FR2861852A1 - Prouits optiques transparents polarisants ; fabrication - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un produit optique transparent polarisant, dont la structure comprend un substrat de base transparent en un matériau minéral ou organique et, sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat de base, un revêtement polarisant. Ledit revêtement polarisant est solidarisé, de façon stable, audit substrat et présente une structure stratifiée qui comporte :- une couche de polymère, solidarisée à la surface externe dudit substrat, directement ou via une sous-couche d'accrochage ;- un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, sur ladite couche de polymère, et- une couche de protection sur ledit film de colorant(s).La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel produit optique transparent polarisant.

Description

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La présente invention a pour objet: - des produits optiques transparents polarisants, notamment utiles en lunetterie, présentant une structure originale et des propriétés intéressantes; ainsi qu' - un procédé de fabrication desdits produits. Ce procédé est susceptible de se décliner selon des variantes et est particulièrement intéressant en ce qu'il peut être qualifié de procédé universel (en référence à la surface du produit en cause), en ce qu'il est d'une mise en oeuvre aisée, en ce qu'il peut être mis en oeuvre hors site de fabrication des produits en cause...

Lesdits produits, procédé de fabrication et leurs avantages sont décrits en détail dans ce qui suit.

Selon l'art antérieur, on a déjà proposé des produits de ce type, associés à des procédés de fabrication, plus ou moins complexes à mettre 15 en oeuvre.

Les produits polarisants de l'art antérieur renferment dans leur structure, selon une première variante, un film polarisant, à base d'un polymère (en polyvinylalcool, polyéthylène téréphtalate, par exemple) étiré uniaxialement, imprégné d'au moins un colorant (composés iodés ou colorants dichroïques) ; selon une seconde variante, un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes à base de colorant(s) per se.

Dans le cadre de la première variante, deux techniques ont été développées. Selon la première, notamment décrite dans WO-A-01 875 79, US- A-5 286 419, US-A-5 412 505 et US-A-2001/0028435, le film de polymère imprégné intervient au sein de la structure du produit, noyé dans ladite structure. Ledit film, préalablement constitué, est introduit lors de la fabrication du produit, sur le site de fabrication dudit produit. Cette technique de fabrication de produits polarisants est relativement lourde à mettre en oeuvre. Selon la seconde de ces techniques, notamment décrite dans US-A-5 286 420 et JP-A-09 258 009, le film de polymère imprégné est préalablement constitué puis solidarisé, notamment par collage, à la surface du produit. Ledit film intervient en surface. Il se pose, tout particulièrement dans ce contexte, le problème de la stabilité du film de polymère (qui a tendance à se relaxer et donc à perdre ses propriétés polarisantes) et ceux de la 2861852 2 protection efficace vis-à-vis de l'humidité et de la chaleur, dudit film de polymère.

Dans le cadre de la seconde variante, on génère un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, orienté en permanence, sur une surface du produit. On procède généralement comme suit: on dépose et sèche une solution lyotrope d'au moins un colorant sur une surface préalablement traitée pour présenter des microrainures, disposées en parallèle. Cette technique et sa théorie sont notamment décrites dans le brevet US-A-2 400 877. Dans ce document, ladite technique n'est principalement décrite et, en tout état de cause, illustrée qu'en référence à une surface en verre, à un substrat en verre. Le problème de la stabilité du film sur la surface n'est pas abordé. Dans ce document, il est par ailleurs envisagé la production de films de colorant(s), flexibles, pelables, en faisant intervenir sur le verre un film intermédiaire en huile de paraffine, huile minérale, stéarate de baryum ou en une résine. Dans les demandes FR- A-2 568 568 et FR-A-2 590 889, la technique de formation de microrainures, parallèles, à la surface du substrat puis le dépôt et le séchage d'une solution de colorants pour générer un film de colorants aux propriétés polarisantes est reprise et améliorée en ce qui concerne la protection dudit film généré. Ce film est généré directement à la surface du substrat, en verre minéral ou organique. En fait, tous les exemples concernent des verres minéraux. On conçoit en effet aisément que la mise en oeuvre de toute technique qui implique la formation du film de colorant(s) à la surface du substrat implique une adaptabilité de ladite technique à l'état de surface de chacun des substrats en cause. Ainsi, la formation de microrainures parallèles, par frottage ou brossage, à la surface de verres organiques, nécessite-t-elle un réglage en fonction de la dureté de surface de chaque verre organique. Dans le cadre de cette seconde variante, les techniques mises en oeuvre à ce jour restent relativement compliquées et font appel à un équipement encombrant. Ainsi, ne sont-elles pas mises en oeuvre dans le laboratoire de prescription pour la préparation de lentilles solaires et/ou ophtalmiques polarisantes.

