KR102380648B1 - 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법 - Google Patents
유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정한 폭을 가진 편광필름을 제조하고, 제조된 편광필름에서 유리렌즈에 부착할 수 있는 일정한 형태로 절단하고 성형함으로써, 제조원가를 줄이고 편광필름의 제조효율을 증가시킬 수 있는 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 관한 것으로서,
(a) PVA 필름과 지지필름을 이용하여 편광필름 모재를 제조하는 단계; (b) 상기 편광필름 모재를 렌즈의 곡률반경에 적합한 일정 크기로 절단하는 단계; (c) 상기 일정 크기로 절단된 편광필름을 유리 렌즈의 곡률에 따라 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 단계; (d) 전후의 유리 렌즈 사이에 상기 일정한 곡률을 가진 편광필름을 부착하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법을 제공한다.
(a) PVA 필름과 지지필름을 이용하여 편광필름 모재를 제조하는 단계; (b) 상기 편광필름 모재를 렌즈의 곡률반경에 적합한 일정 크기로 절단하는 단계; (c) 상기 일정 크기로 절단된 편광필름을 유리 렌즈의 곡률에 따라 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 단계; (d) 전후의 유리 렌즈 사이에 상기 일정한 곡률을 가진 편광필름을 부착하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정한 폭을 가진 편광필름을 제조하고, 제조된 편광필름에서 유리렌즈에 부착할 수 있는 일정한 형태로 절단하고 성형함으로써, 제조원가를 줄이고 편광필름의 제조효율을 증가시킬 수 있는 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 관한 것이다.
자연물에 반사되어 난해하게 반사와 굴절을 거듭하는 자연광을 그대로 눈에 받아들이게 되면 눈부심 현상을 일으키게 된다. 이때 편광(偏光)의 원리를 응용한 편광렌즈를 착용하면 눈부심을 줄일 수 있다.
편광이라 함은 난해하게 반사와 굴절을 거듭하는 자연광이 편광필름(편광자)를 통하여 한 방향으로만 투과되어 특정한 방향으로만 진동하는 빛의 파동을 말한다.
이러한 편광렌즈는 해 뜰 무렵이나 해 질 무렵에 반사광과 굴절광을 차단하여 눈부심을 감소시킬 수 있으며, 사물을 볼 수 있는 가시거리가 길어지게 한다.
또한, 자동차 운전 시 편광렌즈를 착용하게 되면 불필요한 빛이 차단되어 넓은 시야를 확보할 수 있어 안전운전에도 도움을 주게 된다.
일반적인 편광렌즈는, 플라스틱 또는 유리 렌즈의 표면에 편광필름(편광자)을 가열 부착하거나, 편광필름을 미리 렌즈 형태로 성형한 다음 편광필름의 양쪽에 CR-39(allyl diglycol carbonate) 또는 우레탄과 같은 액상의 모노머, 올리고머를 부어서 경화시키는 캐스팅 방법을 사용하거나, 편광필름 사이 또는 편광필름의 양면에 TAC(Triacetyl Cellulose) 필름이나 PC(Polycarbonate) 필름 등의 보호필름을 합지(laminating)한 편광시트를 렌즈 형태로 성형한 다음, 성형한 편광시트를 사출기에 넣고 인서트 사출을 통해 두께를 보강하는 방법을 사용하여 제조한다.
유리렌즈에 편광필름을 합지하는 경우, 종래 PVA(Polyvinylalcohol) 필름을 절단하는 경우 취성(brittleness)이 크기 때문에, 실제 렌즈에 필요한 크기보다 크게 절단하여야 한다는 문제점이 있었다. 또한, 취성이 크기 때문에 곡면 성형을 위해서는 지그가 필요하여 실제 렌즈에 필요한 크기보다 크게 절단하여야 한다는 문제점이 있었다.
