CN112976623A - 用于对包含柔软可变形内膜的层压件薄片进行边缘密封的方法、设备、和*** - Google Patents
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Abstract
本披露包括用于光学***的***、设备、和方法。在一些方面中,***和装置可以生产在光学制品的制造中使用的薄片。薄片包括层压件,所述层压件具有第一层,所述第一层包括第一基质材料,所述第一基质材料具有下表面以及与所述上表面相反的下表面;以及第二层,所述第二层包括第二基质材料,所述第二层联接至所述第一层并且覆盖所述下表面或所述上表面的至少一部分。所述第一层包括中心部分处的第一厚度,该第一厚度大于边缘部分处的第二厚度。
Description
技术领域
本披露总体上涉及一种光学制品,更具体地但非限制地涉及用于与眼睛配戴物设备一起使用的光学制品的制造。
背景技术
光学制品、比如镜片典型地由功能薄片制成。在形成光学制品期间,这些薄片可能经受各种制造工艺。例如,平坦的薄片典型地从平坦的圆形薄片变换(例如,热成型)成凹形圆顶状功能薄片,以与光学制品的基弯相对应。热成型功能薄片则通常用于注射包覆模制工艺中,以生产矫正或非矫正眼镜镜片。通常,薄片包括柔软的热塑性材料的厚的中心层(例如,柔软的热塑性层或柔软的粘合剂层),这是因为该中心层在形成薄片和光学制品期间提供某些优点,比如柔软的聚合物链段、延展性、和化学相容性。然而,在热成型工艺和注射模制工艺中使用柔软的热塑性层均会出现若干复杂情况。
说明性地,为了保持薄片的所需延展性,薄片的柔软的热塑性层典型地具有远低于注射模制温度的玻璃化转变温度,该注射模制温度导致柔软层的流出(例如,边缘渗出)。这种边缘渗出对嵌件、模腔和/或在嵌件的外侧表面与模腔壁之间的空间产生不希望的污染。这种污染可能阻止从模具块中移除嵌件和/或在模制表面上产生不希望的材料积聚,这影响产品良率、由于模具清洁而增加停机时间、并且导致随后镜片形成中的缺陷,比如柔软的热塑性层的不均匀厚度,这可能导致镜片的光学畸变或外观问题。一些用于防止边缘渗出的常规途径包括使用比柔软的中心层的直径更大的外层来防止中心层渗出到模腔中。然而,这种薄片几何形状难以大规模生产,并且该柔软层在注射模制之后仍然可见。因此,这种解决方案在减少制造时间方面几乎没有提供帮助并且生产出具有不希望外观特性的镜片。
发明内容
本披露总体上涉及用于制造光学制品的***、装置、和方法。例如,制造光学制品的方法可以包括密封和切割层压件,以形成功能薄片。密封层压件可以包括使层压件的热塑性层的至少一部分液化并且使热塑性层的液化部分移位,以产生具有内层的薄片,该内层包括中心部分,该中心部分所具有的第一厚度大于内层的边缘部分处的第二厚度。内层在薄片的边缘部分处的减小的厚度可以防止熔融材料在随后用于生产光学制品的制造步骤期间从薄片中渗出。在另一个示例中,***可以包括用于生产在光学制品的制造中使用的无污染的光学薄片的一个或多个工具。该一个或多个工具可以包括压印设备和切割设备。说明性地,压印设备被配置成在层压件上形成压印部,并且切割设备被配置成从层压件切下薄片。以此方式,压印设备和切割设备可以结合操作,从而以及时且可重复方式高效地生产多个无污染的薄片。在一些实施方式中,压印设备可以在切割设备在层压件上操作之前在层压件上操作。在其他实施方式中,切割设备可以在压印设备在薄片上操作之前在层压件上操作,以形成薄片。因此,所披露的***、设备、和方法使得能够批量生产无污染的光学薄片,该光学薄片能够防止边缘渗出以及随后对模腔的污染,而不会牺牲镜片的美观性。
在(例如,在形成光学制品中使用的薄片的)本方法的一些前述实施方式中,方法包括将层压件的热塑性层的至少一部分液化。该方法还包括使热塑性层的液化部分移位。该方法进一步包括从层压件切下薄片。在一些此类实施方式中,使层压件的热塑性层中的至少一部分液化可以包括加热层压件的热塑性层中的至少该部分。另外或替代性地,切下薄片可以包括切割该层压件,以限定薄片的外边缘。
在本方法的一些此类实施方式中,切下薄片可以发生在使热塑性层的液化部分移位之后。另外或替代性地,使热塑性层的液化部分移位可以包括压缩层压件的热塑性层的该部分。在一些实施方式中,压缩层压件的热塑性层的该部分可以使液化部分沿从薄片的中心向外的方向移位。
在本方法的一些此类实施方式中,该方法进一步包括密封薄片的侧壁。另外或替代性地,从层压件切下薄片可以发生在使层压件的热塑性层的至少该部分液化之前。在一些实施方式中,该方法还可以包括对薄片进行热成型,并且将经热成型的薄片放入模腔,以形成光学制品。
在本设备(例如,光学制品的薄片)的一些前述实施方式中,薄片包括层压件。层压件包括第一层和第二层。第一层包括第一基质材料,该第一基质材料具有下表面以及与下表面相反的上表面。第二层包括第二基质材料,并且第二层联接至第一层并且覆盖下表面或上表面的至少一部分。第一层的中心部分处的第一厚度大于第一层的边缘部分处的第二厚度。在一些此类实施方式中,第一基质材料的玻璃化转变温度可以小于第二基质材料的玻璃化转变温度。另外或替代性地,第一基质材料可以包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂材料。
在本设备的一些此类实施方式中,第二层覆盖下表面的至少一部分。另外或替代性地,层压件可以进一步包括第三层,该第三层具有第三基质材料。例如,第三层可以联接至第一层并且覆盖上表面的至少一部分。在一些实施方式中,第二基质材料、第三基质材料、或第二基质材料和第三基质材料两者均包括聚碳酸酯。
在本***的(例如用于形成光学薄片的)一些前述实施方式中,***包括压印设备,该压印设备被配置成在层压片材上压印薄片的轮廓。压印设备包括密封带,该密封带被配置成加热和压缩薄片的边缘部分。该***进一步包括切割设备,该切割设备被配置成从层压片材切下薄片。在一些此类实施方式中,所述密封带可以限定成角度表面,该成角度表面被配置成从薄片的边缘部分引导薄片的热塑性层的一部分。
在本***的一些此类实施方式中,密封带被配置成在层压片材中限定环形压印部。该环形压印部可以具有第一直径。另外或替代性地,切割设备可以包括模切机,该切模机被配置成在环形压印部处切穿层压片材,以限定薄片的边缘表面。
在本设备(例如,用于用在光学制品中使用的热塑性层密封薄片的工具)的一些前述实施方式,工具包括第一嵌件和第二嵌件。该第一嵌件包括第一内表面,该第一内表面被配置成接触薄片的第一表面。第一内表面限定了第一腔体的第一开口,该第一腔体被配置成接纳薄片的第一部分。第二内表面被配置成接触薄片的第二表面。第二内表面限定了第二腔体的第二开口,该第二腔体被配置成接纳薄片的第二部分。在密封操作期间,第一嵌件和第二嵌件被配置成:向薄片施加热量、压力、或两者;以及减小定位在第一嵌件的第一内表面与第二嵌件的第二内表面之间的薄片的层的厚度。
在本设备的一些此类实施方式中,第一内表面限定了:第一侧壁,该第一侧壁具有第一直径;第二侧壁,该第二侧壁具有第二直径,该第二直径大于该第一直径;以及突沿,所述突沿在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间延伸。另外或替代性地,第二内表面可以限定第三侧壁,该第三侧壁具有第三直径,该第三直径大致等于第一直径。在一些此类实施方式中,第二嵌件可以进一步包括外表面,该外表面具有第四直径,该第四直径大致等于第二直径。在一些实施方式中,在密封操作期间:薄片的第一表面与突沿相接触;并且第一嵌件和第二嵌件被配置成压缩薄片的外边缘部分,以减小薄片的该层在外边缘部分处的厚度。
如本文所使用的,各个术语仅用于描述特定实施方式的目的,而并非旨在限制实施方式。例如,如本文所使用的,用于修饰要素(比如结构、部件、操作等)的序数词(例如,“第一”、“第二”、“第三”等)本身并不指示一个要素相对于另一个要素的任何优先级或顺序,而是仅仅将一个要素与另一个具有相同名称(但是使用了序数词)的要素进行区分。术语“联接”被定义为连接,尽管不一定是直接地,并且不一定是机械地;“联接”的两个物件可以是彼此一体的。术语“一个(a 和an)”被定义为一个或多个,除非本披露另外明确地要求。如本领域的普通技术人员所理解的,术语“大致”被定义为是指所指定的很大程度上但不一定是全部内容(并且包括指定的内容,例如,大致90度包括 90度,并且大致平行包括平行)。在任何披露的实施方式中,术语“大致”可以用在所指定的内容“的[百分比]内”取代,其中百分比包括0.1%、 1%、5%和10%。