Dans un tel contexte, il est du mérite des inventeurs d'avoir conçu un nouveau type de produit optique transparent polarisant, performant, particulièrement intéressant en ce qu'il est susceptible d'être obtenu par un procédé original de fabrication, procédé 2861852 3 aisé à mettre en oeuvre, pouvant intégrer des retouches, pouvant, pour la fabrication de lentilles solaires et/ou ophtalmiques, être mis en oeuvre au laboratoire de prescription desdites lentilles, que l'on peut qualifier d'universel, en référence à la surface du produit en cause. En effet, ledit procédé convient quelle que soit la forme, quel que soit le matériau constitutif et quel que soit l'état de surface de ladite surface.

Selon son premier objet, l'invention concerne donc ledit nouveau type de produit optique polarisant, décrit ci-après. Selon son deuxième objet, elle concerne un procédé de fabrication dudit nouveau type de produit optique polarisant, décrit plus avant ci-après.

Les produits optiques transparents polarisants de l'invention ont une structure qui, de façon classique, comporte un substrat de base transparent en un matériau minéral ou organique et, sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat de base (sur toute ladite surface externe ou sur seulement une partie de celle-ci) un revêtement polarisant. Ledit revêtement polarisant intervient en surface. Il n'est pas noyé dans la structure.

De façon caractéristique, ledit revêtement polarisant est solidarisé, de façon stable, audit substrat, et présente une structure stratifiée qui comporte: - une couche de polymère, solidarisée à la surface externe dudit 25 substrat, directement ou via une sous-couche d'accrochage; - un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, sur ladite couche de polymère, et - une couche de protection sur ledit film de colorant(s).

Ledit revêtement polarisant est ancré, de façon stable, à la surface externe du substrat (sur toute ladite surface ou sur seulement une partie de celle-ci). Cet ancrage, est réalisé par le biais de la couche de polymère, directement ou indirectement solidaire du substrat. Selon une variante de réalisation, le revêtement polarisant est directement solidarisé à la surface externe dudit substrat via des liaison physiques et/ou chimiques, avantageusement via des liaisons chimiques. Selon une autre variante de réalisation, ledit revêtement polarisant est solidarisé à la 2861852 4 surface externe dudit substrat, par l'intermédiaire d'une sous-couche d'accrochage. Ces variantes de réalisation, adaptées à la nature du substrat en cause, sont développées plus loin dans le présent texte. L'ancrage stable dudit revêtement polarisant au substrat est destiné à éviter toute délamination durant la vie du produit.

Ledit revêtement polarisant des produits de l'invention est polarisant de par la présence en son sein d'un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes. Un tel film est connu per se. Il ne s'agit pas d'un film de polymère, étiré uniaxialement, imprégné de colorant(s) au sens des documents WO-A-01 87579, US-A-5 286 419, US-A-5 412 505, US-A2001/0028435 ou des documents US-A-5 286 420 et JP-A-09 258 009 mais d'un film de colorant(s) au sens des documents US-A-2 400 877, FR-A-2 568 568 et FR-A-2 590 889; i.e. ne renfermant a priori quasi-exclusivement que le(les) colorant(s) en cause. Selon une variante de réalisation préférée de l'invention, ledit film de colorants est obtenu par la technique décrite dans lesdits documents US-A-2 400 877, FR-A-2 568 568 et FR-A-2 590 889 et la couche de polymère du revêtement polarisant (plus précisément sa face "supérieure" au contact du film de colorants) comporte les stigmates de ladite technique: des microrainures, disposées en parallèle. Ces microrainures pour subsister, ont été générées sur un polymère (une couche de polymère) présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température ambiante.

On a mentionné, en référence à l'art antérieur et à l'invention, l'intervention de colorant(s), l'intervention d'au moins un colorant, notamment au sein de films de colorant(s) aux propriétés polarisantes. Le pluriel est souvent de rigueur, c'est-à-dire l'intervention conjointe des plusieurs colorants est souvent nécessaire, pour conférer une coloration neutre, notamment auxdits films. Toutefois, ce résultat peut aussi être atteint avec certains colorants, utilisés seuls. Ainsi, les films aux propriétés polarisantes de l'invention sont-ils susceptibles de renfermer un ou plusieurs colorants.

Le(s) colorant(s) en cause peu(ven)t constituer à 100 % le film aux propriétés polarisantes mais intervien(nen)t généralement en mélange avec des additifs, notamment du type plastifiant, tensioactif ou additif de renforcement du dichroïsme... De tels additifs n'interviennent jamais à 2861852 5 plus de 10 % en poids au sein dudit film. Des additifs de ce type, plus particulièrement du type tensioactif ou additif de renforcement du dichroïsme, susceptibles donc d'intervenir au sein des films de colorant(s) aux propriétés polarisantes du revêtement polarisant de l'invention ont été décrits dans le brevet US-A-5 286 419, en référence à des films polarisants du type polymère étiré imprégné.

