KR20240008835A - 광학 렌즈 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20240008835A
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insert
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KR1020237036002A
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엘리엇 프렌치
하오웬 치우
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에씰로 앙터나시오날
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Abstract

몰드 장치는, 제1 몰드 측부(110) 및 상기 제1 몰드 측부(110)보다 낮은 열 전도도를 갖는 제2 몰드 측부(105)를 포함하는 몰드를 포함하고, 상기 제1 몰드 측부(110)는 상기 제1 몰드 측부(110)의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체(117)를 포함하고, 상기 제1 몰드 삽입체(117)는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조(199)을 포함하고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)은 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며, 상기 제1 몰드 측부(110)의 열 전도도는 25℃에서 5 내지 1,500 W·m-1·K-1이고, 상기 제2 몰드 측부(105)의 열 전도도는 25℃에서 0.01 내지 2 W·m-1·K-1이다.

Description

광학 렌즈 제조 방법 및 장치
본 개시 내용은, 미세구조를 갖는 렌즈를 포함하는, 렌즈의 제조 중에 결함을 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본원에서 제공되는 '배경기술'에 관한 설명은 본 개시 내용의 맥락을 전반적으로 제시하기 위한 것이다. 출원시 선행 기술로서의 자격이 없을 수 있는 설명의 양태뿐만 아니라, 이 배경기술 항목에 기술된 범위 내의 발명자의 작업은 본 개시 내용에 대해 명시적 또는 암묵적으로 선행 기술로서 인정되지 않는다.
사출 몰딩 중에 유리 삽입체를 이용하여, "용접 라인" 및 "중심부 왜곡" 결함과 같은 결함이 없는 렌즈를 제조할 수 있다. 유리 삽입체는 낮은 열전도도를 갖기 때문에 그러한 결함을 방지하는데 보다 적합하다. 이러한 특성은 사출된 중합체 용융물의 열을 보전하는데 도움이 되며, 이어서 중합체 용융물의 냉각을 지연시키고 균일하지 못한 수축으로 인한 왜곡을 방지함으로써 용접 라인 결함을 "시정"하는 데 도움이 된다.
그러나, (예를 들어, 근시 제어를 위한) 미세구조를 갖는 렌즈의 제조에는, 기술적 또는 경제적인 이유로 인해 유리에서 구현하기 어려운 미세구조 표면을 갖는 몰드 삽입체의 이용이 요구될 수 있다. 따라서, 광학성이 우수하고, 미세구조 표면의 재현이 양호하며, 전술한 결함의 발생이 감소된 렌즈를 생산하기 위해, 열전도도가 높은 몰드 삽입체로 사출 몰딩하는 것을 통해서 렌즈를 제조하기 위한 장치 및 방법이 요구되고 있다.
본 개시 내용의 양태는, 특히 청구범위에 기재된 해결책을 통해, 전술한 종래기술의 단점 중 일부를 해결할 수 있다.
본 개시 내용은 제1 몰드 측부 및 제2 몰드 측부를 포함하는 몰드를 포함하는 몰드 장치에 관한 것으로서, 제1 몰드 측부는 제1 몰드 측부의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체를 포함하고, 제2 몰드 측부는 제2 몰드 측부의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체를 포함하며, 제2 몰드 삽입체는 제1 몰드 삽입체보다 낮은 열 전도도를 가지며, 제1 몰드 삽입체는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조를 포함하고, 복수의 반전된 미세구조는 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며, 제1 몰드 삽입체의 열 전도도는 25℃에서 5 내지 1,500 W·m-1·K-1이고, 제2 몰드 삽입체의 열 전도도는 25℃에서 0.01 내지 2 W·m-1·K-1이다. 본 개시 내용에 따른 몰드 장치의 유리한 양태가 청구항 2 내지 5에 개시되어 있다.
또한, 본 개시 내용은 몰딩 방법에 관한 것으로서, 이러한 몰딩 방법은 몰드의 제1 몰드 측부 및 몰드의 제2 몰드 측부를 커플링시키는 단계로서, 제1 몰드 측부는 제1 몰드 측부의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체를 포함하고, 제2 몰드 측부는 제2 몰드 측부의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체를 포함하며, 제2 몰드 삽입체는 제1 몰드 삽입체보다 낮은 열 전도도를 가지며, 제1 몰드 삽입체는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조를 포함하고, 복수의 반전된 미세구조는 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며, 제1 몰드 삽입체 및 제2 몰드 삽입체는 커플링될 때 공동을 형성하며, 제1 몰드 삽입체 및 제2 몰드 삽입체는 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리되는, 단계; 제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 공동 내로 사출하는 단계; 및 제1 몰드 삽입체 및 제2 몰드 삽입체를 미리 정해진 폐쇄 속도(closing rate)로 폐쇄하는 단계를 포함한다. 본 개시 내용에 따른 방법의 유리한 양태가 청구항 7 내지 15에 개시되어 있다.
이러한 '발명의 내용' 항목은 본 개시 내용 또는 청구된 발명의 모든 특징 및/또는 개량적인 신규 양태를 특정하지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 대신에, 이러한 '발명의 내용' 항목은 상이한 실시형태들 및 대응하는 신규성에 대한 예비적인 설명만을 제공한다. 실시형태의 추가적인 상세 내용 및/또는 가능한 관점에 관해서는, 이하에서 추가로 논의되는 바와 같은 본 개시 내용의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용' 및 대응하는 도면들을 참조한다.
본 발명의 내용에 포함됨.
예로서 제시된 본 개시 내용의 여러 실시형태에 대해 이하의 도면을 참조하여 구체적으로 설명할 것이다.
도 1은 본 개시 내용의 범위 내의, 예시적인 처방 렌즈의 예시적인 횡단면적 개략도를 도시한다.
도 2는 본 개시 내용의 범위 내의, 복수의 미세구조가 위에 형성된 몰드 삽입체의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 3a는 본 개시 내용의 범위 내의, 팬 게이트(fan gate)를 포함하는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 3b는 본 개시 내용의 범위 내의, 좁은 게이트를 포함하는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 4a는 본 개시 내용의 범위 내의, 웰(well)을 포함하지 않는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 4b는 본 개시 내용의 범위 내의, 웰을 포함하는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 5a는 본 개시 내용의 범위 내의, 직-사출 몰딩(straight injection molding) 공정의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 5b는 본 개시 내용의 범위 내의, 직-사출 공정을 위한 몰드 장치의 공동 내로 사출된 중합체 용융물(120)의 일련의 광학 이미지를 도시한다.
