KR101603291B1 - 프레넬 렌즈를 형성하는 표면의 코팅 공정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 물품의 기판의 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면을, 광학적 결함을 발생시키지 않고, 코팅하는 공정에 관한 것이며, 상기 표면은 프레넬 렌즈(2)를 형성하고, 상기 공정은: 특정 두께와 특정 베이스 곡률을 가지는 제거가능한 플라스틱 캐리어(4)를 제공하는 단계, 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면 또는 캐리어의 내부 표면 상에 경화성 코팅 조성물(3)을 퇴적하는 단계, 캐리어와 광학 물품을 서로에 대해 이동시켜 퇴적된 경화성 코팅 조성물을 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면 또는 캐리어의 내부 표면 상에 접촉시키는 단계, 캐리어의 외부 표면 상에 특정 압력을 가하여 경화성 코팅 조성물을 퍼지게 하여 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면을 덮는 단계, 경화성 코팅 조성물의 층을 경화시키는 단계 및 제거가능한 캐리어를 제거시키는 단계를 포함한다.

Description

프레넬 렌즈를 형성하는 표면의 코팅 공정{PROCESS FOR APPLYING A COATING ONTO A FRESNEL LENS FORMING SURFACE}
본 발명은 광학적 결함이 없는 광학 물품, 특히 안과용 렌즈의 제조 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 상기 광학 물품의 기판상에 놓이는 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면의 코팅 공정에 관한 것이다.
또한 본 발명은 광학 물품의 기판상에 놓이는 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면 상에 코팅 스택을 전사하기 위한 공정에 관한 것이다.
안과용 렌즈(ophthalmic lens) 또는 렌즈 블랭크(lens blank) 등 렌즈 기판의 적어도 하나의 주 표면(main surface)을, 마무리된 렌즈에 부가적이거나 향상된 광학 또는 기계적 특성들을 부여하기 위한 수개의 코팅들로 코팅하는 것은 이 기술 분야에서 흔히 행해진다.
따라서, 전형적으로 유기 유리 물질로 제조된 렌즈 기판의 적어도 하나의 주 표면을, 렌즈 기판의 표면에서부터 시작해서, 연속적으로 내충격성 코팅(내충격성 프라이머), 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅(하드 코트), 반사방지성 코팅 그리고, 선택적으로 오염방지성 탑 코트로 코팅하는 것은 상례에 해당한다.
전사 코팅(transfer coating)용 코팅 액체 또는 액상 부착 조성물을 이용하여 매끄럽거나 매우 거칠지않은 표면을 코팅하기 위한 많은 공정들과 방법들이 제안되어 왔다.
U.S.특허 제6,562,466호에는 적어도 하나의 지지체(support) 또는 몰드 파트(mold part)로부터 1㎛ 이하의 표면 거칠기 Sq를 가지는 렌즈 블랭크의 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면 상에 코팅들을 전사하기 위한 공정이 기재되어 있으며, 상기 공정은:
- 코팅을 지닌 내부 표면과 외부 표면을 가지는 지지체 또는 몰드 파트를 제공하는 단계;
- 상기 렌즈 블랭크의 기하학적으로 정의된 표면 상에 또는 상기 코팅 상에 미리 측정된 양의 경화성 부착 조성물을 퇴적하는 단계;
- 렌즈 블랭크 와 지지체를 서로에 대하여 이동시켜 코팅을 경화성 부착 조성물에 접촉시키거나 경화성 부착 조성물을 랜즈 블랭크의 기하학적으로 정의된 표면에 접촉시키는 단계;
- 경화성 조성물이 경화된 후 최종 부착 층의 두께가 100마이크로미터 미만이 되게 할 정도의 압력을 지지체의 외부 표면 상에 가하는 단계;
- 부착 조성물 층을 경화시키는 단계; 및
- 지지체 또는 몰드 파트를 빼내 상기 렌즈 블랭크의 기하학적으로 정의된 표면 상에 부착된 코팅을 갖는 렌즈 블랭크를 회수하는 단계를 포함한다.
US 2005/140033은 1.5㎛이하의 표면 거칠기 Rq를 가지는, 광학 물품의 미세하지만 연마되지 않은 기하학적으로 정의된 주 표면을 코팅하기 위한 공정이 기재되어 있으며, 상기 공정은:
- 일정량의 액상 경화성 코팅 조성물을 광학 물품의 주 표면 상에 또는 몰드 파트의 내부 표면 상에 퇴적하는 단계;
- 광학 물품 및 몰드 파트를 서로에 대하여 이동시켜 코팅 조성물을 광학 물품의 주 표면에 접촉시키거나 몰드 파트의 내부 면에 접촉시키는 단계;
- 몰드 파트에 압력을 가하여 액상 경화성 코팅 조성물을 상기 주 표면 상에 펼쳐서 주 표면 상에 균일한 액상 코팅 조성물 층을 형성하는 단계;
- 액상 코팅 조성물 층을 경화시키는 단계; 및
- 몰드 파트를 빼내 눈에 보이는 미세 선들이 없는 코팅된 광학 물품을 회수하는 단계를 포함한다.
US 5,147,585, WO 97/33742, 및 JP 8090665는 프로그레시브 렌즈 또는 이초점 렌즈(progressive or bi-focal lens) 등의 복합 렌즈들을 제조하기 위한 오버몰딩 공정(overmolding process)을 개시한다. 코팅되거나 오버몰딩될 모든 표면들은 매끄러운 곡면들이다.
수지 경화 수축은 경화성 조성물의 중합과 경화시 불가피하게 일어나는 현상이다. 이 현상은 밀도 변화에 기인하고 3-차원 방식으로 코팅 수지에 영향을 미친다. 수축 정도는 코팅 수지 물질의 성질에 따른다. 예를 들면, CR-39®의 수축률은 부피 기준 약 12%이고 다른 메타아크릴레이트 모노머들은 제형 및 화학적인 구조들에 따라 7 내지 14%의 수축률을 가진다.
코팅될 표면이 매끄럽거나 약간 거칠(표면 거칠기가 전형적으로 < 2.0㎛)때, 이 수축 현상은 큰 관심사는 아니다. 하지만, 코팅될 표면이 2미크론 보다 큰 거칠기 정도를 가질 때, 예를 들면 프레넬 렌즈를 형성하는 표면이 전형적으로 5 내지 300㎛의 거칠기 정도를 가질 때, 코팅 수축은 중요한 문제가 된다. 프레넬 구조의 크기가 더 커질수록, 수축 문제는 그 만큼 더 커진다. 적어도 50㎛의 표면 거칠기 정도를 가지는 프레넬 구조들이 특히 관련이 있다.
어떠한 이론에 의해 한정되는 것을 원하는 것은 아니지만, 캐리어와 광학 물품(광학 물품의 표면 상에 프레넬 구조를 갖음)를 서로에 대해 이동시키고 그 다음 압력을 가하면 액상 경화성 조성물로 채워진 많은 작은 액체 셀들이 생성된다고 생각된다. 중합과 경화시, 액체 셀들은 수축한다. 일부 셀들이 외력에 기인하여 캐리어에 의해 완전히 차단되거나 봉해질 때, 수축은 고리 모양으로 배열된 기포를 형성시킨다. 이들 표면적인 결함들(cosmetic defects)은 광학적인 용도들에 대해서 용인될 수 없다.
한편, 전통적인 스핀 또는 딥 코팅 공정들을 이용하여 프레넬 렌즈를 형성하는 표면을 코팅할 때 매끄럽고 고른(even) 코팅 표면을 얻는 것이 불가능하다. 상기 구조를 가지는 표면의 특정 외형에 기인하여, 광학적 왜곡(optical distortion) 등의 광학적 결함들은 코팅이 고르지 않음으로 인해 발생된다.
게다가, 광학 물품 상에 회절 표면들을 코팅하기 위한 몇몇 공정과 방법들이 제안되어 왔다.
EP 1830205는 오버몰딩에 의한 다중층 회절 광학 요소의 제조를 개시한다. 경화성 조성물이 몰드 파트와 격자 형태의 표면을 가지는 경화 코팅을 지닌 유리 기재 사이에 적용된다. 그 다음, 조성물이 경화되고 몰드 파트가 분리되어, 광학 물품이 얻어지고, 상기 광학 물품은 두개의 광학 부재들 사이에 20㎛의 격자 높이를 가지는 회절 격자를 구성하는 층이 끼워진다.
JP 2007-212547은 렌즈의 평탄한 회절 표면들의 코팅 또는 적층(lamination)을 개시하고, 여기서 액상 조성물 흐름이 용이하게 제어된다. 경화성 조성물의 층이 두개의 렌즈 부재들 사이에 채워지고, 두개의 렌즈 부재들 중 하나는 회절 격자를 지닌 내부 회절 표면을 가진다. 경화시, 두개의 렌즈 부재들 중 하나는 코팅의 수축을 보상하기 위해 이동된다. 최종 광학 물품에서, 두개의 렌즈 부재들은 경화 코팅 조성물을 통해 서로 고착된다.