Le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes qui intervient dans la structure des revêtements polarisants des produits de l'invention est, comme indiqué ci-dessus, connu per se. De façon également connu per se, ledit film est protégé par une couche de protection. Il se trouve ainsi encapsulé entre le substrat, plus précisément la couche de polymère et la couche de protection. Cette couche de protection est souvent en fait multi-couche, par exemple du type de celles décrites dans les documents FR-A-2 568 568 et FR-A-2 590 889. Cette couche de protection assure une protection contre le temps, l'humidité, la température.

L'homme du métier n'ignore pas la fragilité des films de colorant(s) en cause.

De façon caractéristique, dans la structure des revêtements polarisants de l'invention, ledit film de colorant(s) protégé n'intervient pas directement à la surface du substrat à polariser. Il est positionné sur une couche de polymère, elle-même solidement ancrée à ladite surface dudit substrat. Cette couche de polymère constitue la clé de l'invention. Elle permet, dans la fabrication des produits de l'invention, de s'exonérer de l'état de surface des substrats en cause (on peut dire qu'elle constitue une couche cicatricielle) et aussi de la nature du matériau constitutif du substrat... Elle confère audit procédé le caractère universel déjà mentionné et explique la possibilité de retouches lors de la mise en oeuvre dudit procédé.

Une fois choisie la nature du polymère constitutif de la couche de polymère en cause (on parle de polymère et de couche de polymère. Ces singuliers sont bien évidemment génériques. La couche cicatricielle qui supporte le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes peut être à base de polymère(s) et/ou de copolymère(s), de structure mono-couche ou multi-couche) et maîtrisé l'ancrage de ladite couche, directe ou via une sous-couche d'accrochage, sur des substrats, on peut maîtriser, pour de nombreux substrats, la façon de les rendre polarisants.

2861852 6 De façon caractéristique, les produits de l'invention sont donc polarisants par intervention d'un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes à la surface d'une couche de polymère solidarisée à leur surface. On peut parler de l'intervention d'une couche intermédiaire...

On se propose maintenant de préciser, de façon nullement limitative, la nature des matériaux en cause.

Le substrat de base est un matériau minéral ou organique. Il s'agit avantageusement d'un verre, encore plus avantageusement d'un verre organique. Ledit verre organique peut notamment être choisi parmi les matériaux réticulés obtenus à partir de compositions comprenant les monomères de type diallyl carbonate de diglycol, les monomères styrénique, les monomères (méth)acrylique, et les matériaux thermoplastiques tels que les polycarbonates, les polyuréthane-urées, les polythiouréthanes, les polyoléfines cycliques, les polyesters, les matériaux cellulosiques et les polysulfones.

Notamment dans un contexte de lunetterie, le substrat de base est avantageusement un verre organique dont l'indice de réfraction est compris entre 1,48 et 1,75, de préférence entre 1,50 et 1,67.

Tout polymère (réticulé ou non) convient aux fins de l'invention (à titre de couche intermédiaire entre le substrat et le film de colorants) à deux conditions: - qu'il soit susceptible d'être solidarisé de façon stable à la surface du substrat; et - qu'il soit susceptible de supporter, voire permettre de générer et supporter, le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, sans détérioration desdites propriétés.

La solidarisation (l'ancrage) de la couche de polymère peut résulter d'un traitement physique, notamment choisi parmi les traitements à l'air chaud, à la flamme, les traitements corona, plasma, à radiations ionisantes, à radiations U.V. et les traitements à laser excimer. Elle peut aussi résulter d'un traitement chimique, par exemple du type traitement oxydant, traitement avec une base forte ou fonctionnalisation de surface. La mise en oeuvre de traitements physique et chimique n'est pas exclue. On a vu que la solidarisation pouvait se faire via des liaisons physiques et ou chimiques.

2861852 7 En référence plus particulièrement aux liaisons chimiques, une sous-couche d'accrochage (SS) est susceptible d'intervenir entre le substrat (S) et la couche de polymère (P). On est donc susceptible d'avoir un accrochage chimique principalement du type S-P ou du type S-SS- P.

De façon nullement limitative, on peut indiquer que la couche de polymère est de préférence à structure aromatique. De la même façon, on peut indiquer que ladite couche est généralement à base: - d'un polymère de type: polyacétate de vinyle ou dérivé, styrénique, poly(méth)acrylique, polyester saturé ou insaturé, cellulosique, polycarbonate, polysulfone, polyamide, polyimide, polysiloxane, résine phénolique ou formophénolique, aminoplaste ou résine époxy; - d'un copolymère correspondant (obtenu à partir des monomères correspondants aux polymères listés ci-dessus) ; ou d'un mélange de tels polymères et/ou copolymères (renfermant au moins deux polymères, deux copolymères ou au moins un polymère et au 25 moins un copolymère).

