KR102669141B1 - 폴리머 재료들의 준비 및 분배 그리고 폴리머 재료들로부터 폴리머 물품들의 생성 - Google Patents

폴리머 재료들의 준비 및 분배 그리고 폴리머 재료들로부터 폴리머 물품들의 생성 Download PDF

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Abstract

티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 예시적인 시스템이 사용된다. 시스템은, 제1 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제1 성분을 함유하는 제1 저장소, 및 제2 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제2 성분을 함유하는 제2 저장소를 포함한다. 시스템은 또한, 혼합 챔버를 갖는 혼합 용기, 제1 저장소 및 제2 저장소로부터 혼합 용기로 유체를 위한 도관을 제공하는 전달 매니폴드, 및 혼합 용기로부터 유체를 위한 도관을 제공하는 분배 매니폴드를 포함한다. 시스템은 또한, 시스템의 동작을 제어하도록 프로그램된 제어 모듈을 포함한다.

Description

폴리머 재료들의 준비 및 분배 그리고 폴리머 재료들로부터 폴리머 물품들의 생성
[0001] 본 출원은, 2017년 11월 2일자로 출원된 미국 가출원 번호 62/580,842를 우선권으로 청구한다. 미국 출원 번호 62/580,842의 내용들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0002] 본 개시내용은, 폴리머 재료들을 준비 및 분배하는, 그리고 이 폴리머 재료들로부터 폴리머 물품(article)들, 이를테면, 광학 폴리머 필름들을 생성하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
[0003] 폴리머 물품들은 다양한 제품들에 사용될 수 있다. 예로서, 광학 시스템들, 이를테면, 웨어러블 이미징 헤드셋들은 투사된 이미지들을 사용자에게 제시하는 하나 이상의 폴리머 필름 접안경들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 폴리머 필름 접안경들은 가상 현실(VR; virtual reality) 또는 증강 현실(AR; augmented reality) 시스템들의 일부로서 사용될 수 있다.
[0004] 많은 애플리케이션들에서, 폴리머 재료의 균질성이 중요하다. 예컨대, 폴리머 물품들이 광학 시스템들에 사용되는 경우, 폴리머 재료의 불균질성들은 물품의 광학 특성들의 바람직하지 않은 변동(variation)들을 도입할 수 있다. 조성(composition)의 불균질성들은 또한, (예컨대, 불규칙한 경화 및/또는 뒤틀림으로 인한) 물품의 물리적 변형으로 이어질 수 있으며, 이는 결국, 물품의 광학 성능에 영향을 미칠 수 있다. 예로서, 접안경에 대한 격자 구조를 형성하는 폴리머 재료의 불균질성들은 광 산란, 박리 뿐만 아니라 광학 구조들(예컨대, 격자 구조들)의 감소된 성능과 같은 바람직하지 않은 효과들을 야기할 수 있다.
[0005] 폴리머 물품들, 이를테면, 광학 폴리머 필름을 형성하기 위해 혼합하여 혼합물들을 분배하기 위한 시스템 및 기법들이 본원에서 설명된다. 설명된 구현들은, 제어된 부피들의 매우 균질한 재료들을 준비 및 분배하기 위해 사용될 수 있다. 분배된 재료들은 매우 정밀한, 제어된 그리고 재생가능한 방식으로 폴리머 물품들(예컨대, 성형식 광학 구성요소들)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 결과적인 폴리머 물품들은 다양한 변동-민감 애플리케이션들에서(예컨대, 광학 이미징 시스템에서 접안경들의 일부로서) 사용될 수 있다.
[0006] 일부 구현들에서, 폴리머 물품들은, 생성 조건들이 정밀하게 조절되도록 생성될 수 있다. 예로서, 특정 물리적 조건들(예컨대, 특정 농도들, 온도들, 점성들 등) 하에서 저장된 특정량들의 구성성분 재료들(예컨대, 폴리머 전구체 재료들, 이를테면, 단량체 및/또는 올리고머 재료들)을 사용하여 폴리머 물품들이 생성될 수 있다. 추가로, 구성성분 재료들은 정밀하게 조절된 방식으로(예컨대, 특정 레이트로, 특정 물리적 조건들 하에서 등) 결합될 수 있다. 이러한 정밀한 조절은 정밀한 부피들의 매우 균질한 혼합물들을, 극도로 작고 정밀한 피처(feature)들을 갖는 폴리머 물품들을 성형하기에 혼합물들이 적절하도록 하는 조건들(예컨대, 온도, 압력, 점성) 하에서 제공할 수 있다. 이에 따라서, 본원에서 개시된 구현들은, 예측가능하고 정밀한 물리적 및/또는 광학적 특성들을 나타내는 폴리머 물품들을 반복적으로 형성하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 이러한 방식으로 생성된 폴리머 필름들은, 더욱 예측가능하고 일관된 방식으로 광을 회절시킬 수 있고, 이에 따라 고해상도 광학 이미징 시스템에 사용하기에 더욱 적절할 수 있다. 일부 경우들에서, 이들 폴리머 필름들을 사용하는 광학 이미징 시스템들은, 그렇지 않으면 다른 폴리머 필름들을 이용하여 가능했을 것보다 더욱 선명하고 그리고/또는 더 높은 해상도의 이미지들을 생성할 수 있다. 게다가, 개시된 시스템들 및 기법들을 사용하는 그러한 폴리머 필름들의 생성은, 종래 기법들보다 (예컨대, 세정 및 유지보수를 위한) 더 적은 생산 라인 다운타임으로 더 높은 수율들을 제공할 수 있다.
[0007] 양상에서, 시스템은, 티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하도록 구성된다. 시스템은, 제1 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제1 성분을 함유하는 제1 저장소, 및 제2 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제2 성분을 함유하는 제2 저장소를 포함한다. 시스템은 또한, 혼합 챔버를 갖는 혼합 용기, 제1 저장소 및 제2 저장소로부터 혼합 용기로 유체를 위한 도관을 제공하는 전달 매니폴드, 및 혼합 용기로부터 유체를 위한 도관을 제공하는 분배 매니폴드를 포함한다. 시스템은 또한, 전달 매니폴드 및 분배 매니폴드와 통신하는 제어 모듈을 포함한다. 제어 모듈은, 전달 매니폴드로 하여금 제1 저장소로부터의 계량된 양의 제1 성분 및 제2 저장소로부터의 계량된 양의 제2 성분을 혼합 용기의 혼합 챔버 안으로 전달하여, 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 혼합물이 형성되게 하도록, 그리고 따라서 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가하게 하도록 프로그램된다. 제어 모듈은 또한, 시스템의 동작 동안, 분배 매니폴드로 하여금 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안 혼합 용기로부터의 혼합물을 주형(mold) 안으로 분배하게 하도록 프로그램된다.
[0008] 이 양상의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0009] 일부 구현들에서, 시스템은, 하나 이상의 부가적인 저장소들을 더 포함할 수 있고, 이러한 하나 이상의 부가적인 저장소들 각각은 티올-엔 폴리머의 대응하는 성분을 함유한다. 각각의 저장소는 전달 매니폴드에 의해 혼합 용기에 연결될 수 있다. 제어 모듈은 추가로, 시스템의 동작 동안, 티올-엔 폴리머의 계량된 양의 성분들 각각을 각자의 대응하는 저장소로부터 혼합 챔버로 전달하게 유발하여 혼합물이 형성되게 하도록 프로그램될 수 있다.
[0010] 일부 구현들에서, 제어 모듈은, 전달 매니폴드로 하여금 성분들 각각을 혼합 챔버에 순차적으로 전달하게 하도록 프로그램될 수 있다.
[0011] 일부 구현들에서, 제어 모듈은, 전달 매니폴드로 하여금 임의의 부가적인 성분들을 전달하기 전에 제1 성분 및 제2 성분을 혼합 챔버에 전달하게 하도록 프로그램될 수 있다.
[0012] 일부 구현들에서, 제어 모듈은, 전달 매니폴드로 하여금 성분들 각각을 혼합 챔버에 동시에 전달하게 하도록 프로그램될 수 있다.
[0013] 일부 구현들에서, 혼합 챔버는 소수성 표면을 가질 수 있다.
[0014] 일부 구현들에서, 소수성 표면은 PTFE, 폴리프로필렌, 폴리디메틸실록세인, 플루오로실레인 폴리머들, 마이크로-텍스처(micro-textured) 폴리카보네이트 또는 파릴렌의 층에 의해 제공될 수 있다.
[0015] 일부 구현들에서, 소수성 표면은 실리콘 재료의 층에 의해 제공될 수 있다.
[0016] 일부 구현들에서, 혼합 용기는 적어도 하나의 비-극성 알킬기, 적어도 하나의 비-극성 아릴기, 적어도 하나의 비-극성 플루오라이드기(fluoride group) 또는 이들의 조합을 갖는 화합물을 포함하는 재료로 형성된 표면을 포함할 수 있다.
[0017] 일부 구현들에서, 시스템은, 전달 매니폴드에 의해 혼합 용기에 연결된 가스 저장소를 더 포함할 수 있다. 제어 모듈은 추가로, 시스템의 동작 동안 가스 저장소로부터 혼합 챔버로의 가스의 전달을 유발하도록 프로그램될 수 있다.
