專利名稱：光學鏡片的研磨和拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及研磨拋光制作光學質(zhì)量表面的方法，它使用了一種結(jié)構(gòu)磨料或三維磨料，這種方法無需使用外部疏松的顆粒磨料漿或磨料膠。
在生產(chǎn)像鏡片、棱鏡、鏡子等一類符合要求的光學部件的各種光學質(zhì)量表面中，各種光學質(zhì)量表面的研磨拋光是重要的加工過程。例如今日大多數(shù)人們需要各種形式的矯正人眼的配備，而對多數(shù)的人來說，就是矯正視力的眼鏡片。
各種慣用的眼鏡片，包括太陽鏡和安全鏡，必須按具體的顧客分別來制造。雖然拋光后的塑料鏡片也許是基本的材料，此處所述的加工方法預(yù)期也可應(yīng)用到其它各種光學質(zhì)量材料上，如玻璃。制備供使用者使用的光學鏡片(眼鏡片)的一種通常方法包括了許多步驟，這包括研磨，精磨、拋光和硬質(zhì)涂層。每片光學鏡片都是作為一片鏡片坯料，用一系列的加工步驟使其變成所要求的曲面。
如上所述，生產(chǎn)光滑成品鏡片的常規(guī)生產(chǎn)包括了三個基本的操作步驟;第一步是利用沉積或浸漬有金鋼石，碳化鎢，或其它符合磨料尺寸的超硬顆粒的具有成形曲面工具來進行粗磨以形成曲面。這種工具是用來在鏡片上形成所需的曲率半徑。所制成的鏡片表面通常就具有近似的所需的曲率，但尚不夠精確也不夠光滑不能直接拋光成最終所需的成品。第二步稱之為“精磨”，通常包括對粗糙表面進行初步研磨以減少深的擦痕并制成尚未拋光卻是基本光滑的表面。稱之為“拋光”的最后一步通常包括精磨以消除擦痕并制成光滑的成品，在光學元件的情況下，通常它是一種固化的聚合物涂層，是接受的一層抗擦痕的硬質(zhì)涂層的光學透明表面，通常它是一種固化的聚合物涂層。本發(fā)明是涉及拋光這一步。
在稍為詳細的敘述中，精磨加工是將鏡片的幾何表面修整到所需的精度，并使表面質(zhì)地足夠光滑使在后工序要拋光的鏡片從乳濁狀的不透明狀態(tài)變成透明狀。常常但非全部是，精加工為了除去早先粗糙表面上的所有擦痕，需要包括兩個分開的精磨步驟，從而制得適合于用疏松的磨料漿來進行拋光的精加工表面。
通常用于精磨加工的磨料制品是涂復(fù)有氧化鋁或碳化硅磨料顆粒，用于塑料鏡片，或者是涂復(fù)有像氧化鋁或碳化硅這樣的疏松粒狀磨料，用于玻璃鏡片。第一步精磨加工通常使用的磨料顆粒的平均細度為15-40μ，這取決于材料以及由粗磨加工所制得的制品表面。第二步精磨加工通常使用的磨料顆粒至少要比第一步細50%，通常為4-12μ。這二道精磨加工所需的時間通常為每道加工為1-2分鐘，這時間取決于原始制品表面，磨料細度以及所要求的制品表面。經(jīng)兩道精磨加工后精制表面鏡片的任何部位的平均半徑(Ra)通?？蛇_到0.06-0.13μ，或達到其Rtm大于0.40-0.90μ。
已經(jīng)進行了各種努力來試圖縮短制得所需精制表面所需的時間并延長在精磨時的磨料添加周期。例如，美國專利5，014，468(Ravipati等人)披露了擬用于眼科敷貼器件的研磨膜，這種膜是由在磨料顆粒分散在幅射固化的粘合劑的表面涂層中的具有某種相互關(guān)聯(lián)的圖案所構(gòu)成。
現(xiàn)有其它的各種用于眼科敷貼器件的磨具包括一步精磨加工片，它旨在用一片就能完成精磨加工從而減少精磨時間并降低精磨成本。例如，在美國專利4，644，703(Kaczmarek等人)中就披露了一步精磨加工片，該專利聲稱能制成不大于0.25μ(算術(shù)平均值)的成品鏡片表面，這是指平均直徑(Ra)或稱之為平均粗糙度值，而不是指Rtm值。Ra為表面外形粗糙度對平均線的偏差度，而Rtm定義為五次連續(xù)測定的五種不同的粗糙度的平均值。按定義，較之對通常表面外形測量的Rtm來說，Ra通常能測定到重要的更小距離。因此，Kaczmarek等人沒有說明在其所述的精磨加工完成后鏡片能立即成功地涂復(fù)上硬質(zhì)保護性涂層。
另一方面，Chasman等人的美國專利4，773，920披露了一種用于研磨膜的涂復(fù)磨具，其研磨材料是將磨料顆粒分散在用自由基(引發(fā))聚合固化的粘合劑中制成的。此研磨材料施用于內(nèi)壁，較佳地是用轉(zhuǎn)輪輥將其形成完整涂層及圖案，以制成規(guī)整的圖案或者帶有交錯溝紋的互相聯(lián)通的網(wǎng)紋。然后將此器件固化。在Chasman等人的實施例中就將這種磨具用作精磨加工板。按定義，精磨加工通常無需完成鏡片表面的最后拋光，這意味著，還需對鏡片工件表面進行后一步的精制，將鏡面拋光來消除工件表面的嚴重的或深的擦痕。于是，在鏡片可以進行硬質(zhì)保護性涂復(fù)之前，通常需要對其進行進一步的加工。
再一方面，Buzke等人的美國專利4，255，164披露了玻璃的精磨加工板，它由粒狀樹脂涂料組合物的發(fā)泡液體磨料所組成。此液體涂料組合物由可固化液體粘合劑，磨料細顆粒和可充分相容的溶劑所組成，從而形成一種可涂復(fù)的組合物。這樣一種涂料能生成蜂窩狀的涂層，它在使用時以一定的速率釋放出精磨加工的磨料顆粒。Butzke等人也敘述了其首選用途是將精磨加工釋放出磨料，但這些方法不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。前人的各種嘗試也已談到如用添加諸如像硬脂酸，牛油，和石蠟潤滑劑會引起粘合劑的剝離，溶解或軟化而釋放磨料顆粒。雖然如此，這些已作的努力已經(jīng)說明由于粘結(jié)材料脫落太快而不能令人滿意而且產(chǎn)生了難以控制的摩擦熱的問題。
還有，商業(yè)上可購得的珠狀的4μ氧化鋁磨具，牌號為3M365M Qwik StripTM精磨加工板，由明尼蘇達礦業(yè)制造公司(簡稱美國3M公司)美國明尼蘇達圣保羅出品，已知可用作精磨加工板，已經(jīng)觀測到它可以在聚碳酸酯塑料光學鏡片上制得光潔度(Rtm)約為0.44μ的表面。一般不將約0.44μ光潔度(Rtm)的表面看成是經(jīng)過拋光的表面，而且對可接受硬質(zhì)表面涂料來說不是一個完善的基面。在精磨加工之后，在下一步的鏡片拋光工序進行拋光加工操作。一般通常的拋光加工是用疏松漿或含有研磨顆粒的膠來完成。這種漿或膠是從外部加到拋光加工處。這種拋光加工消除了所有深的擦痕并保證了鏡片表面的透明狀態(tài)與此同時保持了表面的幾何精度。一種典型的拋光組合物包括1-8μ的分散在液體介質(zhì)如水中的氧化鋁顆粒。用疏松顆粒漿進行拋光加工的時間通常為每片鏡片需2-7分鐘，它也取決于原始表面光潔度，磨料顆粒細度以及最終所要求的表面光潔度。
使用從外部加入稀疏顆粒磨料漿帶來了許多缺點。這些缺點包括所需大量的漿料處理帶來的不方便，需用攪拌來防止磨料顆粒的沉降并保證磨料顆粒在研磨界面的濃度均一，并需要附加的裝備來制備、處理和回收并循環(huán)此磨料漿。此外，對漿本身須定期地進行分析以保證其質(zhì)量和分散穩(wěn)定性從而需要額外的昂貴的工時。還有，泵頭，閥門，物料管線，研磨墊以及其它的供漿裝備的部件，它們會由于與漿料接觸終會發(fā)生不希望發(fā)生的磨損。尤其在使用時，由于稀疏顆粒漿料拋光加工是一個非常不整潔的加工過程，這種漿料通常是作為粘滯液體施用于一個軟板，容易濺潑并難于保持。
可以理解地，已經(jīng)作出的各種嘗試，通常沒有完全成功。因而使用不同的涂復(fù)磨料板來代替疏松顆粒漿料拋光系統(tǒng)，這是由于使用這類研磨器件更為方便。例如，Braun的美國專利4，733，502敘述了一種在同樣的機器上研磨和拋光鏡片的方法。精磨加工是用具有磨料細顆粒沾在非水溶性基材上的精磨加工板。然后在同一表面加工機器心軸上使用具有柔性水溶性的帶有磨料拋光粉的基材完成拋光加工，在水流的存在下的拋光加工時，拋光加工顆粒就從基材上釋放出來。這種拋光加工板最好是在Shukda等人的美國專利4，576，612中所披露的那種類型的板。雖然，Braun沒有說明這種方法所制得的實際表面的Ra或Rtm等光潔度，Braun也沒有指出這種經(jīng)拋光后的鏡片能在拋光加工過程之后就能很好地用硬質(zhì)保護性聚合物涂料予以涂復(fù)。
還有，Shukla等人敘述了眼鏡片拋光加工板，此拋光板是采用將水溶性聚烯烴氧化物(Polyalkyeneoxide)/酚醛樹脂與某種丙烯酸膠乳的聚合物以及含有拋光加工顆粒的醇漿相混合。在Shukla等人的拋光加工層是在織物基底上的連續(xù)整體層，或者是另一種全部復(fù)蓋或部分充填在織物基體的凸起表面中的凹槽的拋光加工層。
這種由Skula等人所述稱為熱塑性基體或粘結(jié)劑系統(tǒng)，包括乳膠，在拋光加工過程中以按報導(dǎo)中制得合格玻璃的去除速率以可控方式釋放出拋光加工顆粒。
