FR2946155A1 - Revetements polarisants ayant une qualite amelioree. - Google Patents

Abstract

Un procédé pour préparer un substrat polarisant comprenant une couche de colorant où le substrat est mis en contact avec une première solution ayant un silane organique à une température supérieure à la température ambiante.

Description

CORRESPONDANCE AVEC DES DEMANDES APPARENTEES Cette demande revendique le bénéfice de la priorité de la demande US de numéro de série 12/474978, déposée le 29 mat 2009.

DOMAINE TECHNIQUE Cette description concerne des substrats de lentilles, des revêtements polarisants, des articles polarisants et des procédés de préparation de revêtements polarisants sur un substrat.

10 ARRIERE-PLAN Les Mitres polarisés absorbent sélectivement la lumière réfléchie tout en transmettant la lumière utile. De tels articles sont utilisés dans différents domaines comme, par exemple, les lentilles ophtalmiques, les verres de protection solaire, les filtres et analogues. Les lentilles 15 polarisantes ont une aptitude unique à éliminer sélectivement la lumière qui est réfléchie par des surfaces horizontales lisses, comme l'eau ou la glace. Les filtres polarisés peuvent aussi absorber sélectivement la lumière réfléchie tout en transmettant la lumière utile. Des articles polarisants peuvent être préparés en déposant une 20 couche comprenant des colorants cristallins liquides directement sur un substrat. Ces colorants peuvent généralement être solubles dans l'eau et sensibles aux conditions environnementales, ce qui nécessite l'addition de plusieurs couches protectrices pour produire un article fini. Les couches supplémentaires abaissent l'intégrité mécanique de la couche de colorant 25 en induisant des fissures dans la couche de colorant, ce qui conduit à des qualités cosmétiques diminuées.

RESUME Cette description inclut un procédé de préparation d'un article 30 polarisant ayant un grand rendement de polarisation, un faible volte, moins de micrafissures visibles et une stabilité environnementale. Par exemple, de tels articles sont plus résistants à la délaminatlon des revêtements de lentilles. Un article peut être produit par application d'une solution aqueuse de colorant polarisant à une surface d'un substrat. La solution de colorant polarisant peut comprendre un seul sel d'ammonium d'un colorant azoïque polarisant et un activateur.

La présente invention concerne un procédé pour préparer un revêtement polarisant disposé sur une surface d'un substrat, le procédé comprenant : la mise en contact du substrat avec une première solution 5 comprenant un premier silane organique, où le premier silane organique comprend un ou plusieurs groupes fonctionnels réactifs ; et la première solution est appliquée au substrat, et la première solution est à une température supérieure à environ 20 degrés Celsius (à la température ambiante). 10 Selon certains modes de réalisation, qui peuvent être considérés indépendamment ou en combinaison : - la première solution est à une température supérieure à environ 30 degrés Celsius ; - le groupe fonc.lionnei est choisi dans le groupe consistant en 15 un groupe amino, un groupe thioi, un groupe hydroxyle, un groupe carboxyle, un acide acrylique, un acide organique et un acide inorganique, un ester, un anhydride, un aldéhyde, un époxyde, leurs dérivés ou sels, et leurs combinaisons ; - le premier silane organique comprend un aminosilane linéaire 20 ou ramifié, un aminoalcoxysilane, un aminoalkylsilane, un aminoarylsilane, un aminoaryloxysilane, leurs dérivés ou leurs sels ; ou bien le premier silane organique comprend le 3-aminopropyltriméthoxysilane, le 3-aminopropyitriéthoxysilane, le N-(bêta-aminoéthyi)-3-aminopropyltriméthoxysilane, le N-(bêta-aminoéthyl)-3-aminopropyltriéthoxysllane, le 25 N'-(bêta-aminoéthyl)-3-aminopropyl-méthoxysilane ou l'aminopropylsilsesquixoane ; - la première solution comprend une solution aqueuse du premier silane organique, où le premier silane organique est d'environ 2 à environ 40 % en poids de la solution ; 30 - le substrat est mis en contact avec la première solution par immersion ou pulvérisation ; - le procédé comprend en outre : la mise en contact du substrat avec une seconde solution comprenant un second silane organique après la mise en contact du substrat avec la première solution, où le premier silane organique et le second silane organique sont des composés identiques ou différents ; - ta couche de colorant est formée par traitement du substrat avec une solution de colorant consistant essentiellement en Direct Blue 67. La présente invention concerne en outre un procédé pour 5 préparer un article polarisant (ayant un rendement de polarisation amélioré). Le procédé comprend les étapes de : fourniture d'un substrat transmettant la lumière ; fourniture d'une solution aqueuse de colorant polarisant ; revêtement d'au moins une surface du substrat avec la solution 10 aqueuse de colorant polarisant pour former un revêtement polarisant (une couche de colorant) ; insolubiilsation du revêtement polarisant avec une solution stabilisante pour fournir un revêtement polarisant insolubilisé ; traitement du revêtement polarisant insolubilisé avec une 15 solution de silane (qui est la seule solution de silane ou une première solution de silane (voir plus loin)) à une température élevée (= à une température supérieure à la température ambiante (par exemple supérieure à environ 20 degrés Celsius)) pour fournir un revêtement polarisant traité avec une solution ; et 20 durcissement du revêtement polarisant traité avec une solution pour former l'article polarisant. Selon certains modes de réalisation, qui peuvent être considérés indépendamment ou en combinaison (quand cela est approprié) : - le procédé comprend en outre la mise en contact du substrat 25 avec une seconde solution de silane comprenant un silane organique après la mise en contact du substrat avec la première solution de silane ; - le procédé comprend en outre l'application d'une couche de fond au substrat après la mise en contact du substrat avec la première solution de silane ; 30 le procédé comprend en outre l'application d'une couche de fond au substrat après la mise en contact du substrat avec la première solution de silane et l'application d'un revêtement dur au substrat après l'application de la couche de fond ; - la couche de colorant est produite par (a) application de la 35 solution de colorant au substrat puis (b) application d'une solution stabilisante au substrat ; - la solution de colorant comprend un seul colorant polarisant ; - le colorant est Direct Blue 67 ou Direct Green 27, consiste avantageusement essentiellement en Direct Blue 67 ; - le colorant a une solubilité dans l'eau inférieure à environ 5 % 5 à la température amblante ; - l'étape de revêtement d'au moins une surface du substrat avec la solution aqueuse de colorant polarisant comprend l'application de la solution de colorant sur le substrat par revêtement centrifuge. La présente invention concerne aussi les articles polarisants 10 capables d'être produits par le procédé d-dessus (celui du paragraphe ci-dessus). Dans un autre mode de réalisation spécifique, la solution de colorant a un sel d'un seul colorant polarisant azoïque et un activateur, où l'activateur peut être un tensioactif non ionique. 15 Un autre mode de réalisation spécifique inclut un article polarisant. Un article polarisant peut avoir un substrat transmettant la lumière et un revêtement polarisant disposé sur au moins une surface du substrat, le revêtement polarisant comprenant un seul colorant. azoïque polarisant et un stabilisant. 20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure lA est une image photographique d'une lentille polarisée où la lentille a été exposée à une solution de silane à 50 degrés Celsius. 25 La figure 1B est une image photographique d'une seconde lentille polarisante où la lentille a été exposée à une solution de silane à 50 degrés Celsius. La figure 2A est une image photographique d'une lentille polarisante préparée au moyen d'une solution de colorant du 30 commerce. La figure 2B est une image photographique d'une lentille polarisante préparée au moyen d'une autre solution de colorant polarisé. La figure 2C est une image photographique d'une 35 lentille polarisante préparée au moyen d'une autre solution de colorant polarisé.