如本文所使用的术语“约”可以允许值或范围有一定程度的可变性,例如,范围的陈述值或陈述极限的10%、5%、或1%内,并且包括确切的陈述值或范围。如本领域的普通技术人员所理解的,术语“大致”被定义为是指所指定的很大程度上但不一定是全部内容(并且包括指定的内容,例如,大致90度包括90度,并且大致平行包括平行)。在任何披露的实施方式中,术语“大致”可以用在所指定的内容“的[百分比] 内”取代,其中百分比包括0.1%、1%、或5%;并且术语“大约”可以用在所指定的内容“的10%内”取代。除非另有说明,否则陈述“大致 X至Y”与“大致X至大致Y”具有相同的意思。类似地,除非另有说明,否则陈述“大致X、Y、或大致Z”与“大致X、大致Y、或大致Z”具有相同的意思。短语“和/或”意指和或或。说明性地,A、B和/或C 包括:单独的A、单独的B、单独的C、A和B的组合、A和C的组合、 B和C的组合、或A、B和C的组合。换言之,“和/或”用作包含性的或。此外,短语“A、B、C、或其组合”或“A、B、C、或其任一组合”包括:单独的A、单独的B、单独的C、A和B的组合、A和C的组合、B和C的组合、或A、B和C的组合。
在整个文件中,应以灵活的方式解释以范围格式表示的值,不仅包括明确列举为范围极限的数值,还包括该范围内包含的所有单独数值或子范围,好像每个数值和子范围都被明确列举一样。例如,“约0.1%至约5%”或“约0.1%至5%”的范围应解释为不仅包括约0.1%至约5%,而且包括指定范围内的单独值(例如1%、2%、3%和4%)和子范围(例如0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。术语“包含(comprise, comprises,comprising)”(以及包含的任何形式)、“具有(have,has, having)”(以及具有的任何形式)、和“包括(include,includes,including)” (以及包括的任何形式)是开放式连系动词。其结果是,“包含”、“具有”、或“包括”一个或多个要素的设备具备该一个或多个要素,但不局限于仅具备该一个或多个要素。同样,“包含”、“具有”、或“包括”一个或多个步骤的方法具备该一个或多个步骤,但不局限于仅具备该一个或多个步骤。
任何***、方法、以及制品的任何实施方式可以由任何所描述的步骤、要素和/或特征组成或大致由其组成-而不是包含/具有/包括任何所描述的步骤、要素和/或特征。因此,在任何权利要求中,术语“由…组成”或“大致由…组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词,以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。此外,术语“其中(wherein)”可以与“其中(where)”互换地使用。另外,以某种方式配置的装置或***至少以这种方式配置,但也可以以除了具体描述之外的其他方式来配置。一个实施方式的一个或多个特征可以应用于其他实施方式,即使没有进行描述或说明,除非被本披露或实施方式的性质明确禁止。
下文描述了与以上描述的实施方式和其他相关联的一些细节。本披露的其他实施方式、优点和特征将在阅览包括以下章节的整个申请之后变得清楚:附图说明、具体实施方式、以及权利要求书。
附图说明
以下附图以示例并且非限制性的方式说明。为了简洁和清楚起见,给定结构的每个特征并总是在那个结构出现的每一个图中都标注。相同的附图标记不一定指示相同的结构。相反,可像不相同附图标记那样,相同的附图标记可以用于指示相似特征或具有相似功能的特征。附图是按比例绘制的(除非另外说明),这意味着至少在附图中描绘的构型中,所描绘元件的大小相对于彼此是准确的。
图1是展示了用于制造光学制品的光学***的工艺的阶段的示例的图。
图2A是展示了用于生产制造光学制品所使用的薄片的第一工艺的示例的另一个图。
图2B是光学***的包括切割设备和压印设备的第一工具的示例的说明性视图。
图2C是光学***的包括切割设备和压印设备的第二工具的示例的说明性视图。
图3A是光学***的压印设备的多个不同示例的截面视图。
图3B是光学***的切割设备的多个不同示例的截面视图。
图4A是展示了用于生产制造光学制品所使用的薄片的第二工艺的示例的另一个图。
图4B是光学***的密封设备的示例的透视图。
图4C是图4B的密封设备的侧视截面视图。
图5是流程图,展示了形成光学***的薄片的方法的示例。
具体实施方式
参照图1,示出了用于制造光学制品、比如光学镜片(例如,半成品(SF)镜片产品)的***的说明性阶段的图,并且该***总体上用100 表示。***100可以被配置成生产在光学制品的制造中使用的无污染的光学薄片。
在第一阶段110,可以提供或形成具有一层或多层的层压件112。层压件112中的每个层可以包括(例如,通过压力和/或温度)固结的热塑性材料,以形成堆叠体。如图1所示,层压件112包括内层114和一个或多个外层116,该一个或多个外层均覆盖内层的至少一部分。例如,第一外层(例如,116)可以布置在内层114的顶部表面上并且第二外层 (例如,118)可以布置在内层的底部表面上。内层114和外层116、118 可以以任何合适的方式联接在一起,比如经由粘合剂层(例如,通过粘合剂层压、粘合剂涂层层压等)、不用粘合剂层(例如,挤出层压)、或任何其他已知方法。
内层114可以包括第一基质材料115。在一些实施方式中,第一基质材料115包括光学功能热塑性弹性体膜,比如热塑性聚氨酯(“TPU”) (例如,非晶TPU、Tecoflex EG85A、Tecoflex EG80A、Estane ALR E77A-V、Estane AG 8451、Estane VSN F5000等)、半结晶聚醚共聚酰胺(PEBA)(例如,Pebax 5533、Pebax 4533、Pebax 4033、Pellethane 80A 等)、柔软的粘合剂层、或任何其他热塑性弹性体材料。在一些实施方式中,在基质材料115内可以包括一种或多种添加剂。例如,光学添加剂和/或工艺助剂(例如,光致变色染料、色调染料、选择性波长的染料吸收剂、电致变色染料、稳定剂、流动改性剂、和/或类似物)可以与基质材料115共混,以产生光学功能膜(例如,内层114)。
外层116、118可以包括第二基质材料117。在一些实施方式中,第二基质材料117包括透明聚碳酸酯膜(例如,Lexan PC、和/或类似物)。第二基质材料117可以具有比第一基质材料115更高的玻璃化转变温度 (或熔化温度)。在一些实施方式中,外层116的厚度可以比内层114 的厚度更大,以防止在薄片形成期间形成缺陷;然而,在其他实施方式中,内层114和外层116、118的大小和形状可以以任何合适的方式确定。虽然外层116、118被描述为均具有第二基质材料117,但是在其他实施方式中,外层116、118中的一个外层包括第二基质材料,并且外层116、 118中的另一个外层包括与第二基质材料不同的第三基质材料。
第一阶段110的层压件112被提供给第二阶段120,如箭头119指示的。在第二阶段120,层压件112相对于工具122定位。工具122可以被配置成移除(例如,切割)和/或密封层压件112的一部分。例如,工具122可以被配置成从层压件112切下形成薄片130的圆形或卵形形状的盘。
工具122包括切割设备124和压印设备126。在一些实施方式中,工具122可以具有包括切割设备124和与其联接的压印设备126的统一本体,而在其他实施方式中,工具可以包括多个局部部件,这些局部部件包括切割设备124和压印设备126或与之相对应。例如,工具122可以包括辊(例如,圆柱形辊)、平面模、带、或本领域已知的其他合适的布置。
切割设备124可以使用热量、化学品、力(例如,切削刃)或任何合适的手段来从层压件112中移除薄片130。例如,切割设备124可以包括切割模(例如,刀模、下料模),该切割模切割出薄片130的轮廓图案(例如,模图案)。例如,切割设备124可以包括多个具有锋利刃的圆形模切机,这些圆形模切机被配置成从层压件112切下多个薄片(例如,130)。