如以上所指出的，在拋光之后，通常的做法是在鏡片投入使用之前，鏡片通常用一種硬質(zhì)耐擦傷的聚合涂料進行涂復(fù)。這種拋光加工必需保證鏡片的最終光潔度對這種硬質(zhì)涂料是可接受的。倘如鏡片表面在施用硬質(zhì)保護性涂料之前存在著任何大的旋渦或深擦痕存在，涂料就可能充不滿裂縫因而鏡片就會不合格。不僅如此，即使硬質(zhì)涂料能充滿鏡片表面上的大旋渦或深擦痕，劃痕槽中的硬質(zhì)涂料和鏡片之間通常會發(fā)生折射率的不一致，就會降低鏡片的光學性質(zhì)。
因此，存在著需求對更容易持久的拋光加工光學元件的方法，特別是各種眼鏡片使用的拋光加工方法，也就是排除使用外部磨料或膠體拋光加工的技術(shù)的需要。
本發(fā)明涉及一種拋光加工光學質(zhì)量表面到適當?shù)淖罱K拋光光潔度的方法，該方法不使用外部磨料漿或磨料膠。本發(fā)明方法能制得光學質(zhì)量的拋光表面，它能良好地進行涂復(fù)固化形成一層硬質(zhì)保護性涂層的復(fù)合物進行涂復(fù)。
在一個具體實例中，本發(fā)明涉及一種拋光加工制得光學質(zhì)量表面的方法，而無需使用外加磨料顆粒漿或膠，其主要步驟為(a)制備具有第一步光學質(zhì)量主表面，所述的第一步主表面其最初的Rtm值大于0.35微米;
(b)將第一步主表面與磨料制品形成磨擦接觸關(guān)系，此處的磨料制品包括一種片狀的結(jié)構(gòu)，具有許多磨料顆粒的每一種復(fù)合物分散在粘合劑中，許多單獨的磨料復(fù)合物配置在至少一個主表面上，以及(c)在某種基本不含磨料顆粒的液體的存在下，至少將相接觸的第一主表面與相應(yīng)的磨具之一以一定的方式作相對的轉(zhuǎn)動和/或振動，并延續(xù)一段有效時間以將第一主表面拋光加工到第一主表面的最終Rtm值達到或小于0.30μ。
此外，在本發(fā)明，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，對在本發(fā)明中所使用的給定量的磨料制品而言，本發(fā)明的方法可提供隨機特定的各個數(shù)據(jù)點，其中的Rtm值略高于0.3μ。雖然如此，當在從給定量中測定多個磨具樣品的情況下，實驗觀測到Rtm的平均(算術(shù))值為0.3μ或更小，并且在多數(shù)情況下為小于0.3μ。“給定數(shù)量”意味著將磨料制品制成具有足夠表面積大小以使從磨料制品得到猶如雛菊花的有許多松散的磨料制品的龐大形式的磨料制品。每個試樣用于單獨鏡片(同種類型的鏡片)的拋光加工而且對這種經(jīng)拋光的鏡片的各個Rtm進行測定。因此，按照本發(fā)明方法拋光鏡片對由一個通常磨具磨車制得的大量試樣的平均Rtm值可達到或不大于0.3μ，較佳地為小于0.3μ。
對于本發(fā)明的目的，“光學質(zhì)量表面”是一種表面，如眼鏡片表面，它是透明的或者能將其精整到透明狀態(tài)，并且這種表面永遠粘附著一層透明的可硬化的涂層。可硬化涂料等一類是一種在室溫(約25℃)下具有非流動性的涂復(fù)材料。
例如，在本發(fā)明的另一實例中，本發(fā)明的方法將第一步主要表面制成了具有光學質(zhì)量表面的光潔度，只要這種表面涂復(fù)了并永久粘附了一層透明的可硬化的聚合物涂料，如可硬化聚硅氧烷涂層。
在另一個實例中，上述初始的Rtm值為約0.40-0.90μ。在又一個本發(fā)明的實例中，最終的Rtm值達到了小于0.25μ。
在本發(fā)明方法的另一實例中，由本發(fā)明拋光加工的光學鏡片是由塑料或玻璃制成的，包括聚碳酸酯塑料。在完成本發(fā)明的拋光加工工序之后，光學鏡片通常是透明的，尤其光學鏡片是眼鏡片時。在這方面，本發(fā)明方法所使用的光學鏡片特別還具有一個與第一種鏡片表面相反的第二種鏡片表面，這里第一種鏡片表面為凹面形狀的向內(nèi)對著第二種鏡片表面。對能夠使用本發(fā)明方法拋光加工的光學鏡片的形狀并無特定的限制，且包括了全部的凹-凸形狀，以及像正片，負片或平光片的所有常規(guī)鏡片。用本發(fā)明的方法可以將這些鏡片進行單面或雙面(依次)拋光加工。
在本發(fā)明的又一個實施例中，前述的板狀結(jié)構(gòu)包括了一背面層且前述的粘合劑包括了一種熱固化型粘合劑，其中熱固化型粘合劑提供了將組合物附著在背面層的方法。較佳地，這種熱固化型粘合劑是由加成聚合反應(yīng)，即一種自由基或粘合劑母體的陽離子聚合反應(yīng)機理所制成，而且此粘合劑母體最好是用幅射能量照射，如果必要可配以適當?shù)墓袒瘎┚湍芰钇渚酆稀?br> 例如，粘合劑母體可選自丙烯酸氨基甲酸乙酯類，(甲基)丙烯酸環(huán)氧酯類，烯基不飽和化合物，具有側(cè)基的α，β-不飽和羰基基團的氨基塑料衍生物類，具有至少一個側(cè)基的丙烯酸基的異氰脲酸酯衍生物，具有至少一個側(cè)基的丙烯酸基的異氰酸酯衍生物，乙烯基醚類，環(huán)氧樹脂類以及它們的混合物。
在本發(fā)明的另一實施例中，粘合劑母體是選自具有分子量低于500的乙烯基醚而其量為能有效地引發(fā)一種陽離子催化劑固化的混合物。這種乙烯基醚混合物按重量計每100份磨料顆粒和乙烯基醚可含有10-80份磨料顆粒。
在本發(fā)明的再一個實例中，粘合劑是熱固性樹脂與熱塑性增塑劑的混合物。例如，粘合劑可以是某種丙烯酸酯單體和聚乙二醇的共混物。
在另一個實例中，上述磨料顆粒的細度約為0.05-4μ且莫氏硬度至少約為8，且這種磨料可由選自下列研磨材料所制成，下列磨料包括氧化鋁，碳化硅，氧化鉻，二氧化硅，氧化鋁氧化鋯，金鋼石，氧化鐵，二氧化鈰，立方晶系氮化硼，碳化硼，石榴石，以及它們的混合物。磨料粉粒與熱固性粘合劑可以分別地按95∶5-5∶95的重量比例配合，而且更佳地為50-90份的磨料粉粒與10-50份的粘結(jié)劑相配合。
在本發(fā)明的又一個實例中，每種所述的復(fù)合物制成精確的形狀由基本上不同的和可分辨邊界所規(guī)定的，并且每個復(fù)合物都具有一個與其它復(fù)合物不相聯(lián)的頂部。在此實例中，這就是說復(fù)合物具有自由的上部或頂部以完成單獨的拋光加工動作，各個復(fù)合物在它們的頂部不形成相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在又一個實例中，每個復(fù)合物都具有精確的幾何形狀，這是由基本上不同的可分辨的邊界所規(guī)定的，這里精確的幾何形狀是可為立方體，棱柱(形)的，錐形的、錐臺(截頭圓錐)形，金字塔形，截頭金字塔形和圓柱形的。
這類復(fù)合物具有在主表面上的面積空間不小于700復(fù)合物/cm2。在一個較佳的實例中，復(fù)合物的高度值可高至200μ，一般約為25-200μ。在使用復(fù)合物的形狀為金字塔形或截頭金字塔形時，基邊長度通?？蔀?00-500μ。
在本發(fā)明的一個實例中，上述的板狀結(jié)構(gòu)的背面層是由下列材料組成聚合物薄膜，編織布，紙，無紡布以及經(jīng)過處理的這類材料。由紙層組成的背面層用某種丙烯酸膠乳樹脂飽和，其厚度約為255-305μ是較佳的。通?？蓧嚎s的背面層是較佳的。本發(fā)明的磨料制品通常是柔性的從而能很容易地與拋光工具的外形一致。
在本發(fā)明的另一實例中，板狀結(jié)構(gòu)包括具有反面和承載復(fù)合物的正面的背面層，其中反面包括了將背面層附著在支承工具或拋光工具上的方法。這種附著方法較佳是使用壓敏粘結(jié)劑，雖然，亦可使用其它的方法。
在本發(fā)明的另一個實施例中，無需使用外部添加磨料漿或磨料膠就能拋光加工制成光學質(zhì)量表面的方法主要包括了下列步驟(a)將第一主表面制成光學質(zhì)量表面，所述的第一主表面其初始Rtm值大于0.35μ;
(b)將第一主表面與磨料制品進行磨擦性接觸，這種磨料制品包括了許多分散在粘合劑中的磨料顆粒展開在第一主表面上的板狀結(jié)構(gòu)件，此粘合劑是由含有可加成聚合的樹脂粘合劑母體所制成的;
(c)在第一主表面和接觸的磨料制品中，至少令一個在液體的存在下作互相間地相對的轉(zhuǎn)動和/或振動動作，這種液體基本不含磨料，其延續(xù)時間為能有效地將第一主表面制成其最終Rtm值為0.30μ或更小。
在本發(fā)明的另一實例中，也企圖用一種磨具能制得表面光潔度達到0.30μ或更小的光學質(zhì)量表面光潔度，此時將所使用的研磨漿制成上述的各種研磨復(fù)合物，形成在背面的相互聯(lián)通的磨料格柵或網(wǎng)絡(luò)，其中磨料是以一種不連續(xù)的拱起的圖案粘附在背面，從而在背面布滿許多延伸的三維構(gòu)造，這就規(guī)定了背面不含磨料的區(qū)域。
在本發(fā)明方法的又一個實例中，一種無需使用外部加入磨料漿或磨料膠就能將裝在鏡片表面拋光加工裝置上的光學鏡片拋光的方法，其主要的步驟為(a)加工制造具有第一主表面的光學鏡片，其初始Rtm值為大于1.0μ;
(b)將含有磨料的第一種細度的拋光墊緊扣固定在可松扣的鏡片表面拋光裝置上;
(c)將光學鏡片與第一種細度拋光墊相接觸，并且將光學鏡片和第一種拋光襯墊之一按某種方式進行轉(zhuǎn)動和/或振動，其時間為能使第一主表面達到一個為0.35-0.90μ的第一中間Rtm值;
