirar la lente (90, 112, 120) formada del elemento (54) rígido convexo y el elemento (56) flexible.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la temperatura de formación es de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 200 °C.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la presión es de aproximadamente 1,5 MPa a aproximadamente 15 MPa.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la temperatura reducida es de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 90 °C.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además precalentar la lente en bruto a una temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 150 °C antes de aplicar la presión.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la forma del elemento convexo rígido produce una lente de forma esférica que tiene un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura perpendicular al primer radio de curvatura, en el que el primer radio de curvatura y el segundo radio de curvatura son iguales.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la forma del elemento convexo rígido produce una lente con forma toroidal que tiene un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura perpendicular al primer radio de curvatura, en el que el primer radio de curvatura y el segundo radio de curvatura no son iguales.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la forma del elemento convexo rígido produce una lente de forma cilíndrica que tiene un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura perpendicular al primer radio de curvatura, en el que el primer radio de curvatura es distinto de cero y el segundo radio de curvatura es cero.
9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 6 a 8, en el que al menos una de las capas poliméricas es un retardador de ondas ópticas que tiene un eje rápido y el eje rápido está alineado en un ángulo con respecto al eje del polarizador.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además revestir una superficie cóncava y una superficie convexa de la lente (90, 112, 120) formada con un revestimiento (122, 124) antirreflectante.
11. El procedimiento de la reivindicación 9 o 10, en el que la lente formada tiene una transmitancia del polarizador paralelo igual o superior al 90 % y una transmitancia del polarizador cruzado igual o inferior al 0,5 %.
12. Un procedimiento para fabricar gafas (100), comprendiendo el procedimiento:
(a) obtener una primera lente (104) y una segunda lente (106), formándose la primera lente (104) y la segunda lente (106) a partir de lentes en bruto con una forma deseada según el procedimiento de la reivindicación 1; y (b) colocar la primera lente (104) y la segunda lente (106) en una montura (102) de gafas.
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