紫外线固化设备的制作方法

文档序号:25233888发布日期:2021-05-28 14:42阅读:127来源:国知局
紫外线固化设备的制作方法

本发明涉及一种用于固化被涂覆制品的涂层的紫外线固化设备。特别地,本发明涉及一种配置成与生产线一起使用的紫外线固化设备,该生产线具有导轨,该导轨位于紫外线固化设备的壳体的外部。还公开了一种使用紫外线固化设备固化被涂覆制品的方法。



背景技术:

对于光学制品(诸如透镜)来说,可以对一个或多个表面进行处理,以增强光学制品的整体性能和功能。此种处理的示例包括在光学基材的表面上形成一个或多个涂层。

为了从未被涂覆的光学基材制造被涂覆的光学制品,已经开发了各种制造技术。在一些处理中,首先洗涤并干燥未被涂覆的光学基材,然后在基材的至少一个表面上施加涂层。对于需要用紫外线固化的涂层,使被涂覆的基材通过具有紫外线辐射源的固化装置。在大规模操作中,光学基材可以在自动化生产线上进行处理。这样的生产线可以具有用于执行各种操作的多个处理站,所述操作包括洗涤、干燥、涂覆和固化。在一些示例中,可以将每个光学制品装载到运输工具上,该运输工具将光学制品移动到生产线上的各个处理站。

将期望开发一种新的紫外线固化设备,用于固化支撑在生产线中使用的制品运输系统的运输工具上的被涂覆的光学基材。



技术实现要素:

根据本发明,可以提供一种固化设备,该固化设备包括具有侧壁的壳体,该壳体具有沿着一轴线与出口间隔开的入口,该壳体限定了内部腔室。壳体可以具有延伸穿过侧壁的至少一个开口。例如,开口可以从入口延伸到出口。至少一个紫外线辐射源可以可操作用于将紫外线辐射传输到内部腔室中,并且至少一个喷嘴与内部腔室流体连通。所述轴线可以是纵向轴线。

根据本发明,所述至少一个流动喷嘴可以连接至惰性气体源并且配置成将惰性气体注入到内部腔室中。所述至少一个开口可以是狭槽,该狭槽配置成接收沿着位于壳体外部的导轨移动的制品载具的一部分,使得由制品载具支撑的制品在延伸穿过狭槽的制品载具的部分上移动通过内部腔室。可偏转屏障可以在入口和出口之间跨狭槽延伸。可偏转屏障可以通过延伸穿过狭槽的制品载具的部分而能够偏转。可偏转屏障可以是布帘。

根据本发明,入口可以具有入口子腔室,该入口子腔室限定在第一入口闸门和第二入口闸门之间,该第二入口闸门在沿着所述轴线的方向上与第一入口闸门间隔开。第一入口闸门和第二入口闸门可以封闭壳体的入口。在制品移动通过入口期间,第一入口闸门和第二入口闸门可以从关闭位置到打开位置顺序地操作。当第一入口闸门处于关闭位置时,第二入口闸门可移动至打开位置。

根据本发明,出口可以具有出口子腔室,该出口子腔室限定在第一出口闸门和第二出口闸门之间,该第二出口闸门在沿着所述轴线的方向上与第一出口闸门间隔开。第一出口闸门和第二出口闸门可以封闭壳体的出口。在制品移动通过出口期间,第一出口闸门和第二出口闸门可以从关闭位置到打开位置顺序地操作。当第一出口闸门处于关闭位置时,第二出口闸门可移动至打开位置。

根据本发明,一滤光器可以设置在至少一个紫外线辐射源和内部腔室之间。滤光器可以安装在一框架内,该框架位于延伸穿过壳体的侧壁的开口中。内部腔室在框架与壳体的侧壁之间的界面处可以是气密的。所述至少一个喷嘴可以具有用于调节惰性气体进入内部腔室的流速的调节机构。至少一个扩散板可以设置在所述至少一个喷嘴和内部腔室之间。所述至少一个扩散板可以具有多个透气开口,所述多个透气开口配置成用于将惰性气体扩散到内部腔室中。

根据本发明,一热交换器可以配置成用于加热或冷却壳体、壳体的内部腔室内的惰性气体、或从所述至少一个喷嘴流出的惰性气体中的至少一者。可以在内部腔室内设置至少一个反射元件。所述至少一个反射元件可以具有成角度的反射表面,所述成角度的反射表面配置成用于将来自所述至少一个紫外线辐射源的紫外线辐射的至少一部分朝向制品的横向侧反射。

根据本发明,一种使用固化设备固化被涂覆制品的方法,可以包括:在制品载具上运输制品,所述制品载具可沿着与固化设备相邻的导轨移动;使制品沿着从固化设备的入口朝向出口的方向移动通过固化设备的内部腔室;以及在制品移动通过内部腔室期间,使制品的至少一部分暴露于紫外线辐射。在制品移动通过内部腔室期间,支撑制品的制品载具的一部分可以移动通过延伸穿过固化设备的壳体的至少一个开口。例如,所述开口可以在入口和出口之间延伸。

