Brevet FR2134094A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne principalement des lentilles polarisant la lumière, en matière plastique synthétique, qui sont utilises en ophtalmologie et elle concerne particulièrement des verres correcteurs qui sont con çus pour être utilisés en conformité avec n'importe quelle ordonnance d'ophtalmolgiste en vue d'accommoder la vue d'un utilisateur éventuel de ces verres et de faciliter la correction de sa vision naturelle, tout en assurant en même temps à cet utilisateur l'obtention des avantages que peut donner l'utilise sation d'une matière polarisant la lumière. Plus spécifiquement, la présente invention se rapporte à des lentilles polarisant la lumière utilisées en ophtalmologie, qui ont été moulées à partir de matières plastiques, et en particulier à partir de matières plastiques thermodurcissables. On comprendra que le remplacement du verre par une matière plastique tenace, de la qualité convenant en optique, présente de nombreux avantages dans la fabrication des lentilles utilisées en ophtalmologie . Les matières plastiques se brisent beaucoup moins facilement que le verre, il ne faut pas les chauffer à des températures extrêmement élevées, comme on le fait avec le verre, pour produire une lentille désirée, étant donné qu'on peut facilement les couler à des tem pérltures basses, et elles ne demandent généralement pas les opérations coûteuses de meulage et de polissage qui sont nécessaires, dans la plupart des cas, avant qu'une lentille de verre soit terminée.Jusqu'à ce que les matières plastiques synthétiques transparentes modernes, de qualité optique, aient fait leur apparition, il était extrêmement indésirable de former des lentilles à partir de matières plastiques synthétiques, car la plupart des matières plastiques disponibles étaient molles et pouvaient donc subir une abrasion sévère. En outre, dans les cas où l'on utilisait des rjsines thermodurcissables tenaces pour fabriquer des lentilles, il était difficile d'amener ces résines aux épaisseurs requises pour des verres utilisés en ophtalmologie.Jusqu'à la présente invention, e personnes ayant besoin de verres correcteurs pour corriger et/ou faciliter leur vision ne connaissaient pas les avantaes des lentilles polarisant la lumière qui étaient faites entièrement de matières plastiques synthétiques. Les quelques lentilles correctrices polarisant la lumière qui étaient disponibles jusqu'ici comprenaient des éléments en verre entre lesquels était intercalé un élément polarisant la lumière.Cette structure ne résout aucun des problèmes inhérentes aux lentilles en verre et, en raison des difficultés rencontrées dans la fabrication de ces lentilles et de la quantité extrêmement importante des rebuts, elles étaient extrêmement coûteuses. La présente invention a donc pour objet - l'obtention de lentilles polarisant la lumière, utilisées en ophtalmologie, qui sont faites de matières plastiques synthétiques; - des lentilles correctrices polarisant la lumière qui sont utilisées en ophtalmologie et qui sont douées d'une résistance élevée à l'abrasion et d'une résistance extrêmement élevée à la rupture - un procédé de préparation de lentilles polarisant la lumière qui sont utilisées en ophtalmologie, procédé dont la mise en oeuvre est économique et avec lequel le nombre des rebuts est très faible. L'invention couvre donc un procédé comprenant les diverses opérations qu'on va décrire ci-après en même temps que leur relation mutuelle, ainsi le produit possédant les caractéristiques, les propriétés et la relation des éléXllents qu'on va exposer à titre d'exemple dans ce qui va suivre, la portée de cette invention étant définie par les revendications. On comprendra mieux les caractéristiques de la présente invention en se référant à la description détaillée qui va suivre et qu'on a faite en se r férant au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue en coupe latérale d'une lentille conforme à la présente invention la figure 2 est une vue en coupe latérale d'une autre lentille selon la présente invention la figure 3 est une vue en coupe latérale d'une lentille formée dans un moule approprié conform ment à la présente invention. D'une manière générale, la présente invention envisage le moulage de lentilles en matière plastique dans des cavités de moulage qui sont formées, de préférence, entre les éléments de moule rigide et flexible, les éléments de moule flexible étant de préférence tubulaires. Plus particulièrement,l'invention vise un procédé consistant à intercaler un élément conformé en matière plastique synthétique polarisant la lumière, entre des couches d'un monomère synthétique de qualité optique, dans un moule, et à chauffer la matière et le moule afin de déterminer la polymérisation in situ dudit monomère avec formation concomitante d'une structure composite de lentille en matière plastique synthétique polarisant la