JP2003533719A - 光学品質のプラスチック部品に組み込むための成形ポリエチレンテレフタレート偏光膜 - Google Patents
光学品質のプラスチック部品に組み込むための成形ポリエチレンテレフタレート偏光膜Info
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Abstract
Description
である。これにより、前記出願の内容を参照としてここに完全に挿入する。
ンテレフタレート(PET)偏光子フィルム(polarizer film)の使用に関する。
来の偏光膜は、PETから構成されていなかった。この事実は、主に、PETの
不活性特性に起因する。そのため、光学品質の偏光部品におけるPET偏光膜の
使用は、前記親出願にも開示しているように、独特な技術革新である。さらに、
前記親出願にも開示しているように、このような偏光部品は、低い曇りが要求さ
れる眼科用レンズ(半完成もしくは完成した処方または非処方のブランク、レン
ズ、ゴーグル、バイザー、シールド)、偏光フェースマスクまたはシールド、お
よび偏光ディスプレイ装置または窓を包含する。
り光学部品の輪郭を達成することと、(2)光学-プラスチック構造物における偏光
子フィルムの制御された配置という2つの要件を満みたさなければならない。
望の光学または機械特性(偏光、光学濃度、色、耐破壊性など)を有する薄い材
料は、より取り扱い易くするために別々の2つのプラスチック層間に挟まれる。
これらのシートはしばしば、接着剤で結合されるが、化学結合されていてもよい
。接着剤によるまたは加熱による積層技術は周知である(例えば、プラスチック
ス・エンジニアリング・ハンドブック、492頁以降、ザ・ソサイエティ・オブ・
プラスチックス・インダストリー・インコーポレイテッド、ニューヨーク、1960
年)。米国特許第5,286,419号明細書および同第5,051,309号明細書には、1層以
上の支持体層の積層物を偏光子と組み合わせて加熱および成形することが開示さ
れている。これらの特許公報の内容を全てここに参照として挿入する。
観または完全性を低下させる欠陥を残すかもしれないことである。そのために、
技術を開発して、独立したフィルムを所望の形状に形成しようとしている。
うので、圧力、真空、またはこれら両者の組み合わせを使用して、フィルムを鋳
型の形状に押しつける。これらの技術を通常の偏光子フィルム(例えば、ポリビ
ニルアルコール(PVA))に適用することに関する明確な問題は、フィルムを
鋳型の形状にするために十分に軟化するのに要する高温加熱が、フィルムの光学
および/または機械特性にダメージを与えることである。従って、偏光子フィル
ムまたは形成技術の改良が望まれている。
れているようなPETから成る偏光膜は、入手し易さ、かなり良好な耐熱性、耐
湿性および耐溶媒性並びに良好な機械安定性など、PVAを超える幾つかの利点
を有している。前記米国特許第5,059,356号の内容を全てここに参照として挿入
する。
活性なPETフィルムを光学構造物中に容易に組み込むことができれば、PVA
フィルムなどの従来の偏光子を用いた光学構造物を越える利点を提供し得ること
を見出した。すなわち、PET偏光子フィルムの好適な形成方法と、フィルムを
構造物内に適正に配置する方法が望まれている。
するのに広く使用されている。しかし、ブロー成形は、偏光PETフィルムを形
成するのには適さない。ブロー成形では、溶融PET材料をチューブとして押出
した後、その一方を封入して、空気または他のガスを熱プラスチックチューブの
内部に押出すことにより、冷却した外側の鋳型形状に膨張させる。第一に、この
ような封入形状は、通常開いて湾曲した形状を有する大抵の光学構造物には適さ
ない。第二には、もっと重要なことに、この常套の方法は、PETを溶融する必
要があって、これが前記フィルムの偏光効果を無効にすることがあった。
料の真空形成を用いた場合にもたらされることがあった。加えて、真空形成は、
鋳型にバイアスをかけて(vias)、取り込まれた空気を取り除く必要がある。この
ようなバイアスは、偏光子フィルム上に容認できないマークを残して、最終部品
に光学歪をもたらす。
よび同第5,434,707号明細書に記載されているような当業者に周知の方法によっ
て曲げるまたは形成されてよい。前記米国特許第5,641,372号および同第5,434,7
07号の内容を全てここに参照として挿入する。特に、米国特許第5,641,372号明
細書には、真空と液圧を使用して、材料の加熱したシートを鋳型表面に押しつけ
ることが記載されているが、米国特許第5,434,707号明細書には、加熱と250
〜300psiの範囲の圧力下で積層部品を形成することが記載されている。
