ES2302661B1

ES2302661B1 - Lente de base polimerica que comprende una capa endurecedora, una multicapa interferencial y una capa dura intercalada entre ambas, y procedimiento de fabricacion correspondiente.

Info

Publication number: ES2302661B1
Application number: ES200800387A
Authority: ES
Inventors: Ricardo Fernandez Serrano; Eva Gutierrez Berasategui; Antoni Vilajoana I Mas; Juan Carlos Dursteler Lopez
Original assignee: Indo Internacional SA
Current assignee: Indo Internacional SA
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-02-14
Also published as: US20110014442A1; JP2011512553A; ES2302661A1; EP2245486A1; WO2009100750A1; EP2245486B1

Abstract

Lente de base polimérica que comprende una capa endurecedora, una multicapa interferencial y una capa dura intercalada entre ambas, y procedimiento de fabricación correspondiente.

Lente de base polimérica que comprende una capa endurecedora (L), una multicapa interferencial (I) y una capa duró (D) intercalada entre ambas, y procedimiento de fabricación correspondiente. Lente de base polimérica que comprende una capa endurecedora (L), de un espesor mayor de 500 nm, y una multicapa interferencial (I) que está formada por una pluralidad de subcapas cada una de las cuales tiene un espesor menor de 250 nm. La lente comprende, adicionalmente una capa dura (D) intercalada entre la capa endurecedora (L) y la multicapa interferencial (I), donde la capa dura (D) tiene un espesor mayor que 300 nm. La lente puede tener también una capa flexible (F), obtenible a partir de la polimerización de monómeros organometálicos mediante PECVD y/o sputtering, dispuesta entre la capa endurecedora (L) y la capa dura (D). El procedimiento de fabricación comprende una etapa de activación a alto vacío de la superficie de la capa endurecedora (L), previa a la etapa de formación de la capa dura (D).

Description

Campo de la invención

La invención se refiere a unas lentes de base polimérica de elevada resistencia a la abrasión, que suelen comprender una capa endurecedora y una multicapa interferencial, donde la capa endurecedora tiene un espesor de por lo menos 500 nm (nanómetros) y la multicapa interferencial está formada por una pluralidad de subcapas donde el espesor de cada una de dichas subcapas es menor de 250 nm. La invención se refiere también a unos procedimientos de fabricación de estas lentes.

Estado de la técnica

Es bien conocido el recubrimiento de lentes, y en particular de lentes oftálmicas de naturaleza polimérica u orgánica, con capas endurecedoras para mejorar la resistencia a la abrasión de las mismas. Este procedimiento de recubrimiento se realiza debido a que la resistencia al rayado de este tipo de lentes poliméricas es mucho menor que el de las lentes minerales. Este recubrimiento endurecedor (laca) se aplica usualmente por inmersión en un baño (poli)siloxánico, acrílico, metacrílico o poliuretánico y su posterior curado en un horno a temperaturas entre 100ºC y 130ºC. Mediante este procedimiento se obtienen capas endurecedoras de espesores entre 1 micra a 3 micras. Otra técnica posible para realizar el recubrimiento endurecedor es mediante la aplicación de lacas por la técnica de spinning con características mecánicas similares a las anteriores pero con un proceso productivo que realiza únicamente una cara de la lente por etapa.

Asimismo, es conocido también recubrir lentes con un apilamiento de capas con una funcionalidad antireflejante (o interferencial) que permitan reducir la cantidad de luz visible reflejada por la lente o por un apilamiento interferencial con funcionalidad de espejo que permite aumentarla. Para conseguir estos resultados, habitualmente se realiza un apilamiento de entre 4 a 6 capas de espesores entre 10 nm a 150 nm cada una. Ello se hace habitualmente mediante técnicas de PVD (Physical Vapor Deposition) mediante cañón de electrones o evaporación térmica aunque existen otras técnicas como el Plasma enhanced Chemical Vapor Deposition (PeCVD) o el Sputtering.

Las propiedades mecánicas de estas capas depositas por alto vacío confieren al conjunto polímero orgánico lacado, una mayor dureza y un incremento de la resistencia al rayado y a la abrasión. Esta medida de la resistencia a la abrasión se realiza habitualmente en el ámbito industrial mediante el denominado test de Bayer de la empresa Colts Laboratories con referencia de procedimiento operativo Standard L-11-10-06 y compara la resistencia a la abrasión a la de un substrato CR39. Así, un valor de BR = 10 significa que la lente tratada es 10 veces más resistente a la abrasión que una lente de CR39. En la presente invención se ha hecho uso de este ensayo.

