CZ20013371A3

CZ20013371A3 - Způsob odlévání čoček bez pouľití těsnění a zařízení k provádění způsobu

Info

Publication number: CZ20013371A3
Application number: CZ20013371A
Authority: CZ
Inventors: Kai C. Su; Richard Lu
Original assignee: Technology Resource International Corporation
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2002-02-13
Also published as: MXPA01009513A; AU3758800A; CA2367835A1; US6099764A; CN1351538A; HK1039594A1; KR20010113041A; EP1171280A4; IL145530A0; TW469222B; WO2000056528A1; CN1124201C; EP1171280A1; EA200100991A1; EA003170B1; JP2002539971A

Description

Předložený vynález se týká zařízení a způsobu pro odlévání čoček bez použití těsnění.

Dosavadní stav techniky

Většina čoček je dnes vyráběna odléváním plastických hmot, pro jejich malou hmotnost, hustotu, index lomu a odolnost proti nárazu. K odlévání čočky jsou používány dvě formy, obvykle nazývané v oblasti výroby čoček jako přední forma a zadní forma. Každá forma má čelní vnitřní povrch. Když jsou tyto dvě formy navzájem vhodně umístěný v požadované vzdálenosti a úhlové orientaci, jejich čelní vnitřní povrchy jsou negativním obrazem povrchu vytvářené čočky. K nezbytnému utěsnění dutiny je používán uzavírací prvek. Pak je tekutá čočku vytvářející směs, zpravidla kapalný monomer, umístěna a udržována v dutině definované dvěma formami a uzavíracím prvkem. Jakmile je tekutá čočku vytvářející směs v dutině, je vytvrzena do tvaru zakalené polymerické čočky přejímající tvar forem.

V současné době jsou při výrobě čoček používány dva druhy uzavíracího prvku. První druh uzavíracího prvku je těsnění, které je široce používáno v dosavadním stavu techniky. V současné době dostupné těsnící manžety jsou známé jako T- těsnící kroužky. Jak ukazuje obr. 1 v příčném řezu, T-těsnění G má vnitřní otvor B a dva okraje, z nichž každý přijímá příslušnou formu M. Jakmile jsou formy vloženy dovnitř T-těsnění G, nemohou se axiálně vzhledem k sobě navzájem pohybovat. Pro vytváření čoček o různé optické mohutnosti jsou požadována rozmanitá T-těsnění G, protože každá soustava T-těsnění G má předem určený axiální odstup mezi formami M. To znamená, že jedna soustava T-těsnění G vytváří více vzdálené formy pro čočky s větší optickou mohutností ve srovnání s jiným T-těsněním G používaným pro vytváření čoček s nižší optickou mohutností. Tedy, za účelem uspokojení požadavků na různé možné typy a optické mohutnosti čoček, je potřeba řada různých Ttěsnění se širokým rozsahem různých geometrických parametrů. Nejen že je drahé vytvořit a udržovat takovou sadu, ale dokonce se sadou je někdy ještě nemožné uspokojit momentální potřebu zákazníka, neboť ten může požadovat čočky s optická mohutností nebo typem mimo udržovanou sadu a pak je nezbytné T-těsnění podle požadavku zákazníka vyrobit.

- 1 14591

Druhý typ uzavíracího prvku byl navržen jako alternativa. Uzavírací prvek totiž může být vytvořen ovinutím pásku kolem boků forem a tak může být odlévací dutina vytvořena na požádání na místě na poslední chvíli formami a páskem. Řada odkazů popisuje různé cesty k dosažení tohoto cíle. Jedna skupina odkazů popisuje odlévání čočky používající dvou forem spojených společně přilepením k pásku nebo používající lepicí pásky k přilepení pásku k formám za účelem vytvoření odlévací dutiny. U.S. patent č. 5 213 825 vydaný původcům Shimizu a kolektiv, U.S. patent č. 4 497 754 vyd. původci Padoan, U.S. patent č. 3 211 811 vyd. původci Lanman a U.S. patent č. 5 547 618 a 5 622 839 vydané původci Magne uvádějí některé příklady tohoto typu řešení. Jednou z nevýhod souvisejících s tímto přístupem je, že na formách a na dokončených čočkách mohou zůstat stopy lepidel a z toho důvodu musí být pro odstranění lepidla používán zvláštní čistící postup. Kromě toho, protože jakmile jsou formy sestaveny a odlévací dutina vytvořena jsou formy lepidly pevně drženy, nemohou se pohybovat relativně k pásku nebo na pásku během procesu odlévání čočky.

