CN112188954A - 硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法 - Google Patents

硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过将硫代氨基甲酸酯类单体溶液注入至形成在外围被密封的一对模具之间的腔体内来制备光学材料的方法，更详细而言，涉及一种将硫代氨基甲酸酯类单体溶液注入至所述腔体内的同时可以利用视觉识别系统在短时间内定量注入的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法。本发明提供一种硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其包括：(a)准备固相折射率为1.523至1.690，(在25℃的温度下)粘度为20至1000cps的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物的步骤；(b)将大部分所述单体组合物注入到形成在外围被密封的一对模具之间的腔体内的步骤；以及(c)在步骤(b)之后将单体组合物注入至腔体内的同时，利用视觉识别系统检测液位，若在所设定的最终注入地点检测到液位，则结束单体组合物的注入的步骤。根据本发明，可以将硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体溶液以定量自动注入至模具中，以免缺少或溢出。

Description

硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法
技术领域
本发明涉及一种将硫代氨基甲酸酯类单体溶液注入至形成在外围被密封的一对模具之间的腔体内来制备光学材料的方法，更详细而言，涉及一种将硫代氨基甲酸酯类单体溶液注入至所述腔体内的同时可以利用视觉识别系统在短时间内定量注入的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法。
背景技术
在光学材料中，塑料透镜与玻璃透镜相比具有轻、不易碎、加工性良好的优点，因此，最近，塑料透镜比玻璃透镜使用更多。这些塑料透镜是将称为单体(monomer)的高分子化合物注入至模具后使其固化，然后通过适当的后加工而制造的。即，通过将单体溶液注入至具有透镜模样的空的注入空间(腔体)的模具中来制造。
作为与此相关的现有技术，专利文件1公开了一种“眼镜片制造用模具的移动距离设置装置”。
所述专利文件1公开了一种为了准确地确定眼镜片制造用玻璃模具的隔开距离，在利用模具卡盘使玻璃模具彼此隔开配置的状态下，在玻璃模具的外周面粘贴胶带，然后在完成贴带工作的玻璃模具中手动注入单体溶液的方式。
然而，如专利文件1公开的将单体手动注入至玻璃模具内的技术是完全依赖于注入者的熟练程度，因此，存在根据熟练程度会发生不良，并且工作效率降低的问题。尤其，每次都以预定量精确地注入单体是需要非常熟练的技术的，因此，存在若不熟练会在模具中产生气泡的问题。
另外，由于液态单体会产生对人体有害的挥发性气体，因此，长时间工作时，会对工作人员的健康产生不利影响。
硫代氨基甲酸酯类光学材料具有优异的透明性、阿贝数、透射率、拉伸强度等光学特性，因此，被广泛用作光学透镜材料。在大韩民国授权专利10-0136698、10-0051275、10-0051939、10-0056025、10-0040546、10-0113627等中，通过热固化多异氰酸酯化合物和多硫醇化合物来制造硫代氨基甲酸酯类光学透镜。在包括硫代氨基甲酸酯类光学材料的光学透镜领域中节省生产费用是主要关注之一。如果在不经人手的情况下在自动生产设备中可以进行自动注入，则不仅可以提高生产性，而且，还可以解决生产过程中对人体的有害性的问题，但是，尽管进行了很多尝试，但是，至今仍然很难实现自动化注入。在此，单体组合物的高粘度、根据组成而产生的粘度之差和浇灌时间之差也是其原因。
专利文件2(大韩民国授权专利第10-1383132号)公开了一种“眼镜片用单体自动注入设备以及利用其的眼镜片的生产方法”。在专利文件2中，在将单体溶液注入到由一对模具形成的腔体内的步骤中，通过使用检测透镜模具的位置的位移传感器(激光传感器)来掌握透镜模具的位置，并通过第二移动部来检测填充到透镜模具的原料的水位，并且，通过注入量调整部来调整注入喷嘴的单体注入量，当单体达到预定水位时，将注入单体的量调整为第一步骤的5mm和第二步骤的10mm。
但是，如专利文件2，当利用位移传感器检测原料(单体组合物)的水位时，单体组合物的粘性比水高，因此，水位的变化不是水平变化，而是形成二维的左右对称的抛物线形，所以，存在难以实时准确地检测出水位的问题，因此，即便按步骤调整注入量，也难以注入准确的量，导致注入量不足或注入量过多，从而导致产品不良或被溢出的单体会污染注入设备。