lumière. La lentille principale selon la présente invention est préparée par le procédé décrit d'une manière générale ci-dessus, et qu'on exposera plus en détail par la suite, et est fournie à des laboratoires optiques habituellement sous une forme semi-finie, en vue de sa distribution. En raison des limitations dans les installations modernes de meulage et de polissage des matières plastiques, la surface avant ou surface convexe de la lentille est de préférence moulée sous sa forme finale au moment de la fabrication, sa surface ne demandant ni meulage ni polissage. Toutefois, la surface concave est de préférence formée de manière à assurer une correction dans un intervalle de dioptries allant du moins au plus.Toute ordonnance particulière donnée peut être suivie en choisissant une lentille possédant un système optique moulé s' approchant étroitenent des dimensions prescrites, après quoi on meule et on polit la surface concave selon les prescriptions exactes imposées. On comprendra que, dans certains cas, la configuration de la lentille répondra aux prescriptions imposées sans autre meulage ou polissage Ainsi qu'il est bien connu dans la technique de moulage des lentilles lorsque la polymérisation se produit, la matière de la lentille subit un certain retrait, ce qui fait que, dans de nombreux cas, les surfaces de la lentille présentent une forme différentie de celle des surfaces du moule. I1 eiste de nombreuses techniques bien connues permettant de se prémunir contre ce phénomène. La technique pr férée consiste à fabriquer un corps du moule en matière résiliente, de préférence une matière vinylique, qui se rétracte en même temps que la r.latière 3e la lentille subit le retrait inhérent au processus de polymérisation, ce qui assure une conformité notable entre la configuration finale, obtenue sur chacune des surfaces des lentilles, avec la surface de l'élément de moule rigide avec lequel ces surfaces sont en contact intime. Cn peut utiliser, conformément à la présente invention, n'importe quelle matière polymérisée en feuille polarisant la lumière qui permet d'obtenir l'effet désiré de polarisation de la lumière. Toutefois, la matière préférée est une feuille transparente d'alcool polyvinylique contenant des molécules sensiblement orientées d'alcool polyvinylique déshydraté et tirant ses propriétés de polarisation essentiellement desdites molécules déshydratées. La fabrication et l'utilisation d'une telle matière en feuille sont décrites dans les brevets américains 2.173.304, 2.255.940, 2.306.108, 2.445.555, 2.453.186 et 2.674.159.Parmi d'autres matières qui peuvent être utilisées comme éléments polarisant la lumière dans la présente invention, on peut citer, par exemple, le polyvinyl butyral et l'alcool polyvinylique, utilisés conjointement avec un colorant dichroique. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la matière polarisant la lumière est disposée à la manière d'un "sandwich" entre des couches relativement minces d'une matière polymérisée transparente de qualité optique qui sert de support pour ladite matière polarisant la lumière. Parmi les matières qui peuvent être utilisées à ces fins, on cite l'acéto-butyrate de cellulose, le méthacrylate de méthyle, l'acétate de cellulose, le triacétate de cellulose, etc. On préfère l'acéto-butyrate de cellulose. La jonction entre l'élément polarisant la lumière et la matière polymérisée de support peut être obtenue, par exemple, par les procédés décrits dans la demande de brevet auUricain nO 577.578 et 577.576. On comprendra en lisant ces brevets que l'application d'une couche d'une matière de support, telle que de l'acéto-butyrate de cellulose, sur une feuille polarisante typique, par exemple comprenant de l'alcool polyvinylique, peut être exécutée ou bien en munissant l'acéto-butyrate de cellulose d'une sous-couche d'un composé approprié, tel que le nitrate de cellulose, et en appliquant ensuite la matière pourvue de la sous-couche sur la feuille d'alcool polyvinylique polarisant la lumière, par une technique bien connue utilisant des rouleaux presseurs, à l'aide d'un adhésif typique pour de telles matières tel Que, par exemple, une solution à 2 % d'alcool polyvinylique ou bien,dans une variante, en convertissant la surface de l'acéto-butyrate de cellulose en cellulose, en @unissant ce te surface d'une souscouche d'alcool polyvinylique et en appliquant la couche d'acéto-butyrate e cellulose pourvue d'une sous-couche sur la matière polasisant la lumière, sous l'effet d'une pression,comme on l'a d'crit plus complètement dans les demandes de brevets américains susmentionnées. Des le mode de réalisation préféré, il est en outre désirable d'utiliser une couche de jonction entre l'élément polarisant la lumière et les éléments polymérisés extérieurs. Toute matière -ui augmente la capacité d'adhérence de l'élément polarisant la lumière à la matière résineuse sans avoir d'effet