La couche de polymère, d'un des types ci-dessus, voire d'un autre type, est susceptible de se lier chimiquement au substrat: - intrinsèquement: si le polymère en cause renferme intrinsèquement au moins une fonction réactive (présente en fin de chaîne, dans sa chaîne ou sur un groupe latéral) ; - parce que ledit polymère a été préalablement fonctionnalisé : des fonctions réactives ont été préalablement introduites dans sa formule; et/ou - via une sous-couche d'accrochage.

On précise, de façon nullement limitative, que ladite sous-couche d'accrochage peut notamment être à base de silanes, par exemple 2861852 8 d'alcoxysilanes et/ou chlorosilanes ou de compositions avec groupes réactifs de type vinylique, époxy, isocyanate, hydroxyle, amine, thiol, acide carboxylique et/ou anhydride. De telles compositions sont susceptibles de renfermer des groupes réactifs d'un unique type (isocyanate, par exemple) ou des groupes réactifs d'au moins deux des types ci-dessus, évidemment non réactifs entre eux (isocyanate et vinylique, par exemple) ; d'où le et/ou ci-dessus.

De manière générale, des solidarisations stables de type S-P ou S-SS-P, via des liaisons chimiques, sont obtenues via de telles liaisons de type (thio)ester, (thio)éther, siloxane, amide, (thio)uréthane et/ou (thio) urée. Un seul type de liaison ou plusieurs types de liaison sont susceptibles d'intervenir pour la solidarisation d'un revêtement, d'où le et/ou ci-dessus.

Une telle solidarisation ne pose pas per se de réelles difficultés 15 à l'homme du métier. Sa mise en oeuvre dans le cadre de l'invention est toutefois innovante.

En référence à la seconde des conditions énoncées ci-dessus, on peut préciser ce qui suit. Le polymère en cause doit bien évidemment être compatible avec le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes intervenant à sa surface. Dans l'hypothèse où ledit film est du type de ceux décrits dans US-A-2 400 877, FR-A-2 568 568 et FR-A-2 590 889, il intervient directement pour la génération dudit film à sa surface. On doit pouvoir créer à sa surface les microrainures requises. Ces microrainures, disposées en parallèles, doivent pouvoir subsister; d'où l'exigence quant à la valeur de la température de transition vitreuse, supérieure à la température ambiante, déjà formulée pour le polymère constitutif dudit film. Des matériaux du type cires, huiles, matériaux élastomères sont exclus, du fait de leur faible valeur de température de transition vitreuse.

On a vu précédemment que le film de colorant(s) est connu per se. Le(s) colorant(s) en cause est(sont) avantageusement dichroïque(s).

En ce qui concerne la dernière strate de la structure stratifiée du revêtement polarisant de l'invention, elle est avantageusement du type de celles décrites dans FR-A-2 590 889, i.e. qu'elle (la couche de protection) consiste en une multicouche comprenant: 2861852 9 - sur le film de colorant(s), une première couche réticulée à base d'au moins un composé choisi parmi le gammaaminopropyltriméthoxysilane et le gamma-aminopropyltriéthoxysilane; - sur ladite première couche, une seconde couche réticulée à base d'un époxyalkyltrialcoxysilane; - sur ladite seconde couche, une troisième couche formant barrière vis-à- vis de l'humidité.

On a parlé pour les produits de l'invention d'un débouché en lunetterie. Ce débouché n'est évidemment pas unique. Les produits de l'invention conviennent pour de nombreux dispositifs optiques, et notamment des lentilles solaires et/ou ophtalmiques, des lentilles pour instruments d'optique, des écrans (par exemple: fenêtres de lecture d'indicateurs digitaux utilisés en électronique, instrumentation ou horlogerie sous le vocable "affichage à cristaux liquide"), des filtres, pour des vitrages (pour véhicules: automobiles, bateaux, camions... ou pour bâtiments) ou pour des pare-brises. Cette liste n'est pas exhaustive.

On en vient maintenant au second objet de la présente invention: la fabrication des produits optiques transparents polarisants, tels que décrits ci-dessus (produits qui constituent le premier objet de ladite présente invention). Ce procédé de fabrication comprend: la génération, et la solidarisation, de façon stable, au substrat de base transparent du revêtement polarisant qui présente la structure stratifiée explicitée cidessus (couche de polymère + film de colorant(s) aux propriétés polarisantes + couche de protection).

Pour la génération dudit revêtement polarisant, on préconise la technique décrite dans US-A-2 400 877, FR-A-2 568 568 et FR-A-2 590 889, technique qui comprend: - l'obtention d'une couche de polymère présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température ambiante; la création de microrainures, parallèles entre elles, sur la face de ladite couche de polymère destinée à supporter le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes.

2861852 10 Cette technique fait intervenir de façon connue en soi la surface de la couche de polymère intermédiaire (de la couche cicatricielle) dans l'élaboration du film de colorant(s) aux propriétés polarisantes.

