專利名稱：制造眼用裝置的模子和模制機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明有關(guān)一種制造眼用裝置的模子和/或模制機。更具體地說，本發(fā)明有關(guān)一種制造具有成品保存單元的裝置的模子和/或模制機。
Martin等人的美國專利第5,702,735號所揭露的整個內(nèi)容通過引用結(jié)合到本申請內(nèi)，該專利提供一種模制聚苯乙烯透鏡曲面件即前曲面件或背曲面件的設備，其用以隨后模制軟式隱形眼鏡。該設備設計成用以提供優(yōu)異的導熱能力，以將模制周期時間最小化，然而同時生產(chǎn)均勻地精確和正確的光學品質(zhì)表面。熔融的聚苯乙烯是經(jīng)由一熱流道系統(tǒng)而提供給多個模穴。在一用以制造前曲面件的模子中，模子的凸表面提供光學品質(zhì)表面給由此產(chǎn)生的前曲面件的凹表面。確定各凸表面的結(jié)構(gòu)元件包括一中空圓柱形襯套和一安裝在其內(nèi)的可移動光焦度插入件，該光焦度插入件可被更換以使將由透鏡曲面件形成的隱形眼鏡的指定強度可以變化。在一第一實施例中，光焦度插入件僅包括在其操作端上的一凸表面。在一第二實施例中，光焦度插入件包括環(huán)繞凸表面的環(huán)狀平坦表面，在其之間的連接處確定不連續(xù)的曲率，而賦予因此而形成的前曲面件尖銳的邊緣。在模制過程中，將冷卻水泵入插入件的芯心以冷卻插入件，而此使更換插入件的程序復雜化。光焦度插入件可以由各種材料構(gòu)成，這些材料包括純鋼、黃銅、銅鉻合金、鈷鎳合金馬氏鋼。此光焦度插入件可涂上一磷化鎳或氧化矽或氮化鉻的表面層。這些層可利用鉆石切割器而形成其適當?shù)暮穸群统叽纾移淇梢詿嵊不?br> Larsen的美國專利第4,565,348號也通過引用結(jié)合到本申請內(nèi)，其揭露另一制造透鏡曲面件的傳統(tǒng)方法。依據(jù)該專利，透鏡曲面件是以一組承載在一個2×4陣列的框架上的八個透鏡曲面件的方式模制的。Larsen專利的圖3示出一承載一個2×4凹前曲面件陣列的模制框架，而圖5示出一承載一個2×4背曲面件陣列的模制框架。此框架和透鏡曲面件的成群組件是經(jīng)由注射成型該組件成一件式而制成，其中透鏡曲面件延伸在一外矩形框架和透鏡曲面件之間的小支柱固定在該外矩形框架內(nèi)?？蚣艿母叨仁沟迷谔幚砥陂g，保護透鏡曲面件的表面免在抓傷和機械損害，且框架大致有一便在堆疊和處理的形狀。此在一成群組件中模制聚苯乙烯透鏡曲面件的傳統(tǒng)方法通常得花費大約24秒，這對在有效率地生產(chǎn)聚苯乙烯透鏡曲面件而言仍嫌太長。
在該傳統(tǒng)方法中，互補的前和背曲面件組是用在經(jīng)由模制一反應混合物以生產(chǎn)水凝膠隱形眼鏡的過程中；其中混合物最好溶解在一非水性水可置換溶劑。在一定量步驟之后，其中前曲面件大致充填有反應混合物，以背曲面件下面沒有任何氣泡被補捉的方式，將背曲面件覆蓋在凹前曲面件。背曲面件作為個別單元放置在前曲面件內(nèi)的可聚合混合物上；因此，在此步驟之前，背曲面件太古撕破裂或切割使之與其框架分離。當背曲面件與框架分離時最好由一機械裝置所支持，該機械裝置的后會將背曲面件置放在前曲面件上。反應混合物的后受到調(diào)理借此以便聚合，如用光合可見光或紫外線輻射能來輻射以便由此產(chǎn)生具有所要水凝膠透鏡形狀的聚合物。在完成聚合過程之后，將兩透鏡曲面件分離(稱作除模)；通常將隱形眼鏡留在前曲面件中，隨后其將由前曲面件移離。通常前和背曲面件只用一次以模制單一的隱形眼鏡。在完成聚合之后，用水置換稀釋劑以產(chǎn)生含水透鏡。
