ITMI20070902A1 - Metodo per la fabbricazione di un elemento ottico di materia plastica termoindurente per l'uso in dispositivi di protezione dell'occhio ed elemento ottico cosi' ottenuto - Google Patents

Metodo per la fabbricazione di un elemento ottico di materia plastica termoindurente per l'uso in dispositivi di protezione dell'occhio ed elemento ottico cosi' ottenuto Download PDF

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ITMI20070902A1
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plastic material
self
thermosetting plastic
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Matteo Lagasi
Graziano Marusi
Federico Menta
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Description

Titolo: "Metodo per la fabbricazione di un elemento ottico di materia plastica termoindurente per l’uso in dispositivi di protezione dell’occhio ed elemento ottico così ottenuto"
DESCRIZIONE
Sfondo del’invenzione
In un suo aspetto generale, la presente invenzione si riferisce alla fabbricazione di un elemento ottico di materia plastica termoindurente per l’uso in dispositivi di protezione dell’occhio e/o in dispositivi atti alla correzione della visione quali ad esempio occhiali, mascherine, visiere e simili.
L’invenzione si riferisce, più in particolare, ad un metodo per la fabbricazione di un elemento ottico comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa nonché ad un elemento ottico così ottenuto. L’invenzione si riferisce altresì ad un qualsiasi dispositivo di protezione dell’occhio comprendente il suddetto elemento ottico.
L’elemento ottico dell’invenzione può essere un semilavorato in termini di forma e/o proprietà rifrattive dal quale è possibile ottenere per sagomatura ed eventualmente bisellatura un oculare per dispositivi di protezione dell’occhio, quale ad esempio una lente oftalmica e, cioè, avente determinate proprietà rifrattive atte a correggere la visione, o non oftalmica per occhiali.
In alternativa, l’elemento ottico dell’invenzione può anche essere un prodotto finito in termini di forma e/o proprietà rifrattive, come ad esempio un oculare in forma di lente per occhiali oftalmica o non, visiere, maschere protettive o schermi portatili.
Nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni, con i termini di: dispositivo di protezione dell’occhio e di: oculare, si intendono individuare altrettanti elementi atti rispettivamente a proteggere l occhio ed a consentire la visione così come definiti nella Norma Europea CEN EN 165.
Inoltre, nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni, con i termini di: dispositivo atto alla correzione della visione, lenti, lenti per occhiali, lenti oftalmiche, si intendono individuare altrettanti elementi così come definiti nella Norma ISO 13666.
Arte correlata
Come noto, nel campo della fabbricazione di elementi ottici di materia plastica per l’uso nei dispositivi di protezione dell’ occhio è sentita l’esigenza di conferire all’ elemento ottico idonee caratteristiche di filtrazione o, più in generale, di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa dall’ elemento stesso in modo tale da proteggere rocchio e da consentire una visione ottimale sia in piena luce, sia in ambienti scarsamente illuminati.
In questo ambito, agli elementi ottici di materia plastica sono richieste caratteristiche ottiche il più possibili vicine a quelle del vetro (notoriamente ottime) un materiale che viene oggigiorno perlopiù penalizzato sul mercato dei dispositivi di protezione dell’occhio e/o dei dispositivi atti alla correzione della visione a causa del peso e della sua resistenza all’impatto soddisfacente solo in caso di spessori (e quindi di peso) significativi.
Nella realizzazione di elementi ottici per l’uso in dispositivi di protezione dell’occhio e/o in dispositivi atti alla correzione della visione è noto Γ utilizzo di materie termoplastiche come ad esempio il policarbonato che presenta apprezzabili caratteristiche di leggerezza e di resistenza all’impatto, le quali vengono formate mediante stampaggio a iniezione a dare Γ elemento ottico a temperature solitamente comprese tra 190°C e 230°C.
In accordo con una prima modalità operativa, l’elemento ottico così formato per stampaggio a iniezione viene successivamente trattato così da impartire all’elemento stesso idonee caratteristiche di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa, ad esempio introducendo nella massa di materia plastica (o in uno strato superficiale di essa) uno o più composti coloranti o provvisti di caratteristiche fotocromatiche.
In accordo con una seconda modalità operativa, descritta ad esempio nel brevetto statunitense US 7,077,985, le desiderate caratteristiche di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa vengono conferite all’elemento ottico in fase di stampaggio a iniezione inserendo in uno stampo uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa ad esempio un laminato avente caratteristiche fotocromatiche.
Più in particolare, tale brevetto descrive un metodo per la fabbricazione di lenti oftalmiche comprendente le fasi di predisporre un film funzionale laminato fotocromatico, pre-formare tale laminato in modo da impartire ad esso una forma più sottile di quella della cavità di accoglimento del laminato definita in uno stampo per iniezione, iniettare una materia plastica termoplastica fusa nello stampo, mantenere lo stampo ad una temperatura di 132-143°C (270-290°F) durante l’iniezione della materia termoplastica, raffreddare la materia termoplastica dopo lo stampaggio e rimuovere la lente oftalmica risultante dallo stampo.
Gli elementi ottici provvisti di almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa realizzati impiegando materie termoplastiche mediante stampaggio a iniezione presentano però caratteristiche ottiche non ottimali dovute sia al materiale prescelto (ad esempio il policarbonato ha un numero di Abbe piuttosto basso), sia alle modalità di stampaggio a iniezione che introduce nel materiale durante le operazioni di formatura deformazioni che si traducono in indesiderati fenomeni di birifrangenza dell’elemento ottico finito.
L’introduzione nell’elemento ottico di uno strato funzionalizzato in forma di film funzionale laminato, inoltre, introduce ulteriori elementi che possono inficiare le caratteristiche ottiche dell’elemento correlati alla possibilità che si formino difetti all’interfaccia tra il film laminato e la massa di materia termoplastica o a fenomeni di invecchiamento con un parziale distacco del film laminato da tale massa.
Nella realizzazione di elementi ottici per l’uso in dispositivi di protezione dell’occhio è altresì noto Γ utilizzo di materie plastiche termoindurenti come ad esempio i bis-allil carbonati o i poliuretani i quali presentano caratteristiche ottiche decisamente superiori a quelle delle materie termoplastiche e, nel caso dei poliuretani, una resistenza all’impatto paragonabile a quella del policarbonato.