[0018] 일부 구현들에서, 시스템은, 전달 매니폴드에 의해 혼합 용기에 연결된 용매 저장소를 더 포함할 수 있다. 제어 모듈은 추가로, 시스템의 동작 동안 용매 저장소로부터 혼합 챔버로의 용매의 전달을 유발하도록 프로그램될 수 있다.
[0019] 일부 구현들에서, 혼합 용기는, 시스템의 동작 동안 혼합물의 혼합을 가능하게 하기 위한 교반기를 포함할 수 있다.
[0020] 일부 구현들에서, 제어 모듈은 교반기와 통신할 수 있고, 시스템의 동작 동안 교반기의 동작을 제어하도록 프로그램될 수 있다.
[0021] 일부 구현들에서, 전달 매니폴드는, 혼합 챔버 안으로의 제1 성분 및/또는 제2 성분의 전달 이전에 제1 성분 및/또는 제2 성분을 여과하도록 배열된 여과 서브시스템을 포함할 수 있다.
[0022] 일부 구현들에서, 분배 매니폴드는, 주형 안으로 혼합물을 분배하기 이전에 혼합물을 여과하도록 배열된 여과 서브시스템을 포함할 수 있다.
[0023] 일부 구현들에서, 시스템은, 혼합 챔버 내의 온도를 -40 ℃ 내지 400 ℃ 범위 내에서 유지하도록 배열된 가열기를 더 포함할 수 있다.
[0024] 일부 구현들에서, 시스템은, 대략 10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동(pressure differential)을 혼합 챔버에서 유지하도록 배열된 펌프를 더 포함할 수 있다.
[0025] 다른 양상에서, 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법은, 제1 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제1 성분을 제공하는 단계, 및 제2 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제2 성분을 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 혼합 용기에서, 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함하는 혼합물의 배치(batch)를, 혼합물에서 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계 ―이에 따라, 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가함― 를 포함한다. 방법은 또한, 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안 혼합 용기로부터의 혼합물을 주형 안으로 분배하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 제공하기 위해, 주형 내의 혼합물을 경화하는 단계를 포함한다.
[0026] 이 양상의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0027] 일부 구현들에서, 방법은, 혼합물을 분배한 후에, 혼합물의 잔류물을 제거하기 위해 혼합 용기를 플러싱(flushing)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[0028] 일부 구현들에서, 방법은, 혼합 용기에서, 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함하는 혼합물의 제2 배치를, 혼합물에서 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계 ―이에 따라, 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가함― 를 더 포함할 수 있다. 방법은, 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안 혼합 용기로부터의 혼합물을 주형 안으로 분배하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 또한, 제2 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 제공하기 위해, 주형 내의 혼합물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
[0029] 일부 구현들에서, 방법은, 티올-엔 폴리머의 제3 성분을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 혼합물을 형성하는 것은, 혼합 용기에서 제1 성분 및 제2 성분과 계량된 양의 제3 성분을 결합하는 것을 포함할 수 있다.
[0030] 일부 구현들에서, 혼합물의 배치를, 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계는, 혼합 용기를 -40 ℃ 내지 400 ℃ 범위 내의 온도로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
[0031] 일부 구현들에서, 혼합물의 배치를, 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계는, 혼합 용기를 대략 10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동으로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
[0032] 일부 구현들에서, 혼합물을 분배하는 단계는 혼합물로 주형의 적어도 일부를 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
[0033] 일부 구현들에서, 티올-엔 폴리머는 1.55 이상의 굴절률을 가질 수 있다.
[0034] 하나 이상의 실시예들의 세부사항들은 아래의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에서 제시된다. 다른 특징들 및 장점들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 자명할 것이다.
[0035] 도 1은 폴리머 물품들을 생성하기 위한 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
[0036] 도 2a-도 2e는 예시적인 혼합 용기들의 개략적인 다이어그램들이다.
[0037] 도 3a 및 도 3b는 예시적인 계량 시스템들의 개략적인 다이어그램들이다.
[0038] 도 4는 예시적인 주조, 패터닝 및 경화 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
[0039] 도 5a 및 도 5b는 예시적인 폴리머 물품들의 다이어그램들이다.
[0040] 도 6은 폴리머 물품들을 생성하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도 다이어그램이다.
[0041] 도 7은 예시적인 중합 반응의 다이어그램이다.
[0042] 폴리머 물품들을 생성하기 위한 예시적인 시스템(100)이 도 1에서 도시된다. 시스템(100)의 구현들은, 광경화성 재료들(예컨대, 광에 노출될 때 경화되는 광-활성화된 수지들 또는 포토폴리머들)을 사용하여 폴리머 물품들, 이를테면, 광학 폴리머 필름들을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
[0043] 시스템(100)은 저장소들(102), 혼합 용기(104), 여과 시스템(106), 계량 시스템(108), 코팅 시스템(110), 그리고 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112)을 포함한다. 시스템(100)은 또한, 상호연결된 구성요소들 사이의 유체 연통을 제공하는 전달 매니폴드(114)를 포함한다. 시스템(100)은 또한, 시스템(100) 및 이 시스템(100)을 구성하는 구성요소들 각각의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈(116)을 포함한다.
[0044] 저장소들(102)은 폴리머 물품들을 생성하기 위한 구성성분 재료들을 저장한다. 일부 경우들에서, 저장소(102)는 유체-방지(fluid-tight) 챔버, 이를테면, 용기, 탱크, 통, 풀(pool), 또는 유체 재료들을 안전하게 저장하기 위한 어떤 다른 챔버를 포함한다.
[0045] 다양한 재료들이 저장소들(102) 내에 저장될 수 있다. 예컨대, 혼합될 때 그리고/또는 광에 노출될 때 중합하는 2 개 이상의 재료들(예컨대, 단량체들 및/또는 올리고머들, 이를테면, 티올-엔 폴리머로 중합하는 엔 단량체(ene monomer) 및 대응하는 티올 단량체(thiol monomer)를 함유하는 전구체들)을 결합함으로써, 일부 폴리머들이 생성될 수 있다. 저장소들(102) 각각이 특정 재료를 저장하여서, 재료들은 별개로 유지될 수 있고 조기에 중합하지 않을 수 있다.
[0046] 일부 경우들에서, 저장소들(102) 중 하나의 저장소가 엔 단량체를 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 대응하는 티올 단량체를 저장할 수 있다. 예로서, 저장소들(102) 중 하나의 저장소가 4,4-티오비스벤젠티올을 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 테트라비닐실레인을 저장할 수 있다(이들의 예시적인 교차-중합 반응이 도 7에서 도시됨). 다른 예로서, 저장소들(102) 중 하나가 1,3-벤젠디티올(티올 단량체)을 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 테트라비닐실레인(엔 단량체)을 저장할 수 있다. 예로서, 저장소들(102) 중 하나가 1,3-벤젠디티올(티올 단량체)을 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 테트라비닐실레인(엔 단량체)을 저장할 수 있다. 다른 예로서, 저장소들(102) 중 하나가 1,3-벤젠디티올을 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리원을 저장할 수 있다. 다른 예로서, 저장소들(102) 중 하나가 1,2,4,5-벤젠테트라티올을 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 테트라비닐실레인을 저장할 수 있다. 다른 예로서, 저장소들(102) 중 하나가 1,3,4-티아디아졸-2,5-디티올을 저장할 수 있고, 저장소들(102) 중 다른 저장소가 테트라비닐실레인을 저장할 수 있다. 재료들의 예시적인 결합들이 위에서 설명되지만, 이들은 단지 예시적인 예들이다. 위에서 설명된 것들 대신에 또는 이에 부가하여, 재료들의 다른 결합들이 또한 사용될 수 있다.
[0047] 추가로, 저장소들(102)은 성형식 티올엔 또는 다른 폴리머 물품들의 생성을 가능하게 하는 첨가제 재료들을 함유할 수 있다. 예컨대, 저장소들(102) 중 하나 이상은 (예컨대, 광중합을 개시하기 위한) 광-개시제/증감제들, (예컨대, 중합 레이트를 감소시키거나 또는 달리 제어하기 위한) 억제제들, (예컨대, 폴리머 재료에 대한 UV 손상을 감소시키기 위한) UV 흡수제들, 및/또는 (예컨대, 폴리머 재료의 산화를 감소시키기 위한) 산화방지제들을 함유할 수 있다.
[0048] 예시적인 재료들은 2017년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 62/502,973에서 설명되며, 그 내용들은 그 전체가 본원에 포함된다.
[0049] 각각의 저장소(102) 내의 저장 조건들은 개별적으로 제어될 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 각각의 저장소(102)의 저장 온도는 온도 제어 어셈블리(126)(예컨대, 냉동(refrigeration) 유닛 및/또는 가열 유닛)를 사용하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 일부 경우들에서, 각각의 저장소(102)의 저장 압력은 압력 제어 시스템(128)(예컨대, 저장소(102) 내의 압력을 조절하는 진공 어셈블리, 압축기 어셈블리 및/또는 밸브 어셈블리)을 사용하여 조절될 수 있다. 일부 경우들에서, 저장소들(102) 중 하나 이상의 저장소들의 온도는 -20 ℃ 내지 50 ℃의 범위에서 유지될 수 있다. 일부 경우들에서, 저장소들(102) 중 하나 이상의 저장소들의 저장 압력은 50 kPa 내지 200 kPa의 범위에서 유지될 수 있다.
