CN102123824B - 镜片锁闭和解锁的方法和相关装置 - Google Patents

Abstract

一种将光学镜片(100)锁闭和/或解锁到包括上部装配表面(210)的导热保持器(200)上的方法，包括以下步骤：a)在保持器的上部装配表面(210)上提供由胶带(330)组成的第一层；b)在所述的胶带(330)上提供由包括热塑性材料的层(310)组成的第二层；c)向光学镜片(100)提供第三层，第三层由布置在所述光学镜片底面(120)上的胶带(320)组成；d)当热塑性材料软化或熔化时，将具有第三层(320)的光学镜片(100)放置在由含有热塑性材料的层组成的第二层(310)上。解锁所述光学镜片(100)的方法是由于加热了保持器(200)。

Description

镜片锁闭和解锁的方法和相关装置

技术领域

本发明涉及一种镜片锁闭和解锁的方法和装置，该装置用于将光学镜片粘附到在制备光学即眼科镜片时与加工、研磨和处理设备一起使用的镜片锁闭装置上。

背景技术

制备光学或眼科镜片的加工过程通常开始于未加工的或半成品的玻璃或塑料镜片毛坯。典型的半成品透镜毛坯具有已完成抛光的正面和未加工的背面。通过从镜片毛坯的背面研磨掉材料，产生所需的矫正处方要求。随后，对已被赋予矫正处方要求的表面进行抛光，且经过此处理的镜片毛坯的外围边缘具备最终所需轮廓，由此形成经修整的光学或眼用镜片。根据其他的加工方法，可以利用例如三维加工从镜片毛坯直接处理加工过的眼用镜片。镜片毛坯可以为塑料或玻璃镜片毛坯。

在这些各种处理操作期间，有必要安全地将镜片毛坯保持在精确的定位并放置在镜片锁闭装置上。该程序通常被称作为“镜片锁闭”(lens blocking)。

迄今为止，人们曾用各种材料将镜片毛坯紧固到镜片锁闭装置上。这些材料包括胶水、沥青和低温可熔金属合金。使用胶水和沥青除了会很脏之外，还会遭受不可再使用或不可回收的缺点。虽然使用低温金属合金的现有技术消除了使用胶水和沥青所遇到的缺点中的某些缺点，但是，这些金属合金的使用在其制备以及回收中均造成严重的环境和健康危害，尤其是因为这些合金通常都是由诸如镉、锡、铅和铋之类金属制备而成。在这些金属中，铅和镉是最具毒性的。铅是强的原生质毒剂，且可通过摄食、吸入和皮肤吸收而进入身体。镉中毒在许多方式上类似于铅，且以与铅相同的方式进入身体。类似于铅，镉聚积在肝脏、肾和骨骼中。配制这些合金的程序以及能使合金再次用作将镜片毛坯紧固到镜片锁闭的材料的回收过程，使工人面对严重的环境和健康危害。通常使用经受烧结和热处理工艺的粉末或微粒金属来完成这些合金的形成。这些金属的烟和/或尘粒释放到周围的大气中，从而对配制这些合金的人产生环境和健康危害。对于试图回收使用过的低温金属合金锁闭材料的那些人存在同样的危害。

为克服这些问题，已开发出有机的低收缩材料用作镜片锁闭材料。

“3M Innovative Properties Company”公司名下的US6,036,313专利揭示了适用于以热塑性材料进行镜片锁闭的化合物族群的例子。

所揭示的锁闭组合物与传统的金属合金材料相比具有许多优点。例如，镜片锁闭组合物是无毒的、环境安全的，且优选为可生物降解的。所述材料优选地可与现有的处理设备一起使用且可以重复利用。可使用的光学镜片锁闭装置包括固化的热塑性锁闭组合物。锁闭组合物在21℃时是固体，且具有低熔点或软化点。

