旋涂系统和方法与流程

本发明涉及一种改善的旋涂机器以及旋涂方法。

背景技术：

已知有多种不同的方法用于涂覆光学制品的表面以对光学制品提供一个或多个层(比如，抗冲击层、耐划伤层、防污层、或减反射层)。对镜片基材、比如眼科镜片或镜片毛坯的至少一个主表面涂覆若干涂层以便为成品镜片赋予额外的或改善的光学或机械特性是本领域的惯常做法。

旋涂是一种用于涂覆比如眼科镜片等光学制品的方法。在旋涂方法中，在以中速旋转制品的同时将预定体积的涂覆溶液分配在制品的中心位置，然后以非常高的速度旋转制品，以使溶液基本上遍布到制品的整个表面上。

本领域已知的现有旋涂器典型地仅向眼科镜片的表面提供单层涂层，比如uv涂层。这样的旋涂器典型地还包括用于将此类层施涂到眼科镜片上的多个工位、需要许多部件、并且占用空间大。这样的机器典型地被设计用于大规模光学制造实验室、价格昂贵、并且需要辅助安装设备。这些大型旋涂机器对于可能每天生产较少量镜片的小规模实验室而言并不实用。目前还没有包括能够生产具有两个或更多个涂覆层的预固化镜片的单一工位的紧凑型旋涂机器。

仍然需要提供与现有的背侧旋涂机器相比，占用空间小、可以用于较小规模的光学设施和实验室中的替代性旋涂机器。本文提供的是更紧凑的流线型旋涂机器，所述机器包括允许在较小规模的实验室中涂覆并干燥镜片的单一工位。

技术实现要素：

在此所述的内容克服了上述问题。本文中所述的一个或多个实施例是一种用于旋涂至少一个基材的系统，所述系统包括：被配置用于接纳所述至少一个基材的至少一个固持器组件，其中，所述固持器组件能沿着基本上竖直轴线移动；以及分配组件，所述分配组件包括基部；以及具有第一端和第二端的至少一个臂，其中，所述分配臂组件能沿着水平轴线移动，并且其中，所述至少一个臂在所述第一端处能操作地联接至所述基部、并且在所述第二端处能操作地联接至与一种涂覆溶液处于流体连通的至少一个施涂器，并且其中，所述至少一个施涂器能够沿着所述基本上竖直轴线定位以将所述涂覆溶液至少涂覆到所述基材上并获得经涂覆的基材，其特征在于，所述系统包括干燥与冷却组件，所述干燥与冷却组件沿着所述基本上竖直轴线定位并且能够迫使空气流到所述经涂覆的基材上。所述系统进一步包括第一施涂器和第二施涂器，其中，所述第一施涂器和所述第二施涂器彼此成基本上平行的关系定位。所述第一施涂器和所述第二施涂器中的每一个施涂器被配置用于将至少一种涂覆溶液分配到所述至少一个基材的至少一部分上。所述系统进一步包括：限定了内部的壳体，其中，所述内部包括：平台，其中，所述平台基本上平行于所述至少一个基材；被配置用于接纳所述至少一个固持器组件的主轴组件；以及所述分配组件，其中，所述主轴组件和所述分配组件各自固定至所述平台的至少一部分上。所述系统进一步包括能够容纳所述至少一种涂覆溶液的至少一个容器，其中，所述至少一个容器与所述施涂器处于流体连通。所述系统进一步包括润滑工位，其中，所述润滑工位包括用于容纳润滑所述至少一个施涂器的至少一种润滑溶液的装置，并且其中，所述润滑工位的至少一部分固定至所述平台的至少一部分上。如前所述，所述系统包括沿着所述基本上竖直轴线定位的干燥与冷却组件。所述系统进一步包括至少一个图形用户界面(gui)，并且其中，所述图形用户界面固定至所述壳体的至少一部分上。

本文中还提供了一种用于通过使用如上文所定义的用于旋涂的系统来旋涂至少一个基材的方法。所述方法包括：提供至少一个基材、并且将所述至少一个基材沿着基本上竖直轴线定位到至少一个固持器组件上的第一位置；在旋转所述基材的同时使用第一施涂器在所述基材的至少一部分上沉积底漆层；将所述基材沿着所述基本上竖直轴线移动至第二位置；在如上文所定义的干燥与冷却组件中干燥并冷却所述基材；将所述基材沿着所述基本上竖直轴线移动至所述第一位置；在旋转所述基材的同时使用第二施涂器在所述基材的至少一部分上沉积涂覆溶液。所述方法进一步包括：将所述至少一个基材沿着所述基本上竖直轴线移动至沿着所述竖直轴线的第二位置；并且干燥并冷却所述至少一个基材；并且预固化所述基材。所述方法进一步包括施涂硬质涂覆溶液。