(d)從拋光裝置上除去第一種細度拋光墊;
(e)任選地重復(fù)步驟(b)，(c)和(d)，但是使用上面含有磨料的第二種細度拋光墊使所述的第一主要表面達到第二中間Rtm值，此數(shù)值是低于第一中間Rtm值，其值范圍在0.35-0.90μ之間;
(f)緊扣在可松扣的拋光裝置上的磨具是一種柔性的板狀構(gòu)件，它具有兩個相對的主表面，一個反面和一個正面，許多分開的研磨復(fù)合體散布在正面上，每個復(fù)合物都包括了許多分散在粘合劑中的磨料，磨料制品的背面與拋光裝置基本是勻稱的接觸;
(g)使第一主表面與磨料制品實現(xiàn)摩擦接觸;和(h)至少將互相接觸的第一主表面和磨料制品之一在以某種方式添加液體的情況下，將其進行轉(zhuǎn)動和/或振動，其時間為能有效地將第一主表面拋光加工達到最終的Rtm值為0.30μ或更小。較佳地，細拋光墊和磨料制品分別是用壓敏膠粘合劑這種附著方法可松動地扣在拋光裝置上。在另一實例中，其最終的Rtm值為小于0.25μ。
在本發(fā)明的另一個實例中，一種無需使用外部添加磨料漿或摩料膠的拋光加工光學質(zhì)量表面的方法，其主要步驟為(a)制得具有第一主表的光學質(zhì)量表面，第一主表面其初始Rtm值大于0.35μ;
(b)將第一主表面與一種磨料制品進行磨擦接觸，此處所述的磨料制品為具有許多分開的研磨復(fù)合體散面在其至少一個主表面上的板狀構(gòu)件，每個復(fù)合體含有許多分散在粘合劑中的磨料;
(c)令互相接觸著的第一主表面和磨具中的至少一個，在以某種方式添加液體的情況下作轉(zhuǎn)動和/或振動動作，其延續(xù)時間是能有效地將第一主表面拋光加工，使第一主表面達到最終Rtm值為0.30μ或更小;和(d)將可固化的涂復(fù)材料施用于第一主表面上，并將涂復(fù)材料固化成固態(tài)。較佳地，此涂層材料為一種可固化的聚合物涂料，在施用到鏡片表面之后將其固化成固態(tài)。
其它的各種特性，優(yōu)點以及進一步實施本發(fā)明的各種方法從下面的


和本發(fā)明的各種較佳實施例將會得到更好的理解。
圖1為本發(fā)明方法所使用的磨料制品的俯視平面圖。
圖2為在其中具有本發(fā)明所使用的拋光加工片(板)的一種通常的表面機械拋光的側(cè)視圖。
圖3為在圖1中所示的磨料制品沿3-3線的放大剖視圖。
圖4為另一實施例的在本發(fā)明方法中所使用的磨料制品的放大剖視圖。
圖5為在本發(fā)明中所使用的一種制造磨料制品系統(tǒng)的示意圖。
此發(fā)明是關(guān)于不需要使用從外部添加磨料漿或磨料膠就能使用磨具對光學鏡片進行最后的拋光加工的新方法，經(jīng)拋光加工后的鏡片可以接受一層硬質(zhì)保護性涂料。
如在圖1和圖3所示，將適當?shù)哪チ习?片)沖裁成一個“雛菊花”式(daisy)構(gòu)型以形成放射式伸展開的許多縫隙(它們限定了瓣11的側(cè)邊)由此制成一個柔性的磨盤磨具10。此“雛菊花”能使磨盤磨具(符合)并確保其固定于一個曲面上而不會產(chǎn)生不希望產(chǎn)生的皺紋或皺折。磨盤可以具有任何數(shù)目的(磨)瓣，但通常瓣數(shù)為3-8即可獲得令人滿意的結(jié)果。
雖然本發(fā)明的拋光制品的形式不必要限制，可以像磨料制品能容易地與曲面拋光磨料制品相適應(yīng)。其形狀可以是任何便于鏡片的各種拋光加工操作的形狀，如圖1所述的盤形或其改型。盤或是開縫隙的或帶有狹長切口或是各種沖孔的。板(片)也可以是其它各種形狀如矩形或橢圓形，取決于所使用的拋光制品的具體形狀。片材亦可以制成無接頭帶有各種常規(guī)方法用拼接片材的伸長帶的相鄰端頭。較佳地片材料形式為具有許多放射狀排列具有相后間隔的縫隙，從拋光機的邊沿向其中心延伸。
圖2中，磨盤具是放在凸形拋光機12上，其研磨表面向外，此拋光機具有將鏡片拋光成光學鏡片的曲度。于是將鏡片坯與磨盤具10相接觸，并且鏡片15與拋光機12互相分別作轉(zhuǎn)動和/或振動動作使磨盤具10和鏡片產(chǎn)生摩擦接觸，這樣將鏡片的表面得以精制與此同時新鮮水或其它水溶液以相當大的體積流率連續(xù)供給鏡片/板料界面。利用鏡片座或固定件13將鏡片15正對著拋光機推動。鏡片座13也可以是具有一個壓緊裝置(未標明)接收鏡片的常規(guī)鏡片座。應(yīng)當明白的是在圖2中所描述的鏡片15和固定件13為了便于觀察的排列要比拋光機12小一些。
參照圖3，本發(fā)明的磨料制品30得以更詳盡的說明且具有許多分開的研磨復(fù)合物34粘合在底板的正面以及在背襯的背面上有一個附著系統(tǒng)如壓敏粘合劑(未示出)。研磨復(fù)合物34包括許多分散在某種粘合劑36中的磨料顆粒35。層37是一種適當?shù)母綦x墊襯并且能被剝掉以露出涂復(fù)在底板31的背面33上的壓敏粘合劑(PSA)層或膠帶38。
參看圖4，本發(fā)明的磨料制品40具有含有多個分開的研磨復(fù)合物44的底板31，此研磨復(fù)合物是借助于粘結(jié)系統(tǒng)47而粘結(jié)在底板的正面32。底板的反面33具有一種粘結(jié)系統(tǒng)，如壓敏膠粘帶。研磨復(fù)合物44為一含有許多分散在粘合劑46中的磨料聚結(jié)物。層37為一適當?shù)母綦x墊襯，可以將其剝掉以露出涂復(fù)在背襯的反面33上壓敏粘結(jié)劑層或壓敏膠帶38。
關(guān)于本發(fā)明的目的，術(shù)語“拋光加工”意思為除去明顯的擦痕以制得一種特別精細的，鏡面狀的光潔度，在鏡片工件的表面不存在人眼可覺察到的強烈或深深的擦痕。作為本發(fā)明方法成功拋光加工的另一個判斷標準，經(jīng)拋光加工后的鏡片表面用PerthenM4P具有0，005mm球面頭的外形儀和量程為8mm的外形儀測定，其Rtm值為0.30μ或更小。這種表面光潔度是需要保證鏡片表面不存在強烈的旋渦和深深的擦痕，旋渦和擦痕會破壞鏡片的光學性能。作為本發(fā)明方法成功拋光加光的另一種判斷標準，得到的鏡片表面光潔度要使在表面測量范圍的標準粒徑范圍之內(nèi)，單個最深擦痕的深度不大于2.5μ。
關(guān)于本發(fā)明的目的，所說的“精確形狀的”這一類措詞是用來描述磨料復(fù)合物的形狀，這種形狀是由相對光滑的表面連接的邊界所限定，以及通過各個不同邊鄰接所限定的網(wǎng)絡(luò)具有清晰的棱長的不同的終端。這樣一種精確成形的研磨復(fù)合物通常是通過將磨料和可固化粘合劑的具有流動性的混合物進行固化而形成，此混合物是裝載在底板上并且填滿生產(chǎn)工具表面上的空穴。
關(guān)于本發(fā)明的目的，術(shù)語“邊界”，作為用以限定研磨復(fù)合物，意指每一復(fù)合物的外露表面和棱，它們確定界線并限定每個研磨復(fù)合物的三維形狀。在本發(fā)明中所使用的某個磨具的截面用一個掃描電子顯微鏡觀察的情況下，這些邊界很容易用人眼看到并很容易分辨。這些邊界將一個研磨復(fù)合物與另一個相分開并易于分辨，即使對在它們的基底上沿共同邊界互相毗鄰的復(fù)合物也是如此。作為比較，在一不具有精確形狀的研磨復(fù)合物的情況下，邊界和邊緣是不明確的，即在這種情況下，在完成固化之前研磨復(fù)合物就下沉了。
磨具背襯在本發(fā)明中使用的能用作拋光加工的磨具典型背襯的各種例子包括聚合物膜，有填料的聚合物膜，布，紙，無紡布和由此經(jīng)過處理的各種變形體以及它們的組合物。紙或布的背襯應(yīng)經(jīng)過防水處理以使背襯在拋光加工操作時不會發(fā)生明顯的惡化，因為水是通常用作拋光機在實施本發(fā)明的拋光加工時的注液。
對于本發(fā)明，要求使用一種可壓縮的背襯。一種相對可壓縮的背襯是較佳的，因為這可補償從精磨步驟到拋光步驟時鏡片半徑的變化。也可以推論到一個更具有可壓縮性的背襯有助于在拋光加工時磨料粒子的緩沖。這種緩沖作用會有助于得到相當精細表面的拋光加工。一般，背襯厚度應(yīng)該為200-400μ的范圍。本發(fā)明的較佳背襯為10-12mil(約255-305μ)的用丙烯酸乳膠樹脂飽和的厚紙背襯以增加其耐水性。背襯通常是平的而且是不帶壓紋的。
背襯也可以在其背面具有附著裝置以保證所得到的涂復(fù)磨料粘附在支承墊板或墊板上。這種粘附裝置可以是一種壓敏膠粘合劑或壓敏膠帶，鉤子和環(huán)形附著用的針織布，或一種間瓣時看系統(tǒng)(intermeshingattachmentsystem)，如在美國專利5，201，101所述的，現(xiàn)一并列此作為參考。壓敏粘合劑或壓敏膠帶是在本發(fā)明中眼鏡片拋光加工所使用的較佳附著辦法。普通壓敏粘合劑的各種例子包括丙烯酸聚合物，丙烯酸均聚物，丙烯酸共聚物，乙烯基醚類，烷基粘合劑，橡膠粘合劑以及它們的混合物。另一方面，這些粘合劑可以施用在薄背襯層的雙面以得到一種壓敏帶。
