Brevet FR2418071A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne des montures de lunettes, et plus particulièrement un procédé pour mouler des montures de lunettes ou des éléments de telles montures. On sait fabriquer en série des montures de lunettes peu coûteuses en acétate de cellulose, par moulage dans des moules. Bien que de telles montures moulées présentent des avantages évidents par rapport aux montures usinées a partir d'éléments de grande taille en matériaux plastiques, ce qui nécessite d'imPor- tantes opérations d'usinage supplémentaires, des montures de lunettes moulées à partir de matériaux thermoplastiques tels que l'acétate de cellulose ont une tendance indésirable à, se rayer et à se déformer, et, de plus, leur poids est un petit peu trop élevé pour le confort de l'utilisateur. On a proposé de fabriquer des montures de lunettes ou des éléments de celles-ci à partir de résines époxy afin d'essayer d'éliminer les inconvénients ci-dessus, et des associations parti culièrement choisies époxyde/durcisseur ont été suggérées à ce propos (voir par exemple les Brevets autrichiens nO 294 453 et nO 291 591 et le Brevet US nO 3 708 567). Comme le domaine des résines époxy est bien étudié et très vaste, il existe, théoriquement, un nombre énorme de combinaisons possibles époxyde/durcisseur utilisables potentiellement pour le moulage de montures de lunettes. Cependant, à la différence de nombreuses applications classiques des résines époxy (par exemple en tant qu'adhésif), les caractéristiques physiques et chimiques nécessaires qui doivent etre satisfaites dans le cas des montures de lunettes sont si nombreuses et définies de façon si rigoureuse que seul un nombre restreint de telles associations époxyde/durcisseur est réellement utile à ce propos. Par exemple, les montures de lunettes doivent présenter une température de déformation thermique (TDT) qui, bien que forcément assez élevée pour éviter une déformation des montures dans des conditions fréquentes de températures relativement élevées auxquelles elles peuvent être soumises en usage normal, doit en meme temps ne pas être trop élevée et empocher la déformation voulue des montures (par exemple pour insérer des lentilles ou plier des éléments en fonction de la forme particulière du visage de l'utilisateur) à des températures raisonnables. De plus, les montures doivent présenter une souplesse suffisante pour permettre une cex- taine déformation et pour ne pas se briser sous l'effet d'une courbure ou d'un choc.Les constituants de la composition de moulage doivent de plus réagir pratiquement complètement pour qutil ne risque pas d'y avoir un constituant n'ayant pas réagi dans la monture moulée, qui diffuserait à travers la couche de laque protectrice utilisée généralement sur les montures et qui viendrait au contact de la peau de l'utilisateur. Bien qu'on dispose de techniques pour extraire ou éliminer d'une autre manière l'excès de constituants n'ayant pas réagi restant après le durcissement (polymérisation), la nécessité d'avoir recours à de telles méthodes augmente nettement le cott des montures. Mises à part ces conditions spécifiques auxquelles doivent satisfaire les compositions de moulage, un besoin se fait sentir de moules dans lesquels mouler de telles compositions, qu'elles soient de type époxy, polyuréthane, acétate de cellulose ou similaires. Ces moules doivent de préférence être faciles à former et capables de fournir des montures ou éléments de montures de façon précise, et ils doivent présenter une conductivité thermique suffisante pour que la composition de moulage puisse atteindre rapidement des températures de durcissement appropriées sans qu'il soit nécessaire de soumettre le moule à des températures extrêmement élevées. La présente invention se propose donc de fournir un procédé pour mouler, à partir de résines époxy, des montures de lunettes ou des éléments de montures ayant les propriétés désirées. Un autre but de l'invention est de fournir des montures de lunettes ou des éléments de montures à partir de résines époxy, ayant les propriétés requises de souplesse et de température de déformation thermique. C'est encore un but de l'invention de fournir un procédé pour fabriquer des moules servant au moulage de montures de lunettes ou d'éléments de montures à partir de compositions durcissables à chaud. Le procédé selon l'invention de moulage de montures de lunettes ou d'éléments de montures comprend les étapes suivantes: (a) on forme un mélange liquide de 1. l'éther diglycidique du bisphénol A; 2. d'isophorone-diamine, et 3. une polypropylèneglycoltriamine de formule dans laquelle a, b et c sont des entiers compris entre 1 et 4 tels que le poids moléculaire de la triamine est