JPH05337960A - 成形複合光学部品の加熱重合方法 - Google Patents
成形複合光学部品の加熱重合方法Info
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- JPH05337960A JPH05337960A JP4145883A JP14588392A JPH05337960A JP H05337960 A JPH05337960 A JP H05337960A JP 4145883 A JP4145883 A JP 4145883A JP 14588392 A JP14588392 A JP 14588392A JP H05337960 A JPH05337960 A JP H05337960A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス製基材と鋳型との間に熱硬化型樹脂の
モノマーを介在させ、この鋳型を加熱する際の熱硬化型
樹脂の良好な重合条件を提供すること。 【構成】 鋳型を90〜110℃/5分の初期加熱速度
で加熱し、その後鋳型温度を100〜110℃に保持し
て、重合を完成させる成形複合光学部品の加熱重合方
法。
モノマーを介在させ、この鋳型を加熱する際の熱硬化型
樹脂の良好な重合条件を提供すること。 【構成】 鋳型を90〜110℃/5分の初期加熱速度
で加熱し、その後鋳型温度を100〜110℃に保持し
て、重合を完成させる成形複合光学部品の加熱重合方
法。
Description
【0001】
【技術分野】本発明は、ガラス製基材上に熱硬化型樹脂
からなる合成樹脂層を付着成形する成形複合光学部品の
加熱重合方法に関する。
からなる合成樹脂層を付着成形する成形複合光学部品の
加熱重合方法に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】ガラス製基材と合成樹脂
層との成形複合光学部品、例えば複合型非球面レンズ
は、予め加工されたガラス製基材上に、秤量された樹脂
材料を滴下し、この樹脂材料を鋳型で延伸した後重合成
形してガラス製基材上に接合する。
層との成形複合光学部品、例えば複合型非球面レンズ
は、予め加工されたガラス製基材上に、秤量された樹脂
材料を滴下し、この樹脂材料を鋳型で延伸した後重合成
形してガラス製基材上に接合する。
【0003】樹脂材料としては、熱硬化型樹脂、紫外線
硬化型樹脂等が使用されているが、紫外線硬化樹脂に
は、次の問題点があった。複合型非球面レンズは、球面
ガラス上に、非球面の合成樹脂層を付着成形することで
得られる。よって非球面量を大きくすれば、レンズの中
心部と周辺部での樹脂厚の差は、必然的に増加する。と
ころが、紫外線硬化型樹脂は、紫外線が照射されると重
合硬化する樹脂であるので、紫外線の吸収の問題から厚
さに制限があり、また厚さが異なると、厚い部分と薄い
部分で硬化のスピードが異なり、その結果、硬化歪が生
じてレンズとしての性能が悪化してしまう。具体的に
は、最大厚は例えば0.33mm前後、厚さの差は最大0.20mm
前後に制限されているのが実情である。このため、写真
レンズのような大口径化、高性能化が要求される非球面
レンズとしては、使用する効果が限定されてしまう。ま
た紫外線硬化樹脂は、紫外線を吸収する結果、黄色化す
る傾向があり、写真レンズとしては、色再現性に問題が
ある。
硬化型樹脂等が使用されているが、紫外線硬化樹脂に
は、次の問題点があった。複合型非球面レンズは、球面
ガラス上に、非球面の合成樹脂層を付着成形することで
得られる。よって非球面量を大きくすれば、レンズの中
心部と周辺部での樹脂厚の差は、必然的に増加する。と
ころが、紫外線硬化型樹脂は、紫外線が照射されると重
合硬化する樹脂であるので、紫外線の吸収の問題から厚
さに制限があり、また厚さが異なると、厚い部分と薄い
部分で硬化のスピードが異なり、その結果、硬化歪が生
じてレンズとしての性能が悪化してしまう。具体的に
は、最大厚は例えば0.33mm前後、厚さの差は最大0.20mm
前後に制限されているのが実情である。このため、写真
レンズのような大口径化、高性能化が要求される非球面
レンズとしては、使用する効果が限定されてしまう。ま