하지만, EP 1830205와 JP2007-212547에서는 경화성 조성물을 경화하고 주조(casting)하는 동안 렌즈/광학 부재들 또는 몰드 파트 상에 압력이 가해지지 않는다. 따라서, 코팅 수축으로 기포가 형성되지 않는다. 하지만, 특히 상기 구조가 곡면 상에 있을 때, 높은 광학 품질의 렌즈를 제조하기 위해 필요한, 전체 렌즈 표면에서 코팅 수지 두께를 정밀하게 제어하는 것이 매우 어렵다.
본 발명은 전술한 문제점들의 관점에서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프레넬 타입 표면들의 코팅 공정을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 캐리어로부터 광학 물품의 프레넬 타입 표면으로 코팅들의 스택을 전사하기 위한 공정을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 표면적 결함들을 갖지 않는, 즉 매끄럽고 평탄한 코팅 표면을 가지는 광학 물품을 제조하는 공정을 제공하는데 있다.
본 발명의 공정은 경화성 조성물을 경화하여 상기 코팅을 형성하는 동안 어떠한 기포의 생성도 피할 수 있다.
본 발명자들은 이들 문제들이 특정 공정 조건, 특히 코팅 액체를 퍼지게 할 때 캐리어 상에 가해지는 압력, 그리고 캐리어 특성, 특히 그의 베이스 곡률 및 두께를 제어하여 해결될 수 있다는 것을 알아냈다.
전술한 목적들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명에 따라 구체화되고 폭넓게 기술된, 본 발명은 광학 물품의 기판의 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면을 코팅하기 위한 공정에 관한 것이며, 상기 표면은 프레넬 렌즈(Fresnel lens)를 형성하고, 상기 공정은:
- (a) 플라스틱 물질로 제조되고 내부 표면과 외부 표면을 가지는 제거가능한 캐리어(removable carrier)를 제공하는 단계, 여기서 상기 내부 표면은 노출된 표면을 가지는 하나 이상의 코팅 스택(stack)을 선택적으로 지닌다;
- (b) 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면을 가지는 기판을 포함하는 광학 물품을 제공하는 단계, 여기서 기판의 베이스 곡률(base curvature)과 캐리어의 베이스 곡률은 실질적으로 동일하다;
- (c) 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면, 캐리어의 내부 표면 또는 캐리어가 지니는 코팅 스택의 노출 표면 상에 경화성 코팅 조성물을 퇴적하는 단계;
- (d) 캐리어와 광학 물품을 서로에 대해 이동시켜 퇴적된 경화성 코팅 조성물을 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면, 캐리어의 내부 표면 또는 캐리어가 지니는 코팅 스택의 노출 표면 상에 접촉시키는 단계;
- (e) 0.138 Bar 이상의 압력을 캐리어의 외부 표면 상에 가하여 경화성 코팅 조성물을 퍼지게 하여 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면을 덮는 단계, 단 여기서 비 Rtb는: 캐리어의 두께(밀리미터 단위)/가해진 압력(Bar 단위)로 정의되며 1.85 이상이다;
- (f) 경화성 코팅 조성물의 층을 경화시키는 단계;
- (g) 제거가능한 캐리어를 빼내 경화 코팅 조성물로 코팅되고 선택적으로 전사된 코팅 스택으로 코팅된 적어도 하나의 프레넬 렌즈 형성 표면을 가지는 광학 물품의 기판을 회수하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다. 하지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변화 및 수정들이 이 상세한 설명을 통해 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 분명해질 것이므로, 상세한 설명 및 특정 실시예들은 본 발명의 특정 실시예를 나타내며, 단지 예시를 위해서 제시된다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 이하의 첨부 도면들을 참조하여 상세한 설명을 해석함으로써 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 보다 분명해 질 것이다:
- 도 1A 내지 1E는 본 발명의 코팅 공정의 제1 실시예의 주요 단계들의 개략도이고, 여기서 프레넬 렌즈 형성 표면은 광학 물품의 기판의 볼록한 표면 상에 놓인다.
- 도 2A 내지 2E는 본 발명의 코팅 공정의 제2 실시예의 주요 단계들의 개략도이고, 여기서 프레넬 렌즈 형성 표면은 광학 물품의 기판의 오목한 표면 상에 놓인다.
- 도 3A 내지 3E는 본 발명의 코팅 공정의 제3 실시예의 주요 단계들의 개략도이고, 여기서 캐리어가 지니는 코팅 스택이 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면을 코팅하는 동안 기판 상에 동시에 전사된다.
- 도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 프레넬 타입 코팅 일부의 개략적인 단면도이다.
용어 "포함하다"(그리고 그의 문법적인 변형예, 예를 들면 "포함한다" 그리고 "포함하는"), "가지다"(그리고 그의 문법적인 변형예, 예를 들면 "가진다" 그리고 "가지는"), "함유하다"(그리고 그의 문법적인 변형예, 예를 들면 "함유한다" 그리고 "함유하는"), 그리고 "포괄하다"(그리고 그의 문법적인 변형예, 예를 들면 "포괄한다" 그리고 "포괄하는")은 확장가능형 연결 동사이다. 이것들은 언급된 특징, 정수, 단계 또는 성분 또는 그룹의 존재를 명시하는데 사용되지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계 또는 그룹의 존재 또는 첨가를 배제하지 않는다. 따라서, 하나 이상의 단계 또는 요소를 "포함하는", "가지는", "함유하는", 또는 "내포하는" 방법 또는 방법의 단계는 그러한 하나 이상의 단계 또는 요소를 포함하지만, 오직 그러한 하나 이상의 단계 또는 요소를 포함하는 것에 한정되지 않는다.
달리 표시되지 않으면, 본 명세서에서 사용된 성분의 양, 범위, 반응 조건 등을 지칭하는 모든 숫자 또는 표현들은 용어 "약"으로 모든 예들에서 수정되어 이해되어야 한다.
광학 물품 또는 캐리어가 하나 이상의 표면 코팅을 포함하는 경우, 용어 "광학 물품 또는 캐리어 상에 층을 퇴적하는 것"은 광학 물품 또는 캐리어의 가장바깥쪽 코팅의 노출된 표면 상에 층이 퇴적되는 것을 의미한다.
캐리어가 지니는 코팅 스택의 가장바깥쪽(또는 최외각) 그리고 가장안쪽 코팅은 각각 캐리어로부터 가장 멀고 캐리어에 가장 가까운 코팅 스택의 코팅들을 의미한다.
캐리어 "상"에 있거나 캐리어 "상으로" 퇴적되는 코팅은:(i) 캐리어 위에 위치하고, (ii) 캐리어와 접촉할 필요는 없고, 즉 하나 이상의 개재 코팅들이 캐리어와 문제의 코팅 사이에 배치될 수 있고, 그리고 (iii) 캐리어를 완전히 덮을 필요는 없으나 바람직하게는 완전히 덮는 코팅으로 정의된다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 공정에 따라 코팅되는 광학 물품은 전형적으로 뒤와 앞의 주 표면을 가지는, 광물 또는 유기 유리(mineral or organic glass)질, 기판을 포함한다.
바람직하게는 본 발명의 광학 물품은 투명 광학 물품, 보다 바람직하게는 렌즈 또는 렌즈 블랭크, 그리고 심지어 더 바람직하게는 안과용 렌즈 또는 렌즈 블랭크이며, 이들은 마무리 또는 반-마무리된 상태 수 있다.
마무리된 렌즈는 그의 최종적인 형상으로 얻어지는 렌즈로 정의되며, 이 렌즈는 그의 주 표면들 모두가 요구되는 형상으로 표면처리되거나 주조된다. 일반적으로, 이 렌즈는 요구되는 표면 외형을 갖는 두개의 몰드 사이에 중합성 조성물을 붓고 그 다음 중합시켜 제조된다.
반-마무리된 렌즈는 그의 주 표면들중 하나(일반적으로 렌즈의 앞면)만이 요구되는 형상으로 표면처리되거나 주조되는 렌즈로 정의된다. 남은 표면은, 바람직하게는 렌즈의 뒷 표면은 나중에 원하는 형상으로 표면-마무리처리되어야 한다.
렌즈의 경우에, 기판의 뒷(후) 표면(일반적으로 오목한 표면)은, 사용중, 착용자의 눈과 가장 가까운 렌즈 기판의 표면이다. 렌즈 기판의 앞 표면(일반적으로 볼록한 표면)은 사용중 착용자의 눈과 가장 먼 렌즈 기판의 표면이다.
