CN1095739C - 光学产品的挤出－压力成型 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于制造光学产品的挤出-压力成型法，其中光学聚合物挤出物的熔融料被供给按顺序移动的包括下模和上模的模具组的下模，然后将上模置于含熔体料的下模顶上并加压模具组而形成光学产品。在形成光学产品后，下模和上模被分离并再循环以形成另外的光学产品。光学聚合物料可以是粒料形式并在挤出机中熔融。还可以使用反应型挤出机，此处光学聚合物料是由光学聚合物单体在反应型挤出机中生产的。优选使用往返转运器输送下模、含熔融料的下模和含熔融料的模具组通过该成型法的诸步骤。使用控制系统以获得输入数据并对监视器发出输出信号和控制该方法的诸步骤。

Description

光学产品的挤出-压力成型
技术领域
本发明涉及通过模压制造光学产品例如眼镜片，特别是使用连续挤出-压力成型法制造塑料透镜，由此将聚合物熔体由挤出机或熔融设备供给一系列按顺序加工的压模，通过挤压模具而形成透镜，使透镜与模具脱开并将模具再循环到加工过程的熔体供给步骤中。
背景技术
多年来已经使用热塑性和热固性聚合物的直接压力成型来制造塑料光学产品如透镜。基本上说，压力成型法使用填充的粉末或预成型的材料，而且产品是通过将材料添加到模具、闭合模具并在升高温度下压紧模具而形成的。模具通常是由形成模具或模具组的下模与上模组成的。在热塑性透镜制造的成型过程中，材料与模具被加热到预定的温度以软化材料，对模具施加压力在预定的时间内使其达到预定的腔容积，同时过量的材料从模具中被挤出。然后冷却模具，打开，并从其中取出产品。然而，此方法在商业上缺乏吸引力。因为它时间周期长、能量利用率低，它与注射成型法相比经济效益差。直接注射成型法通常是模压热塑性材料的更快和更有效的方法。
然而，在成型诸如负光焦度Rx透镜的光学产品情况中，惯用的注射成型法存在许多严重的操作问题。这些类型的透镜具有中央比边缘薄的截面，而且此特征是使直接注射成型非常困难，特别是当熔体的粘度高时。一般说来，因为在模具腔的较厚截面处阻力较小，故被注射到模具中的熔体首先趋于充填模具的边缘，在充填模具腔的大部份的边缘区之后，熔体本身再改向模具腔的中央较薄区域。由于缩短时间周期的需要注射成型法中所用的模具必须是相对冷的，且当熔体在中央区域汇合时常常会形成汇合线。在成型具有较薄中央厚度的透镜时这种现象特别严重，因为这种透镜由于其重量较轻而具有较大的体积。此外，注射成型通常导致定向引起的应力与双折射。缺乏在冷流道注射成型工艺中使用的充分的保压力(packing force)经常导致与透镜的过早脱膜有关的不均匀的收缩并在透镜表面上引起线痕。对于适于光学用途的产品而言必须避免这类问题的出现。
为了克服某些上述问题，现已开发出注压成型工艺，参见美国专利№4,008,031；4,091,057；4,254,065；4,364,878；4,409,169；4,442,061；4,519,763；4,540,534；4,627,809；4,707,321；4,828,769；以及欧洲专利公开0130769，在此结合这些专利文献作参考。通常，使用注射成型机将熔体料注入到分开的模具中。然后闭合模具以对熔体施加加压力并通过液力夹持器或由辅助机件如弹簧对模具腔进行保压。注射与加压步骤的时间、熔体料的尺寸和模具的温度控制均是决定性的操作因素。在许多情况下，必须使用热流道工艺以获得充分的保压力。
虽然存在不同变型的注压成型工艺，但是它们或多或少彼此是相似的，且此工艺具有某些缺陷。其中之一是该过程经常产生出具有某些应力与双折射的产品，这可能是由于模具与熔体之间存在着大的温度差之故。另外，时间周期通常非常长因为充填模具是一个缓慢的过程，在某些改进的方法中每一周期模具必须被加热与冷却。热流道工艺的使用增加材料被暴露于高温中的时间，这对热敏性材料可能产生负面影响。模具费用也是非常高的，而且协调注模与加压步骤的控制系统是关键且通常是非常复杂与昂贵的。