La figure 21) est une image photographique d'une lentille polarisante préparée au moyen d'une solution de colorant polarisé.

DESCRIPTION DETAILLEE Des modes de réalisation spécifiques concernent des procédés utiles pour préparer des articles polarisants ayant un haut rendement de polarisation, un faible voile et une stabilité environnementale. De tels procédés peuvent fournir des articles polarisants avec une protection contre la déiamination des couches dans tes solutions, comme l'eau. Des exemples d'articles peuvent être appropriés pour la fabrication de lentilles polarisantes ophtalmiques et/ou de lunettes de soleil ayant des lentilles polarisantes au moyen de substrats plastiques ou minéraux (c'est-à-dire en verre). Dans certains modes de réalisation spécifiques, la lentille polarisée peut présenter un rendement de polarisation , une transmission, un voile, une qualité cosmétique, une stabilité et/ou une résistance aux rayures optimisés. Une solution aqueuse de colorant polarisant destinée à être utilisée avec des modes de réalisation spécifiques peut inclure une solution de colorant polarisant ayant un sel (par exemple un sel d'ammonium) d'un seul colorant azoïque polarisant et un tensioactif non ionique qui sert d'activateur. La solution de colorant, quand elle est utilisée pour former un revêtement polarisant sur un substrat, forme un film polarisant qui a un moindre voile, tel qu'il est mesuré par le procédé de test standard pour le voile ASTM D 1003-07 (appelé aussi ici "voile ASTM"), un plus haut rendement de polarisation et moins de microfissures que les revêtements polarisants qui sont formés au moyen d'autres véhicules. Dans un mode de réalisation spécifique, l'exposition d'une lentille à une solution de silane à une température élevée permet l'utilisation d'un colorant azoïque polarisant dans la solution aqueuse de colorant. Le colorant azoïque polarisant peut être présent dans la solution dans une plage d'environ 1 % à environ 8 % en poids. Les concentrations de colorant qui dépassent cette plage peuvent conduire à des revêtements polarisés plus épais, tandis que tes concentrations de colorant qui sont inférieures à cette plage peuvent produire des revêtements polarisants qui ont des rendements de polarisation bas non satisfaisants.