美國專利第5,782,460號和WO 98/42497號揭露一種制造水凝膠隱形眼鏡，該隱形眼鏡借助模制一已被聚合但在可重新使用的模子中至少部分非交聯(lián)的材料而達成。聚合物的交聯(lián)是利用紫外線輻射來達成；因此，模子由可透過紫外線的、諸如石英石或聚合材料的材料構(gòu)成?？稍诟鱾€模子工具中模制一個或更多個隱形眼鏡。
Kok等人的美國專利第5,451,155號，其整個內(nèi)容也通過引用結(jié)合到本申請內(nèi)考，該專利揭露一種利用注射成型制造諸如光碟物品的裝置，提供一種立式注射成型機，包括兩個支撐模板的支持件。兩模板相對在彼此可在第一位置和第二位置之間調(diào)整；在第一位置中，模板確定一空穴，材料即在操作期間由注射成型機射入該空穴中，以形成特定模制的物品；在第二位置中，模板已被移動分開一距離，同時已將成型的物品移除。在注射成型機的各側(cè)上，提供有運輸裝置，其將支持件和模件自一離開注射成型機某一距離的位置移動到適合與注射成型機合作的位置。運輸裝置和支持件是可分離地耦合的。該專利也揭露，在機器操作時，一支持件可提供以一與機器相距一段距離的新的模板。為了更換模板和支持件，其僅需要卸下支持目前已用過的模板的支持件，且移動新的支持件和模板到適當位置即可。此種更換模板的型式提供快速且簡單的更換工具同時將注射成型操作的機器停止生產(chǎn)的時間最小化。
在此技術(shù)中需要改善制造眼用裝置的模子和模制技術(shù)，特別需要改善制造具有成品保持單元的眼用裝置的模子和模制技術(shù)?！俺善繁３謫卧币庵覆煌难b置，如不同的產(chǎn)品。例如，具有不同光焦度和/或柱面和/或軸線值(axis values)的隱形眼鏡，這些的各個組合將代表不同的成品保持單元，各成品保持單元是利用不同模子或不同的模子定向或模子內(nèi)不同的反應混合物來制造。
本發(fā)明提供一種模子，包括與一第二半模連結(jié)合作以形成眼用裝置的第一半模，其中該第一半模包括至少一可更換的卡匣，該卡匣包括形成該眼用裝置的插入件。此模子可用以制造眼用裝置；但是，此模子使用在一自動化模制機械中為好，使用在一注射成型機械中則更好。本發(fā)明用以制造透鏡曲面件為好，此曲面件將會用以制造隱形眼鏡。
本發(fā)明另提供一立式注射成型機，其包括一模子具有至少一卡匣為好，其中機器可以快速地將一個半模更換成另一半模，且機器具有制造眼用裝置的能力。
本發(fā)明另外提供一模子，其中兩個不同的光學品質(zhì)的眼用裝置是在一單一模子中制造的。
本發(fā)明的模子使其能快速改變使用本發(fā)明的模子生產(chǎn)的眼用裝置的光學特征。該模子包括一個或更多個卡匣，使其能快速改變卡匣，借此經(jīng)有效率地使用包含有可更換的卡匣的一個或小數(shù)量的半模來制造具有許多成品保持單元的眼用裝置。這些模子特別適合在直接或間接生產(chǎn)具有許多球面光焦度、非球面光焦度或多焦點光焦度的隱形眼鏡。
因此，本發(fā)明的一主要目的是提供一種改進的模子，該模子包括一第一半模和一第二半模，其中該第一半模包括至少一可更換的卡匣，該卡匣包括多個用以形成眼用裝置的插入件。第一半模和第二半模是可相對在彼此在第一位置和第二位置之間作調(diào)整；在該第一位置中，半模形成一模穴，以讓材料能引入到該模穴內(nèi)以形成模制的眼用裝置；而在第二位置中，將半模分開一段距離，最好同時提供機構(gòu)來移除模制的眼用裝置。
本發(fā)明的一實施例提供一半模，該半模包括具有非直接冷卻的插入件的一個或多個可更換的卡匣；借此能更容易移除和互換卡匣。
