CN102358045A - 条形菲涅尔透镜的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种条形菲涅尔透镜的加工方法，它包括如下步骤：把树脂进行塑化；塑化后的物料进入压延机压延成片；压延片通过菲涅尔齿纹辊和光辊压出菲涅尔齿纹，并且一边压延一边冷却；消除内应力：冷却后的菲涅尔硬片松弛的放置消除内应力；切割，包装。本发明采用加热辊、加热压延，即利用菲涅尔齿纹辊挤压成型，并立即采用穿引法使硬件正反面冷却定型；本发明的工艺简单、速度快、产量高，本发明的产量相比原有的模压法生产的产量可提高几千倍；成本也大大降低，成本可降低几百倍；质量精度，即菲涅尔透镜的折射角的尖角角度有保证，不会出现散射；光洁度可以达到10以上。

Description

条形菲涅尔透镜的加工方法

技术领域

本发明涉及一种条形菲涅尔透镜的加工方法。

背景技术

公知的菲涅尔透镜加工成型工艺采用模压、注塑或浇注法。这种现有的生产方法是间断式的，所以产量低、成本高；且现有方法加工出的菲涅尔透镜的齿尖形成的R圆角，容易产生散射，质量精度低；且表面光洁度差，光洁度一般在

10以下，透光率难以保证。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可连续性生产、产量高、成本低的菲涅尔透镜的加工成型工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种条形菲涅尔透镜的加工方法，它包括如下步骤：

(1)把树脂进行塑化；

(2)塑化后的物料进入压延机压延成片；

(3)压延片通过菲涅尔齿纹辊和光辊压出菲涅尔齿纹，并且一边压延一边冷却；

(4)消除内应力：冷却后的菲涅尔硬片松弛的放置消除内应力；

(5)切割，包装。

其中，步骤(2)之前，塑化后的物料先进行过滤。

其中，步骤(3)中，菲涅尔齿纹辊和光辊的线速度为200-250m/min；菲涅尔纹片的温度要冷却到30～60℃。

其中，步骤(2)中，压延机的压延辊的线速度比菲涅尔齿纹辊的线速度低30～40％。

其中，所述的压延机的辊子和菲涅尔齿纹辊之间的间距为350～500mm。

有益效果：(1)本发明采用加热辊、加热压延，即利用菲涅尔齿纹辊挤压成型，并立即采用穿引法使硬件正反面冷却定型；本发明的工艺简单、速度快、产量高，本发明的产量相比原有的模压法生产的产量可提高几千倍；成本也大大降低，成本可降低几百倍。

(2)质量精度，即菲涅尔透镜的折射角的尖角角度有保证，不会出现散射。

(3)光洁度可以达到

10以上。

附图说明

图1为本发明的生产流程图。

图2为本发明的菲涅尔齿纹辊的结构示意图。

具体实施方式：

根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本发明的加工过程如图1所示，将塑化后的物料进入压延机1进行压延，压延后进入菲涅尔齿纹辊2和光辊3进行成型；其中光辊3中设有贯通整个光辊辊体的冷却水通道，在进行成型的时候，一边压菲涅尔纹，一边进行冷却；然后进入输送带，一边输送一边消除内应力；切割，包装即可。

实施例1：

1、取透明、抗老化的PVC树脂500kg，加入捏合机捏合30min左右，转入密炼机塑化10min，然后进入喂料机塑化过滤。

2、将基本塑化的塑性塑料在热的辊筒中滚压成型。

物料进入四辊压延机压延成片，压延机的压延辊的线速度为120m/min。

3、压延片通过菲涅尔齿纹辊和光辊压菲涅尔纹，边压边进行冷却，使菲涅尔纹片的温度冷却到50℃左右。冷却过度(小于30℃)，菲涅尔齿纹辊和光辊的辊面会出现水珠，也会影响产品质量；菲涅尔齿纹辊和光辊的线速度为200m/min，菲涅尔齿纹辊和光辊线速度不应过大，否则会出现冷拉伸，造成产品内应力，存放后收缩增大，展不平。

本发明的条形菲涅尔透镜的表面上有若干互相平行的条形齿纹，如图2所示，所述的菲涅尔齿纹辊的辊身4上设有与条形齿纹相匹配的沿辊子圆周方向的齿纹5；辊身4内设有冷却通道6；所述的齿纹5的入射角和折射角可根据折射定律得到，折射定律：

nsinαi＝n_osinθi            公式(1)

其中，αi为入射角，θi为折射角，n_o为空气折射率＝1，n为材料折射率。

根据公式(1)可以计算出菲涅尔齿纹辊上每个齿纹的折射角或入射角。

$\tan \mathrm{\φ}=\frac{x}{n\sqrt{x^2+f^2}-f}$ 公式(2)

上述公式(2)中，菲涅尔齿的棱角为φ，n为材料的折射率，x为某菲涅尔齿的中心到到主光轴的距离；f为焦距。当材料和焦距确定以后，可根据公式(2)计算出每个菲涅尔齿的棱角φ，进而得到每个菲涅尔齿的齿宽。当齿距加大时，在同样齿顶和齿根圆角的情况下，会使光损设减少，齿距加大则塑料厚度加厚，因为菲涅尔齿片一般采用0.45～1cm的厚度，所以本设计采用的齿距在0.5^-3m～1.2^-3m之间，齿槽深在0.351^-3～0.702^-3m之间。