研磨復(fù)合物本發(fā)明所用的較佳磨料制品應(yīng)用了一組單個的研磨復(fù)合物，每個復(fù)合物包括分散在一種粘合劑系統(tǒng)的磨料顆粒，以對著分散在一種粘合劑中的磨料顆粒的連續(xù)層。最好復(fù)合物是三維的，具有許多不是形成整體層的工作面，當使用時，它能作獨立于其它復(fù)合物的獨立動來拋光加工表面。在本發(fā)明中使用的這些單個的磨料復(fù)合物可以用作珠型磨料制品或稱之為“結(jié)構(gòu)磨料制品”。一個結(jié)構(gòu)磨料制品意味著一種磨料制品，其中將有許多單個精確外形的復(fù)合物分散在一個底板上形成一組，每個復(fù)合物包含分散在粘合劑中的磨料顆粒。本發(fā)明中有用的“單個”磨料復(fù)合物的各種例子可以在下列的美國專利4，930，266，5，219，462和5，152，917中找到。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)磨料制品的實例不是環(huán)包一個整體的涂層或改性(即壓紋的或不連續(xù)的格子)的分散在結(jié)合劑中的磨料顆粒涂層。
當使用磨料制品用于本發(fā)明的光學鏡片拋光加工中時，磨料復(fù)合物就逐漸地產(chǎn)生洗脫。這種洗脫性有助于在鏡片表面上獲得精細表面光潔度。這種侵蝕性能允許磨損了的磨料顆粒以足以露出到的磨料顆粒的速率排放出。相反這種洗脫防止了舊磨料顆粒在鏡片表面造成深的和強烈的擦痕。
這種洗脫速率取決于許多因素，這包括磨料復(fù)合物的配方，磨料顆粒的類型，磨料顆粒的大小，粘合劑類型，任選的添加劑，單個地或以混合形式的均能影響磨料復(fù)合物的洗脫性。例如，更硬的粘合劑，如酚醛粘合劑，比軟一些的粘合劑如脂族環(huán)氧粘合劑，洗脫性要小。另一方面，某些添加劑或填料，如玻璃泡，趨向于使磨料復(fù)合物有更大的洗脫性。以本文的觀點，熟悉專行業(yè)的人能用常規(guī)技巧，用觀測所產(chǎn)生的表面光潔度，就能從實驗中獲得滿意的洗脫速率。
也可以推斷，較軟的磨料復(fù)合物有助于工件得到更精細的表面光潔度。雖然此時并不希望受任何理論的約束，但仍然相信較軟的磨料復(fù)合物在拋光加工時提供了緩沖的作用，因而導(dǎo)致產(chǎn)生更精細的光潔度有助于取消使用磨料漿。
有多種方法來得到軟性磨料復(fù)合物，如丙烯酸酯單體，丙烯酸氨基甲酸乙酯，低聚物，環(huán)氧類，乙烯基醚類等。一般柔性粘合劑的Koop硬度是小于約25，通常小于約20。這些柔性粘合劑能在拋光加時無需添加額外的增塑劑來獲得所需的柔軟度就能得到足夠的可洗脫性復(fù)合物系統(tǒng)。
另一方面，本發(fā)明提供柔性磨料復(fù)合物的另一種方法是在磨料復(fù)合物中添加增塑劑。也相信增塑劑會影響磨料復(fù)合物的洗脫性，并且通常它會增加洗脫性。增塑劑必須是能與粘合劑以及粘合劑母體相配伍的。須將增塑劑混合均勻地加到粘合劑母體中，并且不能夠從磨料漿或凝結(jié)物中滲出。增塑劑與粘合劑母體的重量混合此增塑劑的重量可為10-50份，較佳為30-50份，按每100份混合的粘結(jié)劑母體和增塑劑的重量為基準。粘合劑母體較佳地是那些通過加成聚合反應(yīng)而固化的，在本文別處敘述過的。適合的增塑劑的例子包括有機物，如有機硅油，甘油或聚(亞烷基)二醇。較佳的聚(亞烷基)二醇為重均分子量為200-10000的聚乙二醇。聚乙二醇可以有效地用作三甲基羥丙烯(TMPTA)粘合劑母體的增塑劑。雖然如此并非所有情況均需用增塑劑來得到所需的洗脫性能，正如本文它處所闡明的。
磨料粒子本發(fā)明中所使用的磨料粒子由于是分散在復(fù)合物粘合劑中，其顆粒大小范圍是從約0.01-5μ，通常是0.05-4μ，較佳地為0.1-3μ。較佳地是磨料粒子的莫氏硬度至少約為8，更佳的是9以上。這種磨料粒子的例子包括熔融氧化鋁(這包括棕色氧化鋁，熱處理過的氧化鋁，和白氧化鋁)，陶瓷鋁氧化物，生的碳化硅，碳化硅，氧化鉻，氧化鋁氧化鋯，金鋼石，氧化鐵，氧化鈰，立方晶系氮化硼，碳化硼，石榴石，硅石以及它們的混合物。氧化鋁是較佳的磨料粒子。
外面涂復(fù)上磨料粒子的表面也是屬于本發(fā)明的范疇之內(nèi)。表面涂層可以具有許多不同的功能。在某些情況下，表面涂層增強了對粘合劑的粘附作用，改變磨料粒子的研磨性能等等。
在磨料復(fù)合物中，也可以有稀釋劑的粒子。這些稀釋劑粒子的粒徑可與磨料粒子粒徑為同數(shù)量級。這種稀釋劑粒子的例子包括石膏，大理石，石灰石，燧石，硅石，玻璃泡，玻璃珠，硅酸鋁，等。另一方面，上述各種各樣，各種類型的磨料粒子，是不包括或不存在于液流中，此液流在拋光加工時是對著本發(fā)明的磨料板磨料制品和鏡片表面的界面的。
粘合劑將磨料粒子分散于粘合劑中以形成磨料復(fù)合物。此粘合劑為一種熱固性或交聯(lián)的粘合劑，并且較佳地是經(jīng)由一種加成(鏈反應(yīng))聚合反應(yīng)就能固化的粘合劑。在本發(fā)明中使用的粘合劑體系是通過一種加成反應(yīng)機理而固化的，這比之熱塑性粘合劑系統(tǒng)來說具有很大的優(yōu)點，因為前者能被迅速地并且可控制地固化，暴露于幅射能中可得到高速率生產(chǎn)的同時對磨料復(fù)合物的最終外形能夠得以高度的控制。這種熱固性粘合劑較佳地是由一種粘合劑前體而形成。
將磨料粒子與粘合劑母體相混合形成磨料漿。在制造磨料制品的時候，將此磨料漿置于能源的幅照之下，幫助引發(fā)聚合反應(yīng)和粘合劑前體的固化。能源的例子包括熱能和幅射能，后者包括電子束，紫外光和可見光。
適當粘合劑前體的例子，這種前體是通過加成(鏈反應(yīng))反應(yīng)機理而固化的，包括通過自由基反應(yīng)聚合機理或另一種，通過陽離子反應(yīng)聚合機理的粘合劑母體。這些術(shù)語，如“加成”或“鏈反應(yīng)”機理，通過“自由基”或一種“陽離子”反應(yīng)機理，具有明確的含義，如像在TextbookofPolymerScience，第三版，F(xiàn).Billmeyer，Jr.，JohnWilly&Sons，NewYork，NY1984。所敘述的。
更具體地說，本發(fā)明合適的粘合劑前體，它是通過自由基反應(yīng)機理而聚合的，這種粘合劑前體包括丙烯酸氨基甲酸酯，丙烯酸環(huán)氧類，乙烯的不飽和化合物類，具有側(cè)基α，β-不飽和羰基的氨基塑料衍生物，至少具有一個側(cè)基丙烯酸基團的異氰脲酸酯衍生物，至少具有一個側(cè)基丙烯酸基團的異氰酸酯衍生物，環(huán)氧樹脂類，和混合物以及它們的組合物。術(shù)語丙烯酸酯包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，如將某種乙烯基醚類用作粘合劑的前體，為得到所要求的粘合劑柔度和在磨料復(fù)合物中的侵蝕性所加的增塑劑就變得完全不需要了。這些乙烯基醚類通過陽離子機理而發(fā)生聚合。概括起來，有用的乙烯基醚包括那些是雙官能團且其分子量低于約600，較佳地是低于500的。以乙烯基醚類為基質(zhì)的粘合劑樹脂在能引發(fā)陽離子固化的光催化劑的存在下，使用紫外幅射就能令其固化。這些乙烯基醚樹脂，能夠承載多至60%重量的本文所述類型的磨料粒子。利用本文所述的生產(chǎn)加工技術(shù)能將磨料漿成型為一組磨料復(fù)合物。
可將乙烯基醚單體和低聚物共混來得到不同固化速度，固化程度和交聯(lián)密度，因而粘合劑其有不同洗脫性能。乙烯基醚為具有非氧化抑制的陽離子固化，并且固化迅速。在磨料復(fù)合物中使用乙烯基醚為基質(zhì)的粘合劑系統(tǒng)情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不需要使用增塑劑就能得到所需的洗脫性水平。已經(jīng)觀察到，許多種低分子量乙烯基醚單體和具有不同固化性能的低聚物能在使用中提供所需的洗脫性。能利用的乙烯基醚單體可從ISP商品名Rapicure CHVE ，Rapicure DVE-3 和Rapicuer PEPC 得到以及Vectomer 4030 ，從Allied Sgnal購得。
光催化劑可以是一種三芳基砜鹽，如Cyracure UVI-6990 可從Union Carbide購得。
在可洗脫粘合劑的設(shè)計中有兩個因素是重要的，即經(jīng)固化后涂層的固化程度和交聯(lián)密度。用選擇乙烯基醚單體的適當混合物的辦法使這兩種因素得到平衡得到的粘合劑其浸蝕性在拋光加工時仍能保持。例如Rapicure CHVE 固化非常迅速并形成一種脆的并能洗脫的粘合劑。作為比較，Rapicare DVE-3 固化更慢并形成一種柔性涂層，它容易破碎。雖然如此，這兩種單體在固化時都會顯著地收縮，并且不總是能很好地粘附于紙。另一方面，Vectome低聚物具有較高的初始分子量，它趨于降低交聯(lián)密度，且它們不會強烈地收縮，因此改善了對紙的粘附性。這些乙烯基醚單體與低聚物的摻混物，如本文已列舉的，能以直接了當?shù)氐姆绞脚渲?，得到粘附和洗脫所需性能的平衡?br> 雖然由自由基或陽離子機理固化的粘合劑前體是較佳的，本發(fā)明其它可使用的樹脂包括縮聚固化樹脂為酚醛樹脂，脲醛樹脂，和密胺甲醛樹脂類。在某些情況下，酚醛樹脂由于其熱性能和價格，可以滿足需要。如果使用酚醛樹脂，最好使用酚醛樹脂與增塑劑，如聚酯樹脂的混合物。即使這樣，通過自由基或陽離機理固化的粘合前體常常是較佳的，這是由于可減少在使用時伴隨的溶劑逸出。
