DE3014812A1 - METHOD AND DEVICE FOR TREATING THE SURFACE OF OPTICAL OBJECTS, ESPECIALLY PLASTIC GRAY GLASSES, IN VACUUM - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR TREATING THE SURFACE OF OPTICAL OBJECTS, ESPECIALLY PLASTIC GRAY GLASSES, IN VACUUMInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Einrichtung zur Behandlung derProcedure and device for handling the
Oberfläche optischer Objekte, insbesondere Kunststoff-Brillengiäser, im Vakuum.Surface of optical objects, especially plastic glasses, in a vacuum.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur- Behandlung der Oberfläche optischer Objekte, insbesondere Gläser, im Vakuum, insbesondere aber ein Verfahren zum Aufdampfen mindestens einer Vergütungsschicht auf optische Objekte, insbesondere Kunststoff-Brillengläser, im Vakuum, wobei sich die Aufdampfsubstanzen gemeinsam mit den zu bedampfenden Objekten im Innern eines evakuierbaren Rezipienten befinden und wobei die Aufdampfsubstanzen in der im Hocli#akuum stattfindenden Aufdampfphase der Wirkung des Elektronenstrahles einer Elektronenstrahlkanone ausgesetzt werden.The present invention relates to a method of treating the Surface of optical objects, especially glasses, in a vacuum, but especially a method for vapor deposition of at least one coating on optical objects, in particular plastic eyeglass lenses, in a vacuum, whereby the vapor deposition substances together with the objects to be steamed inside an evacuable recipient are located and the vapor deposition substances in the vapor deposition phase taking place in the Hocli # akuum exposed to the action of the electron beam from an electron beam gun.
Es ist bekannt, dass die Transparenz von Brillengläsern durch eine Reflexverminderung soweit aufgehoben werden kann, dass der Träger einer entspiegelten Brille, insgesamt gesehen, nahezu den gleichen unbehinderten Seheindruck erhält, Ssc der Nichtbrillenträger. Umgekehrt kommen dann auch die Augen des Brillenträgers viel klarer zum Ausdruck, wodurch nicht nur der Kontakt zum Gespräehspartner gefördert, sondern zugleich ein Teil der Aversion gegen das Brillentragen abgebaut werden kann.It is known that the transparency of spectacle lenses by a Reflex reduction can be canceled to the extent that the wearer of an anti-reflective Overall, glasses have almost the same unobstructed visual impression, Ssc the person who does not wear glasses. The other way around, the eyes of the spectacle wearer also come much clearer expression, which not only promotes contact with the conversation partner, but at the same time part of the aversion to wearing glasses can be reduced.
Die polierten optischen Flächen der gebräuchlichen Brillengläser reflektieren bekanntlich etwa 4 g des anfallenden Lichtes, also ca. 8 % von beiden Flächen. Durch die#Entspiegelung der Gläser wird die Reflektion praktisch auf 1,5 % pro Fläche reduziert.The polished optical surfaces of common lenses reflect as is well known, about 4 g of the incident light, i.e. about 8% of both surfaces. By The anti-reflective coating of the glasses means that the reflection is practically 1.5% per surface reduced.
Die Vorzüge solcher reflexvermindernden Brillengläser konnte man bislang nur mit Silikatgläsern erwerben. Es ist bekannt, dass man hierfür eine N4-Schicht aus Magnesiumfluorid MgF2 aufbringt, die den Strapazen eines Brillenlebens gewachsen sind.The advantages of such anti-reflective spectacle lenses could be seen so far only purchase with silicate glasses. It is known that an N4 layer is required for this made of magnesium fluoride MgF2 relieves the rigors of eyeglass life have grown.
Damit diese MgF2-Schicht die geforderte Verschleissfestigkeit besitzt, wird das Brillenglas im Vakuum vor dem Aufdampfen der Schicht auf über 2700 C erhitzt. Einen solchen Prozess jedoch übersteht kein Kunststoff-Brillenglas.So that this MgF2 layer has the required wear resistance, the lens is heated to over 2700 C in a vacuum before the layer is vapor-deposited. However, no plastic lens can survive such a process.
