不用襯圈的透鏡模製方法
2023-07-21 11:48:41
專利名稱：不用襯圈的透鏡模製方法
技術領域：
本發明包括一種不採用襯圈(gasket)而模製透鏡的設備和方法。
目前在製作透鏡時採用兩種密封件。第一種密封件為襯圈，在本領域中被廣泛採用。目前可得的襯圈已知為T襯圈。如
圖1中以剖面圖所示，T襯圈G具有一個芯部B和兩個互補接收相應模具M的端部。一旦模具套於T襯圈G中，模具即不允許軸向互相運動。因為各個T襯圈G在模具M之間設定一個既定的軸向間距，所以需要不同的T襯圈G來製作不同放大率的透鏡。也就是說，與用以製作較低放大率透鏡的另一個T襯圈G相比，一個T襯圈G將模具設定得相隔更遠以製作較高放大率的透鏡。相應地，製造者必須保存有單獨的T襯圈用於+2透鏡，另一個用於-3透鏡，另一個用於-4透鏡，等等。換句話說，為了滿足透鏡的各種可能類型和放大率的要求，需要有處於很寬範圍的不同幾何特性的一系列不同的T襯圈。不僅為了製作和保有該系列T襯圈成本較大，而且由於用戶可能需要放大率或類型在系列之外的透鏡，使得有時通過該系列來即時滿足用戶的需求成為不可能，因而必須製作用戶定製的T襯圈。
作為一種替代，已提出第二種密封件。也就是說，可以通過將一個條帶纏繞在模具的邊緣來製作密封件，從而通過模具和條帶可以在緊急關頭就地按需求形成模製腔體。很多參考文獻公開了實現此目的的多種方法。一組參考文獻公開的透鏡模製方法採用兩個模具通過粘合或粘結帶與條帶結合在一起，將條帶與模具固定以形成模製腔體。授予Shimizu等人的美國專利US 5,213,825，授予Padoan的美國專利US 4,497,754，授予Lanman的美國專利US 3,211,811，授予Magne的美國專利US 5,547,618和US 5,662,839為其中的幾個例子。該方法的一個缺陷是粘合劑的痕跡可能殘留在模具和製成透鏡上，從而必須採用特殊的清潔程序來清除粘合劑。另外，因為在模具被組裝和模製腔體形成之後模具即由粘合劑緊密固定，所以在透鏡模製過程中模具不能相對於條帶或者在條帶之中移動。
為了避免由粘合劑引起的缺陷，另一組文獻公開的透鏡模製方法簡單地採用一個熱可收縮的合成材料或類似變形材料的條帶，用以與模具配合形成模製腔體。例如，授予Fairbank等人的美國專利US 2,406,361和授予Cano等人的美國專利5,611,969都公開了僅採用這種條帶用以形成單聚物注入其中的腔體。雖然這種方法可以成功地避免由粘合劑帶來的缺陷，它在模具被組裝和腔體形成之後同樣不允許模具相對於條帶移動或在條帶之中移動。因此，為了補償在透鏡模製過程中透鏡製作材料的任何收縮，這些文獻中所用的條帶必須是起皺的或有皺紋的，如Cano專利的圖10中清楚所示，並且在Fairbank專利的第4欄第17-22行有說明。然而，因為在透鏡聚合過程中條帶在模具壓力下不能均勻地起皺或產生皺紋，所以這會對模製透鏡的質量產生負面影響。另外，因為條帶被加熱以使其緊密收縮在模具上，所以在透鏡製成之後將條帶與模具分離需要特別的小心和額外的努力，這增加了勞動力成本並且影響了模製過程的自動化。此外，所有引用的文獻公開了採用的條帶結構一旦在模具與條帶密封之後，都不具有彈性以調整模具的相對軸向位置。如果在設定模具的近似軸向位置時存在錯誤，則條帶必須被解開從而整個過程必須重新開始。
本發明的彈性體條帶是無粘結性的，並且較軟和較厚，從而當其纏繞在前模具和後模具上時形成一個包含模具的套筒。因為該條帶可以容易地圍繞用以的形成多种放大率的透鏡和不同的透鏡表面的模具，所以本發明避免了現有技術中由T襯圈結構以及條帶結構產生的任何和所有缺陷。
