CZ147695A3 - Half mould of a moulding system for producing contact lenses and process for producing thereof - Google Patents

Description

bu kontaktních čoček z/f az sestavy pro tvarování kontaktních y

Poloviny formy'a. tvářecí sestavy pí í

Oblast techniky !

Vynález se obecně týká čoček a způsobu tvarování kontaktních čoček , přičemž k tomuto tvarování sestava používá přední polovinu formy a druhou komplementární zadní polovinu formy , které definují formu a dutinu formy , uvnitř které se může polymerovat polymerovatelná kompozice za účelem vytvoření kontaktní čočky , jako např.hydrogelové měkké kontaktní čočky , neboli za účelem vytvoření produktu , který je třeba pouze nabobtnat ve vhodném vodném roztoku ( např . v solném roztoku , aby byl vhodný pro nošení . Termíny kontaktní čočka a čočka které jsou v tomto dokumentu použity , se myslí kontaktní čočky , které jsou zcela nabobtnané a jsou připravené k nošení na očích , nebo takové čočky v nenabobtnalém nebo v Částečně nabobtnaném stavu , pokud není uvedeno jinak .

Vynález se konkrétněji týká polovin formy s neproměnně přijatelnými optickými kvalitami a sestavy formy , která obsahuje přední a zadní polovinu formy a polymerovatelnou kompozici , obsaženou v tvářecí dutině mezi uvedenými polovinami formy .

Dosavadní stav techniky

Patent US - 4, 565 , 348 popisuje typické dosavadní pojetí výroby polovin formy . který má cíle podobné jako cíle tohoto vynálezu . Podle tohoto pojetí jsou poloviny formy tvarovány ve skupině po osmi polovinách v uspořádaní 2x4 , přičemž tato skupina je nesena rámem . Obr . 3 výše uvedeného patentu ilustruje tvarovaný rám , který nese skupinu 2x4 konkávních předních polovin formy , zatímco obr . 5 zobrazuje tvarovaný rám , který nese skupinu 2 x 4 konvexních zadních polovin formy . Sestava , skládající se z rámu a polovin forem , je vyrobena vstřikovacím tvářením jako jeden kus, přičemž uvedené poloviny forem jsou drženy uvnitř uvedeného obdélníkového rámu pomocí malých sloupků , které vybíhají mezi uvedeným rámem a uvedenými polovinami forem . Výška rámu je taková , aby povrchy polovin forem byly chráněny proti poškrábání a proti mechanickému poškození během manipulace , přičemž uvedený rám má obecně tvar , který usnadňuje skládání rámů na sebe a manipulaci s nimi . V tomto dosavadním pojetí tváření polystyrénových polovin formy , kde poloviny formy jsou tvarovány v skupinové sestavě, je doba tvarovacího cyklu typicky asi 24 sekund , což je nyní považováno za příliš dlouhou dobu pro efektivní výrobu takových polystyrénových polovin formy . Naproti tomu podle vynálezu tváření takových termoplastických polovin formy trvá přibližně tři až šest sekund a to , v závislosti na tloušťce stěny poloviny formy .

Přímé tváření hydrogelových kontaktních čoček je popsáno zejména v patentech U. S . - 4 , 495 , 3 13 , U . S . - 4 , 680 , 336 , U . S . - 4 , 565 , 348 a U . S . - 4 , 640,489 , přičemž v této popisné části jsou učiněny na tyto patentové dokumenty odkazy .

Podstata vynálezu

Podle jednoho znaku vynálezu se vynález týká polovin formy, které se používají pul výrobě kontaktní čočky ( např . čočky , která má takové rozměry , že čočka je připravená k nošení , nebo čočky , kterou je zapotřebí nabobtnat ( hydratovat ) , aby měla takové konečné

rozměry, aby byla připravena k nošeni), vyráběné polymeraci polymerovatelné kompozice v sestavě formy, složené z uvedených polovin formy, které vymezují tvářecí dutinu mezi konkávním povrchem jedné poloviny formy a konvexním povrchem druhé poloviny formy. Každá polovina formy je celistvým produktem vyrobeným z termoplastického polymeru, který je transparentní pro ultrafialové záření, přičemž tento produkt obsahuje středově zakřivenou Část, která vymezuje konkávní povrch nebo konvexní povrch, a kruhový obvodový okraj, přičemž alespoň středově zakřivená část alespoň jednoho z uvedených povrchů (konkávní nebo konvexní) má zmenšené rozměry (např. u nenabobtnalé čočky je průměr 12,7 mm proti průměru 14,0 - 14,4 mm u nabobtnalé čočky) předního resp. zadního zakřivení příslušné kontaktní čočky za účelem vytvoření kontaktní čočky v sestavě formy a povrch dostatečně hladký k tomu, aby povrch kontaktní čočky, vytvořený polymeraci polymerovatelné kompozice v kontaktu s uvedeným povrchem, měl přijatelné optické kvality, přičemž uvedený produkt obsahuje také prstencovou obrubu, která je spojitá s kruhovou obvodovou hranou, obklopuje tuto hranu a z této hrany vybíhá do roviny, která je kolmá k ose uvedeného konkávního povrchu, přičemž uvedený produkt také obsahuje trojúhelníkovou úchytku umístěnou v rovině, která je kolmá k uvedené ose , přičemž uvedená úchytka vybíhá z uvedené příruby a uvedený produkt má takovou tloušťku, aby tímto produktem mohlo být účinně odváděno teplo, a takovou tuhost, aby produkt účinně odolával přítlačným silám, které na tento produkt působí při demontáži uvedené sestavy formy.

Podle ještě dalšího znaku se vynález týká způsobu tváření polovin formy, které jsou následně použity pro tváření

4, 5 kontaktní čočky. Tento způsob zahrnuje následující kroky: vstříknutí roztaveného termoplastu pod tlakem vstřikovacím vstupem požadovaným směrem do formy, imobilizování první vstřikované části uvedeného roztaveného termoplastu po vstříknutí uvedeného roztaveného termoplastu, využití uvedeného tlaku k tečení uvedeného roztaveného termoplastu planarizační zónou v uvedené formě, a plnění této planarizační zóny uvedeným termoplastem, přičemž uvedená planarizační zóna má danou tloušťku a šířku, diverguje směrem od uvedeného místa vstřikování a leží v rovině , obecně šikmé vzhledem k uvedenému danému směru, přičemž konfigurace a délka planarizační zóny, teplota uvedeného roztaveného termoplastu a hmotnostní toková rychlost uvedeného roztaveného termoplastu jsou zvoleny tak, aby uvedený roztavený termoplast vynořil z uvedené planarizační zóny jako tenká, hladce tekoucí vrstva, mající danou tloušťku, využití uvedeného tlaku, který způsobí tečení uvedené vrstvy vynořující se z uvedené planarizační zóny do přírubové oblasti formy, která vymezuje kruhovou přírubu mající uvedenou tloušťku a průměr větší než uvedená daná šířka , přičemž uvedená příruba leží v rovině v podstatě paralelní s rovinou uvedené planarizaění zóny , a do uvedené konkávní konvexní oblasti formy , která má stanovenou tloušťku a která je ohraničená uvedenou kruhovou přírubou , zatímco se udržuje teplota a hmotnostní toková rychlost uvedeného termoplastu , a rychlost odvádění tepla z uvedeného roztaveného termoplastu , za účelem plnění uvedených oblastí formy uvedeným roztaveným termoplastem a za účelem tvoření stejnoměrné vrstvy uvedeného termoplastu v uvedené konkávní - konvexní oblasti na alespoň jednom z povrchů , který má optické kvality, odvádění dostatečného množství tepla z uvedeného termoplastu za účelem vytvoření jednotného tuhého produktu v uvedené planarizaění zóně , v uvedené přírubové oblasti a v uvedené konkávní - konvexní oblasti formy, a vyjmutí uvedeného produktu z uvedené formy .

Vnitřní konkávní povrch přední poloviny formy definuje vnější povrch kontaktní čočky , zatímco vnější konvexní povrch zadní poloviny formy vymezuje vnitřní povrch kontaktní čočky , který při nošení spočívá na oku . Kromě toho vnitřní konkávní povrch přední poloviny formy a vnější konvexní povrch zadní poloviny formy musí mít přijatelné optické kvality . Avšak vnější konvexní povrch přední poloviny formy a vnitřní konkávní povrch zadní poloviny formy nemusí mít optické kvality , v důsledku čehož se tyto povrchy mohou použít při manipulaci s polovinami formy pomocí robotových manipulačních zařízení .