compris entre environ 300 et 700; (b) on verse le mélange liquide dans un moule qui présente les cavités appropriées pour former des montures de lunettes; (c) on chauffe le système pour polymériser ou faire prendre le mélange liquide; et (d) on sort du moule la monture de lunette ou l'élément de monture après durcissement. Des montures de lunettes ou des éléments de montures préparés à partir des compositions de moulage époxy à trois constituants selon la présente invention présentent des propriétés de souplesse et de température de déformation thermique extrêmement intéressantes. Par exemple, des montures semi-finies peuvent être moulées selon un procédé préféré de l'invention, tel que défini ci-après, de façon à présenter une résistance à la traction d'envi 2 2 ron 5,27 kg/mm , une résistance à la flexion d'environ 12,89 kg/mm et une résistance aux chocs d'environ 60 kg/mm2. Selon un autre aspect de l'invention, on fournit un procédé de fabrication de moules en polypropylène pour le moulage de montures de lunettes. Bien que de tels moules conviennent tout particulièrement dans le cadre du procédé ci-dessus mettant en oeuvre des compositions de moulage époxy, les moules en polypropylène obtenus selon le procédé de l'invention peuvent également servir à recevoir d'autres compositions durcissables à chaud appropriées pour former des montures de lunettes, par exemple des compositions de polyesters, de cellulose et de polyuréthanes. Pour préparer de tels moules en polypropylène, on dispose un modèle original de monture de lunettes ou d'éléments de montures sur un support perforé, on recouvre le modèle d'une feuille mince de polypropylène et on chauffe le système à une température suffisante pour que la feuille de polypropylène s'amollisse et se dépose autour du modèle en en épousant la forme tout en appliquant un certain vide pour déplacer l'air existant dans les espaces situés entre le modèle et le polypropylène. De cette façon, on forme une réplique négative en polypropylène très exacte du modèle de monture de lunettes, dans laquelle on peut mouler une composition appropriée durcissable à chaud. Selon le procédé de l'invention de moulage de montures de lunettes à partir de compositions époxy durcissables, on utilise à titre d'époxy, l'éther diglycidique du bisphénol A représenté par la formule suivante : En tant que durcisseurs pour cet époxyde, on peut utiliser la polypropylèneglycoltriamine décrite ci-dessus et l'isophoronediamine (l-amino-3-aminoéthyl-3,5,5-triméthyl cyclohexane) Les ingrédients ci-dessus sont des composés bien connus disponibles dans le commerce et leur préparation est classique. Par exemple, la polypropylèneglycoltriamine peut entre préparée par une condensation aldolique d'acétaldéhydè avec du formaldéhyde en triméthylol-éthane, suivie d'une réaction avec de l'oxyde de propylène et d'une réaction catalytique ultérieure avec de l'ammoniac sous pression fournissant la triamine. Bien que les ingrédients ou constituants de la composition de moulage selon l'invention soient connus en eux-mêmes dans le domaine général des résines époxy, les constituants utiles pour fournir des montures de lunettes ou des éléments de montures doivent présenter des caractéristiques physiques et chimiques strictes si nombreuses et précisément définies qu'on ne peut pas prévoir dans quelle mesure des constituants connus seront utiles. Par exemple, des montures de lunettes fabriquées à partir de compositions de moulage d'éthers diglycidiques de bisphénol A et de propylèneglycoltriamine sont beaucoup trop souples et molles. D'un autre coté, des montures préparées à partir de compositions de moulage comprenant l'époxyde ci-dessus et de l'isophoronediamine présentent une température de déformation thermique d'environ 1500C, qui est beaucoup trop élevée pour une quelconque application pratique. De préférence, conformément au procédé de moulage de montures de lunettes de l'invention, les constituants sont présents dans le mélange liquide dans les proportions pondérales suivantes (par rapport à 100 parties en poids d'époxyde) : polypropylèneglycoltriamine : 30 à 45 parties en poids isophorone-diamine : 2 à 15 parties en poids. Les proportions des constituants de la composition peuvent être modifiées dans ces gammes pour fournir des montures de lunettes ayant diverses propriétés. Par exemple, lorsqu'on augmente la quantité d'isophorone-diamine, la température de déformation thermique des montures augmente. On préfère tout particulièrement une composition comprenant 100 parties en poids d'époxyde, 35 parties en poids de polypropy lèneglycoltriamine et 5 parties en poids d'isophorone-diamine. Les constituants de types époxyde et amine sont stockés séparément et dégazés