ES2290848T3 - Composicion de moldeo para la fabricacion de una optica de precision. - Google Patents
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Abstract
Cuerpo de moldeo transparente que comprende un substrato plano y una capa que se encuentra sobre una superficie principal del substrato de un grosor de capa en un intervalo de 3 a 300 mim de una composición de moldeo polimerizada exenta de disolvente que contiene a) 35 a 75% en peso de al menos un acrilato parcialmente fluorado, b) 24, 9 a 60% en peso de al menos un acrilato no fluorado, y c) 0, 1 a 5% en peso de al menos un fotoiniciador, presentando la capa sobre la superficie opuesta al substrato una estructura superficial con elementos superficiales difractivos de un tamaño estructural máximo de formaciones defectuosas en estos elementos superficiales de hasta 100 nm.
Description
Composición de moldeo para la fabricación de una
óptica de precisión.
La invención se refiere a un cuerpo de moldeo y
a un procedimiento para para la fabricación de este cuerpo de
moldeo con una estructura superficial.
El documento US 4,511,209 A describe
composiciones con propiedades ópticas mejoradas, basadas en
acrilatos monofuncionales altamente fluorados, que están
reticuladas para uso en objetos ópticos. Los componentes preferidos
de las composiciones son (1) un acrilato monofuncional altamente
fluorado, (2) un acrilato trifuncional o de mayor funcionalidad que
sirve como reticulante, (3) un sinergista tiol mono- o polifuncional
y (4) un fotoiniciador, como por ejemplo un iniciador UV.
El documento WO 92/21492 describe objetos de
vidrio con resistencia a la humedad mejorada que debe alcanzarse
mediante un recubrimiento de la superficie. La composición de
recubrimiento reactiva comprende aproximadamente 10 a 74% en peso
de un monómero filmógeno con dos grupos (met)acriloílo por
molécula, aproximadamente 5 a 50% en peso de un monómero
reticulante reactivo con al menos tres grupos (met)acriloílo
por molécula, aproximadamente 20 a 50% en peso de un monómero de
(met)acrilato fluorado, aproximadamente 1 a 30% en peso de un
monómero de organosilano con uno o varios grupos funcionales que
son adecuados para la reacción con el substrato de vidrio y
presentan un grupo funcional orgánico no hidrolizable, que
reaccionan con los grupos (met)acriloílo, así como una
cantidad eficaz de un iniciador de polimerización.
El documento EP 0536743 A1 describe una
composición de resina que contiene una resina que reticula con
ultravioleta y un componente reactivo que contiene al menos un
átomo de silicio con un grupo alcoxi o un átomo de halógeno, que
presenta además al menos dos grupos funcionales que son adecuados
para establecer un enlace químico con la resina que reticula con
ultravioleta.
El documento EP 0333464 A1 describe una fibra
óptica con un alma recubierta, presentando el recubrimiento un
índice de refracción menor que el alma. El recubrimiento comprende
un monoacrilato fluorado, un acrilato reticulante polifuncional y
un fotoiniciador, conteniendo la composición menos de 0,3% en peso
de un tiol mono- o polifuncional.
El documento EP 019212 A2 describe una
composición adhesiva para fibras ópticas. La composición adhesiva
comprende en especial un fluoroacrilato definido y además acrilatos
o metacrilatos dado el caso polifuncionales que están presentes
para el ajuste del índice de refracción. Además, la composición
adhesiva contiene dado el caso un fotoiniciador.
El documento EP 0478261 A2 describe un
procedimiento para la preparación de un polímero permeable al
oxígeno que comprende la polimerización de al menos un alqueno
definido, un siloxano definido que presenta un grupo acrilato así
como otro acrilato fluorado.
