ES2222479T3

ES2222479T3 - Produccion de elementos opticos.

Info

Publication number: ES2222479T3
Application number: ES96908587T
Authority: ES
Inventors: Sujal N Bhalakia; Thomas J. Moravec
Original assignee: BMC Industries Inc
Current assignee: BMC Industries Inc
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 2005-02-01
Anticipated expiration: 2016-03-01
Also published as: ES2385978T3; EP0814956A4; EP0814956B2; DE69632249T2; EP1464479A2; WO1996027496A1; US5757459A; US6328446B1; DE69632249D1; EP0814956A1; EP1464479B1; US5827614A; ES2222479T5; EP0814956B1; US5856860A; EP1464479A3; DE69632249T3

Abstract

UN METODO PARA LA PRODUCCION DE UN ELEMENTO OPTICO (10) QUE COMPRENDE UNA PORCION DE POTENCIA TERMOPLASTICA (12), CUYO METODO CONSISTE EN LAMINAR UNA PRIMERA HOJA TERMOPLASTICA (22) A UN LADO DE UNA PELICULA FUNCIONAL (21), LAMINAR UNA SEGUNDA HOJA TERMOPLASTICA (24) A UN SEGUNDO LADO DE LA PELICULA FUNCIONAL (21) Y FIJAR BIEN LA PRIMERA HOJA TERMOPLASTICA (22) O BIEN LA SEGUNDA HOJA TERMOPLASTICA (24) A LA PORCION DE POTENCIA (12) DEJANDO LA OTRA PRIMERA HOJA TERMOPLASTICA (22) O LA OTRA SEGUNDA HOJA TERMOPLASTICA (24) EXPUESTA A LA ATMOSFERA.

Description

Producción de elementos ópticos.

La presente invención generalmente se relaciona con un elemento óptico y con un método de fabricación de un elemento óptico. Más específicamente, la presente invención se relaciona con un elemento óptico que incorpora una propiedad funcional y con un método de incorporar la propiedad funcional en el elemento óptico.

Los fabricantes se han tropezado y han superado numerosos interrogantes técnicos presentados por compuestos químicos que se han incorporado recientemente en los elementos ópticos, tales como lentes oftálmicas. Primero, hubo nuevas formulaciones para cristales inorgánicos. Estas nuevas formulaciones de cristales requirieron el desarrollo de nuevas etapas en el proceso y nuevas condiciones, así como, nuevas técnicas de esmerilado y pulido. Después, el foco de la industria derivó a los plásticos termoestables, tales como allyl diglycol carbonato, que se vende bajo la marca comercial CR-39 de PPG Industries, Inc. Uno de los desarrollos más recientes incluye la fabricación de lentes oftálmicas utilizando materiales termo-plásticos, como el policarbonato.

El policarbonato es un material termo-plástico amorfo, que tiene propiedades mecánicas que son muy deseables en lentes oftálmicas. Por ejemplo, lentes oftálmicas hechas de policarbonato tienen una inusual gran resistencia al impacto y una gran resistencia a la presión que hace a las lentes sorprendentemente resistentes a las roturas. También, la densidad relativamente baja del policarbonato hace posible una significante reducción del peso de las lentes de policarbonato, en comparación con las lentes de cristal o con las de CR-39R. El policarbonato es también altamente transparente y tiene un deseado alto índice de refracción para las aplicaciones en lentes oftálmicas. Además, las buenas propiedades térmicas del policarbonato fundido contribuyen a un procesamiento eficiente por técnicas convencionales, tales como el moldeo por inyección.

A pesar de las ventajas del material la incorporación del policarbonato en la manufacturación de lentes oftálmicas no ha sido sin problemas. Por ejemplo, la dureza del material necesitó del desarrollo de diferentes técnicas de esmerilado y pulido a las utilizadas para las lentes de cristal CR-39R. Permanecen interrogantes adicionales, que no han sido satisfactoriamente pronunciados hasta la fecha. Estos interrogantes se asocian a la incorporación de propiedades funcionales en las lentes hechas de policarbonato. Las propiedades funcionales incluyen características, tales como filtración, características cosméticas y de duración, que deben ser incorporadas en lentes ópticas para dar o modificar las características de las lentes, otras diferentes que las características de poder óptico de magnificación. Algunos ejemplos de propiedades funcionales incluyen la polarización de la luz, fotocromismo, tinte, color, decoración, indicia, dureza y resistencia a la abrasión.

Hay varios ejemplos de defectos relacionados con las lentes oftálmicas de policarbonato, y con las técnicas de producción de las lentes oftálmicas de policarbonato. Por ejemplo en el presente no existe un método para hacer lentes polarizadas de policarbonato con diferentes potencias focales. Tampoco existe actualmente ningún método para la fabricación rápida y eficiente de lentes de policarbonato con gran calidad fotocromática. Además no se dispone de ningún método para la incorporación eficiente y efectiva de propiedades funcionales en lentes oftálmicas hechas de nuevos materiales, o materiales que todavía no se han adaptado a la manufactura de lentes oftálmicas.

Se conocen numerosos métodos para la incorporación de propiedades polarizantes en lentes hechas de material diferente a los materiales termo-plásticos. Por ejemplo, la patente US N° 3.051.054 de Crandon describe un método de proporcionar a lentes de cristal con un film de material polarizante de la luz. También la patente US N° 4.495.015 de Petcen describe un método de laminación de una oblea termoestable/termoplástica a una lente oftálmica de cristal.

Varias patentes contienen métodos de incorporar un film polarizante de oblea dentro de una pieza de lente de material termoestable. Por ejemplo, la patente US N° 3.786.119 de Ortlieb describe una lámina de material plástico polarizante que se transforma en retícula polarizante. La retícula polarizante se introduce en el molde que se llena con resina líquida polimerizable o policondensable. La patente US N° 3.846.013 describe un elemento fotopolarizante formado por materiales de polarización de luz superpuestos entre capas delgadas de material polímero de calidad óptica transparente. El elemento foto-polarizante se introduce en un molde, y a cada lado del elemento foto-polarizante se introduce un monómero polimerizable.

También la patente US N° 3.940.304 de Schuler contiene una pieza sintética de plástico moldeada foto-polarizante que se coloca en moldes entre capas de un material sintético monomérico de calidad óptica. Un material monomérico se introduce en el molde y se polimeriza para formar una estructura de lente de un compuesto sintético plástico foto-polarizante. La patente US N° 4.873.029 de Blum contiene una oblea de plástico que puede incluir características polarizantes. La oblea de plástico se introduce en un molde entre material de moldura monómero líquido. A continuación el molde se somete a un horno de curado para polimerizar el monómero líquido. Además, la patente US N°. 5.286.419 de van Lighten y otros describe un film polarizante formado que está embutido en resina pre-solidificada. La resina se trabaja para formar una lente polarizante ligera.

Sin embargo, a pesar de la disponibilidad de estos métodos de incorporar un film polarizante o una oblea en una lente de material termoestable, queda la necesidad de lentes polarizantes mejoradas. Por ejemplo, un problema significante sigue siendo el desprendimiento de láminas en las lentes polarizantes. También las lentes moldeadas son relativamente pesadas y ofrecen niveles no adecuados de resistencia de impacto y de rotura. Finalmente, los fabricantes siguen encontrando dificultades para hacer lentes polarizantes de moldura con valores de índice de refracción óptimos.

Otra referencia, la patente US N° 5.051.309 de Kawaki y otros, se refiere a una lámina que se obtiene laminando un film de policarbonato en ambos lados de una delgada capa polarizante. La delgada capa polarizante se compone de un film polimérico y de un tinte dicroico aplicado al film polimérico. De acuerdo con la patente usos adecuados de la lámina polarizante incluyen gafas y gafas de sol. Sin embargo, la lámina polarizante de la patente US N°. 5.051.309 no sería aplicable para el uso como lente óptica capaz de capaz de cumplir especificaciones de prescripción oftálmicas. Por ejemplo, el film de policarbonato incluido en la lámina polarizante de esta patente carece de la integridad de material requerida par un esmerilado y pulido exitoso de los elementos ópticos de policarbonato referente a las especificaciones prescritas. Policarbonato que se esmerila y pule para hacer elementos ópticos tiene que tener suficiente integridad de material para resistir al calor y la presión generados durante las operaciones de esmerilado y pulido. La falta de integridad de material en el film de policarbonato utilizado en la lámina polarizante de Kawaki afectaría las propiedades cosméticas, así como, la fuerza de impacto de cualquier especificación de prescripción de elementos ópticos hechos por esmerilado y pulido del film de policarbonato.

Como anteriormente mencionado, otro problema concierne a la incorporación de propiedades fotocrómicas en las lentes de policarbonato. Por ejemplo, las lentes existentes de policarbonato que incluyen material fotocrómico ofrecen propiedades fotocrómicas y calidades cosméticas marginales, e incluso inaceptables. Efectivamente, hasta la fecha, no existe ningún método para fabricar lentes fotocrómicas de policarbonato de alta calidad.

Dos métodos corrientes de incorporar tintes orgánicos fotocrómicos en materiales termoplásticos, como policarbonato, implican o bien la inclusión de tinte orgánico fotocrómico en los materiales termoplásticos, como policarbonato, normalmente no dan resultados satisfactorios. Se cree que los resultados insatisfactorios ocurren por diferentes razones, incluyendo las temperaturas relativamente altas requeridas para el moldeado por inyección satisfactorio e incluyendo las temperaturas de transición de vidrio relativamente altas de muchos termoplásticos, como por ejemplo el policarbonato.

Por ejemplo, naftopiracina, espironaftopiracina, y espiro-oxacinas que se fusionan con termoplásticos normalmente se rompen cuando se exponen a la relativamente alta temperatura durante el moldeado por inyección. Esto se ha verificado especialmente cuando el material termoplástico es resina de policarbonato. Como otro ejemplo, policarbonato posee una estructura molecular rígida que se refleja por la temperatura de transición de vidrio relativamente alta de policarbonato. Por eso, incluso cuando el compuesto foto-crómico no se rompe, se esperaría que la estructura molecular rígida del policarbonato inhiba sustancialmente la activación plena del tinte fotocrómico, ya que el tinte fotocrómico tiene que pasar por una transformación geométrica al policarbonato para activarse.

La presente invención trata de un experimento para examinar estos fenómenos de colapso y de inhibición de activación del compuesto fotocrómico. El experimento contenía la co-fundición mezclando concentraciones iguales de un tinte fotocrómico orgánico en una resina de policarbonato y en resina de acetato de butirato celulósico. Después, se fundieron una lámina de la mezcla del tinte de policarbonato/fotocrómico y una lámina de la mezcla acetato de butirato celulósico/fotocrómico. Se observó que la actividad fotocrómica del tinte fotocrómico en el policarbonato fue aproximadamente la mitad de la actividad fotocrómica del tinte fotocrómico del acetato de butirato celulósico, bajo las mismas condiciones de exposición a luz ultravioleta.

El embebido de tintes fotocrómicos en superficies de materiales termoplásticos, como policarbonato, da también resultados insatisfactorios, que también se relacionan, por lo menos en parte, a las temperaturas de transición de vidrio relativamente altas de muchos termoplásticos, como el policarbonato. Por ejemplo, el policarbonato tiene una estructura molecular rígida, como reflejado por la temperatura de transición de vidrio relativamente alta del policarbonato. Los resultados pobres de embebido de tinte fotocrómico obtenidos con policarbonato se creen relacionados a la estructura molecular rígida del policarbonato. Más detalladamente, se cree que la estructura molecular rígida impide sustancialmente que el tinte fotocrómico penetre en el policarbonato.

Se cree que la modificación de la estructura superficial del policarbonato mediante el tratamiento con un disolvente mejora el embebido de compuestos fotocrómicos en el policarbonato. En particular, la patente US N° 5.268.231 de Knapp-Hayes desglosa que el ciclohexano es uno de los disolventes más eficaces para modificar la estructura de superficie del policarbonato con el objeto de aceptar compuestos fotocrómicos. Sin embargo, los inventores presentes han efectuado experimentos siguiendo los métodos descritos en la patente US N° 5.268.231 y han encontrado que este método deja la superficie del policarbonato con una textura áspera, tipo piel de naranja que es inaceptable para lentes oftálmicas. Por ejemplo, la textura áspera del policarbonato tratado causa efectos ópticos irregulares e impredecibles in el policarbonato tratado.