根据本发明,该方法还可以包括用可偏转屏障封闭所述至少一个开口,使得在制品移动通过内部腔室期间可偏转屏障能够通过制品载具的该部分偏转。该方法还可以包括:将惰性气体从至少一个喷嘴注入到内部腔室中;以及在将惰性气体注入到内部腔室中期间使惰性气体通过扩散板扩散。该方法还可以包括在制品移动通过入口之前,使制品移动通过入口子腔室。入口子腔室可以限定在第一入口闸门和第二入口闸门之间,所述第二入口闸门与第一入口闸门间隔开,并且第一入口闸门和第二入口闸门封闭入口。在制品移动通过入口子腔室期间,第一入口闸门和第二入口闸门可以从关闭位置到打开位置顺序地操作,以防止环境空气通过入口被引入内部腔室。

根据本发明,该方法还可以包括在制品移动通过出口之前,使制品移动通过出口子腔室。出口子腔室可以限定在第一出口闸门和第二出口闸门之间,所述第二出口闸门与第一出口闸门间隔开,并且第一出口闸门和第二出口闸门封闭出口。在制品移动通过出口子腔室期间,第一出口闸门和第二出口闸门可以从关闭位置到打开位置顺序地操作,以防止环境空气通过出口被引入内部腔室。该方法还可以包括在将制品的至少一部分暴露于紫外线辐射之前过滤紫外线辐射。该方法还可以包括使用至少一个反射元件将紫外线辐射的至少一部分朝向制品的横向侧反射。

在权利要求中特别指出了表征本发明的特征,权利要求作为本公开的附件并构成本公开的一部分。本发明的这些和其他特征、其操作优点以及通过其用途获得的具体目的将从下面的详细描述中得到更充分的理解,在下面的描述中说明和描述了本发明的非限制性示例。

附图说明

图1是根据本发明的一些示例的光学制品生产线的示意图;

图2是根据本发明的一些示例的与光学制品生产线一起使用的光学制品运输工具的代表性透视图;

图3是根据本发明的一些示例的固化设备的代表性透视图;

图4a是图3所示的固化设备的代表性侧横截面视图,其中可偏转屏障示出处于第一位置;

图4b是图3所示的固化设备的代表性侧视图,其中可偏转屏障示出处于第二位置;

图5是与图3的固化设备一起使用的框架和滤光器的代表性透视图;

图6是图3所示的固化设备的代表性正横截面视图;

图7a至图7c是在由光学制品运输工具承载的光学制品通过入口子腔室期间的入口子腔室的代表性正横截面视图;和

图8a至图8c是在由光学制品运输工具承载的光学制品通过出口子腔室期间的出口子腔室的代表性正横截面视图。

在图1至图8c中,相似的字符视情况表示相同的部件和元件,除非另有说明。

具体实施方式

如本文所使用的,单数形式“一(a)”、“一种(an)”和“该”包括复数指代物,除非上下文另有明确规定。

诸如“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等等的空间术语或方向术语涉及如附图中所示的本发明,并且不被认为是限制性的,因为本发明可以采取各种可替代的取向。

说明书和权利要求书中使用的所有数字应理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。“约”是指所述值的正负百分之二十五,诸如所述值的正负百分之十。然而,这不应被认为是等同原则下对值的任何分析的限制。

除非另有说明,否则本文公开的所有范围或比率应理解为包括起始值和结束值以及其中包含的任何和所有子范围或子比率。例如,“1到10”的规定范围或比率应被视为包括最小值1和最大值10之间的任何和所有子范围或子比率;也就是说,以最小值1或更大值开始并以最大值10或更小值结束的所有子范围或子比率。本文公开的范围和/或比率代表指定范围和/或比率的平均值。

术语“第一”和“第二”等等不旨在指任何特定顺序或时序,而是指不同的条件、性质或元素。

本文提及的所有文献的全部内容“通过引用合并”。

术语“至少”与“大于或等于”同义。

术语“不大于”与“小于或等于”同义。

如本文所使用的,“......中的至少一个”与“......中的一个或多个”同义。例如,短语“a、b或c中的至少一个”是指a、b或c中的任何一个,或者a、b或c中的任何两个或多个的任何组合。例如,“a、b或c中的至少一个”包括:仅a;或仅b;或仅c;或a和b;或a和c;或b和c;或a、b、和c全部。

术语“相邻”是指接近但不直接接触。

术语“包括”与“包含”同义。

如本文所使用的,术语“平行”或“基本上平行”表示两个物体(诸如细长物体并且包括参考线)之间的相对角度(如果延伸到理论交点)在0°到5°、或0°到3°、或0°到2°、或0°到1°、或0°到0.5°、或0°到0.25°、或0°到0.1°之间,包括列举值。

如本文所使用的,术语“垂直”或“基本上垂直”表示两个物体在其真实或理论交点处的相对角度在85°到90°、或87°到90°、或88°到90°、或89°到90°、或89.5°到90°、或89.75°到90°、或89.9°到90°之间,包括列举值。

术语“光学”是指与光和/或视觉有关或相关联。例如,光学元件、制品或设备可以选自:眼科元件、制品和设备;显示元件、制品和设备;护目镜;窗口;和镜子。

术语“眼科”是指与眼睛和视觉有关或相关联。眼科制品或元件的非限制性示例包括矫正和非矫正透镜(包括单视或多视透镜,其可以是分段或非分段多视透镜(诸如但不限于双焦透镜、三焦透镜和渐进透镜))以及用于矫正、保护或增强(美容或其他)视力的其他元件(包括但不限于隐形眼镜、人工晶体、放大镜、和保护镜或护目镜)。