た紫外線硬化樹脂は、紫外線を吸収する結果、黄色化す
る傾向があり、写真レンズとしては、色再現性に問題が
ある。
【0004】これに対し、熱硬化型樹脂は、紫外線硬化
型樹脂の以上の問題を有しないため、最近注目されてい
る。この熱硬化型樹脂をガラス製レンズ上に重合成形す
る場合、内部に光学的な歪が残存しないこと、内部に残
留応力が生じないこと、高い加工精度(表面精度)を有
すること、硬化スピード(重合速度)が早いこと、つま
り加工性がよいこと、等が要求される。特に、複合非球
面レンズの樹脂材料層は、熱硬化型樹脂の場合、1/100m
m 〜数mm厚と薄いため、一般的な熱硬化型樹脂の加熱条
件とは異なる特別な加熱条件が必要である。
型樹脂の以上の問題を有しないため、最近注目されてい
る。この熱硬化型樹脂をガラス製レンズ上に重合成形す
る場合、内部に光学的な歪が残存しないこと、内部に残
留応力が生じないこと、高い加工精度(表面精度)を有
すること、硬化スピード(重合速度)が早いこと、つま
り加工性がよいこと、等が要求される。特に、複合非球
面レンズの樹脂材料層は、熱硬化型樹脂の場合、1/100m
m 〜数mm厚と薄いため、一般的な熱硬化型樹脂の加熱条
件とは異なる特別な加熱条件が必要である。
【0005】
【発明の目的】本発明は、熱硬化型樹脂をガラス製基材
上に重合成形して形成する成形複合光学部品の加熱重合
方法において、以上の要求を満たす重合条件を提供する
ことを目的とする。
上に重合成形して形成する成形複合光学部品の加熱重合
方法において、以上の要求を満たす重合条件を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【発明の概要】本発明の加熱重合方法は、ガラス製基材
と鋳型との間に熱硬化型樹脂のモノマーを介在させ、こ
の鋳型を加熱してガラス製基材上にポリマーを付着成形
する成形光学部品の加熱重合方法において、鋳型を90
〜110℃/5分の初期加熱速度で加熱し、その後10
0〜110℃に保持して、重合を完成させることを特徴
としている。
と鋳型との間に熱硬化型樹脂のモノマーを介在させ、こ
の鋳型を加熱してガラス製基材上にポリマーを付着成形
する成形光学部品の加熱重合方法において、鋳型を90
〜110℃/5分の初期加熱速度で加熱し、その後10
0〜110℃に保持して、重合を完成させることを特徴
としている。
【0007】本発明は、初期加熱速度を90〜110℃
/5分に設定した点に第一の特徴がある。この初期加熱
速度が110℃/5分を越えると、つまり加熱速度が上
記範囲より早いと、重合反応が暴走して、樹脂材料の発
泡、内部歪の残存、表面精度の悪化等の不具合が生じ
る。また、初期加熱速度が90℃/5分より遅いと、加
工性が悪い。この初期加熱により、モノマーは仮硬化す
る。仮硬化とは、レンズと鋳型が樹脂材料を介して接合
され、外力を加えない限り、両者が離れない状態をい
う。この仮硬化状態の樹脂材料は高粘度であり、中心部
は既に硬化している。
/5分に設定した点に第一の特徴がある。この初期加熱
速度が110℃/5分を越えると、つまり加熱速度が上
記範囲より早いと、重合反応が暴走して、樹脂材料の発
泡、内部歪の残存、表面精度の悪化等の不具合が生じ
る。また、初期加熱速度が90℃/5分より遅いと、加
工性が悪い。この初期加熱により、モノマーは仮硬化す
る。仮硬化とは、レンズと鋳型が樹脂材料を介して接合
され、外力を加えない限り、両者が離れない状態をい
う。この仮硬化状態の樹脂材料は高粘度であり、中心部
は既に硬化している。
【0008】次に本発明は、この初期加熱によって鋳型
が90〜110℃に達した後、その温度に保持して、重
合を完成させる。この温度保持工程により、初期加熱工
程において仮硬化した樹脂材料が、内部歪のない良好な
形状精度をもって硬化する。
が90〜110℃に達した後、その温度に保持して、重
合を完成させる。この温度保持工程により、初期加熱工
程において仮硬化した樹脂材料が、内部歪のない良好な
形状精度をもって硬化する。
【0009】ガラス製基材と鋳型の間に介在させるポリ
マーの厚さは、1/100mm 〜数mmであることが好ましい。
本発明方法は、複合非球面レンズ以外の光学部品にも適
