JP4444823B2 - 実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法 - Google Patents

実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4444823B2
JP4444823B2 JP2004516768A JP2004516768A JP4444823B2 JP 4444823 B2 JP4444823 B2 JP 4444823B2 JP 2004516768 A JP2004516768 A JP 2004516768A JP 2004516768 A JP2004516768 A JP 2004516768A JP 4444823 B2 JP4444823 B2 JP 4444823B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microstructure
master
main surface
curved
major surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004516768A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005531435A (ja
Inventor
ゲルハルド ケラー
メリー ジェーン ニュー
ケリム ヤサン アルダ
フィリップ ジョン ローリンズ
アラン カルミシェル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EssilorLuxottica SA
Original Assignee
Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Essilor International Compagnie Generale dOptique SA filed Critical Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Publication of JP2005531435A publication Critical patent/JP2005531435A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4444823B2 publication Critical patent/JP4444823B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00038Production of contact lenses
    • B29D11/00125Auxiliary operations, e.g. removing oxygen from the mould, conveying moulds from a storage to the production line in an inert atmosphere
    • B29D11/00192Demoulding, e.g. separating lenses from mould halves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048Moulds for lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/021Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing of profiled articles, e.g. hollow or tubular articles, beams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00317Production of lenses with markings or patterns
    • B29D11/00326Production of lenses with markings or patterns having particular surface properties, e.g. a micropattern
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0073Optical laminates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C2059/023Microembossing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は微細構造の複製の分野に係わり、
より正確には、実用微細構造を具えた湾曲主要面を有する部品を製造する方法に係わる。本発明は特に、成形品、特に眼科用レンズの大量生産に有用な部品であって、実用微細構造、好ましくは反射防止特性を有する微細構造を具えた主要面を有する部品の製造方法に係わる。
様々な製品にホログラム、回折格子、および反射防止特性を有する微細構造などの実用微細構造を付与することが知られている。
そのような製品を製造する特別な技術の一つでは、成形キャビティの少なくとも1面に微細構造を具えたモールドで製品を成形する。
成形キャビティの主要面に実用微細構造を具えたモールド部品、特にレンズモールド部品を得るための方法が、特許文献1に多数記載されている。
特許文献1では、最初に実用微細構造を干渉法によって得る。この方法は、平坦な面を有する製品において微細構造を複製するためのものとして良く知られている。しかし、この方法を用いて平坦でない面に直接微細構造を付与しようとすると、微細構造を創出する干渉縞のパターンに歪みが生じる恐れが有る。そこで、微細構造を刻印するべき面の曲率を勘案して修正した干渉縞パターンを作成することが必要となる。
