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CN101155679B - 使用在光学镜片上成形平面膜片的装置实现光学镜片功能化的方法 - Google Patents

使用在光学镜片上成形平面膜片的装置实现光学镜片功能化的方法 Download PDF

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CN101155679B
CN101155679B CN2006800114044A CN200680011404A CN101155679B CN 101155679 B CN101155679 B CN 101155679B CN 2006800114044 A CN2006800114044 A CN 2006800114044A CN 200680011404 A CN200680011404 A CN 200680011404A CN 101155679 B CN101155679 B CN 101155679B
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Abstract

本发明涉及用于在光学镜片上成形功能化平面挠性膜片的装置，本发明的另一目的是借助于所述成形装置来将功能化的平面挠性膜片粘结、转移或模塑到光学镜片的方法，本发明的最终目的是获得功能化的光学镜片，所述的功能化是通过借助于所述成形装置将功能化的平面挠性膜片粘结、转移或模塑到光学镜片上来获得的。

Description

使用在光学镜片上成形平面膜片的装置实现光学镜片功能化的方法
技术领域
本发明涉及用于在光学镜片上成形功能化平面挠性膜片的装置，本发明的另一目的是借助于所述成形装置来将功能化的平面挠性膜片粘结、转移或模塑到光学镜片的方法，本发明的最终目的是获得功能化的光学镜片，所述的功能化是通过借助于所述成形装置将功能化的平面挠性膜片粘结、转移或模塑到光学镜片上来获得的。
背景技术
许多引用文献描述了可将膜片应用到光学镜片的装置和方法，在这些文献中，可被引用的专利申请WO 97/35216要求保护的是一种用来将膜片叠合到眼科镜片上去的装置；US 4865670要求保护的是一种通过施加压力到偏振膜片上来加工偏振镜片的方法，所述的压力就使得在所述的膜片和所述的镜片之间建立了接触；US 6106665同样地描述了可在功能化膜片和光学镜片之间建立接触的一种装置，在所述的膜片和所述的镜片之间存在的粘结剂的放射作用就使得在这两者之间形成了持久的接触。
所有这些装置和方法使得有可能通过使用光学镜片和功能化膜片来获得功能化的光学镜片。然而，它们的重复再现性和使用条件是相当有限的，事实上，要实现具有凹面的光学镜片的功能化或者在具有低膨胀性能的膜片上使用这些装置是困难的。
发明内容
本发明提出一种通过用于将功能化挠性平面膜片成形到光学镜片上的装置而将光学镜片功能化的方法，所述装置包括：
模块，其包含机械活塞和安装在所述机械活塞上的圆盘；
所述模块通过其真空室与真空装置连接，该真空装置能够在所述真空室内产生真空；
通过气动作用，所述真空实现了所述的机械活塞在所述模块内沿y轴向上的垂直平移运动；
所述机械活塞的机械止回装置，当真空装置被开动时，该机械止回装置能够将圆盘阻挡在模块内部的确定高度上；
定位在圆盘的上表面上的镜片支撑体，包含能够支撑光学镜片的装置；
能够支撑平面挠性膜片的膜片载体，所述的膜片载体包含支撑装置，该支撑装置能够定位并且将所述膜片载体锁定在模块的上端，锁定包括封闭所述模块；
位于与模块垂直的位置的冲模；
用来将所述的冲模连接到支撑轴的电动的、气动的或机械的平移机构，所述平移机构能够控制冲模的垂直和/或水平移动；
根据预先确定的顺序，由自动装置控制冲模、机械活塞和平移机构的起动就能在冲模、平面挠性膜片和光学镜片之间建立接触直到在所述光学镜片和所述膜片之间获得整合接触；
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)在平移机构作用下，所述冲模和所述平面挠性膜片接触，使得所述平面挠性膜片预成形直到由压力传感器和/或位置传感器所控制的压力或位置达到压力阈值P1或位置阈值Z1；
b)借助于真空装置经由真空室将所述模块置于真空下，所述真空装置使支撑所述光学镜片的所述机械活塞向上垂直平移，直到所述预成型的平面挠性膜片和所述镜片开始接触，所述的接触保持一段时间间隔t1；
c)通过启动止回装置锁住机械活塞；
d)使所述冲模以速度V1向下垂直平移直到由压力传感器和/或位置传感器所控制的压力或位置达到目标压力阈值P2或位置阈值Z2，使得在要被加工的所述镜片表面和所述膜片逐渐贴合并建立共形接触；
e)在时间间隔t2内，所述镜片/膜片保持整合接触；
f)使所述冲模以速度V2向上垂直平移并维持真空室里的真空不变，从而保持所述镜片和所述膜片之间的整合接触；
g)中断所述真空并打开所述模块。
另一方面，在模块的真空室内的真空可以是连续的，其真空度通过被连接到自动装置的压力传感器或压力表控制。
另一方面，所述装置还包含连接底座，该连接底座包括：设在模块下端的模块固定装置，使得所述模块能够在所述连接底座上水平平移的机械装置，所述的连接底座被连接到位置传感器上，该位置传感器能够控制模块沿着y轴相对于冲模的位置。
另一方面，所述电动的、气动的或机械的平移机构是在压力传感器和/或位置传感器的控制之下。
另一方面，所述装置还包含有热或紫外线辐射聚合设备。
另一方面，所述装置还包含有通过对流和/或辐射对平面挠性膜片加热的可移动装置，所述的加热装置由自动装置所控制，该自动装置能够控制所述膜片和加热装置之间的温度和距离。
另一方面，所述平面挠性膜片包含结构的、光学的、物理的和生化的功能性中的至少一种功能性。
另一方面，所述膜片至少包含以下功能性之一，即抗感光降解功能或者抗光致氧化功能、吸震功能、抗刮功能、抗反射功能、偏振功能、滤色功能、光致变色功能、抗静电功能、应用于像素化或微细构造结构的防玷污功能。
另一方面，所述冲模的邵氏硬度值是介于30至75Shore OO之间。
另一方面，所述冲模的邵氏硬度值是介于38至64Shore OO之间。
另一方面，所述压力阈值P1是在1N和200N之间。
另一方面，所述压力阈值P1是在20N和100N之间。
另一方面，在真空施用期间，在模块的真空室内的残余压力的范围是在30毫巴到800毫巴之间。
另一方面，所述残余压力是在50毫巴到600毫巴之间。
另一方面，所述时间间隔t1是在0到20秒之间。
另一方面，所述时间间隔t1是在1到8秒之间。
另一方面，所述冲模下降的速度V1是在0.5毫米/秒到50毫米/秒之间。
另一方面，所述冲模下降的速度V1是在1毫米/秒到20毫米/秒之间。
另一方面，所述目标压力阈值P2是在20N到800N之间。
另一方面，所述目标压力阈值P2是在50N到300N之间。
另一方面，所述时间间隔t2是在0到120秒之间。
另一方面，所述时间间隔t2是在1到10秒之间。
另一方面，所述冲模向上垂直平移的速度V2是在0.5mm/s到50mm/s之间。
另一方面，所述冲模的速度V2是在1mm/s到20mm/s之间。
附图说明
本发明的其它特征和优点将借助附图中的实施例进行说明，其中：
图1表示根据任一所述实施例的用于成形功能化平面挠性膜片的装置，该装置具有包含真空装置的模块；
图2表示该成形装置的具体部件：成形装置的模块1，该模块装备有真空装置；
图3表示该成形装置的具体部件：带支撑的空心冲模11；
