DE60007544T3

DE60007544T3 - Verfahren zur herstellung eines beschichteten optischen elementes und auf diese weise hergestelltes produkt

Info

Publication number: DE60007544T3
Application number: DE60007544T
Authority: DE
Inventors: Robert David DIGGINS; Andrew David LEWIS
Original assignee: Carl Zeiss Vision Australia Holdings Ltd
Current assignee: Carl Zeiss Vision Australia Holdings Ltd
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: CA2383689A1; CN1376106A; DE60007544D1; BR0014109B1; EP1226011B1; EP1226011A4; EP1226011B2; AUPQ326399A0; CN1214906C; ATE257070T1; DE60007544T2; EP1226011A1; WO2001021375A1; BR0014109A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten optischen Elements. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung, wenn das optische Element eine ophthalmische Linse ist, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen einer beschichteten ophthalmischen Linse durch Verwendung verbesserter Beschichttechniken innerhalb der Gießform.
Hintergrund der Erfindung
Die Aufbringung von Schichten auf Flächen wurde auf diverse Weisen erreicht, wie beispielsweise Rotationsbeschichtungs-(”Spin-Coating”), Tauchbeschichtungs-(”Dip-Coating”), Pulverbeschichtungs-(”Spray-Coating”) oder Flutbeschichtungs-Techniken (”Flow-Coating”). Während diese Techniken bei der Beschichtung von glatten Flächen erfolgreich waren, wie beispielsweise von optischen Oberflächen von ophthalmischen Einstärken-Linsen (”Single-Vision”), waren sie dennoch nicht vollständig zufriedenstellend. Beispielsweise haben diese Techniken oft zu einem Aufbau von Beschichtungsmaterial an der Außenkante der Linse geführt, was optische Aberrationen bewirkt.
Solche Techniken haben sich als noch weniger zufriedenstellend erwiesen, wenn sie zur Beschichtung von unregelmäßigen Flächen benutzt werden sollten, wie bei ophthalmischen Mehrstärken-Linsen (”Multi-Vision”), insbesondere aus Kunststoff. Derartige Linsen haben Segmente, die von wenigstens einer der optischen Hauptflächen der Linse abrupt vorstehen. Die durch Rotations-, Tauch-, Pulver- oder Flutbeschichtung auf diese optischen Flächen aufgebrachten Beschichtungslösungen müssen um und über diese Segmente fließen, wobei die resultierende Beschichtung Fließmarkierungen um den Vorsprung aufweist und an den Schnittpunkten des Segments und der optischen Fläche dick ist.
Ein weiterer Nachteil der konventionellen Techniken zum Aufbringen von Beschichtungen auf optische Elemente ist, dass sie oft hohe Arbeits- und Kapitalaufwendungen bedingen. Weiterhin resultiert jeder Verlust an Ausbeute zum Zeitpunkt der Beschichtung im Totalverlust eines hochwertigen Produkts am Ende des Produktionszyklus.
Als Reaktion auf diese Schwierigkeiten wurde eine Beschichtungstechnik ”innerhalb der Gießform” zum Herstellen von ophthalmischen Linsen entwickelt. Das Verfahren umfasste das Aufbringen einer einzelnen Schicht auf eine Fläche einer Gießform, teilweises Aushärten der Beschichtung auf der Gießform, daraufhin Zusammenbau der Gießform, Befüllen der Gießform mit einem Linsenmonomer und Aushärten des Linsenmonomers zwecks Herstellung einer Linse.
Jedoch ist es eine Einschränkung dieser Technik innerhalb der Gießform, dass sie das Vorsehen einer Beschichtung nicht erlaubt, die sowohl hoch verschleißfest ist als auch eine ausgezeichnete Gitteranhaftung an das Linsensubstrat hat. Weiterhin hat es sich bei dieser Technik nicht als möglich erwiesen, weitere wünschenswerte optische Eigenschaften für die Beschichtung einzuschließen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Beschichtungstechnik in der Gießform zu schaffen, die zum Herstellen von beschichteten optischen Elementen benutzt werden kann, wie beispielsweise von ophthalmischen Linsen.
Die US-A-5,733,483 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von vor Ort gefärbten und beschichteten optischen Elementen aus einer Gießform mit einer Polymer-Entformungsschicht; einer optischen Beschichtung, wie beispielsweise einer Entspiegelungs-Beschichtung; einer Koppelmittelschicht zum Binden der optischen Beschichtung und mit unreagierten chemischen Gruppen; und einer harten Überzugschicht mit unreagierten chemischen Gruppen.
Die US-A-5,096,626 offenbart ein Verfahren zum Gießen einer beschichteten Kunststofflinse, wobei die Kunststofflinse durch Bilden eines Entspiegelungs-Films und/oder eines Hart-Films auf den Arbeitsflächen eines Paars von Gießformen, Gießen einer monomeren Flüssigkeit in den Raum zwischen den besagten Gießformen und einer Ringdichtung sowie Polymerisieren des Monomers darin hergestellt wird.
Die US-A-4,774,035 offenbart ein verschleißfestes beschichtetes Kunststofflinsenelement und ein Verfahren zum Beschichten des Elements mit einer verschleißfesten Beschichtung einschließlich des Herstellens einer Beschichtung auf einer Fläche einer Gießform, die im wesentlichen gehärtet ist und an das linsenbildende Material anhaftet.
Die US-A-5,667,735 offenbart ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf eine ophthalmische Vorrichtung, indem eine Beschichtung auf eine Fläche der zum Gestalten der Vorrichtung benutzten Gießform aufgebracht und die Beschichtung teilweise gehärtet wird oder, falls die Viskosität genügend hoch ist, die Beschichtung ungehärtet gelassen wird.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten optischen Elementes gemäß Anspruch 1.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann zum Beschichten des ersten Formteils, des zweiten Formteils oder beider Formteile benutzt werden. Somit ist das Beschichtungsverfahren in der Gießform besonders zum Herstellen von sowohl fertigen als auch halbfertigen ophthalmischen Linsen geeignet.
In einer Form der vorliegenden Erfindung wird die erste Schicht auf die Gussfläche einer Gießform so aufgebracht, dass sie die komplette Gussfläche bedeckt. Jedoch sollte angemerkt werden, dass es Fertigungsbedingungen geben kann, die es bewirken, dass die Beschichtung nicht perfekt vollständig über die gesamte Gussfläche reicht, was unter bestimmten Umständen, besonders wenn das optische Element nicht einzufärben ist, die Mängel sehr klein sind oder sich am Umfang des Elements (bei einer ophthalmischen Linse außerhalb des normalen Sichtbereichs) befinden, oder wenn das optische Element nachfolgend mit Vakuumbeschichtungstechniken eine Entspiegelungs-Beschichtung erhält, akzeptabel sein kann. Daher ist es offensichtlich, dass die Bedeckung der Gussfläche nur im wesentlichen vollständig sein muss. Tatsächlich kann dies für die Bedeckung der ersten Schicht durch die zweite Schicht ebenfalls der Fall sein.
