FR2861640A1

FR2861640A1 - METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING DEGRADED TINT LENS

Info

Publication number: FR2861640A1
Application number: FR0312672A
Authority: FR
Inventors: Didier Clerc
Original assignee: BNL Eurolens SAS
Current assignee: BNL Eurolens SAS
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-06
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: WO2005042225A2; WO2005042225A3; FR2861640B1

Abstract

Procédé de fabrication d'une lentille teintée présentant une coloration dégradée, consistant à :- injecter une première matière thermoplastique colorée dans une empreinte réalisée en creux dans une première partie (1) de moule et fermée par une seconde (3) partie de moule,- ouvrir l'empreinte en séparant la première (1) et la deuxième (3) parties de moule,- remplacer la deuxième partie (3) de moule par une troisième partie (7) de moule pour refermer l'empreinte,- injecter une seconde matière thermoplastique dans l'empreinte ainsi refermée,- ouvrir l'empreinte pour démouler la lentille composite ainsi obtenue.A method of manufacturing a tinted lens exhibiting degraded coloring, consisting in: injecting a first colored thermoplastic material into an impression made in a hollow in a first part (1) of the mold and closed by a second (3) part of the mold, - open the impression by separating the first (1) and the second (3) mold parts, - replace the second mold part (3) with a third mold part (7) to close the impression, - inject a second thermoplastic material in the impression thus closed, - opening the impression to unmold the composite lens thus obtained.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabricationThe present invention relates to a method and a manufacturing device

d'une lentille teintée présentant une coloration dégradée ou plus généralement des variations continues de l'intensité de sa coloration. a tinted lens having a degraded coloration or more generally continuous variations in the intensity of its coloration.

Il faut entendre, au sens de l'invention, par le terme "lentille", non seulement les lentilles destinées à la réalisation de verres de lunettes, correcteurs ou non, mais également les écrans colorés transparents associés ou non à des casques de protection pour sportifs, motocy- clistes ou professionnels (pompiers, soudeurs,...), des pare-brise de véhicules, des hublots d'embarcations ou fenêtres d'habitations... For the purposes of the invention, the term "lens" means not only lenses intended for producing spectacle lenses, correcting or not, but also transparent colored screens, whether or not associated with protective helmets for sportsmen, motorcyclists or professionals (firefighters, welders, ...), vehicle windshields, portholes or windows of dwellings ...

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Actuellement, les lentilles à coloration dégradée sont réalisées par trempage d'une ébauche de chaque lentille transparente dans un bain de coloration pour obtenir sur les faces de la lentille une imprégnation des colorants de densité variable. Cette densité est fonction du temps de séjour de l'ébauche dans le bain, lequel est maîtrisé par la vitesse de pénétration et d'extraction de la lentille lors du trempage. BACKGROUND OF THE INVENTION Currently, degraded color lenses are made by soaking a blank of each transparent lens in a color bath to obtain on the faces of the lens an impregnation of the dyes of variable density. This density is a function of the residence time of the blank in the bath, which is controlled by the speed of penetration and extraction of the lens during soaking.

Si la lentille est en un matériau thermodurcissable (tel que le diéthylèneglycol bis allyl carbonate) ou en un matériau thermoplastique acrylique (tel que le po- lyméthyl méthacrylate) l'imprégnation des colorants peut être faite dans la masse du matériau. If the lens is of a thermosetting material (such as diethylene glycol bis allyl carbonate) or an acrylic thermoplastic material (such as polymethyl methacrylate) the impregnation of the dyes may be made in the mass of the material.

Si le matériau est difficilement imprégnable (comme par exemple le polycarbonate) on déposera sur les faces de la lentille une couche d'un vernis colorable, et c'est ce vernis qui fera l'objet d'une imprégnation de densité variable. If the material is difficult to impregnate (such as polycarbonate) will be deposited on the faces of the lens a layer of a stainable varnish, and it is this varnish that will be impregnated variable density.