avant d'être mélangés afin que pratiquement tout l'air soit éliminé. Par exemple, on peut effectuer le dégazage en chauffant le composé entre environ 120 et 1500C sous vide, jusqu'à ce qu'il ne se forme plus de bulles. Cette opération demande généralement de une demi-heure à une heure. Les constituants liquides sont ensuite introduits dans une chambre de mélange appropriée et mélangés pendant une brève durée, généralement inférieure à une minute (par exemple 15 secondes) avant d'être coulés dans un moule de monture de lunettes ou d'élément de monture convenable. I1 est préférable que les composants soient chauffés dans la chambre de mélange à une température cornu prise entre environ 60 et 650C. Le liquide est alors coulé dans un moule qui présente les cavités appropriées pour former des montures de lunettes ou des éléments de monture et le mélange est ensuite chauffé à une température suffisante pour polymériser ou durcir la composition époxy. Pour cela, il est préférable de placer les moules pleins dans un four à circulation d'air maintenu entre environ 70 et 900C, pendant environ une heure. Bien que la composition soit durcissable à des températures supérieures à 900C, on évite généralement de telles températures parce que la chaleur dégagée dans la polymérisation ne peut pas être éliminée suffisamment vite pour que l'on puisse maintenir un réglage thermique. On pourrait en effet atteindre des températures proches de la température de déformation de la plupart des moules, si bien que de tels moules sont inutiles. Lorsque la composition durcie a été refroidie suffisamment, par exemple à 40-500C, on la sort du moule et on obtient une monture de lunettes ou une partie de monture "semi-finie" qui peut ensuite être traitée ultérieurement, par exemple polie, colorée, laquée, selon des méthodes connues pour former des montures de lunettes finies. La composition pondérale indiquée plus haut fournit, en général, un léger excès avantageux de la quantité d'amine par rapport à celle d'époxyde, améliorant la réceptivité aux colorants et la fixation de la laque des montures de lunettes ou éléments de monture ainsi préparés. Cependant, on a constaté qu'en travaillant dans de telles gammes, il n'y a pas d'excès de constituant n'ayant pas réagi, par exemple de durcisseur amine, dans les montures après le durcissement et/ou la finition. Ainsi qu'il est noté plus haut, cela est extrêmement important car autrement un ou plusieurs constituants n'ayant pas réagi pourrait(ent) diffuser à travers les montures protégées par de la laque et entrer en contact avec la peau, en déclenchant éventuellement des allergies ou une irritation. Bien que les moules de montures de lunettes ou d'éléments de montures dans lesquels est introduite la composition liquide époxy durcis sable puissent être de quelconques moules préparés de façon classique, il est préférable de mettre en oeuvre des moules de polypropylène préparés selon le procédé de l'invention. Dans le procédé de préparation de moules en polypropylène, on fabrique d'abord un modèle original en matériau approprié quelconque, c'est-à-dire en un matériau qui présente une stabilité dimensionnelle à des températures atteignant environ 800C. Un tel matériau approprié est par exemple une résine époxy préparée par durcissement d'un mélange d'un éther diglycidique de bisphénol A et de 1'isophorone-diamine décrite plus haut à titre de durcisseur. Cependant, le modèle ne correspond pas en général d'une façon identique au produit fini définitif puisqu'un angle de 30 est imposé à ses bords verticaux pour faciliter le dégagement du moule en polypropylène décrit ci-après. De plus, il n'est généralement pas nécessaire de polir le modèle et une surface légèrement rugueuse facilite meme la formation finale du moule en polypropylène. On dispose le modèle original à plat sur un support perforé, par exemple un morceau de carton mince (1 mm) dans lequel un certain nombre de trous de 1 mm de diamètre sont percés. On pose à plat sur le modèle un morceau de feuille de polypropylène mince (par exemple d'environ 0,5 à 2,0 mm d'épaisseur). Bien que l'on puisse appliquer un agent de démoulage sur la feuille pour qu'il soit plus facile de détacher le moule en polypropylène du modèle, cela n'est généralement pas nécessaire puisque du lubrifiant résiduel reste généralement sur la feuille à la suite des procédés d'extrusion industriels fournissant de telles feuilles. La feuille de polypropylène est alors chauffée à une température suffisante pour provoquer son amollissement et sa conformation finale à la forme du modèle. I1 est préférable de travailler entre environ 140 et 1700C et de chauffer à l'aide d'un élément de chauffage infrarouge situé au-dessus de la