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WO1993005951A1 - Procede pour l'obtention d'une lentile optique en matiere synthetique thermoplastique revetue d'une couche de protection en matiere synthetique thermodurcissable - Google Patents

Procede pour l'obtention d'une lentile optique en matiere synthetique thermoplastique revetue d'une couche de protection en matiere synthetique thermodurcissable Download PDF

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WO1993005951A1
WO1993005951A1 PCT/FR1992/000871 FR9200871W WO9305951A1 WO 1993005951 A1 WO1993005951 A1 WO 1993005951A1 FR 9200871 W FR9200871 W FR 9200871W WO 9305951 A1 WO9305951 A1 WO 9305951A1
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WO
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coating composition
molding
lens blank
synthetic material
shell
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PCT/FR1992/000871
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English (en)
Inventor
Gilles Lefebvre
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EssilorLuxottica SA
Original Assignee
Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
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Publication date
Application filed by Essilor International Compagnie Generale dOptique SA filed Critical Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
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Publication of WO1993005951A1 publication Critical patent/WO1993005951A1/fr
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    • Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/808—Lens mold

Definitions

  • the present invention relates generally to optical lenses, and in particular ophthalmic lenses, made of thermoplastic synthetic material, and, for example, of polycarbonate.
  • optical lenses made of thermoplastic synthetic material also have the disadvantage of having only poor abrasion resistance.
  • thermosetting synthetic material which itself has good abrasion resistance.
  • Various coating methods have been proposed, the very diversity of which attests to the difficulty of the problem. The most conventional of these methods consists first of all in forming the final optical geometry of its optical geometry, whether by injection or by natural thermal collapse, then in applying this coating or varnish composition to this optical lens, in thermosetting synthetic material, necessary, and to ensure, by heating or by radiation, the hardening thereof, that is to say its polymerization.
  • this coating process has the drawback of requiring by nature a resumption of manufacture, its implementation necessarily being carried out during a stage different from that during which the optical lens itself is obtained. To bring the assembly back to a single step, the possibility of forming was therefore sought. to its final geometry of the optical lens concerned even when the latter is coated with its protective layer, ensuring beforehand an at least partial hardening of the latter.
  • the present invention generally relates to a method for obtaining, in a single step, but without the above drawbacks, an optical lens of thermoplastic synthetic material coated on at least one of its faces. a protective layer of thermosetting synthetic material.
  • the method according to the invention is generally characterized in that, on the one hand, from a lens blank in thermoplastic synthetic material, and, on the other hand, from a molding shell on the molding surface to which a coating composition of thermosetting synthetic material has been applied, the lens blank is placed horizontally, vertically above the molding shell, and, by heating, a natural thermal collapse is caused, under reduced static load, of the lens blank, until, by contact with the coating composition present on the molding surface of the molding shell, it comes to marry the shape of this molding surface.
  • the coating composition which is used individually or together with a release agent, is completely transferred from the molding shell to the lens blank then shaped to its final geometry, adhering suitably to this one.
  • an optical lens which, made of thermoplastic synthetic material by natural thermal collapse, has only low and balanced internal voltages or is devoid of such voltages, being directly usable by an optician since directly formed to its final geometry, and which is coated on at least one of its faces with a protective layer of thermosetting synthetic material having all the necessary abrasion resistance and adhering perfectly to the substrate which it covers.
  • IMC in mold coating
  • thermosetting synthetic material of the same kind as the coating composition applied to them is in the liquid state that it is introduced into the corresponding mold.
  • the assembly is then reactive, an interaction which cannot fail to develop between the substrate during polymerization and the liquid coating composition in contact with which it is located, and, ultimately, this results in a certain homogenization of this assembly. , to the detriment of the inherent qualities of the coating composition, and therefore of those of the protective layer to which it gives rise.
  • FIG. 1 is a perspective view of an optical lens at 1 ' obtaining of which the process according to the invention can be applied;
  • Figure 2 is a larger scale, a partial view in axial section along the line II-II of Figure 1;
  • Figure 3 shows, on a still larger scale, the detail of Figure 2 identified by an insert III in this Figure 2;
  • Figure 4 is, on a different scale, an axial sectional view illustrating the implementation of the method according to the invention, before the forming of the starting lens blank;
  • Figure 5 shows, on a larger scale, the detail of Figure 4 identified by an insert V in this Figure 4;
  • FIGS. 6A, 6B are views in axial section similar to that of FIG. 4, for two successive phases of the forming of the desired optical lens;
  • Figure 7 is, on a different scale, a schematic elevational view of an oven used for this forming.
  • an optical lens 10 which, forming a substrate of thermoplastic synthetic material, for example polycarbonate, is coated, on one at less of its faces, a protective layer 11 of thermosetting synthetic material.
  • this optical lens 10 is more precisely a concavo-convex ophthalmic lens, and, before trimming, as shown, it is in the form of a puck of circular outline , with straight edge, of diameter D and of average thickness E.
  • This thickness e is only a fraction of the thickness E, being in practice less than a thousandth of it.
  • FIG. 4 starting, on the one hand, FIG. 4, from a lens blank 10 ′, made of thermoplastic synthetic material, for example polycarbonate, and, on the other hand, from a molding shell 141 having a surface molding 151 whose geometry corresponds to that desired for the corresponding face of the lens 10 to be formed, the lens blank 10 'is placed horizontally, vertically from the molding shell 141, above this molding shell 141, with the molding surface 151 of this molding shell 141 facing upwards, and, by heating, a natural thermal collapse, under reduced static load, of the lens blank 10 'is brought about, until 'it comes to marry the shape of this molding surface 151.