Un mode de réalisation spécifique inclut un procédé pour préparer une lentille polarisante comprenant une couche de colorant, où la lentille peut être exposée à une solution ayant un premier silane organique avec un ou plusieurs groupes fonctionnels réactifs. Par exemple, de tels silanes peuvent avoir un groupe fonctionnel comme un groupe amino, un groupe thlol, une groupe hydroxyle, un groupe carboxyle, un acide acrylique, un acide organique et inorganique, un ester, un anhydride, un aldéhyde, un époxyde, des dérivés ou sels de ceux-cl, et des combinaisons de ceux-ci. Le silane peut être un aminosilane linéaire ou ramifié, arninoalcoxysilane, aminoalkylsilane, aminoarylsilane, aminoaryioxysilane, des dérivés de ceux-cl ou des sels de ceux-d. Des exemples spécifiques de silanes appropriés incluent le 3-aminopropyltriméthoxysilane, le 3-aminopropyltriéthoxysilane, le N-(bêtaaminoéthyl)-3-aminopropyltrlméthoxysilane, le N-(bêta-aminoéthyl)-3- aminopropyltriéthoxysliane, le N'-(bêta-aminoéthyl)-3-aminopropylméthoxysilane ou l'aminopropylsilsesquixoane. Dans un autre mode de réalisation, la première solution peut être appliquée à la lentille à une température supérieure à la température ambiante (par exemple supérieure à environ 20-25 degrés Celsius). Dans un autre mode de réalisation, la première solution peut être appliquée à la lentille à une température supérieure à environ 30 degrés Celsius. Dans un autre mode de réalisation, la première solution peut être appliquée à la lentille à une température supérieure à environ 50 degrés Celsius. Dans un exemple, le substrat était plongé dans une solution aqueuse contenant environ 10 % en poids de 3-aminopropyltriséthoxysilane pendant 15 min après le revêtement de la surface du substrat avec la solution de colorant polarisant. Des exemples de sels précipités de colorants azoTques polarisants peuvent encore avoir un niveau inacceptable de solubilité dans l'eau à haute température ou peuvent être mobilisés après une exposition prolongée é la sueur. Ainsi, le procédé, dans certains modes de réalisation, peut comprendre en outre une immobilisation supplémentaire des molécules de colorant azoue polarisant Le revêtement polarisant ou couche polarisante peut être lavé avec une solution aqueuse comprenant au moins l'un d'un silane, un slloxane ou un prépolymère d'au moins un siloxane. Le silane peut être l'un parmi un aminosilane linéaire ou non ramifié, un aminosilane ramifié, un aminoalcoxysilane, un aminoalkylsilane, un aminoarylsilane, un aminoaryloxysilane, un époxyalkyltrialcoxysilane, leurs combinaisons, leurs dérivés et leurs sels. Les exemples de tels siloxanes et/ou silanes incluent le 3-aminopropyltriéthoxysilane, le 3-aminopropyltriméthoxysilane, le 3-aminopropyltrlchlorosiiane, le 3-aminopropyialcoxysilane, le lycidoxypropyltriméthoxysilane, le yglycidoxypropylpentaméthyidisiloxane, le y-glyddoxypropylméthyldiisopropénoxysilane, le (' glyddoxypropyl)méthyldiéthoxysilane, le rglycidoxypropyldiméthyléthoxysitane, le y-glycidoxypropyldiisopropytéthoxysilane, le (rgglycidoxypropyl)bis- (triméthylsiloxy)méthylsilane et leurs combinaisons. Après le contact avec la solution de silane, l'article peut être rincé dans l'eau désionisée, séché et durci. Dans un mode de réalisation, l'article peut être séché en soufflant de l'azote ou de l'air sous pression sur la surface de l'article. Dans un mode de réalisation, les articles comprenant un substrat en verre sont durcis par chauffage à 125°C pendant 30 min, tandis que, dans un autre mode de réalisation, les lentilles comprenant un substrat plastique sont durcies par chauffage à 60°C pendant 60 min. Le voile et le rendement de polarisation du revêtement polarisant ainsi traité sont typiquement mesurés après le séchage du revêtement. La solution aqueuse de colorant polarisant peut avoir d'environ 0,01 % à environ 10 % d'activateur en poids. Dans un mode de réalisation, la solution de colorant comprend d'environ 0,02 % à environ 25 5 % d'activateur en poids, et, dans encore un autre mode de réalisation, d'environ 0,04 % à environ 1 % d'activateur en poids. Dans un mode de réalisation spécifique, le colorant azoïque polarisant peut être un colorant dichroïque. Un seul colorant dichroïque peut être utilisé pour produire l'effet polarisant ainsi qu'une couleur 30 souhaitée ou une teinte souhaitée pour un article polarisant. A titre d'alternative, une solution comprenant une combinaison de tels colorants, comme, mals pas limitées à, des colorants rouges, jaunes ou bleus, ou peut être utilisée pour obtenir l'effet de polarisation souhaité et la couleur souhaitée pour le produit final. Le colorant azoïque polarisant peut être choisi parmi des colorants "directs'. solubles dans l'eau, tels que ceux décrits dans le brevet US 5 639 809, intitulé "Azo Compounds and Polarizing Films Using the Compound?, par Yoriakl Matsuzaki et al., déposé le 14 juin 1995 ; le brevet US 7 108 897, intitulé "Dye Type Polarizing Plate", par Shoji Oiso et ai., déposé le 26 juillet 2004 ; le brevet US 2 400 877, intitulé "Optical Device and Method and Manufacture Thereof", par Joseph F. Dreyer, déposé le 21 mars 1961; et la demande internationale WO 00/22463, intitulée "Guest-Host Polarizers", par Hassan Sahouani, ayant une date de priorité du 14 octobre 1998. Dans certains modes de réalisation, la solubilité du colorant est inférieure à 5 % à la température ambiante.