La presente invención incluye un método de fabricación de un elemento óptico que incluye un elemento de potencia. El método se define en la reivindicación 1 e incluye el laminado de una primera lámina a un lado de un film funcional, el laminado de una segunda lámina termoplástica al elemento de potencia, estando la otra de la primera o segunda lámina abierta a la atmósfera. La presente aplicación incluye además el laminado para un elemento óptico, un método para fabricar un elemento óptico, un método de moldear un elemento óptico, un método de fabricar una lente multi-focal, un método de incorporar una propiedad deseada en un elemento óptico, y un método de combinar una pieza de potencia de un elemento óptica y una pieza funcional del elemento óptico.

Figura 1 es una vista parcial de una materialización del elemento óptico de la presente invención.

Figura 2 es una vista parcial de una materialización del elemento óptico de la presente invención.

Figura 3 es una vista esquemática de la pieza de potencia de la presente invención.

Figura 4 es una vista parcial de una materialización del elemento óptico de la presente invención.

Figura 5 es una vista esquemática de una máquina de moldeo de inyección con un molde para practicar el método de la presente invención.

Figura 6 es una vista esquemática de una máquina de moldeo de inyección con un molde para practicar el método de la presente invención, con el molde cerrado para formar una cavidad de molde.

Un artículo de la presente aplicación se indica generalmente en 8 de la figura 1. El artículo 8, que puede tomar forma de un elemento óptico, como una lente óptica 10, incluye una primera parte, como una pieza de potencia 12 y una segunda parte, como una pieza funcional 14. La pieza funcional 14 y la pieza de potencia 12 están adjuntas. La pieza funcional 14 y la pieza de potencia 12 preferentemente se conectan integralmente y, más preferentemente se fusionan.

Hasta la fecha no existe ningún método para fabricar lentes de policarbonato poralizadas con especificación-prescripción. La presente invención soluciona este problema difícil. Por ejemplo, la pieza funcional 14 de la presente invención provee una forma conveniente y sistemática de combinar un elemento polarizante con una lente de policarbonato, mientras que preserva la capacidad de mecanizar la lente de policarbonato según especificaciones de prescripción. Como mejor representado en figura 3, la pieza funcional 14 puede incluir un miembro funcional 20, como baño funcional (no representado) o un film funcional 21 que se fija a una primera lámina 22. Opcionalmente, la pieza funcional puede incluir una segunda lámina 24 de forma que el miembro funcional 20 se pone entre la primera lámina 22 y la segunda lámina 24.

Aunque no representado en la figura 3, los expertos reconocerán que el miembro funcional 20 puede estar estructurado en una variedad de formas, como de modo de compuesto o de multi-capa, adicionalmente al film funcional 21. Por ejemplo, el miembro podría estar estructurado para incluir elementos de film (no representados) que atrapan y protegen una sustancia operativa, como cristales fotocrómicos inorgánicos. Como otro ejemplo, el miembro funcional 20 podría incluir elementos de film funcional múltiple (no representado) que están laminados juntos utilizando una técnica convencional.

Un elemento funcional, como un elemento polarizante (no representado) puede ser incorporado en el miembro funcional 20, como por ejemplo el film funcional 21. La pieza funcional 14 que incluye el elemento polarizante entonces se puede incluir en un molde, como por ejemplo un molde de inyección, de forma que el film 21 con el elemento polarizante se forma íntegramente como parte de la lente 10. Alternativamente, otro elemento funcional, como por ejemplo un elemento fotocrómico, resistente a la abrasión, o colorante, puede ser incorporado en el miembro funcional 20, como por ejemplo el film 21, y moldeado íntegramente como parte de la lente 10.

La pieza funcional 14 puede contener una o más propiedades funcionales. Esencialmente, la pieza funcional 14 opera para relacionar el funcionamiento de las propiedades funcionales incorporados con la pieza de potencia 12. Ejemplos de algunas propiedades funcionales de interés incluyen rasgos de filtro, como fotopolarización y fotocromismo. Ejemplos adicionales de propiedades funcionales de interés incluyen propiedades cosméticas, como decoración de la lente, indicia, tinte y color. Otros ejemplos más de propiedades funcionales incluyen características de durabilidad, como dureza, resistencia a la abrasión y resistencia química. Preferentemente, la pieza funcional 14 incluye un componente fotopolarizante o un componente fotocrómico que funciona como una pieza de filtro de la lente 10. Alternativamente o adicionalmente, partes de la pieza funcionall4 pueden ser coloreados para funcionar como una pieza cosmética de la lente 10.

La pieza de potencia 12 de la lente 10 se puede prever con un contorno durante la formación inicial para tener una característica de enfoque óptico que modifica la potencia focal de la lente 10. Alternativamente, la pieza de potencia puede ser mecanizada después de la formación inicial para modificar la potencia focal de la lente 10. La pieza de potencia 12 provee la lente 10 con una cantidad sustancial de la potencia óptica y con características de enfoque. La pieza funcional 14 afecta inherentemente a la potencia óptica y a las características de enfoque de la lente, ya que la pieza funcional 14 contribuye al espesor de conjunto de la lente 10. Pero preferentemente, la pieza de potencia 12 provee la mayor parte de la lente 10 con potencia óptica y características de enfoque. Prorrateando la mayoría de la potencia óptica y del enfoque a la pieza de potencia 12 permite la selección de material de la pieza de potencia 12 y las técnicas de formación de la pieza de potencia 12 óptimas para características superiores de potencia ópticas y de enfoque de la lente 10, sin afectar adversamente a la selección de materiales y técnicas de formación óptimas de la pieza funcional 14.

La pieza de potencia 12 de la lente 10 tiene tanto una superficie posterior 16 como una superficie delantera 18. La pieza funcional 14 de la lente 10 puede ser coextensiva con la superficie delantera 18 de la pieza de potencia 12, como in figura 1. Alternativamente la pieza funcional 14 puede solapar sólo una parte de la superficie delantera 18 de la pieza de potencia 12, como in figura 2. Asimismo, las figuras 1, 2, y 4 indican líneas de demarcación definidas entre la pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14, estas líneas definidas no existen necesariamente cuando la pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14 están conectadas íntegramente. Raramente, debido a la unión intermolecular, la línea de demarcación entre la pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14 puede ser algo borrosa, cuando la pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14 están conectadas íntegramente.

La pieza funcional 14 poder tomar forma de plancha 17, como en la figura 3, que está separada de una laminado funcional 19. El laminado funcional 19 incluye el miembro funcional 20, así como el film funcional 21. El film funcional 21 puede incluir un film de base (no representado) y un medio funcional (no representado) que se incorpora dentro de o sobre el film de base. Cuando el miembro funcional 20 es otro que el film funcional 21, el miembro funcional puede incluir más de un film de base (no representado). Alternativamente, el film funcional 21 puede incluir el medio funcional (no representado) y una resina de base (no representado) en el que el medio funcional y la resina de base están combinadas homogéneamente previamente a la formación del film funcional 21 a partir de la mezcla medio/resina. Aparte del miembro funcional 20, el laminado funcional 19 incluye la primera lámina 22 y, opcionalmente, incluye la segunda lámina 24. Si la segunda lámina 24 está incluida, la primera y la segunda lámina 22, 24 se colocan en los lados opuestos del miembro funcional 20.

La primera lámina 22 puede ser unida al miembro funcional 20, así como el film funcional, mediante un primer adhesivo 26, y la segunda lámina 24, en caso de estar incluida, puede estar unida al miembro funcional 20 por un segundo adhesivo 28. El primer adhesivo normalmente no se incluye, cuando el miembro funcional es el revestimiento funcional (no representado). Se puede aplicar opcionalmente un primer revestimiento 30 sobre la primera lámina 22 y se puede aplicar opcionalmente un segundo revestimiento 32 sobre la segunda lámina 24, en caso de incluir la segunda lámina 24. La segunda lámina 24 y el primer y el segundo revestimiento 30, 32 están representadas con líneas rayadas para ilustrar la naturaleza opcional de la segunda lámina 24 y de las capas 30, 32.

Alternativamente, la pieza funcional 14 puede consistir en una oblea funcional (no representado) que incluye la primera lámina 22. En la oblea funcional, el miembro funcional 20, y así el film funcional 21 pueden consistir en o bien la segunda lámina 24, el segundo revestimiento 32, o la segunda lámina 24 que está cubierta con la segunda capa 32. Si la oblea funcional incluye la segunda lámina 24, la oblea funcional puede, opcionalmente, incluir también o bien el adhesivo primero 26 o bien el adhesivo segundo 28 para unir la segunda lámina 24 a la primera lámina 22. También, la primera lámina 22, puede, opcionalmente, incluir el primer revestimiento 30.

La pieza funcional 14 puede ser unida a la pieza de potencia 12 con la primera lámina 22, o la segunda lámina 24, el primer revestimiento 30 o el segundo revestimiento 32 en contacto con la pieza de potencia 12. Preferentemente, se une la pieza funcional 14 a la pieza de potencia 12, con o bien la primera lámina 22 o bien la segunda lámina 24 en contacto (no representado) con la pieza de potencia 12, porque las capas primera y segunda 30, 32 tienden a degradar la adhesión de la pieza funcional 14 a la pieza de potencia 12.

Cuando la primera lámina 22 o la primera capa 30 está en contacto con la pieza de potencia 12, la segunda lámina 24 forma una superficie exterior 34 de la lente 10 que está abierta a la atmósfera y que protege el miembro funcional 20 de rotura y abrasión. La segunda capa 32, si se incluye, puede sustituir la segunda lámina 24 como la superficie exterior 34. Alternativamente, cuando la segunda lámina 24 o el segundo revestimiento 32 está en contacto con la pieza de potencia 12, la primera lámina 22 forma la superficie exterior 34 de la lente 10 que está abierta a la atmósfera y que protege el miembro funcional 20 de rotura y de abrasión. También, la primera capa 30 sustituye la primera lámina 22 como superficie exterior 34. Además, cuando la pieza funcional 14 toma la forma de la oblea funcional (no representado), la segunda lámina 24 o la segunda capa 32 puede formar la superficie exterior 34.

Alternativamente, la lente 10 se puede caracterizar teniendo una sección frontal (no representada), una sección funcional (no representada), y una sección trasera (no representada). En esta caracterización, la sección delantera y la sección trasera están colocadas en los lados opuestos de la sección funcional. Adicionalmente, el miembro funcional 20 puede servir como la sección funcional y la pieza de potencia 12 puede servir como la sección trasera. Adicionalmente, o la primera lámina 22 o la segunda lámina 24, si se incluye, pueden servir como la sección delantera.

El miembro funcional 20, como indicado, incluye o bien la propiedad foto-polarizante o la propiedad fotocrómica. Cuando el miembro funcional 20 incluye la propiedad foto-polarizante, el film o la resina de base preferentemente es de tipo alcohol de polivinilo, como descrito en la patente US N° 5.051.309 de Kawaki, que en este caso se incorpora con preferencia. Ejemplos específicos de resinas apropiadas para el film de base o para la resina de base incluyen un film de alcohol de polivinilo, formal de polivinilo, acetal de polivinilo, y copolímero saponificado (acetato de etileno/vinilo), utilizando con preferencia el alcohol de polivinilo.

Cuando el miembro funcional 20 incluye la propiedad fotocrómica, el film de base o la resina de base puede incluir homo- y copolímeros de varios materiales, como acetato de butirato celulósico, metacrilato de poli(n-butilo), metacrilato de poli(isobutilo), metracrilato de poli(metilo), metacrilato de poli(etilo), polietileno, polipropileno, poli-nitrilo acrílico, acetato de poli(vinilo), cloruro de poli(vinilo), poli(butadieno), y poliamida, que se forman a partir de monómeros y pre-polímeros apropiados utilizando la tecnología convencional de polimerización. El acetato de butirato celulósico es el material de preferencia para el film de base o la resina de base porque el acetato de butirato celulósico incorpora fácilmente tintes fotocrómicos y porque tintes fotocrómicos activan y funcionan bien en acetato de butirato celulósico.

Ejemplos para sustancias dicroicas adecuadas, como tintes dicroicos, para impartir la propiedad fotopolarizante al film de base o a la resina de base se encuentran en la patente US N° 5.051.309 de Kawaki y otros. Algunos ejemplos de sustancias dicroicas adecuadas incluyen Chlorantine Fast Red (C.I. 28160), Chrysophenine (C.I. 24895), Sirius Yellow (C.I. 29000), Benzopurpurine (C.I.23500), Direct Fast Red (C.I.23630), Brilliant Blue 6B (C.I.24410), Chlorazol Black BH (CA. 22120), y Acid Black (C.I.20470). Se entiende que la sustancia dicroica incorporada en el film de base o en la resina de base puede ser o bien una sustancia dicroica individual o bien una mezcla que incluye dos o más de las sustancias dicroicas.