도 6은 본 개시 내용의 범위 내의, 제1 사출 압축 몰딩 공정의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 7은 본 개시 내용의 범위 내의, 제2 사출 압축 몰딩 공정의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 8은 본 개시 내용의 범위 내의, 충진 체적에 따른 E:C 비율의 그래프를 도시한다.
도 9는 본 개시 내용의 범위 내의, 제1 사출 압축 몰딩 공정을 위한 몰드 장치의 공동 내로 사출된 중합체 용융물(120)의 일련의 광학 이미지를 도시한다.
도 10은 본 개시 내용의 범위 내의, 용접 라인 결함 조건의 광학 이미지를 도시한다.
도 11a는 본 개시 내용의 범위 내의, 정상 패킹 속도(normal packing rate)로 생성된 렌즈의 중심부의 광학 이미지를 도시한다.
도 11b는 본 개시 내용의 범위 내의, 도 11a의 렌즈의 중심부의 Keyence 현미경 이미지를 도시한다.
도 12a는 본 개시 내용의 범위 내의, 중합체 사출기 내의 나사 위치에 따른 사출 몰딩 나사 속도 프로파일의 그래프를 도시한다.
도 12b는 본 개시 내용의 범위 내의, 도 12a에 표시된 동일 중합체 사출 사이클에 대한 시간에 따른 사출 몰딩 나사 속도 프로파일의 그래프를 도시한다.
도 13은 본 개시 내용의 범위 내의, 양호한(작은) 왜곡을 갖는 렌즈의 광학 이미지를 도시한다.
도 14는 본 개시 내용의 범위 내의, 렌즈를 형성하는 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
이하의 개시 내용은, 제공된 청구 대상의 상이한 특징들을 구현하기 위한, 많은 상이한 변형 또는 예를 제공한다. 본 개시 내용을 단순화하기 위해서, 구성요소 및 배치에 관한 특정 예를 이하에서 설명한다. 물론, 이는 단지 예시적인 것이고, 제한되도록 의도된 것도 아니고 임의의 순열로 동작될 수 없는 것도 아니다. 달리 표시되지 않는 한, 본원에서 설명된 특징들 및 실시형태들은 임의의 순열로 함께 동작할 수 있다. 예를 들어, 이하의 설명에서 제2 특징부 위에 또는 상에 제1 특징부를 형성하는 것은, 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉되게 형성되는 실시형태를 포함할 수 있고, 또한 부가적인 특징부가 제1 및 제2 특징부들 사이에 형성될 수 있고, 그에 따라 제1 및 제2 특징부들이 직접 접촉하지 않을 수 있는 실시형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 여러 예에서 참조 번호 및/또는 문자가 반복될 수 있다. 이러한 반복은 단순성 및 명료함을 위한 것이며, 그 자체로 논의되는 여러 실시형태 및/또는 구성 사이의 관계를 나타내는 것은 아니다. 또한, "상단", "하단", "밑", "아래", "하부", "위", "상부" 및 기타와 같은 공간적으로 상대적인 용어는 본원에서, 도면에 도시된 바와 같이, 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징부의 관계를 설명하기 위한 용이한 설명을 위해서 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 도시된 배향에 더하여, 사용 또는 동작에서의 장치의 상이한 배향들을 포함하기 위한 것이다. 본 발명의 기기는 달리 배향될 수 있고(90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있고), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명도 마찬가지로 이에 따라 해석될 수 있다.
본원에서 설명된 바와 같은 상이한 단계들에 대한 설명의 순서는 명확성을 위해 제시되었다. 일반적으로, 이러한 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 본원의 상이한 특징, 기술, 구성 등의 각각이 본 개시 내용의 상이한 곳에서 논의될 수 있지만, 각각의 개념은 서로 독립적으로 또는 서로 조합되어 실행될 수 있는 것으로 의도된다. 따라서, 본 개시 내용은 다수의 상이한 방식들로 구현될 수 있고 도시될 수 있다.
전술한 바와 같이, 용접 라인 및 중심부 왜곡 결함은 사출된 중합체 용융물의 냉각 증가로 인해서 렌즈를 위한 몰딩 공정 중에 발생될 수 있다. 일반적으로, 사출 중에, 전진하는 중합체 용융물의 전방부가 다른 용융물 전방부와 만날 때, 용접 라인이 형성될 수 있으며, 이는 다수의 게이트로부터 몰드의 공동을 충진하는 것에서 비롯될 수 있다. 따라서, 이는 중합체 용융물의 별도의 유동 전방부들이 정면 충돌하거나, 장애물의 존재 또는 과도한 횡방향 부품 두께 변동으로 인해 유동 전방부들이 분할 및 수렴되는 것을 야기할 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 예시적인 처방 렌즈의 예시적인 횡단면적 개략도를 도시한다. 음의 굴절력(power)을 갖는 처방 렌즈의 사출 몰딩의 경우, 희망하는 렌즈의 기하형태가 중심부에서 얇고 렌즈의 연부로 갈수록 점진적으로 더 두꺼워지기 때문에, 용접 라인 형성이 발생될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 렌즈는 더 얇은 중심부 및 더 두꺼운 연부를 갖는 -2.75D 렌즈를 예시할 수 있다.
몰드의 공동이 점성 용융 플라스틱으로 충진되는 경우, 몰딩 중에 중합체 용융물의 특성을 결정하고 설명하는 특정 관심 지점을 포함하는 유동 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 지점(P1)은 충진 중에 중심 유동 전방부의 방향을 설명할 수 있다. 제2 지점(P2)은 충진 중에 외부 유동 전방부의 방향을 설명할 수 있다. 특히, 푸아즈(Poiseuille) 수학식을 이용하여 유동 전방부를 따라 각각의 지점에서 속도를 결정할 수 있다. 푸아즈 수학식은 다음과 같이 주어질 수 있다:
[수학식 1]
이러한 수학식은 속도(U)가 두께(H)에 따라 크게 달라진다는 것을 보여준다. 이는, 유동 패턴의 설명에서, 왜 연부 주위의 유동이 더 빠른 속도를 갖는 지에 관한 주된 이유가 된다. 또한, 속도는 점도(μ)에 따라 달라진다. 렌즈 공동의 중심부가 충분히 얇은 경우, 제1(중심) 지점(P1)의 용융물 전방부가 제2 지점(P2)의 외부 용융물 전방부에 비해서 더 저온이 되어, 점도(μ)는 연부(P2)에서보다 중심부(P1)에서 더 높아질 것이다.