另外，如本領域技術人員所知，現有技術條帶通過粘合劑或條帶或兩者將模具定位並保持在設定間距，這會由於單聚物在固化時其體積收縮大約10％至15％而存在問題。由於模具保持固定在條帶結構上，所以其收縮迫使條帶起皺或產生皺紋。因為條帶可能會不均勻地起皺或產生皺紋，所以這會在透鏡中產生內部應力，從而有時需要退火。相反地，本發明的套筒結構通過在固化過程中單聚物體積收縮時允許模具在套筒內軸向移動而減小或避免了應力。因而，在用本發明的彈性體套筒結構製作透鏡時通常不需要退火。
此外，因為本發明的套筒結構允許模具軸向運動，所以即使在形成模製腔體之後以及模製進行過程中也可以調整模具的相對軸向位置，以確保待模製透鏡所需的適當相對軸向位置。
另外，本發明的套筒結構可以通過將條帶的兩端固定連接在一起來製成，這反過來形成了一個「尾部」。該「尾部」可用於在模製過程中裝卸模具(以及透鏡，在其整個製成後)。實際上，因為本實施例中帶有尾部的彈性體套筒為模具和裝卸裝置提供了保護層，所以本發明易於實現自動化。選擇性地，通過採用帶有凹槽的條帶，可以製作具有凹槽的套筒，該凹槽可以提供模具腔體的排氣通道和液體通道。
根據本發明的一個優選實施例，本發明的模製方法包括將兩個模具的至少一個相對於另一個模具旋轉地而且軸向地定位，使得其間可以形成具有正確厚度和放大率的透鏡。也就是說，不依賴於設定透鏡尺寸的T襯圈設計，本發明採用自動化技術，包括現有技術的具有精確容差的運動控制裝置，用於將模具定位成彼此具有適當的軸向間距。本發明還採用自動化技術用於將模具相對旋轉成適當的取向，例如，將復曲面後表面旋轉成與添加的放大率適當對準。本發明中採用的自動化技術詳細描述在1998年2月19日提交的美國專利申請No.09/026,222中，其在此全文引入作為參考。
一旦前模具和後模具定位成彼此具有所需間距和旋轉取向以製作特別的透鏡類型和放大率，則將彈性體通道纏繞在兩個模具的邊緣上以形成具有一定直徑的套筒。該套筒包含前模具和後模具，並且與這兩個模具一起配合形成密封的模製腔體。該套筒具有一個徑向軸和一個縱向軸。製作該套筒的材料是彈性體的、無粘結性的、比較軟而且比較厚，帶有一定的摩擦係數，套筒的內表面足夠光滑以允許模具在單聚物收縮時軸向運動，並且足夠堅硬以緊密密封模具的邊緣。
然後通過將單聚物注入由所述兩個模具和套筒限定的腔體中來製作所需透鏡。單聚物通過穿過套筒的一個填充針注入，而不是在後模具位於襯圈上時將單聚物灌入襯圈而將多餘的溢出。本發明所用的填充方法顯著減少了浪費的單聚物量，並且降低了在透鏡中形成氣泡的機率。另外，該套筒的彈性特點可以確保沒有不必要的空氣進入模製腔體並且沒有單聚物從模製腔體溢出。另外，模具的相對軸向位置可以在製作過程中持續監控，並且在需要時進行細微調整以確保模具適當地定位。
一旦模製腔體充滿適量的單聚物，即對單聚物進行固化和硬化。在此固化過程中，單聚物體積顯著收縮。模具在套筒內沿著縱向軸滑動以補償該收縮。因為模具可以這樣移動，所以在透鏡中沒有內部應力產生。另外，套筒的直徑在固化期間基本上保持恆定。
採用本發明進行透鏡製作更加經濟和有效率，因為透鏡製作所需的透鏡模具設備數量顯著減少，實際上可以完全消除襯圈的存貨，並且急劇減少了(如果沒有消除的話)製作透鏡過程中以前所用的手工勞動，例如在採用粘合劑和可收縮材料時清除模具上的粘合劑或殘留物。