In questo caso, la fabbricazione di elementi ottici di materia plastica termoindurente aventi idonee caratteristiche di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa dall’elemento stesso contempla generalmente l’introduzione in tutta la massa della materia plastica termoindurente di idonee sostanze coloranti o aventi proprietà fotocromatiche.
Questa tecnica, pur essendo sostanzialmente adatta allo scopo presenta però l’inconveniente di avere un costo relativamente elevato in particolare nel caso dei composto fotocromatici a causa dell’elevato costo di tali composti che vengono appunto impiegati per il trattamento in massa della materia plastica.
In alternativa, elementi ottici di materia plastica termoindurente aventi idonee caratteristiche di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa dall’elemento stesso possono essere fabbricati introducendo nella massa di materia plastica un film laminato polarizzante così come descritto, ad esempio, nel brevetto statunitense n. 6,650,473.
Più in particolare, tale brevetto descrive un metodo per la fabbricazione di lenti polarizzanti comprendente le fasi di fissare con un adesivo un film plastico ad un foglio polarizzante così da formare un laminato, pressare a caldo tale laminato così da ottenere una forma analoga a quella di una lente, posizionare il laminato termopressato in una cavità definita in uno stampo per iniezione e iniettare una resina formante la lente in grado di fondersi con il film plastico nella cavità dello stampo.
Questo metodo di fabbricazione, pur impiegando materie plastiche termoindurenti implica però una iniezione nello stampo della materia plastica allo stato fuso e, come tale, presenta gli stessi inconvenienti più sopra evidenziati con riferimento alle tecniche di stampaggio a iniezione delle materie termoplastiche.
Anche in questo caso, inoltre, l introduzione nell’elemento ottico di uno strato in forma di film polarizzante laminato può presentare gli inconvenienti correlati alla possibilità che si formino difetti all’ interfaccia tra il film laminato e la massa di materia termoindurente o a fenomeni di invecchiamento con un parziale distacco del film laminato dalla massa stessa.
Sommario dell’ invenzione
Il problema tecnico alla base della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un metodo che consenta di fabbricare al minor costo possibile un elemento ottico di materia plastica termoindurente per l’uso in dispositivi di protezione dell’occhio avente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa e che risulti privo almeno in parte degli inconvenienti più sopra evidenziati con riferimento alla tecnica nota citata.
In accordo con un suo primo aspetto, la presente invenzione mette pertanto a disposizione un metodo per la fabbricazione di un elemento ottico realizzato in materia plastica termoindurente e comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, comprendente le fasi di: a) predisporre in uno stampo un primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi;
b) formare su almeno una superficie di detto strato autoportante un secondo strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
i) un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, ii) un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, iii) almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa,
c) sottoporre a reticolazione nello stampo detti primo e secondo strato così da formare un elemento ottico solido monolitico di materia plastica termoindurente comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: strato autoportante di materia plastica termoindurente, si intende indicare uno strato solido di materia plastica avente caratteristiche meccaniche tali da poterne consentire la manipolazione senza perdite sostanziali di forma e di consistenza.
Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, inoltre, i termini di: reticolazione, e di: polimerizzazione, verranno usato in modo intercambiabile per indicare la formazione di legami chimici tra due o più composti reattivi atti ad aumentare il peso molecolare del prodotto così ottenuto.
Vantaggiosamente, il metodo del’invenzione consente di fabbricare un elemento ottico in grado di modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa ed avente caratteristiche ottiche ottimali derivanti dall’ ottenimento di una struttura solida monolitica sostanzialmente omogenea conseguente alla formazione di legami chimici tra il primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata ed il secondo strato includente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
Grazie a queste caratteristiche e come meglio apparirà nel seguito della descrizione risulta in particolare possibile fabbricare ad un costo relativamente contenuto una lente oftalmica per occhiali in materia plastica termoindurente avente sia proprietà ottiche ottimali, sia proprietà di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa. Impartendo un opportuno spessore al primo strato autoportante di materia plastica termoindurente ed uno spessore più limitato al secondo strato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa è infatti possibile ottenere un semilavorato o sbozzo dal quale è possibile ottenere una lente oftalmica mediante lavorazione meccanica della parte otticamente trasparente più spessa (il primo strato) senza però intaccare lo strato superficiale funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa e, quindi, ottenendo un elemento ottico avente le desiderate proprietà di correzione della visione.
Nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: otticamente trasparente, si intende indicare la proprietà di uno strato o parte dell’elemento ottico di non alterare in modo sostanziale lo spettro della luce visibile trasmessa attraverso di esso.
In una ulteriore forma di attuazione del metodo dell’ invenzione, è altresì possibile fabbricare un elemento ottico realizzato in materia plastica termoindurente e comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, mediante le fasi di:
d) predisporre in uno stampo un primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi ed almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione dello strato autoportante;
e) formare su almeno una superficie di detto strato autoportante un secondo strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
iv) un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, v) un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata,
0 sottoporre a reticolazione nello stampo detti primo e secondo strato così da formare un elemento ottico solido monolitico di materia plastica termoindurente comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
In questo modo, è vantaggiosamente possibile realizzare in una prima fase uno strato autoportante funzionalizzato di materia plastica termoindurente incorporante almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione di esso, il quale strato può essere successivamente chimicamente legato durante la fase di reticolazione con uno strato otticamente trasparente atto a formare il corpo di sostegno dell’elemento ottico.
In entrambe le suddette forma di attuazione del metodo dell’invenzione, è vantaggiosamente possibile realizzare uno strato funzionalizzato relativamente sottile atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa con una riduzione dei costi di produzione correlato ad un minor consumo dei composti delegati ad conseguire questo effetto tecnico.
In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, la suddetta fase a) del metodo viene attuata mediante le fasi di:
al) introdurre in una cavità di uno stampo uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
- un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi,
- un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero,
a2) sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita dell’invenzione, la suddetta fase d) del metodo viene attuata mediante le fasi di:
di) introdurre in una cavità di uno stampo uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
- un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi,
- un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero,
d2) sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi;
d3) veicolare in almeno una porzione dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata così ottenuto almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita dell’ invenzione, la suddetta fase d) del metodo viene attuata mediante le fasi di:
d4) introdurre in una cavità di uno stampo uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
- un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi,
- un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero,
- almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa,
d5) sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi ed almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione di esso.
Preferibilmente, la fase a) o la fase d) di predisporre in uno stampo uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata viene attuata mediante stampaggio per colata.