Cette technique présente des limites. L'effet dé- gradé est, à cause du trempage, unidirectionnel. En ou- tre, sa mise en oeuvre est délicate car il est difficile de maîtriser la stabilité des bains de coloration notamment en matière de concentration des colorants donc de maîtriser la reproductibilité du procédé. This technique has limitations. The degraded effect is unidirectional because of soaking. In addition, its implementation is difficult because it is difficult to control the stability of the dye baths especially in terms of concentration of dyes so to control the reproducibility of the process.

OBJET DE L'INVENTION La présente invention concerne une autre techni- que de fabrication de verres colorés à teinte dégradée qui permette une plus grande liberté dans la réalisation des motifs dégradés, une plus grande stabilité dans la qualité des produits obtenus, et qui autorise une fabrication de série à grande cadence. OBJECT OF THE INVENTION The present invention relates to another technique for producing colored glasses with a degraded shade which allows greater freedom in the production of degraded patterns, greater stability in the quality of the products obtained, and which allows mass production at high speed.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Aussi, le procédé de l'invention consiste-t-il à - injecter une première matière thermoplastique colorée dans une empreinte réalisée en creux dans une première partie de moule et fermée par une seconde partie de moule, ouvrir l'empreinte en séparant la première et la deuxième parties de moule, - remplacer la deuxième partie de moule par une troisième partie de moule pour refermer l'empreinte, - injecter une seconde matière thermoplastique dans l'empreinte ainsi refermée, - et démouler la lentille composite après ouverture du moule. Also, the method of the invention consists in injecting a first colored thermoplastic material in a cavity made in a hollow in a first mold part and closed by a second mold part, opening the cavity by separating the first mold part. and the second mold part, - replacing the second mold part with a third mold part to close the cavity, - injecting a second thermoplastic material into the cavity thus closed, - and unmolding the composite lens after opening the mold.

La matière injectée en premier lieu reste dans la première partie du moule, ce qui permet d'en contrôler la température et de la maintenir dans. une plage telle qu'il ne se produise pas de déformations optiquement nuisibles lors de la seconde injection. The material injected first remains in the first part of the mold, which allows to control the temperature and maintain it in. a range that does not produce optically harmful deformations during the second injection.

La seconde matière plastique est soit incolore, soit colorée. The second plastic material is either colorless or colored.

La température de la première partie de moule est régulée à une valeur telle que, entre l'ouverture de l'empreinte et la seconde injection, la matière plastique injectée en premier lieu soit maintenue à une température 30 comprise entre sa température de transition vitreuse et une température d'au plus 25 inférieure à cette température de transition vitreuse. De préférence cette différence de température est d'au plus 15 C. Cette tempéra- ture (de la première partie du moule) est suivant la matière thermoplastique injectée comprise entre 80 C et 150 C. The temperature of the first mold part is regulated to a value such that, between the opening of the cavity and the second injection, the injected plastic material in the first place is maintained at a temperature between its glass transition temperature and a temperature of at most 25 less than this glass transition temperature. Preferably, this temperature difference is at most 15 ° C. This temperature (of the first mold part) is, according to the thermoplastic material injected, between 80 ° C. and 150 ° C.

On a également déterminé que le débit d'injection doit être au minimum de 100 cm3/seconde pour l'obtention de lentilles de bonne qualité. It has also been determined that the injection rate must be at least 100 cm3 / second for obtaining good quality lenses.

Pour mettre en uvre le procédé ci-dessus, l'invention concerne également une machine à injection double dans laquelle une première partie de moule est montée pi-votante autour d'un axe central et est indexable angulairement autour de cet axe dans au moins deux positions tandis que les deuxième et troisième parties de moule sont situées en regard de la première partie lorsque celle-ci est respectivement dans sa première et dans sa deuxième position indexée. Chacune des deuxième et troi- sième parties de moule est mobile par rapport à la première partie dans une direction convergente avec l'axe de pivotement de cette première partie. To implement the above method, the invention also relates to a double injection machine in which a first mold part is mounted pi-voting around a central axis and is indexable angularly about this axis in at least two positions while the second and third mold parts are located opposite the first part when it is respectively in its first and second indexed position. Each of the second and third mold portions is movable relative to the first portion in a direction convergent with the pivot axis of that first portion.