또한, 강성을 크게 하기 위해 TAC 필름이나 PC 필름으로 지지필름을 사용하는 경우라도, 필름의 사용 부분에 대해서는 어느 범위까지 사용이 가능한지에 대한 표시가 없어서 편광렌즈 제조 후 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유리렌즈를 사용하여 편광렌즈를 생산함에 있어서, 유리렌즈에 적합한 형태로 편광필름을 절단하여 경제성을 높일 수 있는 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유리 편광렌즈의 가공에 적합하도록 편광필름에 사용적합성 표식을 하여 유리 편광렌즈의 가공 시 제품의 불량률을 줄일 수 있는 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, (a) PVA 필름과 지지필름을 이용하여 편광필름 모재를 제조하는 단계; (b) 상기 편광필름 모재를 렌즈의 곡률반경에 적합한 일정 크기로 절단하는 단계; (c) 상기 일정 크기로 절단된 편광필름을 유리 렌즈의 곡률에 따라 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 단계; (d) 전후의 유리 렌즈 사이에 상기 일정한 곡률을 가진 편광필름을 부착하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 (a) 단계는, (a-1) PVA 필름의 표면을 20~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 수세하는 단계; (a-2) 상기 수세한 PVA 필름의 분자결합된 부분으로 염료가 스며들 수 있도록 20 ~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 팽윤시키는 단계; (a-3) 상기 팽윤된 PVA 필름을 편광기능과 색상을 부여하기 위해 염료, 요오드 또는 염료와 요오드 혼합물을 30 ~ 50℃의 탈이온수와 혼합한 수용액에 담궈서 3 ~ 6분간 염착하는 단계; (a-4) 상기 염착된 PVA 필름의 표면에 부착되어 있는 염료찌꺼기나 이물을 탈이온수로 세정하여 제거하는 단계; (a-5) 롤투롤 설비를 이용하여 붕산 수용액으로 가교하여 상기 세정된 PVA 필름을 3 ~ 6배로 연신하는 단계; (a-6) 상기 연신된 PVA 필름을 건조하는 단계; (a-7) 상기 연신된 PVA 필름에 접착제를 이용하여 지지필름을 합지하는 단계; (a-8) 상기 합지된 PVA 필름과 지지필름을 건조하여 편광필름 모재를 형성하는 단계; 및 (a-9) 상기 편광필름 모재의 표면에 보호필름을 부착하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 지지필름은, PC 필름, TAC 필름 또는 PA 필름 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 접착제는, PVA 분말에 물과 경화제를 혼합하여 형성된 수계접착제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 수계접착제에는, UV 차단제 또는 수용성 변색 염료과 더 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 (b)단계는, 편광필름에서 수율을 높이기 위해, 절개되는 편광필름의 각 열이 지그재그로 절단되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 (c)단계는, (c-1) 상기 일정크기로 절단된 편광필름을 70 ~ 90℃의 온도로 12시간 예열하는 단계; (c-2) 예열된 상기 편광필름을 정하여진 일정 곡률에 맞춰 80 ~ 140℃에서 3 ~ 5분 성형하는 단계; (c-3) 일정 곡률로 성형된 상기 편광필름을 유리 몰드 사이에 끼워넣고 냉각시키면서 형태를 고정시키는 단계; 및 (c-4) 일정 곡률로 형태가 고정된 상기 편광필름의 가장자리에서 내측으로 렌즈 사용가능 부분을 표시하는 일정길이의 표시부를 방사상으로 인쇄하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 (d)단계는, (d-1) 제1유리렌즈를 동일한 곡률을 가진 몰드 위에 올려 놓는 단계; (d-2) 상기 제1유리렌즈 위에 접착제를 도포하는 단계; (d-3) 접착제가 도포된 상기 제1유리렌즈 위에 상기 편광필름을 부착하는 단계; (d-4) 상기 편광필름 위에 접착제를 도포하는 단계; (d-5) 접착제가 도포된 상기 편광필름 위에 제2유리렌즈를 부착하는 단계; 및 (d-6) 서로 접착된 상기 제1유리렌즈와 상기 편광필름 및 상기 제2유리렌즈를 UV 경화 또는 열건조하여 편광렌즈를 형성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 유리렌즈와 편광필름을 접착하기 위한 접착제는 UV 또는 열경화성 접착제인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법은, 편광필름을 유리렌즈에 적합하게 절단할 수 있어서 편광필름의 수율 증가로 인해 유리 편광렌즈의 제조비용을 줄일 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 유리 편광렌즈에서 가장 중요한 편광필름의 사용가능성 여부에 대한 표시부가 구비되기 때문에, 제품의 불량률을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 전체 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 편광필름 제조단계의 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 편광필름 성형단계의 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 유리렌즈에 편광필름을 부착하는 편광필름 부착단계의 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 편광필름 절단단계에서 편광필름의 절단형태를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 절단된 편광필름의 성형단계에서 편광필름에 표시부를 인쇄한 것을 도시한 평면도.