微細構造を転写するべき製品が眼科用レンズであるか、またはレンズモールドであり、その製品面が個々の眼鏡レンズ装着者に合わせて設計されている場合、干渉縞パターンをレンズ毎の曲率に適合させるのは複雑で煩わしい作業である。
特許文献1に記載された一解決法は、平坦な可撓性支持体の第一の面に微細構造を刻印し、その反対側の面をモールド部品の主要面に当て、その際平坦な可撓性支持体の幾何学的形態がモールド部品の主要面の幾何学的形態に一致するように支持体の形状を修正し、それによって微細構造を具えた湾曲主要成形面を有する複合モールドを得るというものである。
この解決法の問題点の一つとして、次の諸条件を同時に満たし得る支持体材料を見出すことが困難であることが挙げられる:
― 十分に柔軟かつ可撓性であり、支持体表面に亀裂を生じさせることなく形状の変形に耐えること;
― 後のレンズ成形の際、特に例えばレンズ組成物を硬化させる工程で高温が必要とされる時に微細構造の寸法的な健全性が維持されるほど十分に安定であること;
― 様々なモノマー組成物と十分に適合すること、即ち化学的に不活性であり、かつモノマー組成物に対して微細構造に適宜充填されるのに十分な湿潤性を提供すること;および
― 耐久性が十分高く、多数の眼科用レンズなどの製品の成形(大量生産)に耐えること。
特許文献2には、その内側面に微細構造が一体的に形成された一体モールドを製造する技術が開示されている。具体的には、一方の面にホログラム、回折格子、または他の微細構造を具えたフィルムをその反対側の面において、成形するべき製品の型の表面に固着させる。その後、型に付着したフィルムの表面に金属を電着させることにより、型の少なくとも一部分の外側形状に一致したモールド部品を製造する。
電着した金属を型から分離し、これを、例えば標準的な射出成形においてモールド部品として用いるべく機械的に補強する。
この技術では、微細構造を具えた可撓性フィルムを、成形するべき製品の型の表面に固着させることが必須である。このような固着の工程は、特に型表面が曲面である場合に例えばフィルムに亀裂が生じるといった、微細構造を具えたフィルムの劣化の危険を増大させる。
非特許文献1の第764頁には、変形ポリジメチルシロキサンモールドを用いる複製成形方法が開示されている。この方法では微細構造をまずポリジメチルシロキサンモールドに刻印する。ポリジメチルシロキサンモールドに付与したレリーフ形状を機械的変形によって再構成し、変形させた構造を、ポリジメチルシロキサンモールドに対して紫外線硬化性液状ポリウレタンまたは熱硬化性エポキシをキャストすることにより複製する。
一具体例では、微細構造を具えた面を有する薄肉のポリジメチルシロキサン(PDMS)モールド(厚み約50μm)を、該PDMSモールドの微細構造を具えた面が液状ポリウレタンの薄膜で被覆された曲面(レンズ)に相似的に接触するように湾曲させる。
ポリウレタンの硬化後、PDMSモールドを除去して、円柱状基体の表面にポリウレタン複製を出現させる。このようにして、微細構造を刻印されたポリウレタンコーティングで被覆されたレンズが最終的に得られる。
この方法は、大量生産には実際上有用でない。
国際公開第99/29494号 欧州特許第400,672号 "Soft lithography" Younan Xia, George M. Whitesides; Angew. Chem, Int. Ed. 1998, 37, 550−575
従って本発明は、実用微細構造をその主要面に具えたレンズなどの製品の大量生産に実際に有用である、実用微細構造を具えた湾曲モールド部品を製造するための単純で、再現可能で、かつ時間の掛からない方法を提供することを目的とする。
本発明は、実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法であって、
a) 実用微細構造を具えた平坦な主要面を有するマスター部品を用意し、
b) 前記実用微細構造をマスター部品の主要面から平坦な硬化エラストマーフィルムの主要面に転写し、
c) 前記実用微細構造の複製を具えた主要面を有する平坦な硬化エラストマーフィルムを回収し、
d) 湾曲主要面を有するマスター製品を用意し、
e) 硬化性コーティング組成物を
― マスター製品の湾曲主要面にか、
― 平坦な硬化エラストマーフィルムの、前記実用微細構造の複製を具えた主要面にか、または
― これら両方の面に
適用し、
f) 平坦な硬化エラストマーフィルムの、前記実用微細構造の複製を具えた主要面とマスター製品の被覆された主要面とを対向させ、
g) 前記硬化エラストマーフィルムと前記マスター製品とを互いに対して押圧し、それによって前記硬化エラストマーフィルムの全体の形状をマスター製品の主要面の湾曲形状と一致させ、かつ硬化性コーティング組成物をマスター製品の湾曲主要面と硬化エラストマーフィルムの、前記実用微細構造の複製を具えた主要面との間に行き渡らせ、
h) コーティング組成物を硬化させ、
i) 硬化エラストマーフィルムを除去して、その湾曲主要面がハードコーティングで被覆されたハードコーティング処理済みの製品を回収し、その際前記ハードコーティングは転写された実用微細構造を具えた露出主要面を有し、
j) 製品のハードコーティングの前記露出主要面に金属または合金の層をデポジットし、
k) 前記金属または合金層を回収して、前記転写された実用微細構造の複製を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を得る
ことを含む方法を提供する。
本発明を、添付図面を参照しながら以下に説明する。
図1Aに示すように、まず実用微細構造2を具えた平坦な主要面を有する平坦なマスターモールド1を用意する。
平坦なマスターは任意の適当な材料で構成され得るが、好ましくは金属または合金、特にニッケルから成る。
実用微細構造2は、ホログラム、回折格子、または反射防止特性を有する微細構造など、いずれの実用微細構造であってもよい。好ましくは、実用微細構造は反射防止特性を有する微細構造とする。
マスター部品1の平坦な主要面が具える実用微細構造2は、欧州特許第757,262号に記載された、SiOから成る微粒状面を得る方法に関する技術を含めた利用可能な任意の技術によって予め設けることができる。