Nachdem weiterhin ein in der Gießform beschichtetes optisches Element gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, können weitere Beschichtungen mittels konventioneller Mittel erfolgen, beispielsweise Rotations-, Tauch- oder Vakuumbeschichtung. Zum Beispiel kann ein mit einer hoch verschleißfesten Mehrfachlage in der Gießform beschichtetes optisches Element (hergestellt nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung) darauf folgend nach einer konventionellen Technologie mit einem Paket von traditionellen Mehrfachlagen-Entspiegelungs-Schichten beschichtet werden.
In dieser Beschreibung ist der Bezug auf die Behandlung einer Schicht zum Verhindern einer Beschädigung während folgender Verfahrensschritte so zu verstehen, dass ein Grad von mechanischer und chemischer Robustheit für die Schicht geschaffen wird, zum Beispiel um Haarrisse, Entlaminierung oder Entfernen der Schicht zu verhindern oder um ein Wiederauflösen der Schicht durch nachfolgend aufgebrachte Schichten zu verhindern oder um andere Arten von physikalischen Beschädigungen davon während des Beschichtungsprozesses nachfolgender Schichten zu verhindern. Somit ist der Ausdruck ”Beschädigung” sehr weit zu interpretieren, um jegliche unerwünschte folgende physikalische oder chemische Veränderung einer Schicht zu beinhalten.
Es wird angemerkt, dass eine derartige Behandlung entweder ein teilweises Aushärten der Schicht, ein Lösungsmittelentfernungsschritt oder beides ist, wie im folgenden beschrieben wird. In allen Fällen wird die Behandlung jeder Schicht vorzugsweise in einem Maß durchgeführt, dass die Schicht einen im wesentlichen unlöslichen trockenen Film bildet, der genau die Gussfläche der Gießform in einer im wesentlichen aberrationsfreien Weise wiedergibt. Insbesondere fließt die Schicht allgemein nicht von selbst, obwohl ein Berühren der Schicht mit Fingerdruck sie verformen kann, und sie kann bei Berührung klebrig sein.
Welche Technik auch immer benutzt wird, es wird bevorzugt, dass die Schicht in einer vorbestimmten Weise gemäß der Chemie der folgenden Schichten angefertigt wird. Falls beispielsweise eine Schicht unterhärtet ist, kann sie einen verschleierten Film erzeugen, nachfolgende Schichten oder das organische Material können ihn wieder auflösen, oder sie hat eine schlechte Verschleißfestigkeit. Falls jedoch eine Schicht überhärtet ist, kann sie eine unakzeptable Anhaftung aufweisen.
Unter besonderem Bezug auf die Behandlung, die ein mindestens teilweises Aushärten mit thermischen Techniken ist, wurde gefunden, dass eine Schicht erfolgreich teilweise gehärtet werden kann, indem sie einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 130°C mit einer Dauer im Bereich von einer bis dreißig Minuten ausgesetzt wird. Tatsächlich kann, wenn eine Schicht ein ungesättigtes Monomer, wie beispielsweise ein Acrylat, enthält, sie gehärtet werden, bis sie einen Unsättigungsgrad von etwa 30% bis 90% der Unsättigung aufweist, die sie vor der Aushärtung hatte. Idealerweise kann dies durch die Benutzung von thermischer Energie erreicht werden, die einen thermischen Initiator auslöst. Alternativ kann eine teilweise Aushärtung durch aktivierende Bestrahlung mit beispielsweise Ultraviolettlicht (mit einem geeigneten Initiator im Beschichtungsmaterial) oder mit Elektronenstrahlbestrahlung bewirkt werden.
In dieser Hinsicht wurde gefunden, dass Beschichtungen, die einen Unsättigungsgrad oberhalb 90% haben, einen unklaren Film liefern oder von den nachfolgenden Schichten oder dem organischen Material (d. h. einem, das nicht optisch klar ist) auf dem endgültigen optischen Element aufgelöst werden oder auch eine schlechte Verschleißfestigkeit haben. Jedoch weisen diejenigen, die einen Unsättigungsgrad unterhalb etwa 30% haben, eine allgemein unakzeptable Anhaftung am endgültigen optischen Element auf. Vorzugsweise jedoch wird eine derartige Schicht gehärtet, bis sie einen Unsättigungsgrad im Bereich von 40% bis 75% hat, und höchst vorzugsweise von 55% bis 70% der Unsättigung, die sie vor der Reaktion aufwies.
Bezüglich einer teilweisen Aushärtung einer Schicht sind die für die Aushärtung von Schichten geeigneten Techniken dem Fachmann bekannt, und die spezielle Technik zum Sicherstellen einer mindestens teilweisen Aushärtung wird idealerweise entsprechend der Art des Beschichtungsmaterials ausgewählt. Wenn beispielsweise Polysiloxan-Schichten mit teilweise hydrolysiertem und teilweise kondensiertem Glycidoxypropyltrimethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Allyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, anderen Organosilanen oder anderen funktionalisierten Organosilanen verwendet werden, dann ist es eine Option, entweder die Kondensation weiter fortzuführen, um für ein geliertes Netzwerk zu sorgen, oder durch die organische Komponente der Schicht zu polymerisieren. In dieser Hinsicht kann die Netzwerkbildung über die organische Komponente bewirkt werden, beispielsweise durch Ringöffnung des Glycidoxy-Teils des Glycidoxypropyltrimethoxysilans mittels kationischer Initiatoren oder Aushärtungskatalysatoren, Aushärtung des Ethylen-Teils des Methacryloxypropyltrimethoxysilans, Vinyltrimethoxysilans oder Allyltrimethoxysilans oder durch Verwendung kationischer oder freier Radikalinitiatoren.
Alternativ, und wie oben erwähnt, kann die Behandlung zum Verhindern von Beschädigungen während nachfolgender Stufen eine Lösungsmittelentfernungsbehandlung sein. Die Lösungsmittelentfernung kann durch Lufttrocknung oder die Verwendung von Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung oder Wärme erreicht werden. Eine derartige Lösungsmittelentfernungsbehandlung wird als bevorzugt bei Umständen angesehen, wenn ein Beschichtungsmaterial selbst bereits teilweise gehärtet ist und in einem Lösungsmittel dispergiert oder gelöst ist. Ein Beispiel für ein derartiges System ist ein Polysiloxan mit hohem Molekulargewicht, das in einem Lösungsmittel dispergiert ist und sehr wenig Aushärtung benötigt, wenn überhaupt. Falls das Lösungsmittel nicht von einer aufgebrachten Schicht entfernt wird, kann der Film durch eine nachfolgende Schicht oder das organische Material wieder aufgelöst werden, er kann einen ausreichend mechanisch robusten Film bilden oder nicht undurchlässig für die Diffusion eines Lösungsmittels aus einer nachfolgenden Schicht sein. Tatsächlich kann Lösungsmitteldiffusion in die erste Schicht zum Anschwellen, gefolgt von Spannungsbruch führen, was natürlich unerwünscht ist. Alternativ kann die Lösungsmitteldiffusion zur Entlaminierung der schwach anhaftenden ersten Schicht führen.
