CN101971078B - 眼镜腿 - Google Patents

Abstract

一种眼镜腿(1、50)包括由用纤维加固的聚合物基复合材料制成的第一部分(11)和联接到第一部分(11)而作为其覆盖层的至少一个热塑性聚合物材料的薄膜(23、24)。

Description

眼镜腿

技术领域

本发明涉及一种眼镜腿。本发明还涉及一种眼镜腿制造方法。

背景技术

在本发明的相关技术领域，用热塑性或热固性聚合物材料制造的眼镜腿是已知的。在对新技术方案的研究中，在在功能上和美观上在该领域要求用包括其中嵌有加固纤维的聚合物基体的复合材料制造眼镜腿。

具体地说，有一种用这样的复合材料生产眼镜腿的要求，其中的加固纤维是长纤维型的并占有很高的比例，重量百分比至少为50％，且高达70％。

这种类型的材料本身表现出极好的机械特性和富有美感的外观，这使其用于生产眼镜腿特别具有吸引力。但是，从柔韧性的观点来看，其显然缺乏，这使其在承受即使是有限的弯曲作用时也容易产生断裂。

但是，为了能最好地适应眼镜佩戴者的各种头形，以及为了能承受一副眼镜在正常使用中可能受到的应力和/或撞击而不会断裂，眼镜腿应该有最佳的柔韧特性。为了增大已有的眼镜腿的弹力，还已知设有适当的弹性的返回装置，这种装置作用在眼镜腿和镜片框之间的关节上并使眼镜腿能够相对于其预定张开位置弹性地偏斜。当然，设置上述类型的装置对生产成本有明显的影响。

与复合材料的应用相关的另一个缺点在于，它与本领域常用的热塑性和弹性体聚合物材料在化学上的兼容性较差，以致难以例如在用复合材料制成的眼镜腿上包覆成型聚烯烃或聚酰胺材料制成的构件，因为这两类材料之间缺乏粘着力。

与复合材料的应用相关的另一个缺点在于，其断裂时可能产生碎片并带有尖锐的边缘。

发明内容

本发明的根本问题是提供一种在结构上和功能上都设计成能够弥补以上针对已有技术所述的诸多局限性的眼镜腿。

在这一问题范围内，本发明的一个目的是提供用复合材料制造的、有令人愉悦的美感外观和良好的机械特性的、尤其是呈现良好的柔韧性的眼镜腿。

另一个目的是改进眼镜腿的制造方法以及降低成本。

该问题和这些目的可用权利要求书所描述的眼镜腿及其制造方法来解决和达到。

具体地说，一方面，本发明涉及一种眼镜腿，其包括由复合材料制成的第一部分，其上联接有作为第一部分的覆盖层的热塑性聚合物材料膜。

另一方面，本发明涉及一种由复合材料制造的并且其上联接有热塑性聚合物膜的眼镜腿的制造方法。

本发明的眼镜腿具有极好的表面特性，有令人愉悦的美感外观，同时具有极好的机械特性。

具体地说，虽然本发明的眼镜腿基本上是用复合材料制造的，但这种眼镜腿却是惊人地柔韧并有良好的回弹性能而不会产生不合要求的断裂。这一有利的特性是通过给用复合材料制造的那个部分设置作为覆盖层的聚合物膜来达到。

已经发现，这样制成的眼镜腿很容易适配于眼镜佩戴者的头形，使眼镜具有极好的佩戴舒适性和使用稳定性。

所以，配有本发明的眼镜腿的眼镜可有利地适于在运动或竞技活动中佩戴，可大大减少佩戴者眼镜脱落丢失的风险。而且，由于本发明的眼镜腿具有良好的回弹性，配有这种眼镜腿的眼镜几乎能保持其初始形状经久不变。

这可使能够获得长久保持最佳佩戴舒适性的眼镜，因而就无需特定地进行维护操作。

有利的是，聚合物膜的存在使得可以给本发明的眼镜腿施加能够很好地粘着于聚合物膜的热塑性或弹性体材料，以便创制出所要求的美观的图案，甚至可选配地做出浮雕，例如可做出生产公司的标志，或制造眼镜腿的特定构件，例如眼镜腿的端部段或用于把眼镜腿支承在佩戴者的头上的元件。

