Устройство для нанесения многослойного покрытия на оптическую подложку способом центрифугирования
Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытия способом центрифугирования и может быть использовано для нанесения нескольких составов покрытия на оптическую подложку. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования содержит бак устройства для нанесения покрытия, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он собирал избыток материала покрытия, сбрасываемого с оптической подложки, на которую он наносится. Устройство также содержит вращающийся держатель, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он принимал и поворачивал оптическую подложку, находящуюся в баке устройства для нанесения покрытия. Кроме того, устройство содержит несколько резервуаров для покрытия, каждый из которых содержит состав покрытия (материала) для выборочного покрытия оптической подложки. Также устройство содержит индексируемую платформу с резервуарами для покрытия, содержащую несколько резервуаров и перемещающую этапами выбранный резервуар для покрытия в положение выдачи над баком устройства для нанесения покрытия. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования может содержать бак, выполненный с возможностью сбора избытка материала покрытия, сброшенного с покрываемой оптической подложки. Каждый резервуар для покрытия содержит материал покрытия для выборочного нанесения покрытия на оптическую подложку. Каждый резервуар для покрытия содержит продолговатую бочку и подвижный поршень для выпуска материала покрытия из резервуара для покрытия и каждый резервуар с составом покрытия выпускает материал покрытия через бесклапанное выпускное отверстие, расположенное на наружном конце бочки. Индексируемая платформа, на которой размещены резервуары для покрытия, выполнены с возможностью перемещения выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи, которое расположено над баком устройства для нанесения покрытия. Платформа с резервуарами для покрытия дополнительно содержит раздаточное устройство, которое расположено в положении для выдачи. Распыляющее устройство выполнено с возможностью зацепления в положении для выдачи с подвижным поршнем выбранного резервуара для покрытия, чтобы выпустить заданное количество материала покрытия из выбранного резервуара для покрытия. Кроме того, устройство может содержать по меньшей мере один блок отверждения. Каждый блок отверждения независимо выполнен с возможностью выборочного по меньшей мере частичного отверждения по меньшей мере одного материала покрытия, нанесенного на оптическую подложку. Каждый блок отверждения независимо содержит по меньшей мере один из следующего: блока термического отверждения; блока УФ-отверждения; блока ИК-отверждения и комбинации по меньшей мере двух из блоков. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности использования множества различных составов покрытия. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 6 ил.
ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США, номер 61/890,045, поданной 11 октября 2013 года, предварительной заявки на патент США, номер 61/890,055, поданной 11 октября 2013 года, предварительной заявки на патент США, номер 61/890,059, поданной 11 октября 2013, описание каждой из которых включено во всей их полноте в настоящий документ посредством ссылки в каждом конкретном случае.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к устройствам для нанесения покрытия способом центрифугирования, таким как устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, имеющее, по меньшей мере, один встроенный блок или линию для нанесения многослойного покрытия на оптическую подложку в последовательности, которая выбирается из множества возможных последовательностей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Процессы нанесения покрытия способом центрифугирования и связанные с ними установки для нанесения покрытия способом центрифугирования, обычно называемые устройствами для нанесения покрытия способом центрифугирования, как правило, используются для нанесения однородного покрытия на подложку. Процессы нанесения покрытия способом центрифугирования были использованы для получения покрытых подложек, таких как линзы, включая оптические линзы.
[0004] Существующие устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования обычно используются на производственной линии для нанесения одного типа или класса покрывающего материала и нередко предшествуют на производственной линии блоку предварительного отверждения, такому как печь термического отверждения или блок отверждения УФ излучением, или блок отверждения ИК излучением. Тип и параметры, связанные с блоком отверждения, зависят от типа материала покрытия, который применяется в блоке для нанесения покрытия способом центрифугирования. Это приводит к сложности в отношении быстрого переключения производственной линии для нанесения различных материалов покрытия, например для различных подложек и (или) различных конечных продуктов, поскольку обычно резервуар с материалом покрытия и узел с распыляющей форсункой должны быть продуты и очищены, чтобы приспособиться к изменению материала покрытия. Дополнительная сложность связана с блоком отверждения, который может быть непригодным для отверждения других покрывающих составов.
[0005] Было бы желательно разработать новые узлы устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования, которые могут использовать различные покрывающие составы. Кроме того, было бы желательным, чтобы такие вновь разработанные узлы устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования смогли бы использовать множество различных составов покрытия.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В соответствии с настоящим изобретением имеется устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, которое содержит: (а) бак устройства для нанесения покрытия, выполненный таким образом, чтобы он собирал избыток материала покрытия, сбрасываемого с оптической подложки, на которую он наносится; (b) вращающийся держатель, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он принимал оптическую подложку, находящуюся в баке устройства для нанесения покрытия, и вращал оптическую подложку во время нанесения покрытия; (c) несколько резервуаров для покрытия, каждый из которых содержит состав покрытия (материала) для выборочного покрытия оптической подложки; d) индексируемую платформу с резервуарами для покрытия, которая содержит несколько резервуаров для покрытия и перемещает этапами выбранный резервуар для покрытия в положение для выдачи, расположенное над баком устройства для нанесения покрытия. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования может в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения использоваться для оптических подложек.
[0007] В соответствии с настоящим изобретением имеется также устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, которое содержит: (а) бак устройства для нанесения покрытия, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он собирал избыток материала покрытия, выбрасываемого с оптической подложки, на которую он наносится; (b) вращающийся держатель, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он принимал оптическую подложку, находящуюся в баке устройства для нанесения покрытия, и вращал оптическую подложку во время нанесения покрытия; (c) по меньшей мере один резервуар для покрытия, каждый из которых содержит состав покрытия (материала) для выборочного покрытия оптической подложки; d) каждый резервуар для покрытия содержит продолговатую бочку с подвижным поршнем для выпускания состава покрытия из резервуара для покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения каждый резервуар для нанесения покрытия выпускает состав через бесклапанное выпускное отверстие, расположенное на наружном конце бочки.
[0008] В соответствии с настоящим изобретением дополнительно имеется устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, которое содержит: (а) бак устройства для нанесения покрытия, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он собирал избыток материала покрытия, выбрасываемого с оптической подложки, на которую он наносится; (b) вращающийся держатель, конструкция которого выполнена таким образом, чтобы он принимал оптическую подложку, находящуюся в баке устройства для нанесения покрытия, и вращал оптическую подложку во время нанесения покрытия; (c) несколько резервуаров для покрытия, каждый из которых содержит состав покрытия (материала) для выборочного покрытия оптической подложки; (d) по меньшей мере один отдельный блок для нанесения покрытия, каждый из которых имеет особую конфигурацию, обеспечивающую выборочное и, по меньшей мере частичное, отверждение по меньшей мере одного состава покрытия, нанесенного на оптическую подложку. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения каждый отдельный блок отверждения независимо содержит, по меньшей мере, один из блоков: (I) блок термического отверждения; (II) блок УФ-отверждения; (III) блок ИК-отверждения и (I) комбинации по меньшей мере двух из блоков (I)-(IV).
[0009] Отличительные признаки, характеризующие настоящее изобретение, детально указаны в формуле изобретения, которая прилагается к настоящему документу и являются его неотъемлемой частью. Эти и другие особенности изобретения, его эксплуатационные преимущества и конкретные объекты, получаемые в результате его использования, будут более полно понятны из последующего подробного описания, в котором проиллюстрированы и описаны варианты воплощения изобретения, не имеющие ограничительного характера.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
[0010] На ФИГ. 1 представлен вид в перспективе устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования, соответствующий некоторым воплощениям настоящего изобретения.
[0011] На ФИГ. 2 представлен схематичный вид сверху модифицированного варианта воплощения устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленного на ФИГ. 1.
[0012] На ФИГ. 3 представлен вид в разрезе блока мытья/очистки в устройстве для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленном на ФИГ. 1.
[0013] На ФИГ. 4 представлен вид в разрезе индексируемой платформы с резервуарами для покрытия, содержащей несколько резервуаров для покрытия и раздаточное устройства в устройстве для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленном на ФИГ. 1.