Alternativ kann eine Kombination von Lösungsmittelentfernung und teilweiser Aushärtung notwendig sein, um einen Film zu bilden, der ausreichend mechanisch robust ist. Weiterhin ist es offensichtlich, dass zur Beseitigung einiger der mit der Anwesenheit eines Lösungsmittels im Beschichtungsmaterial verbundenen Schwierigkeiten ein lösungsmittelfreies Beschichtungsmaterial benutzt werden kann.
Schließlich versteht es sich, bezüglich der Behandlung der ersten Schicht und der zweiten Schicht, dass eine derartige Schicht auch dazu dient, für eine geeignete Anhaftung der ersten Schicht an der Gussfläche und der zweiten Schicht an der ersten Schicht zu sorgen. Tatsächlich ist es bevorzugt, um eine ausreichend mechanisch robuste Beschichtung zu erhalten, genügend Anhaftung zwischen den Schichten zu haben. In dieser Hinsicht erfolgt genügend Anhaftung durch eine gemeinsame Reaktion der Schichten an der Schnittstelle.
Das teilweise Aushärten des Films kann nicht nur einen mechanisch robusten Film fördern, sondern kann auch eine gemeinsame Reaktion und somit eine Anhaftung zwischen den Filmen fördern. In einigen Fällen muss die Anhaftung der ersten Schicht an der Gießform gesteuert werden. Falls die Anhaftung der ersten Schicht zu stark ist, kann das optische Element beim Öffnen der Gießform Glasmaterial aus der Gießform herausziehen. Alternativ, falls die Anhaftung der ersten Schicht an der Gießform nicht stark genug ist, können Trennungen auftreten, die zu einer unakzeptablen Oberflächenqualität und somit zu einem unakzeptablen optischen Element führen kann. Um dies zu berücksichtigen, kann die Anhaftung von Schichten an Gießformen durch eine Mehrzahl von Techniken beeinflusst werden, wie beispielsweise Oberflächenveränderung der Gießform, wobei eine derartige Veränderung in einer Silanbehandlung oder fluorchemischen Behandlung besteht. Alternativ kann die Gießformanhaftung an einer Schicht durch Zusatz von Entformungsmitteln oder Haftpromotern zum Beschichtungsharz beeinflusst werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen zusätzlichen thermischen Nachaushärtungszyklus nach dem Härten des flüssigen organischen Materials und nach dem Entnehmen des optischen Elements aus der Gießform aufweisen. Solch ein Nachaushärtungszyklus unterstützt bei der Sicherstellung, dass das endgültige optische Element die optimalen Eigenschaften hat. Die Eigenschaften, die durch einen zusätzlichen Nachaushärtungszyklus weiter verbessert werden können, sind Härte, Verschleißfestigkeit, Einfärbungsrate, thermomechanische Eigenschaften und der Wert der aus der Restbelastung resultierenden optischen Spannung.
Ein derartiger zusätzlicher Nachaushärtungszyklus kann nach den gleichen Techniken wie bei der anfänglichen teilweisen Aushärtung der Schichten durchgeführt werden. In dieser Hinsicht sind die während der Nachaushärtung eingesetzten Bedingungen typischerweise ausreichend, um eine im wesentlichen vollständige Aushärtung der Schichten zu erreichen. Es versteht sich, dass ein Nachaushärtungsschritt am wichtigsten für Systeme wie beispielsweise Polysiloxan-Systeme ist, bei denen eine Erwärmung von 90 bis 120°C über einen Zeitraum von bis zu 4 Stunden wünschenswert ist, um die Polysiloxan-Schichten im wesentlichen vollständig zu kondensieren und die optimalen mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit in der Lage, ein optisches Element, wie eine ophthalmische Linse, mit einer dünnen, optisch klaren Mehrfachlagen-Schicht (wie beispielsweise eine verschleißfeste Schicht) auf einer oder mehreren ihrer optische Flächen zu erzeugen.
Die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebrachten Schichten sind im wesentlichen frei von Oberflächenaberrationen, die aus einer Ungleichmäßigkeit der Dicken der Beschichtungslösung, Fließmarkierungen, Aufbau von Schichten (insbesondere an den Segmentlinien und den Kanten der ophthalmischen Linsen) und Rissen von Zwischenschichten entstehen könnten. Weiterhin bilden die Schichten vorzugsweise im wesentlichen genau die Flächen der Gießform nach, aus der eine ophthalmische Linse hergestellt wird, und liefern somit eine optische Fläche mit der gewünschten Oberflächenkonfiguration.
Weiterhin liefert das Verfahren eine Technik, die für das Aufbringen einer Mehrfachlagenschicht auf Einzelstärken-, Mehrfachstärken- oder ophthalmischen Gleitsicht-Linsen gleichermaßen nutzbar ist, und die einen Herstellungsprozess mit hoher Ausbeute und guter Kosteneffizienz für die Produktion von hoch-qualitativen ophthalmischen Linsen liefert.
Zusätzlich zur Verschleißfestigkeit kann das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung auch für das Einbringen von besonderen Merkmalen in eine Mehrfachlagenschicht benutzt werden, wie beispielsweise Entspiegelung, Spiegelschichten, Verbesserung der Stoßfestigkeit, photochromer Farbstoffeinbau, eletrochromer Einbau und Einbau von Tönungen.
Insbesondere können einige dieser Merkmale in einer speziell für dieses Merkmal zugeschneiderten Schicht integriert sein. In ähnlicher Weise kann eine Zwischenlage speziell zum Einbau von Färbungen oder photochromen Farbstoffen konzipiert sein. Alternativ kann ein elektrochromes System, wenn hohe Temperaturen (bis zu 400°C zum Ausglühen einiger Schichten) vorhanden sein können, einfacher zunächst auf eine Fläche der Gießform aufgebracht werden, als das Substrat derartigen Vorgängen auszusetzen.