nuisible sur la structure finale convient à cet effet. en a constaté que le nitrate de cellulose donne des rC- sultats excellents quand on l'utilise dans ces conditions et c'est pourquoi il est préféré. Lors se la rise en oeuvre, on dissout un catalyseur approprié dans la matière monomère à partir de laquelle on doit fabriquer les couches extérieures de la lentille désirée. Le moule, comme représenté sur la figure 3 comprend de préférence des éléments extérieurs rigides, de préférence comprenant du verre, et l'élément polarisant la lumière, maintenu en place par un élément en matière Clastique, par exemple en caoutchouc. L'élément élastique est de préférence cylindrique, toutefois, selon la présente invention, il peut prendre n'importe quelle forme désire en section transversale, comme par exemple une forme rectangulaire, carr e, elliptique, etc.A l'aide d'une seringue approprie, on injecte le monomère auquel et incorporé un catalyseur dans le moule, à travers l'élément en matière plastique, pour l'amener sur les deux faces de 1'é l ment polarisant la lumière, puis on chauffe la structure entière pendant un teilps suffisant pour d@terminer la polymérisation de la matière. Cn peut utiliser n'importe ruelle matière plastique synthétique de la qualité optique pour constituer les éléments et rieurs des lentilles de la présente invention à con ition, toutefois, que sa tempér ture de transition finale de second ordre soit supérieure à la tempér r ture la plus élevée à laquelle les lentilles peuvent être utilisées, et qui est par exemple de 54 C lors de l'utilisation moyenne des lentilles en ophtalmologie. Des exemples de satires monomères sont le diméthacrylate @e 1,3-butylène glycol, l'acrylonitrile, le mé thacrylate d'allyle, le triacrylate de triméthylol propane, le méthacrylate de cyanoéthyle, le diméthacrylate de bis-phénol A, le méthacrylate de méthoxybutyle, le méthacrylate ale méthyle, le bis-allyl carbonate de diéthylène glycol, le méthacrylate d'éthoxyéthyle, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le diacrylate d'éthylène glycol, le d méthacrylate de polyéthylène glycol, etc. Des matières monomères telles que celles qu'on vient de mentionner peuvent être transformées en homopolymères ou bien elles peuvent être copolymérisées avec des matières qui aux entent leur dureté, leur thermo-résistance, etc. Parmi ces matières qui peuvent être copolymérisées avec les monomères cités à titre d'exemples, on peut mentionner l'acétate de vinyle, l'anhydride maléique , le maléate d'éthylène glycol, le cyanurate de triallyle, le phtalate de diallyle, etc. Etant donné que les matières thermodurcissables sont, en règle générale, beaucoup plus résistantes à l'abrasion que les matières thermoplastiques, on préfère les utiliser dans la présente invention. On a constaté que lorsqu'on utilise le bis-allyl carbonate de diéthylène glycol un temps de prise d'environ 8 à 16 heures est requis avant que la lentille soit complètement formée. Toutefois, quand on utilise du diméthacrylate de polyéthylène glycol, le temps de prise n'est que de 8 minutes, à la température ambiante, ce qui fait que ce dernier composé est extrêmement prof rabe pour une utilisation dans la présente invention. On peut utiliser n'importe quel catalyseur compatible avec la matière monomère choisie dans la pr'sente invention. Des exemples de catalyseurs appropris comprennent le perc-arbonate de diisopropyle, le peroxyde de benzoyle, l'azobis-isobutyronitrile, le peroxyde de méthyléthyl cétone, etc. Dans les systèmes préférés de la présente invention, on a constaté que le percarbonate de diisopropyle donne des rCsuîtats extrêmement fins quand on l'utilise en des proportions 'environ U ,5 à 3 %, par rapport au poids du monomère. En vue de donner une couleur désirez aux lentilles de la présente invention, on peut y incorporer divers colorants qui sont absorbés sur la surface tie la matière poly- mère extérieure trace au fit qu'ils font partie inté"inte cie la charge monomètre initiale, ou bien qui peuvent imprégner les éléments de support en matière plastique de la matière polarisant la lumière ou être coulés dans ces éléments.En outre, d'autres agents tels que des agents absorbant les radiations ultraviolettes ou les radiations infrarouges, des colorants atténuant la lumière visible, etc.., peuvent être ajoutés au système pour obtenir des avantages supplémentaires. L'élément polarisant la lumière utilisé dans la présente invention est de préférence formé au préalable de manière à lui faire épouser de façon adéquate les configurations respectives des éléments en matière plastique qui doivent être polymérisés sur chaque face de cet élément polarisant. On comprendra donc que les configurations les plus extrêmes dans les éléments convexes et concaves exigent des écarts concomitants dans la forme de 1 l'élément polarisant la lumière par rapport à une configuration