CN101242944B - 隐形眼镜模具和其制造系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述隐形眼镜模具和制造隐形眼镜模具的系统和方法。所述隐形眼镜模具部分包括两个光学性能表面、环绕所述两个光学性能表面的至少一部分的凸缘和从所述凸缘延伸的伸长构件。两个模具部分可彼此接触以形成具有隐形眼镜形状的空腔的模具组合件。所述模具部分经构造以形成其边缘不需要进一步实体改变即可放置到眼睛上的隐形眼镜。本发明描述将熔融聚合材料引导至与所述模具部分对应的空腔中的系统和方法。

Description

隐形眼镜模具和其制造系统和方法
本申请案主张2005年8月9日申请的美国申请案第11/200,848号的优先权，因此其整体内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明通常涉及隐形眼镜的制造，且更具体来说涉及制造隐形眼镜中所使用的模具和制造隐形眼镜模具的系统和方法。
背景技术
制造诸如人工晶体和隐形眼镜的透鏡的一种方法是通过铸塑成型。众所周知隐形眼镜的铸塑成型。参考，例如Appleton等人的美国专利第5,466,147号、Morris的美国专利第6,405,993号、Dean的美国专利第6,431,706号和Dean的美国专利第6,732,993号。
制造单个隐形眼镜的模具组合件通常包括具有界定待制造的透鏡的前表面的凹光学表面的阴模具部分和具有界定待制造的透鏡的后表面的凸光学表面的阳模具部分。当个别阳模具部分和阴模具部分组装在一起时，在阴模具部分的凹表面与阳模具部分的凸表面之间形成隐形眼镜形状的空腔。
将隐形眼镜前驱体材料(例如可聚合单体的可固化混合物)放置或沉积在透鏡形状的空腔中，或更具体来说，放置眼镜前驱体材料与第一模具部分的凹表面接触且将第二模具部分放置在第一模具部分上，如此第二模具部分的凸表面接触眼镜前驱体材料且将眼镜前驱体材料维持在透鏡形状的空腔中。使眼镜前驱体材料在模具组合件中固化以形成隐形眼镜。将隐形眼镜自模具部分移出且进一步处理并最终包装供消费者使用。
以上所提及的隐形眼镜制造方法中所使用的阳模具部分和阴模具部分本身通常通过使用注射成型法形成。这些模具部分可由例如聚苯乙烯或聚丙烯等的热塑性材料成型制得。
Martin等人的美国专利第6,039,899号揭露自动高速制造隐形眼镜毛坯的方法和设备。所述设备包括制造用于形成毛坯的隐形眼镜模具部分的注射成型台。
EP 1136222 A1揭露制造隐形眼镜的方法，其中在模具组合件中形成树脂模具，然后用隐形眼镜成型材料填充树脂模具，且组装所填充的树脂模具以在树脂模具之间形成隐形眼镜。
EP 1352736 A1揭露隐形眼镜模具组合件，其包含多个相同的可堆叠的隐形眼镜模具。
Larsen的美国专利第4,565,348号揭露另一种制造眼镜模具的现有技术方法。根据这种方法，使用聚苯乙烯框架上所载的成型表面阵列形成隐形眼镜阵列。一个成型框架载有凹前面或阴半模具的2×4阵列，且另一成型框架载有凸基底或阳半模具的2×4阵列。
其他揭露制造眼镜制造中所使用的模具的方法和/或设备的专利和公开案包括Lust等人的美国专利申请公开案第US 2003/0203066 A1号、Lust等人的美国专利第6,592,356号、Lust等人的美国专利第5,540,410号和Parnell，Sr.等人的美国专利第6,180,032号。
虽然前述方法和设备已提高隐形眼镜制造的速度和效率，但仍需要满足当前对隐形眼镜的高要求的甚至更有效、更高效的方法和系统。
发明内容
本发明揭露新颖的隐形眼镜模具、模具组合件和制造隐形眼镜模具组合件的系统和方法。本发明的设备和系统尤其适用于有助于高速制造高质量的隐形眼镜，例如(但不限于)软质亲水性硅基隐形眼镜。更具体来说，本发明的模具部分、模具组合件、成型系统和方法适用于制造硅酮水凝胶隐形眼镜或包含硅酮水凝胶材料的隐形眼镜，包括每日配戴型眼镜和长期或连续配戴型眼镜(例如，可连续配戴在眼睛上数天或数周(例如，约30天)的隐形眼镜)。
本发明的模具组合件包含隐形眼镜模具部分，各部分包括透鏡界定表面，当各部分组装在一起时，在两者间界定隐形眼镜形状的空腔。模具部分本身可使用注射成型技术成型。如本文所讨论，模具组合件通过放置两个模具部分使其彼此接触以形成隐形眼镜形状的空腔来形成。
本发明的第一方面在于提供一种隐形眼镜模具部分，该模具部分包含：透镜界定区，其具有呈现隐形眼镜的光学性能前表面的底版的第一透镜界定表面，大体上相对置的呈现隐形眼镜的光学性能后表面的底版的第二透镜界定表面，环绕所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面的凸缘区，和伸长区，其大体上从所述凸缘区径向向外延伸，所述伸长区包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有渐扩宽度的第二部分，所述第二部分邻接所述凸缘区且比所述伸长区的第一部分薄；其中所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面位于一单个隐形眼镜模具部分上且所述伸长区的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大。
本发明的第二方面在于提供一种模具组合件，该模具组合件包含第一模具部分和与第一模具部分大体上相同的第二模具部分。所述第一模具部分包括透镜界定区，所述透镜界定区具有呈现隐形眼镜的光学性能前表面的底版的第一透镜界定表面，大体上相对置的呈现隐形眼镜的光学性能后表面的底版的第二透镜界定表面，环绕所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面的凸缘区，和伸长区，其大体上从所述凸缘区径向向外延伸，所述伸长区包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有渐扩宽度的第二部分，所述第二部分邻接所述凸缘区且比所述伸长区的第一部分薄，其中所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面位于一单个第一模具部分上，且其中所述伸长区的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大。所述第二模具部分与所述第一模具部分耦合以在第一模具部分的第一透镜界定表面与所述第二模具部分的第二透镜界定表面之间界定透镜形状的空腔。
本发明的第三方面在于提供一种制造隐形眼镜模具部分的方法，该方法包含：将熔融热塑性材料引导至单个模具空腔中，其中所述模具空腔包含第一光学性能插入件表面和相对置的第二光学性能插入件表面；环绕所述第一光学性能插入件表面和所述第二光学性能插入件表面的模具凸缘界定区，所述第一光学性能插入件表面和所述第二光学性能插入件表面界定隐形眼镜模具部分的大体上相反的第一和第二透镜界定表面；和大体上从所述模具凸缘界定区径向向外延伸的伸长通道，所述伸长通道包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有渐扩宽度的第二部分，所述第二部分邻接所述模具凸缘界定区且比所述伸长通道的第一部分薄。其中所述伸长通道的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大。
本发明的第四方面在于提供一种制造多个具有不同规格的隐形眼镜的方法，该方法包含：在若干模具空腔中制造多个单件隐形眼镜模具部分，使用所述单件隐形眼镜模具部分的各种组合以生产多个具有多个不同规格的隐形眼镜，其中所述多个隐形眼镜的不同规格的数目等于模具空腔数目的平方。其中每一单件隐形眼镜模具部分包含一透镜界定区，所述透镜界定区具有呈现隐形眼镜的光学性能前表面的底版的且具有第一曲率半径的第一透镜界定表面，大体上相对置的呈现隐形眼镜的光学性能后表面的底版的且具有第二曲率半径的第二透镜界定表面，环绕所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面的凸缘区；和大体上从所述凸缘区径向向外延伸的伸长区，其中所述伸长区的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大。