결국, 공동이 만충(full)되어 유동 전방부가 각각의 측면에서 만날 때, 소정 길이의 용접 라인이 생성된다. 삽입체 표면의 계면에서의 용융물의 온도가 미리 정해진 시간의 길이 동안 유리 전이 온도(Tg)보다 높게 유지되는 경우, 용접 라인이 함께 융합되어 사라질 수 있다. 몰드 삽입체의 열 전도도 및 열 확산도가 이러한 시간을 결정할 수 있다. 사출 몰딩 중에, 삽입체는 사출되는 중합체의 Tg보다 낮은 온도로 설정되고, 그에 따라 렌즈는 합리적인 시간 내에 강성 상태까지 충분히 냉각될 수 있다. 유리의 경우, 열 전도도가 충분히 낮고, 그에 따라 중합체는, 용접 라인을 융합시키고 결함을 제거하는데 충분한 길이의 시간 동안 이러한 계면에서 그 Tg 보다 높게 유지된다. 그러나, 금속 삽입체의 경우, 열 전도도는 훨씬 더 높고, 중합체는 금속 삽입체의 온도까지 급격히 냉각된다. 또한, 일부 사출 몰딩 사이클에서, 삽입체 온도는 Tg 미만으로 설정되고, 용접 라인은 융합에 필요한 시간을 가지지 못할 수 있다.
도 2는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 복수의 미세구조가 위에 형성된 몰드 삽입체의 예시적인 개략도를 도시한다. 하나의 예시적인 삽입체가 도 2에 도시된 복수의 미세구조를 포함할 수 있고, 금속 삽입체가 복수의 미세구조의 재현 개선을 제공할 수 있다. 즉, 유리 삽입체의 표면 상에서 복수의 미세구조를 정확하게 재현하는 것이 너무 어렵다는 것을 확인할 수 있고, 그에 따라 금속 삽입체를 대신 사용한다. 복수의 미세구조를 이용하여, 예를 들어, 확산 미세구조 및 프레넬(Fresnel) 구조를 몰딩할 수 있다. 유용한 범위에서, 복수의 미세구조 자체가 다이아몬드 선삭(diamond turning)을 통해서, 예를 들어 니켈 인(NiP)으로 도금된, 금속 삽입체 상에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 미세구조는 금속 삽입체의 오목 또는 볼록 표면 상에 배치될 수 있다. 복수의 미세구조는 몰딩 후에 희망하는 최종 미세구조의 반전된 미세구조가 마감 렌즈에 형성될 수 있게 한다. 이를 위해서, 제조 공정을 추가적으로 조정하여, NiP 도금 내에 형성된 복수의 미세구조를 포함하는 금속 삽입체와 같은 금속 삽입체의 열 전도도로 인한 용접 라인 또는 중심부 왜곡 결함의 도입을 최소화할 수 있다.
미세구조는 마이크로렌즈 또는 마이크로렌즈릿(microlenslet), 또는 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 물리적 Z 변형/높이 및 0.5 ㎛ 내지 1.5 mm의 폭/길이를 갖는 임의의 다른 유형의 구조 또는 요소를 포함할 수 있다. 이러한 구조는 바람직하게는 주기적 또는 의사 주기적 레이아웃을 가지나, 무작위적인 위치를 가질 수도 있다. 미세구조의 바람직한 레이아웃은 일정한 그리드 단계(grid step)를 갖는 그리드, 벌집형 레이아웃, 다수의 동심적 링들, 연속적인, 예를 들어 사이에 공간이 없는 미세구조들이다. 이러한 구조는 강도(intensity), 곡률 또는 광 편차에서 광학 파면 수정을 제공할 수 있으며, 여기서 파면의 강도는 구조가 흡수성이 될 수 있고 0%에서 100% 범위의 파면 강도를 국소적으로 흡수할 수 있도록 구성되고, 곡률은 구조가 파면 곡률을 +/- 20 디옵터 범위로 국소적으로 수정할 수 있도록 구성되며, 광 편차는 구조가 +/- 1°내지 +/- 30° 범위의 각도로 광을 국소적으로 산란시킬 수 있도록 구성된다. 구조들 사이의 거리는 X 및/또는 Y 크기에서 구조의 0배(연속적) 내지 3배의 범위일 수 있다(미세구조들을 분리할 수 있다).
복수의 미세구조를 갖는 금속 삽입체의 이용, 및 결함이 없는 처방 렌즈를 생산하기 위한 최적화된 사출 몰딩 매개변수를 가지는 매끄러운 표면을 갖는 유리 몰드 측부를 커플링시키기 위한 장치 및 방법을 본원에서 설명한다.
일반적으로, 삽입체 재료, 공동 기하형태, 및 중합체 특성의 조합이 결함의 발생에 영향을 미친다. 구체적으로, 삽입체 재료의 경우, "열 전도도"가 중요하고; 기하형태의 경우, "게이트 설계", "공동 형상", 및 "사출 압축" 설정이 중요하며; 중합체 특성의 경우, 중합체 용융물의 유동학적 특성이 중요하다.
공동 기하형태와 관련하여, 용융물 전방부를 따른 제1 지점 및 제2 지점(그리고 임의의 다른 지점)이 동시에 만나는 경우, 용접 라인이 형성되지 않을 것이다. 즉, 제2 지점(P2)이 제3 지점(P3)에 도달하는데 걸리는 시간과 동시에 제1 지점(P1)(도 5b 및 도 9 참조)이 게이트에 대향되는 제3 지점(P3)에 도달하는 경우, 용접 라인 결함은 발생되지 않을 것이다. 이러한 시간차(t1 - t2)는, 해당 지점이 이동한 거리를 그 속도로 나눔으로써 개념화될 수 있다. 유용한 범위에서, 속도에 대한 푸아즈 수학식을 이용하고 재배열함으로써, 제1 (중앙) 지점(P1) 또는 제2(외부) 지점(P2)을 나타내는 첨자 숫자로 임계 비율을 분리할 수 있다:
[수학식 2]
수학식 2를 이용하여 문제를 개념화하는데 도움을 줄 수 있으나, 유동을 정확하게 모델링하는 데는 유효하지 않다. 이러한 표현식은, 이하의 비율이 최소화될 때, 제1 (중앙) 지점(P1)이 제3 지점(P3)에 도달하는 시간(t1)이 제2 지점(P2)이 제3 지점(P3)에 도달하는데 걸리는 시간(t2)에 비해서 감소된다는 것을 보여준다:
[수학식 3]
두께 비율 =
[수학식 4]
점도 비율 =
[수학식 5]
압력 강하 비율 =
[수학식 6]
이동 거리 비율 =
공동이 충진될 때 사출 압축을 조정하여, 두께 비율, 그리고 특정 범위까지, 점도 비율을 최소화시킬 수 있다. 기하형태적 설계를 공동에 통합함으로써, 다른 2개의 비율, 즉 압력 강하 및 이동 거리를 또한 최소화할 수 있다.