[0050] 각각의 저장소(102) 내의 저장 조건들을 조절하는 것은 다양한 이득들을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 조건들에 따라 저장된 재료들은, 분해(degrading) 없이 더 긴 시간 기간들 동안 저장될 수 있고, 더욱 일관된 방식으로 폴리머 물품들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 이 재료들은 더 적은 변동들 또는 불균질성들을 갖는 폴리머 물품들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 재료들은 제조 런(run)들 사이에서, 생성된 폴리머 물품들의 일관성에 악영향을 미치지 않고 제조 런들 사이에 저장되어서, 재료 변질 또는 낭비가 감소될 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 조건들에 따라 저장된 재료들은 더욱 쉽게 분배될 수 있다. 예컨대, 재료들은, 재료들이 더욱 신속하게 그리고/또는 큰 정도의 압력 또는 힘을 필요로 하지 않고 저장소(102)로부터 분배되는 것을 가능하게 하는 특정 점성 또는 점성들의 범위를 가질 수 있다.
[0051] 예로서, 제1 타입의 구성성분 재료(예컨대, 제1 타입의 단량체)는 이상적으로 제1 온도 범위(예컨대, 5 ℃ 내지 10 ℃)에서 저장되고, 이상적으로 사용 이전에 가열된다(예컨대, 실온까지 가열됨). 다른 예로서, 제2 타입의 구성성분 재료(예컨대, 제2 타입의 단량체)는 실온에서 고체이며, 사용 이전에 용융되어야 한다(예컨대, 40 ℃ 내지 50 ℃까지 가열됨). 각각의 구성성분 재료를 독립적으로 저장, 가열, 냉각 및/또는 분배하기 위해 2 개의 상이한 저장소들이 사용되어서, 이러한 재료들은 각자의 개개의 이상적인 조건들 하에서 저장 및 사용될 수 있다.
[0052] 도 1에서 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 다수의 저장소들(102)(예컨대, 2 개, 3 개, 4 개 또는 그 이상)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 각각의 저장소(102)는 상이한 재료를 저장할 수 있다. 일부 경우들에서, (예컨대, 중복성을 제공하기 위해 그리고/또는 시스템(100)의 저장 용량을 확장하기 위해) 2 개 이상의 저장소들(102)이 동일한 재료를 저장할 수 있다. 일부 경우들에서, 2 개 이상의 저장소들이 동일한 재료를 저장할 수 있지만, 상이한 저장 조건들(예컨대, 상이한 저장 온도, 압력, 부피 등)에 따라 저장할 수 있다.
[0053] 시스템(100)은 저장소들(102)로부터의 계량된 양들의 재료를 혼합 용기(104) 안으로 분배한다. 폴리머 재료의 균일한 혼합 및 경화를 보장하기 위한 적절한 비(ratio)들로 시약들이 혼합됨을 보장하기 위해 정확한 양들의 각각의 구성성분 재료를 분배하는 것이 중요할 수 있다. 일부 경우들에서, 재료들은 특정 분자비(molar ratio)에 따라 저장소들(102)로부터 혼합 용기(104) 안으로 분배될 수 있다. 예컨대, 하나의 저장소(102)로부터의 특정량의 재료(예컨대, 엔 단량체)와 다른 저장소(102)로부터의 특정량의 재료(예컨대, 대응하는 티올 단량체)는, 혼합 용기에서 엔 단량체와 티올 단량체 사이의 분자비가 1:1.5 내지 1:2.20이 되도록, 혼합 용기(104) 안으로 분배될 수 있다. 이는, 예컨대, 광학 이미징 시스템들에서 접안경들로서 사용하기에 특히 적절한 광경화성 폴리머들(예컨대, 특히 적절한 기계 특성들 및/또는 광학 특성들, 이를테면, 1.55 이상의 굴절률을 갖는 고도 교차-결합된 폴리머들)을 생성하는 데 유용할 수 있다. 구현에 따라, 다른 분자비들이 또한 가능하다.
[0054] 저장소들(102)로부터의 재료들의 분배는 전달 매니폴드(114)를 사용하여 조절될 수 있다. 예컨대, 전달 매니폴드(114)는 저장소들(102)과 혼합 용기(104) 사이에서 연장되는 도관들(114a)(예컨대, 파이프들, 튜브들, 피드 라인들 등), 및 도관들(114a)을 따라 포지셔닝된 밸브들(114b)을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 저장소들(102)로부터 혼합 용기(104) 안으로의 재료들의 흐름을 조절하기 위해 밸브들(114b)을 선택적으로 작동(예컨대, 밸브들(114b)을 개방하거나 또는 폐쇄)할 수 있다. 일부 경우들에서, 전달 매니폴드(114)는 각각의 저장소(102)로부터 분배되는 재료의 부피 및 재료들이 분배되는 레이트를 조절할 수 있다.
[0055] 일부 경우들에서, 전달 매니폴드(114)는 혼합 용기(104) 안으로 재료들을 특정 순서로 전달하도록 동작될 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 하나 이상의 재료들이 처음에 혼합 용기(104) 안으로 분배되고, 그 뒤에 하나 이상의 다른 재료들이 연속적으로 분배될 수 있다. 일부 경우들에서, 전달 매니폴드(114)는 혼합 용기(104) 안으로 하나 이상의 재료들을 동시에 또는 실질적으로 동시에 전달하도록 동작될 수 있다. 이는, 조절된 방식으로 재료들이 혼합되어서 재료들 사이의 상호작용이 면밀히 제어되는 것을 가능하게 한다. 일부 경우들에서, 이는 결과적인 폴리머 물품들의 일관성을 개선시킬 수 있다.
[0056] 혼합 용기(104)는 혼합물을 형성하기 위해 저장소들(102)로부터의 구성성분 재료들을 결합하도록 구성된다. 혼합 용기(104)는 저장소들(102)로부터의 재료들이 지향되는 내부 혼합 챔버(118)를 포함한다.
[0057] 일부 경우들에서, 혼합 챔버(118)의 내부 표면들(120)은 혼합 챔버(118) 안팎으로 재료의 효율적인 전달을 가능하게 하는 하나 이상의 재료 층들로 코팅될 수 있다. 예컨대, 내부 표면들(120)은 하나 이상의 소수성 재료들(예컨대, PTFE(polytetrafluoroethylene), 폴리프로필렌, 폴리디메틸실록세인, 플루오로실레인 폴리머들, 마이크로-텍스처 폴리카보네이트 또는 파릴렌)로 코팅될 수 있다. 다른 예로서, 내부 표면들(120)은 실리콘-기반 재료, 이를테면, 폴리디메틸실록세인(PDMS; polydimethylsiloxane)으로 코팅될 수 있다. 다른 예로서, 내부 표면들(120)은 적어도 하나의 비-극성 알킬기, 적어도 하나의 비-극성 아릴기, 적어도 하나의 비-극성 플루오라이드기(fluoride group) 또는 이들의 조합들을 포함하는 화합물로 코팅될 수 있다. 이들 코팅들은, 예컨대, 재료들이 내부 표면들(120)에 붙거나 또는 달라붙을 가능성을 감소시키는 데 유리할 수 있다.
[0058] 혼합 챔버의 내부 표면들을 코팅하는 것은 다양한 이득들을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 이는 생성 프로세스의 효율을 개선시킬 수 있다. 예컨대, 내부 표면들을 코팅하는 것은, 혼합 챔버(118)에 붙거나 또는 계속 잔존하는 재료의 양을 감소시켜서 재료 낭비를 감소시키고 생성 수율을 증가시킬 수 있다. 다른 예로서, 이는 (예컨대, 세정 및 유지보수 요건들을 감소시킴으로써) 생산 라인 다운타임을 감소시킬 수 있다. 일부 경우들에서, 이는 생성 프로세스의 일관성을 개선시킬 수 있다. 예컨대, 생산 런들 사이에서 혼합 챔버에 재료들이 계속 잔존할 가능성이 적기 때문에, 교차-오염 가능성이 감소된다. 따라서, 상이한 제조 런들에 걸쳐서도, 예측가능하고 정밀한 물리적 및/또는 광학적 특성들을 갖는 폴리머 물품들이 형성될 수 있다.
[0059] 전달 매니폴드(114)는 또한, 혼합 용기(104)의 혼합 챔버(118) 안으로 하나 이상의 가스들 또는 용매들을 유입시킬 수 있다. 이는, 예컨대, 생성 프로세스의 혼합, 중합 또는 다른 양상들을 가능하게 하기 위해 그리고/또는 사용들 사이에서 혼합 용기(104)를 세정하기 위해 혼합 챔버(118) 안으로 부가적인 재료들을 유입시키는 데 유용할 수 있다.