도 7은 종래의 편광필름의 사용형태를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 편광필름 제조단계의 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 편광필름 성형단계의 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 유리렌즈에 편광필름을 부착하는 편광필름 부착단계의 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 편광필름 절단단계에서 편광필름의 절단형태를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 절단된 편광필름의 성형단계에서 편광필름에 표시부를 인쇄한 것을 도시한 평면도.
도 7은 종래의 편광필름의 사용형태를 도시한 평면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 고굴절 편광렌즈의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 전체 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 편광필름 제조단계의 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 편광필름 성형단계의 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법에 있어서 유리렌즈에 편광필름을 부착하는 편광필름 부착단계의 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 편광필름 절단단계에서 편광필름의 절단형태를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 절단된 편광필름의 성형단계에서 편광필름에 표시부를 인쇄한 것을 도시한 평면도이고, 도 7은 종래의 편광필름의 사용형태를 도시한 평면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 유리렌즈에 적합한 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법의 순서도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 유리 편광렌즈 제조방법은 (a) PVA 필름과 지지필름을 이용하여 편광필름 모재를 제조하는 편광필름 모재 제조단계(S1)와, (b) 편광필름 모재를 렌즈의 곡률반경에 적합한 일정 크기로 절단하는 편광필름 절단단계(S2)와, (c) 일정 크기로 절단된 편광필름을 유리 렌즈의 곡률에 따라 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 편광필름 성형단계(S3)와, (d) 전후의 유리 렌즈 사이에 일정한 곡률을 가진 편광필름을 부착하는 편광필름 부착단계(S4)로 이루어진다.
먼저 (a) PVA 필름과 지지필름을 이용하여 편광필름 모재를 제조하는 편광필름 제조단계(S1)를 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 편광필름 제조단계(S1)는, (a-1) PVA 필름의 표면을 20~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 수세하는 PVA 필름 수세단계(S11)와, (a-2) 수세한 PVA 필름의 분자결합된 부분으로 염료가 스며들 수 있도록 20 ~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 팽윤시키는 PVA 필름 팽윤단계(S12)와, (a-3) 팽윤된 PVA 필름을 편광기능과 색상을 부여하기 위해 염료, 요오드 또는 염료와 요오드 혼합물을 30 ~ 50℃의 탈이온수와 혼합한 수용액에 담궈서 3 ~ 6분간 염착하는 PVA 필름 염착단계(S13)와, (a-4) 염착된 PVA 필름의 표면에 부착되어 있는 염료찌꺼기나 이물을 탈이온수로 세정하여 제거하는 PVA 필름 세정단계(S14)와, (a-5) 롤투롤(roll-to-roll) 설비를 이용하여 붕산 수용액으로 가교하여 세정된 PVA 필름을 3 ~ 6배로 연신하는 PVA 필름 연신단계(S15)와, (a-6) 연신된 PVA 필름을 건조하는 PVA 필름 건조단계(S16)와, (a-7) 연신된 PVA 필름에 접착제를 이용하여 지지필름을 합지하는 PVA 필름과 지지필름 합지단계(S17)와, (a-8) 합지된 PVA 필름과 지지필름을 건조하여 편광필름 모재를 형성하는 편광필름 형성단계(S18)와, (a-9) 편광필름 모재의 표면에 보호필름을 부착하는 보호필름 부착단계(S19)로 이루어진다.