还提供了通过本文中披露的任何方法生产的光学制品。所述光学制品是眼科镜片。

附图说明

在考虑到现将结合附图详细描述的说明性实施例时，在此所述的优点、性质和各种额外的特征将更加充分地显现。在附图中，贯穿这些视图类似的附图标记表示类似的部件。

图1是示例性旋涂系统的透视图。

图2是图1的旋涂系统的内部的局部放大前视图。

图3展示了图1的旋涂系统的内部的局部放大前视图，其中增加了转碗。

图4展示了基材固持器组件的透视图。

图5展示了旋涂系统的截面侧视图，所述旋涂系统至少包括干燥/冷却组件、分配组件以及安装在主轴组件上的基材固持器组件。

图6展示了与旋涂系统一起使用的可选固化组件。

图7展示了用于旋涂至少一个基材的方法。

具体实施方式

除了在本披露中明确地和清楚地定义的范围之外或除非特定背景另外要求不同的含义，否则在此使用的词语或术语具有其在本披露的领域中的普通、平常的含义。

如果在本披露和可以通过引用结合的一个或多个专利或其他文件中的词语或术语的使用上存在任何冲突，则应采用与本说明书一致的定义。

不定冠词“一个(种)(a/an)”意指一个(种)或多于一个(种)的冠词所引入的部件、零件或步骤。

如本文所使用的，空间或方向术语，比如“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“在...上方”、“在...下方”等是针对附图中所示的本发明。然而，应理解的是，本发明可以采取各种替代性的取向，因此，此类术语不应被视为限制性的。此外，如本文所使用的，在说明书和权利要求中使用的表示尺寸、物理特征、加工参数、成分的量、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰，除非有相反的指示。相应地，除非有相反的指示，否则在以下说明书和权利要求中列出的数值可以取决于试图获得的期望特性而变化。至少、并且不是试图使等同原则的应用局限于权利要求的范围，每个数值应至少根据所报告的有效位的数量并通过应用普通的舍入方法来解释。此外，本文披露的所有范围应理解为涵盖范围的开始值和结束值以及其中包含的任何和所有子范围。例如，陈述的范围“1至10”应被认为包括最小值1与最大值10(包含端点)之间的任何和所有子范围；即，以最小值1或更大值开始并且以最大值10或更小值结束的所有子范围，例如1到3.3、4.7到7.5、5.5到10等。进一步地，如本文所使用的，术语“在……上形成”、“沉积在……上”或“施涂在……上”是指在表面上形成、沉积或施涂、但不一定与之相接触。例如，“在基材上形成”的涂层不排除位于所形成的涂层与基材之间的具有相同或不同组成的一个或多个其他涂层的存在。如本文所使用的，术语“聚合物”或“聚合的”是指低聚物、均聚物、共聚物、以及三元共聚物，例如由两种或更多种类型的单体或聚合物形成的聚合物。

每当披露具有下限和上限的程度或测量的数值范围时，还旨在具体地披露落入所述范围内的任何数字和任何范围。例如，每一值范围(呈“从a至b”、或“从约a至约b”、或“从约a至b”、“从大约a至b”以及任何类似表述的形式，其中“a”和“b”表示程度或测量的数值)应被理解为阐明涵盖于更广泛的值范围内并且包括值“a”和“b”本身的每一个数字和范围。

术语如“第一”、“第二”、“第三”等可以被任意指定并且仅旨在区分以其他方式在性质、结构、功能或作用方面类似或对应的两个或更多个部件、零件或步骤。例如，词语“第一”和“第二”不用于其他目的并且不是以下名称或描述性术语的名称或描述的一部分。仅仅使用术语“第一”不要求存在任何“第二”类似的或对应的部件、零件或步骤。类似地，仅仅使用词语“第二”不要求存在任何“第一”或“第三”类似的或对应的部件、零件或步骤。此外，应理解仅仅使用术语“第一”不要求元件或步骤是任何顺序中的正好第一个，而是仅仅要求它是这些要素或步骤中的至少一个。类似地，仅仅使用术语“第一”和“第二”不一定要求任何顺序。因此，仅仅使用这类术语不排除在“第一”与“第二”要素或步骤之间的中间要素或步骤等等。

如在本申请中所使用的，当光学制品在其表面上包括一个或多个涂层时，短语在至少一个基材上“沉积”底漆层、至少一个层、或涂覆溶液是指在基材的外涂层(即，离基材最远的涂层)的外露表面上沉积层或涂层。如本文所使用的，被称为位于基材“上”或已经沉积到基材“上”的涂层或层被定义为以下涂层或层：(i)位于基材上方；(ii)不一定与基材相接触，即一个或多个中间涂层可以位于基材与相关涂层之间；并且(iii)不一定完全覆盖基材，但是完全覆盖是可能的。

如本文中所述，在基材上的多个层中的外层或顶层是一个或多个外露层，或最靠近层与空气界面的(多个)层。进一步地，本文中描述的组件中的外层或顶层是最外层、或一个或多个外露层、或最靠近层与空气界面的(多个)层。

旋涂系统的一般优点

本文提供了一种改善的旋涂机器、以及一种使用所述旋涂机器的方法。此旋涂机器是一种更紧凑、占用空间更小、能够生产具有至少两个涂覆层的预固化旋涂镜片的旋涂机器。更具体地，本文描述了一种被配置用于旋涂硬涂层1.5mithril涂层的旋涂机器。

本文描述的旋涂机器以小巧、紧凑、负担得起的包装提供双层旋涂溶液。所述旋涂机器可以对至少一个基材施涂至少一个层涂层、更特别地至少两层涂层，例如底漆层和硬涂层。所述旋涂机器可以被配置用于从两个不同的涂覆源施涂或沉积底漆和硬涂层。本文展示的机器和方法提供了以下优点：能够在比如每天生产20-30个镜片的小实验室中、或综合性零售实验室中以减少的成本进行旋涂工艺。这些实验室之前可能由于现有旋涂器的大小而一直无法旋涂镜片。