这使得使用者能够得到具有精致的美感外观、容易辨识、特别合意的眼镜。

用于制造眼镜腿的复合材料包括聚合物基体和重量百分比等于或高于约50％的纤维，纤维是连续型的、单向的、以及栅网(mat)形式的。

这些复合材料，从生产的观点和机械特性来看，都大大不同于那种聚合物基体里嵌入有最高40重量％较短长度的加固纤维(称为“短纤维”)且短纤维是随机地分散在基体里的复合材料。

较佳的是，本发明的眼镜腿所用的复合材料包括约50％到约70％重量百分比的、在聚合物基体里浸渍的纤维，而聚合物基体，可以是例如基于环氧化物或聚酯的热固性的，也可以是例如基于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、以及其它聚烯烃的热塑性的，还可以可选地由代换为基于聚酰胺、聚酯、聚氨酯、或共聚物的热塑性的，例如ABS。

各种无机物纤维，诸如玻璃纤维、碳纤维或矿物性纤维，以及各种有机物纤维或芳族聚酰胺纤维，都可用作加固纤维。

具体地说，较佳地采用具有用碳纤维加固的环氧基基体的复合材料。

本发明中所用的复合材料一般是由互相叠置的叠层构成，较佳的是，所述第一部分包括2到5个的多个叠层。

一般地说，可对复合材料中的纤维进行加工，使其成为大体上单向的，或编结的，或编织的，即布置成经纬线的样子。

对于具有有限的高度即高度小于约4mm的眼镜腿，较佳的是采用大体上单向的纤维，让纤维平行于眼镜腿的主体纵向方向延伸。

这种有点使得能够进一步改善高度有限的眼镜腿的柔韧性，从而大大降低其脆性。

对于高度大于4mm的眼镜腿，可采用编结的或编织的纤维。

需要指出，眼镜腿的高度是指眼镜腿的垂直于其主体纵向方向的尺寸，佩戴者戴上眼镜时，眼镜腿的高度尺寸大致平行于佩戴者的头部。

作为用于制造热塑性聚合物膜的材料，在本发明的范围内，可采用各种类型的材料。能够有效地应用的聚合物材料类型可选自在化学上与所用的复合材料最为兼容的材料。

较佳的是，聚合物材料可选自包括基于聚酰胺、聚酯、聚烯烃、代用聚烯烃、聚胺酯的，或基于诸如ABS的共聚物的混合物的一组聚合物混合物。

较佳的是，眼镜腿是板状构造，该构造限定两个相反的主表面，并且两个主表面上分别覆盖有相应热塑性聚合物膜。

这使得能够制造出结构更为平衡且稳定性更好的眼镜腿，并且在眼镜腿的生产阶段更容易对其进行控制。

在一个优选实施例中，由复合材料制成的第一部分包括金属化复合材料的修饰层，该修饰层设置成直接接触本身为透明的膜。以这种方式，修饰层变成透过膜可直接看见的，这可使眼镜腿具有特定的美观质量，同时可保持柔韧性、回弹性、以及包覆成型热塑性或弹性体材料的可能性。

在一个替代实施例中，金属化复合材料修饰层联接到膜的与第一部分相反的一侧上，而成为眼镜腿的最外层，这样膜就被夹在第一部分和修饰层之间。采用这种结构使得能够在眼镜腿的生产方面得到重要的优点，这将在下文更详细地说明。

较佳的是，眼镜腿制造方法是通过切割板来得到眼镜腿，而板是用构成所述第一部分并覆盖有热塑性聚合物膜的复合材料形成的。

板本身是通过跌至几层作为复合材料的前体的材料而形成的，这种材料是用尚未交联的或尚未完全聚合的聚合物基体内浸渍加固纤维形成的，聚合物膜施加于其上，较佳的是施加在两个主表面上。