実用微細構造2を得る好ましい一方法に、国際公開第99/29494号に記載された干渉法が有る。
この方法をより正確に述べると、二つのコヒーレント光波、例えば二つのレーザビームを重ね合わせることによって干渉縞のパターンを作成し、この干渉縞パターンを通して、基板上に設けた感光材料層に光を照射する。
その後、感光材料層を通常のように現像し、それによって周期的微細構造を得る。
所望であれば、基板を回転することによって感光材料層への照射を2回、好ましくは1回目の照射のあとに基板を90°回転することによって行ない得、その後感光材料層を通常のように現像する。
この時、周期的微細構造は平面内に得られる。従って、得られる構造は、見る角度とは無関係の防眩特性を有する等方構造であり得る。
当然ながら、ピッチ(i)および振幅(2A)が異なるかまたは同じである複数の干渉縞パターンを作成することができる。また、上記照射工程を何回か繰り返し、それによって現像後、重なり合った複数の微細構造により構成された最終微細構造を得てもよい。
通常、コヒーレント光ビーム、例えばレーザビームの波長は170〜510nmであり、また干渉縞パターンの(従って、得られる周期的微細構造の)ピッチは100〜300nmである。振幅2Aは通常100〜300nmである。
好ましくは平面光波が用いられ、その結果正弦微細構造が得られる。
周期的微細構造は通常、直交座標系(x,y,z)において次の式(1)により定義され得る。
Figure 0004444823
式中、
およびBは微細構造のx方向でのフーリエ係数であり、
およびDは微細構造のy方向でのフーリエ係数であり、
iは微細構造のピッチ(周期)である。
好ましくはB=D=0およびA=C=A(正弦構造)であり、干渉縞パターン、従ってまた微細構造は式(2)によって表わされ得る。
Figure 0004444823
式中、
iは周期であり、Aは半振幅である。
好ましくは、実用微細構造は250nmの周期を有する周期的反復構造である。
次に、平坦なマスター部品1を、例えば金属製容器である容器3に入れ、その際微細構造2を外側へ、即ち容器3の開放端部の方へ向ける(図1B)。
図1Cに示すように、このマスター部品1の上へ、エラストマーフィルムを形成する硬化性組成物4を適量注ぐ。紫外線および/または熱硬化性組成物が使用可能であるが、好ましくは熱硬化性組成物、特に熱硬化性ポリジメチルシロキサン(PDMS)組成物を用いる。
硬化性組成物4を硬化させた後、実用微細構造2の複製を具えた主要面6を有する平坦な硬化エラストマーフィルム5を図1Dに示すように回収する。
先に述べたとおり、平坦な硬化エラストマーフィルムは、硬化性PDMS組成物のSylgard Elastomer 184を硬化させて得られるような硬化PDMSから成ることが好ましい。
エラストマーフィルムの材料としては、G.E.siliconesから市販されている、214nmより短波長の紫外線を吸収するRTV 615TMも好適である。
典型的には、フィルム5の厚みは1〜2mmとする。
実用微細構造を具えた主要面6を有する上記のような平坦なシリコーンフィルム5をニッケルマスター部品から複写することは、“Replication and compression of Bulk Surface Structures with Polydimethylsiloxane Elastomer”, D.J. Campbell, K.J. Beckman, C.E. Calderon, P.W. Doolan, R.H. Moore, A.B. Ellis, G.C. Lisensky, J. Chem. Educ. Vol. 76, 537(1999)に開示されている。
回収した平坦なエラストマーフィルム5を、該フィルム5をその周縁において保持する取り付けフレーム7に設置する(図1E)。
次に、図1Fに示すように、少なくとも一つの湾曲主要面9を有する眼科用レンズなどのマスター製品8を用意する。好ましくは、マスター製品8は眼科用レンズであり、特にその湾曲主要面が球面または老視矯正面である眼科用レンズ(即ち、累進加入度レンズ)である。
マスター製品8は眼科用レンズの製造に適した任意の材料から成り得るが、好ましくはプラスチック材料、特にジエチレングリコールとビス−アリルカーボネートとのコポリマー(PPG IndustriesのCR39(R))またはポリカーボネート(PC)から成る。
マスター製品8の材料としては、ビスフェノールA由来のアリルモノマーの重合によって得られる、米国特許第4,959,429号に記載されたようなガラス、ポリアルキル(メタ)アクリレート、特にポリメチル(メタ)アクリレート、ポリスチレン樹脂、およびジアリルフタレートベースの樹脂も好適である。
マスター製品8の好ましい材料は、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)ポリマーおよびコポリマー、並びにポリカーボネートである。
マスター製品8の湾曲主要面9に、適量の硬化性組成物10をデポジットする。あるいは他の場合には、硬化性組成物10を平坦なエラストマーフィルム5の、実用微細構造2の複製を具えた主要面6の方にデポジットするか、または平坦なフィルムの主要面6とマスター製品8の湾曲主要面9との両方に適量の硬化性組成物10をデポジットしてもよい。
好ましくは、硬化性組成物は紫外線硬化性組成物である。
硬化性組成物のデポジションには、ディップコーティングやスピンコーティングといった任意の公知方法を用い得る。
硬化性組成物は、必要であれば二つ以上の連続工程において適用することが可能である。例えば、第一の量の硬化性組成物を面6または9にディップコーティングまたはスピンコーティングによって適用し、次いでより多量の該組成物を主要面6および/または9に適用する。
デポジション後の硬化性組成物10の厚みは、典型的には1〜15μm、好ましくは2〜10μmとする。
硬化性コーティング組成物10は、眼科用レンズの技術分野で用いられる任意の硬化性コーティング組成物であればよい。
