TW201441717A - 用於形成眼科裝置之鑄杯組件 - Google Patents

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Abstract

本說明書揭示一種包含前曲面模及基曲面模之鑄杯組件，該等模包括環繞該等模之各別凹模及凸模表面之一環。當該鑄杯經組合時，該等環對齊且最小化該凹模及凸模表面之偏心及傾斜，如此一來減少邊緣缺陷。

Description

用於形成眼科裝置之鑄杯組件
本發明在一實施例中關於一種用於形成眼科裝置諸如隱形眼鏡之鑄杯組件。本發明亦關於用於製造該鑄杯組件之模具設計及由該鑄杯組件製造之鏡片。
許多眼科裝置包括隱形眼鏡、手術鏡片、眼內鏡片等類似物通常藉由在鑄杯組件內進行聚合反應製造。該鑄杯組件包括一基曲面模及一前曲面模，該基曲面模形成該裝置靠置於眼睛之部分，該前曲面模形成該裝置朝外之部分。包括一或多種可聚合單體及其他成分之反應混合物係經配置於該前曲面模中。之後，該基曲面模壓向該前曲面模，迫使該反應混合物採取該二模之間定義之體積的形狀。在經適當定位之後，該反應混合物係經聚合條件處理(例如光聚合或其他適當技術)。將該形成之聚合物自該鑄杯組件移除，並經聚合後處理(例如沖洗、水合等)以提供眼科裝置成品。欲使鏡片與模具組件分離，需要正確精準地撬開該等鏡片半模，以釋放該鑄模成形之隱形眼鏡。精準的自動化撬開機制為業界所用，此步驟之重複作業係維持高產率之符合鏡片設計要求之鏡片的重要因素。
在此聚合後處理期間，仔細檢視鏡片通常發現為數可觀的鏡片有缺陷。缺陷包括各種成形加工錯誤諸如鏡片孔洞、邊緣撕裂、在該眼科裝置周圍存在過多聚合物之環及其他類似缺陷。因此，改善之鑄杯組件 以允許重複且精準地打開鏡片模具組件並防止多餘溢邊材料干擾該撬開機制，而減少這些缺陷之發生率是需要的。
以參照方式納入此處之美國專利第5,540,410號揭示模具及彼等於隱形眼鏡製造之用途。在所有鑄模方法中，製造符合意圖設計參數之鏡片係主要目標，但是要達成完全準確度有所困難，因為要求非常精準的設計參數，鏡片厚度及輪廓有些微差異(尤其是其光學區)，而且邊緣必須乾淨、無撕裂或變形之跡象。此外，其他各種鏡片模具設計之方法也在過去被發展。舉例來說，US 6,997,428顯示利用耳片對齊光學面，且該耳片亦可被用於將該等半模拉開。該發明並未顯示將該耳片用於輸送熔體或提供該等模部分之間的平面偏移。
美國專利第5,252,056號說明一種使用旋轉對稱零件之方法，該方法並未使用葉片作為具有通過該葉片之熱流道之裝置，以藉由擴大該注射前端改善注射流。US 5,254,000揭示用於交鎖半模之小型耳片，US 6,444,145使用一個葉片，而非本發明之四個葉片。
這些參考發明皆未使用多個葉片以輸送寬廣注射前端之單體及改善固化後半模之分離。
本說明書揭示一種包含精密製造之前曲面模及基曲面模之鑄杯組件，其包括在該前曲面模及基曲面模二者之周緣上的一組四個葉片。當該鑄杯經組合時，這些葉片讓自動化系統設備能使用較大之底面積。該四個葉片亦位於該半模之平面外，如此能使用更強力之撬開設備，因為該偏移允許該二半模之間有更大空間。本鑄杯組件之若干揭示實施例可能實現的優點為藉由最小化鑄杯組件之凹模表面及凸模表面之偏心及傾斜以減少邊緣缺陷、增加該鑄杯組件上可用來操作撬開設備之面積，還有防止溢流單體流出該鑄杯組件而汙染該撬開設備之額外面積。
在一例示性實施例中，本發明揭示一種鑄杯組件。該鑄杯組件包含一前曲面模，該前曲面模具有一凹模表面、一平坦圓形環、一作為一壩(dam)之脊、一過渡區及複數個葉片。該組件另包含一基曲面模，該基曲面模具有一凸模表面、一平坦圓形環、一過渡區及複數個葉片。當該前曲面模與該基曲面模接合時，定義該所欲鏡片之模腔形成，該等圓形環平行配合以允許溢流若欲使該加入單體形成溢邊，且該二組葉片亦彼此平行配合，彼等間之厚度大於該二個平坦圓形環之間的厚度，因此允許相較於若使用平坦圓形環時更多空間以供強力撬開機制。
在另一例示性實施例中，本發明揭示一種鑄杯組件。該鑄杯組件包含具有被一環環繞之一凹模表面之前曲面模。該組件另包含一基曲面模，該基曲面模具有一凸模表面及四個採90度夾角配置之葉片。