然而，发明人已经注意到，使热塑性锁闭组合物与镜片毛坯分离是一个问题。该解锁闭步骤包括常规的捶打步骤，且在热塑性锁闭组合物与镜片毛坯之间产生裂缝。

所述的步骤需要操作员，通常在将镜片锁闭从机器分开之后进行，因而耗时且可能给最终的镜片带来缺陷。

因此，依然需要对由于热塑性材料而固定在镜片锁闭装置上的镜片解锁进行改善。

发明内容

因此，本发明的目的是改进锁闭和/或解锁方法以提高所得镜片的质量。

根据本发明，用一种方法来达到该目的，该方法将光学镜片锁闭在导热的保持器上，保持器包括将被插入并固定在镜片加工工具上的底部和包括上部装配表面的上部，包括如下步骤：

a)在保持器的上部装配表面上提供由胶带组成的第一层；

b)在所述的胶带上提供包括热塑性材料层的第二层；

c)向光学镜片提供第三层，其由布置在所述光学镜片底面上的胶带组成；

d)当热塑性材料软化或熔化时，将具有第三层的光学镜片放置在由含有热塑性材料的层组成的第二层上。

根据另一个实施例，由胶带组成的第三层布置在第二层之上，第二层由包括热塑性材料的层组成，当第二层的热塑性材料软化或熔化时，将光学镜片布置在第三层之上。

本发明还涉及一种光学镜片锁闭装置，包括：

-导热保持器包括将要被插入并固定在镜片加工工具上的底部和包括上部装配表面的上部；

-放置在保持器的上部装配表面上的包括胶带的第一层；

-由包括叠加在第一层上的热塑性材料的层组成的第二层；

-由叠加在第二层上的胶带组成的第三层。

在将第三层放置在由包括热塑性材料的层组成的第二层上之前或之后，可以将光学镜片放置于所述光学镜片锁闭装置的第三层上。

根据本发明所述镜片锁闭装置的进一步实施例，可以是单独或者所有可能的组合：

-保持器的上部装配表面是球面；

-第二层的热塑性材料的熔化或软化点在45℃到75℃之间；

-胶带具有压敏胶粘剂表面以及不剥落粘附促进表面，前者被安排与光学镜片的底面或保持器的上部装配表面相接触，后者被安排与第二层的表面接触；

-第二层的厚度在0.5mm到2mm之间，举例而言，可以等于或者小于1mm。

本发明还涉及一种解锁光学镜片的方法，其底面紧固在前面所述的光学镜片锁闭装置上，或者解锁根据前面所提到的锁闭方法，包括如下步骤：

a)加热保持器，使得第二层的热塑性材料软化或熔化；

b)将第二层的底面从第一层胶带的上部表面分离；

c)将光学镜片的底面从第三层胶带的上部表面分离。

根据解锁方法的实施例，该方法进一步地包括一个或两个下述步骤：

d)将第三层的胶带的底面从第二层的上部表面分离。

e)将第一层的胶带的底面从保持器的上部装配表面分离。

根据解锁方法的实施例，解锁方法的步骤a)在于仅加热保持器的底部。

本发明还涉及一种加工方法，例如对光学镜片进行研磨和/或抛光和/或削边和/或雕刻，包括如下步骤：

-将光学镜片的底面锁闭到前述光学镜片锁闭装置上，或根据前述锁闭光学镜片的方法进行锁闭；

-将保持器的底部插入并固定在镜片加工工具上；

-加工光学镜片的上部表面和/或对所述光学镜片进行削边；

-根据前述解锁方法解锁加工过的光学镜片。

根据本发明，“含有热塑性材料的层”是指当加热时，可以熔化或者软化的材料层。当加热时，热塑性材料可以再熔化或软化，以及当熔化或软化后冷却时再重塑。绝大多数的热塑性物质是高分子聚合物，其链通过弱范德华力关联(聚乙烯)；强偶极-偶极相互作用和氢键结合(尼龙)；或者甚至通过大量的芳环(聚苯乙烯)堆积。许多热塑性材料为加成聚合物；例如，诸如聚乙烯和聚丙烯之类的乙烯基链增长聚合物。含有热塑性材料的层也可同时含有添加剂(例如，增塑剂、稳定剂、颜料等)和/或填料(例如，矿物和/或有机填料，举例而言可以为硼、碳、粘土、玻璃、纤维素、金属、氧化物、芳纶、聚酰胺等；填料可以是不同的几何形态，例如，颗粒、薄片、短的或长的纤维等)。

根据本发明，“光学镜片”可以是表面已经加工过的镜片，具有抛光的正面的半成品镜片毛坯，具有两个未加工表面的镜片毛坯。

光学镜片可以由但不局限于例如塑料或玻璃制备而成。更通常地，可以使用适用于获得光学系统的任何材料的组合。可以对光学镜片的一个或者两个表面进行涂覆。

因此，本发明的“光学镜片”可以是每个需要加工的光学部件，例如剪切和/或研磨和/或抛光和/或削边和/或雕刻，以提供经过加工的光学镜片。

根据本发明的一个完全加工过的光学镜片，例如是其表面形成符合所需要处方要求的光学系统的眼用镜片。当根据本发明锁闭的时候，可以对所述加工过的光学镜片进行削边，或者在进一步地工艺步骤中进行削边，例如由眼睛护理医师进行削边。