硬化性コーティング組成物はウレタン、シロキサン、またはアクリル材料を含有し得る。
好ましい種類のコーティング組成物は、(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含有するコーティング組成物である。好ましいモノマーはジ(メタ)アクリレートまたはトリ(メタ)アクリレートモノマーで、特にポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートおよび/またはポリ(アルキレンオキシ)ジ(メタ)アクリレートが好ましい。特に好ましい組成物は、ブタンジオールジアクリレートとペンタエリトリトールトリアクリレートとの混合物から成る。
用い得る組成物には、例えばアルコキシシラン、特にメチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよびメタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのオルガノポリアルコキシシランの加水分解物を含有する組成物なども有る。このような組成物の例は米国特許第4,211,823号、国際公開第94/10230号および米国特許第5,015,523号に開示されている。
平坦な硬化エラストマーフィルム5の、実用微細構造2の複製を具えた主要面6と、マスター製品8の硬化性組成物10で被覆された湾曲主要面9とを互いに対向させる。
次に、硬化エラストマーフィルム5とマスター製品8とを互いに対して押圧し、それによって硬化エラストマーフィルム5の全体の形状をマスター製品8の主要面9の湾曲形状と一致させ、かつ硬化性コーティング組成物10をマスター製品8の湾曲主要面9と硬化エラストマーフィルム5の、前記実用微細構造2の複製を具えた主要面6との間に行き渡らせる。
上記押圧は、フィルムをマスター製品8の湾曲主要面9上に広がるように引張ることによってか、または平坦なエラストマーフィルム5の、実用微細構造2の複製を具えた主要面6と反対の側の面に直接圧力を印加し、それによって平坦なエラストマーフィルム5をマスター製品8の硬化性組成物9を伴った湾曲主要面9に押し付けることによって行ない得る。押圧後に硬化性組成物10を硬化させるが、組成物10が光硬化性組成物である場合は光化学線、特に紫外線で硬化させることが好ましい。
光化学線の照射は好ましくは、光硬化性組成物に届くように硬化エラストマーフィルムを通して行なう。
分解および硬化エラストマーフィルム5の除去後、ハードコーティング処理済みのマスター製品8を回収する。該製品の湾曲主要面9は、図1Hに示すように、転写された実用微細構造を具えた露出主要面11を有するハードコーティング10で被覆されている。
図1Aに示すように、マスター製品8のハードコート10の露出主要面11に金属または合金、普通はニッケルの層を電着させる。
この電着を実現する方法は従来公知であり、例えば欧州特許第400,672号に開示されている。
分解後、転写された実用微細構造の複製を具えた湾曲主要面14を有する金属または合金モールド部品13を回収する。この部品は眼科用レンズなどの、実用微細構造を具えた成形品の大量生産に用いることができる。
金属製モールド部品13の厚みは、典型的には0.3〜5mmとする。
モールド部品13は、補強部材に取り付けることも可能ではあるが、補強部材無しで直接用いることができるような厚みを有することが好ましい。その場合、金属製モールド部品の厚みは通常少なくとも1mmとなる。
図2および図3に、実用微細構造の複製を具えた平坦な硬化エラストマーフィルム5の押し付け用に特に設計されたデバイスもしくはジグ20を示す。
ジグ20がその開放位置に有るところ、即ち本発明の方法の押圧工程(工程g)を未だ実施していないところを示す図2を参照すると、ジグ20はベースプレート21、およびベースプレート21と回転可能に結合された傾斜可能なフィルムホルダ22を有する。ベースプレート21は通常その中央に、マスター製品8のための支持部23を具備している。支持部23は好ましくは、マスター製品8が支持部23に載せられた時マスター製品8の、硬化性コーティング組成物で被覆された湾曲主要面のみが支持部23から突出するように構成されている。
フィルムホルダ22は、その中央に開口部を規定する分離した2個の相補的フレーム24、25を含み、これらはねじ26などの適当な手段により互いに対して締め付け可能であるので、平坦な硬化フィルム5をフレーム24、25間に設置し、組み立て後は分離した2個の相補的フレーム24、25の間に挟み込んだ状態で確実に平坦に維持することができる。
先に述べたとおり、フィルムホルダ22はベースプレート21と回転可能に結合される。そのために相補的フレーム24、25は、連結手段28、29を介して回転軸27と結合される。図2に示したように、連結手段28、29はいずれも、ねじまたはボルトといった固定手段によって相補的フレーム24、25に固定され得る2個の分離した部分を含み、それによって相補的フレーム24、25の組み立ておよび分解並びにフィルム5の交換を容易にする。
組み立て後、取り付け手段28、29はいずれも回転軸27と回転可能に結合される。
回転軸27の両端は、ベースプレート21から突出した2個の直立ポスト31、32中に固定されており、これらのポストはベースプレートの1辺沿いに互いから離隔して、好ましくはベースプレートの隣り合う二つの角に配置される。
好ましくは、フィルムホルダ22のベースプレート21の方へ向かう回転を適切に制限するべくベースプレートの、回転軸27が配置された辺と向き合う辺の近傍にポスト33、34など、少なくとも1個のストッパが設けられる。
図2に示したように、マスター製品支持部23は2個の分離した部分を含む。第一の部分23aはベースプレート21に固定されているか、または該ベースプレートと一体に形成されており、着脱可能な第二の部分23bはマスター製品8を収容するべく構成されている。
ジグ20は次のように操作する。