[0014] На ФИГ. 5 представлен вид в разрезе резервуара для покрытия в устройстве для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленном на ФИГ. 1.
[0015] На ФИГ. 6 представлен вид в разрезе блока для нанесения покрытия в устройстве для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленном на ФИГ. 1.
[0016] На фиг. 1-6, если не оговорено иное, одинаковые символы относятся к одинаковым компонентам и элементам, в соответствии с конкретным случаем.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0017] Термины "оптический", "оптически прозрачный" и аналогичные термины в настоящем документе означают, что указанный материал (например, подложки, пленки, покрытия и др.) имеет величину светопропускания (пропускания падающего света) не менее 4 процентов, а величину дымчатости - менее 1% (например, величину дымчатости менее 0,5 процентов) при измерении на длине волны 550 нм, например при помощи прибора Haze Gard Plus Instrument.
[0018] В контексте настоящего документа термин "офтальмологический" означает "имеющий отношение к глазу и зрению или связанный с ними". В контексте настоящего документа термин "офтальмологическая подложка" означает подложку, такую как линзу, которая является офтальмологической. В контексте настоящего документа термины "линза" и "линзы" означают и охватывают, по меньшей мере, отдельные линзы, парные линзы, частично сформированные линзы (или их полуфабрикаты), полностью сформированные (или законченные) линзы и заготовки офтальмологических линз. Примеры офтальмологических подложек, изделий или элементов включают в себя (но не ограничиваются этим списком) корректирующие и некорректирующие линзы, в том числе однофокальные или многофокальные линзы, которые могут быть сегментированными или несегментированными многофокальными линзами (такими как, но не ограничиваясь этим списком, бифокальные линзы, трифокальные линзы и прогрессивные линзы), а также другие элементы, используемые для коррекции, защиты или улучшения (косметического или иного) зрения, включая, не ограничиваясь этим списком, контактные линзы, интраокулярные линзы, увеличивающие линзы, защитные линзы, защитные козырьки и защитные щитки.
[0019] В контексте настоящего документа термин "прозрачный", который используется относительно подложки, пленки, материала и (или) покрытия, означает, что данная подложка (такая как покрытие, пленка и (или) материал) обладает способностью пропускать свет без существенного рассеяния, благодаря чему предметы, лежащие позади можно наблюдать визуально.
[0020] В контексте настоящего документа термин "покрытие" означает поддерживаемую пленку, полученную из текучего покрывающего состава, которая может в некоторых случаях иметь одинаковую толщину, и при этом не содержит полимерные листы. Напротив, термин "лист" в контексте настоящего документа означает заранее сформованную пленку, которая имеет обычно одинаковую толщину и может являться самонесущей. Лист имеет две противоположных поверхности, по меньшей мере одна из которых может иметь один слой или более (включая слои покрытия). В контексте настоящего документа каждый из терминов "слой" и "пленка" охватывает как покрытия (такие как слой покрытия или покрывающая пленка), так и листы, а слой может включать в себя комбинацию отдельных слоев, включая нижние и (или) верхние слои. В соответствии с некоторыми вариантами воплощения настоящего изобретения и в контексте настоящего документа термин "покрытие" в рамках соответствующего контекста, означает процесс нанесения состава (или материала) покрытия на подложку для образования покрытия (или покрывающего слоя).
[0021] В контексте настоящего документа термины "отверждать", "отвержденный" и родственные термины, означают, что по меньшей мере часть полимеризуемых и (или) сшиваемых компонентов, которые образуют отверждаемый состав, являются, по меньшей мере, частично полимеризуемыми и (или) сшиваемыми. В соответствии с некоторыми вариантами воплощения настоящего изобретения степень сшивания может варьироваться от 5 до 100% полного сшивания. В соответствии с некоторыми другими вариантами воплощения настоящего изобретения степень сшивания может варьироваться от 30 до 95%, например от 35 до 95% или от 50 до 95%, или от 50 до 85% полного сшивания. Степень сшивания может варьироваться в пределах любой комбинации этих указанных нижних и верхних значений, включая перечисленные.
[0022] В контексте настоящего документа артикли "a", "an" и "the" относятся к множественным объектам, если только они явным и недвусмысленным образом не ограничены одним объектом.
[0023] Если не указано иное, все диапазоны или соотношения, указанные в настоящем документе, должны пониматься как охватывающие все без исключения поддиапазоны или суб-соотношения, включенные в них. Например, должно считаться, что заявленный диапазон или соотношение "1 к 10" включают все без исключения поддиапазоны в интервале от минимального значения 1 до максимального значения 10 (включая эти значения), то есть все поддиапазоны или суб-соотношения, начиная с минимального значения 1 или более и кончая максимальным значением 10 или менее, такие как (но не ограничиваясь этим списком): от 1 до 6,1, от 3,5 до 7,8 и от 5,5 до 10.
[0024] Если не указано иное, все числа, выражающие размеры, физические свойства и так далее, использованные в технических условиях и пунктах формулы изобретения, должны быть истолкованы как содержащие во всех случаях термин "около".
[0025] В контексте настоящего документа термин "бесклапанные" означает "не имеющие клапана" (не включающие в себя клапан).
[0026] В контексте настоящего документа устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленное в настоящем изобретении, также называется гибким устройством для нанесения покрытия, включая эти цели, но не ограничиваясь ими. Это указывает на гибкость, которую может обеспечить устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленное в настоящем изобретении, в отношении нанесения нескольких покрывающих составов в последовательности, которую можно выбирать из нескольких последовательностей нанесения покрытия.
[0027] В контексте настоящего документа термин "ИК" означает инфракрасный, например инфракрасное излучение.
[0028] В контексте настоящего документа термин "УФ" означает ультрафиолетовый, например ультрафиолетовое излучение.
[0029] Различные варианты воплощения и примеры настоящего изобретения, приведенные в настоящем документе, следует понимать только как иллюстрации настоящего изобретения, не ограничивающие его и не имеющие ограничительного характера в отношении объема настоящего изобретения.
[0030] На ФИГ. 1, не имеющей ограничительного характера в отношении чертежей, 1 представлен вид в перспективе гибкого устройства 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования, которое содержит встроенные блоки отверждения или связано с ними и предназначено для выборочного нанесения нескольких покрытий на оптическую подложку в соответствии с некоторыми воплощениями настоящего изобретения. На ФИГ. 2 представлен схематичный вид сверху модифицированного варианта воплощения устройства 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленного на ФИГ. 1.
[0031] Как описано в настоящем документе и в соответствии с некоторыми воплощениями настоящего изобретения, устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования является недорогим быстродействующим (например, изготавливает в час до 100 оптических подложек с покрытием) устройством для нанесения покрытия способом центрифугирования на верхнюю поверхность, которое содержит блок предварительной обработки поверхности (например, в числе прочего, блок предварительной обработки плазмой), который очищает изделие, покрывает его (используя одно или несколько покрытий или их комбинации) и применяет один или несколько различных способов отверждения (например, используя устройства УФ, ИК и (или) термического отверждения) или их комбинации. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования может обеспечивать минимальное количество потерь и (или) отходов.
[0032] Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленное в настоящем изобретении, может иметь любые подходящие размеры, которые при некоторых реализациях соответствуют размерам окружающего пространства, например комнаты, в которую помещают для эксплуатации устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, содержащее кожух, панель управления и фильтр (например, высокоэффективный воздушный фильтр или фильтр тонкой очистки воздуха) имеет ширину от 0,76 метров (м) до 1,52 м (от 2,5 до 5 футов) или от 0,91 до 1,37 м (от 3 до 4,5 футов), длину от 0,91 до 3,66 м (от 3 до 12 футов) или от 0,91 до 3,05 м (от 3 до 10 футов), или от 1,22 до 2,13 м (от 4 до 7 футов) и высоту от 1,83 до 3,05 м (от 6 до 10 футов) или от 2,13 до 2,74 м (от 7 до 9 футов).