In questo modo, risulta vantaggiosamente possibile conseguire tutti gli effetti tecnici correlati alla tecnica di stampaggio per colata, vale a dire possibilità di utilizzare temperature di stampaggio inferiori, possibilità di ottenere un elemento ottico avente proprietà ottiche ottimali e sostanzialmente privo di fenomeni di birifrangenza.
In una forma di realizzazione preferita, la fase di predisporre nello stampo lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata viene attuata colando nella cavità dello stampo detto materiale in fase liquida polimerizzabile mantenendo detto materiale ad una temperatura compresa tra 5°C e 120°C, più preferibilmente compresa tra 15°C e 110°C e, ancor più preferibilmente, compresa tra 20°C e 30°C nel caso di materie plastiche termoindurenti appartenenti alla classe dei bis(allil) carbonati o compresa tra 55°C e 85°C nel caso di materie plastiche termoindurenti appartenenti alla classe dei poliuretani.
In questo modo, è vantaggiosamente possibile attuare la fase di stampaggio per colata e successiva reticolazione parziale in modo ottimale.
Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, tutte le grandezze numeriche indicanti quantità, parametri, percentuali, e così via sono da intendersi precedute in ogni circostanza dal termine “circa” se non diversamente indicato. Inoltre, tutti gli intervalli di grandezze numeriche includono tutte le possibib combinazioni dei valori numerici massimi e minimi e tutti i possibili intervalli intermedi, oltre a quelli indicati specificamente nel seguito.
In una forma di realizzazione preferita, la fase di reticolazione parziale dello strato autoportante di materia plastica termoindurente viene attuata mantenendo detto stampo ad una temperatura compresa tra 25°C e 300°C per un tempo compreso tra 10’ e 20h.
Più preferibilmente, tale fase viene attuata mantenendo detto stampo ad una temperatura compresa tra 50°C e 200°C per un tempo compreso tra 30’ e lOh e, ancor più preferibilmente, ad una temperatura compresa tra 60°C e 150°C per un tempo compreso tra Ih e 3h.
In una forma di realizzazione preferita, il metodo dell’invenzione comprendente ulteriormente la fase di raffreddare lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata predisposto nello stampo prima di attuare le fasi successive.
In questo modo, è vantaggiosamente possibile incrementare le caratteristiche di flessibilità operativa del metodo realizzando un semilavorato intermedio che può essere, se desiderato, immagazzinato per un dato periodo di tempo prima di attuare le fasi successive di fabbricazione.
Nell’ambito di questa forma di realizzazione preferita, la fase di raffreddamento dello strato autoportante viene attuata così da ridurre la temperatura dello strato ad un valore compreso tra 25°C e 80°C.
Preferibilmente, tale fase di raffreddamento può essere effettuata raffreddando in aria libera lo stampo includente lo strato autoportante di materia plastica termoindurente oppure estraendo lo strato autoportante di materia plastica termoindurente dallo stampo e lasciando riposare in aria libera lo strato fino al raggiungimento della temperatura desiderata.
Nell’ambito di questa forma di realizzazione preferita, il metodo dell’invenzione comprende preferibilmente la fase ulteriore di riscaldare lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata e lo stampo ad una temperatura compresa tra 30°C e 110°C prima di attuare la fase di formare il secondo strato del materiale in fase liquida polimerizzabile su almeno una superficie dello strato autoportante.
In tal modo, viene vantaggiosamente conseguita una migliore distribuzione del secondo strato del materiale in fase liquida polimerizzabile su almeno una superficie dello strato autoportante predisposto in precedenza,
Per gli scopi dell’invenzione, il primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata ha preferibilmente uno spessore compreso tra 0,2 e 30 mm in funzione delle caratteristiche che si desidera impartire all’elemento ottico ed allo strato medesimo.
Così, ad esempio, nel caso in cui il primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata sia otticamente trasparente, esso ha preferibilmente uno spessore compreso tra 1 e 30 mm, più preferibilmente compreso tra 2 e 13 mm e, ancor più preferibilmente, compreso tra 5 e 10 mm.
In tal modo, tale strato è relativamente spesso e consente di attuare una eventuale lavorazione meccanica dell’elemento ottico senza intaccare lo strato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce.
Per gli scopi dell’invenzione, anche il secondo strato di materia plastica termoindurente dell’elemento ottico ha preferibilmente uno spessore compreso tra 0,2 e 30 mm in funzione delle caratteristiche che si desidera impartire all’elemento ottico ed allo strato medesimo.
Così, ad esempio, nel caso in cui il secondo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata sia atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce, esso ha preferibilmente uno spessore compreso tra 0,2 e 3 mm, più preferibilmente compreso tra 0,3 e 2 mm e, ancor più preferibilmente, compreso tra 0,7 e 1,5 mm.
In tal modo, tale strato è relativamente sottile e consente di ottenere la desiderata modifica delle caratteristiche spettrali della luce con un impiego quantitativamente ridotto di composti in grado di conseguire questo effetto.
In una forma di realizzazione preferita, lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata include un polimero poliuretanico parzialmente reticolato comprendente gruppi funzionali reattivi -NCO.
Polimeri poliuretanici adatti per gli scopi dell’invenzione sono descritti ad esempio nei brevetti statunitensi n. 5,962,617 e n. 6,127,505 il cui contenuto è qui integralmente incorporato per riferimento.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita, lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata include un polimero di poliol-allilcarbonato parzialmente reticolato comprendente gruppi funzionali reattivi -CH=CH2. Polimeri di poliol-allil-carbonato adatti per gli scopi dell’ invenzione sono ampiamente noti agb esperti del settore e comprendono in particolare il dietilenglicol (bis)allilcarbonato noto commercialmente con il termine di CR39®.
In una forma di realizzazione preferita, anche la fase di predisporre il secondo strato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa dall’elemento ottico finale viene attuata mediante la tecnica di stampaggio per colata così da conseguire i vantaggi più sopra evidenziati con riferimento alla realizzazione del primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata.
Nell’ambito di questa forma di reabzzazione preferita, la suddetta fase b) di formazione del secondo strato viene quindi attuata colando il materiale in fase liquida polimerizzabile in una cavità definita nello stampo tra detta almeno una superficie dello strato autoportante ed una superficie interna dello stampo.