기판은 미네랄 유리(mineral glass) 또는 유기 유리(organic glass), 바람직하게는 유기 유리(폴리머 기판)으로 제조될 수 있다. 유기 유리는 유기 안과용 렌즈에 통용되고 있는 임의의 물질, 예를 들면 폴리카보네이트 및 열가소성 폴리우레탄 등의 열가소성 물질 또는 열경화성(가교) 물질, 예를 들면 에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트), 디에틸렌 글리콜 비스(2-메틸 카보네이트), 디에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트), 에틸렌 글리콜 비스(2-클로로알릴 카보네이트), 트리에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트), 1,3-프로판디올 비스(알릴 카보네이트), 프로필렌 글리콜 비스(2-에틸렌알릴 카보네이트), 1,3-부텐디올 비스(알릴 카보네이트), 1,4-부텐디올 비스(2-브로모알릴 카보네이트), 디프로필렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트), 트리메틸렌 글리콜 비스(2-에틸알릴 카보네이트), 펜타메틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트), 이소프로필렌 비스페놀-A 비스(알릴 카보네이트), 폴리(메타)아크릴레이트 등의 선형 또는 분지형 지방족 또는 방향족 폴리올의 알릴 카보네이트 등의 알릴 유도체의 중합에 의해 얻어지는 열경화성(가교)물질 및 코폴리머계 기판, 예를 들면 알킬 메타아크릴레이트, 특히 메틸(메타)아크릴레이트 및 에틸(메타)아크릴레이트 등의 C1-C4 알킬 메타아크릴레이트의 중합에 의해 얻어지는 기판, 비스페놀-A, 폴리에톡실레이트화 방향족(메타)아크릴레이트, 예를 들면 폴리에톡실레이트화 비스페놀레이트 디(메타)아크릴레이트, 폴리티오(메타)아크릴레이트, 열경화성 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 폴리에폭시드, 폴리에피설파이드로부터 유도된 (메타)아크릴릭 폴리머와 코폴리머를 포함하는 기판, 및 이들의 코폴리머와 혼합물들로 제조될 수 있다.
특히 권장되는 기판은 폴리카보네이트, 예를 들면 비스페놀-A 폴리카보네이트로부터 제조되는 것들(예를 들면 상표명 LEXAN®으로 General Electric에 의해 또는 MAKROLON®으로 Bayer AG에 의해 판매되는 것들) 또는 카보네이트 작용기를 포함하는 것들, 특히 디에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트)의 중합 또는 공중합에 의해 얻어지는 기판들(상표명 CR-39®로 PPG INDUSTRIES(ORMA® ESSILOR 렌즈)에 시판되는 것들)이다.
기타의 권장되는 기판들 중에는, 프랑스 특허 출원 FR2734827에 개시된 것들과 같은 티오(메타)아크릴릭 모노머의 중합에 의해 얻어지는 기판이다.
이 기판들이 위의 모노머들의 혼합물을 중합하여 얻어질 수 있다는 것은 분명하다. "(코)폴리머"는 코폴리머 또는 폴리머를 의미한다. "(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트를 의미한다.
광학 물품의 기판은 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면을 가진다. 이는 보통 본 명세서에서 "프레넬 타입 표면" 또는 " 프레넬 렌즈 형성 표면"을 지칭한다. 상기 기하학적으로 정의된 표면은 평탄한, 오목한, 또는 볼록한 표면일 수 있다.
"프레넬 렌즈(Fresnel lens)" 또는 "에셜론 렌즈(echelon lens)"는 프레넬 초점 메카니즘에 기반한 렌즈를 의미하며, 이는 종래의 프레넬 렌즈에서 보여지는 공간-절약형 및/또는 무게-절약형 설계 원리를 포함한다. 따라서, 용어 "프레넬 렌즈"는 예를 들면, EP 0342895에 개시된 것들과 같은, 수정된 프레넬 렌즈 또는 수정된 에셜론 렌즈를 아우른다.
프레넬 렌즈 형성 표면은 주지되어 있고 광학 성분의 배율(power)을 수정하는데 주로 사용된다. 예를 들면, US 3,904,281 및 WO 2007/141440 참조.
일반적으로, 프레넬 렌즈 형성 표면은 프레넬 존으로 알려진 한조의 동심의 원형 렌즈 섹션들을 포함하는 의도적으로 고안된 구조이며, 이 섹션들은 z로 표기되는 광축에 따라 배향되고 중심이 위치된다. 축 z는 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면의 광학 중심과 교차한다. 표면은 동심, 동축의 일련의 분리된 렌즈 섹션들을 포함함으로써 연속적인 표면을 가지는 대응하는 단일 렌즈에 비해, 짧은 촛점 거리와 큰 직경을 가지는 보다 얇은 렌즈를 형성한다.
바람직하게는, 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격 Δz는 2㎛ 보다 큰 크기, 보다 바람직하게는 3㎛ 보다 큰 크기, 심지어 더 좋게는 4㎛보다 큰 크기를 가진다. 본 바람직한 실시예에서 사용되는 프레넬 렌즈 형성 표면은 순 굴절 광학 효과(pure refractive optical effect)를 나타낸다. "두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격"은 프레넬 존의 바닥(골)과 인접한 프레넬 존의 꼭대기(정상) 사이의 높이 차, 즉 정상에서 골까지의 높이를 의미한다.
본 명세서에서 사용된, 간격들은 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면의 광학 중심의 매끄러운 아래 표면에 대한 접선에 수직한(즉, 기판의 표면에 수직한) z축 방향을 따라 측정된다.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 프레넬 타입 코팅의 일부의 비한정적인 개략 단면도이며, 프레넬 존(8)이 오른쪽의 인접 프레넬 존과 간격 Δz를 가지는 것을 나타낸다. 간격 Δz의 크기는 프레넬 존(8)의 골(A)에서 인접 프레넬 존의 정상(B)까지 측정된다. z축은 프레넬 타입 코팅의 광학 중심(O)와 교차한다. 간격 Δz는 z축에 평행하고 각기 프레넬 존(Fresnel zone)은 렌즈 섹션(lens section)에 대응하고, 여기서 프레넬 타입 코팅의 두께는 상기 존 안에서 연속적으로 변한다.
두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격의 크기는 기하학적으로 정의된 표면 전체 또는 적어도 그의 일부에 대해 일정하거나 달라질 수 있다. 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격은 일반적으로 2, 3, 4 또는 5㎛ 내지 250㎛, 바람직하게는 2, 3 또는 4㎛ 내지 200㎛, 심지어 더 좋게는 5 내지 150㎛의 크기를 가지며, 이는 거친 표면 구조를 만든다.
일반적으로, 사용되는 바람직한 프레넬 타입 코팅들은 Δz×Δn≥10λ를 만족하며 여기서 λ=가시광 스펙트럼 중 하나의 파장, 전형적으로 λ=500㎚이다. Δn은 프레넬 렌즈의 물질과 프레넬 렌즈에 인접한 물질(실제로는 코팅) 사이의 굴절률 차이이다. 이는 존들 사이의 간섭을 피하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 단계(b)의 미코팅 프레넬 렌즈 형성 표면의 표면 거칠기 Rq는 2㎛이상, 보다 바람직하게는 ≥5㎛, 심지어 더 좋게는 ≥10㎛이다. 바람직하게 이 표면 거칠기는 250㎛이하, 보다 바람직하게는 ≤200㎛, 심지어 더 좋게는 ≤150㎛이다. 제곱 평균 제곱근(root mean square, RMS) 거칠기(Rq)는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지된 전통적인 파라미터이다. 이는 거칠기 프로파일 좌표(roughness profile ordinates)의 제곱 평균 제곱근 평균(root mean square average)(2차원으로 측정되는, 하나의 샘플링 길이에 대한 평균 선으로부터 프로파일의 RMS편차)에 해당하고, US 2005/140033에 정의되어 있고, 이는 본 발명에 참조에 의해 포함된다.
Rq는 접촉 타입 또는 광파 간섭 타입 표면 거칠기 측정 장치(예를 들면, US 2005/140033에 개시된 방법 참조), 또는 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정될 수 있다.
두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격, 즉 격자 피치(grating pitch)는 기하학적으로 정의된 표면 전체 또는 적어도 그의 일부에 대해 일정하거나 달라질 수 있다. 이 간격은 일반적으로 10㎛ 내지 2㎜, 바람직하게는 20㎛ 내지 200㎛이다.
제1 실시예의 프레넬 타입 구조는 WO 2007/141440에 기재되어 있다. 상기 구조는 기하학적으로 정의된 표면의 광학 중심 상에 중심을 둔 전형적으로 직경 20㎜의 원형 구역 안에서 실질적으로 동일한 크기를 가지는 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격을 갖는다. 바람직하게는 간격은 이 원형 구역 안에서 5 내지 50㎛이고 기하학적으로 정의된 표면의 주변의 간격(즉 상기 원형 구역 밖)은 크기가 다르고 바람직하게는 5 내지 250㎛이다.
제2 실시예의 프레넬 타입 구조는 WO 2007/141440에 기재되어 있다. 상기 구조는 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면 전체에 대해 실질적으로 동일한 크기를 가지는 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격을 갖는다. 바람직하게는 상기 크기는 5 내지 100㎛이다.
