專利名稱：用于制備偏振染料接收表面的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及通過將偏振染料沉積在表面上來制備偏振制品。更具體地，本發(fā)明涉及形成接收偏振染料的表面的方法。2.相關(guān)技術(shù)的描述通過將偏振染料沉積在基材的表面(或者附著到基材的中間層的表面)上來制 備偏振制品的方法是已知的。參見例如，John F. Dreyer的美國(guó)專利第2，400，877號(hào)、Goepfert等的美國(guó)專利第4，977，028號(hào)和第4，683，153號(hào)、以及Bear等的美國(guó)專利第7，625，626 號(hào)，以及康寧公司(Corning Incorporated)的國(guó)際公開第 WO 2005/050265 號(hào)。在這些方法中，偏振染料通常是向列相液晶。在將向列相液晶沉積到表面之前，用磨料對(duì)表面進(jìn)行刷磨。所述刷磨具有使得表面能夠接收向列相液晶的作用。例如，刷磨導(dǎo)致了表面上的微小凹槽，所述微小凹槽通常是亞微米級(jí)的。Gc^pfert等的美國(guó)專利第4，977，028號(hào)中描述了使用在耐磨漿料中浸潰的厚轉(zhuǎn)盤對(duì)表面進(jìn)行刷磨。當(dāng)向列相液晶沉積在刷磨的表面上時(shí)，所述向列分子以與刷磨的表面上凹槽朝向一致的方向自我對(duì)齊。因?yàn)槠裰破返钠裥Ч辽俨糠秩Q于偏振染料分子的平行排列，所以希望刷磨的表面上的凹槽是平行并且界限明確的。圖2顯示了用于對(duì)基材34的凹表面33進(jìn)行刷磨的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備32。將基材34支撐在固定器35中，所述固定器35具有凹表面37，其形狀用來接收基材34的凸表面36。固定器35安裝在定位裝置41上，所述定位裝置41能夠使得固定器35以箭頭39所示的方向進(jìn)行線型移動(dòng)。以相對(duì)于基材34和固定器35的方向支撐刷磨墊43。刷磨墊43具有球形刷磨表面49。刷磨墊43可以通過驅(qū)動(dòng)器47沿著箭頭45所示的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。為了對(duì)凹表面33進(jìn)行刷磨，控制定位裝置41使得固定器35相對(duì)于刷磨墊43進(jìn)行移動(dòng)，直至基材34的凹表面33與刷磨墊43的球形表面49發(fā)生接觸。定位裝置41將固定器35在該位置保持固定，使得基材34的凹表面33偏靠住刷磨墊43的球形表面49。攜有磨料的刷磨墊43沿著箭頭45所示的方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)并與凹表面33發(fā)生接觸，從而對(duì)凹表面33進(jìn)行刷磨?，F(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備33及其相關(guān)方法無法對(duì)凸表面實(shí)現(xiàn)均勻刷磨。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)方面是用于形成偏振染料接收表面的方法，該方法包括使得偏振染料接收表面與攜有磨料的刷磨墊的刷磨表面發(fā)生接觸。該方法還包括在一次或多次刷磨行程中用刷磨表面對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行刷磨。每一次刷磨行程包括在偏振染料接收表面和刷磨表面之間沿著刷磨路徑實(shí)現(xiàn)單向相對(duì)移動(dòng)。該方法還包括將偏振染料接收表面與刷磨墊的刷磨表面分開。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括在每次刷磨行程時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)刷磨墊，從而在刷磨行程時(shí)使得刷磨表面的不同區(qū)域與偏振染料接收表面發(fā)生接觸。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括通過作用力使得偏振染料接收表面偏靠住刷磨表面。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，響應(yīng)作用力使得刷磨表面與偏振染料接收表面局部地相符合。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，偏振染料接收表面是凸表面而刷磨表面是凹表面，且凹表面的曲率半徑大于或等于凸表面的曲率半徑。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，偏振染料接收表面是凹表面而刷磨表面是凸表 面，且凹表面的曲率半徑小于或等于凹表面的曲率半徑。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，偏振染料接收表面是平面表面，刷磨表面也是平面表面。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，刷磨路徑是圓形路徑。