Dispositivos de iluminación conocidos para
pantallas, por ejemplo de aplicaciones móviles, presentan una fuente
de luz, que se trata por ejemplo de una fuente de luz tubular
(CCFL). La luz emitida por la fuente de luz se acopla en una cara
frontal de un cuerpo de moldeo con sección transversal en forma de
cuña o paralelepípedo en este. En especial debido a la
configuración en forma de cuña del cuerpo de moldeo se produce una
reflexión total de los rayos de luz en la interfase y a través de
correspondientes centros de dispersión una salida de los rayos de
luz de la superficie del cuerpo de moldeo en forma de cuña. La
superficie del cuerpo de moldeo en forma de cuña está dispuesta a
este respecto enfrente de la pantalla a transiluminar. La superficie
del cuerpo de moldeo está estructurada de tal modo que la luz salga
por refracción del conductor de luz. La luz así refractada se
colima a través de varias láminas que están dispuestas entre el
cuerpo de moldeo y la pantalla, y se guía de tal modo que llegue a
la pantalla como luz substancialmente blanca. La estructura de tales
dispositivos de iluminación es complicada, especialmente deben
colocarse varias láminas por ejemplo en un marco o similar y deben
asegurarse para evitar un desplazamiento o similar de las láminas.
Debido a la complicada estructura los costes de fabricación son
elevados. Además, existe el peligro de perturbaciones de
funcionamiento.
Es objetivo de la invención proporcionar un
procedimiento para la producción de una estructura superficial de
un cuerpo de moldeo con la que o con el que sea posible una
fabricación fiable y económica sin láminas adicionales
necesarias.
En una primera forma de realización el objetivo
que se plantea la invención se resuelve mediante un cuerpo de
moldeo transparente que comprende un substrato plano y una capa que
se encuentra sobre una superficie principal del substrato de un
grosor de capa en un intervalo de 3 a 300 \mum de una composición
de moldeo polimerizada exenta de disolvente que contiene
- a)
- 35 a 75% en peso de al menos un acrilato parcialmente fluorado,
- b)
- 24,9 a 60% en peso de al menos un acrilato no fluorado, y
- c)
- 0,1 a 5% en peso de al menos un fotoiniciador,
presentando la capa sobre la superficie opuesta
al substrato una estructura superficial con elementos superficiales
difractivos de un tamaño estructural máximo de formaciones
defectuosas en estos elementos superficiales de hasta 100 nm.
Conforme a la invención en la producción de una
estructura superficial de un cuerpo de moldeo la composición de
moldeo se aplica sobre un molde de fundición negativo y/o un cuerpo
de moldeo. A este respecto el molde de fundición negativo presenta
preferiblemente como forma negativa la estructura superficial a
transferir sobre el cuerpo de moldeo como substrato. La
transferencia de la estructura superficial se realiza con ayuda de
la composición de moldeo endurecible que se une a la superficie del
cuerpo de moldeo tras el endurecimiento. A este respecto el cuerpo
de moldeo es preferiblemente de un material transparente, en
especial un substrato fabricado de plástico transparente. Los
plásticos transparentes comprenden preferiblemente aquellos del
grupo de los polímeros de metacrilato (por ejemplo PMMA),
policarbonatos, polímeros olefínicos cíclicos, polímeros de
estireno, poliacrilatos, polietersulfonas y/o poliimidas. El cuerpo
de moldeo también puede estar compuesto de vidrio.
Los acrilatos parcialmente fluorados en el
sentido de la presente invención son preferiblemente acrilatos de
alquilo lineales, ramificados y/o cíclicos o mezclas de estos
acrilatos en los que uno o dos átomos de carbono, en especial los
adyacentes a la función acrilato, no están fluorados y en los que
las cadenas de alquilo presentan preferiblemente entre 6 y 12
átomos de carbono. Ventajosamente los demás átomos de carbono del
resto alquilo están perfluorados. En especial el acrilato
parcialmente fluorado es un acrilato de perfluoroalquiletilo (por
ejemplo Fluowet® AC 600 de la firma Clariant), en el que el grupo
etilo no está fluorado y en especial el resto alquilo perfluorado
presenta 4 a 10 átomos de carbono. Si las cadenas de alquilo son más
largas, entonces en determinadas circunstancias ya no se da la
desmoldeabilidad o se forman dado el caso dos fases de los
monómeros de acrilato parcialmente fluorados y de los no fluorados.
Si se produce la formación de dos o más fases en la composición de
los monómeros, entonces esto puede conducir a una mayor dispersión
de la luz ("haze", turbidez interior) en la capa endurecida.
