不用衬圈的透镜模制方法技术

一种不用衬圈而模制透镜的设备和方法，可用于制作所有放大率和几何形状的透镜。采用一弹性体条带２０缠绕在两个模具４０、５０的边缘上以形成筒状结构，它反过来与所述模具４０、５０配合而形成模制腔体３１。另外，该筒状结构在透镜聚合过程中不起皱或产生皱纹。相反地，它允许模具４０、５０在其中轴向滑动以补偿在透镜聚合过程中发生的任何收缩。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
不用衬圈的透镜模制方法专利
本专利技术包括一种不采用衬圈(gasket)而模制透镜的设备和方法。
技术介绍
由于塑料的重量轻、密度、折射率和耐冲击的性能，目前大多数透镜都是通过模制塑料制作的。为了制作透镜，采用两个模具，在透镜制造领域通常称作前模具和后模具。每个模具具有一个向内表面。当这些模具彼此以所需距离和旋转方向适当定位时，其向内表面即为待制作透镜的表面的负象。有必要采用一个密封件以封住该腔体。然后将一种液态的形成透镜的混合物，一般为液态单聚物，加入并包含在由所述两个模具与密封件限定的腔体中。一旦液态的形成透镜的混合物位于腔体中，将其固化以形成一个具有模具形状的坚硬聚合物透镜。目前在制作透镜时采用两种密封件。第一种密封件为衬圈，在本领域中被广泛采用。目前可得的衬圈已知为T衬圈。如图1中以剖面图所示，T衬圈G具有一个芯部B和两个互补接收相应模具M的端部。一旦模具套于T衬圈G中，模具即不允许轴向互相运动。因为各个T衬圈G在模具M之间设定一个既定的轴向间距，所以需要不同的T衬圈G来制作不同放大率的透镜。也就是说，与用以制作较低放大率透镜的另一个T衬圈G相比，一个T衬圈G将模具设定得相隔更远以制作较高放大率的透镜。相应地，制造者必须保存有单独的T衬圈用于+2透镜，另一个用于-3透镜，另一个用于-4透镜，等等。换句话说，为了满足透镜的各种可能类型和放大-->率的要求，需要有处于很宽范围的不同几何特性的一系列不同的T衬圈。不仅为了制作和保有该系列T衬圈成本较大，而且由于用户可能需要放大率或类型在系列之外的透镜，使得有时通过该系列来即时满足用户的需求成为不可能，因而必须制作用户定制的T衬圈。作为一种替代，已提出第二种密封件。也就是说，可以通过将一个条带缠绕在模具的边缘来制作密封件，从而通过模具和条带可以在紧急关头就地按需求形成模制腔体。很多参考文献公开了实现此目的的多种方法。一组参考文献公开的透镜模制方法采用两个模具通过粘合或粘结带与条带结合在一起，将条带与模具固定以形成模制腔体。授予Shimizu等人的美国专利US 5,213,825，授予Padoan的美国专利US 4,497,754，授予Lanman的美国专利US 3,211,811，授予Magne的美国专利US 5,547,618和US 5,662,839为其中的几个例子。该方法的一个缺陷是粘合剂的痕迹可能残留在模具和制成透镜上，从而必须采用特殊的清洁程序来清除粘合剂。另外，因为在模具被组装和模制腔体形成之后模具即由粘合剂紧密固定，所以在透镜模制过程中模具不能相对于条带或者在条带之中移动。为了避免由粘合剂引起的缺陷，另一组文献公开的透镜模制方法简单地采用一个热可收缩的合成材料或类似变形材料的条带，用以与模具配合形成模制腔体。例如，授予Fairbank等人的美国专利US 2,406,361和授予Cano等人的美国专利5,611,969都公开了仅采用这种条带用以形成单聚物注入其中的腔体。虽然这种方法可以成功地避免由粘合剂带来的缺陷，它在模具被组装和腔体形成之后同样不允许模具相对于条带移动或在条带之中移动。因此，为了补偿在透镜模制过程中透镜制作材料的任何收缩，这些文献中所用的条带必须是起皱的或有皱纹的，如Cano专利的图10中清楚所示，并且在Fairbank专利的第4栏第17-22行有说明。