También se utiliza habitualmente un test de medida de la resistencia a la abrasión bajo presión de las lentes denominado Steel Wool SW de la empresa Colts Laboratories con referencia de procedimiento operativo Standard L-11-12-08. En la presente invención se emplea también este test, pero de una forma modificada: se ha aumentado el tiempo a 10 minutos y la carga a 6 kg aplicada dada la alta resistencia a la abrasión de las lentes.

En el documento EP 1.655.385, de Satis Vacuum Industries Vertriebs - AG, se describe un procedimiento en el que entre el substrato orgánico y la multicapa interferencial se intercala una capa de transición formada por PeCVD y empleando hexametilendisiloxano (HMDSO) como precursor.

En el documento US 6.596.368, de Essilor International, se describen unos procedimientos de sputtering concretos que permiten mejorar la adherencia de la multicapa interferencial al substrato polimérico o a la capa endurecedora (la laca).

Sin embargo, persiste la necesidad de mejorar la resistencia a la abrasión de las lentes de base polimérica y persiste también la necesidad de conseguir que las diferentes capas de una lente de base polimérica, en particular las multicapas interferenciales, tengan una adherencia lo más alta posible.

En la presente descripción y reivindicaciones se debe entender por lente todo sistema óptico compuesto por al menos una superficie y que presenta propiedades dióptricas y/o catóptricas. Es decir, todo sistema óptico basado en fenómenos de refracción (sistemas dióptricos) o fenómenos de reflexión (sistemas catóptricos). Asimismo se deben considerar lentes aquellos sistemas ópticos que combinen ambos efectos, como por ejemplo sistemas ópticos con una primera superficie refractante y una segunda superficie reflectante, superficies ópticas con superficies semitransparentes, etc.

Sumario de la invención

La invención tiene por objeto superar estos inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante una lente del tipo indicado al principio caracterizada porque comprende, adicionalmente, una capa dura intercalada entre dicha capa endurecedora y dicha multicapa interferencial, donde dicha capa dura tiene un espesor mayor que 300 nm y está formada a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr_{2}O_{3}, zirconio metálico, ZrO, ZrO_{2}, silicio metálico, SiO, SiO_{2}, titanio metálico, TiO, TiO_{2}, Ti_{3}O_{5}, aluminio metálico, Al_{2}O_{3}, tántalo metálico, Ta_{2}O_{5}, cerio metálico, CeO_{2}, hafnio metálico, HfO_{2}, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y_{2}O_{3}, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO_{2}, Pr_{2}O_{3}, tungsteno, WO_{3}, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio.

Efectivamente, el hecho de incluir esta capa dura de espesor mayor de 300 nm permite mejorar la respuesta mecánica del conjunto. Esto es debido a que la respuesta mecánica del conjunto a ensayos de nanoindentación es la de la multicapa interferencial en el caso de que el valor de la penetración de indentación sea menor del 10% del espesor de la multicapa interferencial. Si el valor de la penetración de indentación es mayor, entonces la respuesta mecánica del conjunto viene influida por las propiedades mecánicas de las capas inferiores y, llegado el caso, del propio substrato polimérico. Por ello, la adición de esta capa dura que, de hecho, puede ser del mismo material que cualquiera de las subcapas de la multicapa interferencial pero que es de un espesor mucho mayor que cualquiera de las subcapas de la multicapa interferencial, permite mejorar claramente las propiedades mecánicas del conjunto, en particular su resistencia a la abrasión. Por lo tanto, esta capa dura realmente no está ejerciendo una función interferencial sino que está ejerciendo una función mejoradora de las propiedades mecánicas.

Sin embargo, la inclusión de esta capa dura dificulta la adhesión de la multicapa interferencial, lo cual puede llegar a ser un problema en determinados casos, en particular si se desea incluir una capa dura de elevado espesor. Por ello, ventajosamente la lente tiene una capa flexible, obtenible a partir de la polimerización de monómeros organometálicos mediante un procedimiento de PECVD y/o sputtering, dispuesta entre dicha capa endurecedora y dicha capa dura. Efectivamente, esta capa flexible mejora la adhesión de la multicapa interferencial ya que permite flexibilizar el conjunto y acomodar el estado de tensiones residuales introducido con la capa dura y con la multicapa interferencial. La capa flexible así obtenida tiene unas propiedades mecánicas intermedias entre la capa dura (y la multicapa interferencial) y la capa endurecedora. De esta manera, la combinación de la capa dura con la capa flexible permite seleccionar el valor de resistencia a la abrasión directamente seleccionando el espesor de la capa gruesa y de la capa flexible. La posibilidad de disponer de procesos que permitan obtener resistencias a la abrasión en un rango muy amplio, incluso decenas de veces el valor de la lente lacada, en función de las condiciones de fabricación de la lente permitirá diseñar procesos personalizados a las necesidades de cada aplicación concreta.