用可能であるが、複合非球面レンズに適用する場合、ガ
ラス製基材を球面ガラスレンズとし、この球面ガラスレ
ンズ上に、厚さが不均一の非球面層からなるポリマー層
を形成する。
マーの厚さは、1/100mm 〜数mmであることが好ましい。
本発明方法は、複合非球面レンズ以外の光学部品にも適
用可能であるが、複合非球面レンズに適用する場合、ガ
ラス製基材を球面ガラスレンズとし、この球面ガラスレ
ンズ上に、厚さが不均一の非球面層からなるポリマー層
を形成する。
【0010】熱硬化型樹脂としては、エポキシ系樹脂が
好ましい。エポキシ系樹脂としては、ビスフェールA
型、ビスフェールAD型あるいはビスフェールF型等の
エポキシ樹脂を用いることができる。これらのエポキシ
樹脂は、酸無水物系、アミン系またはその他の硬化剤で
硬化させる。
好ましい。エポキシ系樹脂としては、ビスフェールA
型、ビスフェールAD型あるいはビスフェールF型等の
エポキシ樹脂を用いることができる。これらのエポキシ
樹脂は、酸無水物系、アミン系またはその他の硬化剤で
硬化させる。
【0011】熱硬化型樹脂は、中間層としてのシランカ
ップリング剤層等を介在させることなく、直接ガラス製
基材上に形成しても、十分な密着性が得られる。
ップリング剤層等を介在させることなく、直接ガラス製
基材上に形成しても、十分な密着性が得られる。
【0012】
【発明の実施例】以下図面について本発明を説明する。
図示例は、複合非球面レンズの形成工程を示すもので、
予め所定の球面に加工されたガラス製球面レンズ11上
には、非球面量に応じて予め秤量された熱硬化型樹脂材
料12が滴下される。次に、この樹脂材料12上に、非
球面13を有する鋳型14を予め定めた距離だけ接近さ
せて、樹脂材料12をガラス製レンズ11上に薄く延ば
す。この状態で鋳型14を加熱して樹脂材料12を加熱
すると、モノマーの重合が進行し、非球面13の形状が
移された熱硬化型樹脂材料12がガラス製レンズ11上
に接合されて、複合非球面レンズ15が得られる。鋳型
14の非球面13の表面には、予め離型剤が塗布されて
いる。
図示例は、複合非球面レンズの形成工程を示すもので、
予め所定の球面に加工されたガラス製球面レンズ11上
には、非球面量に応じて予め秤量された熱硬化型樹脂材
料12が滴下される。次に、この樹脂材料12上に、非
球面13を有する鋳型14を予め定めた距離だけ接近さ
せて、樹脂材料12をガラス製レンズ11上に薄く延ば
す。この状態で鋳型14を加熱して樹脂材料12を加熱
すると、モノマーの重合が進行し、非球面13の形状が
移された熱硬化型樹脂材料12がガラス製レンズ11上
に接合されて、複合非球面レンズ15が得られる。鋳型
14の非球面13の表面には、予め離型剤が塗布されて
いる。
【0013】本発明は、このように形成される複合非球
面レンズ15の加熱重合方法において、熱硬化型樹脂材
料12を重合硬化させるために、第一のステップとし
て、鋳型14を、初期加熱速度90〜110℃/5分で
加熱して仮硬化させ、第二のステップとして、鋳型14
を100〜110℃に保持して、重合を完成させる点に
特徴がある。
面レンズ15の加熱重合方法において、熱硬化型樹脂材
料12を重合硬化させるために、第一のステップとし
て、鋳型14を、初期加熱速度90〜110℃/5分で
加熱して仮硬化させ、第二のステップとして、鋳型14
を100〜110℃に保持して、重合を完成させる点に
特徴がある。
【0014】図2は、本発明による加熱重合方法による
加熱速度および温度範囲を示すグラフである。第一の領
域Aは、初期加熱領域であり、第二の領域Bは、恒温保
持領域である。ハッチングを付した範囲が本発明による
範囲である。このハッチング領域A、B内の加熱速度お
よび温度条件によると、重合成形される熱硬化型樹脂熱
硬化型樹脂材料12内部に光学的な歪が残存せず、内部
に残留応力が生じることがなく、高い加工精度(表面精
度)が得られ、しかも硬化スピード(重合速度)が早
く、加工性に優れることが確認された。
加熱速度および温度範囲を示すグラフである。第一の領
域Aは、初期加熱領域であり、第二の領域Bは、恒温保
持領域である。ハッチングを付した範囲が本発明による
範囲である。このハッチング領域A、B内の加熱速度お