通过将粒料形式的聚合物与添加剂加到挤出机中而在挤出机中混合许多聚合物料。在反应型挤出机中通过将聚合物反应剂添加到挤出机中来制造某些特殊的光学材料例如硫代氨基甲酸乙酯与聚氨酯聚合物和/或共聚物。当成型产品时，粒料还可在成型机中被加热和熔化成熔体或被软化以促进成型过程。然而，通常在高温下和/或长的加热过程中塑料易于被分解。在聚合物透镜的光学和机械性能与多少时间聚合物被熔化和熔化多长时间之间还存在直接的关系，特别就热敏性聚合物而言。通常，被成形为光学产品的材料必须具有尽可能短的熔化过程，否则将会增加聚合物的泛黄氧化，且还可能损及其机械性能。还有，从能量效率的角度看，重新加热塑料粒料成为熔融形式是不经济的，也缺乏环境上的吸引力。利用来自挤出机的熔体作为成型机的进料源的困难之一在于挤出通常为一个连续的过程，而常规的注射成型、注压成型和压力成型法均是分批或间歇过程。将连续的挤出机与间歇或分批的成型机相配合成为难以克服的负担，这是现有技术迄今尚未解决的。
考虑到现有技术的问题与不足，本发明的目的是提供一种使用挤出机或其他设备形成聚合物熔体，并压力成型该熔体而形成没有商业上不合格缺陷诸如汇合线、应力、双折射与过早脱膜痕的光学产品的成型聚合物、特别是热塑性材料成为光学产品诸如Rx透镜的方法。
本发明的另一目的是提供一种在没有额外的制造粒料然后将其熔化成型光学产品步骤的，通过直接使用从反应挤出过程中挤出的熔体成型光学产品的能效高并具有减少的热加工时间的方法。
按照本发明的再一个目的，提供一种用来使用造粒的热塑性材料制造光学产品的方法。
本发明的又一个目的是提供一种借助于挤出机或反应型挤出机和随后利用包括至少二个拼合模块的模具组的压力成型制造光学产品例如透镜的方法。
本发明的又一个目的是提供一种制造光学产品例如透镜的设备。
按照本发明的另外目的，还提供使用本发明的方法与设备制成的光学产品。
在本说明书的某些部份中将可见到本发明的其他的目的与优点。
发明公开
本发明一方面涉及一种挤出-压力成型法(E-C法)，该方法为按顺序的一系列步骤，包括形成聚合物料熔体的挤出或熔融步骤，通过将所说的熔体供入序列的加工模具中成型所说的熔体为光学产品，加压已充填的模具然后使光学产品从模具中脱出，并将模具再循环重新用于形成另外的光学产品。另一方面本发明包括成型热敏的热塑性光学材料和常用的热塑性光学材料的成型方法。这些材料包括，但并不限于，光学热塑性硫代氨基甲酸乙酯-聚氨酯共聚物(如美国专利№5,679,756中所述)、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚碳酸酯、和SAN。正如本技术领域中熟练人员所体会到的那样，在挤出(熔体)中可以使用少量的交联剂和使成型产品不是完全可再熔化的。此处所使用的术语热塑性包括含有少量交联剂的这样的聚合物。
按照本发明的另外一个方面，提供一种成型光学产品的方法，它包括：
形成光学聚合物材料的熔体；
由下模供应装置提供一下模，该下模是包括上下模的模具组的一部份；
将一部份熔体添加到下模的上表面；
由上模供应装置提供该上模并将其置于含熔体的下模顶上而形成含熔体的模具组；
加压含熔体的模具组而形成光学产品；
从模具组中取出光学产品；和
重复上述步骤直至制得想要数目的光学产品为止。
在该过程中所用的挤出机可以是双螺旋啮合的、非啮合的或双螺旋与单螺旋相结合的挤出机或单螺旋挤出机或任何其他适用的挤出机。由挤出机或其他熔融设备所形成的熔体被供到成型模具组的下模，在该方法中成型模具组的下模是在模具的往返转运器中被输送的。然后将模具组的上模置于已被充填的下模上而在往返转运器上形成含聚合物的模具组，然后将它置于压机下。使用预定的压力优选为0.7～140kg/cm2对含聚合物的模具组加压。所形成的光学产品的厚度一般是通过上下模之间的预先设定的腔隙来确定的。模具组与挤出机是非机械相连的，且模具组最好是与转运器和压机可拆开的。模具的表面可用脱模剂进行预处理。