Un experto en la materia conoce la técnica de formación de capas mediante la polimerización de monómeros organometálicos y es capaz de reconocer cuándo una determinada capa está formada mediante esta técnica. Sin embargo, es complejo definir este tipo de capas por sus características físicas, por lo que es necesario definirlas por su procedimiento de obtención. Sin embargo, debe quedar claro que la capa flexible es ventajosa en sí misma, con independencia del procedimiento que se haya empleado para generarla. En consecuencia, debe quedar claro que al decir "obtenible" se pretende definir como es la capa en si misma con independencia del procedimiento de obtención.

Preferentemente la lente tiene una capa de adherencia de un espesor menor de 10 nm, intercalada entre dicha capa endurecedora y dicha capa flexible, donde dicha capa de adherencia está formada a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr_{2}O_{3}, zirconio metálico, ZrO, ZrO_{2}, silicio metálico, SiO, SiO_{2}, titanio metálico, TiO, TiO_{2}, Ti_{3}O_{5}, aluminio metálico, Al_{2}O_{3}, tántalo metálico, Ta_{2}O_{5}, cerio metálico, CeO_{2}, hafnio metálico, HfO_{2}, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y_{2}O_{3}, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO_{2}, Pr_{2}O_{3}, tungsteno, WO_{3}, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio. De esta manera se mejora aun más la adherencia del conjunto.

Ventajosamente la capa flexible es de mayor espesor que el conjunto de la capa dura y la multicapa interferencial. En particular, es ventajoso que la suma del espesor de la capa dura más el espesor de la multicapa inteferencial esté entre el 70% y el 100% del espesor de la capa flexible.

Una forma preferente de realización de un lente de acuerdo con la invención se obtiene al añadir una segunda capa dura y una segunda capa flexible, intercaladas entre la capa flexible y la capa dura, donde la segunda capa dura tiene un espesor comprendido entre los 3 nm y los 20 nm y está formado a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr_{2}O_{3}, zirconio metálico, ZrO, ZrO_{2}, silicio metálico, SiO, SiO_{2}, titanio metálico, TiO, TiO_{2}, Ti_{3}O_{5}, aluminio metálico, Al_{2}O_{3}, tántalo metálico, Ta_{2}O_{5}, cerio metálico, CeO_{2}, hafnio metálico, HfO_{2}, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y_{2}O_{3}, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO_{2}, Pr_{2}O_{3}, tungsteno, WO_{3}, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio.

Ventajosamente la multicapa interferencial comprende una pluralidad de capas o subcapas, preferentemente entre 4 y 6 capas, donde cada capa tiene un espesor comprendido entre los 10 nm y los 220 nm.

Preferentemente la capa endurecedora es de base polisiloxánica, acrílica, metacrílica o poliuretánica.

Ventajosamente la lente de acuerdo con la invención tiene una capa final hidrofóbica, preferentemente perfluorada y de un espesor comprendido entre 5 nm y 40 nm.

Preferentemente la capa flexible y/o la segunda capa flexible han sido generadas a partir de un monómero organometálico de una familia de monómeros organometálicos del grupo de familias formado por: familia del silicio, familia del zirconio, familia del titanio y familia del tántalo. En particular, preferentemente la capa flexible y/o la segunda capa flexible han sido generadas a partir de un monómero organometálico del grupo formado por: hexametildisiloxano (HMDSO), tetraetil ortosilicato (TEOS), isopropoxido de titanio (IV), y tetrakis(dimetilamido)zirconio(IV).

Ventajosamente la multicapa interferencial y/o la primera capa dura y/o la segunda capa dura ha sido formada a partir de un material del grupo formado por: ZrO_{2}, SiO_{2}, Si_{3}N_{4} y Ta_{2}O_{5}.

La invención tiene también por objeto una lente de base polimérica que tiene un valor de resistencia a la abrasión mayor que 20, medido en unidades BR según el test de Bayer. Efectivamente, no son conocidas lentes de base polimérica que tengan un valor de resistencia a la abrasión mayor que 20 BR, siendo el procedimiento descrito en la presente invención el único procedimiento capaz de obtener lentes de base polimérica que tengan una resistencia a la abrasión tan elevada. Análogamente, la invención tiene asimismo por objeto una lente de base polimérica que tiene un valor de resistencia a la abrasión menor que 0'35%, medido en unidades Haze según el test de Steel Wool a 6 kg durante 10 minutos y con malla 0000. Al igual que en el caso anterior, no son conocidas lentes de base polimérica que tengan un valor de resistencia a la abrasión menor que 0'35% Haze en las citadas condiciones de ensayo.