图4a表示在冲模11上施加压力阈值P1并且在真空室4内产生真空以后，所述成形装置的结构：开始产生整合接触，如图所示，在自动装置15控制下，通过对准镜片、膜片和冲模的几何中心使得首先在所述镜片的几何中心形成接触；
图4b表示在冲模11上施加压力阈值P1后，所述成形装置的结构；在平面挠性膜片30和光学镜片20逐渐接触并建立整合接触；
图5表示组合有聚合设备100的成形装置；
图6a表示包含可移动加热装置200的成形装置；图6b是包含可移动的加热设备200的成形装置，所述加热设备能够包围冲模11。
具体实施方式
本发明由此提出了克服上述局限性的技术方案，其通过使用本发明装置来将功能化挠性平面膜片成形到光学镜片上，该成形方法与膜片在功能性和固有特性方面的属性以及与镜片的曲率半径都无关。
在第一实施方式中，本发明涉及用于在光学镜片上成形功能化挠性平面膜片的装置，其特征在于，它包括：
装置1，包含机械活塞2和安装在所述机械活塞2上的圆盘3；
所述机械活塞能够在所述模块1内沿着y轴呈垂直平移运动；
用于所述机械活塞2的机械止回装置6，其能够将圆盘3阻挡在所述模块1内部的确定高度上；
镜片支撑体7，其被定位在所述圆盘3的上表面上，包含能够支撑光学镜片20的装置；
膜片载体8，能够支撑平面挠性膜片30，所述的膜片载体8包含支撑装置9，该支撑装置能够定位并且将所述膜片载体锁定在所述模块1的上端1a，该锁定包括密闭所述模块1；
冲模11，位于与模块垂直的位置；
电动的、气动的或机械的平移机构12，用来将所述的冲模11连接到支撑轴13，所述的机构12能够实现所述冲模11的受控制的垂直和/或水平移动；
根据预先确定的顺序，由自动装置15控制的冲模11、机械活塞2、平移机构12的起动就使得有可能在冲模11、平面挠性膜片30和光学镜片20之间建立接触直到在所述光学镜片和所述膜片之间获得整合接触。
在第二变换实施方式中，本发明涉及用于在光学镜片上成形功能化挠性平面膜片的装置，其特征在于，它包括：
模块1，包含机械活塞2和安装在所述机械活塞2上的圆盘3；
所述模块通过其真空室4被连接到能够在所述真空室4内产生真空的真空装置5；
通过气动作用，所述真空实现了所述的机械活塞2在所述模块1内沿y轴向上的垂直平移运动；
所述机械活塞2的一机械止回装置6，其当真空装置5被开动时能够将圆盘3阻挡在模块1内部一确定的高度上；
镜片支撑体7，被定位在圆盘3的上表面上，包含能够支撑光学镜片20的装置；
膜片载体8，能够支撑平面挠性膜片30，所述的膜片载体包含支撑装置9，该支撑装置能够定位并且将所述膜片载体锁定在模块1的上端1a，锁定包括封闭所述模块1；
冲模11，位于与模块垂直的位置；
电动的、气动的或机械的平移机构12，用来将所述的冲模11连接到支撑轴13，所述的机构12能够实现冲模11的受控制的垂直和/或水平移动；
根据预先确定的顺序，由自动装置15控制的冲模11、机械活塞2和平移机构12的起动就使得有可能在冲模11、挠性平面膜片30和光学镜片20之间建立接触直到在所述光学镜片和所述膜片之间获得整合接触。
在第二变换实施方式中，所述模块包含真空构件，该真空构件能在所述模块内的真空装置中产生真空，镜片20由镜片载体支撑在模块中。在该特定实施方式中，该真空可能促使支撑镜片载体的活塞作垂直平移运动。因此，在该结构中，所述模块内部的压力变化使得模块内的镜片作垂直平移运动。就方法而言，按照本发明的第一种变换方式的成形或修整装置可以获得同样的结果。只是活塞、镜片载体和镜片作垂直平移运动所用的机构不同。根据本发明，机械活塞可理解为由电动和/或气动构件驱动的活塞。在第一变换实施方式中，平移机构是活塞的主要部分并受电动或气动控制；在第二变换实施方式中所述平移机构从活塞自身中分离并且受模块内部的真空控制，压力变化能够引起所述活塞的平移运动，在第二实施方式中，机械活塞是由气动装置驱动的。
在本发明的中，所述成形装置的构造使得在活塞的平移运动是连续的和受控制的。第一变换实施方式使用了没有真空构件的模块，活塞的运动实际上是由位置传感器控制的，该位置传感器能方便地设置在所述活塞的确定高度上并被连接到自动化装置上。
在第二变换实施方式中，该成形装置的构造能在模块1的真空室4内形成连续的真空，该真空可由连接到自动装置的压力传感器或压力表控制
另外，这两种变换实施方式中的成形装置包含连接底座10，该连接底座包括：
用于固定模块1下端1b的固定构件，
使所述模块1在所述连接底座10上水平移动(沿x轴方向)的机械构件，所述的连接底座10与位置传感器相连，该位置传感器能够控制y轴上的相对位置或模块1相对于冲模11的位置。
该成形装置能使包含镜片的模块在水平面上移动，因而使得同一装置能完成数种操作。
为了控制所有对本发明中的成形装置有影响的参数，优选的成形装置包含压力传感器和/或位置传感器14，该压力传感器和/或位置传感器能够控制冲模11的电动、气动或机械平移机构12。
特别是由带有压力和/或位置传感器的自动化器件通过程序控制活塞和冲模的动作顺序，这样就将封闭模块中的活塞动作和冲模的动作组合起来，可以获得用于成形功能化挠性平面膜片的可重复性成形装置，该可重复性通过控制由冲模和活塞经镜片支架施加在膜片和镜片上的组合力来实现。光学镜片和平面挠性膜片之间的整合接触的质量通过所述的编程控制顺序来保证，该顺序的特征在于以下三个步骤：
冲模下降到与膜片接触，直到压力阈值P1(或位置阈值Z1)，该第步骤完成平面膜片的预成型；
通过活塞的垂直向上的平移运动实现光学镜片和膜片的初始整合接触，所述活塞通过镜片载体支撑所述镜片；
通过在镜片和/或膜片上施加压力P2(或到达位置阈值Z2)在所述镜片和所述膜片之间扩展和建立整合接触。
所述压力P1或位置阈值Z1能够使膜片成形，所述压力P2或位置阈值Z2能够确保所述膜片和所述光学镜片之间优化装配。
因此，在第一变换实施方式中，如果成形装置包括配置有机械活塞的模块，那么所述膜片和所述光学镜片之间的初始整合接触是通过启动与活塞一体化的电动或气动装置来获得的；通过保持施加在活塞上的力使整合接触扩散，该力使活塞向上垂直平移运动，同时保持住由冲模施加在膜片上的压力P1。最后，在所述膜片和所述镜片之间施加目标压力P2，该目标压力是由保持冲模处于下降位置的压力P1以及由活塞施加在镜片上的压力所产生的。
在第二变换实施方式中，如果装置包含有真空器件的模块，那么所述光学镜片和所述膜片之间的初始整合接触通过在真空室中产生真空获得，该真空使得支撑镜片载体和镜片的圆盘向上垂直平移运动，通过压力P2扩展所述镜片和所述膜片之间的整合接触，压力P2是通过将冲模垂直下移到膜片-镜片的装配体上形成的。
借助于根据本发明成形装置来实施所述三个步骤，可以在非球面光学镜片上模塑、转移或粘结功能化的平面挠性膜片。在模塑、转移或粘结的过程中使用本发明装置能够获得功能化的光学镜片。所述的功能性可以是光学的、结构的、物理的或生理化学的特性。因此，应用到光学镜片上的功能性指与处于无常见变形时的初始性质最接近的性质。借助于上面所描述的这类成形装置，将功能化的挠性平面膜片模塑、转移或粘结到光学镜片上的工艺是本发明的一个整体组成部分。借助在第一变换实施方式或第二变换实施方式中本装置所采用的构件，所述三个步骤能够控制膜片的变形，所述膜片的变形是为了将平面形状表面成形在非球形表面上而拉伸膜片形成的。在本发明中，变形控制是一个重要参数，即当膜片支撑在眼科镜片上时，因为这会引起最终对象的光学性能和/或整饰效果的差异。
根据本发明的成形装置能够在常温下实现膜片的成形，这具有不可忽视的经济上的优点。而且，可以加工具有对热或辐射敏感的功能性膜片。对于给定的膜片，当要应用该膜片的光学镜片的曲率半径很大(即，首选是大于100毫米)时，在常温下成形膜片就是更加适合的。本领域的普通技术人员也可以理解的是，膜片的柔性越好，在常温下成形膜片就越容易。