Nell’ambito di questa forma di realizzazione preferita, la suddetta fase b) viene attuata colando il materiale in fase liquida polimerizzabile nella cavità dello stampo mantenendo detto materiale ad una temperatura compresa tra 5°C e 120°C, più preferibilmente compresa tra 15°C e 110°C e, ancor più preferibilmente, compresa tra 20°C e 30°C nel caso di materie plastiche termoindurenti appartenenti alla classe dei bis(allil) carbonati o compresa tra 55°C e 85°C nel caso di materie plastiche termoindurenti appartenenti alla classe dei poliuretani.
In una forma di realizzazione preferita, il suddetto almeno un primo prepolimero in fase liquida è scelto nel gruppo comprendente: prepolimeri poliisocianici aventi un contenuto di gruppi funzionali reattivi isocianato -NCO compreso tra 5 e 50% in peso, una funzionalità media compresa tra 2 e 3, una viscosità inferiore a 5.000 mPa.s a 70°C, prepolimeri di poliol-allil-carbonato comprendente gruppi funzionali reattivi -CH=CH2, una funzionalità media compresa tra 1 e 2, una viscosità di 5-60 mPa.s a 25°C.
In una forma di realizzazione preferita, il suddetto almeno un primo monomero in fase liquida è scelto nel gruppo comprendente: monomeri includenti gruppi funzionali reattivi isocianato -NCO, monomeri di allil-carbonato comprendente gruppi funzionali reattivi -CH=CH2.
In una forma di realizzazione preferita, il suddetto componente reattivo comprende: almeno un secondo prepolimero e/o almeno un secondo monomero e/o almeno un agente reticolante e/o almeno un catalizzatore di polimerizzazione del primo prepolimero e/o primo monomero, in fase liquida o in fase solida, includenti gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali rettivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata. Preferibilmente, il suddetto almeno un secondo prepolimero è scelto nel gruppo comprendente prepolimeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e prepolimeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
Preferibilmente, il suddetto almeno un secondo monomero è scelto nel gruppo comprendente: monomeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e monomeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
Preferibilmente, il suddetto almeno un agente reticolante è scelto nel gruppo comprendente: agenti reticolanti includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e agenti reticolanti includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
Preferibilmente, il suddetto almeno un catalizzatore è scelto nel gruppo comprendente: catalizzatori includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e catalizzatori includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
Esempi di gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO sono gruppi -OH di composti poliossidrilici, gruppi -SH di composti tiolici o gruppi -NH2di composti amminici noti agli esperti del settore e descritti, ad esempio nei suddetti brevetti statunitensi n. 5,962,617 e n. 6,127,505, mentre esempi di gruppi funzionali reattivi con i gruppi-CH=CH2sono gruppi 0-0 di idonei composti organici, come ad esempio perossidi e perchetali, anch’essi noti agli esperti del settore.
In una forma di realizzazione preferita dell’ invenzione, le suddette fasi c) o 1) di sottoporre a reticolazione nello stampo il primo ed il secondo strato vengono attuate mantenendo detto stampo ad una temperatura compresa tra 25° e 300°C per un tempo compreso tra 3h e 25 h.
Più preferibilmente, tale fase di reticolazione viene attuata mantenendo lo stampo ad una temperatura compresa tra 50°C e 200°C per un tempo compreso tra 6 e 20h e, ancor più preferibilmente, ad una temperatura compresa tra 60°C e 150°C per un tempo compreso tra 8h e 15h.
In una forma di realizzazione preferita alternativa, il metodo dell’invenzione consente di fabbricare un elemento ottico avente proprietà differenziate di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa in entrambe gli strati più sopra descritti. Così, in una prima variante di attuazione, il metodo dell’invenzione può comprendere ulteriormente una fase g) di veicolare in almeno una porzione di detto strato autoportante di materia plastica termoindurente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, prima di formare su almeno una superficie dello strato autoportante così ottenuto il secondo strato del materiale in fase liquida polimerizzabile includente almeno un composto atto a modificare in modo diverso le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
Per gli scopi dell’invenzione, le suddette fasi d3) o g) di veicolazione di almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa vengono preferibilmente attuate mediante rivestimento a immersione, trasferimento termico in fase liquida, trasferimento termico in fase vapore, rivestimento per spruzzatura di detta almeno una porzione dello strato autoportante di materia plastica termoindurente eseguite con modalità note agli esperti del settore.
In una forma di realizzazione preferita alternativa, la fase di veicolazione di almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa può essere attuata impartendo caratteristiche di modifica della luce di tipo differenziato in zone diverse dello strato autoportante, ad esempio di tipo digradante secondo quanto descritto nella domanda di brevetto Europeo EP 0 992 832 il cui contenuto è qui integralmente incorporato per riferimento.
In una seconda variante di attuazione preferita, è possibile fabbricare un elemento ottico avente proprietà differenziate di modifica delle caratteristiche spettrali della luce trasmessa in entrambe gli strati più sopra descritti quando il materiale in fase liquida polimerizzabile impiegato nella fase e) del metodo include ulteriormente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
Per gli scopi dell’ invenzione, il suddetto almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa è preferibilmente scelto tra composti coloranti atti a filtrare la luce visibile, composti fotocromatici e loro miscele.
Preferibilmente, tali composti coloranti comprendono gruppi cromofori azobenzenici, gruppi cromofori antrachinonici, e loro miscele, mentre i composti fotocromatici sono preferibilmente scelti nel gruppo comprendente spiropirani, spirossazine, fulgidi, e loro miscele.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita, il metodo dell’ invenzione comprende ulteriormente la fase di associare ad almeno una superficie dell’elemento ottico monolitico di materia plastica termoindurente un film o un rivestimento polarizzante. Vantaggiosamente, è possibile in tal modo variare ulteriormente le caratteristiche di trasmissione della luce riducendo i fenomeni di abbagliamento dovuti al riverbero della luce su superfici riflettenti.
In accordo con un suo ulteriore aspetto, l’invenzione si riferisce ad un elemento ottico di materia plastica termoindurente, in particolare ad un elemento ottico ottenibile mediante il metodo più sopra descritto, comprendente:
i) un primo strato di materia plastica termoindurente avente caratteristiche di trasmissione della luce prefissate, e
ii) un secondo strato di materia plastica termoindurente formato di pezzo con detto primo strato e funzionalizzato così da avere in almeno una porzione di esso caratteristiche di trasmissione della luce differenziate rispetto a detto primo strato, in cui l elemento ottico presenta caratteristiche di trasmissione della luce con sostanziale assenza di birifrangenza.