Pro odstranění nevýhod způsobených lepidly používá další skupina řešení popisujících odlévání čoček jednoduše pás teplem se smršťujících syntetických materiálů nebo podobných deformujících se materiálů ve spolupráci s formami k vytvoření odlévací dutiny. Například U.S. patent číslo 2 406 361 vydaný původcům Fairbank a kolektiv a U.S. patent číslo 5 611 969 vydaný původci Cano a kolektiv popisují používání právě takového pásku k vytvoření dutiny, do které je nastříknut monomer. Tento přístup může mít úspěch při odstraňování nevýhod způsobených lepidly, avšak také nedovolí formám pohyb vzhledem k pásku nebo na pásku jakmile jsou jednou formy sestaveny a odlévací dutina vytvořena. Proto, ke kompenzování libovolného smrštění materiálu tvořícího čočku během procesu odlévání čočky, musí se pásek použitý v těchto řešeních zmačkat nebo zvrásnit, jak zřetelně znázorňuje obr. 10 patentu původce Cano a popisuje sloupec 4, řádky 17-22 patentu původce Fairbank. Protože pásek nemůže být zmačkaný nebo zvrásněný pod tlakem forem během procesu polymerace čočky rovnoměrně, může mít tato skutečnost negativní dopad na kvalitu odlévané čočky. Kromě toho, protože pásek je zahříván za účelem smrštění materiálu a tím upevnění na formy, oddělování pásku od forem jakmile je čočka vyrobena, vyžaduje zvláštní pozornost a dodatečnou sílu, což zvyšuje mzdové náklady a brání automatizaci licího procesu. Kromě toho, všechny citované odkazy, které popisují používání páskové soustavy, nemají pružnou přizpůsobivost k relativní axiální pozici forem, jakmile jsou formy uzavřeny páskem. Jestliže

-2·· · ·· • * · · · ·

14591 je chybně nastavena vhodná axiální poloha forem, pásek musí být odvinut a celý proces musí začít znovu.

Podstata vynálezu

Předložený vynález odstraňuje nevýhody dosavadní techniky a přináší zcela nový uzavírací prvek použitelný pro vytváření čoček. Zvláště pak se předložený vynález týká zařízení a způsobu pro odlévání čoček bez těsnění, které jsou použitelné k vytváření čoček všech mohutností a geometrických tvarů, na rozdíl od předchozí techniky používající Ttěsnění, která je omezena na vyrábění jediné určité čočky. Předložený vynález užívá elastomerní pásek omotaný okolo okrajů dvou forem pro vytvoření konstrukce ve tvaru objímky, přičemž tato objímkovitá konstrukce střídavě v obtočení spolupracuje s formami pro vytvoření odlévací dutiny. Kromě toho, tato objímkovitá konstrukce se během celého procesu polymerace čočky nemačká a nezvrásňuje. Místo toho, toto řešení dovoluje axiální pohyb nebo posuv forem uvnitř objímko vité konstrukce, což umožňuje kompenzovat jakékoliv smrštění, který se vyskytuje během procesu polymerace čočky, na rozdíl od páskového uzavíracího prvku podle dosavadní techniky, který nedovoluje formám axiální pohyb uvnitř sestavy a z toho důvodu se musí zmačkat nebo zvrásnit, aby bylo možno kompenzovat smrštění.

Elastomerní pásek podle předloženého vynálezu je nelepivý a relativně měkký a jeho tloušťka je taková, aby je-li omotán kolem přední a zádní formy, vytvořil objímku obsahující formy. Protože pásek může snadno dosedat na obvod různých forem používaných k vytváření čoček s rozmanitými optickými mohutnostmi a různými povrchy, odstraňuje tento vynález důsledně všechny nevýhody spojené s procesem výroby čoček s pomocí soustavy obsahující T-těsnění, právě tak jako procesu používajícího sestavy s páskou v uspořádání podle dosavadního stavu techniky.

Navíc, odborníci v dané oblasti techniky znají a mohou a odhadnout, že vymezení polohy a udržování forem ve stanoveném odstupu lepidly nebo páskou nebo oběma podle dosavadního stavu techniky představuje problém, protože během vytvrzování dochází ke smrštění monomeru v rozsahu přibližně deset až patnáct procent. Od okamžiku, kdy formy zůstanou připojeny k páskové soustavě, toto smrštění vyvíjí tlak na pásku a tím působí k jejímu mačkání nebo zvrásnění. Protože páska se může zmačkat nebo zvrásnit nerovnoměrně,

-3 14591 • · ·« · ♦ · ·· • · ·· · · · · ·· * · 9 9 9 9 99

9999 9 9 99 9 999· může se v čočce vytvořit vnitřní pnutí, takže je někdy nutné následné vyžíhání. Naproti tomu objímková soustava podle předloženého vynálezu snižuje nebo zabraňuje vzniku napětí tím, že dovoluje formám pohybovat se uvnitř objímky axiálně v souladu s tím, jak se objem monomeru během krystalizace smršťuje. V důsledku toho není obvykle potřebné žíhání čoček vytvořených pomocí elastomerní objímkové soustavy podle předloženého vynálezu.

Kromě toho, protože objímková sestava podle předloženého vynálezu umožňuje formám axiální pohyb, může být vzájemná axiální poloha forem přizpůsobena dokonce i po vytvoření odlévací dutiny v době, kdy se odlitek nachází v procesu zabezpečení správného vzájemného axiálního postavení potřebného pro vytvoření čočky.

Kromě toho, objímková soustava podle předloženého vynálezu může být vytvořena společným připevněním dvou konců pásku, které ohybem vytváří jazyk. Tento jazyk může být během procesu odlévání používán jako držadlo forem (a čočka je tak vytvářena jako celek). Samozřejmě, protože elastomerní objímka s jazyky v tomto provedení poskytuje účinnou ochrannou vrstvu pro formy i pro obsluhu, umožňuje předložený vynález snadnou mechanizaci. Volitelně, použitím pásku se zápichem, může být objímka vytvořena tak, že má vybrání, které vytváří odvzdušňovací kanál a propojení pro tekutinu z odlévací dutiny.