第二个好处在于，通过冲模能在同一单元中就地预成型膜片，膜片的预成形能够确保在所述光学镜片和所述膜片之间获得整合接触。膜片的预成型使得平面挠性膜片30中心处与光学镜片20开始接触，该中心接触确保了整合接触在径向扩散，该整合接触起始于膜片中心处并将很大部分变形传送到膜片边缘。使用连接到位置传感器的冲模能够控制所述膜片和所述光学镜片之间的初始接触高度。
特别优选的是使用包含真空构件的模块，因为当所述膜片和所述光学镜片接触时，真空室内的真空能够避免在所述膜片和所述光学镜片之间形成气泡，所述气泡存在于涂层的液体层或者在早先沉积的粘结剂中。这些气泡会引起所述膜片和所述光学镜片之间的接触缺陷，以及由此引起功能化光学镜片的整饰和功能性缺陷。就眼科镜片而言，这种缺陷的存在是不能接受的，因为它们将给佩带者带来视觉上的烦恼。因此，在本发明中，优选的是由第二实施方案中的真空构件与第一实施例中的模块构成的组合。该变换实施例的模块带有活塞，该活塞能够单独实现镜片载体以及镜片和真空装置的垂直平移运动，由此所得到成形装置能够消除可能在所述膜片/光学镜片接触面上形成的所有气泡。在这种组合中，模块中的压力变化仅用于第二种功能，即用来消除所述膜片/镜片接触面上的残余气泡。
所述机械活塞2的机械止回装置6能够锁住圆盘3，也就是能够防止其向下垂直平移运动，这样保证当冲模11在所述膜片/镜片装配体上施加的压力达到压力阈值P2时能保持所述圆盘的位置，从而在所述膜片和所述镜片之间建立整合接触。
位于平移机构12处的压力传感器14采集由冲模施加在所述膜片上以及在所述的膜片/镜片装配体上的力，并将信息传递到自动装置15。因此，所述压力传感器能够控制冲模在y轴上的位置，即冲模相对于起点的高度，因而可以控制所述膜片/镜片开始接触并扩散同时完成整合接触的高度。在本发明的另一实施方式中，用于测量压力值P1的压力传感器可以换成用于测量位置极限Z1的一个或多个位置传感器，也可以与一个或多个位置传感器结合起来使用。
所述平移机构12可以是电动式的、气动式的或机械式的，还可以选择起重油缸或电动机。首选的是，所述平移机构12包含步进电动机，该步进电动机能够最终控制施加到所述冲模11上的机械压力或控制冲模的阈值位置以及支撑所述冲模的杆13的移动速率。
所述冲模11的形状、尺寸、性能和硬度对待加工光学镜片的非球面轮廓以及刻画所述非球面效用有影响，与冲模有关的四个参数能够限定所述膜片/镜片接触的支撑表面。在本发明的一个实施例中，冲模可以是中空的从而具有更好的变形能力，并因而与整个膜片有更好的接触。冲模是由多层具有不同硬度的材料所组成，或者由不同硬度的材料冲模组合成，冲模材料的邵氏硬度值介于30至75Shore OO之间，邵氏硬度值首选是介于39至64Shore OO之间。
在本发明中，非球形表面被限定为连续的凹入或凸起表面，即无孔或无痕的表面。通常，光学镜片两面的至少一面是非球形表面，由此导致的镜片厚度的变化对镜片的透光强度有影响。无焦点、单焦点、双焦点、三焦点和渐进眼科镜片都具有至少一个非球形表面。球形表面相当于非球形表面的一个特例，即在两个垂直方向上具有相等表面曲率半径的非球形表面，从而，“非球形”被理解为包括球形表面。
所述自动装置15能够操纵和控制对确保平面挠性膜片30和镜片20之间的整合接触起决定作用的参数。该自动装置不受所使用的成形装置的影响。该自动装置由一些特殊参数标定，在所述成形装置的使用过程中必须对这些特殊参数进行控制。这些参数如下：
施加在冲模11上的压力阈值P1，介于1N至200N(牛顿)，首选是在20N和100N之间；当所用的控制机构由压力传感器换成位置传感器时，该压力阈值可换成位置阈值Z1，该压力阈值表示为了使所述膜片的预成形与光学镜片的非球面轮廓相符，而必须由冲模施加到膜片上的最佳压力。P1(或Z1)对成形装置而言是可通用的，而与成形装置的使用方式无关；
施加在模块1的真空室4内的真空，残留压力的范围是在30毫巴到800毫巴(mbar)之间，首选是在50毫巴到600毫巴之间，这些值是本发明中包含真空构件的成形装置的特征，这些真空构件的主要功能是控制支撑镜片载体的活塞的上移运动；
时间间隔t1，开始于在模块的真空室内施加真空之时并延续到压力达到阈值P2的时刻；该时间间隔在0到20秒之间，首选是在1到8秒之间；
支撑镜片载体和镜片的机械活塞2沿y轴的垂直上移速度V0在0.5mm/s到100mm/s之间，首选在1mm/s到20mm/s之间；
冲模11沿y轴垂直下移速度V1在0.5mm/s到50mm/s(毫米每秒)之间，首选在1mm/s到20mm/s之间；
压力阈值P2，表示为最后获得膜片与待加工的光学镜片的整个表面上的整合接触所需的目标装配压力，该阈值是在20N到800N之间，首选是在50N到300N之间，当在活塞中所用的控制构件为用位置传感器，而非压力传感器时，该压力阈值可替换成位置阈值Z2；
时间间隔t2，其间压力阈值P2被维持在整个膜片/光学镜片上；该时间间隔是在0到120秒之间，首选是在1到10秒之间；
在所述光学镜片20和所述平面挠性膜片30整合接触之后，冲模11沿着y轴向上垂直平移的速度V2是在0.5mm/s到50mm/s(毫米每秒)之间，首选是在1mm/s到20mm/s之间。
如果需要的话，这些压力阈值P1和P2以及模块中的所述真空和活塞的平移机械运动可以以动态的方式施加。
因此，在处理完所述镜片的一个面后，只需更换冲模和旋转在镜片载体上的光学镜片，就可使用本发明装置接连地处理同一镜片的两个面。
另外，本发明成形装置可以包含热或紫外线辐射聚合设备100，该聚合设备能够聚合可被模塑的涂层或者通过热或紫外线辐射来聚合粘结剂。在所述光学镜片20与平面挠性膜片30形成整合接触之前，所述涂层或粘结剂可以先涂覆在所述光学镜片20的表面上和/或涂覆在所述膜片的内表面上；即，所述膜片表面必须是与所述光学镜片形成整合接触的表面。通过使用本领域专业技术人员所熟知的常规涂覆方法比如浸涂、旋涂、喷涂或直接沉积，根据所述涂层或所述粘结剂的液态的、凝结的、固态或薄膜的性能不同，可以以滴(数滴)或层(数层)的形式在所述光学镜片和/或所述膜片上涂覆涂层或粘结剂。在所述镜片和所述膜片之间建立起整合接触之后，即时间间隔t2之后。通过操作位于支撑所述模块1的连接底座10上的机械装置，使得模块1朝聚合装置100水平平移(沿x轴)，从而进入涂层或粘结剂的聚合阶段。在松开冲模和膜片/镜片结构之间的接触后，该步骤得以完成。对本发明的这种实施方式而言，使用配置有真空装置的模块的成形装置是有利的，这样，到聚合循环结束为止，由于在模块的真空室里保持了恒定的真空，在所述光学镜片和所述膜片之间的整合接触一直保持在最佳水平。
在本申请中，使用模块能够借助临时支撑装置(模块中的真空和通过止回装置来阻挡活塞)在所述光学镜片和所述膜片之间获得了紧密的装配，在使用粘结剂粘结功能化膜片的情形下，聚合操作并不中断所述装配。在转移或成型功能化膜片的情形下，装配会因为聚合操作而被中断。
采用包括此聚合步骤的成形装置能够提高功能化光学镜片的质量，事实上，众所周知的是，在紫外线辐射下，能够聚合的涂层或粘结材料如粘结剂对氧气很敏感，因为氧气能通过光氧化链式反应抑制材料的聚合。使用模块能够降低在含有镜片的真空室中的低残余氧气比率，从而能够限制甚至消除抑制聚合的问题。
如果涂层或含有溶剂的粘结剂发生热聚合时，由于能够通过连接到所述模块的真空装置更好地控制溶剂的蒸发，因而聚合过程也更均衡。