Les exemples de colorants azoïques polarisants incluent C.I. (Color Index) Direct Blue 67, C.I. Direct Blue 90, C.I. Direct Green 59, C.I. Direct Violet 48, C.I. Direct Red 39, C.I. Direct Red 79, C.I. Direct Red 81, C.I. Direct Red 83, C.I. Direct Red 89, C.I. Direct Orange 39, C.I. Direct Orange 72, C.I. Direct Yellow 34, C.I. Direct Green 26, C.I. Direct Green 27, CI. Direct Green 28, C.I. Green 51 et leurs combinaisons. Les structures de ces colorants qui sont connues dans la technique sont Indiquées dans le tableau 1. Dans un exemple non limitatif, la solution de colorant polarisant comprend des sels d'ammonium de C.I. Direct Blue 67, C.I. Direct Orange 72 et C.I. Direct Green 27.

D'autres sels, comme les sels de sodium, les sels de potassium et analogues, du colorant azoïque polarisant peuvent remplacer une partie du sel d'ammonium du colorant. Le sel d'ammonium comprend au moins 50 % en poids de la quantité totale de sel ajouté pour un colorant particulier. Tandis que des sels non purifiés bruts des colorants azoïques polarisants peuvent être utilisés, les sels peuvent être purifiés par des procédés connus dans la technique. Dans un autre mode de réalisation, un substrat ayant des couches polarisées peut avoir une qualité cosmétique grâce au choix de colorants polarisants spécifiques. L'utilisation d'un colorant polarisant, seul ou mélangé avec des colorants particuliers, augmente la transmission moyenne et améliore dans une large mesure la qualité cosmétique en empêchant la formation de défauts dans la couche de colorant polarisant conduisant à des microfissures ou spectres sans détériorer les autres attributs, incluant le grand rendement de polarisation et le faible voile.

Tableau 1 C.I. NaO3S OCH3 0, Direct j N=N N=N Blue NaO3S 67 OH H3C NaO3S C.I. NaO3S 03Na N=N OCH3 Direct Orange 72 .0 H C NaO3S CO NH H3C N=N OMe SO3Na C.I. OH HO Direct * ~{ s H Red N=N a, N=N 83 Na03S NaO3S -CO- SO3Na SO3Na C.I. Direct Green 59 H C.T. Direct Violet 48 H3CHNO2s C.I. Direct Yeliow 34 SO3Na SO3Na N C.I. COONa Direct OH Green 26 NaO3S OHN HN NHCgHS 1~! H C HN SO3Na ~} 3 O W N``N NaO3S NaO3S OMe C.I. NaO3S Direct ~/ N` OCZH~ p 51een NN H NH2 SO3Na NaO3S p NaO3S La solution de colorant polarisant inclut aussi un activateur qui facilite l'alignement approprié des molécules de colorant sur les surfaces brossées ou microrainurées du substrat pour obtenir l'effet de polarisation. L'activateur est un tensioactif non ionique et, dans un mode de réalisation, il comprend au moins l'un parmi les alkylphénols polyéthouyt, les nonylphénols polyéthoxylés et leurs combinaisons. 10 Un procédé de production d'un article polarisant ayant un rendement de polarisation amélioré est fourni aussi. Un substrat transmettant la lumière est d'abord fourni. Le substrat a au moins une surface, et peut avoir une forme quelconque qui convient pour l'application finale de l'article. La surface peut être plane ou dénivelée. Par exemple, le substrat peut être une feuille plane, une ébauche cylindrique d'épaisseur variable, ou bien, dans le cas de produits ophtalmiques comme des verres sur ordonnance, une ébauche ayant au moins l'une d'une surface concave et d'une surface convexe. Le substrat transmettant de la lumière peut, dans différents modes de réalisation, être photochromique, coloré ou incolore. Dans un mode de réalisation, la surface du substrat peut être revêtue d'une couche de silice.

Un substrat transmettant la lumière peut être un substrat en verre inorganique ou un substrat en polymère organique (plastique), tel que ceux qui sont connus dans la technique des verres ophtalmiques et de l'optique ophtalmique. Les exemples de verres inorganiques qui conviennent pour l'utilisation comme substrat incluent, mais ne sont pas limités à, les verres d'aluminosilicate des terres rares, les verres de boroaluminosilicate, les verres de silice fondue dopés et non dopés, les matériaux vitrocéramiques transparents, les matériaux cristallins comme CaF2 et MgF2i et analogues. Des exemples non limitatifs de polymères organiques qui conviennent pour le substrat transmettant la lumière incluent les polyamides, les polyesters, les polylmides, les polysulfones, les polycarbonates, les polyuréthanes, les polyuréthane-urées, les polyoléfines, les résines phénoliques, les résines époxydes, les homopolymères et copolymères de (méth)acrylate mono- ou polyfonctionnel, l'acétate de cellulose, le triacétate de cellulose, l'acétobutyrate de cellulose, l'acétopropionate de cellulose, le poly(acétate de vinyle), le polyalcool vinylique), le poly(chlorure de vinyle) et analogues. Dans les modes de réalisation dans lesquels le substrat transmettant la lumière est un polymère organique, une couche de silice peut être déposée sur la surface è revêtir par la solution de colorant polarisant. La présence de la couche de silice améliore l'adhésion de la solution de colorant polarisant et du revêtement polarisant résultant au substrat. La couche de silice peut comprendre un oxyde str iométrique, comme Situ ou SIC), ou un oxyde non stoechiométrique (c'est-à-dire dent en oxygène ou riche en oxygène) comme S , où OIS s ys3. La couche de silice a une épaisseur inférieure à environ 10 pm.

