[发明专利]用于生产薄塑料透镜的系统、装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及透光装置的制造，例如用于电子装置、医学诊断设备、消费工业用具、汽车元件及其它应用的薄塑料透镜或窗的制造。

背景技术

在当今的电子时代，许多电子装置(例如，无线电话、个人数字助理、音频播放器等)、医学诊断设备、消费工业用具、汽车元件及其它装置包括由薄塑料窗或透镜保护的显示屏。这种透光装置通常利用注模或挤压工艺生产。在大多数应用中，希望这种透光装置便宜、耐冲击和耐擦伤、光学清晰和无失真。

在生产这种透光装置中的重要问题是该装置制造中应力的处理。应力基本上是单位面积上的力。在材料中所导致的现象实际上是产生应力，该产生的应力是模制工艺的残余作用。部件或材料越有弹性，应力越不持久，该关系为弹性模数。

在制造的初级阶段(例如，通过包括注模的模制工艺)以及辅助和/或后续工艺(例如，通过对装置进行化学和/或机械处理)期间可产生应力。在制造之后，部分应力可例如通过退火进行释放。在注模工艺中，应力的作用通常是持久的，除非进行二次应力释放工艺。

在任何功能材料中，应力、特别是不明确的和不受控制的应力通常是不合需要的。作为实例对于这种情况的例外可以是“刻划”部件(即具有故意引入的机械应力的部件，以允许该部件作为使用功能在某一点断裂)。因而，透光装置的制造中的一个考虑可以是“无意”应力的缓和。

聚合物流动是非牛顿的。牛顿流动特性意味着粘性不会随剪切速率(流动速率)的变化而变化。由于塑料是聚合物，所以存在剪切速率和粘性之间的关系。在流动动力学中，增强对准则减少粘性。降低的和恒定的粘性是剪切速率增加的表示。剪切应力是由以不同速度流动的分子的内层所引起的应力。标称流动速率是在相对低的压力下降可获得的流动速率。具有由浇道几何形状所引起的变化的流动速率的模具产生压力变化和/或压力下降，该压力变化和/或压力下降改变变化的内部速率和速度，从而导致应力。

在透光装置中可由不均匀的分子取向或内应力所引起的一个问题是双折射。当透镜材料具有多个折射率时出现双折射。这使得光束以不同的速率传播，这当在变化的角度观察透镜时能够产生彩虹效应。

发明内容

根据本发明一个方面，通过淘汰了传统浇道系统的注塑压缩成型或压印工艺生产供电子装置、医学诊断设备、消费工业用具、汽车元件及其它装置使用的透光装置，例如透明塑料透镜/窗。

根据本发明另一方面，用于光盘等的制造的模制设备和加工被大大地改进以生产透光装置。光盘模具可被改进或以其它方式构造成具有产品几何形状轮廓，该产品几何形状包括具有一个或多个附属透镜的中间杆(具有中央注入口/孔)。利用注塑压缩成型工艺形成该模制产品。在模制产品中可模内成型全息图、标记、图像、图形、数字代码、RFID标签或其它装饰或特征。例如利用通过模具芯块操作的冲孔机，第一出浇口工艺(即残余熔渣的去除)优选地在模制产品仍然在模具中时进行。例如利用加工工艺将透镜从模制产品分离。

根据本发明又一方面，提供有用于生产透光装置的方法。该方法包括：利用注塑压缩成型或压印技术形成模制产品、从模制产品去除残余熔渣、和将每个透光装置从模制产品分离。透光装置模具可包括产品几何形状的轮廓，该产品几何形状包括具有一个或多个附属透光装置的中间杆(具有中央注入口/孔)。例如通过在模具内包括合适的印模或其它元件，在模制产品中可模内成型全息图、标记、图像、图形、数字代码、RFID标签或其它装饰或特征。该方法也可以包括各种处理工艺，例如金属化、涂覆和印刷。

根据本发明又一方面，提供有透光装置，该透光装置通过如下工艺形成：利用注塑压缩成型或压印技术形成模制产品、从模制产品去除残余熔渣和将每个透光装置从模制产品分离。透光装置可包括一个或多个模内成型特征，例如全息图、标记、图像、图形、数字代码、RFID标签或其它装饰或特征。透光装置还可包括一个或多个额外特征，例如金属化、涂覆和印刷特征。

根据本发明又一方面，提供有用于生产透光装置的设备。该设备包括具有腔块和芯块的模具。腔块可包括产品几何形状轮廓，该产品几何形状包括具有一个或多个附属透光装置的中间杆(具有中央注入口/孔)。腔块和芯块置于成型机中。利用注塑压缩成型技术形成该模制产品。例如通过在模具内包括合适的印模或其它元件，在模制产品中可模内成型全息图、标记、图像、图形、数字代码、RFID标签或其它装饰或特征。优选地当模制产品仍然在模具内的时候，从透镜组件去除残余熔渣。将每个透光装置从模制产品分离。