前記技術は、PET偏光子フィルムを形成するのには適当ではない。とりわけ、
PET偏光子フィルムの厚さは100μmまでである。積層品の最小厚は0.6
mmであって、これは熱伝達にはかなり大きな量である。加えて、(偏光子フィ
ルムのいずれかの面上に保護熱可塑性層を有する)積層構造物は、偏光子が外側
の保護層よりも低い熱で処理されることを意味している。この構造物は、挟まれ
たフィルムの偏光特性が、独立したPETフィルムの特性よりも危険晒されるの
により適さないことを表している。他方、独立したポリビニルアルコールフィル
ムは、通常、約30μm厚であり、PET偏光子フィルムよりも非常に低い粘性
を示す。このため、これらの厚くて弱いフィルムが、PET偏光子フィルムより
も容易に鋳型形状から押出される。
達成し、その後、形成されたフィルムを光学品質のプラスチック部品に、前記フ
ィルムの光学および/または機械的特性を低下させずに、信頼性良く組み込むた
めの改良方法が望まれている。
有する光学品質のプラスチック部品、および前記フィルムを光学構造物の表面に
対して信頼性良く配置する方法に関する。加えて、前記フィルムの光学性能およ
び表面品質は、好ましくは、眼科用レンズやディスプレイなどの光学品質の構造
物に要求される高いレベルに保持される。様々な他の態様は、前記要素の全てで
はなく、そのうちの幾つかを利用しても、あるいは別の改良を包含していてもよ
く、同時に、PETフィルムを用いた光学品質のプラスチック部品の利点を得る
こともできる。
」を、添付の図面と合わせて考察することによりより良く理解できる。 図1は、好ましい態様に従ってPET偏光子フィルムのための一般的な形成プロ
セスを表すフローチャートであり、 図2は、湾曲したフィルム片を得るための加熱および冷却コイルを装備した模範
的な形成装置を表し、 図2aは、図2に示すシーリング表面の詳細な図面であり、 図2bは、図2に示す加熱/冷却コンビネーションコイルの詳細な図面であり、
図2cは、図2に示す鋳型表面の詳細な図面であり、そして 図3は、湾曲したフィルム片を得るための電気ヒーターおよび別個の冷却コイル
を装備した別の模範的な形成装置を表す。
、一図面中の要素を表す数字は、別の図面で使用する場合も同じ要素を表す。
ンズ基材)は、熱硬化性材料または熱可塑性材料を包含していてよい。熱硬化性
材料に関して、好ましい材料は、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネー
ト)またはジアリルジグリコールカーボネートを起源とするポリマーを包含し、
例えば、ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド(PPG Industr
ies, inc.)製CR−39(登録商標)またはアクゾ・ノベル(Akzo Nobel)ブランド
のNS205が挙げられる。光学品質のプラスチック基材は、1,3-ブチレングリコ
ールジメタクリレート、アクリロニトリル、アリルメタクリレート、エトキシメ
チルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリ
コールジメタクリレートのポリマー、アリルエステル、アリルエステルとスチレ
ンまたはビニル系モノマーとのコポリマー(例えば、ジアリルマレエート、ジア
リルフタレート、メタリルメタクリレートなど)、およびビニル官能基、イソシ
アネート、ウレタン、硫黄含有芳香族ビニル化合物および臭素含有芳香族アクリ
ル化合物などを含有する高いインデックスのコポリマーのような他の熱硬化性材
料を包含していてよい。
し、例えば、ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル・インコーポレイテッド
(Bayer Inc.)から商品名Makrolon(登録商標)DPI-1821または-1815として、あ
るいはジェネラル・エレクトリック(General Electric)からLexan(登録商標)O
Q2720として販売されているものが挙げられる。光学品質のプラスチック基材は
、他の熱可塑性材料を含有していてよく、他ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアミド、ポリスチレン、およびPCとポリウレタン、ポリエステル、ポ
リスルホン、ポリスチレン、非晶質ポリオレフィンおよびアクリル樹脂との混合
物が挙げられる。
もの、例えば、日本国横浜のアール・アンド・エス・エンタープライジーズ(R & S Enterprises)によって分配される開発フィルム99-04であり、これは、偏光効
率が少なくとも96.3%、および透過率平均(400〜700nm)が14〜
18%である。本発明は、一般に、アール・アンド・エス・エンタープライジー
