CN105690783A - 树脂镜片的光固化成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供树脂镜片的光固化成型工艺，包括以下步骤：原料调配、原料浇注、紫外线光固化、开模、后固化，调配完成的单体原料进行原料浇注后，放入专用固化机，将待固化的模具依次经过IR预热段、UV固化段、冷却段、后出料，模具在UV固化段接受光能量后，单体在模具内从液态聚合成固态；将开模得到的初步成型制品送入后固化炉，固化后得到最终成型的制品。该工艺采用光热组合固化，一个成型周期只需要几分钟，为国内国际首创，区别于目前树脂镜片的热固化成型工艺，一个成型周期需要二十个小时。该工艺节能、环保、高效、科技自动化高，简单易学，成品经检测，性能更加优异。

Description

树脂镜片的光固化成型工艺

技术领域

本发明涉及树脂镜片的一种全新成型工艺，具体为树脂镜片的光固化成型工艺。

背景技术

眼镜和人们的正常生活息息相关，为公众所熟知。眼镜行业的发展更是经历了几辈人的探索创新，有了长足的进步。近二十几年，树脂镜片的制造工艺一直使用热固化工艺，一个成型周期需要20个小时左右。

目前国内国际的树脂镜片成型工艺均采用热固化方式生产，需要较长的约有二十小时的生产周期，电能耗高，模具数量多，模具清洗和固化炉排放废气废水污染高，生产车间气味重，易引起皮肤炎、呼吸道感染、眼镜痛。引发剂冷库低温储存还有爆炸危险，单体腐蚀性强，皮肤接触到会红肿会痒，而且需要人员多。

发明内容

本发明的目的是提供一种树脂镜片的光固化成型工艺解决现有技术中存在的生产周期长，电能耗高，模具数量多，模具清洗和固化炉排放废气废水污染高，生产车间气味重，易引起皮肤炎、呼吸道感染、眼镜痛等问题。

本发明的技术解决方案是：

一种树脂镜片的光固化成型工艺，包括以下步骤：原料调配、原料浇注、紫外线光固化、开模、后固化，

原料调配，单体原料包括主料和助剂，将主料和助剂配比搅拌后，原料调配完成；

原料浇注，调配完成的单体原料加入真空搅拌桶，搅拌22-34分钟，同时抽真空，搅拌结束后再过8-12分钟关真空，然后加1.5-3kg气压；浇注用的出料管和加热带缠绕在一起，控温38-45℃，浇注出料管从搅拌桶延伸到固化机器入料段的浇注枪；打开出料球阀，压下浇注枪手柄，气压将原料压入管道，通过枪头排出空气，到均匀出料没有气泡即可，向玻璃模具浇注原料，将浇注好的模具放到输送带式固化机的输送带上；

紫外线光固化，采用输送带式固化机，将待固化的模具依次经过IR预热段、UV固化段、冷却段、后出料，模具在UV固化段接受光能量后，单体在模具内从液态聚合成固态；

开模：以缠胶带方式定型的模具从固化机出来后，进行开模，取下模具上的胶带，由开模器打开模具，分开模具的A模与B模，取出初步成型制品；

后固化，将开模得到的初步成型制品送入后固化炉，后固化温度设定120℃，时间设定1.5小时，采用热风循环加热方式，进行后固化，固化后得到最终成型的制品。制品后续加硬加膜同现有工艺相同。

进一步地，主料由丙烯酸单体混合，包含单官能基丙烯酸酯单体与双官能基丙烯酸酯单体，以及多官能基丙烯酸酯单体中的至少一种；其中以该单官能基丙烯酸酯单体、该双官能基丙烯酸酯单体及该多官能基丙烯酸酯单体合计100重量份计，该单官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份，该双官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至80重量份，该多官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份。

进一步地，助剂包括功能调节剂、紫外线吸收剂、内脱模剂、引发剂、调色色浆，其中引发剂包括光引发剂和热引发剂，光引发剂的含量为0.01重量份至4重量份，热引发剂的含量为0.00重量份至4重量份，紫外线吸收剂含量为0.01重量份至4重量份，调色色浆的含量为0.01重量份至4重量份，功能调节剂含量为0.2重量份至10重量份，内脱模剂含量为0.00重量份至4重量份。