Dans certains modes de réalisation, le rapport stcechiométrlque de SiO peut être inférieur à environ 5 pm, et, dans d'autres modes de réalisation, ce rapport peut être inférieur à environ 1 pm. De telles couches de silice peuvent être déposées sur te substrat par des procédés de dépôt physique ou chimique en phase gazeuse connus dans la technique, incluant la pulvérisation cathodique à plasma ou faisceau ionique, le dépôt chimique en phase gazeuse amplifié par plasma (PECVD), le dépôt chimique en phase gazeuse basse pression (LPCVD), et analogues. En particulier, le PECVD est un exemple de procédé pour 10 déposer la couche de silice sur un substrat en polymère organique, car cette technique de dépôt permet à la couche de silice d'être déposée à une température bien plus basse (typiquement entre environ 200°C et environ 400°C) que d'autres techniques de dépôt chimique en phase gazeuse. 15 Un revêtement polarisant est formé in situ sur au moins une surface du substrat transmettant la lumière par application de la solution aqueuse de colorant polarisant é au moins une surface du substrat. La solution de colorant polarisant peut, dans un mode de réalisation, être appliquée à au moins une surface concave et une surface convexe du 20 substrat pour former le revêtement polarisant Dans les modes de réalisation où une pluralité de microrainures sont formées sur une surface du substrat, la solution de colorant polarisant est appliquée à la surface ayant les microrainures pour former le revêtement polarisé, où au moins une partie des colorants azoïques polarisants se rassemble dans les 25 microrainures. Dans certains modes de réalisation, la surface ayant la pluralité de microralnures est une surface convexe du substrat, bien que, dans d'autres modes de réalisation, la surface ayant la pluralité de icrorainures puisse être une surface concave, comme Met d-dessus. La surface du substrat est revêtue au moyen des prote connus dans la 30 technique, comme, mais pas limités â, le revêtement centrifuge, le revêtement par immersion, le revêtement par pulvérisation, le revêtement par écoulement, le revêtement par nappe et analogues. Dans les cas où la polarisant est déposée sur la surface du substrat par revêtement centrifuge, par exemple, le séchage de la solution de colorant 35 est comrn~ par la vr de rottion, et la température et l'humidité dans la chambre dans laquelle l'étape de revêtement est réalisée. Le voile et le rendement de polarisation peuvent être mesurés après le séchage. Selon l'application finale, par exemple, selon que la particule est un verre de lunette sur ordonnance ou un verre de lunette de soleil, la solution de colorant polarisant peut être déposée sur une surface convexe frontale ou une surface concave dorsale. Pour les verres sur ordonnance, la solution de colorant polarisant est appliquée à la surface convexe du verre pour permettre une finition supplémentaire de la surface concave du substrat. 10 Le revêtement polarisant ou couche polarisante déposé peut être soluble dans l'eau. Le revêtement peut être insolubilisé (c'est-à-dire rendu insoluble) et immobilisé sur le substrat et, en particulier, dans la pluralité de microrainures (quand elles sont présentes). Le résultat d'une telle insolubiiisation est la précipitation des molécules de colorant azoïque 15 polarisant sous forme de sels inorganiques qui ont une faible solubilité dans l'eau à la température ambiante. Les molécules de colorant azoïque polarisant peuvent être insolubilisées par lavage du revêtement polarisant avec une dispersion ou solution aqueuse d'au moins un sel métallique, suivi habituellement par un rinçage avec de l'eau désionisée. De tels sels 20 peuvent être choisis parmi les sels, comme les sels d'aluminium, les sels de fer, les sels de chrome, les sels de calcium, les sels de magnésium, les sels de baryum et analogues, qui sont utilisés dans l'industrie textile pour insolubiliser les colorants dans l'eau. Dans un mode de réalisation, des solutions aqueuses de sels de chlorure comme le chlorure d'aluminium 25 (AICI3), le chlorure de baryum (Ba{32), le chlorure de cadmium (CdCl2)1 le chlorure de zinc (ZnCl2), le chlorure d'étain (SnCl2), et analogues sont utilisées pour insolubiliser les colorants azoïques polarisants dans le revêtement. Dans un mode de réalisation particulier, NO3 ou ZnCl2 peut être utilisé, du fait de leur faible toxicité. La solution aqueuse utilisée dans 30 l'étape d'lnsolubllisatlon peut inclure aussi au moins l'un parmi les tampons, les acides et les sels multiples ou bases de différents métaux. Un exemple de dispersion ou de solution aqueuse utilisée pour une telle insolubillsatlon est une solution ou dispersion comprenant du chlorure d'aluminium, de l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)2) et de l'hydroxyde 35 de calcium (Ca(OH)2), la solution ayant un pH d'environ 4.