Dem Wunsch, Kunststoffgläser zu entspiegeln, stehen somit grosse Schwierigkeiten entgegen, etwa auch schon deshalb, dass allein die Wärmeausdehnung von Kunststoffen etwa 100 mal grösser ist, als alle bekannten Aufdampfsubstanzen.The desire to anti-reflective coating on plastic glasses therefore poses great difficulties against, for example, if only because of the thermal expansion of plastics is about 100 times larger than all known vapor deposition substances.
Ferner bleiben selbst nach dem sorgfältigsten Reinigen im Vakuum noch dünne Wasserhäute oder sonstige Spuren, welche nur einige Atomlagen dick sind, auf den Oberflächen zurück.Furthermore, even after the most careful cleaning, they still remain in the vacuum thin water skins or other traces that are only a few atomic layers thick the surfaces back.
Sie würden die aufzudampfende Schicht beeinträchtigen oder gar unmöglich machen. Verfährt man nun wie bisher, so bringt man eine Glimmentladung im Druckbereich von 102 -TORR und 101~TORR an, wobei ein Schutzgas, wie z.B. Argon über ein Dosierventil in den Rezipienten eingelassen wird, um den Druck möglichst konstant bei 5 x 102 zu halten. Als Glimm-Kathode dient dabei ein Alu-Segment, welches auf einem Stativ sitzend auf die Gläser gerichtet ist. Die aus der Kathodenfläche austretenden Elektronen treffen auf die Objekte oder auf Gasatome und führen zur Bildung positiver Ionen. Dadurch, dass die Ionen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf die Objekte prallen, wird ansich die störende Wasserhaut aufgerissen und entfernt. Da sich aber auch positive Gasione bilden und beim Aufprall auf die Alu-Kathode Alu-Atome losreissen, zerstäubt das Kathodenmaterial und verunreinigt seinerseits die Objekte. Es findet hier eine Kathodenzerstäubung statt. Nachweisbar können Aluminiumspuren auf den Objekten festgestellt werden, was zu einer geringen, unerwünschten Absorption und dem Pinhole-Effekt führt.They would impair the layer to be vapor deposited or even make it impossible do. If you proceed as before, you bring a glow discharge in the pressure area from 102 -TORR and 101 ~ TORR, with a protective gas such as argon via a metering valve is let into the recipient to keep the pressure as constant as possible at 5 x 102 to keep. An aluminum segment on a tripod serves as the glow cathode while sitting, is aimed at the glasses. The electrons emerging from the cathode surface hit the objects or gas atoms and lead to the formation of positive ions. Because the ions hit the objects at a very high speed, the disturbing water skin is torn open and removed. But there too Form positive gas ions and tear loose aluminum atoms when they hit the aluminum cathode, atomizes the cathode material and in turn contaminates the objects. It finds cathode sputtering takes place here. There is evidence of traces of aluminum on the Objects are detected, resulting in low, undesirable absorption and the pinhole effect.
Aber auch bei der Auswahl der geeigneten Aufdampfsubstanzen für Kunststofflinsen stösst man auf viele Probleme. Da keine geeignete Substanz bekannt ist, welche einen niederen Brechwert hat als die Kunststofflinsen, nachdem ja MgF2 aus den erwähnten Gründen ausscheidet, muss daher mindestens eine Doppelschicht aus einem hoch- und einem niedrigbrechenden Material gefunden werden, das allen Erfordernissen gerecht wird. Hierbei muss beachtet werden, dass sich die an den Grenzflächen Luft-Aufdampfschicht-Trägerglas reflektierenden Wellen durch Interferenz auslöschen. Die Schicht muss erstens der sogenannten Indexbedingung genügen, die den Brechungsindex der Schicht vorschreibt und bewirkt, dass die Amplituden der beiden Wellenzüge gleich gross werden.But also with the selection of suitable vapor deposition substances for plastic lenses you run into many problems. Since no suitable substance is known which one has a lower refractive index than the plastic lenses, since MgF2 from the mentioned ones Reasons ruled out, therefore at least one double layer of a high and a low refractive index material can be found that meets all requirements will. It must be ensured here that the air-vapor-deposition layer-carrier glass at the interfaces cancel out reflecting waves by interference. First, the layer must be the so-called index conditions, which prescribe the refractive index of the layer and causes the amplitudes of the two wave trains to be the same.