然而，因为在透镜聚合过程中条带在模具压力下不能均匀地起皱或产生皱纹，所-->以这会对模制透镜的质量产生负面影响。另外，因为条带被加热以使其紧密收缩在模具上，所以在透镜制成之后将条带与模具分离需要特别的小心和额外的努力，这增加了劳动力成本并且影响了模制过程的自动化。此外，所有引用的文献公开了采用的条带结构一旦在模具与条带密封之后，都不具有弹性以调整模具的相对轴向位置。如果在设定模具的近似轴向位置时存在错误，则条带必须被解开从而整个过程必须重新开始。专利技术概述本专利技术克服了现有技术的缺点并公开了一种全新的用于模制透镜的密封件。具体地说，本专利技术包括一种不用衬圈的模制透镜的设备和方法，可以用于制作所有放大率(power)和几何形状的透镜，不同于现有技术的仅限于制作一个特定透镜的T衬圈。本专利技术采用弹性体(elastomeric)条带缠绕两个模具的边缘以形成筒状结构，该筒状结构反过来与模具配合形成模制腔体。另外，该筒状结构在整个透镜聚合过程中不起皱或者收缩。相反地，它允许模具在其中轴向移动或滑动，以补偿在透镜聚合过程中产生的任何收缩，不同于不允许模具在其中轴向移动从而必须起皱或产生皱纹以补偿收缩的现有技术条带密封件。本专利技术的弹性体条带是无粘结性的，并且较软和较厚，从而当其缠绕在前模具和后模具上时形成一个包含模具的套筒。因为该条带可以容易地围绕用以的形成多种放大率的透镜和不同的透镜表面的模具，所以本专利技术避免了现有技术中由T衬圈结构以及条带结构产生的任何和所有缺陷。另外，如本领域技术人员所知，现有技术条带通过粘合剂或条带或两者将模具定位并保持在设定间距，这会由于单聚物在固化时其体积收缩大约10％至15％而存在问题。由于模具保持固定在条带结构上，所以其收缩迫使条带起皱或产生皱纹。因为条带可能会不均匀地起皱或产生皱纹，所-->以这会在透镜中产生内部应力，从而有时需要退火。相反地，本专利技术的套筒结构通过在固化过程中单聚物体积收缩时允许模具在套筒内轴向移动而减小或避免了应力。因而，在用本专利技术的弹性体套筒结构制作透镜时通常不需要退火。此外，因为本专利技术的套筒结构允许模具轴向运动，所以即使在形成模制腔体之后以及模制进行过程中也可以调整模具的相对轴向位置，以确保待模制透镜所需的适当相对轴向位置。另外，本专利技术的套筒结构可以通过将条带的两端固定连接在一起来制成，这反过来形成了一个“尾部”。该“尾部”可用于在模制过程中装卸模具(以及透镜，在其整个制成后)。实际上，因为本实施例中带有尾部的弹性体套筒为模具和装卸装置提供了保护层，所以本专利技术易于实现自动化。选择性地，通过采用带有凹槽的条带，可以制作具有凹槽的套筒，该凹槽可以提供模具腔体的排气通道和液体通道。根据本专利技术的一个优选实施例，本专利技术的模制方法包括将两个模具的至少一个相对于另一个模具旋转地而且轴向地定位，使得其间可以形成具有正确厚度和放大率的透镜。也就是说，不依赖于设定透镜尺寸的T衬圈设计，本专利技术采用自动化技术，包括现有技术的具有精确容差的运动控制装置，用于将模具定位成彼此具有适当的轴向间距。本专利技术还采用自动化技术用于将模具相对旋转成适当的取向，例如，将复曲面后表面旋转成与添加的放大率适当对准。本专利技术中采用的自动化技术详细描述在1998年2月19日提交的美国专利申请No.09/026,222中，其在此全文引入作为参考。一旦前模具和后模具定位成彼此具有所需间距和旋转取向以制作特别的透镜类型和放大率，则将弹性体通道缠绕在两个模具的边缘上以形成具有一定直径的套筒。该套筒包含前模具和后模具，并且与这两个模具一-->起配合形成密封的模制腔体。该套筒具有一个径向轴和一个纵向轴。制作该套筒的材料是弹性体的、无粘结性的、比较软而且比较厚，带有一定的摩擦系数，套筒的内表面足够光滑以允许模具在单聚物收缩时轴向运动，并且足够坚硬以紧密密封模具的边缘。然后通过将单聚物注入由所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于不用衬圈而模制光学透镜的方法，包括如下步骤：ａ． 将其向内表面为光学透镜表面之负象的一前模具和一后模具定位成彼此具有适当间距和旋转取向，所述前模具和后模具均具有一边缘；ｂ． 将一条带缠绕在所述前模具和后模具的边缘上以形成一套 筒，其中该条带具有一第一端和一相对的第二端，一内表面和一相对的外表面，以及形成在所述内表面上从第一端向第二端延伸的一凹槽通道，并且其中所形成的套筒具有一纵向轴和一直径，与所述前模具和后模具配合以限定一模制腔体，该模制腔体与所述凹槽通道具有液体通路；ｃ． 将形成透镜的液体材料通过所述凹槽通道注入所述模制腔体中；并且ｄ． 对所述形成透镜的液体材料进行固化，以致该形成透镜的液体材料硬化以制成所述光学透镜，其中所述套筒允许前模具和后模具沿着所述纵向轴线的至少一部分滑动，并 且在所述形成透镜的液体材料固化过程中所述套筒的直径基本上保持恒定。

【技术特征摘要】
US 1999-3-19 09/273,2921.一种用于不用衬圈而模制光学透镜的方法，包括如下步骤：a.将其向内表面为光学透镜表面之负象的一前模具和一后模具定位成彼此具有适当间距和旋转取向，所述前模具和后模具均具有一边缘；b.将一条带缠绕在所述前模具和后模具的边缘上以形成一套筒，其中该条带具有一第一端和一相对的第二端，一内表面和一相对的外表面，以及形成在所述内表面上从第一端向第二端延伸的一凹槽通道，并且其中所形成的套筒具有一纵向轴和一直径，与所述前模具和后模具配合以限定一模制腔体，该模制腔体与所述凹槽通道具有液体通路；c.将形成透镜的液体材料通过所述凹槽通道注入所述模制腔体中；并且d.对所述形成透镜的液体材料进行固化，以致该形成透镜的液体材料硬化以制成所述光学透镜，其中所述套筒允许前模具和后模具沿着所述纵向轴线的至少一部分滑动，并且在所述形成透镜的液体材料固化过程中所述套筒的直径基本上保持恒定。2.如权利要求1所述的方法，其中所述条带由无粘结性的塑料膜制成。3.如权利要求2所述的方法，其中所述无粘结性塑料膜包括选自如下组的弹性体材料，该组包括聚氨酯、聚氯乙烯、有机硅合成橡胶以及含有苯乙烯-乙烯-丙烯(丁烯)嵌段共聚物的热塑橡胶。4.如权利要求2所述的方法，其中所述无粘结性塑料膜的厚度在1.0mm至8.0mm之间。5.如权利要求1所述的方法，进一步包括将所述条带的第一端与第二端连接在一起的步骤，用以封闭所述模制腔体并形成一个尾部。6.如权利要求5所述的方法，进一步包括将所述尾部用作装卸装置以装卸所述模具的步骤。7.如权利要求1所述的方法，其中所述缠绕步骤包括通过使所述条带的内表面直接接触所述前模具和后模具的边缘而缠绕在所述前模具和后模具边缘上的步骤。8.如权利要求5所述的方法，进一步包括如下步骤，采用在所述第一端和第二端连接在一起之后由所述凹槽通道位于第一端的部分和凹槽通道位于第二端的部分所形成的一个端口作为排气通道和用于建立至模制腔体液体通路的通道。9.一种不用衬圈采用两个模具用于制作多种类型和放大率透镜的方法，包括如下步骤：a.将所述两个模具定位成彼此具有所需间距和旋转取向以形成特定的透镜类型和放大率；b.将一弹性体条带缠绕在所述两个模具的边缘上以与该两个模具形成一腔体，其中该弹性体条带具有一第一端和一相对的第二端，一内表面和一相对的外表面，以及形成在所述内表面上从第一端向第二端延伸的一凹槽通道，并且所述腔体与所述凹槽通道具有液体通路；c.将形成透镜的液体混合物通过所述凹槽通...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏开江，吕晓川，
申请(专利权)人：国际科技资源公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]