压印设备126被配置成密封(例如,经由热量和压力)层压件112 和/或薄片130的一部分。说明性地,压印设备126可以向层压件112的一个或多个圆形或环状部分施加热量和压力,使得一层(例如,内层114) 的至少一部分移位。例如,压印设备126(例如,经加热的钝模)可以向经加热的层压件112施加压力并且在层压片材中压印浅的环形压痕,以使内层114的一部分移位。压印设备126可以产生温度高于内层114 的玻璃化转变温度(例如,熔点)的热量并且向层压件112施加压力以使内层的一部分移位。以此方式,薄片130可以包括薄片的外边缘围绕的厚度减小的中央TPU层(例如,114)。在一些此类实施方式中,压印设备126可以产生温度低于外层116的玻璃化转变温度(例如,熔点) 的热量,使得内层114中只有一部分被压印设备移位。例如,压印设备 126可以包括多个具有钝刃的圆形热带,这些热带被配置成将薄片(例如,130)或层压件112的圆形部分压缩。在一些实施方式中,压印设备126(例如,钝刃)的形状可以被确定成沿所需方向引导内层114的一部分。
在***100的一些实施方式中,压印设备126和切割设备124协作以形成薄片130。说明性地,压印设备126可以向层压件112的一个或多个圆形部分施加热量和压力,并且切割设备124然后可以切下(多个) 圆形部分以产生薄片(例如,130),如本文至少参考图2A进一步描述的。替代性地,切割设备124可以切下层压件112的一个或多个圆形部分以产生薄片130,并且压印设备126然后可以向每个薄片130的外边缘施加热量和压力以密封弹性体层(例如,内层114),如本文至少参考图4A进一步描述的。
在一些实施方式中,***100包括控制装置128、比如处理器和存储器(例如,存储装置)。例如,控制装置128可以联接至工具122或包含在该工具中。控制装置128(例如,存储器)可以被配置成存储模型数据、比如薄片130或光学制品102的二维或三维模型数据。例如,模型数据可以包括轮廓数据,该轮廓数据与要从层压件112切下的薄片 130的轮廓相对应。以此方式,工具122可以被配置成接收与薄片130 的所需形状相对应的模型数据并且与层压件112相互作用,以根据模型数据形成一个或多个薄片。
第二阶段120的层压件112可以形成为一个或多个薄片130,该一个或多个薄片被提供给第三阶段140,如箭头139指示的。在第三阶段 140,示出了薄片130的说明性示例。
薄片130可以包括顶部表面132(例如,第一表面)、底部表面134 (例如,第二表面)、以及外壁136。外壁136可以在薄片130的顶部表面132与底部表面134之间延伸。在一些实施方式中,外壁136可以与顶部表面和底部表面相交,从而限定薄片130的周边。在一些实施方式中,顶部表面132和底部表面134分别包括层压件112的顶部表面和底部表面或与该顶部表面和底部表面相对应。例如,薄片130可以包括与以上关于层压件112所描述的相同的铺设(例如,内层114和一个或多个外层116)。说明性地,内层114可以包括下表面137和与下表面相反的上表面138。在此类实施方式中,第一外层(例如,116)联接至内层114的下表面137,并且第二外层(例如,118)联接至内层的上表面138。薄片130可以是平坦的圆盘,然而薄片130的大小/形状可以以用于制造合适的光学制品的任何合适的方式(例如,椭圆形盘、卵形盘、或其他方式的修圆盘)确定。
在一些实施方式中,薄片130包括中心部分142和外边缘部分144。外边缘部分144可以与层压件112的在第二阶段120与压印设备126接触的部分相对应。例如,薄片130在外边缘部分144处包括压印部146 (例如,凹入部分)。在一些实施方式中,外边缘部分144包括限定薄片130的周边的外壁136。外边缘部分144可以围绕中心部分142并且与中心部分协作来限定薄片130。例如,外边缘部分144和中心部分142 可以是薄片130的同心部分,其中外边缘部分围绕中心部分。在一些实施方式中,每个层(例如,114、116、118)可以包括分别与薄片130 的中心部分和外边缘部分相对应的中心部分(例如,142)和外边缘部分 (例如,144)。
在所描绘的实施方式中,中心部分142包括第一厚度D1,该第一厚度从顶部表面132到底部表面134沿大致正交于顶部表面和底部表面的直线测得。此外,外边缘部分144包括第二厚度D2,该第二厚度从顶部表面132到底部表面134沿大致正交于顶部表面和底部表面的直线测得。在一些实施方式中,薄片130的中心部分142的第一厚度D1大于薄片的边缘部分144的第二厚度D2。例如,第一厚度D1比第二厚度D2大的距离大于或等于以下中的任一项、或在任两项之间:0.01、0.02、0.03、 0.04、和0.05、0.06毫米(mm)或更大。
在一些实施方式中,薄片130的至少一层(例如,114、116、118) 在外边缘部分144处的厚度小于该至少一层在中心部分处的厚度。例如,因为压印设备126可以加热薄片130,内层114的基质材料115可以变成粘流态,并且在施加压力时,经受压力的基质材料被移位,从而减小了内层114的一部分(例如,压印部146)的厚度。说明性地,内层114 可以包括在中心部分142处的第三厚度D3和在外边缘部分144处的第四厚度D4,该第三厚度从内层114的顶部表面(例如,138)到底部表面(例如,137)沿直线(例如,正交于表面132)测得,该第四厚度从内层的顶部表面到底部表面沿直线测得。在第三阶段140,第四厚度D4 可以对应于薄片130在压印部146处的高度。以此方式,内层114在外壁136处的厚度(例如,D4)可以小于或等于,使得在形成光学制品期间可以减少或消除薄片130的边缘渗出(例如,渗漏),如本文参考阶段160进一步描述的。在一些实施方式中,薄片130的外层可以但不必被压在一起,使得第一外层(例如,116)的至少一部分可以接触第二外层(例如,118)的一部分。
第三阶段140的薄片130被提供给第四阶段150,如箭头149指示的。在第四阶段150,薄片130可以被提供给热成型装备151(例如,热成型腔室)并且被热成型以形成凹形薄片152,该凹形薄片被配置成装配在模具嵌件(例如,154、156)内。例如,薄片130可以被热成型(例如,经由热量和压力)成适合用于制成光学镜片的半球圆顶形状。在一些实施方式中,薄片130可以被热成型以产生具有与光学制品102的凹侧和凸侧相类似的凹侧和凸侧的热成型薄片152。说明性地,热成型薄片152的形状可以被确定成包括或对应于所需镜片直径(例如,在60mm 与100mm之间)、镜片的所需基弯或模具嵌件154的基弯(例如,在 0.25与8.50之间)。薄片152包括与薄片130相同的铺设。例如,薄片 152的内层(例如,114)在外壁136处的厚度可以小于或等于内层在薄片152的中心处的厚度。以此方式,可以在薄片130被加热或成形以形成薄片152时防止外壁136处的边缘缺陷(例如,屈曲、褶皱形成、离面变形等)。
第四阶段150的薄片130(例如,热成型薄片152)被提供给第五阶段160,如箭头159指示的。在第五阶段160,薄片152可以布置在模具装置161内。模具装置可以包括模具嵌件154、156和模具块164。进一步说明性地,薄片152可以布置在模具嵌件154、156内,并且模具嵌件随后联接至模具块164。例如,模具嵌件154、156布置在由模具块164 的侧壁166限定的空间内。模具嵌件154、156的大小和形状可以被确定成使得当它们联接在一起时,这些嵌件协作以限定与光学制品102所需形状相对应的腔体162。在一些实施方式中,模具块164的侧壁166可以与模具嵌件154、156协作来限定腔体162的一部分。例如,模具嵌件 156可以包括凸形表面、凹形表面、或平面表面,并且模具嵌件154可以包括基弯(例如,曲率半径)相同、相似、更大或更小的凸形表面、凹形表面、或平面表面,从而限定腔体162的相对表面。