在第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，刷磨路徑由偏振染料接收表面的輪廓所確定。本發(fā)明的第二個(gè)方面是用于制造偏振制品的方法，該方法包括如本發(fā)明的第一個(gè)方面所述制備偏振染料接收表面，之后將偏振染料沉積到偏振染料接收表面上。在第二個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，所述偏振染料是液晶化合物。在第二個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括在將偏振染料沉積到偏振染料接收表面之前對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行清洗以去除偏振染料接收表面的磨料。在第二個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，所述偏振染料接收表面是曲面表面。在第二個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，所述偏振染料接收表面是眼科透鏡或者太陽鏡透鏡的表面。本發(fā)明的第三個(gè)方面是一種用于對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行刷磨的設(shè)備，該設(shè)備包含具有刷磨表面的刷磨墊，該刷磨墊攜帶有磨料或者能夠攜帶磨料。該設(shè)備還包含固定器和定位裝置，所述固定器的表面支撐了偏振染料接收表面，所述定位裝置與刷磨墊和固定器中的至少一個(gè)連接，使得固定器選擇性地與刷磨墊相鄰。該設(shè)備還包含與所述刷磨墊相連的第一驅(qū)動(dòng)器。將第一驅(qū)動(dòng)器配置成使得刷磨墊發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而刷磨表面的不同區(qū)域可以定位在固定器的相鄰位置。該設(shè)備還包含與所述固定器相連的第二驅(qū)動(dòng)器。將第二驅(qū)動(dòng)器配置成使得固定器發(fā)生移動(dòng)，從而沿著刷磨路徑在固定器和刷磨表面之間實(shí)現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，將第二驅(qū)動(dòng)器配置成對(duì)固定器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)。在第三個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，刷磨表面的輪廓選自下組凸輪廓、平面輪廓以及凹輪廓。通過下面的描述和所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他方面將是顯而易見的。


以下是對(duì)附圖中各圖的描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見，附圖不一定按比例繪制，附圖的某些特征和某些視圖可能按比例放大顯示或以示意圖方式顯示。圖I所示是用于制備偏振染料接收表面的設(shè)備的示意圖。圖2所示是用于對(duì)凹表面進(jìn)行刷磨的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備的示意圖。圖3A所示是具有凸輪廓的刷磨墊幾何形狀的前視圖。圖3B所示是圖3A沿線3B-3B的截面圖。
圖4A所示是具有平輪廓的刷磨墊幾何形狀的前視圖。圖4B所示是圖4A沿線4B-4B的截面圖。圖5A所示是具有凹輪廓的刷磨墊幾何形狀的前視圖。圖5B所示是圖5A沿線5B-5B的截面圖。圖6所示是根據(jù)實(shí)施例A制得的偏振玻璃透鏡圖。圖7所示是根據(jù)實(shí)施例B制得的偏振玻璃透鏡圖。圖8所示是根據(jù)實(shí)施例C制得的偏振玻璃透鏡圖。圖9所示是根據(jù)實(shí)施例D制得的偏振玻璃透鏡圖。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的透徹理解，陳述了許多具體的細(xì)節(jié)。但是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施。在其它情況中，為了防止本發(fā)明重點(diǎn)不突出，沒有詳細(xì)描述眾所周知的特征和/或工藝。此外，類似或相同的附圖編號(hào)用于標(biāo)識(shí)相同或類似的部件。圖I顯示了使用設(shè)備I對(duì)基材3的表面進(jìn)行刷磨。對(duì)基材3的表面進(jìn)行刷磨用于準(zhǔn)備進(jìn)行偏振染料沉積。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，基材3是透光基材?？梢杂糜袡C(jī)或無機(jī)材料制備基材3。如美國(guó)專利第7，625，626號(hào)所述，如果基材3是由有機(jī)材料制備的，則可以涂覆無機(jī)材料，例如二氧化硅。在一些實(shí)施方式中，基材3可以由玻璃或者聚合物制備。在一些實(shí)施方式中，基材3可以是透鏡。