BRPI0921497B1 - Método para fabricar um elemento óptico funcionalizado - Google Patents
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Abstract
"elemento óptico funcionalizado, e, método para fabricar um elemento óptico funcionalizado" um método para laminar uma película em um artigo óptico e um adesivo em bicamada para uso no método. o adesivo em bicamada inclui uma camada de adesivo de látex ou adesivo de silano específico e uma camada de i-llv1a sequencialmente dispostas sobre a película e secas para formar uma camada sólida de espessura uniforme por toda parte para fornecer qualidade óptica. vários tipos de películas podem ser empregados para 1 o fornecer uma função óptica. seguindo as etapas de pré-tratamento opcionais, os adesivos são revestidos sobre a película. uma técnica de prensagem a quente óptica é usada para liberar o calor e pressão durante um período curto de tempo para formar um artigo óptico funcionalmente melhorado com uma alta resistência adesiva.
Description
1. Campo da Invenção [0001] A invenção refere-se a um método para laminar uma estrutura em camadas funcionalizada em um elemento de base óptico com um adesivo em bicamada e o elemento óptico funcionalizado resultante.
2. Técnica Anterior [0002] Várias películas e revestimentos são combinados com elementos ópticos para melhorar suas performances. Adesão entre películas polarizadas e lentes plásticas tem sido um problema duradouro dentro da indústria. A seleção de um adesivo sempre representa um compromisso entre a facilidade de uso, integridade mecânica e qualidade óptica.
[0003] Uma abordagem é detalhada no WO 2006/082105 o qual emprega uma cola de látex em um processo de transferência de película. Na EP 1.868.798 uma cola de HMA para um processo de transferência de película é descrita. No WO 2002/096521 uma película polarizada é laminada com um adesivo sensível à pressão. Em uma abordagem mecânica descrita na US 2007/0195262, um suporte complexo é usado para envolver a película durante a laminação para melhorar adesão.
[0004] Entretanto, as técnicas previamente reveladas têm um número de desvantagens, principalmente devido à pouca adesão ou baixa performance mecânica. Tentativas de resolver esses defeitos têm marginalmente melhorado a resistência à adesão com uma perda de qualidade óptica. Consequentemente, existe uma necessidade de fornecer um método de aplicação de adesivo o qual compensa as propriedades diferentes do material da película e superfície da lente para fornecer uma alta resistência adesiva em um processo de laminação básico.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0005] É, portanto, um objeto da presente invenção melhorar ambas propriedades mecânicas e ópticas dos elementos ópticos funcionalizados laminados.
[0006] É ainda um outro objeto apresentar dois adesivos diferentes e métodos para aplicar os mesmos para fornecer um adesivo em bicamada que pode ser
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2/21 facilmente empregado em uma variedade de métodos de prensagem a quente óptico. [0007] É outro objeto aplicar os diferentes adesivos em tal uma maneira para formar uma camada uniformemente fina em qualidade óptica.
[0008] Esses e outros objetos de acordo com a invenção são alcançados por um elemento óptico funcionalizado que inclui um elemento de base óptico e uma estrutura em camadas funcionalizada que incorpora pelo menos uma camada funcional a qual é colada diretamente no elemento de base óptico para formar um elemento óptico funcionalizado. Uma estrutura adesiva em bicamada é disposta entre o elemento de base óptico e o suporte em camadas funcionalizado. A estrutura adesiva em bicamada inclui uma camada de adesivo de látex disposta em uma superfície de dita estrutura em camadas funcionalizada e uma camada de adesivo termorreversível disposta entre a camada de látex e o elemento de base óptico para formar um adesivo em bicamada que permanentemente retém a estrutura em camadas funcionalizada sobre o elemento de base óptico enquanto mantém a qualidade óptica. A estrutura adesiva em bicamada pode incluir uma camada de um adesivo de silano específico, mais particularmente um gama-aminopropiltrietoxisilano disposto sobre uma superfície de dita estrutura em camadas funcionalizada e uma camada de adesivo termorreversível disposta entre a camada de adesivo de silano e o elemento óptico para formar um adesivo em bicamada que permanentemente retém a estrutura em camadas funcionalizada sobre o elemento de base óptico enquanto mantém também a qualidade óptica.
[0009] A camada de adesivo de látex compreende um material selecionado do grupo que consiste de um látex acrílico, um látex (met)acrílico, um látex de poliuretano, um látex de núcleo/casca, e suas combinações. A camada de látex compreende uma camada sólida e seca entre 0,5 mícrons e 10 mícrons de espessura com uma espessura uniforme por toda a parte para fornecer uma qualidade óptica. Em uma modalidade preferida a camada de látex tem entre 1,0 mícrons e 5,0 mícrons de espessura com uma espessura variando menos de 0,5 mícrons por toda a parte para fornecer uma qualidade óptica.
[0010] A camada de adesivo termorreversível inclui um ou mais de um HMA
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3/21 curável por UV, um monômero curável por UV, um HMA termicamente curável, e um monômero termicamente curável, um HMA de polímero, um HMA de polímero termoplástico, e um colóide. Em uma modalidade preferida, o HMA é um adesivo de poliuretano termicamente ativável. A camada de HMA compreende uma camada sólida e seca entre 1,0 mícron e 20 mícrons com uma espessura uniforme por toda a parte para fornecer qualidade óptica. Em uma modalidade preferida, a camada de HMA tem entre 1,5 mícrons e 10 mícrons com uma espessura uniforme variando menos que 0,5 mícrons por toda a parte para fornecer qualidade óptica.
[0011] Vários tipos de estrutura em camadas funcionalizada incluem uma ou mais camadas selecionadas do grupo que consiste de: uma camada de função óptica; uma camada estruturada óptica; uma estrutura de lentes Fresnel; uma camada de polarização; uma camada fotocrômica; uma camada de revestimento duro; uma camada de revestimento superior; uma camada anti-turvação; uma camada antimanchas; uma camada anti-reflexo; e uma camada anti-estática. Em uma modalidade preferida, a estrutura em camadas funcionalizada inclui um de uma película de polarização, uma película de polarização de PET. Película de polarização compreende notadamente uma camada de PVA disposta entre duas camadas idênticas ou diferentes de material selecionado de triacetato de celulose (TAC), butirato-acetato de celulose (CAB), policarbonato (PC) e poliuretano (PU). Como exemplo de película de polarização, TAC/PVA/TAC representa um dos tipos mais comuns.