Zweitens muss die Schicht der Phasenbedingung genügen, welche eine bestimmte Dicke der Schicht verlangt, damit die zur gegenseitigen Auslöschung erforderliche Phasenumkehr auftritt. Eine weitere Forderung ist, dass diese Schichten nach der Aufdampfung auch hart sein und gut halten müssen.Second, the layer must satisfy the phase condition which one Requires a certain thickness of the layer, so that the required for mutual extinction Phase reversal occurs. Another requirement is that these layers after Evaporation must also be hard and hold well.
Zudem müssen sie widerstandsfähig sein gegen mechanische Abnutzung und gegen atmosphärische Einflüsse. Schliesslich müssen die Schichten noch gegen das Altern widerstandsfähig sein und dürfen mit dem Sauerstoff der Luft nicht reagieren, da sonst eine Fleckenbildung entstehen würde.In addition, they must be resistant to mechanical wear and against atmospheric influences. After all, the layers still have to work against be resistant to aging and must not react with the oxygen in the air, otherwise staining would occur.
Es ist somit zunächst Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, um optische Objekte, insbesondere aus Kunststoff, durch ein spezifisches Glimmverfahren optimal zu reinigen und ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufdampfen einer refelxvermindernden Schicht auf Brillengläser aus Kunststoff zu schaffen.It is therefore first of all an object of the present invention to provide a possibility to create to optical objects, especially made of plastic, by a specific To optimally clean glow processes and also an object of the present invention, a process for the vapor deposition of a reflective layer on spectacle lenses to create from plastic.
Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Objekte im Hochvakuum dem Elektronenstrahl einer Elektronenstrahlkanone ausgesetzt werden, wobei vorzugsweise dem Elektronenstrahl eine pendelnde und/oder rotierende Bewegung erteilt wird zum gleichmässigen Abwedeln der zu behandelnden Objektflächen,und ferner dadurch, dass nach diesem Glimmvorgang die zu bedampfenden Flächen mit Aufdampfsubstanzen nacheinander mit unterschiedlicher Schichtdicke und unterschiedlichen Brechwerten bedampft werden.According to the invention, this is now achieved in that the objects exposed to the electron beam of an electron beam gun in a high vacuum, wherein preferably the electron beam has an oscillating and / or rotating movement is granted for evenly dodging the to be treated Object areas, and Furthermore, after this glowing process, the surfaces to be vaporized with vapor deposition substances one after the other with different layer thicknesses and different refractive indices be steamed.
Hierbei können die Objekte eine hochbrechende erste Schicht aus einem Aluminiumoxid Al 203 und dann eine niedrigbrechende zweite Schicht unterschiedlicher Dicke aus einem Siliziumdioxid SiO2 erhalten.Here, the objects can be a high-refraction first layer from one Aluminum oxide Al 203 and then a low refractive index second layer of different types Thickness obtained from a silicon dioxide SiO2.
Ferner können die Schichten unterschiedlicher Dicke und unterschiedlicher Brechwerte auch aus Hafnium und Silizium, vorzugsweise in Oxidform bestehen.Furthermore, the layers can have different thicknesses and different Refractive indices also consist of hafnium and silicon, preferably in oxide form.
Eine reflexvermindernde Schicht kann aber auch aus einem Belag aus Siliziummonoxid SiO mit einem Brechwert von 1,49 bis 1,90, einem Belag aus Hafniumoxid HfO2 mit einem Brechwert von ca. 2,0 und einem Belag aus Siliziumdioxid SiO2 mit einem Brechwert von ca. 1,46 bestehen.A reflection-reducing layer can, however, also consist of a covering Silicon monoxide SiO with a refractive index of 1.49 to 1.90, a coating made of hafnium oxide HfO2 with a refractive index of approx. 2.0 and a coating of silicon dioxide with SiO2 consist of a refractive index of approx. 1.46.