另外，专利文件3(日本授权专利第3707189号)的“塑料产品制造方法和制造装置”是用于将在塑料透镜制造过程中将塑料原液注入至成型模具的工艺自动化的方法，其包括：第一工艺，通过测量腔体内侧的第一壁和第二壁之间的宽度来设置第一流量和第一时间，并且以第一流量第一时间期间将塑料原液注入至腔体内；第二工艺，第一工艺后，以小于第一流量的第二流量将塑料原液注入至腔体内，如此，仅在预定时间内注入大容量的原液之后，即将结束注入时注入少量原液，从而，不仅缩短注入时间，还可以减少泄漏量。
然而，在根据专利文件3的注入方法中，考虑到腔体内部的空间特性，通过按步骤减少塑料原料的注入量和注入时间，可以缩短注入时间并减少泄漏量，但是，将单体注入至模具内时，由于未考虑粘性高的单体溶液的液位变化特性，因此，存在仍发生泄漏不良，并且，难以进行定量注入的问题。
在专利文件4(日本公开专利第2008-80766号公报)的“塑料透镜的成型方法”中公开了塑料透镜的成型方法，所述方法，在以如倾斜酒杯倒酒的方式将液体成型材料注入至模具的内部时，最初使注入口处于从上方正中央稍微偏向一侧的状态后开始注入，使得在模具内部尽量不留气泡地进行填充，当注入预定程度后，使模具旋转(倾斜)来使注入口位于上方正中央，从而填充原料单体。
然而，虽然专利文件4为适合不留气泡地注入原料的方法，但是，仍然难以以准确的量注入原料。
[现有技术文件]
[专利文件]
(专利文件1)1.大韩民国授权实用新型第20-0236704号
(专利文件2)2.大韩民国授权专利第10-1383132号
(专利文件3)3.日本授权专利第3707189号
(专利文件4)4.日本公开专利第2008-80766号
(专利文件5)5.大韩民国授权专利公报10-0136698
(专利文件6)6.大韩民国授权专利公报10-0051275
(专利文件7)7.大韩民国授权专利公报10-0051939
(专利文件8)8.大韩民国授权专利公报10-0056025
(专利文件9)9.大韩民国授权专利公报10-0040546
发明内容
在如上所述的在先技术中提出了将光学材料用单体自动注入至模具内的方法，但是，均难以以准确的量注入单体而发生溢出或不足现象。另外，每个单体都具有固化速度和固化时间之差、粘性之差、液位之差，即便是相同系列的单体也根据其组成存在差异，因此，单纯地将注入量或速度按步骤调整的机械方法是无法对应根据单体而存在的差异，所以，存在难以准确地注入的问题。
本发明是为解决所述问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，所述方法在没有注入量的不足或注入量过多的情况下，可以将硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物准确地注入至模具内。
尤其，本发明的目的在于，提供一种硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，所述方法将硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物分两步骤注入至模具的腔体内，在第一步骤中注入大部分硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物，接着，在第二步骤中，利用视觉识别系统来检测硫代氨基甲酸酯类单体溶液的液位，若在最终注入地点检测到液位，则停止注入，从而，不仅可以缩短时间，而且，还可以注入定量以免发生单体溶液溢出或不足。
为了达成所述目的，本发明提供一种硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其为将硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物注入至形成在外围被密封的一对模具之间的腔体内的方法，包括：(a)准备固相折射率为1.523至1.690，(在25℃的温度下)粘度为20至1000cps的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物的步骤；(b)将大部分所述单体组合物注入至所述腔体内的步骤；以及(c)在所述步骤(b)之后将单体组合物注入至腔体内的同时，利用视觉识别系统检测液位，若在所设定的最终注入地点检测到液位，则结束单体组合物的注入的步骤。
所述步骤(b)中，可以将所述单体组合物以预设的重量或体积注入至所述腔体内，或者可以利用视觉识别系统注入至模具内预设区域为止。
所述视觉识别系统拍摄模具的轮廓和被注入到所述模具的单体溶液的液位，为了检测模具设置在注入位置的状态，可以设定位于所述模具轮廓的一部分的第一区域和位于所述模具的外侧的第二区域。
如上所述，设置第一区域及第二区域的视觉识别系统，优选地，在所述第一区域检测到模具的轮廓时，控制器以所设定的第一注入压力将大部分单体溶液注入至模具内部后，接着在以低于所述第一注入压力的压力注入残留量的单体溶液，此时，若在第二区域检测到液位，则结束单体溶液的注入。
在所述第一区域及第二区域中，优选通过像素数的变化来检测模具的轮廓和单体溶液的液位。
在本发明的优选实施例中，在所述第一区域中以圆弧形表示虚拟轮廓，在所述第一区域检测模具的轮廓时，调整拍摄位置以使所拍摄的模具的轮廓与所述虚拟轮廓相一致，并且，第二区域的位置根据所述第一区域的位置变化一起移动来检测液位变化。