El miembro funcional 20 puede incorporar cualquier sustancia o compuesto fotocrómico orgánico o inorgánico, como sustancias compuestos fotocrómicos que son compatibles con el film o la resina de base y que son capaces de impartir propiedades fotocrómicas al film o la resina de base. Las sustancias o compuestos fotocrómicos incorporados en el miembro funcional 20 pueden ser también una mezcla que incluya dos o más sustancias o compuestos dicroicos diferentes. Ejemplos de compuestos fotocrómicos orgánicos adecuados para impartir propiedades fotocrómicos al miembro funcional 20, como el film o la resina de base, incluyen naftopiracina, espironaftopiracina, fúlgidas, fulgimidas, salicilatos, triazoles, oxazoles, y azobencenos. Haluro de plata es un ejemplo de un compuesto fotocrómico inorgánico que es apto para impartir propiedades fotocrómicas al miembro funcional 20, como el film o la resina de base.

La pieza funcional 14 evita sustancialmente que la estructura de la(s) sustancia(s) dicroicas o los compuestos fotocrómicos se alteren a causa de poner la(s) sustancia(s) dicroicas o lo(s) compuesto(s) fotocrómicos en relación de funcionamiento con la pieza de potencia 12. Preferentemente, la pieza funcional 14 impide la alteración de la estructura de la(s) sustancia(s) y de los compuestos fotocrómicos a causa de poner la(s) sustancia(s) dicroicas o

\hbox{lo(s)}

compuesto(s) fotocrómicos en relación de funcionamiento con la pieza de potencia 12. Adicionalmente, la pieza funcional 14 impide sustancialmente la alteración de la actividad fotopolarizante de la(s) sustancia(s) dicroicas y la actividad fotocrómica de los compuesto(s) fotocrómico(s) a causa de poner la(s) sustancia(s) dicroicas o lo(s) compuesto(s) fotocrómicos en relación de funcionamiento con la pieza de potencia 12. Preferentemente, la pieza funcional 14 impide la alteración de la actividad fotopolarizante de la(s) sustancia(s) dicroicas e impide cualquier alteración significante de la actividad fotocrómica de los compuesto(s) fotocrómico(s) a causa de poner la(s)

\hbox{sustancia(s)}

dicroicas o lo(s) compuesto(s) fotocrómicos en relación de funcionamiento con la pieza de potencia 12.

Ejemplos de compuestos de naftopirano adecuados para impartir propiedades fotocrómicas al miembro funcional 20, como el film o la resina de base, incluyen nuevos compuestos de naftopirano que se pueden representar en la fórmula del gráfico I como sigue:

1

Para el objeto de la presente aplicación, incluyendo la descripción y las reivindicaciones, se entiende que la fórmula del gráfico I incluye todos los isómeros estructurales de los compuestos representados por la fórmula del gráfico I.

Se pueden colocar una variedad de sustituyentes en la pieza de pirano y en la pieza de nafto de los anillos de naftopirano. Por ejemplo, las posiciones representadas en la fórmula del gráfico I por R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 y R11 respectivamente, se pueden llenar con hidrógeno; un radical orgánico estable, como alquil, alkoxi, fenil sustituido y no sustituido, naftil, cicloalquil, furil, alcoil, alcoiloxi, aroil, aroiloxi; un grupo heterocíclico; halógeno; un grupo de naftil sustituido, como amino o nitro; o un compuesto anular de nitrógeno sustituido, como morfolino, piperidino, o piperacino.

También en la fórmula del gráfico I, A es hidrógeno, un grupo de fenilo sustituido, o un grupo de naftilo sustituido, y B es hidrógeno, un grupo de fenilo sustituido, o un grupo de naftilo sustituido, previsto que al menos uno de A o B es fenilo sustituido o naftilo sustituido. Los sustituyentes de cualquier grupo o grupos de fenilo o naftilo de A o B se seleccionan entre los siguientes: un radical orgánico estable, como alquil, alcoxi, fenilo no sustituido o sustituido, naftilo, cicloalquil, furil, alcoil, alcoiloxi, aroil, aroiloxi; un grupo heterocíclico; halógeno; un grupo de nitrógeno sustituido, como amino o nitro; y un compuesto anular de nitrógeno sustituido, como morfolino, piperidino, o piperacino; previsto que al menos un sustituyente de al menos un fenilo sustituido o naftilo sustituido de A o B es fenilo, naftilo o furilo.

Compuestos preferidos de naftopirano para impartir propiedades fotocrómicas al miembro funcional 20, como el film o la resina de base, incluyen 3-(4-bifenililo)-3-fenilo-8-metoxi-3H-nafto-[2,1b] pirano,3-(4-bifenililo)-3-fenilo-3H-nafto[2,1b]pirano, y 3,3-di(4-bifenililo)-8-metoxi-3H-nafto-[2,1 b]pirano.

Se pueden obtener detalles adicionales sobre preparación y uso de los nuevos compuestos de naftopirano representados en la fórmula del gráfico I, incluyendo los compuestos preferidos de naftopirano, en U.S. Patent Application Serial N°. 08/282.278 titulado "Photochromic Naphthopyran Compounds" y archivado el 28 de julio de 1994, a nombre de Frank J. Hughes y otros, como Applicants, lo que aquí se incorpora como referencia.

Ejemplos compuestos de espironaftopirano adecuados para impartir propiedades fotocrómicas al miembro funcional 20, como el film de base o la resina de base, incluyen nuevos compuestos de espironaftopirano que se pueden representar por la fórmula del gráfico II como sigue:

2

Para el objeto de la presente aplicación, incluyendo la descripción y las reivindicaciones, se entiende que la fórmula del gráfico II incluye todos los isómeros estructurales de los compuestos representados por la fórmula del gráfico II.

Se pueden colocar una variedad de sustituyentes en la pieza de pirano y en la pieza de nafto de los espironaftopiranos de la presente invención. Por ejemplo, las posiciones representadas en la fórmula del gráfico II por R1, R2, R5, R6, R7, R8, R9 y R10 respectivamente, se pueden llenar con hidrógeno; un radical orgánico estable, como alquil, alkoxi, fenilo, naftilo, cicloalquil, furil, alcoil, alcoiloxi, aroil, aroiloxi; un grupo heterocíclico; halógeno; un grupo de nitrógeno sustituido, como amino o nitro; o un compuesto anular de nitrógeno sustituido, como morfolino, piperidino, o piperacino.

También en la fórmula del gráfico II, la posición representada por A se llena con un radical aromático divalente sustituido. Los sustituyentes de los radicales aromáticos divalentes pueden ser hidrógeno o un radical orgánico estable como alquil, alkoxi, fenilo, naftilo, cicloalquil, furil, alcoil, alcoiloxi, aroil o aroiloxi. Adicionalmente, los sustituyentes del divalente sustituido se pueden también sustituir por alquil, alkoxi, fenilo, naftilo, cicloalquil, furil, alcoil, alcoiloxi, aroil o aroiloxi.

Compuestos preferidos de espironaftopirano para impartir propiedades fotocrómicos al miembro funcional 20, como el film o la resina de base, incluyen 8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1b]pirano-3,9'fluoreno), espiro(3H-nafto-[2,1b]pirano-3,9'fluoreno), 8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'tetralone), 6',7'-dimetoxi-8metoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'tetralone), 7'metoxi-8-metoxispiro (3H-nafto-[2,1b]pirano-3,1'-tetralone), 2'3'-difenil-8-metoxispiro
(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'-tetralone) 2'-metilo-8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'-tetralone), 2'metilo-8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'-indan), 2'3'-difenil-8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'-indeno),
2'3'-difenil-8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-3,1'-tetralone), 2'-metil-8-Imetoxispiro(3H-nafto-[2,1 b]pirano-
3,1'-tetralone), 2'-metil-8-metoxispiro(3H-nafto-[2,1b]pirano-3,1'-indan), y 2',3'-difenil-8-metoxispiro(3H-nafto-
[2,1 b]pirano-3,1-indeno).

Se pueden obtener detalles adicionales sobre preparación y uso de los nuevos compuestos de naftopirano representados en la fórmula del gráfico II, incluyendo los compuestos preferidos de naftopirano, en U.S. Patent Application Serial N°. 08/331.281 titulado "Photochromic Spironaphthopyran Compounds" y archivado el 28 de octubre de 1994, a nombre de Frank J. Hughes y otros, como Applicants, lo que aquí se incorpora como referencia.

La primera lámina 22 y la segunda lámina 24 deberían ser compatibles con la pieza de potencia 12, el miembro funcional 20, el primero y el segundo adhesivo 26, 28, y, en caso de estar incluido, con la primera y la segunda capa 30, 32. En este contexto, compatibilidad significa que la primera lámina 22 o la segunda lámina 24, como apropiado, es capaz de o bien fuertemente adherir al material de la pieza de potencia 12, o bien fuertemente fusionar con el material de la pieza de potencia 12. Adicionalmente, compatibilidad significa que le material de la primera lámina 22 y de la segunda lámina 24 es incapaz de tener reacciones indeseables con otros componentes de la lente 10, de degradar la pieza de potencia 12, el miembro funcional 20, el primer adhesivo 22, el segundo adhesivo 24, la primera capa 30 (en caso de estar incluida), la segunda capa 32 (en caso de estar incluida) o medios funcionales, como compuestos fotocrómicos o polarizantes incorporados en el miembro funcional 20.

Además, la pieza de potencia 12 y una de las láminas primera 22 o segunda 24 que se unen a la pieza de potencia 12 deben generalmente ser fabricadas de algún material resinoso. Así como, la primera lámina 22 y la segunda lámina 24 deben estar fabricadas de diferentes materiales, como resinas termoplásticas diferentes. Adicionalmente, una o ambas de las láminas 22, 24 tienen que ser fabricadas con diferente material que la pieza de potencia 12. Preferentemente, la pieza de potencia 12 y la lámina de las láminas primera 22 y segunda 24 que esta unida a la pieza de potencia 12 están hechas de cualquiera de una variedad de resinas termoplásticas, incluyendo homopolímeros y copolímeros de policarbonato poliolefina amorfa poliestireno, y compuestos acrílicos, mientras que se cumple la compatibilidad de material requerida arriba indicada, para permitir la fusión de la pieza de potencia 12 con la primera lámina 22 o la segunda lámina 24. Más preferiblemente, la pieza de potencia 12 y una de las láminas primera 22 o segunda 24, que está unida a la pieza de potencia 12, están cada una hechas de la misma resina termoplástica para potenciar la fusión de la pieza de potencia 12 con la lámina primera 22 o segunda 24.

Los materiales adecuados para el uso como el primer adhesivo 26 o el segundo adhesivo 28 tienen que tener buenas propiedades ópticas, incluyendo una alta transparencia óptica, no deben ponerse amarrillos cuando están expuestos a la luz del sol, tener habilidad de flexión durante el moldeo por inyección sin formarse grietas, tener una contracción mínima durante el proceso de curado y cumplir las compatibilidades requeridas del material arriba indicadas. Algunos ejemplos para materiales adecuados para el primer adhesivo26 y el segundo adhesivo 28 incluyen adhesivos tipo acrílico, tipo epoxi y tipo uretano, como Loctite® FMD-207, Loctite® FMD-338, Loctite® FMD-436, y Loctite® 3311, cada uno disponible en Loctite Corporation en Hartford, Connecticut; Norland Optical Adhesive Type 68 disponible en Norland Products ínc. en New Brunswick, New Jersey; y Summers Laboratories Type SK-9 disponible en Summers Laboratories, Inc. en Collegeville, Pennsylvania. Los materiales usados para el primer adhesivo 26 y el segundo adhesivo 28 se pueden curar con un tratamiento termal o con un tratamiento con luz ultravioleta.

Las capas de revestimiento primera 30 y segunda 32 se pueden moldear con cualquiera de los materiales adecuados para proveer con dureza, resistencia a la abrasión, y/o resistencia química a la pieza funcional 14 mientras que se cumple la compatibilidad de material requerida arriba mencionada. Algunos ejemplos para materiales de revestimiento incluyen revestimientos acrílicos duros y compuestos de polisiloxano duro. Preferentemente, una de las láminas 22, 24, que está en contacto con la pieza de potencia 12 no incluye el revestimiento respectivo 30, 32, porque se ha encontrado que una de las láminas 22, 24 que está en contacto con la pieza de potencia tiende a disminuir la unión entre la pieza funcional 14 y la pieza de potencia 12.