Les étapes de génération et de solidarisation du revêtement polarisant peuvent être menées successivement ou en parallèle. Elles peuvent également être menées sur des sites différents ou sur un même site, avantageusement directement à la surface du substrat en cause.

Selon une première variante, le procédé de l'invention comprend, successivement: - la génération dudit revêtement polarisant à structure stratifiée; - le dépôt dudit revêtement polarisant sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat de base, éventuellement revêtue d'une sous- couche d'accrochage; et - la solidarisation, de façon stable, dudit revêtement audit substrat.

Dans le cadre de ce procédé, on génère tout d'abord le revêtement polarisant puis on le solidarise ensuite, directement ou via une souscouche d'accrochage au substrat de base, par le biais de liaisons physiques et/ou chimiques. On a vu plus haut le type de liaisons susceptibles de convenir entre divers types de matériaux constitutifs dudit substrat de base et de la couche de polymère du revêtement polarisant, via éventuellement la sous-couche d'accrochage. Ledit revêtement polarisant peut ainsi être généré tout à fait indépendamment de la localisation dudit substrat de base.

Selon une seconde variante, préférée, le procédé de l'invention comprend la génération dudit revêtement et la solidarisation dudit revêtement à la surface du produit en cause, mises en oeuvre à ladite surface dudit produit. Le revêtement est ainsi généré in situ, sur son site d'implantation. Il est constitué directement à la surface externe du substrat de base du produit en cause.

Dans le cadre de cette seconde variante, préférée, la génération et la solidarisation du revêtement sont avantageusement mises en oeuvre comme suit: - la génération dudit revêtement sur ledit substrat comprend: 2861852 11 a) l'éventuel dépôt, sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat, d'une couche destinée à intervenir à titre de sous-couche d'accrochage; b) le dépôt d'une couche de polymère présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température ambiante, directement sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat ou sur ladite couche, destinée à intervenir à titre de sous-couche d'accrochage, lorsqu'elle est présente; c) la création de microrainures, parallèles entre elles, à la surface externe de ladite couche de polymère par frottage ou brossage; d) le dépôt d'une solution de colorant(s), avantageusement dichroïque(s), à la surface de ladite couche de polymère comportant les microrainures suivi du séchage de ladite solution; e) la formation d'une couche de protection du film de colorant(s) aux propriétés polarisantes ainsi généré à la surface de ladite couche de polymère comportant lesdites microrainures; et - la solidarisation stable dudit revêtement audit substrat, directe ou via la sous-couche d'accrochage, est obtenue par au moins un traitement adéquat mis en oeuvre avant l'étape d) et/ou lors de l'étape e) et/ou après ladite étape e).

Le revêtement polarisant est constitué couche par couche; son accrochage peut être réalisé, en une seule fois ou en plusieurs fois complémentaires, de façon plus au moins précoce. Ledit accrochage est généralement réalisé, en une seule fois, lors de l'étape e) ou plus précocement entre les étapes c) et d) voire entre les étapes b) et c) si sa mise en oeuvre ne créé pas un obstacle à la formation des microrainures.

Au vu de la description qui précède, on a compris que - le au moins un traitement adéquat est choisi parmi les traitements physiques de surface, les traitements chimiques de surface et leurs combinaisons, avantageusement parmi les traitements chimiques de surface, et que généra-lement: - le au moins un traitement adéquat est un traitement thermique générant des liaisons (thio)ester, (thio)éther, siloxane, amide, (thio)uréthane et/ou (thio)urée.

Le procédé de l'invention comprend de façon caractéristique l'intervention, sous le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, de la couche de polymère.

Pour ce qui concerne la protection dudit film de colorant(s), elle est avantageusement mise en oeuvre sans détérioration de celui-ci.

Ainsi, de façon connue en soi, l'étape d) du procédé ci-dessus est avantageusement suivie d'une étape d'insolubilisation, au moins partielle, du(des) colorant(s) déposé(s), lorsque, lors de l'étape e), le(s)dit(s) colorant(s) déposé(s) est(sont) susceptible(s) d'être solubilisé(s).

On a vu précédemment que ladite étape e) vise avantageuse-ment à générer une couche de protection multicouches du type de celles décrites dans FRA-2 590 889. Ainsi, ladite étape e) comprend-elle avantageusement: - le traitement du substrat revêtu avec une solution aqueuse exempte de co-solvant organique préparée à partir d'au moins un composé choisi parmi le gamma-aminopropyltriméthoxysilane et le gammaaminopropyltriéthoxysilane, le silane représentant 0,1 à 10 % en volume de la solution et la solution ayant un pH compris dans la gamme de 10 à 11,2, ce traitement étant suivi d'un rinçage à l'eau et d'un traitement thermique entre 80 et 140 C, puis - la mise en contact du produit résultant avec une solution aqueuse d'un époxyalkyltrialcoxysilane suivi d'un rinçage à l'eau et d'une condensation et/ou polymérisation partielle dudit époxyalkyltrialcoxysilane, et enfin - l'application d'une couche optiquement transparente, minérale ou organique, formant barrière vis-à-vis de l'humidité et sa stabilisation par une phase de chauffage à température élevée ou sous irradiation UV.

