MXPA05006154A

MXPA05006154A - Metodo para elaborar una replica, asi como tambien una replica obtenida al realizar un tratamiento de curado termico o iniciado con luz uv de una mezcla reactiva.

Info

Publication number: MXPA05006154A
Application number: MXPA05006154A
Authority: MX
Inventors: G Kloosterboer Johan
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-08-26
Also published as: KR20050090999A; AU2003283635A1; JP2006509870A; EP1572430A1; US20060157875A1; TW200502076A; CN100528517C; CA2509240A1; WO2004054773A1; CN1723106A

Abstract

La presente invencion se relaciona con un metodo para elaborar una replica, tal metodo comprende la provision de una composicion de resina curable entre un molde y un substrato o un modelo, realizando un tratamiento de curado termico o iniciado con luz UV y removiendo del molde la replica elaborada de esta forma, tal replica comprende el substrato y la reproduccion del molde provisto sobre este. La invencion tambien se relaciona con una replica obtenida al realizar el tratamiento de curado termico o iniciado con luz UV de una mezcla o composicion reactiva, especialmente una replica que tiene una alta transparencia para bajas longitudes de onda, es decir, 190-400 nm.

Description

METODO PARA ELABORAR UNA REPLICA, ASI COMO TAMBIEN UNA REPLICA OBTENIDA AL REALIZAR UN TRATAMIENTO DE CURADO TERMICO O INICIADO CON LUZ UV DE UNA MEZCLA REACTIVA Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un método para elaborar una réplica, tal método comprende la provisión de una composición de resina curable entre un molde y un substrato o un modelo, realizando un tratamiento de curado térmico o iniciado con luz UV y remover del molde la réplica elaborada de esta forma, tal réplica comprende el substrato y la reproducción del molde provisto sobre este. La invención también se relaciona con una réplica obtenida al realizar el tratamiento de curado térmico o iniciado con luz UV de una mezcla o composición reactiva, especialmente una réplica que tiene una alta transparencia para bajas longitudes de onda, es decir, 190-400 nm. Antecedentes de la Invención Se conocen bien las técnicas de duplicación por moldeo. En tal técnica, se prepara primero un molde de réplica que tienen una superficie que una copia negativa de una superficie del producto final a partir de un molde patrón. El producto final después se moldea contra la superficie negativa del molde réplica, reproduciendo así la configuración de la superficie del molde patrón. EEF: 163619 Tal método se conoce per se de la Patente U.S. No. 4,890,905, presentada en nombre de la actual solicitud. El proceso de réplica emplea un molde o una matriz que tiene una superficie exactamente definida que es el negativo del perfil óptico deseado de la réplica. En la determinación exacta de la definición de la superficie del molde o matriz, debe tomarse en cuenta el encogimiento de la resina sintética de la réplica. Se provee una pequeña cantidad de una composición de resina sintética curable, líquida sobre la superficie del molde. El sustrato, que puede o no ser transparente a la luz UV, se presiona posteriormente con el lado deseado contra el molde, o el molde se presiona contra el sustrato, como resultado de esto la resina sintética se extiende entre la superficie del sustrato y la superficie del molde. Puede proveerse la composición de la resina sintética, líquida sobre el substrato en lugar del molde. La mezcla de la resina sintética se cura y el sustrato con la capa de resina sintética curada unida a este se remueve del molde. -La superficie libre de la capa de resina sintética es el negativo de la superficie correspondiente del molde. La ventaja del proceso de duplicación es que los componentes ópticos, tal como los lentes que tienen una superficie refractiva complicada, por ejemplo una superficie esférica, pueden elaborarse de una manera comparativamente simple sin someter al sustrato a un tratamiento de pulimento complejo. Una desventaja de tal duplicación por medio de la polimerización es la aparición del encogimiento. Particularmente, si se obstaculiza el