本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细描述中变得清楚。然而，应该理解详细描述和特定实例，虽然说明本发明的特定实施例，但是通过说明方式给出，因为根据此详细描述，在本文中所述的范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员将变得明显。

a.旋涂系统

总壳体

参照图1，展示了旋涂系统7的示例性实施例。旋涂系统7包括上部部分93和下部部分54。所述上部部分和下部部分进一步包括壳体31。在一个实施例中，旋涂系统7的总占用空间可以为约42”×30”或在约20至30平方英尺之间、更具体为约25平方英尺。可以设想其他尺寸实施例。与标准旋涂机器相比，旋涂系统7的总占用空间是更小、更紧凑的占用空间。本文披露的机器能够在第10类围护结构中提供旋涂工艺。在一个实施例中，旋涂机器可以与ar280机器联接。

外部下部部分

旋涂系统7的下部部分54包括对旋涂系统7的运行很重要的机械部件和电气部件(本文详细未示出或描述)。这些机械部件和电气部件被两组面板(即，总共四个防护面板69)防护在壳体31的下部部分54内。每组面板包括两个面板69，每个面板彼此相对定位。防护面板69围住并保护下部部分54的机械部件和电气部件。防护面板69可以是能操作地联接至铝框架壳体31。这些面板能够使用工具(比如，螺丝刀)来拆卸。替代性地，这些面板69可以通过至少一个合页能操作地联接至壳体31，使得面板可以手动打开和关闭。防护面板69可以由涂漆金属片或基本上等效的材料制成。

旋涂系统7进一步包括控制组件，所述控制组件位于下部部分54的单一控制柜中。在一个方面，所述控制组件可以包括西门子simatics7-1200系统。控制组件包括高电压部件和低电压部件。可以在聚碳酸酯(pc)防护罩下保护高电压输入功率。电箱77附接至一个面板69的一部分上，所述电箱进一步容纳包含在下部部分54中的电气部件。

旋涂系统7的壳体31的底部分54包括底板，所述底板可以进一步适于接纳四个轮子33，每个轮子在其一个相应拐角处以促进旋涂系统7的移动。四个轮子33能操作地连接至系统7的壳体31的底部并安装在其上。可选地，四个轮子33中的每一个轮子可以包括锁定机构，用于将这些轮子33固定在特定位置。排气挥发性过滤器19(图5)可以定位在旋涂系统7的底部分54中。由于系统的空气要求，与现有的旋涂机器相比，使用了更小版的过滤器单元。格栅面板75固定到一个面板69的一部分上，以促进排气挥发性过滤器19与系统7外部之间的空气连通。

外部上部部分

壳体31的上部部分93包括铝挤出框架和两组聚碳酸酯透明面板，由此限定了壳体31的上内部79。每组聚碳酸酯透明面板包括两个聚碳酸酯面板，每个面板相对于彼此处于相对位置。这些聚碳酸酯透明面板被定位并固定至铝挤出壳体31框架的多个区段上且在其之间。这些聚碳酸酯面板用于允许操作者观察旋涂过程，同时允许旋涂过程在洁净室第10类环境中得到保护。在一个实施例中，系统7被配置用于在洁净的加压空气系统(处于6巴，等于5cfm)中以50/60hz和120/24030安培进行操作。

铝挤出框架进一步包括至少一个互锁通道门40。门40可以包括由铝框架环绕的聚碳酸酯面板。通道门40通过至少一个合页99在门40的至少一侧固定至壳体31。在一个示例性实施例中，门40可以用三个合页99来固定。通道门40固定至框架上，使得它可以围绕合页99在对应于门40的打开位置和关闭位置的打开位置与关闭位置之间枢转。如果需要，门被配置为被锁定。门40被配置为由用户使用比如锁或闩等固定装置来手动致动，所述固定装置能操作地固定到门40上与合页99相对的至少一部分上。门40使得用户能够在旋涂循环之间触及壳体或涂覆室79的内部。

门40包括开口，所述开口允许操作者在不打开门40的情况下触及壳体或涂覆室79的内部。开口至少部分地由至少一组光幕53构成。这些光幕53各自由至少一个光幕电源59供电、并且能操作地连接至光幕控制继电器上。在一个实施例中，这组光幕53的高度可以为约300mm。安全防护罩55位于门的开口的至少一部分内并且联接至门40上。安全防护罩55位于光幕电源59之间，使得安全防护罩相对于电源59定向在基本上垂直的位置。安全防护罩55由与环绕内部室79的聚碳酸酯面板相同的聚碳酸酯透明材料构成。安全防护罩55包括被定位成相对于通道门40的开口成基本上90度角的第一部分、以及被定位成相对于通道门40的开口成基本上45度角的第二部分。至少一个系统防护装置安装在系统壳体31框架上。

系统的上部部分93包括至少一个hepa(高效微粒空气)过滤器23，所述过滤器沿着干燥/冷却组件15所定位在的基本上相同竖直轴线定位在干燥/冷却组件15上方，以捕获任何微粒。hepa过滤器23可用于过滤掉不希望的微粒，从而保持旋涂系统清洁。hepa过滤器23的大小可以为约2英尺×2英尺、并且可以具有410cfm(立方英尺/分钟)的过滤等级。hepa过滤器可以结合在壳体31的铝框架的至少一部分中并且安装到其上，如图1所示。所述系统进一步包括真空系统(未示出)。