根据本发明，“导热保持器”是指一种可以插入到夹具中或设置在保持工具固定部分中的保持器。所述保持工具可以是车床或者其他诱发运动的机器的一部分。本发明的保持器是导热的，其可以是金属的元件或合适的能够让热传播穿过所述材料的任何材料。根据本发明的实施例，保持器由铝合金制成。

根据本发明，提供选择的固定装置将光学镜片固定在保持器上。

所述的固定装置包括三个叠加的层，其中第一层由胶带组成，第二层由含有热塑性材料的层组成以及第三层由胶带组成。选择的叠加层提供了简单且有效的锁闭装置和/或方法，以及提供了方便的解锁，即加热保持器时第二层的热塑性材料软化或熔化。因此光学镜片能够没有损害地锁闭和/或解锁，且发明人已经注意到使用本发明锁闭和/或解锁的方法而制备的眼用镜片没有受到损害以及具有质量可靠的光学表面。

此外，第二层材料的用量是有限的，所述材料可以在解锁加工过的光学镜片之后再利用。

含有热塑性材料的层可以作为独立的层安排在由胶带组成的第一层上，通过软熔或是从热装置中倾倒在由胶带组成的第一层的上部表面上成形在所述的胶带上。

附图说明

现在将参看附图描述本发明的非限制性实施例，其中：

-图1是固定在根据本发明的光学镜片锁闭装置上的光学镜片的横截面图；

-图2到6显示了根据本发明的解锁方法的连续步骤。

具体实施方式

本技术领域的技术人员了解到，附图中的元件是为简化和清晰起见而图示的，因此不必要按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件而夸大，以帮助提高对本发明的实施例的理解。

词语“上部”或“之上”或“底部”或“之下”是指布置光学镜片时相对于光学镜片的位置，使得要进行加工的光学镜片的边缘基本上位于水平面内。

所述位置纯粹是常规的位置，光学镜片可以在非水平位置进行加工。

如图1所示，光学镜片100由于固定工具300而被紧固在保持器200上。所述光学镜片100的边缘基本上坐落在水平面内。

光学镜片100的上部表面110是待加工表面，例如待研磨和/或待抛光的表面。光学镜片100还可以进一步被削边。

光学镜片100的底面120与固定工具300的上部表面接触。

根据实施例，光学镜片100是半成品的镜片毛坯，且底面120是加工过的光学表面。

举例而言，光学镜片100的外径在50mm到100mm之间，例如等于80mm。

保持器200是金属元件，其包括底部230、220和上部250。

底部的较低部分230包括将保持器定向于相应的镜片加工部件的工具(图中未示出)的定向装置内，该镜片加工部件例如是车床或别的诱发运动的机器。所述工具可以是夹具或别的固定工具。

保持器的内表面240可以和所述工具的上部表面接触。

保持器底部同样也包括圆柱状的中心部分220，其将要受到加工元件的所述固定工具的挤压。

上部250具有比中心部分220的直径大的外径，其底面255可以放在镜片加工元件工具的上部表面上，并可以包含定位工具。上部250还包括上部装配表面210。

举例而言，上部250的直径为70mm，中心部分220的直径为43mm，保持器200的高度在20到30mm之间。

固定工具300安排在上部装配表面210和光学镜片的底面120之间，由三个叠加层组成，其中：

-第一层为胶带330，其底面334固定在上部装配表面210上；

-第二层是热塑性材料层310，其底面314布置在胶带330的上部表面332上；

-第三层是胶带320，其底面324布置在热塑性材料层310的上部表面312上；

-光学镜片底面120固定在胶带320的上部表面322上。

根据实施例，第二层310的热塑性材料在低温下熔化或软化，低于镜片元件材料的降解或流动的温度。优选热塑性材料的熔化或软化点在45℃到75℃之间。合适的热塑性材料可以选自组：聚酯、聚亚安酯、乙烯共聚物的离聚物树脂、聚酯-聚硅氧烷嵌段共聚物、链段共聚多酯(segmented copolyesters)和聚醚酯、乙烯-乙酸乙烯共聚物树脂及其共聚物、蜡、聚己酸内酯以及它们的混合物。