Vantaggiosamente, la sostanziale assenza di birifrangenza dell’elemento ottico -verificabile mediante il test riportato nelle norme ASTM D4093-95(2005)el - può essere conseguita grazie alle modalità preferite di stampaggio per colata dei vari strati che costituiscono l’elemento ottico stesso.
Come più sopra esposto, nell’elemento ottico dell’invenzione i suddetti primo e secondo strato hanno preferibilmente uno spessore compreso tra 0,2 e 30 mm.
In una prima forma di realizzazione preferita, l’elemento ottico comprende un primo strato più spesso otticamente trasparente ed un secondo strato più sottile includente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione di esso.
Come più sopra esposto, tale elemento ottico può essere vantaggiosamente lavorato meccanicamente così da ottenere una lente oftalmica colorata o fotocromatica avente al tempo stesso le desiderate caratteristiche di correzione della visione.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita e come più sopra esposto, l’elemento ottico dell’invenzione può comprendere un primo ed un secondo strato atti a modificare in modo differenziato le caratteristiche spettrali della luce trasmessa (ad esempio uno colorato e l’altro fotocromatico) includendo ciascuno almeno un composto appropriato allo scopo.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita, l elemento ottico dell’invenzione può comprendere ulteriormente un film o un rivestimento polarizzante associato ad almeno una superficie di esso, così da ridurre anche i fenomeni di abbagliamento.
In una forma di realizzazione preferita, l’elemento ottico dell’invenzione può essere in forma di semilavorato per la realizzazione di oculari per occhiali oppure in forma di lente oftalmica per occhiali ottenuta mediante lavorazione meccanica di detto semilavorato.
In una forma di realizzazione preferita, l’elemento ottico dell’ invenzione può essere in forma di oculare, come ad esempio una lente per occhiali, una visiera, una maschera protettiva o uno schermo portatile.
Come detto più sopra, con il termine di: oculare, si intendono individuare nell’ambito dell’invenzione elementi atti a consentire la visione, come ad esempio una lente per occhiali, una visiera, una maschera protettiva o uno schermo portatile, secondo quanto riportato nella Norma Europea CEN EN 165.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita, l’elemento ottico comprende ulteriormente un rivestimento di specchiatura e/o un rivestimento antiriflesso su almeno una superficie di esso, così da poter vantaggiosamente conseguire ulteriori e migliorate proprietà ottiche e/o di filtrazione della luce.
In accordo con un suo ulteriore aspetto, l’invenzione si riferisce altresì ad un dispositivo di protezione dell’occhio comprendente un elemento ottico così come più sopra descritto.
In una forma di realizzazione preferita, tale dispositivo di protezione può essere essenzialmente costituito da un paio di occhiali comprendenti una montatura di supporto in cui è montata una coppia di oculari in forma di lente.
Le lenti possono essere oftalmiche e, cioè in grado di correggere difetti della vista, oppure prive di qualsiasi capacità correttiva.
In una ulteriore forma di realizzazione preferita, tale dispositivo di protezione comprende un oculare in forma di visiera o mascherina monopezzo includente un bordo superiore, un bordo inferiore, nonché una prima ed una seconda porzione a lente formate da parti contrapposte di un solco formato centralmente in detto bordo inferiore.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’ invenzione appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di attuazione preferite, ma non esclusive, di un metodo e di un elemento ottico in accordo con la presente invenzione.
Breve descrizione delle figure
Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, fomiti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:
- la figura 1 mostra una vista schematica in sezione di un primo stampo atto alla realizzazione mediante stampaggio per colata di uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata secondo una prima forma di attuazione dell’ invenzione;
- la figura 2 mostra una vista schematica di un secondo stampo atto alla realizzazione mediante stampaggio per colata di un elemento ottico in forma di sbozzo di lente in accordo con una prima forma di realizzazione preferita dell’ invenzione, all’ interno del quale è visibile lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata;
- la figura 3 mostra una vista schematica in sezione di un elemento ottico in forma di sbozzo di lente in accordo con una prima forma di realizzazione preferita dell’ invenzione ottenuto dallo stampo di figura 2;
- la figura 4 mostra una vista schematica in sezione di un terzo stampo atto alla realizzazione mediante stampaggio per colata di uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata secondo una seconda forma di attuazione dell’ invenzione;
- la figura 5 mostra una vista schematica di un quarto stampo atto alla realizzazione mediante stampaggio per colata di un elemento ottico in forma di sbozzo di lente in accordo con una seconda forma di realizzazione preferita dell’ invenzione, all’intemo del quale è visibile lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata;
- la figura 6 mostra una vista schematica in sezione di un elemento ottico in forma di sbozzo di lente in accordo con una seconda forma di realizzazione preferita dell’ invenzione ottenuto dallo stampo di figura 5.
Descrizione dettagliata delle forme di realizzazione preferite
Con riferimento alle figure 1-3, con 1 è complessivamente indicato uno stampo atto alla realizzazione mediante stampaggio per colata di uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata secondo una prima forma di attuazione deH’invenzione.
In modo di per sé noto, lo stampo 1 comprende una parete di fondo 2 ed un coperchio 3 realizzati in un idoneo materiale, ad esempio vetro o metallo, definenti una cavità 5 lateralmente chiusa a tenuta da una guarnizione 4 realizzata in un idoneo materiale, ad esempio polietilene.
In accordo con una prima forma di attuazione preferita del metodo secondo l’invenzione lo stampo 1 consente di formare mediante stampaggio per colata un primo strato autoportante 6 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata mediante le fasi di:
- introdurre nella cavità 5 dello stampo 1 uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
- un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi,
- un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero,
- sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante 6 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi.
Preferibilmente, tali fasi vengono attuate secondo quanto più sopra esposto e dettagliato in modo più specifico nel seguente Esempio 1.
In una fase successiva del metodo, lo strato autoportante 6 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata viene posizionato in un secondo stampo 7 includente - anch’esso in modo di per sé noto - una parete di fondo 8 ed un coperchio 9 realizzati in un idoneo materiale, ad esempio vetro o metallo, definenti una cavità 10 lateralmente chiusa a tenuta da una guarnizione 11 realizzata in un idoneo materiale, ad esempio polietilene.
