CN101229667A - 用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具及其制备方法，该方法包括阳模金属模仁、注塑模具制备、备料、挤出造粒、阳模注塑和阴模注塑5个步骤。备料是以质量份数计，将70份PBT、30份PC混和后置于烘箱中100～140℃干燥处理4h以上；并将25～35份偶联剂与65～75份无机填充剂进行表面处理，制成填充母料；阳模注塑温度为170～245℃、注射压力为700～1000bar、保压时间为15～25Sec。制备的阳模具有亲水性、高表面能，阴模具有疏水性、低表面能。本发明通过阴阳模塑料的合理选择，使得隐形眼镜毛坯与阳模分离不合格率低于2％；并使得隐形眼镜变形的不合格率低于5％。
Description
技术领域
本发明涉及一种隐形眼镜成型用模具，具体涉及半车削法生产隐形眼镜过程所使用的塑料阴阳模具及其制备方法。
背景技术
隐形眼镜的生产方法通常有以下四种：模压法、离心浇铸法、全车削法和半车削法。半车削生产隐形眼镜的方法在申请号为200410094834.x和200510109538.7的中国发明专利申请已有详细的描述，中国实用新型专利200420077402.2中公开了用于塑料阳模注塑成型的金属模具结构。但以上专利技术均未提及用作半车削法生产隐形眼镜的塑料阴阳模材质。中国专利CN86 102021 A公开了在模压法生产隐形眼镜中用作阴阳模的材质，选用玻璃作阳模，PP作阴模。但由于玻璃与PP的亲水性存在较大的差值，故隐形眼镜附着于玻璃阳模上。而且因为阳模由玻璃制成，实际应用于生产的困难颇大。另一方面，由于有机单体是在阴阳塑料模腔间进行界面聚合，故塑料的材质特别是阳模的材质会直接严重影响聚合物毛坯与阳模曲面的附着性以及聚合物的内部应力。如果聚合物毛坯与阳模曲面间不能达到100％的附着，则会严重影响聚合物毛坯后续机加工的质量(如：崩裂、表面不平整等)；聚合物毛坯内存应力，则会造成隐形眼镜变形，引起配戴不适。
发明内容
本发明的目在于克服、改善现有半车削法生产隐形眼镜过程存在的聚合物毛坯易与阳模分离以及隐形眼镜内部应力的问题，提供一种半车削法生产隐形眼镜过程用的成型塑料模具及其制备方法。制备的阳模具有亲水性、高表面能，阴模具有疏水性、低表面能，使得隐形眼镜毛坯与阳模分离不合格率低于2％；并使得隐形眼镜变形的不合格率低于5％。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)阳模金属模仁和注塑模具制备：在合金钢上电镀金属镍，加工后得到一个含2～4段弧多曲面的金属模仁，将其镶嵌在模板中装配成隐形眼镜阳模注塑模具；
(2)备料：以质量份数计，将70份PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、30份PC(聚碳酸酯)混和后置于烘箱中100～140℃干燥处理4h以上；并将25～35份偶联剂与65～75份无机填充剂进行表面处理，制成填充母料；
(3)挤出造粒：以质量份数计，将100份PBT与PC的混合物以及4～6份填充母料混合均匀后在塑料螺杆挤出机上进行辊炼，其中PBT与PC的质量比为7∶3，辊炼温度范围为：220～250℃，经辊炼后的塑料合金在塑料螺杆机的挤出头上进行热切造粒；
(4)阳模注塑：将步骤(1)所述的注塑模具装在锁模力不少于30T、带五段温控熔融注射系统的精密注塑机的模架上，将经步骤3所得的粒料倒入料桶中，在注塑温度为170～245℃、注射压力为700～1000bar、保压时间为15～25Sec条件下注塑成型，得到塑料阳模；
(5)阴模注塑：经干燥处理后的PP(聚丙烯)粒料在注塑机上进行注塑，在注塑温度170～220℃、注塑压力700～1100bar、保压时间15～25Sec的条件下注塑成型，得到塑料阴模。
所述无机填充剂选自TiO2、Al2O3、BaSO4和CaO中的一种或者多种。
所述偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、石蜡、乙烯蜡、丙烯蜡和液体石蜡中的一种或者多种。
所述步骤(4)的注塑温度分为五段控制，分别为第一温度段228～235℃、第二温度段230～237℃、第三温度段230～240℃、第四温度段237～245℃和第五温度段170～190℃。