plane.En plus, pour éviter des problè mes de r@fraction de la lumière, la courbure de l'élément polarisant la lumière doit être approximativement identique à celle de la surface convexe de la lentille. I1 fruit, également, pour empêcher l'endommagement de l'élément polarisant pendant le meulage et le polissage de la surface concave, que cet élément soit situé raisonnablement près de la surface convexe de la lentille.La mise en forme préalable de l'élément polarisant est de préférence exécutée par une opération de pressage de type classique On va maintenant examiner la figure 1 du dessin annexé sur lequel on a représenté une vue avec coupe d'une structure typique de lentille selon la présente invention.les éléments 2 et 3, dont les surfaces sont externes sont respecti veent concave et convexe, sont faits d'une matière polymérisée qui a été polymérisée in situ au contact de l'éliment 1 polarisant la lumière formé au préalable.La surface convexe de 1'é liment 3 prend les caractéristiques de surface de l'élément de moule contre lequel elle a été formée, cette surface possédant une confi uration qui, conjointement avec le meulage ou autre mode d'altération de la surface concave 2, permet de répondre à une gaize de prescriptions qui peuvent être utilises dans les dispositifs optiques pour compenser les défauts visuels de l'utilisateur. En examinant la figure 2, qui représente le ode de réalisation pr"fCré de la présente invention, on voit que les éléments 1, 2 et 3 sont tels quton l'a décrit cidessus. Les éléments 4, disposés sur chaque face de l'élément polarisant 1, comprennent une matière plastique transparente qui se comporte comme un support pour l'élément 1 et, sur chaque face des éléments 4 qui est opposée à la face appliquée contre l'élément 1, est déposé un revêtement mince de matière adhérente, représenté par 5. Sur la figure 3, les éléments 1, 2 et 3 sont représentés dans un moule 11 qui est composé d'éléments élastiques 8 et 9 et d'éléments rigides 6 et 7. La matière résineuse placée entre l'élément 1 polarisant la lumière et les éléments 6 et 7 peut être introduite de toute manière connue, comme par exemple par injection à travers l'élément élastique du moule ou par insertion avant l'assemblage de la structure élément élastique - élément rigide. Le moule assemblé est fermement maintenu dans cet état par un élément de blocage 10. Toutefois, il doit être entendu qu'on peut faire appel à n'importe quel moyen approprié pour maintenir les éléments du moule ensemble, comme par exemple des lèvres prévues sur les éléments élastiques. Les lentilles en matière plastique de la présente invention peuvent être produites sous forme d'une ébauche, c'est-à-dire sous forme non finie, et peuvent être ensuite meulées et polies, si nécessaire en utilisant la même technique que dans le cas des verres crown et la majeure partie des instruments utilisés avec ces verres. Toutefois, comme on l'a mentionné plus haut, dans le cas où l'on exécute un meulage et/polissage, les opérations sont de préférence exécutées sur la surface concave de la lentille car, dans les modes de réalisation préférés, la presque totalité de la gamme entière des prescriptions possibles a été prévue dans les surfaces convexes des lentilles à partir desquelles un choix peut être fait. Gn estime que pour atteindre pleinement ce résultat, il faut utiliser entre 400 et 500 configurations convexes différentes pour produire une gamme entière de lentilles destines à être utilises en ophtalmologie. Bien que le but principal de la présente invention soit de constituer des lentilles rél'ondsnt à des prescriptions médicales et utilisées en ophtalmologie, on comprendra que des lentilles moulées selon une configuration plane pour être utilisées sans mo L'exemple suivant illustre la préparation d'une lentille typique selon la présente invention, à titre indicatif et non limitatif de la portée de cette dernière. LE Une feuille faite d'une matière polarisant la lumière, comprenant de l'alcool polyvinylique partiellement hydrolysé, et à chacune des faces de laluelle adhère une couche d'acéto-butyrate de cellulose d'environ 0,125 mm d'épaisseur (une matière colorante atténuant la lumière faisant partie intégrante desdites couches d'acétobutyrate de cellulose) est revêtue sur ses deux faces, à laide d'un rouleau, d'une couche mince de nitrate de cellulose ; ensuite, on presse cette feuille entre des plaques chauffées pour lui donner une configuration sphérique, on la coupe pour lui donner une configuration circu- laire et on la fixe, dans un élément de moule élastique de forme cylindrique associé à des éléments de moule en verre poss-édant des caractéristiques de surface désirées, sur la face de chaque élément en verre au voisinage de la matière polarisant la lumière.On ajoute environ 0,5 % en poids de percarbonate de diisopropyle, à titre de catalyseur, à une quantité prédéterminée de