如上所述，可将金属化复合材料的修饰层布置为所述第一部分的最外层，直接位于聚合物膜下方；或可将金属化复合材料的修饰层布置在膜的上面，在与第一部分相反的那一侧。

本申请人已注意到，在这后一种情况下，切割板来制造眼镜腿可达到极好的质量、精度且没有毛刺；而在前一种构造中，需要对边缘进行修整处理。

在修饰层放在膜的外面的实施例中，较佳的是给修饰层施加一个光泽层，以提高其表面光洁度的质量。

附图说明

参照附图说明将能更容易地理解和实施本发明，这些附图通过非限制性的例子图示出本发明的几个示例性实施例，各附图中

图1是一副眼镜的示意图，其包括本发明的第一示例性实施例的眼镜腿；

图2是图1的眼镜腿的放大视图；

图3是图1的眼镜腿的沿着线III-III的放大剖面图；

图4是类似于图3的视图，其代表本发明的第二示例性实施例的眼镜腿；

图5是类似于图3的视图，其代表本发明的第三示例性实施例的眼镜腿。

具体实施方式

参照各附图，附图标记1标示整个眼镜腿，其适合用于生产仅示意地表示于图1的一副一般的眼镜1a。眼镜1a可以是矫正视力的眼镜、太阳镜、运动用眼镜、滑雪用眼镜、等等。

优选的是，眼镜腿1是板状的，其上限定有相反的主表面S1和S2。第一表面S1定义为眼镜被戴上时可见的那个表面。

眼镜腿1主要沿纵向延伸，其具有纵向长度L、垂直于长度L并在佩戴者戴上眼镜时平行于佩戴者头部的高度H、以及厚度T。

为制造不同类型的眼镜，可适当改变眼镜腿的长度L的值，例如，供儿童用的眼镜的腿应有较短的长度L，而供成年人用的眼镜的腿应有较长的长度L。

根据眼镜的用途和选择的具体设计式样，眼镜腿1还可成形为具有各种不同值的高度H。具体地说，可以制造已知被称为小高度眼镜腿的眼镜腿，其高度H小于约4mm，还可生产已知被称为大高度眼镜腿的眼镜腿，其具有较大值的高度H。

眼镜腿1包括：第一端2，其适于通过适当的连接装置连接到眼镜1a的镜片框1b；以及与第一端2相反的第二端3，其用于滑挂在佩戴者的耳朵上，或在任何情况下都接触佩戴者的头部。

第二端3可包括形状适当的弯曲部分4，以便于配有眼镜腿1的眼镜的滑挂佩戴以及提高具体佩戴者的可佩戴性。在第二端3可设置端部段或支承件。

眼镜腿1包括第一部分11，其由用纤维加固的聚合物基复合材料制成，并且，在其相反的两个表面S1和S2分别联接有由热塑性聚合物材料制成的第一膜23和第二膜24。

第一部分11实质上构成眼镜腿1的芯并较佳地在其整个长度上延伸，以使眼镜腿1即具有机械强度又重量轻。

优选的是，第一部分11包括多个复合材料层13，复合材料包括基于用长碳纤维加固的环氧树酯的基体，长碳纤维所占的比例在50重量％到70重量％之间。根据眼镜腿1的所要求的构造和特性，叠层13的数目是可改变的，且优选的是在2到5之间。

第一部分11还包括修饰层25，该修饰层在复合材料层13外侧，并面朝主表面S1，而紧接着膜23位于膜23下方。

优选的是，膜23和24完全覆盖第一部分11并且是光学上透明的。这样，透过膜23仍可看见修饰层25，所以，修饰层25最好是用金属化的复合材料制成的，以使眼镜腿1具有特别美观的质量。在本文所述的该实例中，仅在膜23处和主表面S1处，即在眼镜被戴上时眼镜腿所看到的那一面设置修饰层，当然也可以在主表面S2处与膜24直接接触的位置设置修饰层。

优选的是，眼镜腿1还包括覆盖层5，其可由例如聚亚胺酯基的热塑性或弹性体材料制成，并且较佳的是包覆成型在聚合物膜23和24上，以便在第二端3处特别是沿着眼镜腿1的界定主表面S1和S2的边缘6覆盖眼镜腿1的端部。

至少在主表面S1这一面，在覆盖层5上有方便打开的窗口7，通过这个窗口，可以清楚地看见膜23和第一部分11。

另外地，或作为一种替代，可把眼镜腿1做成为包括由热塑性或弹性体材料制成的、模制在膜23和/或24上的其它元件，诸如标识、装饰性图案、或眼镜腿的端部件。

在第一部分11的相反的两侧上设置第一和第二膜23和24使眼镜腿1的结构成为基本上对称和平衡的，具有高度的尺寸稳定性，这已证明为在眼镜腿1的生产阶段是特别重要的，对此下文将予以解释。

参照图4，其表示出第二个示例性实施例的眼镜腿50，其中，与前述实例中对应的元件用相同的附图标记标示。

眼镜腿50与眼镜腿1的不同在于，由金属化的复合材料制成的修饰层25在与第一部分11相反的一侧上联接到第一膜23和/或第二膜24，从而将膜夹在第一部分11和修饰层25之间。