ズによって分配される開発フィルム99-04の標準アニール形態のものよりも非ア
ニール形態が好ましい。PETフィルムは、ポリエチレンナフタレートポリエス
テル、またはエチレングリコール、ナフタレンジカルボン酸およびテレフタレー
トなどの幾つかのほかの酸から生成されるコポリマーのような結晶性または半結
晶性ナフタレンジカルボン酸を更に含有していてよい。
他の熱官能性ポリマーフィルムまたは他の熱官能性添加物を含み得るPETフィ
ルムにも適用できる。このような添加物としては、有機染料または着色剤、フォ
トクロミック剤、および紫外線、赤外線または選択的な可視光吸収剤が挙げられ
る。
学および/または機械的特性にダメージを与える恐れがある常套の技術に比べて
、より信頼性の高い光学品質の部品であると解される。
、フィルムが、鋳型の表面と接触して配置される前に活発に加熱されない。従っ
て、以下の2つの理由から、劣化があまり生じない。第一に、フィルムが、フィ
ルムの燃焼または変色をもたらす過剰な熱に付されない。そして第二に、フィル
ムが、偏光子を整備不良にする耐えられない応力に付すほど加熱されない。前記
特徴をいずれも保存することが、好ましくはの製品の有用性に対して理想である
。
方鋳型を約80〜90℃に加熱する」工程12で始めて、PETフィルムを一番下
の好ましいセッティング10で形成することを示している。有利には、工程12は、
フィルムを形成するために単一の鋳型表面を加熱することを伴う。すなわち、工
程12は、前記ブロー成形技術のような従来のPET形成技術を改良したものであ
る。これは、一般には、前記技術が、匹敵する形成用表面の高価で更なるケアを
要し、しかもどの場合もおそらくフィルムの偏光特徴を低下させ得るためである
。工程12では、単一の鋳型表面を、PET偏光膜のガラス転移温度(69℃)を
超えるがフィルムの融点(〜250℃)よりかなり低い温度まで加熱する。好ま
しい鋳型温度は、例示的に定義すると、約135℃であるが、約80〜90℃程
度の温度が首尾良く使用され得る。鋳型の温度が(145℃を超えて)更に上昇
すると、この余分な加熱がフィルムを焼付けたり、変色させたり、または変形さ
せる。
型表面を横切って配置させる」工程14を表している。工程14では、ヒーターの電
源を切り、PET偏光膜を、鋳型表面の限界をあらわす両縁を横切って橋渡しす
る。鋳型は、球面状、円筒形、または球面状、円筒形および円環面要素などの形
状を組み合わせた複雑な曲線を包含していてよい。
は、眼科用プログレッシブレンズに一般に使用されている。前記光学用途のため
のこの形状を得るために、主要な視野のための球の曲率半径が84mmまでの鋳
型が必要とされるが、読み領域でのより高いレンズパワーに関しては、15mm
未満の距離に亙って変更して、たった47mmの球半径を達成できる。本発明の
態様は、この種の輪郭に合うように作られた用途に、「折り畳み」、「しわ」ま
たは「別の物理的な欠点」をフィルムにもたらすことによって前記フィルムの光
学特性を低下させたり、あるいは要求されている偏光作用を損なうことなく、前
記フィルムを制御良く形成できる。
面まで下げて、約30秒間加温する」工程16は、PET偏光子フィルムの背後に
シーリング表面を押しつけて、フィルムの少なくとも縁を所望の鋳型表面に対し
てあるいはその両縁上のシーリングまたはガスケット材料に対して保持すること
を伴う。フィルムの背後のシーリング表面は、最終形状に合わせた輪郭を形成し
ていたり、鋳型表面の縁の一般的な配置以外でPETフィルムに接触している必
要はない。換言すると、これは平坦であっても、フィルムを鋳型の縁に対して保
持する通常の態様の形状であってもよい。中実の部品、例えば、平坦な金属シー
トまたは柔軟な変形可能なプラスチックなどが使用され得る。好ましくは、シー
リング表面は、適度な圧力を掛けた時に、フィルムを前記縁に対して静止して保
持するように適合されなければならない。
ット材料によって前記縁と分離されていてもよい。同様に、シーリング表面は、
フィルムに直接接触していても、あるいはガスケット、O-リングまたは他のシ
ーリング媒体によってフィルムから離れていてもよい。従って、シーリング表面
は、定位置で固定され、ゆるく加えられた圧力に耐えて、この加えられた圧力を
フィルムに対して比較的平等に伝えて、そして最終作業領域ではフィルムを変形
させないように適合されなければならない。
よって加温される。この加温は、工程16に示すように、一般には約30秒間要す
る。
約15秒間加える」活発な形成工程18が表されている。活発な形成工程18におい
て、加えられる圧力は、PETフィルムの背後のシーリング表面を通してまたは
この表面の移動によって加えられて、フィルムを鋳型表面と同じ輪郭にする。こ