如示出的,可模制材料158被注射到薄片152上同时薄片152被定位在腔体162内。可模制材料148可以包括透明或半透明热塑性材料,比如聚碳酸酯、热塑性氨基甲酸乙酯、聚丙烯酸酯、聚酯、共聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚酰胺、聚砜、聚苯砜、聚醚酰亚胺、聚戊烯、聚烯烃、离聚物、乙烯甲基丙烯酸、环状烯烃共聚物、丙烯腈、苯乙烯-马来酸酐、其共聚物、或其衍生物或混合物。可模制材料158(例如,基质材料)可以被加热成液体形式,并且注射到薄片152上。例如,可模制材料158在高温(高达300C)和高压(500-30,000psi)下注射,使得可模制材料采用腔体162的形式并且然后可以被冷却以变为固体。在冷却期间,可模制材料158熔合至薄片 152,以形成半成品光学制品(例如,102)。可模制材料158注射到薄片152上可以使得薄片中的一层(例如,114、116)变换成低粘度(例如,液体)状态。例如,可模制材料158可以在比薄片152的至少一层 (例如,热塑性弹性体层)的玻璃化转变温度高得多的温度下注射。具体地,注射到腔体162中的熔融材料(例如,158)可以在高于内层114 的基质材料115的玻璃化转变温度的温度下注射,使得内层变成流体(例如,低粘度液体)并且能够在压力下从薄片152流出(即,渗漏出)到限定腔体162的或嵌件(例如,154、156)的外侧表面与模具块的壁之间的表面上。
在所示的实施方式中,内层114在外壁136处减小的厚度(例如, D4)防止了基质材料115从薄片152的外壁渗出。例如,内层114在外边缘部分144处的厚度D4限制和/或防止内层114在外壁136处的移动。以此方式,可以防止基质材料115从薄片152渗漏或者可以将其减缓,使得可模制材料158能够在基质材料从薄片渗漏之前接触外壁136。结果是,可模制材料158可以到达外壁136并且封装从薄片152的内层114 渗漏出的任何液化的材料,从而防止液化的材料污染模具嵌件154、156、模具块164、和/或嵌件的外侧表面与侧壁166之间的空间。因此,薄片 152可以减少或消除对***100的一个或多个部件(例如,模具嵌件154、模具接纳部156)的污染,因此允许从模具块容易地移除嵌件并且以其他方式减少光学制品的制造时间。
薄片152和可模制材料158被提供给第六阶段170,如箭头169指示的。在第六阶段170,薄片152和可模制材料158在固化之后从腔体 162中移除。在一些实施方式中,可以但不必在薄片152和可模制材料 158上执行一个或多个精加工工艺,以形成光学制品102。例如,在一些实施方式中,光学制品102可以经受精加工工艺,比如涂覆、冲压、印花、研磨、抛光、磨光、蚀刻、磨边、机加工、或可以想到生产成品光学制品的另一种工艺。如所示的,薄片142和可模制材料156被后处理 (例如,磨边)以形成成形的镜片,然而,在其他实施方式中,制品102 将包含与腔体154相似的形状(例如,修圆)。因为薄片152没有污染模具嵌件154、156或模具块164,故嵌件可以容易地从模具块移除,并且第二薄片(例如,152)可以放置在腔体162内并且可以形成第二光学制品(例如,102)而无需清洁。
在一些实施方式中,控制装置128包括处理器127和存储器129。存储器129可以包括只读存储器(ROM)装置(例如,可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)、光存储器等),随机存取存储器(RAM)装置(例如,同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步动态RAM (SDRAM)等)、一个或多个HDD、闪速存储器装置、SSD、被配置成存储处于持久或非持久状态的数据的其他装置、或不同存储器装置的组合。存储器129可以存储当被处理器127执行时使处理器127执行、启动、和/或控制本文描述的操作的指令。虽然被描述为包括处理器127,但是在其他实施方式中,控制装置128可以包括专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、超大规模集成(VLSI)电路、或其他电路***。此外,控制装置128可以包括接口(比如有线接口或无线接口),以使得能够与***100的一个或多个部件通信。控制装置128还可以包括用户接口,以使得用户能够控制***100的操作。
控制装置128可以被配置成控制***100的一个或多个部件的操作。例如,控制装置128可以比如通过设定由切割设备124和/或压印设备126 施加的温度或压力来控制切割设备124和/或压印设备126中的一者或多者。作为另一个示例,控制装置128可以控制一个或多个致动器(未示出)的操作,以使层压件112、切割设备124、和/或压印设备126移动 (例如,平移、旋转、和/或类似移动)。以此方式,工具122、或其部件可以***作成与层压件112接合来产生薄片130。
虽然被描述为信号控制装置(例如,单个处理器),但是在其他实施方式中,控制装置128可以包括执行控制操作的多个装置或处理器(例如,处理器***)。例如,控制装置128可以是具有多个处理器的分布式***,这些处理器各自执行本文描述的一些控制操作。进一步说明性地,第一装置或处理器可以控制切割设备124的操作,并且第二装置或处理器可以控制压印设备126的操作。
在一些实施方式中,***100可以包括用于生产光学制品102的薄片130、152。在一些实施方式中,薄片130、152包括具有第一层114 和第二层116的层压件112。在此类实施方式中,第一层114包括第一基质材料115,该第一基质材料具有第一表面(例如,下表面137)以及与第一表面相反的第二表面(例如,上表面138)。第一基质材料(例如,115)可以包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂材料。在一些此类实施方式中,第二层116包括第二基质材料117,并且第二层联接至第一层并且覆盖第一表面或第二表面的至少一部分。第一层114的中心部分142 处的第一厚度(D3)大于第一层114的边缘部分144处的第二厚度(D4)。
在一些实施方式中,第一基质材料115的玻璃化转变温度低于第二基质材料117的玻璃化转变温度。在一些此类实施方式中,层压件112 可以具有包括第三基质材料的第三层118。第二基质材料和第三基质材料可以包括相同材料或者可以包括不同材料。第二层116可以覆盖第一层114的第一表面(例如,137)的至少一部分。此外,第三层118可以联接至第一层114并且覆盖第二表面(例如,138)的至少一部分。
在一些前述实施方式中,***100可以可操作用于形成光学薄片 102。例如,***100可以包括压印设备126和切割设备124,该压印设备被配置成在层压片材112上压印薄片130的轮廓,该切割设备被配置成从层压片材112切下薄片。在一些此类实施方式中,压印设备126包括密封带,该密封带被配置成加热和压缩薄片130的边缘部分144。例如,密封带可以限定成角度表面,该成角度表面被配置成从薄片130的边缘部分144引导薄片130的热塑性层114的一部分。在一些实施方式中,密封带被配置成在层压片材112中限定环形压印部146,并且切割设备124包括模切机,该模切机被配置成在环形压印部146处切穿层压片材112,以限定薄片130的边缘表面136。
作为另一个示例,在一些实施方式中,***100可以被配置成使得切割设备124被配置成从层压片材112切下薄片。在此类实施方式中,压印设备126(或另一个工具)被配置成压印薄片130的轮廓,以形成薄片的凹入部分。
一些前述实施方式包括用于以在光学制品中使用的热塑性层密封薄片的工具122。在一些实施方式中,工具122包括压印设备126,该压印设备具有第一嵌件和第二嵌件,该第一嵌件和第二嵌件在密封操作期间可操作以向薄片130施加热量、压力、或两者并且减小定位在第一嵌件与第二嵌件之间的薄片的层114的厚度(D4)。
因此,***100可以包括接合层压件112的工具122来形成薄片(例如,130),以减少或消除边缘渗出。工具122可以包括切割设备124 和/或压印设备126来减小层压件在外边缘部分(例如,144)处的至少一个热塑性层的厚度,从而防止在制造光学制品期间的污染。工具122 可以使得能够批量生产具有最少边缘渗出的薄片来实现规模化***,从而防止基于热塑性的光学功能层压件薄片的边缘渗出以及随后污染模腔,而不会牺牲镜片的美观性。