进一步地，主料和助剂按照一定的比例混合。传统树脂镜片生产工艺是树脂单体中加入热引发剂，通过炉子加热18小时左右聚合；本申请是树脂单体中加入光引发剂，通过紫外线光固化几分钟聚合，即可生产树脂镜片，在国内国际目前只有本申请一家。本申请主料和助剂按照一定的比例混合，主料和助剂按照合计100重量份计，主料为85重量份至99重量份，助剂为1重量份至15重量份的比例混合。

进一步地，在原料浇注中，向玻璃模具浇注原料具体为，取玻璃模具1-3个，撕开第一个模具胶带，压住胶带，露出模具开口6-10mm，开口对准枪头，压下手柄，原料注入达到容积九成时控制手柄减少流量，慢慢浇注满并避免气泡，放开胶带缠回原位。

进一步地，在开模后进行清洗，再进行合模：将模具的A模与B模分别对光检查是否有瑕疵，对有瑕疵的模具使用擦拭纸蘸溶剂处理；将模具的工作面对风嘴吹净后，放入铝圈，再放入胶带机，胶带机按照预设程序，完成模具组合。

进一步地，组合后的模具装蓝，并由浇注车间重新进入流水线循环使用。

进一步地，专用固化机包括机架、传输组件、预热组件、UV固化组件、冷却组件，传输组件包括输送带、电机、主动轮、从动轮，输送带分别绕过主动轮、从动轮，主动轮由电机带动，传输组件设于机架上，输送带上依次设置预热组件、UV固化组件、冷却组件，预热组件包括预热壳体、红外预热灯，红外预热灯设于预热壳体内，UV固化组件包括固化壳体、紫外线灯，紫外线灯设于固化壳体内并发光朝向输送带，固化灯壳设有排风口。

进一步地，紫外线灯通过驱动连接有控制面板。

进一步地，冷却组件包括冷却壳体、冷却风机，冷却风机设于冷却壳体内。

本发明的有益效果是：该种树脂镜片的光固化成型工艺，采用紫外线光固化和加热固化的组合固化方式，把成型周期从二十小时缩短到几分钟，节能、环保、高效，人员减少百分之三十五，节电率达到百分之六十。新型环保无溶剂材料，车间无气味，不污染环境，接触皮肤不会红肿，也不会痒，常温储存不变质，不用冷库和冰箱，无爆炸危险。该工艺节能、环保、高效、科技自动化高，简单易学，成品经检测，性能更加优异。

附图说明

图1是本发明实施例树脂镜片的光固化成型工艺的流程示意图；

图2是本发明实施例中专用固化机的结构示意图；

图3是图2的A向视图；

图4是图2的B向视图；

其中：1-机架，2-输送带，3-电机，4-主动轮，5-预热组件，6-紫外线灯，7-固化壳体，8-排风口，9-冷却组件。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

实施例工艺采用紫外线光加热固化的组合固化方式，生产出来的产品经过测试，符合标准，部分性能还优于现在热固化方式生产的产品。

该种树脂镜片的光固化成型工艺流程包括：原料调配、原料浇注、UV固化、开模、合模、镜片后固化，如图1。

原材调配

单体原料分为主料和助剂两个部分。主料由丙烯酸单体混合，助剂有功能调节剂、紫外线吸收剂、内脱模剂、引发剂、调色色浆，主料和助剂按照一定的比例混合。

主料由丙烯酸单体混合，包含单官能基丙烯酸酯单体与双官能基丙烯酸酯单体，以及多官能基丙烯酸酯单体中的至少一种；其中以该单官能基丙烯酸酯单体、该双官能基丙烯酸酯单体及该多官能基丙烯酸酯单体合计100重量份计，该单官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份，该双官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至80重量份，该多官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份。

助剂由功能调节剂、紫外线吸收剂、内脱模剂、引发剂、调色色浆，其中引发剂包括光引发剂和热引发剂，光引发剂的含量为0.01重量份至4重量份，热引发剂的含量为0.00重量份至4重量份，紫外线吸收剂含量为0.01重量份至4重量份，调色色浆的含量为0.01重量份至4重量份，功能调节剂含量为0.2重量份至10重量份，内脱模剂含量为0.00重量份至4重量份。