如本文所使用的,术语“镜片”和“透镜”是指并涵盖至少各个独立透镜、透镜对、部分成形(或半成品)透镜、完全成形(或成品)透镜、和透镜坯件。

如本文所使用的,术语“透明”(诸如与基材、薄膜、材料和/或涂层结合使用)是指所指的基材、薄膜、材料和/或涂层具有透射可见光但没有明显散射的性质,使得远处的物体在视觉上可观察。

如本文所使用的,术语“紫外线”、“uv”、“紫外线光”或“紫外线辐射”是指波长在10nm到400nm范围内的电磁辐射。

如本文所使用的,术语“涂层”是指由可流动的涂覆材料得到的被支撑薄膜,其可以可选地具有均匀的厚度,并且特别排除聚合物片材。术语“层”和“薄膜”均涵盖涂层(诸如涂覆层或涂覆薄膜)和片材,并且一层可以包括分开的多层的组合,包括子层和/或上层。在适当的上下文中,动词“涂覆”是指将一种(或多种)涂覆材料施加到基材上以形成涂层(或涂覆层)的过程。

如本文所使用的,术语“固化”、“被固化”和相关术语是指形成可固化组合物的至少一部分可聚合和/或可交联组分至少部分地聚合和/或交联。根据一些示例,交联度可以在完全交联的5%到100%的范围内。根据一些其他示例,交联度可以在完全交联的30%到95%的范围内,诸如35%到95%,或50%到95%,或50%到85%。交联度可以在这些列举的较低值和较高值的任意组合(包括列举值)之间变化。

本发明的讨论可以将某些特征描述为“特别地”或“优选地”在某些限制内(例如,“优选地”、“更优选”或“甚至更优选地”在某些限制内)。应当理解,本发明不限于这些特定或优选的限制,而是涵盖了本公开的整个范围。

本发明包括本发明的下列实施例、由本发明的下列实施例构成或基本上由本发明的下列实施例以任何组合形式构成。可以单独讨论本发明的各种示例。然而,应当理解,这仅仅是为了便于说明和讨论。在本发明的实践中,在一个示例中描述的本发明的一个或多个方面可以与在其他示例中的一个或多个示例中描述的本发明的一个或多个方面相结合。

首先参考图1,生产线100具有导轨102,该导轨配置成用于支撑至少一个光学制品运输工具200(在下文中称为“运输工具200”或“制品支撑件”)。每个运输工具200配置成在生产线100的不同处理站之间运输光学制品300。在一些示例中,本发明的生产线100可以用于生产光学制品,诸如透镜。可以在本发明的生产线100上处理的光学制品的示例包括但不限于光学透镜、眼科透镜和/或处方透镜,它们在每种情况下都可以是成品透镜、半成品透镜或透镜坯件。在一些示例中,本发明的生产线100可以至少部分地自动化,并且可选地结合到本领域认可的产品跟踪和控制系统中。

导轨102可以具有闭环配置或开放配置。在闭环配置中,诸如图1所示,每个运输工具200可在无限环路中移动,而开放配置(未示出)需要在生产线100的第一端部处装载每个运输工具200,并在生产线100的第二端部处卸载每个运输工具200。在一些示例中,导轨102可以是移动带、轨道或其他移动机构。运输工具200的位置可以固定在移动导轨102上。可替代地,运输工具200可以沿着固定导轨102移动。每个运输工具200可以配置成用于沿着导轨102单向或双向运动。在一些示例中,导轨102可以是可从马萨诸塞州德文斯的magnemotion(rockwellautomation)公司获得的磁性导轨。

参考图2,运输工具200具有配置成用于沿着导轨102运动的载具基座202。在一些示例中,载具基座202的至少一部分具有用于与导轨102磁性相互作用的磁通量源。在运输工具200适于沿着配置为传送带的导轨102运动的示例中,载具基座202可以具有用于与传送带机械地相互作用的适当结构。例如,载具基座202可以具有一个或多个轮、轴承或其他机械结构,以便与传送带相互作用。

继续参考图2,运输工具200具有一对抓持臂216,该抓持臂配置成用于在运输期间保持光学制品300。每个抓持臂216具有连接到运输工具200的第一端部216a和从运输工具200突出的第二端部216b。在一些示例中,每个抓持臂216在其第一端部216a连接到载具基座202。抓持臂216可在关闭位置和打开位置之间移动。在关闭位置,抓持臂216配置成将光学制品300保持在其间或其上,而在打开位置,光学制品300被从抓持臂216释放。例如,在关闭位置,抓持臂216可以支撑光学制品300的底表面或光学制品300的侧表面。抓持臂216相对于载具基座202在由图2中的箭头a标识的基本上垂直于载具基座202的行进方向的方向上突出。在一些示例中,可以根据国际申请号pct/ep18/57906中描述的任何示例来制造运输工具200。