Podle výhodného provedení vynálezu, způsob odlévání podle předloženého vynálezu zahrnuje nastavení aspoň jedné z dvojice forem jak úhlově, tak i axiálně vzhledem k druhé formě tak, aby mezi nimi mohla být vytvořena čočka správné tloušťky a optické mohutnosti. To znamená, že lépe než se spoléhat na nastavení rozměrů čočky návrhem T-těsnění, předložený vynález užívá automatizaci výrobního postupu, zahrnující nejmodernější pohybové řídicí jednotky s přesnými tolerancemi pro uvedení forem do příslušného axiálního odstupu od sebe navzájem. Předložený vynález také užívá automatizovanou technologii pro otáčení forem relativně vůči sobě ke správné orientaci, například, torická zadní povrchová forma je otáčena tak, aby byla vhodně nastavena připojeným motorem. Mechanizace výroby používaná v předloženém vynálezu je popsána podrobně v U S. patentové přihlášce ser. č. 09/026 222 podané 19. února 1998, která je zde jako celek zařazena jako odkaz.

-4• · · ·

14591

Jakmile jsou přední strana formy a zadní strana formy umístěné v požadované vzdálenosti a vzájemné úhlové orientaci potřebné pro vytvoření čočky specifického typu a optické mohutnosti, elastomemí pásek je omotán kolem okrajů dvou forem pro vytvoření trubicovité objímky s otvorem. Trubicovitá objímka obsahuje přední formu a zadní žlábek a spolupracuje s dvěmi formami pro vytvoření uzavřené odlévací dutiny. Objímka má radiální osu a podélnou osu. Materiál na výrobu objímky je elastomemí, nelepivý, relativně měkký a hustý a se součinitelem tření na vnitřním uhlazeném povrchu objímky takovým, aby dovolil formám pohybovat se axiálně, když se monomer smrští, a dostatečně tuhý na to, aby nepropustně utěsňovat okraje forem.

Požadovaná čočka je pak vytvářena vstřikováním monomeru do dutiny definované dvěmi formami a objímkou. Monomer je vstřikován plnící jehlou pronikající objímkou, namísto nalévání monomem do těsnění a vylévání nadbytku v době, kdy je zadní forma umístěna na těsnění. Způsob plnění použitý u předloženého vynálezu významně snižuje velikost odpadu monomeru a omezuje možnost tvorby vzduchových bublin tvořících se v čočce. Navíc, elastomemí charakter objímky zabezpečí, že se do odlévací dutiny nedostane žádný nadbytečný vzduch a že žádný monomer z odlévací dutiny neunikne. Kromě toho, vzájemná axiální poloha forem může být sledována neustále během procesu a je- li potřeba, může docházet k jejímu jemnému doladění za účelem správné pozice těchto forem.

Jakmile je odlévací dutina naplněna správným množstvím monomeru, je monomer tvrzen a kalen. Během tohoto tvrdícího procesu se objem monomeru významně smršťuje. Formy se uvnitř objímky posunují podél podélné osy s cílem kompenzovat toto smrštění. Protože se formy mohou takto pohybovat, nevzniká v čočce žádné vnitřní pnutí. Mimoto, průměr objímky zůstává během tvrdící fáze v podstatě stálý.

V důsledku používání předloženého vynálezu je výroba čoček hospodárnější a produktivnější, protože potřebné množství souprav na výrobu čoček je významně sníženo, včetně skutečnosti, že může být zcela vyloučeno používání materiálu těsnění, právě tak jako může být významně snížena, ne-li odstraněna ruční práce, která dosud komplikovala výrobu čoček, jako například čištění lepidla nebo jeho zbytků z forem při dosavadních postupech používajících lepidla a smrštitelné materiály.

-5 • · ♦ ·· * ♦ ·· • · ·· · ♦ · · * • · · · · · · · · · ··· · · · ·· ··«· ·· ··· ·· · ·

14591

Kromě toho, čočky vyrobené za použití předloženého vynálezu jsou lepší než čočky vyrobené řešeními známými z dosavadního stavu techniky, zvláště pak jsou lepší než polorozpracované čočky, známé pod názvem poločočky. Odlišný je směr polymerace čočky, poločočka má konkávni, neobrobený povrch, který se obrábí, až když je dokončen vytvrzovací proces. V důsledku toho, namísto tvarování čočky, která má být upevněna do brýlí, několika málo dokončovacími postupy, poločočka má jen jeden dokončený povrch vytvořený formou a další povrch je mechanicky dokončen po krystalizaci čočky. Kvalita obrobeného dokončeného povrchu vyrobeného broušením a leštěním čočky z poločočky je menší než u čočky, která je vyrobena přímo skleněnou formou. Jak odborníci v daném oboru techniky ocení, řemeslníci vyrábějící přední a zadní stranu skleněné formy vynakládají mimořádně velký počet hodin na obrábění, broušení a leštění forem, aby bylo dosaženo maximálně možné dokonalosti povrchu, zatímco často obrábění povrchu čočky tvořícím nástrojem může tuto preciznost postrádat. Možnost seřizování vzájemného axiálního postavení forem během celého průběhu formování čočky nabízená předloženým vynálezem zabezpečuje, že mohou být plně využity výhody skleněných forem.

Předložený vynález se tedy snaží dosáhnout přinejmenším jeden nebo kombinaci následujících cílů:

Vytvořit nové zařízení a způsob pro výrobu rozmanitých typů a optických mohutností čoček bez použití těsnění.