[0033] В некоторых вариантах исполнения гибкое устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования будет использоваться для нанесения покрытия на различные подложки, например, в числе прочего, на оптические подложки. Примеры оптических подложек, на которые могут быть нанесены покрытия с использованием устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленного в настоящем изобретении, включают в себя (но не ограничиваются ими) плоские линзы, линзы очков, отпускаемые по рецепту, которые в каждом случае могут являться шлифованными линзами, нешлифованными линзами или заготовками линз, но не ограничиваются этим списком. В соответствии с некоторыми другими вариантами воплощения настоящего изобретения линзы, покрытые с использованием устройства для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленного в настоящем изобретении, имеют диаметр 50-85 мм с различной кривизной задней поверхности (например, с базой от 1/2 до 10). Для сведения, шлифованная линза - это линза, у которой передняя и задняя поверхности обработаны (обычно путем шлифовки и полировки) для придания необходимой формы, в то время как полушлифованная линза имеет только одну (например, верхнюю) отшлифованную поверхность. Как шлифованная, так и нешлифованная линза нередко подвергаются дальнейшей обработке, такой как нанесение покрытия из фотохромного материала, твердого покрытия, тонирующих слоев, выравнивающих слоев (в целом называющихся покрывающими слоями для обеспечения оптических, эстетических или защитных свойств), а также окантовка для придания требуемой формы, или иной обработке для соответствия рамке или опорной конструкции.
[0034] Оптическая подложка, на которую наносится покрытие, используя способ, представленный в настоящем изобретении, может быть создана из органических материалов, неорганических материалов или их комбинации (например, композиционных материалов) и, соответственно, содержать их.
[0035] Примеры органических материалов, которые могут использоваться в качестве оптических подложек, в соответствии с различными вариантами воплощения настоящего изобретения, включают в себя полимерные материалы, такие как гомополимерные и сополимерные материалы, полученные из мономеров и смесей мономеров, указанные в патенте США 5,962,617 и патенте США 5 658 501 от столбца 15 строки 28 до столбца 16 строки 17. Например, такие полимерные материалы могут быть термопластичными или термореактивными полимерными материалами, светопропускающими или оптически прозрачными и иметь любой требуемый показатель преломления. Примеры таких мономеров и полимеров включают в себя: мономеры полиол(аллил карбоната), например, аллил дигликоль карбонаты, такие как диэтиленгликоль бис(аллил карбонат), мономеры которого продаются под торговой маркой CR-39 компанией PPG Industries, Inc.; полимеры из полиуреа-полиуретана (полиуреа-мочевины), которые получены, например, реакцией форполимера полиуретана и отверждающего диамин реагента, состав для одного такого полимера, продается под торговой маркой TRIVEX компанией PPG Industries, Inc.; завершенный мономер кабоната полиол(мет)акрилоил, мономеры диэтиленгликоля диметакрилата, мономеры этоксилированного фенолметакрилата, мономеры диизопропенил бензола, мономеры этоксилированного триакрилата триметилол пропана, мономеры бисметакрилата этиленгликоля, мономеры поли(этиленгликоль) бисметакрилата, мономеры уретан акрилата, поли(этоксилированного бисфенол A диметакрилата), поли(винил ацетата), поли(виниловый спирт), поли(винилхлорид), поли(винилиден хлорид), полиэтилен, полипропилен, полиуретаны, политиоуретаны, термопластичные поликарбонаты, такие как карбонат-связанные смолы, полученные из бисфенола А и фосгена, причем один такой материал продается под торговой маркой LEXAN; полиэфиры, такие как материал, продающийся под торговой маркой MYLAR, поли(этилен терефталат), поливинил бутираль, поли(метилметакрилат), такой как продаваемый под торговой маркой PLEXIGLAS, и полимеры, полученные путем взаимодействия полифункциональных изоцианатов с мономерами политиолов или полиэписульфидов, либо гомополимеризированными или со- и (или) полимеризированными с политиолами полиизоцианатами, полиизотиоцианатами и, в некоторых случаях, с этиленненасыщенными мономерами или галогенизированными виниловыми мономерами, содержащими ароматическую группу. Также предусматриваются сополимеры таких мономеров и смеси описанных полимеров и сополимеров с другими полимерами, например, в форме блок-сополимеров, взаимопроникающих или сетевых продуктов полимеризации.
[0036] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения оптическая подложка может являться офтальмологической подложкой. Примеры органических материалов, пригодных для образования офтальмологических подложек, включают в себя признанные в данной области техники полимеры, которые являются полезными в качестве офтальмологических подложек, такие как органические оптические смолы, используемые для приготовления оптически прозрачных отливок для оптических применений, таких как офтальмологические линзы.
[0037] Примеры неорганических материалов, которые могут применяться в качестве оптических подложек для некоторых вариантов воплощения настоящего изобретения, включают в себя стекло, минералы, керамики и металлы. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения оптическая подложка может содержать стекло. В других вариантах воплощения настоящего изобретения оптическая подложка, например полированная керамическая подложка, металлическая подложка или минеральная подложка, может иметь отражающую поверхность. В других вариантах воплощения настоящего изобретения отражающее покрытие или слой (например, металлический слой, такой как слой серебра) могут быть осаждены или нанесены на поверхность неорганической или органической подложки, чтобы сделать ее отражающей или улучшить ее отражающую способность.
[0038] Оптические подложки, которые могут использоваться в данном способе в соответствии с некоторыми вариантами воплощения настоящего изобретения, могут также включать в себя нетонированные, тонированные, поляризационные с линейной, круговой и эллиптической поляризацией, фотохромные или тонированные фотохромные подложки. В контексте настоящего документа, что касается оптических подложек, термин "нетонированный" означает такие оптические подложки, которые практически свободны от примесей окрашивающих агентов (таких как традиционные красители) и имеют спектр поглощения видимого света, который не изменяется существенно под воздействием актинического излучения. В дальнейшем, что касается оптических подложек, термин "тонированный" означает подложки, которые имеют примесь окрашивающего реагента, (такую как традиционные красители) и спектр поглощения видимого света, который не изменяется существенно под воздействием актинического излучения.
[0039] В контексте настоящего документа, что касается оптических подложек, термин "поляризационный с круговой поляризацией" относится к оптическим подложкам, которые способны осуществлять круговую поляризацию электромагнитного излучения. В контексте настоящего документа, что касается оптических подложек, термин "поляризационный с эллиптической поляризацией" относится к оптическим подложкам, которые способны осуществлять эллиптическую поляризацию электромагнитного излучения. В дальнейшем, в контексте настоящего документа, что касается оптических подложек, термин "тонированный фотохромный" означает оптические подложки, содержащие примесь окрашивающего реагента, а также фотохромный материал, и имеющие спектр поглощения видимого света, который варьируется при воздействии, по меньшей мере, актинического излучения. Таким образом, например, тонированная фотохромная подложка может иметь при воздействии актинического излучения первую цветовую характеристику окрашивающего реагента и вторую цветовую характеристику комбинации окрашивающего реагента и фотохромного материала.
[0040] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения, первый этап использования гибкого устройства 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленного в настоящем изобретении, включает в себя загрузку (см. ссылку или этап 12 на ФИГ. 2) оптических подложек в камеру обработки поверхности, такую как плазменная камера 14. Вид плазменной обработки поверхности, выполняемой в камере 14, может выбираться из одного или нескольких способов плазменной обработки поверхности, признанных в данной области техники, включая обработку коронным разрядом, атмосферную плазменную обработку, обработку атмосферным давлением, обработку плазмой пламени и (или) химическую плазменную обработку, но не ограничиваясь этим списком. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения обработка поверхности, выполняемая в камере 14, является кислородной плазменной обработкой. На этапе 12 загрузки оператор имеет возможность визуально контролировать оптические подложки (или линзы) перед началом процесса, чтобы обнаружить дефекты или повреждения. При обнаружении видимого загрязнения оператор может очистить линзы вручную, прежде чем поместить их в плазменную камеру 14, в которой они пройдут плазменную обработку. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения ручная очистка может выполняться деионизированным воздухом. В некоторых других вариантах воплощения настоящего изобретения оператор может вытирать линзы, нужным образом, используя одно из нескольких чистящих средств, таких как спирт (например, изопропанол) или водный изопропанол, или водное чистящее средство.