系统7进一步包括紧急电源箱61，所述紧急电源箱至少固定至壳体31框架的外侧部分上。电源箱61电连接至灯堆67上并且被定位在其下方。在一个方面，灯堆67包括三种不同的灯：红色、绿色和橙色。灯堆的不同颜色指示系统7的操作状态。紧急电源箱61包括多个控制按钮，包括紧急停止(“e-stop”)按钮以及电源接通按钮。系统7进一步包括具有大小减小的dominick过滤器的气动组件。

gui接口

系统7进一步包括能操作地连接至系统7上的人/机接口(hmi)或图形用户界面(gui)57。gui包括安装到系统的一个聚碳酸酯面板的至少一部分上的触摸屏。在一个方面，gui安装至门40的聚碳酸酯面板上。gui57的触摸屏的宽度可以为大致7英寸。gui进一步包括功能按钮和状态指示器，即屏幕导航的布局、用户界面屏幕描述和模式、以及错误恢复模式。gui包括以下基本屏幕：运行屏幕、状态/错误/警报屏幕、手动屏幕以及设置屏幕。gui屏幕可以包括密码保护屏幕，所述屏幕要求用户在接收到正确输入时访问屏幕。密码可以针对以下任何一种分类进行配置：维护/工程师、生产模式、或任何其他期望模式。gui能够接收来自用户的输入，例如尺寸信息和旋涂配方。gui能操作地连接至处理器(未示出)，所述处理器能够存储可以用于涂覆所述至少一个基材的至少一种配方。

系统7包括够运行整个系统的定制软件包。所述软件用于对gui编程。所述软件控制操作顺序、过程参数、配方结构、每个用户界面屏幕的说明(包括显示的数据)、以及故障或状态消息。所述系统可以在手动模式或自动模式下运行。手动模式允许运用工具功能和切换输入/输出。自动模式、plc控制过程排序。

如果需要，系统7允许实现基础级别的错误恢复。错误恢复机构可以内置在软件系统中。所述系统还可以包括多个系统安全卫士。这些安全卫士可以使用户在发生故障时能够避免安全问题和/或系统停机，从而避免损害任何经涂覆镜片的品质。

旋涂组件7的上部部分93进一步包括内部施涂室79。参照图2，室平台95位于旋涂系统7的内部室79内以用于安装子组件，比如本文描述的分配臂组件、基材固持器组件、以及单一主轴组件。若干支撑结构也被定位在施涂室79内。第一支撑结构97被定位在干燥/冷却组件15后方并且平行于内部室平台95。第二支撑结构60被定位在支撑结构97下方并且平行于内部腔室平台。这些支撑结构的目的是为内部室79内的流体导管、管和其他部件提供支撑，以及为系统7的各个部件提供壳体。

分配臂组件

分配臂组件16可以固定至室平台95上。分配臂组件16包括具有第一端和第二端的两个臂35、37。每个臂35、37的第一端能操作地连接至上基部73上，并且每个臂35、37的第二端分别能操作地连接至施涂器20、22。施涂器20、22各自具有第一端和第二端。每个施涂器20、22的第一端分别能操作地连接至臂35、37，并且每个施涂器20、22的第二端能操作地连接至分配阀9、45上。每个施涂器20、22和分配阀9、45被配置用于在涂覆室79中对至少一个基材施涂至少一个涂层。在一个示例性实施例中，施涂器20、22和分配阀9、45被配置用于向所述至少一个基材施涂底漆层、然后是硬涂层。在示例性实施例中，旋涂机器可以对每个镜片基材施涂多于两层的涂层。从每个施涂器20、22施涂的涂层可以是相同的涂层或不同的涂层。

分配臂组件16可以进一步包括至少一个中心圆筒17以及第二或左圆筒81和第三或右圆筒83。圆筒17、81、和83中的每一个具有第一端和第二端。这些圆筒中的每一个可以具有基本上相同的高度。圆筒17、81、和83各自的第一端附接至上基部73，并且圆筒17、81、和83的第二端附接至下基部71。每个圆筒17、81、和83在上f73与下基部71之间延伸。上基部73和下基部71可以具有基本上相同的长度。上基部73和下基部71被定位成使得它们基本上垂直于圆筒17、81、和83。圆筒17、81、83可以在第二端处附接至下基部71。上基部73和下基部71与彼此以及与内部室平台65成基本上平行的关系定位。圆筒17、81、83连接了基部71、73并且为上基部73和臂35、37提供支撑。圆筒17、81、83还为气动组件部件提供壳体，所述气动组件部件位于圆筒内并且允许上基部73和臂35、37相对于圆筒和下基部71竖直地移动。分配臂组件16利用以太网受控步进马达来定位分配臂组件。分配臂组件16还具有凸轮和随动装置，所述随动装置允许分配组件的臂35、37竖直地向上朝向hepa过滤器23移动并且在本文中所述的润滑工位43的边缘上方移动。分配臂组件16进一步包括滚珠螺杆驱动的线性致动器，所述致动器具有200mm冲程、12mm螺距、以及立管焊接件。