主料和助剂按照合计100重量份计，主料为85重量份至99重量份，助剂为1重量份至15重量份的比例混合。在配料桶内添加配比完成，搅拌三十分钟。将调配好的单体原料取样，固化两付镜片测试各项参数，参数测试合格后，原料调配完成。

原料浇注

单体原料浇注环节分为搅拌和浇注两个部分。

调配完成的单体原料加入真空搅拌桶，搅拌三十分钟，同时抽真空。可以取样或者视窗观察气泡情况，搅拌结束后再过十分钟关真空，然后加二公斤气压。

浇注出料管和加热带缠绕在一起，控温四十度左右，从搅拌桶延伸到固化机器入料段，根据产量可以设置几条浇注管。浇注枪采用硅胶管连接，浇注时间和流量根据产品大小可以手柄调节，浇注头根据产品大小和规格型号的不同可以相应做出调整。

打开出料球阀，压下浇注枪手柄，气压将原料压入管道，通过枪头排出空气，到均匀出料没有气泡即可。左手取玻璃模具1-3个，右手撕开第一个模具胶带，用左手食指压住胶带，露出模具开口八毫米左右，开口对准枪头，右手压下手柄，原料注入达到容积九成时控制手柄减少流量，慢慢浇注满，放开胶带缠回原位。浇注好的模具放到固化机的输送带上。

注意浇注过满污染模具，浇注不满有气泡，都会造成产品不良。

紫外线光固化

光固化需要配置专用的输送带式固化机，该设备为量身定做的新型产品。特殊处理的履带。开机后，根据不同产品所需要的不同光能量，固化机按照光能调节好速度运转速度，带动需要固化的产品模具，进入IR预热段、UV固化段、冷却段、后出料。模具在UV固化段接受光能量后，单体在模具内快速从液态聚合成固态，达到初步成型效果。

开模

缠胶带方式定型的模具，从固化机出来可以自动或人工方式，送到开模部门进行开模。在开模台上，取下模具上的胶带，左手拿模具，立放在开模器下对准刀口，左手轻轻压几下开模器手柄，就可以打开模具，取出产品。A、B模和产品要摆入对应的框篮。

开模器上的压头属于损耗件，定期更换利于开模效果。

模具清洗

清洗机共计用六槽，每槽都要加热控制和循环过滤，一二四五槽要有超音波。自动清洗机下层清洗，上层烘干。第一槽、第二槽用清洗剂，第三槽用自来水喷淋，第四槽用自来水漂洗，第五槽用纯水漂洗，第六槽用纯水切水。

模具框篮装满后，够一定框数，送去清洗机清洗，清洗时间和清洗液添加量视模具污染情况而定。清洗干净的模具再送人合模车间，用胶带机缠胶带合模。

合模

从模具取出A、B模，先对光检查模具有没有瑕疵。如果有用擦拭纸蘸溶剂处理。把模具工作面对风嘴吹净一下，放入铝圈，再放入胶带机，点一下启动按钮，胶带机按照预设程序，完成模具组合。老花片、近视片、太阳片、渐进多焦都有不同光度要求，单体也有不同折射率，要结合不同产品设定胶带机程序。

组合好的模具装蓝，送去浇注车间，从新循环，构成一个源源不断的快速循环流水生产线。

后固化

开模得到的镜片装满框蓝，达到一定数量，送入后固化炉。后固化温度设定120℃，时间设定1.5h，采用热风循环加热方式。镜片通过光热双重固化，物理、化学、光学检验均合格。

表1实施例光热组合制造与现有的热固化制造的生产情况对比

该种树脂镜片的光固化成型工艺，采用光热组合固化，一个成型周期只需要几分钟，为国内国际首创，区别于目前树脂镜片的热固化成型工艺，一个成型周期需要二十个小时。该工艺节能、环保、高效、科技自动化高，简单易学，成品经检测，性能更加优异。