[0012] O elemento de base óptico é um elemento de base óptico termorrígido ou termoplástico selecionado do grupo que consiste de uma lente acabada, uma lente semi-acabada, uma lente PAL, uma lente afocal, uma lente plano, uma lente unifocal e uma lente multifocal.
[0013] Um conjunto preferido é um elemento de base óptico que compreende uma lente de policarbonato e que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma película de polarização e que o adesivo de látex é um adesivo de látex de poliuretano e que o HMA é um adesivo de poliuretano termicamente ativável que coletivamente formam uma lente oftálmica polarizada laminada.
[0014] Um outro conjunto preferido é um elemento de base óptico que
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4/21 compreende uma lente de alto índice de refração que compreende um polímero de poliuretano formado de poliisocianato e politiol e que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma película de polarização e que o adesivo de látex é um adesivo de poliuretano e que o HMA é um adesivo de poliuretano termicamente ativável que coletivamente formam uma lente oftálmica polarizada laminada.
[0015] Outro aspecto da invenção inclui um método para produzir um elemento óptico funcionalizado que compreende as seguintes etapas. Um elemento de base óptico e uma estrutura em camadas funcionalizada que inclui pelo menos uma camada funcional são fornecidos. Uma camada de adesivo de látex é primeiramente revestida sobre uma superfície de dita estrutura em camada funcionalizada. Uma camada de adesivo termorreversível é secundariamente revestida sobre a camada de adesivo de látex seco para formar uma lâmina de adesivo em bicamada uniformemente fina de qualidade óptica. A estrutura em camadas funcionalizada é prensada a quente contra o elemento de base óptico com a segunda camada de revestimento de HMA em contato com uma superfície do elemento de base óptico para formar um elemento óptico funcionalizado com alta resistência adesiva.
[0016] A estrutura em camadas funcionalizada é termoconformada em uma curva que está próxima da curva de base do elemento de base óptico antes da laminação. Uma etapa de pré-tratamento adicional pode incluir tratar a superfície da estrutura em camadas funcionalizada com uma descarga de corona e/ou um tratamento químico tal como um tratamento cáustico. Dependendo do material do elemento de base óptico, uma etapa de pré-tratamento opcional pode também se realizada no elemento de base óptico. Tal pré-tratamento poderia também ser um tratamento com plasma ou UV.
[0017] A primeira etapa de revestimento compreende revestir por rotação um adesivo de látex de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 0,5 mícrons e 10 mícrons. A segunda etapa de revestimento compreende revestir por rotação um HMA de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 1 mícron e 30 mícrons. O elemento óptico funcionalizado laminado pode ser exposto ao calor e radiação UV. É importante mencionar que a qualidade da adesão é muito dependente
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5/21 de como a camada biadesiva é formada. Então os inventores deveriam subscrever que revestir a camada biadesiva sobre a camada funcionalizada então prensada a quente no elemento de base óptico fornece uma alta adesão. Ao contrário, quando uma camada biadesiva é aplicada ao elemento de base óptico o qual é então prensado a quente sobre a camada funcionalizada, a adesão é muito pobre.
[0018] Em uma modalidade preferida, a primeira etapa de revestimento compreende revestir por rotação um adesivo de látex de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 1,0 mícron e 5,0 mícrons; e que dita segunda etapa de revestimento compreende revestir por rotação um HMA de adesivo de poliuretano termicamente ativável para uma espessura seca final entre 1,5 mícrons e 10 mícrons para fornecer uma lâmina de adesivo em bicamada em qualidade óptica com uma espessura uniforme variando de menos que 0,5 mícrons através da superfície. Em uma modalidade preferida, o elemento de base óptico é uma lente de policarbonato e que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma película de polarização a qual coletivamente formam uma lente oftálmica polarizada laminada.
BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO [0019] As vantagens, natureza e várias características adicionais da invenção irão aparecer mais completamente em consideração das modalidades ilustrativas agora a ser descritas em detalhe em conexão com o desenho anexo.
[0020] Figura 1 é um fluxograma que mostra várias etapas de acordo com uma modalidade do método de laminação de acordo com a invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS [0021] Na fabricação e customização de elementos ópticos, as propriedades do elemento de base óptico são frequentemente melhoradas laminando uma estrutura em camadas funcionalizada sobre uma superfície do elemento de base óptico. Dentro da categoria de adesivo que se baseia em métodos de laminação, várias técnicas têm sido propostas as quais incluem uma única camada de cola termicamente curável, cola curável por UV, adesivo termorreversível (HMA) ou adesivo sensível a pressão (PSA). Todas as técnicas da arte anterior têm problemas de performance mecânica ou óptica devido a uma espessura desigual da camada de cola, uma falta de boa
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6/21 adesão ou baixa propriedade mecânica da camada adesiva.
[0022] O princípio dessa invenção é usar um adesivo em bicamada que é aplicado à estrutura em camadas funcionalizada em estágios antes de laminar em lente. A primeira camada adesiva é látex o qual pode se ligar fortemente a estrutura em camadas funcionalizada. Um adesivo de silano específico, gama aminopropiltrietoxisilano, pode ser usado como primeira camada adesiva no lugar do adesivo de látex. A segunda camada adesiva é um adesivo termorreversível (HMA) o qual pode se ligar fortemente a lente. Ao usar a combinação dessas duas camadas, a estrutura em camadas funcionalizada pode ser fortemente ligada à lente por uma variedade de métodos em um período muito curto. As camadas de látex e HMA podem ser aplicadas ao suporte em camadas funcionalizada na forma líquida, por exemplo, via revestimento por rotação ou revestimento por imersão, para obter uma camada de adesivo uniformemente espessa e muito fina de qualidade óptica. Para melhorar a adesão entre o látex e o suporte em camadas funcionalizado, etapas de prétratamento opcionais podem ser realizadas, tal como tratamento com corona ou cáustica. O suporte em camadas funcionalizado pode ser termoconformado para uma forma próxima à curva de base do elemento de base óptico. Além disso, a superfície do suporte em camadas funcionalizado pode ser submetida a um tratamento de descarga com corona ou um tratamento químico mais especificamente um tratamento cáustico. Tal pré-tratamento pode ser também aplicado ao elemento de base óptico.