下基部71可移动地固定至由轨道平台41支撑的静态轨道39上。轨道39具有长度。上基部73和下基部71的长度相对于轨道平台39的长度较短。下基部71适于沿着轨道39的长度移动。分配臂组件16适于沿着轨道39的长度移动、同时将至少一种涂覆溶液分配到基材上。

分配臂组件的施涂器

施涂器20位于施涂器阀9的正上方以便安装阀，并且施涂器22位于施涂器阀45的正上方以便安装阀。施涂器20、22中的每一个包括分配阀9、45和针、以及可重复使用的尖端。每个施涂器/阀组合在本文中被称为施涂器组件。施涂器20、22和分配阀9、45中的每一个能够在镜片基材定位于施涂室79中时将预定量的至少一种涂覆溶液分配到所述基材的至少一部分上。分配组件16进一步包括用于阀端安装的第一夹具以及用于阀端安装的第二夹具。所述系统进一步包括具有smc压力传感器的流体组件。分配臂组件是有利的，因为它在单一分配臂组件或转移单元上结合了两个分配施涂器20、22，由此提供了与现有旋涂机器相比更紧凑的设计。

涂覆溶液源

系统进一步包括第一涂覆源或流体分配器48以及第二涂覆源或流体分配器50，其中每个源48、50中容纳至少一种涂覆溶液。涂覆源48、50中的每一个能够容纳至少一种涂覆溶液，例如但不限于底漆、硬涂层、uv涂层或其他类型的涂层。第一涂覆源48通过用于流体连通的装置、比如流体导管3、12而流体地连接至第一施涂器20和阀9并且与之处于流体连通。第二涂覆源50通过用于流体连通的装置、比如流体导管5、14而流体地连接至第二施涂器22和阀45并且与之处于流体连通。

润滑工位

当每个施涂器组件不用于将至少一种涂覆溶液分配到至少一个基材上时，这些施涂器组件中的每一个施涂器组件可以至少部分地浸入用于润滑这些施涂器组件的至少一部分的东西中。例如，用于润滑的东西可以是容纳在润滑工位43内的液体溶液。在一个示例性实施例中，所述液体溶液可以例如是di水。di水浸泡液有助于维持施涂器组件的润滑性、并且有助于确保施涂器阀9、45不在硬化的液体溶液中被涂覆。当不用于分配至少一种涂覆溶液时，施涂器组件20、22的第一施涂器阀9和第二施涂器阀45可以浸没在di水浸泡液中以防止这些施涂器被干燥后的液体堵塞。

di水浸泡液可以容纳在容器中，例如但不限于水槽、例如不锈钢水槽，所述容器是润滑组件43的一部分。在一个方面，水槽可以是具有底部分和顶部分的面向开口的矩形容器，顶部分朝向hepa过滤器23开放并且被配置用于接纳至少一种溶液。所述水槽可以包括四个腿74，每个腿具有附接至水槽的底部上的第一端，并且每个腿具有第二端，所述第二端附接至室平台95。可以手动地维持di水浸泡液。替代性地，di水浸泡液可以通过传感器系统自动地或电子地维持，使得可以控制di水浸泡液的液位。在一个替代性实施例中，di水浸泡液可以手动地补充或替代性地通过自动补充系统来补充。润滑系统43可以流体连接到外部储箱，所述外部储箱可以被配置用于容纳di水，并且系统43还可以包括排放系统，所述排放系统被配置用于自动地排放和补充di水源。在一个实施例中，系统7中可以包括可调定时器，以通知用户何时对储箱排水。所述可调定时器可以联接至plc并且可以用于通知操作者基于一段时间改变di水，或者可以通知操作者将水排出并用外部di水源进行补充。

主轴组件

旋涂室7的内部79包括主轴组件10，所述主轴组件被配置用于接纳基材固持器组件27(图4)。主轴组件可以包括主轴基部87、主轴平台85、以及单一主轴47。主轴基部附接至室平台95上。主轴基部87周向地环绕主轴平台85。主轴平台的高度大于主轴基部87的高度。主轴平台85周向地环绕单一主轴47。单一主轴47能够接纳固持器组件27。单一主轴47可以与基材固持器杆49的中空开口配合地联接。单一主轴47穿过主轴轴承，并且当基材固持器组件27固定至主轴组件上时，单一主轴的中心与镜片毛坯(未示出)的旋转中心对准，镜片毛坯被置于基材固持器组件27的吸盘51的一部分上。当固持器组件27联接至主轴47时镜片毛坯在基材固持器51上的旋转可以在间歇的基础上顺时针或逆时针或既顺时针又逆时针，如由镜片的类型和要用于涂覆镜片毛坯的涂覆材料的类型决定。本文描述的系统包括马达，所述马达是促进主轴组件移动的伺服马达。主轴组件的三个位置可以为：1)操作者装载位置(其中，主轴47位于转碗63正上方，本文中描述)；2)分配位置，其中主轴47被降低到转碗63中；以及3)干燥/冷却位置，其中主轴47被升高到干燥/冷却工位15中。这种三位置主轴系统利用用于驱动机构的parker马达与驱动系统。主轴组件沿与安装在铝壳体框架31上的干燥/冷却工位15相同的基本上竖直轴线定位于干燥/冷却工位的正下方。

