精确复合体制品制造技术

本发明专利技术涉及一种制备包括光学镜片的复合体制品的方法，包括步骤：得到基材；将半固体可聚合组合物与基材的至少一个前或背表面接触；在两个半模具之间压缩或加热所得的半固体／基材夹层，其中接触半固体可聚合组合物的模具具有所需的表面几何；然后将半固体／基材夹层暴露于聚合能源。所得复合体制品具有基材的所需特征，但也由于半固体模塑工艺而容易制造。另外，本发明专利技术包括一种复合体制品，包括基材部分和至少一层粘结到基材部分上的固化树脂，所述固化树脂包含在无活性聚合物内的反应性增塑剂的一种半互穿的聚合物网状结构。在一个实施方案中，反应性增塑剂聚合物网状结构进一步加料到无活性聚合物上。该复合体制品具有尺寸稳定性和高逼真度的内模具腔复制。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及聚合反应和模塑领域。更尤其，它涉及一种在下面的基材上快速和便宜地生产光学质量镜片或其它的透明镜片的工艺。它还涉及最佳的构造材料和所得复合体结构。
技术介绍
眼科镜片通过改变进入戴眼镜者瞳孔的光线的焦点长度而校正视力。如果病人近视或远视，通过使用单个视力镜片可相当简单地进行校正，其中镜片的外和内表面都是球形的，但具有不同的曲率半径。如果病人的一只或两只眼散光，复杂程度增加。在这种情况下，镜片的背表面通过在同一表面上产生两种不同的半径而变成环形。为了合适地校正散光，环形表面的旋转位置必须根据戴眼镜者的瞳孔而固定(通常用镜框而实现)。需要多视力镜片如双光眼镜和累进眼镜的病人带来了另一水平的复杂性。在这种情况下，将双焦的或累进的小囊(″添加的″小囊)模塑到镜片的前表面上，使得镜片能够根据该添加小囊的空间分布而校正穿过该镜片的各种焦点长度。最常见的例子是同时为近视(需要眼镜以在一定距离上看见物体)和远视(需要双焦小囊以阅读文本)的某些人。如果病人同时需要多视力镜片和散光校正，环形背表面必须相对双焦小囊的位置和取向进行旋转固定。这对塑料眼科镜片的高生产率制造带来障，原因讨论如下。聚碳酸酯广泛用作光学材料以生产眼科镜片。它的折射指数为1.586，具有相当好的透光性，和极好的耐冲击性。通常，必须使用第二涂层材才能赋予聚碳酸酯镜片以耐刮擦性。聚碳酸酯眼科镜片通过注塑而形成。注塑是一个需要高注射和夹持压力的工艺。因此，工业规模设备的模具是十分昂贵的。另外，模具之间的更换是费时的并给注塑体系带来显著量的停工时间，而且在得到准稳定态操作之前需要显著的启动时间。典型的眼科镜片具有1/4屈光度增量的+2至-6屈光度的规定范围，1/2增量的0至+3屈光度的双焦小囊，和1/4增量的0-2的散光校正和1度增量的0-90度的规定旋转角度。因此，考虑到所有可能的变数，粗略地有105种不同的可能规格。关于注塑，必须有约150种不同的的前模具和720种不同的背模具才能适应覆盖具有散光校正的多视力镜片的规格范围。如果考虑到其它的设计特征如球形镜片或累进镜片，这些数目甚至还会增加。大量生产仅具有很小变化的聚碳酸酯镜片可以是十分经济的。但由于模具昂贵且更换时间过多，具有散光校正的多视力镜片的注塑因为大量变数而不实用。即使这种制造工艺可经济地进行，但长的工具更换时间需要储备整个范围的规格，这明显增加镜片的成本。如果基材变化的数目小，它们可经济地通过注塑或其它技术而制成。因此，生产较大量规格变型所需的是这样一种方法，由此一个或多个镜片毛坯(即，基材)可在基材制造工艺之后具有所需的背环形表面或所需前多焦点表面。尽管该领域已进行了一些工作(如，U.S.Pats.4,873,029和5,531,940)，但所用的树脂一直是液体，这在将液体树脂在固化之前在模具中保持就位时产生了一类新的问题和复杂性。眼科工艺的另一困难涉及光致变色镜片的生产，所述镜片引入了在暴露于日光时经历颜色变化的光致变色染料。遗憾的是，光致变色染料熟知对镜片制造工艺敏感。染料要么被用于聚合镜片铸塑树脂的过氧化物引发剂进攻或变质，要么染料在加入镜片材料时因为空间位阻或其它因素而丧失其活性。为了克服这些问题，染料通常在镜片制造之后利用一种″吸入″工艺而加入，其中染料在热水浴中被部分吸入或吸收到镜片中。在这种情况下，必须使用在高温下的长浸渍时间和较软的材料才能获得可接受的染料吸收。