Sin embargo, si las cadenas de alquilo son más cortas, entonces la
composición de moldeo resultante puede ser de viscosidad demasiado
baja.
La masa molecular de los monómeros de acrilato
parcialmente fluorados se encuentra por consiguiente preferiblemente
en un intervalo de 350 a 500 g/mol. Si la masa molecular de los
monómeros de acrilato parcialmente fluorados se encuentra por
encima de este intervalo, entonces la composición de moldeo
resultante puede alcanzar fácilmente una viscosidad demasiado
elevada, con lo que puede producirse una formación incrementada de
formaciones defectuosas y artefactos en los elementos
superficiales. Si la masa molecular de los monómeros de acrilato
parcialmente fluorados se encuentra por debajo de este intervalo,
entonces la composición de moldeo resultante puede alcanzar
fácilmente una viscosidad demasiado baja, con lo que puede
producirse un grosor de capa demasiado bajo de la capa como parte
del cuerpo de moldeo conforme a la invención.
Es ventajoso que el punto de fusión de los
monómeros de acrilato parcialmente fluorados se encuentre en un
intervalo de 15 a 40ºC. Como la composición de moldeo se utiliza
preferiblemente a temperatura ambiente, mediante la elección del
punto de fusión de los monómeros de acrilato parcialmente fluorados
en el intervalo preferido próximo a la temperatura ambiente puede
controlarse adicionalmente la viscosidad de la composición de
moldeo.
Los acrilatos no fluorados en el sentido de la
invención son preferiblemente acrilatos de alquilo lineales,
ramificados y/o cíclicos o mezclas de estos acrilatos. Se prefieren
especialmente monómeros con dos a más funciones acrilato y/o dos o
más grupos alcohol y/o al menos un puente éter (por ejemplo
diacrilato de dipropilenglicol, diacrilato de dietilenglicol,
diacrilato de 1,6-hexanodiol, diacrilato de
tetraetilenglicol, diacrilato de trietilenglicol, diacrilato de
tripropilenglicol, diacrilato de hexanodiol alcoxilado, o diacrilato
de esterdiol o mezclas de estos monómeros), pues estos monómeros
gracias a su polifuncionalidad dan por resultado capas
especialmente estables e impecables ópticamente como parte del
cuerpo de moldeo conforme a la invención. Ventajosamente las
cadenas de alquilo presentan entre 6 y 12 átomos de carbono. Si las
cadenas de alquilo son más largas, entonces se forman fácilmente
dos fases de los monómeros de acrilato parcialmente fluorados y de
los no fluorados. Sin embargo, si las cadenas de alquilo son más
cortas, entonces la composición de moldeo resultante puede ser
demasiado poco viscosa.
La masa molecular de los monómeros de acrilato
no fluorados se encuentra preferiblemente en un intrevalo de 150 a
340 g/mol. Si la masa molecular de los monómeros de acrilato
parcialmente fluorados se encuentra por encima de este intervalo,
entonces la composición de moldeo resultante puede alcanzar
fácilmente una viscosidad demasiado elevada, con lo que puede
producirse una formación incrementada de formaciones defectuosas y
artefactos en los elementos superficiales. Si la masa molecular de
los monómeros de acrilato parcialmente fluorados se encuentra por
debajo de este intervalo, entonces la composición de moldeo
resultante puede alcanzar fácilmente una viscosidad demasiado baja,
con lo que puede producirse un grosor de capa demasiado bajo de la
capa como parte del cuerpo de moldeo conforme a la invención.
Son fotoiniciadores en el sentido de la
invención preferiblemente derivados de fenilcetona (por ejemplo
Irgacure® 184 y/o Irgacure® 819 de la firma Ciba
Spezialitätenchemie Lampersheim Gmbh), pues estos tienen una
influencia negativa especialmente pequeña sobre las propiedades
ópticas del cuerpo de moldeo conforme a la invención resultante.