Por otro lado, la invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de una lente de base polimérica de acuerdo con la invención, caracterizado porque comprende una etapa [a] de formación de la capa endurecedora, una etapa [b] de formación de la capa dura, una etapa [c] de formación de la multicapa interferencial, y una etapa [a] de activación a alto vacío de la superficie de la capa endurecedora, donde la etapa [a'] tiene lugar antes de dicha etapa [b]. Efectivamente, al realizar un proceso de activación de la superficie de la capa endurecedora se aumenta la energía superficial de la misma promoviendo la adherencia de las capas que se depositen posteriormente por técnicas de alto vacío. Dada la naturaleza química de la capa endurecedora, el espectro de posibles ataques químicos que pueden incrementar su energía superficial sin degradar sus propiedades físicas y su apariencia cosmética es muy limitado. Sin embargo, los procesos de alto vacío, como por ejemplo el plasma, permiten una gran cantidad de actuaciones superficiales que no degradan las propiedades físicas y químicas de la laca ni su aspecto cosmético. Además, al ser un proceso que se realiza inmediatamente antes de depositar las siguientes capas mediante técnicas de alto vacío, no es necesario romper el vacío, de manera que se asegura que la superficie no se contaminará con productos procedentes de la atmósfera después de su activación.

Preferentemente la etapa de activación se realiza mediante un proceso de activación por plasma de frecuencia mayor de 50 kHz. Es particularmente ventajoso que los plasmas sean de Ar/O_{2}/N_{2} o mezclas de ellos y que la presión esté comprendida entre los 10^{-2} y los 10^{-5} mbar.

Preferentemente el plasma es de radiofrecuencia pulsada y la potencia aplicada está comprendida entre 50 W y 1000 W dando lugar a unas tensiones de entre 30 V y 500 V.

Ventajosamente el procedimiento comprende una etapa [a''] de formación de la capa de adherencia de espesor menor de 10 nm, donde la etapa [a''] tiene lugar después de la etapa [a'], donde la etapa [a''] se realiza mediante sputtering con un gas noble, preferentemente argón, en presencia de oxígeno y a potencias eléctricas superiores a 1500 W dando lugar a unas tensiones superiores a 400 V, preferentemente a potencias eléctricas superiores a 2000 W dando lugar a unas tensiones superiores a 650 V.

Preferentemente el procedimiento comprende una etapa [a'''] de formación de la capa flexible, donde la etapa [a'''] es anterior a la etapa [b], donde en la etapa [a'''] se polimeriza un monómero organometálico, donde en la etapa [a'''] se realiza simultáneamente un procedimiento de sputtering y un procedimiento de PeCVD de radiofrecuencia, donde el sputtering es con atmósfera de gas inerte, preferentemente argón, en presencia de oxígeno y a potencias eléctricas superiores a 1000 W dando lugar a unas tensiones superiores a 300 V, preferentemente a potencias eléctricas superiores a 1500 W dando lugar a unas tensiones superiores a 400 V, y en el PeCVD el plasma es de radiofrecuencia, se inyecta un monómero organometálico, la presión está comprendida entre los 10^{-2} y los 10^{-5} mbar, y la potencia aplicada está comprendida entre 500 W y 3000 W.

Ventajosamente la etapa [b] es una etapa de sputtering con atmósfera de gas noble, preferentemente argón, en presencia de oxígeno o nitrógeno y a potencias eléctricas comprendidas entre 500 W y 3000 W dando lugar a tensiones de entre 300 V y 800 V.

Preferentemente la etapa [c] es una etapa de sputtering con atmósfera de gas inerte, preferentemente argón, en presencia de alternativamente oxígeno o nitrógeno y a potencias eléctricas comprendidas entre 500 W y 3000 W dando lugar a tensiones de entre 300 V y 800 V.

Ventajosamente el procedimiento comprende una etapa [d] de generación de una capa final hidrofóbica, donde la etapa [d] tiene lugar después de la etapa [c].

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unos modos preferentes de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:

Figs. 1 a 5, una vista esquemática de una sección transversal de las capas dispuestas sobre el substrato polimérico de la lente, de acuerdo con diversas formas de realización de la invención.

Fig. 6, un gráfico que muestra la resistencia a la abrasión bajo el test de Bayer de una lente de acuerdo con la invención en función del espesor del conjunto formado por la capa dura y la multicapa interferencial, donde la resistencia a la abrasión está indicada en unidades BR.