Un article polarisant peut être un verre de lunette, un verre de lunette de soleil ou analogue. L'article polarisant comprend un substrat transmettant la lumière et un revêtement polarisant disposé sur au moins une surface du substrat transmettant de la lumière. L'article polarisant peut inclure aussi des revêtements ou couches supplémentaires qui sont connus dans la technique. De tels revêtements ou couches incluent, mais ne sont pas limités à, des revêtements ou couches d'adhésion ou favorisant l'adhésion, de revêtement dur ou anti-rayures, and-réfléchissants, et analogues. 10 Dans un mode de réalisation, l'article polarisant a un rendement de polarisation d'au moins environ 98 % et un voile, tel qu'il est déterminé par le procédé ASTM D 1003-07, inférieur ou égal à environ 1,0 % et, dans un autre mode de réalisation, un rendement de polarisation d'au moins environ 99 % et un voile inférieur à environ 0,30 %. Dans un autre 15 mode de réalisation, le revêtement polarisant de l'article polarisant est sensiblement dépourvu de microflssures et/ou de microcraquelures. Dans un autre mode de réalisation, l'article polarisant a une stabilité environnementale et une résistance aux rayures.

20 EXEMPLES Pour chacun des exemples décrits ici, les substrats transmettant la lumière ont été préparés et revêtus avec des films polarisants. Les substrats étaient des lentilles en verre ou des lentilles en plastique revêtues d'une couche de silice ayant une surface convexe. La 25 surface convexe du substrat était brossée au moyen d'une brosse en mousse de potyéther sphérique qui avait été trempée dans une suspension d'alumine à base d'eau. La durée de contact de la lentille avec la brosse était adaptée au type de matériau et à la base (rayon de courbure) de la lentille. La lentille a ensuite été rincée soigneusement avec 30 de l'eau déslonlsée pour retirer tout résidu. La solution aqueuse de colorant polarisant a été appliquée par revêtement centrifuge sur le côté convexe de la lentille dans une chambre de dépôt Le séchage de la solution de colorant était commandé par la vitesse de rotation, la température et l'humidité dans la chambre de 35 dépôt Le voile et le rendement de polarisation ont été mesurés après le séchage du colorant polarisant déposé avec de l'azote ou de l'air comprimé. Pour protéger la couche de colorant soluble dans l'eau, les lentilles revêtues ont été plongées dans une solution aqueuse de chlorure d'aluminium pour insolubiliser le colorant polarisant, puis rincées dans de l'eau désionisée. Le voile, le rendement de polarisation, et le niveau de fissures dans la couche ont été mesurés après le traitement au silane et le durcissement. Le niveau de fissures a été déterminé au moyen d'une "lumière rasante (observation avec une source lumineuse rasante 10 étendue)", d'une "microcraquelure rasante (observation avec un projecteur ponctuel à libre rasante)", et d'une "microcraquelure directe (observation avec un projecteur ponctuel à fibre directe)". Les "performances optiques" ont été déterminées en mesurant le facteur de transmission parallèle et le facteur de transmission 15 perpendiculaire au moyen d'un spectrophotomètre visible et d'un polariseur. Le rendement de polarisation a été calculé au moyen de la formule suivante : Pte,; = 100X [(T ,ee û T c,,a,re)/(Tparaäèle + Ta,re)1. La "résistance à l'eau chaude" et la "résistance à l'humidité" ont 20 été évaluées en plongeant les lentilles polarisantes pendant 3 h dans de l'eau chaude à 90°C. Les propriétés optiques ont été vérifiées et l'adhésion a été évaluée également avec le test au ruban adhésif mais sans entailler la surface. "L'adhésion" a été évaluée avant et après le test à l'eau chaude 25 au moyen d'un test d'adhésion à quadrillage ASTM D3359 modifié : en résumé, la surface du revêtement and-rayures a été entaillée au moyen d'une lame de rasoir. La distance entre les entailles était d'environ 1 mm et le motif entaillé consistait en 10 x 10 entailles. L'adhésion a ensuite été évaluée en appliquant un ruban adhésif sensible à la pression 3M 610 sur 30 les entailles pratiquées dans le revêtement et le ruban a ensuite été rapidement retiré. Après le retrait du ruban, la zone entaillée a été inspectée et notée. Un test à la sueur aride artificielle a également été réalisé. Le substrat a été plongé pendant 5 h dans une solution aqueuse à 50°C 35 d'une solution de chlorure de sodium. Après le séchage du substrat, l'adhésion a été évaluée au moyen du test au ruban et la lentille a été inspectée visuellement. Une lentille était notée "échec" quand une faible adhésion ou des défauts cosmétiques étaient observ és.

Exemples 1 et 2 et exemples comparatifs 1 et 2 5 Préparation et caractérisation de revêtements polarisés préparés au moyen de solutions de colorant polarisant. Dans les exemples 1 et 2, les substrats ont été plongés dans une solution aqueuse de 3-aminopropyltrléthoxysilane (concentration de 10 10 % en poids dans la solution) pendant 15 min à 50 degrés Celsius. Après que les substrats ont été séchés et durcis, ils ont été plongés dans une solution de glycidoxypropyltriméthoxysilane à 10 % en poids pendant 30 min à la température ambiante. Le substrat dans l'exemple 1 est un substrat plastique (5102) et le substrat dans l'exemple 2 est un substrat 15 minéral. Les propriétés mesurées après le dépôt du colorant, l'insolubilisation, le traitement avec un silane et le durcissement de fa lentille revêtue de la solution du colorant polarisant préparée avec HCI sont énumérés dans le tableau 2 ci-dessous. Dans les exemples comparatifs 1 et 2, le processus pour les 20 exemples 1 et 2 a été suivi, à ceci près que les substrats ont été plongés dans une solution aqueuse de 3-aminopropyléthoxysllane (concentration de 10 % en poids dans la solution) pendant 15 min à 20 degrés Celsius. Les propriétés mesurées après le dépôt du colorant, l'insolubilisation, le traitement avec un silane et le durcissement de la 25 lentille revêtue sont présentées dans le tableau 2.