有利地，根据本发明的模具组合件可包含通用模具部分。如本文所使用，“通用模具部分”指包括凸透镜界定表面与大体上相对的凹透镜界定表面的模具部分，两个表面均有效形成隐形眼镜的光学可接受的表面。因此，各模具部分可理解为具有两个光学可接受的表面或两个经构造以形成具有光学可接受前表面和后表面的单个隐形眼镜的表面。当两个所述通用模具部分组装在一起时，在一个模具部分(例如，第一模具部分)的凸透镜界定表面与另一模具部分(例如，第二模具部分)的凹透镜界定表面之间界定透鏡形状的空腔。各透鏡界定表面是光学性能或光学可接受的表面，意谓各透鏡界定表面具有有效赋予由其成型的眼镜产品高质量光学光滑表面的光滑性。
本发明提供制造具有大体上相对的光学性能表面的通用模具部分的系统和方法。
另外，提供本发明的系统和方法的特征，其旨在有利于自动高度可靠地鉴别由所述系统和方法制造的各模具部分。模具组合件本身可包括鉴别指示器，诸如隐形眼镜制造期间有利于鉴别和/或跟踪模具部分的结构。这些跟踪特征可包括模具组合件的通常“锅柄”形状的结构。举例来说，各模具部分包括通常自透鏡界定表面径向向外延伸且包括某种形式的标记、优选可使用例如激光扫描器的机器可靠读取的标记的伸长区。模具部分制造过程期间，可将标记放置在模具部分或模具部分的锅柄上。本发明的这些和其他特征大大增加由模具组合件制造的下游眼镜和眼镜制造过程的质量控制。
举例来说，根据一个实施例，本发明提供用于制造透鏡、例如隐形眼镜(例如软质硅基亲水性隐形眼镜)的模具组合件。模具组合件通常包含一对模具部分主体，各模具部分主体包括具有透鏡界定表面的光学部件区。透鏡界定表面具有隐形眼镜的前表面的底版或隐形眼镜的后表面的底版的表面轮廓。各模具部分主体进一步包含环绕、例如大体上完全环绕透鏡界定表面的凸缘区。另外，模具部分主体进一步包含优选与凸缘区整体成型且由其径向向外延伸的伸长区。本发明的另一实施例涉及用于形成模具组合件的个别模具部分。
在一些实施例中，模具部分主体的伸长区具有有效提供合乎需要的光学部件区或模具部分的碗部分的壁厚的长度和几何形状。举例来说，伸长区可具有至少约15mm的长度，所述长度从凸缘区的外周边(于此处伸长区接合凸缘区)到伸长区的远端尖头测量。在一些实施例中，伸长区的长度介于约20mm与约40mm之间，优选介于约30mm与约35mm之间。在一实施例中，长度为约30mm。
伸长区沿其主要部分可具有大体上均一的宽度。在一优选实施例中，伸长区包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有在远离第一部分朝向凸缘区的方向上以例如成约10°与约30°之间的角度渐扩的宽度的第二部分。第一部分可理解为近部，且第二部分可理解为远部。或者，第一部分可为近部，第二部分可为中间部，且光学部件区和凸缘可为远部。
在某些实施例中，伸长区大体上是平坦的且大体上沿其长度不包括台阶或突跃。举例来说，伸长区不包括具有从近部指向远部的斜面的坡部。
在一实施例中，第二部分比第一部分薄。举例来说，伸长区的第一部分具有大体上均一的第一厚度且渐扩的第二部分具有小于第一厚度的第二厚度。
在某些实施例中，伸长区的第一厚度介于约0.4mm或约0.6mm或约0.8mm或1mm与约1.2mm或约1.4mm或约1.6mm或约2mm之间。第一厚度优选介于约0.8mm与1.6mm之间。伸长区的第二厚度优选不超出约0.4mm与约1.8mm。第二厚度优选介于约0.8mm与约1.6mm之间。
根据本发明的实施例，模具组合件包含两个或两个以上通用模具部分，这些部分(例如)以堆叠方式组装在一起且在一个模具部分的第一透鏡界定表面与另一模具部分的第二透鏡界定表面之间界定透鏡形状的空腔。可了解本发明的通用模具部分提供大量优点和益处。举例来说，相对于通常利用后曲面模具部分和不同的前曲面模具部分来制造透鏡的常规眼镜模具组合件，通过使用本发明的通用模具部分，制造透鏡需要减少数目的不同模具部分。另外，本发明的隐形眼镜模具组合件和制造所述隐形眼镜模具组合件的系统需要减少数目的不同成型机器组件且例如，增强对隐形眼镜模具库存的管理。
日本专利第JP 05337957A号揭露可有助于理解具有相对的透鏡界定成型表面的“通用”模具部分的概念的其他信息，其教示使用堆叠的相同模具形式成型隐形眼镜的系统。
本发明的另一方面，提供模具部分，例如本文别处所述的模具部分，其包括一个或一个以上鉴别模具部分的一个或一个以上特性(例如，待使用模具部分形成的透鏡的特性)的标识符或标记。出于说明而非限制的目的，可提供标记，例如呈带、颜色、记号、纹理、蚀刻或粗糙表面等和其组合的形式，适用于有利于鉴别与关于待使用模具部分成型的透鏡的信息(例如，屈光度(optical power)、形状、尺寸和/或其他识别信息)有关的特性。在尤其有利的实施例中，提供所述标记为一个或一个以上位于一个或一个以上模具部分的伸长区上的机器可读取的带状物。
使用所述鉴别标记，可容易且快速地彼此比较且酌情组装多个模具部分以形成一个或一个以上具有合乎需要的透鏡形状的空腔的模具组合件，且最终提供性价比高和/或大量生产的合乎需要的眼镜。举例来说，模具部分可各自可鉴别或“可读取”，例如视觉上可读、触觉上可读和/或机器可读和/或类似情况和/或其组合中的至少一种。标记可包含模具部分的伸长区的带，例如为彩色表面、粗糙表面、磨砂表面、作记号表面、成形状的表面(诸如，具有不同于另一不同模具部分上的类似带或表面的宽度的宽度等的带或表面。
在本发明的一尤其有利的实施例中，模具部分经构造以自动可鉴别，即可使用自动方式鉴别。举例来说，模具部分可包括使用激光扫描系统、其他自动扫描系统等和其组合可读的标记。
一方面，本发明包含模具部分，其适用于通过聚合提供于组装模具部分中的可聚合组合物来制造隐形眼镜。本发明的模具部分本身可能是对聚合辐射(例如，紫外线光)透明或至少半透明的热塑性聚合物材料的成型物件。
在本发明的一实施例中，使用各包括互补对第一模具部分与第二模具部分的成型组合件制造水凝胶眼镜、水凝胶隐形眼镜等，例如含硅亲水性眼镜、硅酮水凝胶隐形眼镜、其他亲水性眼镜和隐形眼镜等。此通过使组合物(例如，可聚合组合物)成型于两个互补模具部分之间所界定的透鏡形状的空腔中来实现。举例来说，可聚合组合物可包含一种或一种以上单体和溶剂。将组合物放置或沉积在一个模具部分的凹透镜界定表面上。将另一模具部分放置在所述第一模具部分的顶部以封闭两者之间所界定的透鏡形状的区中的组合物。将所填充的组装模具部分耦合在一起，举例来说使用超声波喇叭焊接一个或一个以上自填充的透鏡形状的空腔径向向外定位的接触区。然后，使所填充并焊接的模具组合件经受聚合条件，诸如用光化、可见和/或紫外线辐射照射组合件从而制造呈合乎需要的透鏡形状的的聚合物物件。
聚合过程完成后，分离模具组合件的互补部分以在一个模具部分上展示聚合透鏡形状的物件。然后，使物件经受聚合后步骤，诸如从模具部分移出和提取和水合物件。举例来说，聚合完成后，可用溶剂或水置换聚合物物件中的可提取组分以制造水合透鏡，例如，具有适于放置在个体眼睛中的大小和形状。
本发明的另一方面，提供适用于制造具有光学性能表面的模具部分或隐形眼镜模具部分的制造系统。所述系统尤其适用于制造随后用于成型透鏡(例如，隐形眼镜)的模具部分。
所述制造系统通常包含注射成型组合件和可耦合于注射成型组合件的成型组件。成型组件有时称为成型工具，且通常具有一个或一个以上、优选四个或四个以上空腔，例如模具部分形状的空腔。注射成型组合件可耦合于成型材料(例如，热塑性材料)供应。注射成型组合件(例如)在压力下有效将呈流体状态的热塑性材料注射到模具部分形状的空腔中。使热塑性材料在空腔中冷却，打开成型组件，且从其中移出冷却并固化的模具部分。
