Artículo de óptica que comprende un revestimiento antiabrasión y antirrayaduras bicapa, y procedimiento de fabricación.

Artículo de óptica que comprende un sustrato que tiene por lo menos una superficie principal revestida con un revestimiento antiabrasión y antirrayaduras,

estando compuesto dicho revestimiento, partiendo del sustrato, por una capa inferior y por una capa superior que se adhieren entre sí, siendo la capa superior una capa de composición de capa superior endurecida, y siendo la capa inferior una capa de composición de capa inferior endurecida, caracterizado porque dicha composición de capa superior comprende:

- por lo menos un compuesto organosilano, o hidrolizado de éste, de fórmula:

RnYmSi(X)4-n-m (I)

en la que los grupos R, idénticos o diferentes, son unos grupos orgánicos monovalentes unidos al silicio mediante un átomo de carbono y que contienen por lo menos una función epoxi, los grupos X, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, Y es un grupo orgánico monovalente unido al silicio mediante un átomo de carbono, siendo n y m unos números enteros tales que n = 1 o 2, siendo n+m = 1 o 2, y

- por lo menos un compuesto, o hidrolizado de éste, de fórmula:

M(Z)x (II)

en la que M designa un metal o un metaloide, los grupos Z, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, y x, igual o superior a 4, preferentemente de 4 a 6, es la valencia del metal o metaloide M, siendo la proporción: masa del extracto seco teórico en compuestos II en la composición de capa superior RS= masa del extracto seco teórico en compuestos I en la composición de capa superior inferior o igual a 2,3,

y porque dicha composición de capa inferior comprende:

- por lo menos un compuesto organosilano, o hidrolizado de éste, de fórmula:

R'n'Y'm'Si(X')4-n'-m' (III)

en la que los grupos R', idénticos o diferentes, son unos grupos orgánicos monovalentes unidos al silicio mediante un átomo de carbono y que contienen por lo menos una función epoxi, los grupos X', idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, Y' es un grupo orgánico monovalente unido al silicio mediante un átomo de carbono, siendo n' y m' unos números enteros tales que n' = 1 o 2, siendo n'+m' = 1 o 2, y

- opcionalmente, por lo menos un compuesto, o hidrolizado de éste, de fórmula:

en la que M' designa un metal o un metaloide, los grupos Z', idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, e y, igual o superior a 4, preferentemente de 4 a 6, es la valencia del metal o metaloide M', siendo la proporción:

masa del extracto seco teórico en compuestos IV en la composición de capa inferior

Ri= masa del extracto seco teórico en compuestos III en la composición de capa inferior superior a 2,3.

Artículo de óptica que comprende un revestimiento antiabrasión y antirrayaduras bicapa, y procedimiento de fabricación.

La presente invención se refiere a un artículo de óptica, tal como una lente oftálmica de vidrio orgánico, revestida con un revestimiento bicapa en particular a base de composiciones de polisiloxanos termoendurecibles que le confieren simultáneamente unos rendimientos en términos de resistencia a la abrasión y a las rayaduras parecidas a las del vidrio mineral, y a un procedimiento de fabricación de este artículo de óptica.

Las lentes oftálmicas de material orgánico transparente, o vidrio orgánico, más ligero que el vidrio mineral, son ahora de uso muy extendido. Los vidrios orgánicos adolecen, sin embargo, del inconveniente de ser más sensibles a las rayaduras y a la abrasión de lo que lo son los vidrios de minerales clásicos.

Es habitual revestir una lente oftálmica con diversos revestimientos con el fin de conferir a esta lente unas propiedades mecánicas y/o ópticas mejoradas. Así, clásicamente, se forman sobre una lente oftálmica, sucesivamente, unos revestimientos tales como unos revestimientos antichoques, antiabrasión y/o antirrayaduras y antirreflejos.

Los revestimientos antiabrasión y/o antirrayaduras utilizados para proteger la superficie de los vidrios orgánicos son generalmente unos revestimientos duros monocapas de naturaleza poli (met) acrílica o a base de hidrolizados de silanos.

