TW322445B - - Google Patents

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經濟部中央樣隼局員工消費合作杜印製 322445 A7 B7 五、發明説明（夕） 本發明係有關於一種模製設備用於製造前弧型及後弧 型半模，可用於稍後於半模間模製一件軟性隱形眼鏡’及 更詳而言之，特別係指一種用來模製一前聚苯乙烯半模及 後聚苯乙烯半模之設搶及方法，該聚苯乙烯具有良好的熱 5流限制，光學品質模具表面要求，及保養及組裝程序。 拉森的美國專利第4,565,348號揭露了一典型的習知用於 製造半筷設計，其與本發明相似。根據該習知設計，該等 半模係以八只一組地在架構上排列成2x4矩陣。在拉森專 利的圖3揭露了一模具架，其上載有2x4矩陣的凹透或陰 1〇 前半模，而在圖5，則揭露了另一模具架，其上載有2x4 矩陣的凸透或陽後半模。架構及半模的群組總成則是射出 筷製方式一體成型，其中半模係利用延伸在架構及半模間 的小支柱而固定在外矩型架構內。該架構的髙度在設計上 係使得該半模的表面可以受到保護，使在處理的過程不會 15受到刮傷及機械式損壞，同時架構的整體外型係適於堆疊 及處理。這種習知模製半模的設計，例如在群組總成間的 聚苯乙烯半模的成型時間要花上24秒’這時間對聚苯乙 烯半模的有效製造而言是太長了。相反的，根據本發明， 該聚苯乙烯半模的模製時間僅需3秒至6秒，視模壁的厚 20 度而定。 在習知設計中，前半模及後半模的互補組被用來製造 水膠隱形眼鏡，其係直接利用單體混合物來模製，其中該 混合物係溶解在一非液性、水中可移動之溶液內。在滴定 步驟後，其中該前凹透半模內已完全塡滿了可聚合化的混 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（21〇Χ297公釐） ---------(裝------訂------< i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 322445 at Β7 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 五、發明説明（么） 合物，該凸透後半模則蓋合在該凹透前半模上，其方式使 得後半模內不會殘留任何的氣泡，並且後半模係適當地對 齊在凹透前半模上，且無任何的扭曲現象》這個步驟的達 成最好係將後半模當成一個單元放置在由前凹透半模固 5持之可聚合化混合物之水池中。於是在在模具蓋合之前， 多數後半模係以折斷或裁切方式自架構上分開來。該後半 模在自架構上分離時，最好採用一機械裝置來固持，然後 再將後半模朝下導引並同時放置在每一裝塡有可聚合化 混合物的前半模內。然後將該單體/溶劑混合物做進一步 10 的修件化處理，例如將化學作用射線或紫外線照射使單體 聚合化，於是製造一聚合物/溶液混合物，其形狀則爲所 要水膠隱形眼鏡的最後縮小尺寸。 在聚合化製程結束後，兩個半模便分離開來（稍爲脫 模），典型地係將隱形眼鏡在前半模中，隱形眼鏡將在該 15 前半模內被移動。該前半模及後半模僅用一次，模製完成 後即丟棄。在聚合化完成後，溶劑則用水沖去以獲得最後 尺寸及形狀的脫水隱形眼鏡，其中該尺寸及形狀與原來模 製的聚合物/溶液物件非常相似。水膠隱形眼鏡的直接模 製係揭露在頒給拉森的美國專利第4,495,313號，頒給拉森 2〇 等人的美國專利第4,680,336號，頒給拉森的美國專利第 4,505,348號，及頒給拉森等人的美國專利第4,640,489號。 緣是，本發明提供一種模製設計，其包括有模具插入 件設計、熱排除製程、及處理製程以得到最短的模製循環 時間。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -* Γ

A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 322445 at __ B7 五、發明説明（j ) 此外，在特殊之考量，在該設備的特殊實施例中，該 模製機器的光學表面係可以互相更換的，於是每一模製機 赛可以生產出不同倍率的隱形眼鏡半模。如果該模具元件 能夠很容易地更換，則是非常有利的，於是可以進行模具 5 形狀的改變，其間完全無需顧慮到光學表面或加入的結構 受到破壞。 更詳而言之，本發明係有關於一種用於製造至少一個 半模之模製設備，該半模可用於稍後模製一件軟性隱形眼 鏡，其包括： 10 至少一第一結構，具有凸透弧型表面； 至少一相對應之第二結構，具有一凹透弧型表面，相 對地靠近間隔該凸透表面設置，該第一及第二結構在其間 定義了一容積，其內可形成一半模； 該第一及第二結構之一具有一光學品質弧型表面以使 15該半模之表面被賦予光學品質； 一熱澆道系統係與該第一及第二結構間之容稹相連 結’以输送一定數量的融熔材料，該材料係用於形成該半 模，其中具有光學品質表面之結構係較另一結構距離該熱 澆道系統更遠；及 2〇 —冷卻系統用於冷卻該第一及第二結構之一； 其中將該具有光學品質表面之結構較另一結構距離該 加熱澆道系統更遠之固定及該冷卻系統，使該融熔材料在 光學品質表面形成半模之冷卻速度較半模之另一表面之 冷卻速度更快以容許較快速的定型，進而使材料上僅留下 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· *^τ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _____ B7 五、發明説明（爷） 最低的殘餘應力，該材料構成了半模的學品質弧型表面， 及同時提供快速的模製及製程時間。 本發明進一步有關於一種用於製造至少一個半模之模 製設備，該半模可用於稍後模製一件軟性隱形眼鏡，其包 5 括： 第一及第二往復滑塊，具有相對置表面，該滑塊可相 互地往復移動，該相對置之表面在規律重復模製循環中相 互靠合及相互分離； 至少一第一結構，安裝在該第一滑塊內，該第一結構 10 包括一中空圓柱型襯套及設置在襯套內之倍率插入件，該 倍率插入件定義了一凸透弧型表面，該表面突出於第—往 復塊之表面，及一平坦環型表面圍繞住該凸透表面； 至少一相對應之第二結構，安裝在該第二往復塊上， 該第二結構包括一凹透弧型表面，該表面在該第二滑塊之 15 表面上形成了一凹陷部，其中該第一結構之凸透弧型表面 及該二結構之凹透弧型表面係彼此相對地間隔設置，及在 其間定義一容積，當該等相對置表面靠合時可形成一半模; 該凸透弧型表面爲一光學品質表面以在因而成型之半 模上成形一具有光學品質之凹透表面； 20 —熱澆道系統係與該第一及第二結構間之容積相連 結，以輸送一定數量的融熔材料，該材料係用於形成該半 模，其中具有光學品質表面之結構係較另一結構距離該熱 澆道系統更遠；及 其中將該具有光學品質表面之結構較另一結構距離該 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ---------ί 裝------訂------f i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 322445 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（j5> 加熱澆道系統更遠之固定，使該融熔材料在光學品質表面 形成半模之冷卻速度較半模之另一表面之冷卻速度更快 以容許較快速的定型，進而使材料上僅留下最低的殘餘應 力，該材料構成了半模的學品質观型表面，及同時提供快 5 速的模製及製程時間。 再者，本發明係有關於一種用於製造至少一個半楔之 模製設備，該半模可用於稍後模製一件軟性隱形眼鏡，其 包括： 第一及第二往復滑塊，具有相對置表面，該滑塊可相 10 互地往復移動，該相對置之表面在規律重復模製循環中相 互靠合及相互分離； 至少一第一結構，安裝在該第一滑塊上，該第一結構 包括： 一中空圓柱型襯套，其一端具有一環型表面凹陷部， 15 及 一倍率插入件設置在襯套內，該倍率插入件具有一凸 透弧型表面，該表面突出於第一往復塊之表面，及一平坦 環型表面圍繞住該凸透表面，該環型表面及該凸透弧型表 面間之介面定義了一非連續形狀， 20 其中該半模之環形表面凸緣部份可藉由該襯套之環型 表面及該倍率插入件而與該半模同時成型； 至少一相對應之第二結構，安裝在該第二往復塊上， 該第二結構包括一凹透弧型表面，該表面在該第二滑塊之 表面上形成了一凹陷部，其中該第一結構之凸透弧型表面 -7- ---------{•裝--^---„---訂------^ 泳 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 322445 A7 B7 五、發明説明（<$ ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及該二結構之凹透弧型表面係彼此相對地間隔設置，及在 其間至少定義一容積部份，當該等相對置表面靠合時可形 成一半模； 該凸透弧型表面爲一光學品質表面以在因而成型之半 5 模上成形一具有光學品質之凹透表面；及 一熱澆道系統係與該第一及第二結構間之容積相連 結，以輸送一定數量的融熔材料，該材料係用於形成該半 模。 