  • a lens blank 10 ′ made of thermoplastic synthetic material, for example polycarbonate
  • a molding shell 141 having a surface molding 151 whose geometry corresponds to that desired for the corresponding face of the lens 10 to be formed
  • the molding shell 141 rests on a shoulder 16 provided projecting from the internal surface of a ring 17, at the lower part thereof, the lens blank 10 'rests itself on a shoulder 18 projecting from the inner surface of a ring 19 which bears on the molding shell 141 and which has grooves at its base 20 forming a vent, and, in the ring 17, is slidably mounted, freely, above the lens blank 10 ', by carrying thereon a molding shell 14S, the molding surface 15S of which is turned downwards, has the desired geometry for the corresponding face of the lens 10 to be formed.
  • the ring 17 defines, together with the molding shells 141, 14S, a mold 22 which, in the embodiment shown, is externally insulated over its entire height by a thermally insulating coating 23.
  • the ring 17 and the thermally insulating coating 23 are in one piece.
  • the mold 22, with the lens blank 10 * which it contains, is introduced, according to the arrow FI in FIG. 1, in a tunnel oven 24 which, in addition to a loading area 25 at its inlet end and an unloading area 26 at its outlet end, comprises, one after the other, a plurality of distinct zones Zl, Z2 etc. ZN, at a temperature adjusted and controlled individually, and which, for the transfer of the mold 22 from its inlet end to its outlet end, according to arrow F2 in FIG. 7, is equipped with a conveyor 28 which runs over all its length.
  • the tunnel oven 24 may have only one heating zone, the temperature of which is varied during the thermal collapse process which is carried out.
  • the mold 22 After passing through the tunnel oven 24, the mold 22 is evacuated therefrom, according to the arrow F3 in FIG. 7.
  • the lens blank 10 ' is planar.
  • the molding surface 151 of the lower molding shell 141 is concave, while, as a corollary, the molding surface 15S of the upper molding shell 14S is convex.
  • the molding shell 141 is applied to the molding surface 151 in the form of a film covering the entire extent of this molding surface 151, a coating composition 11 ′ of thermosetting synthetic material.
  • the coating composition 11 1 is preferably no longer liquid at this time.
  • ring 19 The purpose of ring 19 is in particular to contribute to this result.
  • the lens blank 10 ' is subjected to a temperature T comprised between its glass transition temperature T and its melting temperature T f , without reaching the latter.
  • the coating composition 11 'used must be chosen accordingly. In other words, it must be able to withstand temperature T without deterioration.
  • the protective layer 11 which it forms on the surface of the optical lens 10 obtained does not dissociate from the latter on cooling.
  • the static charge to which the blank, of the lens blank 10 'is subjected as a whole during its natural thermal collapse process is limited to a value of less than 10 kg. More specifically, this static charge is preferably limited to a value of between 2.5 kg and 50 g.
  • the method according to the invention can be implemented as follows. First of all, the lower molding shell 141 is varnished, that is to say the application to the molding surface 151 of the latter. coating composition 11 'to be used.
  • this varnishing can be provided by immersion in a bath or by centrifugation.
  • the molding shell 141 thus varnished is:
  • the lower molding shell 141 is placed in the ring 17, the ring 19, the lens blank 10 ', and the upper molding shell 14S. possibly overloaded 30.
  • the lens blank 10 When the lens blank 10 'is planar, it extends away from the molding shell 141.
  • the corresponding mold 22 is then introduced into the tunnel oven 24.
  • this lens blank 10 ' When, as shown, the lens blank 10 'is planar, this lens blank 10' then comes into contact with the coating composition 11 * in the region center of the molding shell 141, after about half an hour, FIG. 6A.
  • this lens blank 10 * gradually follows the shape of the molding surface 151 of the molding shell 141, FIG. 6B, even as, jointly, continues the polymerization of the protective composition 11 'present thereon.
  • planar lens blank 10 ′ having a diameter D of the order of 80 mm.
  • thermosetting coating composition is preferably a polysiloxane type varnish 361.08 g of glycidoxypropyltrimethoxysilane of formula
  • FC430 is added, as surfactant. After complete polymerization, the content of colloidal silica in the dry extract is around 10% and the RSi 0 3/2 content around 90%.
  • the molding shells 141, 14S used, the molding surfaces 151, 15S of which can have any geometry and for example be progressive toric or cylindrical, are for example made of mineral glass and have undergone thermal hardening. Their molding surfaces 151, 15S are coated with a release agent, and for example with dimethyldichlorosilane, either by vapor deposition or by application of a mixture in isopropyl alcohol containing 2% by mass of this agent. release. Alternatively, the molding shells 141, 14S can just as easily be used as is.
  • their molding surfaces 151, 15S are preferably wiped with acetone, to degrease them and make them chemically clean.
  • this application is done by immersion in a bath.
  • this bath is maintained at a temperature of 3 to 4 ° C.
  • the molding shell 141 is introduced there vertically, it is maintained there for a period of 1 min 25 s, and it is left therewith with a dewetting time, that is to say a rise time of 1 min.
  • the application of the coating composition 11 ′ to the molding shell 141 can also be carried out by centrifugation.
  • the molding shell 141 thus provided over its entire surface, and therefore, in particular, over its molding surface 151, of a film of coating composition 11 *, is dried at room temperature, until it comes "free of dust", that is to say until it is sufficiently polymerized so as not to be sticky anymore.