먼저 (a-1) PVA 필름의 표면을 20~ 40℃의 탈이온수(deionized water)로 1 ~ 3분 동안 수세하는 PVA 필름 수세단계(S11)를 설명한다. 편광필름을 제조하기 위해 제공되는 필름은 보통 롤형태로 제공된다. 롤 형태로 제공되기 때문에 PVA 필름을 롤에서 풀면 표면에 이물질이나 먼지 등이 묻어 있을 수 있다. 이러한 이물질들을 제거하기 위해 20 ~ 40℃의 탈이온수를 이용하여 1 ~ 3분 동안 수세한다.
다음으로, (a-2) 수세한 PVA 필름의 분자결합된 부분으로 염료가 스며들 수 있도록 20 ~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 팽윤시키는 PVA 필름 팽윤단계(S12)를 거친다. PVA 필름의 분자결합 부분에 염료가 투입될 수 있도록 분자간의 결합거리를 늘리는 것으로, 탈이온수에서 가능한 최대로 PVA 필름을 팽윤시킨다.
다음으로, (a-3) 팽윤된 PVA 필름을 편광기능과 색상을 부여하기 위해 염료, 요오드 또는 염료와 요오드 혼합물을 30 ~ 50℃의 탈이온수와 혼합한 수용액에 담궈서 3 ~ 6분간 염착하는 PVA 필름 염착단계(S13)를 거친다. PVA 필름에 편광기능을 부여하기 위해서는 이색성 물질이 필요하다. 이색성 물질로서는 요오드와 염료가 사용된다. 편광필름은 주로 요오드계를 이용하여 편광기능이 부여되는데, PVA 필름을 요오드와 요오드-칼륨 착체계의 수용액에 침적시켜 염착시켜서 편광기능을 부여한다. 요오드계 편광필름은 편광필름이 갖추어야 할 투과도와 편광효율 등의 광학특성은 우수하나, 요오드의 승화성으로 인해 온도, 습도, 광에 대한 내구성에 문제가 있으므로 가혹한 환경에서는 사용할 수 없다. 염료계 편광필름의 경우는 요오드의 단점인 내구성의 문제를 해결했으나 염료의 이색성이 낮아 요오드계 편광필름보다 편광성능이 떨어진다. 그에 따라서 염료와 요오드를 혼합한 용액에서 염착을 하여 편광기능을 부여할 수도 있다.
다음으로, (a-4) 염착된 PVA 필름의 표면에 부착되어 있는 염료찌꺼기나 이물을 탈이온수로 세정하여 제거하는 PVA 필름 세정단계(S14)를 거친다. 염착된 PVA 필름을 탈이온수로 세정하여 표면의 이물질을 제거한다.
다음으로, (a-5) 롤투롤(roll-to-roll) 설비를 이용하여 붕산 수용액으로 가교하여 세정된 PVA 필름을 3 ~ 6배로 연신하는 PVA 필름 연신단계(S15)를 거친다. 롤투롤 장비에서 감기는 롤의 장력과 풀리는 롤의 장력을 달리하여 PVA 필름을 3 ~ 6배로 일축 연신한다. 연신된 필름은 붕산 수용액으로 가교하여 연신된 상태로 고정시킨다. 연신은 일축연신으로 구분자 사슬의 배향 방향으로 이색성 분자를 나란하게 배열시키고, 붕산으로 가교한다.
다음으로, (a-6) 연신된 PVA 필름을 건조하는 PVA 필름 건조단계(S16)를 거친다. 연신된 PVA 필름은 수용액에서 붕산으로 가교되기 때문에 수용액 성분이 남아 있으므로 건조시켜 편광필름으로 만든다.