フィルムホルダ22を分解し、相補的フレーム24、25の間にエラストマーフィルム5を設置する。フィルムホルダ22を組み立て直して回転軸27に取り付け、その際フィルム5の微細構造を具えた面をベースプレート21と対向させる。支持部23に被覆済みのマスター製品8を、その被覆湾曲面がフィルムホルダ22の方を向くように設置する。
次に、フィルムホルダをストッパ33、34と接触するまで下方へ回転させる。
フィルムはまずマスター製品8の中央部に接触し、その後フィルムホルダ22が下降してストッパ33、34と接触するまで接触線は外側へ移動してゆく。フィルムホルダがストッパと接触したら、コーティングを硬化させる。
硬化後、フィルムホルダを元のように起こして、その被覆面に微細構造を刻印されたマスター製品を回収し、更に処理する。
図4は、マスター製品保持用ジグ30の概略的説明図であり、このジグは金属デポジション工程(工程j)、特に電着工程の実施に特に適する。
図4に示したように、ジグ30は肉厚で平坦なプラスチックプレート31を含み、このプレートには凹部32が機械加工により形成されている。
凹部32は機械加工によって、微細構造を具えた湾曲面を有するマスター製品8が該凹部32内にきちんと収まり、かつマスター製品8の微細構造を具えた湾曲面だけは該凹部32から突出するように形成される。
電着工程の前に、前記プレートをフォトレジストの薄層33で被覆してニッケルとプラスチックとの付着を促進し、またマスター製品およびプレート上にごく薄い開始金属層34をスパッタリングまたは蒸着によって形成する。その後、マスター製品8とプレート31との接触線に導電性接着剤35を塗布して電気的接触を改善する。
実用微細構造を具えた湾曲面を有するモールド部品を、上述の方法の全体を用いて製造する。
1.微細構造の複写
平坦なマスター部品として用いたのは、周期250nmの表面レリーフ格子を具えた、1mmの厚みを有する125×125mmの平坦なニッケルマスター部品であった。その微細構造は最初に、フォトレジストのホログラフィー露光によって得た。
平坦なニッケルマスター部品を150×150×30mmの金属容器内に、該部品に刻印された微細構造が上向きとなるように入れた。
次に、1バッチ分の硬化性ポリジメチルシロキサン組成物(Dow Corningから市販されているDow Corning Sylgard Elastomer 184)を、硬化剤対基材比を1:15として調製した。成分同士を十分に混合した後、混合物を15分間放置し、それによって組成物から気泡を生じさせた。得られた組成物を金属容器に、マスター部品が隠れるまで注入し、これを15分間放置して組成物から気泡を生じさせた。最後に、容器を中味もろとも130℃のオーブンに20分間入れて組成物を硬化させた。室温に冷却後、硬化した組成物を平坦なニッケルマスター部品から慎重に取り外して、微細構造の複製を具えた主要面を有する硬化エラストマーポリジメチルシロキサンフィルムを回収した。硬化PDMSフィルムは全体に透明である。フィルムの厚みは、端縁部では数ミリメートルであるが、実用微細構造を具えた部分では1〜2mmである。
2.微細構造のマスターレンズハードコートへの転写
市販の紫外線硬化性組成物(Gerber Coburn/LTIから市販されているSHC−3100 Universal Coating)0.5mlを、−2.00の負のジオプターを有するCR39(R)レンズの凸面にデポジットする。
図2および図3を参照して説明したジグのフィルムホルダに上記シリコーンフィルムを、微細構造が下向きとなるように取り付け、このフィルムホルダをレンズ上へと下降させて適正位置に固定した。
シリコーンフィルムはまずレンズの中央部に接触し、その後シートが下降するにつれて接触線は外側へ移動した。
このようにして界面から気泡を排除した。レンズの高さを選択して、シリコーンフィルムがレンズ面と形状的に正確に一致することを確実にした。
次に、紫外線硬化性組成物を、強度130mW/cmの紫外光を3分間照射することによって硬化させた。
PDMSフィルムをレンズから分離して、その露出面に微細構造の複製を具えた硬化ハードコートを有するレンズを得た。
3.電鋳によるニッケルモールド部品の取得
マスターレンズを、図4を参照して開示したジグに取り付ける。フォトレジスト薄層のデポジション後、硬化ハードコートの露出面にごく薄い開始ニッケル層を物理蒸着法によってデポジットする。
次に、レンズとプラスチックプレートとの接触線に導電性接着剤を塗布して電気的接触を改善する。
プラスチックプレートを鋼リングに取り付け、得られたアセンブリを通常の電着装置に設置する。電着によって、ニッケルコーティングの厚みを300μmまで増大させた。
その後、マスターレンズを装置から取り外し、このマスターレンズからニッケル層を分離して、微細構造の複製を具えた湾曲主要面を有するニッケルモールド部品を得る。
図1A〜図1Jは、本発明による方法の主要工程をそれぞれ示す、本発明の方法の説明図である。 図2は、硬化エラストマーフィルムおよびマスター製品の押圧(工程g)用に特に設計されたジグが押圧前にその開放位置に有るところを示す斜視図である。 図3は、図2のジグがその閉鎖位置に有るところ、即ち押圧工程(工程g)が終了したところを示す斜視図である。 図4は、電着処理の際にレンズを保持するジグの概略的説明図である。

Claims (15)

  1. 実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法であって、
    (a) 実用微細構造(2)を具えた平坦な主要面を有するマスター部品(1)を用意し、
    (b) 前記実用微細構造(2)をマスター部品の主要面から平坦な硬化エラストマーフィルム(5)の主要面に転写し、
    (c) 前記実用微細構造(2)の複製を具えた主要面(6)を有する平坦な硬化エラストマーフィルム(5)を回収し、
    (d) 複製されるべき湾曲主要面(9)を有するマスター製品(8)を用意し、
    (e) 硬化性コーティング組成物(10)を
    ― マスター製品(8)の湾曲主要面(9)にか、
    ― 平坦な硬化エラストマーフィルム(5)の、前記実用微細構造(2)の複製を具えた主要面(6)にか、または