Tableau 2 Exemple 1 Exemple 2 Avec traitement Voile AS`fM (%) 0,31 0,33 au silane Rendement de 99,04 98,73 polarisation (%) Transmission (%) 34,1 16,1 Adhésion après succès succès eau chaude Adhésion après succès succès eau chaude Test à la sueur succès succès acide artificielle Présence de succès succès bulles Exemple Exemple comparatif 1 comparatif 2 Sans traitement Voile ASTM (%) 0,25 0,25 au silane Rendement de 98,95 98,98 polarisation (%) Transmission (%) 34,0 16,0 Adhésion avant succès succès eau chaude Adhésion après échec échec eau chaude Test à la sueur succès succès acide artificielle Présence de succès bulles En outre, la figure 1A est une image d'une lentille polarisée préparée au moyen du processus de l'exemple 1 et montre qu'une lentille polarisée subissait avec succès le test d'adhésion du rait qu'une délamination ne se produisait pas. La figure 1B est une image d'une lentille polarisée préparée au moyen du processus de l'exemple comparatif 2, et montre qu'une lentille polarisée échouait au test d'adhésion du fait qu'une délamination se produit.

Exemples 3-6 Différentes lentilles polarisées ont été préparées au moyen d'une combinaison de colorants et ont été traitées avec un silane selon le processus décrit dans les exemples 1 et 2. Dans l'exemple 3, le substrat a été préparé au moyen d'un mélange de colorants polarisants du commerce. Spécifiquement, la solution de colorant était un mélange de solution varl-Ught n° 2S fournie par Sterling Optics Inc. (1418 North Main Street US 25, PO Box 154 Williamstown, KY 41097, USA) et de 1 % en poids d'activateur (une solution à base d'eau d'un mélange de tensioactifs non ioniques). Dans l'exemple 4, le substrat a été préparé en utilisant un mélange de colorants basé sur Direct Blue 67, Direct Orange 72 et Direct Green 27. La solution de colorant est un mélange d'un sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Blue 67, d'un sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Orange 72, d'un sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Green 27, d'un sel de sodium brut du colorant acide Acid Brown 4, d'eau désionisée, et de 1 % en poids d'activateur (solution à base d'eau d'un mélange de tensioactifs non ioniques). Les rapports en poids du sel sec à la solution étaient les suivants : le rapport du sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Blue 67 à la solution était 0,75 % ; le rapport du sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Orange 72 à la solution était 1,005 % ; le rapport du sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Green 27 à la solution était 2,25 % ; et le rapport de Acid Brown 4 à la solution était 0,08 %. Dans l'exemple 5, le substrat a été préparé en utilisant un mélange de colorants basé sur Direct Blue 67. La solution de colorant était un mélange d'un sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Blue 67, d'un sel de sodium brut du colorant aride Acid Brown 4, d'eau désionisée, et de 1 % en poids d'un activateur (solution à base d'eau d'un mélange de non Ioniques). Le rapport en poids du sel du colorant sec à la solution était le suivant : le rapport du sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Blue 67 à la solution était 2,80 % ; et le rapport de kid Brown 4 à la solution était 0,056 %.

Dans l'exemple 6, le substrat a été préparé en utilisant un mélange de colorants basé sur Direct Blue 67 et Direct Green 26. La solution de colorant était un mélange d'un sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Blue 67, d'un sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Green 26, d'un sel de sodium brut du colorant acide Acid Brown 4, d'eau désionisée, et de 1 010 en poids d'activateur (une solution à base d'eau d'un mélange de tensioactifs non ioniques). Le rapport en poids du sel de colorant sec à la solution était le suivant : le rapport du sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Blue 67 à la solution était 2,280 % ; le rapport 10 du sel d'ammonium du colorant azoïque Direct Green 26 à la solution était 1,520 % ; et le rapport de Acid Brown 4 à la solution était 0,076 %. Après le traitement au silane et le durcissement, le voile, le rendement de polarisation et le niveau de fissures dans la couche (lumière rasante" : observation avec une source lumineuse rasante 15 étendue ; "microcraquelure rasante" : observation avec un projecteur ponctuel à fibre rasante ; et "microcraquelure directe" : observation avec un projecteur ponctuel à fibre directe) sont mesurés. Les résultats sont montrés dans le tableau 3.