[0023] O adesivo em bicamada é útil na laminação dos elementos de base ópticos feitos de plásticos os quais poderiam ser um material termoplástico ou termorrígido. Os elementos de base poderiam ser feitos de qualquer material termorrígido óptico incluindo poliuretanos, CR-39 e poliuretanos de alto índice, por exemplo, 1,67. Uma lista de exemplos de plásticos inclui policarbonato, poliamida, poliimida, polisulfona, copolímeros de polietilenotereftalato e policarbonato, poliolefina, homopolímeros e copolímeros de dietileno glicol, bis(alilcarbonato), homopolímeros e copolímeros de monômeros (met)acrílicos, homopolímeros e copolímeros de monômeros tio(met)acrílicos, homopolímeros e copolímeros de uretano, homopolímeros e copolímeros de tiouretano, homopolímeros e copolímeros de epóxi, e homopolímeros
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7/21 e copolímeros de episulfure. Em uma modalidade preferida o elemento de base óptico compreende uma lente termoplástica moldada por injeção, por exemplo, policarbonato, ou como material termorrígido com alto índice de refração 1,67 e material compreendendo um polímero de poliuretano formado de poliisocianato e politiol.
[0024] O adesivo em bicamada é útil na laminação ou dos lados convexo ou côncavo dos elementos de base ópticos, por exemplo, lentes ofáltmicas. As lentes podem ser lentes de óculo de sol, lentes plano, visores, ou lentes de prescrição (Rx). Tais lentes podem incluir lentes acabadas (F), lentes semi-acabadas (SF), lentes de adição progressiva (PAL), lentes multifocais, lentes unifocais e lentes afocais. O elemento de base óptico pode ser transparente, pintado ou tingido.
[0025] O suporte em camadas funcionalizado pode compreender uma película ou revestimento que contribui para a função de performance ou óptica para o elemento de base óptico. Além disso, o suporte em camadas funcionalizado pode compreender uma película ou revestimento multi-funcional que contribui pelo menos para uma função óptica, pelo menos para uma função de performance, ou suas combinações. Exemplos de funções ópticas incluem elementos ópticos de polarização ou fotocrômicos. Tais funções são realizadas pelas películas polarizadas, películas micro-estruturadas como descritas, por exemplo, no WO 2006/013250, películas fotocrômicas e revestimentos fotocrômicos. Materiais de polarização estão comercialmente disponíveis como película de polietilenotereftalato (PET) ou película de polivinilacetato (PVA) encapsulada ou por duas películas de celulose de dois tipos principais - películas de triacetato de celulose (TAC) e películas de butirato-acetato de celulose (CAB) ou películas de policarbonato ou poliuretano. Outras películas em camadas funcionalizadas poderiam ser PET as quais incluem um revestimento antireflexo, um revestimento duro, ou qualquer revestimento superior, tais como um revestimento anti-estático, revestimento anti-turvação ou anti-manchas, e um revestimento ou camadas de polarização. Em uma modalidade preferida da invenção, uma película de polarização é aderida ao elemento de base óptico para fornecer uma lente polarizada.
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8/21 [0026] Exemplos de funções de performance incluem revestimento duro, resistência ao impacto, anti-estático, anti-manchas e anti-reflexivo. Tais funções são realizadas na forma de películas de multi-revestimentos duros (HMC) as quais tem várias camadas capeadas por uma película de revestimento superior.
[0027] O elemento em camadas funcionalizado irá ter uma superfície designada para contato com o elemento de base óptico. Seguindo quaisquer etapas de prétratamento opcional, essa superfície de contato irá receber uma camada de adesivo de látex aplicado de modo a obter a qualidade óptica e boa ligação ao elemento em camadas funcionalizado. Os vários processos de aplicação devem ser descritos em maior detalhe abaixo. A etapa de aplicação envolve secar a camada de látex de modo que uma camada sólida e fina de látex permanece. A camada de látex seca deve ser de suficiente pureza para apresentar cor, transmissão e transparência em um nível consistente com as lentes oftálmicas de qualidade óptica. Além disso, a camada de látex deve possuir uma espessura uniforme através de sua superfície. Espessura uniforme refere-se a uma camada a qual tem uma espessura consistente que varia de menos que 0,01 mícron a 0,5 mícrons. De acordo com a invenção, a camada de látex deve ser aplicada a uma espessura entre cerca de 0,5 e cerca de 10 mícrons. Em uma modalidade preferida, a camada de látex deve ter uma espessura entre 1,0 mícron a 5,0 mícrons. Para camadas de cerca de 0,5 mícrons de espessura, a variação na espessura deve ser menor que 0,1 mícron. Para camadas com cerca de 5,0 mícrons de espessura, a variação na espessura deve ser menor que 0,5 mícrons. [0028] Materiais de látex que se enquadram nestes requisitos que podem ser usados na invenção incluem látex de poliuretano, látex acrílico, e látex de núcleo/casca. Por exemplo, (met) acrílico tal como látex acrílico comercializado sob o nome de látex acrílico A-639 pela Zeneca, látex de poliuretano, tais como os látex comercializados sob os nomes W-213, W-240 e W-234 por Baxenden, ou um látex de poliuretano baseado neste produto comercializado. De preferência, os látex de poliuretano são utilizados na prática da invenção e mais particularmente tais látex como descritos na US 5,316,791. Outros látex preferidos são látex de núcleo/casca tais como aqueles descritos nas patentes US 6,503,631 e US 6,489,028. Outros látex
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9/21 preferidos são (met)acrilatos de alquila tais como butilacrilato ou butil(met)acrilato. [0029] Os materiais de látex podem ser opcionalmente combinados com aditivos para ajustar as propriedades reológicas, mecânicas ou ópticas dos mesmos. Por exemplo, um agente de acoplamento pode ser adicionado ao material de látex para promover a adesão ao suporte em camadas funcionalizado conforme descrito na US 6,562,466. O material de látex pode incluir um corante cosmético ou fotocrômico ou um corante colorido ou materiais funcionais, tais como materiais anti-estáticos, por exemplo, como descritos nas EP 1.161.512. US 6.770.710 e US 6.740.699.