Weiterhin resultiert eine besonders bevorzugte Form der vorliegenden Erfindung in der Herstellung eines optischen Elements (wie beispielsweise einer ophthalmischen Linse), wobei die erste Schicht eine verschleißfeste Schicht ist und die zweite Schicht eine Zwischenschicht ist, wobei die verschleißfeste Schicht vorzugsweise aus einem Polysiloxan-Beschichtungsharz gebildet ist. In dieser Form reagiert die Zwischenschicht sowohl mit dem verschleißfesten Polysiloxan-Harz wie auch mit dem bevorzugten Typ von organischem Material, nämlich dem Linsenmonomer. In dieser Hinsicht ist, falls ein hartes Standard-Polysiloxan-Harz benutzt wird, Methacryloxypropyltrimethoxysilan (oder ein anderes (Meth)Acrylsilan) vorzugsweise in der Zwischenschicht vorhanden, so dass der Silananteil davon zusammen mit dem Polysiloxan-Harz des harten Überzugs kondensieren und der Methacrylanteil davon mit den ungesättigten Ethylen-Gruppen des Linsenmonomers reagieren kann. Ein Anteil von Methacryloxypropyltrimethoxysilan im weiten Bereich von 30% bis 100% (nach Gewicht) kann benutzt werden, obwohl ein Anteil im Bereich von 50% bis 90% bevorzugt ist.
Da sie durchgängig in der vorliegenden Beschreibung benutzt werden, soll die Bedeutung der folgenden Ausdrücke genannt werden:

a) ”Optisch klar” bedeutet frei von Verschleierungseffekten oder anderen Störungen, die es verhindern, dass ein Objekt auf einer Seite einer Linse von einem Beobachter auf der anderen Seite der Linse klar gesehen werden kann;
b) ”Aberrationsfrei” bedeutet, dass ein Objekt auf einer Seite einer Schicht der beschichteten Linse auf der anderen Seite nicht als gebogen, verdreht oder verzerrt erscheint;
c) ”Optische Fläche” bedeutet eine der Flächen, die für eine optische Korrektur sorgt;
d) ”Linsensubstrat” bedeutet eine organische Flüssigkeit, die nach Aushärtung bei Raumtemperatur einen festen Körper bildet und für optische Eigenschaften sorgt, die mit denen übereinstimmen, die für eine ophthalmische Linse gefordert sind;
e) ”Optisches Element” schließt Linsen für optische Geräte, wie Kameras, Mikroskope, Teleskope, oder zum Brechen oder Reflektieren von Licht (z. B. Spiegel) in wissenschaftlichen oder medizinischen Instrumenten sowie natürlich ophthalmische Linsen aller Arten, seien sie brechend oder plan, ein.

Eingehende Beschreibung der Erfindung
Im folgenden wird auf einige besondere Aspekte von bevorzugten Ausführungsformen und möglichen Alternativen des Verfahrens gemäß der Erfindung Bezug genommen.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist jede aufgebrachte Schicht Idealerweise dünn, obwohl die tatsächliche Dicke von der Funktion der speziellen Schicht abhängt. Die erste Schicht wirkt als verschleißfester Überzug, und hat typischerweise eine Dicke im Bereich von 1 bis 5 μm. Falls die zweite Schicht in ähnlicher Weise als verschleißfester Überzug wirken soll (wenn zum Beispiel eine verschleißfeste, entspiegelte ophthalmische Linse benötigt wird, wobei die erste Schicht einen bestimmten Brechungsindex hat), wird sie vorzugsweise eine Dicke in diesen gleichen Bereichen haben.
Die zweite Schicht wirkt als Haftpromoter zwischen der ersten Schicht und dem Linsensubstrat. Die zweite Schicht ist ebenfalls dünn mit einer typischen Dicke im Bereich von 0,05 bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 μm, jedoch höchst vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 1 μm.
Zusätzlich dazu, dass eine zweite Schicht einen Vorteil bei der Haftung zwischen (in einer Form) einem Linsensubstrat und einer ersten Schicht, die ein verschleißfester Überzug ist, liefert, kann sie auch weitere Funktionen erfüllen. Diese weiteren Funktionen können sein:

(i) Einbau von Farbstoffen, um eine Färbung des Endprodukts zu erzielen;
(ii) Einbau eines photochromen Farbstoffs, um eine lichtempfindliche variable Transmission zu erzielen;
(iii) Einbau eines elektrochromen Systems, das bei Fließen eines Stroms die Farben verändert und die Transmission variiert;
(iv) Einbau eines Flüssigkristallmaterials, das sich bei Anlegen eines elektrischen Felds in Übereinstimmung mit dem elektrischen Feld ausrichtet und eine variable Transmission einer bestimmten Polarisation des Lichts erzielt; und
(v) internes Bewahren der Stoßeigenschaften des endgültigen optischen Elements, insbesondere nach Beschichten mit einem Entspiegelungs-Paket.

Die Lagen in einem derartigen Entspiegelungs-Paket können abwechselnde Lagen mit hohem und niedrigem Brechungsindex aufweisen. Derartige Lagen mit hohem und niedrigem Brechungsindex können aus irgendeinem geeigneten Material bestehen. Die Lagen mit hohem und niedrigem Brechungsindex können aus dielektrischem Material bestehen. Vorzugsweise werden die dielektrischen Lagen aus Metalloxiden, -fluoriden oder -nitriden gebildet. Metalloxide, die für die transparenten Lagen benutzt werden können, enthalten eines oder mehrere von SiO, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, TiO, TiO₂, Ti₂O₃, Y₂O₃, Yb₂O₃, MgO, Pr₂O₃, Ta₂O₅, CeO₂ und HfO₂. Fluoride, die verwendet werden können, sind eines oder mehrere von MgF₂, AlF₃, BaF₂, CaF₂, Na₃AlF₆, Ta₂O₅ und Na₅Al₃F₁₄. Geeignete Nitride sind Si₃N₄ und AIN.
Es sollte angemerkt werden, dass durch Nutzung der Techniken der vorliegenden Erfindung Interferenzringe, die aus einer Nichtübereinstimmung des Brechungsindexes der Schichten oder zwischen den Schichten und dem Substrat resultieren, minimiert werden können, was die Verwendung von Schichten mit nicht übereinstimmendem Brechungsindex ermöglicht. Jedoch liegt allgemein der Wunsch vor, die Brechungsindizes jeder Schicht und des Linsensubstrats so gut wie möglich in Übereinstimmung zu bringen, um die Möglichkeit von Interferenzringen zu minimieren.
In dieser Hinsicht und um den Brechungsindex einer Schicht zu ändern, ohne dass die Chemie der Schichtformulierung geändert werden muss, können Füllmassen mit sehr kleinen Feststoffen hinzugefügt werden. Titaniumdioxid, Siliziumdioxid oder Schichten von Siliziumdioxid auf Titaniumdioxid, Zinnoxid etc. sind zu diesem Zweck verwendet worden. Die durchschnittliche Teilchengröße ist vorzugsweise zwischen 10 nm und 80 nm Durchmesser, höchst vorzugsweise zwischen 20 nm und 50 nm.