  • the static charge to which the lens blank 10 'is subjected in the mold 22 in which it has been placed is limited to the weight of the molding shell 14S which overcomes it, ie 100 g.
  • the mold 22 is introduced directly into the tunnel oven 24, the initial temperature of which is 110 ° C. It is subjected to the following temperature cycle there:
  • Thickness 2.56 ⁇ m
  • a first adhesion test is carried out according to AFNOR 76 FNT 30-038, which leads to a classification from 0 to 5 degrees.
  • the silica content of the colloidal silica suspension used as a filler in the coating composition to promote its abrasion resistance can vary between 0 and 30 I, preferably being between 10 and 30%.
  • the amount of catalyst used in the coating composition to make the polymerization thereof progressive may vary.
  • the adhesion is satisfactory, but the abrasion resistance risks being poor and beyond 0.5% by mass, the polymerization is generally too rapid for the adhesion to be satisfactory.
  • it is used between 0 and 0.3% by mass of catalyst in the coating composition.
  • the application of the invention is not limited to the treatment of only concavo-convex ophthalmic lenses, but extends more generally to that of any optical lens, whatever the profile of it.
  • both of the faces of such an optical lens can be coated with a protective layer.

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Abstract

Il s'agit de l'obtention d'une lentille optique en matière synthétique thermoplastique revêtue sur l'une au moins de ses faces d'une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable. Suivant l'invention, partant, d'une part, d'une ébauche de lentille (10') en matière synthétique thermoplastique, et, d'autre part, d'une coquille de moulage (14I) sur la surface de moulage (15I) de laquelle on a appliqué une composition de revêtement (11') en matière synthétique thermodurcissable, on place l'ébauche de lentille (10') horizontalement, à la verticale de la coquille de moulage (14I), au-dessus de celle-ci, et, par chauffage, on en provoque un affaissement thermique naturel, sous charge statique réduite, jusqu'à ce que, par contact avec la composition de revêtement (11') présente sur la surface de moulage (15I) de la coquille de moulage (14I), elle vienne épouser la forme de cette dernière. Application, notamment, aux lentilles ophtalmiques.

Description

"Procédé pour l'obtention d'une lentille optique en matière synthétique thermoplastique revêtue d'une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable"
La présente invention concerne d'une manière générale les lentilles optiques, et en particulier les lentilles ophtalmiques, réalisées enmatière synthétique thermoplastique, et, par exemple, en polycarbonate.
Elle vise plus particulièrement le cas où, suivant le procédé faisant l'objet du brevet français qui, déposé le 27 Octobre 1988 sous le No 88 14046, a été publié sous le No 2.638.391, le formage d'une telle lentille est assuré à partir d'une ébauche de lentille qu'un chauffage suffisant conduit à épouser, par affaissement thermique naturel effectué sous charge statique réduite, la forme d'une coquille de moulage sous-jacente.
Un tel procédé de formage a pour avantage de permettre directement la réalisation à sa géométrie définitive de la lentille optique recherchée, et, ainsi, de rendre celle-ci directement utilisable par l'opticien. II a encore, et surtout, pour avantage de ne conduire qu'à des tensions internes faibles et équilibrées au sein de cette lentille optique.
En pratique, ces tensions internes ne sont alors que de 1'ordre du dixième de celles affectant usuellement une lentille optique dont, de manière plus traditionnelle, le formage est assuré par injection.
Mais, quel que soit leur processus de formage, les lentilles optiques en matière synthétique thermoplastique ont par ailleurs pour inconvénient de ne présenter qu'une résistance médiocre à l'abrasion.
Il a donc été proposé de revêtir l'une au moins de leurs faces d'une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable présentant, elle, une bonne résistance à 1'abrasion. Divers procédés de revêtement ont été proposés, dont la diversité même atteste de la difficulté du problème. Le plus classique de ces procédés consiste à assurer d'abord le formage à sa géométrie définitive de la lentille optique concernée, que cela soit par injection ou par affaissement thermique naturel, puis à appliquer à cette lentille optique la composition de revêtement, ou vernis, en matière synthétique thermodurcissable, nécessaire, et à assurer, par chauffage ou par rayonnement, le durcissement de celle-ci, c'est-à-dire sa polymérisation.
Outre qu'il ne permet pas toujours de maîtriser aisément l'épaisseur de la couche de protection ainsi obtenue, ce procédé de revêtement a pour inconvénient de nécessiter par nature une reprise de fabrication, sa mise en oeuvre se faisant nécessairement au cours d'une étape différente de celle au cours de laquelle est obtenue la lentille optique elle-même. Pour ramener l'ensemble à une seule étape, il a donc été recherché la possibilité d'assurer le formage . à sa géométrie définitive de la lentille optique concernée alors même que celle-ci est revêtue de sa couche de protection, en assurant au préalable un durcissement au moins partiel de cette dernière.
C'est le cas par exemple dans le brevet français qui, déposé le 6 Juillet 1977 sous le No 7720742, a été publié sous le No 2.358.256, et c'est le cas également dans les brevets américains Nos 2.322.310, 2.481.809 et 2.640.227. Tous les procédés correspondants nécessitent, de manière classique, l'application de pressions importantes, de l'ordre de 7 à 300 kg par cm2, développées sous presse, et, de manière non contrôlée, ils conduisent donc à la présence de tensions internes non négligeables dans la lentille optique finalement obtenue.