转碗

参照图3，壳体的内部79包括转碗63。转碗63是基本上圆形的塑料碗，当基材固持器27联接至主轴组件10时，所述碗基本上环绕主轴组件10和基材固持器27。转碗包括上部部分和下部部分以及位于所述碗的上部部分中的开口。所述上部部分面向hepa过滤器23、并且基本上环绕主轴组件10。在旋涂过程中，所述开口可以用于容纳基材固持器组件27。转碗组件63包括至少一个槽缝。在一个实施例中，转碗组件63包括两个槽缝89、91，这两个槽缝在转碗63的开口的两侧彼此相对定位，以容纳至少一个施涂器组件20、22的至少一部分。转碗组件63安装在室平台95上，使得它基本上环绕主轴组件87。转碗63被配置用于接纳多余的液体溶液并且减少聚氨酯制剂，所述多余的液体溶液在旋涂过程中从施涂器组件、从基材上旋出。因此，碗63还有助于防止液体涂覆溶液涂覆系统7的加工设备。特别地，一个转碗63可以用于以下两个涂层：底漆和硬涂层。

基材固持器组件

参照图4，壳体的内部或施涂室79进一步包括基材固持器组件27。基材固持器组件27适于接纳基材，比如镜片。基材固持器27包括圆形基部29、杆49、以及吸盘51。杆29位于基部29与吸盘51之间、并且连接至这两者上。吸盘或基材固持器51能够接纳至少一个基材。固持器51由被成形为具有真空区域的卡盘构成，在所述真空区域中可以产生真空以固持至少一个基材，比如具有两个焦点区域—第一焦点区域和第二焦点区域—的类型的多焦点镜片毛坯，这两个焦点区域通过通常被称为凸沿线的线相对于彼此限定。术语“镜片毛坯”旨在意指用于制造镜片的原始单元。可以从镜片毛坯上切下镜片，或者镜片毛坯可以与仅需要最终加工、比如涂覆从而用作镜片的镜片相同。基材固持器组件27被配置为安装到主轴组件87的至少一部分上。在旋涂过程中，基材固持器组件27在旋涂过程中围绕基本上竖直轴线旋转。

干燥/冷却工位

系统7进一步包括干燥/冷却工位组件34。干燥/冷却工位组件34被配置用于在已经用至少一种涂覆溶液涂覆镜片之后干燥镜片。干燥/冷却组件包括位于分配臂组件上方的第一部分15、位于第一部分15正上方的第二部分25、以及空气过滤器21，所述空气过滤器连接至第二部分25上并且空气穿过空气过滤器被迫流到镜片的经涂覆表面上以干燥和/或冷却镜片。第二空气过滤器管11连接至第一部分15。

组件34包括关闭机构(未示出)，所述关闭机构附接到干燥/冷却组件34的一部分15上。当主轴47位于干燥/冷却位置时，所述关闭机构能够接合。所述关闭机构包括一组两个相反的桨叶：一个位于干燥/冷却管道15的左侧，一个位于干燥/冷却管道的右侧。干燥/冷却组件还包括夹持器本体、阻尼器、以及热风机。干燥/冷却阻尼器可以打开或关闭。干燥/冷却工位能够根据需要来加热或冷却镜片。干燥/冷却围护结构可以打开或关闭。关闭机构帮助在干燥/冷却工位下面提供松散的非气密性密封。当干燥/冷却加热器处于“开启”位置时，关闭机构处于关闭位置，其中，每个桨叶以基本上密封接合的方式定位在干燥/冷却管道周围。可以使用gui的用户输入屏幕来控制干燥/冷却机构的温度。

参照图5，展示了系统7的侧视图。干燥/冷却组件34、分配组件73(包括施涂器组件20、22)、以及主轴组件27均沿着基本上相同的竖直轴线定位。主轴组件27可以沿着基本上竖直轴线升高和降低、或者从第一位置移动至第二位置，以基本上涂覆和冷却/干燥至少一个基材。如上所述，hepa过滤器23位于干燥/冷却设备15的正上方并且沿着基本上竖直轴线。基材固持器27位于干燥/冷却设备的正下方、并且沿着与干燥/冷却设备15相同的基本上竖直轴线定位。如从分配组件16向外延伸的箭头所指示的，正空气流被引导离开系统7。

可选的固化腔室

参照图6，在一个实施例中，可选地，在对至少一个基材涂覆上至少一个涂层涂覆之后，可以将基材从镜片固持器组件27拆下并且在固化室13中在期望的温度范围下固化期望的时间段。经固化的镜片可以具有任何适合的或期望的厚度。

b.-旋涂方法

参照图7，使用本文描述的旋涂系统的方法包括提供至少一个基材，其中，所述基材是光学制品，比如但不限于眼科镜片。光学基材可以是有机玻璃基材，包括例如热塑性或热固性材料。可以适合用于基材的热塑性材料包括(甲基)丙烯酸(共)聚合物，特别是聚(甲基丙烯酸)甲酯(pmma)、硫代(甲基)丙烯酸(共)聚合物、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、聚碳酸酯(pc)、聚氨酯(pu)、聚(硫氨酯)、多元醇碳酸烯丙基酯(共)聚合物、乙烯和乙酸乙烯酯的热塑性共聚物、聚酯(比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt))、多环硫化合物、聚环氧化物、聚碳酸酯和聚酯的共聚物、环烯共聚物(比如乙烯和降冰片烯的共聚物或者乙烯和环戊二烯的共聚物)、以及其组合。