所述透鏡適用于眼科應(yīng)用、高能透鏡應(yīng)用、低能透鏡應(yīng)用以及太陽能應(yīng)用。在其他實(shí)施方式中，基材3可以是用于例如光學(xué)窗口或者濾光器的應(yīng)用的基材。在某些實(shí)施方式中，基材3是太陽鏡透鏡或者眼科透鏡。在圖I中，基材3具有兩個(gè)曲面表面，是凹表面5和凸表面7，所述凸表面7和所述凹表面5相對(duì)。曲面表面可以是簡(jiǎn)單的，例如球形或者圓柱形限定的，或者復(fù)雜的，例如非球面或者連續(xù)或多綴片(multi-patch)幾何樣條限定的。表面5、7可以是對(duì)稱或者不對(duì)稱的。對(duì)于眼科應(yīng)用，曲面表面可以選自漸進(jìn)表面、非球形表面、球形表面以及圓柱形表面。在某些實(shí)施方式中，基材3是平坦表面。將基材3支撐在刷磨設(shè)備I的固定器9中。固定器9可以具有匹配基材表面的表面形狀。例如，在圖I中，固定器9具有匹配基材3的凹表面5的圓錐形表面11。可以通過各種方法將基材3保持在固定器9中。例如，可以通過真空將基材3保持在固定器9上。在一個(gè)例子中，在固定器9的圓錐形表面11中切割了一個(gè)孔?？着c固定器9的內(nèi)腔連接，在孔中設(shè)置了彈性體O形環(huán)。為了將基材3保持在固定器9上，通過內(nèi)腔和孔對(duì)基材3的凹表面5施加真空。施加的真空將基材3的凹表面5拉向抵靠住固定器9的圓錐形表面11上的孔中設(shè)置的O形環(huán)，其中O形環(huán)起了在基材3的凹表面5和固定器9的圓錐形表面11之間進(jìn)行密封的作用。在另一個(gè)例子中，可以通過粘合劑將基材3保持在固定器9的合適形狀的表面11上，可以在之后去除所述粘合劑使得基材3與固定器9分離。將固定器9安裝在支撐軸13上。支撐軸13與固定器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，該固定器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含斜齒輪箱15、減速箱17、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)19以及相關(guān)電子部件。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)19可以是無刷馬達(dá)。通常，固定器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以使用任意合適的齒輪排列和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。齒輪箱15、減速箱17以及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)19安裝在與定位裝置23連接的框架21上。所述定位裝置23可以是例如，線型滑動(dòng)或致動(dòng)器?？梢赃\(yùn)行固定器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(15、17、19)使得支撐軸13轉(zhuǎn)動(dòng)，固定器9繞著與支撐軸13的軸軸向重合的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)備I包含安裝在心軸27上的刷磨墊
25。心軸27通過軸頸軸承29與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)31相連?？梢赃\(yùn)行驅(qū)動(dòng)馬達(dá)31使得心軸27和·刷磨墊25繞著與心軸27軸向重合的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)對(duì)基材3的表面進(jìn)行刷磨時(shí)，支撐軸13和心軸27的軸向軸通常相互平行。定位裝置23可以使得所有的固定器組件(9、13、15、17、21)沿著與心軸27的軸向軸橫交的軸移動(dòng)。以這種方式，可以操作定位裝置23使得固定器9相對(duì)于刷磨墊25平移，從而使得安裝在固定器9上基材3的表面的位置選擇性地與刷磨墊25的刷磨表面24發(fā)生接觸?；蛘?，可以將刷磨墊組件(31、29、27、25)安裝到框架，所述框架與定位裝置連接，因此使得刷磨墊25可相對(duì)于固定器9進(jìn)行平移，從而在安裝在固定器9上的基材3的表面與刷磨表面24之間發(fā)生接觸。刷磨墊25攜帶有磨料，通常是疏松形式的磨料。所述磨料可以是無機(jī)材料，例如氧化鋯或者氧化鋁?？梢詽{料提供所述磨料，例如懸浮在水中的氧化鋯或者氧化鋁粉末。漿料中的粉末磨料的典型中值粒度范圍是O. 5 μ m至20 μ m?？梢酝ㄟ^將刷磨墊25浸入或者浸透在磨料漿料中使得刷磨墊25負(fù)載有磨料。這要求刷磨墊25能夠持有磨料。為此，刷磨墊25或者至少是刷磨墊25的刷磨表面24是由泡沫、多孔、織物或者氈材料制造。刷磨墊25或者至少是刷磨墊25的刷磨表面24由順應(yīng)性材料制造，從而如果需要的話刷磨表面24可以與要刷磨的表面局部相適應(yīng)。應(yīng)注意，所述泡沫、多孔、織物或者氈材料通常符合順應(yīng)性材料的要求。