Vytvořit nové zařízení a způsob pro výrobu lepších rozmanitých typů a optických mohutností čoček při snížení nákladů s menší pracností.

Vytvořit nové zařízení a způsob pro výrobu rozmanitých typů a optických mohutnosti čoček, které používají dvou forem, přední formu a zádní formu a trubkovitou objímku k vytvoření odlévací dutiny, kde trubkovitá objímka umožňuje dvojici forem axiální pohyb k nastavení vzájemné axiální pozice obou forem.

Vytvořit nové zařízení pro výrobu rozmanitých typů a optických mohutností čoček, které používá dvou forem, přední formy a zadní formy a plastové objímky k vytvoření odlévací? dutiny, kde plastová objímka může být proražena plnící jehlou tak, aby tekutá čočku vytvářející směs mohla být plnící jehlou vpravena do odlévací dutiny.

-614591

Vytvořit nové zařízení pro výrobu rozmanitých typů a optických mohutností čoček, které používá dvě formy, přední formu a zadní formu a plastovou objímku k vytvoření odlévací dutiny upravené pro přijmutí tekuté směsi vytvářející čočku, kde plastová objímka je nelepivá a umožňuje oběma formám během vytvrzovacího procesu axiální pohyb pro kompenzaci libovolného smrštěni, které nastane během vytvrzování tekuté směsi vytvářející čočku.

Vytvořit nové zařízení pro výrobu rozmanitých typů a optických mohutností čoček, které používá dvě formy, přední formu a zadní formu a plastovou objímku alespoň částečně obsahující obě formy pro vytvoření odlévací dutiny, kde plastová objímka může být používána jako držadlo formy (a v ni vytvořené čočky) a tvoří integrovanou jednotku umožňující zlepšenou mechanizaci procesu..

Vytvořit nový způsob pro výrobu rozmanitých typů a optických mocností čoček ustavením dvou forem v požadované vzájemné vzdálenosti a úhlové orientaci, ovinutím elastomerního pásku kolem obvodových hran forem vytvořit objímku tak, aby objímka a formy vytvořily odlévací dutinu, kde objímka umožňuje oběma formám axiální pohyb a umístění tekuté, čočku vytvářející směsi do dutiny určené pro vytvoření čočky.

Vytvořit nový způsob pro výrobu formy pro odlévání optických čoček bez těsnění, zahrnující vzájemné postavení dvou forem v požadované vzdálenosti a úhlové orientaci a ovinutí elastomerního pásku kolem obvodových hran forem pro vytvoření objímky tak, aby objímka a formy vymezovaly odlévací dutinu, přičemž objímka umožňuje oběma formám pohybovat se axiálně během odlévání optické čočky.

Další předměty, výhody a využití předloženého vynálezu budou podrobněji popsány ve zbývající části tohoto popisu.

14591 • · • Φ· 0 0 0 0

0 0

0« *000 00

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 představuje pohled na T-těsnění podle dosavadního stavu techniky v příčném řezu.

Obr. 2 je pohled na kompletní sestavu formy podle předloženého vynálezu v příčném řezu.

Obr. 3 je schematický pohled na formy a objímku v příčném řezu, který ukazuje odlévací dutinu.

Obr. 4 je průřezový pohled na alternativní provedení formové sestavy podle předloženého vynálezu.

Obr. 5 je perspektivní pohled na pásek používaný v předloženém vynálezu.

Obr. 6 je perspektivní pohled na alternativní provedení pásku používaného v předloženém vynálezu.

Obr. 7 je perspektivní pohled na montážní stanici používanou v předloženém vynálezu, částečně schematický, ukazující formy umístěné v montážní stanici.

Obr. 8 představuje perspektivní pohled na obr. 7, částečně schematický a ukazující elastomerní pásek používaný k ovinutí kolem obvodových hran forem podle k předloženému vynálezu.

Obr. 9 je částečně schematický perspektivní pohled na kompletní formovou sestavu podle předloženého vynálezu.

Obr. 10 je částečný schematický perspektivní pohled na alternativní provedení kompletní formové sestavy podle předloženého vynálezu.

-814591 • · ·· · ·» ·· * »·* »·♦· ····

·. ···· ·♦· ·· · .·*· ♦ ···♦· · ₍ · · »»···· ··* ·· ··· ·· ·· · ·

Příklady provedení vynálezu

Předložený vynález je blíže popsán v následujících příkladech, které jsou míněny jen jako ilustrace, protože pro odborníky v oboru jsou zjevné řady dalších modifikací a variací. Jak je míněno v popisu a v nárocích, a může znamenat jeden nebo více, v závislosti na kontextu ve kterém je tento údaj použit. Výhodná provedení budou dále popsána s odvoláním na obrázky, ve kterých vztahové znaky označují stejné části jako na výkresech .

Přehled

S odvoláním obecně na obr. 2-10, předložený vynález zahrnuje zařízení a způsob odlévání čoček bez použití těsnění.

Objímka podle předloženého vynálezu.

