光学产品的挤出-压力成型制造技术

提供一种用于制造光学产品的挤出－压力成型法，其中光学聚合物挤出物的熔融料被供给按顺序移动的包括下模和上模的模具组的下模，然后将上模置于含熔体料的下模顶上并加压模具组而形成光学产品。在形成光学产品后，下模和上模被分离并再循环以形成另外的光学产品。光学聚合物料可以是粒料形式并在挤出机中熔融。还可以使用反应型挤出机，此处光学聚合物料是由光学聚合物单体在反应型挤出机中生产的。优选使用往返转运器输送下模、含熔融料的下模和含熔融料的模具组通过该成型法的诸步骤。使用控制系统以获得输入数据并对监视器发出输出信号和控制该方法的诸步骤。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
光学产品的挤出-压力成型
本专利技术涉及通过模压制造光学产品例如眼镜片，特别是使用连续挤出-压力成型法制造塑料透镜，由此将聚合物熔体由挤出机或熔融设备供给一系列按顺序加工的压模，通过挤压模具而形成透镜，使透镜与模具脱开并将模具再循环到加工过程的熔体供给步骤中。
技术介绍
多年来已经使用热塑性和热固性聚合物的直接压力成型来制造塑料光学产品如透镜。基本上说，压力成型法使用填充的粉末或预成型的材料，而且产品是通过将材料添加到模具、闭合模具并在升高温度下压紧模具而形成的。模具通常是由形成模具或模具组的下模与上模组成的。在热塑性透镜制造的成型过程中，材料与模具被加热到预定的温度以软化材料，对模具施加压力在预定的时间内使其达到预定的腔容积，同时过量的材料从模具中被挤出。然后冷却模具，打开，并从其中取出产品。然而，此方法在商业上缺乏吸引力。因为它时间周期长、能量利用率低，它与注射成型法相比经济效益差。直接注射成型法通常是模压热塑性材料的更快和更有效的方法。然而，在成型诸如负光焦度Rx透镜的光学产品情况中，惯用的注射成型法存在许多严重的操作问题。这些类型的透镜具有中央比边缘薄的截面，而且此特征是使直接注射成型非常困难，特别是当熔体的粘度高时。一般说来，因为在模具腔的较厚截面处阻力较小，故被注射到模具中的熔体首先趋于充填模具的边缘，在充填模具腔的大部份的边缘区之后，熔体本身再改向模具腔的中央较薄区域。由于缩短时间周期的需要注射成型法中所用的模具必须是相对冷的，且当熔体在中央区域汇合时常常会形成汇合线。在成型具有较薄中央厚度的透-->镜时这种现象特别严重，因为这种透镜由于其重量较轻而具有较大的体积。此外，注射成型通常导致定向引起的应力与双折射。缺乏在冷流道注射成型工艺中使用的充分的保压力(packing force)经常导致与透镜的过早脱膜有关的不均匀的收缩并在透镜表面上引起线痕。对于适于光学用途的产品而言必须避免这类问题的出现。为了克服某些上述问题，现已开发出注压成型工艺，参见美国专利№4,008,031；4,091,057；4,254,065；4,364,878；4,409,169；4,442,061；4,519,763；4,540,534；4,627,809；4,707,321；4,828,769；以及欧洲专利公开0130769，在此结合这些专利文献作参考。通常，使用注射成型机将熔体料注入到分开的模具中。然后闭合模具以对熔体施加加压力并通过液力夹持器或由辅助机件如弹簧对模具腔进行保压。注射与加压步骤的时间、熔体料的尺寸和模具的温度控制均是决定性的操作因素。在许多情况下，必须使用热流道工艺以获得充分的保压力。虽然存在不同变型的注压成型工艺，但是它们或多或少彼此是相似的，且此工艺具有某些缺陷。其中之一是该过程经常产生出具有某些应力与双折射的产品，这可能是由于模具与熔体之间存在着大的温度差之故。另外，时间周期通常非常长因为充填模具是一个缓慢的过程，在某些改进的方法中每一周期模具必须被加热与冷却。热流道工艺的使用增加材料被暴露于高温中的时间，这对热敏性材料可能产生负面影响。模具费用也是非常高的，而且协调注模与加压步骤的控制系统是关键且通常是非常复杂与昂贵的。通过将粒料形式的聚合物与添加剂加到挤出机中而在挤出机中混合许多聚合物料。在反应型挤出机中通过将聚合物反应剂添加到挤出机中来制造某些特殊的光学材料例如硫代氨基甲酸乙酯与聚氨酯聚合物和/或共聚物。当成型产品时，粒料还可在成型机中被加热和熔化成熔体或被软化以促进成型过程。然而，通常在高温下和/或长的加热过程中塑料易于被分解。在聚合物透镜的光学和机械性能与多少时间聚合物被熔化和熔化多长时间之间还存在直接的关系，特别就热敏性聚合物而言。通常，被成形为光学产品的材料必须具有尽可能短的熔化-->过程，否则将会增加聚合物的泛黄氧化，且还可能损及其机械性能。还有，从能量效率的角度看，重新加热塑料粒料成为熔融形式是不经济的，也缺乏环境上的吸引力。利用来自挤出机的熔体作为成型机的进料源的困难之一在于挤出通常为一个连续的过程，而常规的注射成型、注压成型和压力成型法均是分批或间歇过程。将连续的挤出机与间歇或分批的成型机相配合成为难以克服的负担，这是现有技术迄今尚未解决的。考虑到现有技术的问题与不足，本专利技术的目的是提供一种使用挤出机或其他设备形成聚合物熔体，并压力成型该熔体而形成没有商业上不合格缺陷诸如汇合线、应力、双折射与过早脱膜痕的光学产品的成型聚合物、特别是热塑性材料成为光学产品诸如Rx透镜的方法。本专利技术的另一目的是提供一种在没有额外的制造粒料然后将其熔化成型光学产品步骤的，通过直接使用从反应挤出过程中挤出的熔体成型光学产品的能效高并具有减少的热加工时间的方法。按照本专利技术的再一个目的，提供一种用来使用造粒的热塑性材料制造光学产品的方法。本专利技术的又一个目的是提供一种借助于挤出机或反应型挤出机和随后利用包括至少二个拼合模块的模具组的压力成型制造光学产品例如透镜的方法。本专利技术的又一个目的是提供一种制造光学产品例如透镜的设备。按照本专利技术的另外目的，还提供使用本专利技术的方法与设备制成的光学产品。在本说明书的某些部份中将可见到本专利技术的其他的目的与优点。专利技术公开本专利技术一方面涉及一种挤出-压力成型法(E-C法)，该方法为按顺序的一系列步骤，包括形成聚合物料熔体的挤出或熔融步骤，通过将所说的熔体供入序列的加工模具中成型所说的熔体为光学产品，加压已充填的模具然后使光学产品从模具中脱出，并将模具再循环重-->新用于形成另外的光学产品。另一方面本专利技术包括成型热敏的热塑性光学材料和常用的热塑性光学材料的成型方法。这些材料包括，但并不限于，光学热塑性硫代氨基甲酸乙酯-聚氨酯共聚物(如美国专利№5,679,756中所述)、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚碳酸酯、和SAN。正如本
中熟练人员所体会到的那样，在挤出(熔体)中可以使用少量的交联剂和使成型产品不是完全可再熔化的。此处所使用的术语热塑性包括含有少量交联剂的这样的聚合物。按照本专利技术的另外一个方面，提供一种成型光学产品的方法，它包括：形成光学聚合物材料的熔体；由下模供应装置提供一下模，该下模是包括上下模的模具组的一部份；将一部份熔体添加到下模的上表面；由上模供应装置提供该上模并将其置于含熔体的下模顶上而形成含熔体的模具组；加压含熔体的模具组而形成光学产品；从模具组中取出光学产品；和重复上述步骤直至制得想要数目的光学产品为止。在该过程中所用的挤出机可以是双螺旋啮合的、非啮合的或双螺旋与单螺旋相结合的挤出机或单螺旋挤出机或任何其他适用的挤出机。由挤出机或其他熔融设备所形成的熔体被供到成型模具组的下模，在该方法中成型模具组的下模是在模具的往返转运器中被输送的。然后将模具组的上模置于已被充填的下模上而在往返转运器上形成含聚合物的模具组，然后将它置于压机下。使用预定的压力优选为10-2000psi对含聚合物的模具组加压。所形成的光学产品的厚度一般是通过上下模之间的预先设定的腔隙来确定的。模具组与挤出机是非机械相连的，且模具组最好是与转运器和压机可拆开的。模具的表面可用脱模剂进行预处理。模具组单独的上下模和往返转运器最好被加热，且更优选使温度-->达到高于聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成光学产品的方法，包括： 形成光学聚合物材料的熔体； 由下模供应装置提供一下模，该下模是包括下模与上模的模具组的一部份； 将一部份熔体添加到下模的上表面； 由上模供应装置提供上模并将其置于含熔体的下模顶部而形成含熔体的模具组； 加压含熔体的模具组而形成光学产品； 从模具组中取出光学产品；和 重复上述步骤直至制得到想要数目的光学产品为止。