Una técnica conocida para formar unos revestimientos antiabrasión consiste en polimerizar unos alcoxisilanos en presencia de catalizadores de endurecimiento, tales como unos derivados de aluminio. A título de ejemplo de la bibliografía referente a esta técnica, se puede citar la patente US nº 4.211.823, que describe unas composiciones que contienen un hidrolizado de un silano que posee un grupo epoxi y no menos de dos grupos alcoxi directamente unidos al átomo de silicio, finas partículas de sílice, algunos quelatos de aluminio, en un medio disolvente que contiene más de 1% en masa de agua, y que se utilizan para revestir unos sustratos de material plástico.

La patente US nº 5.916.669 describe un revestimiento bicapa cuya capa superior, de tipo poli (uretano-acrilato) es una capa dura, más frágil que la capa inferior, que es un capa más flexible de naturaleza acrilato. La capa superior es una capa que confiere una protección contra las rayaduras, mientras que la capa inferior permite aumentar la resistencia a la abrasión de la capa superior sin perjudicar a las propiedades de resistencia a las rayaduras de ésta. La patente indica que la combinación de estas dos capas permite obtener simultáneamente una buena resistencia a la abrasión y a las rayaduras.

Las patentes US nº 5.254.395 y US nº 5.114.783 describen asimismo unos revestimientos antiabrasión y antirrayaduras bicapas, que comprenden una capa superior dura a base de un copolímero acrílico altamente reticulado, que se adhieren a una capa inferior flexible formada a partir de una mezcla de un copolímero uretanoacrilato alifático reticulado y de una proporción más baja de monómero acrílico multifuncional.

La patente US nº 6.808.812 describe una composición de revestimiento antiabrasión o antirrayaduras, que comprende el producto de la reacción entre el ácido oxálico y un derivado organometálico, preferentemente un titanato tal como el tetra-isopropoxititanio, un epoxialcoxisilano tal como el y-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GLYMO) y opcionalmente un segundo alcoxisilano tal como el dimetildietoxisilano (DMDES) .

Según un modo de realización descrito en esta patente, esta composición puede ser depositada sobre un sustrato ya revestido con un revestimiento antiabrasión de tipo (met) acrílico o polisiloxano, por ejemplo a base de un hidrolizado de epoxialcoxisilano y de sílice coloidal. Dicho revestimiento bicapa presenta una combinación de excelentes propiedades de resistencia a la abrasión y a las rayaduras.

La patente FR 2 721 720 da a conocer un revestimiento bicapa que comprende una capa superior de imprimación antichoque de tipo polisiloxano (metil-GLYMO o GLYMO) y una capa inferior antiabrasión asimismo de tipo polisiloxano, que comprende una matriz de metil-GLYMO (y-glicidoxipropilmetildimetoxisilano) en la que se dispersa sílice coloidal.

Es deseable mejorar las propiedades antirrayaduras de estos revestimientos.

La presente invención tiene por lo tanto como objetivo proporcionar un artículo de óptica transparente, en particular una lente oftálmica, que comprende un sustrato de vidrio mineral u orgánico y un revestimiento que le confiere unas propiedades de resistencia a las rayaduras y a la abrasión significativamente mejoradas, no debiendo la obtención de una de estas dos propiedades ir en detrimento de la otra, incluso cuando dicho revestimiento está asociado a un revestimiento antirreflejos.

La presente invención tiene asimismo como objetivo proporcionar un revestimiento antirrayaduras y antiabrasión tal como el citado anteriormente, que no debilite el sustrato en el que se aplica. El revestimiento antirrayaduras y antiabrasión debe poseer la transparencia requerida para la aplicación en el campo óptico y presentar una buena adherencia a los sustratos, en particular los de material orgánico. Además, las capas que lo componen deben presentar una buena adherencia entre sí.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento de preparación de dichos artículos de óptica, que se integra fácilmente en el proceso clásico de fabricación de los artículos de óptica.