另外，採用本發明製作的透鏡比現有技術有改進，特別是優於半成品的透鏡，稱作「半成品」。不同於直接聚合透鏡，半成品透鏡具有一個凹的未完成表面，它在固化過程結束之後進行拋光。因而，與以很少拋光操作製作待安裝成眼鏡的透鏡相反，半成品透鏡僅具有一個由模具形成的製成表面，其另一個表面在透鏡被固化之後進行機械拋光。由半成品切割和拋光的透鏡的加工拋光表面的量比由玻璃模具(glass mold)直接製作的透鏡要少。本領域技術人員應當理解，工匠在製作前玻璃模具和後玻璃模具時要花費大量時間對模具進行切割、研磨和拋光，以使其製作得儘可能完美，而通常由電機切割的透鏡表面缺乏此精度。本發明提供的在整個透鏡製作過程中調整模具相對軸向位置的可行性確保了可以充分利用玻璃模具的優點。
本發明相應地意在實現下述目標的至少一個或多個提供一種不採用襯圈的製作多種類型和放大率透鏡的新設備和方法。
提供一種以較少勞動和較低成本製作更好的多種類型和放大率透鏡的新設備和方法。
提供一種製作多種類型和放大率透鏡的新設備和方法，採用兩個模具，或者前模具和後模具，與一個套筒來形成模製腔體，其中該套筒允許所述兩個模具軸向運動以調整兩個模具的相對軸向位置。
提供一種製作多種類型和放大率透鏡的新設備和方法，採用兩個模具，或者前模具和後模具，與一個塑料套筒來形成模製腔體，其中該塑料套筒可以由一個填充針穿過，使得形成透鏡的液體混合物可以通過該填充針注入模製腔體。
提供一種製作多種類型和放大率透鏡的新設備和方法，採用兩個模具，或者前模具和後模具，與一個塑料套筒來形成模製腔體以接受形成透鏡的液體混合物，其中該塑料套筒是無粘結性的，並且在固化過程中允許所述兩個模具軸向運動，以補償在形成透鏡的液體混合物固化時產生的任何收縮。
提供一種製作多種類型和放大率透鏡的新設備和方法，採用兩個模具，或者前模具和後模具，與一個塑料套筒用以至少部分包含所述兩個模具來形成模製腔體，其中該塑料套筒可以用於裝卸作為一體單元的模具(和透鏡，在其製成之後)以提高自動化。
提供一種製作多種類型和放大率透鏡的新方法，將兩個模具定位成彼此具有所需的間距和旋轉取向，將一個彈性體條帶纏繞在模具的邊緣以形成套筒，使得所述套筒與模具形成一個模製腔體，其中該套筒允許所述兩個模具軸向運動，以及將形成透鏡的液體混合物注入所述腔體中用於模製透鏡。
提供一種製作用於不用襯圈模製光學透鏡的模具的新方法，將兩個模具定位成彼此具有所需的間距和旋轉取向，將一個彈性體條帶纏繞在模具的邊緣以形成套筒，使得所述套筒與模具限定一個模製腔體，其中該套筒允許所述兩個模具在模製光學透鏡的過程中軸向運動。
參照本文的其餘部分可以更清楚地理解本發明的其它目的、優點和作用。
圖2為本發明的完整模具組件的剖面圖。
圖3為模具和套筒的分解剖面圖，其中示出了模製腔體。
圖4為本發明模具組件的一個替代實施例的剖面圖。
圖5為本發明中所用條帶的透視圖。
圖6為本發明中所用條帶的一個替代實施例的透視圖。
圖7為本發明中所用組裝臺的透視圖，局部為示意圖，表示了模具定位於組裝臺上。
圖8為圖7的透視圖，局部為示意圖，表示了所用的彈性體條帶纏繞在根據本發明的模具的邊緣上。
圖9為根據本發明的完整模具組件的透視圖，局部為示意圖。
圖10為根據本發明的完整模具組件的一個替代實施例的透視圖，局部為示意圖。
發明的詳細說明在下面各例子中將對本發明進行更加詳細地描述，這些例子僅僅是例示性的，因為其多種改變和變型對於本領域技術人員來說是顯而易見的。用在說明書和權利要求書中，「a」可以指一個或多個，取決於其所用的上下文。下面參照附圖對優選實施例進行說明。在整個附圖中，相同的序號表示相同的部件。
概要普遍參照圖2-10，本發明包括一種不用襯圈的透鏡模製的設備和方法。
本發明的套筒本發明的套筒20可以用作密封件以與前模具40和後模具50配合形成模製腔體31，用於模製不同放大率的透鏡，與現有技術襯圈不同，該襯圈對於製作的各透鏡變量需要不同設計。套筒20允許前模具40和後模具50在其中軸向滑動，與採用阻止這種運動的帶狀結構的現有技術密封件不同。參照圖2，本發明的套筒20具有一第一端22、一相對的第二端24、將第一端22與第二端24連接的一本體部分，和一縱向或軸向延伸的軸線L。套筒20具有一外表面26，並且限定了一個穿過套筒20在其相對端22、24之間軸向延伸的孔腔30。孔腔30形成一內表面32，限定了套筒20的縱向軸線L。