다음으로, (a-7) 연신된 PVA 필름에 접착제를 이용하여 지지필름을 합지하는 PVA 필름과 지지필름 합지단계(S17)를 거친다. 지지필름과 PVA 필름은 서로 부착하나. 지지필름과 PVA 필름은, 지지필름 양측에 PVA 필름을 부착하거나 PVA 필름 양측에 지지필름을 부착할 수도 있다. 지지필름은 TAC 필름, PC 필름 또는 PA 필름이 사용될 수 있다. 즉, 구조적으로 PVA/TAC/PVA, TAC/PVA/TAC, PVA/PC/PVA, PC/PVA/PC, PVA/PA/PVA 또는 PA/PVA/PA로 이루어질 수 있다. TAC 필름은 필요에 따라서는 표면 전처리 작업이 진행될 수 있다. TAC 필름의 전처리는 NaOH 수용액에 TAC 필름을 침지시켜 TAC 필름(110)의 표면을 개질한다. 표면개질반응이 진행된 후에 TAC 필름의 표면은 히드록시기(OH-)가 표면에 형성된다. TAC 필름의 표면에 형성된 히드록시기(OH-)가 수계 접착제와 결합하게 되어 표면 결합력이 강화될 수 있다. 접착제로는 수계성 접착제가 사용된다. 수계성 접착제로는 폴리 비닐 알코올계 접착제, 폴리에틸렌이민계 접착제, 폴리카복실산계 접착제, 에폭시계 접착제, 알데히드계 접착제, 및 수분산 폴리우레탄계 등을 들 수 있다. 수계성 접착제의 예로서 폴리 비닐 알코올계 접착제는 PVA 분말을 접착제로 이용한다. PVA 분말을 탈염수에 풀어서 풀을 만들고, 만들어진 풀을 이용하여 PVA 필름과 지지필름을 서로 부착한다. 필요에 따라서는 경화제를 투입할 수 있다. 또한, 수계접착제에는 UV 차단제 또는 수용성 변색 염료과 더 혼합하여 기능성을 부여할 수 있다.
다음으로, (a-8) 합지된 PVA 필름과 지지필름을 건조하여 편광필름 모재를 형성하는 편광필름 형성단계(S18)를 거친다. PVA 필름과 지지필름에 사용되는 수계 접착제는 수분이 포함되어 있으므로 일정시간 건조하여 강도가 강화된 편광필름을 얻을 수 있다.
다음으로, (a-9) 편광필름 모재의 표면에 보호필름을 부착하는 보호필름 부착단계(S19)를 거친다. PVA 필름과 지지필름으로 형성된 편광필름의 표면을 보호하기 위해 표면에 보호필름을 부착한다. 편광필름의 표면에 보호필름을 부착함으로써 편광필름의 제조는 완성된다.
다음으로, (b) 편광필름 모재를 렌즈의 곡률반경에 적합한 일정 크기로 절단하는 편광필름 절단단계(S2)를 거친다. 편광필름 모재가 완성되면 편광필름 모재에서 렌즈의 곡률반경에 맞춰서 일정 크기로 절단하여 편광필름을 형성한다. 편광필름은 일축으로 연신되어 있기 때문에 통상적으로 성형을 하기 위해 열을 가하는 경우 원상회복력으로 인해 변형될 수 있다. 그에 따라 편광필름은 원상회복력에 의한 축소변형을 고려하여 타원형태로 제작된다. 도 5는 본 발명에 따른 편광필름을 절단하는 것을 도시하고 있다. 보호필름이 부착된 편광필름(100)에서 일정한 크기로 절단되는 것을 도시하고 있다. 절단된 편광필름(200)은 성형을 위해 미세한 타원형으로 형성될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이, 편광필름의 절단은 가로와 세로가 250mm인 상태에서 12개의 편광필름을 절단할 수 있음이 표시되고, 도 7은 종래의 편광필름의 절단 형태를 도시하고 있는데, 지그의 사용때문에 동일한 크기에서 4개의 편광필름을 절단할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 편광필름(10)은 4부분을 절단(11)되고, 절단된 부분에서 원형으로 된 편광필름(20) 부분만을 이용하여 유리렌즈와 부착하게 된다. 따라서, 본원발명에 의한 편광필름은 종래의 편광필름에 비해 3배의 수율을 얻을 수 있다. 수율을 높이기 위해 편광필름은 절단되는 각 열이 지그재그로 이루어진다.