合適的刷磨墊材料是多孔聚合物，例如聚酯、聚醚或者聚氨酯?，F(xiàn)在對(duì)刷磨過程進(jìn)行描述。例如，通過對(duì)心軸27進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，將如上所述攜有磨料的刷磨墊25設(shè)定到選定的轉(zhuǎn)速。例如，可以使刷磨墊25以300rpm和450rpm之間的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，使用定位裝置23使凸表面7與刷磨墊25的刷磨表面24發(fā)生接觸，反之亦可。應(yīng)注意，此處所用的凸表面7是要進(jìn)行刷磨的基材3的表面的一個(gè)例子，即當(dāng)要進(jìn)行刷磨的表面不是凸的并且不考慮要刷磨的表面的復(fù)雜度，采用此處所述的刷磨過程。當(dāng)刷磨表面24與凸表面7發(fā)生接觸，在一個(gè)或多個(gè)刷磨行程中對(duì)凸表面7進(jìn)行刷磨，在刷磨的表面中形成凹槽。在刷磨之后，例如使用定位裝置23將凸表面7與刷磨表面24分開。通常在刷磨之后的數(shù)分鐘內(nèi)將偏振染料沉積到刷磨的表面上，以實(shí)現(xiàn)最佳的偏振結(jié)果。在每次刷磨行程中，在凸表面7和刷磨表面24之間沿著刷磨路徑發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。沿著刷磨路徑的相對(duì)移動(dòng)是單向的。會(huì)通過舉例的方式對(duì)該相對(duì)移動(dòng)的作用進(jìn)行進(jìn)一步解釋。在圖I中，(通過轉(zhuǎn)動(dòng)支撐軸13)可以使得固定器9沿圓形路徑以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述固定器9的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致凸表面7沿圓形路徑以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，可以將凸表面7描述為沿圓形路徑以逆時(shí)針方向相對(duì)于刷磨表面24移動(dòng)。還可以是例如通過將固定器9沿圓形路徑以順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得凸表面7沿圓形路徑以順時(shí)針方向相對(duì)于刷磨表面24移動(dòng)。在該例子中，圓形路徑代表刷磨路徑。但是，在刷磨行程中實(shí)現(xiàn)的相對(duì)移動(dòng)不限于沿著圓形的刷磨路徑。在其他實(shí)施方式中，刷磨路徑可以是非圓形的。刷磨路徑可以由凸表面7的輪廓(或者要刷磨的表面的輪廓)限定。例如，如果凸表面7 (或者要刷磨的表面)是非球形的，則對(duì)刷磨路徑進(jìn)行適當(dāng)選擇為非球形路徑。如上所述，在刷磨行程時(shí)發(fā)生的相對(duì)移動(dòng)是沿著刷磨路徑的單向移動(dòng)。再次考慮上面的例子，這表示在每次刷磨行程時(shí)，凸表面7 (或者，統(tǒng)稱為要刷磨的表面)可以以順時(shí)針方向或者逆時(shí)針方向移動(dòng)，但是不能以兩個(gè)方向移動(dòng)。但是，如果在一次刷磨行程中凸表面7以逆時(shí)針方向移動(dòng)，則完全可以接受凸表面7在另一次刷磨行程中以順時(shí)針方向移動(dòng)。也就是說，在刷磨行程之間改變相對(duì)移動(dòng)的方向是允許的，但是在一次刷磨行程中改變相對(duì)移動(dòng)方向則是不允許的。同樣地，當(dāng)刷磨路徑是非圓形時(shí)，則術(shù)語“順時(shí)針”和“逆時(shí)針”沒有多大意義。因此，應(yīng)注意的是“單向”指的是在一次刷磨行程中沿著刷磨路徑的相對(duì)移動(dòng)沒有相反的方向。在每次刷磨行程中，凸表面7 (或者統(tǒng)稱為要刷磨的表面)是完全刷磨的。也就是說，在刷磨行程中刷磨表面24沒有在凸表面7的中間停止，而是從凸表面7的一端移動(dòng)到凸表面7的另一端，從而在凸表面7上形成的凹槽的朝向都是相同的方向。
在每次刷磨行程中，定位裝置23起了將凸表面7 (或者統(tǒng)稱為要刷磨的表面)偏靠住刷磨表面24的作用，通過刷磨表面24產(chǎn)生了作用于凸表面7的反作用力。該反作用力是微小的，但是足以使得刷磨表面24上攜有的磨料將要刷磨的表面改變成偏振染料沉積所需的形式。所述改變包括，但不限于，在刷磨的表面上形成凹槽。凹槽通常是亞微米級(jí)的。如果刷磨表面24是順應(yīng)性的，則反作用力還可以起到使得刷磨表面24局部順應(yīng)凸表面7 (或者統(tǒng)稱為要刷磨的表面)，從而即使凸表面7是復(fù)雜表面，也能用磨料對(duì)凸表面7進(jìn)行完全地刷磨?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)基材3與刷磨墊25的相對(duì)位置來增加或減小反作用力。應(yīng)注意，對(duì)表面的刷磨僅持續(xù)數(shù)秒，通常小于60秒。也就是說，刷磨時(shí)間不足以導(dǎo)致對(duì)刷磨的表面進(jìn)行拋光。