Une telle étape e) est comme mentionnée ci-dessus avantageusement précédée d'une étape d'insolubilisation au moins partielle du(des) colorant(s) déposé(s).

2861852 13 Le procédé de l'invention tel que décrit ci-dessus, dont chacune des étapes est mise en oeuvre selon des techniques per se connues, est innovant et très avantageux.

Sa mise en oeuvre, pour l'obtention de lentilles polarisantes, est particulièrement préconisée. Dans ce contexte, on préconise tout particulièrement sa mise en oeuvre selon sa deuxième variante, i.e., directement sur lesdites lentilles, hors site de fabrication de celles-ci (par exemple dans le laboratoire de prescription desdites lentilles).

L'invention, sous ses deux aspects de produit et procédé, est illustrée, de façon nullement limitative, par les exemples ci-après.

Exemple 1

On a enduit une lentille en CR 39 (polydiéthylèneglycol bis-allyl carbonate) propre par application par centrifugation à 2 000 tr/min 15 pendant 95 s d'une solution de polymère renfermant: % en poids de polycarbonate de bisphénol A (fourni par Aldrich, Mw = 64 000 (GPC)), 2 % en poids de gamma-aminopropyltriéthoxysilane, dans 83 % en poids de cyclohexanone.

La couche enduite a alors été traitée thermiquement à 120 C, pendant 30 min. Ce traitement thermique l'a séchée et couplée à la lentille.

Le revêtement polymère ayant une qualité optique parfaite a une épaisseur d'environ 4 pm.

Sur ledit revêtement, on produit des microsillons parallèles, par brossage au moyen d'une roue, en mousse de polyuréthane chargée (ayant une forme appropriée pour assurer un brossage uniforme). Ladite mousse est chargée d'une fine poudre d'alumine, pour assurer un brossage légèrement abrasif. La vitesse de la roue est de 185 tr/min.

Ladite roue tourne pendant 25 s. La pression appliquée est légère.

On a ensuite déposé avec une seringue un film régulier de colorants Vari-light 2S de 3M (Polacoat ) , en solution aqueuse à une concentration d'environ 7 % en poids et avec une vitesse de centrifugation de 1 000 tr/min pendant 25 s à une accélération de 100 tr/min et on a laissé sécher pendant quelques minutes à la température ambiante.

2861852 14 La bonne efficacité de polarisation assurée par le colorant dichroïque déposé a été évaluée par mesure de la transmission optique au moyen d'un spectrophotomètre à source polarisée.

On a ensuite protégé le film de colorants en générant sur celui- ci un revêtement protecteur. Dans un premier temps, on a déposé, par centrifugation, une résine SHC180D de LTI (Lens Technology Inc), dans laquelle un photo-amorceur, sensible à la lumière visible (Irgacure 819 de Ciba), avait été ajouté. Dans un second temps, cette résine chargée dudit photo-amorceur a été polymérisée au moyen d'une lampe à bulbe-V de Fusion System. On a préféré utiliser de la lumière visible, en référence à la sécurité et pour éviter le blanchiment du colorant.

La polymérisation du revêtement protecteur a été opérée avec le bulbe-V à une puissance de 80 % et une vitesse de tapis de 0,5 m/min.

On a mesuré la transmission optique de la lentille obtenue au moyen d'une source de lumière polarisée selon deux orientations, une première où la transmission est maximale (T//) et une seconde où la transmission est minimale (T perp.), après avoir tournée la lentille de 90 autour d'un axe normal à sa surface et passant par le centre de celle-ci. On a obtenu les valeurs ci-après: T// = 15,65 0/0 T perp. = 1,52 %.

L'efficacité de la polarisation, calculée comme étant 100 x [(T//-T perp.)/(T//+T perp.)], donne une valeur de 82 %. L'homme du métier n'ignore pas que cette efficacité aurait pu être améliorée par une optimisation des conditions de dépôt et de séchage du film de colorant.

La lentille a une agréable couleur grise. On a évalué sa 30 durabilité par chauffage pendant 1 semaine à 130 C. On a alors observé ni perte d'efficacité de la polarisation, ni changement de couleur.

Exemple 2

Une lentille de vision en CR 39 (polydiéthylèneglycol bis-allyl 35 carbonate), présentant un indice de réfraction de 1,5, a été traitée par immersion, dans une solution renfermant 10 % en poids de potasse, 2861852 15 pendant 10 min à 40 C. Ensuite, on a appliqué, par centrifugation, sur ladite lentille, une solution de résine SU8-50 (il s'agit d'une résine époxy, commercialisée par la société Micro Chem. Corp. ) diluée dans de la cyclohexanone (solution à 20 % en poids de solide).