Durch diese Massnahmen zeigt sich zunächst der überraschende Effekt, dass eine totale Zerstörung der Wasserhaut stattfindet und die Objekte nach dem Elektronenstrahlbeschuss völlig frei von Verunreinigungen sind. Ein weiterer Vorteil gegenüber der bisherigen Glimmtechniken mittels Glimmerkathoden besteht darin, dass dieser Vorgang nun im Hochvakuum stattfinden kann, also keine Zusammenstösse zwischen Restgas und Elektronen zu befürchten sind, abgesehen von der erheblichen Beschleunigung des Gesamtverfahrens durch Wegfall einer Rücksteuerung in ein Vorvakuum für das bisherige Glimmen. Ferner wird durch die Bedampfung mit den vorgenannten Materialien und gegebenenfalls einer abschliessenden Verdichtung der Schicht mit einem flüchtigen, absorptionsfreien, wasserabweisenden und gleitfähigen Silikonöl ein vollkommen absorptionsfreier, harter und haftfester Belag beispielsweise auf einem Glas aus CR39. oder Polycarbonat erhalten, mit einer herabgesetzten Reflexion weniger als 3 % und somit Erhöhung der Transmission auf über 97 %.These measures initially show the surprising effect, that a total destruction of the water skin takes place and the objects after Electron beam bombardment are completely free of impurities. Another advantage compared to the previous glow techniques using mica cathodes is that this process can now take place in a high vacuum, so no collisions between Residual gas and electrons are to be feared, apart from the considerable acceleration of the overall process by eliminating a return control to a fore-vacuum for the previous glow. Furthermore, the vapor deposition with the aforementioned materials and, if necessary, a final compression of the layer with a volatile, absorption-free, water-repellent and lubricious silicone oil a completely absorption-free, hard and adhesive coating, for example on a CR39 glass. or polycarbonate obtain, with a reduced reflection of less than 3% and thus an increase in transmission to over 97%.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vakuumaufdampfungsanlage zum Aufdampfen mindestens einer Vergütungsschicht auf optische Objekte, insbesondere Kunststoff-Brillengläser, welche auf einem drehbaren Träger mit vorzugsweise Wendemitteln unter einer Vakuumglocke angeordnet sind, wobei sich die Aufdampfungssubstanzen in Tiegeln befinden und dort dem Elektronenstrahl einer Elektronenstrahlkanone aussetzbar sind, welche sich erfindungsgemäss dadurch auszeichnet, dass an der Elektronenstrahlkanone Steuermittel vorgesehen sind, um den Elektronenstrahl direkt auf die Brillengläser zu richten oder hierfür eine zusätzliche Elektronenstrahlkanone vorgesehen ist, wobei vorzugsweise Elektronenstrahlablenkmittel vorgesehen sind zur Erzeugung einer pendelnden und/oder rotierenden Bewegung des auf die Brillengläser gerichteten Elektronenstrahles.The present invention also relates to a vacuum evaporation system for vapor deposition of at least one coating on optical objects, in particular Plastic spectacle lenses, which are on a rotatable carrier with preferably turning means are arranged under a vacuum bell jar, whereby the vapor deposition substances are located in crucibles and there can be exposed to the electron beam of an electron beam gun are, which according to the invention is characterized in that on the electron beam gun Control means are provided to direct the electron beam onto the spectacle lenses or an additional electron beam gun is provided for this purpose, wherein electron beam deflection means are preferably provided for generating a oscillating and / or rotating movement of the electron beam directed onto the spectacle lenses.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes soll nun nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden, welche schematisch und stark vereinfacht eine Vakuumaufdampfanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt.An example embodiment of the subject matter of the invention is intended will now be explained in more detail below with reference to the drawing, which schematically and, in a greatly simplified manner, a vacuum evaporation system for carrying out the process according to the invention Procedure shows.