模具组单独的上下模和往返转运器最好被加热，且更优选使温度达到高于聚合物的Tg和低于聚合物的分解温度。模具组与往返转运器的温度优选为处于比聚合物的Tg高20℃与比聚合物的分解温度低10℃之间。与注射成型和注压成型法相比，在此方法中使用升高温度的模具组和最好还使用往返转运器是本发明的重要特征，在注射成型和注压成型法中当熔体被迫送到模具中时模具基本上是冷的。现已发现，高的模具组温度能使聚合物更有效地复制出模具的表面特征并提供完全合格的光学产品。
当模具组被压到预定位置和腔隙宽度后，在有效时间内保持此受压位置以固化聚合物，时间例如为2-30秒钟。然后从压机和往返转运器中取出模具组。往返转运器被再循环到下模供入步骤和将下模送到转运器上。其中装有成型件的模具组通常进行后处理，例如被保持在比材料的Tg高约2℃-80℃与比光学产品的分解温度低的温度中。在后处理期间模具组最好是闭合的。根据材料的性质可以进行许多不同的后处理。可将模具组闭合并通过加热保持模具的温度而使产品退火，以便在不使产品形状发生变形的情况下消除任何的应力和双折射。在另一方案中，可以逐渐降低温度到低于Tg，例如室温，然后打开模具组以取出成型产品。
按照本发明的另一方面，与反应挤出系统一起使用该方法是特别有用的，尤其是就通过该系统制造热敏性聚合物而言。例如，单体和/或预聚物在反应型挤出机中被聚合和聚合物熔体被连续地挤出。所挤出的熔体被直接成型而不是先被制成粒料，且粒料必须被供入成型机例如注射成型机中而被重新加热以便成型为产品。本发明的E-C成型法(即，挤出-压力成型法)是能效高的和生产出具有增强的光学性能的产品。
按照本发明的另一方面，该方法使用被造粒的聚合物材料例如聚苯乙烯、PMMA、聚碳酸酯、SAN、等等。将聚合物熔化并挤出熔体供如上所说的本发明随后的压力成型过程用。根据本发明的成型方法使用粒料也能够实现上述的消除应力与双折射和在成型过程中防止变形的步骤。
按照本发明的一附加方面，提供一种用于制造光学制品的设备，包括：
用于形成光学聚合物材料熔体的熔融装置；
用于供应接受部份熔体的下模的下模供应装置；
用于将熔体供给下模上表面的熔体供应装置；
用于供应上模并将上模定位于含熔体的下模顶上以形成含熔体的模具组的上模供应装置；
用于加压含熔体的模具组以形成光学产品的加压装置；
用于使已成型的光学产品与上下模脱开的脱开装置；和
用于将上模和下模输送到各自的供应装置的再循环装置。
透镜用的E-C法之经济上的优点被增加，因为由此方法制成的产品之形状相对地简单且具有几何对称性。可以使用廉价的模具诸如玻璃模具且优选包括下模与上模形成的模具组。这是重要的，因为在该方法中按顺序使用许多模具组而不是如一般的间歇法例如注射成型或注压成型法中仅使用一个模具。玻璃模具适用于本发明的方法，因为本发明的方法使用较高的温度和较低的成型压力。使用玻璃模具的可能性是本发明的重要特征，因为玻璃模具表面能比金属模头表面更容易地被加工成光学级的光洁度。
任何适用的压机均可在本发明的方法中使用，且压机的生产率是高的，因为这是由于按序的多模具组操作之故。
附图简介
据认为本发明的零部件是新的，且在所附权利要求书中特别提出了本发明元件的特征。附图仅仅是供说明用的且并不是按比例绘制的。然而，本发明本身就其构成与操作方法而言，能通过参照详细说明和结合附图而被更清楚地了解，这些附图为：
图1是被用来制造光学透镜的本发明方法的示意图。
图2是被用来制造光学透镜的本发明方法的流程图。
实施本发明的方式
在介绍本发明的优选实施方案时，参照附图1-2，在附图中相同的数字代表相同的零部件。本发明的零部件不必按比例显示在附图中。
本发明中所使用的挤出机可以是任何类型，诸如双螺旋啮合的、非啮合的或双螺旋与单螺旋相结合的挤出机或单螺旋挤出机。挤出机可被定义为是一种其中聚合物被加热与塑化且部份熔体用于充填模具的设备，而所说的熔体通常是通过其出口而被挤出的。挤出机的长/径比(L/D)可以高达140或更高，这取决于被加工的材料。在反应挤出系统中，双螺旋挤出机被优选且优选的长径比为32-140，更优选为36-100，这取决于不同的反应体系。就塑化聚合物材料而言，双螺旋和单螺旋挤出机均可使用，而长径比L/D优选为20-80和更优选为20-56。还可以使用加热器来形成熔体，并将熔体通过惯用装置以如从挤出机相同的方式供给模具。
挤出机优选具有一到五个进料口和一到五个排出口。挤出机的温度和螺旋速度被设定在材料挤出法用的参数的正常操作范围内，以产生通常为1,000-300,000cps或以上粘度的溶体，这取决于材料。换网器(screen changer)通常被安装在挤出机上以过滤熔体，缩小被挤出熔体中的空气泡、孔隙或可见的夹杂物。
本发明的E-C成型法，总体上以10表示在图1中。总体上以28表示的模具往返转运器，优选被加热至比待加工聚合物的Tg高20℃以上到比待加工聚合物的分解温度低10℃之间的温度。按顺序进行处理的往返转运器28a，28b，28c，28d，28e，28f和28h被表示为使用在该成型法中。因此，当转运器28h正由下模供应装置11供应下模12时，依顺序在其之先的转运器28g被表示为正在接受熔体注料(melt shot)19。模具往返转运器28h被表示为正在由下模夹持器11向其装载一模具组的下模12，且此模具组包括下模12与上模21。此下模12优选被加热至比待加材料的Tg高20℃到比其分解温度低10℃之间的温度。为了使下模被正确地定位，一竖直的机械导轨14被用在往返运转器28的基座13上，并且下模12沿此导轨14滑动到该基座的顶部位置。带有下模12的模具往返转运器28h由待送带15运载。在先的转运器28g被表示为定位在挤出机16开口的下方，以从挤出物〔熔体流(melt strand)〕17中收集熔体注料19的位置。当预定量的熔体流(挤出物)17被确定时，用自动切断装置切断熔体流(挤出物)而形成设定量的熔体(成型料19)。从挤出机到下模的卸料时间为1-20秒，优选为1-10秒。为了增强聚合物的性质较短的时间被优选，例如可以减少聚合物氧化的可能性，等等。然后模具往返转运器28g被传送带15移动到下一个位置。在先的转运器28f，被表示为通过让上模沿机械导轨14滑动而将上模21从上模夹持器20置于熔体注料19的顶部。上模21其温度最好在高于被加工材料Tg的20℃以上与低于被加工材料的分解温度10℃之间。
然后带有充填以熔体料19的上、下模的往返转运器28f被移动到工位23。在先转运器28e被表示为处于液压机22下，并通过压机与上模21的接触由压机头施加压力。压力范围为0.7～140kg/cm2或更高。优选的压力为0.7～70kg/cm2。最优选的压力为0.7～35kg/cm2，模具两半端之间的间隙宽度确定了被制造产品的厚度。该间隙是通过机械隔离器测定模具边缘的间隙宽度或通过光学装置如激光千分尺来控制的，使得一旦当上模被压到预定位置时对压机断电。使用传感器28e′将间隙与其他数据输入到控制系统27。可以使用多于一台的压机以与挤出机的生产率和所用的往返转运器与模具的数目相配合。
在模具组被加压到预定位置并保持此受压位置约2-30秒钟后，含有已成型产品的往返转运器28e被移动到第二传送带25。在先转运器28d被表示为从中取出含有以复合体30表示的含聚合物的模具组。然后将往返转运器28d沿第三传送带29与转运器28c、28b和28a一起移动，供在该方法开始处再使用。
在步骤26的后处理期间，含聚合物的模具组30被保持在比材料的Tg高2℃-80℃的温度下。在后处理期间模具组最好保持闭合状态。根据聚合物的性质和/或产品的要求能够使用许多不同的后处理。例如，含聚合物的模具组30可以保持闭合且通过加热模具组来保持模具温度，使之能对其中的成型产品进行退火，以完成聚合或在产品不发生变形的前提下消除任何的应力与双折射。含聚合物的模具组还可先进行逐级冷却，然后打开以再取出成型产品。从模具组取出光学产品(透镜)24并将上模具21和下模具12输送到其各自的夹持器20和11。