在本发明的一实施例中，模具部分形状的空腔包括具有透鏡形状的表面的光学部件空腔部分和伸长空腔部分。通过使用注射成型组合件将一定量的流体热塑性材料穿过入口引入到伸长空腔部分中制造隐形眼镜模具部分。构造所述系统，如此当流体热塑性聚合材料到达模具空腔的光学部件部分后，其流动特性足以流动从而在最终模具部分上提供光学性能表面。
举例来说，伸长空腔部分有利包括结构，例如允许热塑性材料流以平稳的材料层流向外向凸缘区扩散的扇叶形状的空腔部分。这种形状通过使至光学部件空腔部分的开口展布于宽区域上有助于减小邻接光学部件空腔部分的应力浓度。有利地，可获得合乎需要的流速而无需沿伸长空腔部分提供台阶、斜坡或倾斜表面。
本发明优选提供制造隐形眼镜模具部分的系统，其中用于形成模具部分的流体热塑性聚合材料的流动特性有利具有将流体热塑性聚合材料引入模具空腔过程中的高流动性与一旦填充空腔热塑性材料就快速冷却和/或凝固的适当平衡性。
设定伸长空腔部分的尺寸且定位入口以相对于界定大体上相同的模具空腔部分而无伸长部分的成型设备，有效地在光学空腔部分提供具有光学性能表面的所得大体上实心的模具部分物件且有效减小使热塑性聚合材料固化的时间。在一实施例中，伸长空腔部分的长度与深度的比率在约10∶1或约15∶1或约22∶1到约30∶1或约44∶1或约50∶1的范围内。优选地，伸长空腔部分的长度与深度的比率介于约22∶1到约44∶1之间。
热塑性材料可能是热塑性聚合材料，例如选自任何合适这种材料或这些材料的混合物。热塑性聚合材料例如(但不限于)可包含聚合物，诸如聚烯烃(例如，聚丙烯、聚乙烯等)、聚乙烯乙烯醇(ethylene vinyl alcohol，EVOH)、聚酰胺、聚氧甲烯、聚对苯二甲酸乙二酯、环烯共聚合物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯与丙烯腈和/或丁二烯的共聚物、丙烯酸酯(例如，聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚酯、聚(4-甲基戊烯-1)等和其混合物。聚乙烯乙烯醇(EVOH)是使用本发明的系统形成隐形眼镜模具部分的优选材料。
本发明的又一方面，提供制造多种不同透鏡模具部分的系统。所述系统通常包含可与成型材料源连接的注射成型组合件和经构造以可移除式耦合于注射成型组合件的更换板组合件。更换板组合件包括第一板和第二板，当其组装在一起时，界定一个或一个以上适用于制造隐形眼镜的模具部分形状的空腔。在一实施例中，所述第一板包括至少一个第一成型表面，其界定(例如)隐形眼镜的前表面。所述第二板包括至少一个第二成型表面，其可界定(例如)隐形眼镜的后表面。
在某些实施例中，第一板和第二板各自分别包括多个第一成型表面和多个第二成型表面。因此，当第一板与第二板彼此组装时，形成多个模具部分形状的空腔。在一些实施例中，第一板包括多个不同的第一成型表面，例如多个具有不同光学部件曲面的凸成型表面。在一实施例中，成型组合件包含在单个成型周期中形成8个大体上相同的模具部分的空腔。
可通过可移除式耦合于第一板的插入件提供各第一成型表面。或者，可将各第一成型表面加工成第一板的端面并与之集成。同样地，可通过可移除式耦合于第二板的插入件提供各第二成型表面或各第二成型表面可为加工成第二更换板的端面并与之集成的表面。使用插入件可提供诸如改变诸如模具部分的光学表面的形状和尺寸的模具部分的性质的效率增加的优点。
在本发明的一实施例中，更换板组合件适用于成型具有第一与第二大体上相对的透鏡界定表面的隐形眼镜模具部分。举例来说，一组第一插入件包括对应于隐形眼镜的前曲面的表面，且一组第二插入件包括对应于隐形眼镜的后曲面的表面。优选分别使用分别位于第一更换板和第二更换板的第一成型插入件和第二成型插入件形成模具部分的第一透鏡形状的表面和第二透鏡形状的表面。有利地，第一插入件和第二插入件各自可移除式定位于衬套内，衬套又安装在更换板组合件中。
在本发明的一些实施例中，第一插入件和第二插入件中的至少一个是一体式的元件或一体式的具有加工成插入件的基准表面和对应于透鏡边缘的光学部件。可使用专业光学精度车床进行这种加工，如此不需要随后的抛光。优选地，第一插入件与第二插入件包括在隐形眼镜上提供圆形透鏡边缘或有效在隐形眼镜上形成圆形透鏡边缘的基准表面。Dean的美国专利第6,431,706号中描述一些适用于制造圆形边缘隐形眼镜的成型工具和插入件和其优点。
优选地，用于在模具部分上制造光学复制表面的插入件由铜镍合金、铝合金、纯镍涂布基材、铁合金、工程陶瓷、工程塑料等制成。
本发明的系统中也可提供冷却组合件。冷却组合件可包含位于系统内以有效穿过注射成型组合件传递冷却液的第一冷却回路和独立于第一冷却回路且有效穿过更换板组合件传递冷却液的第二冷却回路。在本发明的这一实施例中，更换板组合件可实体上从成型系统中移出，而第一冷却系统仍在操作以维持冷却系统的其他组件。举例来说，第一冷却回路包括多个位于更换板组合件上的入口且可与冷却液源连接。第一冷却回路可包括有利于更换板组合件与注射成型组合件耦合和去耦合的特征，例如冷却回路可包括歧管耦合器或“多重耦合器”以有利于多个入口与冷却液源耦合。
本发明的另一方面，更换板组合件通常包括圆锥形定位器零件以有利于更换板组合件在注射成型组合件中定位。
本发明的又一方面，所述系统进一步包含成型过程中用于从系统移除气体的真空组合件，其中所述真空组合件有利地经构造以当更换板组合件耦合于注射成型组合件时变得可默认操作。真空组合件在成型过程中有效将连续真空施加到系统。真空组合件可包含位于更换板组合件与注射成型组合件之间的通道，通道连接于真空源。设计真空组合件以移除排气，这些排气否则可能积聚在系统内。
在本发明的一些实施例中，系统包含有效测量更换板组合件的温度的温度传感器。举例来说，温度传感器可包括一个或一个以上位于注射成型组合件的壳板的战略位置处的表面监测热电耦。类似于真空组合件，温度传感器经构造以变得在使更换板组合件与注射成型组合件耦合后可默认操作。
通过将凸插入件或后曲面插入件定位于注射成型工具的移动部分上大大有利于形成于第一插入件与第二插入件之间的成型物件的移出和随后的使用。这一有利于使用模具部分更有效地处理(例如，自动处理)眼镜。
在正常操作中，成型物件或隐形眼镜模具部分可粘着于凸插入件或前曲面插入件。为使成型物件改为保留在后曲面插入件上，本发明的系统可包含保留结构或机构。举例来说，根据本发明的一个实施例，含有后曲面插入件的衬套可包括具有一个或一个以上成型过程中捕集部分热塑性材料的切断部分(例如凹槽或槽)的表面。切断部分具有有效有利于将成型物件保留在后曲面插入件上的配置和位置。在一实施例中，提供大体上V形状的槽，所述槽的深度介于约0.025mm与约0.5mm之间，更优选约0.05mm与约0.20mm之间。举例来说，提供深度为约0.075mm的V形状的槽。槽优选的倾角介于约20°或约30°与约70°或约80°之间。在一优选实施例中，槽的倾角介于约30°与约60°之间，例如为约45°。
不希望本发明受任何特定操作理论限制，认为当空腔内的熔融材料在槽内固化时，当开启成型机器或成型组件时，成型物件倾向于保留于那里且因此仍粘着于第二插入件。
其他或另外，可使用第二插入件的衬套上的凸起结构，例如，凸起部分(例如脊、突出物等)有效使成型物件被第二插入件保留。凸起结构可位于含有第二插入件的衬套上，例如，从所述衬套凸出。在一实施例中，凸起凸出物的高度为约0.05mm至约0.5mm，例如约0.2mm，且宽度为约0.1mm至约1.0mm，例如约0.6mm，其中切槽介于约13°与约45°之间，例如约30°。凸起结构有效在模具部分形成槽或凹槽。举例来说，凹槽或槽可形成于模具部分的凸缘部分。在某些实施例中，插入件具有多个不连续的凸起结构以在模具部分的凸缘部分形成多个分离的凹槽或槽。举例来说，模具部分的凸缘区的后表面(例如，邻接模具部分的凸表面的凸缘表面)可包含三个环绕凸表面定位的凹槽。三个凹槽可彼此间隔约120度且彼此不接触。所述凹槽有效将模具部分固定于与模具部分的后表面接触的板的表面。因此，具有多个如上所述的凹槽的模具部分可理解为环绕模具部分的光学部件部分包含不连续的环。