上述刷磨方法也可用于非凸的表面，例如凹表面。例如，設(shè)備I還可用于對(duì)基材3的凹表面5進(jìn)行刷磨。對(duì)于用于對(duì)基材3的凹表面5進(jìn)行刷磨的設(shè)備1，可能需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行一些改變。例如，需要支撐基材3從而使得凹表面5面朝刷磨墊25的刷磨表面24。這可能要求不同于固定器9的固定器。例如，此類不同的固定器可能具有其形狀符合基材3的凸表面7的凹表面。另一個(gè)變化是對(duì)刷磨墊25做出的。可以用另一種刷磨墊代替刷磨墊25，所述另一種刷磨墊具有更適合對(duì)凹表面進(jìn)行刷磨的刷磨表面幾何形狀。將在下面對(duì)不同刷磨表面幾何形狀的例子進(jìn)行描述。上述刷磨方法還可用于在單次過程中對(duì)多個(gè)表面進(jìn)行刷磨。為此，也需要對(duì)設(shè)備I進(jìn)行一些改造。例如，現(xiàn)有的一次接納一個(gè)基材的固定器9被具有多個(gè)用于安裝基材的表面的固定器代替。新的固定器可以是輪的形式，其可以安裝在支撐軸13上。通過轉(zhuǎn)動(dòng)刷磨墊25的刷磨表面24前面的輪，可以在單次過程中用刷磨表面24對(duì)安裝在固定器上的多個(gè)基材的表面進(jìn)行刷磨。圖I中與設(shè)備I 一起使用的刷磨墊25是輪形的，并且可以具有各種圓周表面幾何形狀。刷磨墊的圓周表面與基材的表面發(fā)生接觸，所述刷磨墊的圓周表面指的是上述的刷磨表面。圖3A是刷磨墊幾何形狀50的前視圖，圖3B是圖3A沿線3B-3B的截面圖。圖3A和3B顯示了具有凸(圖3B)刷磨表面51的刷磨墊幾何形狀50?？梢酝ㄟ^從球形刷磨墊材料切割出對(duì)稱片來形成刷磨墊幾何形狀50。刷磨表面51的曲率半徑可以等于或者略小于要刷磨的表面的曲率半徑。刷磨表面51可用于對(duì)凹表面進(jìn)行刷磨。圖4A是刷磨墊幾何形狀53的前視圖，圖4B是圖4A沿線4B-4B的截面圖。圖4A和4B顯示了具有平(圖4B)的刷磨表面55的刷磨墊幾何形狀53，也就是說，刷磨墊幾何形狀53看上去類似規(guī)則圓柱體。刷磨表面55可用于對(duì)凸表面進(jìn)行刷磨。圖5A是刷磨墊幾何形狀57的前視圖，圖5B是圖5A沿線5B-5B的截面圖。圖5A和5B顯示了具有凹(圖5B)刷磨表面59的刷磨墊幾何形狀57。刷磨表面59的曲率半徑可以等于或者略大于要刷磨的表面的曲率半徑。刷磨表面59可用于對(duì)凸表面進(jìn)行刷磨。當(dāng)偏振接收染料表面是平坦表面時(shí)，圖I所示的設(shè)備還可以與具有平坦刷磨表面的刷磨墊一起使用。在此情況下，刷磨時(shí)無需轉(zhuǎn)動(dòng)平坦刷磨表面。但是，在刷磨行程中，仍會(huì)在平面刷磨表面和要刷磨的平面表面之間發(fā)生單向移動(dòng)。如上所述的刷磨方法適用于形成凸或凹的，簡(jiǎn)單或復(fù)雜的曲面表面，用于偏振染料沉積。應(yīng)注意，結(jié)合圖I如上所述的刷磨方法的效果并不僅僅在于對(duì)刷磨墊進(jìn)行選擇，所述刷磨墊具有與要刷磨的表面相同形狀的刷磨表面。刷磨方法的效果主要在于進(jìn)行如上所述的刷磨行程的方式。刷磨墊的順應(yīng)能力使得其可以對(duì)要刷磨的表面使用任意刷磨墊幾何形狀。但是，要使刷磨墊為了順應(yīng)要刷磨的表面所需要的變形程度最小化，從接近要刷磨的表面的刷磨墊幾何形狀開始是有益的?！?br> 結(jié)合上文所述對(duì)表面進(jìn)行刷磨的方法用于制備偏振制品。為了制備偏振制品，首先得到適合應(yīng)用的基材。基材含有用具有厚度的基材材料分隔開的兩個(gè)相對(duì)表面。出于說明目的，得到一種基材，該基材具有相對(duì)關(guān)系的凸表面和凹表面?？梢允褂脠DI的設(shè)備對(duì)所述凸表面和凹表面進(jìn)行刷磨。或者，可以使用圖I的設(shè)備對(duì)所述凸表面進(jìn)行刷磨，而使用圖2的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備對(duì)所述凹表面進(jìn)行刷磨。對(duì)表面進(jìn)行刷磨之后，將偏振染料沉積到表面上。沉積過程涉及數(shù)個(gè)階段。清洗表面以去除在對(duì)表面進(jìn)行刷磨時(shí)所用的疏松磨料的任意殘留?？梢允褂脠DI所示的設(shè)備或者圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備完成清洗，但是使用水，而不是磨料漿料作為刷磨介質(zhì)?？梢詫?duì)表面進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)持續(xù)地對(duì)表面噴射去離子水以對(duì)表面進(jìn)行二次清洗。所述去離子水可以含有表面活性劑或者不含表面活性劑。使用例如紅外加熱對(duì)表面進(jìn)行干燥。然后將基材穩(wěn)定化到預(yù)定的溫度和濕度，例如室溫和室內(nèi)濕度。該步驟之后，使用例如旋涂、浸沒或者流涂方法將偏振染料沉積到表面上(通常一次沉積到一個(gè)表面上)。所述偏振染料可以是具有偏振性質(zhì)的任意液晶化合物。