所述步骤(5)的注塑条件还包括控制注射速度11～20g/sec和注射时间3～5Sec。
所述用于制备PBT合金的塑料螺杆挤出机的长径比大于25。
用于制备半车削法生产隐形眼镜的塑料模具，所述的模具由上述方法制备。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
1.现有用于半车削法生产隐形眼镜的模具，在聚合反应后隐形眼镜坯料易与阳模分离不合格率为5～30％，常常导致后续加工困难。同样的反应条件下，本发明由于改变了塑料阳模表面能，即提高了阳模表面与隐形眼镜坯料的亲和性，故所得的阳模与隐形眼镜坯料分离的不合格率在2％以下；
2.现有用于半车削法生产隐形眼镜的阳模，在聚合反应后易引起车削后的隐形眼镜产生变形的不合格率在5～20％，同样条件下，由本发明由于改变了塑料阳模表面能，使塑料阳模向隐形眼镜坯料传递的应力降致较低，故所得的阳模引起隐形眼镜变形的不合格率在5％以下；
3.用于制造阳模的原材料通用易得，且塑料合金及阳模的制备工艺不复杂。
附图说明
图1a是本发明多曲面金属模仁结构示意图。
图1b是图1a中A处的放大图。
图2是本发明塑料阴阳模组合结构示意图。
图3是本发明多曲面塑料阳模结构示意图。
图4是本发明阴模总成结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
如图2所示，本发明的用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具包括阳模1和阴模2，其中阳模1由PBT塑料合金通过注塑制成。如图3所示，阳模1凸面的曲面可含有4段弧，分别是半径可为7.187mm的弧段R1′，半径为7.359mm的弧段R2′，半径为7.615mm的弧段R3′，半径为8.042mm的弧段R4′，这四个弧段从中心向两端依次连接，各弧段同轴对称分布。弧段R2到弧段R4的弦距为0.55mm。事实上该曲面根据隐形眼镜的形状细微差异和佩戴舒适要求可以在含有2～4段弧调整，具体尺寸稍有差异，各弧段的尺寸和组合为其后制成的隐形眼镜提供了一个非球面、配戴舒适的内曲面。塑料阳模是通过图1金属模仁所组成的模具注塑而成，由于注塑过程存在着1％左右的收缩率，故塑料阳模各弧段的数据是图1金属模仁各弧段数据的99％左右。阳模凸面下端为多级直径逐级增大的台阶，其为后续机加工提供一个承托面。阴模由PP塑料制成，其中含有内腔体3和限止位4，其形状与阳模相似，尺寸稍大于阳模。当阳模1和阴模2合模后，其间留有一定的间隙5为0.2～0.5mm。阴模的总成示意图见图4，是将多个阴模组装在一起，可同时浇注，提供生产效率。向阴模和阳模之间注入带乙烯基的有机单体和偶氮类引发剂，然后经聚合反应、机加工、水合、清洗即得亲水性隐形眼镜。有机单体包括甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甘油酯、双甲基丙烯酸乙二醇酯。偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
实施例1
用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)阳模金属模仁制备：在碳素钢上电镀金属镍，经精密机加工后得到一个含2段弧多曲面的隐形眼镜阳模金属模仁(core)。具体是在一已预留半径(R)＝8、矢高(h)＝3mm凹曲面、外径(ф)＝12.5mm、长度(L)＝20mm的碳素钢毛坯上电镀厚度约为0.3mm的金属镍，然后将其置于在精密数控车床(如Sterling Ultra Precision Inc.的OPTOFORM 80A)上车削出具有4段弧曲面的金属模仁。其中第1段弧所形成的曲面对应为镜片的内光学区，第2～4段弧所在位置为光学区与边缘间的过渡区，其宽度为0.55mm。金属模仁外观示意图如图1a、图1b所示，分别是半径为7.260mm的弧段R1，半径为7.433mm的弧段R2，半径为7.692mm的弧段R3，半径为8.124mm的弧段R4，四个弧段从中心向两端依次连接，各弧段同轴对称分布。弧段R2到弧段R4的弦距为0.55mm。模仁上部中心设有用于装配的螺孔，将金属模仁镶嵌在模板中，即可装配成现有普通隐形眼镜阳模的注塑模具。