도 3a는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 팬 게이트를 포함하는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다. 도 3b는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 좁은 게이트를 포함하는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다. 게이트 설계와 관련하여, 게이트 설계는, 원주방향 둘레 유동에 비해서 중심 유동을 향해서 압력을 최대화함으로써 압력 강하 비율을 최소화할 수 있다. 유용한 범위에서, 이는, 용융물이 공동 내로 유동하는 방식에 영향을 미치도록 게이트 설계를 최적화함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 도 3b의 좁아지는 게이트 설계는 도 3a의 팬 게이트 설계에 비교되는 이러한 효과를 가질 수 있다.
도 4a는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 웰을 포함하지 않는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다. 도 4b는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 웰을 포함하는 몰드 공동의 예시적인 개략도를 도시한다. 공동 형상과 관련하여, 공동의 중심을 통한 거리는 공동의 둘레 주위의 거리보다 짧다. 둘레 주위의 경로 길이를 더 증가시키는 공동에 대한 임의의 설계는 거리 비율을 보다 더 최소화할 것이다. 유용한 구성에서, 도 4b에서 둘레를 따라서 부가된 웰은 도 4a에 비교되는 이러한 효과를 가질 수 있다.
도 5a는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 직-사출 몰딩 공정의 예시적인 개략도를 도시한다. 유용한 범위에서, 몰드 장치는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 측부(105), 제1 몰드 측부(110)의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체(117), 그리고 제2 몰드 측부(105)의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체(115)를 포함할 수 있다. 제1 몰드 삽입체(117)는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조(199))(도 2 참조)을 포함할 수 있고, 복수의 반전된 미세구조(199)은 미리 정해진 레이아웃을 따라 배치될 수 있다. 제2 몰드 삽입체(115)는 매끄러운 표면을 가질 수 있거나, 유사하게 생성된 렌즈의 희망 광학 특성을 기초로 하는 복수의 반전된 미세구조(199)을 포함할 수 있다. 복수의 반전된 미세구조(199)은, 도 2와 관련하여 설명된 것과 같은, 복수의 돌출 미세구조를 생성된 렌즈 상에 형성하도록 구성될 수 있다. 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)는, 예를 들어 정렬 장치를 이용하여, 커플링되어 서로를 향해서 이동되도록 또는 서로로부터 멀리 이동되도록 구성될 수 있다. 중합체 사출기가 몰드 장치에 부착될 수 있고 중합체 용융물(120)을 사출하도록 구성될 수 있다.
유용한 범위에서, 제1 몰드 삽입체(117)의 열 전도도는 25℃에서 5 내지 1,500 W·m-1·K-1일 수 있고, 제2 몰드 삽입체(115)의 열 전도도는 25℃에서 0.01 내지 2 W·m-1·K-1일 수 있다. 예를 들어, 제1 몰드 삽입체(117)의 재료는 금속일 수 있고 제2 몰드 삽입체(115)의 재료는 유리일 수 있다. 본 개시 내용은, 제1 몰드 측부와 제2 몰드 측부 사이에서 열 전도도 차이가 있기만 하다면, 금속, 유리, 및 임의의 다른 적합한 물질의 임의의 조합을 적용할 수 있다.
도시된 바와 같이, 몰드 장치는 직-사출 공정의 시작에서 개방될 수 있고, 그 후에 폐쇄될 수 있다. 그 후에, 중합체 용융물(120)이, 중합체 사출기에 의해서, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)에 의해서 형성된 몰드 장치의 공동 내로 사출될 수 있다. 그 후에, 중합체 용융물(120)이 냉각되고, 몰드 장치를 개방하여 몰딩되어 생성된 렌즈를 꺼낼 수 있다. 특히, 공정은 직-사출이고; 즉, 사출 또는 냉각 중에, 중합체 용융물(120)의 부가적인 압축뿐만 아니라, 제1 몰드 삽입체(117) 또는 제2 몰드 삽입체(115)의 조정이 발생되지 않는다.
전술한 바와 같이, 용접 라인 및 중심부 왜곡 결함은 금속 몰드 삽입체가 사용될 때 렌즈의 제조 중에 발생될 수 있다. 도 5b는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 직-사출 공정을 위한 몰드 장치의 공동 내로 사출된 중합체 용융물(120)의 일련의 광학 이미지를 도시한다. 제1 (중앙) 지점(P1), 제2 (외부) 지점(P2), 및 제3 지점(P3)을 표시하였다. 일련의 광학 이미지 중 마지막에 도시된 바와 같이, 용접 라인 결함이 존재한다.
이를 위해서, 연부 대 중심부 비율(E:C)을 조정하여, 용접 라인 결함 발생을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 유용한 범위에서, E:C 비율은 렌즈 공동의 원주방향 둘레 연부 두께 대 렌즈 공동의 중심부 두께의 비율이다. 이러한 비율은 두께 비율(H2 2/H1 2)에 영향을 미칠 수 있으나, 몰드 장치의 공동이 충진될 때 H1 및 H2의 값이 그 각각의 지점이 있는 곳에 따라 달라지기 때문에, 정확하게 동일하지는 않다. E:C 비율은 두께 비율에 직접적으로 비례하고, 그에 따라 용접 라인 형성을 설명하기 위해서 사용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b의 직-사출 방법의 경우, 렌즈 공동이 충진될 때, E:C 비율은 일정하게 유지된다. 예를 들어, 중심부 두께가 1.4 mm이고 연부 두께가 9.0 mm인 -6.0D 렌즈에서, E:C 비율은 약 41(= 92/1.42)이다. 이는 큰 비율이고, 두께 비율이 또한 커지게 할 수 있고, 따라서 결과적으로 큰 용접 라인의 형성이 직-사출 방법에서 예상된다.