再者，本發明係有關於一種形成用於製造多重焦距隱 10 形眼鏡之模具插入件之方法，該眼鏡係成型在該第一及第 二中間半模，該半模係採用射出模成型，該方法包括： 在該用於射出模上之倍率插入件上鍍上一層磷化鎳塗 層； 用一電腦控制單晶鑽石切割機切削該塗層插入件，以 15 產生一具有複合光學特性之倍率插入件； 使用該倍率插入件在該射出楔上形成多數第一隱形眼 鏡半模； 在該射出模上形成多數第二隱形眼鏡半模； 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 利用聚合化成份在該第一及第二半模間形成一多重焦 20 距隱形眼鏡，該隱形眼鏡至少具有兩個光學倍率。 該半模之製造包括將每一前半模與每一後半模的個別 模製。該前半模的內凸透表面定義了隱形眼鏡的外表面， 而該後半楔的凸透表面則定義了隱形眼鏡的內表面，該表 面係貼合在眼角膜上。於是，該陰半模的內凹透表面之形 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X 297公嫠） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ^B7 ***" - . - 五、發明説明（/) 狀及該陽半模的外凸透表面必需具備可接受的光學品質' 表面。本發明提供了隱形眼鏡嚴格光學品質表面之模製及 快速冷卻，即該前半模的內凹透表面及該後半模的外凸透 表面。 5 本發明係有關於一種模製設計，用於同時在多數模穴 內模製多數半模，每一模穴的放置位置使模穴的光學品質 表面，較模穴的第二表面（非光學表面）距離擠出機之熱澆 道系統之熱源較遠》這種設計使得模穴的光學品質表面可 以快速地冷卻，進而讓半模光學品質側快速地囿化及鎖定 !〇 住溫度殘餘應力，進而獲得更快的模製及循環時間。這使 得稍微較冷的模穴的光學品質側，在與模穴的第二表面（非 光學品質）比較時，具有稍微較低的尺寸變異。再者，每 一個別模具表面（光學及非光學）都使用在繞著模穴循環的 冷卻液做個別的冷卻。 15 本發明則採用了與拉森之美國專利第4,565,348號不同設 計，並且係在個別的楔穴中楔製個別的半模，其中每一楔 穴都一非連結式半模（即，並不會與其他的半模連結成群 組）。每一個別模具表面都被固定住及冷卻，以獲得減少 之循環時間。再者，聚合物流體長度距離在與習知技藝比 20 較時，亦顯著地縮小了，於是便強化使半模光學特性獲致 最佳化能力。同時流體通道被凍結的可能性亦降低了，因 爲模具溫度獲致降低以改善循環時間。 每一半模定義了一光學品質表面（即，前半模的凹透表 面及後半模的凸透表面）。每一半模同時圍繞凸透及凹透 -9- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） ---------< -裝----^---訂------^-4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 322445 a? __B7_五、發明説明（S") 表面定義一周緣性凸緣。大體上，該半模係由機器人式處 理系統來製程及處理，該系統處理（例如真空握持）凸緣之 背側，即半模光學品質表面的另一面。 根據揭露之內容，本發明提供一模製設備及模製半模 5 之方法，在配合第二互補半模下，可於稍後模製一軟性隱 形眼鏡。每一半模定義了相互隔開之凸透弧型表面及凹透 弧型表面，凸透弧型表面及凹透弧型表面之一定義了一 光學品質弧型表面以用於形成隱形眼鏡。一加熱之模具（確 保流體速率不會降低及增加剪力）將融熔之模製材料導 10 入，該等材料係選自於以下之熱塑性原料族，包括聚苯乙 烯、聚碳酸脂、聚[4-甲基-戊烯1](TPX)、聚氯乙烯（PVC)、 聚乙烯、聚丙烯，聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯與丙烯月青及丁 二烯之聚合物、丙烯酸鹽例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙醯 月青、聚醯胺、或多元脂等，經由熱澆道系統之導引而至少 15 進入一（最好多只）模穴內。每一模穴定義一光學品質弧型 表面及同時一用於半模之非重要弧型表面。 根據本發明之揭露，該半模之光學品質表面係位在較 該模穴之第二表面距離該加熱之澆道側更遠之位置，及一 冷卻系統，用來冷卻模穴。將該光學品質弧型表面放在距 20 離該加熱澆道系統較遠之位置，可使該模穴之光學品質表 面做更快速的冷卻。於是可使半模之光學品質側更快速地 固化，並且鎖定溫度殘餘應力，並獲致更快的模製循環時 間。這使得稍微較冷的模穴的光學品質側，在與模穴的第 二表面（非光學品質）比較時，具有稍微較低的尺寸變異。 -10- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2 ] 0 X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印衆 五、發明説明（夕） 當半模爲前或陰半模時，該陰半模之凹透表面定義了 光學品質表面，因此該陰半模之凹透表面便較該第二表面 囿定在距離該加熱澆道系統更遠的位置。當半模爲後或陽 半模時，該陽半模之凸透表面定義了光學品質表面，因此 5該陽半模之凸透表面便較該第二表面固定在距離該加熱 澆道系統更遠的位置。 在較佳之實施例中，用來注入該半模之材料爲聚苯乙 烯，但是也可以爲其他適合之熱塑性材料，例如前述熱塑 性材料族中所揭露者。再者，該模穴包括第一插入件，設 10 置在該模穴之光學品質側，及一第二插入件，設置在該模 穴之第二側。每一插入件都可做爲一體成型之組件製造， 或者爲二件式設計。最好，如果該凸透插入件（即形成該 模具凹透部份之插入件）爲定義光學表面之插入件，則其 必需爲二件式結構。如果爲凹透插入件（即形成該模具凸 15 透部份之插入件）爲定義光學表面之插入件，則其可以爲 單件式結構，如定義非光學表面之插入件之兩種設計。在 以下定義光學表面插入件之兩個變化寊施中，該光學表面 爲插入件之凸透部份，及該非光學部份爲凹透部份。用來 說明本發明特殊實施例之特殊設計，係用來製造前弧型半 20 模， 在模具插入件爲凸透光學表面定義插入件之實施例 中，該插入件包括二個組件：一襯套，及一固定在該襯套 內之倍率插入件。在第一實施例中，該倍率插入件具有一 完全凸透之端表面，該表面延伸超過襯套的端部，並且定 -11 - ---------ί -裝----^---訂------ί 4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標嗥局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（yο) 義了光學品質表面，其同時也定義了隱形眼鏡的倍率，其 中該隱形眼鏡將稍後由該半模製造。該襯套的端部，即該 倍率插入件之凸透端延伸超出者，包括一環型平坦表面， 該表面則周緣性地圍繞住該倍率插入件的曲率端。定義在 5 該凸透表面徑向延伸及該襯套環型平坦表面徑向延伸間 之圓型介面包括了一尖銳的曲率不連續性，及定義了一密 封端緣用於額外的親水性材料，即將該材料與灌模階段的 材料分開》不同光學倍率（屈光度）的隱形眼鏡，僅需將倍 率插入件更換成具有不同曲率凸透端表面之倍率插入 10 件，即可完成製造。 在第二變化設計中，該倍率插入件同樣地設置在一襯 套中，但是，該光學表面定義表面同時包括了凸透突起部 及一圍繞在該突起部之環型平坦表面。在該凸起表面及該 環型平坦區域間之尖銳曲率不連續性，則利用特殊之表面 15 處理及硏磨來產生，這個部份將會詳細地揭露在詳細說明 部份。