液晶化合物可以是向列型或者由液晶混合物制得。偏振染料的合適的例子是偶氮染料化合物?？梢韵蚱袢玖现屑尤敕请x子型表面活性劑或者陰離子型表面活性劑以促進(jìn)形成有序或者有組織的相。在偏振染料沉積到表面上之后，對(duì)偏振層進(jìn)行穩(wěn)定化。通常，這涉及將涂覆的基材浸沒在酸性PH的無機(jī)鹽的水溶液中。最后對(duì)具有偏振層的基材進(jìn)行沖洗?？梢詢H在基材的一側(cè)(凸側(cè)或者凹側(cè))上形成偏振層，而不是在基材的兩側(cè)形成偏振層?？梢赃M(jìn)行其它的過程以完成偏振制品。例如，可以在偏振層上施涂光學(xué)層或者保護(hù)層。以下實(shí)施例僅是示例性目的的，并不對(duì)如上所述的本發(fā)明或者所附權(quán)利要求構(gòu)成限制。實(shí)施例A使用具有如圖3A和3B所示的幾何形狀的刷磨墊對(duì)礦物玻璃透鏡的凹側(cè)進(jìn)行刷磨。刷磨墊由聚醚泡沫制得并在使用前浸泡在水基氧化鋁漿料中。使用如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備對(duì)透鏡的凹側(cè)進(jìn)行刷磨。透鏡具有直徑為65mm的透鏡底面6。術(shù)語“透鏡底面”簡(jiǎn)單地表示測(cè)得的透鏡的前曲面，單位是屈光度。例如，許多太陽鏡具有透鏡底面6。球形刷的直徑是175mm。刷子以339rpm轉(zhuǎn)動(dòng)。施加在與刷接觸的透鏡上的作用力是3kg。將透鏡支撐在固定器中，使得透鏡與刷發(fā)生接觸，并維持該接觸10秒。該透鏡用去離子水仔細(xì)沖洗。將商用染料溶液旋涂到透鏡的凹側(cè)上。所述染料溶液是偏振染料溶液(PDS)與購自法國(guó)康寧SAS公司(Corning SAS, France)的活化劑A3070的混合物,該混合物中所述活化劑的量是O. 75重量％。通過溶劑的蒸發(fā)速率來控制偏振涂層的形成。為了保護(hù)水溶性染料層，將涂覆的透鏡浸潰在穩(wěn)定化溶液(氯化鋁水溶液)中然后在去離子水中沖洗。在穩(wěn)定化處理之后，測(cè)定霧度、平均透光率和偏振效率。結(jié)果如下表I所示。圖6顯示了偏振染料沉積和穩(wěn)定化之后的玻璃透鏡的圖。圖像是從玻璃透鏡的凸側(cè)得到的。實(shí)施例B使用具有如圖4A和4B所示的幾何形狀的刷磨墊對(duì)礦物玻璃透鏡的凸側(cè)進(jìn)行刷磨。刷磨墊由聚醚泡沫制得并在使用前浸泡在水基氧化鋁漿料中。使用如圖I所示的設(shè)備對(duì)透鏡的凸側(cè)進(jìn)行刷磨。透鏡具有直徑為65mm的透鏡底面。圓柱形刷的直徑是200mm。刷子以339rpm轉(zhuǎn)動(dòng)。施加在與刷接觸的透鏡上的作用力是3kg。將透鏡支撐在固定器中，從而使得透鏡的頂點(diǎn)朝向刷子。在刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使得透鏡與刷發(fā)生接觸。固定器沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，也 就是說，在凸側(cè)和刷磨表面之間沒有發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。在透鏡與刷磨表面分開前使其與刷磨表面接觸10秒。該透鏡用去離子水仔細(xì)沖洗。將商用染料溶液旋涂到透鏡的凸側(cè)上。所述染料溶液是偏振染料溶液與購自法國(guó)康寧SAS公司(Corning SAS, France)的活化劑A3070的混合物，該混合物中所述活化劑的量是O. 75重量％。通過溶劑的蒸發(fā)速率來控制偏振涂層的形成。為了保護(hù)水溶性染料層，將涂覆的透鏡浸潰在穩(wěn)定化溶液(氯化鋁水溶液)中然后在去離子水中沖洗。在穩(wěn)定化處理之后，測(cè)定霧度、平均透光率和偏振效率。結(jié)果如下表I所示。圖7顯示了偏振染料沉積和穩(wěn)定化之后的玻璃透鏡的圖。圖像是從玻璃透鏡的凸側(cè)得到的。圖像中的大塊黑色區(qū)域表示沒有觀察到偏振的玻璃透鏡的區(qū)域。實(shí)施例C使用具有如圖4所示的幾何形狀的刷磨墊對(duì)經(jīng)過涂覆的礦物玻璃透鏡的凸側(cè)進(jìn)行刷磨。刷磨墊由聚醚泡沫制得并在使用前浸泡在水基氧化鋁漿料中。使用如圖I所示的設(shè)備對(duì)透鏡的凸側(cè)進(jìn)行刷磨。透鏡底面6的直徑為65mm。圓柱形刷的直徑是200mm。刷子以339rpm轉(zhuǎn)動(dòng)。施加在與刷接觸的透鏡上的作用力是3kg。將透鏡支撐在固定器中，使得其下邊緣朝向刷。在刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使得透鏡與刷發(fā)生接觸。將固定器以O(shè). 6° /s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至透鏡的上邊緣朝向刷。完成第一次刷磨行程。然后將固定器以O(shè). 6° /s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至透鏡的頂點(diǎn)朝向刷。完成第二次刷磨行程。在第二次刷磨行程中沒有對(duì)凸側(cè)進(jìn)行完全刷磨。然后將透鏡退回與刷分開。透鏡與刷接觸17秒。該透鏡用去離子水仔細(xì)沖洗。將商用染料溶液旋涂到透鏡的凸側(cè)上。所述染料溶液是偏振染料溶液與購自法國(guó)康寧SAS公司(Corning SAS, France)的活化劑A3070的混合物,該混合物中所述活化劑的量是O. 75重量％。通過溶劑的蒸發(fā)速率來控制偏振涂層的形成。為了保護(hù)水溶性染料層，將涂覆的透鏡浸潰在穩(wěn)定化溶液(氯化鋁水溶液)中然后在去離子水中沖洗。在穩(wěn)定化處理之后，測(cè)定霧度、平均透光率和偏振效率。這些測(cè)定的結(jié)果示于表I。圖8顯示了偏振染料沉積和穩(wěn)定化之后的玻璃透鏡的圖。圖像是從玻璃透鏡的凸側(cè)得到的。圖像上的虛線