Fig. 7, un gráfico que muestra la resistencia a la abrasión bajo el test de Steel wool de una lente de acuerdo con la invención en función del espesor del conjunto formado por la capa dura y la multicapa interferencial, donde la resistencia a la abrasión está indicada en unidades Haze (en %).

Descripción detallada de unas formas de realización de la invención

En la Fig. 1 se muestra la forma básica de realización de la invención. El punto de partida consiste en una lente de base polimérica que tiene un substrato S polimérico sobre el cual se ha depositado una capa endurecedora L. Sobre la capa endurecedora L se ha depositado una capa dura D y sobre la capa dura D se ha depositado una capa interferencial I.

En la Fig. 2 se muestra el caso en el que se ha añadido una capa flexible F entre la capa endurecedora L y la capa dura D.

En la Fig. 3 la estructura de capas incluye, adicionalmente, una capa de adherencia AD intercalada entre la capa endurecedora L y la capa flexible F.

En la Fig. 4 se muestra el caso en el que la estructura de capas incluye, adicionalmente, una segunda capa dura D2 y una segunda capa flexible F2 intercaladas entre la capa flexible F y la capa dura D.

Finalmente, en la Fig. 5 se muestra la estructura de capas finalizada con una capa final hidrofóbica H. También se ha simbolizado, con un rayado, la superficie activada AC de la capa endurecedora L.

A continuación se describe, a modo de ejemplo, un procedimiento genérico de obtención de la lente orgánica con alta resistencia a la abrasión.

El conjunto de lente es recubierto mediante dipping (inmersión) o spinning (rotación) por la laca polisiloxánica, acrílica, metacrílica o poliuretánica curada, dando resistencias a la abrasión de al menos 4 en el test de Bayer, se lava convencionalmente parar retirar los posibles defectos superficiales debidos a la presencia de polvo y otros contaminantes y se introduce en una estufa a 80ºC durante 2 horas preferentemente para eliminar el agua adsorbida en el proceso de lavado.

A continuación se hace el proceso de activación de la superficie del conjunto lente + laca, y se realiza en el equipo de alto vacío un apilamiento de capas formado por la siguiente estructura:

Una capa de espesor menor de 10 nm de SiO_{2} en condiciones que favorezcan la adherencia del resto de la estructura depositada en alto vacío sobre la lente lacada (es decir, con la capa endurecedora). Esta capa será realizadas mediante sputtering con argón de un cátodo de silicio o de SiO_{2} en presencia de oxígeno a potencias eléctricas lo más altas posibles (>1500 W), preferentemente a 2200 W dando por tanto potenciales eléctricos de al menos 500 V, preferentemente 700 V.

Sobre la capa de adherencia como la indicada anteriormente se deposita una capa flexible en la que se mezclan los procesos de sputtering y de plasma PeCVD de radiofrecuencia pulsado con el objetivo de polimerizar un monómero sobre la superficie de la lente. Para realizar esta capa flexible se introduce en cámara durante el proceso de sputtering del cátodo de silicio o de SiO_{2} con Ar/He/Ne en presencia de oxígeno un precursor organometálico de silicio volátil, . preferentemente HMDSO. Los flujos de entrada de los tres componentes en cámara, Argón, Oxígeno y HMDSO serán entre 0 sccm y 50 sccm, a presiones totales entre 10^{-2} mbar hasta 10^{-5} mbar y aplicando potencias eléctricas de entre 500 W y 3000 W y voltajes resultantes entre 300 V y 1000 V.

Esta capa flexible está dividida en dos partes por una capa dura, mineral, de Si_{3}N_{4} de entre 3 nm y 20 nm. Es la que se ha denominado anteriormente la segunda capa dura. De esta manera, se ha dividido la capa flexible en dos, formando así lo que antes se han denominado la capa flexible y la segunda capa flexible.

A continuación se deposita una capa de sputtering (no es necesario que sea SiO_{2}) preferentemente y de grosor superior a 300 nm. Es la capa que se ha denominado anteriormente la capa dura. Las condiciones de depósito serán flujos de Argón de entre 1 y 20 sccm, con presencia de oxígeno o nitrógeno entre 3 sccm y 50 sccm y una potencia eléctrica de entre 500 W y 3000 W dando lugar a voltajes de entre 300 V y 1000 V. El espesor de esta capa de SiO_{2} ha de ser tal, que sumado al del apilamiento interferencia) posterior, el total sea similar al espesor de la capa flexible polimerizada por plasma (en primera aproximación entre el 70% y el 100% del espesor de capa flexible).

Incrementando el grosor de estas dos capas depositadas por PeCVD/sputtering y por sputtering se incrementa la resistencia al rayado y a la abrasión del conjunto desde los valores típicos de BR = 5 - 10 hasta BR=100 o superiores como se muestra en la Fig. 6 a modo de ejemplo.