の圧力を加える方法の好ましい一態様は、空気または他の加圧ガスをシーリング
表面を介してフィルムの後ろに導入することである。この圧力は、金属裏張りプ
レート中の単一経路または多孔性の裏張りプレート中の複数の経路を通じて伝わ
ってよい。あるいは、変形可能なシーリング表面を使用する場合は、圧力を間接
的に加えられてもよい。変形可能なシーリング表面を用いる場合、加圧ガスは、
シーリング材料に伝わった後、フィルムからの距離を変え、間接的な圧力の波を
形成して、鋳型に対してフィルムを押しつけることができる。
最も好ましくは約15〜20psiである。5〜50psiの範囲の圧力が使用
され得る。前記範囲の上限の圧力は、より低い鋳型温度を使用する場合に好まし
い。高圧力では、許容できない「しわ」が、シーリング表面またはシーリングガ
スケットに生じることがある。加えて、より高い圧力は、フィルムが形成表面に
平等に適合できないために、主要な鋳型表面において「しわ」または「変形」を
生じさせることがある。
れてよい。より深いまたはより複雑な(非−球面状の)鋳型形状においては、僅
かに長い形成時間を使用する。工程18に示すように、約50psiの圧力は約1
5間加えるが、本発明では前記以外の圧力が考えられることに注意すべきである
。
対するフィルムの牽引には活性な真空を使用しない。この改良点は、製造方法お
よび形成装置要件を簡易にして、真空ポートに対してフィルムが活発に引っ張ら
れることによって生じる変形を回避する。にもかかわらず、真空援助が望まれる
場合は、任意に、排気孔(vent hole)または溝をフィルム形成装置に組み込むこ
とができる。
鋳型を焼く70℃まで冷却する」20である。工程20は、本発明の方法におけるも
う一つの好ましい段階(すなわち、鋳型の冷却)を表している。前記形成技術を
用いれば、前述のように、形成鋳型のみが加熱されるが、残りの形成装置は、ほ
ぼ室温で保持されている。この利点は、製造要件を簡易にして、PETふぃウr
ムが形成プロセスで過熱されないことを確実にする。従って、工程20では、形成
鋳型表面のみを活発に冷却することが好ましい。別態様では、間接的であっても
、より迅速な熱伝達のために、上方のシーリング表面中に別の冷却を包含しても
よい。
却する。図1では最も下に示すように、工程20は、鋳型を約70℃まで冷却してよ
いと記載している。この短い鋳型の冷却工程により、フィルムを新しい形状に更
に「調節」できる。鋳型温度で取り出されると、フィルムは鋳型表面を、合い性
可能な光学構造物のために十分に再生できない。フィルムを、まだ温かいうちに
鋳型に接着させるという方法もある。
的な要素である。鋳型表面を通常は低温に保持して熱い(溶融)材料を所定の場
所で短に凍結させる常套の形成技術とは対照して、好ましい態様は、保護用熱可
塑性シートを用いずに、フィルムの光学特性を低下させずに、しかもその機械的
完全性を低下させるフィルムへの熱損傷を生じさせずに、偏光PETフィルムを
有利に形成することができる。
加圧を止め、シールを上げて、形成されたウェハー(wafer)を取り出して、ヒー
ターの電源を切る」22である。工程22は、加圧および冷却サイクルの終点であり
、シーリング表面を取り除くことにより、形成されたフィルムを成形装置から取
り出すことができる。この時点で、工程12に戻って前述の通り、別のフィルム片
を用いて形成サイクルを始めてよい。
フィルムを、前記親出願および発明の名称:「トリーテッド・ポリエチレン・テ
レフタレート・ポーラライジング・フィルムズ・フォア・インプローヴド・アド
ヒージョン・イン・オプティカル・パーツ(Treated polyethylene Telephthalat
e Polarizing Film For Improved Adhesion In Optical Patrs)」の2000年5月10
日出願の関連する一部係属出願に記載されているように、表面処理に付してよい
。前記親出願および一部係属出願の内容を全てここに参照として挿入する。前記
特許に開示されている表面処理は、有利なことに、この不活性なPET偏光膜を
、種々の光学品質のプラスチック部品を得るために、熱硬化性、熱可塑性および
反応−射出成形材料を含む通常の光学品質のプラスチック材料に完全に接合させ
る。更に、この方法は、形成されたフィルムを、現存する光学プラスチック構造
物との接着積層により、あるいは備品の外側表面または多層部品の表面間との結
合により組み込むこともできる。
日出願の米国特許出願第09/447,445号に記載の装置を使用することである。前記
米国特許出願第09/447,445号の内容を全てここに参照として挿入する。ここに記
載の成型装置は、光学品質のプラスチック構造物中へのフィルムのより正確な配