现在参考图2A至图2C,示出了用于通过第一工艺生产用于在制造光学制品中使用的光学薄片的方面。例如,图2A示出了用于生产制造光学制品时使用的薄片230的***200的说明性图;图2B示出了包括切割设备224和压印设备226的工具的说明性视图;图2C示出了包括切割设备224和压印设备226的另一个工具的说明性视图。***200可以包括***100或与之对应。此外,薄片230可以包括薄片130或与之对应。
如图2A所示,在第一阶段210,层压件212相对于压印设备226 定位。层压件可以包括具有第一基质材料215的内层214,该内层布置在具有第二基质材料217的两个外层216、218之间。层压件212、内层 214、和外层216、218可以分别包括层压件112、内层114、和外层116、 118或与之对应。例如,内层214可以包括下表面237和上表面238。虽然外层216、218被描述为均具有第二基质材料217,但是在其他实施方式中,外层216、218中的一个外层包括第二基质材料,并且外层216、 218中的另一个外层包括与第二基质材料不同的第三基质材料。
如第一阶段210所描绘的,层压件212可以布置在压印设备226的相对部件之间。然而,在其他实施方式中,压印设备可以定位在层压件 212的上方或下方来产生环形压印部。压印设备226可以包括一个或多个突出部260,该一个或多个突出部被配置成与层压件212相互作用(例如,经由热量或压力)以减小内层214的一部分(例如,244)的厚度。每个突出部260的形状可以基于薄片230所需特征来确定。例如,每个突出部260可以包括具有钝刃262的表面,该钝刃被配置成接触层压件 212。突出部260可以被加热并且在足够时间和/或温度下与层压件212 保持接触,以减小中央TPU层(例如,214)的粘度,从而使其在压缩时将流动。说明性地,压印设备226可以但不必包括多个环形热带(例如,260),该多个环形热带被配置成向层压件212施加热量和压力,以在层压件内产生多个环形压印部(例如,246)。以此方式,每个突出部 260可以使层压件112中的一层(例如,内层214)液化并且使液化层的一部分分散,以在层压件112内产生密封。如本文所使用的,环形不一定限于圆形,还可以包括另一种几何构型或形状。在一些实施方式中,每个突出部260的大小和形状可以以任何合适的方式确定,使得压印部 246与所需薄片(例如,230)的直径相对应。例如,突出部260可以是任何合适的形状,比如多边形(例如,方形、矩形、六边形、八边形、和/或类似多边形)、圆形、椭圆形、不规则形状、其组合、和/或类似形状。
第一阶段110的层压件212(具有压印部)被提供给第二阶段220,如箭头219指示的。在第二阶段220,层压件212相对于切割设备224 定位,该切割设备被配置成从层压件212移除(例如,切下)一个或多个薄片230。薄片230可以包括薄片130或与之对应,并且可以包括分别包括顶部表面132、底部表面134、外壁136、中心部分142、和外边缘部分144或与之对应的顶部表面232、底部表面234、外壁236、中心部分242、和外边缘部分244。在一些实施方式中,第一阶段110的层压件212在第二阶段220可以从压印设备朝向切割设备224移动,或者替代性地,层压件212可以在与压印设备相互作用之后保持静止并且切割设备在第二阶段220可以相对于层压件移动。
切割设备224可以包括一个或多个突出部270,该一个或多个突出部被配置成与层压件212相互作用,以移除层压件的一部分(例如,薄片230)。在一些实施方式中,突出部270可以包括具有锋利刃272的表面(例如,环形表面)。在一些实施方式中,每个突出部270可以包括与压印设备的突出部(例如,260)的直径大致相等的直径。例如,突出部260的宽度可以大于或等于突出部270的宽度,以产生具有足够宽度的压印部246,从而允许锋利刃272切穿这个区域并且使薄片230的外壁236几乎没有TPU膜。突出部260和突出部270的形状可以包括任何几何形状(例如,圆形、卵形、方形、矩形、三角形)并且沿其周边的内侧或外侧可以包括但不必包括某一图案,以形成薄片230的一个或多个结构特征,比如突片、凸壁、凹口、其组合等。
在一些实施方式中,切割设备224可以包括多个环形模切机,该多个环形模切机被配置成向层压件212施加力,以从层压件212移除(例如,切下)薄片230。因此,层压件212可以与切割设备224对准,使得每个突出部270的锋利刃272在压印部246处切割层压件。以此方式,薄片230被形成为外边缘部分244处的厚度(D2)小于中心部分242处的厚度(D1)。结果是,在形成光学制品的热成型过程或注射模制过程期间可以减少或消除薄片230的边缘渗出(例如,渗漏)。在一些实施方式中,可以使用一个或多个其他工艺来密封薄片230的外壁236,以进一步防止边缘渗出。例如,***200可以包括将外边缘部分244加热至大于或等于压印设备226的温度的温度,可以使用超声焊接来密封薄片230的外壁处的顶部和底部聚碳酸酯膜(例如,116)等。
现在参考图2B和图2C,示出了包括切割设备224和压印设备226 的工具222a-b的说明性示例。说明性地,图2A示出了工具222a的第一示例,该工具是平坦的工具(例如,平面/冲压工具),并且图2B示出了工具222b的第二示例,该工具是辊。工具222a-b可以在连续的卷到卷材(roll-to-roll web)或卷到板(roll-to-plate)工艺中使用,以形成薄片230。工具222a-b可以包括工具122或与之对应。
如图2B所示,工具222a包括板225,该板联接至或包括切割设备 224和压印设备226。在一些实施方式中,板225可以包括平面表面,该平面表面可以是任何合适的几何形状(例如,圆形、卵形、方形、矩形、三角形)。例如,板225可以包括沿板的长度定位的第一行多个加热的钝模(例如,260)以及沿板的长度定位的第二行多个模切机(例如,270)。板225的长度和/或宽度可以与层压件212的长度或宽度大致相等并且可以被按压到层压件212中,以便使用加热的钝模(例如,260)产生多个压印部,并且然后使用模切机(例如,270)在该多个压印部处进一步按压以切割层压件212。在板225每次按压到层压件212时层压件212或板225可以移动,以使得层压件212的先前被第一行加热的钝模(例如, 260)压印的部分与第二行模切机(例如,270)对准。以此方式,板225 允许压印设备226和切割设备224在薄片形成期间接触层压件212的同一部分。虽然板225被示出为具有单个压印行并且单个切割行,但是板 225可以包括多个相应的压印行和切割行来增加薄片230的制造时间。另外或替代性地,虽然切割设备224和压印设备226被布置在单个板(例如,225)上,但是在其他实施方式中,工具222a可以包括多个板(例如,225),每个板具有切割设备(例如,224)和/或压印设备(例如, 226)。在前述实施方式中,使用板225形成的薄片可以包括比中心部分 242处的厚度(例如,内层114的厚度D3)更小的外边缘部分244处的厚度(例如,内层114的厚度D4),以减少或消除边缘渗出。
如图2C所示,工具222b包括圆柱形辊223,该圆柱形辊联接至或包括切割设备224和压印设备226。例如,辊223可以包括沿辊的长度定位的第一行多个加热的钝模(例如,260)以及沿辊的长度定位的第二行多个模切机(例如,270)。辊223的大小可以被确定成跨过层压件 212的宽度或长度并且可以沿层压件滚动,以便使用加热的钝模(例如, 260)产生多个压印部,并且然后沿层压件进一步滚动,以便使用模切机 (例如,270)在该多个压印部处切割层压件。如示出的,切割设备224 和压印设备226布置在单个辊(例如,223)上。在此类实施方式中,辊 223的直径、第一行与第二行之间的间距、加热的钝模(例如,260)和模切机(例如,270)的大小、要形成的薄片的数量、或其他因素可以被优化,以允许压印设备226和切割设备224可以接触层压件212的同一部分。在其他实施方式中,工具222b可以包括多个圆柱形辊(例如,223)。以此方式,第一辊可以包括切割设备224或与之对应,并且第二辊可以包括压印设备226或与之对应,并且第一辊好和第二辊可以在层压件212 上独立地滚动,以形成薄片(例如,230)。在前述实施方式中,使用辊工具222b形成的薄片可以包括比中心部分242处的厚度(例如,内层114的厚度D3)更小的外边缘部分244处的厚度(例如,内层114的厚度D4),以减少或消除边缘渗出。通过使工具222a-b,压印设备126 与层压件212在足够温度的热量、足够时间下接触,以减小中央TPU层 (例如,114)的粘度,使其在压缩时将流动。