분명하게는, 프레넬 렌즈 형성 표면의 구조는 그의 적용에 따르고 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 계산되어 원하는 광학적 특성을 얻을 수 있다. 최종 광학 물품의 광학 배율(optical power)은 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격과 상기 구조의 격자 피치에 따른다.
프레넬 렌즈를 형성하는 물질은 임의의 물질일 수 있고 광학 물품의 기판의 물질과 동일하거나 그렇지 않을 수 있다. 예를 들면, 프레넬 렌즈를 형성하는 물질은 열가소성 또는 열경화성 폴리머, 예를 들면 글리콜의 비스(알릴 카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리(메틸 메타아크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 에폭시 물질, 에피설파이드와 우레탄으로부터 얻어지는 폴리머 및 에피설파이드와 (티오)우레탄으로부터 얻어지는 폴리머일 수 있다.
기판의 프레넬 타입 표면은 몰딩(molding)에 의해서, 기판상으로 프레넬 렌즈를 형성하는 노출 표면을 가지는 코팅(즉, 기판을 적어도 부분적으로 코팅하는 "프레넬 타입 코팅")의 퇴적에 의해서, 기판의 인 몰드 코팅(in mold coating) 또는 오버몰딩에 의해 얻어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그러한 기법들은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 주지되어 있다.
바람직한 실시예에서, 기판은 프레넬 타입 코팅으로 코팅된다. 상기 코팅은 광학 물품의 맨 기판 상에, 또는 기판이 지니는 하나 이상의 기능성 코팅들, 예를 들면 내충격성 코팅(프라이머 코팅), 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅(하드 코트), 편광 코팅, 광색성 코팅(photochromatic coating), 염색성 코팅(dyeing coating) 상에 직접 퇴적되거나 접착될 수 있다. 프레넬 타입 코팅들 또는 "패치(patches)"와 이들의 제조는 WO2007/141440에 개시되어 있으며, 이는 본 발명에 참조로 의해 포함된다.
본 발명에 따른 공정을 사용하여 코팅되는 프레넬 렌즈 형성 표면은 기판 표면 전체 또는 상기 기판의 일부만을 덮을 수 있다. 이는 기판의 중심에 위치, 즉 기판의 광축상에 중심을 두는 것이 바람직하지만 기판의 광축을 벗어나게 놓여질 수 도 있다.
렌즈의 경우에, 코팅될 프레넬 렌즈 형성 표면은 바람직하게는 기판의 앞(볼록한) 주 표면상에 놓이지만, 기판의 뒷(오목한) 표면상 또는 양쪽 표면상에 놓일 수도 있다. 본 발명의 공정을 사용하여, 프레넬 타입 표면들은 광학 물품의 양쪽 앞 및 뒤의 기하학적으로 정의된 표면들 상에 연속적으로 또는 동시에 코팅될 수 있다.
선택적으로, 코팅 전에 프레넬 렌즈 표면 상에 물리 또는 화학적 부착을 증진시키는 전처리를 행하는 것이 가능하지만 바람직하지는 않다.
본 발명의 공정에 사용되는 캐리어는 경성 또는 연성 캐리어, 바람직하게는 연성 캐리어이다. 캐리어는 몰드 파트일 수 있다. 중요한 필요 조건은 그의 베이스 곡률이 실질적으로 기판의 베이스 곡률과 동일한 것이고 그 이유에 대해서는 후술한다. 결과적으로, 캐리어가 기판의 광학 표면의 일반적인 형상에 상응하는 외형을 가지는 연성 캐리어일지라도, 캐리어는 기판과 실질적으로 다른 베이스 곡률을 가질 수 없다.
바람직하게는 경성 또는 연성 캐리어 사이의 베이스 곡률과 기판의 베이스 곡률 사이의 차이는 -0.3 내지 0.3, 보다 바람직하게는 -0.2 내지 0.2, 더 좋게는 -0.1 내지 0.1, 가장 좋게는 0이다.
바람직하게는, 베이스 곡률은 동일하다. 즉 기판에 대고 가압되는 캐리어의 표면은 프레넬 타입 표면을 지닌 광학 물품의 표면의 외형의 역상을 취한다.
"캐리어의 내부 표면"은 본 발명의 공정 동안 프레넬 렌즈 형성 표면을 지닌 광학 물품의 주 표면을 향하게 되는 캐리어의 주 표면을 의미한다. 캐리어의 내부 표면은 프레넬 타입 표면을 가지는 기판의 형상에 따라, 오목한 또는 볼록한 표면일 수 있다.
"캐리어의 베이스 곡률"은 상기 캐리어의 내부 표면의 베이스 곡률을 의미한다. 전통적으로 베이스 곡률은 530/R으로 정의된다(㎜단위의 R은 곡률 반경임).
일반적으로 광학 물품의 기판은 구 형상을 가진다. 이 경우, 캐리어도 구 형상과 일반적으로 두개의 평행한 주 표면들을 갖고, 따라서 고른 두께를 가진다. 광학 물품의 기판이 원통 형상을 갖고, 따라서 두개의 베이스 곡률을 정의하는 두개의 주 자오선(meridian)을 가지는 경우, 캐리어도 베이스 곡률이 실질적으로 기판의 베이스 곡률과 동일한 원통(원환체) 형상을 가진다.
캐리어는 제거가능한 캐리어, 즉 코팅 공정의 종료시 제거되는 캐리어이고, 그래서 프레넬 타입 표면은 오직 경화성 코팅 조성물로부터 얻어진 코팅으로 코팅되고 선택적으로 캐리어가 지니는 코팅들의 스택으로 코팅된다.
캐리어는 플라스틱 물질, 열경화성 또는 열가소성, 특히 열가소성 물질로 제조되는 얇은 지지 요소이다. 캐리어의 제조에 사용될 수 있는 열가소성(코)폴리머의 예는 폴리술폰, 지방족 폴리(메타)아크릴레이트, 예를 들면 메틸 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, SBM(스티렌-부타디엔-메틸 메타아크릴레이트) 불록 코폴리머, 폴리페닐렌 설파이드, 아릴렌 폴리옥사이드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 예를 들면 비스페놀 A 폴리카보네이트, PVC, 폴리아미드 예를 들면 나일론, 그들의 기타 코폴리머 및 그들의 혼합물이다. 바람직한 열가소성 물질은 폴리카보네이트이다.
바람직하게는, 캐리어는 비 탄성중합체(elastomer) 물질이다.
바람직하게는, 캐리어 물질의 탄성률은 1GPa 내지 5GPa, 보다 바람직하게는 1.5GPa 내지 3.5GPa이다.
바람직하게는 캐리어는 광-투과성, 특히 UV-투과성, 따라서 UV 경화성 조성물의 UV 경화를 가능하게 한다(바람직하게는 광은 캐리어 측면으로부터 조사된다). 채용되는 경화성 조성물이 열 경화되면, 그 다음 캐리어의 물질은 경화 온도를 견디도록 선택되어야 한다.
일반적으로, 제거가능한 캐리어는 0.26 내지 5㎜, 바람직하게는 0.3 내지 5㎜, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3㎜, 심지어 더 좋게는 0.6 내지 2.0㎜의 두께를 가진다. 하지만, 캐리어의 두께는 자유롭지는 않고, 후술할 방식으로 본 발명의 공정의 단계(e) 동안 가해지는 압력과 연계된다.
선택적으로, 캐리어는 먼저 보호 및 박리 코팅의 층(protecting and releasing coating, PRC)으로 코팅된다. 상기 보호 및 박리 코팅의 층은 본 발명의 공정동안 전사되지 않고 캐리어가 단계(g) 동안 제거될 때 캐리어 상에 남는다.
몇몇 소수성 코팅들 예를 들면 알콕시실란을 포함하는 퍼플루오로에테르를 포함하는 소수성 조성물(예를 들면,Daikin사의 Optool DSXTM)이 PRC로 사용되어 코팅 수지로부터 박리 성능을 향상시킬 수 있다.
캐리어의 내부 표면이 비 전사성 코팅, 예를 들면 보호 및 박리 코팅으로 코팅될 때, 상기 비 전사성 코팅의 노출된 표면이 캐리어의 내부 표면으로 간주된다.
캐리어의 내부 표면은 기판의 기하학적으로 정의된 표면상으로 전사되는 하나 이상의 코팅들을 지닐 수 있다. 상기 코팅들은 반사-방지 코팅, 오염-방지 탑 코트, 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅, 내충격성 코팅, 편광 코팅, 광색성 코팅, 염색 코팅, 인쇄 층, 미세구조 층, 정전기 방지 코팅으로부터 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그러한 코팅된 캐리어들의 코팅 및 제조는 WO 2008/015223과 US6,562,466에 기재되어 있고, 이들은 본 발명에 참조로 의해 포함된다. 이들 코팅들은 기판 상의 코팅 스택의 원하는 순서에 대하여 역순으로 캐리어의 표면상에 적용된다.