[0060] 예컨대, 도 1에서 도시된 바와 같이, 전달 매니폴드(114)는 가스(예컨대, 외기, O2, Ar, N2 또는 다른 가스들)를 혼합 용기 안으로 전달하기 위한 도관(114c), 및 가스의 전달을 조절하기 위한, 도관(114c)을 따라 포지셔닝된 밸브(114d)를 포함할 수 있다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 일부 경우들에서, 도관(114c)은, 시스템(100)에서 사용하기 위한 일정량의 가스를 저장하는 하나 이상의 가스 소스들(122)(예컨대, 가스 탱크)과 유체 연통할 수 있다. 일부 경우들에서, 불활성 가스(예컨대, O2, Ar, N2 또는 수분이 없는 공기)가 혼합 용기 안으로 전달될 수 있다. 이는, 예컨대, 시스템(100) 내에서 작용기들 및/또는 폴리머 사슬들의 산화 또는 가수분해를 제거하거나 또는 감소시키는 데 유리할 수 있다.
[0061] 추가로, 도 1에서 도시된 바와 같이, 전달 매니폴드(114)는 하나 이상의 용매들(예컨대, 아세톤, 이소-프로필 알코올, 디클로로메탄, 헥산 또는 다른 용매들)을 혼합 용기 안으로 전달하기 위한 도관(114e), 및 용매의 전달을 조절하기 위한, 도관(114e)을 따라 포지셔닝된 밸브(114f)를 포함할 수 있다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 일부 경우들에서, 도관(114e)은, 시스템(100)에서 사용하기 위한 일정량의 용매를 저장하는 하나 이상의 용매 소스들(124)(예컨대, 저장 탱크)과 유체 연통할 수 있다. 용매들은, 예컨대, 혼합 용기를 플러싱하기 위해, 또는 폴리머 재료의 낮은 잔류물 및/또는 잔류 함량이 시스템(100)을 통해 흐르거나 또는 플러싱되는 것을 유지하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다.
[0062] 전달 매니폴드(114)는 또한, 혼합 용기(104)의 혼합 챔버(118)로부터 물질들을 제거할 수 있다. 이는, 예컨대, 생성 프로세스의 혼합, 중합 또는 다른 양상들을 가능하게 하기 위해 그리고/또는 사용들 사이에서 혼합 용기(104)를 세정하기 위해 혼합 챔버(118)로부터 원치 않는 물질들(예컨대, 폐재료들, 폐가스들 등)을 제거하는 데 유용할 수 있다.
[0063] 예컨대, 도 1에서 도시된 바와 같이, 전달 매니폴드(114)는 혼합 용기(104)로부터 폐기물을 제거하기 위한 도관(114g), 및 폐기물의 제거를 조절하기 위한, 도관(114g)을 따라 포지셔닝된 밸브(114h)를 포함할 수 있다. 도관(114g)은 시스템(100) 및/또는 시스템(100)을 수용하는 설비로부터의 제거를 가능하게 하기 위해 폐기물 스트림과 유체 연통할 수 있다.
[0064] 일부 경우들에서, 사용들 사이에 혼합 챔버(118)를 플러싱하기 위해 용매가 사용될 수 있다. 예컨대, 혼합 챔버(118)로부터 혼합물이 형성 및 분배된 후에, 다량의 용매가 도관(114e)을 통해 혼합 챔버(118) 안으로 유입되어, 혼합물의 임의의 남은 부분들을 용해시킬 수 있다. 용매 및 용해된 혼합물은 도관(114g)을 통해 제거되어 처분될 수 있다.
[0065] 일부 경우들에서, 혼합 용기(104)는 정적 구조들을 사용하여 재료들의 혼합을 가능하게 할 수 있다. 예컨대, 도 2a-도 2d에서 도시된 바와 같이, 혼합 용기(104)는, 혼합 챔버(118)를 통해 재료들이 흐름에 따라 이 재료들을 교란하는 다양한 정적 구조들(202)(예컨대, 벽들 또는 방해판들)을 혼합 챔버(118) 내에 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 정적 구조들이 혼합 용기(104)로의 도관들(114a)의 흐름 경로를 따라 포지셔닝되어서, 재료들이 혼합 챔버(118) 안으로 유입됨에 따라 이 재료들은 혼합될 수 있다. 일부 경우들에서, 정적 구조들이 도관(114i)을 향하여 혼합 챔버(118)의 흐름 경로를 따라 포지셔닝되어서, 재료들이 혼합 챔버(118)를 떠남에 따라 이 재료들은 혼합될 수 있다. 예시적인 정적 구조들(202)이 도 2a-도 2d에서 도시되지만, 이들은 예시적인 목적들을 위한 단순화된 예들임이 이해된다. 구현에 따라, 다른 정적 구조들(202)이 또한 가능하다.
[0066] 일부 경우들에서, 혼합 용기(104)는 동적 이동 구조들을 사용하여 재료들의 혼합을 가능하게 할 수 있다. 예컨대, 도 2e에서 도시된 바와 같이, 혼합 용기(104)는, 혼합 챔버(118) 내에서 재료들을 능동으로 교란하는 다양한 동적 이동 구조들(204)을 혼합 챔버(118) 내에 포함할 수 있다. 예컨대, 혼합 용기(104)는, 액추에이터(208)를 통해 혼합 요소들(206)(예컨대, 블레이드들, 회전자들, 바들 등)을 회전시키는 하나 이상의 기계적으로 작동되는 임펠러들 또는 교반기들을 포함할 수 있다. 유사하게, 예시적인 동적 이동 구조들(204)이 도 2b에서 도시되지만, 이들은 단순화된 예들임이 이해된다. 구현에 따라, 다른 동적 이동 구조들(204)이 또한 가능하다.
[0067] 일부 경우들에서, 혼합 용기(104)는 혼합 챔버(118) 내에서의 재료들의 혼합을 가능하게 하기 위해 정적 구조들 및 동적 이동 구조들 양자 모두를 포함할 수 있다.
[0068] 일부 경우들에서, 정적 구조들 및/또는 동적 이동 구조들은, 혼합 용기(104)에서 재료들에 난류를 도입하고 그리고/또는 이 재료들을 교반함으로써 혼합을 가능하게 할 수 있다. 일부 경우들에서, 이는 혼합 용기(104)를 통한 비-층류(non-laminar flow)를 야기할 수 있고, 이는 재료들이 혼합되는 정도를 증가시킬 수 있다.
[0069] 일부 경우들에서, 정적 구조들(202) 및/또는 동적 이동 구조들(204)은, 자신들에 붙거나 또는 달라붙는 재료의 양을 감소시키는 하나 이상의 재료 층들로 코팅될 수 있다. 예컨대, 정적 구조들(202) 및/또는 동적 이동 구조들(204)은 혼합 챔버(118)의 내부 표면들(120)에 대해 설명된 바와 유사한 재료들로 코팅될 수 있다. 이는, 예컨대, (예컨대, 생산 런들 사이에서 폐기물 및/또는 일관되지 않은 재료 혼합물들로 이어질 수 있는, 구조들에 붙는 재료의 양을 감소시킴으로써) 혼합 프로세스를 개선시키고, 폐기물을 감소시키며, 결과적인 폴리머 물품들의 일관성을 증가시키는 데 유리할 수 있다.
[0070] 혼합 용기(104) 내의 혼합 조건들은 정밀하게 조절될 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 혼합 용기(104) 내의 저장 온도는 온도 제어 어셈블리(130)(예컨대, 냉동 유닛 및/또는 가열 유닛)를 사용하여 조절될 수 있다. 일부 경우들에서, 온도는 -40 ℃ 내지 400 ℃의 범위 내에서 조절될 수 있다. 다른 예로서, 일부 경우들에서, 혼합 용기(104) 내의 압력은 압력 제어 시스템(132)(예컨대, 혼합 챔버(118) 내의 압력을 조절하는 진공 어셈블리, 압축기 어셈블리 및/또는 밸브 어셈블리)을 사용하여 조절될 수 있다. 일부 경우들에서, 온도는 주위 환경에 대해 대략 10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동을 혼합 챔버에서 유지하도록 조절될 수 있다.
[0071] 혼합 용기(104) 내의 혼합 조건들을 조절하는 것은 다양한 이득들을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 조건들에 따라 혼합된 재료들은 (예컨대, 혼합물로부터 침전되는 하나 이상의 재료들을 감소시키거나 또는 제거함으로써) 결과적인 폴리머 물품들의 일관성을 증가시킬 수 있다. 이에 따라서, 혼합물은 더 적은 변동들 또는 불균질성들을 갖는 폴리머 물품들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 특정 조건들에 따라 혼합된 재료들은 더욱 쉽게 분배될 수 있다. 예컨대, 혼합물은, 재료들이 더욱 신속하게 그리고/또는 큰 정도의 압력 또는 힘을 필요로 하지 않고 혼합 용기(104)로부터 분배되는 것을 가능하게 하는 특정 점성 또는 점성들의 범위를 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 조건들에 따라 재료들을 혼합함으로써, 혼합물의 중합 레이트가 제어될 수 있다. 예컨대, 중합 레이트는, 너무 높지(예컨대, 혼합물이 과도하게 고체화되기 전에 다운스트림으로 혼합물을 주조, 패터닝, 경화 또는 달리 프로세싱하기에 불충분한 시간을 남겨둠) 않도록 또는 너무 낮지(예컨대, 생성 시간을 증가시키고, 생성 수율을 감소시킴) 않도록 제어될 수 있다. 따라서, 상이한 제조 런들에 걸쳐서라도, 예측가능하고 정밀한 물리적 및/또는 광학적 특성들을 갖는 폴리머 물품들이 형성될 수 있다.