En outre, lorsque la couche de protection appliquée à la lentille optique est totalement polymérisée avant le formage définitif de celle-ci, il résulte quasi inévitablement de ce formage un craquèlement de cette couche de protection, en raison des contraintes apparaissant alors à l'interface entre elle et le substrat qu'elle recouvre. Conjointement, lorsque, en alternative, il n'est procédé qu'à une polymérisation partielle de cette couche de protection avant le formage définitif de la lentille optique, il est difficile de contrôler 1'épaisseur que présente cette couche de protection au terme de ce formage.
Enfin, lorsque la pression mise en oeuvre pour le formage définitif de la lentille optique est particulièrement importante, cette pression nécessite de manière intempestive un raraolissement préalable du substrat. La présente invention a d'une manière générale pour objet un procédé permettant l'obtention, en une seule étape, mais sans les inconvénients précédents, d'une lentille optique en matière synthétique thermoplastique revêtue sur l'une au moins de ses faces d'une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable.
Elle est fondée sur l'observation, non faite à ce jour, que, si dans le processus de formage par affaissement thermique naturel, il est mis en oeuvre, sur la coquille de moulage, un agent démoulant, cet agent démoulant se transfère de cette coquille de moulage à la lentille optique, en adhérant à celle- ci, et que, de manière surprenante, il en est de même pour une quelconque autre composition de revêtement lorsque celle-ci n'est pas totalement polymérisée.
Mettant en oeuvre cette observation, le procédé suivant l'invention est d'une manière générale caractérisé en ce que partant, d'une part, d'une ébauche de lentille en matière synthétique thermoplastique, et, d'autre part, d'une coquille de moulage sur la surface de moulage de laquelle on a appliqué une composition de revêtement en matière synthétique thermodurcissable, on place l'ébauche de lentille horizontalement, à la verticale de la coquille de moulage, au- dessus de celle-ci, et, par chauffage, on provoque un affaissement thermique naturel, sous charge statique réduite, de l'ébauche de lentille, jusqu'à ce que, par contact avec la composition de revêtement présente sur la surface de moulage de la coquille de moulage, elle vienne épouser la forme de cette surface de moulage. Au terme du processus, la composition de revêtement, qui est mise en oeuvre isolément ou conjointement avec un agent démoulant, se trouve totalement transférée de la coquille de moulage à l'ébauche de lentille alors mise en forme à sa géométrie définitive, en adhérant convenablement à celle-ci. Il est ainsi avantageusement obtenu, en une seule étape, une lentille optique, qui, réalisée en matière synthétique thermoplastiquepar affaissementthermique naturel, ne présente que des tensions internes faibles et équilibrées ou est dépourvue de telles tensions, en étant directement utilisable par un opticien puisque directement formée à sa géométrie définitive, et qui est revêtue sur l'une au moins de ses faces d'une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable présentant toute la résistance à l'abrasion nécessaire et adhérant parfaitement au substrat qu'elle recouvre.
Certes, il est déjà connu, suivant la technique communément appelée "in mold coating" (par abréviation : IMC) de procéder au revêtement d'un article au sein même du moule où il est formé.
Mais, à ce jour, cette technique n'est mise en oeuvre que pour des substrats en matière synthétique thermodurcissable de même nature que .la composition de revêtement qui leur est appliquée, et c'est à l'état liquide que celle-ci est introduite dans le moule correspondant.
L'ensemble est alors réactionnel, une interaction ne pouvant manquer de se développer entre le substrat en cours de polymérisation et la composition de revêtement liquide au contact de laquelle il se trouve, et, in fine, il en résulte une certaine homogénéisation de cet ensemble, au détriment des qualités propres de la composition de revêtement, et, donc, de celles de la couche de protection à laquelle elle donne naissance.
Il n'en est absolument pas de même dans le procédé suivant l'invention, celui-ci conduisant, au contraire, et comme recherché, à un produit hétérogène, avec, de manière tranchée, et, cependant, toute l'adhérence souhaitable à l'interface correspondante, d'une part, un substrat en matière synthétique thermoplastique, et, d'autre part, une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable gardant de manière intrinsèque toute sa qualité de durcissement. II est en outre à souligner que c'est de manière tout à fait surprenante que ce résultat est obtenu.
En effet, l'ébauche de lentille traitée ne prenant contact que de manière progressive avec la composition de revêtement lors de son affaissement thermique, alors même que se poursuit la polymérisation de cette composition de revêtement, rien ne permettait a priori de penser que, malgré la nature ainsi évolutive de cette composition de revêtement lorsque se parachève son application à l'ébauche de lentille elle-même en cours de formage, il pouvait résulter l'obtention d'une couche de protection parfaitement satisfaisante.
Au contraire, il y avait en cela à surmonter un certain préjugé, suivant lequel il n'est pas possible normalement d'obtenir de manière reproductible un produit satisfaisant lorsque la nature même des constituants de ce produit évolue au cours de sa formation.
Tel est cependant le cas dans le procédé suivant l'invention.
Celui-ci permet en outre de concilier de manière satisfaisante deux exigences normalement contradictoires, en conduisant à une bonne adhérence entre deux constituants de natures différentes tout en limitant au mieux les risques de tension à l'interface entre ceux-ci.