제1 실시예에서, 캐리어가 지니는 코팅 스택은, 존재할 경우, 캐리어 표면으로부터 시작해서 다음의 코팅들: 오염-방지 탑 코트, 반사-방지 코팅, 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅 및 내충격성 프라이머 코팅을 포함한다. 제2 실시예에서, 캐리어가 지니는 코팅 스택은 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅들을 유일한 전사성 코팅으로서 포함한다.
하나 이상의 코팅들의 스택이 전사될 때, 상기 스택의 전체 두께는 전형적으로 1 내지 500㎛, 하지만 바람직하게는 50㎛ 미만, 보다 바람직하게는 20㎛ 미만, 그리고 심지어 더 좋게는 10㎛이하이다.
본 명세서는 주로 매끄러운 코팅된 표면을 얻는 것에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은 또한 캐리어의 가공 표면(그의 내부 표면)이 패턴에 따라 조직된 릴리프(relief), 다시 말해, 미세구조를 가지는 경우도 아우른다는 것을 주목할 필요가 있으며, 여기서 상기 미세구조는 상기 미세구조에 의해 부여되는 특성(예를 들면 반사방지 특성)을 갖는 광학 표면을 최종 광학 물품에 부여한다. 이 경우에, 본 발명의 공정의 단계(g)로부터 얻어지는 광학 물품의 노출된 표면은 매끄럽지 않다. 미세구조의 몰드 파트를 얻기 위한 다른 기법들은 WO 99/29494에 기재되어 있다.
캐리어의 미세구조 표면은 경화성 코팅 조성물과 접촉하는 표면, 즉 캐리어 자체의 내부 표면 또는 그의 외부 코팅의 노출된 표면일 수 있다. 이 경우에, 미세구조는 코팅 공정 동안 경화된 코팅에 복제된다. 캐리어의 미세구조 표면은 또한 캐리어가 지니는 코팅 공정 동안 전사될 가장 안쪽의 코팅과 접촉하는 캐리어의 표면일 수 있다.
경화성 코팅 조성물은 캐리어의 내부 표면, 캐리어가 지니는 코팅 스택의 노출된 표면(그러한 코팅 스택이 존재하는 것을 조건으로), 또는 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면, 바람직하게는 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면 상에 퇴적된다.
"캐리어가 지니는 코팅 스택의 노출된 표면"은 상기 캐리어의 가장바깥쪽 코팅의 노출된 표면을 의미한다.
본 발명의 코팅 공정에 사용되는 상기 경화성 코팅 조성물은 액상 조성물이고, 이는 열-경화성(가열-경화성) 또는 광 조사, 특히 UV 조사를 통한 경화(광-경화성 또는 복사 경화성), 또는 가열- 및 광-경화성 양쪽 모두일 수 있다.
경화는 공지 방법에 따라 수행된다. 예를 들면, 가열-경화는 기판, 경화성 코팅 조성물 및 캐리어에 의해 형성되는 어셈블리를 가열 장치, 예를 들면 열수조(hot water bath), 오븐, IR 가열 소스 또는 마이크로파 소스 안에 또는 가까이에 놓음으로써 수행될 수 있다. 가열-경화는 전형적으로 40 내지 130℃, 바람직하게는 60 내지 120℃, 보다 바람직하게는 70 내지 110℃의 온도에서 수행될 수 있다.
경화성 코팅 조성물은 최종 광학 물품의 광학적 특성을 손상시키지 말아야 하고 임의의 전통적인 액상 경화성 코팅 조성물, 특히 안과용 렌즈 등의 광학 물품의 광학 및/또는 기계적 특성을 향상시키기 위한 기능성 코팅 층을 형성하는데 사용되는 조성물일 수 있다. 예를 들면, 부착성 및/또는 내충격성을 향상시키기 위한 프라이머 코팅 조성물, 내마모 및/또는 내스크래치성 코팅 조성물 및 편광 코팅 조성물 및 광색성 또는 염색성 코팅 조성물 등의 다른 코팅 조성물들이 경화성 코팅 조성물의 역할을 할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 경화성 코팅 조성물은 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅 조성물이다.
경화성 코팅 조성물은 프레넬 렌즈 표면에 대한 부착 특성을 갖고, 그 결과 경화후에, 프레넬 렌즈 형성 표면에 부착된다.
경화성 코팅 조성물은 이 기술분야에서 알려진 임의의 기법들에 의해 퇴적될 수 있다. 바람직하게는 경화성 코팅 조성물이 캐리어 또는 기판의 기하학적으로 정의된 표면의 가운데에 적어도 한 방울의 분량으로 분배된다.
중요한 필요조건은, 압력을 가하는 단계(e) 도중에, 경화성 조성물이 과도한 압력 없이 프레넬 렌즈를 형성하는 광학 물품의 기하학적으로 정의된 표면 전체에 규칙적으로 퍼지게 하고, 그 결과, 경화 단계후에, 광학 물품의 기하학적으로 정의된 표면 전체를 덮는 매끄러운 코팅 층 또는 부착 내부층(adhesion interlayer)이 형성된다. 과도한 압력은 수지 수축 및 Rtb 비 변화로 인해 기포를 발생시킨다. 상기 조성물의 퇴적양은 가압 단계(e) 후에 채워지지 않은 영역을 남기지 않을 정도, 즉 적어도 거친 프레넬 구조의 홈들을 채우고 최종적인 균일한 어셈블리를 형성할 정도가 되어야 한다.
부수적으로, 상기 조성물의 양은 상기 조성물의 초과량을 제거하기 위한 추가적인 세척 단계를 피하기 위해 광학 물품의 주변에서 조성물이 많이 넘쳐흐르는 것을 막을 정도로 가능한한 적게 유지한다.
본 발명의 일 실시예에서, 프레넬 렌즈 표면에 대한 부착 특성에 더하여, 경화성 조성물은 부착 경화성 코팅 조성물 또는 경화 접착 조성물로서, 캐리어가 그러한 코팅들을 지닐 때 캐리어가 지니는 코팅들에 대한 부착 특성을 가진다.
이 실시예는 캐리어가 전사될 코팅들을 지닐 때 특히 유익하다. 실제로, 부착 조성물을 경화하면 캐리어가 지니는 전사 코팅 스택을 기판의 기하학적으로 정의된 표면에 경화 부착 조성물의 층을 통해 안전하게 결합시키게 된다.
액상 경화성 접착 또는 부착 조성물은 폴리우레탄 화합물, 에폭시 화합물 및/또는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
액상 경화 부착 조성물의 바람직한 성분들은 아크릴레이트 화합물 예를 들면 폴리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리우레탄 (메타)아크릴레이트, 에톡실레이트화 비스페놀 A 디(메타)아크릴레이트, 다양한 삼관능 아크릴레이트 예를 들면 에톡실레이트화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시안우레이트이다. 일관능 아크릴레이트 예를 들면 이소보르닐 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 벤질 아크릴레이트, 페닐티오에틸 아크릴레이트 또한 적합하다. 위의 화합물들은 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다. 적합한 접착제는 Ultra Optics Co. 또는 Henkel사의 상표명 Loctite®로 상업적으로 이용가능하다.
일 실시예에서, 경화 코팅 조성물의 굴절률은 프레넬 구조를 형성하는 물질의 굴절률과 다르다. 굴절률 차이가 커질수록, 광학 배율은 그만큼 더 좋아진다. 이 실시예에서, 굴절률의 최소차는 > 0.03이다.
경화성 조성물은 광학 염료 또는 광색성 염료 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
최상의 실시예에서, 표면적인 결함이 없고 매끄러운 표면을 가지는 최종 광학 물품을 얻기 위하여, 캐리어와 광학 물품을 서로에 대해 이동시켜 매우 조심스럽게 경화성 코팅 조성물을 프레넬 렌즈를 형성하는 표면 상에 퍼지게 하여 채워지지 않은 구역을 남기지 않고 기포를 발생시키지 않게 상기 표면을 덮는 것이 권장된다. 바람직하게는 캐리어는 프레넬 타입 표면의 중심부에 매우 느리고 가볍게 갖다 대어지며, 따라서 액상 코팅 조성물이 매우 느린 속도, 바람직하게는 10㎜/s 미만의 속도, 보다 바람직하게는 6㎜/s 미만의 속도, 심지어 더 좋게는 5㎜/s의 속도, 전형적으로는 약 3㎜/s의 속도로 흐를 수 있다.
본 발명자들은 경화시 기포 형성 수준은 캐리어 특성, 즉 그의 베이스 곡률 및 두께, 그리고 가해지는 압력에 관련된다는 것을 알아냈다.
따라서, 캐리어의 외부 표면(즉, 경화성 조성물 및/또는 전사 코팅과 접촉하지 않는 캐리어의 표면)에 가해지는 압력은 조심스럽게 제어되어야 한다.