本发明成形装置也可以包括用于平面挠性膜片30的可移动的对流或辐射加热装置200。所述的加热设备由自动装置所控制，该自动化装置能够控制所述膜片和加热装置之间的温度和距离。这个可移动的加热设备200可单独地与成形装置相连接，或者连同聚合设备100与成形装置相连接。
在本实施例中，所述加热装置能够对功能化平面挠性膜片加热，进而改变其固有的机械性能和使所述膜片更易于变形。根据要求不同，加热设备可以是暂时性使用或者永久性使用，暂时性使用指仅在膜片预成型之前使用，永久性使用指从膜片的预成型到所述镜片和膜片之间建立整合接触的所有步骤中使用。如果是通过热塑成形对热塑性膜片进行功能化处理时，所述装置的这种构造是尤其有意义的。本发明也可采用现有技术中那些适宜膜片的通过辐射或对流加热的热塑成形方法。
因此，本发明包含了一种用于在曲面上形成功能化平面挠性膜片的装置。在所述装置的一种实施方式中，镜片的垂直平移运动是在机械活塞的作用下实现。在另一种实施方式，所述的平移运动是在真空的作用下实现的。所述的实施方式都能够选择性地结合有聚合设备和/或加热装置。
本发明装置也可以用在光学镜片的功能化方法中，所述方法对所述光学镜片中的功能化以及所用的功能化挠性平面膜片的性能都有影响，该功能化方法可以是将功能化挠性平面膜片粘结、转移或模塑到光学镜片上的方法，采用所述工艺能够分别相应地将功能化挠性平面膜片上的功能性粘结、转移或模塑到希望具有所述功能性的光学镜片上。
在粘结的情况下，所述的功能性可以位于所述膜片的内表面或外表面或者在所述膜片中间层，在转移或模塑的情况下，所述的功能性是位于所述膜片的内表面。
根据本发明，“所述膜片的内表面”被定义为所述膜片与光学镜片的待加工表面整合接触的表面。“光学镜片的待加工表面”被定义为光学镜片中希望引入功能性的的非球形轮廓面、凹面或凸面。
根据本发明，“功能性”被定义为结构的、光学的、物理的或生化的功能性，这种类型的功能性可以是提供防感光降解或者光氧化保护的功能、吸震功能、抗辐射功能、抗反射功能、偏振功能、滤色功能、光致变色功能、抗静电功能、应用于像素或微细构造结构的防玷污功能。
因此，根据本发明的装置对两种主要应用来说是有用的，包括微构造也称微模塑以及由粘结和转移组成的叠层结构。
所述光学镜片的制造材料是在光学和眼科学中的使用的典型材料。所述材料可以是但不限于从下述材料中挑选出来的：聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯组成的共聚物、聚烯烃即聚合降冰片烯、烯丙基二甘醇二碳酸酯(烯丙基碳酸酯)的聚合物和共聚物、(甲基)丙烯聚合物和共聚物即从双酚A衍生来的(甲基)丙烯聚合物和共聚物、硫代(甲基)丙烯聚合物和共聚物、氨基甲酸乙酯和硫代氨基甲酸乙酯聚合物和共聚物、环氧聚合物和共聚物以及环硫化物聚合物和共聚物。
根据本发明，“光学镜片”被定义为眼科镜片和用于其它光学仪器的镜片；“眼科镜片”被限定为适合于装在眼镜上的镜片，其作用是保护眼睛和/或矫正视力；这些镜片是从无焦点、单焦点、双焦点、三焦点和渐进镜片中所挑选出来的。
支持所述功能性的膜片是从下面这些但并不限于清单中的材料挑选出来的：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘乙烯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚芳酯(PAR)、聚乙烯醇(PVA)、多环烯烃(PCO)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)。膜片可以是简单的单层或或叠层膜或包含有相同或不同特性的多层膜。
“粘结”被定义为在所述功能化膜片和所述光学镜片的待处理表面获得持久接触，所述的持久接触上通过在所述膜片和所述镜片之间建立整合接触而获得的，在建立整合接触后可以有选择地进入聚合步骤或加热步骤，以使得完成在这两个实体之间的粘接和附着，在该粘结过程结束时，所装配的膜片和光学镜片就形成了一个单一实体。
“转移”被定义为功能性的完整转移，也就是，将存在于所述膜片内表面上的功能性材料完整的转移到所述光学镜片的将待处理表面，在这个转移过程结束时，所述膜片就不再具有功能性。
“模塑”被定义为将最初存在于所述功能化平面膜片上的结构功能性补充压印到所述镜片的待处理表面上；在该模塑过程结束时，所述膜片保留了它的功能性并可以被再用于另一个加工循环。
“粘结剂”被定义为能够在两个表面之间形成并保持粘性的物质，粘结剂可以为但不限于以下材料：环氧树脂粘结剂、反应型聚氨酯粘结剂、热固性粘结胶、乳胶、聚合单体基粘结剂例如腈基丙烯酸酯粘结剂、固化丙烯酸酯粘结剂或改性丙烯酸酯粘结剂、“热溶性”或热熔性粘结剂、PVC(聚氯乙烯)塑料溶胶、弹性体粘结剂、氯丁橡胶接触型粘结剂、乙烯基乳胶和共聚物胶粘剂、压敏粘结剂(PSA)、水基胶。
本发明因而包含了光学镜片通过成形装置进行功能化处理的方法，所述功能化处理方法包括如下步骤：
a.在平移机构12作用下的所述冲模11和所述平面挠性膜片30接触，并且通过施加由压力传感器和/或位置传感器14所控制的机械压力直到压力阈值P1或位置阈值Z1来实现所述膜片的预成型；
b.在模块1中驱动机械活塞2使得所述光学镜片20以速度V0向上垂直平移运动直到在所述预成型的平面挠性膜片30和所述镜片之间开始产生接触；
c.机械活塞2动作使得所述光学镜片20保持向上垂直平移直到获得由压力传感器和/或位置传感器14所控制的压力或位置达到压力阈值P2或位置阈值Z2，使得在要被加工的所述镜片表面和所述膜片之间传播和建立整合接触；
d.在时间间隔t2期间，所述镜片/膜片保持整合接触；
e.所述冲模11以速度V2向上垂直平移；
f.中断施用到所述活塞上的压力；以及
g.打开所述模块。
本发明也包括通过所述成形装置来功能化处理光学镜片的程序，所述成形装置由配备有真空装置的模块组成，所述功能化处理程序包括如下步骤：
a.在平移机构20的作用下，所述冲模11和所述平面挠性膜片30接触，并且预成型所述膜片直到由压力传感器和/或位置传感器14所控制的压力或位置达到压力阈值P1或位置阈值Z1；
b.借助于真空装置5经由真空室4将所述模块1置于真空下，所述真空装置5使支撑所述光学镜片20的所述机械活塞2向上垂直平移运动直到在所述预成型的平面挠性膜片30和所述镜片之间开始产生接触，所述的接触在时间间隔t1期间一直被维持；
c.通过启动止回装置6锁住机械活塞2；
d.使所述冲模11以速度V1向下垂直平移直到由压力传感器和/或位置传感器14所控制的压力(位置)达到压力阈值P2(或位置阈值Z2)，该压力传感器和/或位置传感器14使得在所述镜片的待加工表面和所述膜片之间传播和建立整合接触；
e.在时间间隔t2期间，所述镜片/膜片保持整合接触；
f.使所述冲模11以速度V2向上垂直平移，并维持施用在真空室里的真空不变，以使得保持在所述镜片和所述膜片之间的整合接触；
g.中断所述真空并打开所述模块。
所述压力阈值P1或位置阈值Z1是作为下面这些参数的函数模型来定义的：所述冲模的几何形状、所述功能化挠性平面膜片的热机械性能、所述冲模的热机械性能、所述镜片的待加工非球形轮廓，在球形镜片的情况下该后一个参数变为所述光学镜片的曲率半径。所述压力阈值P1(或所述位置阈值Z1)决定了在与所述光学镜片接触之前所述平面挠性膜片的变形，该变形有利于消除所述待处理镜片和所述膜片之间的空气和气泡。使用真空装置也对促进残余空气和气泡的逃逸起着有益的作用，该真空装置与上述第一功能化程序中所用的模块相连。当所述镜片的待处理非球形表面具有凹面时，所述膜片的预成形步骤则尤其重要。