本发明的一个重要特征是，控制挤出机16以将熔体注料19供给许多按本方法的顺序前进的往返转运器，除了切断熔融的挤出物料17时外不会中断生产过程。熔体最好被收集在下模表面上，以使在供料开始时熔体与模具的接触面积尽可能地小，并且逐渐增大在模具区上熔体的面积且看不出有明显的空隙或气泡被夹留在接触区内。为了获得这样的流动模式，挤出物喷咀的轮廓与挤出机模具开口的形状优选形成垂直下落的熔体流17，所说的熔体流具有通过重力对熔体流的作用而形成的圆形端底面的圆形截面。熔体流截面的温度受到特别的控制以便形成这样的熔体流形状。熔体的端底面将首先与下模表面接触。当熔体流下降而覆盖下模表面时，通过沿模具表面向外扩展而使熔体流与模具表面之间的接触面积增加且无空隙或空气泡被夹留在接触区之内。在接触模具表面之前挤出物(熔体流)的移动距离通常为约2到约6英寸，优选为3到5英寸。上模被加(放)在熔体注料19之上，并且当在其上模施加压力时，熔体与模具表面之间的接触面积通过向外朝下模与上模边缘的扩展而逐渐增大。使用此工艺避免了气泡与空隙。增加加压的路径有助于提高成型产品的质量，且本发明的一个优选特征是熔体流的截面是圆形的和成型产品的直径是尽可能地大，只要被添加到模具中的熔体量稍大于制造产品所需要量即可。熔体的多余量为产品量的约1-10％重量，但也可以为更大，这取决于所使用的聚合物等等。熔体流的断开端可以比熔体的其余部份更冷。当熔体被加入到模具中时，熔体流的结束端优选被置于更接近模具的边缘，成为部份的废料而不会形成可能产生的缺陷。这些末端还可被用来成型为透镜的把手，在随后的涂敷过程中把手是有用的且在涂敷后可以除掉。
如果需要的话可以在本方法中使用氮气覆盖层或其他惰性气体，以保护聚合物免受氧或水气的影响。
控制系统27获得输入/输出数据11a、15a、16a、18a、20a、22a、25a、26a、28a′-28h′和29a并使用这些数据来控制加工过程。例如，数据28h′通常用来将下模12正确定位于往返转运器28h中，以及往返转运器28h和下模12的温度。输入数据11a通常表示下模12是否存在于下模夹持器11中。
现参见附图2，它表示本发明的一种加工按顺序的模具组的方法。在步骤100中收集许多下模和在步骤102中收集许多往返转运器。在步骤104中将一个下模输送到往返转运器。在步骤106中将来自挤出机的熔体料供到处于往返转运器中的下模表面上。然后在步骤108将上模输送到在往返转运器上的熔体/下模以形成在其间含有熔体的模具组。在步骤112加压含熔体的模具组。然后在步骤114中冷却含熔体的模具组，并在步骤116将含熔体(现在为固化产品)的模具组与往返转运器分离。从步骤116中分离的往返转运器被再循环到步骤102中，在步骤102中往返转运器被收集以供以后的使用。然后在步骤118对被分离的含产品的模具组进行后处理。在后处理之后，在步骤120使上、下模与所成形的透镜分离。然后在步骤122中储存透镜产品。将被分离的下模再循环到步骤100，和将被分离的上模再循环到步骤110。在本发明的方法中对每一被加工的按顺序的模具组而言，重复此程序直到如步骤124所确定那样制得所有的透镜产品为止。如果制得所有的透镜，那么该过程在步骤126时仃止。如果需要制造更多透镜的话，该过程在步骤128中继续。
现通过参考下列的实例对本发明的各种实施方式进行说明。然而，应该明白，提供这样的实例之目的仅仅是为了说明本发明，而不是对本发明的范围作出限制。
实例1
使用本发明的E-C成型法成型具有负规定光焦度的聚苯乙烯透镜。使用Chevron聚苯乙烯MC 3700粒料形成挤出的熔体。挤出机为Leistritz ZSE-27双螺旋啮合反转挤出机，其L/D为40∶1。机筒8(Barrel)为排气段。该挤出机的机筒温度被设定如下：机筒段     1    2    3    4    5    6    7    8    9  10温度(℃)  NH* 202  202  202  230  230  240  245  245 245
*NH为未加热，使用固体进料器将机筒1用来供给塑料粒。