[0041] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения процесс поверхностной обработки включает обработку поверхности оптической подложки для увеличения влажности и повышения адгезионных свойств покрытия, которое впоследствии наносится и затем формируется. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения исполнения камера 14 содержит ряд боковых держателей оптических подложек, что позволяет обеспечить максимальную обработку поверхности оптических подложек в камере 14. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения исполнения камера 14 работает в условиях разреженной атмосферы, и, соответственно, обработка поверхности проводится как групповой процесс в камере 14.
[0042] Плазменные обработки, в том числе обработка коронным разрядом, обеспечивают чистый и эффективный способ изменения свойств поверхности оптической подложки, такой как придание шероховатости и (или) химическое изменение одной или нескольких ее поверхностей без изменения объемных свойств оптической подложки. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения один или несколько инертных газов (таких как, но не ограничиваясь ими, аргон и (или) азот) и (или) один или несколько химически активных газов (таких как, но не ограничиваясь ими, кислород, CO и (или) CO2) могут использоваться в камере 14 в качестве газа, из которого формируется плазма. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения инертные газы делают поверхность оптических подложек шероховатой. Химически активные газы, такие как кислород, в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения могут как придавать шероховатость поверхности, так и химически изменять поверхность, подверженную воздействию плазмы, например, образуя гидроксильные и (или) карбоксильные группы на обработанной поверхности.
[0043] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения использование кислорода в процессе плазменной обработки поверхностной может обеспечить эффективную степень физического придания шероховатости и химической модификации поверхности оптической подложки, что может улучшить адгезию без отрицательного воздействия на другие свойства, такие как оптические свойства оптической подложки. Атмосферный воздух также может быть использован в виде плазмообразующего газа, и в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения является химически активным газом. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения степень шероховатости поверхности и (или) химической модификации зависят от плазмообразующего газа и рабочих условий в камере 14, в том числе от продолжительности времени обработки поверхности. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения оптические подложки подвергаются поверхностной плазменной обработке в течение 1-5 минут, например в камере 14, что приводит к образованию обработанной поверхности оптических подложек, которые в дальнейшем обрабатываются в устройстве 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования. Обработка поверхности оптических подложек в камере 14 может также удалять посторонние загрязнения, присутствующие на ее поверхности. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения наличие некоторых поверхностных загрязнений может привести к нежелательному снижению поверхностной энергии оптической подложки. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения высокая поверхностная энергия, которая может возникнуть после удаления поверхностных загрязнений, способствует смачиванию покрытия.
[0044] По окончании плазменной обработки поверхности в камере 14 оптические подложки с обработанной поверхностью вынимаются на этапе 16 и могут быть подвергнуты необязательной визуальной и (или) автоматизированной инспекции, прежде чем они будут помещены в загрузочный блок 20 устройства 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования. В загрузочном блоке 20 оптические подложки переносятся по тракту 22 перемещения, которым может являться конвейер, например конвейерная лента. Оптические подложки перемещаются по тракту 22 перемещения до тех пор, пока они не попадут в позиционирующий карман 24. При последовательной подаче каждой отдельной оптической подложки и ее помещении в позиционирующий карман 24 загрузочный блок 20 упорядочивает оптические подложки и предотвращает их взаимное повреждение (например, в результате взаимного зацепления, трения или соударения). Края позиционирующего кармана 24 имеют соответствующую конфигурацию, например, скошены, чтобы установить каждую отдельную оптическую подложку в заранее выбранное положение (например, в центре или центральное положение) относительно ширины позиционирующего кармана. В некоторых вариантах исполнения позиционирующий карман 24 имеет также по меньшей мере один (например, по меньшей мере два) датчик обнаружения близости предмета (например, датчики 26 прерывания луча), который обнаруживает передний и (или) задний край каждой отдельной оптической подложки и останавливает конвейер при обнаружении оптической подложки и подтверждении правильности ее расположения (например, в центре) в позиционирующем кармане 24.
[0045] Позиционирующий карман 24 дает возможность автоматизировать устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования путем использования робототехнического манипулятора 18 для захвата и размещения (показан только на ФИГ. 1). В ходе выполнения этапов процесса в устройстве 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования робототехнический манипулятор 18 захватывает оптическую подложку, например около 2 мм, таким образом, чтобы удерживать ее в заданном центральном положении. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения, благодаря сочетанию точности робототехнического манипулятора 18 и надлежащего начального позиционирования оптической подложки манипулятором, в позиционирующем кармане 24 может поддерживаться заданное центральное положение оптической подложки. Использование робототехнического манипулятора 18 дает возможность полностью автоматизировать устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования в кармане робототехнического манипулятора 18 и минимизирует повреждения, например отметки, поверхностей оптической подложки, по сравнению с ручным, например, полностью ручным, процессом.
[0046] Оптическая подложка, захватываемая робототехническим манипулятором 18, может мокрой или сухой. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения мокрая оптическая подложка имеет сверху один или несколько мокрых покрывающих слоев, которые не являются твердыми, например являются липкими и (или) необработанными. В некоторых других вариантах воплощения настоящего изобретения сухая оптическая подложка не имеет покрывающих слоев или имеет один или несколько покрывающих слоев, которые являются жесткими (и нелипкими), например обработанными. В соответствии с некоторыми воплощениями настоящего изобретения нижняя часть захватывающих элементов робототехнического манипулятора 18 захватывает и закрепляет оптическую подложку при ее захвате в мокром состоянии (когда оптическая подложка является мокрой). В некоторых других вариантах воплощения настоящего изобретения верхние части захватывающих элементов робототехнического манипулятора 18 захватывают и закрепляют линзу при ее захвате в сухом состоянии (когда оптическая подложка является сухой).
[0047] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения как помещение в камеру 14 на этапе 12, так и удаление из камеры 14 на этапе 16 можно автоматизировать, используя робототехнический манипулятор для захвата и размещения, который перемещает позиционирующий карман 24 (или иной позиционирующий механизм) в начало камеры 14. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения наличие оператора у камеры 14 дает возможность проводить визуальную инспекцию оптических подложек как до их помещения в камеру 14, так и после их удаления из нее, а также позволяет осуществлять человеческий надзор и контроль устройства 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования во время его эксплуатации. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения могут использоваться признанные в данной области техники автоматизированные процедуры и оборудование для инспекции оптических подложек как до, так и (или) после их обработки в камере 14 в сочетании с их инспекцией вручную или вместо нее.
[0048] На этапе 28 робототехнический манипулятор 18 перемещает оптическую подложку в необязательный блок 30 мытья и сушки, показанный на ФИГ. 3. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения, робототехническоий манипулятор 18 помещает оптическую подложку на вращающийся держатель 40’ в блоке 30 мытья и сушки, который в некоторых вариантах исполнения может являться вращающимся вакуумным держателем 40’. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения вращающийся держатель 40’ является программируемым и может вращаться с высокой скоростью, например до 4 000 об/мин. После закрепления оптической подложки на вращающемся держателе 40’ верхняя часть 32 сдвигается в закрытое положение, выравнивая разбрызгиватели 34 высоконапорной воды с оптической подложкой, удерживаемой на вращающемся держателе 40’. В некоторых вариантах исполнения разбрызгиватели 34 для очистки высоконапорной водой расположены под углом к поверхности, включая ребро, оптической подложки, удерживаемой на вращающемся вакуумном держателе 40'. Таким образом можно очистить всю верхнюю поверхность и ребро оптической подложки, обработанной плазмой, например деионизированной водой при повышенном давлении, например примерно равным в некоторых вариантах исполнения 1 000 фунтов на квадратный дюйм (примерно 7 МПа). Вращающийся вакуумный держатель 40’ может вращаться во время разбрызгивания, чтобы обеспечить равномерную очистку поверхности оптической подложки. Параметры мытья, например давление жидкости, время мытья и скорость вращения, можно программировать и менять в зависимости от параметра, такого как тип и (или) размер оптической подложки, плазменной обработки и (или) последующего процесса покрытия.