Les deux positions de la première partie de moule pivotante constituent les deux postes d'injection de la machine. Ces deux positions peuvent être séparées d'un angle inférieur à 180 , par exemple un angle égal à 120 , de sorte que la première partie du moule de la machine peut avoir sur un pivotement de 360 un troisième arrêt dans une troisième position indexée qui constitue la po- sition de déchargement de la lentille composite réalisée. The two positions of the first pivoting mold part constitute the two injection stations of the machine. These two positions can be separated by an angle less than 180, for example an angle equal to 120, so that the first part of the mold of the machine can have on a pivot 360 a third stop in a third indexed position which constitutes the unloading position of the composite lens produced.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné ci-après à titre d'exemple non limitatif. Other features and advantages of the invention will emerge from the description of an embodiment given below by way of non-limiting example.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels: - les figures 1 et 2 sont des schémas en coupe illustrant le procédé de fabrication selon l'invention, - la figure 3 est une vue schématique de dessus d'une machine pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, - la figure 4 est une même vue de dessus d'une variante de réalisation de cette machine. Reference will be made to the accompanying drawings in which: FIGS. 1 and 2 are diagrammatic diagrams illustrating the manufacturing method according to the invention, FIG. 3 is a diagrammatic view from above of a machine for implementing the method according to the invention, - Figure 4 is a similar view from above of an alternative embodiment of this machine.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Aux figures 1 et 2 on a représenté un moule pour mettre en uvre le procédé de fabrication de l'invention. Ce moule comprend une première partie 1 dans laquelle une empreinte 2 est en réalisée en creux, cette empreinte étant fermée de manière étanche par une deuxième partie 3 du moule. L'empreinte en creux comporte une surface con-cave 4 tandis que le couvercle ou la deuxième partie du moule 3 comporte une surface convexe 5 séparée de la sur-face 4 pour définir entre elles un espace propre à être rempli par injection d'une matière plastique 6 tel qu'un polycarbonate et notamment un polycarbonate coloré. Dans l'exemple représenté à la figure 1, la distance séparant les surfaces 4 et 5 n'est pas constante, si bien que l'épaisseur de la matière plastique 6 formant ici une lentille limitée par une surface convexe et une surface concave, n'est également pas constante. In Figures 1 and 2 there is shown a mold for implementing the manufacturing method of the invention. This mold comprises a first part 1 in which a cavity 2 is hollow, this cavity being sealed by a second portion 3 of the mold. The recessed impression has a con-cave surface 4 while the lid or the second part of the mold 3 has a convex surface 5 separated from the surface 4 to define between them a space to be filled by injection of a plastic material 6 such as a polycarbonate and in particular a colored polycarbonate. In the example shown in FIG. 1, the distance separating the surfaces 4 and 5 is not constant, so that the thickness of the plastics material 6 forming here a lens limited by a convex surface and a concave surface, n is also not constant.

Selon le procédé de l'invention, après injection de cette première matière plastique 6, on retire la deuxième partie de moule 3 pour la remplacer comme indiqué à la figure 2 par une troisième partie de moule 7. According to the method of the invention, after injection of this first plastic material 6, the second mold part 3 is removed to replace it as indicated in FIG. 2 by a third mold part 7.