In fasi successive del metodo, si prevede di attuare le fasi di:
- formare su almeno una superficie dello strato autoportante 6 (quella rivolta verso la cavità 10) un secondo strato 12 di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
i) un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, ii) un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, iii) almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, e di
c) sottoporre a reticolazione nello stampo 7 detti primo e secondo strato 6, 12 così da formare un elemento ottico solido monolitico 13 di materia plastica termoindurente comprendente almeno uno strato funzionalizzato (lo strato 12) atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
Vantaggiosamente, in questa forma di attuazione, lo strato autoportante 6 si appoggia sulla parete di fondo 8 dello stampo 7 e contribuisce a definire la cavità 10 aH’intemo della quale vengono colati i reagenti destinati a formare lo strato funzionalizzato 12 atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
In questa forma di realizzazione preferita e come meglio illustrato in figura 3, Γ elemento ottico monolitico 13 è in forma di sbozzo o semilavorato per la realizzazione mediante lavorazione meccanica di una lente oftalmica secondo una superficie di lavoro la cui traccia L è visibile in tale figura.
Con riferimento alle figure 4-6, verrà ora illustrata una seconda forma di attuazione del metodo secondo l’invenzione per la fabbricazione di un elemento ottico realizzato in materia plastica termoindurente e comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
In figura 4 con 14 è complessivamente indicato uno stampo atto alla realizzazione mediante stampaggio per colata di uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata secondo questa seconda forma di attuazione deH’invenzione.
In modo di per sé noto, lo stampo 14 comprende una parete di fondo 15 ed un coperchio 16 realizzati in un idoneo materiale, ad esempio vetro o metallo, definenti una cavità 17 lateralmente chiusa a tenuta da una guarnizione 18 realizzata in un idoneo materiale, ad esempio polietilene.
In accordo con una prima forma di attuazione preferita del metodo secondo l’invenzione lo stampo 14 consente di predisporre mediante stampaggio per colata un primo strato autoportante 19 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata mediante le fasi di:
- introdurre nella cavità 17 dello stampo 14 uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
- un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi,
- un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero,
- sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante 19 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi.
Preferibilmente, tali fasi vengono attuate secondo quanto più sopra esposto e dettagliato in modo più specifico nel seguente Esempio 2.
In una fase successiva del metodo, almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa viene veicolato in almeno una porzione dello strato autoportante 19 ad esempio mediante trasferimento termico in fase liquida immergendo strato autoportante 19 in un bagno includente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
In una forma di attuazione preferita alternativa, il metodo secondo l’invenzione permette di predisporre mediante stampaggio per colata un primo strato autoportante 19 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata avente in almeno una porzione di esso caratteristiche tali da modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa mediante le fasi di:
- introdurre cavità 17 dello stampo 14 uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
- un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi,
- un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero,
- almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa,
- sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante 19 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi ed almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione di esso.
In una fase successiva del metodo, lo strato autoportante 19 di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata viene posizionato in un ulteriore stampo 21 includente - anch’esso in modo di per sé noto - una parete di fondo 22 ed un coperchio 23 realizzati in un idoneo materiale, ad esempio vetro o metallo, definenti una cavità 20 lateralmente chiusa a tenuta da una guarnizione 24 realizzata in un idoneo materiale, ad esempio polietilene.
In fasi successive del metodo, si prevede di attuare le fasi di:
- formare su almeno una superficie dello strato autoportante 19 (quella rivolta aH’intemo della cavità 20) un secondo strato 25 di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente:
iv) un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, v) un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata,
- sottoporre a reticolazione nello stampo 21 detti primo e secondo strato 19, 25 così da formare un elemento ottico solido monolitico 26 di materia plastica termoindurente comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
Vantaggiosamente, in questa forma di attuazione, lo strato autoportante 19 viene trattenuto dalla guarnizione 24 in prossimità del coperchio 23 dello stampo 21 e contribuisce a definire la cavità 20 all’ interno della quale vengono colati i reagenti destinati a formare lo strato 25 atto a formare il corpo di supporto dell’elemento ottico 26.
Anche in questa forma di realizzazione preferita e come meglio illustrato in figura 6, l’elemento ottico monolitico 26 è in forma di sbozzo o semilavorato per la realizzazione mediante lavorazione meccanica di una lente oftalmica secondo la superficie di lavoro la cui traccia L è illustrata in tale figura.
Negli esempi più sotto riportati, verranno ora fomiti a titolo indicativo e non limitativo alcuni esempi di preparazione di elementi ottici secondo l’invenzione. In tale esempi, le varie composizioni verranno definite indicando le parti in peso di ciascun componente ove non diversamente specificato.
ESEMPIO 1
Una resina poliuretanica bicomponente termoindurente costituita da:
Componente A: prepolimero liquido poliuretanico avente un contenuto di gruppi isocianato dell’ 11%, commercialmente disponibile da Simula Ine. con il nome di SIM2020 additivato con assorbitore UV Uvinul® 3049 (BASF) alla concentrazione dello 0,3% in peso, e
Componente B: l-metil-3,5-dietil-2,4- e/o -2,6-diaminobenzene (noto anche come 3,5-dietil-2,4-and/or-2,6-toluendiamina) o DETDA disponibile da Alberarle con il nome commerciale di Ethacure® 100,
viene colata nella cavità 5 dello stampo 1 rappresentato in figura 1 e parzialmente reticolata mediante ciclo termico di 60 minuti a 120°C.
La parte ottica parzialmente reticolata così ottenuta (strato 6) viene quindi estratta dallo stampo 1 e mediante tecniche note di analisi FT-IR si verifica la reticolazione parziale osservando la presenza di gruppi isocianato non reagiti.
La parte ottica parzialmente reticolata così ottenuta (strato 6) viene quindi posizionata nello stampo 7 così da definire con le altre parti dello stampo 7 la cavità 10 rappresentata in figura 2.
Una resina poliuretanica bicomponente termoindurente costituita da:
Componente A: prepolimero liquido poliuretanico avente un contenuto di gruppi isocianato dell’ 11%, commercialmente disponibile da Simula Ine. con il nome di SIM2020 additivato con l’assorbitore UV Uvinul® 3049 (BASF - 0,3% in peso), e colorato con i seguenti coloranti Solvent in accordo con la definizione del Color Index: Solvent Green 3 0,001%, Solvent Blue 97 0,0002%, Solvent Orange 60 0,0003%, Solvent Red 520,0004%, e
Componente B: DETDA disponibile da Albemarle con il nome commerciale di Ethacure® 100 viene quindi colata nella cavità 10 dello stampo 7 e polimerizzata mediante ciclo termico di 20 ore a 120°C.