Objímka 20 podle předloženého vynálezu může být použita jako uzavírací prvek pro vytvoření odlévací dutiny 31 ve spolupráci s přední formou 40 a zadní formou 50 pro výrobu čočky o proměnné optické mohutnosti, na rozdíl od těsnění podle dosavadního stavu techniky, který vyžaduje vytvořit různá těsnění pro každou variantu čočky. Objímka 20 umožňuje přední formě 40 a zadní formě 50 posouvat se uvnitř axiálně, na rozdíl od dosavadních řešení uzavíracího prvku používajících páskovou soustavu, která takový pohyb nedovoluje. Podle obr.2 má objímka 20 podle předloženého vynálezu první konec 22, protilehlý druhý konec 24, střední část spojující první konec 22 a druhý konec 24 a podélně nebo axiálně se prodlužující osu L. Objímka 20 má vnější povrch 26 a vymezuje vnitřní otvor 30 procházející axiálně objímkou 20 mezi jejími protilehlými konci 22, 24. Vnitřní otvor 30 vytváří vnitřní povrch 32, který ohraničuje podélnou osu L objímky 20.

Vnitřní povrch 32 a vnější povrch 26 objímky 20 vždy přebírá tvar obvodových hran 46, 56 forem 40, 50. Protože formy 40, 50 jsou přednostně kruhové nebo prstencové, výhodné provedení objímky 20 je při čelním pohledu v podstatě trubkovité. Třebaže mohou být použity další tvary (například eliptický příčný průřez, polygonální příčný průřez nebo další nekruhové tvary), provedení s kruhovým průřezem je preferováno pro jeho technickou přijatelnost, s ohledem na vyrobitelnost a snadnou automatizaci výroby.

-914591

Ve vnitřním otvoru 30 objímky 20 je uložena jak přední forma 40 tak i zadní forma 50. Jak ukazuje obr. 2, přední forma 40 má přední plochu 42, protilehlou zadní plochu 44 a okraj 46, který je ohraničuje. Okraj 46 a vnitřní plocha 32 objímky 20 se navzájem rozměrově doplňují takže mezi sebou vyvářejí v podstatě nepropustné utěsnění.

Podobně zadní forma 50 má přední plochu 52, protilehlou zadní plochu 54 a okraj 56, který je ohraničuje. Okraj 56 a vnitřní plocha 32 objímky 20 jsou také navzájem rozměrově doplňkové a vy tvářejí mezi sebou v podstatě nepropustné utěsnění. Protože jsou formy 40, 50 přednostně kruhové a mají v podstatě totožný průměr, výhodné provedení objímky 20 je také v příčném řezu kruhové jak ukazují obrázky 9 a 10. Samozřejmě má výhodné provedení objímky 20 trubkovitou konstrukci, takže vnitřní otvor 30 přesahuje přes protilehlé konce 22, 24 při v podstatě stálém průměru. Když jsou přední forma 40 a zadní forma 50 umístěný uvnitř vnitřního otvoru 30 objímky 20 jak ukazují obr. 2 a 9, je vzniklá kombinace součástí nazývána čočku tvořící sestavou 10, čočku tvořící konstrukcí nebo buňkou pro odlévání čoček.

Dutina 31 je tvořena zadní plochou 44 přední formy 40, přední plochou 52 zadní formy 50 a přinejmenším částí vnitřní plochy 32 objímky 20, jsou-li formy 40, 50 uzavřeny objímkou 20. To znamená, že formy 40, 50 jsou umístěny v navzájem vzdáleném postavení ve vnitřním otvoru 30 tak, aby mezi nimi vznikla dutina 31. Tato dutina 31 má přednostně vhodné rozměry pro vytvoření požadované čočky, je-li do dutiny 31 vstřiknuta čočku vytvářející tekutina a tam vytvrzena. Dutina 31 je také znázorněna na obr. 3.

Alternativně, jak ukazuje obr. 4, objímka 20 může mít fakultativní zápich 60 umístěný na vnitřní ploše 32. Zápich 60 je nepřetržitý žlábek napříč vnitřní plochou 32. Výhodně je zápich 60 umístěn v blízkosti středního průřezu objímky 20, takže tento zápich 60 může být vhodně použit jako odvzdušňovací kanál a/nebo průchod pro zajištění spojení tekutiny v dutině 31 s (neznázorněným) zásobníkem kapaliny, jestliže je objímka 20 zařazena v sestavě 12 pro výrobu čočky, jak ukazuje obr. 10. Samozřejmě, zápich 60 může být umístěn i někde jinde podle volby uživatele, s podmínkou, že zápich 60 může zajišťovat propojení s čočku vytvářející tekutinou doplňovanou do dutiny 31. Kromě toho, zápich 60 může být čtvercový, obdélníkový, kruhový, oválný, polooválný, polokruhový nebo může mít průřezy dalších vhodných geometrických tvarů. U provedení podle předloženého vynálezu znázorněného na obr. 4 a 6 má zápich 60 polokruhový příčný průřez.

- 1014591

9 9 ♦· 9 · * * •··· ♦ ♦ · * J

9*··* 9«·9· • · 9· ·· ··· ···

Čočku vytvářející tekutina je přednostně monomer. Preferovaný monomer je vyráběn firmou P.P.G. se sídlem Pittsburgh, Pa, a je prodáván pod obchodním názvem CR 424. Jak je známo odborníkům v technice, mohou být v předloženém vynálezu použity další čočky vytvářející tekutiny známé z dosavadního stavu techniky.