继续参考图2,光学制品300具有前表面或顶表面302、后表面或底表面304、以及在顶表面302和底表面304之间延伸的侧表面306。当光学制品300是眼科镜片时,底表面304与佩戴光学制品300的人的眼睛相对,侧表面306通常位于支撑框架内,并且顶表面302面对入射光(未示出),入射光的至少一部分穿过光学制品300并进入人的眼睛。在一些示例中,顶表面302、底表面304和侧表面306中的至少一个可以具有各种形状,包括但不限于圆形、平面、圆柱形、球形、平坦、基本上平坦、平凹和/或平凸、以及弯曲,弯曲包括但不限于凸和/或凹。在运输工具200上运输期间,光学制品300由抓持臂216支撑,例如由底表面304或侧表面306支撑。

光学制品300可以选自眼科制品或元件、显示制品或元件、护目镜、窗口、镜子、有源液晶单元制品或元件、以及无源液晶单元制品或元件。眼科制品或元件的示例包括但不限于矫正和非矫正透镜(包括单视或多视透镜,其可以是分段或非分段多视透镜(诸如但不限于双焦透镜、三焦透镜和渐进透镜))以及用于矫正、保护或增强(美容或其他)视力的其他元件(包括但不限于隐形眼镜、人工晶体、放大镜、和保护镜或护目镜)。显示制品、元件和设备的示例包括但不限于屏幕、监视器和安全元件,其包括但不限于安全标记和认证标记。窗口的示例包括但不限于汽车和飞行器透明件、滤光器、百叶窗和光学开关。光学制品300可以包括聚合有机材料,其选自热固性聚合有机材料、热塑性聚合有机材料、或这些聚合有机材料的混合物。

返回参考图1,生产线100具有沿着导轨102定位的多个处理站104。每个处理站104配置成用于对由运输工具200承载的光学制品300执行预定的处理步骤。每个运输工具200可以配置成在各个处理站104之间沿着导轨102独立地移动。处理站104中的至少一个可以是预处理站104a(例如等离子腔室)、洗涤/干燥站104b和至少一个涂覆站104c,所述涂覆站配置成在光学制品的至少一个表面上施加涂覆材料。在一些示例中,处理站中的至少一个可以是固化站104d,用于选择性地和独立地固化(例如至少部分地固化)由涂覆站104c施加到光学制品上的每个涂层。固化站104d具有固化设备400,例如本文所述的uv固化设备。

在一些示例中,固化站104d可以是直通式处理站,其中运输工具200的至少一部分连同其上承载的光学制品300一起移动通过固化设备400。例如,运输工具200的第一部分(例如载具基座202)可以在位于固化设备400外部的导轨102上移动,而第二部分(例如承载光学制品300的抓持臂216的至少一部分)移动通过固化设备400。在这样的示例中,固化设备400定位成与导轨102相邻。例如,固化设备400可以布置成基本上平行于导轨102。在其他示例中,固化设备400配置成使得导轨102通过所述固化设备。在这样的示例中,整个运输工具200连同其上承载的光学制品300一起通过固化设备400。

参考图3,示出了根据一个示例的固化设备400。固化设备400具有限定内部腔室406的壳体402,该壳体具有侧壁404。壳体402具有沿一轴线(例如壳体402的纵向轴线412)与出口410间隔开的入口408。入口408和出口410是敞开的并且配置成允许光学制品300和运输工具200的至少一部分(例如抓持臂216的至少一部分)沿着从入口408朝向出口410的方向通过内部腔室406。壳体402具有在入口408和出口410之间延伸的一对纵向部分414。所述一对纵向部分414可以布置成基本上彼此平行。在一些示例中,纵向部分414可以基本上平行于纵向轴线412。在一些示例中,固化设备400可以具有多个壳体402,这些壳体端对端地组合在一起以限定更大的内部腔室406。

继续参考图3,壳体402具有与下部分418间隔开的上部分416。内部腔室406被限定在上部分416和下部分418之间以及所述一对纵向部分414之间。在一些示例中,所述一对纵向部分414、上部分416和/或下部分418可以可移除地或不可移除地连接至彼此,例如使用一个或多个紧固件。在其他示例中,所述一对纵向部分414、上部分416和/或下部分418可以彼此整体地形成。

继续参考图3,壳体402具有延伸穿过侧壁404的至少一个开口。至少一个开口419可以是延伸穿过侧壁404的任何孔口、间隙或狭槽。至少一个开口419可以从壳体402的入口408延伸到出口410,使得内部腔室406在入口408处、出口410处并且沿着至少一个开口419的整个长度是敞开的。在一些示例中,至少一个开口419从壳体402的入口408到出口410连续地延伸。在一些示例中,至少一个开口419可以延伸穿过所述一对纵向部分414中的每个纵向部分的侧壁404和/或延伸穿过上部分416和下部分418中的一个或两个。在一些示例中,至少一个开口419基本上平行于纵向轴线412和/或导轨102的纵向轴线。

继续参考图3,至少一个开口419可以配置为敞口狭槽420(以下称为“狭槽420”)。狭槽420可以被限定为延伸穿过壳体402的侧壁404的长且狭窄的孔口或狭缝。狭槽420具有与下端部420b相对的上端部420a,在上端部和下端部之间限定有接收空间。期望的是,狭槽420的高度(沿上端部420a和下端部420b之间的方向测量)小于内部腔室406的高度(沿上部分416和下部分418之间的方向测量)。虽然图3示出了至少一个开口419成形为狭槽420,但是并不排除至少一个开口419的其他形状和构造。例如,至少一个开口419可以配置为侧壁404中的孔口或间隙。在各种示例中,至少一个开口419配置成接收位于壳体402外部的物体的至少一部分,以当物体沿着从入口408朝向出口410的方向移动通过壳体402时允许物体的一部分通过内部腔室406。以这种方式,物体的第一部分可以在壳体402外部移动,物体的第二部分可以经由至少一个开口419移动通过内部腔室406。在一些示例中,物体可以是配置成用于支撑光学制品300的运输工具200,如本文所述。