Cette couche de résine a une température de transition vitreuse de 5055 C avant réticulation et une température de transition vitreuse supérieure à 200 C après réticulation (voir ci-après).

La résine a été mise en rotation à 2 500 tr/min pendant 95 s.

La couche de polymère obtenue a une épaisseur de quelques microns.

Elle présente une bonne qualité optique.

On produit ensuite sur ladite couche de polymère déposée, par brossage, des microsillons parallèles (comme à l'exemple 1).

La couche de polymère, rayée desdits microsillons, est ensuite réticulée par exposition à de la lumière UV (on utilise une lampe à bulbe-V de Fusion System). On y dépose alors un film de colorants Vari-light 2S de 3M (Polacoat ), en solution aqueuse à une concentration d'environ 7 la en poids.

Le tout est mis en rotation à une vitesse de 1 000 tr/min 20 pendant 25 s avec une accélération de 100 tr/s.

Le revêtement est séché pendant quelques minutes à la température ambiante.

Ensuite, le film de colorants est protégé par application par centrifugation d'une couche protectrice de SHC180D chargée en photo-25 amorceur. Cette couche est réticulée avec un bulbe-V à une puissance de % et une vitesse de tapis de 0,5 m/min.

La mesure de l'efficacité de la polarisation donne une valeur de 80%.

La lentille a une agréable couleur grise. On a évalué sa 30 durabilité en la chauffant une semaine à 130 C. On a alors observé ni perte d'efficacité de polarisation, ni changement de couleur.

Exemple 3

On met en oeuvre la même procédure que dans l'exemple 2 à partir d'une lentille ayant un indice de réfraction de 1,6 et vendue par la société Rodenstock sous la marque Cosmolit 1.6.

2861852 16 On met notamment en oeuvre le même brossage. On obtient une efficacité de polarisation de 81 %.

Exemple 4

On met en oeuvre la même procédure que celle de l'exemple 2 mais en revêtant la lentille CR 39 d'une solution de polymère à 15 % en poids de poly[(o-crésyl glycidyl éther) co-formaldéhyde] vendu par Aldrich (résine époxy), 5 h en poids de UVI 6990 comme photoinitiateur vendu par Union Carbide et 80 h en poids d'un mélange y- butyrolactone/cyclohexanone.

La couche de polymère obtenue a une épaisseur de quelques microns. Elle présente une bonne qualité optique.

La mesure de l'efficacité de la polarisation donne une valeur d'environ 80 %.

La lentille a une agréable couleur grise. Le test de durabilité (chauffage pendant 1 semaine à 130 C) ne fait apparaître ni perte d'efficacité de la polarisation, ni changement de couleur.

Claims (1)

17 REVENDICATIONS

1. Produit optique transparent polarisant, dont la structure comprend un substrat de base transparent en un matériau minéral ou organique et, sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat de base, un revêtement polarisant, caractérisé en ce que ledit revêtement polarisant est solidarisé, de façon stable, audit substrat et présente une structure stratifiée qui comporte: - une couche de polymère, solidarisée à la surface externe dudit 10 substrat, directement ou via une sous-couche d'accrochage; - un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, sur ladite couche de polymère, et - une couche de protection sur ledit film de colorant(s).

2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face 15 de ladite couche de polymère, recouverte dudit film de colorant(s), comporte des microrainures, disposées en parallèle.

3. Produit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit revêtement polarisant est directement solidarisé à la surface externe dudit substrat via des liaisons physiques et/ou chimiques, 20 avantageusement via des liaisons chimiques.

4. Produit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit revêtement polarisant est solidarisé à la surface externe dudit substrat, par l'intermédiaire d'une sous-couche d'accrochage.

5. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit substrat de base est un verre organique.

6. Produit selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit substrat de base est un verre organique dont l'indice de réfraction est compris entre 1,48 et 1,75, avantageusement entre 1,50 et 1,67.

7. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite couche de polymère est à base: - d'un polymère de type: polyacétate de vinyle ou dérivé, styrénique, poly(méth)acrylique, polyester saturé ou insaturé, cellulosique, polycarbonate, 2861852 18 polysulfone, polyamide, polyamide, polysiloxane, résine phénolique ou formophénolique, aminoplaste, ou résine époxy; - d'un copolymère correspondant; ou - d'un mélange de tels polymères et/ou copolymères.

8. Produit selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ladite sous-couche d'accrochage est à base de silanes, notamment d'alcoxysilanes et/ou chlorosilanes, ou de compositions avec groupes réactifs de type vinylique, époxy, isocyanate, hydroxyle, amine, thiol, acide carboxylique et/ou anhydride.

9. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la solidarisation stable dudit revêtement audit substrat est obtenue, via des liaisons chimiques, de type (thio)ester, (thio)éther, siloxane, amide, (thio)uréthane et/ou (thio)urée.

10. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 20 caractérisé en ce que ladite couche de protection consiste en une multicouche comprenant: - sur le film de colorant(s), une première couche réticulée à base d'au moins un composé choisi parmi le gammaaminopropyltriméthoxysilane et le gamma-aminopropyltriéthoxysilane; sur ladite première couche, une seconde couche réticulée à base d'un époxyalkyltrialcoxysilane; - sur ladite seconde couche, une troisième couche formant barrière vis-à- vis de l'humidité.

11. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il consiste en un dispositif optique, notamment une lentille ophtalmique et/ou solaire, un vitrage ou un pare-brise.

12. Procédé de fabrication d'un produit optique transparent polarisant, dont la structure comprend un substrat de base transparent en un matériau minéral ou organique et, sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat de base, un revêtement polarisant, caractérisé en ce qu'il comprend la génération et la solidarisation, de façon 2861852 19 stable, audit substrat, d'un revêtement polarisant qui présente une structure stratifiée comportant: - une couche de polymère, solidarisée à la surface externe dudit substrat, directement ou via une sous-couche d'accrochage, un film de colorant(s) aux propriétés polarisantes, sur ladite couche de polymère, et - une couche de protection sur ledit film de colorant(s).

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la génération dudit revêtement polarisant comprend: - l'obtention d'une couche de polymère présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température ambiante; - la création de microrainures, parallèles entre elles, sur la face de ladite couche de polymère destinée à supporter le film de colorant(s) aux propriétés polarisantes.

14. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend, successivement: - la génération dudit revêtement polarisant à structure stratifiée; - le dépôt dudit revêtement polarisant sur au moins une partie 20 de la surface externe dudit substrat de base, éventuellement revêtue d'une sous- couche d'accrochage; et - la solidarisation, de façon stable, dudit revêtement audit substrat.

15. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend, mises en oeuvre sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat de base, la génération dudit revêtement et la solidarisation dudit revêtement audit substrat.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que: - la génération dudit revêtement sur ledit substrat comprend: a) l'éventuel dépôt, sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat, d'une couche destinée à intervenir à titre de sous-couche d'accrochage; b) le dépôt d'une couche de polymère présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température ambiante, directement sur au moins une partie de la surface externe dudit substrat ou sur ladite 2861852 20 couche, destinée à intervenir à titre de sous- couche d'accrochage, lorsqu'elle est présente; c) la création de microrainures, parallèles entre elles, à la surface externe de ladite couche de polymère par frottage ou brossage; d) le dépôt d'une solution de colorant(s), avantageusement dichroïque(s), à la surface de ladite couche de polymère comportant les microrainures suivi du séchage de ladite solution; e) la formation d'une couche de protection du film de colorant(s) aux propriétés polarisantes ainsi généré à la surface de ladite couche de polymère comportant lesdites microrainures; et en ce que - la solidarisation stable dudit revêtement audit substrat, directe ou via la sous-couche d'accrochage, est obtenue par au moins un traitement adéquat mis en oeuvre avant l'étape d) et/ou lors de l'étape e) et/ou après ladite étape e).

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le au moins un traitement adéquat est choisi parmi les traitements physiques de surface, les traitements chimiques de surface et leurs combinaisons, avantageusement parmi les traitements chimiques de surface.

18. Procédé selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que le au moins un traitement adéquat est un traitement thermique générant des liaisons (thio)ester, (thio)éther, siloxane, amide, (thio)uréthane et/ou (thio)urée.

19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que l'étape d) est suivie d'une étape d'insolubilisation, au moins partielle, du(des) colorant(s) déposé(s), lorsque, lors de l'étape e), le(s)dit(s) colorant(s) déposé(s) est(sont) susceptible(s) d'être solubilisé(s).

20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que la formation d'une couche de protection comprend: - le traitement du substrat revêtu avec une solution aqueuse exempte de co-solvant organique préparée à partir d'au moins un composé choisi parmi le gamma-aminopropyltriméthoxysilane et le gammaaminopropyltriéthoxysilane, le silane représentant 0,1 à 10 % en 2861852 21 volume de la solution et la solution ayant un pH compris dans la gamme de 10 à 11,2, ce traitement étant suivi d'un rinçage à l'eau et d'un traitement thermique entre 80 et 140 C, puis - la mise en contact du produit résultant avec une solution aqueuse d'un époxyalkyltrialcoxysilane suivi d'un rinçage à l'eau et d'une condensation et/ou polymérisation partielle dudit époxyalkyltrialcoxysilane, et enfin - l'application d'une couche optiquement transparente, minérale ou organique, formant barrière vis-à-vis de l'humidité et sa stabilisation par une phase de chauffage à température élevée ou sous irradiation UV.

21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 20, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre, pour l'obtention de lentilles polarisantes, hors site de fabrication desdites lentilles.