其內設置倍率插入件之襯套，則可以理解地包括一 較寬的中央容積，及在作業端之一較寬孔隙。然而，該襯 套的確包括一環形平坦表面，並且獲致適當地對齊以與該 倍率插入件之環型區域共表面。 20 在兩種變化設計中，該模穴第二側之倍率插入件並不 是定義很高的光學品質表面，因此其可以簡單地做爲—整 體組件來製造。 在插入件的每一實施例中，以及非光學表面插入件， 都包括一噴液口，並設置在中間內部，經由該噴液口，該 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2]0'〆297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 322445 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印家 五、發明説明（VA 冷卻系統係以擾流模式將冷卻噴向插入件的內壁》再者， 每一光學品質表面定義插入件之寊施例中，及非光學表面 插入件，都具有一圍繞在該處之周緣冷卻通道。在兩件式 插入件中，該通道被定義成該襯套元件之外表面，或定義 5 在限制該插入件之鋼模塊中，經由該通道，該冷卻液係由 冷卻系統以擾流模式在通道內循環。 在一較佳之實施例中，該模製設備包括多數（例如四或 八）模穴，圍繞著該熱澆道系統固定在一端。 根據本發明之設備及方法，一加熱模具機將融熔材料 10 經由熱澆道系統導入至少一模穴中。如以上所揭露者，每 一模穴都定義了半模之光學品質表面及第二弧型表面。根 據本發明揭露之內容，該模穴包括在模穴光學品質側之第 一插入件及在模穴第二側之第二插入件。每一第一及第二 插入件在插入件之周圍或附近，設置有一周緣式冷卻系 15 統，其中冷卻液則經由該冷卻系統而在該冷卻系統內循環 以快速地冷卻模穴。這樣可讓半楔光學品質側快速地固化 及鎖定住溫度殘餘應力，進而獲得更快的模製及循環時 間。同時，聚合物的直接流體路徑可以降低冷卻時間（鎖 定在最低之殘留應力）以降低循環時間。 20 本發明係有關於一種模製設備，其具有模製插入件設 計以獲致簡短之循環時間，則在以下多數較佳實施例配合 圖示之詳細說明下，詳知此項技藝之人士可以很容易地瞭 解，其中不同圖示中之相同的元件將使用相同的標號，及 其中.· -13- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ι〇Χ297公釐） 322445 A7 A7 _____ B7 五、發明説明（v;t) 圖1及圖2爲根據本發明製造前（陰）半模之頂視圖及側 剖面圖； 圖3及圖4爲根據本發明製造後（陽）半模之頂視圖及側 剖面圖； 5 圖5爲模具總成之側剖視圖，其包括了 一前半模及後 半模； 圖6a及圖6b爲根據本發明掲露製造之熱澆道模具之 剖視圖，其中揭露了八只相同的前半模之一的剖視圖，以 說明每一模穴的結構，其中分別地， 10 圖&揭露了該倍率插入件之第一變化設計，其中插入 件之作業端包括一完全之曲率表面及一相對應之襯套第 一變化，其包括一完整之環型平坦表面，及 圖揭露了該倍率插入件之第—變化設計，其中插入 件之作業端包括一完全之曲率表面及一相對應之襯套第 15 —變化’其包括一完整之環型平坦表面，該表面係與該插 入件之環型平坦表面共平面化； 圖7爲熱澆道模具之剖視圖，係與圖6a及6b相似，但 是用於後半模；及 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8a及8b分別爲用於圖心及6b模穴光學側倍率插入 20 件之襯套； 圖9爲第二實施例插入件之橫剖視圖； 圖9a爲圖9倍率插入件一位置之放大視圖； 圖l〇a爲隱形眼鏡之放大圖解示意前視圖，其具有—複 雜之光學幾何，例如在一雙焦距隱形眼鏡上之多重區域； -14- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7___ 五、發明説明U3) 圖l〇b爲沿著圖l〇a之剖面線10-10’剖開之放大剖視· 圖； '圖10c爲圖9倍率插入件一部份之剖份剖視圖，其中表 面輪廓做誇大表示以便於說明。 5 請參閱圖示之詳細揭露，圖1及圖2分別地揭露出前半 模1〇實施例之頂視圖及側視圖，該前半模可藉著在由兩 具互補的前半模及後半模組成之模具總成內可聚合化成 份之聚合作用來製造隱形眼鏡。該前半模10最好採用聚 苯乙烯來製造，但是可以爲任何適合之熱塑性材料，該等 10 材料可選自於前述之熱塑性材料族，該等材料係透明，並 可讓紫外線穿透，以進而利用光照來加速軟性隱形眼鏡之 聚合化作用。適合之熱塑性材料，例如聚苯乙烯同時具備 其他所需要的品質，例如可以在相當低的溫度下即能模製 成符合光學品質的表面，及具有良好的流體特性及在模製 15 過程中保持無定形，不會晶化，及在冷卻時具有最低的收 縮性。 該前半模10定義了一中央弧型區段其具有一光學品質 之凹透表面12，該表面具有一圓型良好定義之端緣14， 係繞著該處延伸。該端緣14，如圖2之A部份所詳細揭露 20 者，則最好形成一良好定義之及均勻的塑膠半徑分隔線（端 緣）以稍後用來模製隱形眼鏡。該良好定義之端緣14實際 上具有非常小的曲率，其範圍在3-45微米，或最好低於 5-30微米，同時定義端緣的表面可以形成一個範圍在75-90度之角度。一大體上平行之凸透表面16則係與凹透表 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） I.-------ί .裝 1-^------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 322445 Α7 Β7 五、發明説明（彳今） 面12間隔開，及一環型實際爲單一表面之凸緣18，實際 上係由表面12及I6徑向地朝外延伸。該凹透表面u具有 隱形眼鏡前弧型（倍率弧型）的尺寸，其可利用前半模來製 造，並且是非常地平滑，使得利用可聚合化成份在與該表 5 面接觸，並以聚合作用製造之隱形眼鏡之表面，具有可接 受之光學品質。該前半模所設計之厚度，係能讓熱量能快 速地穿過（厚度在〇·4至1.2厘米範圍，最好是在0.5至1.0 厘米範圍，最佳的是在〇· 6至0.8厘米，同時在一實施例 中，所選擇之厚度爲0.8厘米）及具有適當的剛性以承受在 10 將半楔自模具總成分離的脫模過程中，承受撬起力。 該半模或弧型厚度則由習知技藝中的1.5厘米降低0.8 厘米。這對循環時間的降低有著直接的影響。使用一方向 性熱流，該冷卻微分方程式爲： n ^^^1 ^^^1 In ^^^1 In 1 : ^ 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 dT « a lit δ2Ύ k eCp :熱擴散性 冷卻時間¥

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A 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 15 該熱擴散性係與比熱、熱傳導性、密度成正比。該冷卻速 率則係與材料的熱擴散性來決定。熱擴散性愈高，冷卻速 率愈快。 該前半模或弧面10進一步定義—凸片20係與該凸緣 20 1 8 —起成型，其係由凸緣的一側突出。該凸片20係延伸 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標孪（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（VJ) 至射出熱尖（閘口 [GATE]所表示），該熱尖係將融熔熱塑性· 材料供應至模具。該閘口的直徑典型地係在0.4至I·4厘 米，較佳地係在0.6至I·2厘米範圍’最佳的係在0.8至1.0 厘米範圍，同時該尺寸之選擇係使經由閘口射出的融熔熱 5 塑性材料具有最低的剪力。閛口尺寸的控制有助於控制融 熔熱塑性材料的流體速率’該速率（連同溫度及散熱速率） 可以協助控制模製元件的最終尺寸性特性及最佳化地處 理模製元件。該閘口的最佳尺寸的計算則係考量到熱塑性 聚合物的材料流指數、壁厚、元件容積、同時考量到熱澆 10 道尖溫度及楔具溫度。 射入點餵入平面化區域，該區域完成幾個重要功能。 該平面化菡域大致上薄又平坦，最好係與模穴其餘部份的 厚度相同。平面化區域最好爲三角型，同時其頂角靠近射 入閘口，其係將融熔熱塑性材料注入平面化區域。