Um sicherzustellen, dass diese Teilchen im wesentlichen gleichförmig über die Schicht verteilt sind und nicht klumpen, kann eine Kombination einer Oberflächenbehandlung der Teilchen, Aufpfropfen eines kompatiblen Monomers auf die Oberfläche und/oder Verwenden von Tensiden oder Egalisierern benutzt werden. Der Anteil dieser Teilchen hängt vom Brechungsindex des Materials der Schichtmatrix, dem Brechungsindex der Teilchen-Füllmasse und dem gewünschten Brechungsindex ab, ist aber typisch im Bereich von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% der endgültigen Schicht.
Teilchen können zu allen Schichten hinzugefügt werden, einschließlich einer verschleißfesten Schicht und einer Primerschicht zum Erzielen des gewünschten Brechungsindexes. Durch Verwenden dieser Teilchen kann eine Schicht mit übereinstimmendem Brechungsindex und geringem Verschleierungseffekt für einen Bereich von chemischen Zusammensetzungen erzielt werden. Tatsächlich können diese Teilchen auch spezifisch hinzugefügt werden, um die Verschleißfestigkeit einer Schicht zu erhöhen.
Allgemein gesagt, sind Beispiele für Materialien, die zum Formulieren der im erfindungsgemäßen Verfahren aufzubringenden diversen Schichten benutzt werden können, Materialien, die eine ethylenisch ungesättigte reaktive Gruppe aufweisen, wie beispielsweise Acrylate, Methacrylate, Acrylanhydride, ethylenisch ungesättigte Anhydride, olefinische Verbindungen, Acrylamide, ethylenisch ungesättigte Amide und Urethane, Vinylester, Vinylether, Vinylhalide, Vinylepoxidharze, Vinylsilane und -siloxane, Vinylheterozyklen sowie Präpolymere und Polymere dieser Materialien. Diese Materialien können mono- oder polyfunktional sein.
Zusätzlich können Reaktionssysteme mit nicht freien Radikalen, wie beispielsweise Melamine, Anhydride und amingehärtete Epoxidharze, Maleimide und Polymide, ebenfalls zum Formulieren von diversen Schichten benutzt werden.
Weitere Beispiele für Materialien, die zum Formulieren einer Schicht benutzt werden können, sind Organosilane und Organosiloxane. Solche Materialien sind Vinylsilane, Allylsilane und (Meth)Acrylsilane. Andere Organosilane und Organosiloxane sind Tetraalkoxyorthosilicate, Alkyltrialkyloxysilane, Dialkyldialkyloxysilane, Mercaptosilane, Isocyanatosilane etc. Auch oligomere Materialien auf Basis der erwähnten Organosilan- und Organosiloxan-Typen gehören dazu.
Zusätzlich zu Oxiden auf Basis von Silizium für die verschleißfeste Schicht können auch andere Metalloxide benutzt werden. Materialien wie beispielsweise Tetramethoxytitanat und andere Metalloxide auf Basis von Cer, Zinn, Zirkon etc. und ihre Derivate können als Monomere benutzt werden oder in ähnlicher Weise wie die funktionalen Silane zwecks Bildung einer Präpolymer-Schicht mit ähnlichen Schichteigenschaften wie andere handelsübliche Polysiloxane vorbehandelt werden. Diese Materialien liefern dadurch Vorteile gegenüber Polysiloxanen, dass sie einen höheren Brechungsindex liefern und daher zum Erzeugen von Schichten mit übereinstimmendem Brechungsindex für Substratmaterialien mit höherem Brechungsindex geeignet sind, wie beispielsweise Finalite und Spectralite (registrierte Warenzeichen von Sola International Inc) oder eine Vielzahl von handelsüblichen Thiourethan-Materialien für ophthalmische Linsen.
Weitere Beispiele für Materialien, die zum Formulieren einer Schicht geeignet sind, sind Thiole. Diese Materialien können mono- oder polyfunktional sein und werden oft in Verbindung mit ethylenisch ungesättigten Bindungen enthaltenden Materialien oder Epoxiden benutzt.
Weitere Beispiele für Materialien, die zum Formulieren einer Schicht benutzt werden können, sind diverse handelsübliche Zusammensetzungen auf Basis der erwähnten monomeren Komponenten. Spezielle Beispiele derartiger Materialien sind: SDC 1154, Silvue 339, PPG 1080, Suminal G35, GE 8556 und GE 8553 und GE 8566 etc.
Falls ein Reaktionsinitiator in einer speziellen Schicht benutzt wird, hängt die Art solch eines Reaktionsinitiators allgemein vom benutzten ethylenisch ungesättigten Material ab. Beispielsweise sind bei denen ethylenisch ungesättigten Materialien, die einer Polymerisation der freien Radikale unterliegen, geeignete Initiatoren Verbindungen, die bei Zusatz von Energie ein freies Radikal freigeben oder erzeugen. Solche Initiatoren sind Peroxy-, Azo- und Redoxsysteme, die alle gut bekannt sind und im Stand der Technik der Polymerisation beschrieben sind.
Zu den Initiatoren für freie Radikale zählen die konventionellen wärme-aktivierten Katalysatoren, wie beispielsweise organische Peroxide und organische Hydroperoxide. Beispiele für diese Katalysatoren sind Benzolperoxide, Tertiär-Butylperbenzoat, Cumenhydroperoxid, Azobis(isobutyronitril) und dergleichen.
Die bevorzugten Katalysatoren sind Photopolymerisationsinitiatoren. Zu diesen Initiatoren zählen Acyloin und Derivate davon, wie beispielsweise Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoinisopropylether, Benzoinisobutylether, und .Alpha.-Methylbenzoin; Diketone wie Benzil und Diacetyl etc; organische Sulfide wie Diphenylmonosulfid, Diphenyldisulfid, Decylphenylsulfid, und Tetramethylthiuram-Monosulfid; S-Acyldithiocarbamate, wie beispielsweise S-Benzoyl-N,N-Dimethylthiocarbamate; Phenone wie beispielsweise Acetophenon, .Alpha.,.Alpha.,.Alpha.-Tribromacetophenon, .Alpha.,.Alpha.-Diethoxyacetophenon, .Alpha.,.Alpha.,.Alpha.-dimethoxy-.Alpha.-phenyl-Cacetophenon, o-nitro-.Alpha.,.Alpha.,.Alpha.-tribomacetophenon, Benzophenon und p,p'-Bis(dimethyliamino)benzophenon; aromatische Jodonium- und aromatische Sulfonium-Salze, Sulfonylhalide wie beispielsweise p-Toluensulfonylchorid, 1-Naphthalensulfonylchlorid, 2-Naphthalensulfonylchlorid, 1,3-Benzoldisulfonylchlorid, 2,4-Dinitrobenzolsulfonylbromid und p-Acetamidbenzolsulfonylchlorid.
