CN103978593A - 用于形成眼科装置的铸杯组件 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种包括前曲面模具和底曲面模具的铸杯组件，所述前曲面模具和所述底曲面模具包括包围各个凹模和凸模表面的环。当组装所述铸杯时，所述环对齐并使所述凹模表面和凸模表面的去中心和倾斜最小化，这继而减少了边缘缺陷。

Description

用于形成眼科装置的铸杯组件

技术领域

在一个实施例中，本发明涉及用于形成眼科装置如接触镜片的铸杯组件。

背景技术

许多眼科装置，包括接触镜片、外科镜片、眼内镜片等通常通过在铸杯组件内进行聚合反应而形成。铸杯组件包括底曲面模具，所述底曲面模具形成抵靠眼部的装置部分，和前曲面模具，所述前曲面模具形成远离眼部的装置部分。包括一种或多种可聚合单体和其他组分的反应混合物设置在前曲面模具中。之后，将底曲面模具压靠在前曲面模具上，并迫使反应混合物采用限定在两个模具之间的空间的形状。正确设置之后，使反应混合物经受聚合反应条件（如，光聚合或其他合适的技术）。从铸杯组件中取出所得的聚合物并使其经受后聚合处理（如冲洗、水合等），从而得到成品眼科装置。在所述后聚合处理过程中，仔细检查镜片通常会发现大量的镜片包含缺陷。

缺陷包括多种制造误差，例如镜片中的孔、边缘裂口、眼科装置周围存在过量的聚合物形成的环，以及其他类似的缺陷。因此，需要用于形成眼科装置的改良方法以降低这些缺陷的发生。

发明内容

本说明书公开了铸杯组件，其包括精密制造的前曲面模具和底曲面模具，所述前曲面模具和底曲面模具包括包围各个凹模表面和凸模表面的环。当组装铸杯时，环呈高精密度对齐，并防止凹模表面和凸模表面的去中心和倾斜，这继而减少了边缘缺陷。

在铸杯组件的一些公开的实施例的实践中可实现的优点是通过使铸杯组件的凹模和凸模表面的去中心和倾斜最小化来使边缘缺陷减少。

在一个示例性实施例中，公开了铸杯组件。铸杯组件包括前曲面模具，其中凹模表面被环包围。组件还包括具有凸模表面和第二环的底曲面模具。当前曲面模具与底曲面模具配合时，相应环的边缘配合并使模具表面的去中心和倾斜最小化。

在另一个示例性实施例中，公开了铸杯组件。铸杯组件包括前曲面模具，其中凹模表面被环包围。组件还包括具有凸模表面和第二环的底曲面模具。底曲面具有与凸模表面相连的纹理化表面。纹理化表面位于凸模表面底部和第二环之间。当前曲面模具与底曲面模具配合时，相应环的边缘配合。

在另一个示例性实施例中，公开了形成铸杯组件的方法。该方法包括精密车床加工铸杯组件的步骤。

附图说明

本发明结合附图进行公开，其中：

图1A和1B分别为以未组装状态和组装状态示出的现有技术铸杯组件的选定部分的剖面图；

图2A为铸杯组件的俯视图，示出了前曲面模具和底曲面模具之间的偏心度，并且图2B为铸杯组件的剖视图；

图2C为使偏心度和边缘缺陷相关联的曲线图，并且图2D为示出了前曲面模具和底曲面模具之间的倾斜的剖视图；

图3A和图3B分别为以未组装状态和组装状态示出的铸杯组件的选定部分的剖面图；

图4A和4B分别为前曲面模具和底曲面模具的俯视图；

图4C为铸杯组件的俯视图，示出了底曲面模具和前曲面模具的对齐方式；

图5A和5B为分别位于底曲面模具和前曲面模具上的两个配合环的剖面图；以及

图6为前曲面模具的选定部分的剖面图，示出了第一连续环和第二连续环，同时图7为前曲面模具和底曲面模具的选定部分的剖面图，其中底曲面模具包括纹理化表面。

贯穿多个视图，对应的参考符号指示对应的部件。本文列出的例子示出了本发明的几个实施例，但是不应该理解为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