[0030] Como mencionado acima, no lugar do látex, é possível usar um derivado como o adesivo de silano específico que é representado por gama aminopropiltrietoxisilano. Este composto é notadamente comercializado pela Momentive Performance Material sob o nome Silquest A-1100 na presente invenção, uma solução A-1100 foi feita pela adição de 6,25% do A-1100 em volume de água deionizada, tal solução sendo revestida por rotação sobre a camada funcionalizada.
[0031] Segunda camada de HMA. Após a camada de látex estar seca, sólida e estável, um material adesivo termorreversível (HMA) é aplicado sobre a camada de látex, de modo a atingir a qualidade óptica. Os vários processos de aplicação devem ser descritos em maior detalhe abaixo. A etapa de aplicação envolve secagem do HMA, para que uma camada fina e sólida de HMA permaneça. A camada de HMA seca deve ser de suficiente pureza para mostrar a cor, a transmissão e a transparência em um nível consistente com a qualidade óptica de lentes oftálmicas. Além disso, a camada de HMA deve possuir uma espessura uniforme em toda a sua superfície. Espessura uniforme refere-se a uma camada que tem uma espessura consistente, que varia de menos de 0,1 mícron a 0,5 mícrons. De acordo com a invenção, a camada de HMA será aplicada a uma espessura de entre cerca de 1,0 e cerca de 30 mícrons. Em uma modalidade preferida, a camada de látex deve ter uma espessura de 1,5 mícrons até 15 mícrons. Para camadas de cerca de 1,5 mícrons de espessura, a variação da espessura deve ser menor que 0,5 mícrons. Para camadas de cerca de 10,0 mícrons de espessura, a variação da espessura deve ser menor do que 1,0 mícron.
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10/21 [0032] Materiais de HMA que se enquadram nestes requisitos que podem ser utilizados na invenção incluem materiais à base de adesivo de poliuretano termicamente ativável. Estes materiais são caracterizados como dispersões aquosas aniônicas de poliuretano de alto peso molecular. Um tipo de HMA que está comercialmente disponível da Bayer são referidos como Dispercoll® U42 e KA-8758. Bond Polymers International LLC comercializa também duas dispersões de poliuretano do waterbome que são usáveis na presente invenção: Bondthane® UD104 e Bondthane® UD-108. Os materiais de HMA podem ser opcionalmente combinados com aditivos para ajustar as propriedades reológicas, mecânicas ou ópticas. Por exemplo, aditivos, tais como água ou sílica coloidal ou tensoativo, podem ser adicionados à formulação de HMA para facilitar a reticulação para melhorar a dureza e durabilidade. Um colóide adequado podería ser sílica coloidal SM-30 LUDOX®, 30% em peso de suspensão em H2O. O percentual de colóide no HMA pode estar na faixa de 1 -20% em peso e com uma faixa preferida de 2 -10% em peso. Os materiais de HMA nessa invenção também pode ser qualquer polímero conhecido para a formulação de um adesivo termorreversível, mas é, de preferência, um polímero termoplástico. Assim, o polímero de HMA pode ser escolhido entre poliolefinas, poliamidas, poliuretanes, poliuretanos/uréias, polivinilpirrolidonas, poliésteres, poliesteramidas, poli(oxazolinas) e sistemas de poli(met)acrílico. Poliolefinas adequadas são reveladas na patente US particular 5,128,388. Poliolefinas preferidas são elastômeros termoplásticos em bloco tais como elastômeros em bloco compreendendo blocos de poliestireno, blocos de polibutadieno, blocos de poliisopreno ou blocos de copolímero de etileno-butileno. Além disso, qualquer tipo de HMA termicamente curável/por UV ou mistura de HMA com camadas de adesivo de monômeros termicamente curáveis/por UV podem ser usados nessa invenção como uma segunda camada de adesivo.
[0033] O adesivo em bicamada de acordo com a invenção compreende uma camada de adesivo de látex seca disposta entre uma estrutura em camadas funcionalizada e uma camada de HMA de poliuretano seca. Sob vários processos que fornecem calor, pressão e tempo, o adesivo em bicamada opera para aderir a
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11/21 estrutura em camadas funcionalizada a um elemento de base óptico. O adesivo em bicamada compreende uma camada uniformemente fina de qualidade óptica. Nós referimos a esta construção como uma lâmina, significando uma camada ultra fina composta por dois adesivos diferentes, com espessura uniforme fornecendo assim qualidade óptica. O adesivo em bicamada fornece uma combinação exclusiva de materiais que tratam das propriedades dos materiais díspares entre a estrutura em camadas funcionalizada e o elemento de base óptico. A camada de látex tipicamente exibe boa adesão ao suporte em camadas funcionalizado ou ao elemento de base óptico em uma superfície sozinha durante revestimento a úmido e para etapa seca. No entanto, ela tem pobre aderência à lente quando re-ativada por calor e pressão, após secagem da película TAC. A camada de HMA, em contrapartida, tem a resistência adesiva variável à lente quando re-ativada após a secagem. Mas ela não tem uma boa aderência como a camada de látex para a película durante a etapa seca e úmida. Mais particularmente, o HMA tem resistência adesiva limitada à superfície da estrutura em camadas funcionalizada. Surpreendentemente, descobriu-se que o tratamento da estrutura em camadas funcionalizada com um adesivo de látex ou camada de silano específico, o HMA agora teria alta resistência adesiva em ambas as lentes e a película funcional. Assim, a combinação da camada de látex e a camada de HMA supera os problemas associados com adesão de diferentes materiais juntos para fornecer um elemento óptico funcionalizado com a qualidade óptica e alta resistência mecânica.