Cette troisième partie de moule définit avec l'empreinte et la lentille 6 une autre cavité susceptible d'être rem-plie par injection d'une deuxième matière plastique 8 qui peut être soit transparente, soit également colorée. La lentille composite 6, 8 ainsi formée possède une colora- tion dégradée soit monochrome si la matière plastique 8 est une matière plastique transparente, soit bichromatique si la matière plastique 8 est une matière colorée d'une teinte différente de la matière plastique 6. La topographie de la surface convexe 5 du couvercle 3 de fer- meture de l'empreinte détermine la variation du dégradé de la teinte d'une part en géométrie et d'autre part en intensité. La topographie 9 de la surface convexe de la troisième partie de moule 7 n'influence pas le dégradé de la teinte si la matière plastique 8 est transparente. This third mold part defines with the impression and the lens 6 another cavity that can be replenished by injection of a second plastic material 8 which can be either transparent or also colored. The composite lens 6, 8 thus formed has a degraded coloring either monochrome if the plastic material 8 is a transparent plastic material, or bichromatic if the plastic material 8 is a colored material of a different color to the plastic material 6. The The topography of the convex surface 5 of the lid 3 of the closure of the impression determines the variation of the gradient of the hue on the one hand in geometry and on the other hand in intensity. The topography 9 of the convex surface of the third mold part 7 does not influence the gradient of the hue if the plastics material 8 is transparent.

Elle constitue la face concave arrière de la lentille qui peut constituer la face arrière du verre lorsque celui-ci n'est pas à correction ou être travaillée pour faire un verre correcteur. Si la matière 8 est une matière colorée d'une teinte différente de la matière 6, la forme de la surface convexe 9 peut également participer aux différentes nuances du dégradé des deux teintes. It constitutes the rear concave face of the lens which can constitute the rear face of the glass when it is not corrective or be worked to make a corrective glass. If the material 8 is a colored material of a different shade of the material 6, the shape of the convex surface 9 can also participate in the different shades of the gradient of the two shades.

A la figure 3 on a représenté les trois parties de moule précédemment décrites avec les mêmes références, dans un agencement de machine à confectionner des len- tilles colorées à teinte dégradée. La partie de moule 3 et la partie de moule 7 sont chacune placées au nez d'une machine à injection 10, 11 et sont disposées à l'opposé l'une de l'autre. Chacune des parties 3 et 7 comporte plusieurs surfaces convexes telles que 5, 9 des figures 1 et 2, notées ici 5a, 5b, 9a, 9b. En regard de ces deux parties de moule, la partie de moule 1 comporte plusieurs empreintes 2a, 2b dont une série fait face à la partie de moule 3 et une série fait face à la partie de moule 7. La partie de moule 1 est montée sur un bâti non représenté qui autorise de rapprocher la partie de moule 1 de la partie de moule 3 ou de la partie de moule 7 selon les flèches A. En outre, sur ce bâti, la partie de moule 1 est montée pivotante (flèche B) autour d'un axe 12 perpendiculaire au déplacement AA de la tête. A titre d'in- version cinématique, il est bien certain que la partie de moule 1 peut rester stationnaire en translation alors que les parties de moule 3 et 7 peuvent se rapprocher et s'éloigner de celle-ci pour fermer et ouvrir les empreintes et pour permettre la rotation de la partie de moule 1 autour de l'axe 12. In FIG. 3, the three mold parts previously described with the same references are shown in a machine arrangement for making color lenses with a degraded hue. The mold part 3 and the mold part 7 are each placed at the nose of an injection machine 10, 11 and are arranged opposite one another. Each of the parts 3 and 7 has a plurality of convex surfaces such as 5, 9 of FIGS. 1 and 2, denoted herein 5a, 5b, 9a, 9b. In comparison with these two mold parts, the mold part 1 has a plurality of cavities 2a, 2b, one of which faces the mold part 3 and one series faces the mold part 7. The mold part 1 is mounted on a not shown frame which allows to bring the mold part 1 of the mold part 3 or the mold part 7 according to the arrows A. In addition, on this frame, the mold part 1 is pivotally mounted (arrow B ) about an axis 12 perpendicular to the displacement AA of the head. As a kinematic inversion, it is certain that the mold part 1 can remain stationary in translation while the mold parts 3 and 7 can move closer and away from it to close and open the cavities and to allow the rotation of the mold part 1 about the axis 12.