衬套上的槽或凹进结构与凸起结构可为间断的或相间隔的，而不是如上所述的连续环绕插入件。
可使用许多不同机构达成将成型物件保留在第二插入件上的相同方式。
优选地，通过包括在整个注射成型系统中有利地使用的冷却系统(例如，冷却回路)将为注射成型机器的组件的成型表面维持在合乎需要的温度下。
举例来说，第一插入件和第二插入件各优选具有界定在其周围的循环流体冷却剂的圆周冷却通路。在一实施例中，冷却通路界定于保留插入件的衬套中。根据一些实施例，插入件本身不包括或大体上不含界定于其中的流体循环通路。
除上述外，可了解，本发明的另一方面涉及本发明的模具部分在制造诸如硅酮水凝胶隐形眼镜的隐形眼镜中的用途。
本发明的另一方面涉及制造隐形眼镜模具部分的方法。这些方法包括将熔融热塑性材料导向如本文所述的模具空腔中的步骤。
本发明的又一方面涉及使用模具部分制造隐形眼镜的方法。举例来说，一实施例涉及使用如本文所述的通用模具部分制造多个具有不同规格的隐形眼镜的方法。
每个本文所述的特征和两种或两种以上所述特征的每个组合均包括在本发明的范畴内，只要所述组合中所包括的特征不相互矛盾。另外，任何特征或特征的组合可能被本发明的任何实施例特定地排除在外。
本发明的这些和其他方面在随附具体实施方式和权利要求书中显而易见，尤其当与随附图式结合考虑时，在图式中，类似部分带有类似参考数字。
附图说明
图1是展示为隐形眼镜的前曲面的底版的凹成型表面的模具部分的透视图。
图2是沿图1的线2-2获取的模具部分的横截面视图。
图3是包括两个一个堆叠在另一个上的模具部分的成型组合件的透视图。
图4是沿图3的线4-4获取的模具组合件的横截面视图，所述模具组合件界定透鏡形状的空腔。
图5展示根据本发明的一实施例的一组模具部分，各模具部分包括有利于区分和/或鉴别模具部分特性的标记。
图6是根据本发明的成型系统的横截面视图。
图7是图6中所示的成型系统的工具的透视图，即插入件主体和具有光学表面的插入件，所述工具包括防止光学表面错误旋转定向的特征。
图8是成型系统的更换板组合件的一部分的透视图，展示有助于连接和断开水冷线的多重耦合特征。
图9是其上安置8个新形成的模具部分的一个更换板的端面的俯视图，展示两个四个模具部分的组，其中各四个模具部分的组经形成具有一个阀门闸簇。
图10是图4中所示的模具组合件的一部分的放大横截面视图，展示在透鏡形状的空腔中所形成的隐形眼镜上制造光滑边缘表面的模具部分的特征。
图10A是包括防止透鏡边缘变形的特征的优选模具组合件的一部分的放大横截面视图。
图11是图6中所示的模具空腔的一部分的放大视图，展示在成型表面分离后，有效使成型零件粘附于后曲面插入件的切槽环。
图12是类似于图11中所示的放大视图的模具空腔的一部分的放大视图，其中例外为提供“燕尾”形式的凹槽部分以在成型表面分离后，使成型零件保持在后曲面插入件上。
具体实施方式
现在转向图1和2，通常以10展示用于制造隐形眼镜的本发明的模具部分。模具部分10通常包含包括具有第一透鏡界定表面16的光学部件区14的模具部分主体12，第一透鏡界定表面16说明为隐形眼镜的前表面的底版。主体12进一步包括至少部分环绕光学部件区14的凸缘区18和远离光学部件区14延伸且大体上与凸缘区18平行对准的大体上非三角形的伸长区24。本文所揭露的模具部分、系统和方法可用于形成复曲面、非球面、双焦点、多焦点和彩色隐形眼镜。透鏡可由非硅酮水凝胶材料或硅酮水凝胶材料制成。在优选实施例中，隐形眼镜是硅酮水凝胶隐形眼镜。
模具部分优选包含聚乙烯乙烯醇(EVOH)。举例来说，包括所说明的实施例的本发明模具部分的实施例可由可以Nippon Gohsei，Ltd.(日本)的商品名称SOARLITETM S公开获得的EVOH基树脂制成。其他合适的成型材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚氧甲烯、聚对苯二甲酸乙二酯、环烯共聚合物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯与丙烯腈和/或丁二烯的共聚物、诸如聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚(4-甲基戊烯-1)等和其混合物。
模具部分10可经结构以用作如本文别处所述的通用模具部分，因为模具部分包括光学上可接受的阳成型表面和阴成型表面。更具体来说，在所展示的实施例中，模具部分的光学部件区14包括第一透鏡界定表面16和大体上相对的第二透鏡界定表面17。在这种情况下，第一透鏡界定表面16是隐形眼镜的前曲面(anterior curve)(前曲面(frontcurve))的底版且所述第二透鏡界定表面17是隐形眼镜的后曲面(posterior curve)(后曲面(back curve))的底版。因此，应了解，根据本发明的这一实施例的模具部分10在单个模具部分10上包括两个形成透鏡前曲面的凹成型表面16和形成透鏡后曲面的凸成型表面17。两个表面足够光滑以制造具有两个光学上可接受表面的隐形眼镜(诸如，硅酮水凝胶隐形眼镜)而不需要其他使眼镜眼用可接受的表面改良或处理。
图3中展示根据本发明的相关方面的模具组合件26。模具组合件26包含模具部分10(下文通常称为“第一模具部分10”)和类似或大体上相同的第二模具部分10′。
如图4中更清楚地展示，模具组合件26用于制造单个眼镜，例如单个隐形眼镜，其形成于第一模具部分10的第一透鏡界定表面16与第二模具部分10′的第二透鏡界定表面17′之间。各表面16和17′是具有极少或不具有将转移到用所述模具部分成型的透鏡的疵点的高光学性能表面。
如本文所使用，描述所得模具部分的透鏡界定表面的术语“光学性能”打算意谓表面足够光滑，如此当可聚合单体组合物与表面接触时，聚合为具有即戴型隐形眼镜的形状和(必要时，水合后)尺寸、折射性质和水含量的产品，这些可总体称为“光学性能”。光学性能透鏡具有表面光滑度和轮廓精确度且足以不含内部缺陷从而提供合乎需要的折射修正而不扭曲和/或不使眼镜配戴者实质性不适。可使用诸如干涉测量术的已知分析技术确定表面的光滑度和轮廓精确度。
重新参考图2，模具部分10的伸长区24具有从伸长区尖头或近端区27延伸到伸长区与凸缘区18的接合处的长度L。长度L至少和透鏡界定表面16的直径一样大。伸长区24的长度L介于约20mm与约40mm之间，更优选介于约30mm与约35mm之间。
在所说明的实施例中，长度L为约30mm。
伸长区24包括具有大体上均一的宽度的第一部分28和具有向远处递增或向远处渐扩的宽度的第二部分30，如此在第二部分与凸缘区18的接合处，第二部分30在宽度方面大体上与凸缘区18相等。
在一优选实施例中，伸长区24的第一部分28在其大体上平行的相对的纵向边缘之间具有介于约5mm与约15mm之间的均一宽度。第二部分30具有相对的边缘，其以从第一部分28的大体上平行边缘起计算约10度与约20度之间的角渐扩。
第一部分28具有约0.5mm与约2.0mm之间、优选约0.8mm与约1.6mm之间的大体上均一的厚度。在一优选实施例中，第一部分28具有比第二部分30的厚度稍大的厚度。光学区的厚度，诸如模具部分的碗区的厚度或模具部分的凹表面与凸表面之间的厚度应为约1.5mm到约1.7mm。在一实施例中，厚度为约1.6mm。
根据本发明的一尤其有利的实施例，伸长区24的长度L与伸长区24的平均厚度的比率是介于约22∶1与约44∶1之间的比率。
转向图5，本发明提供适用于成型隐形眼镜的组合件100，其中组合件100包含多个模具部分，由模具部分110a、110b和110c表示。在这一实施例中，各模具部分110a、110b和110c分别包括有效用于鉴别和区分(至少一种情形)模具部分的透鏡界定表面的特性(例如，相对于其他模具部分的透鏡界定表面的模具部分的不同特性)的标记40a、40b、40c。举例来说，模具部分110a包括可视觉上与模具部分110b的标记40b以及模具部分110c的标记40c区分的标记40a。举例来说，标记40a有效鉴别模具部分110a的透鏡界定表面116a的半径或光学曲面。同样，标记40b有效鉴别模具部分110b的透鏡界定表面116b的不同半径或光学曲面。类似地，标记40c有效鉴别模具部分110c的透鏡界定表面116c的半径或光学曲面。一般说来，可使用标记40a、40b、40c有利于鉴别用于制造模具部分110的特定成型机器或成型工具。