Los objetivos establecidos anteriormente se alcanzan según la invención mediante un artículo de óptica que comprende un sustrato que tiene por lo menos una superficie principal revestida con un revestimiento antiabrasión y antirrayaduras, estando compuesto dicho revestimiento, a partir del sustrato, por una capa inferior y por una capa superior que se adhieren entre sí, siendo la capa superior una capa de composición de capa superior endurecida y siendo la capa inferior una capa de composición de capa inferior endurecida, comprendiendo dicha composición de capa superior:

- por lo menos un compuesto organosilano, o hidrolizado de éste, de fórmula:

RnYmSi (X) 4-n-m (I)

en la que los grupos R, idénticos o diferentes, son unos grupos orgánicos monovalentes unidos al silicio por un átomo de carbono y que contienen por lo menos una función epoxi, los grupos X, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, Y es un grupo orgánico monovalente unido al silicio por un átomo de carbono, siendo n y m unos números enteros tales que n = 1 o 2, siendo n+m = 1 o 2, y

- por lo menos un compuesto, o hidrolizado de éste, de fórmula: M (Z) x (II) en la que M designa un metal o un metaloide, los grupos Z, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables,

y x, igual o superior a 4, es la valencia del metal o metaloide M, siendo la proporción: peso del extracto seco teórico en compuestos I en la composición de capa superior

Rs peso del extracto seco teórico en compuestos II en la composición de capa superior inferior o igual a 2, 3, y comprendiendo dicha composición de capa inferior:

- por lo menos un compuesto organosilano, o hidrolizado de éste, de fórmula: R'n'Y'm'Si (X') 4-n'-m' (III) en la que los grupos R', idénticos o diferentes, son unos grupos orgánicos monovalentes unidos al silicio mediante un átomo de carbono y que contienen por lo menos una función epoxi, los grupos X', idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, Y' es un grupo orgánico monovalente unido al silicio por un átomo de carbono, siendo n' y m' unos números enteros tales que n' = 1 o 2, siendo n'+m' = 1 o 2, y -opcionalmente, por lo menos un compuesto, o hidrolizado de éste, de fórmula: M' (Z') y (IV) en la que M' designa un metal o un metaloide, los grupos Z', idénticos o diferentes, son unos grupos

hidrolizables, e y, igual o superior a 4, es la valencia del metal o metaloide M', siendo la proporción: peso del extracto seco teórico en compuestos III en la composición de capa inferior

Ri peso del extracto seco teórico en compuestos IV en la composición de capa inferior superior a 2, 3.

En la presente solicitud, cuando un artículo de óptica comprende uno o varios revestimientos en su superficie, la expresión "depositar una capa o un revestimiento sobre el artículo" significa que una capa o un revestimiento se deposita... [Seguir leyendo]

1. Artículo de óptica que comprende un sustrato que tiene por lo menos una superficie principal revestida con un revestimiento antiabrasión y antirrayaduras, estando compuesto dicho revestimiento, partiendo del sustrato, por una capa inferior y por una capa superior que se adhieren entre sí, siendo la capa superior una capa de composición de capa superior endurecida, y siendo la capa inferior una capa de composición de capa inferior endurecida, caracterizado porque dicha composición de capa superior comprende:

- por lo menos un compuesto organosilano, o hidrolizado de éste, de fórmula:

RnYmSi (X) 4-n-m (I)

en la que los grupos R, idénticos o diferentes, son unos grupos orgánicos monovalentes unidos al silicio mediante un átomo de carbono y que contienen por lo menos una función epoxi, los grupos X, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, Y es un grupo orgánico monovalente unido al silicio mediante un átomo de carbono, siendo n y m unos números enteros tales que n = 1 o 2, siendo n+m = 1 o 2, y

- por lo menos un compuesto, o hidrolizado de éste, de fórmula: M (Z) x (II) en la que M designa un metal o un metaloide, los grupos Z, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables,

y x, igual o superior a 4, preferentemente de 4 a 6, es la valencia del metal o metaloide M, siendo la proporción: masa del extracto seco teórico en compuestos I en la composición de capa superior