Un beneficio de la lente 10 de la presente invención es que se puede minimizar un espesor central global A de la lente 10, referente a la figura 1 medido a lo largo del eje longitudinal Z de la lente 10, para disminuir el peso de la lente 10. Por ejemplo, de acuerdo con la presente invención, un espesor central global B de la pieza de potencia 12 preferentemente se mueve en un rango de alrededor de 0,9 mm y alrededor de 20,0 mm y preferentemente en un rango de alrededor de 1,0 mm y alrededor de 9,0 mm. Similarmente, aunque un espesor central C de la pieza funcional 14 puede ser cualquier espesor adecuado para obtener el efecto funcional deseado, como el efecto polarizante o el efecto fotocrómico, en la lente 10 el espesor central C de la pieza funcional 14, se mueve preferentemente en un rango de alrededor de 0,2 mm y alrededor de 2 mm y más preferentemente en un rango de entre alrededor de 0,3 mm y alrededor de 0,7 mm. Aunque los espesores central B y C de la pieza de potencia 12 y de la pieza funcional 14 están representados en figura 1 como línea secundaria del eje Z de la lente, se entiende que los espesores centrales B y C de la pieza de potencia 12 y de la pieza funcional 14, respectivamente, se miden a lo largo del eje Z. Finalmente, el espesor central A de la lente 10 se mueve preferentemente en un rango de entre alrededor de 1,5 mm y alrededor de 22,0 mm y más preferentemente, entre alrededor de 1,6 mm y alrededor de 10,0 mm.

Los rangos preferidos y más preferidos del espesor del film funcional 21, de las láminas primera y segunda 22, 24, los adhesivos primero y segundo 26, 28, y las capas de recubrimiento 30, 32, en caso de estar incluidas, se representan en la Tabla 1 adjunta:

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 1

3

Como ya mencionado, cuando la pieza funcional 14 toma la forma de una oblea (no representado), el film funcional 21 puede consistir en o una segunda lámina 24, o una segunda capa de recubrimiento 32, o la segunda lámina que está recubierta por la segunda capa 32. Así que, cuando la pieza funcional toma la forma de una oblea funcional (no representado), se sobreentiende que la consecuencia son cambios en el espesor del film funcional 21.

La lente 10 puede ser o bien una lente de visión individual, una lente multi-focal progresiva, una lente aesférica, una lente aesférica multi-focal, o una lente multi-focal escalonada. Lentes de visión individual, que pueden tener la forma de la lente 10, tienen esencialmente la misma potencia focal en cualquier punto de la superficie exterior 34 de la lente 10, cuando se visionan objetos (no representado) delante de la pieza funcional 14 de la lente 10 a través de la lente 10 desde un punto seleccionado X situado detrás de la lente 10 y en un eje Z. La superficie exterior 34 debería ser sustancialmente suave, y preferentemente muy suave, para ayudar a minimizar la generación de cualquier efecto óptico irregular, no predecible en la lente 10.

En el caso de la lente progresiva multi-focal, que puede también tener la forma de la lente 10, la potencia focal de la lente 10 cambio incrementando progresivamente, cuando objetos colocados delante de la superficie exterior 34 se visionan desde un punto seleccionado X, a través de diferentes puntos de la superficie exterior 34. En el caso de la lente progresiva multi-focal, la potencia focal de la lente 10, cuando se visionan objetos desde el punto X, cambia incrementando continuamente, cuando se mueve por la superficie exterior 34, en parte debido a la naturaleza suave continua de la superficie exterior 34 de la lente 10 que es multi-focal progresiva. Cuando la lente 10 es progresiva multi-focal, la superficie frontal 18 y la superficie exterior 34 están formados aesféricamente. Adicionalmente, cuando se visionan objetos desde el punto X a través de la lente 10 que es multi-focal progresiva, no se ven líneas, cuando se mueven entre puntos por la superficie 34, que tienen diferentes potencias focales.

Cuando la lente 10 es una lente multi-focal escalonada, como la lente 10 representada en la figura 4, la superficie frontal 18 del la pieza de potencia 12 es discontinua. Por ejemplos, la lente 10 de la figura 4 es una lente bifocal escalonada en la que la superficie frontal 18 está dividida en una superficie focal principal 36 y una superficie focal secundaria 38. La superficie focal principal 36 y la superficie focal secundaria 38 cooperan para definir una superficie escalonada 40 que rompe la transición suave entre la superficie focal principal 36 y la superficie focal secundaria 38. Como representado en la figura 4, la superficie focal secundaria 38 puede ser elevada, al menos en parte, en relación a la superficie focal principal 36. Alternativamente, aunque no representado en la figura 4, se entiende que la superficie focal principal 36 puede ser elevada, al menos en parte, en relación a la superficie focal secundaria 38. Además, se entiende que, cuando la lente 10 el multi-focal escalonada, la superficie frontal 18 tiene que estar dividida en más de dos superficies discontinuas, más bien que solamente en las dos superficies discontinuas, es decir la superficie focal principal 36 y la superficie focal secundaria 38 como representado en la figura 4.

Cuando la lente 10 es multi-focal, la lente 10 puede ser o bien multi-focal progresiva, o multi-focal aesférica, o multi-focal escalonada. Los costes para obtener las lentes multi-focales progresivas y aesféricas son más o menos comparables con los gastos para obtener lentes multi-focales escalonadas. La fabricación de moldes para lentes multi-focales escalonadas es algo más barata y el moldeado es menos complicado que en la fabricación de lentes multi-focales progresivas y en la fabricación de lentes multi-focales aesféricas. Por otra parte, actualmente los costes de mecanizado de lentes multi-focales escalonadas son algo más altos que los costes de mecanizado lentes multi-focales progresivas y aesféricas.

Sin embargo, la lente 10 es preferentemente multi-focal progresiva, más bien que multi-focal escalonada, porque formar la pieza funcional 14 para casar con la forma de la superficie frontal 18 de la pieza de potencia 12 es más fácil para lentes multi-focales progresivas que para lentes multi-focales escalonadas. Además, los consumidores perciben generalmente las lentes multi-focales progresivas como más sofisticados y cosméticamente más atractivas que las lentes multi-focales escalonadas. Adicionalmente, la lente 10 es preferentemente multi-focal progresiva, más bien que multi-focal aesférica, porque los consumidores perciben las lentes multi-focales progresivas como más sofisticados y cosméticamente más atractivas que las lentes multi-focales aesféricas.

La lente 10, como representada en las figuras 1, 2, y 4, puede ser una lente acabada o una lente semiacabada. Cuando la lente 10 es una lente terminada, la potencia focal o el rango de potencia focal se activa durante el mecanizado de la lente 10 y no se requiere ningún procesado posterior de la lente 10 para activar la potencia focal o el rango de potencia focal. Cuando la lente es semiacabada, se necesita un mecanizado posterior después del mecanizado inicial de la lente 10, como el esmerilado de una superficie trasera 42 de la lente 10, para aplicar la potencia focal o el rango de potencia focal de la lente 10. Cuando la lente 10 es terminada, la superficie trasera 42 puede incluir una capa (no representada) par añadir la dureza y la resistencia de abrasión de la superficie trasera 42 de la lente 10. Cuando la lente 10 es semiacabada, la capa sólo tiene que ser aplicada a la superficie exterior 34 de la lente 10, porque el revestimiento de la superficie trasera 42 de la lente 10 puede ser dañado o se puede desprender durante un procesado posterior de la lente semiacabada. Sin embargo, incluso cuando la lente 10 es semiacabada, la superficie trasera 42 puede incluir el revestimiento (no representado) para simplificar o reducir el coste del mecanizado de la lente semiacabada.

El método de fabricar la lente 10 contiene generalmente tres pasos distintos. Primero, se prepara el miembro funcional 20, como la capa funcional (no representada) o el film funcional 21. A continuación, se prepara la pieza funcional. Finalmente, se hace la lente 10 uniendo la pieza funcional 14 con la pieza de potencia 12.

Se entiende que se pueden incorporar propiedades funcionales añadidas a la polarización o el fotocromismo, como tinte, color, dureza, resistencia a la abrasión, y resistencia química, decoración, e indicia en el miembro funcional 20, como el revestimiento funcional (no representado) o el film funcional 21, utilizando técnicas convencionales. Sin embargo, el film funcional 21 incorpora preferentemente o bien la propiedad fotopolarizante o la propiedad fotocrómica. Adicionalmente, cualquiera de las láminas 22, 24 o de las capas 30, 32 pueden impartir características de durabilidad, como dureza, resistencia a la abrasión, y resistencia química, a la lente 10 y especialmente a la superficie exterior 34 de la lente.

Se pueden incorporar los compuestos dicroicos en el film de base para hacer el film funcional 21 con la propiedad polarizante usando cualquier procedimiento adecuado. Por ejemplo, el film de base (no representado) puede ser inmerso en una solución acuosa de una sustancia dicroica en un rango de temperaturas desde cerca de 10ºC hasta cerca de 50ºC para efectuar la absorción de la sustancia dicroica en el film base. Después, el film base se estira en una dirección a un rango de dimensiones entre cerca de 2 ½ veces a cerca de 8 veces la dimensión no estirada del film base, en una solución acuosa con un rango de temperaturas de cerca de 10ºC hasta cerca de 80ºC. La solución acuosa debería contener un aditivo disuelto, tal como un ion metal o ácido bórico para efectuar la adsorción y la orientación de la sustancia dicroica en el film base.

El compuesto o compuestos fotocrómicos orgánicos se pueden incorporar al film base para hacer que el film funcional 21 tenga la propiedad fotocrómica utilizando cualquier procedimiento adecuado. Como un ejemplo, en un procedimiento adecuado útil para los preferidos naftopiranos y espironaftopiranos el o los compuestos fotocrómicas se disuelven en un disolvente adecuado. Ejemplos de disolventes adecuados incluyen el butilacetato, hexano; ciclohexano, varios alcoholes incluyendo etanol y metanol; y diferentes ketones; tales como ciclohexanona y metiletilketona. Posteriormente se hace una mezcla de compuesto fotocrómico/resina/disolvente, mediante la adición de la solución del compuesto fotocrómico/disolvente al monómero fundido o al prepolímero fundido del homopolímero o copolímero seleccionado para el film base. Se puede incorporar un compuesto estabilizante ultravioleta adecuado en la mezcla compuesto fotocrómico/resina/disolvente para ayudar a estabilizar el compuesto o compuestos fotocrómicos contra la fatiga por activación.

En una segunda alternativa adecuada para los preferidos naftopiranos y espironaftopiranos, el o los compuestos fotocrómicos y la resina de homopolímero o copolímero seleccionada para el film base se mezclan primero juntas. El disolvente se añade entonces a la mezcla de compuesto fotocrómico/resina y la mezcla compuesto fotocrómico/resina s calienta hasta fundir y/o disolver el o los compuestos fotocrómicos y la resina en el disolvente y mezclar homogéneamente todos los componentes de la mezcla.

La mezcla del o de los compuestos fotocrómicos, disolvente, monómero o pre-polímero, creados sin embargo, se pueden transformar en un film o lámina mediante un método adecuado de extrusión o colado. Preferentemente la mezcla es colada en una superficie plana utilizando una técnica convencional de colado de plásticos termoestables. A pesar de la evaporación del disolvente del film o lámina colado, permanece el film funcional 21 teniendo éste la propiedad fotocrómica.

El o los compuestos fotocrómicos inorgánicos se pueden incorporar al miembro funcional 20, así como al film funcional 21, teniendo la propiedad fotocrómica utilizando cualquier procedimiento adecuado. Como ejemplo el o los compuestos fotocrómicos inorgánicos pueden ser cualquier vidrio potencialmente fotocrómico adecuado, que se trata para hacer partículas fotocrómicas de acuerdo con US Patent N° 4.622.184 de Bernhart et al. que se incorpora aquí como referencia. Las partículas de vidrio fotocrómico se pueden mezclar con la resina base, como se especifica en la US Patent N°. 4.622.184 y luego se pueden convertir en el film funcional 21 por un método convencional, tales como una extrusión adecuada o un método de moldeo.