A continuación se aplicará la estructura de capas interferenciales depositadas por sputtering de un cátodo de silicio con argón, en presencia de oxígeno para conseguir la característica antireflejante o de espejo. Las condiciones de depósito serán flujos de Argón de entre 1 y 20 sccm, con presencia alternada de oxígeno o nitrógeno entre 3 sccm y 50 sccm y una potencia eléctrica de entre 500 W y 3000 W dando lugar a voltajes de entre 300 V y 1000 V.

En todos los pasos anteriores donde se habla de blanco o cátodo (en inglés: target) de silicio que es necesario oxidar o nitrurar se puede sustituir por un cátodo de óxidos como por ejemplo (SiO_{2}, Ta_{2}O_{5}, etc.) multitarget. En ese caso el aporte de oxígeno para conseguir la estequiometría adecuada es menor y el control de proceso mejor.

Finalmente se deposita mediante técnicas de alto vacío por cañón de electrones o dipping una capa con funcionalidad hidrofóbica, preferentemente una capa perfluorada de entre 5 y 40 nm, que reduce el coeficiente de fricción mejorando la facilidad de limpieza de la lente.

Ejemplos a) - Realización de un proceso de BR = 47 incluyendo una multicapa interferencial sobre una lente de MR7 lacada con una laca (poli)siloxánica de 2 micras de espesor

La lente será preferentemente recubierta mediante dipping por una laca (poli)siloxánica curada a 110ºC, dando resistencias a la abrasión de BR=4/4.5. Esta lente lacada y curada se lava en presencia de ultrasonidos con un jabón neutro parar retirar los posibles defectos superficiales debidos a la presencia de polvo y otros contaminantes y se introduce en una estufa a 80ºC durante al menos dos horas y no más de 12 horas para eliminar el agua adsorbida por el conjunto.

A continuación se realiza en un equipo de alto vacío el proceso de activación de la superficie del conjunto lente lacada y posteriormente, y sin romper el vacío en ningún momento hasta el final del proceso, se deposita una capa de SiO_{2} mediante sputtering de 6 sccm de argón de un cátodo de silicio puro en presencia de oxígeno (9 sccm) a una potencia eléctrica de 2200 W dando lugar a un voltaje de alrededor de 700 V.

Sobre esta capa de adherencia se deposita una capa flexible en la que se mezclan los procesos de sputtering y de PeCVD de radiofrecuencia introduciendo en cámara durante el proceso de sputtering (de argón del cátodo de silicio en presencia de oxígeno) un precursor de silicio volátil, preferentemente HMDSO. Las diluciones de los tres componentes, Argón, oxígeno y HMDSO serán:

- 40 sccm de argón.

- 12 sccm de oxígeno.

- 8 sccm de HMDSO.

La presión total será idealmente de 8'0x10^{-4} mbar y aplicando una potencia eléctrica de 1750 W y un voltaje de alrededor de 420 V.

El grosor total de esta capa flexible ha de ser aproximadamente de 900 nm. Es posible repartir esta capa con funcionalidad de acomodación de tensiones en varias partes del proceso.

Posteriormente se deposita una capa dura de SiO_{2} de aproximadamente 530 nm de espesor mediante sputtering de un cátodo de silicio con argón. Las condiciones de depósito serán flujo de argón de 9 sccm, con presencia de oxígeno de alrededor de 12 sccm y una potencia eléctrica de 1750 W. El voltaje resultante será de 550 V.

A continuación se aplicará la estructura de capas interferenciales (preferentemente 4) para construir la multicapa interferencial depositada por sputtering de un cátodo de silicio con argón, en presencia de oxígeno/nitrógeno alternativamente para conseguir la característica antireflejante. Las condiciones de depósito serán flujos de argón de 9 sccm, con presencia alternada de oxígeno o nitrógeno de alrededor de 12 sccm y una potencia eléctrica de 2000 W en todos los casos. Los voltajes de las capas de SiO_{2} serán de 550 V y los de las capas de Si_{3}N_{4} serán de 450 V. El espesor total de la multicapa interferencial es de 220 nm.

Gracias al espesor de la capa polimerizada por plasma de 900 nanómetros en las citadas condiciones de depósito y de la capa de SiO_{2} de 530 nm, se obtiene una resistencia a la abrasión del conjunto de alrededor de BR=47 sobre substrato MR7.

Finalmente se deposita mediante EBPVD una capa con funcionalidad hidrofóbica, preferentemente una capa perfluorada de alrededor de 15 nm.