よび温度条件によると、重合成形される熱硬化型樹脂熱
硬化型樹脂材料12内部に光学的な歪が残存せず、内部
に残留応力が生じることがなく、高い加工精度(表面精
度)が得られ、しかも硬化スピード(重合速度)が早
く、加工性に優れることが確認された。
【0015】これに対し、このハッチング領域A、Bを
上側に外れた領域Cでは、重合反応が暴走し、熱硬化型
樹脂材料12の発泡、内部歪の残存、表面精度の悪化等
の不具合が生じる。また下側に外れた領域では、重合反
応が遅く、加工性が悪い。
上側に外れた領域Cでは、重合反応が暴走し、熱硬化型
樹脂材料12の発泡、内部歪の残存、表面精度の悪化等
の不具合が生じる。また下側に外れた領域では、重合反
応が遅く、加工性が悪い。
【0016】熱硬化型樹脂材料12の厚さは、1/100mm
〜数mm程度が可能であり、非球面量に応じてその厚さを
異ならせることができる。上記実施例は、複合非球面レ
ンズに本発明を適用したものであるが、本発明は、ガラ
ス製基材上に合成樹脂材料を成形する他の複合光学素子
についても同様に適用できる。
〜数mm程度が可能であり、非球面量に応じてその厚さを
異ならせることができる。上記実施例は、複合非球面レ
ンズに本発明を適用したものであるが、本発明は、ガラ
ス製基材上に合成樹脂材料を成形する他の複合光学素子
についても同様に適用できる。
【0017】次に、本発明の熱硬化型樹脂材料12とし
て好ましい化合物を示す。 A、主剤として、次の化合物(X)と(Y) 化合物(X) ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分子構造を下記に示
す。
て好ましい化合物を示す。 A、主剤として、次の化合物(X)と(Y) 化合物(X) ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分子構造を下記に示
す。
【化学式1】 化合物(Y) 次の、、の化合物の1種または2種以上の混合
物、混合割合は任意である。 ジグリジジルフタレート ジググリジジルヘキサヒドロフタレート ジグリジジルテトラヒドロフタレート 、、の分子構造を下記に示す。
物、混合割合は任意である。 ジグリジジルフタレート ジググリジジルヘキサヒドロフタレート ジグリジジルテトラヒドロフタレート 、、の分子構造を下記に示す。
【化学式2】 この化合物(X)と(Y)は、10〜90:90〜10
重量部の割合で混合される。
重量部の割合で混合される。
【0018】B、硬化剤として次の化合物(Z) 化合物(Z) 下記に示す一般式、、、で示される酸無水物硬
化剤の1種、または2種以上の混合物
化剤の1種、または2種以上の混合物
【化学式3】
【0019】C、さらに硬化促進剤として、ベンジルジ
メチルアミン、分子構造を下記に示す。
メチルアミン、分子構造を下記に示す。
【化学式4】 D、リン酸化合物
【0020】以上のA、B、C、Dを次の割合で混合し
て樹脂材料12の材料とする。 A:40〜60重量部 B:60〜40重量部 C:0〜5重量部 D:0〜5重量部
て樹脂材料12の材料とする。 A:40〜60重量部 B:60〜40重量部 C:0〜5重量部 D:0〜5重量部
【0021】次に実施例および比較例によって本発明を
説明する。 「実施例1」ビスフェノールAグリシジルエーテルとヒ
キサヒドロフタル酸グリシジルエーテルと、次の化学式
説明する。 「実施例1」ビスフェノールAグリシジルエーテルとヒ
キサヒドロフタル酸グリシジルエーテルと、次の化学式
【化学式5】 で示す酸無水物系硬化剤と、添加剤としてベンジルジメ
チルアミンと、次の化学式
チルアミンと、次の化学式
【化学式6】 で示すリン酸化合物をそれぞれ50:50:55:1:
1.5の組成で混合し、その混合物12を図1に示すよ
うな非球面金型14と球面ガラスレンズ11との間に介
在させ、昇温硬化させた。この際成形された樹脂層12
の厚さは外周部で約0.1mm、中心部で約0.3mmであ
り、樹脂量は約0.4gであった。硬化過程は重合反応
を制御しやすくするために、初期硬化と後硬化とに分け
て行なった。初期硬化の昇温速度は5分間で100℃に
達する一定の変化量を持つものとし、100℃に達した
後は15分間保持した。この後さらに後硬化として12