該平面 15 化區域的寬度由頂點區域逐漸地朝向模穴的其餘部份擴 大。當平面化區域與模具的凸緣部份交會之處，該寬度更 加地擴大，最好係均勻地由區域的兩側。於是，該平面化 區域最好與一道表面保持對稱，該道表面係由射入點及模 具凹透表面之軸線所形成。 20 平面化區域的一項功能即在於將射入的融熔熱塑性材 料平面化，進而形成一平順穩定前進的材料流體，灌滿整 個區域及直接餵入模具的凸緣及凹透-凸透區域。利用平 面化區域的尺寸來控制流體特性、配合進給壓力、流體速 率、及融熔熱塑性材料之壓力及自該處之散熱，於是便可 -17- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 32244ο a? Β7 經濟部中央標隼局貝工消費合作杜印製 五、發明説明（V6) 以獲得半模成品所應具備之各種特性》 該平面化區域用來形成凸片20，該凸片係與半模之其 餘部份一體成型，並且爲整個物件的重要元件。 該凸片20在該處定義了一具有角度（45度）的網片區段 5 22，在設計上係在灌模製程中，在融熔熱塑性材料進入模 具之光學品質部份前，先將融熔性材料阻斷。於是在該凸 片處形成了一道梯部來將聚合物流截斷及平順地將融熔 流體向前導進，這樣可降低及最好完全排除融熔熱塑性材 料的噴濺現象，這種噴濺會在半模上形成沉斑、尺寸的不 10 一致性，及表面不規則性。這個梯部會強迫融熔熱塑性材 料動量回流至其起始處。這個動作則會造成聚合物形成前 峰，並且更爲平順地灌滿模穴。這個動作同時會移動模穴 內的空氣使其朝向排氣管線，於是獲得一毫無光脆弱線條 的光學部份，於是獲得了一尺寸性超級優異的部份。 15 在模具內設置排氣管線可以輔助排除模穴內的空氣， 並且防止可能發生的融熔熱塑性材料的停滯不前。在較佳 的寊施例中，該排氣管線係設置在外側，並且係繞著環形 凸緣間隔開來，並且其位置係距離該模具閘口最遠的位 置。如果這個槪念未獲得適當的實施，則位在該澆道側相 20 對側之凸緣則會在收縮的融熔流體中出現熔合線條。該熱 澆道閘口在固定上，及該凸片在設計上，係容許一均勻及 平順的聚合物流體，因此聚合物流體的前進不會產生熔合 線，其爲表面不完全、機械應力、及脆弱點的來源。 再者，前半模10同時定義一小圓型凸點24，該凸點係 -18 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（Vf) 跨過該射出熱尖來固定，而該熱尖則係用於將融熔熱塑性· 材料導入模具內。該凸點24的功能在於做爲一補捉器， 以捉住冷熱塑性材料的小料渣，該料渣會在灌模循環間在 該熱尖上彤成。該塑膠井會捉住冷卻熱塑性材料的小料 5 渣，該料渣係在灌模循環間在該熱尖上形成，並且實際上 會捉住來自熱澆道閘口尖的第一道融熔熱流。於是，該塑 膠井24會固定在該熱塑性材料流注入該模具中最近的一 個點位置。最好，該塑膠井24係直接跨過該點，以捕捉 住流出的第一道熱塑性流。在最初的灌注中，冷卻聚合物 1〇 的質量被捕捉在冷井中，並且不讓其進入融熔的熱流中是 非常重要的。因爲這個部份會因爲融熔溫度及可能的收縮 變化，噴濺及融溶流體的凍結，而造成元件尺寸上的變化。 凸片長度的變化及冷井的尺寸，則例如也可以配合較長凸 片尺寸及較小的料渣井。 15 在凸片上熱澆道閘門相對於光學表面的位置，可確保 獲致最低的熱扭曲及元件上的尺寸穩定性。閘口的位置及 凸片幾何的設計是用來防止產生飛濺（其會造成斑點及尺 寸性變異）。當熱流衝擊冷料渣表面，然後碰到梯部22， 於是發生了衝撞，進而使熱流緩和了下來。在梯部突然的 2〇 過渡區域過渡可以防止冷表面層流輸送到模具的其餘部 位。在過渡區域梯部的半徑及凸片的擴大角度，配合著流 體速率及射出壓力，使得熱融熔的層流流到光學模穴內， 並且避免發生飛濺現象。相對於閘口的冷料渣井會捕捉住 聚合物流的第一部份，於是容許了更爲均勻的熱流峰，而 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------f -裝----^---訂------^ 線 .V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 322445 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（彳沴） 其則與光學品質有關》 凸緣18的設計協助成品之脫模及元件的處理，同時亦 協助保護光學表面及良好定義的端緣，誠如前所述。凸片 20的幾何則提供了額外的功能，即在脫模之前即對組合後 5 的前弧面/後弧面做導直及方向導引的動作。當前半模或 弧面與後半模或弧面組合時，在兩個凸出的凸片間會產生 —道間隙，這間隙對脫模是非常重要的。在該凸片間之間 隙範圍約爲0.5至3.0厘米，較佳的範圍在1.0至2.5厘米 間，而最佳的是在2.0至2.25厘米間，這個間隙是必要的， 1〇 如此才能啓動脫模作業。 對以下的幾點採用有限元素分析法可得到較佳的元件 幾何設計： 熱澆道閘口位置； 降低循環時間之灌注時間； 15 熱熔線、氣泡、流體方向； 灌注模具之容易度； 剪力速率、剪力應力及溫度曲線； 冷卻要求》 這種類型的分析係以流體倍率學及熱力學爲基礎，利用這 20 兩種科學可對熱流的動量及能量獲致大約値。 聚合物的流體長度距離在與習知技藝的比較下，已獲 致了顯著的改善，其大大地強化了最佳化光學參數的能 力。在模具降低後，在流體澆道上發生凝固的機率亦相對 地降低’進而改善了循環時間。本發明的一項意想不到卻 -20- ---------{.装— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 322445 Α7 Β7 五、發明説明（〆夕） 非常有利的特徵在於整個製程係在較高的聚合物溫度下 進行，但仍然能在縮短的製程時間下成功地完成製造。 圖3及圖4則分別地揭露後半模30 —實施例的頂視圖 及側視圖。該後半模30在設計上，與前半模1〇設計上的 5 —切考量都完全相同。 圖5揭露出一後半模30，係囿定在前半模10上，及揭 露出成形在其間之模穴，以及介於相對後及前半模凸片間 定義之間隙。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該後半模30亦最好採用聚苯乙烯來製造，但也可以爲 10 其他的適當的熱塑性材料，如前材料族所述。該後半模30 定義了一中央弧型區段，其具有一光學品質凸透表面32， 一大致平行之凹透表面34與該凸透表面32間隔開，及一 環型實際爲單一表面之凸緣36，其徑向地沿著該表面32 及34朝外地延伸形成》該凸透表面32具有隱形眼鏡後弧 15 型（貼合在眼睛之角膜上）的尺寸，其係利用後半模來製 造，並且是非常地平滑，使得利用可聚合化成份在與該表 面接觸，並以聚合作用製造之隱形眼鏡之表面，具有可接 受之光學品質。該前半模所設計之厚度，係能讓熱量能快 速地穿過（厚度在0.4至1.2厘米範圍，最好是在〇.5至0.8 20 厘米範圍，最佳的是在0.6至0.8厘米，同時在一實施例 中，所選擇之厚度爲〇6厘米）及具有適當的剛性以承受在 將半模自模具總成分離的脫模過程中，承受撬起力。 該後半模在設計上，係使該後半模下垂點的範圍在1.5 至6.5厘米，較佳的是在2·5至6.0厘米，及最佳的是在5.1 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 322445 at B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 五、發明説明（以） 至5.8厘米（參見圖4，關於預設之下垂，尺寸，’γ”）。該後 弧面下垂及前述厚度的特定範圍有者兩項目的： 1·該後弧面下垂會在組合的前半模及後半模間獲致一 道間隙，其典型地範圍在0.5至3.0厘米，較佳的是在1.0 5至2.5厘米，及最佳的是在2.0至2.25厘米，其可以機械 性地輔助將後弧面在完成聚合化後，自前弧面處取出來 2·當元件的厚度在前述之範圍內時，該後弧面在設計 上係用來降低位在遠端熱熔線的發生（即當兩股熱流文匯 時），而該熱熔線則會造成後弧面出現破壞性的斷裂線。 10 該後半模或弧面30同時定義了一凸片36係與凸緣一 起成型，並且係由凸緣的一端突出。該凸片36延伸至射 出熱尖，其係供應融熔熱塑性材料至模具內，及同時在該 處定義一角度（即45度）區段38，其設置之理由則與前述 之前半模之理由相同。