出料模具为1/2″圆形线材模具。熔体流挤出物的温度被控制在245℃。在扭矩为20％时螺旋转速为150rpm。熔体温度为245-250℃。往返转运器与模具温度为160℃。熔体从挤出机排出的流率为14lb/h。收集进入往返转运器和下模表面上的熔体流的时间约为8秒钟。垂直下落的熔融挤出物的端点与下模顶之间的距离约为3英寸。使用80mm直径的上、下玻璃模具。模具用蒸馏水清洗并在100℃的炉中干燥3小时以上。压机压力为约1.75kg/cm2。由机械隔离器来控制透镜的厚度，当达到预定位置时机械隔离器能仃止压机头的向下运动。模具在最终受压位置的保持时间为6秒钟。从往返转运器取出含成型透镜的模具组并置于室温下进行冷却。在约10分钟后从玻璃模具组中取出透镜。玻璃模具的表面特征被非常好地复制到成型透镜的表面上。在偏振片之下没有应力引起的双折射。透镜表面具有非常好的光学质量而无汇合线和流线。透镜的光学质量在商业上是合格的。
实例2
使用本发明的E-C成型法成型具有负规定光焦度的丙烯酸透镜。使用AtoHass North America Plexiglas DR-101(PMMA)粒料形成挤出的熔体。挤出机为Leistritz ZSE-27双螺旋啮合反转挤出机，其L/D为40∶1。机筒8为排气段。该挤出机的机筒温度被设定如下：
机筒段    1    2   3   4    5   6   7   8   9  10
温度(℃) NH* 210 230  235 235 240 240 255 255 255
*NH为未加热，使用固体进料器将机筒1用来供给塑料粒。
挤出机的出料模具为圆形1/2″直径线料流。熔体挤出物的温度被控制在260℃。在扭矩为47％时螺旋转速为150rpm。熔体温度为258℃。往返转运器与模具温度为230℃。熔体从挤出机排出的流率为14lb/h。收集进入往返转运器和下模表面上的熔体料的时间约为8秒钟。垂直下落的熔融挤出物的端点与下模顶之间的距离约为4英寸。使用80mm直径的上、下玻璃模具组。压机压力为约2.1kg/cm2。模具在最终受压位置的保持时间为6秒钟。从往返转运器取出含成型透镜的模具组并置于室温下进行冷却。在约10分钟后从玻璃模具中取出透镜。玻璃模具的表面特征被非常好地复制到成型透镜的表面上。在偏振片之下没有应力引起的双折射。透镜表面具有非常好的光学质量而无汇合线和流线。透镜的光学质量在商业上是合格的。
实例3
使用本发明的E-C成型法成型具有负规定光焦度的硫代氨基甲酸乙酯-聚氨酯共聚物透镜。反应器挤出过程如上述美国专利№5,679,756中用于形成该共聚物所示。挤出机为Leistritz ZSE-27双螺旋啮合反转挤出机，其L/D为40∶1。机筒8为排气段。该挤出机的机筒温度被设定如下：
机筒段   1    2   3   4    5   6   7   8   9   10
温度(℃)NH* 155 168  170 167 167 167 167 160 160
*NH为未加热，使用固体进料器将机筒1用来供给塑料粒。
主要供料口为静态混合器预反应器。该预反应器产生5.7lb/h的硫代氨基甲酸乙酯预聚物被连续地供入在机筒1上的主要供料口。在机筒3处使用由Eldex制造的计量泵通过注射机将单体液态MDI以1.84lb/h的速率供入挤出机。在机筒4处使用Cole Parmer计量齿轮泵通过注射机将二醇单体(环己烷二甲醇)以0.94lb/h的速率供入挤出机。单体与预聚物在挤出机中反应。挤出机出料模具为1/2″圆形线材模具。温度被控制在160℃。在扭矩为33％时螺旋转速为190rpm。熔体温度为180℃。往返转运器与模具温度为160℃。挤出机的总流率为8.5lb/h。收集进到往返转运器和下模表面上的熔体流的时间约为10秒钟。垂直下落的熔融挤出物的端点与下模顶之间的距离约为3英寸。使用80mm直径的上、下玻璃模具，玻璃模具表面用二氯二甲基硅烷表面活性剂预处理。模具首先被清洗和干燥。压机压力为约20psi。模具在最终受压位置的保持时间为6秒钟。
从往返转运器取出含成型透镜的模具组，并被置于温度为125℃的氮气氛的炉中进行24小时的退火。然后在室温下冷却含透镜的模具组为时约10分钟，并从玻璃模具组中取出透镜。玻璃模具的表面特征被非常好地复制到成型透镜的表面上。在偏振片下没有应力引起的双折射。透镜表面具有非常好的光学质量而无汇合线和流线。在退火后透镜的冲击强度被大大地提高。使用本发明方法制成的具有10mm厚度的透镜通过ANS187.1-1989，15.5.2的工业标准冲击试验和街道耐磨(streetwear)冲击试验标准FDA 21 CFR 801.410。透镜质量在商业上是合格的
尽管已结合优选的实施方案对本发明作了具体的描述，但是对本领域的熟练技术人员来说，根据上述的说明显然会作出种种变化与改进的。因此如权利要求书将包括落入本发明的这些变化与改进。

Claims (26)

1.一种形成光学产品的方法，包括：
在一熔融装置中形成光学聚合物材料的熔体并以未加压的熔体流形式由该装置供应所说的熔体；
由下模供应装置提供下模，该下模是包括下模与上模的模具组的一部分；
形成与添加未加压熔体流的预定熔体注料部分到下模的上表面上；
由上模供应装置提供上模并将其置于含有未加压的熔体注料的下模顶部而形成含熔体的模具组；
加压含熔体的模具组而形成光学产品；
从模具组中取出光学产品；和
重复上述步骤直至制得到想要数目的光学产品为止。
2.如权利要求1的方法，其中熔体是在挤出机中形成的，该挤出机提供连续的熔体馈给被用来制造光学产品的一系列按顺序的下模。
3.如权利要求2的方法，其中下模是在往返转运器中通过本方法的各步骤被输送的。
4.如权利要求3的方法，其中含熔体的下模是予先在往返转运器中的，并再供应上模且使其置于含熔体的下模之上。
5.如权利要求4的方法，其中加压含熔体的模具组而形成光学产品。
6.如权利要求1的方法，其中下模被加热。
7.如权利要求6的方法，其中上模被加热。
8.如权利要求3的方法，其中往返转运器被加热。
9.如权利要求1的方法，其中光学聚合物材料是粒料形式。
10.如权利要求1的方法，其中熔体是在挤出机中形成的。
11.如权利要求1的方法，其中熔体是在反应型挤出机中形成的。
12.如权利要求1的方法，其中下模和上模是玻璃。
13.如权利要求1的方法，其中模具组是在约为0.7～35kg/cm2压力下加压的。
14.如权利要求1的方法，其中被添加到下模的熔体注料部分是圆柱形的。
15.一种制造光学产品的设备，包括：
用于形成光学聚合物材料熔体并以未加压熔体流的形式由之供应该熔体的熔融装置；
用于供应接受部分熔体流的下模的下模供应装置；
用于将未加压的熔体流供给下模的上表面，并使未加压的熔体流形成预定的未加压熔体注料部分的熔体供应装置；
用于供应上模并将上模置于含未加压熔体注料的下模顶部而形成含熔体的模具组的上模供应装置；
用于加压含熔体的模具组以形成光学产品的加压装置；
用于使已成型的光学产品与上模及下模脱开的脱开装置；和
用于将上模和下模输送到各自的供应装置的再循环装置。
16.如权利要求15的设备，其中熔融装置是挤出机。
17.如权利要求15的设备，其中熔融装置是反应型挤出机。
18.如权利要求15的设备，其中下模和上模是玻璃。
19.如权利要求15的设备，其中下模和上模是在往返转运器中被输送而通过该设备的。
20.如权利要求15的设备，其中下模和上模均被加热。
21.如权利要求19的设备，其中往返转运器被加热。
22.如权利要求14的方法，其中未加压的熔体流是从熔融装置垂直下落的并被用来形成未加压的熔体注料。
23.如权利要求22的方法，其中熔融装置是挤出机。
24.如权利要求15的设备，其中未加压的熔体流是由一个具有圆筒形排出模具开口的挤出机形成的。
25.如权利要求24的设备，其中来自挤出机的圆柱形未加压的熔体流被自动切断装置切断，形成设定量的熔体流，该熔体流从熔体供给装置垂直下落到下模的上表面。
26.如权利要求25的设备，其中熔融装置是挤出机。
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