如本文中所使用的，“(共)聚合物”意指共聚物或聚合物。(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。根据本发明的其他示例性基材包括：例如通过聚合以下材料而获得的基材：(甲基)丙烯酸烷基酯、尤其(甲基)丙烯酸c1-c4烷基酯、(比如(甲基)丙烯酸甲酯(比如聚乙氧基化双酚二(甲基)丙烯酸酯))、烯丙基衍生物(比如脂族或芳族)、直链或支链多元醇烯丙基碳酸酯、硫代(甲基)丙烯酸酯、环硫化物和多硫醇和多异氰酸酯的前体混合物(用于获得聚硫氨酯)。

如本文所用，“聚碳酸酯”(pc)意指均聚碳酸酯和共聚碳酸酯以及嵌段共聚碳酸酯两者。多元醇烯丙基碳酸酯共聚物的适合实例包括以下各项的共聚物：乙二醇双(烯丙基碳酸酯)、二甘醇双-2-甲基碳酸酯、二甘醇双(烯丙基碳酸酯)、乙二醇双(2-氯碳酸烯丙酯)；丙二醇双(2-乙基烯丙基碳酸酯)、1,3-丁烯二醇双(烯丙基碳酸酯)、1,4-丁烯二醇双(2-溴烯丙基碳酸酯)、二丙二醇双(烯丙基碳酸酯)、三亚甲基甘油双(2-乙基烯丙基碳酸酯)、五亚甲基二醇双(烯丙基碳酸酯)、异丙基双酚-a双(烯丙基碳酸酯)。

特别推荐的基材是通过(共)聚合二甘醇的双烯丙基碳酸酯获得的、例如由ppgindustries(essilor镜片)公司以商品名cr-销售的基材。特别推荐的基材还包括通过聚合硫代(甲基)丙烯酸单体获得的、例如法国专利申请fr2734827中描述的基材。基材可以通过聚合上述单体的混合物来获得，或者它们可以进一步包括此类聚合物和(共)聚合物的混合物。示例性基材是由交联材料(热固性材料)制成的；尤其烯丙基、(甲基)丙烯酸酯类、硫代(甲基)丙烯酸酯类或聚(硫代)氨基甲酸乙酯基材。

在一个示例性实施例中，可以使用镜片基材(通过聚合cr-39二甘醇双(烯丙基碳酸酯)单体而获得)。orma镜片可以涂覆有耐磨和/或抗划伤涂层(“mithril”硬涂层)，比如ep0614957的实施例3中披露的。

在使用旋涂工艺之前，在提供至少一个基材之后，检查并且清洁要旋涂的任何镜片基材。基材可以单独涂覆，或者可以多个基材同时涂覆。基材具有一个或多个主面，包括前侧(凸表面)、后侧(凹表面)、边缘及其任何组合。并且如本文使用的，基材的“后面”(典型地凹面)意指在最终制品中离用户的眼睛最近的面。基材的“前面”(典型地凸面)意指在最终制品中离用户的眼睛最远的面。

在其上沉积本文中所述的涂层的基材可以是能够接纳本文中所述的材料的任何基材。在一些实施例中，所述基材可以是透明的。在一些实施例中，所述基材可以是光学制品。基材可以是镜片，比如眼科镜片或镜片毛坯。本文中使用的术语“镜片”通常是指有机或无机玻璃镜片，优选地有机镜片，包括可以最初涂覆有或部分涂覆有一个或多个不同性质的涂层的镜片基材。

所述方法进一步包括：将至少一个基材装载(110)到基材固持器27、更具体地装载到基材固持器27的吸盘51上，并且将基材固持器27放到位于旋涂机器的壳体内的主轴47上，使得镜片的凹面向上朝向旋涂机器的顶部。接着，操作者可以将涂覆工艺参数输入图形用户界面(gui)中。接着操作者在gui上选择适当的预定涂覆分配参数。操作者通过在图形用户界面的操作者面板上按下“循环开始”而开始涂覆过程。主轴组件10降低至转碗63中。

所述方法进一步包括：使用旋涂来在基材的至少一部分上施涂(120)涂覆溶液，比如底漆层。这一点在第一施涂器组件20从第一位置移动至第二位置使得它基本上沿与镜片基材相同的轴线定位时实现。然后，主轴47开始以预定的设定rpm来旋转镜片固持器，使得适量的涂层溶液被分配到镜片基材上。分配臂组件16首先从位于施涂器组件20上的阀9向在碗63中旋转的镜片施涂底漆涂层。在旋涂过程中，在安装在位于可旋转主轴组件87上的镜片固持器盘51上的镜片以高速旋转时向所述基材施涂至少一个涂层，以将涂覆液体散布到镜片的移动表面上而获得均匀厚度的涂层。

从涂覆源48、50施涂到基材表面上的涂覆溶液可以是可热固化的。底漆层的粘度在25℃下可以在1至100cp的范围内。在一个方面，施涂到所述至少一个基材的表面上的底漆可以是胶乳底漆。底漆可以首先作为胶乳的轻层施涂到基材的表面上，以帮助耐划伤涂层或其他涂层粘附到镜片的表面上。施涂到基材上的涂覆溶液选自以下溶液组：底漆层胶乳，其包含选自由氨基甲酸乙酯、(甲基)丙烯酸、以及丁二烯组成的组的功能；液晶材料的溶液；以及偏振材料的溶液。