在优选实施例中，所述第一区域是指模具的外围中的对角线方向，即都具有模具的X方向信息和Y方向信息的位置，是将模具安装在注入位置时用于确认位置变化的部分，所述第一区域成为第二区域的位置移动的基准，在第一区域中若模具安装到注入位置，则即可感应到模具的轮廓。
在优选实施例中，所述第二区域被设置于靠近模具的单体注入口的位置的外部使得在模具内部无气泡地填满单体溶液，所述第二区域大致位于从模具轮廓离1至2mm的位置。
在优选实施例中，所述控制器控制注射器驱动部使得在将被第一次注入到注射器的单体溶液注入至模具内部时，以高压即快速注入单体溶液的70至99％，而对剩余量以较低的压力慢慢地注入。
所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物包含多硫醇化合物和多异氰酸酯化合物。
所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物，根据需要，还可以包括内部脱模剂。
优选地，所述单体组合物的注入在5至60℃的温度范围内执行。
发明效果
根据本发明，将硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体注入至模具内时，利用视觉识别系统确认液位，当达到最终注入地点时，自动停止注入，因此，可以定量注入单体溶液而不会发生不足或溢出的现象。
另外，由于并不是单纯机械地调整注入量或速度，而是在注入剩余量时利用视觉识别系统边确认液位边注入，因此，与单体的粘性之差、液位形状之差无关，都可以定量注入。
另外，通过具备将大部分单体第一次快速注入至模具内部的腔体的步骤，可以缩短单体的注入时间，因此，容易设定在预先确定的浇灌时间内完成注入，因此，与单体的固化速度及固化时间之差无关，可以在固化前最佳的状态下定量注入。
根据本发明，由于在没有因注入量不足或过量而造成不良的情况下，可以通过自动注入来生产高质量的硫代氨基甲酸酯类透镜，因此，可以大大提高生产性，而且可以通过降低人工成本来节俭生产费用，而且，还可以防止工作人员被直接暴露于单体的问题，以及因单体组合物的过量注入而引起设备异常动作或故障的问题。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的透镜制造过程的流程示意图。
图2是根据本发明的一实施例的单体自动注入方法的结构图。
图3是在图2中单体溶液第一次被吸入到注射器的内部的状态。
图4是在图3中单体溶液注入到模具内部的状态。
图5是示出在图4中单体溶液充满在模具内部的状态的图。
具体实施方式
下面，通过优选实施例按步骤说明本发明的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法。
本发明的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，包括：
(a)准备固相折射率为1.523至1.690，(在25℃的温度下)粘度为20至1000cps的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物的步骤；
(b)将大部分所述单体组合物注入至形成在外围被密封的一对模具之间的腔体内的步骤；以及
(c)在所述步骤(b)之后将单体组合物注入至腔体内的同时，利用视觉识别系统检测液位，当在所设定的最终注入地点检测到液位时结束单体组合物的注入的步骤。
所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物意味着均包括多硫醇化合物和多异(硫代)氰酸酯化合物或包括其预聚物的组合物。在本发明中，“单体溶液”是指所述单体组合物具有流动性的液相状态。
所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物的固相折射率为1.523至1.690，在25℃的温度下，粘度为20至1，000cps。更优选地，在25℃的温度下，粘度为30至500cps。
所述多异氰酸酯化合物，优选为单独或一起使用选自由异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4-二异氰酸酯(H12MDI)、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、1，3，5-三(6-异氯酸酯基-己基)-[1，3，5]-三嗪-2，4，6-三酮(HDI三聚体)、o，m，p-亚二甲苯基二异氰酸酯及四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)组成的组中的一种或两种以上的多异氰酸酯。所述多异氰酸酯化合物可优选使用以廉价供应的通用的异氰酸酯化合物。