L’elemento ottico 13 così ottenuto (figura 3) può essere per esempio utilizzato come sbozzo o semilavorato dal quale si può ottenere per lavorazione e lucidatura ottica una lente oftalmica atta alla correzione della visione. Per esempio per lavorazione ottica è possibile generare una lente correttiva con potere negativo come rappresentato in figura 3. Come raffigurato, vantaggiosamente, la generazione della superficie ottica può essere ottenuta sul lato concavo deH’elemento ottico 13 senza intaccare lo strato colorato 12.
ESEMPIO 2
Una resina poliuretanica bicomponente termoindurente costituita da:
Componente A: prepolimero liquido poliuretanico avente un contenuto di gruppi isocianato deH’11%, commercialmente disponibile da Simula Ine. con il nome di SIM2020 additivato con l’assorbitore UV Uvinul® 3049 (BASF - 0,3% in peso), e Componente B : DETDA disponibile da Alberarle con il nome commerciale di Ethacure® 100,
viene colata nella cavità 17 dello stampo 14 rappresentato in figura 4 e parzialmente reticolata mediante ciclo termico di 60 minuti a 120°C.
La parte ottica parzialmente reticolata così ottenuta (strato 19) viene quindi estratta dallo stampo 14 e mediante tecniche note di analisi FT-IR si verifica la reticolazione parziale osservando la presenza di gruppi isocianato non reagiti.
Una porzione della parte ottica parzialmente reticolata (strato 19) viene quindi colorata mediante trasferimento termico in fase liquida immergendola ad una distanza di circa 5mm dalla linea mediana in un bagno acquoso riscaldato a 90°C contenente i seguenti coloranti come definiti dal Color Index International: Disperse Blue 17, Disperse Red 15 and Disperse Yellow 3 opportunamente miscelati in proporzione tale da ottenere una colorazione digradante grigia mediante tecnica nota ad esperto del settore.
La parte ottica parzialmente reticolata (strato 19) colorata così ottenuta viene quindi posizionata nello stampo 21 così da definire la cavità 20 rappresentata in figura 5.
La stessa resina poliuretanica bicomponente termoindurente costituita da: Componente A: prepolimero liquido poliuretanico avente un contenuto di gruppi isocianato deH’11%, commercialmente disponibile da Simula Ine. con il nome di SIM2020 additivato con l’assorbitore UV Uvinul® 3049 (BASF - 0,3% in peso), e Componente B: DETDA disponibile da Albemarle con il nome commerciale di Ethacure® 100,
viene quindi colata nella cavità 20 dello stampo 21 rappresentato in fig. 5 e polimerizzata mediante ciclo termico di 20 ore a 120°C.
L’elemento ottico 26 così ottenuto può essere per esempio utilizzato come sbozzo o semilavorato dal quale si può ottenere per lavorazione e lucidatura ottica una lente oftalmica atta alla correzione della visione. Per esempio per lavorazione ottica è possibile generare una lente correttiva con potere negativo come rappresentato in figura 6. Come raffigurato, vantaggiosamente, la generazione della superficie ottica può essere ottenuta sul lato concavo dell’elemento ottico 26 senza intaccare lo strato colorato 19.
Naturalmente, al ritrovato sopra descritto un tecnico del ramo potrà apportare modifiche e varianti allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze applicative, varianti e modifiche comunque rientranti nell ambito di protezione quale definito dalle successive rivendicazioni.

Claims (44)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la fabbricazione di un elemento ottico realizzato in materia plastica termoindurente e comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, comprendente le fasi di: a) predisporre in uno stampo un primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi; b) formare su almeno una superficie di detto strato autoportante un secondo strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente: i) un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, ii) un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, iii) almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, c) sottoporre a reticolazione nello stampo detti primo e secondo strato così da formare un elemento ottico solido monolitico di materia plastica termoindurente comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
  2. 2. Metodo per la fabbricazione di un elemento ottico realizzato in materia plastica termoindurente e comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, comprendente le fasi di: d) predisporre in uno stampo un primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi ed almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione dello strato autoportante; e) formare su almeno una superficie di detto strato autoportante un secondo strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente: iv) un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, v) un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata, 1) sottoporre a reticolazione nello stampo detti primo e secondo strato così da formare un elemento ottico solido monolitico di materia plastica termoindurente comprendente almeno uno strato funzionalizzato atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase a) viene attuata mediante le fasi di: al) introdurre in una cavità di uno stampo uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente: - un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi, - un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero a2) sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi.
  4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detta fase d) viene attuata mediante le fasi di: di) introdurre in una cavità di uno stampo uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente: - un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi, - un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero, d2) sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi; d3) veicolare in almeno una porzione dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata così ottenuto almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
  5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detta fase d) viene attuata mediante le fasi di: d4) introdurre in una cavità di uno stampo uno strato di un materiale in fase liquida polimerizzabile includente: - un primo prepolimero e/o un primo monomero includente gruppi funzionali reattivi, - un componente reattivo includente gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali reattivi del primo prepolimero e/o del primo monomero, - almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa, d5) sottoporre a reticolazione parziale lo strato così formato in modo tale da ottenere uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata includente gruppi funzionali reattivi ed almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione di esso.
  6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3-5, in cui la fase a) o la fase d) di predisporre in uno stampo uno strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata viene attuata mediante stampaggio per colata.
  7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui la fase di predisporre in uno stampo detto strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata viene attuata colando nella cavità dello stampo detto materiale in fase liquida polimerizzabile mantenendo detto materiale ad una temperatura compresa tra 5°C e 120°C.
  8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3-5, in cui la fase di reticolazione parziale dello strato formato nella cavità dello stampo viene attuata mantenendo detto stampo ad una temperatura compresa tra 25°C e 300°C per un tempo compreso tra 10’ e 20 h.
  9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente ulteriormente la fase di raffreddare lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata predisposto nello stampo.
  10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui la fase di raffreddamento di detto strato autoportante viene attuata così da ridurre la temperatura dello strato ad un valore compreso tra 25°C e 80°C.