첫째, 가해지는 압력은 0.138 Bar(2 Psi)이상, 바람직하게는 0.207 Bar(3 Psi)이상, 그리고 보다 바람직하게는 0.345 Bar(5 Psi)이상이어야 한다. 본 발명에 따르면, 경화성 코팅 조성물로 채워진 프레넬 구조의 어셈블리는 이렇게 단계(e)의 종료시 고른 두께를 가지는 층을 형성한다. "고른 두께(even thickness)"는 전체 층에 걸쳐 두께의 변화가 최종 광학 물품의 광학 배율에 영향을 미치지 않는 것을 의미한다.
반면에, 가해진 압력이 너무 작거나 없을 경우, 경화성 조성물의 퍼짐이 기하학적으로 정의된 표면 전체에 걸쳐 이루어질 수 없고 잘 제어될 수 없어, 그결과 고르지 못한 최종 코팅이 된다.
"가해진 압력"은 단계(e) 동안 압력이 가해진 상태와 압력이 가해지지 않은 상태 사이의 압력 차이로 이해되어야 한다.
둘째, 비 Rtb는: 캐리어의 두께(밀리미터 단위)/가해진 압력(Bar 단위)으로 정의되며 이는 1.85 이상, 바람직하게는 1.92이상, 심지어 더 좋게는 2.00이상이어야 한다. 프레넬 렌즈의 구조 크기가 낮을수록(Δz 및/또는 격자 피치), 그만큼 더 작은 Rtb가 사용될 수 있다.
이들 제1 및 제2 필요조건은 모두 캐리어의 두께가 0.26 이상, 바람직하게는 0.30㎜ 이상일 필요가 있다는 것을 뜻한다.
특정 가해진 압력과 프레넬 구조에 대해, 캐리어의 두께가 너무 작으면, Rtb 비가 1.85 미만이되고, 프레넬 타입 구역의 코팅 수지의 수축으로 인해 경화후 최종 광학 물품에서 기포가 형성되게 된다. 어떠한 이론에 의해 한정되는 것을 원하는 것은 아니지만, 너무 얇은 캐리어는 보다 유연하고 외부 압력이 가해질 때 용이하게 격리되고 실링된 경화성 조성물 셀들을 발생시킨다고 생각된다. 셀 내 코팅 조성물의 실링(sealing)이 너무 강하면 강할수록, 셀 내 코팅 수축에 기인하여 기포 현상이 그만큼 더 커진다.
또한 특정 캐리어 두께에 대하여, 단계(e) 동안 가해진 압력이 너무 높으면, Rtb 비는 1.85 미만이 되며, 동일한 기포 형성 현상이 관찰되는 반면에, 코팅될 표면이 매끄럽거나 약간 거칠면 기포 형성은 일어나지 않는다. 어떠한 이론에 의해 한정되는 것을 원하는 것은 아니지만, 너무 높은 압력은, 서로 연결되지 않는, 격리된 경화성 조성물 셀들을 발생시킬 정도의 캐리어 변형을 야기하기 쉬운 것으로 생각된다.
추가로, 과도한 압력은 기판을 변형시킬 수 있다.
본 발명자들은 또한 프레넬 타입 구역의 코팅의 수축은 캐리어와 기판의 각각의 커브에 의해 영향을 받고, 이들은 실질적으로 동일하여야 기포 형성을 피할 수 있다는 것을 알아냈다.
"기판의 베이스 곡률"은 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면을 지닌 기판의 표면의 베이스 곡률을 의미한다.
본 발명의 공정의 3가지 필요조건들이 동시에 만족될 때, 즉, Rtb 비≥1.85이고, 가해진 압력이 0.138 Bar 이상이고 기판의 베이스 곡률이 캐리어의 베이스 곡률과 실질적으로 동일할 때, 본 발명의 공정의 단계(g)에서 얻어진 광학 물품은 고르게 코팅된 프레넬 렌즈 형성 표면을 갖고, 불가피한 코팅 수축 현상에 의해 유도되는 기포가 형성되지 않는다.
최종 광학 물품에서, 경화 코팅 조성물로 채워지고 코팅되는 프레넬 렌즈 형성 구조(예를 들면, 프레넬 타입 코팅)에 의해 형성되는 어셈블리의 두께는 바람직하게는 300㎛ 미만, 그리고 보다 바람직하게는 10 내지 260㎚, 심지어 더 좋게는 20 내지 200㎚이다.
전형적으로, 코팅된 프레넬 렌즈 형성 표면의 노출된 표면의 거칠기 Rq는 0.05㎛ 미만이다.
캐리어의 외부 표면상에 가해지는 압력은 경화성 조성물이 프레넬 렌즈 형성 표면에 대한 경화 코팅의 충분한 부착이 얻어질 정도로 경화될 때까지 유지되어야 한다.
필요한 압력, 특히 기압은 팽창식 멤브레인(inflatable membrane)을 사용하여 가해질 수 있으며, 이는 캐리어를 광학 물품에 대고 압박하는 적절한 유체로 가압하여 변형될 정도의 임의의 탄성 중합체 물질로 제조될 수 있다. 예를 들면, WO 03/004255에 개시된 바와 같은 캐리어의 외부 표면 상에 놓인 팽창식 멤브레인 장치가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 압력은 먼저 캐리어의 중심 부분에 가해지고 두번째 단계로 압력은 기판의 주변부를 향해 방사상으로 증가된다.
가해진 압력은 기판과 캐리어의 크기 및 곡률에 따르다. 이는 전형적으로 0.138 내지 1.38Bar(2 내지 20Psi), 바람직하게는 0.345 내지 1.03 Bar(5 내지 15Psi)이다.
본 발명은 캐리어상에 놓인 팽창식 멤브레인에 의해 압력이 가해는 것에 대해 기술되었지만, 이는 바람직한 실시예이며, 팽창식 멤브레인은 프레넬 표면을 지닌 렌즈의 외부 표면상에 놓여질 수 있으며, 캐리어의 외부 표면은 지지 요소에 의해 지지된다는 것을 이해해야 한다. 렌즈의 외부 표면 상에 가해진 압력은 또한 반응에 의하여, 캐리어 상에 가해지고, 이 캐리어는 지지 요소에 대고 압박된다.
본 발명의 특정 실시예들을 예시할 뿐인 도면들, 특히 도 1A 내지 1E를 참조하면, 기판(1)은 그의 볼록한 표면 상에 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면(2)을 갖고, 그의 볼록한 표면이 위를 향하게 지지 요소(미도시) 상에 놓인다(도 1A). 경화성 코팅 조성물(3)의 액체 방울이 프레넬 렌즈 형성 표면 상에 적용된다(도 1B). 그 다음 캐리어와 동일한 베이스 곡률을 가지는 캐리어(4)가 그의 내부 표면이 아래를 향하게 지지 요소(미도시) 상에 놓인다(도 1C).
프레넬 구조의 외형에 기인하여, 기판의 볼록한 표면 상에 퇴적된 액체 방울은 매우 안정적이어서, 오목한 캐리어를 기포 형성을 피하도록 천천히 접근시켜 직접 적용한다. 지지 요소를 서로에 대해 이동시켜 경화성 조성물(3)과 캐리어(4)의 내부 표면을 직접 접촉되게 하고(도 1D), 이렇게 해서 수개의 액체 코팅 셀(6)을 형성한다.
그 후에, 본 발명의 압력과 Rtb 비 필요조건들을 만족시키도록 지지 요소들을 함께 누른다. 그 다음 경화성 조성물(3)은 상기 조성물의 성질에 따라, 예를 들면, 가열 또는 광을 사용하여 경화되고, 가해진 압력이 해제되고, 캐리어(4)가 빼내어지고, 경화 코팅 조성물(5)이 부착 코팅된 프레넬 렌즈 형성 표면을 가지는 기판(1)이 도 1E에 도시된 바처럼 회수된다. 얻어진 광학 물품은 매끄러운 표면과 적합하게 보호된 프레넬 타입 구조를 나타낸다.
도 2A 내지 도 2E는 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면(2')이 기판(1')의 오목한 표면상에 놓인 것을 제외하고는 도 1A 내지 도 1E과 관련하여 개시된 것과 유사한 공정의 주요 단계들을 나타낸다.
도 3A 내지 도 3E는 캐리어(4'')가 그의 내부(볼록한) 주 표면 상에 코팅 스택(7)을 지니는 것(도 3C)을 제외하고는 도 2A 내지 도 2E과 관련하여 개시된 것과 유사한 공정의 주요 단계들을 나타낸다. 지지 요소는 서로에 대해 이동되어 경화성 조성물(3'')과 캐리어(4'')가 지니는 코팅 스택의 노출 표면을 직접 접촉시킨다(도 3D). 이 경우에, 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅은 코팅 스택을 기판 상에 동시에 전사하는 것을 포함한다. 공정은 도 3E에 나타낸 바처럼 경화 코팅 조성물(5'')과 코팅 스택(7)으로 연속적으로 코팅된 프레넬 렌즈 형성 표면을 가지는 기판(1'')을 제조한다.