flujo de la composición de la resina que se puede unir por la formación de gel o por el sustancial incremento de la viscosidad debido a la polimerización, la posterior polimerización originará el desarrollo de esfuerzos o aun la deslaminación prematura. Si el producto se remueve subsecuentemente del molde, como en el caso de, en particular, un proceso de duplicación, solo se presenta una relajación parcial de los esfuerzos, particularmente si el producto final está compuesto de una red polimérica densamente unida. Es deseable una red polimérica unida, sin embargo, para la cohesión del producto formado. La exigencia de la composición polimérica usada para formar los moldes de réplica se "ha confirmado por los diferentes intentos no exitosos por obtener" las duplicaciones exactas de superficies de vidrio utilizando una multitud de resinas disponibles para formar los moldes de réplica. Por ejemplo, los polietilenos con bajo punto de fusión parecen formar defectos microscópicos en las superficies del molde que se reproducen en los lentes finales de plástico. También, estos materiales se cree que no son lo suficientemente rígidos o tiesos para prevenir la distorsión con el curado de los lentes de plástico. Por otra parte, materiales tales como el metacrilato de polimetilo lineal produce moldes réplica cuyas superficies son atacadas por solventes por uno de los materiales principalmente usados al formar los lentes de plástico. Un ataque con solvente de esta naturaleza produce un terminado mate en el lente de plástico final volviéndolo insatisfactorio. Otra propiedad que vuelve a algunos materiales poliméricos inaceptables son sus características de aflojamiento de los lentes de plástico que se moldean. Las propiedades ópticas básicas tal como transmitencia, alto índice de refracción, baja birrefringencia residual después del moldeo, y los similares se requieren para los lentes ópticos geométricos que se emplean en diferentes cámaras tal como cámaras comunes, cámaras de uso sencillo, videocámaras , y las similares, unidades de grabación óptica tal como CD, CD-ROM, CD-Video, MO, CD-R, DVD, Blue Ray y los similares, así como también equipo OA tales como copiadoras, impresoras y los similares. Además, también se requieren propiedades generales tal como alta estabilidad térmica, alta resistencia mecánica así como también dureza, baja absorción de agua, alta resistencia al intemperismo, alta resistencia a los solventes, y los similares. Además, para una producción a bajo costo se requiere, una excelente capacidad de moldeo. Se conoce un elemento óptico que tiene las propiedades ópticas básicas mencionadas anteriormente per se de la Patente U.S. No. 6,285,513, que comprende: una resina a base de silicio que satisface las siguientes fórmulas condicionales: (número de átomos de silicio que residen como RlSi03/2 en la resina a base de silicio) / (número total de átomos de silicio en la resina a base de silicio) 0, (número de átomos de silicio que residen como SÍO4/2 en la resina a base de silicio) / (número total de átomos de silicio en la resina a base de silicio) > 0, (número de átomos de silicio que residen como RlSi03/2 en la resina a base de silicio) + (número de átomos de silicio que residen como Si04/2 en la resina a base de silicio) } x 100/ (número total de átomos de silicio en la resina a base de silicio) > 10% en donde Rl representa un átomo de hidrógeno, un grupo hidroxilo, un grupo amino, un átomo de halógeno o un grupo orgánico . Los elementos ópticos comprendidos de resinas de silicio curables mencionadas anteriormente pueden moldearse empleando métodos de moldeado tal como el moldeado por inyección, moldeado por extrusión, moldeado del tipo vaciado y los similares. Para obtener la baja birrefringencia deseada, el moldeado se realiza preferentemente bajo una aplicación sin presión, si es posible. Como se revela en los Ejemplos la composición de resina de silicona resultante se inyectó dentro de un dado de moldeo de lentes a 40 presiones atmosféricas y se calentó a aproximadamente 150°C. En la aplicación de rayos UV y rayos UV profundos, la