套筒20的內表面32和外表面26總是取模具40、50的邊緣46、56的形狀。因為模具40、50優選為圓形或環形的，所以套筒20的優選實施例其前視圖主要是筒狀的。儘管可以採用其它形狀(例如，橢圓截面、多邊形截面，或其它非圓形截面)，但是圓形截面的實施例由於其在本領域的接受程度、製造考慮以及易於實現自動化等方面而成為優選。
套筒20的孔腔30接受前模具40和後模具50於其中。如圖2所示，前模具40具有一前表面42、一相對的後表面44，和一限定其界線的邊緣46。邊緣46和套筒20的內表面32在尺寸上互補，以便在其間形成基本上防漏的密封。
後模具50類似地具有一前表面52、一相對的後表面54，和一限定其界線的邊緣56。邊緣56和套筒20的內表面32在尺寸上也是互補，以便在其間形成基本上防漏的密封。由於模具40、50優選為圓形並且具有基本相等的直徑，所以套筒20的優選實施例截面也是圓形的，如圖9和10所示。實際上，套筒20的優選實施例為筒狀結構，使得孔腔30以基本恆定的直徑延伸通過相對端22、24。當前模具40和後模具50都定位在套筒20的孔腔30中時，如圖2和9所示，該部件的組合稱為形成透鏡組件10、形成透鏡結構，或透鏡模製單元。
當模具40、50密封在套筒20中時，由前模具40的後表面44、後模具50的前表面52和套筒20內表面32的至少一部分構成腔體31。也就是說，模具40、50以彼此間隔關係定位在孔腔30之中，使得在其間形成腔體31。該腔體31優選具有適當的尺寸，以便在將形成透鏡的液體注入腔體31並在其中固化時形成所需透鏡。腔體31以假想線表示在圖3中。
替代地，如圖4所示，套筒20可以具有選擇性的凹槽60，位於內表面32上。凹槽60為通過內表面32的連續通道。優選地，凹槽60位於圍繞套筒20的中間部分，使得凹槽60可以方便地用作排氣通道和/或在套筒20用於透鏡製作組件12中時用於在腔體31與液體容器(未示出)之間提供液體通路的通道，如圖10所示。顯然，凹槽60可以位於根據用戶的選擇位於其它位置，只要凹槽60可以與充入腔體31中的形成透鏡的液體保持液體通路。另外，凹槽60可以是方形的、矩形的、圓形的、橢圓形的、半橢圓形的、半圓形的、或其它適當的截面幾何形狀。對於本發明的實施例，如圖4和6中所示，凹槽60截面為半圓形的。
透鏡製作液體優選為單聚物。優選的單聚物由位於Pittsburgh，Pennsyvania的P.P.G公司製造，銷售商品名稱為CR 424。本領域技術人員應當理解，可以在本發明中採用本領域公知的其它形成透鏡的液體。
前模具40或後模具50在孔腔30中可以相對於另一模具軸向移動至兩個模具之間的多個軸向間距的所需一個間距。替代地，這兩個模具40、50都可以軸向移動。對於前模具40與後模具50之間的各軸向間距，腔體31的體積是不同的，相應地，腔體31中形成的透鏡尺寸對於各軸向間距也是不同的。單聚物的填充可以在一個填充臺進行。本發明的填充臺是自動操作的，採用計算機子系統(或控制器例如計算機或微處理器)、機械手和直線驅動器或伺服電機，將後模具50在孔腔30中相對於前模具40精確地定位在既定位置，在美國專利申請No.09/026,222中有詳細描述。由於自動操作包含現有技術的具有精密容差的運動控制裝置，所以本發明製作的透鏡質量比現有技術的系統有所提高。