为了简化起见，以下讨论将尤其提及模具部分110a，但应了解，讨论进一步适用于模具部分110b和110c。标记40a通常包含沿伸长区124的第一表面部分44，其相对于伸长区124的邻接第二表面部分46经粗糙加工、磨砂、颜色标记、蚀刻、纹理化等。在本发明的一优选实施例中，标记40a包含由粗糙和/或未抛光的条纹或带界定的第一表面部分44且邻接第二表面部分46由相对光滑的抛光表面界定。标记40a可在成型过程中通过蚀刻模具形成于其中的工具的相应表面形成于模具部分110a上。
有利地，在这一实施例中，标记40a机器可读且因此适用于有利于眼镜或眼镜模具部分的自动处理。更具体来说，模具部分110a可鉴别为形成具有特定前曲面、后曲面或其组合的透鏡的模具部分。
标记40a优选使用激光扫描装置机器可读。举例来说，在一特定实施例中，标记40a利用光传感器以及激光束扫描器由合适设备“读取”。当激光束沿伸长区124传递时，光束将被反射回来且当光束横穿抛光表面部分46时由传感器检测。当光束横穿粗糙或未抛光表面部分44时，光束将被散射，使得“无回波”或“无返回信号”到达传感器。因此，应了解，通过提供具有一个或一个以上具有预定宽度的粗糙表面部分和一个或一个以上在伸长区上具有不同位置的抛光表面部分或粗糙表面部分的模具部分，所述模具部分应彼此鉴别和/或区分。有利地，标记40可在模具部分成型期间利用形成模具部分的蚀刻和抛光成型表面形成于模具部分上。除用于鉴别模具的视觉表面特性外，可使用标记作为鉴别模具部分起源、制造模具部分的材料和/或可用于有利于透鏡自动加工和/或减少透鏡加工过程中错误的发生的模具部分的其他特性的措施。
应了解，可使用常规注射成型机器、诸如所属领域的技术人员已知的那些机器制造根据本发明的模具部分。美国专利第5,545,366号和美国专利第5,451,155号中所述的成型设备和其方面和特征可适用于制造本发明的模具部分。
如图6所示，根据本发明的另一个方面的改进的注射成型系统通常以210展示于横截面视图中。系统210通常包含可与成型材料214的源连接的注射成型组合件212。成型材料的塑料粒子含在料斗(未图示)中，其从这一料斗分配到注射成型组合件的加热器中。在这一特定实施例中，成型材料是EVOH，其由加热器熔融到约255℃的温度。然而，温度可变化，且适用的温度可介于约255℃与约285℃之间。
系统进一步包含经构造以可移动式耦合于注射成型组合件214的更换板组合件216。
在一有利实施例中，更换板组合件216可作为单一的完整组合件从总成型系统210中快速移出。如下文将更详细地描述，更换板组合件216的结构使得快速建立具有合乎需要的光学工具的系统210。举例来说，可使用两个更换板组合件，其中一个更换板组合件与注射成型组合件212连接，且另一个更换板组合件“脱线”且负载不同组的光学工具。通常，一个更换板组合件与另一个脱线更换板组合件的交换和连接将需要少于约20分钟。
本发明的一方面，更换板的正面具有赋予更换板组合件和构成其部分的成型表面高质量抛光的氮化钛表面。氮化钛正面可被硬化到(例如)约56Rc。
更换板组合件216含有形成在模具部分形状的空腔217中形成的模具部分10(参考图1)的透鏡界定表面16和17的成型工具。模具部分10的伸长区24由向模具部分形状的空腔217的光学区217b供给诸如熔融EVOH液体成型材料的热流道通道217a形成。界定流道通道217a的成型表面具有离散的抛光表面(高度磨光约6pm Ra)和离散的粗糙表面(约2.20μm Ra)以如本文别处所述且如图5中所示在模具部分的伸长区上形成标记。粗糙长度优选介于约1mm与约8mm之间。
在一实施例中，更换板组合件216包括第一板与第二板，所述板在两者之间界定多个模具部分形状的空腔。举例来说，第一板包括至少一个界定(例如)隐形眼镜的前表面的第一成型表面且第二板包括至少一个可界定(例如)隐形眼镜的后表面的第二成型表面以形成图1中所示的“通用”模具部分。
在一优选实施例中，第一板和第二板各分别包括多个第一成型表面和多个第二成型表面。因此，当第一板与第二板彼此组装时，形成多个模具部分形状的空腔。在一些实施例中，第一板包括多个不同的第一成型表面，例如多个具有不同光学部件曲面的凸成型表面。
优选通过可移动式耦合于第一板的插入件提供各第一成型表面。或者，将各第一成型表面加工在第一板的正面中并与之集成。同样，通过可移动式耦合于第二板的插入件提供各第二成型表面或各第二成型表面为加工到第一更换板的正面中并与之集成的表面。
举例来说，参考图6，在优选实施例中，更换板组合件216包括经构造以容纳多个安装于前曲面插入件主体221且负载在空腔衬套222内的前曲面成型插入件220的第一板218(下文有时称为“空腔板”)(图6中仅展示一个前曲面成型插入件220和插入件主体221)。第一板218也可称为阴模具板。与更换板组合件216的第二板224相比，第一板218更靠近注射成型设备。第二板224(下文有时称为“核心板”)经构造以容纳多个安装于插入件主体227且负载在核心衬套228内的后曲面成型插入件226(图6中仅展示一个后曲面成型插入件226和插入件主体227)。在这一实施例中，更换板组合件216进一步包括第三板230或，如图所示，环绕核心衬套228的一部分安置的剥模衬套232的“剥模板”。剥模板230有利于抛光模具部分从模具工具退出。剥模板和插入件的组合可称为阳板。剥模板230相对于插入件移动且因此，如本文所讨论，可用于从插入件中释放模具部分。
图6中展示负载在通常为圆柱形的插入件主体227的远端上的后曲面插入件226。插入件主体227可包括防止插入件主体227相对于将插入件主体227固持在适当位置的衬套228错误定向的位置特征。想要所述位置特征以确保插入件226和其成型表面在更换板组合件216中会被适当地对准。这尤其适用于成型复曲面透鏡模具部分，其中插入件可在其光学表面上并入非转动性对称的形式。
举例来说，除沿主体227的一个纵向侧面的展平区外，插入件主体227通常可为圆柱形。因此，主体227可具有通常D形状的的横截面。相应地，核心衬套228界定负载主体227和第一插入件226的具有相应D形状的横截面的空腔。其他配置也涵盖并认为在本发明的范围内。
后曲面插入件226优选也包括防止透鏡形状的表面相对于插入件主体227错误对准或错误定向的特征。举例来说，如图7所示，后曲面插入件226和插入件主体227(现在展示已从系统210移出)可包括确保插入件226只能定位在插入件主体227的一个位置上的偏移槽235a和相应偏移突出物235b。这尤其适用于成型复曲面透鏡模具部分，其中插入件可在其光学表面上并入非转动性对称的形式。另外，插入件主体227也可包括特征，例如呈对应于核心衬套228中的D形状的开口的D形状的凸缘239形式以有利于修正转动方向。
在不偏离本发明的范畴和精神的情况下，可在成型系统210的一个或一个以上组件上提供多种其他对准特征。举例来说，本发明的另一方面，更换板组合件包括有利于三块更换板相对于彼此适当定位的结构。举例来说，在本发明的一实施例中，更换板组合件通常包括适用于确保板适当对准和连接的圆锥形定位器零件。
本发明的另一方面，系统210包括将沉积于模具部分形状的空腔217中的聚合材料维持在维持材料的合乎需要的流动特性的有效温度下的冷却系统。
在一优选实施例中，所述冷却系统包含经定位以有效穿过注射成型组合件212中的通道或通路传递冷却液(例如水)的第一冷却回路，和有效穿过更换板组合件216中的通道或通路传递冷却液的第二冷却回路。优选地，第一冷却回路272与第二冷却回路276无关，如此当把更换板组合件216换成不同更换板组合件时，注射成型组合件212可继续被冷却。
举例来说，如图6所示，冷却系统可包含核心衬套228、剥模衬套232和空腔衬套222中所界定的通道272。优选提供分离的独立冷却系统来冷却注射成型组合件212。应注意，在所示实施例中，插入件220、226和插入件主体221、227本身不包括界定于其中的流体循环通路。
移出和插入更换板组合件216期间，使水与更换板218、224和230有效且高效地断开和重新连接对最小化停工时间、防止水分流失和防止混淆常见外观连接来说很重要。为有利于减少停工时间、降低水分流失和防止弄错连接，优选使用一系列歧管耦合或“多重耦合”水连接。图8中以244展示一个这样的多重耦合。
举例来说，多路耦合器244包括阀门公接头247。更换板组合件216(例如，更换板组合件的核心板)包括与核心板内的冷却回路(图8未图示)连通的相应阀门母接头249。所有公接头247与母接头249优选为自密封式阀门耦合器。母接头249优选陷入更换板的表面中以防止自板移出后被损坏。
所有水接头优选位于容易可及的区域，例如位于系统210操作者侧，以能够在使操作者移动和/或操作者劳动最小化的情况下快速连接/断开。
因为存在三块更换板218、224和230，所以使用三个这样的多重耦合。为防止错接，标记多重耦合和/或多重耦合在连接中具有不同的间距螺距以防止与错误的板啮合。然而，多重耦合在修正板中可能倒置，但归因于允许倒置而不危害工具冷却的效力的板与多重耦合之间的入口连接和出口连接的对称设计，这并不成问题。更换板组合件216在通向注射成型组合件212的热流道系统的分离回路中被冷却。有利地，当更换板组合件216已移出时，系统210的其余部分可继续被冷却，从而防止过热。
现在转向图9，在一优选实施例中，系统210是多空腔成型系统，例如(但不限于)八空腔成型系统。图9展示安置在剥模板230的正面上的成型模具部分10的排列的简图。两个四个模具部分10的组由两个可连接于四个阀门闸销(图9中未图示)的阀门闸簇280形成。在这一实施例中，利用耦合板由一个气动执行器同时操作四个销。因此，个别但同时填充四个空腔。在本发明的范畴内，阀门闸簇可通过以模组方式简单添加到注射成型系统210按比例扩大到12个、16个、24个等空腔工具。
关于本发明的这一特征的其他细节应为注射成型技术领域中的技术人员所知且因此本文将不非常详细地揭露。
本发明的又一方面，系统210可进一步包含成型过程中用于从系统移除气体的真空组合件288，其中所述真空组合件有利地经结构以当更换板组合件216耦合于注射成型组合件212时变得可默认操作。真空组合件288在成型过程中有效将连续真空施加到系统210。真空组合件288可包含位于更换板组合件216与注射成型组合件212之间的通道289，通道289连接于真空源290。在一特定实施例中，通道是大体上U形状的的通道，被剥模板230的正面切断。设计真空组合件以移除排气，这些排气否则可能积聚在系统内。
在本发明的一些实施例中，系统包含有效测量更换板组合件216的温度的温度传感器。举例来说，温度传感器可包括一个或一个以上位于注射成型组合件的壳板的战略位置处的表面监测热电耦。类似于真空组合件，温度传感器优选经定位且构造以变得在使更换板组合件与注射成型组合件耦合后可默认操作。
根据本发明的又一方面，后曲面插入件226优选制造为一个集成组件。在其他实施例中，插入件226(未图示)可能为多组件设计。
在一特定实施例中，第一插入件220和第二插入件226各自分别为单件插入件，包括界定隐形眼镜的前曲面或后曲面中的一个的光学性能表面，且另外，当使用本发明的方法和系统制造的第一成型物件与第二成型物件组装时将界定透鏡边缘的圆周表面(下文有时称为“基准表面”)。第一插入件220与第二插入件226各自分别不仅界定待制造的透鏡的光学表面而且界定由成型表面形成的透鏡的关键边缘。在其他实施例中，插入件是多件插入件。
模具部分可经成形以界定两个模具部分之间所形成的透鏡的关键边缘表面，因此，可能消除执行旨在使透鏡的边缘轮廓光滑的抛光操作的后期制作步骤。参考图10和11，将更好地理解这种情况，其中图10展示模具部分10和10′当组装以在两者中形成透鏡形状的空腔28的相应成型表面的放大图，且图11是用于形成模具部分10与10′的插入件的相应基准表面的放大横截面视图。
更具体来说，图10展示由相同模具部分10和10′制成的模具组合件26的透鏡形状的空腔28的圆形边缘形式28a。
图10A是大体上与模具组合件26相同的模具组合件126的视图。然而，模具组合件126包括在焊接模具部分110与110′的期间，旨在大体上防止透鏡边缘412变形的另一特征。更具体来说，模具组合件126包括自透鏡形状的空腔径向向外定位的第一接触区422和自第一接触区422径向向外定位且与之相间隔的第二接触区424。
在模具组合件126中，第二接触区远离第一接触区的边缘或第一配合表面定位在边上。因此，当焊接期间负载组合件126时，在进行与第二配合表面接触之前，归因于过载，仅可发生边缘的部分变形(至多20μm，即，孔隙)，与配合表面接触将力转移远离透鏡的边缘并大体上防止其进一步变形。在一体式光学装置上加工这些特征。因此，应了解，向外定位的接触点424通过减小来自透鏡边缘接触点422的压力有效减少透鏡边缘处的缺陷。此外，应了解，与仅具有一个位于或靠近透鏡边缘的接触点的模具部分相比，本发明的模具部分经结构或包括结构元件以当两个模具部分放置在一起时减小透鏡边缘接触点处的压力。因此，本发明的模具组合件可理解包含两个具有两个环绕模具部分的光学区的圆周定位的接触区的模具部分。
转向图11，插入件220、226各自包括界定隐形眼镜的前曲面或后曲面中的一个的光学性能表面和另外，当第一成型物件(例如，图4中的模具部分10)与大体上相同的第二成型物件(例如，图4中的模具部分10′)组装时界定透鏡边缘的圆周表面(下文有时称为“基准表面”)。分别在各一体式光学部件插入件220和226的292和294处提供关键部分(下文称为“基准表面”)。
基准表面292和294优选通过专业光学精度车床加工在插入件220上。因此，固定插入件的矢径高度，从而固定所成型的隐形眼镜的中心厚度。有利地，不必需调节插入件即获得隐形眼镜的正确中心厚度。
重新转向图6，通过注射成型组合件212的阀门闸302供给空腔217熔融热塑性材料。靠近空腔伸长部分或“流道”217a的末端安置阀门闸302。定位阀门闸302以在大体上垂直于流道217a的长度的方向上将热成型材料注射到流道217a中。优选地，入口304的直径在约0.6mm到约1.6mm的范围内，这使得填充速率增加和热塑性材料剪切减小，从而使光学性能表面变得更好。阀门闸304也经构造以大体上防止闸遗迹(gatevestige)，即，归因于“闸板流涎(gate drool)”，一定量的材料可能附着于成型物件。选择闸尺寸以减小流经空腔的熔融热塑性材料中的剪切应力。通过有助于控制熔融热塑性材料的流速的销实现闸尺寸的控制，此(与温度和热量移除速率结合)有助于控制成型零件的最终尺寸特性和优化成型物件的处理。
另外，阀门闸302与模具空腔光学部分的距离足以有利于环绕衬套222和232使用足够大的冷却通道272。这允许模具空腔217b的非常高效快速的冷却。
在使用EVOH作为成型材料且熔融温度为约255℃的本发明的一特定实施例中，注射速度为约.55秒，冷却时间为约2.5秒到约5.5秒，且注射成型组合件中的系统的保持压力为约60巴。应了解，仅出于举例的目的提供这些值，且本发明的不同实施例可能具有熔融温度、注射速度、冷却时间、保持压力和/或其他参数的不同值。可凭经验通过改变一个参数和和确定这一改变如何影响模具部分的性质来改变这些值以获得模具部分的合乎需要的重量和半径一致性。可能希望制造具有模具部分与模具部分误差不超过5％的重量一致性和/或误差不超过约5％的半径一致性的通用模具部分。