(2)备料：以质量份数计，将70份PBT和30份PC混合后置于烘箱中进行140℃、4小时的干燥处理；将偶联剂与无机填充剂进行表面处理，制备填充母料。具体过程如下：在一容器中加入15份乙烯蜡和15份石蜡，加热至熔融后再加入70份TiO2，搅拌30分钟至物料均匀，冷却粉碎后备用。
(3)挤出造粒：将经干燥处理的PBT、PC混合料100份(其中，PBT与PC的质量比为7∶3)及步骤(2)所得的填充母料6份混合均匀，然后将上述混合料置于长径比为25的塑料螺杆挤出机(青岛慧骋SL-30B)上进行辊炼(辊炼是指塑料、橡胶在温度、压力、机械剪切力作用下的塑化过程)。螺杆转速以40rpm，料筒温度设定范围为190～245℃，各温度段的具体设定值如表1所示，表中四段温度的设值是为了得到性能优异的塑料合金，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。经辊炼后的塑料合金在塑料螺杆机的挤出头上进行热切造粒，得本专利用于制备塑料阳模的塑料合金。
表1料筒各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段(入料端) |
| 235±1℃ | 237±1℃ | 242±3℃ | 200±10℃ |
(4)阳模注塑：接通电源，将步骤(2)所的得的注塑模具装在锁模力为30T、带五段温控熔融注射系统的精密注塑机(如达明MA23)的模架上，将经烘干的步骤(3)所得的PBT塑料合金倒入料桶中，在以下的条件下进行注塑成型，得到塑料阳模。注塑温度为170～245℃、注射压力为900bar、保压时间为23Sec。本实施例中温度参数具体情况如表2所示，第一温度段(炉嘴端)为230±2℃，第二温度段为233±3℃，第三温度段为235±5℃，第四温度段为241±4℃，第五温度段(入料端)为180±10℃。由于环境的影响，上述温度是实际加工过程的控制温度。需要说明的是，表中五段温度的设值是为了得到性能优异的塑料阳模，如温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化，温度需要控制在表2所示的范围。注射压力、注射速度、保压时间的设定值如表3所示。注射压力为900bar，注射速度为16g/sec，注射时间为2.5Sec，保压时间为23Sec。与温度设值一样，表中注射压力、注射速度、保压时间的设定是为了使阳模具有优异表面质量，如光洁度和最小化的产品后收缩。然后在清洁、干燥的环境中对注塑工件的余胶进行裁剪并对阳模进行包装。
表2阳模注塑各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段 | 第五温度段(入料端) |
| 230±2℃ | 233±3℃ | 235±5℃ | 241±4℃ | 180±10℃ |
表3阳模注塑过程注射压力、注射速度、保压时间的设定值
| 注射压力 | 注射速度 | 注射时间 | 保压时间 |
| 900bar | 16g/sec. | 2.5Sec. | 23Sec. |
(5)阴模注塑：包括如下步骤和工艺条件：
(a)将与阳模相适配的阴模注塑模具(每模一板，每板含20个连体腔)装在锁模力为80T、带四段温控熔融注射系统的精密注塑机(如海德保HDB-80V)的模架上；
(b)将经干燥处理后的PP粒料置于注塑机上的料桶中，接通注塑机电源，按表4和表5的注塑条件进行注塑。其中温度情况如下：第一温度段(炉嘴端)为210±10℃，第二温度段为195±5℃，第三温度段为190±3℃，第四温度段(入料端)为175±5℃。该温度也为加工中实际温度范围。表4中四段温度的控制也是为了得到性能优异的塑料阴模，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。该实施例中注射压力为1000bar，注射速度为20g/sec，注射时间为5Sec，保压时间为25Sec。与温度控制一样，表5中注射压力、注射速度、保压时间的控制是为了使阴模具有优异表面质量，如光洁度和最小化的产品后收缩。
表4阴模注塑各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段(入料端) |
| 210±10℃ | 195±5℃ | 190±3℃ | 175±5℃ |
表5阴模注塑过程注射压力、注射速度、保压时间的设定值