在另一例示性實施例中，該等葉片中之一個葉片比另外三個 葉片厚。此較厚葉片之設計係藉由在用於生產該鑄杯之模具中提供較厚之葉片腔達成。此較厚之葉片腔接著與該模具之流道系統相通，以將塑膠導入該模具，是為該模製加工之一部分。該較厚之葉片允許較寬廣之塑膠熔體前端，如此可減少該塑膠進入模具時之擾流。淨效益為更符合該模具之塑膠，產製更接近該設計規格之鑄杯模具組件。
110‧‧‧後曲面模
111‧‧‧中央模部分/中央凸部/中央凹部
112‧‧‧平坦圓形環
113‧‧‧過渡區
114‧‧‧平面/葉片
120‧‧‧前曲面
121‧‧‧中央模部分
122‧‧‧平坦圓形環
123‧‧‧壩
124‧‧‧過渡區
125‧‧‧葉片
130‧‧‧第一分離
131‧‧‧撬開空間/第二分離
133‧‧‧撬開機構
134‧‧‧腔穴/膜腔
本發明之揭露係參照附圖，其中：圖1顯示本發明之模具裝置之前曲面部分及後曲面部分之簡要剖面圖。
圖2顯示前曲面鑄杯之簡要俯視圖，可見該鑄杯之特徵包括四個葉片；圖3顯示後曲面鑄杯之透視圖，可見該鑄杯之特徵包括四個葉片；圖4顯示根據本發明產製隱形眼鏡之小間距差異設定簡圖；以及圖5顯示本發明之一實施例，其中的一個葉片具有改善熔體流之特徵。
圖6顯示利用本發明在初模產製隱形眼鏡/半模之大間距差異設定簡圖。
圖7顯示在一陣列中小間距差異杯之陣列簡圖，其中該半模組件係經排列以進行加料及固化之過程。
不同圖式中對於對應之部件係以相同之參考符號標示。在此提出之實例係用以說明本發明之若干實施例，且不應以任何方式解釋為對於本發明範圍之限制。
影響眼科裝置邊緣缺陷發生率的一些因素包括無法撬開半模。在實務上，有些缺陷是因為撬開機制被污染，或純粹因為磨損所致。提供允許更強力且精確之撬開機制之模具組件，以及具有更大面積以維持溢流單體及後續溢邊形成之模具組件，可導致較少隱形眼鏡缺陷。圖1為本發明之簡圖，包括一前曲面半模，其具有一中央模部分121、一平坦圓形環122、一單體壩123、一過渡區124及具備一組複數葉片125之一平面；一後曲面半模，其具有一後曲面中央模部分111、一平坦圓形環112、一過渡區113及具備一組複數葉片之一平面114。該二組複數葉片定義一撬開空間131。該二個半模形成一定義隱形眼鏡成形之腔穴134。該壩123提供一屏障以防止多餘單體劑量擴散至該撬開空間。彼此配合之該等模具定義該半模之間的該模腔及一第一分離130及該半模之間的一第二分離131，其中在該突出葉片之間的該第二分離係撬開機構133自動插入以撬開該等半模之處，此為隱形眼鏡製造過程之一部分。
圖2顯示前曲面半模之示意圖。該組複數葉片125係配置於一平面，該平面位於該平坦圓形環之平面以外。如圖所示，該四個葉片125以對稱方式彼此相隔90度配置於一平面，如此允許該二半模在注入單體且放在一起時能穩定坐落。
圖3為該前曲面120半模之放大圖，其亦顯示本發明之一實施例，其中在一平面之複數葉片以大約90度彼此偏移隔開。在操作上，該後曲面模坐落在該前曲面模之上，該單體劑量被注入該前表面鏡片模之凹部。
圖4提供該後曲面模之放大圖，該後曲面模110之特徵以立體圖形表現，包括該中央凸部111、該平坦圓形環112、該過渡區113及該複數個葉片114。
圖5顯示一前曲面模之放大圖，其具有經配置於該等葉片之一者上的一熔體裝置特徵，即一小槽。
圖7顯示另一模杯組件陣列示意圖。在此系統中，在該製造過程使用一模杯組件之托盤，該托盤被分成四個象限，其中各象限中之所有不對稱杯朝向相同方向。
該四個葉片114、125位於該前曲面模及該後表面模之平坦環部分112、122之平面外，其中一個葉片可能比其他葉片厚0.050mm至0.4mm，較佳值為0.2mm，以允許該熔體塑膠以較寬之路徑進入模具以擴散充滿模腔。記住此為各半模被模鑄成形之步驟。當此步驟以較佳之熔體流完成時，該半模產品較接近設計，後續提供更一致之鏡片形成。
該前表面隱形眼鏡模亦具有經配置於該平坦環表面之一環狀脊123，其作為壩以在隱形眼鏡製造過程中限制多餘單體溢流。
該等葉片也提供平面偏移之特徵，該比模腔本身更大之空間，提供允許使用更強力設計之撬開設備的額外好處。
圖4所示之後表面隱形眼鏡半模具有一中央凹部111及一平坦環形區112。該後表面模之中央凸部與該前表面模之中央凹部配合以定義該模腔134。該後表面隱形眼鏡半模具有彼此以90度分開之四個葉片，該四個葉片與前表面模之葉片配合，以提供沿著該等半模之間的平面之方向性的更好控制，且允許更容易之撬開工具插入介面以分開該等半模。