雖然，在任何情況下，本發(fā)明不要求粘合劑要變成帶有增塑劑(如果使用的話)的水溶性狀態(tài);它只要求粘合劑能與增塑劑(如果使用的話)共混就足夠了，在成型或生產(chǎn)用于制作磨料組合物之前。其實，已經(jīng)觀察到，例如，以乙烯基醚為基質(zhì)的粘合劑系統(tǒng)在本發(fā)明的實施過程中，提供了令人滿意的洗脫性或拋光作用而無需添加任何增塑劑。
添加劑磨料漿及可含有任選的添加劑，像，例如填料(包括研磨助劑)，纖維，潤滑劑，潤濕劑，觸變性物料，表面活性劑，顏料，染料，防靜電劑，偶聯(lián)劑，增塑劑，以及懸浮劑。選擇這些物料的含量以獲得所要求的性能。
僅考慮它們對洗脫性的影響所使用的填料的例子包括(但不是限定)玻璃泡，氧化鋁泡，聚合物球，粘土泡，大理石，泥灰石，石膏，白堊，珊瑚，貝殼巖，緬狀巖。
偶聯(lián)劑可提供在粘結(jié)劑前體與填料粒子或磨料粒子之間的聯(lián)系橋梁。偶聯(lián)劑的例子包括硅烷，鈦酸酯，以及鋁酸鋯。還有，磨料漿較佳含有0.01-3%重量的偶聯(lián)劑。
懸浮劑的例子為一種無定形的，其表面積為不大于150M2/g的二氧化硅粒子，這種粒子可按商品名稱“Aerosil 130”或“OX-50”從DeGussa公司購得。
磨料復(fù)合物的形狀較佳地是每個磨料復(fù)合物具有一個與它相關(guān)的精確形狀。在一個例子中，該形狀具有與它相關(guān)的表面或界線，從而使一個磨料復(fù)合物與另一個相鄰的磨料復(fù)合物在一定程度上分開。為了形成單個的磨料復(fù)合物，形成磨料復(fù)合物形狀的平面和界線在磨料復(fù)合物形狀的上部，至少在其遠端必須是與另一個分開。
該遠端可以延伸至平行于背襯的一個共同想像中的平面或者可以有各自獨立的高度。磨料復(fù)合物較低部分的或底部，但不包括遠端，是可以毗鄰的。在本發(fā)明中的實例中，該磨料復(fù)合物是“單個”的，意思是不同復(fù)合物的遠端至少是互不相連的。典型地，如果磨料復(fù)合物毗鄰，基于兩個復(fù)合物的垂直高度距離只有不超過10%的兩個接觸的復(fù)合是處于物理接觸中。從而，至少每個遠端存在相對于工件的獨立的研磨表面。這個附帶條件考慮到提供分開的更為柔性的研磨部件的排列，以增加拋光效果。作為例子，參考附圖3，相鄰的磨料復(fù)合物34靠近頂部表面分開，而造近底部表面相毗連。參考附圖4，相鄰的磨料復(fù)合物44靠近頂部表面和底部表面兩者都可以完全分開。
該單個磨料復(fù)合物的形狀可以是任意的三維形狀，但較佳的是諸如圓柱形、球形、棱錐形、截頭、錐形、截頭錐形、棱柱體、立方體或是其頂部表面形狀為三角形、正方形、長方形、六邊形、八邊形或諸如此類柱形的幾何形狀。同時，產(chǎn)生的磨料制品可以是具有不同磨料復(fù)合物形狀的一種混合物。較佳的形狀是棱錐形或截頭棱錐形。棱錐形若未截斷。較佳地有4-5個面，如果截斷，有5-6個面(包括底面)，雖然為此更多數(shù)目的面也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。優(yōu)選地是提供一種恒定跨越該磨料制品高度的復(fù)合物，但是復(fù)合物也可以有不同的高度。復(fù)合物的高度可以高達200微米，特別是25-200微米。當采用棱錐形或截頭棱錐形時，底邊長一般為約100-500微米。
可替換的是，單個磨料復(fù)合物可制成磨料聚集物或珠形磨料，如圖4所示。這些磨料聚集物的通用類型描述在美國專利4，311，489(Kressner)、4，652，275(Bloecher等)以及4，799，939(Bloecher等)在此作為參考，但用于本發(fā)明的目的用本文所述方法對其作了改進，以增加復(fù)合物的洗脫性。
在該背襯上復(fù)合物的面積布置，較佳的是至少700個單個磨料復(fù)合物/cm2，優(yōu)選的是至少1，500個/cm2，更佳的是至少3，000個/cm2，而最佳的是至少4，600個單個磨料復(fù)合物/cm2。這些密度數(shù)目的磨料復(fù)合使磨料制品具有相對高的磨削速率、較長的壽命，同時在被磨的工件表面也能得到相當精細的表面光潔度。另外，由于磨料復(fù)合物的空間數(shù)目，每一磨料復(fù)合物具有相對低的單位力。在某些情況下，可能得到更好、更一致、細分的磨料復(fù)合物。
可替換地是用在本發(fā)明中所使用的磨料復(fù)合物可以是將分散在本文所披露的粘合劑中的磨料顆粒的一種漿在背襯上固化，形成一種互相連結(jié)的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可以是其中研磨材料的脊互相連結(jié)的某種格柵構(gòu)型，例如，通過一種輪轉(zhuǎn)凹片輥施用于背襯上，以封閉沒有磨料的開口在該例子中，磨料材料是非連志地施用或在背襯上形成研磨材料的伸長的脊，它們包括在其遠端都是相互連接的。本發(fā)明的實例提供了研磨材料降起的圖形，包括諸如在美國專利4，773，920和5，014，468中所述的圖形。盡管如此，作為本發(fā)明的目的該研磨材料還是通過揭示在此的方法對研磨材料進行了改進，以提供一種可洗脫的研磨材料，例如，通過添加增塑劑的類型和數(shù)量，或者采用一種軟性粘合劑，如，本文所揭示的乙烯基醚類。
附圖5為用于制備本發(fā)明的較佳磨具的示意圖。制備較佳磨具的第一步是制備磨料漿。磨料漿是通過任何合適的混合技術(shù)將粘合劑前體、磨料顆粒和任選的添加劑合并在一起來制成的?；旌霞夹g(shù)的例子包括低剪切和高剪切混合，采用高剪切混合是較佳的，通過在混合步驟期間抽真空可將磨料漿中的空氣泡的數(shù)量降至最少。重要的是，磨料漿具有使磨料漿能良好涂敷的流變性，并且磨料顆粒子或其他填料在漿中不會沉淀?？梢圆捎萌魏我阎夹g(shù)例如超聲波或加熱來改善可涂復(fù)性。
制備本發(fā)明的磨料具有二個主要方法。第一個較佳的方法，一般能制得一種具有精確形狀的磨料復(fù)合物。為了得到這種精確形狀，將粘合劑前體硬化或在生產(chǎn)工具有模腔中將磨料漿固化。第二種方法通常是用來制造具有不規(guī)則形狀的磨料復(fù)合物。在第二種方法中，將磨料漿形成球狀或球狀或是磨料復(fù)合物，例如，工業(yè)上可購買到的3M商品356M Qwik StripTM精磨板(由美國3M公司制造)，此外，為了本發(fā)明的目的，用2.0微米或小于2.0微米的氧化鋁磨料顆粒代替以前采用的4微料的顆粒的方法將這種精磨板進行了改進。以前沒有預(yù)料到“356M Qwik StripTM磨料板會作為商品化的拋光板，經(jīng)本文或他處所述的改進后就可應(yīng)用于本發(fā)明方法的透鏡拋光過程中，而反之在拋光流程另外的步驟中不采用疏松磨料漿對于硬涂層就難以得到可接受的表面光潔度。
生產(chǎn)磨具的較好方法為采用含有許多模腔的生產(chǎn)工具以形成精確形狀的磨料復(fù)合物。這些模腔與所需磨料復(fù)合物的形狀基本相反并能可靠地產(chǎn)生該磨料復(fù)合物的形狀。這個?？氐臄?shù)目就使磨具具有相應(yīng)數(shù)目的磨料復(fù)合物/平方單位面積。這些模腔可以具有任何幾何形狀，如圓柱形、拱形、棱錐形、截頭棱錐形、棱柱形、立方體、錐形或是其頂部表面形狀為三角形、正方形、長方形、六邊形、八邊形或諸如此類柱形的幾何形狀。按達到磨料復(fù)合物/cm2的所需數(shù)來選擇模腔的尺寸大小。模腔可以是點狀分布，相鄰腔之間具有空間，或者模腔可以互相鄰接。較好的是模腔互相鄰接。
該生產(chǎn)工具可以是帶、片、連續(xù)的片或卷，可以是一個涂覆輥如凹版印刷轉(zhuǎn)輥、一個套在涂覆輥上的套筒或模子。生產(chǎn)工具可以用金屬構(gòu)成包括鍍鎳表面、金屬合金、陶瓷或塑料。生產(chǎn)工具、它們的生產(chǎn)、材料等的進一步信息，可從美國專利5，152，917(Pieper等)和共同待批的美國專利申請?zhí)?8/004，929(Spurgcon等)申請日1993.1.14中找到，在此作為參考。一種較好的生不工具是由金屬母模復(fù)制的熱塑性塑料生產(chǎn)工具。