Tableau 3 Exemple Exemple Exemple Exemple 3 4 6 Après dépôt Voile ASTM (%) 0,27 0,53 0,36 0,26 du colorant Transmission moyenne (%) 28,8 29,4 31,4 25,7 Rendement de polarisation 99,36 99,54 99,45 99,27 (%) Lumière rasante (unités 0 0 0 0 arbitraires (UA)) Mlcrocraquelure rasante 0 0 0 0 (UA) Mierocraqueiure directe 0 0 0 0 parallèle (UA) Mlcmcraquelure directe 0 0 0 0 orthogonale (UA) Après Voile ASTM (%) 0,43 0,61 0,37 0,30 traitement Transmission moyenne (%) 28,9 30,2 34,1 25,4 au silane et Rendement de polarisation 98,2 98,7 99,1 99,1 durcisse- (%) ment Lumière rasante (unités 0,1 0,6 0 0 arbitraires (UA)) Mlcrocraquelure rasante 0,1 0,5 0 0 (LIA) Microcraquelure directe 0 0,6 0 0,1 parallèle (UA) M~ueiure directe 0 0 0 0,1 orthogonale (UA) de lentilles polarisées préparées au moyen de la solution de colorant polarisant discutée dans les exemptes sont montrées sur les figures 2A, 28, 2C et 2D. Ces lentilles ont été illuminées avec un projecteur ponctuel à fibre. La description détaillée cï-dessus, et les exemples, sont à des tins d'illustration seulement et ne sont pas destinés é llmr le cadre et l'esprit de la description, et ses équivalents, tels qu'ils sont définis par les revendications annexées. L'homme du métier reconnaîtra que de nombreuses variantes peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits dans cette description sans s'écarter du cadre et de l'esprit de la description.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS1. Procédé pour préparer un revêtement polarisant disposé sur une surface d'un substrat, le procédé comprenant : la mise en contact du substrat avec une première solution comprenant un premier silane organique, où le premier silane organique comprend un ou plusieurs groupes fonctionnels réactifs ; et la première solution est appliquée au substrat, et la première solution est à une température supérieure à environ 20 degrés Celsius.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, où la première solution est à une température supérieure à environ 30 degrés Celsius.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, où le groupe fonctionnel est choisi dans le groupe consistant en un groupe amino, un groupe thiol, un groupe hydroxyle, un groupe carboxyle, un acide acrylique, un acide organique et un acide inorganique, un ester, un anhydride, un aldéhyde, un époxyde, leurs dérivés ou sels, et leurs combinaisons.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où 20 le premier silane organique comprend un aminosilane linéaire ou ramifié, un aminoaicoxysiiane, un aminoalkylsilane, un aminoarylsilane, un aminoaryloxysilane, leurs dérivés ou leurs sels.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où le premier silane organique comprend le 3-aminopropyltriméthoxysilane, le 25 3-aminopropyltrléthoxysilane, le N-(bêta-aminoéthyi)-3-aminopropyltriméthoxysilane, le N-(bêta-aminoéthyl)-3-aminopropyltriéthoxysitane, le N'-(bêta-aminoéthyl)-3-aminopropyl-méthoxysilane ou l'aminopropyisilsesquixoane.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où la première solution comprend une solution aqueuse du premier silane organique, où le premier silane organique est d'environ 2 à environ 40 % en poids de la solution.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où le substrat est mis en contact avec la première solution par immersion ou 35 pulvérisation.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre la mise en contact du substrat avec une seconde solution comprenant un second silane organique après la mise en contact du substrat avec la première solution, où le premier silane organique et le second silane organique sont des composés Identiques ou différents.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, où la couche de colorant est formée par traitement du substrat avec une solution de colorant consistant essentiellement en Direct Blue 67.
10. 10. Procédé pour préparer un article polarisant comprenant la fourniture d'un substrat transmettant la lumière ; ta fourniture d'une solution aqueuse de colorant polarisant ; le ° revêtement d'au moins une surface du substrat avec la solution aqueuse de colorant polarisant pour former un revêtement 15 polarisant ; i'insolubiiisation du revêtement polarisant avec une solution stabilisante pour fournir un revêtement polarisant insolubilisé ; le traitement du revêtement polarisant insolubilisé avec une solution de silane à une température supérieure à la température 20 ambiante pour fournir un revêtement polarisant traité avec une solution ; et le durcissement du revêtement polarisant traité avec une solution pour former l'article polarisant.
11. 11. Procédé selon la revendication 10 comprenant en outre 25 la mise en contact du substrat avec une seconde solution de silane comprenant un silane organique après la mise en contact du substrat avec la première solution de silane.
12. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11 comprenant en outre 30 l'application d'une couche de fond au substrat après la mise en contact du substrat avec la première solution de silane.
13. 13. Procédé selon la revendication 10 ou 11 comprenant en outre l'application d'une couche de fond au substrat après la mise en contact du substrat avec la première solution de silane et l'application d'un revêtement dur au substrat après l'application de la couche de fond.
14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, où la couche de colorant est produite par (a) application de la solution de colorant au substrat puis (b) application d'une solution stabilisante au substrat.
15. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, où la solution de colorant comprend un seul colorant polarisant.
16. 16. Procédé selon la revendication 15, où le colorant est Direct Blue 67 ou Direct Green 27.
17. 17. Procédé selon la revendication 15, où le colorant consiste 10 essentiellement en Direct Blue 67.
18. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, où le colorant a une solubilité dans l'eau inférieure à environ 5 % à la température amblante.
19. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 18, 15 où le revêtement d'au moins une surface du substrat avec la solution aqueuse de colorant polarisant comprend l'application de la solution de colorant sur le substrat par revêtement centrifuge.
20. 20. Article polarisant susceptible d'être produit par le procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 19.