desventaja de los elementos ópticos hechos de la manera mencionada anteriormente puede ser que la transmisión puede ser muy baja debido a la larga trayectoria óptica a través del componente. Breve Descripción de la Invención El objetivo de esta invención es el proveer un método de elaboración de componentes ópticos a través de la duplicación en un vidrio transparente a loa rayos UV y rayos UV profundos, con esto se mejora en gran medida la transmisión de los rayos UV y los rayos UV profundos . Un objetivo de la invención es el proveer un método para elaborar una réplica en donde se aplica un material reactivo que tiene una suficiente transmisión de rayos UV y rayos UV profundos . Otro objetivo de la invención es el proveer un método para elaborar una réplica en donde se usa un material que se puede duplicar fácilmente- y que es relativamente insensible a la luz UV (profunda) . Aun otro objetivo de la invención es el proveer una réplica obtenida al realizar un tratamiento de curado térmico o iniciado con luz UV de un compuesto reactivo, en donde se obtiene un elemento esférico suficientemente bueno. Descripción Detallada de la Invención El método mencionado en el párrafo inicial se caracteriza en gue de acuerdo con la invención la composición de la resina usada es un material reactivo basado en silicio. La composición de la resina de acuerdo con la invención comprende en donde Ri, 1¾, R3, R = átomo de hidrógeno, alquilo Ci-C10, vinilo, fenilo, hidróxido, amino, halógeno y al menos uno de los Ri, R2, R3 y es hidrógeno. En una modalidad preferida de la presente invención la composición de la resina además comprende en donde Ri, R2, R3 y R tienen el mismo significado como se revela ya anteriormente. Además se prefiere gue la composición de la resina además comprenda en donde Ri, R2, R3 y R tienen el mismo significado ya revelado anteriormente. Debe tomarse en cuenta que la composición de la resina también comprende un catalizador metálico, p.ej., un catalizador a partir de platino, en una cantidad de 5-10 ppm de Pt. Se prefiere que el compuesto (1) esté presente en una cantidad de 40-70% en peso, basándose en el peso total de la composición de resina curable. Además, se prefiere que el compuesto (2) esté presente en una cantidad de 15-40% en peso, basándose en el peso total de la composición de resina curable. Además se prefiere que el compuesto (3) esté presente en una cantidad de 10-30% en peso, basándose en el peso total de la composición de resina curable. Se prefiere que el compuesto (4) esté presente en una cantidad de 1.0-5.0% en peso, basándose en el peso total de la composición de resina curable. La invención además se relaciona con una réplica obtenida al realizar un tratamiento de curado térmico o iniciado con luz UV de una mezcla que comprende un material reactivo basado en silicio, en donde la composición de resina comprende los compuestos ( 1 ) y ( 2 ) antes mencionados. Las modalidades adicionales de la presente invención se revelan en las reivindicaciones anexas . A fin de obtener los objetivos mencionados anteriormente de acuerdo con la invención la transparencia de la réplica obtenida es al menos 20% , cuando se duplica en un material vitreo que es transparente para la longitud de onda aplicada, medida con un grosor de 100 um, una intensidad de 100 \l\Ñ/c 2, y una longitud de onda de 190-400 nm, durante un periodo de al menos 50 horas. En una modalidad preferida la transparencia de la réplica de acuerdo con la invención es al menos del 90% , cuando se aplica en un material vitreo que es transparente para la longitud de onda aplicada, medida con un grosor de 100 fxm, una intensidad de 0 . 5 mW/cm2, y una longitud de onda de 190-400 nm, durante un periodo de al menos 5000 horas. El componente óptico obtenido de acuerdo con la invención es un lente esférico, arreglo de un lente, un prisma, una rejilla de difracción, en donde la réplica se caracteriza en que no es birrefringente . Estos y otros aspectos de la invención serán aparentes y se aclararán con referencia a la modalidad preferida descrita en la presente.