RS

masa del extracto seco teórico en compuestos II en la composición de capa superior inferior o igual a 2, 3, y porque dicha composición de capa inferior comprende:

- por lo menos un compuesto organosilano, o hidrolizado de éste, de fórmula: R'n'Y'm'Si (X') 4-n'-m' (III) en la que los grupos R', idénticos o diferentes, son unos grupos orgánicos monovalentes unidos al silicio mediante un átomo de carbono y que contienen por lo menos una función epoxi, los grupos X', idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, Y' es un grupo orgánico monovalente unido al silicio mediante un átomo de carbono, siendo n' y m' unos números enteros tales que n' = 1 o 2, siendo n'+m' = 1 o 2, y -opcionalmente, por lo menos un compuesto, o hidrolizado de éste, de fórmula: M' (Z') y (IV) en la que M' designa un metal o un metaloide, los grupos Z', idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, e y, igual o superior a 4, preferentemente de 4 a 6, es la valencia del metal o metaloide M', siendo

la proporción: masa del extracto seco teórico en compuestos III en la composición de capa inferior

Ri masa del extracto seco teórico en compuestos IV en la composición de capa inferior superior a 2, 3.

2. Artículo según la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto (II) responde a la fórmula Si (Z) 4, en la que los grupos Z, idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables, y/o porque el compuesto (IV) responde a la fórmula Si (Z') 4, en la que los grupos Z', idénticos o diferentes, son unos grupos hidrolizables.

3. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque Rs es inferior o igual a 2, 0, preferentemente inferior o igual a 1, 5, mejor inferior o igual a 1, 25, y aún mejor inferior o igual a 1, 1, y superior o igual a 0, 85, mejor superior o igual a 0, 9, aún mejor superior o igual a 0, 95.

4. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque Ri es superior o igual a 3, 0, preferentemente superior o igual a 3, 5, mejor superior o igual a 4, 5, aún mejor superior o igual a 10.

5. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa del extracto seco teórico en compuestos I representa de 30 a 60% de la masa del extracto seco de la composición de capa superior, mejor de 40 a 55%.

6. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa del extracto seco teórico en compuestos III representa más del 40% de la masa del extracto seco de la composición de capa inferior, mejor más del 50%, mejor aún más del 60% y de manera óptima más del 65%.

7. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa del extracto seco teórico en compuestos IV representa menos del 30% de la masa del extracto seco de la composición de capa inferior, mejor menos del 25%, aún mejor menos del 20% y de manera óptima menos del 10%.

8. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el grosor del revestimiento antiabrasión y antirrayaduras varía de 1 a 15 !m, preferentemente de 1 a 10 !m, mejor de 2 a 8 !m, y aún mejor de 15 3 a 6 !m.

9. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción entre el grosor de la capa inferior y el grosor de la capa superior es superior o igual a 1, 5, mejor superior o igual a 2, 0, y aún mejor superior o igual a 3, 0.

10. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los grupos hidrolizables X, X', Z, Z' se seleccionan, independientemente entre sí, de entre los grupos alcoxi -O-R1, en el que R1 designa un grupo alquilo lineal o ramificado, preferentemente de C1-C4, o un grupo alcoxialquilo, lo grupos aciloxi -O- (C (O) R3 en el que R3 es un grupo alquilo, preferentemente de C1-C6, preferentemente metilo o etilo, los halógenos tales como Cl y Br y los grupos amino eventualmente sustituidos con uno o dos grupos alquilo o silano.

11. Artículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los grupos Y o Y' se seleccionan, independientemente entre sí, de entre los grupos alquilo de C1-C4, alcenilo, arilo de C6-C10, metacriloxialquilo, acriloxialquilo, fluoroalquilo, perfluoroalquilo, (poli) fluoroalcoxi[ (poli) alquilenoxi]alquilo y perfluoroalcoxi