Como otro ejemplo, el o los compuestos fotocrómicos, tales como partículas de haluro de plata, se pueden codepositar con un monómero a lo largo de un sustrato, como el film base, de acuerdo con US Patent N° 4.596.673 de Beale, que se incorpora aquí como referencia. El monómero polimeriza como resultado de la codeposición para asegurar el haluro de plata al film base. Los monómeros que son adecuados para utilizar en la práctica el método de US Patent N° 4.596.673 incluyen el hexametil disiloxano, hexametil disilizano, viniltrimetilsiloxano, tetrametildisiloxano, y viniltrimetoxisilano. El film funcional 21 que incorpora el o los compuestos fotocrómicos, tales como las partículas de haluro de plata, permanece después de que el monómero polimerice.

Como un ejemplo adicional, se puede preparar la resina base combinando (1) una resina poliéster insaturada producida por esterificación de un ácido orgánico polibásico insaturado con un alcohol polihídrico y (2) un monómero de vinilo polar del tipo que forma un plástico soluble en disolvente polar cuando es homopolimerizado, de acuerdo con US Patent N° 4.110.244 de Hovey, que se incorpora aquí como referencia. Uno o más monómeros de vinilo insaturado, pueden, si se desea, ligarse con la resina poliéster insaturada antes de combinarse la resina poliéster con el monómero de vinilo polar. La mezcla de la resina poliéster insaturada, bien con o sin el o los monómeros de vinilo insaturados, y el monómero de vinilo polar se puede polimerizar y colar de acuerdo con US Patent N° 4.110.244 para formar el film base. El film base se sumerge entonces en una solución iónica de acuerdo con US Patent N° 4.110.244 para formar el film funcional 21 que incorpora el o los compuestos fotocrómicos inorgánicos, tales como los haluros de plata.

Como otro ejemplo, el o los compuestos fotocrómicos inorgánicos, tales como los cristales de haluro de plata, se pueden recubrir con un material inorgánico para hacer material fotocrómico recubierto, de acuerdo con US Patent N° 4.046.586 de Uhlmann et al. que se incorpora aquí como referencia. El material fotocrómico recubierto se puede después ligar como se indica en la patente Uhlmann, con una solución d la resina base en un disolvente adecuado. El film funcional 21 se puede entonces preparar por colado de la mezcla de la resina base, del disolvente y el material fotocrómico recubierto utilizando una técnica convencional de colado.

Como todavía otro ejemplo, el o los compuestos fotocrómicos inorgánicos, tales como los haluros de plata, se pueden incorporar a un material fotocrómico plástico, como se explica en US Patent N° 4.049.567 de Chu et al. que se incorpora aquí como referencia. El material plástico fotocrómico se puede meter como un sandwich entre dos láminas del film base y sellar con una resina epoxi, de acuerdo con la patente de Chu, para formar el miembro funcional 20. Este es un ejemplo de como el miembro funcional 20 se puede estructurar de forma diferente al film funcional 21.

Después de que el miembro funcional 20, tal como el film funcional 21, sea preparado, la pieza funcional 14 puede ser hecha laminando la primera lámina 22 y, si se desea, la segunda lámina 24 al miembro funcional 20 usando el primer adhesivo 26 y el segundo adhesivo 28 respectivamente. Se puede contar con cualquier técnica de laminación con base adhesiva, tal como laminación por rodillo para aplicar la presión adecuada, para laminar las láminas 22, 24 al miembro funcional 20. Si se incluye el recubrimiento 30, se puede aplicar a la primera lámina 22, tanto antes como después de la laminación de la lámina 22 al miembro funcional 20. De forma similar, si se incluye la lámina 24, si se incluye el recubrimiento 32 se puede aplicar a la segunda lámina 24, tanto antes como después de la laminación de la lámina 24 al miembro funcional 20.

Alternativamente, cuando el miembro funcional 20 es el recubrimiento funcional (no mostrado), la pieza funcional 14 se puede preparar aplicando el recubrimiento funcional encima de la primera lámina 22 usando cualquier procedimiento idóneo, tal como atomizado, cepillado o espolvoreado. Ejemplos de materiales que son idóneos para la formación del recubrimiento funcional incluyen aquellos materiales que son adecuados para proporcionar las propiedades funcionales, tales como dureza, resistencia a la abrasión, y/o resistencia química, a la pieza funcional 14, mientras se cumpla el susodicho requerimiento de compatibilidad de materiales. Algunos ejemplos de materiales idóneos para el recubrimiento funcional incluyen recubrimientos acrílicos duros y compuestos polisiloxano duros.

Cuando se incluye el recubrimiento funcional (no mostrado), el primer adhesivo 26 es opcional, ya que se puede aplicar directamente el recubrimiento funcional encima de la primera lámina 22, típicamente proporciona la superficie exterior 34 de la lente 10. También el segundo adhesivo 28, la segunda lámina 24, y el segundo recubrimiento 32 son opcionales cuando el miembro funcional 20 es el recubrimiento funcional ya que el recubrimiento funcional se puede usar para formar la superficie exterior 34 de la lente 10. Además se puede elegir el recubrimiento funcional para proporcionar la superficie exterior 34 con propiedades funcionales deseables, tales como dureza, resistencia a la abrasión, y/o resistencia química.

En una versión preferida, el film funcional 21 que incorpora la propiedad polarizante es un item comercial conocido como lámina POLA. Lámina POLA se puede obtener contactando con Yushi Seihin Co. en Tokio, Japón. Se cree que el film funcional 21, que tenga la propiedad fotocrómica, no se puede obtener como un item comercial. Por eso, es necesario fabricar el film funcional 21, que tenga la propiedad fotocrómica, utilizando el método de la presente invención.

Alternativamente, cuando la pieza funcional 14 toma la forma de oblea (no mostrado), la pieza funcional 14 se puede preparar laminando la segunda lámina 24 a la primera lámina 22 utilizando el primer adhesivo 26, o el segundo adhesivo 28, se puede contar con cualquier técnica de laminación con adhesivo como base para laminar las láminas 22, 24 juntas. Si se incluyen los recubrimientos 30, 32, se pueden aplicar a la primera lámina 22 y a la segunda lámina 24, respectivamente, bien antes o después de la laminación de las láminas 22, 24. Cuando la oblea funcional (no mostrada) no incluye la segunda lámina 24, el segundo recubrimiento 32 se puede aplicar a la primera lámina 22, utilizando cualquier técnica convencional de aplicación de recubrimiento.

La pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14 se pueden combinar para fabricar la lente 10 usando cualquier técnica convencional, tales como unión laminada, moldeo por inyección, moldeo por compresión, o moldeo por compresión/inyección (a veces llamada "coining") Independientemente del método usado para unir la pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14, la placa 17 debe ser separada del laminado funcional 19 y configurada al tamaño y diseño que la placa 17 tendrá cuando se incluya en la lente 10. La placa 17 se puede separar del laminado 19 utilizando cualquier técnica convencional. Con diferencia a los ejemplos, todos los comentarios subsecuentes acerca de la placa 17 se aplican con igual fuerza a la oblea funcional. Algunos ejemplos de tamaños y formas de la placa 17 se representan en las figuras 1 y 2. La placa 17 se puede preformar bien antes de ser incorporada en la lente 10, o alternativamente, se le puede dar forma a la placa 17 mientras está siendo incorporada en la lente 10.

La placa 17 se puede preformar utilizando cualquier proceso idóneo de configuración laminada. Un ejemplo de un proceso adecuado supone el calentamiento de la placa a una temperatura adecuada. Simultáneamente con o subsecuente al calentamiento, se aplica una presión positiva a la placa 17 utilizando un aparato adecuado par configurar la placa 17 y que case la forma de la superficie frontal 18 de la pieza de potencia 12. Una vez que la placa 17 está apropiadamente configurada, se enfría la placa 17 á temperatura ambiente y se libera la presión positiva.

De acuerdo con el método de la presente invención, las piezas funcional 14 y de potencia 12 se pueden unir para formar la lente 10 utilizando una máquina de moldeo 100, como en figura 5, que incluye una pluralidad de superficies de molde 102. Cuando la máquina de moldeo 100 está cerrada, como en la figura 6, las superficies de molde 102 definen una pluralidad de cavidades del molde 104. Aunque se representan dos cavidades de molde 104 en la figura 6, se entiende que la máquina de moldeo 100 puede incluir únicamente una de las cavidades de molde 104, y puede también incluir más de dos cavidades 104.

La máquina de moldeo 100 es preferiblemente una máquina de moldeo por inyección por tornillo recíproco. La máquina de moldeo 100, refiriéndonos a la anterior figura 5, incluye una parte inyectora 106 y una parte de cierre 108. la parte de inyección 106 incluye un cilindro 110 que contiene un tornillo recíproco (no mostrado). La parte inyectora 106 incluye también una tolva 112 que dirige la resina termoplástica pelletizada (no mostrada) al tornillo. La parte inyectora 106 además incluye una pluralidad e bandas calentadoras 114 ordenadas alrededor del cilindro para fundir la resina termoplástica. Adicionalmente, la parte inyectora 106 incluye una unidad de potencia hidráulica 116 que hace rotar y volver al tornillo.

La pieza de cierre 108 incluye la pieza molde 118 y la pieza conductora 120 que abre y cierra la pieza molde. La pieza molde 118 incluye una mitad fija del molde 122 que está fijada en asociación con la pieza inyectora 106. La pieza molde 118 también incluye una mitad movible del molde 124 que casa con la mitad fija del molde 122. Juntas, refiriéndose a la figura 6, las mitades del molde 122, 124 cooperativamente definen las cavidades del molde 104. Las superficies del molde 102 de cada cavidad del molde 104 se pueden clasificar dentro de tres tipos de superficies del molde nombrados, superficie convexa 126, superficie cóncava 128 y superficies radiales 130. La superficie convexa 126 de la cavidad del molde 104 define la superficie exterior 34 de la lente 10. La superficie convexa 126 se puede configurar para emparejar cualquier forma de la superficie exterior 34 de la lente 10, incluyendo la forma discontinua, como en la figura 4, de la superficie exterior 34. De forma similar, la superficie cóncava 128 de la cavidad del molde 104 define la superficie posterior 42 de la lente 10.

Las superficies radiales 130 de la cavidad del molde 104 definen un perímetro 44 de la lente 10. Las superficies radiales 130 se pueden definir enteramente en la mitad movible del molde 124, como descrito en la figura 5. Alternativamente, aunque no está descrito en las figuras, las superficies radiales 130 se pueden definir enteramente en la mitad fija del molde 122 o pueden ser definidas parcialmente en la mitad fija del molde 122 y parcialmente en la mitad movible del molde 124.

La mitad fija del molde 122 tiene un bebedero 132 que está en comunicación fluida con la unidad inyectora 106. Adicionalmente, las superficies opuestas 134 de la mitad fija del molde 122 y la mitad movible del molde 124 definen ramificaciones 136, como descrito en la figura 6, que colocan la unidad inyectora 106 y el bebedero 132 en comunicación fluida con cada cavidad del molde 104. La pieza molde 118 incluye adicionalmente una pluralidad de líneas de enfriamiento 138 orientadas dentro de las mitades del molde 122, 124 para enfriar la resina termoplástica fundida después de que esté completa la inyección de resina en la cavidad del molde 104.

La mitad movible del molde 124 incluye preferentemente una place de molde fija 146, y una placa de molde movible 148. La mitad del molde 124 también incluye una pluralidad de manguitos que están en registro sustancial con las superficies radiales 130 de las cavidades del molde 104. La mitad del molde 124 además incluye una pluralidad de pistones 152 que se introducen por deslizamiento dentro de los manguitos 150 y son fijados a la placa del molde 148 en los extremos 154. Los extremos 156 de los pistones 152 de las superficies convexas 126 de las cavidades del molde 104.

La pieza conductora 120 de la unidad de cierre 108 incluye un pisón hidráulico 158 que trabaja en relación con la mitad movible del molde 124. La pieza conductora incluye una unidad de fuerza hidráulica 160 que conduce el pisón hidráulico 158 y sitúa la pieza móvil del molde 124 bien a la condición de abiertos 162, como en figura 5, bien a la posición cerrado 164, como en la figura 6.

La placa móvil 148, y así los pistones 152, trabajan en relación con el pisón hidráulico 158. El movimiento de la placa 148 y los pistones 152 está programado de forma que los pistones 152 se muevan en dirección de la flecha D, como bien representado en la figura 5, después de que el moldeo de las lentes 10 se complete y las mitades del molde 122, 124 se separen. El movimiento de los pistones 152 en la dirección D expulsa las lentes 10 de las cavidades del molde 104 por aplicación de una presión sobre la superficie posterior 42 de cada lente 10. Contrariamente, el movimiento de la placa 148 y los pistones 152 se programa de forma que los pistones 152 se muevan en la dirección de la flecha E para orientar las superficies 126, 128, 130 par el moldeo seguido de la expulsión de las lentes 10.