[0034] Como pode ser visto no fluxograma da figura 1, são mostradas várias etapas para a fabricação de um elemento óptico funcionalizado. Enquanto uma etapa de pré-processamento opcional é mostrada, podem existir duas ou mais etapas de pré-processamento envolvido em uma modalidade específica da invenção. Da mesma forma, outras etapas podem ser introduzidas em várias fases e o método reivindicado é intencionado para cobrir aqueles em uma forma não-limitante.
[0035] Na etapa 10, é fornecida uma estrutura em camadas funcionalizada. A estrutura em camadas funcionalizada pode ter mais de uma camada. O suporte em camadas funcionalizado pode incluir uma combinação de camadas funcionais e
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12/21 camadas não-funcionais. Os tipos e categorias de camadas funcionais estão descritos acima em uma lista de exemplos não-limitados. Um elemento de base óptico também é fornecido. Os tipos e categorias de elementos de base ópticos são descritos acima em uma lista de exemplos não-limitados.
[0036] Na etapa 13, etapas de pré-tratamento opcionais podem ser empregadas. A estrutura em camadas funcionalizada pode ser pré-tratada para melhorar a aderência do adesivo de látex. Por exemplo, a superfície de face pode estar exposta a um tratamento de descarga de corona ou tratamento cáustico. Alternativamente, ou adicionalmente, a estrutura em camadas funcionalizada pode ser termoconformada em uma curva semelhante à curva de base da superfície de face do elemento de base óptico. Se a termoconformação é empregada, o suporte em camadas funcionalizado será termoconformado em uma curva dentro de cerca de 1 dioptria da curva de base do elemento de base óptico. Ambas as etapas de termoconformação e melhoria da adesão podem ser efetuadas em qualquer ordem.
[0037] Etapa 16 inclui uma etapa de aplicação do adesivo de látex para depositar o material de látex sobre a estrutura em camadas funcionalizada. Antes da aplicação, uma etapa de mistura 15 opcional pode ser fornecida. O material de látex pode ser combinado com um aditivo para melhorar as propriedades reológicas, mecânicas ou ópticas. Por exemplo, um agente de acoplamento pode ser misturado com o material de látex a fim de promover a adesão com a estrutura em camadas funcionalizada. Um corante cosmético ou corante fotocrômico ou um corante colorido podem ser misturados com o material de látex. Dois ou mais aditivos compatíveis podem ser empregados.
[0038] Na etapa 16a, o adesivo de látex é aplicado na forma líquida na superfície da face da estrutura em camadas funcionalizada. O látex é então seco 16b para formar uma camada sólida, uniformemente fina em qualidade óptica. O adesivo de látex pode ser depositado por diferentes métodos de aplicação conhecidos dentro da indústria óptica para fornecer camadas de revestimento igualmente finas, por exemplo, revestimento por rotação ou revestimento por imersão. A camada de látex úmida é submetida a uma etapa de secagem 16b, que pode incluir a introdução de calor. A
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13/21 secagem pode ocorrer dentro de uma atmosfera controlada envolvendo ar limpo e seco.
[0039] Etapa 18 inclui uma etapa de aplicação de HMA para depositar um material de HMA sobre a camada de látex seco. Na etapa 18a, o HMA é aplicado na forma líquida na superfície da face da estrutura em camadas funcionalizada, em cima da camada de látex. O HMA é então seco 18b para formar uma camada sólida, uniformemente fina em qualidade óptica. O HMA pode ser depositado por vários métodos de aplicação conhecidos dentro da indústria óptica para fornecer camadas de revestimento igualmente finas, por exemplo, revestimento por rotação ou revestimento por imersão. A camada de HMA úmida é submetida a uma etapa de secagem 18b, que pode incluir a introdução de calor. Secagem pode ocorrer dentro de uma atmosfera controlada com ar limpo e seco.
[0040] A camada de biadesivo seca é então colocada em contato com a superfície do revestimento do elemento de base óptico e submetida a uma etapa de laminação 20. Geralmente, laminação envolve uma combinação de pressão e calor aplicados durante um curto período de tempo. Pode também incluir expor o conjunto prensado a quente à radiação UV, para curar um adesivo curável por UV, se presente.
[0041] Vários sistemas e processos são conhecidos dentro da indústria óptica para fornecer uma quantidade precisa e uniforme da pressão através de superfícies ópticas. Uma lista de exemplos dos sistemas de laminação que podem ser empregados com a invenção incluem o seguinte. Os sistemas de prensagem a quente ou ar quente assim chamados podem ser utilizados para a laminação. Um dispositivo de acúmulo tendo um suporte para lente pode ser ajustado para aplicar pressão, com o ajuste e em seguida colocado em um forno. Um processo de FST (Transferência do Lado Frontal) pode ser utilizado, como descrito na EP 1.917.136. Um processo de BST (Transferência do Lado Traseiro) pode ser utilizado, como descrito no WO2003/004255. Outros sistemas de laminação de película HMC podem ser utilizados. Um processo, conforme descrito no WO2006/105999, pode ser utilizado com a adição de calor. Lentes moldadas por injeção podem ser laminadas em moldes através da colocação da estrutura em camadas funcionalizada em um molde aberto
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14/21 oposto ao local de onde a lente é mantida, e, em seguida, o molde é fechado para aplicar calor e pressão. Nós definimos Revestimento por Prensa de Pós Injeção (PIPC) (como descrito no WO2007/085910) como um sistema de laminação em molde que utiliza o calor e a pressão de um molde por injeção para laminar uma película sobre uma lente recém-moldada. Um processo básico de laminação envolvería aplicar pressão maior que de 10 psi (68,9 kPa), aquecimento de pelo menos 60°C, e manter por pelo menos cerca de 2 a 5 minutos. Qualquer um destes parâmetros pode ser ajustado para mais ou menos dependendo das condições gerais do processo e a quantidade total de energia que está sendo introduzida na laminação.