【技术特征摘要】
US 1998-1-28 09/014,8111．一种形成光学产品的方法，包括：形成光学聚合物材料的熔体；由下模供应装置提供一下模，该下模是包括下模与上模的模具组的一部份；将一部份熔体添加到下模的上表面；由上模供应装置提供上模并将其置于含熔体的下模顶部而形成含熔体的模具组；加压含熔体的模具组而形成光学产品；从模具组中取出光学产品；和重复上述步骤直至制得到想要数目的光学产品为止。2．如权利要求1的方法，其中熔体是在挤出机中形成的，该挤出机提供连续的熔体馈给被用来制造光学产品的一系列按顺序的下模。3．如权利要求2的方法，其中下模是在往返转运器中通过本方法的各步骤被输送的。4．如权利要求3的方法，其中含熔体的下模是予先在往返转运器中的，并且供应上模且使其置于含熔体的下模之上。5．如权利要求4的方法，其中加压含熔体的模具组而形成光学产品。6．如权利要求1的方法，其中下模被加热。7．如权利要求6的方法，其中上模被加热。8．如权利要求3的方法，其中往返转运器被加热。9．如权利要求1的方法，其中光学聚合物材料是粒料形式。10．如权利要求1的方法，其中熔体是在挤出机中形...

【专利技术属性】
技术研发人员：舟杨，印念林，
申请(专利权)人：奥普梯玛公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]