[0049] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения вымытую оптическую подложку можно высушить в блоке 30, используя один или несколько способов сушки включая, в числе прочего, быстрое вращение вращающегося держателя 40’ и (или) высокоскоростного воздушного сопла (сопел) 36, которое может осуществлять фильтрацию воздуха. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения параметры могут программироваться таким же образом, который применяется для параметров мытья.
[0050] После мытья и сушки в блоке 30 верхняя часть 32 сдвигается в открытое положение, робототехнический манипулятор 18 снова захватывает оптическую подложку на вращающемся держателе 40’ и перемещает ее на этапе 48 к вращающемуся держателю 40 в баке 50 устройства для нанесения покрытия, которым в некоторых вариантах исполнения может являться вращающийся вакуумный держатель 40. Конструкция вращающегося держателя 40 выполнена таким образом, чтобы он принимал оптическую подложку, находящуюся в баке 50 устройства для нанесения покрытия, и вращал оптическую подложку во время нанесения покрытия. Скорость и время вращения могут изменяться в зависимости от параметров, в том числе от покрытия и оптической подложки.
[0051] Конструкция бака 50 устройства для нанесения покрытия выполнена таким образом, чтобы он собирал избыток покрывающего материала, сбрасываемого с оптической подложки, на которую он наносится, и (или) выбрасываемого во время очистки резервуаров 80, которые будут рассмотрены далее в настоящем документе и (или) чистящие средства, которые периодически используются для очистки бака 50 устройства для нанесения покрытия (например, в конце недели или дня, или смены). При небольшом объеме производства устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленное в настоящем изобретении, является в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения прямоточной системой. В прямоточной системе не требуется рециркуляция собранных материалов, и поэтому материал, собранный из бака 50 устройства для нанесения покрытия, может удаляться через сток (не показан), а не отделяться и обрабатываться для повторного использования. В некоторых вариантах исполнения прямоточная система позволяет эффективно заменять определенные покрывающие материалы.
[0052] Устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования, представленное в настоящем изобретении, в некоторых вариантах исполнения содержит индексируемую платформу 60 с резервуарами для покрытия, содержащую несколько резервуаров 80 для покрытия. Индексируемая платформа 60 с резервуарами для покрытия имеет такую конструкцию, которая обеспечивает поэтапное перемещение выбранного резервуара 80 в положение для выдачи, расположенное выше бака 50 устройства для нанесения покрытия, благодаря чему покрытие в резервуаре 80 может быть выпущено раздаточным блоком 70 в положении для выдачи (ФИГ. 4.) Раздаточный блок 70 может зацепляться с выбранным резервуаром 80 для нанесения покрытия в положении для выдачи, чтобы выпустить выбранное (или заранее заданное) количество материала покрытия из зацепленного и выбранного резервуара 80 для нанесения покрытия.
[0053] Индексируемая платформа 60 с резервуарами для покрытия является вращающейся каруселью с четкими угловыми положениями, которая обратимо принимает в каждом четком угловом положении один из нескольких одноразовых резервуаров 80 для покрытия. В некоторых вариантах исполнения карусель может устанавливаться в восемь или десять положений. В некоторых других вариантах исполнения карусель может устанавливаться в другое количество положений для резервуара 80, например, в числе прочего, восемнадцать или двадцать. Как показано, вращающаяся карусель представляет собой эффективное приспособление для создания индексируемой платформы 60 с резервуарами для покрытия и управления ею. Однако могут использоваться и другие индексируемые приспособления, соответствующие устройству для нанесения покрытия способом центрифугирования, которое представлено в настоящем изобретении. Для иллюстративных целей, не имеющих ограничительного характера, для создания платформы 60 может использоваться линейно перемещающаяся рейка или линия резервуаров 80, в подобном устройстве может использоваться неограниченное количество отдельных резервуаров 80. Мотор, вращающий платформу 60, может использовать различные механизмы совмещения, признанные в данной области техники, например подпружиненный фиксирующий стопорный механизм, которые обеспечивают, что удерживаемые резервуары 80 перемещаются в точные и заранее заданные фиксированные положения, чтобы резервуар 80 располагался в положении для выдачи ниже и напротив раздаточного блока 70.
[0054] На ФИГ. 5 представлен вид в разрезе отдельного резервуара для 80 покрытия в гибком устройстве 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования. Каждый резервуар 80 для нанесения покрытия имеет продолговатую бочку 82, содержащую подвижный поршень 84 для выдавливания материала покрытия из резервуара 80 для покрытия. При продвижении подвижного поршня 84 выбранного резервуара 80 для покрытия в положение для выдачи покрывающий материал выпускается из выбранного резервуара 80 для покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения, представленного на ФИГ. 5, каждый резервуар 80 для нанесения покрытия выполнен как одноразовый пластмассовый шприц, и каждый резервуар 80 для нанесения покрытия выпускает покрытие через бесклапанное выпускное отверстие 86, расположенное на наружном конце бочки. Пластмассовые шприцы выпускаются серийно и благодаря свои точным характеристикам выдачи материала особенно хорошо пригодны для создания резервуаров 80. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения крышки (не показаны) на задней поверхности и отверстии 86 могут использоваться при перемещении заполненных резервуаров 80. В некоторых других вариантах воплощения настоящего изобретения крышки могут также закрываться для удаления и хранения резервуаров 80.
[0055] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения бочка 82 каждого резервуара 80 позволяет печатать на оптической подложке идентификационные отметки, считываемые человеком и (или) машиной, например, в числе прочего, штриховые коды, QR коды и (или) матричные коды. В некоторых вариантах машиночитаемые идентификационные отметки могут содержать информацию об идентификации покрытия, параметрах покрытия, соответствующих конкретному материалу покрытия и (или) типу оптической подложки. В некоторых вариантах исполнения параметры покрытия могут содержать один или несколько следующих компонентов: количество распыляемого материала покрытия для данной подложки (например, от 0,2 до 0,6 мл для стандартных покрытий линз), скорость выдачи, режим выдачи (например, от центра подложки, удерживаемой вакуумным держателем, к ее краю, наоборот или некоторым другим способом выдачи), быстродействие вакуумного держателя 40 (иногда называемое скоростью распыления) и (или) продолжительность вращения (также называемую продолжительностью распыления).
[0056] Узкое наружное отверстие резервуара 86 (в комбинации, в некоторых вариантах исполнения, с подвижным поршнем 84) дает возможность удерживать материал покрытия в резервуаре 80 и выпускать его в отсутствии клапана. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения бесклапанное раздаточное устройство резервуара 80 значительно сокращает первичную обработку (за исключением капельной очистки), которая необходима для других раздаточных устройств в устройстве для нанесения покрытия способом центрифугирования, и сильно уменьшает количество отходов при эксплуатации устройства 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования.
[0057] Раздаточное устройство 70 содержит стержень 72, расположенный вдоль оси выбранного резервуара 80, установленного в положение для выдачи, и может выборочно продвигать подвижный поршень 84 выбранного резервуара 80 для покрытия в положении для выдачи, чтобы выпустить из зацепленного выбранного резервуара 80 для покрытия выбранную (или предварительно заданную) единицу количества материала покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения стержень 72 представляет собой винт, например удлиненный. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения выбранная (или предварительно заданная) единица выпускаемого количества материала покрытия составляет от 0,2 до 4 мл или от 0,2 до 1 мл, или от 0,2 до 0,6 мл. Единица количества включает в себя количество материала покрытия и чистящего средства (например, капля) и может изменяться в зависимости от параметров, включая, кроме прочего, материал покрытия, характеристики подложки, нужную толщину покрытия и режим покрытия.