Die mit Silan- und Siloxan-Materialien verwendeten Reaktionskatalysatoren sind zum Beispiel Ammoniumperchlorat und Aluminiumacetylacetonat, die Epoxidringe öffnen können und als Hochtemperatursäuren wirken.
Die Schichtzusammensetzungen können eine Vielzahl von anderen Bestandteilen enthalten, wie beispielsweise kompatible Monomere und Polymere, Stabilisatoren, Antioxidantien, Flexibilisatoren, Koloriermittel (z. B. Farbstoffe und Pigmente), Verstärkungsfüllmaterialien, Tenside, Flussmittel, Egalisierer, Härteverstärker (z. B. kolloides Silica), Brechungsindexmodifizierer (z. B. Titandioxid, Zirkondioxid, Antimonoxid etc), antistatische Mittel, UV-Absorptionsmittel und dergleichen. Zusätzlich können Lösungsmittel zum Erleichtern der Anfertigung und Aufbringung der Zusammensetzungen benutzt werden.
Wie ebenfalls oben erwähnt, wirkt in einer Form des erfindungsgemäßen Verfahren die zweite Schicht (welche in dieser Form als Primerschicht bezeichnet werden kann) als durch die Polymerisation des organischen Materials gebildeter Haftpromoter zwischen der ersten Schicht und dem Linsensubstrat. Bei speziellen Anwendungen ist eine derartige Schicht entsprechend anzupassen. Falls beispielsweise die Schicht die Haftung eines harten Polysiloxanüberzugs an einem Linsensubstrat wie z. B. CR-39 fördern soll, benötigt die Schicht wenigstens 30% Methacryloxypropyltrimethoxysilan. Comonomere mit Methacryloxypropyltrimethoxysilan können andere Polysiloxane, Monomere/Oligomere mit reaktiven ethylenisch ungesättigten Gruppen, Monomere/Oligomere, die über Kondensation reagieren, oder Kombinationen davon enthalten.
Unter Bezug auf das Herstellverfahren bestehen die bei der Herstellung von beispielsweise ophthalmischen Linsen aus organischen Materialien benutzten Gießformen allgemein aus Glas oder Metall und haben typisch einen ersten und einen zweiten Formteil, die in einer Dichtungsmanschette montiert sind und die Vorder- und die Rückseite auf den Linsen bilden. Wenigstens einer dieser Teile hat eine Fläche, die die endgültige optische Fläche bildet. Je nach der speziellen Anwendung kann eine dauerhafte oder halb-dauerhafte Behandlung zur Erleichterung der Entformung vorgenommen werden.
Die Schichten des erfindungsgemäßen Verfahrens können auf eine oder mehr der Gießflächen mit einer Vielzahl von Techniken aufgebracht werden, einschließlich Sprühen, Tauchen, Bürsten, Fluten (”Flow-Coating”), Rotieren (”Spin-Coating”) und dergleichen.
Falls eine der Schichtzusammensetzungen ein Lösungsmittel enthält, kann und vorzugsweise wird das Lösungsmittel vor der Ablagerung von folgenden Schichten oder vor dem Füllen der Gießformen entfernt, aus den oben beschriebenen Gründen. Die Lösungsmittelentfernung findet entweder zusammen mit einer teilweisen Aushärtung statt oder als separater Vorgang, der vorzugsweise vor einer teilweisen Aushärtung ausgeführt wird. Die Lösungsmittelentfernung kann durch Lufttrocknung oder mittels Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung oder Wärme erfolgen, wiederum wie weiter oben allgemein beschrieben.
Nachdem der gewünschte Grad an Aushärtung (oder Lösungsmittelentfernung) erreicht ist, wird die Gießform vorzugsweise zusammengebaut und mit flüssigem organischem Material gefüllt, um das Linsensubstrat zu schaffen. Eine große Vielzahl von Duroplast-Materialien kann eingesetzt werden. In der bevorzugten Form ist alles, was notwendig für solche Materialien ist, dass sie sich zu einem raumtemperaturfesten, optisch klaren optischen Element verfestigen können. Beispiele für nutzbare Duroplast-Materialien sind Allyldiglycolcarbonat-Monomer (auch bekannt als CR-39), Acrylat-Monomere und Acrylat-Oligomere, Thiourethane, Kombinationen von multifunktionalen Thiolen mit Acrylaten etc.
Wenn die Gießform gefüllt ist, kann die organische Flüssigkeit mit einer geeigneten Technik gehärtet werden. Beispielsweise kann Allyldiglycolcarbonat gehärtet werden, indem man es Wärme im Bereich von 35°C bis 120°C über bis zu 24 Stunden in einem Ofen oder in einer Reihe von Wasserbädern entsprechend einem vorgegebenen Ablauf in Anwesenheit eines geeigneten Polymerisationsmittels aussetzt.
Wenn die organische Flüssigkeit härtet, bilden die zur organischen Flüssigkeit benachbarte Schicht und jede folgende Schicht in direktem Kontakt vorzugsweise eine feste Bindung mit einer ausgezeichneten Haftung. Die Haftung zwischen einzelnen Schichten und mit dem Linsensubstrat ist vorzugsweise derart, dass die Struktur bei beschleunigter Bewitterung, Wetter im Freien und dreistündigen Kochtests und dergleichen ohne Verlust an Haftung, übermäßige Rissbildung, Entlaminierung etc. überleben kann. Der Verlust an Haftung kann als Standard-Industrietest mit einem Band gemessen werden, wobei eine Reihe von Gitterbereichen auf einer Linsenfläche gebildet werden, ein druckempfindliches Klebeband aufgebracht wird und das Band dann schnell entfernt wird.
Nach Aushärtung wird die gegossene ophthalmische Linse aus der Gießform entnommen. Da die Haftung der Mehrfachlagen-Schichten am Linsensubstrat größer ist als die Haftung an der Fläche der Gießform, wird die ophthalmische Linse im wesentlichen vollständig von der Gießform getrennt. Es wird bevorzugt, dass die Haftung der ersten Lage an der Gießform derart ist, dass diese Lage während der Verarbeitung nicht von der Gießform getrennt wird, bis die Gießform geöffnet wird, um eine Verschmutzung der Gießformfläche z. B. durch Wasser etc. während der Verarbeitung zu verhindern.