[0042] O elemento de base óptico funcionalizado resultante tem boas propriedades mecânicas conforme medido pela alta resistência adesiva do suporte em camadas funcionalizado para o elemento de base óptico. Amostras do elemento de base óptico resultante são capazes de resistir aos testes de adesão rigorosos e de processamento de lente convencional sem delaminação. Para realizar tais testes de adesão, conhecidos como o teste de força de descascamento, uma grande banda de 25,4 milímetros de largura é cortada na película laminada. A lente é solidamente fixada a uma plataforma. A força é aplicada em 90 graus para descascar a banda de película da lente. A velocidade de descascamento é 2,54 mm/min. A força necessária para manter a velocidade de descascamento é registrada. O elemento óptico funcionalizado resultante tem boas propriedades ópticas devido à seleção de adesivos e seus métodos de aplicação precisa. Vários exemplos do método da invenção serão apresentados abaixo juntamente com exemplos comparativos que demonstram a utilidade das invenções.
Exemplos 1 e 2 [0043] Teste de comparação da adesão sobre as películas TAC/PVA/TAC entre um látex de uretano baseado em W-234 de Baxenden e HMA-U42: a película TAC foi tratada com corona em primeiro lugar, em seguida, as películas foram revestidas por rotação com ou uma solução de látex de poliuretano ou U42 nas condições de rotação de 450-500 rpm por 3-5 segundos e 1000-1500 rpm por 8-10 segundos e depois secas a 60°C por 10-30 min. Após a secagem e resfriamento, o comportamento de adesão
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15/21 na película TAC foi medido pelo método clássico de fita tracejada, como mostrado na Tabela 1 a seguir. O resultado mostrou que o látex tem uma melhor pontuação de adesão do que o HMA em uma película TAC.
Tabela 1 - Teste do adesivo sobre a película polarizada TAC
| Exemplos | Adesivos | Película | Tratamento | Revestimento | Pontuação de adesão através da fita tracejada |
| Ex. 1 | Látex | TAC | Corona | Rotação e Seco | 0 |
| Ex. 2 | HMA/U42 | TAC | Corona | Rotação e Seco | 5 |
· Pontuação através da fita tracejada 0 significa aderência perfeita entre o látex e a película TAC e 5 significa falha de adesão entre U42 e TAC.
Exemplo 3 [0044] Uma película polarizada TAC (TAC/PVA/TAC) da empresa Onbilt foi primeiramente termoconformada em uma curva próxima da parte frontal de uma lente de policarbonato. O lado convexo da película TAC é submetido a uma descarga de corona utilizando equipamento Taniec. Um adesivo de látex de uretano baseado em W-234 da Baxenden é revestido por rotação sobre a superfície da película tratada e deixado secar durante 30 minutos a 60°C. Em seguida, uma solução de HMA de Dispercoll® U42 é revestida por rotação sobre a parte superior da camada de látex seca e deixada secar durante 10 minutos a 60°C. A camada de biadesivo seca foi deixada então contra uma lente de policarbonato, utilizando um dispositivo de acúmulo tendo um suporte para lente e uma membrana de silicone inflável. A pressão foi aumentada lentamente até 30 psi (206,9 kPa) para alcançar o contato total através das superfícies inteiras da película e lente. O acumulador foi colocado em um forno a 80°C por 30 minutos.
[0045] Após a laminação o elemento óptico polarizado exibiu adesão muito forte entre a película e a lente. Nenhuma delaminação ocorreu mesmo após o alisamento, polimento e recorte de Rx. A força de adesão entre a película e o vidro laminado foi medida pelo equipamento Instron, onde o teste de tração de 90 graus resultou em
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16/21 uma medida 1,01 N/mm com uma velocidade de tração de 2,45 mm/minuto. No teste de descascamento uma força de 22,5 N foi registrada para descascar a película em 2,54 mm/min.
Exemplo comparativo A [0046] Exemplo 3 foi repetido, exceto a película TAC só ter sido revestida com uma camada de adesivo de látex. O elemento óptico funcionalizado resultante exibiu fraca adesão entre a película e a lente. A película poderia ser facilmente arrancada da lente com a mão. A adesão foi muito baixa para ser registrada no teste de descascamento.
Exemplo comparativo B [0047] Exemplo 3 foi repetido, exceto a película TAC só ter sido revestida com uma única camada de HMA de U42. No teste de descascamento uma força de 11,5 N foi registrada para descascar a película em 2,54 mm/min. Isso se correlaciona com 50% da força de adesão demonstrada no Exemplo 1.
Exemplo 4 [0048] Exemplo 3 foi repetido, exceto a etapa de laminação ter sido realizada através de um pequeno dispositivo de prensagem a quente, com uma pressão de 26 psi (179,3) e aquecimento a 90 ° C por 5 minutos. O elemento óptico funcionalizado resultante teve a mesma boa adesão entre a estrutura em camadas funcionalizada e o elemento de base óptico. No teste de descascamento uma força de 20N foi registrada para descascar a película em 2,54 mm/min.