| 注射压力 | 注射速度 | 注射时间 | 保压时间 |
| 1000bar | 20g/sec. | 5Sec. | 25Sec. |
(6)隐形眼镜的加工：隐形眼镜毛坏材料的制备及隐形眼镜的加工，包括如下步骤和工艺条件：
①以质量份数计，将71份甲基丙烯酸羟乙酯、20份乙烯基吡咯烷酮、5.5份甲基丙烯酸甲酯、3份甲基丙烯酸甘油酯、0.25份双甲基丙烯酸乙二醇酯、0.25份偶氮二异庚腈搅拌混合2小时，用定性滤纸将混合单体过滤后滴加于步骤(6)所制备的阴模腔体中，合上步骤(5)所制备的阳模。并排出腔体中有机单体的气泡。
②在带有程序温控系统(PAn-GL03E)的烘箱中按以下条件使有机单体进行聚合反应：先在50℃下进行预聚反应60min、然后在70℃反应60min、再在110℃进行后硫化60min。反应结束后，分离阴阳模，对附着在阳模上的聚合物毛坯进行车削和研磨抛光，脱模后即可得到干态隐形眼镜。经清洗水合便得到软性隐形眼镜。
该实施例由于改变了塑料阳模表面能，即提高了阳模表面与隐形眼镜坯料的亲和性，隐形眼镜坯料极易从阴模中分离而只附着在塑料阳模上。具体是用具有亲水性、高表面能材料制成的塑料阳模；用具有疏水性、低表面能材料制成的塑料阴模；并利用制作阴、阳模的塑料与聚合所用有机单体的亲和性差值达到极大化，保证聚合后的聚合物毛坯只附着于阳模曲面，便于后续机加工。经检测，所得半成品中阳模与隐形眼镜坯料分离的不合格率仅为1.2％，在放大倍数为14的投影仪上观察湿态隐形眼镜的变形不合格率为3.4％。其不合格率远低于现有半车削法技术生产的隐形眼镜5～30％不合格率。
实施例2
(1)阳模金属模仁制备：在碳素钢上电镀金属镍，经精密机加工后得到一个含2段弧多曲面的隐形眼镜阳模金属模仁(core)。具体是在一已预留半径(R)＝8、矢高(h)＝3mm凹曲面、外径(ф)＝12.5mm、长度(L)＝20mm的碳素钢毛坯上电镀厚度约为0.3mm的金属镍，然后将其置于在精密数控车床(如Sterling Ultra Precision Inc.的OPTOFORM 80A)上车削出具有4段弧曲面的金属模仁。其中第1段弧所形成的曲面对应为镜片的内光学区，第2～4段弧所在位置为光学区与边缘间的过渡区，其宽度为0.55mm。金属模仁外观示意图如图1a、图1b所示，分别是半径为7.260mm的弧段R1，半径为7.433mm的弧段R2，半径为7.692mm的弧段R3，半径为8.124mm的弧段R4，四个弧段从中心向两端依次连接，各弧段同轴对称分布。弧段R2到弧段R4的弦距为0.55mm。模仁上部中心设有用于装配的螺孔，将金属模仁镶嵌在模板中，即可装配成现有普通隐形眼镜阳模的注塑模具。
(2)备料：以质量份数计，将70份PBT、30份PC混合后置于烘箱中进行140℃、4小时的干燥处理；将偶联剂与无机填充剂进行表面处理，制备填充母料。具体过程如下：在一容器中加入10份乙烯蜡和15份石蜡，加热至熔融后再加入20份TiO2和45份BaSO4，搅拌30分钟至物料均匀，冷却粉碎后备用。
(3)挤出造粒：将经干燥处理的PBT、PC混合料100份(PBT与PC的质量比为7∶3)及步骤(2)所得的填充母料6份混合均匀然后将上述混合料置于长径比为25的塑料螺杆挤出机(青岛慧骋SL-30B)上进行辊炼。螺杆转速以40rpm为宜，料筒温度设定范围为190～245℃，各温度段的设定值如表6所示，表中四段温度的设值是为了得到性能优异的塑料合金，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。经辊炼后的塑料合金在塑料螺杆机的挤出头上进行热切造粒，得用于制备塑料阳模的塑料合金。
表6料筒各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段(入料端) |
| 235±1℃ | 237±1℃ | 242±3℃ | 200±10℃ |
(4)阳模注塑：接通注塑机电源，将步骤(2)所述的注塑模具装在锁模力为30T、带五段温控熔融注射系统的精密注塑机(如达明MA 23)的模架上，将经烘干的PBT(如果单用PBT，则可省略步骤3)或步骤(4)所得的PBT塑料合金倒入料桶中，在以下的条件下进行注塑成型，得到塑料阳模。注塑温度为170～245℃、注射压力为900bar、保压时间为23Sec。温度参数具体设定值如表7所示，表中五段温度的设值是为了得到性能优异的塑料阳模，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。注射压力、注射速度、保压时间的设定值如表8所示。与温度设值一样，表中注射压力、注射速度、保压时间的设定是为了使阳模具有优异表面质量，如光洁度和最小化的产品后收缩。然后在清洁、干燥的环境中对注塑工件的余胶进行裁剪并对阳模进行包装。
