用于确定衬底上的涂层的屏障效应的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种针对介质（17）确定涂层（4）的屏障效应的方法，该方法的特征在于以下步骤：a）提供衬底（1），该衬底在其表面上具有该涂层（4），所述衬底在接触该介质（17）时经历体积变化；b）对具有该涂层（4）的该衬底（1）进行调节处理；c）从该衬底（1）的该表面（6）的第一部分中去除该涂层（4），将该涂层（4）留在该衬底（1）的该表面的第二部分上，该表面（6）的该第一部分在由保留在该表面的该第二部分上的该涂层（4）界定的第一方向上具有延伸物；d）在该第一方向上的路径上确定该涂层（4）的表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上的第一高度轮廓；e）将该保留的涂层（4）的该表面和该衬底（1）的该表面（6）的该第一部分暴露至该介质（17）；f）在该第一方向上的该路径上确定该涂层（4）的该表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上的第二高度轮廓，和/或在该第一方向上的该路径上确定该涂层（4）的该表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上关于该之前确定的高度轮廓的第一高度轮廓差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及根据权利要求1的通用部分的一种用于确定衬底上的涂层的屏障效应的方法，以及根据权利要求14的通用部分的一种用于确定衬底上的涂层的屏障效应的装置。在材料科学中，衬底被理解为指有待处理的材料。衬底的表面经常被处理或被涂覆。在本专利申请中，衬底包括具有其屏障效应有待确定的涂层的本体。衬底因此可以具体地包括由均质材料构成的基座本体，在该衬底上已经涂敷有涂层但是其自身并不旨在作为其屏障效应的测试对象。术语涂层在生产技术中被理解为指根据DIN8580的用于将牢固粘附的无定形材料层涂敷于工件的表面上的生产工艺的主群组。术语涂层既指相应的工艺又指涂敷层自身。涂层可以由薄层或厚层或者多个互连层构成。涂层法根据层应用的类型而被分类为化学、机械、热学和热机械方法。在本专利申请中，屏障被理解为指障碍物。因此，涂层的屏障效应是涂层作为对介质的障碍物的效应的量度。这种介质可以是流体，即，气体或液体。本专利技术涉及一种方法，借助于该方法，可以在合适的衬底上对以下各层的屏障品质进行测量以及定量评估：具体为汽相沉积层（例如，借助于物理气相沉积（physicalgas-phasedeposition）或物理气相沉积（physicalvapordeposition，PVD）涂敷的层）、借助于化学反应沉积的层（例如，通过等离子体增强式化学汽相沉积PECVD或等离子体诱发型化学汽相沉积PICVD）、通过阴极沉淀或溅射涂敷的层、或者电化沉积层或漆层。从DE10012446A1中已知一种用于测量塑料壁上的涂层的透气性的方法。US8,266,944B2描述了一种用于评估塑料树脂的耐刮擦性的方法。尤其在塑料涂层的区域（具体为在具有非反射性涂层的塑料眼镜片的涂层的区域）中，已知在湿度的作用下，塑料可以从环境中吸收此水分并因此增加其体积。在塑料上存在水分不可渗透的涂层的情况中，这导致被称为变形的局部区域膨胀，使得涂覆的（热处理的）塑料的表面变形至这种程度以致这可以作为光干涉被观察到。从公司内部现有技术和DE102013104846B3中已知一种用于测量这种塑料/涂层系统关于湿度的屏障品质的方法，其中，塑料衬底的含水量是借助于红外线吸收来测量的以便然后计算水通过位于塑料上的层系统的透射因数。然而，此红外线测量技术仅是关于发生在水渗透上的变形的间接方法，并且其不能提供关于塑料的膨胀特性的任何数据。本专利技术的目的因此是提供一种方法和一种装置，借助于该方法和该装置可以获得关于涂敷于衬底（具体为塑料）上的涂层的屏障品质的定量的数据，并且借助于该方法和该装置衬底（具体为塑料）的膨胀特性可以与涂层一起被定量地确定。借助于一种具有权利要求1的特性的方法以及一种具有权利要求14的特性的装置来实现此目标。从属权利要求中给出了本专利技术的有利实施例和改进。根据本专利技术的用于针对介质确定涂层的屏障效应的方法要求涂层位于经历体积变化的衬底的表面上，具体为当衬底与介质接触时体积增加或可选的还可以是体积减小。用于针对介质确定涂层的屏障效应的方法包括以下步骤：在步骤a）中，首先在衬底的表面上提供涂层，该衬底在与介质相接触时经历体积变化（具体为体积增加）。