对压力的目标阈值P2(或位置阈值Z2)进行函数建模，该函数模型以所述冲模和所述功能化挠性平面膜片的热机特性以及所述镜片的待处理非球形轮廓为参数。此系统采用本领域技术人员所熟知的建模方法建立。可以通过所述冲模在所述膜片上施加压力或者分别使用所述冲模和所述活塞同时在所述膜片和所述镜片上施加压力，来完成所述目标阈值P2(或Z2)的设置。这就确保了所述膜片接触在所述镜片的整个表面上从而确保了所述光学镜片的功能化质量。
所述的时间间隔t2在该处理方法中也是一个重要参数，即所述冲模、所述膜片和所述光学镜片的接触时间。该时间间隔是在0到120秒之间，首选的是在1到10秒之间。当所述功能化方法是粘结过程时，该时间间隔就尤其重要。此时，所述时间间隔取决于所使用的粘结剂。
所述冲模的升高速度(V2)应能防止所述膜片从所述冲模分离时产生回弹效应，这种分离也可以通过止回装置6控制，所述止回装置6防止了支撑所述镜片载体7和所述光学镜片20的圆盘3的任何垂直向下的平移运动，这种分离还可以通过施加到支撑所述镜片载体7的所述机械活塞2上的力来控制。
如上文所述，本发明成形装置可以附加地包含热或紫外线辐射聚合设备100，当所述功能化方法是采用粘结剂的粘结过程时，所述膜片和所述光学镜片之间粘结和附着通过所述粘结剂的热或紫外线聚合形成，采用此类设备是特别有利。
在所述实施例的后者中，所述成形装置适合于在使用可聚合涂层的模塑过程中实施。因此，在通过模塑进行功能化处理后，所述膜片带有的结构功能性通过补充压印印刻在预先前沉积在所述待处理镜片表面的涂层上。现场聚合沉积在所述镜片待处理表面上的涂层从而获得微细构造的聚合涂层，并最终获得具有微细结构功能性的光学镜片。特别地，该微细结构功能性可以是抗反射功能。就此方法而言，使用根据本第二变换实施例的成形装置是有利的，在该装置中所述镜片的平移运动是在真空装置控制之下。通过在所述模块中经由真空室产生的真空，在所述冲模松开以后，这些装置能够维持在所述膜片和所述镜片之间建立的非持久接触。在聚合装置的聚合步骤中获得了存在于所述膜片和所述镜片之间的持久接触。
因此，根据本发明的功能化方法是指借助于根据说明书前述部分的成形装置将功能化挠性平面膜片模塑到光学镜片上的方法，包括了如下步骤：
a)将所述镜片20定位在所述模块1内侧上的镜片载体7上，所述镜片包含能够被模塑在镜片待处理表面上的涂层；
b)将含有结构和/或几何功能性的平面挠性膜片30定位在所述膜片载体8上，所述功能性位于所述膜片的内侧面上；
c)将所述膜片载体8定位在所述模块1的上端部1a并且封闭所述模块；
d)在被包含在所述模块1的连接底座10中的机械装置的控制下，将所述模块1垂直地定位在所述冲模11上并将其几何中心对准；
e)通过达到目标压力P2(或位置阈值Z2)来在要被加工处理的所述镜片20的表面与所述平面挠性膜片30之间建立整合接触；
f)将所述冲模11从所述膜片/镜片装配体中松开；
g)打开所述模块；
h)将所述膜片和所述光学镜片拆卸开来，所述镜片包含有由压印获得的几何或结构的功能性，该功能性是存在于在步骤(a)中的功能化挠性平面膜片上。
如果成形装置的活塞是在机械装置的控制下运动的，那么模塑过程的步骤e)中所描述的整合接触是根据前面所述的功能化方法的步骤a)到d)来建立完成的。当成形装置是在所述真空的控制下运动的并且该真空通过真空装置在模块中形成的，那么模塑过程的步骤e)中所描述的整合接触是根据前面所述的功能化方法的步骤a)到e)来建立完成的。
如果所述模塑过程中的光学镜片含有能够被模塑的涂层，例如在紫外线辐射或热处理下可聚合的涂层，那么优选的是在该过程中使用本发明中包含真空装置，特别是还组合有聚合设备100的成形装置。。
在后一种情形下，所述方法的步骤与前面所描述的那些步骤相同，但是另外在步骤f)之后还包括步骤f1)：
f1)所述模块朝着所述聚合设备100水平平移，通过在所述模块的真空室里保持恒定的真空，在所述光学镜片和所述膜片之间的整合接触被维持一直到聚合步骤结束。
根据本发明的第二变换实施例，所述功能化方法是指借助于前面所述的装置将功能化挠性平面膜片转移到光学镜片上，该方法包含如下步骤：
a)将所述镜片20定位到位于所述模块1内侧上的镜片载体7上；
b)将包含有结构的、几何的、光学的、物理的和/或生化的功能性的平面挠性膜片30定位到膜片载体8中，所述的功能性位于所述膜片的内侧面上；
c)将所述膜片载体8定位在所述模块1的上端部1a并且封闭所述模块；
d)在被包含在所述模块1的连接底座10中的机械装置的控制下，将所述模块1垂直地定位在所述冲模11上并将其几何中心对准；
e)通过达到目标压力P2(或位置阈值Z2)来在要被加工处理的所述镜片20的表面与所述平面挠性膜片30之间建立整合接触；
f)将所述冲模11从所述膜片/镜片装配体中松开；
g)打开所述模块；
h)剥离在所述光学镜片表面上的所述膜片，所述镜片包含有所述功能化挠性平面膜片的几何的、结构的、光学的、物理的和/或生化的总体功能性，该挠性膜在步骤(a)中被使用。
如果所述成形装置的活塞是在机械控制下运动的，那么模塑过程的步骤e)中所描述的整合接触是根据前面所述的功能化方法的步骤a)到d)来建立完成的；当成形装置是在所述真空的控制下运动的并且该真空是通过真空装置在模块中形成的，那么模塑过程的步骤e)中所描述的整合接触是根据前面所述的功能化方法的步骤a)到e)来建立完成的。
根据第三变换实施例，本发明包含功能化方法，该功能化方法使用第一变换实施例中所描述的装置将功能化挠性平面膜片粘结到镜片上，所述方法包含以下步骤：
a)将粘结剂沉积在所述平面挠性膜片30的内侧面上和/或所述膜片20的待处理表面上；
b)将所述镜片20定位在位于所述模块1内侧的镜片载体7上；
c)将包含有结构的、光学的、物理的和/或生化的功能性的平面挠性膜片30定位到膜片载体8中，所述的功能性位于所述膜片的内侧面上和/或所述膜片的外侧面上和/或所述膜片的层内；
d)将所述膜片载体8定位在所述模块1的上端部1a并且封闭所述模块；
e)在位于所述模块1的连接底座10中的机械装置的控制下，将所述模块1垂直地定位在所述冲模11之上；
f)通过达到目标压力P2(或位置阈值Z2)来在所述镜片20的待处理表面与所述平面挠性膜片30之间建立整合接触；
g)将所述冲模11从所述膜片/镜片装配体松开；
h)打开所述模块。
如果所述成形装置的活塞是在机械控制下运动的，那么模塑过程的步骤f)中所描述的整合接触是根据前面所述的功能化方法的步骤a)到d)来建立完成的；如果成形装置是在所述真空的控制下运动的并且该真空是通过真空装置在模块中形成的，那么模塑过程的步骤f)中所描述的整合接触是根据前面所述的功能化方法的步骤a)到e)来建立完成的。
在将功能性粘结到光学镜片上的过程中，根据本发明用于实施该过程，所述成形装置的选择要视所使用的粘结剂而定。
因此，如果所述模塑过程中的光学镜片含有能够被模塑的涂层，例如在紫外线辐射或热处理下可聚合的涂层，那么优选在该过程中使用本发明中包含真空装置，特别是还组合有聚合设备100的成形装置。
因此，如果所使用的粘结剂是在紫外线辐射下会发生聚合的热聚合粘结剂，在该粘结过程中所使用的装置包至少一台聚合设备100，在该实施例中，所述粘结过程包含前面所述的所有步骤，步骤a)中使用的是在紫外线辐射或热作用下可聚合的粘结剂，并且在步骤g)之后还有如前面所述的补充步骤f1)。首选的是，在这种情形下，优选包含活塞的成形装置而且该活塞的平移运动通过真空装置控制，从而在所述冲模松开以后，所述膜片/粘结剂/镜片之间维持暂时的接触。在该应用范围内，保持所述模块中的真空直到粘结剂的聚合循环结束，从而确保在所述镜片和所述膜片之间形成持久接触。