當磨料漿是由熱固性粘合劑前體構(gòu)成時，將該粘合劑前體固體或聚合。通過是曝露于某種能源中引發(fā)聚合反應(yīng)。一般地，能量的數(shù)量取決于許多因素諸如，粘合劑前體的化學性能、磨料的容積、磨料顆粒的數(shù)量和類型以及任選的添加劑的數(shù)量和類型。輻照能源包括電子束、紫外光或可見光。電子束輻射(也稱為離子化輻射)可以使用的能級約0.1-10毫拉德。最好是使用1至10毫拉德的。紫外輻射是指一種波長范圍大約為200至400納米，較好為250至400納米的非微粒性幅射。較佳的能源輸出為118至236瓦/厘米?？梢姽馐侵覆ㄩL范圍為約400至800納米較好為400至550納米的非微粒性幅射。
在附圖5中說明較好的三維磨料的生產(chǎn)方法。背襯51離開開卷滾筒52，與此同時生產(chǎn)工具(模腔工具)56離開開卷滾筒55。生產(chǎn)工具56通過涂覆裝置54涂覆磨料漿涂敷裝置可以用任何常規(guī)的，如落模式涂覆機、刮刀式涂覆機、簾幕式涂覆機、真空模式涂覆機或模式涂覆機。涂覆過程中應(yīng)該盡量減少產(chǎn)生氣泡。較好的涂覆方法是在美國專利3，594，865，4，959，265和5，077，870中所述的那種型式用真空液體軸承模。
生產(chǎn)工具經(jīng)涂覆后，用任一種方法使背襯51和磨料漿相互接觸，從而使磨料漿潤滑背襯的正表面。在圖5中，用接觸咬送滾筒57使磨料漿和背襯相互接觸。接著，下二個接觸咬送滾筒57就將所形成的結(jié)構(gòu)貼著支撐滾筒53。然后令某種形式的能量(如本文所述的)由能源63穿透磨料，漿，使它至少部分固化。例如，生產(chǎn)工具可以是透明材料以透過光輻照含在工具模腔中的漿料(當工具和背襯通過輥53時)。術(shù)語部分固化是指粘合劑前體聚合至這樣一種狀態(tài)，若將生產(chǎn)工具倒置，磨料漿不會流下來。一旦粘合劑前體從生工具上脫卸下來，就可用任何能源使之完全固化。接著，生產(chǎn)工具被重新卷在卷繞滾筒59上，以供重復(fù)使用。另外，磨具60則被卷在卷繞滾筒61上。如果粘合劑前體沒有完全固化，可可以在經(jīng)過一段時間和/或用一個能源輻射使之完全固化。根據(jù)這種方法生產(chǎn)磨具進一步的步驟在美國專利5，152，197(Pieper等)以及USSN08/004，929(Spurgeon等)申請日1993，1，14日中也有描述，一并在此作為參考。
在另一個第一種方法的一種變體方法中，磨料漿先涂在背襯上而不是涂在的模腔中，將涂有磨料漿的背襯再和生產(chǎn)工具相互接觸，結(jié)果使磨料漿壓入模腔中。制造磨料制品的其余步驟和上述方法中相同。關(guān)于這種方法，較好的是通過輻照能源將粘合劑前體固化。該輻照能源可以透過背襯或該生產(chǎn)工具。該背襯和或生產(chǎn)工具具有顯著的降作用。例如紫外光可以通過聚酯背襯。而如果生產(chǎn)工具由某些熱塑性塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚磺酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯或上述材料的組合物制造的話，紫外光或可見光可以通過生產(chǎn)工具進入磨料漿。易變形的材料容易加工。對于熱塑性材料制成的產(chǎn)生工具，應(yīng)該調(diào)節(jié)制造磨料制品的操作條件，以避免產(chǎn)生過熱。如果產(chǎn)生過熱，就會使熱塑性塑料的生產(chǎn)工具變形或熔化。
在磨具制成后，在其投入使用并將其制成花瓣形式之前可將其作撓曲和潤濕處理。
制備磨具的另外的方法是將許多磨料聚集體粘合在背襯上。這些磨料聚集體是許多磨料顆粒通過第一粘合劑粘合在一起形成一定形狀的塊。然后將得到的磨料聚集體分散在第二粘合體劑前體中并涂覆在背襯上。將第二粘合劑前體硬化形成粘合劑，從而將此磨料聚集體粘合在背襯上。
該磨料聚集體可包括任選的如上所述的添加劑且較好的是含有一種增塑劑。該磨料聚集體應(yīng)具有所需的脫除速率使其在使用對時它們會分裂下來再者，所需的脫除速率可通過磨料顆粒的類型、第一粘合劑的類型、添加劑的類型及其比例來決定。同時，較好的是磨料聚集體含有其某種增塑劑。
磨料聚集體可以用任何常規(guī)的方法來制造，如在美國專利4，311，489、4，652，275和4，799，939中所描述的，在此一并作為參考。
將磨料聚集體分散在第二粘合劑前體中以形成磨料漿，以下可用本文所述的相固步驟制備磨料制品。可替換的是磨料漿可借助于任何方式涂覆于背襯上，如用刮刀式涂覆機滾筒涂覆機、噴灑、凹版涂布機、模式涂覆機簾式涂布機、或其它常規(guī)涂覆設(shè)備。然后，將磨料漿曝露在一種能源中以固化粘合劑前體并將磨料漿轉(zhuǎn)變成磨料復(fù)合物。
本發(fā)明方法涉及用一種三維帶的固定的磨料而不用疏松磨料漿或磨料膠拋光加工眼鏡片。本方法的工件一般是塑料眼鏡片，盡管玻璃眼鏡片也在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？蔀楸景l(fā)明拋光的塑料鏡片材料并無具體限定，它包括聚碳酸酯如CR-39(由美國賓夕法尼亞州PPG制造)，聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯以及本領(lǐng)域中已知的其它高(折光)指數(shù)材料。
在第二或最后精磨步驟后，Ra約為0.06-0.13微米，或者采用常規(guī)精磨帶通常得到在鏡片表面上的Rtm為0.40-0.90微米。在拋光步驟后必需將這種表面光潔度Rtm降至至少0.30微米以使該表面變?yōu)榭山邮苡操|(zhì)涂膜。另外，深的擦痕、渦旋條紋或凹痕是不能接受的并會產(chǎn)生不合格的鏡片。
可用于本發(fā)明的拋光機，可以是設(shè)計成能接受固定和磨片(即拋光具)的任何機器。適用于實施本發(fā)明拋光操作的磨光機包括Coburn 5000柱形機或Coburn 5056柱形機(兩者可從Coburn光學工業(yè)有限公司購買到)以及其它工業(yè)上已知的機器。本方法所需的壓強為0.7-1.8kg/cm2，最佳的為1.3-1.5kg/cm2。但是，壓紳一般由所使用的拋光設(shè)備所限定。相信在磨料制品上的壓強是有助于所用磨料制品的破損或脫除，而這就是與各種磨料制品的差異?？傊玫膲毫⒏鶕?jù)所用的拋光設(shè)備，鏡片原始表面的光潔度，磨料粒子的粒徑以及所需鏡片最后的表面光潔度而定。
鏡片拋光加工所耗費的時間通常為30秒至6分鐘，而以2-3分鐘最為常見。鏡片拋光加工需要的實際時間視所使用的壓力、鏡片原始的表面光潔度、磨料的粒經(jīng)以及鏡片所需的最終表面光潔度而定。一個有經(jīng)驗的機械操作者能決定正確的時間以及為得到所需最終光潔度所需的壓力。
磨光裝置在本發(fā)明的拋光操作時需注水。施用于本發(fā)明的磨板或磨片上的水液流體較好的是占主體的水，但也可以包括其它典型用于漿料拋光加工或常規(guī)的涂覆磨料拋光潔過程中的配料成分。這類添加劑可以包括水溶性的油、可乳化油、濕潤劑之類。水性液流至少基本上是不含磨料顆粒的，較佳地是完全不含磨料顆粒。
不用說對液體是沒有使用附加的磨料顆粒，這種拋光加工是通過磨料制品來完成的。然而，由于在拋光期間磨炒復(fù)合物沖刷，自然某些磨損的磨料顆粒會從這些磨料復(fù)合物脫落，會或漿暫時地存在于靠近研容工件區(qū)域的液體中，直到排出，但是并不存在于初始施用的液體中。
施用的拋光片和被拋光鏡片界面上的水流體積會是相當大以形成能“沖洗”拋光表面，即，所使用的液體量能充分覆蓋基本上是全部的研磨界面。可以將供水軟管和噴嘴直接對著界面在拋光作業(yè)時供水給界面。
根據(jù)本發(fā)明拋光后的光學鏡片的表面光潔度為不大于0.3微米Rtm，可將硬質(zhì)耐磨擦性涂層罩在拋光過的表面以保護其光潔度。這種耐磨擦性涂料較好的是可固化的聚合物材料，(它們可以是通過曝露于熱源或光源的輻照下而交聯(lián)的)。為此目的可采用該領(lǐng)域已知的聚硅氧烷材料。合適的硬質(zhì)涂料包括商業(yè)上可購買到的諸如UltraOptics’hardcoat(由Ultra光學公司制造)以及Tl-325(由Lens公司制造)。該硬涂層也可通過在鏡片表面上噴涂來制得。
下列非限制性實施例將進一步闡述本發(fā)明，除非另作說明，在實施例中的所有份數(shù)、百分比、比率等均是以重量為基準。
使用了下列縮略詞TMPTA三甲醇丙烷三丙烯酸酯，從Sartomer購得，商品名“SR351”PEG聚乙二醇，從UmionCarbide購得，商品名Carbowax“600”;
pH22-芐基-2-N，N-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮，CibaGreigy公司生產(chǎn)，商品名“Irgacure369”;
ASF2 無定形硅膠填料，Degussa生產(chǎn)，自商品名“Aerosil130”ASF2 無定形硅膠填料，DeGussa生產(chǎn)，商品名“Aerosil812”;