参考图4a,狭槽420配置成接收沿着在壳体402外部的导轨102移动的运输工具200的一部分,使得由运输工具200支撑的光学制品300在运输工具200的延伸穿过狭槽420的部分上移动通过内部腔室406。如本文中所讨论的那样,固化设备400定位成与导轨102相邻,使得导轨102完全位于壳体402的内部腔室406外部。固化设备400与导轨102间隔开,使得当运输工具200沿着导轨102移动经过固化设备400时,运输工具200的至少一部分经由狭槽420通过内部腔室406。例如,固化设备400与导轨102间隔开,使得运输工具200的抓持臂216的至少一部分延伸穿过狭槽420并进入内部腔室406中。理想地,在抓持臂216运动通过壳体402期间,支撑光学制品300的抓持臂216的第二端部216b定位在内部腔室406内。

参考图4a至图4b,固化设备400具有可偏转屏障422,该可偏转屏障422跨狭槽420延伸以封闭狭槽420。以这种方式,可偏转屏障422在入口408和出口410之间的纵向方向上封闭内部腔室406,以防止壳体402周围的环境空气进入内部腔室406。可偏转屏障422可以在从入口408到出口410的方向上沿着狭槽420的纵向长度的至少一部分延伸。在一些示例中,可偏转屏障422沿着狭槽420的整个纵向长度延伸。可偏转屏障422进一步从狭槽420的上端部420a延伸到狭槽420的下端部420b。

继续参考图4a至图4b,可偏转屏障422具有第一端部422a和可相对于第一端部422a偏转的第二端部422b,所述第一端部连接至狭槽420的上端部420a和下端部420b中的一个。如图4a至图4b所示,可偏转屏障422的第一端部422a可以连接至安装到狭槽420的上端部420a的框架424,而第二端部422b是自由的并且可在朝向或远离内部腔室406的方向上相对于第一端部422a偏转。框架424可以可移除地连接至狭槽420的上端部420a,以允许例如在固化设备400的维修期间移除可偏转屏障422。在一些示例中,框架424可以磁性地附接到狭槽420的上端部420a。在其他示例中,框架424通过一个或多个紧固件连接到狭槽420的上端部420a。

继续参考图4a至图4b,当抓持臂216通过狭槽420时,第二端部422b可以通过抓持臂216而偏转。可偏转屏障422可从完全关闭狭槽420的关闭位置(图4b)偏转到打开位置(图4a),所述打开位置至少部分地打开狭槽420以允许运输工具200的至少一部分(例如抓持臂216)通过。可偏转屏障422可以配置成使得其在抓持臂216通过狭槽420时仅在抓持臂216周围的区域中偏转。例如,可偏转屏障422可以由柔性材料制成,该柔性材料配置成由于与运输工具200的抓持臂216的接触而偏转。在一些示例中,可偏转屏障422可以是布帘。布帘可以由抗紫外线辐射并且防止或限制内部腔室406与周围大气之间气体交换的材料制成。理想地,布帘由无绒布料制成。

继续参考图4a至图4b,固化设备400具有至少一个紫外线辐射源426(以下称为“uv源426”),该紫外线辐射源426可操作用于将紫外线(uv)辐射传输到内部腔室406中。固化设备400可以具有多个uv源426,所述多个uv源在壳体402的入口408和出口410之间纵向地间隔开。该至少一个uv源426可以安装在壳体402的上部分416,使得其将uv辐射从壳体402的上端部引导到内部腔室406中。在一些示例中,该至少一个uv源426可以安装到壳体402的下部分418,使得其将uv辐射从壳体402的下端部引导到内部腔室406中。在另外的示例中,至少一对uv源426可以安装到壳体402的上部分416和下部分418,使得uv源426将uv辐射从壳体402的上端部和下端部引导到内部腔室406中。在一些示例中,该至少一个紫外线辐射源426可以是具有至少一个灯泡(例如水银灯泡)的紫外线灯,该紫外线灯配置成用于发射紫外线光谱内的辐射。可以根据待固化的涂层的类型来选择至少一个紫外线辐射源426的规格。

继续参考图4a至图4b,滤光器428可以定位在该至少一个uv源426和内部腔室406之间。滤光器428可以配置成用于过滤来自至少一个uv源426的紫外线辐射,例如过滤期望波长的辐射。参考图5,滤光器428可以是石英滤光器。可以根据待过滤的紫外线辐射的期望波长来选择滤光器428的规格。滤光器428可以固定在框架430内,该框架安装在延伸穿过壳体402的侧壁404的开口432内。在一些示例中,开口432可以设置在壳体402的上部分416中,诸如图3所示。滤光器428可以可移除地固定在框架430内。以这种方式,滤光器428可以被移除以便清洁和/或用具有不同过滤特性的另一滤光器428替换。