도 5b는 또한, 점도가 크게 증가되고 이동이 발생되지 않는 지점까지 이러한 유동 전방부가 냉각될 때 제1 (중앙) 지점(P1)이 어떻게 정지하는지를 도시한다. 큰 두께 비율에 더하여, -6.0D 렌즈를 위한 공동을 이용한 직-사출 방법은 큰 점도 비율을 또한 갖는다.
따라서, 본원에서 설명된 사출 몰딩 방법을 이용하여, 공동 내의 중합체 용융물(120)의 압축을 활용함으로써 용접 라인 및 중심부 왜곡 결함의 발생을 추가적으로 줄일 수 있다. 이를 위해서, 도 6은 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 제1 사출 압축 몰딩 공정의 예시적인 개략도를 도시한다. 또한, 도 7은 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 제2 사출 압축 몰딩 공정의 예시적인 개략도를 도시한다. 제1 사출 압축 몰딩 공정 및 제2 사출 압축 몰딩 공정 모두는 두께 비율을 줄이기 위해서 사용되는 방법이다. 예를 들어, 미리 정해진 제1 체적의 중합체 용융물을 공동 내로 사출하는 단계 중에, 10 미만의 두께 비율이 유지된다. 제1 사출 압축 몰딩 공정에서, 공동 내의 사출된 중합체 용융물(120)의 충진 체적에서 E:C 비율은 일정하지 않다. 초기 비율은 제1 몰드 삽입체(117)와 제2 몰드 삽입체(115) 사이의 제1의 미리 정해진 갭을 기초로 한다. E:C 비율은, 제1의 미리 정해진 갭이 폐쇄될 때(즉, 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)가 함께 더 가까워질 때), 제1의 미리 정해진 갭이 폐쇄되는 속도(즉, 미리 결정된 폐쇄 속도)뿐만 아니라, 제1의 미리 정해진 갭이 폐쇄될 때의 충진 체적을 기초로 할 수 있다. 이러한 것이 도 8에 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 제1 사출 압축 몰딩 공정은 용접 라인 결함을 줄이기 위해서 수많은 단계를 포함할 수 있다. 유용한 범위에서, 몰드 장치는 시작 시에 개방될 수 있고, 그 후에 폐쇄될 수 있다. 직-사출 공정과 비교하면, 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105) 사이의 제1의 미리 정해진 갭에 도달할 때까지, 함께 더 가까이 이동될 수 있다. 그 후에, 중합체 용융물(120)은 몰드 장치의 공동 내로 사출될 수 있다. 직-사출 공정에 비교하면, 공동은 생성된 렌즈의 최종 체적 보다 적게 또는 그와 유사하게 충진될 수 있다. 즉, 공동은 중합체 용융물(120)로 부분적으로만 충진될 수 있다. 그 후에, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)를 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄함으로써, 제1의 미리 정해진 갭을 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 제1의 미리 정해진 갭은, 중합체 용융물(120)의 사출된 제1의 미리 정해진 체적이 생성된 렌즈의 최종 체적의 90% 이상, 또는 94% 이상에 도달할 때, 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 폐쇄 속도의 최대값이 15 mm/s 이상, 또는 18 mm/s 이상, 또는 20 mm/s 이상일 수 있다. 유용한 범위에서, 폐쇄하는 동안 또는 폐쇄 후에, 공동 내로의 중합체 용융물(120)의 부가적인 사출이 이루어질 수 있다. 공동 내의 중합체 용융물(120)이 냉각되어 렌즈를 형성하면, 몰드 장치를 개방할 수 있고 렌즈를 꺼낼 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 사출 압축 몰딩 공정은 용접 라인 결함을 줄이기 위해서 수많은 단계를 포함할 수 있다. 유용한 범위에서, 몰드 장치는 시작 시에 개방될 수 있고, 그 후에 폐쇄될 수 있다. 다시, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)는, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110)와 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105) 사이의 제1의 미리 정해진 갭에 도달할 때까지, 함께 가까이 이동된다. 그 후에, 중합체 용융물(120)은 몰드 장치의 공동 내로 사출될 수 있다. 직-사출 공정 또는 제1 사출 압축 몰딩 공정과 비교하면, 공동은 생성된 렌즈의 최종 체적을 초과하는 중합체 용융물(120)의 체적으로 충진될 수 있다. 그 후에, 공동을 생성된 렌즈의 최종 체적으로 감소시키기 위해서 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)를 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄함으로써, 제1의 미리 정해진 갭을 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 제1의 미리 정해진 갭은, 중합체 용융물(120)의 사출된 제1의 미리 정해진 체적이 생성된 렌즈의 최종 체적의 101% 이상, 또는 105% 이상에 도달할 때, 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 폐쇄 속도의 최대값은 15 mm/s 이상, 또는 18 mm/s 이상, 또는 20 mm/s 이상일 수 있다. 유용한 범위에서, 과다 사출된 중합체 용융물(120)을 공동으로부터 방출할 수 있다. 예를 들어, 과다 재료는, 희망 체적 및 두께가 얻어질 때까지, 연결 채널(게이트, 탕도, 탕구)을 통해서 그리고 중합체 사출기 내로 역으로 밀릴 수 있다. 다른 예에서, 과다 사출된 중합체 용융물(120)은 게이트에 대향되는 공동의 단부에 위치되는 범람 오리피스를 통해서 또는 범람 웰 내로 배출될 수 있다. 특히, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)의 폐쇄는 제2의 미리 정해진 갭에 도달할 때 중단될 수 있고, 제2의 미리 정해진 갭은 생성된 렌즈의 최종 체적에 의해서 결정된다. 마지막으로, 몰드 장치를 개방할 수 있고, 생성된 렌즈를 꺼낼 수 있다.
실시예
실시예 1 - 볼록(Cx) 반경이 62 mm이고, 오목(Cc) 반경이 167 mm이고, 최종 중심부 두께가 1.4 mm인 -6.0D 렌즈를 15°의 팬 각도를 포함하는 게이트 및 72 mm의 공동 직경을 갖는 몰드 내에서 생산하였다.
도 8은 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 충진 체적에 따른 E:C 비율의 그래프를 도시한다. 도 8은 "유형 A" 및 "유형 B"로 표시된, 제1 사출 압축 몰딩 공정의 2개의 상이한 설정에 비교한, 직-사출 공정에 대한 E:C 비율 대 충진 체적을 도시한다. 유형 A에 대한 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 5 mm의 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리되고, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)는 더 일찍 그리고 더 느린 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄된다. 유형 B에 대한 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 9 mm의 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리되고, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)는 더 늦게 그리고 더 빠른 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄된다. 그 둘 모두는, 충진 체적이 100% 도달하는 것과 동시에 몰드 장치가 폐쇄되게 하는 충진 체적에서 폐쇄되도록 초기화된다.