Les caractéristiques et avantages de 1'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'une lentille optique à 1'obtention de laquelle peut être appliqué le procédé suivant 1'invention ; la figure 2 en est, à échelle supérieure, une vue partielle en coupe axiale, suivant la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 reprend, à échelle encore supérieure, le détail de la figure 2 repéré par un encart III sur cette figure 2 ; la figure 4 est, à échelle différente, une vue en coupe axiale illustrant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, avant le formage de l'ébauche de lentille de départ ; la figure 5 reprend, à échelle supérieure, le détail de la figure 4 repéré par un encart V sur cette figure 4 ; les figures 6A, 6B sont des vues en coupe axiale analogues à celle de la figure 4, pour deux phases successives du formage de la lentille optique recherchée ; la figure 7 est, à échelle différente, une vue schématique en élévation d'un four mis en oeuvre pour ce formage.
Tel qu'illustré sur ces figures, il s'agit, globalement, de l'obtention d'une lentille optique 10, qui, formant un substrat en matière synthétique thermoplastique, et par exemple en polycarbonate, est revêtue, sur l'une au moins de ses faces, d'une couche de protection 11 en matière synthétique thermodurcissable.
Dans la forme de réalisation illustrée par les figures 1 à 3, cette lentille optique 10 est plus précisément une lentille ophtalmique concavo-convexe, et, avant son détourage, tel que représenté, elle se présente sous la forme d'un palet de contour circulaire, à bord droit, de diamètre D et d'épaisseur moyenne E.
Dans cette forme de réalisation, seule sa face convexe 12 est revêtue d'une couche de protection 11. Soit e l'épaisseur de celle-ci.
Cette épaisseur e n'est qu'une fraction de l'épaisseur E, en étant en pratique inférieure au millième de celle-ci.
Pour l'obtention de la lentille optique 10, il est globalement procédé par affaissement thermique naturel, comme décrit dans le brevet français No 2.638.391. La description que comporte ce brevet français peut à cet égard être considérée comme incorporée à la présente description.
En bref, partant, d'une part, figure 4, d'une ébauche de lentille 10' , en matière synthétique thermoplastique, et par exemple en polycarbonate, et, d'autre part, d'une coquille de moulage 141 présentant une surface de moulage 151 dont la géométrie correspond à celle recherchée pour la face correspondante de la lentille 10 à former, on place l'ébauche de lentille 10' horizontalement, à la verticale de la coquille de moulage 141, au-dessus de cette coquille de moulage 141, avec la surface de moulage 151 de cette coquille de moulage 141 tournée vers le haut, et, par chauffage, on provoque un affaissement thermique naturel, sous charge statique réduite, de l'ébauche de lentille 10', jusqu'à ce qu'elle vienne épouser la forme de cette surface de moulage 151.
Dans la forme de mise en oeuvre représentée, et suivant des modalités décrites en détail dans le brevet français No 2.638.391, la coquille de moulage 141 repose sur un epaulement 16 prévu en saillie sur la surface interne d'une bague 17, à la partie inférieure de celle-ci, l'ébauche de lentille 10' repose elle-même sur un epaulement 18 prévu en saillie sur la surface interne d'un anneau 19 qui porte sur la coquille de moulage 141 et qui présente à sa base des saignées 20 formant évent, et, dans la bague 17, est montée coulissante, librement, au-dessus de l'ébauche de lentille 10', en portant sur celle-ci, une coquille de moulage 14S, dont la surface de moulage 15S, tournée vers le bas, a la géométrie recherchée pour la face correspondante de la lentille 10 à former. La bague 17 définit, conjointement avec les coquilles de moulage 141, 14S, un moule 22 qui, dans la forme de mise en oeuvre représentée, est calorifuge extérieurement sur toute sa hauteur par un revêtement thermiquement isolant 23.
En variante, la bague 17 et le revêtement thermiquement isolant 23 sont monobloc.
Pour l'affaissement thermique recherché, le moule 22, avec l'ébauche de lentille 10* qu'il contient, est introduit, suivant la flèche FI de la figure 1 , dans un four tunnel 24 qui, outre une zone de chargement 25 à son extrémité d'entrée et une zone de déchargement 26 à son extrémité de sortie, comporte, les unes à la suite des autres, une pluralité de zones distinctes Zl, Z2 etc. ZN, à température réglée et contrôlée individuellement, et qui, pour le transfert du moule 22 de son extrémité d'entrée à son extrémité de sortie, suivant la flèche F2 de la figure 7, est équipé d'un convoyeur 28 qui court sur toute sa longueur. En variante, le four tunnel 24 peut ne comporter qu'une seule zone de chauffage dont la température est variée au cours du processus d'affaissement thermique auquel il est procédé.
Après traversée du four tunnel 24, le moule 22 en est évacué, suivant la flèche F3 de la figure 7. Dans la forme de mise en oeuvre représentée, l'ébauche de lentille 10' est plane.
En outre, celle des faces de la lentille optique 10 à former qui doit être revêtue d'une couche de protection 11 étant sa face convexe 12, la surface de moulage 151 de la coquille de moulage 141 inférieure est concave, cependant que, corollairement, la surface de moulage 15S de la coquille de moulage 14S supérieure est convexe.
Suivant l'invention, préalablement au processus d'affaissement thermique naturel à développer, on applique sur la surface de moulage 151 de la coquille de moulage 141, sous la forme d'un film couvrant toute l'étendue de cette surface de moulage 151, une composition de revêtement 11' en matière synthétique thermodurcissable.
Ainsi, c'est avec cette composition de revêtement 11' que prend contact l'ébauche de lentille 10' lorsque, par suite de son affaissement thermique naturel, elle vient épouser la forme de la surface de moulage 151 de la coquille de moulage
141 disposée à son aplomb.