Přední forma 40 nebo zadní forma 50 je axiálně pohyblivá ve vnitřním otvoru 30 vzhledem ke druhé formě pro dosažení jedné z množství axiálních vzdáleností mezi formami. Eventuelně mohou být axiálně pohyblivé obě formy 40, 50. Objem dutiny 31 je různý pro každý axiální odstup mezi přední formou 40 a zadní formou 50 a podle toho jsou rozměry čočky utvářené uvnitř dutiny 31 také pro každou axiální vzdálenost různé. Plnění monomerem může být prováděno v plnící stanici. Plnící stanice podle předloženého vynálezu je automatizovaná použitím počítačového subsystému (nebo řídící jednotky jako je např. počítač nebo mikroprocesor), ruky robotu a lineárního ovládače nebo servomotoru pro přesné ustaveni zadní formy 50 v předurčeném postavení vzhledem k přední formě 40 ve vnitřním otvoru 30, jak je detailně pojednáno v U.S. patentové přihlášce sér. č. 09/026 222. Od té doby, co automatizace využívá nejmodernější pohybové řídicí jednotky pohybující se s přesnými tolerancemi, je kvalita čoček, které produkuje předložený vynález, lepší než u čoček vyráběných systémy patřícími do dosavadního stavu techniky.

V tomto provedení je objímka 20 podle předloženého vynálezu navržena tak, že je vhodná pro mechanizovaný výrobní postup a má v podstatě stálý průměr podél vnitřní plochy 32 vnitřního otvoru 30 mezi prvním koncem 22 a druhým koncem 24 objímky 20. Průměr zadní formy 50 je v podstatě stejný jako průměr objímky 20, takže se zadní forma 50 může posouvat axiálně tam a zpět v obou směrech, uvnitř vnitřního otvoru 30 do požadovaného axiálního odstupu od přední strany formy 40. Přední forma 40 se podobně může také pohybovat uvnitř otvoru za účelem vytvoření nebo udržení požadovaného axiálního odstupu od zadní formy 50. Vnitřní plocha 32 pro přední formu 40 a zadní formu 50 musí být proto poměrně hladká. Hladkost vnitřní plochy 32 také zabezpečí, že vnitřní plocha 32 pevně těsní proti okrajům 46, 56 přední formy 40 a zadní formy 50. Jak je uvedeno shora, když jsou přední forma 40 a zadní forma 50 umístěny uvnitř otvoru 30 objímky 20, dutina 31 definovaná formami 40, 50 a vnitřní plochou 32 objímky 20 může bez netěsnosti pojmout tekutinu, jako například tekutý monomer.

-11 14591

Čočku tvořící materiál, jako například tekutý monomer, je zaveden do dutiny 31 nejlépe vstřikovací metodou známou z dosavadního stavu techniky. Tekutý monomer je nejlépe vstříknout do dutiny 31 (neznázorněnou) plnící jehlou. Plnící jehla propíchne objímku 20 do dutiny 31 a tím vytvoří komunikační kanál pro tekutinu mezi dutinou 31 a vnější nádržkou pro tekutý monomer tak, aby správné množství tekutého monomeru mohlo být dodáno do dutiny. Pro provedení znázorněná na obr. 4 a 10 může být navíc tekutý monomer dodáván do dutiny 31 zápichem 60, s plnící jehlou nebo bez ní.

Dalším aspektem objímky 20 podle předloženého vynálezu je její materiál . Ve v současnosti upřednostňovaném provedení je žádanou vlastností, aby materiál objímky byl nelepivý v místech, kde je vytvořena vnitřní plocha 32, aby se nezamezilo axiálnímu pohybu forem 40, 50. Mimoto má být materiál objímky relativně měkký, takže může být omotán okolo okrajů forem a tím může vytvořit objímku. Kromě toho, materiál objímky je elastomerní, takže jakmile je objímka 20 vytvořena, přední forma 40 a zadní forma 50 jsou pevně drženy uvnitř objímky 20 napětím od radiálních sil elastomerního materiálu objímky 20 proti okrajům forem 40, 50,

Ještě dalším znakem materiálu objímky je, že je chemicky kompatibilní s čočku tvořící tekutinou, aby bylo zabráněno inhibiční polymeraci tekutiny. Dalším znakem materiálu objímky je, že je relativně silný, aby mohl udržovat tahové síly. Obr. 5 ukazuje pásek 70 elastomerního materiálu, který může být používán pro vytvoření objímky 20. Obr . 6 ukazuje alternativní pásek 80, který také může být využit pro vytvoření objímky 20 podle předloženého vynálezu. Pásek 70 má dva protilehlé konce 72 , 74, dvě protilehlé plochy 26, 32 a tloušťku H mezi těmito plochami 26 a 32. Plochy 26, 32 jsou rovné. Alternativně může mít plocha 32 zápich 82, sahající od konce 72 ke konci 74, jak ukazuje obr. 6. Preferované rozmezí tloušťky H je 1 mm až 8 mm, výhodněji 2 mm až 6 mm a optimálně 3 mm až 4 mm.