置、およびフィルムの両面周囲への液体モノマーのより高度に制御された導入を
可能にする。
実施例による詳細に記載する。これら実施例は、単なる例示として意図されるも
のであることから、一般的な開示の範囲内の改良および変更は当業者には自明で
ある。
ンズの製造を表している。実施例3は、実施例4および5に記載の好ましい態様
の利点と対照して、非−球面湾曲光学部品のための現存する積層偏光子技術を使
用する際の本質的な制限を示している。
な形成装置50を表している。実施例1で利用する場合、このポリマーフィルム形
成装置50は、フィルム56と鋳型表面52の間に取り込まれた空気を排出させるため
の貫通した排気孔54を有する、凹状の(均一な、または輪郭の形状)加熱可能な
鋳型表面52を含んで成る。単一の孔54として示されているが、フィルムが鋳型52
に押しつけられるとガスを排出させるためのこの手段は、材料中に取り込まれた
ガスを放出させるための鋳型中の最小の孔または鋳型52の縁にある最小の溝の形
態であってよい。従って、別の排気孔が添加されてもよく、所望により、活性な
真空を使用して取り込まれた空気を除去してもよい。有利なことに、以降の実施
例ではいずれも、更なる孔や真空を用いなかった。
(好ましくは0.001インチ(0.001'')未満の)孔で鋳型表面を貫通する。こ
の排気孔は、真空と共に任意に使用する場合は、鋳型表面52の背後に広がってい
てよい。鋳型表面52および排気孔54を、図2cにより詳細に示す。
は、封入用O-リング60で示されるガスケット、O-リングまたは他の緩衝材料を
用いて僅かに離れている。シーリング表面58は、図2aに最も好ましく示すよう
に、封入用O-リング60を保持するための溝67を鋳型表面52の縁の位置に有する
中実で平坦な金属プレートであってよい。この封入用O-リング60は、鋳型表面5
2の曲面か鋳型表面52の縁に配置されていてよく、またはシーリング表面58をよ
り大きくして、鋳型52の曲面の周囲の平坦な領域で封入を生じさせてもよい(図
2参照)。
リング60をフィルム56にしっかりと保持し得る。別法として、シーリング表面58
は、不浸透性であるが変形可能な材料であってよく、これは、フィルム56を圧力
下で接触させて鋳型表面52に押しつけるか、あるいは圧力波を前記表面52に向け
るようにフィルム56に伝える。
イル64を、図2bに、より詳細に示す。加熱および冷却したコイルは、コイル64
を通じて循環される。良好な熱伝導性を有する他の材料(液体、固体または気体
)を使用して、鋳型表面52の加熱および冷却を行ってもよい。
型表面52を横切って橋渡しする。任意の真空を使用するのであれば、フィルムを
鋳型表面52上に引き寄せるように適用する。前記実施例では、空気(または他の
ガス)圧を、シーリング表面58のガス圧ポート66を通じてフィルム56の反対側に
加えた。鋳型表面52とシーリング表面58で表される閉じた環境中での更なるガス
圧が、フィルム56を鋳型表面52に押しつけた。次いで、フィルム56を圧力下で冷
却する。その結果、凹状の鋳型表面52の形状および曲線を有するフィルム56が得
られる。
おいて、成形装置50には、半径124.7mm(4.25ジオプター、屈折率1
.53に相当)の球面状の凹面形状に曲げた鋳型表面52が設けられていた。加熱
および冷却は、熱オイル貯蔵器(160℃)と冷オイル貯蔵器(21℃)からコ
ンビネーションコイル64を通じて供給された。
型表面52を装備したシーリング表面58を、圧搾空気により分離して、平坦なPE
T偏光膜56片を鋳型表面52を横切って橋渡しした。その後、シーリング表面58と
O-リング60をエアーラム62圧40psiによってフィルム56上に下げて気密シ
ールを形成した。
ポート66を通じて空気を20psi圧とした。この圧力を30秒間加える。次い
で、熱伝達のためにオイルの流れを方向付ける弁(図示せず)を加熱から冷却に
切りかえて、形成されたフィルム56を圧力下で74℃まで冷却した。次に、形成
圧を取り除いて、シーリング表面58を上げて、形成したPETフィルム56を取り
出した。
サイクルのために準備した。前記技術に関する合計サイクル時間は、コイル64の
通常の熱伝達ラインを加熱および冷却するのに要する時間に本来は起因して10
分までであった。
較して評価した。形成されたフィルム56は、この曲線に非常に良く適合していた
。形成されたフィルム56は、平坦なフィルムと同じ表面品質であり、その偏光作
用も同等であった。この形成されたフィルム56をある形に切断して、その後、光
学品質のPC樹脂と共に射出成形して、良好な光学品質の偏光レンズを生成した
。
した。図3は、別の改良された模式的な形成装置80を示しており、装置50と同様