Komplementární dvojice přední a zadní poloviny formy se po používá při výrobě hydrogelových kontaktních čoček , vyráběných přímým tvářením směsi monomeru , přičemž tato směs je rozpuštěna v nevodném , vodou - vytěsnitelném rozpouštědle . Uvedená směs je nejdříve umístěna do obou polovin formy , které definují tvar konečné ,

Ί požadované , hydrogelové ( např . vodou nabobtnalé ) kontaktní čočky . Potom , co je ukončeno dávkování uvedené směsi do předních polovin formy . při kterém jsou tyto poloviny formy podstatně naplněny uvedenou směsí , jsou přední poloviny formy přikryty zadními polovinami formy , a to takovým způsobem , že pod zadními polovinami formy nezůstanou žádné vzduchové bubliny , přičemž zadní poloviny formy jsou vhodně vyrovnány s předními polovinami formy tak , aby nedocházelo k deformacím . To je výhodně provedeno tak ,že každá zadní polovina formy se položí na uvedenou příslušnou polymerovatelnou směs , uzavřenou v každé přední polovině formy . Kromě toho předtím než jsou přední poloviny překryty zadními polovinami formy , je množina zadních polovin formy výhodně držena mechanickým zařízením , které je potom použito k tomu , aby přemístilo zadní poloviny formy směrem dolů k předním polovinám formy a všechny současně umístilo na příslušné přední poloviny , které obsahují polymerovatelnou směs . Potom je směs monomeru a rozpouštědla vystavena podmínkám , při kterých monomer polymeruje , přičemž monomer je např . ozářen aktinickým viditelný nebo ultrafialovým zářením , čímž se vytvoří směs polymeru a rozpouštědla ve tvaru konečné požadované hydrogelové čočky .

Po ukončení polymerizačního procesu , jsou obě poloviny formy od sebe odděleny ( tj . demontáž formy ) přičemž kontaktní čočka zůstane v přední polovině formy , z které je následně vyjmuta . Přední a zadní polovina formy se používají jen pro jedno tváření , po kterém se likvidují . Po dokončení polymerace se rozpouštědlo vymyje vodou za vzniku hydratované čočky, jejíž finální velikost a tvar jsou zcela stejné jako velikost a tvar původního tvarovaného produktu tvořeného směsí polymeru a rozpouštědla .

Každá polovina formy definuje optickou kvalitu odpovídajícího povrchu ( tj . konkávního povrchu přední poloviny formy a konvexního povrchu zadní poloviny formy ) . Každá polovina formy také definuje obvodovou přírubu kolem uvedeného konvexního a konkávního povrchu. S polovinami formy se obecně manipuluje pomocí robotových manipulačních systémů , které drží poloviny formy ( na principu podtlakové uchopení ) pouze za jejich příruby , a to na straně, která je protilehlá ke straně s povrchem , který má optické kvality .

Způsob , kterým jsou poloviny formy vyrobeny a následně použity , je podrobněji popsán v následujícím textu . Obecně se při výrobě polovin formy používá horká forma ( za účelem zajištění toho, aby nepoklesla rychlost toku roztaveného materiálu , a aby se nezvýšilo napětí ve střihu ) , která přivádí roztavený tvářecí materiál prostřednictvím horkého vstřikovacího systému do alespoň jedné (výhodně do více ) tvářecí dutiny . Uvedeným tvářecím materiálem je termoplastický polymer , jako např . polystyren , polyvinylchlorid , polyethylen , polypropylen , kopolymery styrenu s akrylonitrilen nebo/ a butadienem , acryláty , jako polymethymethakrylat , polvakrylonitril , polykarbonat , polyamidy , polyestery , póly ( 4 - methyl-1-penten ) , apod. Preferován je polystyren . Každá tvářecí dutina pro tváření poloviny formy zahrnuje jednak zakřivený povrch s optickými kvalitami a jednak nekritický zakřivený povrch .

Podle vynálezu se povrch tvářecí dutiny s optickými kvalitami , výhodně nachází dále od ohřátého horkého vstřikovacího systému než druhý nekritický povrch tvářecí dutiny , přičemž je zde chladící systém pro chlazení tvářecí dutiny . Tato vzdálená poloha zakřiveného povrchu tvářecí dutiny s optickými kvalitami od ohřátého horkého vstřikovacího systému dovoluje rychlejší chlazení tohoto povrchu tvářecí dutiny . To umožňuje rychlejší vytvrzení a zablokování zbytkového teplotního pnutí materiálu na straně tvářecí dutiny , na které má tvářecí dutina povrch s optickými kvalitami , a kratší dobu trvání tvářecího cyklu . To má za následek , že povrch tvarované poloviny formy na chladnější straně tvářecí dutiny , na které má tvářecí dutina povrch s optickými kvalitami , má menší rožměrové odchylku než druhý povrch tvarované poloviny na straně tvářecí dutiny , na které má tvářecí dutina nekritický povrch .

Jestliže polovinou formy je přední polovina formy , potom konkávní povrch této přední poloviny formy určuje povrch s optickými kvalitami , a proto se tento konkávní povrch přední poloviny formy nalézá dále od horkého vstřikovacího systému než druhý povrch této přední poloviny formy . V případě že polovinou formy je zadní polovina formy , potom konvexní povrch této zadní poloviny formy definuje povrch s optickými kvalitami , a proto se tento konvexní povrch zadní poloviny formy nalézá dále od horkého vstřikovacího systému než druhý povrch této zadní poloviny formy .

Ve výhodné sestavě je materiálem , který je tvarován za účelem vytvoření poloviny formy , polystyrén , ale může být použit i libovolný jiný vhodný termoplast , např . termoplasty , které byly uvedeny výše . Kromě toho tvářecí dutina obsahuje první tvářecí vložku , která se nachází na straně tvářecí dutiny , na. které má tvářecí dutina povrch s optickými kvalitami , a druhou tvářecí vložku , která se nachází na druhé straně tvářecí dutiny . Každá tvářecí vložka může být vyrobena jako celistvá jednodílná komponenta nebo se může skládat ze dvou dílů , jak je to popsáno níže . Jestliže je tvářecí dutina určena pro výrobu přední poloviny formy , potom první tvářecí vložka , která se nalézá na straně tvářecí dutiny , na které má tvářecí dutina povrch s optickými kvalitami ξ může zahrnovat tvářecí pouzdro s mohutnostní tvářecí vložkou , která je umístěna uvnitř tvářecího pouzdra , nebo může být vyrobena jako jednodílná komponenta .Uvedená mohutnostní tvářecí vložka je zakončena konvexním povrchem . který definuje optickou kvalitu povrchu tvarované přední poloviny formy , a také optickou mohutnost kontaktní čočky , která je následně z přední poloviny formy vytvořena ( odtud je odvozen název mohutnostní tvářecí vložka ). Mimo to různé optické mohutnosti ( počty dioptrií ) kontaktních čoček může být dosaženo pouhou výměnou mohutnostní tvářecí vložky za jinou mohutnostní tvářecí vložku , která má odlišné zakřivení konvexního povrchu . Druhá tvářecí vložka , která se nalézá na straně tvářecí dutiny , na které má tvářecí dutina povrch bez optických kvalit , nedefinuje povrch s optickými kvalitami , a proto může být vyrobena jako jednodílná celistvá komponenta .

Kromě toho každá z prvních a druhých tvářecích vložek má obvodový chladící průchod , který je veden po obvodu kolem těchto tvářecích vložek , a je obsažen buď v těchto tvářecích vložkách nebo v ocelových tvářecích blocích . ve kterých jsou uzavřeny uvedené tvářecí vložky , přičemž tímto průchodem cirkuluje chladivo chladícího systému v režimu turbulentního toku . Každá z prvních a druhých tvářecích vložek obsahuje také probublávače , které jsou umístěny do vnitřního prostoru těchto tvářecích vložek , přičemž těmito probublávači cirkuluje chladivo chladícího systému v režimu turbulentního toku , přičemž chladivo je hnáno na vnitřní povrchy uvedených tvářecích vložek . Ve výhodném uspořádání , tvářecí sestava obsahuje množinu ( např . 4 až 8 ) tvářecích dutin . které jsou umístěny na jednom konci horkého vstřikovacího systému , přičemž uvedené tvářecí dutiny jsou rozloženy kolem uvedeného horkého vstřikovacího systému .

Podle dalšího znaku výroby polovin formy podle vynálezu jsou poskytnuty tvářecí sestava a tvářecí postup pro tváření poloviny formy , která je použita spolu s druhou komplementární polovinou formy pro následující tváření měkké kontaktní čočky . Uvedená polovina formy vymezuje konvexní zakřivený povrch a konkávní zakřiveny povrch , který je od uvedeného konvexního zakřiveného povrchu odsazen , přičemž jeden z konvexního 'nebo konkávního povrchu vymezuje zakřivený povrch měkké kontaktní čočky s optickými kvalitami . V uvedené tvářecí sestavě a při uvedeném tvářecím postupu přivádí ohřáté tvářecí zařízení roztavený tvářecí materiál prostřednictvím horkého vstřikovacího systému do alespoň jedné tvářecí dutiny . Každá tvářecí dutina definuje jednak zakřivený povrch tvarované poloviny formy s optickými kvalitami a jednak zakřivený nekritický povrch tvarované poloviny formy . Podle vynálezu uvedená tvářecí dutina obsahuje první tvářecí vložku , která se nachází na straně tvářecí dutiny , na které má tvářecí dutina povrch s optickými kvalitami , a druhou tvářecí vložku , která se nalézá na druhé straně tvářecí vložky . Každá z prvních a druhým tvářecích vložek má obvodový chladící průchod , který je vymezen okolo těchto tvářecích vložek . nebo v blízkosti uvedených tvářecí vložek , přičemž tímto průchodem cirkuluje chladivo chladícího systému za účelem rychlejšího chlazení tvářecí dutiny . To dovoluje rychlejší vytvrzení a zablokování minimálního zbytkového teplotního pnutí v polovině formy a rychlejší tvářecí dobu a celkovou dobu cyklu . Také přímá dráha toku polymeru zkracuje dobu chlazení ( blokuje minimální zbytkové pnutí ) čímž se zkracuje doba cyklu .