La unidad de cierre 108, como bien descrita en figura 6, incluye una pluralidad de barras de apriete 166 que ayudan a mantener la mitad movible del molde 124 en perfecto alineamiento con la mitad fija del molde 122. También, la mitad fija del molde 122 incluye guías cilíndricas hembra 168, y la mitad movible del molde 124 incluye miembros cilíndricos macho 170 que se enganchan por deslizamiento en las guías cilíndricas hembra respectivas. Las guías 168 y miembros 170 ayudan a mantener el alineamiento adecuado de las mitades fija y movible del molde 122, 124 relativamente la una con la otra.

En una versión, las mitades del molde 122, 124 están hechas de un acero bajo en carbono para moldes de plásticos, tales como las series P20 aceros para herramientas inoxidables. La máquina de moldeo 100 puede ser cualquier máquina de moldeo por inyección adecuada, tal como una máquina de moldeo por inyección Vista, que se puede adquirir de Cincinnati Milacron, en Batavia, Ohio.

Previamente al moldeo de la lente 10 en la máquina de moldeo 100, la placa 17, que decora la pieza funcional 14, se coloca contra un hueco 172 de la placa del molde 146, como bien descrito en la figura 5, antes de que las mitades de molde 122, 124 se cierren. El hueco 172 se puede definir por una muesca (no mostrada) en la superficie convexa próxima a la intersección de la superficie convexa 126 y la superficie radial 130, como bien se describe en la figura 6. Alternativamente, cuando cualquier parte de la superficie radial 130 se define en la mitad fija del molde 122, el hueco 172 puede estar definido por la intersección de la superficie convexa 126 y la superficie radial 130. Cuando la placa 17 tiene un tamaño o forma diferente que la superficie frontal 18, como en la figura 2, la superficie convexa 26, como en la figura 5, puede estar mellada (no mostrado) en conformidad con la reposición del hueco 172 en otra parte en la superficie convexa 126 para acomodar el diferente tamaño o forma de la superficie frontal 18.

Tal y como anotado, la placa 17 puede ser preformada para casar con la forma de la superficie frontal 18 de la pieza de potencia 12. Alternativamente, se puede configurar la máquina de moldeo 100 con una fuente de vacío 174 y líneas de vacío asociadas, que están en comunicación con la superficie convexa 126 de cada cavidad 104, como en la figura 5. Utilizando la fuente de vació 174, cada placa 17 puede ser colocada contra su respectivo hueco 172 y puesta en comunicación con sus respectivas superficies convexas 126, sin preformar las placas 17 antes de emplazarlas en la máquina 100.

No importa si las placas 17 se preforman fuera de las cavidades del molde 104 o se les da forma en las cavidades del molde 104, cada placa 17 se debería colocar en su respectiva cavidad de molde 104, de forma que una junta neumática (no mostrada) o una junta mecánica (no mostrada) o una combinación de junta neumática/mecánica es creada entre cada placa 17 y la superficie convexa respectiva 126 de la mitad del molde 122. La junta mecánica se relaciona con las placas 17 que son preformadas. Para obtener la junta mecánica, las placas 17 se deben dimensionar adecuadamente para tener en cuenta la expansión del metal utilizado para hacer las mitades del molde 122, 124 de forma que las placas 17 permanezcan ajustadas y seguras dentro del hueco 172, cuando se inyecte la resina fundida dentro de las cavidades del molde 104. La junta neumática se relaciona con las placas 17 que están conformadas por la fuente de vacío 174 y también se relacionan con las placas 17 que son preformadas. L a junta neumática se puede crear aplicando el suficiente vacío para mantener las placas 17 ajustadamente en el registro contra las superficies convexas 126 respectivas mientras se inyecta la resina fundida dentro de las cavidades del molde 104.

El sellado entre placas 17 y sus respectivas superficies convexas 126 es necesario para prevenir que la resina termoplástica fundida que se inyecta en las cavidades del molde 104 fluya entre las placas 17 y las superficies convexas 126. La intrusión de resina fundida entre las placas 17 y las superficies convexas 126 crearía problemas ópticos o cosméticos o más problemas indeseados, tales como de laminación del film funcional de las láminas 22, 24, quemado de la placa 17 o del film 21, puntos de tensión dentro de la placa 17, torcedura de la placa 17, y líneas de flujo en la superficie exterior 34 de la lente 10.

Después de la colocación de las placas 17 contra los huecos 172 se cierra la máquina de moldeo para formar las cavidades del molde 104, como en la figura 6. La resina termoplástica seleccionada para la pieza de potencia 12 se inyecta entonces en las cavidades 104 en estado fundido para llenar esa parte (no mostrado) de las cavidades 104 no ocupada por las placas 17 y forma la pieza de potencia 12 de cada lente 10. Adicionalmente, en cada cavidad 104 la resina inyectada entra en contacto con la placa 17 localizada en la cavidad 104. La temperatura de la resina inyectada provoca la fusión de la pieza de potencia 12 formada por la resina inyectada con la pieza funcional 14 en una de las láminas 22, 24 que es preferiblemente orientada contra la superficie frontal 18 de la pieza de potencia 12. El calor en cada cavidad es preferiblemente suficiente para causar la fusión de la pieza de potencia 12 y la pieza funcional 14 juntas por soldado en un enlace permanente. Después de que se solidifique la resina inyectada, se debe abrirla cavidad 104 separando las mitades 122, 124, como en la figura 5. Preferiblemente, la lente 10 se expulsa de la máquina de moldeo 100 por el movimiento del pistón 152 apropiado en la dirección D.

La formación de la pieza de potencia 12 en la máquina de moldeo 100 culmina otra importante ventaja de la presente invención, es decir el efecto igualador que ejerce la pieza de potencia 12 dentro de la lente 10 sobre cualquier no-uniformidad en el espesor de la pieza funcional 14. Aunque es preferible que el espesor de la pieza funcional 14 sea sustancialmente uniforme, se permite alguna variación en el espesor de la pieza funcional 14. La variación en el espesor de la pieza funcional 14 se permite porque el espesor de la cavidad 104 es uniforme. Así, la inyección de resina en la cavidad del molde 104 compensa cualquier no- uniformidad en el espesor de la pieza funcional 14, modificando el espesor de la pieza de potencia 12 en conformidad.

Después de ser sacadas de la máquina 100, cada lente 10 se puede recubrir con un recubrimiento adecuado, tal como una composición recubriente acrílica o polisiloxana, para proporcionar una superficie dura a la lente 10. El recubrimiento se debe completar utilizando técnicas convencionales, como inmersión, rociado, o rotación. Como ya anotado, si la lente 10 se finaliza después de la aplicación del recubrimiento, se puede aplicar el recubrimiento a la superficie exterior 34 y a la superficie posterior 42 de la lente 10. Si la lente 10 está semiacabada, solamente se necesita aplicar el recubrimiento a la superficie exterior 34 de la lente 10, ya que el recubrimiento de la superficie posterior 42 se puede dañar o puede ser removido durante el posterior procesamiento de la lente semiacabada. Alternativamente, se puede aplicar el recubrimiento a todas las superficies de la lente semiacabada, incluyendo la superficie exterior 34 y la superficie posterior 42 para simplificar o reducir el costo de fabricación de la lente semiacabada.

Un número de ventajas se realizan cuando se usa el método de la presente invención para la lente 10. Por ejemplo, las propiedades funcionales se incorporan rápidamente a la lente 10 sin alterar sustancialmente la naturaleza lisa, y preferentemente la naturaleza muy lisa, de la superficie exterior 34. Así, los efectos ópticos indeseados e impredecibles que de otra manera se podría esperar que ocurriesen en la lente 10, si la superficie exterior 34 fuera diferente a una naturaleza lisa, se minimizan enormemente o se eliminan todos juntos cuando se utiliza la lente 10 de la presente invención.

También de acuerdo con el método presente, la lente 10 puede estar acabada, al contrario de semiacabada, con la pieza de potencia 12 siendo contorneada para modificar la potencia focal de la lente 10. Alternativamente, la lente 10 puede ser semiacabada de forma que la pieza de potencia 12 es capaz de ser mecanizada, en algún momento de la manufactura siguiente, para modificar la potencia focal de la lente 10.

Adicionalmente, se ha descubierto que la pieza funcional 14, previene sustancial y beneficiosamente la alteración estructural de sustancias dicroicas y compuestos fotocrómicos debido a la colocación en relación de trabajo de las sustancias dicroicas o de los compuestos fotocrómicos con la pieza de potencia 12. Además, se ha descubierto que la pieza funcional 14 previene sustancialmente la alteración de la actividad polarizante de la luz de las sustancias dícroicas y alteraciones de la actividad fotocrómica de compuestos fotocrómicos debido a la colocación en relación de trabajo de las sustancias dicroicas y de los compuestos fotocrómicos, respectivamente con la pieza de potencia 12.

El método de la presente invención proporciona una aproximación sistemática para la incorporación de una amplia variedad de propiedades funcionales a la lente 10, simplemente modificando la pieza funcional 14. También, el método de la presente invención proporciona un método sistemático para la incorporación de propiedades funcionales en los elementos ópticos, tales como la lente 10, precisamente cuando nuevos materiales suplantan a los materiales favorecidos hasta el momento, como policarbonato en la fabricación de la lente 10. Cuando se desarrolla un nuevo material, el material utilizado para hacer la primera lámina 22 y la segunda lámina 24, se puede modificar para mantener la compatibilidad entre el nuevo material y los materiales utilizados en la pieza funcional 14, incluyendo los materiales de la primera y segunda láminas 22, 24.

También se entendería que la pieza funcional 14 fuera adjuntada a cualquier superficie de una lente nueva o existente, utilizando cualquier técnica convencional, tal como pegado con adhesivo o unión por laminación. En este sentido, se pueden impartir las propiedades funcionales a las lentes nuevas que inicialmente carecían de propiedades. También se pueden impartir las propiedades funcionales a las lentes existentes, en lugar de descartar las lentes existentes y fabricar nuevas lentes que incluyan las propiedades funcionales. Adicionalmente, se pueden aplicar solventes adecuados para remover la pieza funcional 14 de la lente existente (no mostrado) de forma que se pueda aplicar una pieza diferente de las piezas funcionales a la lente existente. Esta opción facilita el cambio de las propiedades funcionales de la lente existente cuando cambia la necesidad de propiedades funcionales particulares.

La invención presente se describe más particularmente en los siguientes ejemplos que se entienden únicamente como ilustraciones, ya que numerosas modificaciones y variaciones dentro de la extensión de la formación general serán claros para los expertos.

Ejemplos

Ejemplos 1-4

Ejemplos 1-4 demuestra la formación de las lentes 10 con la propiedad polarizante incorporada en la pieza funcional 14. Adicionalmente, la lente 10j formada en Ejemplos 1-4 tiene cada una diferentes dimensiones físicas y diferentes potencias focales.

Más particularmente, en los ejemplos 1-4, el laminado funcional 19 incluía el film funcional 21, la primera y segunda láminas 22, 24 y el primero y segundo adhesivos 26, 28. El laminado funcional 19 incluía la propiedad polarizante de la luz y consistente en la lámina POLA obtenida a través de Yushi Seihin Co. de Tokio, Japón. El film base del film funcional 21 se hizo de alcohol de polivinilo, y la primera y segunda láminas 22, 24 estaban hechas de policarbonato. El film 21 tenía un espesor de cerca de 0,003 mm y la primera y segunda láminas 22, 24 tenían un espesor de cerca de 0,3 mm. Los adhesivos 26, 28 que tenían cada uno cerca de 0,003 mm de espesor, eran generalmente adhesivos del tipo acrílico, tipo epoxi o tipo uretano. El recubrimiento 32 que tenía 0,003 mm de espesor era un recubrimiento duro de polisiloxano.

Para cada lente 10 de los ejemplos 1-4, la placa 17 se cortó del laminado funcional para hacer la pieza funcional 14. La placa 17 fue generalmente redonda en la formo y tuvo sustancialmente las mismas dimensiones que la superficie 18 de la pieza de potencia 12 a fabricar. La placa 17, que no era preformada, se situaba en los huecos 172 de forma que la segunda lámina 24 enfrentara la superficie convexa 26. Se observó que la placa tenía un ajuste bien ajustado dentro de los huecos 172 que era adecuado para crear la junta mecánica. La fuente de vacío 174 se activó a 28,5 mm de mercurio para efectuar una junta neumática y empujar la placa 17 en el registro con la superficie convexa 126.