Vakuumaufdampfanlagen sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Je nach dem, ob und an welcher Stelle eine oder mehrere Verdampfungsquellen 10 in der als Rezipient ausgebildeten Vakuumglocke 1 angeordnet sind, werden die zu beschichtenden Gegenstände, wie optische Linsen, Filter, Spiegel u. dgl. und hier insbesondere Kunststoff-Brillengläser 30, die ganz allgemein auf einem Trägerteller 2 befestigt sind, in der Regel von unten und/oder auch von oben beschichtet. Weil bei einer Bedampfung von oben die Gefahr besteht, dass aus der Verdampfungsquelle Stoffteilchen herausfallen oder verspritzt werden und die zu beschichtenden Flächen verunreinigen, gibt man der betriebssicheren Bedampfung von unten den Vorzug. Diese Betriebsart macht jedoch zur zweiseitigen Brschichtung ein Umwenden der Gegenstände notwendig, wozu der Trägerteller häufig in mehrere Schwenksektoren unterteilt ist (nicht dargestellt). Bekanntermassen sind unter der Vakuumglocke 1 auch Blendeneinrichtungen zur Regulierung des Bedampfungsfeldes oder zum Abdecken, sei es einer oder mehrerer Verdampfungsquellen, insbesondere während des Umschwenkvorganges des Trägertellers vorgesehen (nicht gezeigt). Zum Betreiben bzw. Bedienen der im evakuierten Rezipienten zu bewegenden Apparateteile sind Einrichtungen mit Betätigungsbauteilen notwendig, die von aussen in den Vakuumraum hineinreichen, wie etwa der Drehmechanismus 3 mit dem Motor M für den Trägerteller 2. Alle diese Mittel sind in der Regel von einem Steuerteil 20 ansteuerbar. Im übrigen ist der Aufbau solcher Vakuumaufdampfanlagen soweit bekannt, dass sich eine nähere Konstruktionsbeschreibung erübrigt.Vacuum evaporation systems are known in various embodiments. Depending on whether and at what point one or more evaporation sources 10 in the vacuum bell 1 designed as a recipient are arranged, the to be coated Objects such as optical lenses, filters, mirrors and the like, and here in particular Plastic spectacle lenses 30, which are generally fastened on a carrier plate 2 are, as a rule, coated from below and / or also from above. Because with one Steaming from above there is a risk that particles of matter from the evaporation source fall out or be splashed and those to be coated Surfaces contaminate, the reliable steaming from below is preferred. These However, the mode of operation makes turning the objects over for two-sided stacking necessary, for which the carrier plate is often divided into several swivel sectors (not shown). It is known that diaphragm devices are also located under the vacuum bell jar 1 to regulate the steaming field or to cover it, be it one or more Evaporation sources, especially during the swiveling process of the carrier plate provided (not shown). For operating and servicing the in the evacuated recipient Apparatus parts to be moved, devices with actuating components are necessary, which extend from the outside into the vacuum space, such as the rotating mechanism 3 with the motor M for the carrier plate 2. All of these funds are usually from one Control part 20 controllable. In addition, the construction of such vacuum evaporation systems so far known that a more detailed description of the construction is not necessary.