본 발명의 방법에 의해 얻어진 최종 광학 물품은 매우 양호한 광학 품질을 갖고 간섭 무늬를 전혀 갖지 않거나 또는 매우 낮은 수준의 간섭 무늬를 가진다. 바람직하게는 이들 물품은 가시광 범위의 빛을 전혀 (또는 거의) 흡수하지 않고, 이는 본 발명의 공정에 따라 하나의 측면상에 코팅될 때, 광학 물품은 바람직하게는 1%이하, 보다 바람직하게는 1% 미만의 가시광 범위의 광 흡수, 및/또는 바람직하게는 90%보다 높은, 보다 바람직하게는 95% 보다 높은, 그리고 심지어 보다 바람직하게는 96%보다 높은 가시광 스펙트럼의 상대 광 투과율, Tv을 가진다. 바람직하게는, 두가지 모두의 특징들이 동시에 만족되고 이는 코팅의 두께를 조심스럽게 제어함으로써 성취될 수 있다. 본 명에서에서 사용된, Tv율은 표준 ISO 8980-3에 정의된 바와 같고 380-780㎚ 파장 범위에 해당한다.
본 발명의 코팅 공정은 (바람직하게는) 안과용 렌즈 산업에 적용될 수 있으나, 영상 장치, 텔레비젼, 조명 기구, 신호등 및 태양 전지 등의 분야에서도 사용될 수 있다.
본 발명은 아래에 기술된 예들에 의해 더 설명한다. 이들 예들은 본 발명을 예시하기 위한 것이고 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
예
a) 일반적인 고려사항
아래 설명된 실험에서 코팅된 광학 물품들은 폴리카보네이트 기판(직경:70㎜, 베이스 곡률:7.5)과 전형적으로 그의 볼록한 표면 상에 WO 2007/141440에 개시된 바와 같은 프레넬 타입 패치(patch)를 포함하는 편평한 렌즈 블랭크(plano lens blank)이다. 상기 패치는 50㎜의 직경을 갖고, 격자 피치는 130 내지 260㎛이며, 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이의 간격은 20 내지 90㎛이다. 프레넬 타입 패치는 1.59의 굴절률을 가지는 폴리카보네이트 물질로 제조된다.
예 1 내지 3 및 C1 내지 C7에서, 사용된 캐리어는 그의 오목한 내부 표면 상에 WO 2008/015223의 예들에 기술된 보호 및 박리 코팅을 지닌 0.6, 1.2 또는 2.2㎜의 두께와 7.5의 베이스 곡률(예 C2 및 C4: 6.5 제외)을 가지는 구형 폴리카보네이트 몰드 파트이다. 이 코팅은 본 발명의 코팅 공정을 수행할 때 전사되지 않는다.
표 1에 나타낸 제제를 가지는 UV 경화성 부착 조성물이 렌즈의 볼록한 측면 상의 프레넬 타입 표면들을 코팅하는데 사용되었다. 상기 조성물은 경화되는 경우 1.52의 굴절률을 가진다.
성분 %
IBOA(이소-보르닐 아크릴레이트) 12.67
아크릴산 1.70
M600(디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트) 2.87
GE-30(트리메틸로프로판 트리글리시딜 에테르) 8.62
HEMA(2-히드록시에틸 메타아크릴레이트) 25.74
CN994(폴리우레탄 아크릴레이트) 43.37
UVI 6976/6992(광개시제) 2.16
DAR 1173/819(광개시제) 1.87
IRG 184 (광개시제) 1.00
전체 100.00
b) 코팅 일반 절차
표 1에 나타낸 UV 경화성 접착제 15방울(약 0.3g)을 렌즈의 프레넬 타입 표면(가운데) 상에 퇴적하고 그 다음 위에서 설명된 캐리어를 그의 오목한 측면으로부터 액체 방울과 프레넬 타입 볼록한 표면 상에 조심스럽게 적용한다. 캐리어를 경화성 조성물이 캐리어의 중력에 기인하여 프레넬 타입 구역 전체 또는 프레넬 구역 대부분을 덮도록 알맞게 펴질 때까지 유지한다. 이는 액체 흐름이 너무 빠를 경우 액체 기포들이 프레넬 구조에 갇히게 되는 위험성을 감소시킨다. 그 다음, 0.345 Bar(5 Psi), 0.689 Bar(10 Psi), 1.034 Bar(15 Psi) 또는 1.378 Bar(20 Psi)의 압력을 가벼운 고무 풍선을 이용하여 상기 캐리어 상에(제외 예 C3 내지 C5: 압력이 가해지지 않음) 가하여 경화성 코팅 조성물을 전체 프레넬 타입 표면 상에 퍼지게 한다. 채워지지 않은 구역이 남지 않는다. 가해진 압력을 유지하는 한편, 경화성 코팅 조성물은 캐리어의 측면상에 위치된 UV 램프(80mW/㎝2)로 40초 동안 조사하여 경화된다.
압력이 해제되고 캐리어가 제거되면, 코팅된 프레넬 타입 표면을 가지는 렌즈가 얻어진다. 코팅된 프레넬 렌즈를 형성하는 표면은 매끄러운 표면이 되고, 따라서, 계속해서 딥 또는 스핀 하드 코팅되거나 필요할 경우 반사방지 스택으로 코팅될 수 있다.
c) 결과
각기 예에서 얻어진 코팅된 렌즈들의 공정 파라미터와 성능들은 표 2에 집계되어 있다.
예 1 2 3 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
렌즈 베이스 곡률 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
캐리어 베이스 곡률 7.5 7.5 7.5 7.5 6.5 7.5 6.5 7.5 7.5 7.5
캐리어 두께(㎜)(1) 2.2 1.2 2.2 0.6 1.2 2.2 1.2 0.6 2.2 0.6
가해진 압력(Bar)(2) 0.689 0.345 1.03 0.689 0.345 0 0 0 1.38 0.345
비(1)/(2) 3.19 3.48 2.13 0.87 3.48 +∞ +∞ +∞ 1.60 1.74
코팅에 의해 덮힌 프레넬 타입 표면 양호 양호 양호 불량 불량 양호 양호 양호 양호 불량
경화후 기포 아니오 아니오 아니오 예 예 아니오 아니오 아니오 예 예
전체 표면상의 코팅 두께 고름 고름 고름 고름 고름 고르지 않음 고르지 않음 고르지 않음 고름 고름
최종 렌즈의 표면적인 측면 양호 양호 양호 불량 불량 불량 불량 불량 불량 불량
불량: 양호하지 않음
경화후 기포의 존재는 캐리어가 제거되기 전 자연광 상태에서 육안으로 결정된다. 전체 렌즈 표면 상의 코팅 두께는 코팅된 렌즈를 횡단면 절단 후 현미경으로 측정되었다.
최종 렌즈의 표면적인 측면은 캐리어가 제거된 후 자연광 상태에서 육안으로 점검되었다. 기포가 존재할 때, 구조는 코팅 층으로 덮히지 않고 자연광 상태에서 시각적인 결함을 남겼다.
위의 표에서 나타낸 바처럼, 기포 형성 현상은 몰드 파트 특징 및 가해진 압력과 관련된다.
코팅 공정 특징들, 즉 캐리어 및 렌즈의 베이스 곡률, 가해진 압력 및 캐리어의 두께의 선택에 기인하여, 코팅 수축에 의해 유도되는 기포 형성은 예 1 내지 3에서 관찰되지 않았다. 이들 예에서 얻어진 최종 렌즈는 매끄러운 표면과 적절히 코팅된 프레넬 렌즈 형성 표면을 나타냈다. 코팅된 표면은 물체가 전부 관찰될 때 어떠한 광학적 왜곡도 야기하지 않았다. 경화 코팅 조성물과 프레넬 구조를 형성하는 물질 사이의 굴절률 차이에 기인하여 최종 렌즈는 높은 광학 배율을 가진다.
비교예 1은 매우 얇은 캐리어를 사용하여 비 (1)/(2)를 1.85 밑으로 낮춘 것을 제외하고는 예 1과 동일하다. 얻어진 최종 렌즈는 프레넬 타입 구역의 코팅 수지의 표면 수축에 기인하여 많은 기포가 생겼다. 예 2 내지 비교예 7의 캐리어의 두께를 감소시킬 때 동일한 현상이 관찰되었다.
비교예 6은 너무 높은 압력을 사용하여 비 (1)/(2)를 1.85 밑으로 낮춘 것을 제외하고는 예 1 및 3과 동일하다. 얻어진 최종 렌즈는 프레넬 타입 구역의 코팅 수지의 표면 수축에 기인하여 많은 기포가 생겼다.
비교예 2는 다른 베이스 곡률를 갖는 캐리어와 렌즈를 사용한 것을 제외하고는 예 2와 동일하다. 얻어진 최종 렌즈는 이 베이스 곡률 불일치에 기인한 코팅 수축에 의해 많은 기포가 야기되었다.
비교예 3-5는 코팅 공정 동안 캐리어의 외부 표면 상에 압력이 가해지지 않은 것을 제외하고는 예 1-2와 동일하다. 기포의 형성이 관찰되지 않았으나, 경화성 조성물 퍼짐(curable composition spreading)은 잘 제어될 수 없었고, 그 결과 고르지 못한 최종 코팅 층이 얻어졌다.