diméthylacrylate de polyéthylène glycol monomère et on injecte le mélange, à travers l'élément de moule élastique, sur chaque face de l'élément polarisant la lumière, en utilisant une seringue appropriée, de la manière connue. Cn laisse la structure reposer à la température ambiante jusqu'à ce que le polymère soit durci, après quoi on donte le moule et on obtient une lentille composite terminée. La présente invention pr-voit l'incorporation, lorsque l'utilisateur le désire,d'additifs classiques qui peuvent accélérer, inhiber ou mo@ifier d'une autre manière les caractéristiques de polymérisation du polymère choisi en vue d'obtenir le cycle désir de urcissement pour la lentille décri te @ d-ns le pr-sent brevet. Dans la descrIption, on a utilisé le terme "correctrices" pour désigner certaines lunettes utilisées en ophtalmologie. bans le contexte de la présente invention, l'adjectif "correctrices" s'applique à des lentilles d'une variété non plane qui sont fabriquées selon les prescriptions d'une ordonnance médicale. I1 est bien entendu que la description ci-dessus du produit et du procédé n'a été faite qu'à titre indicatif et non limitatif et qu'on peut y apporter de nombreuses modifications sans sortir pour cela du cadre de la présente invention R E V E N D I C A T I O N S 1. Proodé de fabrication d'une lentille polarisant Lr. lumière et faite d'une matière plastique synthétique, utilise en ophtalmologie, ce procédé étant caractérisé par le fait u'il consiste à fixer un élément polarisant la lumière dans un moule, à injecter une matière plastique synthétique monomère contre chaque face de cet élément polarisant la lumière, à déterminer la polymérisation de ladite matière monomère, ce qui donne une lentille composite polarisant la lumière, en matière plastique synthétique, et à démouler la lentille. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise un moule qui comprend deux éléments de moule rigide situés respectivement sur les faces de l'élément polarisant la lumière en contact intime avec la matière monomère, la configuration des Ciments rigides du moule tant telle qu'une courbure prédéterainee soit conférée à chaque face de cette lentille. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le moule précité comprend en outre au moins un éliment élastique tubulaire dans lequel l'élément polarisant la lumière et les éléments de moule rigides sont fixés. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on utilise un moule dont l'un des éléments rigides est convexe tandis que l'autre est concave, ce qui donne une lentille dont les -faces sont respectivement concave et convexe. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on meule et qu'on polit la face concave de ladite lentille pour lui donner une courbure qui, conjointement avec la courbure de la face convexe, assurera un effet prédéterminé sur la lumière traversant la lentille. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on choisit la matière monomère dans le groupe que forment le diméthacrylate de polyéthylène glycol et le bis-allyl carbonate de diéthylène glycol. 7. LentIlle composite en matière plastique synsth@tique polarisant la lumière et utilise en ophtalmologie, cette lentille, qui possède une surface concave et une surface convexe, étant caractérisée par le fait qu'elle comprend un élément polarisant la lumière cui est constitué par une feuille transparente d'alcool polyvinylique contenant des molécules orientées d'alcool polyvinylique déshydraté, un élément de support mince et uniforme comprenant de l'acéto-butyrate de cellulose, qui est fixé à chaque face de l'élément po larisant la lumière, une couche mince de nitrate de cellulose déposée sur chaque face desdits éléments en acéto-butyrate de cellulose en regard de l'élément polarisant la lumière, et des éléments de lentille moulés, autonomes et dimensionnellement stables, comprenant une matière polymère synthétique telle que le diméthacrylate de polyéthylène glycol et le bis-allyl carbonate de polyéthylène glycol, qui sont fixés aux couches précitées de nitrate de cellulose, au moins l'un des éléments constitutifs de cette lentille contenant en outre une matière colorante atténuant la lumière. 8. Lentille composite selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la courbure de l'élément polarisant la lumière épouse la courbure de la surface convexe de ladite lentille. 9. Lentille polarisant la lumière en ma tière plastique synthétique pouvant être amenée par meulage à une configuration prédéterminée, cette lentille, qui est utilisée en ophtalmologie comprenant un élément transparent polarisant la lumière, en alcool polyvinylique, placé entre des éléments transparents moulés autonomes, en matière plastique synthétique, de qualité optique, qui comprennent une matière polymérisée synthétique telle que le diméthacrylate de polyéthylène glycol ou le bis-allyl carbonate de polyéthylène glycol.