Preferiblemente la composición de moldeo
contiene 50 a 65% en peso, en especial 55 a 60% en peso, de un
acrilato parcialmente fluorado o de una mezcla de distintos
acrilatos parcialmente fluorados, pues con un contenido demasiado
alto como con uno demasiado bajo del acrilato parcialmente fluorado
pueden formarse separaciones de fases de los monómeros de acrilato
parcialmente fluorados y de los no fluorados.
La composición de moldeo contiene ventajosamente
de 34,9 a 45% en peso de un acrilato no fluorado o una mezcla de
distintos acrilatos no fluorados. A menor contenido de acrilatos no
fluorados se observó una formación incrementada de sistemas de
composición de moldeo bifásicos. Con la formación de separaciones de
fases en la composición de los monómeros se produce una mayor
dispersión de la luz ("haze", turbidez interior) en la capa
endurecida. Con una mayor proporción de acrilatos no fluorados se
llegó a una mayor adherencia de la composición de moldeo endurecida
con el molde de fundición negativo y por consiguiente a problemas en
el desmoldeo.
Ventajosamente la composición de moldeo contiene
de 1 a 2% en peso de un fotoiniciador o de una mezcla de distintos
fotoiniciadores. Así se consigue una reticulación especialmente
buena de los monómeros y con ello una mejor calidad óptica y
capacidad de carga mecánica.
Preferiblemente la composición de moldeo
presenta una viscosidad de 2 a 30 mPas (cP) a temperatura ambiente.
De este modo la estructura superficial del molde de fundición
negativo o el molde de fundición negativo pueden reproducirse de
modo especialmente exacto. La viscosidad puede medirse a 25ºC con un
viscosímetro Brookfield a una velocidad de giro de 900 rpm y con un
husillo CAP-1 y un volumen de muestra de 67
\mul.
Preferiblemente la composición de moldeo es
monofásica y/o homogénea y presenta ventajosamente una densidad en
un intervalo de 1 a 1,5 g/ml. Así, la composición de moldeo presenta
una densidad mayor que las composiciones y líquidos orgánicos
habituales y puede desplazar líquidos orgánicos eventualmente
presentes del molde de fundición negativo. Así pueden evitarse por
otra parte formaciones defectuosas de la capa endurecida con los
elementos superficiales.
La composición de moldeo está preferiblemente
exenta de disolventes, pues esto no conduce solo a un procedimiento
de preparación más filoambiental, sino también a que el disolvente
que pueda desprenderse en el endurecimiento puede conducir a
defectos en la estructura superficial del cuerpo de moldeo conforme
a la invención.
En particular el objetivo que se plantea la
invención se resuelve mediante un cuerpo de moldeo transparente que
comprende un substrato plano y una capa que se encuentra sobre una
superficie principal del substrato de un grosor de capa en un
intervalo de 3 a 300 \mum de una composición de moldeo conforme a
la invención polimerizada, presentando la capa sobre la superficie
opuesta al substrato una estructura superficial con elementos
superficiales difractivos de un tamaño estructural máximo de
formaciones defectuosas en estos elementos superficiales de hasta
50 nm.
Son formaciones defectuosas en el sentido de la
invención todas aquellas estructuras sobre la superficie de la capa
del cuerpo de moldeo conforme a la invención que no sean
voluntarias. Estas son por ejemplo huecos, defectos de moldeo y
defectos similares. Si los elementos superficiales difractivos del
cuerpo de moldeo conforme a la invención presentan por ejemplo un
tamaño de 0,04 a 10.000 \mum^{2} y una distancia entre sí de 1
a 100 \mum, entonces estos elementos superficiales,
preferiblemente en sus superficies exteriores, no presentan
conforme a la invención estructuras adicionales que no sean
voluntarias y posean un tamaño estructural de más de 100 nm. El
volumen máximo de estas formaciones defectuosas asciende
preferiblemente a 1.000.000 nm^{3}, en especial a 125.000
nm^{3}.
Ventajosamente el grosor de capa de la capa
conforme a la invención sobre el substrato, que juntos dan el
cuerpo de moldeo conforme a la invención, asciende a 5 a 50 \mum,
en especial a 10 a 30 \mum. Si el grosor de capa se encuentra por
debajo de 5 \mum, entonces la libertad de configuración puede
estar demasiado limitada en lo relativo a los elementos
superficiales difractivos. Sin embargo, si el grosor de capa se
encuentra por encima de 50 \mum, entonces pueden producirse
mermas no deseadas en lo referente a la calidad óptica del cuerpo
de moldeo conforme a la invención.