    ― 両方の主要面に
    適用し、
    (f) 平坦な硬化エラストマーフィルム(5)の、前記実用微細構造(2)の複製を具えた主要面(6)とマスター製品(8)の湾曲主要面(9)とを対向させ、
    (g) 前記硬化エラストマーフィルム(5)と前記マスター製品(8)とを互いに対して押圧し、それによって前記硬化エラストマーフィルム(5)の全体の形状をマスター製品(8)の主要面(9)の湾曲形状と一致させ、かつ硬化性コーティング組成物(10)をマスター製品(8)の湾曲主要面(9)と硬化エラストマーフィルム(5)の、前記実用微細構造(2)の複製を具えた主要面(6)との間に行き渡らせ、
    (h) コーティング組成物(10)を硬化させ、
    (i) 硬化エラストマーフィルム(5)を除去して、その湾曲主要面(9)がハードコーティング(10)で被覆されたハードコーティング処理済みの製品を回収し、その際前記ハードコーティングは転写された実用微細構造を具えた露出主要面(11)を有し、
    (j) マスター製品(8)のハードコーティングの前記露出主要面(11)に金属または合金の層(12)をデポジットし、
    (k) 前記金属または合金層を回収して、前記転写された実用微細構造の複製を具えた湾曲主要面(14)を有するモールド部品(13)を得る
    ことを含む方法。
  2. 前記マスター部品(1)が金属または合金製の部品である請求項1に記載の方法。
  3. 前記金属がニッケルである請求項2に記載の方法。
  4. 転写工程(b)は、マスター部品(1)の実用微細構造を具えた平坦な主要面上へ液状の硬化性エラストマー組成物を注ぎ、該組成物を硬化させることにより実施される請求項1から3のいずれかに記載の方法。
  5. エラストマー組成物の硬化は熱硬化によって実施される請求項4に記載の方法。
  6. 平坦な硬化エラストマーフィルムがポリシロキサン、好ましくはポリジメチルシロキサンから成る請求項1から5のいずれかに記載の方法。
  7. 平坦な硬化エラストマーフィルムが1〜2mmの厚みを有する請求項1から6のいずれかに記載の方法。
  8. 押圧工程(g)の間、平坦な硬化エラストマーフィルムを周縁フレームによって保持する請求項1から7のいずれかに記載の方法。
  9. 硬化性コーティング組成物が(メタ)アクリレート化合物のモノマーおよび/またはオリゴマーを含有する請求項1から8のいずれかに記載の方法。
  10. 硬化性コーティング組成物の硬化は紫外線照射によって実施される請求項1から9のいずれかに記載の方法。
  11. 実用微細構造がホログラムであるか、または反射防止特性を有する微細構造である請求項1から10のいずれかに記載の方法。
  12. 実用微細構造が250nmの周期を有する周期的反復構造である請求項1から11のいずれかに記載の方法。
  13. デポジション工程(j)が金属または合金を電着させることを含む請求項1から12のいずれかに記載の方法。
  14. モールド部品がニッケルから成る請求項1から13のいずれかに記載の方法。
  15. マスター製品が眼科用レンズであり、その湾曲主要面は球面または老視矯正面である請求項1から14のいずれかに記載の方法。
JP2004516768A 2002-07-01 2003-06-30 実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法 Expired - Fee Related JP4444823B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0215164A GB2390327B (en) 2002-07-01 2002-07-01 Process for making a mold piece having a main curved surface bearing a utilitary microstructure
PCT/EP2003/006995 WO2004002706A2 (en) 2002-07-01 2003-06-30 Process for making a mold piece having a main curved surface bearing a utilitary microstructure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005531435A JP2005531435A (ja) 2005-10-20
JP4444823B2 true JP4444823B2 (ja) 2010-03-31

Family

ID=9939610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004516768A Expired - Fee Related JP4444823B2 (ja) 2002-07-01 2003-06-30 実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7520972B2 (ja)
EP (1) EP1551611B1 (ja)
JP (1) JP4444823B2 (ja)
CN (1) CN1296191C (ja)
AT (1) ATE388798T1 (ja)
AU (1) AU2003250870A1 (ja)
BR (1) BR0312381B1 (ja)
DE (1) DE60319721T2 (ja)
ES (1) ES2300612T3 (ja)
GB (1) GB2390327B (ja)
WO (1) WO2004002706A2 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004020250A1 (de) * 2004-04-26 2005-11-10 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur optischen Strahlhomogenisierung