较佳的是，在膜23和/或24的相反侧上的修饰层25上随后施加光泽层26，其用于修正修饰层25上的任何表面缺陷，进一步提高眼镜腿1的美感外观。

参照图5，其表示出第三个示例性实施例的眼镜腿100，其中，与上前述实例中对应的元件用相同的附图标记标示。

眼镜腿100与前述实例的眼镜腿的不同在于，第一部分11被分成为两个子部分111a和111b，它们分开地且对称地布置在眼镜腿100内，每个子部分各自的两个主表面上结合有热塑性聚合物膜123和124。两个子部分111a和111b由例如聚胺酯基材料的热塑性或弹性体材料制成的覆盖层105以及眼镜腿的边缘6彼此连接起来并保持结合，覆盖层105夹在两个子部分之间。在每一种情况下，覆盖层105内设有一个或多个窗口7，通过窗口可从眼镜腿100的外面看见至少一个子部分111a或111b的复合材料。

本发明的眼镜腿1、50、100可通过按照预定的构造切割板来得到。

而板可通过把几个作为某种复合材料前体的材料层13叠加起来而制成，用于构成眼镜腿1和50的第一部分11或眼镜腿100的子部分111。

被称为预浸渍原料或“预浸料”的复合材料前体本身是已知的并且实质上是用纤维基质(织物或栅网)来成形，而纤维基质是用非交联的热固性聚合物的基础成份浸渍的，或是用处于不完全聚合状态的聚合物浸渍的。

对于生产眼镜腿1，可以仅在一侧上把材料乃是金属化复合材料的前体的修饰层25施加于材料层13，然后，在两个主表面上施加热塑性聚合物膜23和24。

另一方面，眼镜腿50的生产方法是在将膜23和24施加于材料层13之后施加修饰层25。

不管是那一种情况，都要让板经受适当的处理，以使前体材料转变成所要用的复合材料。

就有环氧基的基体的复合材料的较佳情况而言，做法是把板放入模具并令其承受温度和压力，以引起基体本身的交联。然后把板从交联模具中拔出并进行切割而得到多个眼镜腿1、50。切割可以用水力切割机或铣床进行，也可用激光进行切割。

曾注意到，在两个主表面上设置膜并因而做到结构对称使得能够消除板因承受在模具里的交联处理而可能发生的任何变形，这可改善对产品的控制。

还观察到，在用板的情况中，把修饰层25施加于材料层13的相反侧的膜23或24(眼镜腿50)上，可以达到极好的切割质量和切割精度，基本上没有毛刺。

此外，最好是给修饰层25施加光泽层26。

在膜23和24是位于外面的情况中(眼镜腿1)，最好是对眼镜腿进行修整以消除切割工序中产生的毛刺。

但是，在这第二种情况中，如果需要，给通过切割得到的眼镜腿通过例如注模或浇铸施加热塑性或弹性体材料，以便给眼镜腿加上装饰性图案、支承件、等等，已证明为特别方便。热塑性或弹性体材料与聚合物膜23或24之间的粘着力事实上已证明为特别牢固。而且，膜23和24的表面质量通常是极好的，以至于可省略上漆操作。

在各附图未予图示的一个替换实施例中，采取的作法是，在眼镜腿1上，把修饰层部分地施加在聚合物膜的与材料层13的同一侧的下面，而在眼镜腿50上，把修饰层部分地施加在聚合物膜的与材料层13相反侧的上面。

眼镜腿100的生产方法是，先通过切割板来成形子部分111a和111b，这类似于眼镜腿1和50的第一部分11，然后把两个子部分适当地定位在一个模具内，优选的是，往模具里注射热塑性或弹性体材料而形成覆盖层105。

所以，本发明可解决前文揭示的问题并能达到确定的目的，同时还具有许多其它优点。

第一个优点是，由于按照本发明生产的眼镜腿具有独特的回弹特性，不必依靠设置在眼镜腿和镜片框之间的回弹装置。

另一个优点是，由于有聚合物膜的存在，在发生眼镜腿断裂的不幸事件时，膜可以保持住可能形成的复合材料碎片，并可至少部分地掩盖住尖锐边缘。

再一个优点是，按照本发明制造的眼镜腿，不仅具有极好的机械强度、回弹力和柔韧性，而且重量特别轻。

Claims (26)