El substrato está compuesto preferiblemente de
vidrio, un polímero de metacrilato (por ejemplo PMMA),
policarbonato, un polímero olefínico cíclico, polímero de estireno,
poliacrilato, polietersulfona y/o poliimida, en especial de PMMA.
Estos materiales aúnan propiedades ópticas especialmente buenas con
una alta compatibilidad con la composición de moldeo conforme a la
invención.
"Transparente" en el sentido de la
invención es el cuerpo de moldeo cuando la dispersión de la luz
("haze", turbidez interior) máxima medida conforme a ASTM D
1003 de la capa, sin tener en cuenta los elementos superficiales
difractivos, en un grosor de capa de 10 mm, asciende hasta el 10%,
preferiblemente hasta el 5%. De este modo puede obtenerse un
rendimiento lumínico especialmente alto para la dirección de
irradiación deseada y se forma menos pérdida por dispersión en las
direcciones de irradiación no deseadas.
El color del cuerpo de moldeo conforme a la
invención se encuentra preferiblemente en un espacio cromático
definido conforme al sistema del laboratorio de la CIE (Comisión
Internacional de la Iluminación) en un intervalo de a < 0,5 y/o
b < 0,5 y/o L > 80%. Por consiguiente puede obtenerse un
cuerpo de moldeo especialmente neutro cromáticamente, que por
ejemplo puede utilizarse como retroiluminación en teléfonos
móviles.
Este espacio cromático corresponde esencialmente
a un intervalo de 0,0 < x < 0,4 y 0,3 < y < 0,4 en el
modelo cromático 1931 de la CIE.
En una segunda forma de realización el objetivo
que se plantea la invención se resuelve mediante un procedimiento
esencialmente sin presión para la fabricación de un cuerpo de moldeo
conforme a la invención que comprende los siguientes pasos:
a) proporcionar un molde de fundición negativo
con formaciones de elementos superficiales,
b) introducir la composición de moldeo en el
molde de fundición negativo en una cantidad que rebase las
formaciones de los elementos superficiales,
c) aplicar un substrato sobre la superficie
libre de la composición de moldeo,
d) polimerizar la composición de moldeo con
unión de la capa de la composición de moldeo con el substrato para
la fabricación del cuerpo de moldeo
e) retirar el cuerpo de moldeo acabado del molde
de fundición negativo.
A este respecto, el substrato no descansa sobre
la superficie del molde negativo, sino que flota prácticamente
sobre una superficie libre de la composición de moldeo.
Tras la superposición a modo de sándwich del
substrato y del molde de fundición negativo con la composición de
moldeo como capa intermedia se realiza el endurecimiento de la
composición de moldeo. Este se realiza por ejemplo bajo la acción
de temperatura y radiación, siendo especialmente preferido el uso de
radiación UV, pues la composición de moldeo puede endurecerse así
de modo especialmente rápido. En la composición de moldeo es
suficiente un tiempo de endurecimiento de menos de 3 segundos, en
especial de aprox. 1 segundo, pues de este modo puede reducirse la
duración del proceso y con ello los costes del procedimiento de
fabricación. A continuación se separan uno de otro el cuerpo de
moldeo y el molde de fundición negativo. Como el molde de fundición
negativo presenta preferiblemente una superficie que no se une con
la composición de moldeo o la fuerza de adherencia entre la
superficie del molde de fundición negativo y la composición de
moldeo es menor que la fuerza de adherencia entre la composición de
moldeo y el cuerpo de moldeo, es posible preferiblemente un trabajo
sin disolvente para la separación del cuerpo de moldeo del molde de
fundición negativo. Esto tiene la ventaja de que las muy finas
estructuras superficiales del molde de fundición negativo no se
embotan con disolventes o similares y por consiguiente no se afecta
la exactitud de la conformación de la estructura superficial.