다음으로, 도 3을 참조하여 (c) 일정 크기로 절단된 편광필름을 유리 렌즈의 곡률에 따라 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 편광필름 성형단계(S3)를 설명한다. 편광필름 성형단계(S3)는, (c-1) 일정크기로 절단된 편광필름을 70 ~ 90℃의 온도로 12시간 예열하는 편광필름 예열단계(S31)와, (c-2) 예열된 편광필름을 정하여진 일정 곡률에 맞춰 80 ~ 140℃에서 3 ~ 5분 성형하는 편광필름 성형단계(S32)와, (c-3) 일정 곡률로 성형된 편광필름을 유리 몰드 사이에 끼워넣고 냉각시키면서 형태를 고정시키는 편광필름 형태 고정단계(S33)와, (c-4) 일정 곡률로 형태가 고정된 편광필름의 가장자리에서 내측으로 렌즈 사용가능 부분을 표시하는 일정길이의 표시부를 방사상으로 인쇄하는 편광필름 표시부 인쇄단계(S34)로 이루어진다.
먼저, (c-1) 일정크기로 절단된 편광필름을 70 ~ 90℃의 온도로 12시간 예열하는 편광필름 예열단계(S31)를 거친다. 일정크기로 절단된 편광필름을 적정온도에서 12시간 예열한다. 12시간 편광필름을 예열함으로써, 편광필름을 일정한 곡률을 가진 편광필름으로의 성형이 가능하도록 한다. 즉, 분자간의 결합이 느슨한 상태가 되어 편광필름을 일정한 곡률을 가지도록 휠 수 있게 된다. 또한, 예열은 편광필름의 함수율에 따라 성형 후 필름의 물리적 변화를 방지하기 위한 것이다. 또한, 추가적으로 성형과정에서 색변화율을 일정하게 유지하기 위해 예열을 한다.
다음으로, (c-2) 예열된 편광필름을 정하여진 일정 곡률에 맞춰 80 ~ 140℃에서 3 ~ 5분 동안 성형하는 편광필름 성형단계(S32)를 거친다. 형태의 변형이 가능한 정도로 예열한 후 일정한 곡률에 맞춰서 제조된 몰드에 예열된 편광필름을 넣고 일정한 곡률을 형성한다.
다음으로, (c-3) 일정 곡률로 성형된 편광필름을 유리 몰드 사이에 끼워넣고 냉각시키면서 형태를 고정시키는 편광필름 형태 고정단계(S33)를 거친다. 일정한 곡률을 유지할 수 있도록 성형된 편광필름을 유리 몰드 사이에 끼워넣고 냉각시켜 형태를 고정한다. 냉각은 서서히 이루어지는 것이 바람직하며 급격한 냉각은 편광필름의 조직에 영향을 줄 수 있기 때문에 서서히 냉각한다.
다음으로, (c-4) 일정 곡률로 형태가 고정된 편광필름의 가장자리에서 내측으로 렌즈 사용가능 부분을 표시하는 일정길이의 표시부를 방사상으로 인쇄하는 편광필름 표시부 인쇄단계(S34)를 거친다. 편광필름은 펀칭 등의 장비로 펀칭하여 일정형태로 절단하기 때문에 절단되는 부분은 미세한 균열이 발생된다. 그에 따라 편광필름의 일정 내측 부분만을 사용할 수 있도록 표시부 인쇄한다. 표시부는 절단된 편광필름의 가장자리 측을 현미경 등의 장비로 검사를 하고, 검사한 편광필름의 전체 값을 기준으로 미세 균열이 어디까지 발생하는지를 판단한다. 그에 따라 미세 균열이 발생되지 않은 부분까지 표시부를 인쇄하여 유리렌즈와 접합하여 유리 편광렌즈의 가공 시 표시부를 이용하여 편리하게 일정 형태로 가공할 수 있다. 그에 따라 유리렌즈를 제작하는 안경업자는 유리 편광렌즈 가공 시 제품의 불량률을 줄일 수 있고, 또한 편광필름의 공급자의 입장에서도 불량이 날 수 있는 일정부분을 표시하여 줌으로써 제품 자체에 대한 불량률을 줄일 수 있어서 경제적인 이점이 생긴다. 도 6은 표시부(202)를 형성한 것을 도시하고 있다. 절단된 편광필름(200)은 편광필름 본체(201)와, 일정한 길이까지 인쇄되는 표시부(202)를 가지며, 필요에 따라서는 표시부(203)를 내측의 점선 형태로 인쇄하여 표시할 수도 있다. 표시부(202)가 인쇄되면 편광필름의 성형은 완료된다.