Pour réaliser des lentilles teintées avec dégradation, on rapproche la partie de moule 1, la partie de moule 3 et on injecte dans l'empreinte la matière plastique issue de l'injecteur 10. Cette injection étant réalisée, on écarte la partie de moule 1 de la partie de moule 3, la matière plastique injectée demeurant au fond des alvéoles 2a, 2b, on fait pivoter la partie de moule 1 de 180 pour présenter les alvéoles 2a, 2b équipés de la lentille 6 en regard de la partie de moule 7, on rappro- che la partie de moule 1 de la partie de moule 7 et, les empreintes étant à nouveau refermées, on injecte de la matière plastique issue de l'injecteur 11. Cette deuxième injection étant terminée et la matière solidifiée à l'intérieur des empreintes 2a, 2b, on retire les lentilles composites qui sont en général reliées entre elles par des cordons de matière provenant des canaux de répartition de la matière dans les moules. In order to produce tinted lenses with degradation, the mold part 1, the mold part 3 is brought closer together and the plastic material issuing from the injector 10 is injected into the cavity. This injection being carried out, the mold part 1 is spread apart. of the mold part 3, the injected plastic material remaining at the bottom of the cells 2a, 2b, the mold part 1 of 180 is rotated to present the cells 2a, 2b equipped with the lens 6 facing the mold part 7 the mold part 1 is brought closer to the mold part 7 and the cavities being closed again, plastic material from the injector 11 is injected. This second injection being completed and the material solidified at the end of the mold. Within the indentations 2a, 2b, the composite lenses are removed which are generally interconnected by strings of material from the distribution channels of the material in the molds.

Dans la variante de la machine dans laquelle la partie de moule 1 est stationnaire en translation, on peut procéder aux injections provenant des injecteurs 10 et 11 dans le même temps, c'est-à-dire que l'on ferme les empreintes simultanément avec d'un côté la partie de moule 3 et de l'autre côté la partie de moule 7, ce qui présente l'avantage d'équilibrer les forces importantes de fermeture le long de l'axe longitudinal de la machine. In the variant of the machine in which the mold part 1 is stationary in translation, it is possible to proceed with the injections from the injectors 10 and 11 at the same time, that is to say that the impressions are closed simultaneously with on one side the mold part 3 and on the other side the mold part 7, which has the advantage of balancing the large closing forces along the longitudinal axis of the machine.

A la figure 4, la machine représentée est d'une géométrie un peu différente de celle de la figure 3 au sens où la partie de moule 1 est réalisée comme un carrousel tournant autour de l'axe 12 et indexé en position angulaire en regard d'une part, de la partie de moule 3, d'autre part, de la partie de moule 7 et en troisième lieu d'un robot d'extraction des produits injectés portant la référence 13. Ainsi, la première partie de moule tourne-t-elle d'un tiers de tour à chaque fois, les in- jections étant simultanées et concomitantes à l'extraction des produits obtenus. Dans ce cas, les parties de moule 3 et 7 sont elles-mêmes montées sur des bâtis susceptibles de se déplacer en convergeant vers l'axe 12 pour réaliser la fermeture simultanée des moules et en divergeant de cet axe pour réaliser l'ouverture simulta- née de ceux-ci. In FIG. 4, the machine shown is of a slightly different geometry from that of FIG. 3 in the sense that the mold part 1 is made as a carousel rotating about the axis 12 and indexed in angular position with respect to FIG. on the one hand, of the mold part 3, on the other hand, of the mold part 7 and thirdly of an extraction robot of the injected products bearing the reference 13. Thus, the first mold part rotates it is a third of a turn each time, the injections being simultaneous and concomitant with the extraction of the products obtained. In this case, the mold parts 3 and 7 are themselves mounted on frames capable of moving converging towards the axis 12 to achieve the simultaneous closure of the molds and diverging from this axis to achieve the simultaneous opening. born of these.

