Laminado de poliuretano fotocrómico.

Un laminado de poliuretano fotocrómico que comprende:

una primera lámina de resina;

una segunda lámina de resina;

una capa de poliuretano fotocrómica, incluyendo dicha capa de poliuretano fotocrómica un compuesto fotocrómico disuelto en el interior de la misma, presentando dicha capa de poliuretano fotocrómica un lado superior y un lado inferior, dicha capa superior ligada a dicha primera lámina de resina y dicho lado inferior ligado a dicha segunda lámina de resina;

y

en el que dicha capa de poliuretano fotocrómica se forma por medio de curado de una mezcla de poliuretano termoplástico y al menos un prepolímero de poliuretano de isocianato y al menos un compuesto fotocrómico.

Laminado de poliuretano fotocrómico Antecedentes de la invención Campo de la invención Generalmente, la presente invención se refiere a un laminado fotocrómico que se puede aplicar a superficies poliméricas o se puede usar por sí mismo como elemento fotocrómico. La invención también se refiere a un laminado fotocrómico que es capaz de soportar temperaturas elevadas y se puede incorporar a lentes de plástico por medio de moldeo por inyección. La invención además se refiere a un laminado fotocrómico que es excelente en cuanto a control de espesor y suavidad superficial de la capa fotocrómica, y además exhibe oscuridad uniforme en estado activado.

Descripción de la técnica relacionada Los artículos fotocrómicos, en particular los materiales plásticos fotocrómicos para aplicaciones ópticas, han sido objeto de considerable interés. En particular, las lentes plásticas oftálmicas fotocrómicas se han investigado debido a la ventaja de peso y resistencia frente a impactos que ofrecen con respecto a las lentes de vidrio. Además, las transparencias fotocrómicas, por ejemplo, láminas para ventanas, para vehículos tales como coches, barcos y aeroplanos, han resultado de interés debido a las potenciales características de seguridad que ofrecen.

La solicitud de patente europea EP 1273935 A1 describe una resina sintética transparente que tiene fotocromismo, y la patente de Estados Unidos 6367930 divulga un proceso para la preparación de una lente fotocrómica.

El uso de lentes de policarbonato, en particular en los Estados Unidos, es amplio. La demanda de gafas de sol que sean resistentes a impactos ha aumentado como resultado del aumento de actividad al aire libre. Históricamente, los materiales de policarbonato no se han considerado materiales óptimos para albergar colorantes fotocrómicos debido a la baja velocidad de activación, velocidad lenta de decoloración (sangrado) y baja intensidad de activación.

Independientemente, existen diversos métodos para incorporar las propiedades fotocrómicas a las lentes fabricadas a partir de materiales tales como policarbonato. Un método implica la aplicación a la superficie de una lente de un revestimiento que contiene compuestos fotocrómicos disueltos. Por ejemplo, la Solicitud de Patente Japonesa 3269507 divulga la aplicación de un revestimiento de poliuretano termoestable que contiene compuestos fotocrómicos sobre la superficie de una lente. La patente de Estados Unidos Nº. 6.150.430 también divulga un revestimiento de poliuretano fotocrómico para lentes.

Otro método implica el revestimiento de una lente con un revestimiento de base. Se usa un proceso de impregnación descrito en la patente de Reino Unido Nº. 2.174.711 o en la patente de Estados Unidos Nº. 4.968.454 para impregnar una disolución que contiene compuestos fotocrómicos en el material de revestimiento de base. El material de base usado más comúnmente es poliuretano.

No obstante, los métodos descritos anteriormente, que implican revestir la lente una vez que se ha moldeado, tienen inconvenientes significativos. Por ejemplo, normalmente es necesario que un revestimiento de aproximadamente 25 µm o más incorpore una cantidad suficiente de compuestos fotocrómicos en la base con el fin de proporcionar la calidad deseada de bloqueo de luz cuando se activan los compuestos. Este revestimiento relativamente grueso no resulta apropiado para aplicación a la superficie de una lente multi-focal y segmentada, ya que se produce una línea de segmento inaceptable y una no uniformidad de espesor de revestimiento alrededor de la línea de segmento, lo cual afecta a la calidad de la superficie suave deseable.

Las lentes fabricadas a partir de materiales plásticos tales como policarbonato se producen por medio de un proceso de moldeo por inyección y se usa moldeo por inyección de inserto (también conocido como decoración en el interior de molde) para incorporar las propiedades fotocrómicas en las lentes. El moldeo por inyección de inserto es un proceso por medio del cual se moldea por inyección una composición sobre un inserto en la cavidad del molde. Por ejemplo, como se divulga en la patente de Estados Unidos Nº. 6.328.446 comúnmente cedida, en primer lugar se coloca un laminado fotocrómico en el interior de la cavidad del molde. A continuación, se inyecta el material de lente de policarbonato en el interior de la cavidad y se funde sobre la parte trasera del laminado fotocrómico, produciendo una lente de policarbonato fotocrómica. Debido a que se proporciona la función fotocrómica por medio de una capa fotocrómica en el laminado, resulta práctico preparar lentes de policarbonato fotocrómicas con cualquier tipo de curvatura superficial por medio del método de moldeo por inyección de inserto.