0℃まで昇温させ、15分間保持し加熱を終了した。そ
の後非球面金型14からレンズと樹脂の複合体15を離
型し、樹脂表面を観察したところ、光学的な欠陥は認め
られず、写真用の対物レンズとして十分なものであっ
た。なお非球面金型14の表面13には、予め離型剤を
塗布した。
1.5の組成で混合し、その混合物12を図1に示すよ
うな非球面金型14と球面ガラスレンズ11との間に介
在させ、昇温硬化させた。この際成形された樹脂層12
の厚さは外周部で約0.1mm、中心部で約0.3mmであ
り、樹脂量は約0.4gであった。硬化過程は重合反応
を制御しやすくするために、初期硬化と後硬化とに分け
て行なった。初期硬化の昇温速度は5分間で100℃に
達する一定の変化量を持つものとし、100℃に達した
後は15分間保持した。この後さらに後硬化として12
0℃まで昇温させ、15分間保持し加熱を終了した。そ
の後非球面金型14からレンズと樹脂の複合体15を離
型し、樹脂表面を観察したところ、光学的な欠陥は認め
られず、写真用の対物レンズとして十分なものであっ
た。なお非球面金型14の表面13には、予め離型剤を
塗布した。
【0022】「実施例2」実施例1の初期重合速度を5
分間で110℃の温度勾配に変更し、その他は実施例1
と同様とした。成形された樹脂表面を観察したところ、
光学的な欠陥は認められず、写真レンズとして十分なも
のであった。
分間で110℃の温度勾配に変更し、その他は実施例1
と同様とした。成形された樹脂表面を観察したところ、
光学的な欠陥は認められず、写真レンズとして十分なも
のであった。
【0023】「実施例3」実施例1の初期重合速度を5
分間で90℃の温度勾配に変更し、保持時間を20分間
とした。その他は実施例1と同様とした。成形された樹
脂表面を観察したところ、光学的な欠陥は認められず、
写真レンズとして十分なものであった。
分間で90℃の温度勾配に変更し、保持時間を20分間
とした。その他は実施例1と同様とした。成形された樹
脂表面を観察したところ、光学的な欠陥は認められず、
写真レンズとして十分なものであった。
【0024】「比較例1」実施例1の初期重合速度を5
分間で80℃の温度勾配に変更し、保持時間を20分間
とした。その他は実施例1と同様とした。成形されたレ
ンズは樹脂材料の硬化反応が完了しておらず、レンズと
しての使用に耐えないものであった。て十分なものであ
った。
分間で80℃の温度勾配に変更し、保持時間を20分間
とした。その他は実施例1と同様とした。成形されたレ
ンズは樹脂材料の硬化反応が完了しておらず、レンズと
しての使用に耐えないものであった。て十分なものであ
った。
【0025】「比較例2」実施例1の初期重合速度を5
分間で120℃の温度勾配に変更し、その他は実施例1
と同様とした。成形されたレンズの樹脂表面には、硬化
反応の暴走から凹凸が生じ、レンズとしての使用に耐え
ないものであった。
分間で120℃の温度勾配に変更し、その他は実施例1
と同様とした。成形されたレンズの樹脂表面には、硬化
反応の暴走から凹凸が生じ、レンズとしての使用に耐え
ないものであった。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明は、ガラス製基材と
鋳型との間に熱硬化型樹脂のモノマーを介在させ、この
鋳型を加熱してガラス製基材上にポリマーを付着成形す
る成形光学部品の加熱重合方法において、鋳型の初期加
熱速度と、その後の恒温保持温度とを好ましい範囲に設
定したので、重合硬化する樹脂材料を、光学的および機
械的な歪みなく、高精度で、しかも良好な生産性で加工
することができる。
鋳型との間に熱硬化型樹脂のモノマーを介在させ、この
鋳型を加熱してガラス製基材上にポリマーを付着成形す
る成形光学部品の加熱重合方法において、鋳型の初期加
熱速度と、その後の恒温保持温度とを好ましい範囲に設
定したので、重合硬化する樹脂材料を、光学的および機
械的な歪みなく、高精度で、しかも良好な生産性で加工
することができる。
【図1】 本発明を適用するガラス製基材に対する熱硬
化型樹脂材料の成形手順を示す模式図である。
化型樹脂材料の成形手順を示す模式図である。
【図2】 本発明の重合方法の初期加熱速度および保持