Para los ejemplos 1-4 las mitades del molde 122, 124 se cerraron entonces para hacer la cavidad del molde 104, utilizando la máquina de moldeo 100. La fuerza de cierre de la máquina 100 utilizada en estos ejemplos fue de 160 toneladas, y la velocidad de inyección de resina fue 1,5 pulgadas por segundo. La temperatura de fusión de resina de la máquina 10 fue 585ºF, y la temperatura del molde fue 265ºF. La resina fundida de policarbonato Lexan® se inyectó en la cavidad 104. El Lexan® se obtiene en General Electric Plastics Co. en Pittsfield, Massachusetts. Después de enfriar, las mitades del molde 122, 124 se abrieron y la lente 10 fue expulsada de la mitad del molde 122.

Para las lentes 10 de los ejemplos 1-4, se observó que no fluyera policarbonato inyectado entre la placa 17 y la superficie convexa 126. Adicionalmente, no se observaron ninguna delaminación de la pieza funcional 14 y ninguna torsión del film funcional 21. Además, la pieza funcional 14 y la pieza de potencia 12 se encontró que estaban firmemente adjuntadas cada una a la otra. Después de la inspección, la segunda lámina 24 de cada lente 10 de los ejemplos 1-4 se recubrió con el recubrimiento 32, utilizando una técnica convencional de recubrimiento por inmersión.

Se llevaron a cabo diferentes pruebas en las lentes producidas en los ejemplos 1-4, refiriendo a la figura 1, tenían diámetros F y espesores centrales A como indicado en la tabla 2 de abajo. Adicionalmente, las curvas de diseño y reales resultantes de las lentes 10 se determinaron que tenían los valores listados en la tabla 2, utilizando técnicas convencionales de medición óptica.

TABLA 2

4

La curva resultante verdadera de cada lente 10 el la curva óptica de la lente 10 que se mide entre los lados opuestos 46 de la lente 10 a lo largo de la superficie exterior 34, como en figura 1. La curva de diseño es la curva moldeada de la lente 1, es decir la curva medida de la superficie convexa 126 de la cavidad del molde 104, referente a la figura 6. La tabla 2 ilustra que la incorporación de la pieza funcional 14 en la lente 10 de acuerdo con la presente invención sólo esencialmente causa no variación entre la curva resultante verdadera y la curva diseñada para cada una de las lentes 10 producidas en los ejemplos 1-4.

Las lentes 10 hechas en los ejemplos 1-4 estaban basadas en diferentes prescripciones terminadas de potencias focales y se encontró que tenían una buena potencia combinada en los ejes esférico y cilíndrico. Asimismo, se examinaron las propiedades ópticas de las lentes 1, incluidas la claridad óptica, la onda óptica y la potencia óptica, utilizando un aparato de medición de lentes convencional, y se valoraron como excelentes.

Las piezas funcionales 14 de cada lente 10 también se determinaron como bien adheridas a las piezas de potencia 12. Se probaron también las piezas funcionales 14 de cada lente 10 respecto al desprendimiento de las láminas y se observó que las láminas 22, 24 no se desprendieron del film funcional 21. Adicionalmente, se hicieron pruebas con la superficie exterior 34 de cada lente 10 respecto a la resistencia a la abrasión, utilizando las pruebas detalladas en ASTM D 3359-78 y se encontró que tenían una superior resistencia a la abrasión.

Ejemplo 5

Este ejemplo muestra la formación del film funcional 21 de resina polimérica y tinte fotocrómico. En este ejemplo, la resina polimérica era acetato butirato celulósico, y el tinte fotocrómico era 3-(4-bifenililo-3-fenilo-8-metoxi-3H-nafto[2,1 b]pirano.

El primer paso es mezclar la resina y el tinte fotocrómico. Para llevar a cabo esto, se mezclaron 0,2 gramos del tinte fotocrómico con 19,8 gramos de acetato butirato celulósico en bolitas en un matraz de Erlenmeyer de cristal limpio y seco de 250 ml. El acetato butirato celulósico en bolitas era Tenite grade 264-E2R300-01, que está disponible en Eastman Chemical Co. en Kingsport, Tennessee. A continuación, se añadieron 110,5 gramos de solvente de acetato de n-butilo a la mezcla tinte/resina. Después, el matraz de Erlenmeyer se colocó en un dispositivo de calentamiento que contenía un fluido de transferencia de calor adecuado, por ejemplo glicol etileno o glicol dietileno. El fluido de transferencia de calor se calentó para calentar gradualmente la mezcla del solvente/tinte/resina a 105ºC. La mezcla del solvente/tinte/resina se mantuvo a 105ºC y fue agitada, durante alrededor de cuatro horas, hasta que el tinte y la resina disueltos en el solvente y la mezcla del tinte/resina/solvente se mezclaron homogéneamente. A continuación la solución de tinte resultante fue enfriada a temperatura ambiente.

Se preparó una pieza de vidrio flotante 24'' x 30'' x .375'' para fundir el film 21, primero nivelando el vidrio y después limpiando el vidrio con acetona. A continuación se preparó un agente desmoldeante, disolviendo una gota de n-octil-tricloro-silano en 10 ml de xileno. Se frotó el vidrio con el agente desmoldeante, utilizando un tejido de papel plegado limpio y seco, que se había inmergido en el agente desmoldeante.

Se vertió un charquito de la solución de tinte, a temperatura ambiente, del matraz de Erlenmeyer sobre el vidrio. Inmediatamente después, la solución de tinte se recubrió con un Gardner Blade, disponible en Paul N. Gardner Company de Pompano Beach, Florida, en una cantidad constante para extender una lámina uniforme de la solución de tinte por el vidrio. El solvente de acetato n-butil podía evaporarse durante alrededor de 24 horas a temperatura ambiente, dejando el film funcional 21 con la propiedad fotocrómica sobre el vidrio. El film funcional 21 se retiró suavemente del vidrio, quitando primero un borde del film 21 del vidrio con ayuda de una hoja de afeitar. Después de la evaporación del solvente, el film tenía un espesor de alrededor de 0,0013 mm.

El film 21 se colocó en un espectrómetro la transmisión total de luz sin activación del tinte fotocrómico fue determinado a ser alrededor del 92% sobre el rango del espectro visible. La transmisión de luz fue determinada a ser alrededor del 10% a 480 nm cuando se activó el tinte fotocrómico, utilizando luz suministrada por una lámpara ultravioleta de 2,25 mw/cm^{2}. La máxima longitud de onda de la activación para el tinte fotocrómico 3-(4-bifenilil)-3-fenil-8-metoxi-3H-nafto[2,1b]pirano) era de 480 nm. La lámpara ultravioleta era una lámpara Bondward disponible en Edmund Scientific, Inc. en Barrington, New Jersey.

Ejemplo 6

Este ejemplo demuestra la formación del laminado 19 utilizando el film funcional 21 producido en el ejemplo 5. Primero se obtuvieron dos láminas de 3,5'' x 3,5'' 0,010'' de policarbonato Makrofol® PCEE (color: "nat"; terminado: "EE") en Bayer, Inc. (antes Miles, Inc.) en Pittsburgh, Pennsylvania. Las dos láminas de policarbonato que sirvieron de primera lámina 22 y segunda lámina 24, incluyeron cada una capas protectoras en ambos lados de cada lámina 22, 24.

La lámina de policarbonato que iba a ser la primera lámina 22 se colocó sobre una superficie dura y lisa y la capa protectora en el lado opuesto a la mesa de la lámina 22 se retiró. A continuación, se aplicó el primer adhesivo 26, que inicialmente consistía en un charco de adhesivo Loctite® FMD-436 de un diámetro de una pulgada, con una jeringa en el lado de la lámina 22 que ya no incluía la capa protectora. A continuación, se colocó cuidadosamente el film funcional 21 producido en el ejemplo 5 sobre el primer adhesivo 26 y la primera lámina 22. Se utilizó una aguja rodante para distribuir el primer adhesivo 26 con un espesor sustancialmente uniforme entre el film 21 y la lámina 22.

A continuación se aplicó el segundo adhesivo 28, que inicialmente consistía en un charco de adhesivo Loctite® FMD-436 de un diámetro de una pulgada, con una jeringa en el lado del film 21 opuesto a la lámina 22. La capa protectora se retiró a continuación de un lado de la lámina de policarbonato, que permanecía y que iba a ser la segunda lámina 24. Después se colocó el lado de la lámina 24 que no incluía la capa protectora sobre el segundo adhesivo 28 y el film 21 para formar el laminado funcional 19. A continuación, la presión aplicada con una aguja rodante se utilizó para distribuir el segundo adhesivo 28 en un espesor sustancialmente uniforme entre el film 21 y la lámina 24.

A continuación se colocó el laminado funcional 19 durante 3 minutos por lado bajo una lámpara ultravioleta ZETA® 7400, disponible en Loctite Corporation en Hartford, Connecticut para curar los adhesivos primero y segundo 26, 28. El espesor total del laminado 19 se determinó en alrededor de 0,59 mm. A continuación se colocó el laminado 19 en un espectrómetro y la transmisión total de luz, sin activar el tinte fotocrómico, se determinó en alrededor del 92% sobre el rango del espectro de visión. La transmisión de luz total se determinó en alrededor de un 10% a 480 nm con el tinte fotocrómico activado, utilizando luz suministrada por una lámpara ultravioleta Bondwand de 2,25 mw/cm^{2} arriba mencionada.

Ejemplo 7

Este ejemplo muestra la formación del film 21 de resina polimérica y un tinte fotocrómico diferente al usado en ejemplo 5. En este ejemplo se utilizaron los mismos procedimientos, las mismas cantidades, las mismas condiciones de proceso que en el ejemplo 5, salvo que el tinte fotocrómico utilizado en este ejemplo era un tinte fotocrómico Photo "D", un tinte de espiro-oxacina, disponible en Great Lakes Chemical, Inc. en Pedrengo, Italia. La longitud de ondas máxima de activación para el tinte fotocrómico Photo "D" era 613 nm.

Después de que el solvente de acetato n-butilo podía evaporarse durante alrededor de 24 horas a temperatura ambiente, el film funcional 21 con la propiedad fotocrómica permaneció sobre el vidrio. El film funcional 21 se retiró suavemente del vidrio, quitando primero un borde del film 21 del vidrio con ayuda de una hoja de afeitar. Después de la evaporación del solvente, el film tenía un espesor de alrededor de 0,001 mm.

Ejemplo 8

Este ejemplo demuestra la formación del laminado funcional 19, utilizando el mismo procedimiento que en el ejemplo 5, salvo que se utilizó el film funcional producido en el ejemplo 7 en lugar del film funcional producido en el ejemplo 5. El laminado funcional 19 producido en este ejemplo utilizando el film funcional del ejemplo 7 tenía un espesor total determinado de alrededor de 0,30 mm. El laminado 19 de este ejemplo se colocó en un espectrómetro y la transmisión total de luz, sin activar el tinte fotocrómico, se determinó en alrededor del 92% sobre el rango del espectro de visión. La transmisión de luz total se determinó en alrededor de un 20% a 613 nm con el tinte fotocrómico activado, utilizando luz suministrada por una lámpara ultravioleta Bondwand de 2,25 mw/cm^{2} arriba mencionada.

Ejemplo 9

Este ejemplo demuestra la formación de la lente 10 utilizando el laminado funcional 19 producido en el ejemplo 8 para incorporar la propiedad fotocrómica en la lente 10. El primer paso en la fabricación de la lente 10 en este ejemplo fue cortar la placa 17 del laminado 19 para fabricar la pieza funcional 14. La placa 17 tenía generalmente una forma redonda y tenía sustancialmente las mismas dimensiones que la superficiel8 de la pieza de potencia 12 a fabricar. La placa 17, que no estaba pre-formada, se colocó dentro de los huecos 172 para que la segunda lámina 24 enfrentó la superficie convexa 126. Se observó que la placa 17 tenía ajuste sin holgura dentro de los huecos 172 lo que era adecuado para crear el cierre mecánico. La fuente de vacío 174 fue activada a 28,5 milímetros de mercurio para efectuar la junta neumática y para empujar la placa 17 en registro con la superficie convexa 126.