[0072] 일부 경우들에서, 전달 매니폴드(114)는 또한, 혼합물을 분배하기 이전에 혼합물 내에 포획된 공기 또는 가스 버블들을 제거하는 것을 가능하게 하기 위해 혼합물의 표면에 걸쳐 저압을 초래하기 위해 사용될 수 있다.
[0073] 혼합 용기 내의 혼합된 재료들은 여과 시스템(106)에 전달될 수 있다. 예컨대, 도 1에서 도시된 바와 같이, 전달 매니폴드(114)는 혼합 용기(104)로부터 여과 시스템(106)으로 혼합물들을 전달하기 위한 도관(114i), 및 혼합물에 대한 전달을 조절하기 위한, 도관(114i)을 따라 포지셔닝된 밸브(114j)를 포함할 수 있다.
[0074] 여과 시스템(106)은 혼합물을 여과하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 여과 시스템(106)은 특정 크기를 초과하는, 혼합물 내의 구조들을 수집하는 여과 어셈블리(예컨대, 그리드형 애퍼처들을 갖는 그리드 구조)를 포함할 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 여과 어셈블리는 치수를 따라 10 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 또는 0.1 ㎛ 이하의 애퍼처들을 갖는 그리드 구조를 포함할 수 있다. 혼합물을 여과하는 것은 (예컨대, 혼합물로부터 불균질성들 또는 이물질을 제거함으로써) 결과적인 폴리머 물품들의 일관성을 개선시킬 수 있다.
[0075] 도 1이 혼합 용기(104)와 계량 시스템(108) 사이에 포지셔닝된 여과 시스템(106)을 도시하지만, 다른 어레인지먼트(arrangement)들이 또한 가능하다. 예컨대, 여과 시스템(106)은, 혼합 용기(104)로의 유입 이전에 재료들을 혼합하기 위해 혼합 용기(104)와 저장소들(102) 중 하나 이상 사이에 배치될 수 있다. 유사하게, 여과 시스템(106)은, 시스템(100)의 임의의 구성요소들 사이에 전달되는 물질들을 여과하도록 이러한 구성요소들 사이에 배치될 수 있다. 추가로, 단일 여과 시스템(106)이 또한 도시되고, 실제로는, 시스템(100)의 임의의 지점을 따라 여과하기 위해 시스템(100)의 다양한 포지션들에 포지셔닝된 다수의 여과 시스템들(106)이 있을 수 있다.
[0076] 여과된 재료들은 계량 시스템(108)에 전달될 수 있다. 예컨대, 도 1에서 도시된 바와 같이, 전달 매니폴드(114)는 여과 시스템(106)으로부터 계량 시스템(108)으로 혼합물들을 전달하기 위한 도관(114k), 및 혼합물에 대한 전달을 조절하기 위한, 도관(114k)을 따라 포지셔닝된 밸브(114l)를 포함할 수 있다.
[0077] 계량 시스템(108)은 여과 시스템(106)으로부터의 미리 결정된 양의 혼합물을 코팅 시스템(110) 및/또는 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112) 안으로 분배하도록 구성된다. 이어서, 분배된 혼합물은 (예컨대, 코팅 시스템(110)을 사용하여) 주형을 코팅하기 위해 그리고/또는 (예컨대, 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112)을 사용하여) 폴리머 물품을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 계량 시스템(108)은 0.5 ml 내지 15 ml 양의 혼합물을 분배하도록 구성될 수 있다. 예로서, 100 ml의 직경 및 325 ㎛의 두께를 갖는 폴리머 접안경을 생성하기 위해, 대략 2.5 ml의 혼합물이 분배될 수 있다.
[0078] 계량 시스템(108)은 압력의 인가를 통해 혼합물의 분배를 정밀하게 조절할 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 계량 시스템(108)은 피펫-기반 시스템, 슬롯 다이 시스템, 나이프 에지 코팅 시스템 또는 주사기 펌프 시스템일 수 있다.
[0079] 예로서, 피펫-기반 계량 시스템(108)이 도 3a에서 도시된다. 계량 시스템(108)은 피펫(302) 및 플런저(304)를 포함한다. 미리 정해진 부피의 혼합물이 피드 라인(306)을 통해 흡인 또는 진공화되고 플런저(304)를 사용하여 피펫(302)을 통해 밀려서, 정밀한 부피의 혼합물이 분배될 수 있다. 플런저(304)의 동작은 예컨대 액추에이터(308)를 사용하여 제어될 수 있다.
[0080] 다른 예로서, 정밀한 부피를 분배하는 것에 부가하여, 슬롯 다이 시스템 또는 나이프 에지 시스템은 추가로, 원해지면 유체를 원하는 습식 두께까지 미리 확산시킬 수 있다. 예로서, 슬롯-다이 또는 나이프 에지 계량 시스템(108)이 도 3b에서 도시된다. 여기서, 계량 시스템(108)은 원시(raw)/주 공급 유닛(350), 중간 공급 유닛(352), 분배 모듈(354) 및 제어 박스들(356a 및 356b)을 포함한다. 원시/주 공급 유닛(350), 중간 공급 유닛(352) 및 분배 모듈(354)은 서로 유체 연통하여서, 일정 부피의 혼합물이 그들 사이에서 흐를 수 있다.
[0081] 계량 시스템(108)의 구성요소들 사이의 혼합물의 흐름은 밸브들(358) 및/또는 제어 박스들(356a 및 356b)에 의해 제어된다. 예컨대, 밸브들(358)은 밸브들(358)을 통해 유체가 흐르는 레이트를 측정하는 흐름 센서들을 포함할 수 있다. 추가로, 밸브들은 측정들에 대한 응답으로 유량을 조절하기 위해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 부가하여, 제어 박스들(356a 및 356b)은 압력 및/또는 진공을 선택적으로 인가하여, 계량 시스템(108)의 특정 구성요소들 사이에서 혼합물이 흐르는 레이트를 추가로 제어한다.
[0082] 계량 시스템(108)의 예시적인 사용에서, 원시/주 공급 유닛(350)은 혼합물을 수신하고, 혼합물의 일부를 중간 공급 유닛(352) 안으로 피딩한다. 이어서, 중간 공급 유닛(352)은 조절된 양의 혼합물을 분배/코팅을 위해 분배 모듈(354)에 피딩한다. 분배 모듈(354)은 예컨대 슬롯-다이, 나이프 에지 또는 마이크로 그라비어 시스템일 수 있다.
[0083] 코팅 시스템(110)은 혼합물로 주형을 코팅하도록 구성된다. 예컨대, 코팅 시스템(110)은 다량의 혼합물을 주형 상에 분배하고, 주형을 가로질러 혼합물을 확산시킬 수 있다. 예로서, 슬롯-다이 코팅 시스템에서, 다이가 기판에 대해 이동되면서, 혼합물은 기판으로부터 특정 거리(예컨대, 대략 50 ㎛ 내지 5 mm)에 다이를 통해 분배될 수 있다. 혼합물은, 기판의 범위를 따라 혼합물이 특정 두께(예컨대, "습식" 두께)를 갖도록 침착(deposit)될 수 있다. 예컨대, 습식 두께는 대략 1 ㎛ 내지 100일 수 있다.
[0084] 다른 예로서, 나이프-에지 코터 시스템에서, 분배된 혼합물은, 평평하거나, 매끄럽거나 또는 비스듬한(beveled) 에지에 의해 물리적으로 밀릴 수 있으며, 여기서, 혼합물의 습식 두께는 기판의 표면으로부터 나이프 에지의 거리에 의해 지배된다.
[0085] 다른 예로서, 마이크로-그라비어 타입 코터에서, 특정량의 혼합물이 롤러의 표면에 적용되어서, 이러한 특정량의 혼합물은 특정 습식 두께를 갖는 코팅을 형성할 수 있다. 그런 다음, 롤러는 (예컨대, 간접적으로, 이를테면, 하나 이상의 부가적인 롤러들의 사용을 통해, 또는 직접적으로 롤러를 기판의 표면에 접촉시킴으로써) 코팅을 기판의 표면에 전달하기 위해 사용된다.
[0086] 실제로는, 구현에 따라, 다른 코팅 기법들이 또한 사용될 수 있다.