  11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10, comprendente ulteriormente la fase di riscaldare lo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata e lo stampo ad una temperatura compresa tra 30°C e 110°C prima di attuare la fase di formare un secondo strato di detto materiale in fase liquida polimerizzabile su almeno una superficie dello strato autoportante.
  12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata ha uno spessore compreso tra 0,2 e 30 mm.
  13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto secondo strato di detto materiale in fase liquida polimerizzabile ha uno spessore compreso tra 0,2 e 30 mm.
  14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata include un polimero poliuretanico parzialmente reticolato comprendente gruppi funzionali reattivi -NCO.
  15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto primo strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata include un polimero di poliolallil-carbonato parzialmente reticolato comprendente gruppi funzionali reattivi -CH=CH2.
  16. 16. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase b) viene attuata colando detto materiale in fase liquida polimerizzabile in una cavità definita nello stampo tra detta almeno una superficie dello strato autoportante ed una superficie interna dello stampo.
  17. 17. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 16, in cui detta fase b) viene attuata colando detto materiale in fase liquida polimerizzabile in una cavità definita nello stampo mantenendo detto materiale ad una temperatura compresa tra 5°C e 120°C.
  18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto primo prepolimero in fase liquida è scelto nel gruppo comprendente: prepolimeri poliisocianici aventi un contenuto di gruppi funzionali reattivi isocianato -NCO compreso tra 5 e 50% in peso, una funzionalità media compresa tra 2 e 3, una viscosità inferiore a 5.000 mPa.s a 70°C, prepolimeri di poliol-allil-carbonato comprendente gruppi funzionali reattivi -CH=CH2, una funzionalità media compresa tra 1 e 2, una viscosità di 5-60 mPa.s a 25°C.
  19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto primo monomero in fase liquida è scelto nel gruppo comprendente: monomeri includenti gruppi funzionali reattivi isocianato -NCO, monomeri di allil-carbonato comprendente gruppi funzionali reattivi -CH=CH2.
  20. 20. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto componente reattivo comprende: almeno un secondo prepolimero e/o almeno un secondo monomero e/o almeno un agente reticolante e/o almeno un catalizzatore di polimerizzazione del primo prepolimero e/o primo monomero, in fase liquida o in fase solida, includenti gruppi funzionali in grado di reagire chimicamente con i gruppi funzionali rettivi del primo prepolimero e/o del primo monomero ed eventualmente con i gruppi funzionali reattivi dello strato autoportante di materia plastica termoindurente parzialmente reticolata.
  21. 21. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui detto almeno un secondo prepolimero è scelto nel gruppo comprendente prepolimeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e prepolimeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
  22. 22. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui detto almeno un secondo monomero è scelto nel gruppo comprendente: monomeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e monomeri includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
  23. 23. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui detto almeno un agente reticolante è scelto nel gruppo comprendente: agenti reticolanti includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e agenti reticolanti includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
  24. 24. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui detto almeno un catalizzatore è scelto nel gruppo comprendente: catalizzatori includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi isocianato -NCO e catalizzatori includenti gruppi funzionali reattivi con i gruppi -CH=CH2.
  25. 25. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui dette fasi c) o f) di sottoporre a reticolazione nello stampo detti primo e secondo strato vengono attuate mantenendo detto stampo ad una temperatura compresa tra 25° e 300°C per un tempo compreso tra 3h e 25 h.
  26. 26. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente ulteriormente la fase di: g) veicolare in almeno una porzione di detto strato autoportante di materia plastica termoindurente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
  27. 27. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 26, in cui dette fasi d3) o g) vengono attuate mediante rivestimento a immersione, trasferimento termico in fase liquida, trasferimento termico in fase vapore, rivestimento per spruzzatura di detta almeno una porzione dello strato autoportante di materia plastica termoindurente.
  28. 28. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detto materiale in fase liquida polimerizzabile include ulteriormente almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
  29. 29. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-28, in cui detto almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa è scelto tra composti coloranti atti a filtrare la luce visibile, composti fotocromatici e loro miscele.
  30. 30. Metodo secondo la rivendicazione 29, in cui detti composti coloranti atti a filtrare la luce visibile comprendono gruppi cromofori azobenzenici, gruppi cromofori antrachinonici, e loro miscele.
  31. 31. Metodo secondo la rivendicazione 29, in cui detti composti fotocromatici sono scelti nel gruppo comprendente spiropirani, spirossazine, fulgidi, e loro miscele.
  32. 32. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-31, comprendente ulteriormente la fase di associare ad almeno una superficie di detto elemento ottico monolitico di materia plastica termoindurente un film o un rivestimento polarizzante.
  33. 33. Elemento ottico di materia plastica termoindurente comprendente: i) un primo strato di materia plastica termoindurente avente caratteristiche di trasmissione della luce prefissate, e ii) un secondo strato di materia plastica termoindurente formato di pezzo con detto primo strato e funzionalizzato così da avere in almeno una porzione di esso caratteristiche di trasmissione della luce differenziate rispetto a detto primo strato, in cui l elemento ottico presenta caratteristiche di trasmissione della luce con sostanziale assenza di birifrangenza.
  34. 34. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33, in cui detti primo e secondo strato hanno uno spessore compreso tra 0,2 e 30 mm.
  35. 35. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33, in cui detto secondo strato include almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa in almeno una porzione di esso.
  36. 36. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33 o 35, in cui detto primo strato include almeno un composto atto a modificare le caratteristiche spettrali della luce trasmessa.
  37. 37. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33, comprendente ulteriormente un film o un rivestimento polarizzante associato ad almeno una superficie di esso.
  38. 38. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33, in forma di semilavorato per la realizzazione di oculari per occhiali.
  39. 39. Elemento ottico secondo la rivendicazione 38, in forma di lente oftalmica per occhiali ottenuta mediante lavorazione meccanica di detto semilavorato.
  40. 40. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33, in forma di oculare.
  41. 41. Elemento ottico secondo la rivendicazione 40, in cui detto oculare è una lente per occhiali.
  42. 42. Elemento ottico secondo la rivendicazione 40, in cui detto oculare è una visiera, una maschera protettiva o uno schermo portatile.
  43. 43. Elemento ottico secondo la rivendicazione 33, comprendente ulteriormente un rivestimento di specchiatura e/o un rivestimento antiriflesso su almeno una superficie di esso.
  44. 44. Dispositivo di protezione dell’occhio comprendente un elemento ottico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 33-43.
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