Durch Verwendung von ophthalmischen Standard-Industrietests auf Verschleiß kann die Verschleißfestigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten ophthalmischen Linsen demonstriert werden. In dieser Hinsicht wurde gefunden, dass für derartige Linsen der Verschleierungseffekt nach einem Bayer-Verschleißfestigkeitstest weniger als 1/4 so stark war wie bei einer unbeschichteten CR-39-Linse. Der Verschleierungseffekt nach einem Verschleißfestigkeitstest mit Stahlwolle war weniger als 1/20 so stark wie bei einer unbeschichteten CR-39-Linse. Im Vergleich hatte eine konventionelle Ein-Lagen-Schicht in einer Gießform mit genügender Haftung an das Linsensubstrat und geeigneten Entformungseigenschaften Verschleierungswerte nach einem Bayer-Verschleißfestigkeitstest von nur 1/1,5 bis 1/2 von einer unbeschichteten CR-39-Linse.
Beschreibung von Beispielen für die Erfindung
Beispiele für geeignete Materialien zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun genannt, und folgend werden auch Beispiele für die Verfahrensschritte selbst genannt. Das Aufzählen dieser Beispiele ist so zu verstehen, dass die spezielle Art der folgenden Beschreibung keine Einschränkung für die Allgemeinheit der obigen Beschreibung darstellt.
Beispiel 1
Hardcoat-Harz 1
Zu 20 Teilen Methyltrimethoxysilan, 26 Teilen Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 33 Teilen Methanol werden 21 Teile Wasser tropfenweise zugegeben, um Hydrolyse zu bewirken. Die Lösung wurde bei +75°C vakuumdestilliert, um Wasser und frei gegebenes Methanol zu entfernen. Dies bildete das Grundharz.
Zu 76 Teilen des obigen Harzes wurden 20,8 Teile von kolloidem Silica, 0,4 Teile Aluminiumacetylacetonat und 2,8 Teile einer 10%-igen Lösung von Ammoniumperchlorat in Wasser zugegeben. Das hier genannte Harz wird als Hardcoat-Harz 1 bezeichnet.
Primercoat-Harz 1
Zu 30 Teilen Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 20 Teilen Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 35 Teilen Methanol werden 15 Teile Wasser tropfenweise zugegeben, um Hydrolyse zu bewirken. Die Lösung wurde bei +75°C vakuumdestilliert, um Wasser und frei gegebenes Methanol zu entfernen.
Zu 20 Teilen des obigen Harzes wurden 80 Teile Ethylacetat zugegeben. Das hier genannte Harz wird als Primercoat-Harz 1 bezeichnet.
Das Hardcoat-Harz 1 wurde durch mit Phenyltrichlorat behandelte Glas-Gießformen flutbeschichtet. Die Gießformen wurden 6 Minuten lang auf 120°C erhitzt, um eine teilweise Aushärtung zu bewirken, und wurden dann abgekühlt. Das Primercoat-Harz 1 wurde durch die Hardcoat-behandelten Gießformen flutbeschichtet. Die Gießformen wurden 15 Minuten lang auf 120°C erhitzt, um eine teilweise Aushärtung zu bewirken, und wurden dann abgekühlt. Die Gießformen wurden zusammengesetzt, mit CR-39 befüllt und gehärtet. Bei Abschluss der Aushärtung wurden die Gießformen geöffnet. Die Linsen wurden dann nochmals 2 Stunden lang bei 120°C nachgehärtet.
Beispiel 2
Hardcoat-Harz 2
Zu 100 Teilen PPG 1080 (einem handelsüblichen Hardcoat-Harz) wurden 0,28 Teile von Aluminiumacetylacetonat und 1,76 Teile einer 10%-igen Lösung von Ammoniumperchlorat in Wasser zugegeben. Das hier genannte Harz wird als Hardcoat-Harz 2 bezeichnet.
Primercoat-Harz 2
30 Teile Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 20 Teile Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 35 Teile Methylisobutylketon (MIBK) und 15 Teile einer 1M-Kaliumhydroxid-Lösung wurden zur Bildung einer unvermischbaren Lösung kombiniert. Diese Lösung wurde dann 24 Stunden lang gerührt, um das Molekulargewicht zu entwickeln (nach etwa 1 Stunde Rühren wird die Lösung mischbar), und bildet das Grundharz.
Zu 50 Teilen dieses Grundharzes wurden 45 Teile MIBK, 5 Teile einer 10%-igen Lösung von Eisessig in MIBK, 0,28 Teile Aluminiumacetylacetonat und 1,76 Teile einer 10%-igen Lösung von Ammoniumperchlorat in Wasser zugegeben. Dieses Harz wird als Primercoat-Harz 2 bezeichnet.
Das Hardcoat-Harz 2 wurde durch mit Phenyltrichlorat behandelte Glas-Gießformen flutbeschichtet. Die Gießformen wurden 5 Minuten lang luftgetrocknet, um Lösungsmittel zu verdampfen. Das Primercoat-Harz 2 wurde durch die Hardcoat-behandelten Gießformen flutbeschichtet. Die Gießformen wurden 5 Minuten lang luftgetrocknet, um Lösungsmittel zu verdampfen. Die Gießformen wurden zusammengesetzt, mit CR-39 befüllt und gehärtet. Bei Abschluss der Aushärtung wurden die Gießformen geöffnet. Die Linsen wurden dann nochmals 2 Stunden lang bei 120°C nachgehärtet.
Beispiel 3
PPG 1080 wurde ohne weitere Änderung durch mit Phenyltrichlorat behandelte Glas-Gießformen flutbeschichtet. Die Gießformen wurden 6 Minuten lang auf 120°C erhitzt, um eine teilweise Aushärtung zu bewirken, und wurden dann abgekühlt. Das Primer-Harz 1 wurde durch die Hardcoat-behandelten Gießformen flutbeschichtet. Die Gießformen wurden 15 Minuten lang auf 120°C erhitzt, um eine teilweise Aushärtung zu bewirken, und wurden dann abgekühlt. Die Gießformen wurden zusammengesetzt, mit CR-39 befüllt und gehärtet. Bei Abschluss der Aushärtung wurden die Gießformen geöffnet. Die Linsen wurden dann nochmals 2 Stunden lang bei 120°C nachgehärtet.

Die gemäß den Beispielen 1 bis 3 hergestellten Linsen wurden dann diversen Haft- und Verschleißfestigkeitstests gemäß traditionellen Techniken unterworfen. Die Ergebnisse dieser Tests sind im folgenden aufgeführt. Haftung

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3

Primär	bestanden	bestanden	bestanden
3 Stunden Kochen	bestanden	bestanden	bestanden
Sonnentest	bestanden	bestanden	bestanden
Außenbewitterung	bestanden	bestanden	bestanden

Verschleißfestigkeit*

Bayer-Zahl	4,9	3,8–4,2	4,1
Stahlwolle	> 20	> 20	> 20
Taber	17	12	12

*Die Verschleißfestigkeitszahlen basieren auf dem Verhältnis des sich zwischen den beschichteten Linsen entwickelnden Verschleierungseffekts zu dem sich bei unbeschichteten CR-39 entwickelnden Verschleierungseffekt.