Stručnv popis obrázků

Za účelem dokonalého pochopení vynálezu a objasnění dalších znaků a výhod vynálezu bude vynález v následující části popsán s odkazy na připojené výkresy , na kterých :

obr . 1 a 2 zobrazují půdorysný resp . boční pohled na sestavu přední poloviny formy podle vynálezu , obr . 3 a 4 zobrazují půdorysný resp . boční pohled na jednu sestavu zadní poloviny formy podle vynálezu , obr . 5 zobrazuje řez horké vstřikovací formy , ve které je v řezu znázorněna jedna z osmi stejných tvářecích dutin za účelem ilustrace každé tvářecí dutiny , obr . 6 zobrazuje průřez tvářecím pouzdrem , které je použito v tvářecí vložce na straně tvářecí dutiny ( obr . 5 ) , na které má tvářecí dutina povrch s optickými kvalitami a

Obr . 7 zobrazuje boční pohled na sestavu formy , vytvořenou z přední poloviny formy a zadní poloviny formy.

Obr. 1 a 2 ilustruje půdorysný resp. boční pohled na přední polovinu 10 formy , která se používá k výrobě kontaktní čočky , vyráběné polymerací polymerovatelné kompozice ve formě , která se skládá ze dvou komplementárních polovin , a to z přední poloviny a ze zadní poloviny . Poloviny formy se používají při výrobě kontaktních čoček , přičemž mohou být vyrobeny čočky , které jsou ihned připraveny k nošení nebo nenabobtnalé čočky , které aby byly připraveny k nošení , musejí se nechat nabobtnat ( hydratovat ) .Přední polovina 10 formy je výhodně tvořena z polystyrénu , ale může být tvořena z libovolného vhodného termoplastu , který je dostatečně transparentní pro ultrafialové záření za účelem proniknutí tohoto záření uvedeným termoplastem a za účelem následující polymerace měkké kontaktní čočky. Vhodný termoplast , jako např . polystyrén , má i jiné požadované vlastnosti např . je přizpůsobivý k povrchům , které mají optické kvality, při relativně nízké teplotě , má výbornou tokovou charakteristiku a zůstává během tváření amorfní , nekrystalizuje a tvoří minimálně sraženin během chladnutí .

Přední polovina 10 formy definuje středovou zakřivenou část s konkávním povrchem 12 , který má optické kvality a který má obvodový dobře vymezený okraj 14 , vybíhající kolem uvedené středové části . Tento dobře vymezený okraj 14 , zobrazený v detailu A na obr . 2 , je vhodný pro vytvoření dobře vymezené a stejnoměrné plastické obvodové dělící linie pro následně tvarovanou měkkou kontaktní čočku . Dobře vymezený okraj 14 má ve skutečnosti velmi malé zakřivení , které může být v rozmezí od 3 do 45 mikrometrů nebo výhodně v rozmezí od 5 do 30 mikrometrů , přičemž povrch , který definuje tento okraj může svírat úhel v rozmezí od 75³ dó 90° . Obecně je paralelní konvexní povrch 16 odsazen od konkávního povrchu 12 a prstencová v podstatě rovinná příruba 18 radiálně vybíhá ven z povrchů 12 a 16 do roviny kolmé k rotační ose konkávního povrchu 12 . Konkávní povrch 12 má rozměry předního zakřivení nezbobtnané kontaktní čočky za účelem získání tohoto předního zakřivení nezbobtnané kontaktní čočky v přední polovině 10 formy , a je dostatečně hladký k tomu , aby povrch kontaktní čočky , vytvořené polymeraci polymerovatelné kompozice v kontaktu s uvedeným povrchem , měl přijatelné optické kvality .Přední polovina 10 formy má tloušťku , která umožňuje rychlý přenos tepla přední polovinou 10 formy ( tato tloušťka je typicky v rozmezí od 0.4 do 1.2 mm , výhodně od 0.5 do 1.0 mm , a výhodněji od 0.6 do 0.8 mm , přičemž zejména činí 0.8 mm ) a takovou tuhost , aby přední polovina 10 formy odolávala přítlačným silám , které na polovinu formy působí při oddělování této přední poloviny 10 formy od sestavy formy během demontáže sestavy formy .

Tloušťka přední poloviny formy byla snížena z 1.5 mm , což je tloušťka používaná v rámci dosavadního stavu techniky , na 0.8 mm . To má přímí vliv na snížení doby cyklu . Při použití jednorozměrného tepelného toku je diferenciální rovnice chlazení :

δτ e x c,

- tepelná difuzivita chladicí doba

T -T taveniny formy

TZ

T -T demontáže formy

Tepelná difuzivita je úměrná specifické teplotě , teplotní vodivosti a hustotě . Chladící poměr je stanoven teplotní difuzivitou materiálu . Čím vyšší je teplotní difuzivita tím nižší je chladící poměr .

Přední polovina 10 formy dále definuje obecně trojúhelníkovou úchytku 20 , která je celistvá s přírubou 18 , a která vystupuje z jedné strany příruby . Úchytka 20 je v podstatě rovinná a leží v rovině kolmé k ose konkávního povrchu 12 . Úchytka 20 vybíhá k místu , kde horký vstřikovací vstup dodává roztavený termoplast do formy . Průměr vstupu je typicky v rozmezí od 0.4 do 1.4 mm , výhodně v rozmezí od 0.6 do 1.2 , a výhodněji v rozmezí od 0.8 do 1.0 mm , přičemž tento průměr je zvolen tak , aby bylo dosaženo minimálního smykového napětí v roztaveném termoplastu při jeho vstřikování do formy . Řízení velikosti horkého vstřikovacího vstupu také umožňuje k řízení tokové rychlosti roztaveného termoplastu , což ( spolu s teplotou a rychlostí odvádění tepla) umpžňuje řízení konečných rozměrových charakteristik vytvarované dílu a optimalizuje výrobu vytvarovaného dílu . Optimální velikost horkého vstřikovacího vstupu se vypočítá s ohledem na index toku taveniny termoplastického polymeru, tloušťku stěny , objemu dílu , a také s ohledem na teplotu horkého vstřikovacího vstupu a teplotu formy . V místě střiku se přivádí roztavený termoplast do planarizační zóny , která plní různé důležité funkce . Planarizační zóna je obecně tenká a plochá , přičemž má stejnou tloušťku jako zbývající část tvářecí dutiny. Planarizační zóna má výhodně obecně trojúhelníkový tvar , přičemž vrchol tohoto trojúhelníka se nachází blízko místa , kde vstřikovací vstup přivádí do planarizační zóny roztavený termoplast . Planarizační zóna se postupně rozšiřuje od uvedeného místa směrem k zbývající části tvářecí dutiny . V místě , kde planarizační zóna zasahuje do přírubové části formy , se šířka planarizační zóny více rozšiřuje , přičemž se výhodně rozšiřuje stejnoměrně po obou stranách planarizační zóny . Tedy planarizační zóna je výhodně symetrická kolem roviny , tvořené bodem , kde vstřikovací vstup přivádí do planarizační zóny roztavený termoplast , a osou konkávního povrchu tvářecí dutiny .

Jednou z funkcí planarizační zóny je planarizovat tok vstřikovaného roztaveného termoplastu na hladce a rovnoměrně postupující tok materiálu . který plní planarizační zónu , a přímo přivádět roztavený termoplast do přírubové oblasti a konkávní konvexní oblasti formy. Řízení tokových charakteristik , způsobené rozměry planarizační zóny . společně s plnícím tlakem , tokovou rychlostí , teplotou roztaveného termoplastu a rychlostí odebírání tepla z termoplastu , umožňuje dosáhnout požadovaných charakteristik úplné poloviny formy .

Planarizační zóna také slouží k vytvoření úchytky 20 , která je spojitá se zbývající částí úplné poloviny formy a která je podstatnou částí tohoto produktu .

Výhodné uspořádání úchytky 20 je zobrazeno na obrázcích . Úchytka 20 vymezuje šikmou ( např. pod úhlem 45° ) stěnu 22 , která je v této úchytce zahrnuta , aby rozptýlila tok roztaveného termoplastu při tvářecím procesu před vstupem tohoto toku do opticky kvalitních oblastí formy . Uvedená stěna je v uvedené úchytce vytvořena za účelem rovnoměrného rozložení a vyhlazení postupujícího toku roztaveného termoplastu , čímž se sníží a výhodně odstraní tryskání tekoucího roztaveného termoplastu , které může vést k vzniku povrchových propadlin , rozměrových odchylek , a nepřípustných nepravidelností v povrchu tvarované poloviny formy. Uvedená stěna v tavenině vytváří sílu , působící proti směru pohybu taveniny . To zase způsobí vytvoření postupujícího čela taveniny , která hladčeji vyplňuje tvářecí dutinu . To také způsobí pohyb vzduchu v tvářecí dutině směrem k výfukovým odvodům , a v důsledku toho jsou optické díly zbaveny defektních tenkých čar , což má za následek vytvoření rozměrově kvalitních dílů .