[0058] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения выбранный резервуар 80 для покрытия содержит количество материала покрытия, которое меньше, чем требуется, чтобы покрыть две оптических подложки, но больше, чем необходимо для покрытия одной оптической подложки (т. е. меньше двух единиц количества). В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения этот остаток количества материала покрытия (т. е., (т. е. меньше, чем две единицы количества) может быть вытеснен из резервуара 80 для покрытия, чтобы: (I) утилизировать его, например поместить в сборник отходов или слить в канализацию, или (II) нанести покрытие на одну оптическую подложку. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения после вытеснения или выпуска оставшегося количества материала покрытия, резервуар 80 пуст и практически свободен от материала покрытия, и может быть утилизирован как твердые отходы.
[0059] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения раздаточное устройство 70 содержит в себя мотор 200, например линейный шаговый двигатель или тому подобное, для точного продвижения подвижного поршня 84 выбранного резервуара для покрытия, чтобы выдать из него заданное количество материала покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения раздаточное устройство 70 также определяет, как до, так и после использования, положение поршня 84 (через стержень 72 или другое устройство), в результате чего устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования может определять и отслеживать количество материала покрытия, оставшееся в каждом конкретном резервуаре 80 для покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения раздаточное устройство 70 поднимает стержень 72 из бочки 82, чтобы позволить карусели платформы 60 повернуться на определенный угол и выбрать определенный резервуар 80. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения резервуар 80, удаляемый из положения для выдачи не будет пустым, а будет содержать оставшийся в нем материал покрытия для последующего выборочного использования.
[0060] В соответствии с некоторыми вариантами воплощения настоящего изобретения стержень 72 является неподвижным, а мотор - подвижным, например перемещаемым вдоль вертикальной оси стержня 72. Мотор может иметь выступ (не показан), который примыкает к поршню 84. В некоторых вариантах исполнения при управляемом перемещении мотора вдоль стержня, например вертикально вниз, поршень 84 заходит в резервуар 80, и из отверстия 86 выпускается выбранное (или предварительно заданное) количество материала покрытия.
[0061] В некоторых вариантах исполнения индексируемая платформа 60 с резервуарами 80 для покрытия и блок 70 перемещаются как единое целое (78 на схеме), по меньшей мере между: (I) положением для очистки, при котором выбранный резервуар 80 для покрытия, находящийся в положении для выдачи, располагается над баком 50 устройства для нанесения покрытия, но не выше оптической подложки или линзы, и (II) по меньшей мере одним положением для выдачи, при котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи над баком устройства для нанесения покрытия, расположен выше оптической подложки. Конструкция бака 50 устройства для нанесения покрытия может иметь лоток или выступ, которые доходят до точки, совмещенной с положением для выдачи. В положении для очистки подвижный поршень 84 продвигается стержнем 72 блока 70, чтобы выдать через отверстие 86 бесклапанного резервуара 80 минимальную чистящую каплю материала покрытия для очистки внешней поверхности мениска материала покрытия. Когда материал покрытия, находящийся в заданном резервуаре 80, не используется, внешняя поверхность мениска может повергаться воздействию воздуха, что может приводить к окислению и (или) загрязнению мениска и необходимости его очистки. В некоторых вариантах исполнения для подготовки системы распределения материала покрытия достаточно единственной капли, которая удаляет, возможно, неоднородную, часть материала покрытия из отверстия 86. После выпускания начальной чистящей капли индексируемая платформа 60, резервуары 80 и блок 70 могут перемещаться как единое целое (78 на схеме) в по меньшей мере одно положение для выдачи, при котором выбранный резервуар 80 для покрытия, находящийся в положении для выдачи над баком 50 устройства для нанесения покрытия, расположен выше оптической подложки.
[0062] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения отверстие 86 имеет такой размер, что материал покрытия, находящийся в бочке 82 резервуара 80, не вытекает из него, если подвижный поршень 84 не находится в бочке 82 или не перемещается в ней по направлению к наружному отверстию 86. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения отверстие 86 является круглым с диаметром не более 3,18 мм (1/8 дюйма).
[0063] Во время перемещения 78 выбранного резервуара 80 для нанесения покрытия устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования может использовать несколько режимов нанесения покрытия, чтобы покрыть оптическую подложку, расположенную на вращающемся держателе 40, который имеется в баке 50 устройства для нанесения покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения материал покрытия может быть выпущен из выбранного резервуара 80 для нанесения покрытия на оптическую подложку в ее центре и (или) в одну или несколько выбранных точек на поверхности оптической подложке (например, по линии спирали и (или) концентрическим окружностям на верхней поверхности оптической подложки), а затем вращающий держатель 40 приходит в соприкосновение, вращая нанесенный материал покрытия, чтобы сформировать слой покрытия, имеющий существенно одинаковую толщину. В некоторых других вариантах исполнения во время вращения держателя 40 материал покрытия выпускается из выбранного резервуара 80 для нанесения покрытия на центр оптической подложки и (или) на одну или несколько выбранных позиций на поверхности оптической подложки, чтобы формировать однородное покрытие. Устройство 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования может использовать любую комбинацию этих режимов выпуска и вращения. Кроме того, в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения скорость нанесения покрытия и скорость вращения можно также регулировать в ходе процесса. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения можно также применять прерывистое нанесения покрытия и (или) вращение вакуумного держателя. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения режимы нанесения покрытия зависят от параметров, включая, в числе прочего, состав подложки и (или) обработку ее поверхности, наносимый материал покрытия и (или) нужные параметры окончательного покрытия.
[0064] Индексируемая платформа 60 дает возможность устройству 10 для нанесения покрытия способом центрифугирования наносить на оптическую подложку один или несколько слоев покрытия, не удаляя линзу из вращающегося держателя 40. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения и с целью иллюстрации, не имеющей ограничительного характера, на первом этапе первый слой покрытия наносят с использованием одного выбранного резервуара 80, после чего карусель поворачивается и на втором этапе материал второго покрытия наносится из определенного/отдельного резервуара 80 поверх первого слоя покрытия. Пошаговое вращение карусели может осуществляться платформой 60, которая выводит резервуары 80 из совмещения с оптической подложкой, благодаря чему случайные капли из промежуточных резервуаров 80 не мешают выполнению нужного режима нанесения покрытия, и на втором этапе материал второго покрытия может быть должным образом очищен перед его нанесением на оптическую подложку. Выполнение двух или более этапов нанесения покрытия дает возможность устройству для нанесения покрытия способом центрифугирования наносить и формировать различные комбинации покрывающих слоев, наложенных один на другой, причем покрывающие слои имеют такую же или другую толщину по сравнению со смежным (или примыкающим) слоем.
[0065] В соответствии с некоторыми вариантами воплощения настоящего изобретения устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования содержит по меньшей мере один обособленный блок отверждения (например, блоки отверждения 92, 94 и 96) или интегрировано с ним, чтобы выборочно и независимо отвердить (например, по меньшей мере, частично) каждое покрытие, нанесенное на оптическую подложку. В некоторых других вариантах воплощения настоящего изобретения устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования содержит несколько отдельных блоков отверждения (например, два или более блока отверждения, например, блоки отверждения 92, 94 и 96) или интегрировано с ними, чтобы выборочно и независимо отвердить (например, по меньшей мере, частично) каждое покрытие, нанесенное на оптическую подложку. После нанесения нужного материала покрытия, содержащегося в баке 50 устройства для нанесения покрытия, робототехнический манипулятор 18 снова приводится в соприкосновение с оптической подложкой и на этапе 88 перемещает ее в заданный блок отверждения (92, 94 или 96). В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения каждый блок отверждения независимо содержит по меньшей мере один из блоков: (I) блок 96 термического отверждения; (II) блок 94 УФ-отверждения; (III) блок 92 ИК-отверждения и (IV) комбинации по меньшей мере двух из блоков (I), (II) и (III).