影响眼科装置中出现边缘缺陷的一些因素包括装置在其中进行固化的底曲面模具和前曲面模具的相关去中心和/或倾斜。参见图1A和1B，示出了现有技术铸杯组件100。铸杯组件100包括前曲面模具102和底曲面模具104，所述前曲面模具和底曲面模具配合以限定空间106。眼科装置在该空间106内进行固化。在实践中，这些模具件通常没有适当地居中和/或变得倾斜。

图2A提供了示意性俯视图示出了设置在凹模200（以点206为中心）内的凸模204（以点202为中心）的去中心。在图2A中，中心点被偏移偏心度208，使得模具的一侧上的距离210小于模具的另一侧上的距离212。反应混合物固化之后，将不含水但完全固化的镜片浸入环氧树脂混合物中，并且环氧树脂固化以将镜片锁定在固定位置中。随后将环氧树脂和锁定的镜片切成两半，抛光，并在显微镜下进行缺陷分析。在两个模具未居中的这些情况中，边缘缺陷（缺口、裂口、环状物等）更常见。图2B提供的剖视图显示了模具件没有适当地居中。由于图2B中的去中心，空间106没有被适当地密封。参见距离212。当所得的镜片脱模时，该不恰当的密封转化为边缘缺陷。

图2C用图表示出了某些去中心实验的结果。图2C中的曲线图使偏心度（以微米表示）与边缘缺陷相关联。在第一个例子中，相对于第一侧面(214)和第二侧面(216)之间的距离测量具有高边缘缺陷的镜片。在图2C的实施例中，存在表示偏心度的大约十微米的间隙。在第二个例子中，以类似的方式（第一侧面218、第二侧面220）测量具有低边缘缺陷的镜片且示出了大约五微米的偏心度。不希望受到任何具体理论的束缚，申请人相信凸模表面和凹模表面之间的低偏心度会使与其中模具表面之间的空间被适当地密封的那些镜片相对应的边缘缺陷减少。申请人提出密封缺陷是由模具件的去中心和/或倾斜造成的。

图2D提供的示意性俯视图示出了设置在凹模204内的凸模200的倾斜。距离212的形成表明空间106没有被适当地密封。与此类不恰当地密封相关联的边缘缺陷仍然是个问题。

图3A和3B为在底曲面模具304设置在前曲面模具302之前（图3A）和之后（图3B）示出的铸杯组件300的一部分的剖面图。

前曲面模具302包括形成眼科镜片的向前部分的凹模表面306。凹模表面306的周边310的尺寸设定成容纳底曲面模具304的凸模表面316。前曲面模具302还包括与周边310邻接的平坦的顶部表面312。第一环314包围凹模表面306，并从平坦的顶部表面312的顶侧延伸且延伸到周边310的上方。在一个实施例中，环为连续环。环相对于前曲面模具302的刀刃被精密制造。第一环314提供了将在下文中详细描述的互锁结构的第一半部。该互锁结构有助于使凹模表面306和凸模表面316的去中心和倾斜最小化。

底曲面模具304包括形成接触眼睛的眼科镜片部分的凸模表面316。当组件300形成有与周边320邻接的平坦区域330时，凸模表面316的周边320的尺寸设定成刚好设置在周边310的外面。凹模表面306和凸模表面316的曲率是不同的，使得当底曲面模具304设置在前曲面模具302上时，形成限定空间328的止挡件326。空间328的形状决定所得眼科镜片的某些物理参数。底曲面模具304包括第二环324，该环在一些实施例中为连续环。第二环相对于底曲面模具光学表面的轴线精密制造。第二环324包围凸模表面316，并从底部表面322延伸经过周边320。第二环324提供互锁结构的第二半部。

用于制造眼科装置的一些机械装置试图自动定位模具件。这些机器相当复杂。互锁结构使这种复杂性脱离机械装置并进入到模具件中。然后，所得模具件用于以更高性价比的方式制造具有低频缺陷的眼科装置。归因于互锁结构提供的自校准和自锁定特征，以可靠且均匀的方式形成止挡件326，使得从一个眼科装置到下一个眼科装置几乎没有变化。

