установка для нанесения светочувствительной композиции на вогнутые сферические подложки

Формула изобретения

Установка для нанесения светочувствительной композиции на вогнутые сферические подложки способом вытеснения наносимой эмульсии несмешивающейся жидкостью, содержащая корпус в виде цилиндрического стакана с плоским дном, установленного перпендикулярно оси симметрии сферической подложки с образованием между поверхностью подложки и внутренним объемом корпуса рабочей камеры, и средство для нанесения композиции, отличающаяся тем, что сферическая подложка обращена вогнутой поверхностью к плоскому дну, а средство для нанесения композиции выполнено в виде внешнего и внутреннего распределительных штуцеров, установленных в центре плоского дна перпендикулярно ему, причем один конец внешнего штуцера соединен с патрубком для подачи светочувствительной композиции, а другой установлен на уровне дна корпуса, при этом внутренний распределительный штуцер сообщен с патрубком для подачи несмешивающейся жидкости и жестко соединен с винтом регулирования расстояния между его концом и вогнутой поверхностью подложки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изготовлению светочувствительных материалов, используемых в голографии и специальной фотографии, предназначенных для изготовления голографических оптических элементов (ГОЭ), требующих высокой оптической точности и чистоты поверхности слоя, а именно к установкам для нанесения композиций на вогнутые сферические подложки.

Основным требованием, которое представляется к ГОЭ, является высокая разрешающая способность элементов, которая зависит от точности поверхности светочувствительного материала, на котором регистрируется этот элемент. В настоящее время ряд отечественных светочувствительных материалов по своим регистрирующим свойствам не уступает зарубежным аналогам, однако их качество все же часто не соответствует современному уровню требований. Одной из причин низкого качества следует считать ограниченные возможности существующего эмульсионно-поливного оборудования и применяемых способов фотографических композиций.

При изготовлении светочувствительных материалов для точных оптико-фотографических систем важное значение имеют толщина слоя и равномерность слоя. Эти показатели в основном формируются в процессе нанесения слоя. В патентной и научно-технической литературе накоплен большой объем информации по способам нанесения покровных композиций на твердую подложку. Известные способы нанесения светочувствительных сред классифицированы по определяющим процесс формирования факторам: нанесение слоев путем извлечения из жидкости, формирование слоя в процессе растекания, формирование слоев. Формирование слоев с применением разравнивающих приспособлений, нанесение распределенных потоков на движущуюся подложку, перенос на подложку слоев в гелеобразном состоянии, способ напыления.

Однако эти способы нанесения покровных композиций на твердую подложку не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к голографическим оптическим элементам.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для нанесения светочувствительной композиции на вогнутые сферические подложки способом вытеснения наносимой эмульсии несмешивающейся жидкостью, содержащая корпус в виде цилиндрического стакана с плоским дном, установленного перпендикулярно оси симметрии сферической подложки с образованием между поверхностью подложки и внутренним объемом корпуса рабочей камеры и средство для нанесения композиции (1). Устройство предназначено для обработки имеющей выпуклую и вогнутую поверхности контактной линзы после формования.

Устройство содержит средство для промывки, средство для транспортировки, подводящее и выводящее средство.

Средство для промывки выполнено в виде индивидуальных камер для линз. Камера образована с помощью двух взаимодействующих держателей, образующих в месте взаимодействия полость для размещения линзы, причем на образующей полость рабочей поверхности одного из держателей выполнен выступ, а на образующей полость рабочей поверхности другого держателя выемка.

Подводящее средство размещено по оси каждого держателя, а выводящие средства радиально вокруг камеры. Каждый из держателей имеет цилиндрическое крепежное приспособление, расположенное с противоположной рабочей поверхности держателя стороны и снабженное для прохода подающего средства. Во время процесса соединенные выпуклые и вогнутые держатели образуют полость, где линза находится для промывки и гидратирования в ходе непродолжительных этапов поступления жидкостей в полость. Во время промывки и гидратации поток промывного или гидратационного раствора поступает по подводящим средствам выпуклых и вогнутых держателей в полость. Выход раствора происходит через радиальные сливные отверстия. Поток направлен радиально по отношению к выпуклой и вогнутой поверхностям линзы. Поступление регулируемого потока также устраняет с обеих поверхностей линзы частички отходов. Благодаря промывке линзы в полости и их нахождению в равновесном состоянии или близ него каждой последующей промывкой достигается значительная экономия раствора.