V současně upřednostňovaném provedení je vhodným materiálem na objímku termoplastický kaučuk, který obsahuje KRATON.RTM.G, styren-eten-propen(butylen) vázaný kopolymer, prodávaný firmou Shell Oil Company.RTM. Houston, Tex.. Takový kaučuk je prodáván pod obchodními názvy DYNAFLEX.RTM.G2703, 2711, a 2712 firmou GLS Corporation z CARY, Illinois. Tyto kaučuky mají tvrdost A podle Shoreho v rozsahu od asi 43 do 62, specifickou hmotnost asi 0,9 g/cm3, modul pružnosti v tahu při 300%

- 12připojena k nádržce tekutého čočku vytvářejícího materiálu. Plnící jehla pronikne objímkou

Φ · ♦ • φφφ «φ

φ φ φ φ « φ φ · φφφ φφ φ<

14591 do dutiny 31 a tak vytvoří tekutinový komunikační kanál mezi nádržkou a dutinou 31. Jak je známo z dosavadního stavu techniky může být využit (neznázorněný) počítačový systém pro řízení množství čočkotvorného materiálu ve spojení s, například, snímačem podtlaku (neznázorněn). Jak mohou odhadnout odborníci v daném oboru techniky, mohou být použity další senzory pro detekci zaplnění objímky 20 monomerem, takové jako elektronické oko (neznázorněno), další optické senzory (neznázorněno) apod. Před tím, než je tekutý čočku tvořící materiál zaveden, regulátor 150 střední tloušťky může být jemně nastaven pro přizpůsobení vzájemné osové polohy forem 40, 50, pokud to je nezbytné.

Jakmile je správné množství tekutého čočku vytvářejícího materiálu zavedeno do dutiny 31, plnící jehla je odstraněna z dutiny 31 a objímky 20. Elastomerní charakter objímky 20 zabezpečí, že se do dutiny 31 nedostane žádný nepotřebný vzduch a žádný tekutý čočku vytvářející materiál neunikne z dutiny 31. Tekutý čočku tvořící materiál je pak tvrzen a kalen. Jak je známo odborníkům v daném oboru techniky, tvrzení může být prováděno různými způsoby. Například způsob tvrzení podle předloženého vynálezu zahrnuje vystavení tekutého čočku tvořícího materiálu ultrafialovému (UV) záření po požadovanou dobu. Eventuelně po vystavení tekutého čočkotvorného materiálu UV záření je tekutý materiál zahříván po předem stanovenou dobu v infračervené (IR) peci. Druhý tepelný krok zpevní tekutý čočkotvorný materiál do vytvrzené čočky, pokud nebylo dosaženo dostatečného vytvrzení v UV stupni.

Během vytvrzovacího procesu se objem tekutého čočku tvořícího materiálu zmenší přibližně o deset až patnáct procent. Pro kompenzaci smrštění se formy 40, 50 axiálně posouvají podél vnitřního otvoru 30 objímky 20. Následkem toho je napětí uvnitř čočky sníženo a jsou tak vyráběny lepší čočky. Formy podle dosavadního stavu techniky s Ttěsněním naproti tomu zůstávají na stejném místě, bez ohledu na vznik napětí ze smrštění, protože u formy podle stavu techniky pásková soustava drží pásku nebo pás zmačkáním nebo svraštěním.

Po tvrzení tekutého čočku tvořícího materiálu musí být ztuhlá čočka oddělena od objímky 20 a forem 40, 50. Od té doby, co je objímka 20 pružná, obě formy 40, 50 a čočka vložená mezi nimi mohou snadno vyklouznout ven z objímky 20. Nebo, jestliže objímka 20

- 15 14591 je vytvořena se svěrkou držící společně konce 72, 74, jak je popsáno shora, může svěrka jen uvolnit konce 72, 74 a pak mohou být obě formy a čočka vyjmuty. Popřípadě může být objímka jen jednoduše roztržena.

Třebaže předložený vynález byl popsán s odvoláním na specifické detaily konkrétního provedení, neznamená to, že takové detaily by měly být považovány za omezení rozsahu vynálezu kromě toho, že tyto příklady spadají do připojených nároků. Ve světle výše uvedeného popisu je možné množství modifikací a variací .

Například, vynález byl popsán s poukazem na použití pásku elastomemího materiálu k omotání kolem okrajů forem pro vytvoření objímky na místě. Objímka však může být vyrobena předem. Objímky mohou být například řezány z trubek elastomemího materiálu. Rozmanité potřeby v důsledku rozmanitých možných typů a optických mohutností čoček mohou být uspokojeny výrobou objímek z trubek s různými průměry.

- 16φ · ·· φφ φ φ · • φφφ φ · · φ * · ···· φφ • φ φ· φφ •φ • · φφ *♦ »φ φφ •φ φ *

- ztw

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob vytváření optické čočky bez používání těsnění, vyznačující se tím, že zahrnuje operace :

a. ustavení do polohy přední formy a zadní formy, jejichž čelní vnitřní povrchy jsou negativním obrazem povrchu optické čočky, do navzájem správné vzdálenosti a úhlové orientace, přičemž přední forma a zadní forma mají okraje;

b. ovinutí okrajů přední formy a zadní formy páskem pro vytvoření objímky, kde pásek má první konec a protilehlý druhý konec, vnitřní plochu a protilehlou vnější plochu a zápichový žlábek uspořádaný na vnitřní ploše sahající od prvního konce ke druhému konci a kde vytvořená objímka má podélnou osu a průměr spolupracující s přední formou a zadní formou pro vymezení odlévací dutiny, která je pro tekutinu propojena se zápichovým žlábkem;

c. vstřiknutí tekutého čočku vytvářejícího materiálu do odlévací dutiny přes zápichový žlábek; a

d. vytvrzování tekutého čočku vytvářejícího materiálu tak, že tento materiál je vytvrzen do tvaru optické čočky, kde objímka dovoluje přední formě a zadní formě posuv podél alespoň části podélné osy a průměr objímky zůstává během vytvrzování tekutého čočku vytvářejícího materiálu v podstatě stálý.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pásek je vyroben z nelepivé plastické fólie.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že nelepivá plastická fólie obsahuje elastomerní materiál vybraný ze skupiny polyuretan, polyvinylchlorid, organosilikonový elastomer a termoplastické kaučuky obsahující styren-eten-propen(butylen) blokový kopolymer.
4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že tloušťka nelepivé plastické fólie je mezi 1,0 mm a 8,0 mm.