在此實施例中，本發明的套筒20用自動化技術設計，在套筒20的第一端22與第二端24之間沿著孔腔30的內表面32具有基本恆定的直徑。後模具50的直徑基本上等於套筒20的直徑，使得後模具50可以在孔腔30中沿軸向雙向滑動至相對於前模具40具有所需的軸向間距。前模具40類似地也可以在孔腔中移動以便形成或保持相對於後模具50的所需軸向間距。為使前模具40和後模具50能夠如此運動，必須使內表面32相當光滑。內表面32的光潔度還確保內表面32與前模具40和後模具50的邊緣46、56精密地密封。如上所述，當前模具40和後模具50都定位在套筒20的孔腔30中時，由模具40、50和套筒20的內表面32所限定的腔體31可以無洩漏地保存液體，例如所述液體單聚物。
形成透鏡的材料，例如液體單聚物，優選通過現有技術的注入方法注入腔體31中。液體單聚物優選通過填充針(未示出)注入腔體31。該填充針穿過套筒20到達腔體31，因而在腔體31與液體單聚物的外部容器之間建立了液體通道，使得可以填充適量的液體單聚物。另外，對於圖4和10所示的實施例，液體單聚物也可以通過凹槽60注入腔體31中，它帶有或者不帶有填充針。
本發明套筒20的另一方面是套筒材料。在目前優選的實施例中，所需的特性是套筒材料在形成內表面32時為無粘性的，因而不會阻止模具40、50的軸向運動。另外，套筒材料是比較軟的，因而可以纏繞在模具的邊緣上以形成套筒。此外，套筒材料是彈性體的，因而一旦形成套筒20並且前模具40和後模具50包含在套筒20中之後，該彈性體材料的張力迫使套筒20沿徑向軸緊密接合在模具40、50的邊緣上。套筒材料的另一個方面是它應當與透鏡製作液體是化學相容的，以避免抑制所述液體的聚合。套筒材料的另一個方面是它應當比較厚，因而可以承受張力。圖5表示可以用於形成套筒20的彈性體材料的條帶70。圖6表示可以用於形成本發明的套筒20的替代條帶80。條帶70具有兩個相對端72、74，兩個相對表面26、32，表面26和32之間的厚度為H。表面26、32是平面。替代地，表面32可以具有凹槽82，從端72延伸至端74，如圖6所示。厚度H的優選範圍為1mm至8mm，更優選為2mm至6mm，最好為3mm至4mm。
在目前優選的實施例中，適當的套筒材料為熱塑橡膠，含有KRATONG，一種苯乙烯-乙烯-丙烯(丁烯)嵌段共聚物，由Shell石油公司(Houston，Texas)銷售。這種橡膠包括由GLS公司(Cary，Illinois)在商品名稱DYNAFLEXG2703、2711和2712下銷售的那些橡膠。這些橡膠具有從約43至62的Shore A硬度範圍，約0.9g/cc的比重，在300％拉伸量時從約355至470的拉伸模量，在約680至1000psi斷裂的拉伸強度以及約113至127的撕裂強度。這些橡膠具有光滑的表面，並且具有1mm-8mm範圍的厚度。然而本發明的套筒材料並不限於單種材料。實際上，所需套筒材料可以非常依賴於用於形成透鏡的具體單聚物化合物。也就是說，對於特定的形成透鏡的液體以及套筒材料與另一透鏡材料的不同類型而優選一定的套筒材料。在諸多可用材料之中，已發現本發明用聚氨酯、聚氯乙烯、有機矽合成橡膠以及KRATONG可以獲得滿意的實施。
透鏡模製的方法和設備下面參照圖7-9，在組裝臺100上加工透鏡製作組件10。在優選實施例中，模具40、50彼此旋轉對準，並且以所需的軸向間距(例如製作所需厚度透鏡的適當間隔)軸向定位成彼此隔開。彈性體材料的條帶70緊密纏繞在模具40、50的邊緣上以形成具有孔腔30的筒狀套筒20。套筒20與模具40、50配合形成模製腔體31。然後將形成透鏡的液體注入腔體31中。在後面的固化過程中，模具40、50在套筒20內沿軸向滑動以補償所產生的任何收縮。