[0066] На ФИГ. 6 представлен вид в разрезе блока 94 УФ-отверждения гибкого устройства 10 для нанесения покрытия и показан сдвигающийся ящик с заготовкой, который удерживает вращающийся держатель 40’’ (который в некоторых вариантах исполнения может являться вращающимся вакуумным держателем 40’’) для выборочного размещения нужной оптической подложки, которая должна быть отверждена. Вокруг вращающегося держателя 40"’ может быть установлено вогнутое или расположенное под углом отражающее зеркало 203, которое способствует отверждению кромки или улучшает его. Когда на вращающемся держателе 40’’ блока 94 УФ-отверждения находится оптическая подложка с нанесенным покрытием, ящик закрывается, а заслонка открывается, чтобы подвергнуть оптическую подложку в блоке 94 УФ-отверждения воздействию УФ-света (например, от ртутной или галогенной лампы). В некоторых вариантах исполнения вращающийся держатель 40’’ в блоке 94 УФ-отверждения может вращаться с медленными скоростями, чтобы обеспечить равномерное отверждение. Время отверждения в блоке 94 УФ-отверждения может меняться в зависимости, например, от конкретного покрытия. Блок 92 ИК-отверждения может иметь такую же конструкцию, как блок 94 УФ-отверждения, но содержит соответствующий ИК-источник. Время отверждения в блоке 92 ИК-отверждения может также меняться в зависимости, например, от конкретного покрытия. В некоторых вариантах исполнения каждый блок отверждения может содержать атмосферу, выбранную из инертных атмосфер (например, в числе прочего, аргоновой и (или) азотной) и (или) реактивных атмосфер (например, в числе прочего, кислорода, CO и (или) CO2).
[0067] В некоторых вариантах исполнения блок 96 термического отверждения дополнен пропускным конвейером 98 и участком 100 накопления. В термическом блоке отверждения оптические подложки, которые должны быть подвергнуты термическому отверждению, помещаются на входной конвейер, например помещаются рядом на конвейер 98. Скорость конвейера выбирается таким образом, чтобы оптические подложки с нанесенным покрытием подвергались в блоке 96 отверждения воздействию нужной температуры. В некоторых вариантах исполнения печь термического блока отверждения 96 может быть электрической и (или) газовой (например, печью с горящим природным газом). Продолжительности отверждения и температурные режимы могут изменяться в зависимости, например, от покрытия, которое должно быть отверждено. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения оптические подложки с нанесенным покрытием подвергаются воздействию температуры 115-135°C в течение 20-40 минут, например 125°C в течение 30 минут в термическом блоке отверждения. После, по меньшей мере, частичного отверждения оптические подложки с нанесенным покрытием переносятся на участок 100 накопления, предназначенный для накопления нужного количества оптических подложек так, чтобы их края не соприкасались краями (например, не ограничиваясь этим, до 30 оптических подложек с нанесенным покрытием).
[0068] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения конвейер 98 используется совместно с робототехническим манипулятором 18 для выдачи отвержденных, по меньшей мере частично, оптических подложек с нанесенным покрытием из блока ИК-отверждения и (или) блока УФ-отверждения. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения используется отдельный выходной конвейер (не показан), который проходит через блок 96 термического отверждения для переноса оптических подложек с нанесенным покрытием на участок 100 накопления.
[0069] В соответствии с некоторыми другими вариантами воплощения настоящего изобретения перед отверждением оптическая подложка может подвергаться мытью, покрытию, повторному мытью и последующему покрытию тем же самым или другим покрывающим материалом. В некоторых других вариантах воплощения настоящего изобретения оптическая подложка с нанесенным и отвержденным покрытием может быть возвращена из блока отверждения (92, 94 или 96) в следующее: (I) блок мытья и сушки и (или) (II) бак 50 устройства для нанесения покрытия, в котором на нее наносится следующий материал покрытия. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения оптическая подложка может перемещаться из участка 100 накопления обратно в блок 20 загрузки для последующего нанесения на нее одного или нескольких материалов покрытия.
[0070] В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения устройство для нанесения покрытия методом центрифугирования может применяться для изготовления оптических подложек, которые имеют, независимо друг от друга, набор одинаковых или различных покрытий, наложенных одно на другое. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения устройством для нанесения покрытия способом центрифугирования можно управлять таким образом, чтобы иметь по меньшей мере отходов. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования может быть, по меньшей мере частично, автоматизировано и вмонтировано (необязательно) в признанные в данной области техники системы отслеживания и регулирования.
[0071] Настоящее изобретение описано со ссылками на конкретные подробные сведения о его конкретных воплощениях. Не предполагается, что подобные подробные сведения ограничивают объем настоящего изобретения за исключением случаев, когда они включены в соответствующие пункты формулы изобретения.
1. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, содержащее:
(a) бак устройства для нанесения покрытия, выполненный с возможностью сбора избытка материала покрытия, сброшенного с покрываемой оптической подложки;
(b) вращающийся держатель, выполненный с возможностью приема оптической подложки в баке устройства для нанесения покрытия и вращения оптической подложки в процессе нанесения покрытия;
(c) несколько резервуаров для покрытия, каждый из которых содержит состав покрытия для выборочного покрытия оптической подложки;
(d) индексируемую платформу с резервуарами для покрытия, которая содержит несколько резервуаров для покрытия и выполнена с возможностью пошагового перемещения выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи, расположенное выше бака устройства для нанесения покрытия.
2. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, в котором индексируемая платформа с резервуарами для покрытия дополнительно содержит раздаточное устройство, расположенное в положении для выдачи, причем раздаточное устройство выполнено с возможностью зацепления с выбранным резервуаром для покрытия в положении для выдачи, чтобы выпустить заданное количество материала покрытия из зацепленного выбранного резервуара для покрытия.
3. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 2, в котором каждый резервуар для покрытия содержит подвижный поршень для выдавливания материала покрытия из резервуара для покрытия, и раздаточное устройство выполнено с возможностью продвигать подвижный поршень выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи, чтобы выпустить заданное количество материала покрытия из зацепленного выбранного резервуара для покрытия.
4. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 3, в котором раздаточное устройство содержит мотор, обеспечивающий перемещение подвижного поршня вышеупомянутого резервуара для покрытия в положение для выдачи, чтобы выпустить вышеупомянутое количество материала покрытия.
5. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, в котором индексируемая платформа с резервуарами для покрытия является вращающейся каруселью с четкими угловыми положениями и которая обратимо принимает в каждом четком угловом положении один из нескольких резервуаров для покрытия.
6. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, в котором индексируемая платформа с резервуарами для покрытия перемещается как единое целое из (I) положения для очистки, при котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи, располагается над баком устройства для нанесения покрытия, но не выше оптической подложки или линзы, до (II) как по меньшей мере одного положения для выдачи, при котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи над баком устройства для нанесения покрытия, расположен выше оптической подложки.
7. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, в котором каждый резервуар для покрытия имеет продолговатую бочку, содержащую подвижный поршень для выдавливания материала покрытия из резервуара для покрытия, и в котором при продвижении подвижного поршня выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи покрывающий материал выпускается из выбранного резервуара для покрытия.
8. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 7, в котором каждый резервуар для покрытия выпускает материал покрытия через бесклапанное выпускное отверстие, расположенное на наружном конце бочки.
9. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, в котором каждый резервуар для покрытия представляет собой одноразовый пластиковый шприц.
10. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, где устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования интегрировано с по меньшей мере одним блоком отверждения, каждый из которых имеет индивидуальную конструкцию, обеспечивающую отверждение по меньшей мере одного материала покрытия, нанесенного на оптическую подложку.
11. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 10, в котором каждый отдельный блок отверждения независимо содержит по меньшей мере одно из: (I) блока термического отверждения; (II) блока УФ-отверждения; (III) блока ИК-отверждения и (IV) комбинации по меньшей мере двух из блоков (I), (II) и (III).
12. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 11, которое дополнительно содержит робототехнический манипулятор, выполненный с возможностью перемещения каждой оптической подложки между вращающимся держателем в баке устройства для нанесения покрытия и каждым блоком отверждения.
13. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 12, дополнительно содержащий входной позиционирующий карман, который приводит оптическую подложку в контакт с робототехническим манипулятором, при этом вышеупомянутый входной позиционирующий карман может вступать в контакт с оптической подложкой до первоначального захвата оптической подложки робототехническим манипулятором.
14. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 13, которое дополнительно содержит блок мытья и сушки, который выполнен с возможностью выборочного мытья и сушки каждой оптической подложки и который доступен для робототехнического манипулятора.
15. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 1, которое имеет несколько встроенных блоков отверждения, каждый из которых независимо выполнен с возможностью по меньшей мере частичного отверждения, по меньшей мере одного материала покрытия, нанесенного на оптическую подложку.
16. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, содержащее:
(a) бак устройства для нанесения покрытия, выполненный с возможностью сбора избытка материала покрытия, сброшенного с покрываемой оптической подложки;
(b) вращающийся держатель, выполненный с возможностью приема оптической подложки в баке устройства для нанесения покрытия и вращения оптической подложки в процессе нанесения покрытия;
(c) по меньшей мере один резервуар для покрытия, причем каждый резервуар для покрытия содержит материал покрытия для выборочного нанесения покрытия на оптическую подложку и каждый резервуар для покрытия содержит продолговатую бочку и подвижный поршень для выпуска материала покрытия из резервуара для покрытия, и при этом каждый резервуар с составом покрытия выпускает материал покрытия через бесклапанное выпускное отверстие, расположенное на наружном конце бочки,
причем устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования дополнительно содержит индексируемую платформу, на которой размещены резервуары для покрытия, выполненную с возможностью перемещения выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи, которое расположено над баком устройства для нанесения покрытия, причем платформа с резервуарами для покрытия дополнительно содержит раздаточное устройство, которое расположено в положении для выдачи, при этом распыляющее устройство выполнено с возможностью зацепления в положении для выдачи с подвижным поршнем выбранного резервуара для покрытия, чтобы выпустить заданное количество материала покрытия из зацепленного выбранного резервуара для покрытия.
17. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 16, в котором распыляющее устройство содержит мотор, выполненный с возможностью перемещения подвижного поршня вышеупомянутого резервуара для покрытия, чтобы выпустить вышеупомянутое количество материала покрытия.
18. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 17, в котором вышеупомянутый мотор является линейным шаговым двигателем.
19. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 16, в котором платформа с резервуарами для покрытия является вращающейся каруселью с четкими угловыми положениями, которая обратимо принимает в каждом четком угловом положении один из нескольких резервуаров для покрытия.
20. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 16, в котором платформа с резервуарами для покрытия перемещается как единое целое от (i) положения для очистки, в котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи, располагается над баком устройства для нанесения покрытия, но не выше оптической подложки или линзы, до (ii) по меньшей мере одного положения для выдачи, в котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи над баком устройства для нанесения покрытия, расположен выше оптической подложки.
21. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 16, в котором каждый резервуар для покрытия представляет собой одноразовый пластиковый шприц.
22. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 16, которое интегрировано с по меньшей мере одним блоком отверждения, каждый блок отверждения независимо выполнен с возможностью по меньшей мере частичного выборочного отверждения по меньшей мере одного материала покрытия, нанесенного на оптическую подложку, и каждый отдельный блок отверждения независимо содержит по меньшей мере одно из: (I) блока термического отверждения; (II) блока УФ-отверждения; (III) блока ИК-отверждения и (IV) комбинации по меньшей мере двух из блоков (I) (II) и (III).
23. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 22, дополнительно включающее в себя:
робототехнический манипулятор, выполненный с возможностью перемещения каждой оптической подложки между (i) вращающимся держателем в баке устройства для нанесения покрытия и (ii) каждым блоком отверждения;
входной позиционирующий карман, который приводит оптическую подложку в контакт с робототехническим манипулятором, при этом вышеупомянутый входной позиционирующий карман может вступать в контакт с оптической подложкой до первоначального захвата оптической подложки робототехническим манипулятором.
24. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 23, дополнительно включающее в себя:
блок мытья и сушки, который выполнен с возможностью выборочного мытья и сушки каждой оптической подложки и который доступен для робототехнического манипулятора.
25. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования, содержащее:
(a) бак устройства для нанесения покрытия, выполненный с возможностью сбора избытка материала покрытия, сброшенного с покрываемой оптической подложки;
(b) вращающийся держатель, выполненный с возможностью приема оптической подложки в баке устройства для нанесения покрытия и вращения оптической подложки в процессе нанесения покрытия;
(c) несколько резервуаров для покрытия, каждый из которых содержит состав покрытия для выборочного покрытия оптической подложки;
(d) по меньшей мере один блок отверждения, при этом каждый блок отверждения независимо выполнен с возможностью выборочного по меньшей мере частичного отверждения по меньшей мере одного материала покрытия, нанесенного на оптическую подложку, при этом каждый блок отверждения независимо содержит, по меньшей мере, один из следующего: (I) блока термического отверждения; (II) блока УФ-отверждения; (III) блока ИК-отверждения и (IV) комбинации по меньшей мере двух из блоков (I) (II) и (III).
26. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 25, дополнительно включающее:
робототехнический манипулятор, выполненный с возможностью перемещения каждой оптической подложки между (I) вышеупомянутым вращающимся держателем в баке устройства для нанесения покрытия и (II) каждым отдельным блоком отверждения,
входной позиционирующий карман, который приводит оптическую подложку в контакт с робототехническим манипулятором, при этом вышеупомянутый входной позиционирующий карман выполнен с возможностью вступать в контакт с оптической подложкой до первоначального захвата оптической подложки робототехническим манипулятором,
блок мытья и сушки, который выполнен с возможностью выборочного мытья и сушки каждой оптической подложки и который доступен для робототехнического манипулятора.
27. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 25, дополнительно включающее:
индексируемую платформу с резервуарами для покрытия, которая содержит несколько резервуаров для покрытия и выполнена с возможностью поэтапного перемещения выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи, расположенное над баком устройства для нанесения покрытия, при этом индексируемая платформа с резервуарами для покрытия дополнительно содержит раздаточное устройство, расположенное в положении для выдачи, в котором распыляющее устройство зацепляется с выбранным резервуаром для покрытия, чтобы выпустить заданное количество материала покрытия из зацепленного выбранного резервуара для покрытия.
28. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 27, в котором каждый резервуар для нанесения покрытия содержит подвижный поршень для выдавливания материала покрытия из резервуара для покрытия, причем раздаточное устройство выполнено с возможностью продвигать подвижный поршень выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи, чтобы выпустить заданное количество материала покрытия из зацепленного выбранного резервуара для покрытия.
29. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 28, в котором раздаточное устройство содержит мотор, выполненный с возможностью перемещения подвижного поршня вышеупомянутого резервуара для покрытия, чтобы выпустить вышеупомянутое количество материала покрытия.
30. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 29, в котором вышеупомянутый мотор является линейным шаговым двигателем.
31. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п.27, в котором индексируемая платформа с резервуарами для покрытия является вращающейся каруселью с четкими угловыми положениями, которая обратимо принимает в каждом четком угловом положении один из нескольких резервуаров для покрытия.
32. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 27, в котором индексируемая платформа с резервуарами для покрытия перемещается как единое целое по меньшей мере от (I) положения для очистки, в котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи, располагается над баком устройства для нанесения покрытия, но не выше оптической подложки или линзы, до (II) по меньшей мере одного положения для выдачи, в котором выбранный резервуар для покрытия, находящийся в положении для выдачи над баком устройства для нанесения покрытия, расположен выше оптической подложки.
33. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 25, в котором каждый резервуар для нанесения покрытия имеет продолговатую бочку, содержащую подвижный поршень для выдавливания материала покрытия из резервуара для покрытия, причем при продвижении подвижного поршня выбранного резервуара для покрытия в положение для выдачи материал покрытия выпускается из выбранного резервуара для покрытия, причем каждый резервуар для нанесения покрытия выпускает покрытие через бесклапанное выпускное отверстие, расположенное на наружном конце бочки.
34. Устройство для нанесения покрытия способом центрифугирования по п. 25, которое представляет собой одноразовый пластиковый шприц.