도 9는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 제1 사출 압축 몰딩 공정을 위한 몰드 장치의 공동 내로 사출된 중합체 용융물(120)의 일련의 광학 이미지를 도시한다. 도 8은 제1 사출 압축 몰딩 공정이 충진 사이클 전체를 통해서 E:C 비율을 크게 감소시킨다는 것을 보여준다. 용접 라인 형성이 제1 사출 압축 몰딩 공정의 유형 A에서 더 작지만, 이러한 비율은 여전히 100% 만충을 향하는 큰 값에 접근하고, 용접 라인은 여전히 도 9에 도시된 바와 같은 특정 범위까지 형성될 수 있으나, 이는 훨씬 개선되었다. 도 9는, 두께 비율이 최소화되는 것뿐만 아니라, 점도 비율이 최소화되는 것으로 인해서, 제1 (중앙) 지점(P1)이 더 이동하는 것을 도시한다. 이는, 제1 지점(P1)이 통과 이동할 때 중심부에서 훨씬 더 두꺼운 공동으로 인해서 응고되지 않기 때문이다.
제2 사출 압축 몰딩 공정은 렌즈 체적이 완전히 충진될 때에도 더 낮은 E:C 비율을 유지할 수 있다. 제2 사출 압축 몰딩 공정에서, 제1의 미리 정해진 갭이 결정되고, 공동은 생성된 렌즈의 최종 체적의 100% 초과로 충진된다. 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)가 폐쇄되고, 중합체 용융물(120)의 과다 체적은 방출된다.
일단 형성되면, 용접 라인 결함은 잠재적으로 함께 융합될 수 있다. 융합이 발생되는 범위는 용접 라인의 가시성에 영향을 미친다. 전술한 바와 같이, 유리 표면으로 만들어 진 몰드 삽입체는 매우 낮은 열 전도도를 가지며, 이는 열 전달이 매우 느리다는 것을 의미한다. 유리의 경우, 속도가 충분히 느려서, 몰드 측부의 설정된 온도가 사출된 중합체의 Tg 보다 낮을 때에도 짧은 지속 시간 동안, 용융 중합체가 표면과 접촉하는 계면이 사출된 중합체의 Tg 보다 높은 온도에서 유지될 수 있다. 이러한 짧은 지속시간은 용접 라인이 함께 융합될 수 있을 정도로 충분히 길다. 그러나, 금속 삽입체의 경우, 고온의 용융 중합체로부터 금속 삽입체로의 열 전도도 또는 열전달의 속도가 매우 크기 때문에, 이러한 계면은 사출된 중합체의 Tg로 또는 그 미만으로 거의 즉각적으로 급냉된다. 이러한 지점에서, 분자 사슬은 충분히 얽히거나 완전히 융합될 만큼 충분히 이동 가능하지 않을 수 있다.
또한, 중합체 용융물(120)의 유동 거동은 그 점도 및 용융 지수(melt flow rate; MFR)에 의해서 강한 영향을 받는다. 예를 들어, 낮은 점도 또는 큰 MFR을 갖는 폴리카보네이트(PC)는 마이너스 렌즈의 얇은 중심부에서 유동 저항을 줄일 수 있고 그에 따라 용접 라인의 범위를 감소시킬 수 있다. 또한, 중합체 용융물(120)로서 고유동 폴리카보네이트를 이용하는 것은 몰딩된 렌즈에서 더 작은 잔류 응력을 초래할 수 있고, 이는 특히 경질 코팅 후에 부품 비틀림을 방지할 수 있다.
이를 위해서, 도 10은 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 용접 라인 결함 조건의 광학 이미지를 도시한다. 용접 라인 상태를 제어된 조명 설정에서 관찰하였고 (1) 길이, 및 (2) 낮은 강도, 중간 강도, 또는 높은 강도에 따라 순위를 매겼다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
표 1은, 갭 및 클램프 폐쇄 속력을 최대화하는 한편 또한 사출된 중합체의 양에 대해서 클램프가 폐쇄되기 시작하는 때를 최대화함으로써, 용접 라인 길이 및 가시성이 감소되는 것을 도시한다. 표 2 및 표 3은 용융 지수와 같은 중합체 수지의 유동학적 특성이 용접-라인 강도에 영향을 미치는 것을 도시한다. 구체적으로, 용접-라인이 융합됨에 따른 분자 사슬 얽힘의 정도가 용융 지수에 비례하는 것으로 보인다. 표 4는, NiP의 열 전도도가 크롬보다 작은 것으로 인해서, 제1 몰드 삽입체(117)의 크롬 표면에 비해서 용접-라인 길이 및 강도가 개선된 NiP 도금을 도시한다.
2개의 상이한 패킹 속도를 테스트하였다.: (1) 정상 패킹 속도 = 공동이 용융 플라스틱으로 100 체적% 만충된 후에 부품이 냉각될 때 수축을 보상하는데 필요한 부가적인 재료의 대부분이 5초 내에 공동 내로 패킹되는 패킹 단계 특성(packing phase characteristic), (2) 지연 패킹 속도 = 공동이 용융 플라스틱으로 100 체적% 만충된 후에, 이러한 재료의 대부분이 공동 내로 패킹되기 전에 20초의 지연이 생성된다. 특히 (1) 정상 패킹 속도에서, 생성된 렌즈의 중심부는 광학적 변형을 가지며, 광학성은 구면 굴절력 및 실린더의 제원을 벗어난다. (2) 지연 패킹 속도에서, 생성된 렌즈의 중심부는 광학적 변형을 가지지 않으며, 광학성은 구면 굴절력 및 실린더의 제원 이내이다.
패킹 단계는 공동이 중합체 용융물(120)로 100% 만충된 직후에 이루어 진다. 예를 들어, 도 9의 마지막 이미지 시퀀스는 공동이 100% 만충된 때를 도시한다. 이러한 지점 후에, 용융 플라스틱은 냉각됨에 따라 수축되기 시작할 것이다. 이러한 수축을 보상하여 수축 관련 싱크 마크(sink mark)가 없는 렌즈를 제공하기 위해서, 공동은 특정 시간량 동안 부가적인 재료로 충진될 수 있다. 이러한 단계는 패킹 단계로 지칭된다. 금속 삽입체를 이용하여 큰 마이너스 굴절력의 스톡 렌즈(stock lense)를 몰딩할 때, 패킹의 속도가 중요한 공정 매개변수라는 것을 확인하였다. 패킹 속도가 너무 빠른 경우, 광학 변형이 렌즈의 중심부에서 발생될 수 있다. 이러한 변형은 렌즈의 중심부에서 광학성을 벗어나게 한다.