所述热塑性材料可包括ε-己内酯的均聚物或共聚物。

热塑性材料的例子己在先前引用的专利US6,036,313中给出，其适合于本发明。

根据实施例，胶带320、330具有压敏胶粘剂表面和不剥落粘附促进表面。胶带320、330帮助光学镜片100牢固地粘结到热塑性材料层310以及保持器装配表面210上。

根据实施例，胶带是顺从性的，也就是说，它们循着镜片毛坯的曲率而没有任何的皱褶或气泡；以及是半透明的，也就是说，它们允许光通过。因此，在锁闭之前镜片可以可见地排列在适当的装置中。更进一步地，当从镜片上去除胶带时，它们实质上没有留下粘合剂残余。因此，在镜片被使用之前不需要在镜片上执行脏乱和费时的清洁操作了。

尽管具有干净的可去除性，但合适的胶带可以显示出对于光学镜片、对于热塑性材料以及对于保持器的良好的粘附性。此外，胶带可以经受得住加工操作期间受到的剪切力。因此，在这些操作期间，镜片被保持在精确的位置。使用胶带所带来的附加优点是保护光学镜片免受热和机械冲击。

可以选择胶带暴露表面的成份(即，无粘着力的表面远离光学镜片或远离保持器的上部装配表面)从而达到与特殊热塑性材料的期望的粘合度。

适当的胶带例子已在先前引用的专利US6,036,313中给出。

举例来说，由3M公司市售的1640和1641胶带是特别合适的。

由3M公司市售的胶带1641包括经烘烤的由丙烯酸酯粘合剂覆盖的聚乙烯薄膜。

根据本发明的实施例，加热热塑性材料层310的上部表面312，例如通过UV或IR灯，从而使热塑性材料层区域熔化或软化。然后将光学镜片100放置在胶带320上，胶带320布置在部分熔化或软化的热塑性材料层上，且对镜片元件施加合适的压力。在热塑性材料冷却之后安全地锁闭光学镜片，且使用标准工具提供研磨和/或抛光和/或削边来加工光学镜片。

根据本发明的另一实施例，先加热热塑性材料然后倾注到胶带330的上部表面332上，胶带320布置在热塑性材料层310的上部表面312上，且当热塑性材料仍然至少是部分熔化或软化时，对布置在所述层310上的光学镜片100施加合适的压力。

根据本发明的其他实施例，将胶带320预先布置在光学镜片100的底面120上，且当层310的热塑性材料至少是部分熔化或软化时，对带有所述胶带320的光学镜片100施加合适的压力。对所述热塑性材料的熔化或软化可以通过加热来达到，例如使用UV或IR灯，或当其还是热的时候倾注在胶带330的上部表面332上。

在加工完光学镜片之后，将加工过的光学镜片解锁与保持器200分开。

根据本发明的一实施例，连续的解锁步骤如图2到6所示。

在图2中，通过加热装置400加热保持器200。加热装置可以是例如IR或UV灯，也可以是热的液体，通过与受热的金属元件接触或其他的导热装置提供。

根据一实施例，仅仅保持器200的底部，举例而言，底部的较低部分230，直接由加热装置加热，且由于热传导将热量传播随后穿越保持器到达上部250。

因此可以精确地控制带到热塑性材料层310的热量，且避免光学镜片100受到热冲击。可以有利地保护光学镜片的光学品质。

加热保持器200可以使得在不过度加热光学镜片的情况下解锁光学镜片成为可能。

由于热传导穿越保持器200，在加热热塑性材料层310的底面314之后，接近于所述表面314的热塑性材料区域熔化或软化，且当按照如图3所示的箭头510的方向拉拽时，很容易将热塑性材料层310从胶带330上分离。保持器200和由胶带330组成的第一层仍然在一起。

光学镜片100、由胶带320组成的第三层以及热塑性材料层310仍然在一起。

根据图4所示的另外步骤，按照箭头520的方向将由胶带320组成的第三层剥下或拉拽，且第三层和热塑性材料层在从光学镜片100分离出来之后仍然在一起。

当按照图5所示的箭头530的方向拉拽所述层时，由胶带320组成的第三层可以容易地从热塑性材料层310的上部表面312去除。热塑性材料可以快速地再被使用来制备其他的镜片锁闭装置。