[0087] 주형을 코팅하는 것은 다양한 이득들을 제공할 수 있다. 예컨대, 코팅은, 경화되지 않은 다중-성분 재료를 미리 확산시키기 위해 사용될 수 있고, (예컨대, 퍼들-형 분배 프로세스 동안) 버블들을 포획할 위험을 감소시킬 수 있다. 일부 경우들에서, 주형을 코팅함으로써, 혼합물은 주형의 필요한 구역들에 선택적으로 분포될 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 주형의 특정 구역들(예컨대, 에지들)은 (예컨대, 그러한 구역들에서 패터닝할 밀집한 또는 더 큰 피처 크기들로 인해) 더 많은 혼합물을 필요로 할 수 있다. 이를테면 슬롯-다이, 나이프 에지 또는 마이크로-그라비어 시스템을 사용하여 주형을 코팅하는 것은 이들 구역들로의 혼합물의 전달을 가능하게 할 수 있어서, 제품이 적절하게 형성될 수 있다.
[0088] 분배 프로세스를 조절하는 것은 다양한 이득들을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 재료들이 더욱 정밀하게 분배될 수 있어서, (예컨대, 너무 많은 재료가 분배되면) 생성 프로세스들 동안 더 적은 재료가 낭비된다. 추가로, 결과적인 폴리머 물품들의 일관성이 증가될 수 있다(예컨대, 일관된 양의 재료가 각각의 폴리머 물품에 대해 분배되어서, 폴리머 물품들 사이의 변동들은 더 적게 됨). 계속해서 추가로, 이러한 정밀한 조절은, 극도로 작고 정밀한 피처들을 갖는 폴리머 물품들의 성형을 가능하게 할 수 있다. 이에 따라서, 결과적인 폴리머 물품들은, 예측가능하고 정밀한 물리적 및/또는 광학적 특성들을 나타낸다.
[0089] 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112)은 폴리머 물품으로 혼합물을 주조, 패터닝 및 경화하도록 구성된다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112)은 패터닝된 주형(402) 및 광원(404)을 포함한다. 다량의 혼합물이 (예컨대, 계량 시스템(108)을 사용하여) 주형(402) 안으로 분배되고, 후속하여, (예컨대, 혼합물을 광경화하기에 적절한 하나 이상의 방사선 파장들을 생성하고, 주형(402)를 향해 광을 지향함으로써) 경화된다. 이는 주형(402) 내의 혼합물을 경화하여서, 주형(402)에 의해 정의된 패턴을 갖는 폴리머 물품(예컨대, 폴리머 필름)을 야기한다. 경화한 후에, 폴리머 물품은 사용을 위해 주형(402)으로부터 추출될 수 있다.
[0090] 일부 경우들에서, 2 개 이상의 구성성분 재료들의 혼합(예컨대, 혼합 챔버(118) 내에서의 2 개의 단량체 전구체들의 혼합) 시에, 혼합된 재료들이 중합하기 시작하여서, 혼합된 재료들이 시간의 경과에 따라 점성이 증가하게 될 수 있다. 일부 경우들에서, 광경화성 혼합물들은, 광에 노출되지 않더라도 중합하기 시작할 수 있다. 예컨대, 시간의 경과에 따라 재료들이 중합하게 하는 특정 물리적 조건들(예컨대, 40 ℃ 내지 400 ℃의 온도, 및 주위 환경에 대한 대략 10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동) 하에서 혼합물은 특정량들의 광-개시제/증감제(예컨대, 1-15 wt%), 억제제(예컨대, 1-15 wt%), UV 흡수제(예컨대, 1-15 wt%) 및 산화방지제(예컨대, 1-15 wt%)를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 혼합물은 0.2-1 wt%의 광-개시제/증감제, 0.2-1 wt%의 억제제, 0.2-1 wt%의 UV 흡수제 및 0.2-1 wt%의 산화방지제를 포함할 수 있다.
[0091] 일부 경우들에서, 혼합물이 계속해서 점성이 비교적 낮은 동안 혼합물을 분배하여서, 혼합물이 더욱 쉽게 전달 및/또는 조작될 수 있게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 혼합물이 비교적 낮은 점성을 가질 때, 혼합물은 전달 매니폴드(114)를 통해 더욱 쉽게 전달될 수 있다. 다른 예로서, 혼합물이 비교적 낮은 점성을 가질 때, 혼합물은 주형을 더욱 균등하게 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 비교적 낮은 점성을 갖는 혼합물이 경화를 위해 주형 안으로 배치될 때, 결과적인 제품은 경화 후에 더욱 물리적으로 그리고/또는 화학적으로 일관될 수 있다.
[0092] 일부 경우들에서, 계량 시스템(108)은, 혼합물이 계속해서 점성이 비교적 낮은 동안 (예컨대, 주형을 코팅하기 위한 코팅 시스템(110)에 그리고/또는 경화된 폴리머 물품을 생성하기 위한 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112)에) 혼합물을 분배할 수 있다. 예컨대, 계량 시스템(108)은, 점성이 대략 1000 mPa.s(센티포아즈) 이하인 동안 혼합물을 분배할 수 있다.
[0093] 제어 모듈(116)은 시스템(100)의 동작을 제어하도록 구성된다. 예컨대, 제어 모듈(116)은 시스템(100)의 구성요소들 사이에서 재료들에 대한 전달을 조절하기 위해 (예컨대, 밸브들(114b, 114d, 114f, 114h, 114j 및 114l) 중 하나 이상을 정밀한 시간들에 개방 및/또는 폐쇄함으로써) 전달 매니폴드(114)를 동작시키도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 제어 모듈(116)은 (예컨대, 저장소들(102), 혼합 용기(104) 등 내의 온도 및 압력을 조절함으로써) 시스템(100)의 구성요소들 내의 물리적 조건들을 조절하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 제어 모듈(116)은 (예컨대, 계량 시스템(108)에 의한 혼합물의 분배를 조절함으로써, 코팅 시스템(110)의 동작을 조절함으로써, 그리고/또는 코팅 시스템(110)의 광경화 동작들을 조절함으로써) 주형 코팅 프로세스 그리고 주조, 패터닝 및 경화 프로세스를 조절하도록 구성될 수 있다.
[0094] 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은 하나 이상의 흐름 센서들에 의해 획득된 흐름 측정들에 기반하여 시스템(100)을 통한 재료들의 흐름을 조절할 수 있다. 예컨대, 시스템(100)은 저장소들(102), 혼합 용기(104), 여과 시스템(106), 계량 시스템(108), 코팅 시스템(110) 및/또는 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112) 상에 또는 이들 사이에 포지셔닝된 하나 이상의 흐름 센서들을 포함할 수 있다. 각각의 흐름 센서는 예컨대 흐름 센서를 지나 흐르는 재료의 양 및/또는 재료가 흐름 센서를 지나 흐르는 레이트를 측정할 수 있다. 이들 측정들에 기반하여, 제어 모듈(116)은, 시스템(100)에서 재료들에 대해 단계들의 특정 순서가 수행되도록, 시스템(100)의 구성요소들 각각을 선택적으로 동작시킬 수 있다. 예로서, 제어 모듈(116)은, 밸브들(114b)을 개방하고 흐름 센서들을 사용하여 저장소들(102)로부터 혼합 용기(104) 안으로의 재료들의 흐름을 추적할 수 있다. 특정량의 각각의 재료가 혼합 용기(104) 내에 침착된 후에, 제어 모듈(116)은 밸브들(114b)을 폐쇄할 수 있다. 추가로, 일단 밸브들(114b)이 폐쇄되었다면, 제어 모듈(116)은 혼합 용기(104) 안으로 불활성 가스를 침착시키기 위해 밸브(114d)를 개방할 수 있다. 유사한 방식으로, 제어 모듈(116)은, 재료가 각각의 구성요소에 의해 선택적으로 이동 및 프로세싱되도록, 혼합 용기(104)로부터 여과 시스템(106), 계량 시스템(108), 코팅 시스템(110) 및/또는 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112) 안으로의 재료의 흐름을 추적할 수 있다. 일부 구현들에서, 제어 모듈(116)은 디지털 전자 회로를 사용하여, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로, 또는 이들 중 하나 이상의 조합들로 구현될 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(116)은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들을 사용하여 구현될 수 있고, 이러한 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들(예컨대, 이러한 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들에 의한 실행을 위해 또는 이러한 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 이상의 모듈들)을 실행한다.
[0095] 추가로, 제어 모듈(116)은 다양한 센서들 및 피드백 신호들을 사용하여, 시스템(100)의 각각의 서브-시스템을 통한 흐름을 정확하게 제어하고 원하는 질량의 재료를 분배할 수 있다. 예컨대, 설정된 온도 및 압력 조건들 하에서 교정된 흐름 제어들이 주어지면, 제어 모듈(116)은, 주어진 다량의 재료가 하나 이상의 저장소들(102)을 통해 혼합 용기(104) 안으로 밀리도록 시스템(100)을 동작시킬 수 있다. 추가로, 제어 모듈(116)은, 혼합된 재료가 여과 시스템(106) 안으로 피딩되도록 유체 라인을 가압할 수 있다. (예컨대, 밸브(114l) 상의 또는 밸브(114l) 근처의) 질량 흐름 센서가 여과 시스템(106)을 통과하는 혼합물의 양을 측정할 수 있다. 유체 전달 라인의 설정된 동작 압력 및 온도가 주어지면, 재료 흐름의 임의의 변동을 정정하기 위해, 이들 측정들은 (예컨대, 피드백 신호들의 형태로) 제어 모듈(116)의 폐쇄형 루프 제어기에 피드백될 수 있다. 혼합물이 기판 상에 분배됨에 따라, (예컨대, 혼합물이 분배/코팅되는 기판에 연결된) 중량측정 센서가 기판 위에 첨가된 재료의 중량을 기록하기 위해 사용될 수 있다. 이 정보는 또한, (예컨대, 피드백 신호들의 형태로) 제어 모듈(116)에 피드백될 수 있어서, 필요할 때 (예컨대, 분배될 재료의 원하는 양과 분배된 재료의 실제 양 사이의 변동을 정정하기 위해) 조정이 이루어질 수 있다. 추가로, 이들 피드백 신호들은, 예컨대 각각의 저장소로부터 혼합 챔버로 그리고 혼합 챔버를 통해 최종 분배 서브-시스템으로 개별적으로 재료의 단계적 또는 순차적 전달을 추정하기 위해 타임스탬프 및/또는 기록될 수 있다.