도 11a는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 정상 패킹 속도로 생성된 렌즈의 중심부의 광학 이미지를 도시한다. 도시된 바와 같이, 광학 변형이 존재한다. 도 11b는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 도 11a의 렌즈의 중심부의 Keyence 현미경 이미지를 도시한다. 다시, 중심부는 광학 변형을 나타낸다.
도 12a는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 나사 위치에 따른 중합체 사출기 내의 나사의 속도 프로파일의 그래프를 도시한다. 도 12b는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 시간에 따른, 도 12a와 동일한 사출 사이클에 대한 속도 프로파일의 그래프를 도시한다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 나사 속도는 전체적으로 그리고 특히 지연 패킹에 대한 패킹 단계 중에, 정상 패킹에 비해서, 더 느리다.
마지막으로, 도 13은 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 양호한(작은) 왜곡을 갖는 렌즈의 광학 이미지를 도시한다. 특히, 도 13의 왜곡이 적은 렌즈가 본원에서 설명된 방법을 이용하여 생산되었다.
도 14는 본 개시 내용의 범위 내에서 유용한, 렌즈를 형성하는 방법에 대한 예시적인 흐름도이다. 단계(1410)에서, 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)가 커플링되어 공동을 형성한다. 예를 들어, 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 5 mm, 또는 7 mm, 또는 9 mm의 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리될 수 있다. 단계(1420)에서, 중합체 용융물(120)이 공동 내로 사출된다. 예를 들어, 사출된 중합체 용융물(120)은 생성된 렌즈의 최종 체적 이하, 예를 들어 94%, 또는 80% 내지 100%일 수 있다. 예를 들어, 사출된 중합체 용융물(120)은 생성된 렌즈의 최종 체적 초과, 예를 들어 101%, 또는 101% 내지 150% 또는 그 초과일 수 있다. 단계(1430)에서, 커플링된 제1 몰드 삽입체(117)를 갖는 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 갖는 제2 몰드 측부(105)는 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄된다. 예를 들어, 미리 정해진 폐쇄 속도는 15 mm/s 초과, 또는 17 mm/s 초과, 또는 20 mm/s 초과일 수 있다.
전술한 설명에서, 공정 처리 시스템의 구체적인 구조 그리고 그 구조에서 사용되는 다양한 구성요소 및 공정에 대한 설명과 같은, 구체적인 상세 사항이 설명되었다. 그러나, 본원에서의 기술은 이러한 구체적인 상세 사항으로부터 벗어나는 다른 실시형태로 실시될 수 있으며, 이러한 상세 사항은 설명을 위한 목적이지 이를 제한하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다. 본원에 개시되는 실시형태를 첨부 도면들을 참조하여 설명하였다. 마찬가지로 설명을 위한 목적으로, 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 수, 재료 및 구성이 제시되었다. 그럼에도 불구하고, 실시형태는 그러한 구체적인 상세 사항 없이 실시될 수 있다. 실질적으로 동일한 기능적 구성을 갖는 구성 요소에는 유사한 참조부호를 부여하였고, 임의의 중복 설명은 생략될 수 있다.
다양한 실시형태의 이해를 돕기 위해 다양한 기술이 복수의 개별 작업으로서 설명되었다. 설명의 순서는, 이들 작업이 반드시 순서에 의존하는 것임을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 실제로, 이들 작업은 제시된 순서로 수행될 필요는 없다. 명백하게 달리 명시되지 않는 한, 설명된 작업은 구체적으로 설명된 것과 다른 순서로 실시될 수 있다. 다양한 추가적인 동작이 수행될 수 있고/있거나 설명된 동작이 생략될 수 있다.
또한, 당업자라면 본 개시 내용의 동일한 목적을 여전히 달성하면서 위에서 설명된 기술의 작업에 대해 많은 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러한 변경은 본 개시 내용의 범위에 포함되는 것으로 의도된다. 따라서, 실시형태의 전술한 설명은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 실시형태에 대한 임의 제한이 이하의 청구범위에서 제시된다.
또한, 본 개시 내용의 실시형태가 이하의 삽입문에 기재된 바와 같을 수 있다.
(1) 몰드 장치로서, 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 측부(105)를 포함하는 몰드를 포함하고, 상기 제1 몰드 측부(110)는 상기 몰드 측부(110)의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체(117)를 포함하고, 상기 제2 몰드 측부(105)는 상기 제2 몰드 측부(105)의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체(115)를 포함하며, 상기 제2 몰드 삽입체(115)는 상기 제1 몰드 삽입체(117)보다 낮은 열 전도도를 가지며, 상기 제1 몰드 삽입체(117)는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조(199)을 포함하고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)은 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며, 상기 제1 몰드 삽입체(117)의 열 전도도는 25℃에서 5 내지 1,500 W·m-1·K-1이고, 상기 제2 몰드 삽입체(115)의 열 전도도는 25℃에서 0.01 내지 2 W·m-1·K-1, 몰드 장치.
(2) (1)에 있어서, 상기 제1 몰드 삽입체(117)는 금속이고, 상기 제2 몰드 삽입체(115)는 유리인, 몰드 장치.
(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 측부(105)를 커플링시켜 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)에 의해서 형성되는 공동을 형성하고 - 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리됨 -; 제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 상기 공동 내로 사출하고; 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄하도록 구성된 처리 회로를 추가로 포함하는, 몰드 장치.
(4) (3)에 있어서, 상기 제1의 미리 정해진 체적은 생성된 렌즈의 중량의 백분율을 기초로 하고, 상기 처리 회로는 생성된 렌즈 중량의 100% 초과를 상기 공동 내로 사출하도록 추가로 구성되는, 몰드 장치.
(5) (3) 또는 (4)에 있어서, 상기 미리 정해진 폐쇄 속도의 최대값이 15 mm/s, 또는 17 mm/s, 또는 20 mm/s 이상인, 몰드 장치.