当所述粘结剂是可熔的(热熔的)粘结剂的时，所使用的所述装置包含至少一台可移动的加热设备200。
当所述粘结剂是压敏胶(PSA)时，成形装置含有能在机械装置控制下平移的活塞就足够了。在该情况下，只需在时间间隔t2期间内保持所述膜片和所述光学镜片之间的整合接触，该时间间隔t2取决于压敏胶PSA的化学性质。使用此种压敏胶可以立刻获得持久接触，而无需使用真空装置来保持在冲模松开之后膜片和镜片之间的接触。
根据本发明，使用压敏胶材料或PSA(压敏胶)是特别有利的，因为它便于将所述膜片经济地在基本光学元件的表面上成膜而同时保持所述光学元件的屈光特性。
事实上，所有的PSA都有持久粘性(称为“粘性”或“粘着性”)的共同性质以及常温下的低弹性模量，典型地为103到107Pa(帕斯卡)。值得注意的是包含在这类粘结材料中的粘结机理并不包含化学结合而是利用了所述PSA材料的粘弹性性质，PSA成分所固有的这些性质能够在粘结界面处建立范德华静电相互作用力。该作用力在所述PSA与固体材料接触并受压时产生。所施加的压力和所述PSA材料的低弹性模量能够确保PSA与要被粘结的材料的表面在分子级别紧密接触，另一方面，所述PSA的体积粘弹性性质使得能够将由粘结界面的机械应力所引起的能量驱散到所述粘结层内部，从而能够抵御脱离机制。
此外，PSA粘结材料可以以精细层的形式沉积，该精细层的均衡厚度在0.5微米至300微米之间，从而能够保持光学镜片的额定功率并不受所处环境影响。该功能膜片的粘结与渐进眼科镜片所必需的精度相符合。
可以使用多种压敏胶材料，优选的是，所用的压敏胶材料是从聚丙烯酸酯基、苯乙烯基共聚物以及包含天然橡胶的混合物所组成的材料组中所挑选出来的。更有利的是下面通过非限制性的方式提及的例子：具有基于聚丙烯酸脂、聚甲基丙烯酸酯的一般合成物的压敏胶；乙烯基共聚物诸如乙烯-醋酸乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯、乙烯甲基丙烯酸乙酯；具有合成橡胶基和人造橡胶基的压敏胶，包含硅树脂、聚氨酯、丁二烯-苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丙烯、聚异丁烯；基于包含腈或丙烯腈的聚合物的压敏胶；基于氯丁橡胶的压敏胶；基于含有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚异戊二烯、聚丁二烯的嵌段共聚物的压敏胶；基于聚乙烯吡咯烷酮和乙烯吡咯烷酮以及上述的(具有连续相或不连续相的)化合物或混合物以及使用上述获得的嵌段共聚物的压敏胶。这些压敏胶在其成分中也可以包含尤其是从下述材料中所挑选出来的一种或多种添加剂：增粘剂、增塑剂、粘结剂、抗氧化剂、稳定剂、色素、着色剂、分散剂和扩散剂，在本发明的背景下首选使用聚丙烯酸脂基的压敏胶PSA。
本发明的最终主题是功能化光学镜片，根据本发明的实施例之一，所述功能化是使用用于成形功能化挠性平面膜片的装置通过在上文中所描述的功能化方法来获得的。更特别的是，所述的功能化光学镜片是通过使用成形装置来将上文所描述的功能化挠性平面膜片粘结、转移或模塑到光学镜片上的过程来获得的。首选的是，所述光学镜片是无焦点、单焦点、双焦点、三焦点或渐进眼科镜片。优选的是所述功能化是从下述层中挑选出来的：防紫外线辐射保护的层、隔氧层、耐磨层、吸震层、偏振膜、有色涂层、光致变色涂层、抗反射涂层、抗静电涂层和防污涂层。
实施例
对所有的实施例，在布置好真空以后的残余压力量大约为500毫巴并且由冲模所施加的力在10到200牛顿(1到20公斤)之间变化，其取决于所述镜片的曲率和所用膜片的性能。用于紫外线辐射的灯的型号为HPV100(
Figure GSB00000346089800211
UV-德国)，配有100W/cm的水银H灯泡。
所述冲模是硅树脂tampography冲模(Teca Print-法国)具有介于38到45Shore OO之间的邵氏硬度等级，或2到8Shore A的邵氏硬度等级，邵氏硬度Shore OO是根据ASTM D 2240-04标准来认定的。
实施例1：使用商用膜片通过冷的“紫外线压印(模塑)”在眼科镜 片的凸面上实现抗反射微观结构，-启用的装置包含装备有能够控制所述 活塞平移的真空装置。
一层具有厚度为3微米(μm)的商用丙烯酸涂层(SHC 3100-LTI)通过旋涂被沉积到镜片凸面上，所述镜片具有120毫米的曲率半径并且具有65毫米的直径。
所述光学镜片20凸面向上地被放置在模块1中的镜片载体7上，所述模块被支撑在所述膜片载体8中的平面挠性膜片30所密封，所述挠性膜片是PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜片并且是通过使用微细构造的涂层在其内侧面上被功能化的。该膜片是通过压印来实现的，该膜片的总厚度(PET+微观结构的涂层(功能化))是100微米(μm)。
所述冲模11是用硅树脂按卵形形状制成的并且被挖空(在其下部的曲率半径约为43毫米并且邵氏硬度为38Shore OO)，所述冲模使该平面挠性膜片产生预变形直到被设定为20牛顿的压力阈值P1，所述冲模的下降速度被设定为14毫米/秒。一旦到达压力阈值P1，在所述模块的真空室4中就产生了真空(0.5巴真空度)。从而，处于向上垂直平移运动(沿y轴)的所述活塞升起镜片使得在所述镜片和所述膜片之间开始接触，就产生了5秒的时间间隔t1。
所述冲模以这样一种方式冲击到所述膜片/涂层/镜片装配件上，使得整合接触传播开来直到达到设定为130牛顿的压力阈值P2，所述冲模的下降速度V1被设定为1毫米/秒。
一旦达到了压力阈值P2，所述冲模又以14毫米/秒的速度V2升起，时间间隔t2为1秒，不同的压力、速度和时间间隔参数是按记录在自动装置15中的程序化次序被控制和管理的。
所述模块通过启用位于连接底座10中的机械平移装置被朝着聚合设备(100)放置，所述聚合设备包含装有H灯泡的商用的
Figure GSB00000346089800221
HPV 100UV灯，该UVB(280到320纳米)辐射率为46兆瓦/平方厘米(mW/cm2)，所述涂层的聚合进行在1分30秒以上，或者所述涂层紫外线聚合的剂量是4140兆焦耳/平方厘米(mJ/cm2)。
所述模块返回到其初始位置并且在所述模块中的真空被中断，所述膜片被从所述光学镜片中拆卸下来。
在所述光学镜片上测得的反射系数(Rv％)为1.5％，沿整个镜片均匀分布，漫射系数为0.2％。
实施例2：在眼科镜片的凹面上使用PDMS微细构造的复制品通过 冷的“紫外线压印(模塑)”实现抗反射微观结构，-启用的装置包含装 备有能够控制所述活塞平移的真空装置。
一层具有厚度为3微米(μm)的商用丙烯酸涂层(SHC 3100-LTI)通过旋涂被沉积到镜片凹面上，所述镜片具有81毫米的曲率半径并且直径为65毫米。
所述光学镜片凹面向上地被放置在所述模块中的镜片载体上，所述模块被支撑在所述镜片载体中的平面挠性膜片所密封，所述挠性膜片是在其内测面上被微细构造的PDMS膜片，UV(Sygard 184-Dow Corning)并具有2mm厚度。该膜片具有邵氏硬度为50Shore A并且具有140％的拉伸断裂系数，该膜片是由被微细构造的用镍制成的原版通过模塑复制品来获得的。
所述卵形硅树脂冲模(具有约为35毫米的曲率半径和Shore A硬度值为8)使平面挠性膜片产生预变形直到设定为50N的压力阈值P1。所述冲模的下降速度被设定为14毫米/秒，一旦到达压力阈值P1，在所述模块的真空室4中就产生了真空(0.5巴)。从而，所述活塞进行向上垂直平移运动(沿y轴)使得在所述光学镜片和所述膜片之间开始接触，就产生了5秒的时间间隔t1。