WAO白色氧化鋁，JIS級6000，平均粒經(jīng)2微米，F(xiàn)ujimi公司生產(chǎn);
WAB聚集化的白色氧化鋁(平均粒經(jīng)2微米)40/170、170/200和200目的混合物;
SCA硅烷偶聯(lián)劑，3-甲基丙烯酰丙基三甲氧基硅烷，從UmionCarbide購得，商品名“A-174”;
PMR酚醛樹脂，由下述方法制得;
RV1，4-環(huán)己二甲醇二乙烯基醚，從ISP購得，商品名“RapicureCHVE”;
RP丙烯基丙烯醚碳酸酯，從ISP購得，商品名“PapicurePEPC”;
RD三乙二醇二乙烯基醚，從ISP購得，商品名“RapicureDVE-3”;
RH羥丁基乙烯基醚，從ISP購得，商品名“RapicureHBVE”;
V2 乙烯基醚端基的酯單體，分子量436，粘度430厘泊，從聯(lián)合信號公司購得，商品名“Vectomer 4020”;
V3 乙烯基醚端基的酯單體，粘度75厘泊，從聯(lián)合信號公司購得，商品名“Vectomer 4030”;
IC陽離子光引發(fā)劑，三芳基锍鹽，購自聯(lián)合碳化合公司，商品名“CyracureUVI-6990”制備PMR的方法將以下的15.84份去離子水、0.72份“poly-solv”(購自O(shè)linChemicalsofStamford康州)、12.60份丙酮、5.30份乙二醇醚熔劑、29.77份可溶性酚醛樹脂(含2-4%游離基苯酚，甲醛/苯酚比約為1.8∶1，以及含70%固體)、7.39份PEG、14.02份無定形硅膠粘土、12.17份甲乙酮、0.78份“BentoneSDI”和0.78份“Bentone38”(二者購自NationalLead公司)徹底分散(無需特定的加料次序)。
測試程序測試程序用來測試用作眼鏡片的拋光加工的磨料制品。將按照下列的例子制得的磨料樣品用標準的模子切成3寸(約7.6cm)直徑的“花瓣(daisies)”。除了另有說明外，在以下的實施例中鏡片工件由“CR-39”塑料制成，由PittsburghPaintandGlass(PPG)，(美國賓夕法尼亞州匹茲堡)制造，將其制成半拋光的68mm的硬質(zhì)樹脂鏡片(可購自SOLAOptical)。這種鏡片有經(jīng)為68mm并將它預(yù)先研磨成212球面曲線(2.12屈光度)。將要測試的磨料背面與壓敏膠帶層疊并兇粘在研磨盤塊上。使用的研磨機是Coburn5000柱形機，除非另外脂明下面的例子均是從CoburhOpticalIndustries，Inc(美國俄荷拉馬州)購得，用具有設(shè)定20磅力(約4.5牛頓)的拋光機來驅(qū)動研磨裝置及相對于鏡片工件表面運動的磨料制品。在拋光加工時磨盤和鏡片要注明水。通過將持續(xù)的流注入磨盤塊和鏡片工件接觸的界面來實現(xiàn)注水。
除了另有說明外，在以下的實施例中首先進行一種分二步的精磨操作。用15微米碳化硅紙(3M公司生產(chǎn)，商品名3M416M Qwikstrip”精磨片)對鏡片精磨1分鐘，接著用4微米的氧化鋁珠狀拋光膜(3M公司生產(chǎn)，商品名3M 356M Qwik StripTM精磨片)對鏡片精磨2分鐘。然后用上述例舉的拋光磨料制品材料在如第二精磨步驟中所述的相同條件下將鏡片拋光2分鐘。
RtmRtm是用于磨料工業(yè)中粗糙度的常規(guī)量度，它被定義為五個連續(xù)測定長度的單個粗糙度的平均值，這里單個的粗糙度是在所測量的長度處最高點和最低點間的垂直距離。Rtm是用外形儀探針測量，探針是一個用金剛石鑲嵌的筆尖，其結(jié)果記錄成微米。一般，Rtm越低，光潔度越平滑。但是在用商業(yè)可購到的不同牌號表面光度計測量同一經(jīng)拋光后的鏡片表面時，絕對Rtm值中可能會稍有不同但不是必然的。
用于本發(fā)明目的的磨料制品的特征在于Rtm是用外形儀PerthenM4P測定(購自德國FeinprofPerthenGMBH)，使用0.005mm的徑向尖端和測量行程為8mm。
實施例1和2以描述在表1的磨料漿配方制備實施例1和2的磨料制品表1實施例1實施例2TMPTA38.4--70/30TMPTA/PEG--38.4PH20.390.39SCA11ASF11.51.5WAO38.758.7一般地，實施例1和2的每一磨料制品通過圖5所述的流程制造。尤其是實施例1和2的每一個將磨料漿用刮刀涂覆器以4.6米/分的速度旋涂于聚丙烯生產(chǎn)工具上，該工具具有截頭棱錐形狀圖形，使磨料漿填滿工具的凹處，在工具上進給漿的數(shù)量是稍多過量以提供軋輥57上過量漿料的一種珠，以有助于后面的背襯從生產(chǎn)工具上的分離。棱錐圖形的排布是使它們的相鄰基部互相分開間隔的最短距離為約510微米。截頭棱錐高約80微米(3.15密耳)，每面的基底約178微米(7密耳)，頂是約51微米(2密耳)。每英寸約有125條線(約49條線/cm)刻劃所分布的復(fù)合物。通過輥將250微米厚的紙背襯壓在生產(chǎn)工具上，用磨料漿濕潤背襯的上表面。通過將工具與背襯和粘合劑前體以約45.7m/分鐘的速度在600w(236W/)“V-bulb”(FusionSystenCo生產(chǎn))照射下簡使制品固化。輻照穿透生產(chǎn)工具。該可見光將磨料漿轉(zhuǎn)變成磨料復(fù)合物，將磨料復(fù)合物粘在紙基上。接著將紙/磨料復(fù)合物結(jié)構(gòu)從生產(chǎn)工具上分開以形成磨料制品。
對比實施例A對比實施例A用氧化鋁疏松漿拋光(購自Transelco，Co.，商品名“MicronalSupreme700”)平均粒徑為2.5微米。將該漿料放在軟的拋光片上并按試驗程序1進行試驗。
下表2說明實施例1和2與對比實驗例A按照測試程序1測試，鏡片分別在拋光前、后的鏡片的初始和最終的Rtm值(以微米表示)。
表2初始的Rtm 最終的Rtm*實施例10.540.28實施例20.440.23對比例A 0.28**0.10**＊該Rtm為測得的6-8次讀數(shù)的平均值＊＊該Rtm值為用一種已知激光外形儀(購自UBM公司)以代替用于實施例1、2中的PerthenM4P外形儀測定的對比例A的Rtm值。
該結(jié)果說明采用本發(fā)明的片狀磨料制品，不如采用疏松磨料的對比例那么低，盡管如此提供一種拋光潔度或表面粗糙度低于0.3，但它對于容納一種硬質(zhì)保護涂膜是可以接受的且無須采用麻煩和不整潔的磨料漿或磨料膠。
實施例3實施例3是通過混合用白色氧化鋁改性至1微米的6.3份WAB和100份PMR而制備的。將該磨料漿用刮刀涂覆機(采用127微米刀縫)，涂覆在如用在實施例1和2中的250微米厚的紙背襯上。以上述的拋光程序?qū)⑿纬傻哪チ现破泛痛郎y試的鏡片在Coburn5000圓柱機上研磨2分鐘。在表3中的Rtm-1，該拋光過的鏡片的Rtm(以微米表示)用PerthenM4PPerthometer測量，它為6-8次測量的平均Rtm代表5次測量(取在鏡片上的各隨機位置)盡管幾乎每測測量取與鏡片邊緣近似相同的距離。
采用相同的外形儀來測量經(jīng)拋光后鏡片的表面粗糙度Rtm-2，取橫跨基礎(chǔ)曲線長度的二個讀數(shù);第二個讀數(shù)正交于第一個讀數(shù)。在表3中分別說明Rtm-2的二個讀數(shù)。
表3Rtm-1Rtm-2實施例30.1950.136/0.127該結(jié)果說明本發(fā)明的方法有把握提供在0.30微米以下的Rtm值，超過了拋光鏡片的限度，甚至更能保證于獲得一種硬質(zhì)保護涂層的可接納性。
實施例4-7評價了采用乙烯基醚基的粘合劑體系的本發(fā)明的磨料制品作為拋光片(在磨料復(fù)合物中沒有增塑劑者)。
將以下所述的磨料漿用刀涂覆在具有80微米深的棱錐模腔生產(chǎn)工具的頂端并與250微米厚的紙背襯連接。該棱錐模腔的基邊約為178微米、頂約51微米。復(fù)合物的圖案排列，每英寸約有125條線(約49條線/cm)。棱錐圖案為使它們的相鄰基底彼此的間距約25微米。
以下的粘合劑前體配方BP1、BP2和BP3是用表4中所述的組份制備。給出的數(shù)量為重量份數(shù)。
表4
實施例4的磨料漿是用53.2份WAO、44.4份BP1、1.4份ASF2和1份SCA制備的。
實施例5的磨料漿除了用BP2代替BP1外均相同于實施例4。
實施例6的磨料漿除了用BP3代替BP1和BP2外均相同于實施例4和5，將實施例6做成二份相同的磨料漿以用于二次試驗實施例6A和6B，將實施例6A以6米/分的線速度涂覆和固化，而實施例6B則以23米/分的線速度涂覆和固化。
實施例7的粘合劑前體配方BPA是用60份TMPTA、40份PEG和1.0份PH2制備的。制得的實施例7的磨料漿復(fù)合物是49份WAO、49份BPA、1.0份ASF1和1.0份SCA的混合物(所有的份數(shù)為重量份數(shù))。在如圖5所示的采用了下列基本參數(shù)，以形成實施例4-7的磨料片制品。實施例4、5、6A的涂覆和固化速度為6米/分，實施例7為15米/分，實施例6B為23米/分。該涂覆設(shè)備是具有51微米縫的刮刀涂覆機。