[0096] 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은 사용자에 의해 수동으로 제어될 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은, (예컨대, 사용자 인터페이스로부터) 사용자 커맨드들을 수신하고, 사용자 커맨드들에 따라 시스템(100)의 구성요소들 각각을 동작시키도록 구성될 수 있다.
[0097] 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은 시스템(100)의 동작들 중 일부 또는 전부를 자동으로 제어할 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은, 사람의 개입 없이, 혼합 용기 안으로 재료들을 자동으로 분배하고, 재료들을 혼합하고, 재료들을 여과하고, 주형 상에 재료들을 분배하고, 주형을 코팅하고 그리고/또는 재료들을 경화하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은 사용자 개입을 사용하여 특정 순서의 동작들을 수행하도록 (예컨대, 사용자에 의해) 미리 프로그램될 수 있다.
[0098] 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은 다수의 폴리머 물품들(예컨대, 다수의 동일한 폴리머 물품들)을 생성하기 위해 하나 이상의 동작들을 반복할 수 있다. 일부 경우들에서, 제어 모듈(116)은, 다수의 상이한 폴리머 물품들을 생성하기 위해, 유사하지만 동일하지는 않은 방식으로(예컨대, 상이한 재료들, 상이한 프로세싱 조건들 등을 사용하여) 하나 이상의 동작들을 반복할 수 있다.
[0099] 시스템(100)은 정밀하게 조절된 생성 조건들에 따라 폴리머 물품들이 생성되는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 폴리머 물품들은 특정 물리적 조건들 하에서 저장된 특정량들의 구성성분 재료들을 사용하여 생성될 수 있다. 추가로, 구성성분 재료들은 정밀하게 조절된 방식으로 결합될 수 있다. 이러한 정밀한 조절은 정밀한 부피들의 매우 균질한 혼합물들을, 극도로 작고 정밀한 피처들을 갖는 폴리머 물품들을 성형하기에 혼합물들이 적절하도록 하는 조건들 하에서 제공할 수 있다. 이에 따라서, 본원에서 개시된 구현들은, 예측가능하고 정밀한 물리적 및/또는 광학적 특성들을 나타내는 폴리머 물품들을 반복적으로 형성하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 이러한 방식으로 생성된 폴리머 필름들은, 더욱 예측가능하고 일관된 방식으로 광을 회절시킬 수 있고, 이에 따라 고해상도 광학 이미징 시스템에 사용하기에 더욱 적절할 수 있다. 일부 경우들에서, 이들 폴리머 필름들을 사용하는 광학 이미징 시스템들은, 다른 폴리머 필름들을 이용하여 달리 가능할 수 있는 것보다 더욱 선명하고 그리고/또는 더 높은 해상도의 이미지들을 생성할 수 있다. 게다가, 개시된 시스템들 및 기법들을 사용하는 그러한 폴리머 필름들의 생성은 종래의 기법들보다 더 적은 생산 라인 다운타임으로 더 높은 수율들을 제공할 수 있다.
[00100] 예시적인 폴리머 물품(500)이 도 5에서 도시된다. 이 예에서, 폴리머 물품(500)은 VR 또는 AR 시스템에서 접안경으로서 사용하기에 적절한, 광학적으로 투명한 모놀리식 포토닉(photonic) 필름이다. 폴리머 물품(500)은 패터닝된 제1 표면(502) 및 평평한 제2 표면(504)을 포함한다. 패터닝된 제1 표면(502)은 돌출부들(506) 및 리세션들(508)을 갖는다. 돌출부들(506) 및 리세션들(508)은 치수들이 균일하거나 또는 변할 수 있다. 돌출부들(506)은 나노구조들, 마이크로구조들 또는 이들의 조합이다. 폴리머 물품(500)은 10 ㎛ 내지 1 cm 범위의 잔류물 층 두께(r)를 갖는다. 본원에서 사용된 바와 같이, "잔류물 층 두께"는 폴리머 물품의 제1 표면과 폴리머 물품의 제2 표면 사이의 최소 거리를 지칭한다.
[00101] 도 5b는 다른 예시적인 폴리머 물품(550)을 도시한다. 폴리머 물품(550)은 또한, VR 또는 AR 시스템에서 접안경으로서 사용하기에 적절한, 광학적으로 투명한 모놀리식 포토닉 필름이다. 폴리머 물품(550)은 패터닝된 제1 표면(512) 및 패터닝된 제2 표면(514)을 갖는다. 패터닝된 제1 표면(512) 및 패터닝된 제2 표면(514)은 돌출부들(506) 및 리세션들(508)을 갖는다. 돌출부들(506) 및 리세션들(508)은 치수들이 균일하거나 또는 변할 수 있다. 돌출부들(506)은 나노구조들, 마이크로구조들 또는 이들의 조합이다. 폴리머 물품(550)은 10 ㎛ 내지 1 cm 범위의 잔류물 층 두께(r)를 갖는다.
[00102] 다른 예시적인 폴리머 물품들은 2017년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 62/502,973에서 설명된다.
[00103] 성형식 폴리머 물품을 만드는 예시적인 프로세스(600)가 도 6에서 도시된다. 일부 경우들에서, 프로세스(600)는 티올-엔 광학 폴리머 필름을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 프로세스(600)의 구현들은 예컨대 도 1과 관련하여 도시 및 설명된 시스템(100)을 사용하여 수행될 수 있다.
[00104] 티올-엔 폴리머의 제1 성분이 제공된다(단계(610)). 제1 성분은 제1 중합성 화합물(예컨대, 단량체 전구체)을 포함할 수 있다.
[00105] 또한, 티올-엔 폴리머의 제2 성분이 제공된다(단계(620)). 제2 성분은 제2 중합성 화합물(예컨대, 제1 단량체 전구체와 결합 및/또는 광경화될 때 중합하는 다른 단량체 전구체)을 포함할 수 있다.
[00106] 혼합 용기에서 혼합물의 배치(batch)가 형성된다(단계(630)). 혼합물은 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함한다. 혼합물에서 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 혼합물이 형성되어서, 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가한다. 예로서, 혼합물은, 도 1, 도 2a 및 도 2b와 관련하여 도시 및 설명된 혼합 용기들(104)을 사용하여 형성될 수 있다.
[00107] 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안, 혼합 용기로부터 주형 안으로 혼합물이 분배된다(단계(640)). 예로서, 혼합물은, 도 1 및 도 3과 관련하여 도시 및 설명된 계량 시스템(108)을 사용하여 분배될 수 있다.
[00108] 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 제공하기 위해, 주형 내의 혼합물은 경화된다(단계(650)). 예로서, 혼합물은, 도 1 및 도 4와 관련하여 도시 및 설명된 주조, 패터닝 및 경화 시스템(112)을 사용하여 경화될 수 있다.
[00109] 일부 경우들에서, 혼합물을 분배한 후에 혼합물의 잔류물을 제거하기 위해, 혼합 용기는 (예컨대, 용매로) 플러싱될 수 있다.
[00110] 일부 경우들에서, 혼합물의 제2 배치가 형성될 수 있다. 제2 배치는, 혼합물에서 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서, 혼합 용기에서 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함하여서, 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가할 수 있다. 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안, 혼합 용기로부터 주형 안으로 혼합물이 분배될 수 있다. 후속하여, 제2 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 제공하기 위해, 주형 내의 혼합물은 경화될 수 있다.
[00111] 일부 경우들에서, 폴리머 물품을 생성하기 위해 3 개 초과의 구성성분 재료들이 사용될 수 있다. 예컨대, 티올-엔 폴리머의 제3 성분이 제공될 수 있으며, 혼합 용기에서 제1 성분 및 제2 성분과 계량된 양의 제3 성분을 결합함으로써, 혼합물이 형성될 수 있다.
[00112] 일부 경우들에서, 혼합물의 배치를, 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 것은, 혼합 용기를 -40 ℃ 내지 400 ℃ 범위 내의 온도로 유지하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 혼합물의 배치를, 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 것은, 혼합 용기를 대략 10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동으로 유지하는 것을 포함할 수 있다.
[00113] 일부 경우들에서, (예컨대, 코팅 시스템(110)을 사용하여) 혼합물로 주형의 적어도 일부를 코팅함으로써 혼합물이 분배될 수 있다.