Erfindungswesentlich ist hier hingegen die Verdampfungsquelle 10. Diese Verdampfungsquelle umfasst eine sogenannte Elektronenstrahlkanone mit einem Heizfaden 15, dessen austretende Elektronen nach seiner Erhitzung in einer Fokusierungseinrichtung 16 strahlenförmig gebündelt werden. Beispielsweise kann der Elektronenstrahl von einer an negativer Hochspannung liegenden Wolframkathode erzeugt und mit einem geformten Wehnel-Zylinder vorfokusiert werden. Dieser Elektronenstrahl ll'lässt sich nun durch Umlenkmagnetmittel 13 in einen Tiegel 17 umlenken, in dem sich das Aufdampfmaterial befindet. Dabei kann dem Strahl eine pendelnde und/oder rotierende Bewegung durch weitere magnetfelderzeugende Mittel 14 erteilt werden, um mit dem Elektronenstrahl 11' die ganze Tiegeloberfläche zu bestreichen. Im vorliegenden Fall sind zudem drei Tiegel vorgesehen, die nacheinander vom Elektronenstrahl 11' beschossen werden können, um innerhalb eines Bedampfungszyklus mehr als eine Bedampfungssubstanz verdampfen zu können.In contrast, the evaporation source 10 is essential to the invention here. This evaporation source includes a so-called electron beam gun with a Filament 15, the electrons of which emerge after being heated in a focusing device 16 can be bundled in rays. For example, the electron beam from a tungsten cathode connected to a negative high voltage and formed with a Wehnel cylinders are pre-focused. This electron beam 11 can now pass through Deflecting magnetic means 13 in a crucible 17 in which the vapor deposition material is located. The beam can have a pendular and / or rotating movement further magnetic field generating means 14 are issued to the electron beam 11 'to coat the entire surface of the crucible. In the present case there are also three Crucibles are provided, which can be bombarded one after the other by the electron beam 11 ', to more than one within a steaming cycle Vaporization substance to be able to vaporize.
Ist bei der vorbeschriebenen Verdampfungsquelle 10 das Umlenkmagnetsystem 13 abgeschaltet, gelangt der Elektronenstrahl 11 auf die Gläser 30,die mit dem Träger 2 langsam umlaufen. Durch eine zusätzliche Ablenkung mit dem Ablenkmagnetsystem 12 kann der Strahl 11 so verschoben werden, dass ein gleichmässiges Abwedeln der Gläser 30 bei beispielweise. einem Emissionsstrom von 15 mAmp und 10 KW erfolgen kann. Eine Bestrahlzeit könnte etwa 4 Minuten sein, wenn der Träger 2 mit 25 Umdrehungen pro Minute umläuft. Die Taktsteuerung der ganzen Anlage kann dabei über die Steuereinrichtung 20 erfolgen, wie das in der Figur angedeutet ist.Is the deflection magnet system in the above-described evaporation source 10 13 switched off, the electron beam 11 reaches the glasses 30, which are with the carrier 2 slowly circulate. With an additional distraction with the deflection magnet system 12, the beam 11 can be shifted so that a uniform dodging of the Glasses 30 at for example. an emission current of 15 mAmp and 10 KW can. An irradiation time could be about 4 minutes, if the carrier 2 with 25 revolutions rotates per minute. The cycle control of the whole system can be done via the control device 20 take place, as indicated in the figure.
Für ein Aufdampfen beispielsweise einer reflexvermindernden Schicht auf Polycarbonat-Brillengläser, welche Schicht beispielweise aus Siliziummonoxid, Hafniumoxid und Siliziumdioxid bestehen soll, werden zunächst die Kunststoffgläser 30 nach einem Vorreinigen in den Träger 2 bzw. in dessen Wendemittel (nicht gezeigt) eingesetzt. Da hier eine Schicht mit 3 verschiedenen Aufdampfsubstanzen gebildet werden soll, muss die Elektronenkanone bzw. Verdampfungsquelle 10 auch 3 Tiegel 17 umfassen (nur 1 Tiegel dargestellt). Dementsprechend wird ein Tiegel mit HfO2, ein anderer Tiegel mit SiO2 und der dritte Tiegel mit SiO gefüllt.For vapor deposition, for example, of a reflection-reducing layer on polycarbonate spectacle lenses, which layer, for example, made of silicon monoxide, Hafnium oxide and silicon dioxide are supposed to consist of plastic glasses first 30 after pre-cleaning in the carrier 2 or in its turning means (not shown) used. Since a layer with 3 different vapor deposition substances is formed here is to be, the electron gun or evaporation source 10 must also have 3 crucibles 17 (only 1 crucible shown). Accordingly, a crucible with HfO2, another crucible filled with SiO2 and the third crucible with SiO.