本发明的单体组合物，除了所述异氰酸酯以外还可以包括一种或两种以上的其他异(硫代)氰酸酯化合物。作为这种异(硫代)氰酸酯化合物，可以使用选自由包括包含2，2-二甲基戊烷二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己烷二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、1，3-丁二烯-1，4-二异氰酸酯、2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，6，11-十一烷三异氰酸酯、l，3，6-六亚甲基三异氰酸酯、1，8-二异氰酸酯-4-异氰酸基甲基辛烷、二(异氰酸基乙基)碳酸酯、二(异氰酸基乙基)乙醚的脂肪族异氰酸酯化合物；
包含1，2-二(异氰酸基甲基)环己烷、l，3-二(异氰酸基甲基)环己烷、l，4-二(异氰酸基甲基)环己烷、环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、二环己基二甲基甲烷异氰酸酯、2，2-二甲基二环己基甲烷异氰酸酯的脂环族异氰酸酯化合物；
包含二(异氰酸基丁基)苯、二(异氰酸基甲基)萘、二(异氰酸基甲基)二苯醚、亚苯基二异氰酸酯、乙基亚苯基二异氰酸酯、异丙基亚苯基二异氰酸酯、二甲基亚苯基二异氰酸酯、二乙基亚苯基二异氰酸酯、二异丙基亚苯基二异氰酸酯、三甲基苯三异氰酸酯、苯三异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、3，3-二甲基二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯、联苄-4，4-二异氰酸酯、二(异氰酸基苯基)乙烯、3，3-二甲氧基联苯-4，4-二异氰酸酯、六氢苯二异氰酸酯、六氢二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯的芳香族异氰酸酯化合物；
包含二(异氰酸基乙基)硫化物、二(异氰酸基丙基)硫化物、二(异氰酸基己基)硫化物、二(异氰酸基甲基)砜、二(异氰酸基甲基)二硫化物、二(异氰酸基丙基)二硫化物、二(异氰酸基甲基硫代)甲烷、二(异氰酸基乙基硫代)甲烷、二(异氰酸基乙基硫代)乙烷、二(异氰酸基甲基硫代)乙烷、1，5-二异氰酸基-2-异氰酸基甲基-3-硫代戊烷的含硫脂肪族异氰酸酯化合物；
包含二苯基硫化物-2，4-二异氰酸酯、二苯基硫化物-4，4-二异氰酸、3，3-二甲氧基-4，4-二异氰酸基二苄基硫醚、二(4-异氰酸基甲基苯)硫化物、4，4-甲氧基苯硫代乙二醇-3，3-二异氰酸酯、二苯基二硫化物-4，4-二异氰酸酯、2，2-二甲基二苯基二硫化物-5，5-二异氰酸酯、3，3-二甲基二苯基二硫化物-5，5-二异氰酸酯、3，3-二甲基二苯基二硫化物-6，6-二异氰酸酯、4，4-二甲基二苯基二硫化物-5，5-二异氰酸酯、3，3-二甲氧基二苯基二硫化物-4，4-二异氰酸酯、4，4-二甲氧基二苯基二硫化物-3，3-二异氰酸酯的含硫芳香族异氰酸酯化合物；
包含2，5-二异氰酸基噻吩、2，5-二(异氰酸基甲基)噻吩、2，5-二异氰酸基四氢噻吩、2，5-二(异氰酸基甲基)四氢噻吩、3，4-二(异氰酸基甲基)四氢噻吩、2，5-二异氰酸基-1，4-二噻烷、2，5-二(异氰酸基甲基)-1，4-二噻烷、4，5-二异氰酸基-1，3-二噻茂烷、4，5-二(异氰酸基甲基)-1，3-二噻茂烷、4，5-二(异氰酸基甲基)-2-甲基-1，3-二噻茂烷的含硫杂环异氰酸酯化合物组成的组中的一种或两种以上异(硫代)氰酸酯化合物。
对所述多硫醇化合物没有特别限制，可以使用在一个分子中具有两个以上硫醇基的化合物。例如，多硫醇化合物可以单独或混合使用4-巯基甲基-1，8-二巯基-3，6-二硫代辛烷、2，3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇、2，2-二(巯基甲基)-1，3-丙烷二硫醇、二(2-巯基乙基)硫化物、四(巯基甲基)甲烷；2-(2-巯基乙基硫代)丙烷-1，3-二硫醇、2-(2，3-二(2-巯基乙基硫代)丙基硫代)乙烷硫醇、二(2，3-二巯基丙酰基)硫化物、二(2，3-二巯基丙酰基)二硫化物、1，2-二(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙烷、1，2-二(2-(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙基硫代)乙烷、二(2-(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙基)硫化物、2-(2-巯基乙基硫代)-3-2-巯基-3-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫代)-丙基硫代]丙基硫代-丙烷-1-硫醇、2，2-二-(3-巯基-丙酰氧甲基)-丁酯、2-(2-巯基乙基硫代)-3-(2-(2-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫代)-丙基硫代]乙基硫代)乙基硫代)丙烷-1-硫醇、(4R，11S)-4，11-二(巯基甲基)-3，6，9，12-四硫代四癸烷-1，14-二硫醇、(S)-3-((R-2，3-二巯基丙基)硫代)丙烷-1，2-二硫醇、(4R，14R)-4，14-二(巯基甲基)-3，6，9，12，15-五硫代庚烷-1，17-二硫醇、(S)-3-((R-3-巯基-2-((2-巯基乙基)硫代)丙基)硫代)丙基)硫代)-2-((2-巯基乙基)硫代)丙烷-1-硫醇、3，3'-二硫代二(丙烷-1，2-二硫醇)、(7R，11S)-7，11-二(巯基甲基)-3，6，9，12，15-五硫代庚烷-1，17-二硫醇、(7R，12S)-7，12-二(巯基甲基)-3，6，9，10，13，16-六硫代十八烷-1，18-二硫醇、5，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、4，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、4，8-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、三亚甲醇丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基醋酸盐)、二季戊四醇-乙醚-六(3-巯基丙酸酯)、1，1，3，3-四(巯基甲基硫代)丙烷、1，1，2，2-四(巯基甲基硫代)乙烷、4，6-二(巯基甲基硫代)-1，3-二噻烷及2-(2，2-二(巯基二甲基硫代)乙基)-1，3-二硫杂环丁烷的两种以上化合物。优选地，多硫醇化合物可以单独或混合两种以上使用2-(2-疏基乙基硫代)丙烷-1，3-二硫醇；2，3-二(2-疏基乙基硫代)丙烷-1-硫醇；2-(2，3-二(2-疏基乙基硫代)丙基硫代)乙烷硫醇；l，2-二(2-疏基乙基硫代)-3-疏基丙烷；1，2-二(2-(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙基硫代)-乙烷；二(2-(2-疏基乙基硫代)-3-疏基丙基)硫化物；2-(2-疏基乙基硫代)-3-2-疏基-3-[3-疏基-2-(2-疏基乙基硫代)-丙基硫代]丙基硫代-丙烷-1-硫醇；2，2`-硫代二乙烷硫醇、4，14-二(疏基甲基)-3，6，9，12，15-五硫代十七烷-1，17-二硫醇、2-(2-疏基乙基硫代)-3-[4-(1-{4-[3-疏基-2-(2-疏基乙基硫代)丙氧基]苯基}-1-甲基乙基)-苯氧基]-丙烷-1-硫醇、季戊四醇四(3-疏基丙酸酯)、季戊四醇疏基乙酸酯、三羟甲基丙烷三疏基丙酸酯、丙三醇三疏基丙酸酯、二季戊四醇六疏基丙酸酯等的化合物，除此之外，还可以包括混合有局部这些未反应物的羟基的化合物。
此外，所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物，根据需要可进一步包含聚合催化剂、内部脱模剂、紫外线吸收剂、染料、稳定剂、上蓝剂、交联剂、光稳定剂、抗氧化剂、填充剂等任意成分。
作为内部脱模剂，可以单独或两种以上混合使用磷酸酯化合物、硅酮系表面活性剂、氟系表面活性剂等，优选使用磷酸酯化合物作为内部脱模剂。磷酸酯化合物是通过在五氧化二磷(P2O5)中添加2至3mol的醇化合物而制得的，根据所用醇的种类，可以有各种形态的酸性磷酸酯化合物。作为典型的有在脂肪族醇添加环氧乙烷或环氧丙烷或在壬基苯基等添加环氧乙烷或环氧丙烷的种类。在本发明的聚合性组合物中作为内部脱模剂包含添加有环氧乙烷或环氧丙烷的磷酸酯化合物时，可以获得脱模性良好且质量优秀的光学材料，所以优选。用作内部脱模剂的磷酸酯化合物，优选可以单独或混合两种以上使用聚氧化乙烯壬基苯基醚磷酸酯(5重量％的5mol环氧乙烷加合物、80重量％的4mol加合物、10重量％的3mol加合物、5重量％的1mol加合物)、聚氧化乙烯壬基苯基醚磷酸酯(3重量％的9mol环氧乙烷加合物、80重量％的8mol加合物、5重量％的9mol加合物、6重量％的7mol加合物、6重量％的6mol加合物)、聚氧化乙烯壬基苯基醚磷酸酯(3重量％的13mol环氧乙烷加合物、80重量％的12mol加合物、8重量％的11mol加合物、3重量％的9mol加合物、6重量％的4mol加合物)、聚氧化乙烯壬基苯基醚磷酸酯(3重量％的17mol环氧乙烷加合物、79重量％的16mol加合物、10重量％的15mol加合物、4重量％的14mol加合物、4重量％的13mol加合物)、聚氧化乙烯壬基苯基醚磷酸酯(5重量％的21mol环氧乙烷加合物、76重量％的20mol加合物、7重量％的19mol加合物、6重量％的18mol加合物、4重量％的17mol加合物)及Zelec UNTM等添加有环氧乙烷或环氧丙烷的酸性磷酸酯化合物。内部脱模剂的含量优选为单体组合物的总重量的0.001至10重量％。
所述单体组合物的注入优选在5至60℃的温度范围进行。更优选地，可以在21至40℃的温度范围内进行。通过在适当的温度下进行注入，可以适当地保持浇灌时间，最后，可以获得没有条纹或白浊并且无色透明的无变形的高质量的光学材料。特别优选地，通过将注入时的温度设置在28至36℃的范围内，可以制造质量优秀的高折射聚氨酯类光学透镜。