表7阳模注塑各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段 | 第五温度段(入料端) |
| 230±2℃ | 233±3℃ | 235±5℃ | 241±4℃ | 180±10℃ |
表8阳模注塑过程注射压力、注射速度、保压时间的设定值
| 注射压力 | 注射速度 | 注射时间 | 保压时间 |
| 900bar | 16g/sec. | 2.5Sec. | 23Sec. |
(5)阴模注塑：包括如下步骤和工艺条件：
(a)将与阳模相适配的阴模注塑模具(每模一板，每板含20个连体腔)装在锁模力为80T、带四段温控熔融注射系统的精密注塑机(如海德保HDB-80V)的模架上；
(b)将全新、经干燥处理后的PP粒料置于注塑机上的料桶中，接通注塑机电源，按表9和表10的注塑条件进行注塑。表9中四段温度的设值是为了得到性能优异的塑料阴模，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。与温度设值一样，表10中注射压力、注射速度、保压时间的设定是为了使阴模具有优异表面质量，如光洁度和最小化的产品后收缩。
表9阴模注塑各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段(入料端) |
| 210±10℃ | 195±5℃ | 190±3℃ | 175±5℃ |
表10阴模注塑过程注射压力、注射速度、保压时间的设定值
| 注射压力 | 注射速度 | 注射时间 | 保压时间 |
| 1000bar | 20g/sec. | 5Sec. | 25Sec. |
(6)隐形眼镜的加工：
①以质量份数计，将71份甲基丙烯酸羟乙酯、20份乙烯基吡咯烷酮、5.5份甲基丙烯酸甲酯、3份甲基丙烯酸甘油酯、0.25份双甲基丙烯酸乙二醇酯、0.25份偶氮二异庚腈搅拌混合2小时，用定性滤纸将混合单体过滤后滴加于步骤(6)所制备的阴模腔体中，合上步骤(5)所制备的阳模。并排出腔体中有机单体的气泡。
②在带有程序温控系统(PAn-GL03E)的烘箱中按以下条件使有机单体进行聚合反应：先在50℃下进行预聚反应60min、然后在70℃反应60min、再在110℃进行后硫化60min。反应结束后，分离阴阳模，对附着在阳模上的聚合物毛坯进行车削和研磨抛光，脱模后即可得到干态隐形眼镜。经清洗水合便得到软性隐形眼镜。
本实施例由于改变了塑料阳模表面能即提高了阳模表面与隐形眼镜坯料的亲和性，隐形眼镜坯料极易从阴模中分离而只附着在塑料阳模上，所得半成品中阳模与隐形眼镜坯料分离的不合格率仅为1.8％，在放大倍数为14的投影仪上观察湿态隐形眼镜的变形不合格率仅为2.7％。其不合格率远低于现有半车削法技术的5～30％。
实施例3
(1)阳模金属模仁制备：在碳素钢上电镀金属镍，经精密机加工后得到一个含2段弧多曲面的隐形眼镜阳模金属模仁(core)。具体是在一已预留半径R＝8、矢高h＝3mm凹曲面、外径ф＝12.5mm、长度L＝20mm的碳素钢毛坯上电镀厚度约为0.3mm的金属镍，然后将其置于在精密数控车床(Sterling Ultra PrecisionInc.的OPTOFORM 80A)上车削出具有4段弧曲面的金属模仁。其中第1段弧所形成的曲面对应为镜片的内光学区，第2～4段弧所在位置为光学区与边缘间的过渡区，其宽度为0.55mm。金属模仁外观示意图如图1a、图1b所示，分别是半径为7.260mm的弧段R1，半径为7.433mm的弧段R2，半径为7.692mm的弧段R3，半径为8.124mm的弧段R4，四个弧段从中心向两端依次连接，各弧段同轴对称分布。弧段R2到弧段R4的弦距为0.55mm。模仁上部中心设有用于装配的螺孔，将金属模仁镶嵌在模板中，即可装配成现有普通隐形眼镜阳模的注塑模具。