であるが、湾曲したフィルム片を達成するために電気ヒーター82と別個の冷却コ
イル84を装備している。図3に示すように、鋳型表面86は、電気ヒーター82を用
いて加熱され、そして別個の冷却コイル84により、閉じたループ系で冷却される
。この場合、冷却材はオイルであって、冷蔵室により13℃に保持した。別の冷
却材を使用してもよい。熱電対ゲージ88を用いて系の温度をモニターしてもよい
。
、屈折率1.53に相当)の球面状の凹面形状に湾曲した鋳型表面86を装備した
。
すまで加熱した。PET偏光膜90片を鋳型表面86を横切って橋渡しした。次に、
シーリング表面92とO-リング94をエアーラム圧40psiでフィルム90上に下
げて気密シールを形成した。ヒーター82の変圧器の電源を切って、PETフィル
ム90をこの周囲の閉じた条件で45秒間加温した。初期加温期間後、空気圧をガ
ス圧ポート96を通じて20psiにした。装置を、135℃においてこの圧力で
30秒間保持した。その後、冷却弁(図示せず)を開けて、冷却したオイルをコ
イル84に導入して、形成したフィルム90を圧力下で温度が74℃になるまで冷却
した。形成圧を取り除き、シーリング表面を上げて、形成されたPETフィルム
90を取り出した。
開始した。図3の装置に関して、サイクル時間が6分未満短縮された。サイクル
時間の更なる改良は、別の加熱/冷却システムを用いると可能である。
較して評価した。形成されたフィルム90は、この曲線に非常に良く適合していた
。形成されたフィルム90は、平坦なフィルムと同じ表面品質であり、その偏光作
用も同等であった。この形成されたフィルム90をある形に切断して、その後、光
学品質のPC樹脂と共に射出成形して、良好な光学品質の偏光レンズを生成した
。
的な熱可塑性偏光子成形技術を比較している。
グレッシブレンズの設計である。このレンズは、80mm以下の面積に亙って球
面および/または非球面状の混合曲線範囲を有する。例えば、6-200で示される
通常のプログレッシブレンズ設計は、レンズの遠用部(distance portion)での曲
率の球面半径が約84.8mm(パワー6.25ジオプター、屈折率1.53に
相当)である。このレンズの遠用部では、距離15mm未満を超えて、読み領域
での曲率半径約64mmまで変化する。この曲率は非球面コンビネーション中で
混合されて、最終レンズの輪郭を和らげる。
m厚)を得た。曲線は、6.25ジオプターのテンプレートと比較して確立した
。この偏光子ウェハーを、6-200設計と同じ輪郭の凹状のインサート鋳型表面を
有する標準的な熱可塑性射出成形機の空洞に配置した。光学品質のPCを標準的
な射出成形温度および圧力で入れて、この偏光子ウェハーを組み込んだ6-200レ
ンズを形成した。
価した。肉眼での目視評価では、曲線変化に沿って、より急勾配の(短い方の)
半径までに歪みが観られた。更に悪いことに、ウェハーがこの変化領域でレンズ
の主要本体から剥離することもあった。この結果は、明らかに工業基準に適合し
ていない。焦点距離測定では、鋳型インサート上での測定から予想される半径6
63.3〜63.5mmの読み領域において、半径65〜63.8mmだけが達
成されることが分かった。この比較例は、標準的なウェハー技術が非球面鋳型形
状に従うか、あるいは好適な光学製品を製造するのには十分に適合していないこ
とを示している。
80と実施例2の方法を使用した。 電気ヒーター82の出力変圧器を100%に設定して、熱電対88が140℃を示
すまで加熱した。平坦なPET偏光膜90片を、鋳型表面86を横切って橋掛けする
ように配置した。次に、シーリング表面92とO-リング94をエアーラム厚40p
siでフィルム90上に下げて、気密シールを形成した。ヒーター82変圧器の電源
を切って、PETフィルム90をこの周囲の閉じた条件下で30秒間加温した。初
期加温期間後、空気圧は、ガス圧ポート96を通じて20psiにした。装置80を
、135℃においてこの圧力で30秒間保持した。その後、冷却弁を開けて、コ
イル84に冷却されたオイルを入れて、形成されたフィルム90を圧力下、温度が7
4℃に達するまで冷却した。次いで、形成圧を取り除いて、シーリング表面92を
上げて、形成されたPETフィルム90を取り出した。
。この形成された偏光膜90をある寸法に切断して、6-200設計と同じ輪郭の凹状
のインサート鋳型表面を装備した標準的な熱可塑性射出成形機の空洞に配置した
。光学品質のPCを標準的な射出成形温度および圧力で入れて、前記偏光膜90を
組み込んだ6-200レンズを形成した。
なかった。加えて、正確な光学レンズパワーが得られた。しかし、この球面状の
フィルム90は、球面状よりむしろ非球面状のために存在する別の表面積を被覆で
きなかった。そのため、レンズの縁部分には、偏光膜90で被覆されていない部