該前表面半模也具有一鄰近該中央區之有一斜邊之環形平面，該環形平面與該後表面半模之一斜邊之環形平面壓痕配合，允許該二表面以精準方向性形成產製隱形眼鏡之模腔。各半模上之二組葉片的作業產生些微平面偏移。
圖7顯示當間距差異較低時(小於約20mm之範圍)使用之另一種設定，該陣列可具有更多鏡片模具組件，且可維持各模具組件之方向性因為該模具設計之對稱性。
本發明之模杯具有下列特徵：1-四個瓣狀葉片以彼此相隔約90度角突出；2-其中的一個葉片被用來作為適合介接熔體輸送之表面(模具系統)。該熔體輸送系統可為任何已知之方法，例如冷流道或熱流道；3-在該熔體輸送葉片(又名耳片)之下，增加0.050mm至0.4mm之厚度，較佳為0.2mm。此特徵之目標為進入該碗前擴大該熔體前端。可使用任何符合此目的之形狀(例如斜面、碗前之溝)。該經揭示之整體塑膠形狀即使不具此特徵仍非常有效地改善模製過程；4-在形成該鏡片之前曲面(FC)及該鏡片之基曲面(BC)之各鑄杯上，在緊接該碗外之平坦區域與另一延伸至葉片之平坦區域之間發生平面偏移。這些區域之比率可有所不同。該平面偏移可發生於FC或BC上，或在較佳實施例中發生於二者；5-葉片厚度等於或比該內平面及碗區域之厚度薄。在一較佳的實施例中，該厚度差異為0.1-mm。6-零件之間距大於零件寬度。在一較佳的實施例中，零件之間的間距係0.050mm至0.4mm，較佳為0.2mm。這些特徵帶來下列優點：a-前曲面及基曲面之間的平行為達到良好分離未固化鏡片與多餘單體環所必須。此外，有些非球面基曲面之設計需要平行以減少任何光學像差。相較於非對稱塑膠，本發明之基曲面在單體注入之後但在固化之前不會在前曲面之上移動。因為重量不平衡，任何不對稱性將誘導該基曲面移動之風險。
緊接該碗外之平面區與該葉片平面區之間的平面位移，能減少加料及組合期間之單體污染/溢出外平面。如此能保持一乾淨區域以供固化後撬開該二鑄杯。乾淨的撬開區域對產率及工作時間非常重要，因為在撬開機構上累積未固化單體會導致阻塞及卡住。
該四葉片區及乾淨外側平面相較於不對稱零件或較小之突出表面提供較簡易之操作。對稱及較大的表面皆有利於經由吸杯裝置或其他機構提起及移動該鑄杯。該內平面區與延伸至葉片之該外平面之間的平面位移，讓組合後的FC與BC之間有一距離加大之區域。如此能使用較大之撬開機構。較大之撬開機構較為有利，因為它們易於製造且提供較大之阻力。
存在特定四個葉片允許數種組件選項。舉例來說，組件選項之一為該FC與該BC上之葉片對齊。在此狀況中，撬開機構可提供該前曲面與該基曲面之類似變形。在另一選項中，該BC之葉片可以45度與該FC之葉片錯開。在此狀況中，可能使用將FC夾平並施予屈折至BC之撬開機構。該選項及屬性依所使用之鏡片單體而定，可降低在撬開作業期間可能出現之缺陷率。鑄杯之製造得益於零件之間有大間距之模具。這種模具允許大冷卻線選項及形狀，以及各種熱或冷流道選項。反之，其他鏡片製造步驟像是加料、FC/BC組件及撬開，得益於具成本及空間效益之小底面積。一種適應此變異之可能性，係以機械手臂改變零件之間距。然而本發明允許具有一具有該下游線之二倍間距之模具(見圖6)。機械手臂接著移動在下游托盤之零件並注入每隔一個腔。本發明之零件的90度對稱允許保留零件呈現給下游機械手臂之均勻性。較薄之葉片將在碗區域之後充填，相較於已知可提供適當尺寸穩定性之單一/葉片(單一耳片)零件，提供相同的充填性質。
雖然本發明係以若干實施例為說明，熟悉本技藝人士應知在不脫離本發明範疇之下可進行各種變化，或使用均等物取代特定元件以符 合特定應用。因此，所述之特定實施例不應構成本申請專利範圍之限制，本申請專利範圍應包括落於申請專利範圍精神及範疇中之所有實施例。
110‧‧‧後曲面模
111‧‧‧中央模部分/中央凸部/中央凹部
112‧‧‧平坦圓形環
113‧‧‧過渡區
114‧‧‧平面/葉片
120‧‧‧前曲面
121‧‧‧中央模部分
122‧‧‧平坦圓形環
123‧‧‧壩
124‧‧‧過渡區
125‧‧‧葉片
130‧‧‧第一分離
131‧‧‧撬開空間/第二分離

Claims (14)