在一些实施方式中,***200可以包括用于生产光学制品(例如, 102)的薄片230。在一些实施方式中,薄片230包括具有第一层214和第二层216的层压件212。在此类实施方式中,第一层214包括第一基质材料215,该第一基质材料具有下表面237以及与下表面237相反的上表面238。在一些此类实施方式中,第二层216包括第二基质材料217,并且第二层216联接至第一层214并且覆盖下表面237或上表面238的至少一部分。在一些前述实施方式中,(薄片230的)第一层214的中心部分242处的第一厚度(例如,D3)大于第一层214的边缘部分244 处的第二厚度(例如,D4)。在一些实施方式中,第一基质材料215的玻璃化转变温度低于第二基质材料217的玻璃化转变温度。在一些此类实施方式中,第一基质材料215包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂材料。层压件212包括具有第三基质材料的第三层218,该第三基质材料可以与第二基质材料217相同或不同。在此类实施方式中,第二层216覆盖第一层214的下表面237的至少一部分,并且第三层218联接至第一层 214并且覆盖上表面238的至少一部分。
在一些前述实施方式中,***200可以可操作用于形成光学薄片。在此类实施方式中,***200包括压印设备226和切割设备224,该压印设备被配置成在层压片材212上压印薄片(例如,230)的轮廓,该切割设备被配置成从层压片材212切下薄片230。在一些此类实施方式中,压印设备226包括密封带(例如,260),该密封带被配置成加热和压缩薄片的边缘部分(例如,244)。密封带260可以限定成角度表面,该成角度表面被配置成从薄片的边缘部分(例如,144)引导薄片的热塑性层 (例如,214)的一部分。在一些实施方式中,密封带260被配置成在层压片材212中限定环形压印部246,并且切割设备224包括模切机270,该模切机被配置成在环形压印部246处切穿层压片材212,以限定薄片 230的边缘表面236。
现在参考图3A和图3B,示出了压印设备和切割设备的一个或多个部件的截面视图。例如,图3A示出了压印设备的具有不同钝刃362a-d (例如,按压刃)的突出部360a-d的截面视图,并且图3B示出了切割设备的具有不同锋利刃372a-c(例如,切削刃)的突出部370a-c的截面视图。压印设备和切割设备可以分别包括压印设备226、126和切割设备 224、124或与之对应。
压印设备被配置成接合层压件的一部分,以施加热量和/或压力来减小层压件的该部分的厚度(例如,D2)。例如,压印设备可以在足够时间和足够压力和/或温度下接触层压件(例如,112、212),以减小中央 TPU层(例如,114)的粘度并且使中央TPU层中压印设备接触层压件的部分移位。在一些实施方式中,压印设备可以包括一个或多个突出部 360a-d,该一个或多个突出部被配置成接触层压件。每个突出部360a-d 可以包括环形本体364,该环形本体包括对应的钝刃362a-d,该钝刃被配置成接触层压件的一层而不穿透该层。在一些实施方式中,钝刃362a-d 可以包括对应的环形本体364a-d的底部表面或与之对应。虽然结合环形本体364a-d进行描绘,但是钝刃362a-d中的每个钝刃可以联接至压印设备中具有相似功能的任何其他合适的部件。
如图3A所示,突出部360a包括钝刃362a,该钝刃与环形本体364a 的平面的底部表面相对应。在其他实施方式中,钝刃可以从环形本体的底部表面延伸,以在突出部接触层压件时引导层压件内部的熔融层。说明性地,突出部360b包括环形本体364b,该环形本体具有钝刃362b,该钝刃被修圆并且从环形本体的底部表面延伸。以此方式,钝刃(例如, 362b)可以向层压件施加力,而不会穿透层压件的外层。如图示出,钝刃362a、362b是对称的,以使层压件的粘性层均匀分布。然而,在其他实施方式中,钝刃(例如,362c、362d)是不对称的,以沿某一方向引导熔融层。例如,突出部360c包括具有钝刃362c的环形本体364c,该钝刃朝向环形本体364c的外表面成角度,以背离突出部360c的中心引导熔融层。钝刃362c包括笔直部分,该笔直部分背离突出部360c成角度,而在其他实施方式中,突出部360d包括具有钝刃362d的环形本体 364d,该钝刃朝向环形本体364d的外表面弯曲。以此方式,钝刃(例如,362c-d)的形状可以被设计成使得TPU层背离薄片的中心流动并且过量的TPU最终成为层压件的残余部分(例如,废料)。
现在参考图3B,示出了切割设备的具有不同锋利刃372a-c的突出部370a-c的截面视图。每个突出部370a-c可以包括对应的环形本体 374a-c和对应的锋利刃372a-c,该锋利刃被配置成切穿层压件的至少一部分。每个锋利刃372a-c的大小可以被确定成使得锋利刃的接触点提供足以穿透层压件的压力。例如,突出部370a可以包括具有锋利刃372a 的环形本体374a,该锋利刃从环形本体374a的底部表面延伸。锋利刃 372a是对称的,以切割层压件的一部分。然而,在其他实施方式中,锋利刃372b、372c可以是不对称的,以实现特定目的,比如产生成角度的薄片、切穿特定的多层层压件构造(例如,软构造、硬构造、或组合),或实现本领域已知的其他合适的目的。例如,突出部370b包括具有锋利刃372b的环形本体374b,该锋利刃相对于环形本体374b的底部表面成角度,并且突出部370c包括具有锋利刃372c的环形本体374c,该锋利刃朝向环形本体374c的外表面成角度。虽然结合环形本体374a-c进行描绘,但是锋利刃372a-c可以联接至切割设备中具有相似功能的任何其他合适的部件。
现在参考图4A至图4C,示出了用于通过第二工艺生产用于在制造光学制品中使用的光学薄片的方面。例如,图4A示出了用于生产制造光学制品(例如,102)所使用的薄片430的***400的说明性图,图 2B示出了***400中使用的压印设备426的示例的透视图,并且图4C 示出了与薄片430一起使用的压印设备426的截面视图。
如图4A所示,在第一阶段410,层压件412相对于工具(例如,120) 的切割设备424定位。层压件可以包括具有第一基质材料415的内层414,该内层布置在具有第二基质材料417的两个外层416、418之间。虽然外层416、418被描述为均具有第二基质材料417,但是在其他实施方式中,外层416、418中的一个外层包括第二基质材料,并且外层416、 418中的另一个外层包括与第二基质材料417不同的第三基质材料。层压件412、内层414、和外层416可以分别包括层压件112、212、内层 114、214、和外层116、118或与之对应。内层414可以包括下表面437 和上表面438。
如第一阶段410所描绘的,层压件412可以布置在切割设备424的相对部件之间。然而,在其他实施方式中,切割设备424可以定位在层压件412的上方或下方。切割设备424可以包括一个或多个突出部470,该一个或多个突出部被配置成与层压件412相互作用,以移除层压件的一部分(例如,薄片430)。在一些实施方式中,突出部470可以包括具有锋利刃472的表面(例如,环形表面),该锋利刃被配置成穿透层压件412,以从层压件移除一个或多个薄片430。例如,突出部470可以包括切割设备124和/或突出部370a-c或与之对应。
薄片430可以包括薄片130或与之对应,并且可以包括分别包括顶部表面132、底部表面134、外壁136、中心部分142、和外边缘部分144 或与之对应的顶部表面432、底部表面434、外壁436、中心部分442、和外边缘部分444。如第一阶段410所示,切割设备424产生的薄片430 是圆形的,但是薄片可以是任何合适的几何形状,比如多边形(例如,方形、矩形、六边形、八边形、和/或类似多边形)、圆形、椭圆形、不规则形状、其组合、和/或类似形状。