US20100308497A1 (en) * 2007-09-06 2010-12-09 David Moses M Tool for making microstructured articles
US8088325B2 (en) * 2007-11-19 2012-01-03 3M Innovative Properties Company Articles and methods of making articles having a concavity or convexity
EP2398629A4 (en) * 2009-02-17 2016-06-08 Univ Illinois METHOD FOR PRODUCING MICROSTRUCTURES
JP5647808B2 (ja) * 2010-03-30 2015-01-07 富士フイルム株式会社 レンズアレイのマスタの製造方法
BR112014017484A8 (pt) * 2012-01-17 2017-07-04 Hpo Assets Llc película flexível com relevo na superfície e uso da mesma em sistemas óticos eletroativos
US9566722B2 (en) 2012-04-13 2017-02-14 Nanogriptech, Inc. Method of molding simple or complex micro and/or nanopatterned features on both planar or non-planar molded objects and surfaces and the molded objects produced using same
DE102012020363B4 (de) * 2012-10-17 2022-07-07 Rodenstock Gmbh Erzeugung mikrostrukturierter Gießformen
CN103302842A (zh) * 2013-05-27 2013-09-18 苏州扬清芯片科技有限公司 一种聚二甲基硅氧烷薄膜的制作方法
CN103345010A (zh) * 2013-07-11 2013-10-09 中国科学院光电技术研究所 一种基于聚二甲基硅氧烷模板的微透镜阵列元件制作方法
CN106696138A (zh) * 2017-01-17 2017-05-24 英诺莱比(北京)科技有限公司 一种产品试制件表面蚀纹方法
CN107157598B (zh) * 2017-04-01 2020-01-03 天津正丽科技有限公司 正畸牵引装置模具的制作方法及正畸牵引装置的制作方法
CN108008599B (zh) * 2017-12-27 2024-01-26 青岛天仁微纳科技有限责任公司 用于三维曲面纳米级压印的方法、装置及模具制备方法
AT520718B1 (de) * 2018-01-30 2019-07-15 Joanneum Res Forschungsgmbh Verfahren zur herstellung eines formeinsatzes mit (sub-)mikrostrukturen sowie werkstück mit (sub-)mikrostrukturen
DE102018119314A1 (de) * 2018-08-08 2020-02-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von Auskoppelelementen, Auskoppelelement und lichtemittierendes Halbleiterbauteil
CN112099114B (zh) * 2020-09-29 2021-12-21 烟台睿创微纳技术股份有限公司 一种复合透镜及其制作方法、红外探测器
US11496786B2 (en) * 2021-01-06 2022-11-08 Hulu, LLC Global constraint-based content delivery network (CDN) selection in a video streaming system
EP4108438A1 (en) 2021-06-25 2022-12-28 Essilor International Method for manufacturing a lens element
CN113759451B (zh) * 2021-08-11 2023-11-03 广州先进技术研究所 一种曲面光栅的加工装置及制备方法
CN116037432A (zh) * 2023-02-16 2023-05-02 清华大学 在曲面上制备表面结构的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0641149B2 (ja) 1986-07-21 1994-06-01 三ツ星ベルト株式会社 表皮製造方法
US5071597A (en) * 1989-06-02 1991-12-10 American Bank Note Holographics, Inc. Plastic molding of articles including a hologram or other microstructure
EP0757262A4 (en) * 1995-02-17 1998-08-12 Washi Kosan Kk CONVEX SURFACE STRUCTURE MADE OF ULTRAFINE PARTICLES
FR2772302B1 (fr) * 1997-12-11 2000-01-21 Essilor Int Procede d'obtention d'une lentille ophtalmique comportant une microstructure utilitaire en surface et lentilles ophtalmiques ainsi obtenues