替代地，还可以在步骤a）中在衬底的表面上为其提供涂层，该衬底与介质相接触时经历体积变化。衬底例如可以是由塑性材料构成的眼镜片毛坯。例如，为了生产眼镜片，使用品牌名为MR7、MR8、MR10和CR39、CR607和CR630的塑性材料。品牌名为MR7、MR8和MR10的塑性材料是由日本三井化学公司（MitsuiChemicals）出售的聚硫胺甲酸酯。在此，缩写“MR”代表三井树脂。CR39或哥伦比亚树脂39是由匹兹堡玻璃板工业（PPG工业）选择的品牌名，在该品牌下，聚一缩二乙二醇双烯丙基碳酸酯或聚碳酸烷基乙二醇酯（缩写：PADC）被出售。这是高折射性硬质塑料聚合物材料。CR607和CR630也是PPG生产的。材料CR607和CR630例如用于光致变色应用。衬底不必仅采用体积材料的形式呈现。此外，衬底并非必须由均质材料构成。而是，衬底有可能由具有涂层的基础材料构成。继续以上描述的示例，衬底可以是由塑料基底本体和硬漆涂层构成的眼镜片毛坯。介质可以例如是液体形式或水汽形式（即，气体形式）的水。在以上描述的情况中，关于脂肪、油脂和腐蚀性液体或蒸汽测试作为衬底的眼镜片毛坯（具体地，测试屏障效应）可以具有重要性。根据本专利技术的该方法的主要应用是在之前透射穿过衬底上的涂层之后测试介质的渗透特性。然而，该方法还适合用于测试衬底的成分（在相反方向上）通过涂层的介质诱导透射特性。在眼镜片毛坯的情况中，涂层可以是非反射性或减反射性涂层。替代地，或可选地通过附加的频谱选择，涂层还可以是反射性涂层。涂层可以附加地或替代地是具有抗静电效应的涂层。涂层可以是耐刮擦涂层或硬涂层。涂层可以是防止或者至少减少由于水汽而蒙上水汽的涂层。涂层可以具有光致变色的、向光的或电致变色的功能。在进一步的步骤b）中，对具有涂层的衬底进行调节。在本专利技术中，术语调节处理指对具有涂层的衬底进行处理以便为以下步骤产生或准备特定的和/或可再生的基线状态。调节处理在塑料技术中被理解为具体指储藏直到由于在标准气候（23℃和50%的相对湿度）中的水吸收达到重量平衡（重量恒定）。这种调节处理工艺在此是可逆的。在于潮湿环境中测试塑料眼镜片的上述示例中，在塑料技术中普遍的标准气候中执行存储不是绝对必需的。也可以使用针对使用目的定制的其他气候条件。在以下步骤c）中，从衬底的表面的第一部分中去除涂层。在此情况中，在衬底的表面的第二部分上涂层被留下不变。涂层不需要必须被完全去除一直到衬底的表面。在相对衬底表面的法线方向上，涂层的一部分可以务必保持完好无损。表面的第一部分在第一方向上的延伸物在此由表面的第二部分上保留的涂层界定。去除涂层的功能是提供介质（具体为水分或水）的完整的或被促进的传送，利用该介质测试系统（例如，塑料眼镜片毛坯和涂层）的屏障品质和膨胀特性。步骤d）包括在第一方向上的路径上确定涂层的表面在衬底的表面的第二部分和表面的第一部分上的第一高度轮廓。在此之后，在步骤e）中，保留的涂层的表面和衬底的表面的第一部分被暴露于介质中。在上述示例中，塑料衬底涂层系统可以被放置在相应潮湿的空气中（例如，在低于40℃温度下且相对湿度为90%的人工气候室中），从而使得可能发生膨胀。优选地预先确定制备的有涂层的衬底在介质中的暴露时长以便可能最大程度地实现特定的并因此可比的条件。进一步的步骤f）包括在第一方向上的路径上确定涂层的表面在衬底的表面的第二部分和表面的第一部分上的第二高度轮廓和/或在第一方向上的路径上确定涂层的表面在衬底的表面的第二部分和表面的第一部分上关于预先确定的高度轮廓的第一高度轮廓差。这使得有可能检测到表面的变化并获得衬底的膨胀特性的度量以及因此获得涂层的屏障效应。因此，以上指示的目标通过根据本专利技术的方法被完全实现。已经发现，根据步骤c）去除涂层可以使用刮擦工具（具体为金刚石刮擦工具）非常快速地执行，该金刚石工具被引导在第一方向上去除材料。金刚石具有定义的齿顶圆角半径，并且可以用特定的方式设置负荷。这确保根据本专利技术的方法的再现性和结果的定量可比较性。具体地，在上述测试由可选地涂覆有硬漆的塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于针对介质（16，17）确定涂层（4）的屏障效应的方法，该方法包括以下步骤：a）提供衬底（1），该衬底在其表面上具有该涂层（4），该衬底在与该介质（16，17）相接触时经历体积变化，或者在衬底（1）的表面上提供该涂层，该衬底在与该介质（16，17）相接触时经历体积变化，b）对具有该涂层（4）的该衬底（1）进行调节处理，c）从该衬底（1）的该表面（6）的第一部分中去除该涂层（4），其中，该涂层（4）保留在该衬底（1）的该表面的第二部分上，并且其中，该表面（6）的该第一部分在由保留在该表面的该第二部分上的该涂层（4）界定的第一方向上具有延伸物（L），d）在该第一方向上的路径上确定该涂层（4）的表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上的第一高度轮廓，e）将该保留的涂层（4）的该表面和该衬底（1）的该表面（6）的该第一部分暴露至该介质（16，17），f）在该第一方向上的该路径上确定该涂层（4）的该表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上的第二高度轮廓和/或在该第一方向上的该路径上确定该涂层（4）的该表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上关于该之前确定的高度轮廓的第一高度轮廓差（H）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.26 DE 102014219496.21.一种用于针对介质（16，17）确定涂层（4）的屏障效应的方法，该方法包括以下步骤：a）提供衬底（1），该衬底在其表面上具有该涂层（4），该衬底在与该介质（16，17）相接触时经历体积变化，或者在衬底（1）的表面上提供该涂层，该衬底在与该介质（16，17）相接触时经历体积变化，b）对具有该涂层（4）的该衬底（1）进行调节处理，c）从该衬底（1）的该表面（6）的第一部分中去除该涂层（4），其中，该涂层（4）保留在该衬底（1）的该表面的第二部分上，并且其中，该表面（6）的该第一部分在由保留在该表面的该第二部分上的该涂层（4）界定的第一方向上具有延伸物（L），d）在该第一方向上的路径上确定该涂层（4）的表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上的第一高度轮廓，e）将该保留的涂层（4）的该表面和该衬底（1）的该表面（6）的该第一部分暴露至该介质（16，17），f）在该第一方向上的该路径上确定该涂层（4）的该表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上的第二高度轮廓和/或在该第一方向上的该路径上确定该涂层（4）的该表面在该衬底（1）的该表面的该第二部分和该表面（6）的该第一部分上关于该之前确定的高度轮廓的第一高度轮廓差（H）。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据步骤c）对该涂层（4）的去除是使用刮擦工具、具体为金刚石刮擦工具（7，29）执行的，该金刚石刮擦工具被引导在该第一方向上去除材料。3.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，该表面（6）的该第一部分在第二方向上具有延伸物（B），并且其特征在于，该表面（6）的该第一部分在该第一方向上的该延伸物（L）至少比该表面（6）的该第一部分在该第二方向上的该延伸物（B）大十倍。4.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在根据步骤d）确定该第一高度轮廓之前，该表面的不完全与该衬底（1）的该表面（6）的该第一部分相同但是不具有该涂层的第三部分配备有对于该介质（16，17）而言不可渗透的屏障。5.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据步骤d）确定该第一高度轮廓和/或根据步骤f）确定该第二高度轮廓和/或该第一高度轮廓差是使用干涉仪（30）执行的。6.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，系列步骤e）和f）被重复执行。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，系列步骤e）和f）被重复执行直到终止准则被满足。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，针对第一高度轮廓差（H）是在步骤f）中确定的情况，该终止准则为该第一高度轮廓差（H...

【专利技术属性】
技术研发人员：A诺伊费尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司光学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE