DE2638097A1

DE2638097A1 - Verfahren zur oberflaechenbehandlung von kunststofflinsen und nach diesem hergestellte produkte

Info

Publication number: DE2638097A1
Application number: DE19762638097
Authority: DE
Inventors: Junichi Fujiwara; Kazuo Nakamura
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1975-08-25
Filing date: 1976-08-24
Publication date: 1977-03-10
Also published as: FR2321996B1; US4237183A; FR2321996A1; JPS5226237A; DE2638097B2

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH D-8000 MÜNCHEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. re γ. η at. W. K.ORBER Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE 24. August 1976

Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha
2500 Hagizono

Chigasaki-shi, Kanagawa-ken
Japan

Patentanmeldung

Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Kunststofflinsen und nach diesem hergestellte Produkte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer aus Kunstharz hergestellten Linse und
das Produkt dieses Verfahrens.

Im Allgemeinen ist eine aus Kunstharz hergestellte Linse vorteilhaft, da sie ein geringes spezifisches Gewicht und gegen mechanische Stöße widerstandsfähig ist, jedoch weist sie andererseits Mängel insofern auf, als
sie eine geringe Verschleißfestigkeit und geringe Oberflächenhärte hat. Es wurde bereits vorgeschlagen, diese Mängel dadurch zu beseitigen, daß auf die Oberfläche
der Linse ein Glasüberzugsfilm aufgebracht wird, jedoch

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trat in diesem Falle eine Schäumung des Überzugsfilms durch die herkömmliche Vakuum-Aufdampfbehandlung auf. Das durch diese Behandlung erhaltene Produkt ist jedoch mangelhaft, als es nicht dauerhaft ist, da der Überzugsfilm eine außerordentlich geringe Haftfestigkeit hat, so daß er sich leicht abschält. Zur Erhöhung seiner Haftfestigkeit ist es in diesem Falle wünschenswert, die Linse auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 300° C zu erhitzen, jedoch hat die Linse eine geringe Hitzebeständigkeit, so daß sie für ein solches Erhitzen ungeeignet ist. Dies trifft in ähnlicher Weise auch auf einen Fall zu, bei dem das gleiche für das Aufbringen eines nichtreflektierenden überzugsfilms MgF₂ oder dgl. versucht wird, so daß sich der Nachteil ergibt, daß auf diese Weise ein einwandfreies Linsenprodukt erhalten werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Produkt anzugeben, das von diesen Mängeln frei ist. Die Erfindung unterscheidet sich dadurch, daß ein Linsenkörper aus Kunstharz, beispielsweise aus Allylharz oder dgl., an seiner Oberfläche mit einem Glasüberzugsfilm durch eine Hochvakuum-Spannungsfeld-Auf dampf behandlung versehen wird. Das Aufdampfen von Glas geschieht dabei unter einem vergleichsweise hohen Vakuum unter der Einwirkung eines elektrisches Feldes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:

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Figur 1: eine Seitenansicht im Schnitt eines Ausführungsbeispiels einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 2: eine Seitenansicht eines Produkts desselben und

Figur 3: in vergrößertem Maßstab eine Ansicht im Schnitt eines Teils des Produkts.

In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Behandlungskammer in Form einer Glasglocke, deren Inneres durch eine Vakuumpumpe oder dgl. (nicht dargestellt) über eine Austrittsöffnung 2 in ihrer Bodenwand so weit evakuiert worden ist, daß beispielsweise ein Hochvakuum von etwa

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1 χ 10 bis 2 χ 10 Torr besteht, damit beim Betrieb wie nachfolgend beschrieben, keine Glommentladung auftritt. Die Behandlungskammer 1 ist in ihrem unteren Teil mit einer Verdampfungsquelle 6 aus Glas 4 in einem Schmelztiegel 3 und mit einer Elektronenschleuder versehen, durch welche ein Elektronenstrahl zur Bestrahlung des Glases 4 abgegeben wird, und ist ferner oberhalb der Verdampfungsquelle 6 mit einem Substrathalter zur Aufnahme mindestens eines Linssnskörpers 7 aus Allylharz oder dgl. versehen. Zusätzlich sind die Verdampfungsquelle und der Substrathalter 8 an eine Stromquelle 9 außerhalb der Behandlungskammer angeschlossen, so daß in dieser ein Gleichspannungsfeld, ein Wechselfeld oder Hochfrequenz von etwa 50bis 100 Volt/cm erzeugt werden kann, so daß einige der Glasdampfteilchen, die von der Verdampfungsquelle erzeugt werden, ionisiert und in ihrer Geschwindigkeit innerhalb des elektrischen Feldes beschleunigt werden können und sich zum

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Linsenkörper 7 zusammen mit neutralen Glasdampfteilchen bewegen, so daß sie auf diesem haften bleiben. Die Dampfteilchen des Glases 4 werden daher als Überzugsfilm auf den Linsenkörper 7 haftend durch eine Hochvakuum-Spannungsfeld-Aufdampfbehandlung aufgebracht. Die Aufdampfgeschwindigkeit derselben beträgt beispielsweise bevorzugt etwa 0,3 Mikron/min bis 0,5 Mikron/min und die Dicke des Glasüberzugsfilms 10 auf der Oberfläche des Linsenkörpers 7 beträgt beispielsweise 4 Mikron und vorzugsweise etwa 1-10 Mikron.

Mit 13 ist eine Quelle für ein inertes Gas, wie Argon oder dgl. bezeichnet, welche mit der Behandlungskammer über ein Ventil 14 verbunden ist, so daß das Innere . der Kammer 1 eine Inertgasatmosphäre von einem solchen Hochvakuum, wie angegeben, sein kann. Im Falle eines Wechselfilters oder von Hochfrequenz kann der Frequenzbereich desselben von 50 Hz bis mehreren 10 kHz betragen .