Strategické umístění výfukových odvodů v formě , jak je zde dále uvedeno , pomáhá k odvádění vzduchu a k zamezení možné nepohyblivosti toku taveniny . Jestliže umístění výfukových odvodů není vhodně navrženo , potom v přírubové oblasti formy na straně formy , opačné k straně formy , kde se nalézá horký vstřikovací vstup , se mohou v místě , kde se sbíhají toky taveniny ,vytvářet v tavenině svárové linie . Vstřikovací vstup je umístěn a úchytka navržena tak , aby dovolovaly vytvořit hladký a stejnoměrný tok polymeru , takže postupující tok polymeru netvoří svarové linie , které jsou zdrojem povrchových nedokonalostí , mechanického napětí a bodového zeslabení.

Kromě toho přední polovina 10 formy definuje malý kruhový výstupek , odpovídající jímce 24 , která je umístěna naproti horkého vstřikovacímu vstupu , kterým je do formy dodáván roztavený polystyrén . Jímka 24 imobilizuje malé vměstky vychladlého termoplastu , které se tvoří na vstřikovacím vstupu v době mezi tvářecími cykly. Uvedená jímka zachycuje počáteční část taveniny , vstřikované z horkého vstřikovacího vstupu . Proto jímka 24 sousedí s místem , kde je horkým vstřikovacím vstupem vstřikován do formy roztavený termoplast . Jímka 24 je výhodně umístěna přímo naproti horkému vstřikovacímu vstupu , což je výhodnější pro zachycení první části vstřikovaného termoplastu . Je důležité , aby se při začátku vstřikování zachytila hmota ztuhlého polymeru v chladné jímce 24 a dále nepokračovala s tokem taveniny .To by mohlo způsobit změny teploty taveniny a možného smršťování taveniny , a stříkání a ochlazování toku taveniny , což by mělo za následek změny rozměrů tvarovaného dílu. Délka úchytky může být v závislosti na velikosti chladné jímky změněna , např . při prodloužení úchytky se zmenší velikost jímky .

Těsné umístění horkého vstřikovacího vstupu k úchytkové oblasti formy , zajišťuje minimální teplotní deformace a rozměrovou stabilitu tvarovaného dílu . Umístění horkého vstřikovacího vstupu vzhledem úchytkové oblasti formy je takové , aby zabraňovalo stříkání polymeru ( které způsobuje lokální defekty a rozměrové změny tvarovaného dílu ) . Když proud taveniny dospěje do chladné oblasti změny směru a potom do oblasti šikmé stěny 22 , dojde k nárazu taveniny na tuto stěnu , což způsobí vyrovnání toku taveniny . Náhlý přechod v tomto stupni brání transportu chladné povrchové vrstvy do zbytku formy . Poloměr v tomto přechodovém stupni a divergenční úhel rezultující úchytky v kombinaci s průtokem a vstřikovacím tlakem způsobují laminární tečení toku taveniny do tvářecí dutiny a brání nežádoucímu vstřikovacímu jevu . Uvedená jímka , která se nalézá proti vstřikovacímu vstupu , zachycuje počáteční část vstřikovaného polymeru , což vede k tomu , že přední část taveniny je více stejnorodá, což má zase za následek zdokonalení optických kvalit tvarovaného dílu .

Příruba 18 napomáhá demontáži sestavy formy a manipulaci s tvarovaným dílem , a také chrání povrchy s optickými kvalitami a dobře vymezený, již dříve popsaný okraj 14 . Úchytky 20 také umožňuje vyrovnání a orientaci přední a zadní poloviny formy v sestavě formy před demontáží sestavy formy. Jestliže se přední polovina 10 formy sestaví se zadní polovinou 30 formy , potom se mezi vyčnívajícími úchytkami obou polovin formy vytvoří mezera , která je důležitá pro demontáž sestavy formy . Šířka uvedené mezery je v rozmezí od 0.5 do 3.0 mm , výhodně v rozmezí od 1.0 do 2.5 mm , výhodněji v rozmezí od 2.0 do 2.25 mm, ( výhodně je 2.12 mm) , přičemž tato mezera je potřebná pro zahájení demontáže sestavy formy.

Délka tečení polymeru byla podstatně zkrácena vzhledem dosavadnímu stavu techniky, což značně zlepšilo schopnost optimalizace optických charakteristik čočky . Je zde menší pravděpodobnost přílišného ochlazení průtokové cesty polymeru v případě , kdy jsou teploty formy dále snižovány za účelem zlepšení doby cyklu . Je tedy neočekávaně výhodným znakem tohoto vynálezu , že se operace provádí při vyšších teplotách termoplastu , přičemž i za zkrácené doby cyklu ještě dochází k realizaci úspěšné produkci polovin formy .

Obr. 3 a 4 ilustrují půdorysný resp . boční pohled na provedení zadní poloviny 30 formy . Zadní polovina 30 formy je provedena na základě stejných charakteristik , které se týkaly přední poloviny 10 formy .

Zadní polovina 30 je také výhodně vytvořena z polystyrénu , ale může být zhotovena z libovolného vhodného termoplastu , např . z výše uvedených termoplastů transparentních pro ultrafialové záření . Zadní polovina 30 formy definuje centrálně zakřivený konvexní povrch 32 s optickými kvalitami , obecně paralelní konkávní povrch 34 , odsazený od uvedeného konvexního povrchu , a prstencovou podstatě rovinnou přírubu 36 , která radiálně vybíhá směrem ven z povrchů 32 a 34 do roviny kolmé k rotační ose konkávního povrchu 34 . Konvexní povrch 32 má zmenšené rozměry zadního zakřivení»( které doléhá na zornici oka ) nenabobtnalé kontaktní čočky za účelem vyrobení tohoto zadního zakřivení uvedenou zadní polovinou formy , a je v podstatě tak hladký , aby povrch kontaktní čočky , vytvořeny polymerací polymerovatelné kompozice v kontaktu s uvedeným konvexním povrchem , měl přijatelné optické kvality . Zadní polovina 30 formy má vhodnou tloušťku ( typicky v rozmezí od 0.4 do 1.2 mm , a zejménav rozmezí od 0.5 do 0.8 mm , výhodněji v rozmezí od 0.6 do 0.8 mm , a výhodně 0.6 mm ) za účelem rychlého odvedení tepla uvedenou zadní polovinou formy a takovou tuhost , aby uvedená zadní polovina formy odolala přítlačným silám , které na uvedenou zadní polovinu formy působí při oddělování uvedené zadní poloviny formy od sestavy formy během demontáže formy .

Uvedená zadní polovina formy má průhyb typicky v rozmezí od 1.5 do 6.5 mm , výhodně v rozmezí od 2.5 do 6.0 mm , a nejvýhodněji v rozmezí od 5.1 do 5.8 mm . ( na obr . 4 je předem určený průhyb označen jako Y ) . Uvedené průhyby a tloušťka zadní poloviny formy , rovnající se 0.6 mm , mají dva významy :

1. Průhyb zadní poloviny formy způsobuje mezeru mezi oběma polovinami formy , sestavenými do sestavy formy , jejíž velikost je typicky v rozmezí od 0.5 do 3.0 mm , výhodné v rozmezí od 1.0 do 2.5 mm , a nejvýhodněji v rozmezí od 2.0 do 2.25 mm , (výhodné rovna 2.12 mm) , přičemž tato mezera umožňuje přístup pro manipulační zařízený za účelem vyjmutí zadní poloviny 30 formy z přední poloviny 10 formy po ukončení polymerace .

2. Při tloušťce dílu asi 0,6 mm se v přírubové oblasti formy na straně formy , která je vzdálenější od místa vstřikování termoplastu ( v místě oblasti příruby , kde se sbíhají toky taveniny ) , sníží výskyt svárových linií v tvarovaném dílu, které způsobují vznik nežádoucích čar zlomu v zadní polovině formy .

Zadní polovina 30 formy také definuje obecně trojúhelníkovou úchytkou 36 , která je celistvá s přírubou a která z jedné strany příruby vybíhá . Úchytka 36 vybíhá směrem k horkému vstřikovacímu vstupu , kterým je do formy dodáván roztavený termoplast , přičemž tato úchytka obsahuje také šikmou stěnu 38 (např. pod úhlem 45’ ) , která zde má stejný účel jako šikmá stěna 22 u přední poloviny 10 formy. Zadní polovina 30 také vymezuje malý kruhový výstupek , odpovídající jímce 40 , která má stejný účel jako jímka 24 u přední poloviny 10 formy .

Délka ( na obr. 3 zobrazená jako X ) úchytky je důležitá pro minimalizaci teplotní deformace strany dílu s optickými kvalitami , pro pravidelnost zakřivení dioptrického poloměru a pro zkrácení doby cyklu . Délka X se může typicky měnit v rozmezí od 10 do 30 mm , výhodně v rozmezí od 12 do 26 mm , a výhodněji v rozmezí od 16 do 24 mm .

Za účelem dosažení minimální doby tváření by tloušťka obou polovin formy měla být zmenšena tak jak je to jen možné , přičemž se uvažují další omezení , jako např. požadovaná tuhost obou polovin formy . Obecně zadní polovina 30 formy by měla být více pružnější než přední polovina 10 formy a proto je zadní polovina 30 formy nepatrně tencí než přední polovina 10 formy . Tloušťka přední poloviny 10 je menší než tloušťka srovnatelné dosud používané poloviny formy , která měla obecně tloušťku asi 1,4 mm .

V jednom provedení jsou tloušťky zadní poloviny formy a přední poloviny formy 0,6 mm resp . 0,8 mm ( tloušťky , které leží ve výše uvedených rozmezích ) za účelem zajištění přiměřeného toku polymeru bez imobilizace postupujícího toku taveniny , za účelem udržení vhodné tuhosti a pevnosti obou polovin formy během demontáže sestavy formy , za účelem minimalizování tvoření svárových linií , a za účelem optimalizace snižování doby cyklu .

Vnitřní konkávní povrch přední poloviny formy vymezuje vnější povrch kontaktní čočky , zatímco vnější konvexní povrch zadní poloviny formy vymezuje vnitřní povrch kontaktní čočky , kterým kontaktní čočka spočívá na lidském oku . Proto vnitřní konkávní povrch přední poloviny formy a vnější konvexní povrch zadní poloviny formy musí mít přijatelnou optickou kvalitu . Vnější konvexní povrch přední poloviny a vnitřní konkávní povrch zadní poloviny formy nemusí mít optickou kvalitu , přičemž tyto povrchy slouží pro manipulaci s oběma polovinami formy pomocí robotových manipulačních zařízení . Vynález využívá této posledně uvedené výhodné skutečnosti pro dosažení tváření a velmi rychlého chlazení kritických opticky kvalitních povrchů forem kontaktní čočky , tj. vnitřního konkávního povrchu přední poloviny formy a vnějšího konvexního povrchu zadní poloviny formy .

Podle vynálezu mají hlavní formy , které tvarují polystyrénové poloviny formy , vynikající teplotní přechodovou charakteristiku za účelem rychlého snížení teploty polystyrénu z přibližně 200 ³ až 300“ C na vstřikovacím vstupu , kterým roztavený termoplast vstupuje do formy, na přibližně 80° až 90° C , při které může být hlavní forma otevřena , a to přibližně za 3 sekundy , zatímco doba tvářecího cyklu u dosavadního stavu techniky činila typicky 24 sekund.

Z obr. 5 je zřejmé , že v rámci vynálezu je zpočátku roztavený termoplastický materiál vytlačen šnekovým vytlačovacím strojem 50 na to na jeho výstupním konci . Jestliže je použit polystyrén , potom jeho teplota dosahuje přibližně hodnot 200’ až 300° C . Roztavený termoplastický materiál je potom přiveden do ohřívaného rozdělovače 52 , který uvnitř obsahuje ohřívače 54 za účelem zvýšení teploty roztaveného termoplastického materiálu , v případě termoplastu na přibližně 270° až 280° C. Roztavený termoplastický materiál potom teče do systému 56 tepelných kanálků , který naplňuje roztaveným termoplastickým materiálem dva vícehubicové vytlačovací stroje 58 ( na obr. 5 je zobrazen jen jeden z nich ) , které mají čtyři tepelné hubicové vytlačovací zařízení 60 ( dva z nich jsou zobrazeny na obr. 5 ) , přičemž v tomto místě má polystyrén teplotu přibližně 200° až 300° C . Do tvářecí sestavy může být umístěn jeden nebo více tepelných senzorů za účelem monitorování teploty roztaveného termoplastu a za účelem řízení ohřívačů nebo jiných parametrů pro řízení tvářecí operace . Každé vytlačovací zařízení 60 plní pouze jednu tvářecí dutinu 62 ( jedna z tvářecích dutin je zobrazena na obr. 5 ) . Jedna tvářecí sestava výhodně obsahuje osm tvářecích dutin typu zobrazeného na obr. 5 , které jsou umístěny na konci vícehubicového vytlačovacího stroje 58 a které jsou rozmístěny kolem tohoto vytlačovacího stroje .

Jedním z klíčových znaků výroby polovin formy podle vynálezu je , že opticky kvalitní povrch poloviny formy je umístěn z dosahu tepelného zdroje vytlačovacího zařízení , zatímco druhý povrch poloviny formy , který nemá optickou kvalitu , se nalézá poblíž tepelného zdroje vytlačovacího zařízení . Sestava ilustrovaná na obr. 5 je určena pro tváření přední poloviny 10 formy. Konkávní povrch 12 přední poloviny 10 formy vymezuje povrch s optickou kvalitou a proto se tento konkávní povrch 12 přední poloviny 10 formy nalézá na levé straně tvářecí sestavy hlavní formy , zobrazené na obr . 5.

Tvářecí dutina 62 , zobrazená na obr. 5 , je na levé straně vymezena tvářecí vložkou 64 , která se skládá ze dvou dílů , a to z vnějšího pouzdra 66 a mohutnostní vložky 70 . Vnější pouzdro 66 je v tvářecím bloku uzavřeno těsnícími kroužky 68 . Mohutnostní vložka 70 je umístěna ve vnějším pouzdru 66 a je v tomto vnějším pouzdru uzavřena těsnícími kroužky 72 . Mohutnostní vložka 70 je takto nazvána , protože její konvexní koncový povrch 74 určuje optickou mohutnost opticky kvalitního povrchu přední poloviny formy a tím také optickou mohutnost hydrogelové měkké kontaktní čočky , která je následně vytvarována v této polovině formy. Provedení tvářecí vložky 64 , na obr . 5 zobrazené na levé straně tvářecí sestavy hlavní formy , ze dvou dílů dovoluje poměrně jednoduší strojové zpracování opticky kvalitního povrchu mohutnostní vložky 70 , přičemž jednoduší konstrukce mohutnostní vložky 70 zjednodušuje konstrukci dvojdílné tvářecí vložky 64 . Kromě toho odlišná optická mohutnost ( dioptrie ) může být dosažena pouhou výměnou mohutností vložky za náhradní odlišnou mohutnostní vložku , která má jiné zakřivení konvexního koncového povrchu.

Vnější povrch pouzdra 66 vymezuje vnější obvodový chladící průchod 76 , který vede kolem pouzdra 66 , a skrz který nepřetržitě cirkuluje chladivo . Obvodový chladící průchod 76 může být také za účelem snížení výrobních nákladů vytvořen v tvářecím bloku , ve kterém je uzavřeno pouzdro 66 .

Uvnitř mohutnostní vložky 70 se nalézá probublávač 78 , přičemž tímto probublávačem nepřetržitě cirkuluje chladivo , které je probublávačem hnáno? proti vnitřním povrchům mohutnostní vložky a které potom odtéká v opačném směru prstencovitým průchodem kolem probublávače 78 .

Pravá strana tvářecí dutiny , zobrazené na obr . 5 , je definována povrchem přední poloviny formy , který nemá optickou kvalitu , a proto vzhledem k jeho jednoduší a méně kritické konstrukci je tvářecí vložka 80 zhotovena z jednoho kusu , přičemž tato tvářecí vložka 80 je uzavřena v tvářecím bloku pomocí těsnících kroužků 82 . Tvářecí vložka 80 obsahuje vnější obvodový chladící průchod 84 , kterým nepřetržitě cirkuluje chladivo a také probublávač 86 , kterým rovněž nepřetržitě cirkuluje chladivo , které je tímto probublávacem hnáno proti vnitřním povrchům tvářecí vložky 80 . a které potom odtéká opačným směrem prstencovitým průchodem kolem probublávače 80 .

Chladivém může být směs vody a inhibitoru koroze , např. směs vody a etylénglykolu v poměru 1:1. Chladivo se nepřetržitě cirkuluje v režimu turbulentního proudění chladícím systémem , který obsahuje vysokovýkonná čerpadla za účelem poskytnutí maximální chlazení . Chlazení v režimu turbulentního proudění je zvýhodňováno před chlazením v režimu lamiuárního proudění , protože je třikrát účinnější než chlazení v režimu laminárního proudění. Tvářecí sestava hlavní formy obsahuje dva oddělené chladící okruhy . První chladící okruh má vysokovýkonná čerpadla s tlakovou výškou 0.56 MPa , která způsobují cirkulaci chladivá o teplotě přibližně 45° až 85° C při průtoku přibližně 94,5 až 132,3 1 / min za účelem dosažení nepřetržité cirkulace chladivá v režimu turbulentního proudění obvodovým chladícím průchodem každé tvářecí dutiny . Osm oddělených tvářecích dutin je spojeno v prvním chladícím okruhu do série , to znamená , že chladivo teče z jedné tvářecí dutiny do sousední tvářecí dutiny , atd. . Druhý chladící okruh obsahuje také vysokovýkonná čerpadla s tlakovou výškou 0.56 MPa , která způsobují cirkulaci chladivá o teplotě přibližně 45° až 85° C při průtoku přibližně 94 ,5 až 132 ,3 l za min za účelem dosažení nepřetržité cirkulace chladivá v režimu turbulentního proudění probublávači každé tvářecí dutiny . Za účelem zlepšení kvality dílu může byt nastaveno diferenční teplotní rozmezí .

Nepřetržitý tok chladivá vnějšími obvodovými chladícími průchody 76 , 84 a vnitřními probublávači 78 , 86 způsobuje rychlé ochlazení vytvarovaných polovin formy na teplotu přibližně 80° až 90°

C , při které je vnitřní pnutí vpodstatě uzavřeno v tvarované komponentě , zejména na straně dílu , na které je povrch s optickými kvalitami , a při které se tvářecí bloky mohou otevřít podél dělící linie ( PL ) za účelem vyjmutí vytvarovaných polovin formy bez poškození povrchů polovin formy s optickou kvalitou . Po otevření tvářecích bloků se množina' vyrážecích kolíků 90 ( čtyři jsou rozmístěny obvodově kolem tvářecí dutiny a pátý 90’ je umístěn u úchytky tvarované poloviny formy ) posune do pravé strany , jak je zobrazeno na obr. 5 , za účelem vyražení vytvarovaných polovin formy z každé tvářecí dutiny .

Vhodné je systematické uspořádaní pěti vyrážecích kolíků. Tyto vyrážecí kolíky jsou umístěny tak , aby omezovaly na minimum vznik pnutí v tvarovaném dílu v průběhu jeho vyjímání z formy , což je velmi důležité k zajištění rozměrové reprodukovatelnosti tvarovaného dílu . Jeden vyrážecí kolík se nalézá na vzdálenějším konci dílu ( na opačné straně než se nalézá horký vstřikovací vstup ) za účelem zajištění přiměřeného odplynění tvářecí dutiny během konečné plnící fáze a za účelem snížení množství svarových linií . Toto uspořádaní zajišťuje plynulé a spolehlivé vyrážení dílu , potom co byl zchlazen , a minimalizaci tvoření pnutí v dílu , což opět zabezpečuje uvedenou rozměrovou reprodukovatelnost . Takové pojetí uspořádání uvedených vyrážecích kolíků poskytuje cyklu dobrou účinnost a zabraňuje vytvarovaným dílům se přilepit ke špatné straně formy .

Obr . 5 ilustruje tvarování přední poloviny formy 10 . Zadní polovina je tvarována ve stejné sestavě a ve stejných tvářecích vložkách jako přední polovina 10 formy až na to , že mohutnostní vložka má na svém zakončení konkávní povrch s optickou kvalitou , protože zadní poloviny 30 formy mají povrchy s optickými kvalitami na svých konvexních povrchách spíše než na svých konkávních povrchách . Proto zakřivení tvářecí dutiny v tomto případě směřuje na opačnou stranu , než je zobrazeno na obr. 5 . ( to znamená , že zakřivení se ohýbá k levé straně a nikoliv k pravé straně ) .

V praxi je zvolený termoplastický materiál použit v roztavené formě . Tento termoplastický materiál je potom vstříknut vytlačovacím zařízením 60 podél osy , která je šikmá k rovině planarizační zóny , která tvoří úchytku 20 . Tato osa je výhodně kolmá k rovině planarizační zóny . První část termoplastu , který vstupuje do formy je , zachycena a imobilizována v jímce 24 .

Roztavený termoplast je vstřikován pod tlakem , který je postačující k tomu , aby termoplast tekl do formy a plnil formu , jak zde bylo popsáno . Žádný jiný zdroj tlaku působící na termoplast není použit . Velikost tlaku je ve vzájemném vztahu s teplotou termoplastu rychlostí odebrání tepla z termoplastu , a s konfigurací planarizační zóny a ostatních oblastí formy, za účelem dosažení požadované tuhosti a hladkých povrchů finálního produktu . Specifický vstřikovací tlak je obecně účinný v rozmezích od asi 70 MPa do asi 1200 MPa .

Tok roztaveného termoplastu je v planarizační zóně planarizován do hladce postupujícího laminárního toku materiálu , který plní tuto zónu a který z této zóny dále vystupuje . Jak bylo již na jiném místě popsáno , zvětšuje se šířka planarizačn zóny se tou měrou . jak proud taveniny postupuje ve směru od místa vstřikování. Vstřikovací tlak a rychlost toku termoplastu musí být zvoleny tak , aby se planarizační zóna naplnila a aby se přední část postupujícího materiálu pohybovala hladce a rychle . Současně konfigurace planarizační zóny ( čímž se myslí její délka neboli vzdálenost , kterou urazí protékající roztavený termoplast v planarizační zóně , a její tvar , obsahující nerovnosti , jako např . šikmou stěnu 22 ) vytváří spolu s vstřikovacím tlakem a rychlostí toku termoplastu požadovaný hladký laminární tok . Vzdálenost-od vstřikovacího vstupu k optickému středu konkávního a konvexního povrchu je výhodně v rozmezí od 10 do 30 mm .

Když roztavený termoplast protéká planirizační zónou a plní tuto planarizační zónu , potom se teplota termoplastu sníží , protože je teplo z termoplastu odváděno stěnami formy , které , i když mohou mít teplotu vyšší než je teplota okolí ( např . 55’ až 85° C ) , přesto mají teplotu nižší než je teplota roztaveného termoplastu . Teplota roztaveného termoplastu a rychlost odebrání tepla z termoplastu také musí být volena tak , aby termoplast zůstal roztékavý , aniž by docházelo k vytváření vnitřních a povrchových nepravidelností , a aby bylo také umožněno rychlé ztuhnutí termoplastu poté , co termoplast naplnil celou tvářecí dutinu .

Postupující vrstva roztaveného termoplastu , vynořující se z planarizační zóny , teče pod vstřikovacím tlakem do prostoru formy . která je vymezena prstencovou přírubou 18 a konkávní - konvexní oblastí , která je ohraničená prstencovou přírubou . Tlak , hmotnostní průtok , teplota termoplastu po vstříknutí , a rychlost odebrání tepla z termoplastu musí být vzájemně upraveny tak , aby v kombinaci se specifickými rozměry formy ( např . průměr a tloušťka ) měl tvarovaný produkt požadovanou,integritu , povrchovou hladkost , a byl prostý defektů . Obzvláště neočekávaným znakem tohoto vynálezu je , že tvarované produkty , mající požadovanou celistvost a reprodukovatelnost optické kvality povrchu a tloušťku menší než 1 mm , mohou být tvarovány v tak krátké celkové době cyklu , která je použita v tomto procesu .

Postupující vrstva roztaveného termoplastu se pohybuje pod vlivem vstřikovacího tlaku do prostoru příruby , který je nejblíže vstřikovacímu vstupu , dále potom kolem příruby a přes konkávní konvexní oblasti , a nakonec se spojí v místě , které se nachází na protější straně formy vzhledem ke vstřikovacímu vstupu . Větrací otvory jsou výhodně uspořádány v úhlu 20’ až 30° v diametrální části formy za účelem umožnění vyhnání plynu z formy , když roztavený termoplast formu plní.

V rámci vynálezu byla nalezena možnost , jak dosáhnout vhodné rovnováhy mezi všemi tvářecími podmínkami , které zahrnují : vstřikovací teplotu a tlak , délku a konfiguraci planarizační zóny , rozměry formy v oblasti příruby a v konkávní - konvexní oblasti, rychlost odebrání tepla z termoplastu , účinná možnost reprodukovatelnosti , rychlé ztuhnutí termoplastu , hladkost povrchů vytvarovaných polovin formy , celistvost vytvarovaných polovin formy ( obsahující úchytku 20 ) , přesná tloušťka vytvarovaných polovin formy , a to v době tvářecího cyklu menší než 10 sekund , výhodně menší než 4 sekundy .

Na konci tvářecího cyklu se forma otevře a polovina formy se výhodně vyjme robotovým manipulačním prostředkem , který se při manipulaci s polovinou formy dotýká jen povrchu , který je protilehlý k povrchu , jenž přijde do kontaktu s polymerovatelnou směsí , a jenž je určený k vytvoření kontaktní čočky . Čas , který uběhne mezi vstříknutím roztaveného termoplastu a vytvořením tuhého celistvého produktu , připraveného k vyjmutí z formy , je menší než 10 sekund, výhodně menší než 8 sekund , a nebo nejvýhodněji asi 3 sekundy nebo méně než 3 sekundy .

Termínem optická kvalita povrchu , který byl použit při popisu konkávních a konvexních povrchů polovin formy , se myslí to , že takový povrch je hladký natolik , že když je polymerovatelná monomerická směs materiálu polymerována v kontaktu s tímto povrchem na produkt , který má tvar a ( případně po hydrataci ) rozměry , index lomu a obsah vody kontaktní Čočky , připravené k nošení , potom se takové kontaktní čočky mohou nosit na očích bez způsobení podráždění nebo poškození očí , zaviněné nerovnostmi povrchů kontaktní čočky . Jestliže uvedená kontaktní čočka jako celek , má optickou kvalitu , potom tato kontaktní Čočka má takový stupeň hladkosti povrchu a obrysové přesnosti, a také je dostatečně zbavená vnitřních defektů , aby poskytovala požadované lomové korekce bez nežádoucí distorze . K ověření hladkosti a tvarové přesnosti povrchů kontaktní čočky mohou být použity interferometry , které jsou k těmto účelům běžně používány .

Jak bylo naznačeno přední polovina formy a zadní polovina formy jsou společně použity k vytvarování kontaktní čočky . Za účelem uskutečnění tohoto znaku vynálezu je přední polovina formy umístěna tak , že zakřivení konkávního povrchu této poloviny formy je otevřené směrem nahoru . Osa rotace této poloviny formy je nejvýhodněji vertikální . Za účelem zajištění těchto požadavků je poskytnuto zařízení k uchycení a k nesení polovin formy , které má plochý horní povrch , ve kterém jsou vytvořeny prohloubeniny , přičemž každá prohloubenina je schopná držet jednu polovinu formy a každá prohloubenina má rozměry takové , aby příruba , která obklopuje konkávní část poloviny formy , spočívala na horním povrchu zařízení k uchycení a nesení polovin formy , a aby zakřivená střední část poloviny formy vybíhala směrem do prohloubeniny, přičemž polovina formy je nesena pouze přírubou .