[00114] 일부 경우들에서, 생성된 티올-엔 폴리머는 1.55 이상의 굴절률을 가질 수 있으며, 변동 민감 애플리케이션들에서(예컨대, 광학 이미징 시스템에서 접안경들의 일부로서) 사용될 수 있다.
[00115] 본 명세서가 많은 세부사항들을 포함하지만, 이들은 청구될 수 있는 것의 범위에 대한 제한들로서 이해되는 것이 아니라, 특정 예들에 특정한 특징들의 설명들로서 이해되어야 한다. 별개의 구현들의 맥락에서 본 명세서에 설명된 특정 특징들은 또한, 조합될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 또한, 다수의 실시예들에서 별개로 또는 임의의 적절한 서브-조합으로 구현될 수 있다. 추가로, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해된다. 이에 따라서, 다른 구현들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (25)

  1. 티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템으로서,
    제1 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제1 성분을 함유하는 제1 저장소;
    제2 중합성 화합물을 포함하는, 상기 티올-엔 폴리머의 제2 성분을 함유하는 제2 저장소;
    용매를 함유하는 용매 저장소;
    불활성 가스를 함유하는 가스 저장소;
    혼합 챔버를 갖는 혼합 용기;
    상기 제1 저장소로부터의 상기 제1 성분, 상기 제2 저장소로부터의 상기 제2 성분, 상기 용매 저장소로부터의 상기 용매, 및 상기 가스 저장소로부터의 상기 불활성 가스의 각각을 위한 도관을 제공하는 전달 매니폴드;
    상기 혼합 용기로부터의 유체를 위한 도관을 제공하는 분배 매니폴드; 및
    상기 전달 매니폴드 및 상기 분배 매니폴드와 통신하는 제어 모듈
    을 포함하고,
    상기 제어 모듈은, 상기 시스템의 동작 동안,
    상기 전달 매니폴드로 하여금 상기 제1 저장소로부터의 계량된 양의 제1 성분 및 상기 제2 저장소로부터의 계량된 양의 제2 성분을 상기 혼합 용기의 상기 혼합 챔버 안으로 전달하게 하여, 상기 혼합 용기에서 상기 계량된 양의 제1 성분 및 상기 계량된 양의 제2 성분을 포함하는 혼합물이, 상기 혼합물에서 상기 제1 중합성 화합물과 상기 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성되어서, 상기 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가하고,
    상기 전달 매니폴드로 하여금 상기 제1 저장소로부터의 계량된 양의 제1 성분 및 상기 제2 저장소로부터의 계량된 양의 제2 성분을 상기 혼합 용기의 상기 혼합 챔버 안으로 전달하게 한 이후, 상기 전달 매니폴드로 하여금 상기 가스 저장소로부터의 상기 불활성 가스를 상기 혼합 용기 안으로 전달하게 하고,
    상기 분배 매니폴드로 하여금 상기 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안 상기 혼합 용기로부터의 상기 혼합물을 주형 안으로 분배하게 하고, 그리고
    상기 분배 매니폴드로 하여금 상기 혼합 용기로부터의 상기 혼합물을 분배하게 한 이후, 상기 혼합 용기를 플러싱(flushing)하기 위해 상기 분배 매니폴드로 하여금 상기 용매를 상기 혼합 용기 안으로 전달하게 하도록 프로그램되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    하나 이상의 부가적인 저장소들
    을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 부가적인 저장소들 각각은 상기 티올-엔 폴리머의 대응하는 성분을 함유하고, 각각의 저장소는 상기 전달 매니폴드에 의해 상기 혼합 용기에 연결되며, 상기 제어 모듈은 추가로, 상기 시스템의 동작 동안, 상기 티올-엔 폴리머의 계량된 양의 성분들 각각을 각자의 대응하는 저장소로부터 상기 혼합 챔버로 전달하게 유발하여 상기 혼합물이 형성되게 하도록 프로그램되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 전달 매니폴드로 하여금 상기 성분들 각각을 상기 혼합 챔버에 순차적으로 전달하게 하도록 프로그램되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 전달 매니폴드로 하여금 임의의 부가적인 성분들을 전달하기 전에 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분을 상기 혼합 챔버에 전달하게 하도록 프로그램되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 전달 매니폴드로 하여금 상기 성분들 각각을 상기 혼합 챔버에 동시에 전달하게 하도록 프로그램되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버는 소수성 표면을 갖는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 소수성 표면은 PTFE, 폴리프로필렌, 폴리디메틸실록세인, 플루오로실레인 폴리머들, 마이크로-텍스처 폴리카보네이트 또는 파릴렌의 층에 의해 제공되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 소수성 표면은 실리콘 재료의 층에 의해 제공되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 용기는 적어도 하나의 비-극성 알킬기, 적어도 하나의 비-극성 아릴기, 적어도 하나의 비-극성 플루오라이드기(fluoride group) 또는 이들의 조합을 포함하는 화합물을 포함하는 재료로 형성된 표면을 포함하는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 용기는, 상기 시스템의 동작 동안 상기 혼합물의 혼합을 가능하게 하기 위한 교반기를 포함하는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 교반기와 통신하며, 그리고 상기 시스템의 동작 동안 상기 교반기의 동작을 제어하도록 프로그램되는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 전달 매니폴드는, 상기 혼합 챔버 안으로의 상기 제1 성분 및/또는 상기 제2 성분의 전달 이전에 상기 제1 성분 및/또는 상기 제2 성분을 여과하도록 배열된 여과 서브시스템을 포함하는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 분배 매니폴드는, 상기 주형 안으로 상기 혼합물을 분배하기 이전에 상기 혼합물을 여과하도록 배열된 여과 서브시스템을 포함하는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 내의 온도를 -40 ℃ 내지 400 ℃ 범위 내에서 유지하도록 배열된 가열기
    를 더 포함하는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  17. 제1 항에 있어서,
    10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동(pressure differential)을 상기 혼합 챔버에서 유지하도록 배열된 펌프
    를 더 포함하는,
    티올-엔 폴리머 물품을 형성하기 위해 성분들을 혼합하여 혼합물을 분배하기 위한 시스템.
  18. 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법으로서,
    제1 중합성 화합물을 포함하는, 티올-엔 폴리머의 제1 성분을 제공하는 단계;
    제2 중합성 화합물을 포함하는, 상기 티올-엔 폴리머의 제2 성분을 제공하는 단계;
    혼합 용기에서, 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함하는 혼합물의 배치(batch)를, 상기 혼합물에서 상기 제1 중합성 화합물과 상기 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계 ―이에 따라, 상기 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가함―;
    상기 혼합 용기에서, 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함하는 혼합물의 배치(batch)를 형성하는 단계 이후에, 불활성 가스를 상기 혼합 용기 안으로 전달하는 단계;
    상기 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안 상기 혼합 용기로부터의 상기 혼합물을 주형 안으로 분배하는 단계;
    상기 혼합 용기로부터의 상기 혼합물을 분배하는 단계 이후에, 상기 혼합 용기를 플러싱하기 위해 용매를 상기 혼합 용기 안으로 전달하는 단계; 및
    상기 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 제공하기 위해, 상기 주형 내의 상기 혼합물을 경화하는 단계
    를 포함하는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
  19. 삭제
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 혼합 용기에서, 계량된 양의 제1 성분 및 계량된 양의 제2 성분을 포함하는 상기 혼합물의 제2 배치를, 상기 혼합물에서 상기 제1 중합성 화합물과 상기 제2 중합성 화합물 사이의 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계 ―이에 따라, 상기 혼합물의 점성이 시간의 경과에 따라 증가함―;
    상기 혼합물의 점성이 1000 mPa.s 미만인 동안 상기 혼합 용기로부터의 상기 혼합물을 상기 주형 안으로 분배하는 단계; 및
    제2 성형식 티올-엔 폴리머 물품을 제공하기 위해, 상기 주형 내의 상기 혼합물을 경화하는 단계
    를 더 포함하는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
  21. 제18 항에 있어서,
    상기 티올-엔 폴리머의 제3 성분을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 혼합물을 형성하는 것은, 상기 혼합 용기에서 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분과 계량된 양의 제3 성분을 결합하는 것을 포함하는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
  22. 제18 항에 있어서,
    상기 혼합물의 배치를, 상기 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계는, 상기 혼합 용기를 -40 ℃ 내지 400 ℃ 범위 내의 온도로 유지하는 단계를 포함하는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
  23. 제18 항에 있어서,
    상기 혼합물의 배치를, 상기 화학 반응을 유발하기에 충분한 조건들 하에서 형성하는 단계는, 상기 혼합 용기를 10 kPa 내지 500 kPa의 압력 차동으로 유지하는 단계를 포함하는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
  24. 제18 항에 있어서,
    상기 혼합물을 분배하는 단계는 상기 혼합물로 상기 주형의 적어도 일부를 코팅하는 단계를 포함하는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
  25. 제18 항에 있어서,
    상기 티올-엔 폴리머는 1.55 이상의 굴절률을 갖는,
    성형식 티올-엔 폴리머 물품을 만드는 방법.
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