Se han divulgado los laminados de resina transparentes con propiedades fotocrómicas en muchas patentes y publicaciones, por ejemplo, las Solicitudes de Patente Japonesa 61-276882, 63-178193, 4-358145 y 9-001716; la patente de Estados Unidos Nº. 4.889.413; la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº. 2002-0197484; y el documento WO 02/093235. La estructura más comúnmente usada es una capa que alberga un poliuretano fotocrómico ligada entre dos láminas de resina transparente. Aunque el uso de poliuretano como material que alberga la sustancia fotocrómica se conoce bien, los laminados de poliuretano fotocrómico diseñados especialmente

para la preparación de lentes de policarbonato fotocrómicas a través de un método de moldeo por inyección son únicos.

Los problemas asociados a las técnicas convencionales de moldeo por inyección de inserto en la fabricación de una lente fotocrómica son sangrado de poliuretano y pobre replicación de las líneas de segmento. El "sangrado" tiene lugar a partir de la deformación de la capa de poliuretano durante el procesado. En particular, el sangrado tiene lugar cuando la capa de poliuretano se funde y escapa de su posición entre las dos láminas transparentes de laminado durante el proceso de moldeo por inyección. Los inventores han descubierto que el sangrado, con la mayor frecuencia, tiene lugar a partir de una cantidad excesiva de poliuretano y a partir del uso de un material demasiado blando. Los inventores también han descubierto que la pobre replicación de las líneas de segmento tiene lugar cuando la capa de poliuretano es demasiado gruesa y tiene lugar el movimiento del laminado a medida que se aplica presión a partir del molde.

Con el fin de evitar el problema del sangrado; es preferible disponer de poliuretano reticulado. No obstante, el poliuretano reticulado, una vez formado, resulta difícil de laminar entre las láminas de resina transparente. Un método apropiado para incorporar poliuretano reticulado consiste en comenzar con un sistema de poliuretano líquido tal como el descrito en la Publicación de Patente de Estados Unidos Nº. 2002-0197484. Para preparar el laminado de manera eficaz, normalmente se usa una línea reticular de laminado-revestimiento como la que se describe en la Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública 2002-196103. El equipamiento de revestimiento del estado del arte es capaz de revestir una capa uniforme de mezcla de poliuretano líquido. No obstante, esta capa únicamente se solidifica de forma parcial (o se cura) en el momento del laminado en línea. Cualesquiera posibles defectos superficiales de la lámina de resina y los rodillos de laminado se transfieren de forma sencilla a la capa de poliuretano blando durante el laminado. Los efectos más comúnmente observados en la capa de poliuretano incluyen falta de uniformidad de espesor a lo largo de la red y puntos finos debido a la presión no uniforme en el laminado o manipulación indebida. Con el fin de disponer de una capa de poliuretano suficientemente firme para que soporte la presión necesaria durante el laminado, es necesario el curado durante una determinada duración de tiempo, lo cual ralentiza el procesado o imposibilita el laminado continuo de revestimiento reticular.

Por tanto, es necesario solucionar los problemas e inconvenientes asociados a los laminados existentes de poliuretano que tienen propiedades fotocrómicas y los métodos de fabricación de estos laminados.

Breve sumario de la invención La necesidad e inconvenientes de los laminados existentes y métodos de fabricación de estos laminados se satisfacen por medio del laminado de poliuretano y el método de acuerdo con la presente invención.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un laminado de poliuretano fotocrómico transparente que tenga una uniformidad de espesor mejorada y suavidad superficial, de manera que la transmisión de luz u oscuridad en estado activado resulte uniforme.

Otro objetivo de la presente... [Seguir leyendo]

1. Un laminado de poliuretano fotocrómico que comprende:

una primera lámina de resina;

una segunda lámina de resina;

una capa de poliuretano fotocrómica, incluyendo dicha capa de poliuretano fotocrómica un compuesto fotocrómico disuelto en el interior de la misma, presentando dicha capa de poliuretano fotocrómica un lado superior y un lado inferior, dicha capa superior ligada a dicha primera lámina de resina y dicho lado inferior ligado a dicha segunda lámina de resina;

y en el que dicha capa de poliuretano fotocrómica se forma por medio de curado de una mezcla de poliuretano termoplástico y al menos un prepolímero de poliuretano de isocianato y al menos un compuesto fotocrómico.

2. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho poliuretano termoplástico, que tiene un peso molecular dentro del intervalo de aproximadamente 9.000 a 100.000 g/mol, se obtiene haciendo reaccionar a) un poliol seleccionado entre un grupo que consiste en poli (polioles de éster) y poli (polioles de éter) , que tiene un peso molecular dentro del intervalo de aproximadamente 500 a 6.000 g/mol, y una funcionalidad de 2; b) un diisocianato alifático o un diisocianato cicloalifático, o ambos, en una proporción equivalente de diisocianato con respecto a poliol dentro del intervalo de aproximadamente 1, 2:1, 0 a 8, 0:1, 0;

c) con un diol como expansor de cadena que tiene un peso molecular dentro del intervalo de aproximadamente 62 a 499 g/mol, siendo el índice NCO teórico calculado multiplicando por 100 la proporción equivalente de grupos isocianato con respecto a la suma de grupos hidroxilo de poliol y diol de aproximadamente 90 a 105.

3. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho prepolímero de poliuretano de isocianato, que tiene un peso molecular dentro del intervalo de aproximadamente 1.000 a 6.000 g/mol, se obtiene haciendo reaccionar a) un poliol seleccionado entre un grupo que consiste en poli (polioles de éster) y poli (polioles de éter) , que tiene un peso molecular dentro del intervalo de 500 a 3000 g/mol y funcionalidad de 2; b) con un diisocianato alifático, un diisocianato cicloalifático, o ambos, en una proporción equivalente de 30 diisocianato con respecto a poliol dentro del intervalo de aproximadamente 1, 2:1, 0 a 8, 0:1, 0;

4. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compuesto fotocrómico está seleccionado entre el grupo que consiste esencialmente en benzopiranos, naftopiranos, espirobenzopiranos, espironaftopiranos, espirobenzoxazinas, espironaftoxazinas, fulgidas y fulgimidas.

5. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material de resina para dichas láminas de resina transparente está seleccionado entre un grupo que consiste en policarbonatos, (co) polímeros de cicloolefina, polímeros de derivados de acrilato, butirato de acetato de celulosa y triacetato de celulosa.

6. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho poli (poliol de éster) está seleccionado entre un grupo que consiste en poli (poliol de caprolactona) y poli (poliol de adipato de butileno) .

7. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el poli (poliol de éter) está seleccionado entre un grupo que consiste en polipropilen glicol y politetrametilen glicol.

8. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho diisocianato está seleccionado entre un grupo que consiste en diisocianato de hexametileno, diisocianato de isoforona, diisocianato de ciclohexano, diisocianato de metilciclohexano y diisocianato de diciclohexilmetano.

9. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el dicho diol está seleccionado entre un grupo que consiste en propanol diol, butanol diol, pentano diol, hexano diol, dietilen glicol, dipropilen glicol y ciclohexano diol.

10. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 3, en la que dicho poli (poliol de éster) está seleccionado entre un grupo que consiste en poli (poliol de caprolactona) y poli (poliol de adipato de butileno) .

11. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho poli (poliol de éter) está seleccionado entre un grupo que consiste en polipropilen glicol y politetrametilen glicol.

12. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho diisocianato está seleccionado entre un grupo que consiste en diisocianato de hexametileno, diisocianato de isoforona, diisocianato de ciclohexano, diisocianato de metilciclohexano y diisocianato de diciclohexilmetano.

13. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha capa de poliuretano 5 fotocrómica tiene un espesor dentro del intervalo de aproximadamente 10 µm a aproximadamente 100 µm.

14. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho compuesto fotocrómico está seleccionado entre el grupo que consiste esencialmente en nafto[2, 1b]piranos y nafto[1, 2b]piranos.

15. Un laminado de poliuretano fotocrómico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la proporción de mezcla de dicho poliuretano termoplástico con respecto a dicho prepolímero de isocianato está dentro del intervalo de 10 aproximadamente 9:1 a 1:9 en peso.

16. Un proceso para producir un laminado de poliuretano fotocrómico transparente, que comprende:

a) preparar una disolución de colada de disolvente disolviendo un poliuretano termoplástico sólido, al menos un prepolímero de poliuretano de isocianato, al menos un compuesto fotocrómico y estabilizadores opcionales en un disolvente apropiado;

b) colar la disolución sobre una película de revestimiento desprendible; c) secar el disolvente a partir de la película colada hasta un estado sustancialmente sólido para formar una película de poliuretano fotocrómica; d) laminar por transferencia la película de poliuretano fotocrómica entre dos láminas de resina transparentes; 20 e) someter a curado la película de poliuretano fotocrómica, formando de este modo un laminado de poliuretano fotocrómico.

17. Un proceso para producir un laminado de poliuretano fotocrómico transparente de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la etapa d) se lleva a cabo a través de un proceso secuencial.

18. Un proceso para producir un laminado de poliuretano fotocrómico transparente de acuerdo con la reivindicación 25 16, en el que la etapa d) se lleva a cabo a través de un proceso en línea.