(2)备料：以质量份数计，将70份PBT、30份PC混合后置于烘箱中进行140℃、4小时的干燥处理；将偶联剂与无机填充剂进行前期表面预处理，制备填充母料，具体过程如下：用质量百分比浓度为7％的醋酸水溶液将纯度为98.7％的γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷按5∶1的比例作水化处理，然后雾化1Kg混合液并将其喷于高速搅拌中的8KgTiO2的表面，处理20分钟即可结束，随后用动态干燥法干燥。
(3)挤出造粒：将经干燥处理的PBT、PC混合料100份(PBT与PC的质量比为7∶3)及步骤(2)所得的填充母料4份混合均匀然后将上述混合料置于长径比为25的塑料螺杆挤出机(青岛慧骋SL-30B)上进行辊炼。螺杆转速以40rpm为宜，料筒温度设定范围为190～245℃，各温度段的设定值如表11所示，表中四段温度的设值是为了得到性能优异的塑料合金，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。经辊炼后的塑料合金在塑料螺杆机的挤出头上进行热切造粒，得本专利用于制备塑料阳模的塑料合金。
表11料筒各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段(入料端) |
| 235±1℃ | 237±1℃ | 242±3℃ | 200±10℃ |
(4)阳模注塑：接通注塑机电源，将步骤(1)所述的注塑模具装在锁模力为30T、带五段温控熔融注射系统的精密注塑机(达明MA 23)的模架上，将经烘干的PBT(如果单用BPT，则可省略步骤3)或步骤(4)所得的PBT塑料合金倒入料桶中，在以下的条件下进行注塑成型，得到塑料阳模。注塑温度为170～245℃、注射压力为900bar、保压时间为23Sec。温度参数具体设定值如表12所示，表中五段温度的设值是为了得到性能优异的塑料阳模，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。注射压力、注射速度、保压时间的设定值如表13所示。与温度设值一样，表中注射压力、注射速度、保压时间的设定是为了使阳模具有优异表面质量，如光洁度和最小化的产品后收缩。然后在清洁、干燥的环境中对注塑工件的余胶进行裁剪并对阳模进行包装。
表12阳模注塑各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段 | 第五温度段(入料端) |
| 230±2℃ | 233±3℃ | 235±5℃ | 241±4℃ | 180±10℃ |
表13阳模注塑过程注射压力、注射速度、保压时间的设定值
| 注射压力 | 注射速度 | 注射时间 | 保压时间 |
| 900bar | 16g/sec. | 2.5See. | 23Sec. |
(5)阴模注塑：
(a)将与阳模相适配的阴模注塑模具(每模一板，每板含20个连体腔)装在锁模力为80T、带四段温控熔融注射系统的精密注塑机(如海德保HDB-80V)的模架上；
(b)将全新、经干燥处理后的PP粒料置于注塑机上的料桶中，接通注塑机电源，按表14和表15的注塑条件进行注塑，表14中四段温度的设值是为了得到性能优异的塑料阴模，温度设值过低不利于物料流动；温度设值过高则易造成物料老化。与温度设值一样，表5中注射压力、注射速度、保压时间的设定是为了使阴模具有优异表面质量，如光洁度和最小化的产品后收缩。
表14阴模注塑各温度段的设定值
| 第一温度段(炉嘴端) | 第二温度段 | 第三温度段 | 第四温度段(入料端) |
| 210±10℃ | 195±5℃ | 190±3℃ | 175±5℃ |
表15阴模注塑过程注射压力、注射速度、保压时间的设定值
| 注射压力 | 注射速度 | 注射时间 | 保压时间 |
| 1000bar | 20g/sec. | 5Sec. | 25Sec. |
(6)隐形眼镜的加工：
①以质量份数计，将71份甲基丙烯酸羟乙酯、20份乙烯基吡咯烷酮、5.5份甲基丙烯酸甲酯、3份甲基丙烯酸甘油酯、0.25份双甲基丙烯酸乙二醇酯、0.25份偶氮二异庚腈搅拌混合2小时，用定性滤纸将混合单体过滤后滴加于步骤(6)所制备的阴模腔体中，合上步骤(5)所制备的阳模。并排出腔体中有机单体的气泡。