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004002706A3 (en) 2004-02-19
GB2390327B (en) 2005-11-16
CN1665657A (zh) 2005-09-07
US7520972B2 (en) 2009-04-21
ES2300612T3 (es) 2008-06-16
CN1296191C (zh) 2007-01-24
WO2004002706A2 (en) 2004-01-08
EP1551611A2 (en) 2005-07-13
DE60319721D1 (de) 2008-04-24
JP2005531435A (ja) 2005-10-20
US20060096865A1 (en) 2006-05-11
DE60319721T2 (de) 2009-04-09
AU2003250870A8 (en) 2004-01-19
ATE388798T1 (de) 2008-03-15
BR0312381B1 (pt) 2012-08-21
BR0312381A (pt) 2005-04-12
GB2390327A (en) 2004-01-07
EP1551611B1 (en) 2008-03-12
GB0215164D0 (en) 2002-08-07
AU2003250870A1 (en) 2004-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4444823B2 (ja) 実用微細構造を具えた湾曲主要面を有するモールド部品を製造する方法
US5538674A (en) Method for reproducing holograms, kinoforms, diffractive optical elements and microstructures
JP3065089B2 (ja) 実用的微細構造を有する複合プラスチック物品の製造方法
US5630902A (en) Apparatus for use in high fidelty replication of diffractive optical elements
US20090208882A1 (en) Stamp for patterning, method for manufacturing such stamp and method for manufacturing an object using the stamp
JP4652055B2 (ja) 型インサート及び型を形成するためのリソグラフ法
JP5868393B2 (ja) ナノインプリント用モールドおよび曲面体の製造方法
WO2009116448A1 (ja) 成形体及びウエハレンズの製造方法
EP1039994A1 (fr) Procede d'obtention d'une lentille ophtalmique comportant une microstructure utilitaire en surface et lentilles ophtalmiques ainsi obtenues
KR20010072794A (ko) 비 람베르시안 유리 산란장치 및 그 제조방법
TW200901188A (en) Method of making an optical disc
US20070132947A1 (en) Method of manufacturing a replica as well as a replica obtained by carrying out an uv light-initiated cationic polymerization
JP4192597B2 (ja) 微細形状の転写方法
JP4423908B2 (ja) 微細形状の画像合成方法及びそれを用いた画像形成体
KR100551623B1 (ko) 자외선 경화를 이용한 하이브리드 렌즈의 제조방법
JP2004358923A (ja) 樹脂成形用金属原版の作製方法及びその金属原版
JPH03219441A (ja) 長尺スタンパー及びその作製方法
EP4119321A1 (en) Method for fabricating microstructured inserts for injection molding
US20240316846A1 (en) Method for fabricating microstructured inserts for injection molding
JPH0963130A (ja) 光学的記録担体作製用スタンパ及びその製造方法
JP2001096539A (ja) 表面凹凸原盤の作製方法
Rogers et al. High-fidelity replication of diffractive optics using radiation-curable liquid photopolymers
JPH04293076A (ja) ホログラム複製方法
JPH03132941A (ja) 光ディスク製造方法
JPH01251449A (ja) 光ディスク基板の製造法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060303

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080617

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080912

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080922

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091215

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140122

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees