用于制造薄热塑性塑料透镜的模制方法技术

所公开的是用于制造薄热塑性塑料透镜及，尤其是，在其最薄点处具有约１ｍｍ或更少的负眼科透镜的新型模制方法。所公开的模制方法准备用于在表面上没有任何研磨或抛光的制造物及在标称表面下没有任何负的细痕的透镜。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于制造薄热塑性塑料透镜的模制方法专利技术背景专利
本专利技术涉及一种用于制造薄热塑性塑料透镜的新型模制方法，尤其是可适用于制造具有约1mm或更小厚度的负眼科透镜。对比文献在本专利申请中以右上角标出的数字引用下列专利：1.Johnson，et al.，“压缩机装置”，美国专利No.2,443,826，1948年6月22日授权。2.Weber，“用于注塑透镜的设备”，美国专利No.4,008,031，1977年2月15日授权。3.Weber，“用于注塑透镜的方法”，美国专利No.4,091,057，1978年5月23日授权。4.Laliberte，“用于模制眼科透镜的方法”，美国专利No.4,364,878，1982年12月21日授权。上述所有专利的内容都包含在本说明书中，以供参考，就像专门和单独地把每项专利的内容分别包含在本说明书中作参考的效果一样。现有技术透镜供在各种场合，例如在光学装置如显微镜和眼镜中使用。过去几年中，用热塑性材料来制备眼科透镜例如用于与传统玻璃镜片不同的视力矫正和定形(RX)眼镜片中的使用，已显著增加，因为热塑性塑料透镜具有超过玻璃透镜的若干优点。例如，塑料比玻璃轻，并因此装塑料镜片的眼镜特别是戴着更感到舒适，因为标称的透镜厚度通常是2.0-2.2mm。对热塑性塑料透镜增加需求的另一些因素是这些透镜可以制成耐擦和耐磨的，它们可以变成各式各样的流行色，并且，由于生产技术改进，因此它们现在可以用更高速率和更自动化的型式制造。-->在热塑性塑料透镜当中，与例如用单个铸造和热固性-过氢化物固化的烯丙树脂制的透镜相比，使用聚碳酸酯热塑性塑料日益变得很吸引人。喜欢聚碳酸酯热塑性塑料透镜的因素包括比铸造热固性塑料密度低和折射指数高。因此，可以制造厚度范围为1.5-2.0mm的更薄透镜。此外，由于较低的密度，与热固性过氧化物固化的烯丙树脂相同标称厚度的聚碳酸酯透镜重量更轻，并因此将赋予配带者更大的舒适。而且，聚碳酸酯热塑性塑料透镜具有比任何其它光学级聚合物材料大得多的耐冲击性和耐断裂性。因此，热塑性塑料注塑的透镜已经在有压缩作用或没有任何压缩作用情况下用注塑法制造。没有任何压缩作用情况下的注塑法，一般包括采用一个模腔，该模腔在整个模制周期中都具有一固定的表面。这些模制法应用很长的模制周期，比那种给定树脂的平均塑化温度和熔化温度更高的高模具表面温度，和缓慢控制的装料速率，接着加很高的保压压力，保持这种保压压力，直至浇口完成凝固时为止。上述类型的固定模腔法，应用比标准更大的浇口和流道系统，以便允许最大的保压压力和在浇口出现凝固之前输送材料，在浇口凝固时，没有熔融聚合物进一步转移在流道系统或塑化装置和模腔之间发生。在固定模腔的注射机中浇口凝固存在一个问题，即假如动力透镜前面和后面具有不同的曲率半径，则矫正透镜必须具有不同的横断面厚度，不同的横断面厚度又导致在模腔中部件形成和冷却下来期间不均匀的收缩，这种不均匀收缩会造成不良的光学元件和/或变形。此外，透镜的最厚部分经受轻微的陷痕或凹坑，这种情况又引起透镜表面别的均匀曲率半径断裂。这种断裂造成在那个凹陷区处透镜光弯曲特性的局部畸变或偏移。因此，尽管十分小心看到注射的聚合物体优选地与固定式模腔表面、外形、尺寸一致，但一旦浇口凝固防止了附加的保压压力和材料转移，则不同的收缩开始在聚合物熔体内发生，并因此聚合物表皮开始离开模具表面。这种预先松开伤害式影响光学质量，因为模制好的透镜外形和表面不再能通过直接接触加力，来精确地重现精密光学模具表面和固化外形。另外，固定式模腔模制法受透镜中央可以是多薄限制。在约2mm-->以下，熔融的塑料优先围绕厚的边缘流动，同时留下空隙和/或汇合线，该汇合线延伸到待形成透镜的中央区内。为了解决用固定式模腔模制法存在的这些问题，已经采用了压缩模制技术。注射/压缩模制技术分成两种类型：(i)夹紧端部注射/压缩和(ii)辅助元件注射/压缩。在夹紧端部注射/压缩法中，将熔融聚合物注入模具空间，该模具空间通过将模具台板和半模移动到一预定位置形成。在注射之后或注射过程中，让熔融聚合物体冷却一预定的时间间隔，并且注塑机开始活动台板的闭合运动。这种向上夹紧运动补偿熔融聚合物凝固期间所发生的收缩。在这种夹紧感生的压缩力下，模腔内装物继续冷却并固化，最终达到大大低于注射的聚合物玻璃转变温度，或凝固点的温度，以便可以在不产生光学变形情况下安全地排出模制品。然而，鉴于高的夹紧压力，在这种方法中不能用中央薄的透镜，由于凝固的中央部分破碎而同时留下模具保持熔融聚合物的区域。然而，这种方法具有严重的局限性。首先，关键是除了定时间隔之外，要小心控制注射压力和装料速率。例如，注射的熔体必须能形成表皮并且部分固化，以避免熔融的聚合物溢流到所希望的流道—模具—模腔结构的外部，同时需要费钱而繁重的在模制好部件上的修整操作。其次，如果熔体固化太大的程度，则在最终夹紧压力下的压缩作用可能引起分模线处配合段的挤压或变形，因此损坏模具组。第三，如果压缩作用延时太长，则当通过最终向上夹紧的压缩力开始时，将发生太多的聚合物固化，同时造成聚合物可强行重新取向及塑料的冷加工，这种情况又产生双折射和不希望有的模具内应力水平，同时造成局部不均匀的光弯曲特性。在辅助元件注射/压缩法中，压缩压力通过辅助弹簧、汽缸或类似物加到相对的光学表面上，上述辅助弹簧、汽缸等或是作为内部部件加到模具自身中，或是作为外围设备加到模具上。早期模制这种类型的热塑性塑料透镜应用在模具组内部的简单的弹簧加载式、活动光学模。这种设备因而形成一个可变容积的透镜模腔，但依靠高的内部聚合物熔体压力使活动模顶着稳定的弹簧压力伸展。为了将足够大的压缩力加在正固-->化的模具内装物上，这些弹簧力是大的。然而，弹簧力越大，在可变模腔装料期间必须用来压缩弹簧的注射压力也越大。所需的注射压力越大，则模具内应力及光学上令人不满意的双折射程度也越大。用于模制透镜的光学功率越大，则前面和后面弯曲之间的不一致性也越大，并因此横断面厚度变动也越大。因此，这种方法局限于生产具有小直径和小厚度变动的弱动力透镜。另一种辅助元件方法由Weber2，3提出。Weber讲述了一种可变容积的模腔，该可变容积的模腔由注射熔体、至少一个活动的阳模或阴模向后偏移所感生的压力形成，上述至少一个活动的阳模或阴模的向后偏移经过一定时间间隔后，接着在辅助液压缸的驱动力作用下向前位移，同时产生压缩作用，上述液压缸与这个活动模成一对一关系安装。设置若干流动口，过量的聚合物在压缩力作用下通过流动口被强行从透镜模腔强行挤出。Weber太依赖一预定量的时间，以致不在完成注射装料和开始压缩压力之间经过。因此，这种方法有太容易产生缺陷的缺点，这些缺陷由上述过早压缩或过分延迟压缩而引起。另外，这种方法会产生厚度不一致的透镜。Laliberte4说明了另一种辅助元件法。这种方法包括一个联接到辅助液压缸上的活动模具。模具在夹紧压力下闭合之后，配合的模具部件通过注射聚合物伸展开。然后注入固定量的聚合物，聚合物的量足够装满压缩的模腔系统。这种方法能更好地控制标称透镜厚度，并因此消除了材料废屑和修整工作。然而，Laliberte公开了透镜厚度控制，但只提及额定3.0mm的中央本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造热塑性塑料透镜的方法，包括：（ａ）提供一个模具，该模具包括一个阳模半模和一个阴模半模，其中，当上述半模闭合时，限定一个呈透镜形状的模腔；（ｂ）将一种熔融的热塑性材料加入模腔，加入的热塑性材料量至少足够形成透镜；（ｃ）在待 形成透镜的最薄点处热塑性材料凝固之前，将上述阳模半模和阴模半模的至少其中之一移动到一个预定的位置。（ｄ）将上述半模保持在固定位置，同时增加模腔中的压力；和（ｅ）让热塑性材料凝固，因而形成热塑性塑料透镜。

【技术特征摘要】
US 1999-3-25 09/277,0351.用于制造热塑性塑料透镜的方法，包括：(a)提供一个模具，该模具包括一个阳模半模和一个阴模半模，其中，当上述半模闭合时，限定一个呈透镜形状的模腔；(b)将一种熔融的热塑性材料加入模腔，加入的热塑性材料量至少足够形成透镜；(c)在待形成透镜的最薄点处热塑性材料凝固之前，将上述阳模半模和阴模半模的至少其中之一移动到一个预定的位置。(d)将上述半模保持在固定位置，同时增加模腔中的压力；和(e)让热塑性材料凝固，因而形成热塑性塑料透镜。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：热塑性材料从下述一组材料中选定，这组材料包括聚碳酸酯、二甘醇双二烯丙基碳酸酯、丙烯酸类和聚氨酯。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：热塑性材料是聚碳酸酯。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：透镜是眼科透镜。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：眼科透镜是负透镜。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：眼科透镜具有不大于约1毫米的厚度。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：模腔压力的增加是通过采用至少一个注射器实现。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：至少将注射器口加热。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：模腔压力的增加是通过采用多个螺钉、活塞、销钉、或环的其中之一将力施加到热塑性材料上来实现。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述熔融的热塑性材料是在一热流道或者约5cm或更短的短流道上加到模腔中。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在熔融的热塑性材料加入模腔期间，将模具加到温度高于热塑性材料的玻璃转变温度(Tg)或熔化温度(Tm)。12.用于制...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里M金斯伯里，迈克尔J图坦，罗伯特H朱尔，马丁D罗尔夫，
申请(专利权)人：索拉国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]