組裝臺100優選具有兩個夾持部件前模具夾持件120和後模具夾持件130。在該優選實施例中，兩個模具夾持件120、130均具有真空吸盤用於與相應的模具40、50接合。組裝臺100還具有兩個定位部件模具取向控制器140和中心厚度控制器150。所有夾持和定位部件均支承在支架160上。
在操作中，如圖7所示，模具40、50分別由模具夾持件120、130夾持。前模具40的後表面44與後模具的前表面52彼此面對。中心厚度控制器150將後模具夾持器130和後模具50軸向移動，朝向或離開前模具40，直到前模具40與後模具50之間達到所需的軸向距離。模具取向控制器140將前模具夾持器120和前模具40加以旋轉，或者順時針或者逆時針，直到前模具40與後模具50之間達到所需的旋轉取向。替代地，可以旋轉後模具夾持器130。這些運動可以通過手動或者自動進行控制。
一旦兩個模具40、50定位成彼此具有所需的距離和旋轉取向以製作特定的透鏡類型和放大率，則將彈性體材料的條帶70緊密纏繞在模具40、50的邊緣46、56上以形成具有孔腔30的筒狀套筒20。圖8示意性地表示這種纏繞正在進行，圖9表示完成了模具組件10。在條帶70纏繞在模具40、50的邊緣46、56上之後，將條帶70的兩端72、74連接在一起以封閉模製腔體31。
如圖9所示，條帶70的兩端72、74優選連接在一起以形成尾部76。可以採用不同的方法來形成尾部76。它們可以通過局部熱封，或者可以粘合密封。因為粘合劑施加在條帶70的兩端之間，不同於現有技術中粘合劑施加在條帶與模具之間，所以避免了粘合劑在模具上的汙染。替代地，它們可以通過夾子(未示出)連接在一起以完全免於採用粘合劑。該夾子可以方便地夾持尾部76，然後將該模具組件10傳送至下一站，例如填充臺(未示出)，以進行進一步的處理。
可以採用相同的步驟製作如圖10所示的模具組件12。模具組件10與模具組件12之間的唯一區別在於模具組件12具有凹槽通道60，凹槽通道60具有通向環境空氣的埠62，當條帶80的端72和74如圖10所示連接在一起形成套筒20時，由端72處的凹槽通道60的部分與端74處的凹槽通道60的部分構成埠62，它可以用作排氣通道和/或用於在腔體31與外部之間建立液體通路的通道。
於是形成透鏡的液體材料，優選為單聚物，注入模製腔體31中。這可以在組裝臺100處進行或者在上述自動運行的填充臺處進行。無論何一方式，都採用填充針(未示出)用於將所需量的形成透鏡的液體注入腔體31中。填充針與形成透鏡的液體材料容器相連。該填充針穿過套筒20進入腔體31，因而在容器與腔體31之間建立了液體通路。如本領域所公知，可以採用一個計算機系統(未示出)與一個例如真空探測器(未示出)相連來控制形成透鏡的液體材料的注入量。本領域技術人員應當理解，可以採用其它的探測器來探測套筒20何時充滿單聚物，例如電眼(未示出)、其它光學傳感器(未示出)，等等。在注入形成透鏡的液體材料之前，如果需要的話，可以微調中心厚度控制器150以調整模具40、50的軸向相對位置。
一旦將適量的形成透鏡的液體材料注入腔體31中，即將填充針從腔體31和套筒20中抽出。套筒20的彈性特徵確保沒有不必要的空氣進入腔體31並且沒有形成透鏡的液體材料從腔體31逸出。然後對形成透鏡的液體材料進行固化和硬化。本領域技術人員應當理解，固化可以用多種方式進行。例如，本發明的固化方法包括將形成透鏡的液體材料暴露於紫外線(「UV」)下一段所需的時間。替代地，在將形成透鏡的液體材料暴露於UV下之後，對形成透鏡的液體材料加熱一定時間，例如在紅外(「IR」)爐中。如果在UV步驟中沒有充分固化，第二加熱步驟使形成透鏡的液體材料固化以形成硬化的透鏡。