再次参考图4a至图4b,在其中uv源426位于光学制品300上方的实施例中,当光学制品300通过内部腔室406时,光学制品300的顶表面302暴露于来自uv源426的大部分uv辐射中,而侧表面306可能暴露于被顶表面302接收的uv辐射的仅一部分。以这种方式,如果将涂层施加到光学制品300的顶表面302和侧表面306(或者仅侧表面306),则侧表面306上的涂层可能没有被充分固化。

固化设备400可以具有位于内部腔室406内的至少一个反射元件434,以在光学制品300通过内部腔室406时在朝向光学制品300(例如光学制品300的侧表面306)的方向上反射来自至少一个uv源426发射的uv辐射的至少一部分。理想地,该至少一个反射元件434与光学制品300和运输工具200的抓持臂216间隔开,以便不妨碍光学制品300和抓持臂216移动通过内部腔室406。固化设备400可以具有在壳体402的入口408和出口410之间纵向地间隔开的多个反射元件434。该至少一个反射元件434可以相对于壳体402的侧壁404以角度α倾斜。角度α可以在20°到70°之间。该至少一个反射元件434的表面可以是平面的、凹的、或凸的。在一些示例中,该至少一个反射元件434可以是反射镜或类镜(mirror-like)膜。

继续参考图4a至图4b,固化设备400的内部腔室406可以具有与内部腔室406外部的气氛不同的气氛。在一些示例中,由于惰性气体(例如氮气或一种或多种稀有气体)的浓度增加,内部腔室406可以具有惰性气氛。不受理论的束缚,已经发现的是,当将涂层暴露于uv辐射时,可以显著改善覆盖光学制品300的涂层的固化。

继续参考图4a至图4b,可以提供至少一个喷嘴436来将惰性气体输送到内部腔室406中。该至少一个喷嘴436与包含惰性气体的容器437连通。在一些示例中,多个喷嘴436可以在壳体402的入口408和出口410之间纵向地间隔开。多个喷嘴436的间距可以使得内部腔室406内的惰性气体的浓度被均匀地分布在入口408和出口410之间。在一些示例中,该至少一个喷嘴436可以配置成用于以固定的流速将惰性气体输送到内部腔室406中。在其他示例中,该至少一个喷嘴436可以是可调节的,以控制惰性气体输送到内部腔室406的流速。在这样的示例中,可以提供调节装置438,例如阀,用于控制该至少一个喷嘴436的流速。调节装置438可以是可手动调节的,也可以是可通过控制器电子调节的。可以提供至少一个传感器440,用于检测内部腔室406中的惰性气体的浓度并调节通过该至少一个喷嘴436的惰性气体的流速,以将惰性气体的浓度保持在预定水平。例如,可以保持内部腔室406内部的惰性气氛,使得氧浓度小于150ppm。

继续参考图4a至图4b,固化设备400可以具有设置在该至少一个喷嘴436与内部腔室406之间的至少一个扩散板442。该至少一个扩散板442可以具有多个开口444,所述多个开口配置成用于使惰性气体流动通过所述多个开口并进入内部腔室406中。开口444可以具有小直径,例如约5μm,以便使惰性气体在内部腔室406内均匀地扩散。固化设备400还可以具有热交换器,所述热交换器配置成用于加热或冷却壳体402、壳体402的内部腔室406内的惰性气体、或从该至少一个喷嘴436流出的惰性气体中的至少一者。

入口408和出口410可以选择性地能够关闭以封闭内部腔室406。期望的是,入口408和出口410可以具有闸门机构,所述闸门机构可以打开以允许光学制品300和运输工具200的至少一部分(例如抓持臂216的至少一部分)进出内部腔室406,而在所有其他时间关闭,以保持内部腔室406内的惰性气氛。以这种方式,当与可偏转屏障422结合时,入口408和出口410的闸门机构在允许对光学制品300进行直通式处理的同时提供了基本上密封的内部腔室406。

参考图6,入口408可以具有限定在第一入口闸门450a和第二入口闸门450b之间的入口子腔室448。在一些示例中,入口子腔室448可以具有用于输送惰性气体的至少一个喷嘴436。第一入口闸门450a和第二入口闸门450b在沿着纵向轴线412的方向上彼此间隔开。第一入口闸门450a可通过壳体402中的第一入口闸门开口452a延伸到入口子腔室448中。类似地,第二入口闸门450a可通过壳体402中的第二入口闸门开口452b延伸到入口子腔室448中。第一入口闸门450a和第二入口闸门450b可在关闭位置和打开位置之间独立地操作,在所述关闭位置中,第一入口闸门450a和第二入口闸门450b分别通过第一入口闸门开口452a和第二入口闸门452b延伸到入口子腔室448中以封闭入口408,在所述打开位置中,第一入口闸门450a和第二入口闸门450b分别被收回到第一入口闸门开口452a和第二入口闸门开口452b中以打开入口408。提供了诸如电动机的第一驱动机构454,用于使第一入口闸门450a和第二入口闸门450b在打开位置和关闭位置之间移动。在关闭位置中,第一入口闸门450a和第二入口闸门450b防止光学制品300和运输工具200的支撑光学制品300的部分运动到入口408中。第一入口闸门450a和第二入口闸门450a中的至少一个在光学制品300在入口408和出口410之间移动通过内部腔室406的整个过程中保持在关闭位置,以保持内部腔室406内的惰性气氛。