1.一种眼镜腿(1、50)，包括由用纤维加固的聚合物基复合材料制造的第一部分(11)，所述聚合物基复合材料由热固性聚合物材料制成，所述纤维嵌入在热固性聚合物材料内，其特征在于，至少一个热塑性聚合物材料膜(23、24)联接到所述第一部分(11)而作为所述第一部分的覆盖层。

2.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，所述第一部分(11)包括用所述复合材料制成的多个叠层(13)。

3.如权利要求2所述的眼镜腿，其特征在于，所述第一部分(11)包括的所述复合材料制成的叠层的数目在2至5之间。

4.如前述权利要求中任一项所述的眼镜腿，其特征在于，在所述第一部分(11)上限定彼此相反的主表面(S1、S2)，在所述主表面上布置有与所述主表面联接的所述热塑性聚合物材料膜(23、24)。

5.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，所述膜是基本上透明的，并且所述第一部分(11)包括用复合材料制成的修饰层(25)，所述修饰层直接联接到所述膜，从而可从所述眼镜腿的外侧看见所述修饰层。

6.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，复合材料的修饰层(25)施加于所述膜的与所述第一部分(11)相反的表面的至少一部分。

7.如权利要求6所述的眼镜腿，其特征在于，在与所述膜的相反侧对所述修饰层(25)施加光泽层(26)。

8.如权利要求5至7中的任一项所述的眼镜腿，其特征在于，所述修饰层(25)是由金属化复合材料制成的。

9.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，把由热塑性或弹性体材料制成的构件(5)包覆成型在所述膜上。

10.如权利要求9所述的眼镜腿，其特征在于，在所述由热塑性或弹性体材料制成的构件(5)上，开有至少一个窗口(7)，以使所述复合材料是可以看见的。

11.如权利要求10所述的眼镜腿，其特征在于，所述由热塑性或弹性体材料制成的构件(5)覆盖所述眼镜腿的界定在所述第一部分(11)上限定的彼此相反的主表面(S1，S2)的边缘。

12.如权利要求9至11中的任一项所述的眼镜腿，其特征在于，所述第一部分包括至少两个分开的子部分(111a、111b)，并且所述由热塑性材料制成的构件(105)在所述子部分之间延伸而将所述子部分彼此连接并保持联接。

13.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，所述热固性聚合物材料是环氧基树酯。

14.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，所述复合材料包括等于或大于50％重量百分比的加固纤维。

15.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，所述纤维是碳纤维。

16.如权利要求14或15所述的眼镜腿，其特征在于，所述纤维是连续的单向类型的或是栅网形式的。

17.如权利要求1所述的眼镜腿，其特征在于，所述眼镜腿的高度小于4mm，以及所述复合材料制成使纤维以基本上单向的方式定向，平行于所述眼镜腿的主体纵向方向。

18.一种包括镜片框(1b)的眼镜，其特征在于，所述镜片框铰接有一对如前述权利要求中任一项所述的眼镜腿(1、50)。

19.一种用于生产眼镜腿(1、50)的方法，包括以下步骤：制备由用纤维加固的聚合物基复合材料制成的所述眼镜腿的第一部分(11)，所述纤维嵌入在热固性聚合物材料内，其特征在于，提供把至少一个热塑性聚合物材料膜(23、24)联接到所述第一部分(11)而作为所述第一部分的覆盖层的步骤。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，提供这样的步骤：准备包括其上联接有所述膜的所述第一部分(11)的板，并切割所述板而得到多个所述眼镜腿(1、50)。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，制造所述板是提供用于准备用于形成所述第一部分的所述复合材料的前体的材料，随后把所述膜联接到所述前体的材料上，并对所述复合材料的前体进行处理，以便于形成所述第一部分的复合材料。

22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述膜联接到所述第一部分上而在所述第一部分上限定的两个彼此相反的主表面(S1、S2)上覆盖所述第一部分。

23.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，在切割所述板的步骤之前，提供把复合材料的修饰层(25)施加在所述膜的与所述第一部分相反的表面的至少一部分上。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述修饰层是用金属化复合材料制成的。

25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，给所述修饰层施加光泽层。

26.如权利要求19所述的方法，其特征在于，提供通过将热塑性或弹性体材料(5)包覆成型到所述膜(23、24)的与所述第一部分(11)相反的表面的至少一部分的步骤。

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