在固化過程中，形成透鏡的液體材料的體積收縮大約10％至15％。為了補償該收縮，模具40、50沿套筒20的孔腔30軸向滑動。其結果是，減小了透鏡中的應力並且從而製成更好的透鏡。相反地，現有技術T襯圈中的模具保持靜止，不管源於收縮的應力，而現有技術模具纏帶的結構中拉引帶子或條帶從而使其起皺或產生皺紋。
在形成透鏡的液體材料固化之後，必須將固化的透鏡從套筒20和模具40、50中分離。由於套筒20是彈性的，所以兩個模具40、50與其間夾有的透鏡可以容易地滑出套筒20。或者，如果套筒20如上所述由夾子將兩端72、74夾持在一起而形成，則所述夾子可以只是放開兩端72、74，然後可以取出兩個模具和透鏡。替代地，可以只是簡單地撕開套筒。
儘管本發明是結合特定實施例的具體細節加以說明的，但是不應理解為這種細節構成對本發明範圍的限制，而應理解為包含在所附的中。在上述公開的啟示下可以作出許多的改變和變型。
例如，本發明是結合採用彈性體條帶纏繞在模具的邊緣上就地形成套筒而說明的。然而，套筒也可以事先製作。例如，可以由彈性體材料的管筒切割出套筒。通過由各種直徑的管筒製作套筒，可以滿足透鏡的各種可能類型和放大率的不同需要。
權利要求
1.一種用於不用襯圈而模製光學透鏡的方法，包括如下步驟a.將其向內表面為光學透鏡表面之負象的一前模具和一後模具定位成彼此具有適當間距和旋轉取向，所述前模具和後模具均具有一邊緣；b.將一條帶纏繞在所述前模具和後模具的邊緣上以形成一套筒，其中該條帶具有一第一端和一相對的第二端，一內表面和一相對的外表面，以及形成在所述內表面上從第一端向第二端延伸的一凹槽通道，並且其中所形成的套筒具有一縱向軸和一直徑，與所述前模具和後模具配合以限定一模製腔體，該模製腔體與所述凹槽通道具有液體通路；c.將形成透鏡的液體材料通過所述凹槽通道注入所述模製腔體中；並且d.對所述形成透鏡的液體材料進行固化，以致該形成透鏡的液體材料硬化以製成所述光學透鏡，其中所述套筒允許前模具和後模具沿著所述縱向軸線的至少一部分滑動，並且在所述形成透鏡的液體材料固化過程中所述套筒的直徑基本上保持恆定。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述條帶由無粘結性的塑料膜製成。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述無粘結性塑料膜包括選自如下組的彈性體材料，該組包括聚氨酯、聚氯乙烯、有機矽合成橡膠以及含有苯乙烯-乙烯-丙烯(丁烯)嵌段共聚物的熱塑橡膠。
4.如權利要求2所述的方法，其中所述無粘結性塑料膜的厚度在1.0mm至8.0mm之間。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括將所述條帶的第一端與第二端連接在一起的步驟，用以封閉所述模製腔體並形成一個尾部。
6.如權利要求5所述的方法，進一步包括將所述尾部用作裝卸裝置以裝卸所述模具的步驟。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述纏繞步驟包括通過使所述條帶的內表面直接接觸所述前模具和後模具的邊緣而纏繞在所述前模具和後模具邊緣上的步驟。
8.如權利要求5所述的方法，進一步包括如下步驟，採用在所述第一端和第二端連接在一起之後由所述凹槽通道位於第一端的部分和凹槽通道位於第二端的部分所形成的一個埠作為排氣通道和用於建立至模製腔體液體通路的通道。