Однако известное устройство, используемое в процессах промывки и гидратации с получением изделия в виде контактной линзы высокого качества, не позволяет решить задачу по нанесению светочувствительной подложки и получению слоя заданной толщины и поэтому не может быть использовано в технологии изготовления голографических оптических элементов.

Задачей данного изобретения является реализация способа изготовления светочувствительных материалов для получения голографических оптических элементов путем нанесения на внутреннюю поверхность вогнутой сферической подложки расплава светочувствительной композиции и формирования слоя заданной толщины.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для нанесения светочувствительной композиции на вогнутые сферические подложки способом вытеснения наносимой эмульсии несмешивающейся жидкостью с плотностью, меньшей плотности расплава светочувствительной композиции, содержащей корпус в виде цилиндрического стакана с плоским дном, установленного перпендикулярно оси симметрии сферической подложки с образованием между поверхностью подложки и внутренним объемом корпуса рабочей камеры, и средство для нанесения композиции, согласно изобретению сферическая подложка обращена вогнутой поверхностью к плоскому дну, а средство для нанесения композиции выполнено в виде внешнего и внутреннего распределительных штуцеров, которые установлены в центре плоского дна перпендикулярно ему. Один конец внешнего штуцера соединен с патрубком для подачи светочувствительной композиции, а другой установлен на уровне дна корпуса. Внутренний и распределительный штуцер соединен с патрубком для подачи несмешивающейся жидкости и жестко соединен с винтом регулирования расстояния между его концом и вогнутой поверхностью подложки. Подача композиции осуществляется через внешний распределительный штуцер, подача несмешивающейся жидкости осуществляется через штуцер распределительный. Вытеснение светочувствительной эмульсии происходит через штуцер распределительный внешний. Толщина слоя регулируется скоростью вытеснения эмульсии несмешивающейся жидкостью. Слой композиции не смывается поступающей вытесняющей жидкостью за счет адгезионных свойств рабочей поверхности заготовки и наносимой светочувствительной эмульсии. Толщина наносимых слоев 0,1-10,0 мм. Данная установка применяется в технологии нанесения рабочего слоя на заготовки диаметром 300 мм и более при изготовлении светочувствительных материалов, предназначенных для изготовления ГОЭ.

На чертеже показан общий вид установки в разрезе.

Установка для нанесения светочувствительной композиции на вогнутую сферическую подложку 1 содержит корпус 2, выполненный в виде цилиндрического стакана с плоским дном, и средство для нанесения композиции. Корпус 2 установлен перпендикулярно оси симметрии сферической подложки 1 с образованием между поверхностью подложки и внутренним объемом корпуса рабочей камеры, причем сферическая подложка 1 обращена вогнутой поверхностью к плоскому дну. Сферическая подложка 1 краем вогнутой стороны опирается на буртик, выполненный внутри корпуса 2. Расстояние от дна корпуса 2 до верхней точки сферической подложки 1 составляет от 10 до 40 мм. Диаметр сферической подложки 1 составляет 300 мм и более с радиусом сферы от 70 до 9000 мм. Корпус 2 имеет входные и выходные штуцеры для удаления пузырьков воздуха из эмульсии, промывки и продувки (сушки) сферической подложки 1. Крышка 3 корпуса 2 и основание 4 корпуса 2 при установленной в корпусе 2 сферической подложке 1 через кольцевую резиновую прокладку стягиваются винтами и образуют над верхней поверхностью подложки 1 и под корпусом 2 водяные рубашки, в которые через соответствующие штуцеры подводится и отводится жидкость (вода обессоленная), создавая заданный температурный режим установки. В основании 4 корпуса 2 крепится рассекатель 5, задающий направление потоку обогревающей (охлаждающей) жидкости во внутренней части основания 4. Дно корпуса 2 и основание 4 корпуса 2 стягиваются внешним и распределительным штуцером 7 по центральной оси, образуя герметично разделенные полости для водяной рубашки основания 4 и рабочей камеры нанесения светочувствительной эмульсии. В центре плоского дна основания корпуса 4 внутри внешнего распределительного штуцера 7 вдоль оси установлен внутренний распределительный штуцер 6 перпендикулярно дну основания 4 корпуса 2. Конец штуцера 7 установлен на уровне дна корпуса 2, а штуцер 6 жестко связан с винтом регулирования расстояния между его верхним концом и вогнутой поверхностью подложки 1. Штуцер 6 имеет центральное отверстие диаметром не более 2,5 мм. Штуцер 6 может перемещаться внутри корпуса внешнего штуцера 7, вдоль центральной оси на расстояние 0,1-5,0 мм от своего конца до центра сферической поверхности подложки. Рабочая установки крепится на полуосях кантователя 8, имеющего винты 9 регулирования уровня.