参考图7a至图7c,在光学制品300沿着箭头b的方向运动通过入口408期间,第一入口闸门450a和第二入口闸门450b从关闭位置到打开位置顺序地操作。为了清楚起见,省略了导轨102。如图7a所示,第一入口闸门450a处于打开位置,而第二入口闸门450b处于关闭位置。以这种方式,由运输工具200承载的光学制品300可以进入壳体402的入口408。一旦运输工具200移动经过第一入口闸门开口452a使得光学制品300定位在入口子腔室448内,第一入口闸门450a便移动到关闭位置,而第二入口闸门450b移动到打开位置(图7b)。一个或多个传感器(未示出)可用于检测运输工具200相对于第一入口闸门450a和第二入口闸门450b的位置,并将信号提供给一控制器,所述控制器在关闭位置和打开位置之间操作第一入口闸门450a和第二入口闸门450b。当运输工具200移动经过第二入口闸门开口452b使得光学制品300定位在内部腔室406内时,第二入口闸门450b移动到关闭位置,而第一入口闸门450a移动到打开位置(图7c)。以这种方式,光学制品300可以在保持内部腔室406内的惰性气氛的同时被接收在入口子腔室448内并进入内部腔室406中。

参考图6,出口410可以具有限定在第一出口闸门458a和第二出口闸门458b之间的出口子腔室456。在一些示例中,出口子腔室456可以具有用于输送惰性气体的至少一个喷嘴436。第一出口闸门458a和第二出口闸门458b在沿着纵向轴线412的方向上彼此间隔开。第一出口闸门458a可通过壳体402中的第一出口闸门开口460a延伸到出口子腔室456中。类似地,第二出口闸门458a可通过壳体402中的第二出口闸门开口460b延伸到出口子腔室456中。第一出口闸门458a和第二出口闸门458b可在关闭位置和打开位置之间独立地操作,在关闭位置中,第一出口闸门458a和第二出口闸门458b分别通过第一出口闸门开口460a和第二出口闸门开口460b延伸到出口子腔室456中以封闭出口410,在打开位置中,第一出口闸门458a和第二出口闸门458b分别被收回到第一出口闸门开口460a和第二出口闸门开口460b中以打开出口410。提供了诸如电动机的第二驱动机构462,用于使第一出口闸门458a和第二出口闸门458b在打开位置和关闭位置之间移动。在关闭位置中,第一出口闸门458a和第二出口闸门458b防止光学制品300和运输工具200的支撑光学制品300的部分运动到出口410中。第一出口闸门458a和第二出口闸门458a中的至少一个在光学制品300在入口408和出口410之间移动通过内部腔室406的整个过程中保持在关闭位置,以保持内部腔室406内的惰性气氛。

参考图8a至图8c,在光学制品300沿着箭头b的方向运动通过出口410期间,第一出口闸门458a和第二出口闸门458b从关闭位置到打开位置顺序地操作。为了清楚起见,省略了导轨102。如图8a所示,第一出口闸门458a处于打开位置,而第二出口闸门458b处于关闭位置。以这种方式,由运输工具200承载的光学制品300可以进入出口子腔室456。一旦运输工具200移动经过第一出口闸门开口460a使得光学制品300定位在出口子腔室456内,第一出口闸门458a便移动到关闭位置,而第二出口闸门458b移动到打开位置(图8b)。一个或多个传感器(未示出)可用于检测运输工具200相对于第一出口闸门458a和第二出口闸门458b的位置,并将信号提供给一控制器,所述控制器在关闭位置和打开位置之间操作第一出口闸门458a和第二出口闸门458b。当运输工具200移动经过第二出口闸门开口460b使得光学制品300移动到壳体402外部时,第二出口闸门458b移动到关闭位置,而第一出口闸门458a移动到打开位置(图8c)。以这种方式,光学制品300可以在保持内部腔室406内的惰性气氛的同时从内部腔室406移动通过出口410。

在进一步的示例中,固化设备400的特征可以由下列条款中的一个或多个来表征:

条款1:一种固化设备,包括:具有侧壁的壳体,所述壳体具有沿一轴线与出口间隔开的入口,所述壳体限定了内部腔室;延伸穿过侧壁(例如从入口到出口)的至少一个开口;至少一个紫外线辐射源,所述紫外线辐射源可操作用于将紫外线辐射传输到内部腔室中;和与内部腔室流体连通的至少一个喷嘴。

条款2:根据条款1所述的固化设备,其中,所述轴线是纵向轴线。

条款3:根据条款1或2所述的固化设备,其中,至少一个流动喷嘴连接至惰性气体源并且配置成将惰性气体注入到内部腔室中。

条款4:根据条款1至3中任一项所述的固化设备,其中,所述至少一个开口是狭槽,所述狭槽从入口延伸到出口并且配置成接收沿着位于壳体外部的导轨移动的制品载具的一部分,使得由制品载具支撑的制品在制品载具的延伸穿过狭槽的部分上移动通过内部腔室。