Exemplo 5 [0049] Exemplo 4 foi repetido, exceto a etapa de laminação ter sido realizada por um processo de revestimento por prensagem pós-injeção (PIPC) logo após uma lente ter sido moldada por injeção. O molde foi aberto, com a lente sendo retida em um lado. A película polarizada foi carregada no outro lado, contra a inserção de um molde vazio. O molde foi novamente fixo em uma pressão considerável através do qual o calor residual do molde permitiu a laminação a ser concluída dentro de 1 a 2 minutos. Neste processo de laminação em molde, a pressão de moldagem foi de cerca de 7 toneladas e a temperatura foi fixada a 140°C. O elemento óptico funcionalizado resultante teve
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17/21 a mesma boa aderência entre a estrutura em camadas funcionalizada e o elemento de base óptico. No teste de descascamento uma força de 6SN foi registrada para descascar a película em 2,54 mm/min. O aumento é atribuído a uma ligação mais íntima resultante da temperatura muito maior e a pressão do molde de injeção. Exemplo 6 [0050] Exemplo 4 foi repetido, exceto a película TAC polar ter sido substituída por uma película PET do tipo óptica transparente e a lente era feita de materiais de lente de poliuretano de alto índice Essilor (Thin & Light 1.6). A lente obtida tinha boa aderência entre a lente de poliuretano e a película PET e da força de descascamento da adesão é de cerca de 31N na velocidade 2,54 mm/min. A lente não apresentou delaminação entre a película e a lente durante o processo de polimento e recorte. Exemplo 7 [0051] Um adesivo em bicamada (um látex de uretano baseado em W-234 de Baxenden e KA8758 de Dispercoll) também pode ser utilizado para aderir uma camada superior e as camadas de revestimento AR e HC para a parte traseira do material da lente. Em primeiro lugar, o revestimento superior e camadas de revestimento AR e HC foram inversamente revestidos em uma veículo de policarbonato (curva de base 7,0) que é descrito na US 6,562,466. Em seguida, um adesivo em bicamada foi revestido conforme descrito no Exemplo 1. Depois disso, o veículo revestido foi laminado em uma lente Orma -2,00 com a curva traseira de 6,5 em condições de laminação de 30 psi (206,8 kPa) (de pressão e 80°C por 4 minutos. Depois de esfriar, o veículo foi removido para transferir a camada de revestimento superior/AR e HC para a parte traseira das lentes Orma. O adesivo entre as camadas de revestimento e a lente é muito bom com pontuação de adesão de 0 de acordo com o teste de fita tracejada padrão Essilor.
Exemplo comparativo C [0052] Mesmo exemplo como exemplo 7 foi repetido, exceto que nenhuma camada de adesivo de látex foi utilizado entre a camada superior/AR/HC. A lente obtida mostrou uma boa camada de revestimento transferida, mas não tem uma boa pontuação de adesão (pontuação 5) de acordo com o teste de fita tracejada padrão
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Essilor, o que é considerado como uma falha de aderência do revestimento. Exemplo comparativo D [0053] Mesmo exemplo como exemplo 7 foi repetido, exceto nenhuma camada de adesivo de HMA foi usada. A lente obtida não mostrou uma boa transferência de revestimento e a pontuação de adesão foi de 5 de acordo com o teste de fita tracejada padrão Essilor o que é considerado como uma falha de aderência do revestimento. Exemplo 8 [0054] Exemplo 7 foi repetido, exceto a solução pura de HMA KA-8758 ter sido substituída por um HMA KA-8758 contendo colóide, o qual é feito por uma mistura de solução KA-8758 (93% em peso) e a sílica coloidal LUDOX® SM-30, 30% em peso de suspensão em H2O (7% em peso). A lente obtida tinha a mesma boa adesão entre o substrato da lente e a camada de AR & HC do exemplo 7. Ela também tem a transparência muito boa. O resultado mais interessante adicionando sílica coloidal é que a dureza do HMA foi melhorada de modo que a superfície da lente é muito mais dura comparada ao Exemplo 7. Portanto, a lente não poderia ser facilmente arranhada por uma unha.
Exemplos 9 a 11. Exemplo de tratamento da película TAC [0055] Para a película TAC polar de diferentes fornecedores ou tipos diferentes, e para material de poliuretano de alto índice de refração para o elemento de base óptico, um pré-tratamento cáustico foi revelado ser eficiente para trazer uma boa adesão como mostrado nos exemplos 9 a 11 e Tabela 2 a seguir. As condições e látex usados em tais exemplos são os mesmos que no exemplo 3.
Tabela 2 - Teste de pré-tratamento de película de Sumitomo para melhor adesão na laminação da película
| Exemplos | Película TAC polar | Prétratamento antes do adesivo aplicado | Camadas de adesivo | Lente | Processo de laminação | Força de descascamento |
| Exemplo 9 | Sumitomo | Corona | Latex + U42 | Material de índice 1,67 | 5 min a 90°C e 25 psi (172,4 kPa) | 4N (= muito pobre) |
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| Exemplo 10 | Sumitomo | IPA | Latex + U42 | Material de índice 1,67 | 5 min a 90°C e 25 psi (172,4 kPa) | Muito pobre |
| Exemplo 11 | Sumitomo | Solução de NaOH 10% por 2 minutos a 50°C | Latex + U42 | Material de índice 1,67 | 5 min a 90°C e 25 psi (172,4 kPa) | 18N (boa) |
[0056] Como resultado, um método eficaz de lavagem cáustica com solução de NaOH 10% foi revelado ser muito bom neste sistema de biadesivo para um produto da laminação da película 1,67. Para adesão ainda melhor e mais consistente, a lente também pode ser lavada com cáustica como a película.
[0057] Exemplo do uso de adesivo de silano específico A-1100 para substituir o látex como a primeira camada de adesivo o exemplo 11 foi repetido usando A-1100 para substituir a primeira camada adesiva. Uma melhor força de adesão de 24 N foi obtida. A lente laminada não teve nenhuma delaminação durante o pós-tratamento do revestimento e alisamento de Rx.
Exemplo com família diferente de HMA:
[0058] O exemplo 11 foi repetido usando material de HMA diferente de UD104 que é de outro fornecedor de HMA de Bond Polymer International Inc. A melhor força de adesão foi obtida com UD104. Neste experimento, toda a lente e camada funcionalizada foram lavadas com cáustica. As condições e látex usados em tais exemplos são os mesmos que no exemplo 3, e os resultados são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3 - Teste de adesão com HMA diferente
| Camada funcionalizada | Película TAC | Película TAC | Película TAC |
| Primeira camada | Látex | Látex | Látex |
| Segunda camada | Bayer U42C | U42/UD104 (50%/50%) | Bond Polymer UD104 |
| Fornecedor de HMA | Bayer Corp | Bond Polymer Inc | Bond Polymer Inc |
| Materiais da lente | 1,67 | 1,67 | 1,67 |
| Força de | 18,20N | 25,30N | 30-35N |
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| descascamento por Instron | |||
| Descascamento com a mão | Dura | Mais dura | Mais dura |
[0059] A descrição e os exemplos anteriores propuseram materiais de adesivos e métodos para a fabricação de artigos ópticos funcionalmente melhorados. Vários tipos de películas e revestimentos foram discutidos o que pode ser facilmente laminados em elementos de base ópticos. A invenção é útil na laminação de películas de polarização dispostas em lentes oftálmicas. As películas e revestimentos são geralmente referidos como estruturas em camadas funcionalizadas, que podem ser submetidos a etapas de pré-tratamento antes da aplicação do adesivo. O adesivo compreende uma estrutura adesiva em bicamada que inclui dois tipos de adesivos. A camada de adesivo de látex é disposta sobre a superfície da estrutura em camadas funcionalizada, e um HMA é disposto entre a camada de adesivo de látex e o elemento de base óptico. As camadas compreendem uma camada adesiva, sólida seca de espessura uniforme para fornecer qualidade óptica. Vários corantes ou outros aditivos podem ser incluídos nas formulações do adesivo.
[0060] Em uma modalidade do método, o suporte em camadas funcionalizado pode ser submetido ao tratamento da superfície com descarga de corona e/ou termoconformação. As camadas de adesivo são individualmente revestidas em um suporte em camadas funcionalizado e deixadas secar, assim formando uma lâmina adesiva em bicamada uniformemente fina de qualidade óptica. Revestimento por rotação é vantajosamente empregado como uma técnica de revestimento. Várias técnicas de prensagem a quente para aplicações ópticas podem ser utilizadas para fornecer calor e pressão durante um curto período de tempo para laminar a estrutura em camadas funcionalizada em um elemento de base óptico para formar um elemento óptico funcionalizado com alta resistência adesiva.
[0061] Tendo descrito modalidades preferidas para a fabricação de lentes, materiais utilizados aqui para adesivos e películas e métodos para processar as mesmas (os quais são intencionados para ser ilustrativos e não limitativos), é de se notar que as modificações e as variações podem ser feitas por pessoas versadas na
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21/21 técnica em virtude dos ensinamentos acima. Portanto, deve-se entender que mudanças podem ser feitas nas modalidades particulares da invenção revelada as quais estão dentro do escopo e do espírito da invenção conforme descrito pelas reivindicações anexas. Tendo assim descrito a invenção com detalhes e particularmente requerida pelas leis de patentes, o que é reivindicado e desejado proteger pela carta-patente é apresentado nas reivindicações anexas.
Claims (13)
1. Método para fabricar um elemento óptico funcionalizado, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:
fornecer (10) um elemento de base óptico;
fornecer (10) uma estrutura em camadas funcionalizada que inclui pelo menos uma camada funcional;
revestir primeiramente (16a) uma camada de adesivo de látex ou uma camada de adesivo de gama-aminopropiltrietoxissilano sobre uma superfície de dita estrutura em camadas funcionalizada;
revestir em segundo lugar (18a) uma camada de adesivo de fusão a quente sobre a camada de adesivo de látex seca ou a camada de adesivo seca de gama-aminopropiltrimetoxisilano para formar uma lâmina adesiva em bicamada uniformemente fina de qualidade óptica; e prensar a quente (20) a estrutura em camadas funcionalizada contra o elemento de base óptico com a camada de adesivo de fusão a quente em contato com uma superfície do elemento de base óptico para formar um elemento óptico funcionalizado com alta resistência adesiva.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de base óptico tem uma curva de base, e antes da dita primeira etapa de revestimento, o método inclui adicionalmente a etapa de:
termoconformar a estrutura em camadas funcionalizada para uma curva que fica próxima da curva de base.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que antes da dita primeira etapa de revestimento, o dito método inclui adicionalmente a etapa de:
tratar a superfície (13) da estrutura em camadas funcionalizada com uma descarga de corona e/ou um tratamento cáustico.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita primeira etapa de revestimento compreende revestir por rotação um adesivo de látex de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 0,5 mícrons e 10
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2/3 mícrons.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita etapa do segundo revestimento compreende revestir por rotação um HMA de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 1 mícron e 20 mícrons.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente a seguinte etapa:
expor o elemento óptico funcionalizado à radiação UV.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita primeira etapa de revestimento compreende revestir por rotação um adesivo de látex de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 1,0 mícron e 5,0 mícrons; e que dita etapa do segundo revestimento compreende revestir por rotação um HMA de poliuretano líquido para uma espessura seca final entre 1,5 mícrons e 10 mícrons para fornecer uma lâmina adesiva em bicamada de qualidade óptica com uma espessura uniforme variando menos que 0,5 mícrons através da superfície.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma ou mais camadas selecionadas do grupo consistindo de:
uma camada de função óptica, uma camada óptica estruturada, uma estrutura de lente Fresnel;
uma camada de polarização;
uma camada fotocrômica;
uma camada de revestimento duro;
uma camada de revestimento superior;
uma camada anti-turvação;
uma camada anti-manchas;
uma camada anti-reflexo e uma camada anti-estática.
9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma película de polarização.
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10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de base óptico é um elemento de base termoplástica óptica selecionado do grupo que consiste de uma lente acabada, uma lente semi-acabada, uma lente PAL, uma lente afocal, uma lente plano, uma lente unifocal e uma lente multifocal.
11. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de base óptico é um elemento de base óptico termorrígido selecionado do grupo que consiste de uma lente acabada, uma lente semi-acabada, uma lente PAL, uma lente afocal, uma lente plano, uma lente unifocal e uma lente multifocal.
12. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de base óptico é uma lente de policarbonato e que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma película de polarização os quais coletivamente formam uma lente oftálmica polarizada laminada.
13. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de base óptico é uma lente de alto índice de refração a qual compreende um polímero com base em poliuretano formado de poliisocianato e politiol, e que a estrutura em camadas funcionalizada inclui uma película de polarização os quais coletivamente formam uma lente oftálmica polarizada laminada.
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