Работа установки для нанесения светочувствительной композиции на вогнутые сферические подложки осуществляется следующим образом.

Сферическую подложку 1 устанавливают внутри корпуса 2 установки вогнутой рабочей поверхностью, обращенной ко дну корпуса. С помощью винтов 9 регулирования уровня выверяют (регулируют) положение кантователя на горизонтальность положения подложки внутри корпуса установки. Устанавливают подложку 1 внутри корпуса 2. Ось вращения заготовки должна иметь отклонение от вертикали в пределах 0-5^o. Затем установку поворачивают на 90^o до вертикального ее положения и, следовательно, до горизонтального положения оси подложки. Циркулирующей жидкостью через соответствующие штуцеры заполняют водяные рубашки корпусной части, доводя температуру установки до заданной. Светочувствительной композицией заполняют рабочую камеру нанесения до полного устранения пузырьков воздуха через боковые штуцеры. Подача композиции осуществляется ламинарным потоком через внешний распределительный штуцер 7 равномерно с заданной скоростью, например, насосом. Затем при помощи кантователя поворачивают установку на 90^o так, что основание корпуса снова оказывается внизу, контролируют горизонталь подложки и сразу же осуществляют процесс вытеснения светочувствительной композиции несмешивающейся жидкостью. При этом подача несмешивающейся жидкости осуществляется через внутренний распределительный штуцер 6. Подача несмешивающейся жидкости осуществляется насосом, имеющим производительность 0,5-2,5 л/мин. Отклонение величины подачи от заданной не должно превышать 1% Давление жидкостей под заготовкой и над ней должно быть взаимоуравновешено. Вытеснение светочувствительной эмульсии осуществляется через распределительный внешний штуцер 7. Слив вытесненной эмульсии должен быть максимальным. Слив несмешивающейся жидкости из рабочей камеры нанесения осуществляется через внешний штуцер 7. Процесс студенения рабочего (нанесенного) слоя осуществляется путем одновременной подачи охлажденной воды в водяные рубашки и охлажденной вытесняющей жидкости в рабочую камеру установки. В качестве охлажденной жидкости используется деионизованная вода марки Б (ОСТ 11.02.9.003-90). Подсушивание нанесенного рабочего слоя осуществляют путем подачи предварительно отфильтрованного сжатого воздуха от магистрали сжатого воздуха для приборов КИПиА в рабочую камеру. При этом сброс отработанного воздуха осуществляется через сливное отверстие внешнего распределительного штуцера 7. (Толщина наносимых слоев 0,1-10,0 мкм).

Таким образом, данная установка позволяет реализовать способ нанесения светочувствительной композиции на внутреннюю поверхность вогнутой сферической подложки. Причем нанесение композиции осуществляется по способу вытеснения расплава светочувствительной композиции, полностью заполнившей рабочий объем, несмешивающейся жидкостью расплава светочувствительной эмульсии.