Nunmehr kann die Anlage geschlossen und der Vakuumzyklus eingeleitet werden. Nach beispielsweise 20 Minuten Laufzeit und einem Vakuum besser als 8 x 10 5 mbar wird der Glimmvorgang eingeleitet. Wie einleitend beschrieben, kann hierfür eine separate Elektronenkanone vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel wird hierfür die Elektronenkanone der Verdampfungsquelle 10 verwendet, zunächst ohne deren Umlenkmagnetsystem 13 einzuschalten. Hierbei wird die Emission auf 15 mAmp hochgeregelt, während der Träger 2 mit den Gläsern 30 etwa mit 25 Umdrehungen pro Minute umläuft. Die Glimmzeit kann dann etwa 4 Minuten in Anspruch nehmen.The system can now be closed and the vacuum cycle initiated will. For example, after 20 minutes of running time and a vacuum better than 8 times The glow process is initiated at 10 5 mbar. As described in the introduction, this can be done a separate electron gun may be provided. In this example, this is the electron gun of the evaporation source 10 is used, initially without its deflecting magnet system 13 to be switched on. Here the emission regulated up to 15 mAmp, while the carrier 2 with the glasses 30 rotates at approximately 25 revolutions per minute. The glow time can then take about 4 minutes.
Nach dem Glimmvorgang wird dann das Umlenkmagnetsystem 13 eingeschaltet, sodass der Elektronenstrahl 11' in den ersten Tiegel 17 umgelenkt wird und so der Aufdampfungsvorgang in bekannter Weise eingeleitet wird.After the glowing process, the deflecting magnet system 13 is switched on, so that the electron beam 11 'is deflected into the first crucible 17 and so the Evaporation process is initiated in a known manner.
Nach dem Aufdampfen verbleiben die Gläser noch etwa 5 Minuten in Ruhe im Vakuum, um anschliessend der Anlage entnommen zu werden.After the vapor deposition, the glasses remain at rest for about 5 minutes in a vacuum so that it can then be removed from the system.
Nach einer Wartezeit von ca. 5 Stunden werden dann die Gläser noch mit einem gleitfähigen, flüchtigen und wasserabweisenden Silikonöl AK65 verdichtet.After a waiting time of approx. 5 hours, the glasses will still be compacted with a lubricious, volatile and water-repellent silicone oil AK65.
Durch diese Massnahmen gelingt es nun erstmals, optische Objekte aus Kunststoff mit einer reflexvermindernden Schicht zu belegen unter Erfüllung aller gestellten, vorgenannten Forderungen.Thanks to these measures, it is now possible for the first time to remove optical objects To cover plastic with an anti-reflective layer while fulfilling all the aforementioned claims.
Es sei hierbei erwähnt, dass sich die einleitend genannten unterschiedlichen Verfahrensschritte und unterschiedlichen Aufdampfsubstanzen sowie auch nicht genannte Substanzen mit der vorbeschriebenen oder mit anderen bekannten Vakuumaufdampfanlagen durchführen bzw. verwenden lassen Ebenso sei erwähnt, dass sich das erfindungsgemässe Verfahren zum Glimmen auch ohne Folgeschritte allein zum Reinigen verwenden lässt.It should be mentioned here that the different ones mentioned in the introduction are different Process steps and different vapor deposition substances as well as not mentioned Substances with the above-described or with other known vacuum evaporation systems can be carried out or used It should also be mentioned that the inventive Process for glowing can be used solely for cleaning without any subsequent steps.
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3715831A1 (en) * | 1986-07-31 | 1988-02-11 | Satis Vacuum Ag | VACUUM COATING SYSTEM FOR OPTICAL SUBSTRATES |
| FR2736292A1 (en) * | 1995-07-04 | 1997-01-10 | Wernicke & Co Gmbh | Polishing, drilling, cutting and welding ophthalmic lenses - with the lenses moved under control relative to a high-energy beam whose distance and other application parameters are adjustable |
| CN109895350A (en) * | 2019-03-16 | 2019-06-18 | 深圳市明达眼镜有限公司 | A kind of extrusion molding apparatus of PC eyeglass |
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