所述冲模以这样一种方式冲击到所述膜片/涂层/镜片装配件上，使得整合接触传播开来直到达到设定为100牛顿的压力阈值P2，所述冲模的下降速度V1被设定为14毫米/秒。
一旦达到了压力阈值P2，所述冲模又以7毫米/秒的速度V2升起，时间间隔t2为1秒，不同的压力、速度和时间间隔参数是按记录在自动装置15中的程序化次序被控制和管理的。
所述模块通过启用位于连接底座中的机械平移装置朝着聚合设备100移动，所述聚合设备包含装有H灯泡的商用的
Figure GSB00000346089800231
HPV 100UV灯，该UVB(280到320纳米)辐射率为46兆瓦/平方厘米(mW/cm2)，所述涂层的聚合进行在1分30秒以上，或者所述涂层紫外线聚合的剂量是4140兆焦耳/平方厘米(mJ/cm2)。
所述模块返回到其初始位置并且在所述模块中的真空被中断，所述膜片被从所述光学镜片中拆卸下来。
在所述光学镜片上测得的反射系数(Rv％)为2％，沿整个镜片均匀分布，漫射系数为0.2％。
实施例3：使用热敏电阻将膜片粘结到光学镜片的凸面上，-使用的装 置包含装备有能够控制所述活塞平移的真空装置。
具有120毫米的曲率半径(凸面)并且直径为65毫米的所述镜片凸面向上地(所述模块1的上端1a)被放置在模块1中的镜片载体7上，所述模块被支撑装置9支撑在所述膜片载体8中的平面挠性膜片30所密封，所述挠性膜片是由PET制得的厚度为75微米(μm)的商用膜片(ARclear
Figure GSB00000346089800232
DEV-8796-Adhesives Research，Inc.)并且被涂有厚度为25微米(μm)的一层粘结剂(压敏胶-PSA)。
在所述模块1中布置有可移动的加热装置200，通过热空气对流，该加热装置使得能够升高密封所述模块的膜片的温度，在这种方式下，该膜片被加热到160℃，一旦达到合意的温度，该加热装置就被移去以便使得冲模启用。
所述卵形硅树脂冲模11被挖空(其曲率半径约为43毫米并且邵氏硬度为38Shore OO)，所述冲模使该被加热的平面挠性膜片产生预变形直到被设定为10牛顿的压力阈值P1，所述冲模的下降速度被设定为14毫米/秒。一旦到达压力阈值P1，在所述模块的真空室4中由于真空装置5的启用就产生了真空(0.5巴真空度)。从而，所述活塞进行向上垂直平移运动(沿y轴)使得在所述光学镜片和所述膜片之间开始接触。
所述冲模以这样一种方式冲击到所述膜片/粘结层/镜片装配件上，使得整合接触传播开来直到达到设定为200牛顿的压力阈值P2，所述冲模的下降速度V1被设定为14毫米/秒，不同的压力、速度和时间间隔参数是按记录在自动装置15中的程序化次序被控制和管理的。
所述阈值P2被维持在5秒的时间间隔t2期间，然后所述冲模又以14毫米/秒的速度V2升起并且在所述模块的真空室中的真空被中断。所述膜片被粘结到所述镜片上，并被切割到所述镜片的直径处使得在其整个表面上能够获得功能化光学镜片。
实施例4：使用热敏电阻将膜片粘结到光学镜片的凹面上，-使用的装 置包含装备有能够控制所述活塞平移的真空装置。
该实施例类似于实施例3并且适用于具有214毫米曲率半径(凹面)和65毫米直径的镜片。镜片被放置在所述模块的镜片载体上，凹面朝上，以这样的方式使得实现膜片粘结到该凹面上，所用的膜片与实施例3中所用的膜片相同。
用来加热膜片的参数与实施例3中所用的参数相同。
所用的冲模形状为卵形并具有约为35毫米的曲率半径和邵氏硬度值为8Shore A。
粘结顺序与实施例3相同；压力阈值不同：P1＝10N，P2＝180N。
实施例5：使用持续的热敏电阻将偏振膜片粘结到光学镜片的凸面上， -启用的装置包含机械活塞。
具有133毫米曲率半径(凸面)和65毫米直径的光学镜片被放置在所述模块1的镜片载体7上。
偏振的平面挠性膜片30被定位在膜片载体8上。
所述偏振的平面挠性膜片是由TAC/PVA/TAC(-三醋酸纤维素/聚乙烯醇/三醋酸纤维素)所制成的厚度为110微米(μm)的商用膜片(TEQ 1465 DU Nitto Denko)，其被涂有一层厚度为20微米(μm)的粘结剂(压敏胶)。
在膜片载体上放置有可移动的加热装置200，通过热空气对流，该加热装置使得能够升高偏振膜片的温度到100℃。
一旦达到该温度，包含有膜片载体8、偏振的平面挠性膜片30和加热设备200的装配件就被定位到模块1上并且被支撑装置9阻挡，所述模块1因而就被偏振的平面挠性膜片30所密封。
所述卵形硅树脂冲模11被挖空(其曲率半径约为43毫米并且邵氏硬度为54Shore OO)，所述冲模进行向下垂直平移运动以便与偏振膜片接触直到位置阈值Z1，该位置阈值Z1与由冲模引起的偏振膜片的预变形相对应，该位置阈值为-30毫米(从被阻挡在膜片载体处的膜片的中心相对于初始相对位置在轴线(y)上测量的)。
通过运送镜片载体的机械活塞2以3毫米/秒的速度V0向上垂直平移运动，就在所述光学镜片和所述膜片之间开始了整合接触。
该向上垂直平移运动延续直到与在所述镜片/粘结剂/膜片装配件之间的完全整合接触相对应的位置阈值Z2为止。该位置阈值Z1是+10毫米(从被阻挡在膜片载体处的膜片的中心相对于初始相对位置在轴线(y)上测量的)。该位置阈值Z2与80牛顿的目标压力值P2相对应，该压力阈值P2在5秒的时间间隔t2期间被维持。
所述加热装置被停止。
所述冲模以14毫米/秒的速度V1上升，而后所述模块被关闭。
被粘结到所述镜片上的所述膜片被切割到所述镜片的直径处，使得在其整个表面上能够获得偏振光学镜片。
实施例6：使用持续的热敏电阻将多功能(HMC)膜片粘结到具有渐进 表面的光学镜片的凸面上，-启用的装置包含机械活塞。
所述光学镜片20具有作为其凸起表面的base 4.00渐进的Varilux Comfort
Figure GSB00000346089800251
表面以及此外3.50D和65毫米直径。
所述光学镜片被放置在所述模块1的镜片载体7上。
该HMC平面挠性膜片30被定位在所述膜片载体8上。
该HMC平面挠性膜片是由Eyesaver制造的商用多功能膜片，包含厚度为80微米(μm)的三醋酸纤维素并在一个面上具有加硬多重涂层(HMC)堆叠(抗刮涂层+抗反射处理+防污处理)而在另一个面上具有一层粘结剂(压敏胶)。
在所述膜片载体上布置有可移动的加热装置200，通过热空气对流，该加热装置使得能够升高HMC平面挠性膜片的温度到160℃。
一旦达到该合意的温度，包含有膜片载体8、HMC平面挠性膜片30和加热设备200的装配件就被定位到模块1上并且被支撑装置9阻挡，所述模块因而就被HMC平面挠性膜片30所密封。
所述卵形硅树脂冲模11被挖空(其曲率半径约为43毫米并且邵氏硬度为54Shore OO)，所述冲模进行向下垂直平移运动以便与HMC平面挠性膜片接触直到位置阈值Z1，该位置阈值Z1与由冲模引起的偏振膜片的预变形相对应，该位置阈值为-15毫米(从被阻挡在膜片载体处的膜片的中心相对于初始相对位置在y轴上测量的)。
通过运送镜片载体的机械活塞2以10毫米/秒的速度V0向上垂直平移运动，就在所述光学镜片和所述膜片之间开始了整合接触。
该向上垂直平移运动延续直到与在所述镜片/粘结剂/膜片装配件之间的完全整合接触相对应的位置阈值Z2为止。该位置阈值Z1是+20毫米(从被阻挡在膜片载体处的膜片的中心相对于初始相对位置在y轴上测量的)。该位置阈值Z2与90牛顿的目标压力值P2相对应。
该目标压力阈值P2在5秒的时间间隔t2期间被维持。
所述加热装置被停止。
所述冲模以14毫米/秒的速度V2上升，而后所述模块被关闭。