Ej emplo Un lente cilindrico hemisférico con un radio de 4 mm hecho de Sylgard 184 (marca registrada de Dow Chemical, una mezcla de compuestos (l)-(4)) tiene una longitud de onda de 257 nm y una intensidad de 500 micro Watt/cm2, una transmisión inicial solo del 5% que disminuye dentro de varias horas por debajo de 1%. Una capa de 100 micrones del mismo material duplicado en el lente de cuarzo transparente a los rayos UV originando un elemento óptico el cual con la misma dosis y longitud de onda tiene una transmisión de 80% durante un periodo de varios días . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un método para elaborar una réplica, este método comprende la provisión de una composición de resina curable entre un molde y un substrato o un modelo, realizar el tratamiento de curado térmico o iniciado con luz UV y remover la réplica elaborada así del molde, esta réplica comprende el substrato y la reproducción del molde provisto sobre este, caracterizado porque la composición de resina usada es un material reactivo a partir de silicio. 2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en este la composición de resina comprende y en donde ¾, R2, ¾# ¾ = átomo de hidrógeno, alquilo <¾.-Cío, vinilo, fenilo, hidróxido, amino, halógeno y al menos uno de Ri, R2, R3 y 4 es hidrógeno.
3. Un método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porgue la composición de resina comprende en donde ¾, R2, R3 y R4 tienen el mismo significado como se revela de conformidad con la reivindicación 2.
4. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-3, caracterizado porgue la composición de la resina además comprende r-f-S . O Si O-fcf-Si O'—Si o-¾ R1 R2 («) en donde R2, R3 y R tienen el mismo significado como se revela de conformidad con la reivindicación 2.
5. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-4, caracterizado porgue el compuesto (1) está presente en una cantidad de 40-70% en peso, basándose en el peso total de la composición de la resina curable.
6. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-5, caracterizado porgue el compuesto (2) está presente en una cantidad de 15-40% en peso, basándose en el peso total de la composición de la resina curable.
7. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-6, caracterizado porgue el compuesto (3) está presente en una cantidad de 10-30% en peso, basándose en el peso total de la composición de la resina curable.
8. Un método de conformidad con las reivindicaciones 2-7, caracterizado porque el compuesto (4) está presente en una cantidad de 1.0-5.0% en peso, basándose en el peso total de la composición de la resina curable.
9. Una réplica obtenida mediante un tratamiento de curado térmico o iniciado con luz UV de una mezcla, caracterizada porque comprende un material reactivo a base de silicio.
10. Una réplica de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el material reactivo basado en silicio comprende en donde ¾, R2, Ra, ¾ = átomo de hidrógeno, alquilo C2-Cao, vinilo, fenilo, hidróxido, amino, halógeno y al menos uno de los Ri, R2, R3 y es hidrógeno.
11. Una réplica de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el material reactivo basado en silicio además comprende en donde ¾, R2, R3 y R4 tienen el mismo significado de conformidad con la reivindicación 10.
12. Una réplica de conformidad con las reivindicaciones 10-11, caracterizada porque el material reactivo a base de silicio además comprende en donde ¾, R2, R3 y R4 tienen el mismo significado de conformidad con la reivindicación 10.
13. Una réplica de conformidad con la reivindicación 9-12, caracterizada porgue en esta su transparencia es al menos del 20%, cuando se duplica en un materia vitreo que es transparente para la longitud de onda aplicada, medida con un grosor de 100 um, una intensidad de 100 µ???/??2, y una longitud de onda de 190-400 nm, durante un periodo de al menos 50 horas .
14. Una réplica de conformidad con las reivindicaciones 9-13, caracterizada porque su transparencia es al menos del 90%, cuando se duplica en un material vitreo que es transparente para la longitud de onda aplicada, medida con un grosor de 100 jim, una intensidad de 0.5 mW/cm2, y una longitud de onda de 190-400 nm, durante un periodo de al menos 5000 horas .
15. Una réplica de conformidad con la reivindicación 9- 14, caracterizada porgue no es birrefringente .
16. Una réplica de conformidad con las reivindicaciones 9-15, caracterizada porque la réplica obtenida es un componente óptico.
17. Una réplica de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el componente óptico obtenido es un (a) lente esférico, un arreglo de lente, un prisma, una rejilla de difracción, u otra estructura de asistencia para las aplicaciones ópticas, o una combinación de estos.