根据图6所示的箭头540的方向，通过剥下或拉拽所述的胶带330，可以容易地将由胶带330组成的第一层从保持器200的上部装配表面210上去除。

保持器可以快速地再被使用来制备其他的镜片锁闭装置。

在锁闭/加工/解锁步骤期间，由于胶带，使得热塑性材料以及保持器没有被污染，可以立即回收再使用。

借助于不限定总体发明构思的实施例对本发明进行了如上描述。特别是本发明提供了一种锁闭和/或解锁各种光学镜片的方法，特别是眼用镜片，例如单视觉(球形的、环面的torical)、双焦点、渐进的、非球面的镜片(等)，半成品的光学镜片和/或毛坯，用于制备光学镜片的毛坯。

Claims (10)

1.一种将光学镜片(100)锁闭到导热保持器(200)的方法，该导热保持器包括将要被插入并固定在镜片加工工具上的底部(220、230)和包括上部装配表面(210)的上部(250)，其特征在于，包括如下步骤：

a)在保持器的上部装配表面(210)上提供由胶带(330)组成的第一层；

b)在所述的胶带(330)上提供由包括热塑性材料的层(310)组成的第二层；

c)向光学镜片(100)提供第三层，第三层由布置在所述光学镜片底面(120)上的胶带(320)组成；

d)当热塑性材料软化或熔化时，将具有第三层(320)的光学镜片(100)放置在由含有热塑性材料的层组成的第二层(310)上，随后在所述光学镜片(100)上施加合适的压力。

2.一种光学镜片锁闭装置，其特征在于，包括：

-导热保持器(200)包括将要被插入并固定在镜片加工工具上的底部(220、230)和包括上部装配表面(210)的上部(250)；

-放置在保持器的上部装配表面(210)上的由胶带(330)组成的第一层；

-由包括叠加在第一层(330)上的热塑性材料的层(310)组成的第二层；

-由叠加在第二层(310)上的胶带(320)组成的第三层。

3.根据权利要求2所述的光学镜片锁闭装置，其特征在于，保持器的上部装配表面(210)是球面。

4.根据权利要求2或3所述的光学镜片锁闭装置，其特征在于，第二层(310)的热塑性材料的熔化或软化点在45℃到75℃之间。

5.根据权利要求2所述的光学镜片锁闭装置，其特征在于，第一层的胶带(330)具有压敏胶粘剂表面(334)，被安排与保持器的上部装配表面(210)接触，以及具有不剥落粘附促进表面(332)，被安排与第二层(310)的一个表面(314)接触，并且

第三层的胶带具有压敏胶粘剂表面(322)，被安排与光学镜片的底面(120)接触，以及具有不剥落粘附促进表面(324)，被安排与第二层(310)的另一个表面(312)接触。

6.根据权利要求2所述的光学镜片锁闭装置，其特征在于，第二层(310)的厚度在0.5mm到2mm之间。

7.一种解锁光学镜片(100)的方法，光学镜片的底面(120)紧固在根据任一权利要求2至6所述的光学镜片锁闭装置上，或者解锁根据权利要求1所述进行锁闭，其特征在于，包括如下步骤：

a)加热保持器(200)，使得第二层(310)的热塑性材料软化或熔化；

b)将第二层(310)的底面(314)从第一层的胶带(330)的上部表面(332)分离；

c)将光学镜片(100)的底面(120)从第三层的胶带(320)的上部表面(322)分离。

8.根据权利要求7所述的一种解锁光学镜片(100)的方法，其进一步包括如下步骤：

d)将第三层的胶带(320)的底面(324)从第二层的上部表面(312)分离；

e)将第一层的胶带(330)的底面(334)从保持器的上部装配表面(210)分离。

9.根据权利要求7或8所述的一种解锁光学镜片(100)的方法，其特征在于，解锁方法的步骤a)在于仅加热保持器(200)的底部(220、230)。

10.一种加工光学镜片(100)的方法，其特征在于，包括如下步骤：

-将光学镜片(100)的底面(120)锁闭到任一权利要求2至6的光学镜片锁闭装置上，或根据权利要求1所述进行锁闭；

-将保持器(200)的底部(220、230)插入并固定在镜片加工工具中；

-加工光学镜片(100)的上部表面(110)和/或对所述的光学镜片(100)进行削边；

-根据任一权利要求7或9所述，解锁加工过的光学镜片。