마지막으로 도 4를 참조하여 (d) 전후의 유리렌즈 사이에 일정한 곡률을 가진 편광필름을 부착하는 편광필름 부착단계(S4)를 설명한다. 유리렌즈 사이에 편광필름을 부착하는 단계는, (d-1) 제1유리렌즈를 동일한 곡률을 가진 몰드 위에 올려 놓는 제1유리렌즈 준비단계(S41)와, (d-2) 상기 제1유리렌즈 위에 접착제를 도포하는 단계(S42)와, (d-3) 접착제가 도포된 상기 제1유리렌즈 위에 상기 편광필름을 부착하는 단계(S43)와, (d-4) 상기 편광필름 위에 접착제를 도포하는 단계(S44)와, (d-5) 접착제가 도포된 상기 편광필름 위에 제2유리렌즈를 부착하는 단계(S45)와, (d-6) 서로 접착된 상기 제1유리렌즈와 상기 편광필름 및 상기 제2유리렌즈를 UV 경화 또는 열건조하여 편광렌즈를 형성하는 단계(S46)로 이루어진다.
먼저 (d-1) 제1유리렌즈를 동일한 곡률을 가진 몰드 위에 올려 놓는 제1유리렌즈 준비단계(S41)를 거친다. 제1유리렌즈를 렌즈의 곡률에 맞춰 제작된 몰드에 올려 놓는다. 몰드는 볼록면이 위를 향하도록 볼록하게 형성된다. 몰드는 유리렌즈의 곡률에 따라서 유리렌즈와 동일한 곡률을 가지도록 만들어지며, 몰드가 준비되면 볼록하게 형성되는 몰드면 위에 유리렌즈를 올려 놓는다.
다음으로, (d-2) 제1유리렌즈의 볼록한 표면 위에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계(S42)를 거친다. 유리렌즈의 표면에 접착제를 도포하는데 필요에 따라서는 프라이머를 먼저 유리렌즈의 표면에 도포한 후에 접착제를 도포할 수 있다. 접착제는 UV 접착제나 열경화성 접착제가 사용된다.
다음으로, (d-3) 제1유리렌즈의 접착제 도포면 위에 편광필름을 부착하는 편광필름 부착단계(S43)를 거친다. 접착제가 도포된 유리렌즈 위에 편광필름을 부착한다.
다음으로, (d-4) 제1유리렌즈에 부착된 편광필름 위에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계(S44)를 거친다. 동일한 과정으로 편광필름의 접촉면에 접착제를 도포한다. 접착제는 UV 경화 또는 열경화성 접착제가 사용될 수 있다.
다음으로, (d-5) 접착제가 도포된 편광필름 위에 제2유리렌즈를 부착하는 제2유리렌즈 부착단계(S45)를 거친다.