恒温範囲を示すグラフである。
恒温範囲を示すグラフである。
11 ガラス製レンズ 12 熱硬化型樹脂材料 14 鋳型 A 初期加熱領域 B 恒温保持領域
Claims (3)
- 【請求項1】 ガラス製基材と鋳型との間に熱硬化型樹
脂のモノマーを介在させ、この鋳型を加熱してガラス製
基材上にポリマーを付着成形する成形光学部品の加熱重
合方法において、 上記鋳型を90〜110℃/5分の初期加熱速度で加熱
し、その後鋳型温度を100〜110℃に保持して、重
合を完成させることを特徴とする成形複合光学部品の加
熱重合方法。 - 【請求項2】 請求項1において、ポリマーの厚さは、
1/100mm 〜数mmである加熱重合方法。 - 【請求項3】 請求項1または2において、ガラス製基
材は、球面レンズであり、ポリマーは非球面層である加
熱重合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14588392A JP3320773B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 成形複合光学部品の加熱重合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14588392A JP3320773B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 成形複合光学部品の加熱重合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337960A true JPH05337960A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3320773B2 JP3320773B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=15395259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14588392A Expired - Fee Related JP3320773B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 成形複合光学部品の加熱重合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3320773B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56144129A (en) * | 1980-04-11 | 1981-11-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of plastic lens |
| JPS5919918A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-01 | Hoya Corp | 酸素透過性ハ−ドコンタクトレンズ |
| JPS62288140A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合レンズ製造装置 |
| JPS63264601A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-11-01 | エムテーア ケズポンティ ケーミアイ クタトー インテーゼテ | ポリマーの製造方法 |
| JPH01192511A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-02 | Asahi Optical Co Ltd | 樹脂レンズの製造方法 |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP14588392A patent/JP3320773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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