在所述步骤(b)中，可以将所述单体组合物以预设的重量或体积注入至所述腔体内，或者可以利用视觉识别系统注入至模具内预设区域为止。在所述步骤(c)中，利用视觉识别系统检测液位，当在所设定的最终注入地点检测到液位时，结束单体组合物的注入。
下面，参考附图说明所述步骤(b)及(c)的优选实施例。
首先，如图1所示，为了制造透镜等光学材料，将单体溶液自动注入至模具内部的方法，经过装载模具(S10)的步骤、贴带(S20)的步骤、开放胶带(S30)的步骤、注入单体(S40)的步骤、密封胶带(S50)的步骤及卸载模具(S60)的步骤，后续的工艺是在单体固化后经过从模具分离的工艺即可完成透镜，这些工艺与现有方法基本上相同。
在本实施例中，提出了一种具体方法，所述方法是通过在将原料罐的单体注入至模具的腔体内的同时利用视觉识别系统检测液位，当在所设定的最终注入地点检测到液位时，停止注入单体溶液的方法。如图2至5所示，首先将单体溶液罐10的单体溶液S第一次吸入到可按模具M的腔体调整容量的注射器20的内部，然后，将被注入到所述注射器20的内部的单体溶液S的大部分第二次高速注入至模具M的内部，降低注入压力注入剩余量，最后利用视觉识别系统确认单体溶液S是否装满于模具M的内部，然后结束注入。
在本实施例中，如图2至5所示，所述视觉识别系统拍摄模具M的轮廓和被注入到所述模具M的腔体内的单体溶液S的液位L1，为了检测模具M设置在注入位置的状态，设置有所述模具M的轮廓的一部分的第一区域A1和位于所述模具M的注入口外侧的第二区域A2。
另一方面，当控制器C检测到由所述视觉识别系统拍摄的图像信号，即如图2所示，在所述第一区域A1检测到模具M的轮廓时，识别为模具M被放置在注入位置，此时，判断所拍摄的模具M的轮廓和在第一区域A1用圆弧形表示的虚拟轮廓L是否一致，若不一致，则微调视觉识别系统，即经调整视觉摄像机的位置，使所述虚拟轮廓L与模具M的轮廓相一致的拍摄位置调整步骤。
在上述的拍摄位置调整步骤中，调整第一区域A1的位置的同时第二区域的位置与第一区域A1一起同时移动等距离，因此，即便模具M在注入装置中的安装位置稍微改变，由视觉识别系统拍摄的第二区域A2也拍摄到相同的位置以检测单体溶液的液位变化。
另外，所述控制器C分析由视觉识别系统拍摄的图像，根据模具M的种类掌握腔体的容量并感应是否被安装到注入位置，并控制注射器20的驱动部22和阀V的开闭动作，从而，如图3所示，控制将单体溶液S第一次吸入于注射器20的内部的量和第二次注入于模具M的时点、注入压力及停止时间，还微调视觉识别系统的位置。
另外，所述控制器C通过触摸板或键盘等的外部输入装置，根据模具M和单体溶液S的种类分别不同地设置注入压力，在使用新的模具或单体溶液时，可以通过存储通过反复测试获得的数据来找到最佳的注入压力后进行设置。
在本实施例中，所述驱动部22利用马达(省略图示)的动力使柱塞23向前和向后移动来将单体溶液吸入至注射器20的内部，或者将吸入的单体溶液注入至模具M中，但本发明并不局限于此，驱动部22的驱动方式可以使用公知的各种方式。
说明由如上所述的结构向模具的内部注入单体溶液的优选实施例为如下。
首先，如图3所示，使得根据所供应的模具M的种类来匹配模具M的腔体容量的方式第一次将单体溶液S吸入至注射器20中，此时，设置在原料罐10和注射器20之间的阀V保持开放状态，喷嘴21部分在通过内置的止回阀(省略图示)阻断来自外部的空气等流入的状态下，注射器20上部的驱动部22启动将定量的单体溶液S填充到注射器20的内部。
一方面，所述阀V还可以通过控制器C控制开闭动作，当注射器20的驱动部22利用止回阀进行抽吸动作时被打开，而在做排放动作，即向模具侧注入时，自动关闭。
接着，如图4所示，在由视觉识别系统拍摄的图像中的第一区域A1检测到模具M的轮廓时，微调相机的位置使其与虚拟轮廓L一致，由此，掌握模具M已安装到注入位置，并且，驱动部22向与上述第一次相反的方向启动，注射器20内部的单体溶液S通过喷嘴21被注入到模具M的内部，在此情况下，所述阀V保持关闭状态，在喷嘴21所具备的止回阀被打开的状态下，所述驱动部22的驱动仅注入预设量的单体溶液S，预设量是一次注入于注射器20的量的70至99％，更优选为90至98％。
在所述步骤中，单体溶液S的注入压力是根据单体溶液的粘度或模具内部的腔体的厚度等，在单体溶液中不产生气泡的范围内以最高的压力注入单体溶液S，从而，可以谋求缩短单体溶液S的注入时间。
最后，如上所述，通过驱动部22的驱动将注射器20内部的大部分单体溶液S注入到模具M内部之后，通过相对地降低驱动部22的驱动速度小心地注入剩下的单体溶液，此时，如图5所示，直到通过视觉识别系统在位于注入口I的外侧的第二区域A2检测到单体溶液S的液位为止进行注入，因表面张力，在从模具M的注入口I外侧离约1至2mm外侧的第二区域检测到单体溶液S液位时，停止注射器驱动部22的动作，完成单体溶液S的注入，通过倒回在后续工艺中开放的密封胶带T关闭注入口I之后，卸载模具，即可完成向模具M的单体溶液S的注入。