L'un des principaux avantages du procédé et du dispositif de l'invention est que la première partie injectée de chaque lentille demeure solidaire de la pre- mière partie de moule, ce qui permet de contrôler de manière très fine sa température. On s'est en effet rendu compte qu'il fallait pour que cette bi-injection soit optiquement correcte, que la température de la première partie de lentille injectée soit comprise entre sa température de transition vitreuse et une température inférieure au plus de 25 de cette température de transition vitreuse. On évite ainsi tous les phénomènes de retrait de dilatation ou de déformation dus à un réchauffement de la première partie injectée lors de la deuxième injection. De préférence cette différence de température doit être au plus de 15 C. One of the main advantages of the method and the device of the invention is that the first injected part of each lens remains integral with the first mold part, which makes it possible to control its temperature very precisely. It has indeed been realized that it was necessary for this bi-injection to be optically correct, that the temperature of the first injected lens portion is between its glass transition temperature and a temperature of less than 25 of this glass transition temperature. This avoids all expansion shrinkage phenomena or deformation due to a warming of the first part injected during the second injection. Preferably this temperature difference must be at most 15 C.

Par ailleurs, on s'est rendu compte que les vitesses d'injection devaient être assez rapides pour également profiter des inerties thermiques afin d'éviter des disparités dans les caractéristiques physiques des matériaux qui pourraient affecter les qualités optiques du produit fini. C'est ainsi qu'on préconise une vitesse d'injection pour des moules relatifs à des oculaires de lunettes de l'ordre de 100 cm3/seconde. On the other hand, it was realized that the injection speeds had to be fast enough to also take advantage of the thermal inertias in order to avoid disparities in the physical characteristics of the materials which could affect the optical qualities of the finished product. Thus it is recommended that an injection speed for molds relating to eyeglass lenses of the order of 100 cm3 / second.

On notera enfin que la température de la partie principale du moule 1 dans laquelle sont creusées les empreintes 2 doit être maintenue autour d'une température moyenne qui varie en fonction de la température de transition vitreuse de la matière injectée afin d'éviter un différentiel de température trop important par rapport à celle-ci. A titre d'exemple si la matière injectée est du PMMA, la température de la partie principale du moule 1 doit être maintenue autour de 80 C, et s'agissant du polycarbonate cette température pourra être de l'ordre de 100 C à 120 C. Dans tous les cas elle n'excédera pas 150 C. Finally, it will be noted that the temperature of the main part of the mold 1 in which the cavities 2 are hollowed out must be maintained around an average temperature which varies as a function of the glass transition temperature of the injected material in order to avoid a differential of too much temperature compared to this one. By way of example, if the injected material is PMMA, the temperature of the main part of the mold 1 must be maintained around 80 ° C., and as regards the polycarbonate, this temperature may be of the order of 100 ° C. to 120 ° C. In all cases it will not exceed 150 C.

Claims

1. A method of manufacturing a tinted lens having a degraded color, characterized in that it consists in: - injecting a first thermoplastic material (6) colored in a cavity (2) hollowed in a first part (1) of mold and closed by a second (3) mold part, - open the cavity by separating the first (1) and the second (3) mold parts, - replace the second mold part (3) with a third part (7) mold to close the cavity, inject a second thermoplastic material (8) in the cavity thus closed, - open the cavity to demold the composite lens (6, 8) thus obtained.

2. Method according to claim 1, characterized in that the second thermoplastic material (8) is colorless.

3. Method according to claim 1, characterized in that the second thermoplastic material (8) is colored.

4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the first portion (1) of mold is regulated to a value such as between the opening of the cavity and the second Injection, the plastic material injected firstly is maintained at a temperature between its glass transition temperature and a temperature below this glass transition temperature, preferably at a temperature below 15 C at this glass transition temperature.

5. Method according to claim 4, characterized in that the temperature of the first portion (1) of the mold is maintained at about 100 C.

6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection rate of each of the plastics is at least 100 cm3 / second.

7. bi-injection machine for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first mold part (1) is pivotally mounted about a central axis (12) and is indexable angularly around this axis in at least two positions and in that the second and third mold parts are located opposite the first part when it is respectively in its first and in its second indexed position.

8. Machine according to claim 7, characterized in that each of the second (3) and third (7) mold parts are movable relative to the first mold part (1) in a direction convergent with the axis (12) pivoting of this first part (1)

9. Machine according to one of claims 7 and 8, characterized in that the indexed positions are separated by an angle less than 180.