第一阶段410的薄片430被提供给第二阶段420,如箭头419指示的。在第二阶段420,层压件112相对于压印设备426定位,该压印设备被配置成与薄片230(例如,经由热量和压力)相互作用,以减小薄片的一部分(例如,外边缘部分444)的厚度。在一些实施方式中,第一阶段410的薄片430在第二阶段420可以从切割设备424朝向压印设备426移动,或者替代性地,薄片430可以在与切割设备424相互作用之后保持静止并且压印设备426在第二阶段420可以相对于薄片移动。
压印设备426可以定位在层压件412的上方、层压件的下方、或在两边,以在薄片430上产生压印部446。压印设备426可以被加热并且在足够时间、压力、和/或温度下与层压件430保持接触,以减小中央 TPU层(例如,114)的粘度,从而使其在压缩时将流动。例如,压印设备426可以包括一个或多个具有钝刃462的突出部460,该钝刃被配置成接触层压件412,以减小内层214的一部分(例如,244)的厚度。突出部460可以包括压印设备426和/或突出部360a-d或与之对应。每个突出部260的形状可以基于薄片230所需特征来确定。以此方式,压印设备426可以向薄片430的外边缘部分444施加压力,以减小中央TPU 层(例如,114)的厚度,从而在薄片的外壁436处产生密封。结果是,在随后的热成型过程或注射模制过程期间可以减少或消除薄片230的边缘渗出(例如,渗漏)。在一些实施方式中,可以使用一个或多个其他工艺来密封薄片430的外壁436,以进一步防止边缘渗出。例如,*** 400可以包括将外边缘部分444加热至大于或等于压印设备426的温度的温度,可以使用超声焊接来密封薄片430的外壁处的顶部和底部聚碳酸酯膜(例如,416)等。
现在参考图4B和图4C,示出了压印设备426的示例的视图。说明性地,图4B示出了压印设备426的透视图,并且图4C示出了压印设备 426的截面视图。如示出的,压印设备426被配置成接合单个薄片(例如,430),然而,应当理解的是,压印设备426可以被配置成密封多个薄片(例如,430),以有助于高效制造薄片。
压印设备426可以包括被配置成协作来密封薄片430的第一嵌件 480和第二嵌件490。第一嵌件480可以被配置成接纳薄片430(例如,来自切割设备424)的第一部分,并且第二嵌件490可以被配置成接纳薄片的第二部分。以此方式,第一嵌件480和第二嵌件490可以接合薄片430,以减小薄片430的至少一层(例如,414)的厚度,以防止在随后制造工艺期间的边缘渗出。
第一嵌件480包括第一内表面481,该第一内表面限定了腔体482,该腔体被配置成接纳薄片430的一部分。如示出的,第一内表面481包括基底483、第一侧壁484、第二侧壁486、以及在第一侧壁与第二侧壁之间延伸的突沿485(例如,表面)。第一侧壁484与第一直径D5相对应并且从基底483延伸,以限定腔体482的第一部分。第二侧壁486与大于第一直径D5的第二直径D6相对应,以形成在第一侧壁484与第二侧壁486之间侧向延伸的突沿485。在一些实施方式中,第二侧壁486 限定了腔体482的第二部分,该第二部分限定了腔体482的开口。在一些实施方式中,第一直径D5小于薄片430的直径,使得在薄片布置在腔体482内时薄片的外表面(例如,132、134)接触突沿485。因此,突沿485(结合第二嵌件490的表面499)可以在底部表面134的外边缘部分444处向薄片430施加压力,以减小薄片的至少一层在外边缘部分 444处的厚度。
第二嵌件490包括第二内表面491和外表面495。第二内表面491 包括协作限定第二腔体492的基底493和第三侧壁494,该第二腔体被配置成接纳薄片430的第二部分。第三侧壁494可以背离基底493延伸并且限定腔体492的开口。在一些实施方式中,第三侧壁494与第三直径D7相对应,该第三直径可以但不必等于或大致等于第一直径D5。外表面495与第四直径D8相对应,该第四直径大于第一直径D5和第三直径D7但小于第二直径D6。因此,第二嵌件490能够布置在腔体482的由第二侧壁486限定的部分内,并且可以在顶部表面132的外边缘部分 444处向薄片430施加压力,以减小薄片的至少一层在外边缘部分444 处的厚度。以此方式,第一嵌件480和第二嵌件490可以是可定位的,以密封中央TPU层(例如,114)并且在随后的制造工艺期间防止边缘渗出。
在一些实施方式中,***400可以包括用于生产光学制品(102)的薄片(例如,130、430)。在一些实施方式中,薄片(例如,430)包括具有第一层(例如,414)和第二层(例如,416)的层压件412。在此类实施方式中,第一层包括第一基质材料415,该第一基质材料具有下表面437以及与下表面437相反的上表面438。在一些此类实施方式中,第二层(例如,416)包括第二基质材料417,并且第二层联接至第一层并且覆盖下表面437或上表面438的至少一部分。在一些前述实施方式,第一层(例如,414)的中心部分(例如,442)处的第一厚度(例如, D3)大于第一层的边缘部分(例如,444)处的第二厚度(例如,D4)。在一些实施方式中,第一基质材料415的玻璃化转变温度低于第二基质材料417的玻璃化转变温度。在一些此类实施方式中,第一基质材料415 包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂材料。层压件412包括具有第三基质材料的第三层(例如,418)。在此类实施方式中,第二层(例如,416) 覆盖第一层(例如,414)的下表面437的至少一部分,并且第三层(例如,418)联接至第一层(例如,414)并且覆盖上表面438的至少一部分。
在一些前述实施方式,***400可以可操作用于形成光学薄片(例如,102)。在此类实施方式中,***400包括切割设备424,该切割设备被配置成从层压件412、比如层压片材切下薄片(例如,430),并且压印设备426被配置成压印薄片。在一些此类实施方式中,压印设备426 包括密封带(例如,260、362a-d、460),该密封带被配置成加热和压缩薄片的边缘部分(例如,444)。密封带可以限定成角度表面,该成角度表面被配置成从薄片的边缘部分(例如,144)引导薄片的热塑性层(例如,414)的一部分。
在一些实施方式中,***400包括工具(例如426),该工具被配置成用在光学制品(例如,102)中使用的热塑性层密封薄片。工具(例如,426)包括第一嵌件480,该第一嵌件包括第一内表面481,该第一内表面被配置成接触薄片(例如,430)的第一表面(例如,432)。第一内表面限定了第一腔体(例如,482)的第一开口,该第一腔体被配置成接纳薄片的第一部分。工具(例如,426)包括第二嵌件490,该第二嵌件具有第二内表面491,该第二内表面被配置成接触薄片(例如,430) 的第二表面(例如,434)。第二内表面491限定了第二腔体(例如,492) 的第二开口,该第二腔体被配置成接纳薄片的第二部分。在一些此类实施方式中,在密封操作期间,第一嵌件480和第二嵌件490被配置成向薄片施加热量、压力、或两者,并且减小定位在第一嵌件480的第一内表面481与第二嵌件490的第二内表面491之间的薄片(例如,430)的层(例如,114)的厚度。在一些前述实施方式,第一内表面481限定或包括第一侧壁484和第二侧壁486,该第一侧壁与第一直径(例如,D5) 相对应,该第二侧壁与大于第一直径的第二直径(例如,D6)相对应。在一些实施方式中,突沿485(例如,表面)在第一侧壁484与第二侧壁486之间延伸。在一些实施方式中,第二内表面491限定或包括第三侧壁494,该第三侧壁与第三直径(例如,D7)相对应,该第三直径大致等于第一直径(例如,D5)。第二嵌件490进一步包括外表面495,该外表面与第四直径(例如,D8)相对应,该第四直径大致等于第二直径(例如,D7)。在一些实施方式中,在密封操作期间,薄片的第一表面432与突沿485接触,并且第一嵌件480和第二嵌件490被配置成压缩薄片(例如,430)的外边缘部分(例如,444),以减小薄片的层在外边缘部分处的厚度。
参考图5,示出了形成一个或多个薄片的方法的示例。方法500可以由参考图1、图2A-2C、图3A、图3B、或图4A-4C描述的一个或多个部件来执行。例如,方法500可以由***100、200、400的一个或多个部件来执行。