当通过上述过程使第一区域A1中的模具M的轮廓与虚拟轮廓L一致时，根据所供给的模具的种类，以预设的第一注入压力将大部分单体溶液S注入至模具M的内部，然后，以相对低于所述第一注入压力的压力注入剩余量后，确认液位L1是否出现在位于模具M的外侧的第二区域A2，若出现液位L1，则结束单体溶液的注入，若不出现液位，则以细微的压力将单体溶液注入至第二区域A2中直到出现液位为止。
另一方面，在第一区域和第二区域中通过像素数的变化检测模具的轮廓或单体溶液的液位，模具的轮廓和单体溶液的液位根据空气和模具及单体溶液之间的密度差，其边界部分被显示为线性阴影，由此可知通过在每个区域拍摄的由线性阴影形成的像素数形成模具的轮廓和单体溶液的液位。
在本实施例中，由于在所述区域A1、A2中检测到的模具M的轮廓和单体溶液的液位厚度大致恒定，因此，检测到的像素数也几乎恒定，但是所有外围设备都在快速运行，并且，设备周围有人在移动或其他装置在移动，因此，会对模具或单体溶液中反映出奇异的现象而发生误检的情况，因此，需要对检测到的像素数的变化量和阴影的进行方向也进行检测，以防因各种噪声导致误检。
在本实施例中，以所述第一注入压力注入的单体溶液的量为总注入量的70％至99％为适当，但本发明不限于此，第一次注入量可根据模具的种类和单体溶液的粘度而设定为稍微不同是理所当然的。以所述第一注入压力注入的单体溶液的量更优选为总注入量的90％至98％。
根据上述本发明的实施例的单体溶液的自动注入方法，在初期将大部分单体溶液快速即以高压力最短时间内注入至模具的内部，然后，直到在第二区域中检测到单体溶液的液位为止以相对较慢的速度注入剩余量直到模具内部的腔体充满为止，从而，不仅可以缩短注入单体溶液所需的时间，还可以注入准确的量而不会溢出，从而，具有通过缩短工艺时间提高生产性，同时能制造出质量均匀的透镜的优点，并且，还具有不会因单体的注入量不足或过量而发生不良以及导致制造装置误动作等的优点。
根据如上所述的本发明的优选实施例，第一次将具有粘性的大部分单体溶液以较高的压力快速注入至模具内部的腔体之后，在最后步骤中利用视觉识别系统降低注入压力缓慢地注入剩余量以填满，所以，不必担心会超出注入容量。另外，在短时间内将大部分单体溶液注入到模具之后，通过视觉识别系统检测到第二区域中的单体溶液时，将停止注入，因此，没有气泡，准确地注入定量单体溶液以免发生溢出或不足现象，由此，可以生产出质量均匀的透镜，并且可以缩短单体的注入时间，极其提高注入单体工作的效率。因此，不仅可以防止因单体溶液的注入量不足而发生的不良，而且，还可以防止因单体溶液注入过多而设备异常动作或发生故障的问题。
[附图标记说明]
C：控制器
I：注入口
L：虚拟轮廓
L1：液位
M：模具
A1，A2：检测区域
S：单体溶液
T：密封胶带
V：阀
10：原料罐
20：注射器
21：喷嘴
22：驱动部
23：柱塞。

Claims (12)

1.一种硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其为将硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物注入至形成在外围被密封的一对模具之间的腔体内的方法，其特征在于，包括：
(a)准备固相折射率为1.523至1.690，(在25℃的温度下)粘度为20至1000cps的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物的步骤；
(b)将大部分所述单体组合物注入至所述腔体内的步骤；以及
(c)在所述步骤(b)之后将单体组合物注入至腔体内的同时，利用视觉识别系统检测液位，若在所设定的最终注入地点检测到液位，则结束单体组合物的注入的步骤。
2.根据权利要求1所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述视觉识别系统拍摄模具的轮廓和被注入到所述模具的单体溶液的液位，为了检测模具设置在注入位置的状态，设定位于所述模具轮廓的一部分上的第一区域和位于所述模具的外侧的第二区域。
3.根据权利要求2所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述视觉识别系统，在所述第一区域检测到模具的轮廓时，以所设定的第一注入压力将大部分单体溶液注入至模具内部后，接着在以低于所述第一注入压力的压力注入残留量的单体溶液，此时，若在第二区域检测到液位，则结束单体溶液的注入。
4.根据权利要求2或3所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，在所述第一区域和第二区域中，通过像素数的变化来检测模具的轮廓和单体溶液的液位。
5.根据权利要求2或3所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，在所述第一区域中以圆弧形表示虚拟轮廓，在所述第一区域检测模具的轮廓时，调整拍摄位置以使所拍摄的模具的轮廓与所述虚拟轮廓相一致，并且，第二区域的位置根据所述第一区域的位置变化一起移动来检测液位变化。