V dalším kroku se do konkávní oblasti přední poloviny formy umístí potřebné množství polymerovatelné kompozice . Tato kompozice , která je výhodně roztékavou kapalinou , může zahrnovat libovolnou kompozici , která po polymerizaci poskytuje kontaktní čočce optickou Čistotu , celistvost a zachovává tvar kontaktní čočky . Příklady takových kompozic jsou snadno zjistitelné ze standartních literálních zdrojů . Tyto příklady zahrnují kopolymery na bázi

2-hydroxyethylmethakrylátu ( HEMA ) a jednoho nebo několika komonomerů , jakými jsou 2 - hydroxyethylakrylát , methylakrylát , methacrylat , vinylpyrrolidon , N-vinylakrylamid hydroxypropylmethakrylát , isobutylmethakrylát , styren ethoxyethylmethakrylát , methoxytriethylenglykolmethakrylát glycidylmethakrylát , diacetonakrylamid , vinylacetát , acrylamid , hydroxytrimethylenacrylát , methoxyethylmethakrylát , kyselina akrylová , kyselina methakrylová , glycerylmethakrylát a dimethylaminoethylakrylát .

Výhodné polymerovatelné kompozice jsou popsané v patentech US 4495313 , 5039459 , 4680336 . Takové kompozice obsahují bezvodé směsi polymerovatelného hydrofilního hydroxyesteru kyseliny akrylové nebo kyseliny methaakrylové a polyfunkčního alkoholu , jakým je ethylenglykol , a vodou vytěsnitelný ester kyseliny borité a polyhydroxylové sloučeniny , která výhodně obsahuje alespoň tři hydroxylové skupiny . Polymerace takových kompozic a následné vytěsnění esteru kyseliny borité vodou poskytuje hydrofilní kontaktní čočky . Sestava formy podle vynálezu může být použita pro výrobu hydrofobních neboli tuhých kontaktních čoček , avšak uvedená sestava podle vynálezu se výhodně používá pro výrobu hydrofilních čoček .

Tyto polymerovatelné kompozice výhodně obsahují malé množství síťujícího činidla , obvykle 0,05 až 2 % a nejčastěji 0,05 až 1,0 % diesteru nebo triesteru . Příklady reprezentativních síťujících činidel zahrnují ethylenglykoldiakrylát , ethylenglykoldimethakrylát ,

1,2-butylendimethakrylát

1,4-buthylendimethakrylát propylenglvkoldimethakrylát dipropylenglykoldimethakrylát dipropylenglykoldiakrylát

1,3-butylendimethakrylát propylenglykoldiakrylát diethylglykoldimethakrylát diethylenglykoldiakrylát glycerintrimethakrylát trimethylolpropantriakrylát , trimethylolpropantrimethakrylát apod.. Typická síťující činidla obvykle mají alespoň dvě ethylenicky nenasycené dvojné vazby , i když to není nezbytné .

Uvedené polymerovatelné kompozice obecně také zahrnují katalyzátor , obvykle asi 0,05 až 1 % volně - radikálového katalyzátoru . Typické příklady takových katalyzátorů zahrnují lauorylperoxid , benzoylperoxid , isopropylperkarbonát azobisisobutyronitril a známé systémy redox , jakým je např. kombinace persíranu amonného a pyrosiřičitanu sodného . Za účelem katalyzování polymerační reakce může být použito ozáření viditelným světlem , ultrafialovým světlem , svazkem elektronů nebo zdrojem radioaktivního záření , a to případně za přídavku iniciátoru poiymerace

Reprezantivní iniciátory poiymerace zahrnují kafrchinon , ethyl-4-( N,N -dimethylamino ) benzoát a 4-( 2-hydroxyethoxy) feny 1-2-hydroxy 1-2-propylke to n.

Množství polymerovatelné kompozice , které je umístěno do konkávní oblasti přední poloviny formy , obecně řádově činí asi 50 až 180 mg , výhodně 60,-mg . Požadované množství uvedené kompozice závisí na rozměrech ( tj. průměru a tloušťce ) požadované čočky přičemž se bere v úvahu tvorba vedlejších produktů v průběhu polymerace a výměna vody za tyto vedlejší produkty a ředidlo , v případě , že kompozice po polymeraci takové vedlejší produkty a ředidlo obsahuje .

V dalším kroku se zadní polovina formy svou konkávní oblastí směřující dolů umístí na polymerovatelnou kompozici . Přední a zadní polovina formy jsou nejvýhodněji vyrovnány tak , aby jejich osy rotace byly kolineární a jejich příslušné příruby byly paralelní . Přítomnost uvedených přírub napomáhá při demontáži formy a pří manipulaci s polovinami formy za účelem chránění povrchů s optickou kvalitou a zajištění dobře vymezeného okraje . Úchytky také napomáhají vyrovnávání a orientaci sestavy formy ( tj. sestavy , složené z přední a zadní poloviny formy ) před její demontáží .

Manipulace a umístění zadní poloviny formy , jakož i manipulace a umístění přední poloviny formy , jsou výhodně provedeny tak , že nedochází k žádnému kontaktu s povrchy polovin formy , které se potom dotýkají polymerovatelné kompozice při tváření kontaktní čočky . Při manipulaci s těmito polovinami formy dochází k mechanickému styku jen s vnějšími okraji přírub polovin formy , nebo s povrchy polovin formy , které jsou protilehlé k povrchům , které se dále dotýkají polymerovatelné kompozice .

Kromě toho by poloviny formy měly být udržovány pod atmosférou , která neobsahuje kyslík , protože v případě , že by byl v polovinách formy přítomen kyslík , potom by při styku takových polovin formy s polymerovatelnou kompozicí difundoval do kompozice a tím by kompozici inhibitoval . Proto jsou poloviny formy a následně sestava formy uschovány v prostředí obsahujícím inertní plyn , např . dusík .

Forma sestavená z obou polovin je zobrazená na obr . 7. Polymerovatelná kompozice vyplní dutinu 101 , která se vytvoří mezi přední 102 a zadní 103 polovinou formy . Objem polymerovatelné kompozice výhodně převyšuje objem dutiny 101 , a proto zadní polovina formy svým umístěním na polymerovatelné kompozici může malé množství kompozice vytlačit z dutiny 101 do prostoru 104 mezi příruby 105 a 106 . Příruba 106 musí mít stálý poloměr za účelem napomáhání procesu . Úchytky 107 a 108 vybíhají ze strany každé poloviny formy a jsou výhodně umístěny jedna nad druhou , za účelem usnadnění manipulace se sestavou formy a oddělení obou polovin formy od sebe po polymerizaci .

Jak je možné vidět z obr . 7 , má zadní polovina 103 formy takové rozměry , že její konvexní oblast 109 je rozsáhlejší než konkávní oblast 110 přední poloviny 102 formy , což usnadňuje samočinné středění obou polovin formy během sestavování formy , přičemž sestava formy se chová jako vyrovnávací zařízení , a rovněž usnadňuje zajištění prostoru mezi přírubami obou polovin formy . Jak je popsáno výše , tento prostor by měl být zvolen tak , aby poskytnul účinnou demontáž formy .

Polymerace polymerovatelné kompozice v sestavě formy je výhodně uskutečněna tak , že se tato kompozice vystaví počátečním polymerizačním podmínkám . Kompozice výhodně obsahuje iniciační látky , které působí při expozici kompozice ultrafialovým zářením , přičemž expozice kompozice ultrafialovým zářením má takovou intenzitu a takovou účinnou dobu trvání , aby v kompozici iniciovala polymerizaci a aby polymerace mohla dále pokračovat . Z tohoto důvodu jsou obě poloviny formy transparentní pro ultrafialovému záření. Umožní se , aby polymerace proběhla až do konce , přičemž požadovaná doba trvání reakce může být snadno experimentálně zjištěna pro libovolnou polymerizovateinou kompozici .

Potom , co skončila polymerace polymerovatelné kompozice , je sestava formy rozebrána za účelem umožnění dalšího zpracování polymerizovaného produktu za účelem poskytnutí kontaktní čočky ( tj. praní , hydratace a zabalení produktu ) . Výhodně , příruby přední a zadní poloviny formy se uchopí a potom se obě poloviny od sebe oddálí nebo se sestava formy rozevře pod jistým úhlem. Sestava formy se výhodně nejdříve mírně zahřeje za účelem usnadnění oddělení polymerizovaného produktu od povrchů polovin formy .