Il s'avère, en effet, que, au terme du processus d'affaissement thermique naturel, et tel qu'illustré par la figure 6B, il y a un transfert de cette composition de revêtement 11' de la coquille de moulage 141 à l'ébauche de lentille 10', cette composition de revêtement 11' formant dès lors sur la lentille optique 10 obtenue la couche de protection
11 recherchée pour celle-ci, en adhérant convenablement à sa face convexe 12. Préférentiellement, il est fait en sorte que, lors du premier contact de l'ébauche de lentille 10' avec la composition de revêtement 11' , cette composition de revêtement
11* ait dépassé son point de gel, pour en limiter, sinon annuler, tout éventuel fluage latéral. Autrement dit, la composition de revêtement 111 n'est préférentiellement plus liquide à cet instant.
Pour ce faire, et suivant des modalités décrites plus en détail ultérieurement, elle est préalablement séchée, ou prépolymérisée. En toute hypothèse, elle est préférentiellement additionnée d'un catalyseur propre à en rendre progressive la polymérisation, et ainsi favoriser son adhérence à l'ébauche de lentille 10' .
Préférentiellement, également, et tel que schématisé à la figure 6A, il est fait en sorte que le premier contact de l'ébauche de lentille 10' avec la composition de revêtement 11' intervienne dans la zone centrale de la coquille de moulage
141.
Ainsi, il est évité qu'une quelconque poche d'air se trouve intempestivement emprisonnée entre l'ébauche de lentille
10' en cours d'affaissement thermique naturel et la coquille de moulage 141.
L'anneau 19 a notamment pour objet de concourir à ce résultat. Au cours de son passage dans le four tunnel 24 au sein du moule 22, l'ébauche de lentille 10' est soumise à une température T comprise entre sa température de transition vitreuse T et sa température de fusion Tf, sans atteindre cette dernière. Bien entendu, la composition de revêtement 11' mise en oeuvre doit être choisie en conséquence. Autrement dit, elle doit pouvoir supporter sans détérioration la température T.
Conjointement, elle doit être choisie de manière à présenter un coefficient de rétreint, entre cette température T et la température ambiante, comparable à celui de la matière synthétique thermoplastique constitutive de l'ébauche de lentille 10• .
Ainsi, la couche de protection 11 qu'elle forme à la surface de la lentille optique 10 obtenue ne se désolidarise pas de cette dernière au refroidissement.
Au contraire, il apparaît que, malgré qu'une interface nette puisse être observée entre cette couche de protection 11 et le substrat qu'elle recouvre, l'adhérence entre elle et celle-ci, dont on peut penser qu'elle résulte d'un processus physico-chimique, est excellente et satisfait aux tests d'adhérence les plus usuels.
Il apparaît également que, conjointement, le démoulage de la lentille optique 10 obtenue se fait dans de bonnes conditions, sa couche de protection 11 n'adhérant plus à la coquille de moulage 141.
Préférentiellement, on limite à une valeur inférieure à 10 kg la charge statique à laquelle est soumise dans son ensemble l'ébauche,de lentille 10' au cours de son processus d'affaissement thermique naturel. Plus précisément, on limite préférentiellement à une valeur comprise entre 2,5 kg et 50 g cette charge statique.
En pratique, et tel que représenté, cette charge statique résulte de la seule gravité.
Elle est limitée en effet au poids de la seule coquille de moulage 14S supérieure, éventuellement surmontée, tel que schématisé en traits interrompus sur la figure 4, par une surcharge 30.
Globalement, le procédé suivant 1'invention peut être mis en oeuvre comme suit. II est tout d'abord procédé au vernissage de la coquille de moulage 141 inférieure, c'est-à-dire à l'application à la surface de moulage 151 de celle-ci de la composition de revêtement 11' à mettre en oeuvre.
De manière usuelle, ce vernissage peut être assuré par immersion dans un bain ou par centrifugation.
Les techniques correspondantes étant bien connues par elles-mêmes, elles ne seront pas décrites ici.
Suivant la configuration de l'ébauche de lentille 10', la coquille de moulage 141 ainsi vernie est :
1) soit utilisée directement sans traitement préalable
2) soit, et c'est le cas notamment lorsque l'ébauche de lentille 10' est initialement précambrée, a) laissée à la température ambiante pendant un temps suffisant pour que, par séchage, la composition de revêtement 11' qu'elle porte vienne à être "hors poussière" b) ou préchauffée à une température suffisante pour que cette composition de revêtement 11' dépasse son point de gel.
Il est procédé ensuite à la mise en place, dans la bague 17, de la coquille de moulage 141 inférieure ainsi séchée ou préchauffée, de l'anneau 19, de l'ébauche de lentille 10', et de la coquille de moulage 14S supérieure éventuellement surmontée d'une surcharge 30.
Lorsque l'ébauche de lentille 10' est plane, elle s'étend à distance de la coquille de moulage 141.
Par contre, lorsqu'elle est précambrée, elle porte dès l'origine sur celle-ci.
Quoi qu'il en soit, le moule 22 correspondant est alors introduit dans le four tunnel 24.
Au cours de la traversée de celui-ci, il y a tout d'abord une montée en température, qui conduit, d'une part, à une prépolymérisation plus poussée de la composition de revêtement 11* présente sur la coquille de moulage 141 inférieure, et, d'autre part, à un début d'affaissement thermique de l'ébauche de lentille 10'.