62表示缺陷區(qū)域，包括偏振位移區(qū)域。實(shí)施例D
使用具有如圖4所示的幾何形狀的刷磨墊對(duì)礦物玻璃透鏡的凸側(cè)進(jìn)行刷磨。刷磨墊由聚醚泡沫制得并在使用前浸泡在水基氧化鋁漿料中。使用如圖I所示的設(shè)備對(duì)透鏡的凸側(cè)進(jìn)行刷磨。透鏡具有直徑為65mm的透鏡底面6。圓柱形刷的直徑是200mm。刷子以339rpm轉(zhuǎn)動(dòng)。施加在與刷接觸的透鏡上的作用力是3kg。將透鏡支撐在固定器中，使得其上邊緣朝向刷。在刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使得透鏡與刷發(fā)生接觸，并將該接觸維持20秒。將固定器以
0.2° /s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至透鏡的下邊緣朝向刷。完成單次刷磨行程。在刷磨行程中對(duì)凸側(cè)進(jìn)行完全刷磨。然后將透鏡退回與刷分開。透鏡與刷接觸45秒。該透鏡用去離子水仔細(xì)沖洗。將商用染料溶液旋涂到透鏡的凸側(cè)上。所述染料溶液是偏振染料溶液與購自法國(guó)康寧SAS公司(Corning SAS, France)的活化劑A3070的混合物,該混合物中所述活化劑的量是O. 75重量％。通過溶劑的蒸發(fā)速率來控制偏振涂層的形成。為了保護(hù)水溶性染料層，將涂覆的透鏡浸潰在穩(wěn)定化溶液(氯化鋁水溶液)中然后在去離子水中沖洗。在穩(wěn)定化處理之后，測(cè)定霧度、平均透光率和偏振效率。結(jié)果如下表I所示。圖9顯示了偏振染料沉積和穩(wěn)定化之后的玻璃透鏡的圖。玻璃透鏡的圖像從凸側(cè)得到。應(yīng)注意在如圖9所示的玻璃透鏡上，偏振層覆蓋了整個(gè)表面，并且相比于圖7所示的玻璃透鏡的偏振層更均勻。圖7對(duì)應(yīng)實(shí)施例B，沒有沿著刷磨路徑在玻璃透鏡的凸側(cè)和刷磨表面之間發(fā)生任意相對(duì)移動(dòng)。下表I比較了根據(jù)實(shí)施例A、B、C和D制得的透鏡在偏振染料沉積和穩(wěn)定化之后的特性。在這些實(shí)施例中，透鏡基材是彩色的，透鏡基材(未涂覆的透鏡)的平均透光率是
43.5%。從實(shí)施例中可得，以持續(xù)方式(如實(shí)施例D)進(jìn)行刷磨而不是部分或者在先前刷磨過的區(qū)域上進(jìn)行刷磨(如實(shí)施例C)得到了更均勻的偏振層，維持了偏振效率和霧度水平。表I
權(quán)利要求
1.一種制備偏振染料接收表面的方法，該方法包括 使得偏振染料接收表面與攜有磨料的刷磨墊的刷磨表面發(fā)生接觸； 在一次或多次刷磨行程中用刷磨表面對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行刷磨，每一次刷磨行程包括在偏振染料接收表面和刷磨表面之間沿著刷磨路徑發(fā)生單向相對(duì)移動(dòng)；以及 在刷磨之后將偏振染料接收表面與刷磨表面分開。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，該方法還包括在每次刷磨行程時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)刷磨墊，從而在每次刷磨行程時(shí)使得刷磨表面的不同區(qū)域與偏振染料接收表面發(fā)生接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法還包括在每次刷磨行程時(shí)用刷磨表面對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行完全刷磨。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法還包括通過作用力使得偏振染料接收表面偏靠住刷磨表面。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，響應(yīng)作用力使得刷磨表面與偏振染料接收表面局部地相符合。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是凸表面而刷磨表面是凹表面，且凹表面的曲率半徑大于或等于凸表面的曲率半徑。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是凹表面而刷磨表面是凸表面，且凸表面的曲率半徑小于或等于凹表面的曲率半徑。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是平面表面，刷磨表面也是平面表面。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述刷磨路徑是圓形路徑。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述刷磨路徑由偏振染料接收表面的輪廓所限定。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法還包括將刷磨表面浸潰或者浸泡在漿料中，所述漿料包含水和粉末形式的磨料。