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Tablas

(Los valores de flujo son en sccm)

1.- Condiciones de activación de laca mediante plasma en alto vacío

1

2.- Condiciones de depósito de la capa de adhesión por alto vacío

2

3.- Condiciones de depósito de la capa flexible por PeCVD de alto vacío

3

4.- Condiciones de depósito de la capa dura de SiO_{2} de grosor mayor de 300 nm

4

5.- Condiciones de depósito de la multicapa interferencial realizadas por alto vacío

5

b) - En las figuras 6 y 7 se muestran los resultados de resistencia a la abrasión, bajo los tests de Bayer y Steel wool a 6 kg durante 10 minutos con malla 0000 respectivamente, obtenidos tras someter a una lente de MR7 a los siguientes procesos:

- en ambos casos, el punto del gráfico correspondiente a un espesor igual a 0, es la resistencia a la abrasión de la lente únicamente con la capa endurecedora (la capa de laca), y el punto correspondiente a un espesor igual a 220 nm es la resistencia a la abrasión de una lente con una capa endurecedora y una multicapa interferencial de 220 nm. Es decir, ambos casos son los casos ya conocidos en el estado de la técnica.

- los dos siguientes puntos ya corresponden a casos en los que se ha intercalado una capa dura de un espesor variable, manteniéndose el espesor de la multicapa interferencial constante e igual a 220 nm. Específicamente, el punto de la gráfica correspondiente a un espesor de 750 nm es el caso de la lente del ejemplo a) anterior.

c) Realización de un proceso de BR = 100 incluyendo una multicapa interferencial sobre una lente de MR8 lacada con una laca (poli)siloxánica de 2 micras de espesor

Tomando como punto de partida una lente de MR8, y sometiéndola al mismo procedimiento del ejemplo a) anterior, se obtiene una resistencia a la abrasión según el test de Bayer de 100 BR.