예 4: 프레넬 렌즈 표면으로의 HMC(경성 멀티코트) 코팅의 전사
a) HMC 코팅된 캐리어가 US 특허 제6,562,466호에 기재되어 있다. 7.5 베이스 HMC 캐리어가 코팅 전사에 사용되었다. HMC 캐리어는 0.6㎜의 두께와 73㎜의 직경을 가진다.
b) 표 1에 나타낸 UV 경화성 접착제 15 방울(약 0.3g)이 렌즈의 프레넬 타입 표면(7.5 베이스)(무배율:앞과 뒷면 외형(프러넬 구조 제외)은 동일하다) 상의 가운데에 퇴적된다. 프레넬 구조는 렌즈의 오목한 측면상에 있고, 그의 프레넬 구조는 두개의 연속적인 프레넬 존들 사이에 28마이크로미터의 일정한 높이(간격 Δz)를 가지나, 중심에서 주변까지 다른 폭(격자 피치)를 가진다(100㎚ 내지 211㎚). 그 다음 상기 HMC 캐리어는 액체 방울과 오목한 프레넬 표면 상에 역상의 HMC 코팅을 지니는 볼록한 측면으로부터 조심스럽게 적용된다. 캐리어는 경화성 조성물이 캐리어의 중력에 기인하여 프레넬 구역의 대부분을 덮도록 알맞게 퍼질때까지 유지된다. 그 다음, 0.138 Bar(2 Psi)의 압력이 가벼운 고무 풍선을 사용하여 상기 캐리어 상에 가해져 경화성 코팅 조성물을 전체 오목한 프레넬 표면 상에 퍼지게 한다. 채워지지 않은 구역이 남지 않는다. Rtb 비는 4.35의 값으로 유지된다.
c) 가해진 압력을 유지하는 한편, 경화성 코팅 조성물이 캐리어의 측면 상에 위치된 UV 램프(80mW/㎠)로 40초 동안 조사하여 경화된다. 경화후에, 캐리어는 제거되며 HMC 층이 프레넬 구조의 렌즈에 전사된다. 이 프레넬 구조의 렌즈 상의 HMC 코팅 층은 기포가 없어 매우 매끄럽다. 이 코팅된 프레넬 렌즈 상에 광학적 왜곡은 관찰되지 않는다. 얻어진 프레넬 렌즈는 매우 양호한 광학 및 기계적 성능, 예를 들면 경도, 반사-방지성, 부착성을 가진다.

Claims (24)

  1. 광학 물품의 기판의 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면의 코팅 공정으로서, 상기 표면은 프레넬 렌즈를 형성하고, 상기 공정은:
    - (a) 플라스틱 물질로 제조되고 내부 표면과 외부 표면을 가지는 제거가능한 캐리어를 제공하는 단계, 상기 내부 표면은 노출 표면을 가지는 하나 이상의 코팅 스택을 선택적으로 지닌다;
    - (b) 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면을 가지는 기판을 포함하는 광학 물품을 제공하는 단계;
    - (c) 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 기하학적으로 정의된 표면, 상기 캐리어의 상기 내부 표면 또는 상기 캐리어가 지니는 상기 코팅 스택의 상기 노출 표면 상에 경화성 코팅 조성물을 퇴적하는 단계;
    - (d) 상기 캐리어와 상기 광학 물품을 서로에 대해 이동시켜 상기 퇴적된 경화성 코팅 조성물을 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면, 상기 캐리어의 상기 내부 표면 또는 상기 캐리어가 지니는 상기 코팅 스택의 상기 노출 표면 상에 접촉시키는 단계;
    - (e) 상기 캐리어의 상기 외부 표면 상에 압력을 가하여 상기 경화성 코팅 조성물을 퍼지게 하여 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 적어도 하나의 표면을 덮는 단계;
    - (f) 상기 경화성 코팅 조성물의 층을 경화시키는 단계;
    - (g) 상기 제거가능한 캐리어를 빼내 상기 경화 코팅 조성물로 코팅되고 선택적으로 상기 코팅 스택으로 코팅된 적어도 하나의 프레넬 렌즈 형성 표면을 가지는 상기 광학 물품의 상기 기판을 회수하는 단계를 포함하고,
    여기서, 다음의 필요 조건들:
    - 상기 기판의 베이스 곡률과 상기 캐리어의 베이스 곡률 사이의 차이는 -0.3 내지 0.3이고;
    - 단계(e)에서 가해진 상기 압력은 0.138Bar 이상이고; 그리고
    - 비 Rtb는: 상기 캐리어의 두께(밀리미터 단위)/ 단계(e)에서 가해진 상기 압력(Bar 단위)으로 정의되며 1.85 이상인 것을 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  2. 제1항에 있어서, 단계(e)에서 가해진 상기 압력은 0.207Bar 이상인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  3. 제1항에 있어서, 단계(e)에서 가해진 상기 압력은 0.345 내지 1.03Bar인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비 Rtb는 1.92 이상인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  5. 제1항에 있어서, 상기 캐리어의 두께는 0.26 내지 5㎜인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 물품은 볼록한 주 표면과 오목한 주 표면을 가지는 기판을 포함하는 안과용 렌즈인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  7. 제6항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면은 상기 기판의 상기 볼록한 주 표면 상에 놓이는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  8. 제1항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈는 프레넬 존들을 형성하는 일련의 동심의 원형 렌즈 섹션들을 포함하고, 2㎛ 보다 큰 크기를 가지는 두 개의 연속적인 프레넬 존들 사이 간격 Δz를 갖고, 상기 간격 Δz는 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면의 광학 중심에서 상기 기판의 상기 표면에 수직한 z축의 방향에 따라 측정되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  9. 제8항에 있어서, 상기 간격 Δz는 5 내지 250㎛의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  10. 제1항에 있어서, 단계(b)에서 제공되는 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면의 표면 거칠기 Rq는 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  11. 제8항에 있어서, 상기 두 개의 연속적인 프레넬 존들 사이 간격은 상기 기하학적으로 정의된 표면의 광학 중심 상에 중심을 둔 20㎜의 직경을 가지는 원형 구역 안에서 5 내지 50㎛의 크기를 갖고 상기 두 개의 연속적인 프레넬 존들 사이 간격은 상기 원형 구역 밖에서 5 내지 250㎛ 범위에서 달라질 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  12. 제8항에 있어서, 상기 두 개의 연속적인 프레넬 존들 사이 간격은 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면 전체에 대해 5 내지 100㎛의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  13. 제1항에 있어서, 단계(b)에서 제공된 상기 광학 물품은 프레넬 렌즈를 형성하는 노출된 표면을 가지는 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  14. 제1항에 있어서, 상기 캐리어의 상기 내부 표면은 오염-방지 탑 코트, 반사-방지 코팅, 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅, 내충격성 코팅, 편광 코팅, 광색성 코팅, 염색 코팅, 인쇄 층, 미세구조 층 및 정전기 방지 코팅으로부터 선택되는 하나 이상의 코팅 스택을 지니는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  15. 제1항에 있어서, 상기 경화성 코팅 조성물은 광학 염료 또는 광색성 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  16. 제1항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 물질과 상기 경화 코팅 조성물 사이의 굴절률 차이는 0.03 보다 큰 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  17. 제1항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 물질은 글리콜의 비스알릴 카보네이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 에폭시 물질, 에피설파이드와 우레탄으로부터 얻어지는 폴리머 및 에피설파이드와 티오우레탄으로부터 얻어지는 폴리머로부터 선택되는 열가소성 또는 열경화성 폴리머인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  18. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 플라스틱 물질의 탄성율은 1GPa 내지 5GPa인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  19. 제1항에 있어서, 단계(e)에서 가해진 상기 압력은 0.345Bar 이상인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  20. 제1항에 있어서, 상기 비 Rtb는 2.00 이상인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  21. 제1항에 있어서, 상기 캐리어의 두께는 0.3 내지 5㎜인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  22. 제1항에 있어서, 상기 캐리어의 두께는 0.5 내지 3㎜인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  23. 제1항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈는 프레넬 존들을 형성하는 일련의 동심의 원형 렌즈 섹션들을 포함하고, 3㎛ 보다 큰 크기를 가지는 두 개의 연속적인 프레넬 존들 사이 간격 Δz를 갖고, 상기 간격 Δz는 상기 프레넬 렌즈를 형성하는 기하학적으로 정의된 표면의 광학 중심에서 상기 기판의 상기 표면에 수직한 z축의 방향에 따라 측정되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
  24. 제8항에 있어서, 상기 간격 Δz는 5 내지 150㎛의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 형성 표면의 코팅 공정.
KR1020107025961A 2008-05-21 2009-05-20 프레넬 렌즈를 형성하는 표면의 코팅 공정 KR101603291B1 (ko)

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