Sin presión en el sentido de la invención
significa que sobre la composición de moldeo no se ejerce presión
alguna en los pasos c) y d) que sobrepase aquella presión que
resulta de la presión atmosférica, la fuerza de la gravedad, el
substrato que se encuentra encima y la ligera compresión del
substrato en el molde de fundición negativo. Esta ligera compresión
debe entenderse como una presión que es necesaria para penetrar 3 mm
en una espuma con una dureza de penetración entre 50 y 200 N
conforme a DIN 53576-B.
Debido a la muy fina estructura superficial del
molde de fundición negativo es conforme a la invención de especial
importancia que la capa de la composición de moldeo sea muy
homogénea entre el molde de fundición negativo y el substrato y que
en especial no presente impurezas, como inclusiones de aire y
similares. Para conseguir esto, en primer lugar se presiona el
substrato o el molde de fundición negativo por un lado. Esto
conduce a que el molde de fundición negativo y el substrato
partiendo de este primer lado presenten al principio del proceso de
compresión un intersticio que se amplía. A continuación la
superficie de compresión se aumenta ahora partiendo del primer lado
en dirección del segundo lado. El intersticio se cierra de este
modo, con lo que las burbujas de aire dado el caso existentes son
expulsadas del intersticio. Debido a las fuerzas capilares que se
presentan en el intersticio se garantiza una distribución homogénea
de la composición de moldeo por toda la superficie deseada, en
especial por todo el lado del substrato en contacto con el molde de
fundición negativo.
En el caso del molde de fundición negativo se
trata de un llamado "shim". Con ello se designa un molde de
fundición negativo que está especialmente indicado para finos
procesos de moldeo en el sector de la óptica. Para poder evitar el
uso de agentes de desmoldeo el shim presenta preferiblemente una
superficie de níquel o está compuesto totalmente de níquel. De este
modo se garantiza un desmoldeo especialmente sencillo. La plaquita
de níquel está realizada preferiblemente muy fina y presenta
preferiblemente un grosor de aproximadamente 0,1-1
mm. Por consiguiente, la plaquita puede deformarse elásticamente con
una fuerza especialmente pequeña para efectuar el desmoldeo. Para
la generación de la muy pequeña estructura superficial en la capa de
níquel, preferiblemente se realiza un moldeo galvánico del shim de
níquel. La estructura superficial se incorpora al shim de níquel
preferiblemente por procedimientos litográficos. De este modo en la
fabricación del molde de fundición negativo puede recurrirse a
procedimientos establecidos. Preferiblemente el shim de níquel está
unido, especialmente pegado, para su refuerzo con un cuerpo de
refuerzo, como por ejemplo una placa de fibra de vidrio, con lo que
la deformación en el desmoldeo es también efectivamente elástica y
la plaquita como tal no se deforma con el tiempo
permanentemente.
Preferiblemente para la aplicación o
distribución uniforme de la composición de moldeo como composición
de moldeo entre el cuerpo de moldeo y el molde de fundición
negativo se realiza un aumento continuo de la superficie de
compresión. De este modo se asegura especialmente que zonas
comprimidas no se separen ya entre sí para evitar una generación de
inclusiones. Preferiblemente el cuerpo de moldeo durante el proceso
de compresión forma un ángulo de abertura con el molde de
fundición negativo de preferiblemente < 3º y con especial
preferencia < 2º, con lo que puede conseguirse una distribución
lo más uniforme posible de la composición de moldeo. La aplicación
de la composición de moldeo en el molde de fundición negativo y/o el
cuerpo de moldeo se realiza preferiblemente por goteo, pues de este
modo puede dosificarse bien al mismo tiempo y la composición de
moldeo se extiende especialmente bien sobre el molde de fundición
negativo. A este respecto se aplica preferiblemente un volumen
exacto de composición de moldeo con ayuda de un dispositivo de
dispensación, con lo que puede conseguirse fácilmente la
reproducibilidad del cuerpo de moldeo conforme a la invención. En
una superficie de 0,0016 m^{2} se aplica preferiblemente un
volumen de composición de moldeo de 80 \mul +/- 2 \mul, pues de
este modo el molde de fundición negativo para las dimensiones
descritas se llena de modo especialmente exacto con la composición
de moldeo. Por consiguiente, por cada m^{2} se lleva a cabo por
los motivos antes mencionados una aplicación de la composición de
moldeo de preferiblemente 50 ml. Para asegurar que la superficie del
cuerpo de moldeo que va a proveerse de una estructura se moje en
toda la zona con composición de moldeo, el aporte de la cantidad de
composición de moldeo se realiza preferiblemente con una cantidad en
exceso adecuada.