Lorsque, comme représenté, l'ébauche de lentille 10' est plane, cette ébauche de lentille 10' vient ensuite au contact de la composition de revêtement 11* dans la zone centrale de la coquille de moulage 141, au bout environ d'une demi-heure, figure 6A.
La composition de revêtement 11' ayant, comme indiqué ci-dessus, dépassé son point de gel, tout fluage sensible de cette composition de revêtement 11' en direction de la périphérie de la coquille de moulage 141 est évité.
L'affaissement thermique de l'ébauche de lentille 10' se poursuivant, cette ébauche de lentille 10* vient progressivement épouser la forme de la surface de moulage 151 de la coquille de moulage 141, figure 6B, alors même que, conjointement, se poursuit la polymérisation de la composition de protection 11' présente sur celle-ci.
Pour mieux illustrer l'invention, on en donnera maintenant ci-après plus précisément un exemple de mise en oeuvre pour une ébauche de lentille 10' plane présentant un diamètre D de l'ordre de 80 mm.
I. Préparation de la composition de revêtement 11'.
Cette composition de revêtement thermodurcissable est préférentiellement un vernis de type polysiloxane 361,08 g de glycidoxypropyltriméthoxysilane de formule
RSi(OR*)3 (avec R. = glycidoxypropyl et R' = CH3) sont hydrolyses dans 82,89 g d'acide chlorydrique à 0,1N. L'hydrolyse est poursuivie pendant 24h. A l'hydrolysat obtenu, il est rajouté, pour augmenter la résistance à l'abrasion, 94,55 g d'une solution de silice colloïdale dans le méthanol, la teneur en silice colloïdale de cette solution étant de 30 % et le diamètre des particules de silice de 13 mμm (millimicrons) .
Il est ensuite ajouté, à titre de catalyseur, 1,19 g d'acetylacetonate d'aluminium, et, à titre de solvant, 66,03 g d'étylcellosolve et 171,55 g de méthanol.
Enfin il est ajouté, à titre d'agent tensio-actif, 0,6 g de FC430. Après polymérisation complète, la teneur en silice colloïdale dans l'extrait sec est de l'ordre de 10 % et la tenur en RSi 03/2 de l'ordre de 90 %.
II. Traitement des coquilles de moulages 141, 14S.
Les coquilles de moulages 141, 14S utilisées, dont les surfaces de moulage 151, 15S peuvent avoir une géométrie quelconque et par exemple être progressives toriques ou cylindriques, sont par exemple en verre minéral et ont subi une trempe thermique. Leurs surfaces de moulage 151, 15S sont enduites d'un agent de démoulage, et par exemple de diméthyldichlorosilane, soit par dépôt sous forme vapeur, soit par application d'un mélange dans de l'alcool isopropylique contenant 2 % en masse de cet agent de démoulage. En variante, les coquilles de moulage 141, 14S peuvent tout aussi bien être utilisées telles quelles.
Dans ce cas, cependant, leurs surfaces de moulage 151, 15S sont préférentiellement essuyées avec de l'acétone, pour les dégraisser et les rendre chimiquement propres.
III. Application de la composition de revêtement 11' sur la coquille de moulage 141.
Par exemple, cette application se fait par immersion dans un bain.
Préférentiellement, ce bain est maintenu à une température de 3 à 4°C, la coquille de moulage 141 y est introduite verticalement, elle y est maintenue pendant une durée de 1 mn 25 s, et elle en est ressortie avec un temps de démouillage, c'est-à-dire un temps de remontée, de 1 mn.
Mais, en variante, et comme indiqué précédemment, l'application de la composition de revêtement 11' sur la coquille de moulage 141 peut également se faire par centrifugation. Dans l'un et l'autre cas, lorsque, comme en l'espèce, l'ébauche de lentille 10' de départ est plane, la coquille de moulage 141 ainsi munie sur toute sa surface, et, donc, notamment, sur sa surface de moulage 151, d'un film de composition de revêtement 11* , est séchée à température ambiante, jusqu'à venir "hors poussière", c'est-à-dire jusqu'à être suffisamment polymérisée pour ne plus être poisseuse.
IV. Traitement thermique.
La charge statique à laquelle est soumise l'ébauche de lentille 10' dans le moule 22 dans lequel elle a été mise en place est limitée au poids de la coquille de moulage 14S qui la surmonte, soit 100 g.
Le moule 22 est introduit directement dans le four tunnel 24, dont la température initiale est de 110°C. II y est soumis au cycle de température suivant :
- montée en température de 110 à 160"C en 30 mn
- palier de température à 160°C pendant 30 mn
- montée en température de 160 à 196°C en 35 mn
- palier de température à 196°C pendant 50 mn - montée en température de 196 à 203°C en 10 mn
- abaissement de température de 203 à 30°C en 2h.
V. Caractéristiques de la couche de protection 11 obtenue.
Epaisseur : 2,56 μm
Tests d'adhérence : Un premier test d'adhérence est effectué suivant la norme AFNOR 76 FNT 30-038, qui conduit à un classement de 0 à 5 degrés.
Il consiste à entailler la couche de protection 11 à l'aide d'un cutter, suivant un réseau quadrillé de lignes d'incision, à appliquer un ruban adhésif à la couche de protection 11 ainsi quadrillée, et à essayer de l'arracher à l'aide de celui-ci. Résultat : degré 0
Les bords des incisions pratiquées demeurent parfaitement lisses, et aucun des carrés qu'elles délimitent ne se détache. Par mesure de contrôle, un second test d'adhérence, de même type, est effectué sur une lentille optique 10 munie d'une couche de protection 11 et préalablement plongée dans de 1'eau bouillante pendant 30 mn.