实施例采用的光固化工艺是一项节能环保型技术。光固化产品不含溶剂，对人体无刺激性，不排放废气。固化生产高效方便，省电、省人工、省玻璃模具、省场地，把CR39的传统二十小时热固化工艺缩短为数分钟的光固化工艺，流水线生产速度快。其中，研发的1.49和1.56两种光固化单体，适用于太阳和光学镜片，成型产品好，已经通过测试并满足标准，具有更优性能。实施例不需要很多固化炉、大型清洗机、冷冻库。

实施例工艺的光固化节省成本如下：

一、节省人工：对比热固化，节省百分之三十的人员。

二、节省电费：对比热固化，节省百分之六十的电费。

三、节省模具：对比热固化，节省百分之七十的玻璃模具。

四、节省场地：对比热固化，节省百分之五十的生产车间。

五、节省原料：对比热固化，一公斤料可以多生产百分之十五的镜片。

六、节省设备：对比热固化，节省气炉和水炉；模具干净，简易清洗。

七、流水生产：机器生产可以衔接流水线，自动化程度高。

八、高效快速：输送线生产，一台机一个班产量达到一万多付。

九、生产简单：供方已经调配好原料，需方直接生产。

十、安全性高：常温阴凉储存，无需冷库，不会发生热固的IPP爆炸危险。

十一、环境整洁：场地干净卫生，无油无水、易做洁净室。

十二、环保产品：单体接触皮肤无感觉，随便摸；无刺激性气味，无需口罩；无腐蚀性，不损坏其他产品。

实施例所得光固化产品包括太阳片、光学片，特性如下：

一、硬度：光固化产品表面硬度好。

二、韧性：比热固化产品更好的抗冲击性和抗撕裂性能。

三、色度：比热固产品更加清澈透明，光泽度好，透光率百分之九十以上。

四、耐磨：具有优异的耐磨性。

五、化学：优良的耐化学品能力。

六、安全：产品不含有毒溶剂，不能挥发有害气体。

七、耐候：耐黄变，抗老化接近热固化产品。

八、耐热：热变形接近热固化产品。

九、颜色：同热固化产品调色方法一样。

十、加硬：同热固化产品方法一样。

十一、加膜：同热固化产品方法一样。

十二、半色：同热固化产品方法一样。

十三、全色：同热固化产品方法一样。

十四、裁片：产品韧性好，不破损，无爆边，容易裁片。

十五、装框：耐化学性能强，装框后不反应，非常稳定。

输送带式固化机包括机架1、传输组件、预热组件5、UV固化组件、冷却组件9，如图2、图3、图4，传输组件包括输送带2、电机3、主动轮4、从动轮，输送带2分别绕过主动轮4、从动轮，主动轮4由电机3带动，传输组件设于机架1上，输送带2上依次设置预热组件5、UV固化组件、冷却组件9，预热组件5包括预热壳体、红外预热灯，红外预热灯设于预热壳体内，UV固化组件包括固化壳体7、紫外线灯6，紫外线灯6设于固化壳体7内并发光朝向输送带2，固化灯壳设有排风口8。

紫外线灯6通过驱动连接有控制器，控制器可以控制紫外线灯6的开关与强度调节。冷却组件9包括冷却壳体、冷却风机，冷却风机设于冷却壳体内。机架1的底部设有走轮，方便移动机架1。

光固化流程：

单体搅拌→模具浇注→UV固化→出料→开模→镜片→后固→割边→超声波精洗→加硬。

输送带式固化机中，电机3作为动力源，带动传动齿轮、链条、主动轮4，使输送带4转动。镜片模具从机架1的入料段放入，经过预热段、UV固化段、冷却段、出料段，把液态单体固化成产品镜片。UV固化段的紫外线灯6照射出产品所需要的紫外线能量，热气和臭氧由风机排出室外。