14591
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje operaci vzájemného spojení prvního a druhého konce pásku za účelem uzavření odlévací dutiny a vytvoření jazyku.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje použití jazyku jako držadla pro manipulaci s formou.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že operace ovinutí zahrnuje ovinutí pásku kolem okrajů přední formy a zadní formy s vnitřní plochou pásku v přímém dotyku s okraji přední formy a zadní formy.
8. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje operaci použití kanálu, který je vytvořen částí zápichového žlábku v prvním konci a části zápichového žlábku v druhém konci po pevném spojení prvního konce a druhého konce, kterýžto kanál slouží jako odvzdušňovací kanál a průchozí spojení pro tekutinu do odlévací dutiny.
9. Způsob výroby čoček rozmanitých typů a optických mohutností používající dvou forem bez těsnění, kde každá forma má okraj, vyznačující se tím, že zahrnuje operace :

a. uvedení dvou forem do postavení v požadované vzájemné vzdálenosti a úhlové orientaci pro vytvoření jednotlivé čočky určitého typu a optické mohutnosti;

b. ovinutí elastomerního pásku kolem okrajů dvou forem pro vytvoření dutiny se dvěmi formami, kde elastomerní pásek má první konec a protilehlý druhý konec, vnitřní plochu a protilehlou vnější plochu a zápichový žlábek vytvořený na vnitřní ploše zasahující od prvního konce ke druhému konci a dutina je pro tekutinu propojena se zápichovým žlábkem;

c. vstřiknutí tekuté čočku tvořící směsi do dutiny přes zápichový žlábek; a

d. vytvrzení tekuté čočku vytvářející směsi pro vytvoření čočky specifického typu a optické mohutnosti.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále zahrnuje operaci seřizování polohy forem pohyblivými vakuovými upínacími prostředky připojenými k formám.
11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že tekutá čočku tvořící směs je monomer.

- 18 • ·

14591
12. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že operace vstřikování tekuté čočku tvořící směsi dále zahrnuje kroky:

a. prorážení elastomerního pásku plnící jehlou tak, aby plnící jehla byla v tekutinovém propojení se zápichovým žlábkem; a

b. vstřikování tekuté čočku tvořící směsi do dutiny plnící jehlou.
13. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že operace ovíjení zahrnuje krok ovinutí okrajů obou forem s přímým dotykem vnitřní plochy pásku s okraji obou forem.
14. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že po kroku vytvrzování tekuté čočku vytvářející směsi dále zahrnuje krok oddělování elastomerního pásku a forem od čočky.
15. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok spojení prvního a druhého konce elastomerního pásku dohromady s cílem uzavřít dutinu a vytvořit jazyk.
16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje použití jazyku jako držadla pro přenášení formy a tvrzené tekuté čočku tvořící směsi.
17. Zařízení pro odlévání čoček bez použití těsnění, vyznačující se tím, že obsahuje:

a. přední formu a zadní formu, z nichž každá má čelní vnitřní plochu a okraj;

b. prostředky pro nastavení přední formy a zadní formy do požadované vzdálenosti a úhlové orientace navzájem vůči sobě tak, aby čelní vnitřní plochy přední formy a zadní formy byly negativním obrazem povrchu čočky; a

c. pásek pro ovinutí kolem okrajů přední formy a zadní formy za účelem vytvoření objímky, kde pásek má první konec a protilehlý druhý konec, vnitřní plochu a protilehlou vnější plochu a zápichový žlábek vytvořený na vnitřní ploše sahající od prvního konce ke druhému konci a kde objímka má průměr a podélnou osu a spolupracuje s přední formou a zadní formou pro vymezení odlévací dutiny, která je v tekutinovém propojení se zápichovým žlábkem.
18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že pásek je vyroben z plastové fólie.

- 19• ·

14591
19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že plastická fólie je nelepivá.
20. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že plastická fólie obsahuje elastomerní materiál vybraný ze skupiny polyuretan, polyvinylchlorid, organosilikonový elastomer a termoplastické kaučuky obsahující styren-eten-propen (butylen) blokový kopolymer.
21. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že tloušťka plastické fólie je mezi 1,0 mm a 8,0 mm.
22. Zařízení pole nároku 17, vyznačující se tím, že první a druhý konec pásku jsou pevně spojeny pro uzavření odlévací dutiny.
23. Zařízení podle nároku 22, vyznačující se tím, že oba konce jsou spojeny s cílem vytvořit jazyk.
24. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že pásek je ovinut okolo okrajů přední formy a zadní formy, přičemž vnitřní plocha pásku je v přímém dotyku s okraji obou forem.