分があった。この結果は、より大きな直径が必要であるか、あるいは非球面状に
形成されたフィルムが非球面設計による組込みにより適合し得ることを示唆して
いる。
置には容易に収納されない。この部分は、射出成形インサート内に安全に適合し
ないか、あるいはインサートの縁に重なっている。このことは、射出成形空洞が
適性に閉じるのを抑制させ、その結果、この部分を破壊することがある。ある種
の改良および収納が可能であるが、より広い製造許容度のために、非球面状のフ
ィルムの選択が望ましい。この要求を実施例5で調査する。
た。この非対称鋳型86は、実施例4に関連して上述の通り、6-200プログレッシ
ブレンズ設計の前面の混合輪郭を有していた。電気ヒーター82の出力変圧器を1
00%に設定して、熱電対88が140℃を示すまで加熱した。平坦なPET偏光
膜90片を、鋳型表面86を横切って橋掛けするように配置した。次に、シーリング
表面92とO-リング94をエアーラム厚40psiでフィルム90上に下げて、気密
シールを形成した。ヒーター82変圧器の電源を切って、PETフィルム90をこの
周囲の閉じた条件下で45秒間加温した。初期加温期間後、空気圧は、ガス圧ポ
ート96を通じて20psiにした。
開けて、コイル84に冷却されたオイルを入れて、形成されたフィルム90を圧力下
、温度が74℃に達するまで冷却した。次いで、形成圧を取り除いて、シーリン
グ表面92を上げて、形成されたPETフィルム90を取り出した。
rboard pattern)観察することによって、形成されたフィルム90の非球面性を目
視観察した。形成されたフィルム90は、平坦なフィルムと同様の表面品質であり
、偏光作用も同等であった。この形成された偏光膜90をある寸法に切断して、そ
の後、光学品質のPCと一緒に射出成形して、良好な光学品質(正確な光学パラ
-値を含む)の偏光プログレッシブレンズを形成した。
を開示している。前記製造方法は、部品の光学および/または機械特性を損なう
ことなく、光学部品の要求されている輪郭に適合するようにPET偏光膜を形成
することを組み込んでいる。本明細書には、好ましい態様を開示しているが、本
発明の概念および範囲内に存続する多数の変更が可能である。このような変更は
、本明細書および図面を調べた後で当業者には自明となるであろう。そのため、
本発明者らは、特許請求の範囲の精神および範囲以外に制限されるべきではない
と考える。
ーチャートである。
および冷却コイルを装備した模範的な形成装置を表す。
ある。
ヒーターおよび別個の冷却コイルを装備した別の模範的な形成装置を表す。
20、22…工程、50、80…ポリマーフィルム形成装置、52、86…鋳型表面、54…排
気孔、56、90…フィルム、58、92…シーリング表面、60、94…封入用O-リング
、62…エアーラム、64…加熱/冷却コンビネーションコイル、66、96…ガス圧ポ
ート、67…封入用O-リング60を保持するための溝、82…電気ヒーター、84…冷
却コイル、88…熱電対ゲージ
Claims (31)
- 【請求項1】 特徴を表す輪郭を有する光学品質のプラスチック材料、およ
び ポリエチレンテレフタレートを含有する形成された偏光膜 を含んで成る光学品質のプラスチック部品であって、前記フィルムを光学品質の
プラスチック材料中に組み込むことで構成されている光学品質のプラスチック部
品。 - 【請求項2】 光学品質のプラスチック材料が、固形樹脂熱硬化性材料から
構成される請求項1記載の光学品質のプラスチック部品。 - 【請求項3】 光学品質のプラスチック材料が、熱可塑性材料から構成され
る請求項1記載の光学品質のプラスチック部品。 - 【請求項4】 熱可塑性材料がポリカーボネートを含む請求項3記載の光学
品質のプラスチック部品。 - 【請求項5】 形成されたフィルムが、先に存在する光学品質のプラスチッ
ク部品と結合されている請求項1記載の光学品質のプラスチック部品。 - 【請求項6】 前記フィルムが、結晶性または半結晶性ナフタレンジカルボ
ン酸ポリエステルを更に含有する請求項1記載の光学品質のプラスチック部品。 - 【請求項7】 形成されたフィルムの光学特性が、前記フィルムの予め形成
された光学特性に保持されている請求項1記載の光学品質のプラスチック部品。 - 【請求項8】 感熱偏光膜を所望の輪郭に形成する工程、および 形成されたフィルムを光学品質のプラスチック材料中に組み込んで光学品質のプ
ラスチック部品を得る工程 を含む、光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項9】 前記形成工程が、1個の鋳型表面のみを加熱することを包含