將型芯加熱至約60℃，粘合劑前體是通過236W/cm的“DBulb”(購自FusionSystems公司)完成固化的。
然后，以測試程序1相同的方法測試實施例4-7(除了采用Coburn5056圓柱形機外)，以及用4.0，微米氧化鋁珠拋光膜(購自3M356MQwikstrip精磨片將鏡片進行一步精磨。精磨過的鏡片Rtm平均約為0.42微米，并在所有的情況下其Rtm均在0.39微米以上。
鏡片再用實施例4-7的磨料制品按照測試程序1進行拋光。將二或三片分開的鏡片分別用二或三種分開的試樣(即花瓣樣式)進行拋光，得到示于表5中的實施例4-7的磨料制品對每一試樣測定的平均值。測得的Rtm以微米表示，匯總在下表5中。
如上所示的結(jié)果說明，不含增塑劑的乙烯基醚粘合劑系統(tǒng)的磨料復(fù)合物所提供的拋光特性的Rtm小于可接受的硬質(zhì)涂層的表面光潔度0.3微米。
實施例8-11進一步用本發(fā)明的磨料制品(在磨料復(fù)合物中沒有增塑劑的乙烯基醚基的粘合劑系統(tǒng))作為拋光片進行如下的測試。
添加的粘合劑前體配方用示于表6中的組分制備。給出的數(shù)量為重量份數(shù)。
表6
實施例8的磨料漿用53.0份WAO、44.6份BP4、1.4份ASF2的1份SCA制備。實施例8的磨料漿以15.24米/分的線速度進行涂覆和固化。
實施例9的磨料漿除了用BP5代替BP4外與實施例8相同。實施例9的磨注漿以15.24米/分的線速度進行涂覆和固化。
實施例10的磨料漿除了用BP6代替BP4外，與實施例8相同。實施例10的磨料漿以4.57米/分線速度進行涂覆和固化。
實施例11的磨料漿除了用BP7代替BP4外，與實施例8相同，實施例11的磨料漿以15.24米/分的線速度進行涂覆和固化。
在圖5所示的生產(chǎn)線上采用磨料漿形成實施例8-11的磨料片制品。更具體地，將實施例8-11的磨料漿涂覆在聚丙烯生產(chǎn)工具中，然后轉(zhuǎn)移到250微米厚的紙上。涂覆工站是具有51微米縫的刮刀涂覆機。用于實施例8-11的生產(chǎn)工具與用于實施例1和2中的是相同的。
將型芯加熱至約60℃。粘合劑前體通過236瓦/cm的“DBulb”(購自Fusionsystems公司)然后以測試程序1相同的方法測試實施例8-11，但有如下的改復(fù)機械采用Coburn5056圓柱形機，鏡片工件由聚碳酸酯塑料制造(購自Vision-Ease)，直徑68mm，預(yù)研磨至212球面曲線(屈光度2.12)以及用Grade10003M314QwikStrip精細墊(注冊為P1000A/O)(可從3M公司購買到)將鏡片一步精磨1分鐘，至約0.98微米光潔度。然后，用實施例8-11的磨料制品將鏡片拋光。所有的實施例8-11的拋光后鏡片的Rtm(以微米表示)值匯總在下表7中。
將二或三片分開的鏡片分別用二或三種分開的試樣(即花瓣)進行拋光，得到示于表7中的實施例8-11的磨料制品對每個試樣測定的平均值。測試得到的Rtm以微米表示，匯總在下表7中。
如上所示的結(jié)果說明，不含增塑劑的乙烯基醚粘合劑系統(tǒng)的磨料復(fù)合物所得到的拋光特性的Rtm小于硬質(zhì)涂層可接受的表面光潔度0.3微米。
實施例12-14再進一步用本發(fā)明的磨料制品(在磨料復(fù)合物中不含增塑劑的乙烯基醚基的粘合劑系統(tǒng))作為拋光片進行如下的測試。
添加的粘合劑前體用表8中所示的組份制備，數(shù)量以重量份數(shù)給出。
表8
>實施例12的磨料漿以實施例8相同的方法制備，除了用BP8代替BP4(以相同的數(shù)量)，用實施例12的磨料漿實施例8相同方法形成磨料制品。
實施例13的磨料漿以實施例8相同的方法制備，除了用BP9代替BP4(以相同的數(shù)量)，而用在實施例13中的WAO成份為53.0份WAO粒徑大小變?yōu)?000級(3微米)。實施例13的磨料漿以實施例8所述的相同方法形成磨料制品。
實施例14的磨料漿以實施例8相同的方法制備，除了WAO成份用在實施例14中為60.0份WAO級6000(2微米)，以及用37.6份BP9成分代替BP4外。實施例14的磨料漿以實施例8所述的相同方法形成磨料制品，除了磨料漿以36.58米/分的線速度涂覆和固化外。
然后，以測試程序1相同的方法測試實施例12-14，但有如下的改變機械采用Coburn5056圓柱形機、鏡片工件由1.60高指數(shù)塑料工件制備(購自Silor);以及將鏡片進行二步精磨用3M314QwikStrip紙精磨片研磨1分鐘，再用3M264MQwikStrip精磨片膜(12μA/OFine)研磨2分鐘，(二者均購自3M公司)，得到光潔度約為0.55微米。然后該鏡片用實施例12-14的磨料制品拋光。
將二或三片分開的鏡片分別用二或三種分開的試樣(即“花瓣”)進行拋光，分別得到示于表9中的實施例12-14的磨料制品對每一試樣測定的平均值。測得的Rtm以微米表示，匯總在下表9中。
如這些結(jié)果所示，不含增塑劑的乙烯基醚粘合劑系統(tǒng)的磨料復(fù)合物所得到的拋光特性為硬質(zhì)涂層可接受的表面光潔度Rtm0.30微米或更小。
對該技術(shù)領(lǐng)域的人員在不背離本發(fā)明的范疇和精神下，對本發(fā)明所作出的種種的改進和更改將是很清楚的，同時應(yīng)當明白本發(fā)明不為這里所述的具體實施方案所限定。
權(quán)利要求
1.一種拋光加工光學質(zhì)量表面的方法，其特征包括如下步驟(a)提供一種具有第一主表面的光學質(zhì)量表面，所述的第一主表面具有初始Rtm值大于0.35微米；(b)將所述的第一主表面與一種磨料制品形成磨擦接觸關(guān)系，其中所述的磨料制品包括具有許多單獨的磨料復(fù)合物展布在其至少一個主表面上的一種片狀結(jié)構(gòu)，每一復(fù)合物由許多分散在粘合劑中的磨料顆粒構(gòu)成；以及(c)將至少一面所述接觸的第一主表面和磨料制品在基本上不含磨料顆粒的液體存在的情況下作彼此相對轉(zhuǎn)動和/或振動，而延續(xù)時間為能有效拋光所述的第一主表面，以提供具有最終Rtm值為等于或小于0.3微米。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步的特征在于所述的粘合劑由一種粘合劑前體通過加聚機理固化而形成的粘合劑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步的特征在于所述的粘合劑前體為選自(甲基)丙烯酸氨基甲酸乙酯、(甲基)丙烯酸環(huán)氧酯、乙烯鏈的不飽和化合物、具有側(cè)α、β-不飽和羰基氨基塑料衍生物、具有至少一個側(cè)丙烯酸基團的異氰脲酸酯衍生物、具有至少一個側(cè)丙烯酸基團的異氰酸酯衍生物、乙烯基醚類、環(huán)氧樹脂以及其混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其進一步特征在于所述的粘合劑前體包括乙烯基醚和以數(shù)量為有效引發(fā)陽離子固化的一種催化劑的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其進一步的特征在于所述的乙烯基醚具有低于500的分子量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其進一步的特征在于所述的混合物包括10-80份重量的磨料顆粒與100份重量的磨料顆粒和乙烯基醚。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步的特征在于所述的光學質(zhì)量表面為選自塑料和玻璃。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步的特征在于每一所述的復(fù)合物具有本質(zhì)上清晰可辨的界線限定的一種精確的三維形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步的特征在于每一復(fù)合物包括一個末端與所述的第一主表面有所間隔，而所述的末端與任何其它復(fù)合物不連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用一定結(jié)構(gòu)的或三維磨料制品拋光或精加工光學質(zhì)量表面的方法，它不需要外部疏松顆粒磨料漿或磨料膠。
文檔編號B24D3/28GK1108590SQ9411603
公開日1995年9月20日 申請日期1994年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月29日
發(fā)明者基恩O·林特霍姆, 羅貝脫·A·福林斯皮 申請人:美國3M公司