参见图4A和4B，示出了两个环的半径。图4A示出了前曲面模具302的顶部，所述前曲面模具示出了第一环314的第一半径400。图4B示出了底曲面模具304，所述底曲面模具示出了第二环324的第二半径402，在图4B中所述第二环324为连续的。在另一个实施例中（未示出），环中的一者或二者被分成多个由空间隔开的片段。在图1A和图4B示出的实施例中，第一环314的第一半径400小于第二环324的第二半径402，这使得当组装铸杯组件300时，第一环314在第二环324内。参见图4C。如图4C所示，当组装铸杯组件300时，平坦区域330和平坦的顶部表面312为竖直堆叠的。在另一个实施例中（未示出），第一半径400大于第二半径402，并且当组装铸杯组件300时，第二环324在第一环314内。在任一实施例中，半径的这种差别允许两个环沿着它们的边缘互相接触以形成互锁结构。参见图5A和5B。互锁结构使凹模表面306和凸模表面316之间的偏心度最小化，从而减少了所得眼科装置中的边缘缺陷。

图5A示出了其中第一环314在第二环324内的示例性实施例。第一环314具有第一边缘504，所述第一边缘被配置成与第二环324的第二边缘502配合。在图5A的示例性实施例中，每个环的终点（如第二环324的终点512）不接触另一环的支撑结构（如平坦的顶部表面312）并且不用作止挡件。在图5A中，第二环324的终点512与前曲面模具302的平坦的顶部表面312间隔开间隙506。同样，第一环314的终点514与底曲面模具304的平坦区域330间隔开间隙516。第一边缘504与第二边缘502的配合形成了这两个边缘之间的过盈配合518，从而防止凹模表面306和凸模表面316的去中心。在一个实施例中，第一环314和第二环324具有圆柱体形状，使得第一边缘504和第二边缘502平行。这防止任一个环用作止挡件，并防止任一个环在刀刃处适当地形成止挡件326。

当适当地形成止挡件326并限定空间328时，互锁结构使去中心和倾斜均最小化。平行的第一边缘504和第二边缘502通过形成过盈配合518使去中心最小化。间隙506使倾斜最小化。如果模具件中的一个开始倾斜，间隙506（位于模具件的一侧或者另一侧）将接触平坦的顶部表面312并降到最低点。因此，倾斜不会超过间隙506。通过精密制造模具件，间隙506的大小为可控的，这继而控制所能允许的倾斜的量。在一个实施例中，间隙506小于6.5微米。

同样，当适当地形成止挡件326并限定空间328时，互锁结构还允许使从空间328挤出的过量反应混合物的使用最小化。由于空间328被明确地限定，因此可使用空间更为可控的反应混合物。任何过量的反应混合物会形成过量单体的薄膜，所述过量单体随后在后聚合处理过程中被移除。相反地，许多现有技术具有需要广泛的后聚合处理来移除的大量的过量单体。

图5B示出了第二个示例性实施例，其中改性第一边缘504和第二边缘502以使第一沟槽和第二沟槽匹配。在图5B的实施例中，第一环314具有第一沟槽508，并且第二环324具有第二沟槽520。第一沟槽508上的突起抵靠着第二沟槽520上的突起运动并提供类似棘轮的锁定机构。此类互锁结构提供有限数目的锁定位点。在图5B中，第一沟槽508和第二沟槽520均具有多个轨道。在其他实施例中，第一沟槽508或第二沟槽520具有单个突起，所述突起与相对环上的对应沟槽配合。凹槽可通过例如增加进料速率而形成，所述进料速率形成相应模具。这能形成小节距。

通过提供包围凹模表面306和凸模表面316的互锁结构，这些表面之间的偏心度可被最小化。因此减少了与此类偏心度相关的边缘缺陷。在一个实施例中，偏心度小于约三十微米。在另一个实施例中，偏心度小于约十五微米。在另一个实施例中，偏心度小于约五微米。另外，互锁结构还通过使前曲面模具302和底曲面模具304保持处于平行取向来防止倾斜，这进一步减少了缺陷。在一个实施例中，两个模具在约十度内平行。在另一个实施例中，两个模具在约五度内平行。在另一个实施例中，两个模具在约三度内平行。在另一个实施例中，两个模具在约一度内平行。