浓缩在镜片的近表面区域中的光致变色染料的所得薄层在加深状态下所得的着色程度以及在光致变色染料的时间的疲劳方面性质成问题。为了克服这些性能限制，已经开发出在制造工艺过程中成功地在整个镜片材料中引入光致变色染料的聚合物基质(参见例如，Henry和Vial，US专利6,034,193)。但所得材料相对昂贵，因为光致变色染料分散在整个材料中。由于产品通常是半成品镜片毛坯，其中20-90％可能会在随后的表面处理工艺过程中研磨掉，许多有价值的光致变色染料被丢弃，因此通过该技术制成的光致变色镜片昂贵。因此理想情况是，含光致变色的材料能够施用到镜片表面上以向镜片的前表面提供一层材料，使得非常少或没有含光致变色的材料在表面处理过程中损失。另外理想的是，该层为约0.3mm-2.0mm厚，这样可尽量减少在镜片有效期内的光漂白和/或疲劳问题。眼科工业的另一问题涉及偏振镜片的生产。这些镜片通常这样制成将偏振膜固定在加垫模具组件内，用可固化的液体树脂在偏振膜的两侧填充该模具，随后固化该树脂，得到具有内植的偏振膜的半成品镜片毛坯。该路径的问题在于，为了获得薄的成品镜片，偏振膜和镜片模具之间的间隔必须小(约1mm，但优选低于1mm)才能得到具有可接受厚度的成品镜片。膜和模具之间的小间隔因为毛细管力而在保持膜就位时出现困难。填充时间延迟和气泡的引入是与该制造方案有关的其它问题。另外，因为常用于该工艺的液体铸塑树脂总是收缩约7％-约15％或更多，在偏振膜和固化树脂之间的界面上可产生大的应力梯度。因为界面处的应力梯度通常阻碍两个表面之间的粘结，通过该加工方案制成的镜片通常存在脱层问题。另外，通过铸塑，注塑，或其它的技术形成的镜片基材可使用光学粘合剂粘结到偏振膜的两个表面上。这种用于多焦点镜片的加工方案例如由Schwenzfeier和Hanson概述于US专利No.5,351,100。遗憾的是，具有可接受厚度的成品镜片的生产要求起始镜片基材相对薄。由于镜片基材必须十分薄(至少1mm，优选约0.5mm)，它们易损且难以处理。这导致难以使用光学粘合剂进行粘结，尤其是因为粘合剂层必须保持非常薄才能不增加成品镜片的总体厚度，而且该加工方案通常导致低产率。所需的是这样一种方法，由此具有内植的偏振膜的镜片可经济地制出并具有等于至少约2mm，更优选等于或低于约1.5mm的薄的分布。在光学工业中在制造胶结的双重镜片时存在问题。双重和更高级的复合镜片体系用于在光学显示体系中获得颜色校正和其它功能。这些镜片由两个镜片组成，分别在外表上具有一个与另一镜片的表面曲率大致匹配的表面，这样这两个镜片可粘结在一起，通常是利用光学粘合剂。但将光学粘合剂放置在镜片之间并将它们以合适的角度、间隔、且在这两个镜片之间的空间中没有气泡或缺陷地将它们粘结在一起是非常复杂的，因此导致低产率制造工艺。遗憾的是，镜片是非常值钱的，因此单个缺陷就意味着这两个镜片都必须丢弃。最好有这样一种方法，由此可制造出″胶结的双重″或更高级的镜片复合体或其等同物，而没有与光学粘合剂和将这两个镜片粘结在一起有关的困难。最后，光学工业内的一个问题是与在电子设备的表面上生产镜片有关的困难。如果电子设备如微片由一个或仅少数设备(如LED，例如)组成，那么该芯片对于可在包封、处理、和应用过程中施加的任何外部应力是相对稳定的。这表现为容易生产被热塑性壳所包封的单个LED设备，该壳通过模塑而在芯片的表面上提供用于LED设备的准直镜片。但如果要理想地包封并提供都在同一芯片上的一排设备所用的镜片，目前的制造工艺明显不适合。这是因为较大的芯片尺寸(约1cm2或更大，例如)随着芯片尺寸的增加而变得更加易碎。较大的芯片另外明显更有价值。因此，目前用于包封单个LED或其它的小的微芯片的高压注塑技术不适用于较大的芯片尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合体制品，包括：至少一种基材；和至少一层粘结到基材上的固化树脂，所述固化树脂包含在无活性聚合物内的反应性增塑剂的一种半互穿的聚合物网状结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DS索尼，MR休斯敦，
申请(专利权)人：ZMS有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]