Redukované rozměry zakřivení , jaké by měly mít konkávní povrch přední poloviny formy a konvexní povrch zadní poloviny formy , by měly být přispůsobeny požadovanému zakřivení příslušného předního a zadního povrchu požadované kontaktní čočky po hydrataci a nabobtnání .Tyto rozměry požadovaného zakřivení , rovněž i tloušťka čočky , mohou být snadno předem určeny , přičemž rozměry polovin formy jsou odvozeny z optických ( lomových ) vlastností požadované čočky z libovolného daného polymeru, včetně požadované optické mohutnosti čočky . Jak je dobře známo z praktické výroby kontaktních čoček bere výše uvedené odvození v úvahu osobě známým způsobem skutečnost , že dokončená kontaktní čočka schopná nošení je poněkud zbobtnalá ( hydrataci v kompatibilním fyziologickém roztoku ) a tedy poněkud rozměrově odlišná od čočky bezprostředně po jejím vytvarování . I když v předcházející části popisu bylo popsáno několik provedení vynálezu pomocí kterých se dosáhne krátkých tvářecích cyklů , je samozřejmé , že do rozsahu vynálezu spadají i všechna alternativní provedení samozřejmá pro odborníka v daném oboru .

Claims (25)

1. PATENTOVÉ NÁROKY | - . I ; 9 H V 9 τ Ú I

   L.'iJ

   1 . Polovina formy , používaná při výrobě kontaktní čočky , vyráběné polymeraci polymerovatelné kompozice v sestavě formy , složené z uvedené poloviny formy a z druhé poloviny formy , vyznačená tím , že je tvořena celistvým produktem z termoplastického polymeru , který je transparentní pro ultrafialové záření , přičemž uvedený produkt má středově zakřivenou část , která definuje konkávní povrch , konvexní povrch a kruhovou obvodovou hranu , přičemž alespoň středová část alespoň jednoho z uvedeného konkávního povrchu a uvedeného konvexního povrchu má rozměry předního resp . zadního zakřivení požadované nabobtnalé nebo nenabobtnalé kontaktní čočky pro vytvoření kontaktní čočky v uvedené sestavě formy , a je dostatečně hladká a tvarovaná tak , aby povrch uvedené kontaktní čočky , vytvořené polymeraci uvedené polymerovatelné kompozice v kontaktu s uvedeným povrchem , měl přijatelnou optickou kvalitu , přičemž uvedený produkt má také prstencovou přírubu , která je celistvá s uvedenou obvodovou hranou , obklopuje uvedenou hranu a z uvedené hrany vybíhá do roviny , kolmé k ose uvedeného konkávního povrchu , přičemž uvedený produkt má také obecně trojúhelníkovou úchytku , umístěnou do roviny kolmé k uvedené ose , přičemž uvedená úchytka vybíhá z uvedené příruby , a přičemž uvedený produkt má takovou tloušťku , aby z uvedeného produktu mohlo být účinně a rychle odváděno teplo , a takovou tuhost , aby uvedený produkt účinně odolával přítlačným silám , které na uvedený produkt působí při oddělování uvedených polovin formy při demontáži uvedené sestavy formy .
2. 2 . Polovina formy podle nároku 1, vyznačená tím, že je v postatě prostá kyslíku .
3. 3 . Polovina formy podle nároku 1, vyznačená tím, že uvedeným termoplastickým polymerem je polystyrén .
4. 4 . Polovina formy podle nároku 1, vyznačená tím, že má v postatě rovnoměrnou tloušťku .
5. 5 . Polovina formy podle nároku 1, vyznačená tím, že středová část uvedeného konvexního povrchu má rorměry zadního zakřivení nabobtnalé nebo nenabotnalé kontaktní čočky , která může být vyrobena polymerací polymerovatelné kompozice v kontaktu s uvedeným konvexním povrchem , přičemž uvedený konvexní povrch je dostatečně hladký k tomu , aby povrch uvedeného zadního zakřivení uvedené kontaktní čočky mohl být pohodlně nošen na oku .
6. 6 . Polovina formy podle nároku 5, vyznačená tím, že je v postatě prostá kyslíku .
7. 7 . Polovina formy podle nároku 5, vyznačená tím, že uvedeným termoplastickým polymerem je polystyrén .
8. 8 . Polovina formy podle nároku 5, vyznačená tím, že má v postatě rovnoměrnou tloušťku .
9. 9 . Polovina formy podle nároku 1, vyznačená tím, že uvedený konkávní povrch má rozměry předního zakřivení kontaktní čočky , která může být vyrobena polymerací polymerovatelné kompozice v kontaktu s uvedeným konkávním povrchem , a že uvedený konkávní povrch je dostatečně hladký k tomu , aby povrch uvedeného předního zakřivení mohl být pohodlně nošen na oku .
10. 10 . Polovina formy podle nároku 9 .vyznačená tím, že dále obsahuje prstencový dobře vymezený okraj kolem obvodu uvedeného konkávního povrchu .
11. 11 . Polovina formy podle nároku 9, vyznačená tím, že je v postatě zbavená kyslíku .
12. 12 . Polovina formy podle nároku 9, vyznačená tím, že uvedeným termoplastickým polymerem je polystyrén .
13. 13 . Polovina formy podle nároku 9, vyznačená tím, že má v postatě rovnoměrnou tloušťku .
14. 14 Způsob tváření polovin formy , které jsou následně použity pro tváření kontaktní čočky .vyznačená tím, že obsahuje vstřikování roztaveného termoplastu pod tlakem ve vstřikovacím místě do formy daným směrem , imobilizaci první vstřikované části uvedeného roztaveného termoplastu při vstřikování , využiti uvedeného tlaku pro tečení uvedeného roztaveného termoplastu planarizační zónou a naplnění této planarizační zóny uvedeným roztaveným termoplastem , přičemž planarizační zóna má danot tloušťku a šířku , diverguje od uvedeného vstřikovacího místa , a leží v rovině obecně šikmé k danému směru , přičemž konfigurace a délka planarizační zóny a teplota a hmotnostní toková rychlost uvedeného roztaveného termoplastu se zvolí tak , aby uvedený roztavený termoplast vystupoval z planarizační zóny jako tenká hladce tekoucí vrstva , mající danou šířku , využiti uvedeného tlaku pro tečení uvedené vrstvy , vystupující z uvedené planarizační zóny, do přírubové oblasti uvedené formy , která definuje kruhovou přírubu , mající uvedenou danou tloušťku a mající průměr vetší než daná šířka , přičemž uvedená příruba leží v rovině v podstatě rovnoběžné s rovinou planarizační zóny , a do konkávní - konvexní oblasti uvedené formy , mající uvedenou danou tloušťku a jsoucí kruhově ohraničená uvedenou přírubou , přičemž se udržeje teplota , hmotnostní toková rychlost uvedeného roztaveného termoplastu a rychlost účinného odvádění tepla z uvedeného roztaveného termoplastu , které jsou nezbytné pro účinné plnění uvedených oblastí formy uvedeným roztaveným termoplastem a pro vytvoření stejnoměrné vrstvy uvedeného termoplastu v uvedené konkávní - konvexní oblasti na alespoň jednom z povrchů , který má optickou kvalitu, odvádění dostatečného množství tepla z uvedeného termoplastu pro vytvoření jednotného tuhého produktu v uvedené planarizační zóně , v uvedené přírubové oblasti a v uvedené konkávní - konvexní oblasti formy, a vyjmutí uvedeného produktu z uvedené formy .
15. 15 . Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že uvedený roztavený termoplast je vstřikován do uvedené formy ve směru , v podstatě kolmém k rovině uvedené planarizační zóny .
16. 16 . Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že uvedená první vstřikovací část uvedeného roztaveného termoplastu je imobilizována zadržením v jímce , umístěné v planarizační zóně pro přijmutí uvedené první části termoplastu přímo po vstřiknutí uvedené první části termoplast do uvedené formy .
17. 17 . Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že uvedený roztavený termoplast je vstřikován do uvedené formy ve směru v podstatě kolmém k rovině uvedené planarizaění zóny , přičemž první vstřikovaná část uvedeného roztaveného termoplastu teče pod uvedeným tlakem do jímky , ve které tato část zůstane, přičemž jímka je umístěna v uvedené planarizaění zóně axiálně k uvedenému směru .
18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačený tím, že uvedená planarizaění zóna je symetrická kolem průměru uvedené konkávní konvexní oblasti .
19. 19. Způsob podle nároku 18, vyznačený tím, že uvedená planarizaění zóna má v podstatě tvar trojúhelníka , který má zaoblený vrchol s poloměrem zaoblení jako je poloměr uvedené konkávní konvexní oblasti , přičemž uvedené místo vstřikování a uvedená jímka jsou přilehlé k uvedenému vrcholu .
20. 20. Způsob podle nároku 14 , vyznačený tím, že uvedená planarizaění zóna obsahuje alespoň jeden stupeň , jehož stěny leží v rovině šikmé k rovině uvedené planarizační zóny.
21. 21. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím , že teplota uvedeného roztaveného termoplastu po vstříkntití je asi 200° C až asi 300’ C a teplota stěn uvedené formy je asi 45’ C až asi 85’ C .
22. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačený tím , že uvedená polovina formy má konstantní tloušťku , která je menší než 1 milimetr .

    Z
23. 23. Způsob podle nároku 21, vyznačený tím , že uvedená polovina formy má konstantní tloušťku , která je menší než 0,8 milimetru .
24. 24. Způsob podle nároku 22,vyznačený tím , že doba , která uplyne od uvedeného vstříknutí do vyjmutí poloviny formy , je asi 10 sekund nebo je kratší než 10 sekund .
25. 25. Způsob podle nároku 22,vyznačený tím , že doba , která uplyne od uvedeného vstříknutí do vyjmutí poloviny formy , je asi 3 sekundy nebo je kratší než 3 sekundy .