图6为前曲面模具602的一部分的剖面图，所述前曲面模具包括具有周边610的凹模表面606。还示出了顶部平坦表面612，其具有包围凹模表面606的第一环614，所述第一环614从平坦的顶部表面612延伸并位于周边610之上。前曲面模具602还包括第二连续环600，所述第二连续环用作阻隔件以容纳设置在凹模表面606内的反应混合物。当底曲面模具与前曲面模具302配合时，反应混合物的空间受到限制并且将过量的流体压靠在第二连续环600上。第二连续环600的存在通过限制反应混合物的流动来帮助控制所得眼科镜片中环缺陷的形成。在一个实施例中，第二连续环600邻接相应的已改性的底曲面模具的表面，以使第二连续环600粘附到底曲面模具。该表面可为改性的（如环化、表面粗化、表面能改性等），以使第二连续环600在脱模时粘附到底曲面模具。

图7为另一个示例性组件的剖面图。图7中的底曲面模具704包括设置在底部表面722和凸模表面716的周边720之间的纹理化表面700，第二环724从所述底部表面延伸。纹理化表面700通过竖直隔片703连接到底部表面722，所述竖直隔片703提供了容纳第一环714的空间705。纹理化表面700提供了大的表面积，这促进了聚合物材料的粘附。纹理化表面700竖直地堆放在顶部平坦表面712的上方，所述顶部平坦表面712提供了促进聚合物材料释放的平滑表面。当反应混合物固化并且前曲面模具和底曲面模具分开时，过量的聚合物环易于粘附到纹理化表面700并与固化的眼科镜片分离。通过过量聚合物对纹理化表面700的粘附来移除过量聚合物的环有助于进一步最小化边缘缺陷的出现。

可通过例如精密车床加工技术例如金刚石点式车削来形成模具。在一个实施例中，通过金刚石点式车削，采用与形成凸模表面和凹模表面的光学表面相同的加工步骤（即在处理期间模具不从车床上移除）来形成互锁结构的环。这确保了锁定结构相对于相应模具表面的轴线和正交平面的精确同心度。在一个实施例中，模具件的光学表面以及形成互锁结构的相关的环均在一次车削中精密制造。例如，利用车床进行一次车削既可形成光学表面也可形成互锁结构。

尽管已参考某些实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，可进行多种改变并且可用等价物取代其要素以适应于具体的情况而不背离本发明的范围。因而，旨在使权利要求书不受限于本发明所公开的具体实施例，而是权利要求书将包括落入所附权利要求书的范围和实质内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于形成眼科装置的铸杯组件，所述组件包括：

前曲面模具，所述前曲面模具包括：

在所述前曲面模具的顶侧上的凹模表面，所述凹模表面具有被平坦的顶部表面围绕且与所述平坦的顶部表面邻接的周边；

第一环，所述第一环包围所述凹模表面，并从所述平坦的顶部表面延伸且延伸到所述周边的上方，所述平坦的顶部表面在所述第一环内；

底曲面模具，所述底曲面模具包括：

在所述底曲面模具的底侧上的凸模表面，所述凸模表面具有被底部表面围绕的周边；

第二环，所述第二环包围所述凸模表面，并从所述底部表面延伸且延伸经过所述周边；

其中所述第一环具有第一半径并且所述第二环具有第二半径，所述第一半径与第二半径不同并且被配置成配合而使得当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上时，所述第一环的第一边缘接触所述第二环的第二边缘。

2.根据权利要求1所述的组件，其中所述凹模表面和凸模表面具有不同曲率，使得当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上时，所述凹模表面与凸模表面之间的接触点限定止挡件，从而在所述凹模表面与凸模表面之间形成空间。

3.根据权利要求2所述的组件，其中所述第二环具有终点，当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成空间时，所述终点与所述顶部平坦表面间隔开第一间隙。

4.根据权利要求2所述的组件，其中围绕所述凸模表面的所述周边的所述底部表面包括平坦区域，所述平坦区域在所述周边和所述第二环之间。

5.根据权利要求4所述的组件，其中所述第一环具有终点，当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成空间时，所述终点与所述平坦区域间隔开第二间隙。