feuille de polypropy lène. Lorsque la feuille de polypropylène atteint la température désirée, on fait le vide en dessous du support perforé pour éliminer l'air existant dans les espaces compris entre le polypropylène et le modèle. On obtient ainsi une réplique négative en polypropylène du modèle et qui peut en être détachée après un refroidissement approprié. Le moule en polypropylène ainsi préparé peut servir à recevoir la composition de moulage époxy décrite plus haut ou une quelconque autre matière durcissable à chaud appropriée, susceptible de fournir des montures de lunettes ou des éléments de montures, dans la mesure où cette composition est durcissable à une température inférieure au point de ramollissement du moule en polypropylène, généralement voisin de 1200C. I1 est préférable d'appliquer sur le moule en polypropylène une petite quantité d'agent de démoulage avant d'introduire la composition de moulage. Dans le procédé ci-dessus de fabrication de moule, il est nécessaire que le modèle original et le support perforé ne soient pas déformables à chaud aux températures et sous les pressions mises en oeuvre pour former le moule en polypropylène. Par exemple, le modèle peut être constitué d'un matériau tel que la résine décrite ci-dessus formée de l'époxyde et d'isophorone-diamine. Pour fabriquer un tel modèle, on peut préparer d'abord un premier modèle, par exemple en bois, puis former à partir de celui-ci un moule femelle en caoutchouc catalytique de type silicone. Ce moule en caoutchouc est ensuite rempli d'une composition d'époxyde/amine et durci pour fournir le modèle servant à la fabrication du moule en polypropylène. REVENI) ICAT IONS 1.- Procédé de fabrication de montures de lunettes ou d'éléments de telles montures, caractérisé par les étapes suivantes (a) on forme un mélange liquide de 1. l'éther diglycidique du bisphénol A; 2. 1'isophorone-diamine; et 3. une polypropylèneglycoltriamine de formule dans laquelle a, b, c sont des entiers compris entre 1 et 4 tels que le poids moléculaire de cette tri amine est compris entre environ 300 et 700; (b) on coule ce mélange liquide dans un moule qui présente les cavités appropriées pour former des montures de lunettes ou des éléments de montures; (c) on chauffe ce mélange dans le moule à une température suffisante pour polymériser ou durcir ce mélange liquide; et (d) on sort du moule les montures de lunettes ou les élé ments de monture durcis. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température pour polymériser ou durcir la composition est inférieure à 9O0C. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette température est comprise entre environ 70 et 900C. 4,- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'éther diglycidique, la diamine et la triamine sont dégazés avant d'être mélangés en une composition liquide. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange liquide est préchauffé à une température comprise entre environ 60 et 650C avant d'être introduit dans le moule. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange liquide contient, pour 100 parties en poids d'étherdiglycidique, environ 2 à 15 parties en poids d'isophorone-diamine et environ 30 à 45 parties en poids de polypropylèneglycoltriamine. 7.- Procédé selon la rcttendication 6, caractérisé en ce que le mélange liquide contient environ 100 parties en poids d'éther diglycidique, environ 5 parties en poids d1isophorone-diamine et environ 35 parties en poids de polypropylèneglycoltriamine. 8.- Procédé de fabrication de montures de lunettes ou d'éléments de telles montures, caractérisé par les étapes suivantes: (a) on forme un mélange liquide de 1. environ 100 parties en poids de l'éther diglycidique du bisphénol A; 2. environ 2 à 15 parties en poids d'isophorone-diamine; et 3. environ 30 à 45 parties en poids d'une polypropylène glycoltriamine de formule dans laquelle a, b et c sont des nombres entiers compris entre 1 et 4 tels que le poids moléculaire de la triamine est compris entre -environ 300 et 700; chacun de ces constituants étant dégazé séparément avant leur mélange; (b) on chauffe ces constituants dans le mélange à une tempe- rature comprise entre 60 et 650C pendant moins d'une minute; ; (c) on coule ce mélange liquide dans un moule qui présente les cavités propres à former des montures de lunettes ou des éléments de montures; (d) on chauffe ce mélange dans le moule à une température comprise entre environ 70 et 900C pour polymériser ou durcir la composition liquide; et (e) on sort du moule les montures de lunettes ou les élé ments de monture durcis. 9.- Montures de lunettes ou éléments de montures, caractérisésen ce qu'ils sont obtenus par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.