Para garantizar una unión segura de la
composición de moldeo al cuerpo de moldeo, la superficie del
substrato que se va a poner en contacto con la composición de
moldeo preferiblemente se trata previamente para conseguir una
adherencia especialmente buena de la capa de composición de moldeo
endurecida y el substrato. Es especialmente preferido efectuar un
tratamiento previo con radiación UV, pues de este modo se forman
posiblemente centros de reacción por radicales sobre la superficie
del substrato y la reticulación de la composición de moldeo
comienza ya posiblemente en la superficie del substrato al aplicar
la composición de moldeo. A este respecto, usando PMMA como
substrato y la anteriormente descrita composición de moldeo es
suficiente con un tratamiento previo de pocos segundos, en especial
de menos de 2 segundos. Es especialmente preferido en un
endurecimiento auxiliado con radiación UV prever un dispositivo
conjunto que sirva tanto para el tratamiento previo como también
para el endurecimiento. A este respecto es posible tratar
previamente un substrato que aún hay que recubrir mientras otro
substrato ya provisto de la composición de moldeo se conduce al
endurecimiento de la composición de moldeo.
Es especialmente preferido que durante la
aplicación de la composición de moldeo y/o la compresión del
substrato y/o el endurecimiento de la composición de moldeo se
prevea una atmósfera de gas protector, en especial una atmósfera de
argón, nitrógeno y/o dióxido de carbono, pues de este modo el
endurecimiento puede ser controlado mejor libre en lo posible de
influencias exteriores como el contenido de ozono (fuente de
radicales) del aire ambiente. De este modo se evita en especial la
formación prematura de radicales u otros perjuicios de la
composición de moldeo por el aire.
Preferiblemente la separación del cuerpo de
moldeo del molde de fundición negativo se realiza por deformación
elástica del cuerpo de moldeo y/o del molde de fundición negativo,
pues así el molde de fundición negativo puede reutilizarse.
Preferiblemente se deforma elásticamente solo el molde de fundición
negativo para evitar un daño de la estructura superficial aplicada
sobre el cuerpo de moldeo. Como conforme a la invención el molde de
fundición negativo presenta preferiblemente una superficie de níquel
y la composición de moldeo endurecida se adhiere mejor a la
superficie del substrato que a la superficie de níquel, no es
necesario prever agentes de desmoldeo. Preferiblemente pues en el
procedimiento conforme a la invención no se utiliza agente de
desmoldeo alguno. Además, en esta forma de realización preferida
del procedimiento no es preciso limpiar el molde de fundición
negativo, pues no quedan residuos endurecidos de la composición de
moldeo en el molde de fundición negativo. El molde de fundición
negativo presenta por consiguiente una función de autolimpieza.
Ventajosamente el procedimiento se lleva a cabo
a temperatura ambiente. De este modo se llega a una notable
simplificación de la conducción del proceso en comparación con
procedimientos convencionales.
La cantidad de la composición de moldeo
introducida en el molde de fundición negativo en el paso b) se
encuentra ventajosamente en un intervalo de 60 a 100 \mul. Es
especialmente preferido que se introduzca exactamente la cantidad
de composición de moldeo que forme en toda la zona de borde del
substrato un menisco de la composición de moldeo. Esto tiene la
ventaja de que ya no es necesario utilizar más composición de moldeo
y por otro lado de que la capa entre el substrato y el molde de
fundición negativo sea una capa cerrada.
El procedimiento conforme a la invención se
lleva a cabo preferiblemente en un entorno protegido del polvo para
que pueda conseguirse una calidad óptica impecable de cuerpo de
moldeo con recubrimiento conforme a la invención.