Entonces se cerraron las mitades del molde 122, 124 para formar la cavidad del molde, utilizando el molde 100. Se inyectó resina de policarbonato Molten Lexan® en la cavidad 104. La fuerza de bloqueo de la máquina 100 utilizada en este ejemplo fue de 160 toneladas, y la velocidad de inyección de la resina fue de 1,5 pulgadas por segundo. La temperatura de fusión de la resina de la máquina 100 fue de 585ºF, y la temperatura de moldeo fue de 265ºF.

Después de enfriar, se abrieron las mitades del molde 122, 124 y la lente 10 se expulsó de la mitad 122. Se remarcó que ningún policarbonato inyectado fluyó entre la placa 17 y la superficie convexa 126. Además, no se observó desprendimiento de láminas de la pieza funcional 14 ni deformación del film funcional 21. Además se observó que la unión entre la pieza funcional 14 y la pieza de potencia 12 fue firme. No se encontraron huecos o inclusiones en ninguna parte la pieza de potencia 12, incluyendo la pieza funcional 14 próxima. Después de la inspección la segunda lámina 24 de la lente 10 fue revestida con la capa32 utilizando una técnica convencional de revestimiento por inmersión.

Se efectuaron diferentes pruebas con la lente producida en este ejemplo. La lente 10 de este ejemplo se colocó en un espectrómetro y la transmisión total de luz, sin activar el tinte fotocrómico, se determinó en alrededor del 92% sobre el rango del espectro de visión. La transmisión de luz total medida en la pieza de potencia 12 y en la pieza funcional 14 de la lente 10 se determinó en alrededor de un 20% a 613 nm con el tinte fotocrómico activado, utilizando luz suministrada por una lámpara ultravioleta Bondwand de 2,25 mw/cm^{2} arriba mencionada.

La lente 10 estaba basada en una potencia focal terminada prescrita y se encontró que tenía una buena potencia combinada en los ejes esféricas y cilíndricas. Asimismo, se examinaron las propiedades ópticas de las lentes 1, incluidas la claridad óptica, la onda óptica y la potencia óptica, utilizando un aparato de medición de lentes convencional, y se valoraron como excelentes.

Se hicieron también pruebas con la pieza funcional 14 de la lente 10, respecto al desprendimiento de las láminas, y se observó que las láminas 22, 24 no se desprendieron del film funcional 21. Adicionalmente, se hicieron pruebas con la superficie exterior 34 de cada lente 10, respecto a la resistencia a la abrasión, utilizando las pruebas detalladas en ASTM D 3359-78 y se encontró que tenían una superior resistencia a la abrasión.

Ejemplo 10

Este ejemplo demuestra la formación del film funcional 21 de resina polimérica y un tinte policrómico diferente al usado en el ejemplo 5. Se utilizaron los mismos procedimientos y las mismas condiciones de proceso, salvo que la cantidad de acetato de butirato celulósico utilizada, la cantidad utilizada del tinte fotocrómico, y la composición del tinte fotocrómico fueron cambiadas.

La cantidad de acetato de butirato celulósico usada en este ejemplo fue de 19,58 gramos. El tinte fotocrómico utilizado en este ejemplo fue una mezcla que incluía 0,2 gramos del 3-(4-bifenililo-3-fenilo-8-metoxi-3H-nafto[2,1 b]pirano utilizado en el ejemplo 5; 0,2 gramos del tinte fotocrómico Photo "D" utilizado en el ejemplo 7 y 0,02 gramos del tinte fotocrómico Photo "PNO", que es un tinte de espirooxacina disponible en Great Lakes Chemical, Inc. en Pedrengo, Italia. La máxima longitud de onda de la activación para el tinte fotocrómico 3-(4-bifenilil)-3-fenil-8-metoxi-3H-nafto[2,1 b]pirano) es de 480 nm, la máxima longitud de onda de la activación para el tinte fotocrómico Photo "D" es de 613 nm y la máxima longitud de onda de la activación para el tinte fotocrómico Photo "PNO" es de 540 nm. Cuando se activa con luz solar, esta mezcla de tres diferentes tintes fotocrómicos adquiere un color gris neutral, que es un color activado deseable para gafas de sol oftálmicas.

Después de que el solvente de acetato de n-butilo había podido evaporarse durante alrededor de 24 horas con temperatura ambiente, el film funcional 21 con la propiedad fotocrómica permaneció en el vidrio. El film funcional 21 se retiró suavemente del vidrio, quitando primero un borde del film 21 del vidrio con ayuda de una hoja de afeitar. Después de la evaporación del solvente, el film tenía un espesor determinado de alrededor de 0,00122 mm.

Ejemplo 11

Este ejemplo demuestra la formación del laminado funcional 19, utilizando el mismo procedimiento que en el ejemplo 5, salvo que se utilizó el film funcional 21 producido en el ejemplo 10 en lugar del film funcional producido en el ejemplo 5. El laminado funcional 19 producido en este ejemplo utilizando el film funcional del ejemplo 11 tenía un espesor total determinado de alrededor de 0,30 mm. El laminado 19 de este ejemplo se colocó en un espectrómetro y la transmisión total de luz, sin activar el tinte fotocrómico, se determinó en alrededor del 90% sobre el rango del espectro de visión (p.e.:desde alrededor de 400 nm hasta alrededor de 700 nm).. La transmisión de luz total media se determinó en alrededor de un 25% sobre el rango del espectro de visión (p.e.:desde alrededor de 400 nm hasta alrededor de 700 nm) cuando el tinte fotocrómico estaba activado, utilizando luz suministrada por una lámpara ultravioleta Bondwand de 2,25 mw/cm^{2} arriba mencionada.

Ejemplo 12

Este ejemplo demuestra la formación de la lente 10 que es multi-focal escalonada, como en figura 4. La lente 10 de figura 4 se fabricó utilizando el laminado 19 producido en ejemplo 11 para incorporar la propiedad fotocrómica en la lente 10. Los procedimientos de este ejemplo fueron los mismos que los utilizados en ejemplo 9, con dos excepciones. Primero, se utilizó el laminado funcional 19 de ejemplo 11, más bien que el laminado funcional 19 del ejemplo 8. Segundo, en este ejemplo se fabricó la lente 10 de la figura 4, más bien que la lente 10 de la figura 1.

La superficie convexa 126 de la máquina de moldeo 100 utilizada en este ejemplo era escalonada y discontinua, comparada con la naturaleza continua de la superficie convexa 126 del ejemplo 9. La placa 17, que no estaba preformada, se colocó dentro de los huecos 172 para que la segunda lámina 24 enfrentó la superficie convexa 126. Se observó que la placa 17 tenía ajuste sin holgura dentro de los huecos 172 lo que era adecuado para crear el cierre mecánico. La fuente de vacío 174 fue activada a 28,5 milímetros de mercurio para efectuar la junta neumática y para empujar la placa 17 en registro con la superficie convexa 126.

Entonces se cerraron las mitades del molde 122, 124 para formar la cavidad del molde 104. Se inyectó resina de policarbonato Molten Lexan® en la cavidad 104. Después de enfriar, se abrieron las mitades del molde 122, 124 y la lente 10 se expulsó de la mitad 122. Se remarcó que ningún policarbonato inyectado fluyó entre la placa 17 y la superficie convexa 126. Además, no se observó desprendimiento de láminas de la pieza funcional 14 ni deformación del film funcional 21. Además se observó que la forma de la pieza funcional 14 estaba exactamente conforme con la forma de la superficie frontal 18 de la pieza de potencia 12, incluyendo la superficie focal principal 36, la superficie focal secundaria, y la superficie escalonada 40 de la pieza de potencia 12. Además se encontró que la unión de fusión entre la pieza funcional 14 y la pieza de potencia 12 era firme. No se encontraron huecos o inclusiones en ninguna parte la pieza de potencia 12, incluyendo la pieza funcional 14 próxima. Después de la inspección la segunda lámina 24 de la lente 10 fue revestida según especificación del ejemplo 9.

Se efectuaron diferentes pruebas con la lente producida en este ejemplo. La lente 10 de este ejemplo se colocó en un espectrómetro y la transmisión total de luz, sin activar el tinte fotocrómico, medida en la pieza de potencia 12 y en la pieza funcional 14 se determinó en alrededor del 90% sobre el rango del espectro de visión (p.e.:desde alrededor de 400 nm hasta alrededor de 700 nm). La transmisión de luz total medida en la pieza de potencia 12 y en la pieza funcional 14 de la lente 10 se determinó en alrededor de un 25% sobre el rango del espectro de visión (p.e.:desde alrededor de 400 nm hasta alrededor de 700 nm), cuando el tinte fotocrómico estaba activado, utilizando luz suministrada por una lámpara ultravioleta Bondwand de 2,25 mw/cm^{2} arriba mencionada.

La lente 10 estaba basada en una potencia focal terminada prescrita y se encontró que tenía una buena potencia combinada en los ejes esféricas y cilíndricas. Asimismo, la curva de dioptrías de la lente 10 se determinó de 6,25 con una potencia multi-focal adicional de 1,02. Adicionalmente, se examinaron las propiedades ópticas de las lentes 1, incluidas la claridad óptica, la onda óptica y la potencia óptica, utilizando un aparato de medición de lentes convencional, y se valoraron como excelentes.

Se hicieron también pruebas con la pieza funcional 14 de la lente 10, respecto al desprendimiento de las láminas, y se observó que las láminas 22, 24 no se desprendieron del film funcional 21. Adicionalmente, se hicieron pruebas con la superficie exterior 34 de la lente 10, respecto a la resistencia a la abrasión, utilizando las pruebas detalladas en ASTM D 3359-78 y se encontró que tenía una superior resistencia a la abrasión.

Aunque la presente invención se describió con referencia a incorporaciones de preferencia, los especialistas en el tema reconocerán que se pueden hacer cambios en forma y detalle sin salirse de la envergadura de la invención.

Claims

1. Procedimiento de fabricación de un elemento óptico (10), en el que el elemento óptico (10) comprende una lente oftálmica, que tiene una pieza de potencia (12) de resina termoplástica con una potencia focal prescrita, y que se caracteriza por los siguientes pasos: se lamina una primera lámina termoplástica (22) en un lado de un miembro funcional (20) que tiene una propiedad funcional seleccionada del grupo que consiste en un medio polarizante, un medio decorativo, un medio de tintado, un medio de coloreado, un medio fotocrómico y un medio de filtro;

: se lamina una segunda lámina termoplástica (24) en un segundo lado del miembro funcional (20) para formar un laminado intercalado;

: se funde o bien la primera lámina termoplástica (22) o la segunda lámina termoplástica (24) con la pieza de potencia (12), estando la otra lámina, es decir o bien la primera lámina termoplástica (22) o bien la segunda lámina termoplástica (24) abierta a la atmósfera.

2. Un método según reivindicación 1 en el que la fijación o bien de la primera lámina termoplástica (22) o bien de la segunda lámina termoplástica (24) a la pieza de potencia (12) comprende la fusión o bien de la primera lámina termoplástica (22) o bien de la segunda lámina termoplástica (24) con a la pieza de potencia (12).

3. Un método según reivindicación 1, en el que el miembro funcional (20) comprende un film funcional (21), una capa funcional, o un film funcional (21) y una capa funcional.

4. Un método según reivindicación 1, que comprende además el paso de aplicación de un recubrimiento en el otro lado de la primera lámina termoplástica (22) o la segunda lámina termoplástica (24), que está abierto a la atmósfera.

5. Un método según reivindicación 1 en el que el miembro funcional (20) comprende un componente fotopolarizante, un compuesto fotocrómico, o un componente fotopolarizante y un compuesto fotocrómico.

6. Un método según reivindicación 1 en el que la fijación de la primera lámina (22) o de la segunda lámina (24) a la pieza de potencia (12) comprende además los siguientes pasos:

: se fabrica una pieza intercalada, que comprende el miembro funcional (20) unido a la primera lámina (22) o a la segunda lámina (24), y

: se coloca la pieza intercalada en un hueco (172) de una placa de molde (146) que define parcialmente la cavidad del molde (104), estando la segunda lámina (24) dirigida hacia la placa del molde (146) y la primera lámina (22) dirigida hacia el lado opuesto de la placa del molde (146).

7. Un método según reivindicación 6, que comprende el paso de inyectar material de moldeo termoplástico en la cavidad del molde (104), fusionándose el material de moldeo termoplástico con la primera lámina (22) o con la segunda lámina (24).