9.一種不用襯圈採用兩個模具用於製作多種類型和放大率透鏡的方法，包括如下步驟a.將所述兩個模具定位成彼此具有所需間距和旋轉取向以形成特定的透鏡類型和放大率；b.將一彈性體條帶纏繞在所述兩個模具的邊緣上以與該兩個模具形成一腔體，其中該彈性體條帶具有一第一端和一相對的第二端，一內表面和一相對的外表面，以及形成在所述內表面上從第一端向第二端延伸的一凹槽通道，並且所述腔體與所述凹槽通道具有液體通路；c.將形成透鏡的液體混合物通過所述凹槽通道注入所述腔體中；並且d.對所述形成透鏡的液體混合物進行固化，以製成具有所述特定透鏡類型和放大率的透鏡。
10.如權利要求9所述的方法，進一步包括通過與所述模具接合的可移動真空夾具來調整模具位置的步驟。
11.如權利要求9所述的方法，其中所述形成透鏡的液體混合物為單聚物。
12.如權利要求9所述的方法，其中所述注入形成透鏡的液體混合物的步驟進一步包括如下步驟a.通過一填充針刺穿所述彈性體條帶，使得該填充針與所述凹槽通道具有液體通路；以及b.通過所述填充針將形成透鏡的液體混合物注入所述腔體。
13.如權利要求9所述的方法，其中所述纏繞步驟包括通過使所述條帶的內表面直接接觸所述兩個模具的邊緣而纏繞在所述兩個模具邊緣上的步驟。
14.如權利要求9所述的方法，進一步包括，在對所述形成透鏡的液體混合物進行固化的步驟之後，將所述彈性體條帶和模具與透鏡分離的步驟。
15.如權利要求9所述的方法，進一步包括將所述彈性體條帶的第一端與第二端連接在一起的步驟，用以封閉所述腔體並形成一個尾部。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括將所述尾部用作裝卸裝置以傳送所述模具和已固化的形成透鏡的液體混合物。
17.一種用於不用襯圈而模製透鏡的設備，包括a.一前模具和一後模具，各具有一向內表面和一邊緣；b.用於將所述前模具和後模具定位成彼此具有所需間距和旋轉取向的裝置，使得所述前模具和後模具的向內表面為所述透鏡表面的負象；和c.一條帶，用於纏繞在所述前模具和後模具的邊緣上以形成一套筒，其中該條帶具有一第一端和一相對的第二端，一內表面和一相對的外表面，以及形成在所述內表面上從第一端向第二端延伸的一凹槽通道，並且其中該套筒具有一直徑和一縱向軸，與所述前模具和後模具配合以限定一模製腔體，該模製腔體與所述凹槽通道具有液體通路。
18.如權利要求17所述的設備，其中所述條帶由塑料膜製成。
19.如權利要求18所述的設備，其中所述塑料膜是無粘結性的。
20.如權利要求18所述的設備，其中所述塑料膜包括選自如下組的彈性體材料，該組包括聚氨酯、聚氯乙烯、有機矽合成橡膠以及含有苯乙烯-乙烯-丙烯(丁烯)嵌段共聚物的熱塑橡膠。
21.如權利要求18所述的設備，其中所述塑料膜的厚度在1.0mm至8.0mm之間。
22.如權利要求17所述的設備，其中所述條帶的第一端與第二端連接在一起以封閉所述模製腔體。
23.如權利要求22所述的設備，其中所述兩個端部連接以形成一個尾部。
24.如權利要求17所述的設備，其中通過使所述條帶的內表面直接接觸所述兩個模具的邊緣而將所述條帶纏繞在所述前模具和後模具的邊緣上。
全文摘要
一種不用襯圈而模製透鏡的設備和方法,可用於製作所有放大率和幾何形狀的透鏡。採用一彈性體條帶20纏繞在兩個模具40、50的邊緣上以形成筒狀結構,它反過來與所述模具40、50配合而形成模製腔體31。另外,該筒狀結構在透鏡聚合過程中不起皺或產生皺紋。相反地,它允許模具40、50在其中軸向滑動以補償在透鏡聚合過程中發生的任何收縮。
文檔編號B29C33/30GK1351538SQ00807776
公開日2002年5月29日 申請日期2000年3月17日 優先權日1999年3月19日
發明者蘇開江, 呂曉川 申請人:國際科技資源公司