다음으로, (d-6) 서로 접착된 제1유리렌즈와 편광필름 및 제2유리렌즈를 UV 경화 또는 열건조하여 유리 편광렌즈를 형성하는 유리 편광렌즈 형성단계(S46)를 거친다. 유리렌즈와 편광필름의 부착에 사용되는 UV 또는 열경화성 접착제를 완전히 건조시켜 유리 편광렌즈를 완성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
100 : 편광필름 모재
200 : 편광필름 201 : 편광필름 본체
202 : 표시부 203 : 표시부
200 : 편광필름 201 : 편광필름 본체
202 : 표시부 203 : 표시부
Claims (9)
- (a) (a-1) 롤형태로 제공되는 PVA 필름의 표면을 20~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 수세하는 단계; (a-2) 상기 수세한 PVA 필름의 분자결합된 부분으로 염료가 스며들 수 있도록 20 ~ 40℃의 탈이온수로 1 ~ 3분 동안 팽윤시키는 단계; (a-3) 상기 팽윤된 PVA 필름을 편광기능과 색상을 부여하기 위해 염료, 요오드 또는 염료와 요오드 혼합물을 30 ~ 50℃의 탈이온수와 혼합한 수용액에 담궈서 3 ~ 6분간 염착하는 단계; (a-4) 상기 염착된 PVA 필름의 표면에 부착되어 있는 염료찌꺼기나 이물을 탈이온수로 세정하여 제거하는 단계; (a-5) 롤투롤 설비를 이용하여 붕산 수용액으로 가교하여 상기 세정된 PVA 필름을 감기는 롤의 장력과 풀리는 롤의 장력을 달리하여 3 ~ 6배로 연신하는 단계; (a-6) 상기 연신된 PVA 필름을 건조하는 단계; (a-7) 상기 연신된 PVA 필름에 수계접착제를 이용하여 지지필름을 합지하는 단계; (a-8) 상기 합지된 PVA 필름과 지지필름을 건조하여 편광필름 모재를 형성하는 단계; 및 (a-9) 상기 편광필름 모재의 표면에 보호필름을 부착하는 단계;로 이루어지는 PVA 필름과 지지필름을 이용하여 편광필름 모재를 제조하는 단계;
(b) 상기 편광필름 모재에서 편광필름 제조 수율을 높이기 위해, 렌즈의 곡률반경에 적합한 일정 크기의 편광필름의 각 열이 지그재그로 절단되는 단계;
(c) (c-1) 상기 일정크기로 절단된 편광필름을 70 ~ 90℃의 온도로 12시간 예열하는 단계;(c-2) 예열된 상기 편광필름을 정하여진 일정 곡률에 맞춰 90 ~ 120℃에서 3 ~ 5분 성형하는 단계;(c-3) 일정 곡률로 성형된 상기 편광필름을 유리 몰드 사이에 끼워넣고 냉각시키면서 형태를 고정시키는 단계; 및 (c-4) 일정 곡률로 형태가 고정된 상기 편광필름의 가장자리에서 내측으로 렌즈 사용가능 부분을 표시하는 일정길이의 표시부를 방사상으로 인쇄하는 단계;로 이루어지는 절단된 편광필름을 유리 렌즈의 곡률에 따라 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 단계;
(d) (d-1) 제1유리렌즈를 동일한 곡률을 가진 몰드 위에 올려 놓는 단계;(d-2) 상기 제1유리렌즈 위에 접착제를 도포하는 단계;(d-3) 접착제가 도포된 상기 제1유리렌즈 위에 상기 편광필름을 부착하는 단계;(d-4) 상기 편광필름 위에 접착제를 도포하는 단계;(d-5) 접착제가 도포된 상기 편광필름 위에 제2유리렌즈를 부착하는 단계; 및 (d-6) 서로 접착된 상기 제1유리렌즈와 상기 편광필름 및 상기 제2유리렌즈를 UV 경화 또는 열건조하여 편광렌즈를 형성하는 단계;로 이루어지는 전후의 유리 렌즈 사이에 상기 일정한 곡률을 가진 편광필름을 부착하는 단계;로 이루어지고,
상기 지지필름은, PC 필름, TAC 필름 또는 PA 필름 중에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 수계접착제는, PVA 분말에 물과 경화제 및 UV 차단제 또는 수용성 변색 염료가 혼합되어 형성되고,
상기 표시부를 방사상으로 인쇄하는 단계는, 절단된 편광필름에 미세 균열이 어디까지 발생하는지를 검사하고, 검사한 값을 기준으로 미세균열이 발생되지 않는 부분에 표시부를 인쇄하는 것을 특징으로 하는 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 (d)단계의 접착제는, UV 또는 열경화성 접착제인 것을 특징으로 하는 편광필름을 이용한 유리 편광렌즈의 제조방법.
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