通过阀门闸302穿过流道217a穿过具有大体上均一的宽度和深度的供给部分供给模具部分形状的空腔217。供给部分的下游，流道217a在朝向模具部分空腔217的主要的透鏡形成部分217a的方向上向外渐扩并散开。流道217a与供给部分的相对纵向边缘成约10度与20度之间的角渐扩。在流道217a这一渐扩部分，空腔217的深度比供给部分小，从而形成如图1所示的模具部分10的扇叶形状的相对较薄的区30。
设定空腔217的流道217a(即，伸长部分)的尺寸且设定入口304的尺寸和位置以有效向所得大体上实心的成型物件提供相对于包括相同成型工具而无模具空腔的伸长部分的成型设备更高的如本文别处所定义的光学性能表面。
上游部分的宽度均一且下游部分的宽度渐扩的流道217a的形状实现重要功能。通常为扇叶形状的下游部分的宽度从顶点区朝向模具空腔的其余部分逐步渐扩，其中其将热塑性材料供给到空腔的凸缘部分和光学部分中。控制由流道的尺寸与(例如)供给压力、流速和熔融热塑性材料的温度和由其排热速率结合所赋予的流动特性使得能够获得在单个模具部分上具有至少一个且更优选两个相对的光学表面的已完成的模具部分的合乎需要的特性。流道的尺寸有效减小且优选消除流动熔融热塑性材料的喷射，喷射可在所得模具部分的表面中产生凹痕、尺寸不一致和不可接受的不规则。
根据本发明的另一个方面，后曲面插入件226位于注射成型机器210的移动组件上。这有利于从注射成型工具中移出成型物件，例如利用机器人处理装置，如果前曲面插入件220放置在注射成型工具的移动组件上，那么需要使用一个步骤而不是多个步骤。
在正常操作中，成型物件将自然地粘着于包括凸成型表面的前曲面插入件220。为使成型物件改为保留在后曲面插入件226中，可在成型表面上或内使用有效的机械结构。举例来说，转向图10，衬套227包括将成型物件保留在后曲面插入件226中的圆周槽314。槽314可能是呈大体上V形状的槽形式的单个连续切槽，或可能是沿衬套的周长安置的多个相间隔的槽。举例来说，槽312的深度在约0.025mm与约0.5mm之间，更优选为约0.075mm，且倾角为至多约80°，优选倾角为约45°。当空腔217中的熔融材料在槽312内固化时，当开启成型机器以展示成型物件时，成型物件由此将倾向于被保留且因此仍粘着于后曲面插入件226中而不是前曲面插入件220中。
其他或另外，可使用凸起的结构有效使成型物件被后曲面插入件226保留。举例来说，如图12所示，提供呈“燕尾”形式的凸起部分318。类似于上文所述的槽318，凸起结构318可能是连续圆周结构，或者可能是间断的或相间隔的。优选地，提供一个或一个以上并不界定完整的圆周凹槽或环的凸起结构318。举例来说，形成或成型于这后曲面插入件上的模具部分在模具部分的后曲面上的凸缘表面内将包括(例如)至少一个非圆周凹槽，例如，三个相间隔的凹槽。
优选地，凸起结构318安置在衬套的两个、三个或三个以上等距离相间隔的部分处，覆盖其约10％与约90％之间的圆周。
在一特定实施例中，保留机构包含三个等距离相间隔的凸起结构318，各环绕衬套的圆周界定约30°的弧。在这一特定实施例中，凸起结构318的高度为约0.2mm到约0.5mm，且宽度为约0.6mm。凸起结构318界定约15°与约85°、更优选约70°的相对的切槽角。
如下实现从后曲面插入件移出固化模具部分。远离运载前曲面插入件的空腔板移动运载后曲面插入件、例如8个后曲面插入件的核心板。将模具部分保留在核心板的后曲面插入件表面，例如利用本文别处所述的保留特征。包括具有大体上平坦的表面以及多个真空接口板和执行器的真空辅助机器人进入空腔板与核心板之间。定位板上的真空接口，在这一实例中为8个真空接口以当机器人板接触8个模具部分的前曲面侧的凸缘区的暴露表面时容纳模具部分。真空接口与剥模板相对于光学插入件移动的作用组合远离后曲面插入件表面抽出并提起模具部分。机器人手臂远离核心板摆动且然后真空头将模具部分(后曲面侧向下)释放在设计容纳堆叠模具部分的垂直堆叠托盘或盒中。在一特定实施例中，设定盒尺寸并构造盒以容纳一堆64×8个个体模具部分。有利地，在前曲面侧(凹面侧)向上的情况下堆叠模具部分，这大大有利于下游填充步骤。
一量堆叠盒充满，就将盒转移到分离的填充和封闭区域，其中机械地从盒中将模具部分从堆上卸下，填充隐形眼镜前驱体材料并用配合隐形眼镜模具部分封闭。可(例如)使用如本文别处所述的激光扫描器装置读取位于各模具部分的伸长区的标记以确保堆叠、卸堆、填充和/或封闭步骤过程中，配合模具部分之间的适当匹配。
鉴于本文的揭露内容，应了解本发明涉及隐形眼镜模具部分、模具部分的组合件、制造隐形眼镜模具部分的系统和方法。
在至少一个实施例中，隐形眼镜模具部分包含两个光学可接受或光学性能透鏡界定表面、大体上环绕所述透鏡界定表面的凸缘和与所述凸缘接触且远离透鏡界定表面径向延伸的伸长构件。这些模具部分可理解为具有手柄部分的通用模具。换句话说，可将两个大体上相同或完全相同的模具部分耦合在一起以形成手柄从其延伸的界定透鏡形状的空腔的模具组合件。相反，现有模具部分可能包括延伸部分，但不包括两个光学性能透鏡界定表面。在某些实施例中，模具部分包括多个位于凸缘中的凹槽。凹槽可具有弧形状，但不是连续的环形凹槽。各模具部分可具有多个径向相间隔的接触点，如此一个模具部分对第二模具部分的压力在透鏡边缘处减小从而减少透鏡边缘处的缺陷并减少或消除进一步的边缘处理。伸长构件可包括机器可读标识符以在制造过程中有利于跟踪和鉴别特定透鏡或模具部分。
制造这些隐形眼镜模具部分的本发明的系统的实例包含注射成型组合件和界定多个制造如本文所述的模具部分的模具部分空腔的更换板组合件。不同于现有制造系统，因为本发明模具部分具有两个光学性能表面，所以注射成型组合件的加热器不需要远离光学性能表面定位。换句话说，加热器可位于模具部分空腔的任一侧。此外，更换板组合件可有效地且不断地制造隐形眼镜模具部分，而不需要控制流动的热塑性材料的性质的坡面或倾面。
从先前描述，也可了解，本发明的至少一个方面涉及制造隐形眼镜的方法。举例来说，某些实施例涉及制造多个具有不同规格的隐形眼镜的方法。这些方法包含在大量如本文所述的模具空腔中制造多个隐形眼镜模具部分。各隐形眼镜模具部分包含透鏡界定区，所述透鏡界定区具有为隐形眼镜的光学性能前表面的底版的第一透鏡界定表面，为隐形眼镜的光学性能后表面的底版的大体上相对的第二透鏡界定表面，环绕所述第一透鏡界定表面和所述第二透鏡界定表面的凸缘区。第一透鏡界定表面可具有第一曲率半径，且第二透鏡界定表面可具有第二曲率半径。其中一批隐形眼镜的规格的数目是模具空腔数目的平方。
作为特定实例，如果隐形眼镜模具制造系统包含8个模具空腔，且各成型空腔具有前曲面插入件和后曲面插入件，且各插入件具有不同弯曲度，那么这些眼镜模具中所制造的隐形眼镜可获得64个不同的透鏡屈光度(lens power)。举例来说，通过配对任何一个前曲面插入件和任何一个后曲面插入件，有可能制造多种透鏡屈光度，几乎没有归在于建立或置换插入件的制造停工时间。当与包括所有制造相同屈光度的模具空腔注射成型系统相比时，这尤其明显。
在本发明的方法的某些实施例中，各模具空腔包含可移出的光学插入件，且这一批次的隐形眼镜的规格的数目在不移出所述光学插入件的情况下获得。
本发明的方法可理解为制造一体式模具或通用模具。具有不同曲率半径的前曲面表面和后曲面表面的不同组合可使得等于用于制造一体式模具的模具空腔的数目的平方的屈光度或眼镜规格的数目。