Während dieses Betriebs wird der Linsenkörper 7 mit der Oberseite nach unten gewendet und nahezu in der gleichen Weise wie im herkömmlichen Fall behandelt, so daß ein Glasüberzugsfilm 10 an der Vorderseite und an der Rückseite erhalten wird, wie in Figur 3 dargestellt.

Hierauf wird das in der beschriebenen Weise erhaltene Produkt, ohne daß es der Außenluft ausgesetzt wird, einer ähnlichen Hochvakuum-Spannungsfeld-Aufdampfbehandlung innerhalber der Kammer 1 unterzogen, nachdem die Verdampfungsquelle 6 mit dem Glas 4 durch MgF „ ersetzt worden ist, wodurch ein nichtreflektxerender Überzugsfilm 11 aus MgF- auf dem Glasüberzugsfilm 10

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erhalten werden kann, der beispielsweise eine Dicke von etwa 1500 Angström hat.

In der Zeichnung ist mit 12 ein Niederschlagsdicke-Monitor bezeichnet.

Während der vorangehend beschriebenen Arbeitsvorgänge wird das Innere der Behandlungskammer 1 unter einem vergleichsweise hohen Vakuum, wie vor, gehalten, so daß eine Glimmentladung auftritt, wodurch verhindert werden kann, daß durch die Glimmentladung der Linsenkörper 7 eine allmählich höher werdende Temperatur durch das Ionenbombardement annimmt und eine Wärmeverformung, Wärmeschäden oder dgl. erfährt.

Dem hierdurch erhaltenen Produkt fehlt es etwas an Wasserfestigkeit, so daß eine Wasserabstoßbehandlung durch die Verwendung von Siliconöl oder dgl. wünschenswert ist, das vor der Bildung des Glasüberzugsfilms und nach der Bildung des MgF₂ Überzugsfilms 11 aufgebracht wird.

Das Produkt hat sich nach einem Test mit steigender und fallender Temperatur zwischen einer normalen Temperatur, 8 Stunden und 80° C, 16 Stunden und einem Temperaturwechseltest zwischen einer normalen Temperatur, eine Stunden und -30° C, 7 Stunden, als in gutem Zustand befindlich erwiesen, ebenso bei einem Hitzebeständigkeitstest, bei dem die Temperatur auf 100° C erhöht wurde. Ferner war der Zustand des Produkts einwandfrei nach einem Haftfestigkeitstest unter Verwendung

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eines Klebstreifens, und ferner wurde guter Zustand nach einem Wasserfestigkeitstest festgestellt, bei dem das Produkt in warmes Wasser von 50° C während 30 Minuten oder in Wasser von 20° C während 6 Stunden getaucht wurde.

Erfindungsgemäß wurde die Bildung des Glasüberzugsfilms oder zusätzlich diejenige des nichtreflektierenden Überzugsfilms durch die Hochvakuum-Spannungsfeld-Aufdampf behandlung durchgeführt, die nicht von einer Glimmentladung begleitet ist, so daß die Glasdampfteilchen in den Linsenkörper durch die Wirkung des elektrischen Feldes getrieben wird und ein Film von hoher Haftfestigkeit auf dessen Oberfläche erhalten werden und ferner verhindert wird, daß sich der Überzugsfilm während des Gebrauchs abschält. Außerdem tritt eine Temperaturerhöhung durch Ionenbombardement oder dgl. auf den Linsenkörperflachen ein, so daß der Linsenkörper wirksam gegen den nachteiligen Einfluß von Wärme geschützt werden kann und keine Nachteile, wie Wärmeverformung oder dgl. auftreten.

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Claims

- 7 Ansprüche

1J Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Kunststoff linsen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche eines Linsenkörpers, der aus Kunstharz, wie Allylharz oder dgl. hergestellt ist, ein überzugsfilm aus Glas durch eine Hochvakuum-Spannungsfeld-Aufdampfbehandlung aufgebracht wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Behandlungskammer, die den Kunstharzlinsenkörper und eine Verdampfungsquelle aus Glas enthält, evakuiert wird und unter einem vergleichsweise hohem Vakuum von etwa

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1x10 bis 2 χ 10 Torr gehalten wird und zwischen dem Linsenkörper und der Verdampfungsquelle ein Gleichspannungsfeld, ein Wechselfeld oder Hochfrequenz von etwa 50 - 100 Volt/cm erzeugt wird.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungsquelle durch einen Glas enthaltenden Schmelztiegel und eine Elektronenschleuder für deren Bestrahlung gebildet wird.

Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Kunstharzlinse, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Produkt, das nach dem in den Ansprüchen 1-3 gekennzeichneten Verfahren erhalten wurde, dann ein nichtreflektierender Überzugsfilm aus MgF „ oder dgl. durch eine Hochvakuum-Spannungsfeld-Auf dampf behandlung aufgebracht wird.

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5. Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Kunstharzlinse, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein durch das Verfahren nach Anspruch 4 erhaltenes Produkt eine wasserabstoßende Behandlung durch die Verwendung von Siliconöl oder dgl. vor der Bildung des Glasüberzugsfilms und nach der Bildung des nichtreflektierenden Überzugsfilms ausgeübt wird.

6. Produkt, gekennzeichnet durch seine Herstellung nach einem in den vorangehenden Ansprüchen gekennzeichneten Verfahren.

7. Produkt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasüberzug eine Dicke von 1-10 Mikron hat.

8. Produkt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtreflektierende Überzugsfilm eine Dicke von 1500 Angström hat.

Der Patentanwalt

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