Además es ventajoso que la composición de moldeo
se distribuya solamente mediante la aplicación del substrato sobre
el molde de fundición negativo. De este modo puede evitarse la
formación de burbujas de aire y con ello la formación de defectos
en la capa endurecida.
Ejemplo de
realización
Se mezclaron 11 g de acrilato de
1H,1H,2H,2H-perfluorooctilo con 8 g de diacrilato de
dipropilenglicol, 0,1 g de Irgacure® 819 y 0,2 g de Irgacure® 184
de la firma Ciba Spezialitätenchemie Lampersheim Gmbh. Se aplicaron
60 \mul de esta mezcla sobre una placa de níquel de 2 x 2 cm de
tamaño sobre cuya superficie estaba conformado un molde negativo de
un cuerpo de moldeo con centros de dispersión. A continuación se
aplicó una plaquita de PMMA de 1 mm de grosor y 1 x 1 cm de tamaño
sobre la superficie de la mezcla sobre la placa de níquel. A
continuación se sometió el sándwich así obtenido sobre la placa de
níquel con la mezcla entre medias durante 2 segundos a radiación UV
de una lámpara de mercurio de UV comercial. A continuación se retiró
del molde de fundición negativo el substrato con la composición de
moldeo endurecida unida a este. El procedimiento de fabricación es
igual en lo esencial al procedimiento de fabricación de elementos
guiaondas que está descrito en la solicitud de patente europea
05003358.8, a la que se hace referencia en su totalidad.
Claims (10)
1. Cuerpo de moldeo transparente que comprende
un substrato plano y una capa que se encuentra sobre una superficie
principal del substrato de un grosor de capa en un intervalo de 3 a
300 \mum de una composición de moldeo polimerizada exenta de
disolvente que contiene
- a)
- 35 a 75% en peso de al menos un acrilato parcialmente fluorado,
- b)
- 24,9 a 60% en peso de al menos un acrilato no fluorado, y
- c)
- 0,1 a 5% en peso de al menos un fotoiniciador,
presentando la capa sobre la superficie opuesta
al substrato una estructura superficial con elementos superficiales
difractivos de un tamaño estructural máximo de formaciones
defectuosas en estos elementos superficiales de hasta 100 nm.
2. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque el acrilato parcialmente fluorado es
lineal, ramificado y/o cíclico, y en el que los átomos de carbono
adyacentes a la función acrilato no están fluorados.
3. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque el acrilato parcialmente fluorado es
un acrilato de perfluoroalquiletilo, en el que el grupo etilo no
está fluorado y en especial el resto alquilo perfluorado presenta 4
a 10 átomos de carbono.
4. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque el acrilato parcialmente fluorado
está contenido en una cantidad de 50 a 65% en peso, en especial en
una cantidad de 55 a 65% en peso.
5. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque el acrilato no fluorado está
contenido en una cantidad de 34,9 a 45% en peso.
6. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque los fotoiniciadores están contenidos
en una cantidad de 1 a 2% en peso.
7. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque la composición de moldeo antes del
endurecimiento presenta una viscosidad en un intervalo de 2 a 30
mPas.
8. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque la composición de moldeo antes del
endurecimiento presenta una densidad en un intervalo de 1 a 1,5
g/ml.
9. Cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, caracterizado porque la composición de moldeo antes del
endurecimiento está compuesta por una única fase líquida.
10. Procedimiento esencialmente sin presión para
la fabricación de un cuerpo de moldeo conforme a la reivindicación
1, que comprende los siguientes pasos:
a) proporcionar un molde de fundición negativo
con formaciones de elementos superficiales,
b) introducir la composición de moldeo conforme
a la reivindicación 1 en el molde de fundición negativo en una
cantidad que rebase las formaciones de los elementos
superficiales,
c) aplicar un substrato sobre la superficie
libre de la composición de moldeo,
d) polimerizar la composición de moldeo con
unión de la capa de la composición de moldeo con el substrato para
la fabricación del cuerpo de moldeo
e) retirar el cuerpo de moldeo acabado del molde
de fundición negativo.
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