該後半模30同時定義了一小圓 15 型凸點40,其設置之理由亦與前半模1〇之理由相同。 圖3凸片設計長度”X”基於以下三點而很重要： 降低元件光學側的熱扭曲； 位置及距離是很重要； 光學倍率圓度的一致性； 20 降低循環時間； 長度X的可典型地在10至3〇厘米的範圍內改變，較佳 地係在12至26厘米’及最佳的是在16至24厘米。 爲了獲致降低的模製時間，每一半楔的厚度都儘可能 地降低，但是仍然考量到其他的設計上的限制，例如每一 -22- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 A7 B7 i、發明説明U力 半模所需要的剛性。總的來說，後半模30必需較前半模· 10更具撓性，同時要稍微地薄些。該前半模10的厚度則 較習知技藝中的半模薄了許多，習知半模的厚度多半爲1.4 厘米。 5 在一設計之實施例中，該後弧面及前弧面厚度係分別 由特定的範圍中選出，特別選爲0.6厘米及0.8厘米，以 確保聚合物流體會平順地前進而不會出現凝固，並且在脫 模時保持適當的強度及剛性，降低熔合線形成，及降低最 佳化製程循環時間。 10 該前半模的凹透表面定義了隱形眼鏡的外表面，而該 後半模的凸透表面定義了隱形眼鏡的內表面（即貼合在眼 睛旳角膜上）。於是，陰半模的內凹透表面及該陽半楔的 外凸透表面必需具備可接受的光學品質面。而前半模的外 凸透表面及該後半模的內凹透表面不必需具備可接受的 15 光學品質面，及事實上，每一半模的側邊都具備一道該種 表面以便使用機械人設備來處理半楔。本發明採用了後者 的優點注模，並且對隱形眼鏡模具的重要的光學品質表面 進行快速地冷卻，即前半模之內凹透表面及後半模之外凸 透表面。 20 根據本發明，用來灌注半模或弧面的主模具在設計 上，係可以達到優異的熱傳導特性，進而將射出尖部的材 料溫度（由閘口 [GATE])箭頭所指處，由200-300 °c降低至 進入模具時的8〇_9〇 °C，然後模具便可在3到6秒間開啓， 然而習知技藝卻典型地需要花上24秒。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標牟（cns )Α4規格（2丨〇χ 297公釐.) ---------ί -裝----^---訂------^ Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明U2) 根據本發明，及參考圖6a及6b，分別揭露了兩種不同 的灌模總成。在每一總成中，融熔熱塑性材料最初都係由 螺桿式擠出機50擠出。當聚苯乙烯被用來做爲融熔熱塑 性材料時，在螺桿式擠出機50的出口溫度約在蠢氏200-5 300度。然後融熔熱塑性材料被導入加熱歧管52內，其配 置有一加熱器54，並可進一步地將熱塑性材料的溫度進 一步地提升，如果爲聚苯乙烯，則溫度會被提高至攝氏 270-280度。該融熔熱塑性材料於是會流入加熱澆道系統 56內’其分別供應兩套多尖擠出機58(圖6a及6b中僅揭 10 露出—只），每一擠出機58具有四個熱尖擠出孔60,圖6a 及6b中分別揭露了兩個；在這個位置時，融熔聚苯乙烯的 溫度大約是攝氏200-300度。另外可在灌模設備中技術性 地設匱一只或兩只溫度感測器，例如熱耦，以控制加熱器 或其他用於控制灌模作業之參數。每一熱尖擠出孔洞則供 15應單一模穴62所需之模料，圖6a及6b中則揭露了 一只。 在一較佳的灌楔設備中，則在多尖擠出機58的端口，以 間隔方式地圍繞了八只模穴。 圖6a及6b之實施例則係設計用來製造前弧型模具。圖 7則揭露用來製造後弧型模具之總成，以下將做詳細地揭 2〇 露。在每一實施例中，本發明的特徵之一即半模之光學品 質表面係設置在遠離擠出設備之熱源位置，而模具之第二 非光學品質表面則係設置在朝向該離擠出設備之熱源位 置。該前半模之凹透表面12定義了光學品質表面，則半 模之凹透表面12即係固定在圖6a及6b模製設備的左側》 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈- 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 ______B7_^__ 五、發明説明（之3) 在圖6a及6b揭露的楔穴62在其左側包括了一兩件式 光學表面模製插入件64，及在右側包括了一單件式非光 學式插入件。現請特別參考圖6a揭露之實施例，該凸透光 學表面插入件包括一外襯套66a，利用Ο-型環68相對於 5 灌模機器而密封起來。在外襯套66a上固定有一倍率插入 件70a，並且利用〇·型環72相對於固定在該處。倍率插 入件7〇a如此的定名係它的右端凸透表面74a定義了前半 模的光學品質表面，及利用半模製造之水膠隱形眼鏡的光 學倍率，該隱形眼鏡係利用聚苯乙烯而在該前半模內製 1〇 造》圖6a左側的兩件式插入件設計允許在倍率插入件上僅 加工倍率插入件70a之光學品質表面74a，這樣便簡化了 兩件式插入件64的加工作業及結構。再者，不同光學倍 率（屈光度）的鏡片在製造上，僅需要將倍率插入件以具備 不同曲率凸透端表面之倍率插入件來取代即可。 15 現請參考圖8a，係以側剖面方式來掲露第一襯套66a。 該襯套66a之外表面定義了一外周緣冷卻通道76,其中冷 卻液不斷地在通道中循環。該周緣性冷卻通道同時也可以 設置在模具塊內而不是在襯套內，該模具塊係用於限制襯 套6以，進而降低製造成本。 20 在倍率插入件內部設置有一噴液口 78，其中冷卻液則 係連續地循環並且噴向倍率插入件的內壁，然後朝反方向 朝外流經繞著噴液口外圍的環形通道。 圖6a模穴右側定義了前半模的非光學品質表面，於 •是，在其較簡單及較不重要的結構考量下，其可以設計成 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準·（ CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（名的 單件式插入件襯套80，該襯套係利用Ο-型環82而相對地 密封在灌注設備上。該襯套80包括一外周緣冷卻通道84， 其中冷卻液可以連續地在其內循環，同時在其內安裝有一 噴液口插入件86，其中冷卻液不斷地循環，並且噴向插 5 入件8〇的內壁，然後朝反方向朝外流經繞著噴液口外圍 的環形通道。 該冷卻液可以爲水及防銹抑制劑的混合溶液，例如 50/50的水與乙烯己二醇混合液。該冷卻液係以擾流模式 連續地利用一冷卻系統來驅動循環，該冷卻系統包括動力 10 泵浦以提供最大效率的冷卻效果。擾動流模式冷卻較層流 模式冷卻的效果還要好，擾動流的冷卻效果幾乎是層流式 冷卻的三倍。提供了雙冷卻液迴路。第一冷卻液迴路具有 髙功率泵浦，其壓力差達到80psi，冷卻液液的溫度則是 在攝氏45-85度之間，而流體速率則爲每分鐘30 土 5加 15 侖，並以擾動流模式在每一模穴的周緣性冷卻通道內循 環。前述的八模穴典型地係以第一冷卻液迴路串接起來， 其中冷卻液係由一模穴流到相鄰的下一模穴，然後依序往 下流。 第二冷卻液迴路亦具有高功率泵浦，其壓力差達到80psi， 20 冷卻液液的溫度則是在攝氏45-85度之間，而流體速率則 爲每分鐘30± 5加侖，並以擾動流模式在每一模穴的噴液 口插入件內循環。可以調整溫度差的範圍以改善元件品 質。 冷卻液的連續流亦流經外周緣性通道76，84,及內噴 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中夬標準局負工消費合作杜印製 S22445 b；五、發明説明 液口 78，86，使得模製弧面或半模可以快速地被冷卻至' 攝氏80·90度，在該溫度下，溫度殘餘應力則實質地鎖定 在模製的組件內，特別是在光學品質表面側，及主半模可 以沿著分模線（PL)而被打開，以在不破壤半模的光學品質 5 表面下將模製弧面或半模取出來。在主模打開後，多出頂 出梢90，四支頂出梢係繞著模穴的周緣設置，而第五支 90’則係固定在模具凸片上，並且朝向圖5的右側移動，以 將半模自模穴中頂出來。 五支頂梢的對稱式設計可以具有相當有用的目的。頂 10 出梢固定的位置係爲了在元件頂出作業期間，能在讓元件 產生非常低的應力集中；這對於元件尺寸性一致性是非常 重要的。在元件的遠端設置有一頂出梢（熱澆道閛口的相 對側）以確保在最後灌注階段時，能將模穴內的氣體適當 地排除，並且降低熱熔線。這種設計可保元件在合理地冷 15 卻後平順地及可靠地頂出來，以將應力形成現象降到最 低》這種設計再次地確保了尺寸的一致性。這個槪念獲致 了製程效率，並且抑制元件黏附到模具不正確的一側。 現請參閱圖6b及圖9，圖中揭露了用於製造前半插入 件總成的第二實施例。在與圖6a之第一實施例比較，及參 20 照前述之說明，融熔熱塑性材料係利用螺桿式擠出機5〇 擠入半模間之空間內。如以上所述，擠出機50尖端溫度 及加熱器歧管52提供了融熔熱塑性材料必要的流體特 性。然後融熔熱塑性材料流入熱澆道系統56內，該系統 分別供應兩具多尖擠出機58，每一擠出機58都包括四支 -27- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂

A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 322445 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（笑6) 熱尖擠出孔60。溫度感測器，例如熱耦則可技術地設置. 在灌模設備內以監視熱塑性材料的溫度，以便控制加熱器 或灌模作業中之其他參數。 圖6a之倍率插入件之實施例包括一光學表面凸透端， 5 其完全爲弧型。倍率插入件係設置在圓筒式襯套元件 66a，其在操作端具有一平坦表面。該襯套及該倍率插入 件7〇a在操作端之接合處，在該端部的幾何曲線處形成了 一尖銳的不連續性。該尖銳的不連續性形成了隱形眼鏡的 環形端緣，其構成了稍後模製半模之中央部份。 10 在圖6b所掲露的第二實施例中，其包括有一倍率插入 件70b，其包括一操作端，具有一凸透中央凸起部份*Ub 及繞著凸起部份之環型平坦表面75»介於該凸透部份74b 及該環型平坦部份75之介面處，在插入件操作端的曲線 處包括有一尖銳的幾何不連續性，其不是由襯套66b及該 15 插入件70b的接合處而形成，而係完全由端表面的特殊表 面曲線所構成》 藉著在第二倍率插入件70b之操作端提供一環型平坦 表面75，該插入件的重要光學表面74b則受到保護，以免 在脫模及重新定位的過程中，與襯套66b的內壁發生破壞 20 .性的接觸，例如淸潔、改變倍率插入件的視力長度、及更 換σ 由於倍率插入件在模製循環中重覆的使用達到幾千次 以上，則會在倍率插入件上發生腐蝕現象，於是該插入件 最好能包括一層材料來承受這種磨損。此外，在灌模製程 -28 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 A 7 __ B7_ 五、發明説明（史产） 的熱循環中包括了明顯的溫度改變，於是插入件的材料必 需具有一致及可靠的熱膨脹特性。再者，由於灌模製程中， 塑膠的散熱速率是一項非常重要的特性，因此材料必需具 備非常高的熱傳導性。可以用來製造插入件的材料包括不 5 銹鋼，但是，替代性材料及具有適當特性的材料組合，則 詳細地揭露在以下的說明中。 倍率插入件70b(圖9所示）可以替代性地採用銅鋅，例 如銅鋅30，銅鎳矽鉻，或Vascomax(—種馬氏體鋼合金， 具有足量的鎳及鈷百分比）。倍率插入件係經過預先的加 1〇 工以獲致適當的尺寸，然後再鍍上一層無電極鎳-磷塗層， 例如OMI410，其中磷含量佔13%，並可自OMI國際公司 _購買或Shipley型Niposit 90,其中之磷含量佔10至13% 〇 尙有其他多種電鍍材料可以使用，例如硝酸鉻或氧化矽。 插入件的表面鍍上厚度達180微米之塗層。 15 光學插入件的電鍍表面於是可利用單晶鑕石切刀刨 削，以使其厚度達到90微米，於是可以獲致最佳的光學 特性，包括良好的真球度（0.1-0.3W)及較低的表面粗糙度 (4-6RMS)，及最低的表面孔穴。使用單晶鑽石切割機同時 在凸透部份Mb及該環型平坦表面75的介面間提供了特 20 別尖銳的過渡區域或不連續性，如圖9a所揭露者，其爲圖 9圈註部份之放大視圖》 特別尖銳的過渡區域提供了 10微米至40微米的”刀緣” 半徑，其係成型在前半模上。這個端緣在兩個半模組合時， 提供了前半模的均勻座合，及提供了一分離端緣，以便在 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐} 83. 3.10,000 --------ί -裝------訂-----^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 322445 at _B7___ 五、發明説明（之釣 兩個半模組合起來時，將過量的單體自單體處切離。 如圖9a所示，特別尖銳的過渡區域，圖中揭露的角度 係在2度至10之間，如箭頭a-a’所示，以獲到必要的長度， 即20-200微米，如此可產生圖2A所示之刀緣14。 5 而稍微的錐度則容許塑膠模具元件在不造成刀緣的損 壞或變型下由凸起部份74b處彈出，並且可以確保緊密塑 膠容差及由該模具製造隱形眼鏡的重製性，因爲個別的楔 具元件都以更爲一致的方式而彼此地密封起來。 於是產生”刀緣”之尖銳性可以強化隱形眼鏡的製造， 10 因爲塑膠模具元件不會包括塑膠散料，其係形成在鏡片定 義曲率的周緣，這是因爲塑膠料收受在襯套及倍率插入件 '的接合點之間所致。在本發明中，如果融熔塑膠料進入到 此一實施例之倍率插入件及襯套之間，例如塑膠散料則會 出現在凸緣部份，而顯著地遠離模具上與光學品質有關之 15 部份，而這在隱形眼鏡的製造上是微不足道的。 使用拋光的不銹鋼倍率插入件必需要小心地將插入件 與襯套合配起來，其所需要之軸向容差爲5至10微米。這 麼小的容差以傳統的工具及模具技術是很難達成的，於是 不銹鋼倍率插入件係以多重硏磨，拋光、及檢查步驟來製 20 成的’其可能需要10到15次的重覆作業，才能獲致所需 要的真球度及表面平滑度。 在每一次的硏磨拋光及檢查步驟中，軸向尺寸都出現 稍微的改變，在經過許多步驟後，最終總成需要墊片來達 成所需要的軸向尺寸。再者，每次更換插入件及使用新的 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 --------{.裝------訂------< j (請先W讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印策 A7 B7 五、發明説明（之3) 插入件時，則必需將特殊插入件及其墊片與特殊的襯套相 配合。對於製造每一種倍率的隱形眼鏡，則大致需要8至 16組個別襯套，於是對於每一射出模製機而言，則需要組 合及配合上百次的模具插入件。再者，如果壞了一只插入 5 件，則墊片叠總成必需小心地重新更換，可能會造成射出 模製機出現很長的停機時間。 利用鑽石點對插入件的刨削及形成刀緣，於是可以省 略了傳統的配合及墊片堆壘作業，於是增進了射出模製機 的產能。 10 使用黃銅或黃銅合金則可以進一步地強化灌模作業中 半模的熱傳導。正當無電極的磷化鎳塗層提供了必要的防 蝕力時，藉著鑽石點刨削，則可獲到所需要的真球度及表 面平滑性。 在其他的製程中，則使用了鑽石點刨削黃銅合金倍率 15 插入件，以獲致具有所需物理特性的倍率插入件，其上有 —層薄薄的Shipley ”Gloss 434”塗層磷化鎳電子或0.5微米 的鉻或氮化鉻塗層，其係利用鎂電子飛濺而塗層佈在插入 件的表層上，以獲得所需要的防蝕性。 另外在插入件完成了最後的加工後，亦可以施予額外 20 的表面處理及更化，同時塗層的厚度範圍係在〇·2微米至 200微米間。在其中之一硬化製程中，該插入件係在氮氣 的環境下進行硬化處理。 使用電腦控制的鑽石漆刨削允許創造複雜的幾何形 狀，例如雙重焦距、複曲面形狀、拋物線及橢圓幾何’這 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） 83. 3.10,000 --------1 -裝------訂-----一線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明 些形狀是傳統工具及模具”硏磨、拋光及檢驗”技術所能達 成的。 例如，圖10a揭露了多環雙焦距隱形眼鏡，其具有一系 列的多重焦距區域及平順的過渡區域。這種隱形眼鏡做爲 5雙重焦距隱形眼鏡使用是非常有用的，例如美國專利第 5,448,312號所揭露者。 圖l〇a揭露了隱形眼鏡的橫剖面圖，大致與圖i〇b所掲 露之尺寸相同，其中很明顯地係介於同心環倍率間的過渡 區域是非常精巧的。 圖i〇c則以跨大方式揭露了這些過渡區域，以便於說 明。