被粘结到所述镜片上的所述膜片被切割到所述镜片的直径处，使得在其整个表面上能够获得被覆盖有多功能处理(HMC)的光学镜片。

Claims (24)

1.一种通过用于将功能化挠性平面膜片成形到光学镜片上的装置而将光学镜片功能化的方法，所述装置包括：
模块(1)，其包含机械活塞(2)和安装在所述机械活塞(2)上的圆盘(3)；
所述模块通过其真空室(4)与真空装置(5)连接，该真空装置能够在所述真空室(4)内产生真空；
通过气动作用，所述真空实现了所述的机械活塞(2)在所述模块(1)内沿y轴向上的垂直平移运动；
所述机械活塞(2)的机械止回装置(6)，当真空装置(5)被开动时，该机械止回装置能够将圆盘(3)阻挡在模块(1)内部的确定高度上；
定位在圆盘(3)的上表面上的镜片支撑体(7)，包含能够支撑光学镜片(20)的装置；
能够支撑平面挠性膜片(30)的膜片载体(8)，所述的膜片载体包含支撑装置(9)，该支撑装置能够定位并且将所述膜片载体锁定在模块(1)的上端(1a)，锁定包括封闭所述模块(1)；
位于与模块垂直的位置的冲模(11)；
用来将所述的冲模(11)连接到支撑轴(13)的电动的、气动的或机械的平移机构(12)，所述平移机构(12)能够控制冲模(11)的垂直和/或水平移动；
根据预先确定的顺序，由自动装置(15)控制冲模(11)、机械活塞(2)和平移机构(12)的起动就能在冲模(11)、平面挠性膜片(30)和光学镜片(20)之间建立接触直到在所述光学镜片和所述膜片之间获得整合接触；
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)在平移机构(12)作用下，所述冲模(11)和所述平面挠性膜片(30)接触，使得所述平面挠性膜片预成形直到由压力传感器和/或位置传感器(14)所控制的压力或位置达到压力阈值P1或位置阈值Z1；
b)借助于真空装置(5)经由真空室(4)将所述模块(1)置于真空下，所述真空装置(5)使支撑所述光学镜片(20)的所述机械活塞(2)向上垂直平移，直到所述预成型的平面挠性膜片(30)和所述镜片开始接触，所述的接触保持一段时间间隔t1；
c)通过启动止回装置(6)锁住机械活塞(2)；
d)使所述冲模(11)以速度V1向下垂直平移直到由压力传感器和/或位置传感器(14)所控制的压力或位置达到目标压力阈值P2或位置阈值Z2，使得在要被加工的所述镜片表面和所述膜片逐渐贴合并建立共形接触；
e)在时间间隔t2内，所述镜片/膜片保持整合接触；
f)使所述冲模(11)以速度V2向上垂直平移并维持真空室里的真空不变，从而保持所述镜片和所述膜片之间的整合接触；
g)中断所述真空并打开所述模块。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在模块(1)的真空室(4)内的真空是连续的，其真空度通过被连接到自动装置的压力传感器或压力表控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装置还包含连接底座(10)，该连接底座包括：
设在模块下端(1b)的模块固定装置(1)，
使得所述模块(1)能够在所述连接底座(10)上水平平移的机械装置，所述的连接底座(10)被连接到位置传感器上，该位置传感器能够控制模块(1)沿着y轴相对于冲模(11)的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电动的、气动的或机械的平移机构(12)是在压力传感器和/或位置传感器(14)的控制之下。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装置还包含有热或紫外线辐射聚合设备(100)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装置还包含有通过对流和/或辐射对平面挠性膜片(30)加热的可移动装置(200)，所述的加热装置由自动装置所控制，该自动装置能够控制所述膜片和加热装置之间的温度和距离。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述平面挠性膜片包含结构的、光学的、物理的和生化的功能性中的至少一种功能性。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述膜片至少包含以下功能性之一，即抗感光降解功能或者抗光致氧化功能、吸震功能、抗刮功能、抗反射功能、偏振功能、滤色功能、光致变色功能、抗静电功能、应用于像素化或微细构造结构的防玷污功能。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冲模的邵氏硬度值是介于30至75Shore OO之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述冲模的邵氏硬度值是介于38至64Shore OO之间。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力阈值P1是在1N和200N之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述压力阈值P1是在20N和100N之间。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在真空施用期间，在模块(1)的真空室(4)内的残余压力的范围是在30毫巴到800毫巴之间。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述残余压力是在50毫巴到600毫巴之间。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时间间隔t1是在0到20秒之间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述时间间隔t1是在1到8秒之间。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冲模下降的速度V1是在0.5毫米/秒到50毫米/秒之间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述冲模下降的速度V1是在1毫米/秒到20毫米/秒之间。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标压力阈值P2是在20N到800N之间。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述目标压力阈值P2是在50N到300N之间。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时间间隔t2是在0到120秒之间。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述时间间隔t2是在1到10秒之间。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冲模向上垂直平移的速度V2是在0.5mm/s到50mm/s之间。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述冲模的速度V2是在1mm/s到20mm/s之间。
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