6.根据权利要求3所述的组件，其中所述第一间隙小于6.5微米。

7.根据权利要求5所述的组件，其中所述第二间隙小于6.5微米。

8.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一环的所述第一边缘包括多个脊，并且所述第二环的所述第二边缘包括至少一个突起，当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上时，所述至少一个突起与所述脊中的至少一个配合。

9.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二环的所述第二边缘包括多个脊，并且所述第一环的所述第一边缘包括至少一个突起，当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上时，所述至少一个突起与所述脊中的至少一个配合。

10.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一边缘与第二边缘平行。

11.根据权利要求1所述的组件，其中当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上时，所述第一环的所述第一边缘与所述第二环的所述第二边缘形成过盈配合。

12.根据权利要求1所述的组件，其中所述前曲面模具还包括第二连续环，所述第二连续环包围所述凹模表面，并且从所述平坦的顶部表面延伸且延伸到所述周边的上方，所述第二连续环在所述第一环内。

13.根据权利要求2所述的组件，其中当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成所述空间时，所述第一环的所述第一半径与所述第二环的所述第二半径具有三十微米或更小的偏心度。

14.根据权利要求2所述的组件，其中当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成所述空间时，所述第一环的所述第一半径与所述第二环的所述第二半径具有十五微米或更小的偏心度。

15.根据权利要求2所述的组件，其中当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成所述空间时，所述第一环的所述第一半径与所述第二环的所述第二半径具有五微米或更小的偏心度。

16.根据权利要求2所述的组件，其中当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成所述空间时，所述前曲面模具与底曲面模具在五度或更小角度内平行。

17.根据权利要求2所述的组件，其中当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上并且所述止挡件已在所述凹模表面与凸模表面之间形成所述空间时，所述前曲面模具与底曲面模具在一度或更小角度内平行。

18.一种用于形成眼科装置的铸杯组件，所述组件包括：

前曲面模具，所述前曲面模具包括：

在所述前曲面模具的顶侧上的凹模表面，所述凹模表面具有被平坦的顶部表面围绕且与所述平坦的顶部表面邻接的周边；

第一环，所述第一环包围所述凹模表面，并从所述平坦的顶部表面延伸且延伸到所述周边的上方，所述平坦的顶部表面在所述第一环内；

底曲面模具，所述底曲面模具包括：

在所述底曲面模具的底侧上的凸模表面，所述凸模表面具有被底部表面围绕的周边，所述底部表面包括与凸模表面邻接且位于所述底部和所述第二环之间的纹理化表面；

第二环，所述第二环包围所述凸模表面，并从所述底部表面延伸且延伸经过所述周边；

其中所述第一环具有第一半径并且所述第二环具有第二半径，所述第一半径与第二半径不同并且被配置成配合而使得当所述底曲面模具设置在所述前曲面模具上时，所述第一环的第一边缘接触所述第二环的第二边缘。

19.一种用于形成铸杯组件的方法，包括以下步骤：

用车床对前曲面模具进行精密车床加工，所述前曲面模具包括在所述前曲面模具的顶侧上的凹模表面，所述凹模表面具有被平坦的顶部表面围绕且与所述平坦的顶部表面邻接的曲面；

在对所述前曲面模具进行所述精密车床加工的步骤期间，对所述前曲面模具中的第一环进行精密车床加工，使得所述第一环包围所述凹模表面，并从所述平坦的顶部表面延伸且延伸到所述曲面的上方，所述平坦的顶部表面在所述第一环内，其中在未从所述车床移除所述前曲面的情况下，执行车床加工所述前曲面模具的步骤以及车床加工所述第一环的步骤；

对底曲面模具进行精密车床加工，所述底曲面模具包括在所述底曲面模具的底侧上的凸模表面，所述凸模表面具有被底部表面围绕的基部；以及

在对所述底曲面模具进行所述精密车床加工的步骤期间，对所述底曲面模具中的第二环进行精密车床加工，使得所述第二环包围所述凸模表面，并从所述底部表面延伸且延伸经过所述基部，所述纹理化表面在所述第二环内，其中在未从所述车床移除所述底曲面的情况下，执行车床加工所述底曲面模具的步骤以及车床加工所述第二环的步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，其中通过金刚石点式车削来执行精密车床加工所述前曲面模具的步骤以及精密车床加工所述第一环的步骤。