所述方法进一步包括：干燥(130)在至少一个基材上施涂的底漆；并且冷却(140)所述至少一个基材。为此，联接至固持器51上的底漆涂覆镜片位于碗63的正上方(升高)、进入干燥/冷却工位34中。在使用热、气流和冷却对镜片进行热成膜(干燥)时旋转底漆涂覆镜片。在镜片被加热、干燥和冷却之后，所述镜片以及基材固持器组件27一起接着返回(降低)到碗63中，并且使用第二施涂器组件22的第二施涂器阀45、通过旋涂(150)来对所述至少一个基材施涂(150)第二硬涂层。分配臂组件16相对于镜片基材的位置以预编程模式移动。更具体地，向镜片的至少一部分施涂第二硬涂层包括：将主轴组件10以及附接至基材固持器27组件上的镜片一起降低至转碗63中，并且第二施涂器组件22从第一位置移动至第二位置从而沿与镜片基材基本上相同的轴线定位。主轴47以预定的rpm开始旋转。分配臂组件16通过施涂器组件20将预定量的涂覆溶液分配或施涂到镜片基材上。在完成分配过程后，分配臂组件移动返回至第一位置。

所述方法进一步包括：干燥(160)基材并且冷却(170)所述至少一个基材。这在镜片返回至位于施涂器正上方的干燥/冷却工位34以对镜片施加加热、气流、冷却来通过部分聚合涂层从而修改硬涂层的状态时完成，由此在镜片基材上提供无粘性涂层。当镜片基材被定位在干燥/冷却工位34的一部分内、尤其在部分15内时，干燥/冷却系统34上的桨叶关闭以帮助在室79内容纳暖空气。主轴47以预编程的速度旋转，以将镜片基材呈现给由干燥/冷却工位产生的加压空气。干燥/冷却系统34执行预编程序列，以使用暖空气来干燥所施涂的涂层、接着冷却镜片以进行下一次施涂。这使得镜片更容易处理。接着，主轴47停止旋转。干燥/冷却系统34上的桨叶打开以允许主轴组件10移动返回到转碗63中。主轴组件10移动或降低返回到装载位置，以允许操作者卸载容纳经涂覆镜片的镜片固持器27。所述过程进一步包括：可选地热预固化至少一个基材以在所述基材上固化(180)无粘性涂层。

这个步骤之后将所述至少一个基材从旋涂机器上卸载(190)。系统7向操作者提供信号：镜片固持器27准备好从机器上卸载。接着将镜片和固持器组件27从系统7上拆下。从固持器组件27上手动地拆卸镜片，并且可以使用任何数量的现有技术来将所述镜片进一步后固化，以在镜片的凹侧上为对经涂覆镜片提供1.5mithril硬涂层特性。这个系统7的优点在于，它在相同的基本上竖直轴线上提供了若干功能(即，涂覆、干燥、冷却等)的对齐。这使得系统能够占用较小空间、节省了空间、并且提供了对镜片施涂双层热固化硬涂层的低成本解决方案。在同一烘箱组件中实现两个层的进一步干燥和/或部分固化。

上述过程产生了包含底漆和硬涂层的镜片，所述底漆和硬涂层是预聚合的以便处理并且在后固化后包含专有的“mithril”状态。这是依视路(essilor)硬涂层要加工成依视路专有“crizal”镜片的必要状态。较小的镜片加工实验室可以使用这种机器来在眼科镜片的背面提供1.5mithril特性。这是为小型实验室提供crizal能力的必要步骤(也是依视路独有的)。在一个示例性实施例中，一天每8小时可以涂覆约60个镜片或30副镜片。每个镜片可以在约3分钟内涂覆好。在一个实施例中，本文中描述的旋涂过程(图7)的总循环时间可以在2至5分钟之间。更具体地，旋涂过程可以是三(3)分钟。可以使用这种机器来涂覆任何类型的镜片。在一个示例性实施例中，可以涂覆聚碳酸酯和orma镜片。所述机器还可以涂覆双焦点镜片和三焦点镜片。

在至少一个基材上形成时，涂层可以是薄膜涂层、减反射(ar)涂层(即，ar涂层)、反射(镜像)涂层、分束涂层、滤光涂层(例如，带通滤光涂层、二向色滤光涂层、中性密度滤光涂层、长通滤光涂层，以及短通滤光涂层)(统称“涂层”)。

本文描述的涂覆基材的方法和系统提供了若干益处。本文描述的方法和系统提供了更紧凑、占用空间更小的背面旋涂单元，所述单元特别用于较小规模的镜片制造设施和实验室。这允许较小的实验室旋涂镜片而无需大型制造设施。由于在保持较高产品标准的同时减少了洁净室的要求，还实现了设施和构造成本的降低。与标准工业大小的旋涂机器相比，本文中描述的系统可以以低得多的成本来制造，这对于较小的实验室更具吸引力。这种改善的背面mithril旋涂单元(s-bsm)和方法通过允许由于在保持较高产品标准的同时降低洁净室的要求而实现设施和构造成本的降低，对于小型独立实验室而言扩大了在室内加工镜片的机会，镜片是比如但不限于crizal。

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