6.根据权利要求2或3所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述第一区域被设置在模具的外围中均具有模具的X方向信息和Y方向信息的位置。
7.根据权利要求3所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，将所述单体组合物以第一注入压力注入至模具内部的步骤中，注入模具内部腔体的体积的70％至99％。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物包含多硫醇化合物和多异氰酸酯化合物。
9.根据权利要求8所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述多异氰酸酯化合物是选自由异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4-二异氰酸酯(H12MDI)、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、1，3，5-三(6-异氯酸酯基-己基)-[1，3，5]-三嗪-2，4，6-三酮(HDI三聚体)、o，m，p-亚二甲苯基二异氰酸酯及四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)组成的组中的一种或两种以上的化合物。
10.根据权利要求8所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述多硫醇化合物为选自由4-巯基甲基-1，8-二巯基-3，6-二硫代辛烷、2，3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇、2，2-二(巯基甲基)-1，3-丙烷二硫醇、二(2-巯基乙基)硫化物、四(巯基甲基)甲烷、2-(2-巯基乙基硫代)丙烷-1，3-二硫醇、2-(2，3-二(2-巯基乙基硫代)丙基硫代)乙烷硫醇、二(2，3-二巯基丙酰基)硫化物、二(2，3-二巯基丙酰基)二硫化物、1，2-二(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙烷、1，2-二(2-(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙基硫代)乙烷、二(2-(2-巯基乙基硫代)-3-巯基丙基)硫化物、2-(2-巯基乙基硫代)-3-2-巯基-3-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫代)-丙基硫代]丙基硫代-丙烷-1-硫醇、2，2-二-(3-巯基-丙酰氧甲基)-丁酯、2-(2-巯基乙基硫代)-3-(2-(2-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫代)-丙基硫代]乙基硫代)乙基硫代)丙烷-1-硫醇、(4R，11S)-4，11-二(巯基甲基)-3，6，9，12-四硫代四癸烷-1，14-二硫醇、(S)-3-((R-2，3-二巯基丙基)硫代)丙烷-1，2-二硫醇、(4R，14R)-4，14-二(巯基甲基)-3，6，9，12，15-五硫代庚烷-1，17-二硫醇、(S)-3-((R-3-巯基-2-((2-巯基乙基)硫代)丙基)硫代)丙基)硫代)-2-((2-巯基乙基)硫代)丙烷-1-硫醇、3，3'-二硫代二(丙烷-1，2-二硫醇)、(7R，11S)-7，11-二(巯基甲基)-3，6，9，12，15-五硫代庚烷-1，17-二硫醇、(7R，12S)-7，12-二(巯基甲基)-3，6，9，10，13，16-六硫代十八烷-1，18-二硫醇、5，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、4，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、4，8-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、五赤藓糖醇四(3-巯基丙酸酯)、三亚甲醇丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸盐)、二季戊四醇-乙醚-六(3-巯基丙酸酯)、1，1，3，3-四(巯基甲基硫代)丙烷、1，1，2，2-四(巯基甲基硫代)乙烷、4，6-二(巯基甲基硫代)-1，3-二噻烷及2-(2，2-二(巯基二甲基硫代)乙基)-1，3-二硫杂环丁烷组成的组中的一种或两种以上的化合物。
11.根据权利要求8所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体组合物还包含内部脱模剂。
12.根据权利要求8所述的硫代氨基甲酸酯类光学材料用单体的模具自动注入方法，其特征在于，所述单体组合物的注入在5至60℃的温度范围内执行。
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