  1. 一種用於形成一眼科裝置之鑄杯組件，該組件包含：一前曲面模，其包含：在該前曲面模之一頂側上之一凹模表面，該凹模表面具有一周長，該周長被下列圍繞及鄰接：具有一內周緣及一外周緣之一平坦圓形環；配置於該平坦圓形環上形成一壩(dam)之一第一環；配置於該平坦圓形環之該外周緣上之一過渡區；配置於該過渡區上之一平面，其包含在一平面之複數個平坦葉片；一基曲面模，其包含：在該基曲面模之一底側上之一凸模表面，該凸模表面具有一周長，該周長被一底表面圍繞；具有一內周緣及一外周緣之一第二平坦圓形環；配置於該平坦圓形環之該外周緣上之一第二過渡區；配置於該過渡區上之一第二平面，其包含在該第二平面之複數個第二平坦葉片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之組件，其中該凹模表面及該凸模表面具有不同曲度，使得當該基曲面模經配置於該前曲面模上時，一止擋(stop)係由該凹模表面與該凸模表面之間的一接觸點定義，藉以建立該凹模表面與該凸模表面之間的一體積。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之組件，其中該第二圓形環具有一終端，當該基曲面模經配置於該前曲面模上且該止擋以一定義厚度建立一第一體積時，該終端以一第一間隙與該第一平頂環表面隔開。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之組件，其中該第一組葉片與該第二組葉片建立具有一定義厚度之一第二體積。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之組件，其中該複數個第一葉片包含四個葉片，且該複數個第二葉片包含四個葉片。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之組件，其中該第一體積之厚度小於約0.050毫米。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之組件，其中該第二厚度介於約0.050至0.4毫米之範圍。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之組件，其中該複數個第一葉片包含一厚度相較於該複數個其他葉片為厚之葉片。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之組件，其中該複數個第二葉片包含一厚度相較於該複數個其他葉片為厚之葉片。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之組件，其中該複數個第一葉片中之該等葉片之一者具有一熔體輸送裝置(melt delivery means)之一介面。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之組件，其中具備流道特徵(runner feature)之該葉片具有一選自槽(troughs)、斜面(beveled surface)及碗前之溝(trench before bowl)之流道特徵。
  12. 一種用於製造隱形眼鏡之方法，該方法包含下列步驟：提供經配置於一中心周圍之一四個鑄杯組件陣列，該鑄杯組件包含一具有四個突出葉片之前曲面模及一具有四個突出葉片之後曲面模，其中該等突出葉片之一者較他者為厚，產生一方向矢量，其中該等鑄杯組件之各者的方向矢量朝向該陣列之中心。
  13. 一種用於生產供形成一眼科裝置之一鑄杯組件的模具組件，其包含定義二腔穴之複數個模具零件，包括：一前曲面模腔，其包含：在該前曲面模之一頂側上之一凹模表面，該凹模表面具有一周長，該周長被下列圍繞及鄰接：具有一內周緣及一外周緣之一平坦圓形環；配置於該平坦圓形環上形成一壩之一第一環；配置於該平坦圓形環之該外周緣上之一過渡區；配置於該過渡區上之一平面，其包含在一平面之複數個平坦葉片；一基曲面模腔，其包含：在該基曲面模之一底側上之一凸模表面，該凸模表面具有一周長，該周長被一底表面圍繞；具有一內周緣及一外周緣之一第二平坦圓形環；配置於該平坦圓形環之該外周緣上之一第二過渡區；配置於該過渡區上之一第二平面，其包含在該第二平面之複數個第二平坦葉片。
  14. 一種隱形眼鏡，其利用如申請專利範圍第13項所述之模具生產之該鑄杯組件製造。
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