Les résultats sont inchangés.
Tests de résistance à l'abrasion.
Test BAYER.
Il conduit à une valeur de 3 à 4, sensiblement analogue à celle des couches de protection 11 obtenues suivant un processus de l'art antérieur. Test à la paille de fer.
Il conduit également à un résultat semblable à celui des couches de protection 11 obtenues de manière usuelle.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple de mise en oeuvre ainsi plus particulièrement décrit, mais s'étend à toute variante d'exécution.
En particulier, la teneur en silice de la suspension de silice colloïdale mise en oeuvre comme charge dans la composition de revêtement pour favoriser la résistance à l'abrasion de celle-ci, donnée en pourcentage d'extrait sec par rapport au produit final, peut varier entre 0 et 30 I, en étant préférentiellement située entre 10 et 30 %.
Mais, préférentiellement, elle reste inférieure à 30 %. En effet, au-delà, des craquèlements de la couche de protection obtenue risquent d'intervenir, le coefficient de rétreint de celle-ci devenant alors trop important.
De même, la quantité de catalyseur mise en oeuvre dans la composition de revêtement pour en rendre progressive la polymérisation peut varier.
Elle se situe cependant généralement entre 0 et 0,5 % en masse, suivant un compromis entre, d'une part, une bonne résistance à l'abrasion, et, d'autre part, une bonne adhérence.
A 0 %, l'adhérence est satisfaisante, mais la résistance à l'abrasion risque d'être médiocre et au-delà de 0,5 % en masse, la polymérisation est en général trop rapide pour que l'adhérence soit satisfaisante.
Préférentiellement, il est mis en oeuvre entre 0 et 0,3 % en masse de catalyseur dans la composition de revêtement.
Bien entendu, également, l'application de l'invention ne se limite pas au traitement des seules lentilles ophtalmiques concavo-convexes, mais s'étend d'une manière plus générale à celui de n'importe quelle lentille optique, quel que soit le profil de celle-ci.
Il va de soi enfin que l'une et l'autre des faces d'une telle lentille optique peuvent être revêtues d'une couche de protection.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour l'obtention d'une lentille optique en matière synthétique thermoplastique revêtue sur l'une au moins de ses faces d'une couche de protection en matière synthétique thermodurcissable, caractérisé en ce que, partant, d'une part, d'une ébauche de lentille (10') en matière synthétique thermoplastique, et, d'autre part, d'une coquille de moulage (141) sur la surface de moulage (151) de laquelle on a appliqué une composition de revêtement (11') en matière synthétique thermodurcissable, on place ladite ébauche de lentille (10') horizontalement, à la verticale de ladite coquille de moulage (141) , au-dessus de celle-ci et, par chauffage, on provoque un affaissement thermique naturel, sous charge statique réduite, de l'ébauche de lentille (10'), jusqu'à ce que, par contact avec la composition de revêtement (11') présente sur la surface de moulage (151) de la coquille de moulage (141) , elle vienne épouser la forme de cette surface de moulage (151) .
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que on fait en sorte que lors du premier contact de l'ébauche de lentille (10') avec la composition de revêtement (11') présente sur la surface de moulage (151) de la coquille de"moulage (141) cette composition de revêtement (11') ait dépassé son point de gel.
3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que on met en oeuvre une composition de revêtement (11*) additionnée d'un catalyseur propre à en rendre progressive la polymérisation.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que on fait en sorte que le premier contact de l'ébauche de lentille (10') avec la composition de revêtement (111) présente sur la surface de moulage (151) de la coquille de moulage (141) intervienne dans la zone centrale de celle-ci.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que on limite à une valeur inférieure à 10 kg la charge statique à laquelle est soumise l'ébauche de lentille (10').
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que on limite à une valeur comprise entre 2,5 kg et 50 g la charge statique à laquelle est soumise l'ébauche de lentille (10').
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, pour une ébauche de lentille (10') dont le diamètre (D) est de l'ordre de 80 mm, on limite préférentiellement à une valeur de l'ordre de 100 g la charge statique à laquelle est soumise cette ébauche de lentille (10').
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications
1 à 7, caractérisé en ce que, après application d'une composition de revêtement (11') à la surface de moulage (151) de la coquille de moulage (141) , on assure un préchauffage de cette coquille de moulage (141) à une température suffisante pour que ladite composition de revêtement (111) dépasse son point de gel notamment dans le cas où l'ébauche de lentille (10') est précambrée.
9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, après application d'une composition de revêtement (11*) à la surface de moulage (151) de la coquille de moulage (141) , on laisse à température ambiante cette coquille de moulage (141) pendant un temps suffisant pour que,, par séchage, la composition de revêtement (11') vienne à être "hors poussière", notamment lorsque l'ébauche de lentille (10') est précambrée.
10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que on fait en sorte que la charge statique à laquelle est soumise l'ébauche de lentille (10') résulte de la seule gravité, en soumettant cette ébauche de lentille (10') à une coquille démoulage (14S) montée librement coulissante dans une bague (17) et éventuellement surmontée par une surcharge (30) .
11. Procédé suivant 1'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la composition de revêtement (111) mise en oeuvre est un vernis de type polysiloxane.
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