Claims

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1. Lente de base polimérica que comprende una capa endurecedora (L) y una multicapa interferencial (I), donde dicha capa endurecedora (L) tiene un espesor de por lo menos 500 nm y dicha multicapa interferencia) (I) está formada por una pluralidad de subcapas donde el espesor de cada una de dichas subcapas es menor de 250 nm, caracterizada porque comprende, adicionalmente, una capa dura (D) intercalada entre dicha capa endurecedora (L) y dicha multicapa interferencial (I), donde dicha capa dura (D) tiene un espesor mayor que 300 nm y está formada a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr_{2}O_{3}, zirconio metálico, ZrO, ZrO_{2}, silicio metálico, SiO, SiO_{2}, titanio metálico, TiO, TiO_{2}, Ti_{3}O_{5}, aluminio metálico, Al_{2}O_{3}, tántalo metálico, Ta_{2}O_{5}, cerio metálico, CeO_{2}, hafnio metálico, HfO_{2}, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y_{2}O_{3}, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO_{2}, Pr_{2}O_{3}, tungsteno, WO_{3}, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio.
2. Lente según la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una capa flexible (F), obtenible a partir de la polimerización de monómeros organometálicos mediante un procedimiento de PECVD y/o sputtering, dispuesta entre dicha capa endurecedora (L) y dicha capa dura (D).
3. Lente según la reivindicación 2, caracterizada porque tiene una capa de adherencia (AD) de un espesor menor de 10 nm, intercalada entre dicha capa endurecedora (L) y dicha capa flexible (F), donde dicha capa de adherencia (AD) está formada a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr_{2}O_{3}, zirconio metálico, ZrO, ZrO_{2}, silicio metálico, SiO, SiO_{2}, titanio metálico, TiO, TiO_{2}, Ti_{3}O_{5}, aluminio metálico, Al_{2}O_{3}, tántalo metálico, Ta_{2}O_{5}, cerio metálico, CeO_{2}, hafnio metálico, HfO_{2}, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y_{2}O_{3}, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO_{2}, Pr_{2}O_{3}, tungsteno, WO_{3}, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio.
4. Lente según la reivindicación 2, caracterizada porque la suma del espesor de dicha capa dura (D) más el espesor de dicha multicapa inteferencial es entre el 70% y el 100% del espesor de dicha capa flexible (F).
5. Lente según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque tiene una segunda capa dura (D2) y una segunda capa flexible (F2), intercaladas entre dicha capa flexible (F) y dicha capa dura (D), donde dicha segunda capa dura (D2) tiene un espesor comprendido entre los 3 nm y los 20 nm y está formado a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr_{2}O_{3}, zirconio metálico, ZrO, ZrO_{2}, silicio metálico, SiO, SiO_{2}, titanio metálico, TiO, TiO_{2}, Ti_{3}O_{5}, aluminio metálico, Al_{2}O_{3}, tántalo metálico, Ta_{2}O_{5}, cerio metálico, CeO_{2}, hafnio metálico, HfO_{2}, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y_{2}O_{3}, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO_{2}, Pr_{2}O_{3}, tungsteno, WO_{3}, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio.
6. Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la multicapa interferencial (I) comprende una pluralidad de capas, preferentemente entre 4 y 6 capas, donde cada capa tiene un espesor comprendido entre los 10 nm y los 220 nm.
7. Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la capa endurecedora (L) es de base polisiloxánica, acrílica, metacrílica o poliuretánica.
8. Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque tiene una capa final hidrofóbica (H), preferentemente perfluorada y de un espesor comprendido entre 5 nm y 40 nm.
9. Lente según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque dicha capa flexible (F) y/o dicha segunda capa flexible (F2) han sido generadas a partir de un monómero organometálico de una familia de monómeros organometálicos del grupo de familias formado por: familia del silicio, familia del zirconio, familia del titanio y familia del tántalo.
10. Lente según la reivindicación 9, caracterizada porque dicha capa flexible (F) y/o dicha segunda capa flexible (F2) han sido generadas a partir de un monómero organometálico del grupo formado por: hexametildisiloxano, tetraetil ortosilicato, isopropoxido de titanio(IV), y tetrakis(dimetilamido)zirconio(IV).
11. Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque dicha multicapa interferencial (I) y/o dicha primera capa dura (D) y/o dicha segunda capa dura (D2) ha sido formada a partir de un material del grupo formado por: ZrO_{2}, SiO_{2}, Si_{3}N_{4} y Ta_{2}O_{5}.
12. Lente de base polimérica que tiene un valor de resistencia a la abrasión mayor que 20, medido en unidades BR según el test de Bayer.
13. Lente de base polimérica que tiene un valor de resistencia a la abrasión menor que 0'35%, medido en unidades Haze según el test de Steel Wool a 6 kg durante 10 minutos y con malla 0000.
14. Procedimiento de fabricación de una lente de base polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende una etapa [a] de formación de dicha capa endurecedora (L), una etapa [b] de formación de dicha capa dura (D), una etapa [c] de formación de dicha multicapa interferencial (1), y una etapa [a'] de activación a alto vacío de la superficie de la capa endurecedora (L), donde dicha etapa [a] tiene lugar antes de dicha etapa [b].
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15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque dicha etapa de activación se realiza mediante un proceso de activación por plasma de frecuencia mayor que 50 kHz.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado porque comprende una etapa [a''] de formación de dicha capa de adherencia (AD) de espesor menor de 10 nm, donde dicha etapa [a''] tiene lugar después de dicha etapa [a'], donde dicha etapa [a''] se realiza mediante sputtering con un gas noble, preferentemente argón, en presencia de oxígeno y a potencias eléctricas superiores a 1500 W dando lugar a unas tensiones superiores a 400 V, preferentemente a potencias eléctricas superiores a 2000 W dando lugar a unas tensiones superiores a 650 V.
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque comprende una etapa [a'''] de formación de dicha capa flexible (F), donde dicha etapa [a'''] es anterior a dicha etapa [b], donde en dicha etapa [a'''] se polimeriza un monómero organometálico, donde en dicha etapa [a'''] se realiza simultáneamente un procedimiento de sputtering y un procedimiento de PeCVD de radiofrecuencia, donde dicho sputtering es con atmósfera de gas inerte, preferentemente argón, en presencia de oxígeno y a potencias eléctricas superiores a 1000 W dando lugar a unas tensiones superiores a 300 V, preferentemente a potencias eléctricas superiores a 1500 W dando lugar a unas tensiones superiores a 400 V, y en dicho PeCVD el plasma es de radiofrecuencia, se inyecta un monómero organometálico, la presión está comprendida entre los 10^{-2} y los 10^{-5} mbar, y la potencia aplicada está comprendida entre 500 W y 3000 W.
18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque dicha etapa [b] es una etapa de sputtering con atmósfera de gas noble, preferentemente argón, en presencia de oxígeno o nitrógeno y a potencias eléctricas comprendidas entre 500 W y 3000 W dando lugar a tensiones de entre 300 V y 800 V.
19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque dicha etapa [c] es una etapa de sputtering con atmósfera de gas inerte, preferentemente argón, en presencia de alternativamente oxígeno o nitrógeno y a potencias eléctricas comprendidas entre 500 W y 3000 W dando lugar a tensiones de entre 300 V y 800 V.
20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado porque comprende una etapa [d] de generación de una capa final hidrofóbica (H), donde dicha etapa [d] tiene lugar después de dicha etapa [c].