する請求項8記載の光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項10】 前記形成工程が、活性な真空を用いずに達成される請求項
8記載の光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項11】 前記形成工程が、相補的な鋳型表面を用いずに達成される
請求項8記載の光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項12】 前記形成工程が、前記フィルムを間接的に加温すること、
圧力をかけて該フィルムを鋳型表面に適合させること、およびその後、該フィル
ムを冷却して形成されたフィルムの形状を固めることを包含する請求項8記載の
光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項13】 前記形成工程が、鋳型表面を加熱すること、前記フィルム
を鋳型表面を横切って橋掛けすること、該フィルムを鋳型表面に近づけることに
より間接的に加温すること、該フィルムに圧力をかけて該フィルムを鋳型表面に
適合させること、およびその後、形成されたフィルムを取り出す前に鋳型表面を
冷却することを包含する請求項8記載の光学品質のプラスチック部品の製造方法
。 - 【請求項14】 鋳型表面が、球面状の曲線を表している請求項13記載の
光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項15】 鋳型表面が、非球面状の曲線を表している請求項13記載
の光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項16】 鋳型表面が、球面状の曲線および非球面状の曲線を包含す
る曲線の組み合わせを表す請求項13記載の光学品質のプラスチック部品の製造
方法。 - 【請求項17】 前記フィルムがポリエチレンテレフタレートから構成され
る請求項8記載の光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項18】 前記フィルムが、結晶性または半結晶性ナフタレンジカル
ボン酸ポリエステルを更に含有する請求項17記載の光学品質のプラスチック部
品の製造方法。 - 【請求項19】 前記形成工程が、鋳型表面を80〜145℃に加熱するこ
と、前記フィルムを鋳型表面を横切って橋掛けして該フィルムを間接的に加温す
ること、該フィルムに10〜50psiの圧力をかけて該フィルムを鋳型表面に
適合させること、およびその後、形成されたフィルムを取り出す前に鋳型表面を
70〜85℃に冷却させることを包含する請求項8記載の光学品質のプラスチッ
ク部品の製造方法。請求項8記載の光学品質のプラスチック部品の製造方法。 - 【請求項20】 前記フィルムが、光学品質のプラスチック材料の表面また
は表面付近に結合されている請求項8記載の光学品質のプラスチック部品の製造
方法。 - 【請求項21】 感熱偏光膜を間接的に加温する工程、 圧力をかけて該フィルムを鋳型表面に適合させる工程、 該フィルムを冷却させて形成されたフィルムの形状を固める工程 を含む、感熱偏光膜の形成方法。
- 【請求項22】 前記フィルムが、鋳型表面を加熱することにより間接的に
加温される請求項21記載の感熱偏光膜の形成方法。 - 【請求項23】 前記フィルムが、鋳型表面を冷却することにより冷却され
る請求項21記載の感熱偏光膜の形成方法。 - 【請求項24】 前記フィルムが、加熱された鋳型表面を横切って橋掛けし
て、該フィルムを近づけることにより間接的に加温される請求項21記載の感熱
偏光膜の形成方法。 - 【請求項25】 非真空作用の圧力を前記フィルムに加えて該フィルムを鋳
型表面に適合させる請求項21記載の感熱偏光膜の形成方法。 - 【請求項26】 鋳型表面が、球面状の曲線を表す請求項21記載の感熱偏
光膜の形成方法。 - 【請求項27】 鋳型表面が、非球面状の曲線を表す請求項26記載の感熱
偏光膜の形成方法。 - 【請求項28】 前記フィルムが、ポリエチレンテレフタレートから構成さ
れている請求項21記載の感熱偏光膜の形成方法。 - 【請求項29】 前記フィルムが、鋳型表面を80〜145℃に加熱して、
該フィルムを鋳型表面を横切って橋掛けすることにより、間接的に加温される請
求項21記載の感熱偏光膜の形成方法。 - 【請求項30】 10〜50psiの圧力を前記フィルムに加えて、該フィ
ルムを鋳型表面に適合させる請求項29記載の感熱偏光膜の形成方法。 - 【請求項31】 前記フィルムが、形成されたフィルムを取り出す前に鋳型
を70〜85℃に冷却することにより冷却される請求項30記載の感熱偏光膜の
形成方法。
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