Schließlich wird darauf hingewiesen, dass andere Variationen und Änderungen an den hier beschriebenen Verfahren und Zusammensetzungen durchgeführt werden können, ohne dass vom Geltungsbereich der Ansprüche abgewichen wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines beschichteten optischen Elementes, wobei das Verfahren eine Gießform mit einem ersten Formteil und einem zweiten Formteil zum Bilden der Vorder- bzw. der Rückfläche des optischen Elements verwendet und einer der Formteile eine Gussfläche aufweist, wobei das Verfahren aus den Stufen besteht: Aufbringen einer ersten Schicht zum Bedecken der Gussfläche eines Formteils, wobei die Gussfläche einer Fläche des optischen Elements eine gewünschte optische Konfiguration verleihen kann; Aufbringen einer zweiten Schicht auf der ersten Schicht, um im wesentlichen die erste Schicht zu bedecken; Befüllen der Gießform mit einem flüssigen organischen Material; Härten des flüssigen organischen Materials, um so das an der zweiten Schicht anhaftende optische Element zu bilden; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine verschleißfeste Schicht ist; dass die erste Schicht behandelt wird, um eine Beschädigung der verschleißfesten Schicht während der folgenden Verfahrensschritte zu vermeiden; und dass die zweite Schicht behandelt wird, um für eine mindestens schwache Anhaftung der zweiten Schicht an der ersten Schicht zu sorgen und um eine Beschädigung der zweiten Schicht während der folgenden Verfahrensschritte zu vermeiden, wobei die zweite Schicht eine Zwischenschicht ist, die sich mit dem flüssigen organischen Material und der verschleißfesten Schicht verbinden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht auf die Gussfläche der Gießform so aufgebracht wird, dass sie die Gussfläche vollständig abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Behandlung jeder Schicht in einem Maß durchgeführt wird, wobei die Schicht einen im wesentlichen unlöslichen trockenen Film bildet, der genau die Gussfläche der Gießform in einer im wesentlichen aberrationsfreien Form nachbildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Behandlung eine wenigstens teilweise Aushärtung ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die wenigstens teilweise Aushärtung durchgeführt wird, indem eine Schicht einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 130°C mit einer Dauer im Bereich von einer bis dreißig Minuten ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Schicht ein ungesättigtes Monomer enthält, und die Schicht ausgehärtet wird, bis sie einen Unsättigungsgrad von 30% bis 90% der Unsättigung aufweist, die sie vor der Aushärtung hatte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine Schicht ein ungesättigtes Monomer enthält, und die Schicht ausgehärtet wird, bis sie einen Unsättigungsgrad von 55% bis 70% der Unsättigung aufweist, die sie vor der Aushärtung hatte.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Aushärtung von einem thermischen Initiator oder durch aktivierende Bestrahlung mit einem geeigneten Initiator oder durch Elektronenstrahlbestrahlung eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Schicht eine Polysiloxan-Schicht ist, die teilweise hydrolysiertes und teilweise kondensiertes Glyzidoxypropyltrimethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Allyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan oder andere Organosilane enthält, und wobei die Kondensation davon weiter fortgeführt wird, um für ein geliertes Netzwerk zu sorgen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Schicht eine Polysiloxan-Schicht ist, die teilweise hydrolysiertes und teilweise kondensiertes Glyzidoxypropyltrimethoxysilan, Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Allyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan oder andere funktionalisierte Organosilane enthält, und wobei ein geliertes Netzwerk durch die Polymerisation der organischen Komponente des Polysiloxans gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Netzwerkbildung über die organische Komponente beispielsweise durch Ringöffnung des Glyzidoxy-Teils des Glyzidoxypropyltrimethoxysilans mittels kationischer Initiatoren oder aushärtender Katalysatoren, Aushärtung des Ethylen-Teils des Methacryloxypropyltrimethoxysilans, Vinyltrimethoxysilans oder Allyltrimethoxysilans oder durch Verwendung kationischer oder freier Radikalinitiatoren bewirkt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Behandlung die Entfernung von Lösungsmittel aus einer Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Schicht eine Polysiloxan-Schicht ist und die Lösungsmittelentfernung durch Ausnutzung der thermischen Energie zum Entfernen des Lösungsmittels und des Hydrolyseprodukts daraus ohne das Auftreten weiterer wesentlicher Kondensation erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den weiteren Schritt eines thermischen Nachaushärtungszyklus nach dem Härten des flüssigen organischen Materials aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der thermische Nachaushärtungszyklus ausreichend ist, um das im wesentlichen vollständige Aushärten der Schichten sicherzustellen.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei eine oder mehr Schichten aus Polysiloxan bestehen, und wobei der thermische Nachaushärtungszyklus das Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 90 bis 120°C für eine Zeitdauer von bis zu 4 Stunden beinhaltet, um die Polysiloxan-Schichten im wesentlichen vollständig zu kondensieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Element im folgenden wie benötigt mit weiteren Schichten beschichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anhaften von Schichten an einer Fläche der Gießform durch eine Änderung der Fläche der Gießform unterstützt wird, wobei jede Änderung der Fläche in der Form einer Silanbehandlung oder einer fluor-chemischen Behandlung besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Anhaften von Schichten an einer Fläche der Gießform durch Zusetzen von Entformungsmitteln oder Haftpromotern zum Beschichtungsharz unterstützt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die verschleißfeste Schicht aus einem Polysiloxanharz und die Zwischenschicht aus einem (Meth)Acrylsilan hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Zwischenschicht einen Anteil von (Meth)Acrylsilan im Bereich von 30% bis 100% (nach Gewicht) enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Zwischenschicht einen Anteil von (Meth)Acrylsilan im Bereich von 50% bis 90% (nach Gewicht) enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei das (Meth)Acrylsilan Methacryloxypropyltrimethoxysilan ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine oder mehr Schichten eine verschleißfeste Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,5 bis 50 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Dicke der verschleißfesten Schicht im Bereich von 1 bis 5 μm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei die zweite Schicht als Anhaftpromoter zwischen der ersten Schicht und dem organischen Material wirkt und eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 50 μm hat.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die zweite Schicht eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 1 μm hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei ein Antireflexionsstapel von Schichten über das optische Element beschichtet ist, wobei der Stapel insgesamt eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 20 μm hat.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Stapel insgesamt eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 5 μm hat.
Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, wobei der Stapel abwechselnd Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei Partikelfüllstoffe einer Schicht zugesetzt werden, um den Brechungsindex der Schicht zu ändern, ohne die Chemie der Schichtzusammensetzung zu ändern, wobei der durchschnittliche Durchmesser der Partikel im Füllstoff im Bereich von 10 nm bis 80 nm liegt.
Verfahren zum Herstellen einer ophthalmischen Linse, enthaltend als Teil davon ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31.