每一環形光學區域1〇1-1〇4在原面凸起部份74b都成 ‘型有不同的半徑，同時在其間則包括平順地過渡區域。雖 然在技術上可行的”一次脫離”模具，但是這些插入件鹿大 數量的緊密配合使得傅統的商業性製造變得極端的困 15 難，但並不是不可行。但是，利用用鑕石點刨削及電鍍的 插入件，卻使得可以製造出與複雜幾何數目幾乎相同的插 入件數目。這些幾何是在利用電腦程式，例如電腦輔助繪 圖系統計算出來及創造出來，並且轉換成電腦輔助製造程 式，例如Smartcam，以利用程式來引導鑽石點刨削機軸 20 線。 簡單的幾何插入件可以利用多軸硏磨機來形成。 現請參考圖8a及8b，其中分別地掲露了相對於第一及 第二實施例的第一及第二襯套66a及66b，並以剖面方式 揭露。在第一實施例中，襯套66a之外表面定義了一圍繞 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 83. 3.10,000 --------ί -裝------訂-----4 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 322445 at B7 五、發明説明（多0 在該處之外周緣性冷卻通道76，在通道內冷卻液則不斷 地循環》該襯套66b包括一較寬的通道，以便置入較寬的 第二倍率插入件。該第二襯套66b與第一襯套66a的功能 完全相同，但是卻經過餹孔以便容置更大的倍率插入件β 5 在倍率插入件內固定有一噴液口 78，利用該噴液口， ' 冷卻液則不斷地噴向倍率插入件的內壁，然後朝反方向朝 外流經繞著噴液口外圍的環形通道。 圖6b模穴右側可與第一實施例相同，該處定義了前半 模的非光學品質表面，其具有單件式插入件襯套80，並 10 且係利用〇-型環82而相對地密封在灌模設備上。該襯套 8〇時在其外表面包括了一周緣性冷卻通道84，冷卻液則 不斷地在其中循環。同時設置有一噴液口插入件86，其 中冷卻液不斷地噴向插入件80的內端壁，並在該處循環。 在襯套擴大的內通道相對地設置頂出梢設計則與第一 15 實施例之頂出梢設計相同，但是必需要格外的小心，即襯 套的壁厚必需充足以容許頂出梢的垂直行進。 如以上所揭露者，圖6a及6b揭露了製造第一前半模10 的兩個實施例。後半模30係以相同的方式來設計，並揭 露在圖7內，二者具有相同的插入件，除了倍率插入件94 20 現在改變爲凹透光學品質端表面，因爲後半模30係在其 凸透表面處具有一光學品質表面，而不是在它們的凹透表 面。 圖7爲熱澆道模具的剖視圖，與圖6a及6b所揭露者相 似，但卻是用於後半模3〇者。後半模的凸透表面定義了 -33· 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS〉A4M ( 210X297公釐） 83. 3.10,000 --------1 -装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 " 五、發明説明（3之） 光學品質表面，於是後半模的凸透表面則係固定在圖7灌 模設備的左側。 雖然本發明用於灌模設備的幾個實施例及變化實施在 配合模具插入件設計下，可以達到縮短製程時間的目的， 5但是很明顯地，本發明之揭露及說明，對熟知此項技藝之 人士而言，則能建議出許多替代設計。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ' .ΤΓ- 經濟部中央標隼局負工消费合作社印製 -34- 83. 3.10,000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 322445 ii _ D8 _ 六、申請專利範圍 表面上形成了一凹陷部，其中該第一結構之凸透弧型表面 及該二結構之凹透弧型表面係彼此相對地間隔設置，及在 其間定義一容積，當該1等相對置表面靠合時可形成一半模; 該凸透弧型表面爲一光學品質表面以在因而成型之半 5模上成形一具有光學品質之凹透表面； 一熱澆道系統係與該第一及第二結構間之容積相連 結’以輸送一定數量的融熔材料，該材料係用於形成該半 模’其中具有光學品質表面之結構係較另一結構距離該熱 澆道系統更遠；及 10 其中將該具有光學品質表面之結構較另一結構距離該 加熱澆道系統更遠之固定，使該融熔材料在光學品質表面 形成半模之冷卻速度較半模之另一表面之冷卻速度更快 以容許較快速的定型，進而使材料上僅留下最低的殘餘應 力，該材料/構成了半模的學品質弧型表面，及同時提供快 15 速的模製及循環。 14- 根據申請專利範圍第13項之模製設備，其中用來模製 該半模之材料，可以選自於由以下材料構成之熱塑性材料 族’包括聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚[4-甲基-戊烯1](TPX)、 聚氯乙烯（PVC)j聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯與丙烯月青及丁 20 二烯之聚合物、丙烯酸鹽例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙醯 月青、聚醯胺、或多元脂。 15- 根據申請專利範圍第13項之模製設備，更包括一冷卻 系統，該系統包括： 至少一周緣性通道，設置在該襯套之外表面處；γ -38- \ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 .卜線 七、申請專利範圍 9. 根據申請專利範圍第5項之模製設備’其中模製裝置 包括多數第一及第二結構’用於同時製造多數半模。 10. 根據申請專.利範圍第9項之模製設備’其中在該第一 及第二結構之一上包括多數支頂出梢以連結半模’並將半 5 模由模製設備中頂出。 11. 根據申請專利範圍第10項之模製設備’其中該第一及 第二結構包括相對應之環型表面’靠近該凸透及凹透表 面，在該半模本身成型的同時’該半模之凸緣部份亦在該 環型表面間形成。 10 12.根據申請專利範圍第11項之模製設備，其中該頂出梢 之固|定方式係使其連結至半模之表面型凸緣部份，因此在 該半模被頂離該模製設備期間，施加在該半模弧型表面上 的應力可以降到最低。 13. —種用於製造至少一個半模之模製設備，該半模可用 15 於稍後模製一件軟性隱形眼鏡，其包括： 第一及第二往復滑塊，具有相對置表面，該滑塊可相 互地往復移動，該相對置之表面在規律重復模製循環中相 互靠合及相互分離； 經濟部中失標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 至少一第一結構，安裝在該第一滑塊內，該第一結構 2〇 包括一中空圓柱型襯#套及設置在襯套內之倍率插入件，該 倍率插入件定義了一凸透弧型表面，該表面突出於第一往 復塊之表面，及一平坦環型表面圍繞住該凸透表面； 至少一相對應之第二結構，.安裝在該第二往復塊上， 該第二結構包括一凹透弧型表面，該表面在該第二滑塊匂 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3. 根據申請專利範圍第1項之模製設備，其中至少一第 二結構之凹透弧型表面定義了該光學品質弧型表面，及係 固定在較該至少一第一結構凸透弧型表面距離該加熱澆 道統更遠之位置，使得後模製之半模包括一凸透光學品質 5 眼鏡成型表面。 4. 根據申請專利範圍第2項之模製設備，其中至少一結 構包括一層磷化鎳塗層，以定義一光學品質弧型表面。 5. 根據申請專利範圍第2項之模製設備，其中該至少一 第一結構包括： 10 一襯套具有中空圓筒形狀；及 一倍率插入件，固定在該中空圓筒型襯套內，其具有 一端表面突出於襯套之一端，該端部包括光學品質弧型表 面，該插入件包括一平坦環型圍繞住該光學品質弧型表 面。 15 6.根據申請專利範圍第5項之模製設備，其中該冷卻系 統包括周緣性冷卻通道，設置在該第一及第二結構之外表 面上，其中冷卻液係在該通道內循環。 7. 根據申請專利範圍第6項之模製設備，其中至少該第 一及第二結構之一包括一軸向凹陷部，及其中該冷卻系統 20 進一步包括一噴液口固定在該軸向凹陷部內，以使冷卻液 噴向該結構的內表面。 8. 根據申請專利範圍第7項之模製設備，其中該冷卻系 統包括將該冷卻液以擾動流體模式經由周緣式冷卻通道 及該噴液口循環之裝置。