②在带有程序温控系统(PAn-GL03E)的烘箱中按以下条件使有机单体进行聚合反应：先在50℃下进行预聚反应60min、然后在70℃反应60min、再在110℃进行后硫化60min。反应结束后，分离阴阳模，对附着在阳模上的聚合物毛坯进行车削和研磨抛光，脱模后即可得到干态隐形眼镜。经清洗水合便得到软性隐形眼镜。
本发明由于改变了塑料阳模表面能即提高了阳模表面与隐形眼镜坯料的亲和性，隐形眼镜坯料极易从阴模中分离而只附着在塑料阳模上。故以上所得半成品中阳模与隐形眼镜坯料分离的不合格率为1.5％，在放大倍数为14的投影仪上观察湿态隐形眼镜的变形不合格率仅为1.2％。其不合格率远低于现有半车削法技术的5～30％。
以上所列举的3个实施例的结果中可以看出，由于用于制备阳模的塑料为PBT或PBT合金，其与混合有机单体有较大的亲和性，而用于制备阴模的塑料为PP，其疏水特性使其与有机单体不亲和，最终使得隐形眼镜坯料很好的附着在塑料阳模上，便于后续机加工。另外，本发明塑料阳模所使用的PBT或PBT合金，由于具有较高的表面能，致使隐形眼镜坯料与塑料阳模产生分离的不合格率均低于2％，湿态镜片变形的不合格率均低于5％。
以上实施例中用于制备阴阳模的材料为PP、PBT、PC、TiO2、BaSO4、乙烯蜡、石蜡、γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷，通用易得，且制备阳模的方法和设备也很通用。故本发明具有很高的实用价值。
如上所述即可较好实施本发明。
Claims (7)
1.用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具的制备方法，其特征包括如下步骤和工艺条件：
(1)阳模金属模仁和注塑模具制备：在合金钢上电镀金属镍，加工后得到一个含2～4段弧多曲面的金属模仁，将其镶嵌在模板中装配成隐形眼镜阳模注塑模具；
(2)备料：以质量份数计，将70份PBT、30份PC混和后置于烘箱中100～140℃干燥处理4h以上；并将25～35份偶联剂与65～75份无机填充剂进行表面处理，制成填充母料；
(3)挤出造粒：以质量份数计，将100份PBT与PC的混合物以及4～6份填充母料混合均匀后在塑料螺杆挤出机上进行辊炼，其中PBT与PC的质量比为7∶3，辊炼温度范围为：220～250℃，经辊炼后的塑料合金在塑料螺杆机的挤出头上进行热切造粒；
(4)阳模注塑：将步骤(1)所述的注塑模具装在锁模力不少于30T、带五段温控熔融注射系统的精密注塑机的模架上，将经步骤3所得的粒料倒入料桶中，在注塑温度为170～245℃、注射压力为700～1000bar、保压时间为15～25Sec条件下注塑成型，得到塑料阳模；
(5)阴模注塑：经干燥处理后的PP粒料在注塑机上进行注塑，在注塑温度170～220℃、注塑压力700～1100bar、保压时间15～25Sec的条件下注塑成型，得到塑料阴模。
2.根据权利要求1所述的用于半车削法生产的隐形眼镜塑料阳模的制备方法，其特征在于所述无机填充剂选自TiO2、Al2O3、BaSO4和CaO中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的用于半车削法生产的隐形眼镜塑料阳模的制备方法，其特征在于所述偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、石蜡、乙烯蜡、丙烯蜡和液体石蜡中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的用于半车削法生产的隐形眼镜塑料阳模的制备方法，其特征在于所述步骤(4)的注塑温度分为五段控制，分别为第一温度段228～235℃、第二温度段230～237℃、第三温度段230～240℃、第四温度段237～245℃和第五温度段170～190℃。
5.根据权利要求1所述的用于半车削法生产的隐形眼镜塑料阴模的制备方法，其特征在于所述步骤(5)的注塑条件还包括控制注射速度11～20g/sec和注射时间3～5Sec。
6.根据权利要求1所述的用于半车削法生产的隐形眼镜塑料模具的制备方法，其特征在于所述用于制备PBT合金的塑料螺杆挤出机的长径比大于25。
7.用于制备半车削法生产隐形眼镜的塑料模具，所述的模具由权利要求1～6任一项所述方法制备。
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