12.一種制造偏振制品的方法，該方法包括 使得偏振染料接收表面與攜有磨料的刷磨墊的刷磨表面發(fā)生接觸； 在一次或多次刷磨行程中用刷磨墊的刷磨表面對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行刷磨，每一次刷磨行程包括在偏振染料接收表面和刷磨墊的刷磨表面之間沿著刷磨路徑發(fā)生單向相對(duì)移動(dòng)； 將偏振染料接收表面與刷磨表面分開；以及 將偏振染料沉積到偏振染料接收表面上。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法還包括在每次刷磨行程時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)刷磨墊，從而在每次刷磨行程時(shí)使得刷磨表面的不同區(qū)域與偏振染料接收發(fā)生接觸。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述偏振染料是液晶化合物。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，該方法還包括在將偏振染料沉積到偏振染料接收表面之前對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行清洗以去除偏振染料接收表面的磨料。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是曲面表面。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是凸表面，刷磨表面是凹表面。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是凹表面，刷磨表面是凸表面。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述刷磨路徑是圓形路徑。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述刷磨路徑由偏振染料接收表面的輪廓所限定。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是眼科透鏡或者太陽鏡透鏡的表面。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述偏振染料接收表面是球形或者非球形、或者漸進(jìn)或者圓柱形表面。
23.一種用于對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行刷磨的設(shè)備，該設(shè)備包含 具有刷磨表面的刷磨墊，該刷磨墊攜有或者能夠攜帶磨料； 具有表面的固定器，用于支撐偏振染料接收表面； 定位裝置，該定位裝置與刷磨墊和固定器中的至少一個(gè)連接，使得固定器選擇性地與刷磨墊相鄰； 與所述刷磨墊連接的第一驅(qū)動(dòng)器，該第一驅(qū)動(dòng)器配置成轉(zhuǎn)動(dòng)刷磨墊，從而使得刷磨表面的不同區(qū)域可以與固定器相鄰；以及 與所述固定器連接的第二驅(qū)動(dòng)器，該第二驅(qū)動(dòng)器配置成使得固定器移動(dòng)，從而在固定器和刷磨表面之間沿著刷磨路徑發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二驅(qū)動(dòng)器配置成對(duì)固定器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)。
25.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述刷磨表面的輪廓選自下組凸輪廓、平面輪廓以及凹輪廓。
全文摘要
一種制備偏振染料接收表面的方法，該方法包括使得偏振染料接收表面與攜有磨料的刷磨墊的刷磨表面發(fā)生接觸，并在一次或多次刷磨行程中用刷磨表面對(duì)偏振染料接收表面進(jìn)行刷磨。每一次刷磨行程包括在偏振染料接收表面和刷磨表面之間沿著刷磨路徑實(shí)現(xiàn)單向相對(duì)移動(dòng)。在刷磨之后將偏振染料接收表面與刷磨表面分開。
文檔編號(hào)G02B1/12GK102918429SQ201180026321
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
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