同时在菲涅尔齿纹辊和光辊的内部设有贯通的冷却水通道，可通冷却水，这样可以一边压菲涅尔纹，一边进行冷却定型。

根据需要，通过调节菲涅尔齿纹辊和光辊之间的距离，可以加工不同厚度的菲涅尔透镜。一般菲涅尔透镜的厚度在0.45～1mm。

菲涅尔齿纹辊和光辊既是压型辊，又作为引离辊。把处在塑性状态下的片材从压延机的压延辊上剥离下来进入压型辊(菲涅尔齿纹辊和光辊)，片材必定受到拉伸。这拉伸既增加强度，又增大了产量；但拉伸要适度，所以菲涅尔齿纹辊的线速度比压延机的压延辊的线速度快40％。同时，为了避免冷拉伸，引离辊应尽量靠近压延辊，压延辊和引离辊之间的距离为350mm；以防止片材的过度冷却。

4、消除内应力：冷却后的菲涅尔硬片松弛的放置；冷却定型后条形菲涅尔硬片平坦松弛地放在无端橡皮输送带上。这样可减少或消除产品在前面生产过程中产生的内应力。

5、切割，包装即可。

因菲涅尔齿纹在透光面时，当光线入射到齿尖附近时，经齿的工作面的折射，部分光线将散射而不能聚于焦点(焦带)产生损失；而且齿纹在透光面，齿根部容易积存灰尘和污物，影响透光率。所以本发明的条形菲涅尔透镜在使用时，菲涅尔齿纹应位于背光面。

实施例2：

1、取透明、且耐老化、抗紫外线的PET500kg，加入双螺杆挤出机挤出塑化。

2、将基本塑化的塑性塑料在热的辊筒中滚压成型。

然后物料进入四辊压延机压延成片，压延机的压延辊的线速度为175m/min。

3、压延片通过菲涅尔齿纹辊和光辊压菲涅尔纹，边压边进行冷却，使菲涅尔纹片的温度冷却到45℃左右；冷却过度，菲涅尔齿纹辊和光辊的辊面出现水珠，也会影响产品质量；菲涅尔齿纹辊和光辊的线速度为250m/min，菲涅尔齿纹辊和光辊线速度不应过大，否则出现冷拉伸，造成产品内应力，存放后收缩增大，展不平。

本发明的条形菲涅尔透镜的表面上有若干互相平行的条形齿纹，如图2所示，所述的菲涅尔齿纹辊的辊身4上设有与条形齿纹相匹配的沿辊子圆周方向的齿纹5；辊身4内设有贯通的冷却通道6；所述的齿纹5的入射角和折射角可根据折射定律得到，折射定律：nsinαi＝n_osinθi

其中，αi为入射角 θi为折射角 n_o为空气折射率＝1 n为塑料折射率

根据上述公式可以计算出菲涅尔齿纹辊上每个齿纹的折射角或入射角，菲涅尔齿纹齿宽的确定同实施例1。同时在菲涅尔齿纹辊和光辊的内部设有贯通的冷却水通道，可通冷却水，这样可以一边压菲涅尔纹，一边进行冷却定型。。

测厚仪会自动测出菲涅尔透镜的厚度，并自动调节菲涅尔齿纹辊和光辊之间的距离，进而加工出不同厚度的菲涅尔透镜。一般菲涅尔透镜的厚度在0.45～1mm。

菲涅尔齿纹辊和光辊既是压型辊，又作为引离辊。把处在塑性状态下的片材从压延机的压延辊上剥离下来进入压型辊(菲涅尔齿纹辊和光辊)，片材必定受到拉伸。这拉伸既增加强度，又增大了产量；但拉伸要适度，菲涅尔齿纹辊的线速度比压延机的压延辊的线速度快30％。为了避免冷拉伸，引离辊应尽量靠近压延辊，压延辊和压型辊之间的距离400mm；以防止片材的过度冷却。

4、消除内应力：冷却后的菲涅尔硬片松弛的放置；冷却定型后条形菲涅尔硬片平坦松弛地放在无端橡皮输送带上。这样可减少或消除产品在前面生产过程中产生的内应力。

5、切割，包装即可。

因菲涅尔齿纹在透光面时，当光线入射到齿尖附近时，经齿的工作面的折射，部分光线将散射而不能聚于焦点(焦带)产生损失；而且齿纹在透光面，齿根部容易积存灰尘和污物，影响透光率。所以本发明的条形菲涅尔透镜在使用时，菲涅尔齿纹应位于背光面。

Claims (6)

1.一种条形菲涅尔透镜的加工方法，其特征在于它包括如下步骤：

(1)把树脂进行塑化；

(2)塑化后的物料进入压延机压延成片；

(3)压延片通过菲涅尔齿纹辊和光辊压出菲涅尔齿纹，并且一边压延一边冷却；

(4)消除内应力：冷却后的菲涅尔硬片松弛的放置消除内应力；

(5)切割，包装。

2.根据权利要求1所述的条形菲涅尔透镜的加工方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤(2)之前，塑化后的物料先进行过滤。

3.根据权利要求1所述的条形菲涅尔透镜的加工方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤(3)中，菲涅尔齿纹辊和光辊的线速度为200-250m/min。

4.根据权利要求1或3所述的条形菲涅尔透镜的加工方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤(2)中，压延机的压延辊的线速度比菲涅尔齿纹辊的线速度低30～40％。

5.根据权利要求1所述的条形菲涅尔透镜的加工方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤(3)中，菲涅尔纹片的温度要冷却到30～60℃。

6.根据权利要求1所述的条形菲涅尔透镜的加工方法，其特征在于它包括如下步骤：所述的压延机的辊子和菲涅尔齿纹辊之间的间距为350～500mm。

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