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） --------ί -裝------訂------ί紙 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A8 ?88 D8 ______ 々、申請專利範圍 1. 一種用於製造至少一個半模之模製設備，該半模可用 於稍後模製一件軟性隱形眼鏡，其包括： 至少一第一結構，具有凸透弧型表面； 至少一相對應之第二結構，具有一凹透·弧型表面，相 5 對地靠近間隔該凸透表面設置，該第一及第二結構在其間 定義了一容積，其內可形成一半模； 該第一及第二結構之一具有一光學品質弧型表面以使 該半模之表面被賦予光學品質； 一熱澆道系統係與該第一及第二結構間之容積相連 10 結，以输送一定數量的融熔材料，該材料係用於形成該半 模，其中具有光學品質表面之結構係較另一結構距離該熱 澆道系統更遠；及 一冷卻系統用於冷卻該第一及第二結構之一； 其中將該具有光學品質表面之結構較另一結構距離該 15 加熱澆道系統更遠之固定及該冷卻系統，使該融熔材料在 光學品質表面形成半楔之冷卻速度較半楔之另j—表面之 冷卻速度更快以容許較快速的定型，進而使材料上僅留下 最低的殘餘應力，該材料構成了半模的學品質弧型表面， 及同時提供快速的模製及製程時間。 20 2.根據申請專利範圍第1項之模製設備，其中該至少第 一結構之凸透弧型表面定義了該光學品質弧型表面，及係 固定在較該至少第二結構凹透弧型表面距離該加熱澆道 統更遠之位置，使得稍後模製之半模包括一凹透光學品質 眼鏡成型表面。 -35- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 322445 ϋ C8 D8 六、申請專利範圍 至少在該倍率插入件內之軸向凹陷部； 用於將該冷卻液在該襯套之周緣性通道及該倍率插入 件之凹陷部內循環之裝置。 16. 根據申請專利範圍第13項之模製設備，其中在該襯套 5 上設置有多數頂出梢以連結該半模，並將半模自模製設備 中頂出。 17. 根據申請專利範圍第16項之模製設備，其中該第二結 構亦包括一相對應之環型表面凸緣，靠近該凹透表面。| 18. 根據申請專利範圍第17項之模製設備，其中該頂出梢 10 之固定方式係使其連結至半楔之表面型凸緣部份，因此在 該半模被頂離該模製設備期間，施加在該半模弧型表面上 的應力可以降到最低。 19. 根據申請專利範圍第13項之模製設備，其中該第一結 構之環型表面及該凸透弧型表面之介面包括一非連續性 15 形狀，進而在由該處製造之半模上提供一尖銳邊綠。 20. 根據申請專利範圍第19項之模製設備，其中該套包 括至少該環型平坦表面的一部份。 21. 根據申請專利範圍第20項之模製設備，其中該倍率插 入件係由黃銅製成，並且塗層上一層磷化鎳。 20 22·根據申請專利範圍第20項之楔製設備，其中該倍率插 入件包括一環型平坦表\面部份圍繞住該凸丨透弧型表面，使 得該ί非連續形狀係完全由該倍率插入件來提供。/ 23.根據申請專利範圍第19項之模製設備，其中該倍率插 入件包括一環型平坦表面部份圍繞住該凸透弧型表面，使 -39 - : 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 得該非連績形狀係完全由該倍率插入件來提供，該非連續 形狀之半徑係在1〇至40微米之間》 24. 根據申請事利範圍第19項之模製設備，其中該倍率插 入件包括一環型平坦表面部份圍繞住該凸透弧型表面，及 5 其間設置有一環型錐型壁面*該錐型壁面之斜角係在2度 至10度之間，以使由該設備製造之半模具有尖銳的端緣。丨 25. —種用於製造至少一個半模之筷製設備，該半模可用 於稍後模製一件軟性隱形眼鏡，其包括： 第一及第二往復滑塊，具有相對置表面，該滑塊可相 10 互地往復移動，該相對置之表面在規律重復模製循環中相 互靠合及相互分離； 至少一第一結構，安裝在該第一滑塊上，該第一結構 包括： 一中空圓柱型襯套，其一端具有一環型表面凹陷部， 15 及 一倍率插入件設置在襯套內，該倍率插入件具有一凸 透弧型表面，該表面突出於第一往復塊之表面，及一平坦 環型表面圍繞住該凸透表面，該環型表面及該凸透弧型表 面間之介面定義了一非連續形狀， 20 其中該半模之環形表面凸緣部份可藉由該襯套之環型 表面及該倍率插入件而與該半模同時成型； 至少一相對應之第二結構，安裝在該第二往復塊上， 該第二結構包括一凹透弧型表面，該表面在該第二滑塊之 表面上形成了一凹陷部，其中該第一結構之凸透弧型表面| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210x297公釐） --------ί ·裝------訂------ί 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 及該二結構之凹透弧型表面係彼此相對地間隔設置，及在 其間至少定義一容積部份，當該等相對置表面靠合時可形 成一半模； 該凸透弧型表面爲一光學品質表面以在因而成型之半 5 模上成形一具有光學品質之凹透表面；及 一熱澆道系統係與該第一及第二結構間之容積相連 結，以輸送一定數量的融熔材料，該材料係用於形成該半 模。 26. 根據申請專利範圍第25項之之模製設備，其中該插入 10 件係用黃銅製成，並塗層佈有一層磷化鎳· 27. 根據申請專利範圍第25項之模製設備，更包括一冷卻 系統，該系統包括： 至少一周緣性通道，設置在該襯套之外表面處； 至少在該倍率插入件內之軸向凹陷部； 15 用於將該冷卻液在該襯套之周緣性通道及該倍率插入 件之凹陷部內循環之裝置》 28·根據申請專利範圍第25項之模製設備，其中在該襯套 上設置有多數頂出梢以連結該半模，並將半模自模製設備 中頂出。 20 29.根據申請專利範圍第Μ項之模製設備，其中該插入件 係採用選自於以下之熱傳導材料群所製成，該材料群包括 黃銅、銅-鎳-矽-鉻、或鈷及鎳合金馬氏體鋼。 30.根據申請專利範圍第29項之模製設備，其中該倍率插 入件至少在該凸透弧型表面之一部份塗層佈有磷化鎳塗 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------ί .裝------訂-----i線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 層。 31·根據申請專利範圍第3〇項之模製設備，其中該塗層磷 化鎳塗層係使用鑽石鉋薄，使其厚度在至100微米間。 32. 根據申請專利範圍第31項之模製設備，其中該磷化錬 5 塗層之厚度爲8至20微米。 33. 根據申請專利範圍第30項之模製設備，其中該倍率插 入件係經過熱處理使其硬化。 34. 根據申請專利範圍第29項之模製設備，其中該倍率插 入件至少在該凸透弧型表面之一部份塗層佈有硝酸鉻塗 10 層。 35·根據申請專利範圍第29項之模製設備，其中該倍率插 入件至少在該凸透弧型表面之一部份塗層佈有氧化矽塗 層。 36. —種形成用於製造多重焦距隱形眼鏡之模具插入件之 15 方法，該眼鏡係成型在該第一及第二中間半模，該半模係 採用射出模成型，該方法包括： 在該用於射出模上之倍率插入件上鍍上一層磷化鎳塗 層； 用一電腦控制單晶鑽石切割機切削該塗層插入件，以 20 產生一具有複合光學特性之倍率插入件； 使用該倍率插入件在該射出模上形成多數第一隱形眼 鏡半模； 在該射出模上形成多數第二隱形眼鏡半模； 利用聚合化成份在該第一及第二半模間形成一多重焦 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝. 訂 322445 韶 C8 D8 六、申請專利範圍 距隱形眼鏡，該嚓形眼鏡至少具有兩個光學倍率。 37. 根據申請專利範圍第36項之形成用於製造多重焦距隱· 形眼鏡之模具插入件之方法，其進一步包括使用鼋腦輔助 繪圖（CAD)程式產生第一數據檔案之步驟，該數據檔案包 5 括一內視多重焦距隱形眼鏡之多數三位元座標。 38. 根據申請專利範圍第37項之形成用於製造多重焦距隱 形眼鏡之模具插入件之方法，其進一步包括將該數據檔案 轉換成電腦輔助製造（CAM)程式以操作該電腦控制單晶 鑽石切削機，進而產生具有複合光學特性之倍率插入件。 10 ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）