方法500包括502:使层压件的热塑性层的至少一部分液化。层压件可以包括层压件112、212、412或与之对应。例如,热塑性层的液化部分可以包括内层114、214、414或与之对应。在一些实施方式中,可以利用压印设备(126、226、426)来使热塑性层的该部分液化。在一些实施方式中,使层压件的热塑性层中的至少该部分液化包括加热层压件的热塑性层中的至少该部分。另外或替代性地,使层压件的热塑性层中的至少该部分液化包括向层压件的热塑性层的至少该部分施加压力。
方法500进一步包括504:使热塑性层的液化部分移位。例如,压印设备可以向层压件的环形部分施加压力,使内层(114、214、414)的液化部分移位,以减小层压件在环形部分处的厚度。
方法500还包括506:从层压件切下薄片。薄片可以包括薄片130、 230、430或与之对应。在一些实施方式中,可以利用切割设备(124、 224、424)来从层压件切下薄片。说明性地,切割设备(124、224、424) 可以向层压件的环形部分施加力,以由层压件产生薄片。在一些实施方式中,从层压件切下薄片可以在液化和/或移位之后或之前执行。说明性地,一些实施方式,切下薄片包括切割层压件,以限定薄片的外边缘。
在一些前述实施方式中,使热塑性层的液化部分移位包括压缩层压件的热塑性层的该部分。在一些此类实施方式中,压缩层压件的热塑性层的该部分使液化部分沿从薄片中心向外的方向移位。
在方法500的一些实施方式中,切下薄片发生在使热塑性层的液化部分移位之后发生。然而,在方法500的其他实施方式中,使热塑性层的液化部分移位发生在切下薄片之后。一些前述方法包括密封薄片的侧壁的步骤。一些方法可以包括对薄片进行热成型,并且在一些此类方法中,将经热成型的薄片放入模腔中,以形成光学制品。
因此,方法500可以生产可以减少或消除边缘渗出的薄片。方法500 可以使层压件的热塑性层的一部分液化并且使热塑性层的液化部分移位,以形成层压件的热塑性层在外边缘部分处厚度减小的薄片,从而防止在制造光学制品期间的污染。方法500可以使得能够批量生产具有最少边缘渗出的薄片来实现规模化***,从而防止基于热塑性的光学功能层压件薄片的边缘渗出以及随后污染模腔,而不会牺牲镜片的美观性。
上述说明书和示例提供了说明性构型的结构和用途的完整说明。虽然以上已经以某一程度的特殊性或者参考一个或多个单独的构型描述了某些构型,但是本领域的技术人员能够在不脱离本披露的范围的情况下对所披露的构型作出许多改变。这样,所述方法和***的不同说明性构型不旨在局限于所披露的具体形式。而是,本发明包括落入权利要求的范围内的所有修改和替代方案,并且除了所示的之外的构型可以包括所描绘的构型的一些或全部特征。例如,元件可以省略或组合为一体结构,连接可以被代替,或两者。进一步地,在适当情况下,以上描述的任何示例的方面可以与所描述的任何其他示例的方面组合以形成具有相当的或不同的性质和/或功能并且解决相同或不同问题的另外示例。类似地,将理解的是,以上描述的益处和优点可以涉及一个构型或者可以涉及若干构型。因此,本文描述的任何单个实施方式都不应被解释为限制,并且在不脱离本披露的教导的情况下,可以适当地组合本披露的实施方式。
提供所披露的实施方式的先前描述是为了使本领域的技术人员能够制造或使用所披露的实施方式。本领域技术人员将容易清楚对这些实施方式的不同修改,并且本文限定的原理可以应用于其他实施方式而不脱离本披露的范围。因此,本披露并不旨在限于本文所示的实施方式,而是符合与由以下权利要求限定的原理和新颖特征一致的最宽范围。权利要求并不旨在包括并且不应被解释为包括装置加功能或步骤加功能的限制,除非这样的限制在给定权利要求中分别使用短语“用于...的装置”或“用于...的步骤”明确地被叙述。
Claims (15)
1.一种形成在光学制品中使用的薄片的方法,所述方法包括:
使层压件的热塑性层的至少一部分液化;
使所述热塑性层的液化部分移位;以及
从所述层压件切下薄片。
2.如权利要求1所述的方法,其中,
使所述层压件的热塑性层的至少所述部分液化包括加热所述层压件的热塑性层的至少所述部分;或
切下所述薄片包括切割所述层压件,以限定所述薄片的外边缘。
3.如权利要求1所述的方法,其中切下所述薄片发生在使所述热塑性层的液化部分移位之后。
4.如权利要求1所述的方法,其中,
使所述热塑性层的液化部分移位包括压缩所述层压件的热塑性层的所述部分;以及
可选地,压缩所述层压件的热塑性层的所述部分使所述液化部分沿从所述薄片的中心向外的方向移位。
5.如权利要求1所述的方法,进一步包括,密封所述薄片的侧壁。
6.如权利要求1所述的方法,其中从所述层压件切下所述薄片发生在使所述层压件的热塑性层的至少所述部分液化之前。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
对所述薄片进行热成型;以及
将经热成型的所述薄片放入模腔,以形成光学制品。
8.一种光学制品的薄片,所述薄片包括:
层压件,所述层压件包括:
第一层,所述第一层包括第一基质材料,所述第一基质材料具有下表面以及与所述下表面相反的上表面;以及
第二层,所述第二层包括第二基质材料,所述第二层联接至所述第一层并且覆盖所述下表面或所述上表面的至少一部分;并且
其中,所述第一层的中心部分处的第一厚度大于所述第一层的边缘部分处的第二厚度。
9.如权利要求8所述的薄片,其中,
所述第一基质材料的玻璃化转变温度小于所述第二基质材料的玻璃化转变温度;以及
可选地,所述第一基质材料包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂材料。
10.如权利要求8所述的薄片,其中,
所述第二层覆盖所述下表面的至少一部分;
所述层压件进一步具有包括第三基质材料的第三层,所述第三层联接至所述第一层并且覆盖所述上表面的至少一部分;以及
可选地,所述第二基质材料、所述第三基质材料、或两者包括聚碳酸酯。
11.一种用于形成光学薄片的***,所述***包括:
压印设备,所述压印设备被配置成在层压片材上压印薄片的轮廓,所述压印设备包括:
密封带,所述密封带被配置成加热和压缩薄片的边缘部分;以及
切割设备,所述切割设备被配置成从所述层压片材切下所述薄片。
12.如权利要求11所述的***,其中,所述密封带限定了成角度表面,所述成角度表面被配置成从所述薄片的边缘部分引导所述薄片的热塑性层的一部分。
13.如权利要求11所述的***,其中,
所述密封带被配置成在所述层压片材上限定环形压印部,所述环形压印部具有第一直径;并且
所述切割设备包括模切机,所述切模机被配置成在所述环形压印部处切穿所述层压片材,以限定所述薄片的边缘表面。
14.一种用于用在光学制品中使用的热塑性层密封薄片的工具,所述工具包括:
第一嵌件,所述第一嵌件包括第一内表面,所述第一内表面被配置成接触薄片的第一表面,所述第一内表面限定了第一腔体的第一开口,所述第一腔体被配置成接纳薄片的第一部分;以及
第二嵌件,所述第二嵌件包括第二内表面,所述第二内表面被配置成接触所述薄片的第二表面,所述第二内表面限定了第二腔体的第二开口,所述第二腔体被配置成接纳薄片的第二部分;
其中,在密封操作期间,所述第一嵌件和所述第二嵌件被配置成:
向所述薄片施加热量、压力、或两者;以及
减小定位在所述第一嵌件的第一内表面与所述第二嵌件的第二内表面之间的所述薄片的层的厚度。
15.如权利要求14所述的工具,其中,
所述第一内表面限定了:
第一侧壁,所述第一侧壁具有第一直径;
第二侧壁,所述第二侧壁具有第二直径,所述第二直径大于所述第一直径;以及
突沿,所述突沿在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间延伸;
所述第二内表面限定了第三侧壁,所述第三侧壁具有第三直径,所述第三直径大致等于所述第一直径;
所述第二嵌件进一步包括外表面,所述外表面具有第四直径,所述第四直径大致等于所述第二直径;以及
可选地,在所述密封操作期间:
所述薄片的第一表面与所述突沿相接触;并且
所述第一嵌件和所述第二嵌件被配置成压缩所述薄片的外边缘部分,以减小所述薄片的所述层在所述外边缘部分处的厚度。
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