参考以下与本文同一日期申请的共同拥有的美国专利申请案可更清楚地理解和/或了解本发明的某些方面和优点，各申请案的揭露内容整体以特定引用的方式并入本文中：标题为“Contact Lens Mold Assemblies and Systems and Methods of Producing Same”且代理人案号为第D-4125号的美国专利申请案第11/200,648号；标题为“Systems and Methodsfor Producing Contact Lenses from a Polymerizable Composition”且代理人案号为第D-4126号的美国专利申请案第11/200,644号；标题为“Systems and Methods for Removing Lensesfrom Lens Molds”且代理人案号为第D-4127号的美国专利申请案第11/201,410号；标题为“Contact Lens Extraction/Hydration Systems and Methods of Reprocessing Fluids UsedTherein”且代理人案号为第D-4128号的美国专利申请案第11/200,863号；标题为“ContactLens Package”且代理人案号为第D-4129号的美国专利申请案第11/200,862号；标题为“Compositions and Methods for Producing Silicone Hydrogel Contact Lenses”且代理人案号为第D-4153P号的美国专利申请案第60/707,029号和标题为“Systems and Methods forProducing Silicone Hydrogel Contact Lenses”且代理人案号为第D-4154号的美国专利申请案第11/201,409号。
上文已引用大量公开案和专利。各所引用的公开案和专利其整体以引用的方式并入本文中。
虽然本文就各种特定实例和实施例描述本发明，但应了解本发明不受其限制且其可在随附权利要求书的范畴内以不同方式实施。

Claims (24)

1.一种隐形眼镜模具部分，其包含：
透镜界定区，其具有呈现隐形眼镜的光学性能前表面的底版的第一透镜界定表面，大体上相对置的呈现隐形眼镜的光学性能后表面的底版的第二透镜界定表面，环绕所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面的凸缘区，和
伸长区，其大体上从所述凸缘区径向向外延伸，所述伸长区包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有渐扩宽度的第二部分，所述第二部分邻接所述凸缘区且比所述伸长区的第一部分薄；
其中所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面位于一单个隐形眼镜模具部分上；且
其中，所述伸长区的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大。
2.根据权利要求1所述的模具部分，其中所述伸长区具有大于所述凸缘区外径的长度。
3.根据权利要求2所述的模具部分，其中所述伸长区的长度为至少约15mm。
4.根据权利要求2所述的模具部分，其中所述伸长区的长度介于约30mm与约35mm之间。
5.根据权利要求2所述的模具部分，其中所述伸长区的第一部分具有约0.5mm与约3.0mm之间的厚度。
6.根据权利要求1所述的模具部分，其进一步包含位于所述伸长区上的标记。
7.根据权利要求6所述的模具部分，其中所述标记包含所述伸长区的相对于所述伸长区的另一表面经粗糙化的表面。
8.根据权利要求6所述的模具部分，其中所述标记是机器可读表面。
9.根据权利要求1所述的模具部分，其中所述凸缘区包括至少一个非圆周凹槽。
10.根据权利要求9所述的模具部分，其中所述凹槽从所述凸缘区的与所述第二透镜界定表面邻接的表面延伸到所述凸缘区中。
11.根据权利要求1所述的模具部分，其中所述伸长区沿其整个长度大体上是平坦的。
12.根据权利要求1所述的模具部分，其中至少一个透镜界定表面具有可有效产生复曲面隐形眼镜的形状。
13.一种模具组合件，其包含第一模具部分，所述第一模具部分包括透镜界定区，所述透镜界定区具有呈现隐形眼镜的光学性能前表面的底版的第一透镜界定表面，大体上相对置的呈现隐形眼镜的光学性能后表面的底版的第二透镜界定表面，环绕所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面的凸缘区，和伸长区，其大体上从所述凸缘区径向向外延伸，所述伸长区包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有渐扩宽度的第二部分，所述第二部分邻接所述凸缘区且比所述伸长区的第一部分薄，其中所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面位于一单个第一模具部分上，且其中所述伸长区的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大；所述模具组合件还包括与第一模具部分大体上相同的第二模具部分，所述第二模具部分与所述第一模具部分耦合以在第一模具部分的第一透镜界定表面与所述第二模具部分的第二透镜界定表面之间界定透镜形状的空腔。
14.根据权利要求13所述的组合件，其中所述耦合模具部分界定径向位于所述透镜形状的空腔外侧的第一接触区和径向位于所述第一接触区外侧的第二接触区。
15.根据权利要求13所述的组合件，其进一步包含所述透镜形状的空腔中的可聚合含硅组合物。
16.一种根据权利要求1所述的模具部分的用途，其用于制造硅酮水凝胶隐形眼镜。
17.一种制造隐形眼镜模具部分的方法，其包含：
将熔融热塑性材料引导至单个模具空腔中，其中
所述模具空腔包含第一光学性能插入件表面和相对置的第二光学性能插入件表面；环绕所述第一光学性能插入件表面和所述第二光学性能插入件表面的模具凸缘界定区，所述第一光学性能插入件表面和所述第二光学性能插入件表面界定隐形眼镜模具部分的大体上相反的第一和第二透镜界定表面；和大体上从所述模具凸缘界定区径向向外延伸的伸长通道，所述伸长通道包括具有大体上均一的宽度的第一部分和具有渐扩宽度的第二部分，所述第二部分邻接所述模具凸缘界定区且比所述伸长通道的第一部分薄，其中所述伸长通道的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包含通过沿所述伸长通道提供具有不同粗糙度的第一和第二不连续区而在所述模具部分上形成机器可读的标记。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一光学性能插入件表面是位于可移出更换板组合件的第一板中的插入件的表面，且所述第二光学性能插入件表面是位于所述可移出更换板组合件的第二板中的插入件的表面，且所述方法进一步包含当所述第一板与所述第二板彼此分离时，将所述模具空腔中所形成的所述模具部分保留在一个更换板上。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一光学性能插入件表面是位于可移出更换板组合件的第一板中的插入件的表面，且所述第二光学性能插入件表面是位于所述可移出更换板组合件的第二板中的插入件的表面，且所述方法进一步包含冷却所述更换板组合件。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一光学性能插入件表面是单件插入件的表面，且所述第二光学性能插入件表面是单件插入件的表面。
22.一种隐形眼镜模具注射成型系统，其包含至少一个根据权利要求1中所述的模具部分。
23.一种制造多个具有不同规格的隐形眼镜的方法，其包含：
在若干模具空腔中制造多个单件隐形眼镜模具部分，
每一单件隐形眼镜模具部分包含一透镜界定区，所述透镜界定区具有呈现隐形眼镜的光学性能前表面的底版的且具有第一曲率半径的第一透镜界定表面，大体上相对置的呈现隐形眼镜的光学性能后表面的底版的且具有第二曲率半径的第二透镜界定表面，环绕所述第一透镜界定表面和所述第二透镜界定表面的凸缘区；和大体上从所述凸缘区径向向外延伸的伸长区，其中所述伸长区的长度至少和所述第一透鏡界定表面的直径一样大，以及
使用所述单件隐形眼镜模具部分的各种组合以生产多个具有多个不同规格的隐形眼镜，其中所述多个隐形眼镜的不同规格的数目等于模具空腔数目的平方。
24.根据权利要求23所述的方法，其中各模具空腔包含可移出的光学插入件，且在不移出所述光学插入件的情况下获得所述多个隐形眼镜的所述数目的规格。
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