(6) 몰딩 방법으로서, 몰드의 제1 몰드 측부(110) 및 상기 몰드의 제2 몰드 측부(105)를 커플링시키는 단계로서, 상기 제1 몰드 측부(110)는 상기 제1 몰드 측부(110)의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체(117)를 포함하고, 상기 제2 몰드 측부(105)는 상기 제2 몰드 측부(105)의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체(115)를 포함하며, 상기 제2 몰드 삽입체(115)는 상기 제1 몰드 삽입체(117)보다 낮은 열 전도도를 가지며, 상기 제1 몰드 삽입체(117)는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조(199)을 포함하고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)은 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 커플링될 때 공동을 형성하며, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리되는, 단계; 제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 상기 공동 내로 사출하는 단계; 및 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄하는 단계를 포함하는, 방법.
(7) (6)에 있어서, 상기 미리 정해진 폐쇄 속도가 15 mm/s, 또는 17 mm/s, 또는 20 mm/s 이상인, 방법.
(8) (6) 또는 (7)에 있어서, 두께 비율은 공동 연부 두께 대 공동 중심부 두께의 비율이고, 상기 제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 상기 공동 내로 사출하는 단계 중에 상기 10 미만의 두께 비율이 유지되는, 방법.
(9) (6) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1의 미리 정해진 체적은 생성된 렌즈의 중량의 백분율을 기초로 하고, 상기 사출되는 백분율은 상기 생성된 렌즈 중량의 100% 이하인, 방법.
(10) (6) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1의 미리 정해진 체적은 생성된 렌즈의 중량의 백분율을 기초로 하고, 상기 사출되는 백분율은 상기 생성된 렌즈 중량의 100% 초과인, 방법.
(11) (10)에 있어서, 상기 사출된 중합체 용융물의 백분율의 과다분이 상기 공동으로부터 방출되는, 방법.
(12) (6) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 폐쇄하는 단계는, 상기 사출된 제1의 미리 정해진 체적이 생성된 렌즈 중량의 94% 이상에 도달할 때 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 폐쇄하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
(13) (6) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 폐쇄하는 단계는, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)가 제2의 미리 정해진 갭에 의해서 분리될 때 상기 폐쇄를 중단하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
(14) (6) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1의 미리 정해진 갭은 9 mm, 또는 7 mm, 또는 5 mm 이상인, 방법.
(15) (6) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 몰드 삽입체(117)가 니켈-인(NiP)으로 도금되고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)가 상기 NiP 도금 상에 형성되는, 방법.

Claims (15)

  1. 몰드 장치로서,
    제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 측부(105)를 포함하는 몰드를 포함하고, 상기 제1 몰드 측부(110)는 상기 몰드 측부(110)의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체(117)를 포함하고, 상기 제2 몰드 측부(105)는 상기 제2 몰드 측부(105)의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체(115)를 포함하며, 상기 제2 몰드 삽입체(115)는 상기 제1 몰드 삽입체(117)보다 낮은 열 전도도를 가지며, 상기 제1 몰드 삽입체(117)는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조(199)을 포함하고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)는 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며,
    상기 제1 몰드 삽입체(117)의 열 전도도는 25℃에서 5 내지 1,500 W·m-1·K-1이고,
    상기 제2 몰드 삽입체(115)의 열 전도도는 25℃에서 0.01 내지 2 W·m-1·K-1인, 몰드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 몰드 삽입체(117)는 금속이고, 상기 제2 몰드 삽입체(115)는 유리인, 몰드 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 몰드 측부(110) 및 제2 몰드 측부(105)를 커플링시켜 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)에 의해서 형성되는 공동을 형성하고 - 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리됨 -; 제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 상기 공동 내로 사출하고; 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄하도록 구성된 처리 회로를 추가로 포함하는, 몰드 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1의 미리 정해진 체적은 생성된 렌즈의 중량의 백분율을 기초로 하고, 상기 처리 회로는 생성된 렌즈 중량의 100% 초과를 상기 공동 내로 사출하도록 추가로 구성되는, 몰드 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 미리 정해진 폐쇄 속도의 최대값이 20 mm/s 이상인, 몰드 장치.
  6. 몰딩 방법으로서,
    몰드의 제1 몰드 측부(110) 및 상기 몰드의 제2 몰드 측부(105)를 커플링시키는 단계로서, 상기 제1 몰드 측부(110)는 상기 제1 몰드 측부(110)의 표면에 배치된 제1 몰드 삽입체(117)를 포함하고, 상기 제2 몰드 측부(105)는 상기 제2 몰드 측부(105)의 표면에 배치된 제2 몰드 삽입체(115)를 포함하며, 상기 제2 몰드 삽입체(115)는 상기 제1 몰드 삽입체(117)보다 낮은 열 전도도를 가지며, 상기 제1 몰드 삽입체(117)는 그 위에 형성된 복수의 반전된 미세구조(199)을 포함하고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)은 미리 정해진 레이아웃에 따라 배치되며, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 커플링될 때 공동을 형성하며, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)는 제1의 미리 정해진 갭에 의해서 분리되는, 단계;
    제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 상기 공동 내로 사출하는 단계; 및
    상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 미리 정해진 폐쇄 속도로 폐쇄하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미리 정해진 폐쇄 속도의 최대값이 20 mm/s 이상인, 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    두께 비율은 공동 연부 두께 대 공동 중심부 두께의 비율이고,
    상기 제1의 미리 정해진 체적의 중합체 용융물을 상기 공동 내로 사출하는 단계 중에 상기 10 미만의 두께 비율이 유지되는, 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1의 미리 정해진 체적은 생성된 렌즈의 중량의 백분율을 기초로 하고, 상기 사출되는 백분율은 생성된 렌즈 중량의 100% 이하인, 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1의 미리 정해진 체적은 생성된 렌즈의 중량의 백분율을 기초로 하고, 상기 사출되는 백분율은 생성된 렌즈 중량의 100% 초과인, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사출된 중합체 용융물의 백분율의 과다분이 상기 공동으로부터 방출되는, 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 폐쇄하는 단계는, 상기 사출된 제1의 미리 정해진 체적이 생성된 렌즈 중량의 94% 이상에 도달할 때 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(117)를 폐쇄하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(115)를 폐쇄하는 단계는, 상기 제1 몰드 삽입체(117) 및 제2 몰드 삽입체(117)가 제2의 미리 정해진 갭에 의해서 분리될 때 상기 폐쇄를 중단하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 제1의 미리 정해진 갭이 5 mm 이상인, 방법.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 제1 몰드 삽입체(117)가 니켈-인(NiP)으로 도금되고, 상기 복수의 반전된 미세구조(199)가 상기 NiP 도금 상에 형성되는, 방법.
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