条款5:根据条款4所述的固化设备,还包括可偏转屏障,所述可偏转屏障在入口和出口之间跨狭槽延伸,其中,所述可偏转屏障可通过制品载具的延伸通过狭槽的部分而偏转。

条款6:根据条款5所述的固化设备,其中,所述可偏转屏障是布帘。

条款7:根据条款1至6中任一项所述的固化设备,其中,所述入口包括入口子腔室,所述入口子腔室限定在第一入口闸门和第二入口闸门之间,所述第二入口闸门在沿着所述轴线的方向上与第一入口闸门间隔开,第一入口闸门和第二入口闸门封闭壳体的入口。

条款8:根据条款7所述的固化设备,其中,在所述制品移动通过入口期间,第一入口闸门和第二入口闸门从关闭位置到打开位置顺序地操作。

条款9:根据条款7或8所述的固化设备,其中,当第一入口闸门处于关闭位置时,第二入口闸门可移动至打开位置。

条款10:根据条款1至9中任一项所述的固化设备,其中,出口包括出口子腔室,所述出口子腔室限定在第一出口闸门和第二出口闸门之间,所述第二出口闸门在沿着所述轴线的方向上与第一出口闸门间隔开,第一出口闸门和第二出口闸门封闭壳体的出口。

条款11:根据条款10所述的固化设备,其中,在制品移动通过出口期间,第一出口闸门和第二出口闸门从关闭位置到打开位置顺序地操作。

条款12:根据条款10或11所述的固化设备,其中,当第一出口闸门处于关闭位置时,第二出口闸门可移动至打开位置。

条款13:根据条款1至12中任一项所述的固化设备,还包括位于所述至少一个紫外线辐射源与内部腔室之间的滤光器。

条款14:根据条款13所述的固化设备,其中,滤光器安装在一框架内,所述框架定位在延伸穿过壳体的侧壁的开口中。

条款15:根据条款14所述的固化装置,其中,内部腔室在框架与壳体的侧壁之间的界面处是气密的。

条款16:根据条款1至15中任一项所述的固化设备,其中,所述至少一个喷嘴具有用于调节惰性气体进入内部腔室中的流速的调节机构。

条款17:根据条款1至16中任一项所述的固化设备,还包括至少一个扩散板,所述至少一个扩散板设置在所述至少一个喷嘴和内部腔室之间,所述至少一个扩散板具有多个透气开口,所述透气开口配置成用于将惰性气体扩散到内部腔室中。

条款18:根据条款1至17中任一项所述的固化设备,还包括热交换器,所述热交换器配置成用于加热或冷却壳体、壳体的内部腔室内的惰性气体、或从所述至少一个喷嘴流出的惰性气体中的至少一者。

条款19:根据条款1至18中任一项所述的固化设备,还包括在内部腔室内的至少一个反射元件,所述至少一个反射元件具有成角度的反射表面,所述成角度的反射表面配置成用于将来自所述至少一个紫外线辐射源的紫外线辐射朝向制品的横向侧反射。

条款20:一种使用固化设备固化被涂覆制品的方法,该方法包括:在可沿着与固化设备相邻的导轨移动的制品载具上运输制品;使制品在从固化设备的入口朝向出口的方向上移动通过固化设备的内部腔室;和在制品运动通过内部腔室期间,使制品的至少一部分暴露于紫外线辐射,其中,在制品移动通过内部腔室期间,支撑制品的制品载具的一部分移动通过至少一个开口,所述至少一个开口在入口和出口之间延伸穿过固化设备的壳体。

条款21:根据条款20所述的方法,还包括用可偏转屏障封闭所述至少一个开口,其中在制品移动通过内部腔室期间,可偏转屏障可通过制品载具的一部分偏转。

条款22:根据条款20或21所述的方法,还包括从至少一个喷嘴向所述内部腔室注入惰性气体。

条款23:根据条款21所述的方法,还包括在将惰性气体注入到内部腔室中期间,通过扩散板扩散惰性气体。

条款24:根据条款20至23中任一项所述的方法,还包括在使制品移动通过入口之前,使制品移动通过入口子腔室,所述入口子腔室限定在第一入口闸门和第二入口闸门之间,所述第二入口闸门与第一入口闸门间隔开,所述第一入口闸门和所述第二入口闸门封闭入口,其中第一入口闸门和第二入口闸门在制品移动通过入口子腔室期间从关闭位置到打开位置顺序地操作,以防止环境空气通过入口被引入内部腔室。

条款25:根据条款20至24中任一项所述的方法,还包括在制品移动通过出口之前,使制品移动通过出口子腔室,所述出口子腔室限定在第一出口闸门和第二出口闸门之间,所述第二出口闸门与第一出口闸门间隔开,并且第一出口闸门和第二出口闸门封闭出口,其中在制品移动通过出口子腔室期间,第一出口闸门和第二出口闸门从关闭位置到打开位置顺序地操作,以防止环境空气通过出口被引入内部腔室。

条款26:根据条款20至25中任一项的方法,还包括在将制品的至少一部分暴露于紫外线辐射之前过滤所述紫外线辐射。

条款27:根据条款20至26中任一项所述的方法,还包括使用至少一个反射元件将紫外线辐射的至少一部分朝向制品的横向侧反射。

本发明已经参考其特定示例的具体细节进行了描述。这并不意味着将此类细节视为对本发明范围的限制,除非它们就此包括在所附权利要求中。

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