由输送带4输送工件，通过输送带4的运行将工件由入料区送至UV区，以完成固化工序。整机动作由PLC配合变频器、调压器控制，动作准确，故障率低。

机架由型材做成，表面喷漆。壳体用不锈钢板做成，机架上部设排风冷却、控制温度装置及玻璃观察视窗。

UV固化组件中，采用可以变换功率的UV控制器一套，UV灯具一套，紫外线灯6的单面照射产量1000±100付/小时镜片。有色片、300度以上近视需要两面照射。

传输组件有电机减速器、链条、链轮、专用夹具等部分构成。UV段与冷却段共同用一组传输组件，以实现联动。

工作时由马达、减速器带动链条向前行进，链条上安装有链板，链板上每排可以放二到三个模具，匀速前进，通过UV灯具，冷却系统等工作，把单体光固化成镜片产品。

为了增强产品效果，保护机器性能，冷却组件设计了四套冷却风机。

为了保证机器及操作人员的安全，控制器设有相序保护、进出料急停保护、限位保护等安全保护装置。

表2实施例设备与现有设备的对比

由表2对比可知，使用输送带式固化机进行成型的实施例与现有设备相比，具有固化迅速，由现有的18小时左右的固化时间缩短至几分钟左右，耗能大幅降低，耗能约将至现有的百分之一左右，需要人工数量降低三分之二，无污染排放，维护简单，寿命长，成本低。

Claims (7)

1.一种树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：原料调配、原料浇注、紫外线光固化、开模、后固化，

原料调配：单体原料包括主料和助剂，将主料和助剂按照配比添加在一起搅拌后，原料调配完成；

原料浇注：调配完成的单体原料加入真空搅拌桶，搅拌20-50分钟，同时抽真空，搅拌结束后再过8-12分钟关真空，然后加1.5-3kg气压；浇注用途的出料管和加热带缠绕在一起，控温30-60℃，浇注出料管从搅拌桶延伸到固化机器入料段的浇注枪；打开搅拌桶出料球阀，原料通过出料管到达浇注枪，压下浇注枪手柄，气压将原料压入管道，通过枪头排出空气，到均匀出料没有气泡即可，然后向玻璃模具浇注原料，将浇注好的模具放到专用固化机的输送带上；

紫外线光固化：采用专用固化机，将待固化的模具用输送带传送，依次经过IR预热段、UV固化段、冷却段、后出料，模具在UV固化段接受光能量后，单体在模具内从液态聚合成固态；

开模：以缠胶带方式定型的模具从固化机出来后，进行开模，取下模具上的胶带，由开模器打开模具，分开模具的A模与B模，取出初步成型制品；

后固化：将开模得到的初步成型制品送入后固化炉，采用热风循环加热方式，进行后固化，固化后得到最终成型的制品。

2.如权利要求1所述的树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于：主料由丙烯酸单体混合，包含单官能基丙烯酸酯单体与双官能基丙烯酸酯单体，以及多官能基丙烯酸酯单体中的至少一种；其中以该单官能基丙烯酸酯单体、该双官能基丙烯酸酯单体及该多官能基丙烯酸酯单体合计100重量份计，该单官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份，该双官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至80重量份，该多官能基丙烯酸酯单体的含量为0重量份至40重量份。

3.如权利要求2所述的树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于：助剂包括功能调节剂、紫外线吸收剂、内脱模剂、引发剂、调色色浆，其中引发剂包括光引发剂和热引发剂，光引发剂的含量为0.01重量份至4重量份，热引发剂的含量为0.00重量份至4重量份，紫外线吸收剂含量为0.01重量份至4重量份，调色色浆的含量为0.01重量份至4重量份，功能调节剂含量为0.2重量份至10重量份，内脱模剂含量为0.00重量份至4重量份。

4.如权利要求1-3任一项所述的树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于：主料和助剂按照合计100重量份计，主料为85重量份至99重量份，助剂为1重量份至15重量份的比例混合。

5.如权利要求4所述的树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于：在原料浇注中，向玻璃模具浇注原料具体为，取玻璃模具1-3个，撕开第一个模具胶带，压住胶带，露出模具开口6-10mm，开口对准枪头，压下手柄，原料注入达到容积九成时控制手柄减少流量，慢慢浇注满并避免气泡，放开胶带缠回原位。

6.如权利要求5所述的树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于：在开模后进行清洗，再进行合模：将模具的A模与B模分别对光检查是否有瑕疵，对有瑕疵的模具使用擦拭纸蘸溶剂处理；将模具的工作面对风嘴吹净后，放入铝圈，再放入胶带机，胶带机按照预设程序，完成模具组合。

7.如权利要求6所述的树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于：组合后的模具装蓝，并由浇注车间重新进入流水线循环使用。