本發(fā)明的另一實施例借助提供一種空氣噴射系統(tǒng)改進了模制的眼用裝置移離模子的移除。與使用推頂桿的現(xiàn)有技術(shù)相反，空氣噴不會扭曲眼用裝置，且當模制眼用裝置是在較高溫度時，對在較好實施例而言，可用空氣噴射。
本發(fā)明的另一實施例乃提供一模子，其可使得一個或多個卡匣和/或包含有該卡匣的半模得以更換以提供給不同的眼用裝置即不同的成品保持單元之用。在較好的應用中，使用此模子而形成的眼用裝置為用以制造隱形眼鏡的前曲面件和背曲面件。前和背曲面件最好在一“家族系列模子”配置中模制，意即模子的兩半模包括互補的插入件以形成前曲面件和后曲面件(凸的突起和凹的凹部)。一半模最好包括一具有供前曲面件用的插入件的卡匣，以和另一具有供背曲面件用的插入件的卡匣。在此實施例中，僅有一半模需改變以改變前曲面件和后曲面件，或者可改變在半模上的一卡匣以改變由模子所提供的前曲面件或背曲面件。改變一半模或改變卡匣會改變前曲面件和/或背曲面件且會導致產(chǎn)生使用前曲面件和背曲面件而生產(chǎn)的具有不同成品保持單元的透鏡。此種配置為可能的，因為前和背曲面件僅有一表面有一光學臨界側(cè)邊，然而另一側(cè)并非光學臨界側(cè)邊。因此，如果透鏡曲面件的光學臨界側(cè)邊是由模子的可更換的卡匣側(cè)所形成，則透鏡曲面件的光學特征可以改變而不會改變模子的兩側(cè)。
本發(fā)明的另一方面為提供一種注射成型裝置或機器，其是垂直安置以形成眼用裝置，最好使用本發(fā)明的模子。立式注射成型機較水平注射成型機需要較少的車間空間。又，立式注射成型機較容易結(jié)合一生產(chǎn)線的其它元件。立式注射成型機的另一優(yōu)點為當模制時至少一垂直移動的半模可以由運輸機構(gòu)水平地移動，且簡單地由立式注射成型機中之一新半模所取代，且只花極少的機器停工時間，而使模制工作更經(jīng)濟和更有效率。
本發(fā)明的另一目的為提供一改進模子以制造具有相同壁厚的前曲面件和背曲面件。
在附圖中，相同的數(shù)字標記代表相同的元件

圖1是一前曲面件與背曲面件組件的側(cè)視圖，該組件包含一前曲面件和背曲面件。
圖2是一第一半模的頂視圖。
圖3是沿著圖2的線3-3截取的圖2的第一半模的橫剖面圖。
圖4是一模子的橫剖面圖，該模子處在開啟位置；模子由相同的示在圖3的第一半模與一第二半模所構(gòu)成。
圖5是本發(fā)明的一立式注射成型機。
圖6是本發(fā)明的一立式注射成型機的一放大部分，顯示機械臂。
本發(fā)明的模子可用以制造眼用裝置，例如為隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡、其他形式的透鏡、和塑膜模制部件，例如，用以制造隱形眼鏡的透鏡曲面件。模子的較好使用目的是制造隱形眼鏡、或眼用裝置的塑膜模制部件，更佳的為制造用以生產(chǎn)隱形眼鏡的塑料模制部件，最佳的為制造透鏡曲面件。下文將說明供較好實施例用的模子；但是，本發(fā)明并不限制在所說的實施例，且可被修正或使用以制造其他眼用裝置。例如，本發(fā)明的具有可更換半模和/或可更換的卡匣的模子，可利用例如通過引用而結(jié)合到本申請內(nèi)的美國專利號碼5,782,460和WO/98/42497中現(xiàn)有技術(shù)所說明的方法用以模制隱形眼鏡。為了制造隱形眼鏡，如那些現(xiàn)有技術(shù)文件所教導的那樣，該半?？衫@樞軸轉(zhuǎn)動地鉸接起來。
在一較好的實施例中，模子是用以形成“透鏡曲面件”，即為“前曲面件”和“背曲面件”。在現(xiàn)有技術(shù)透鏡曲面件中，即為前曲面件與背曲面件，已解釋為用以制造隱形眼鏡的模子或半模。雖然透鏡曲面件用以模制隱形眼鏡，但此處不會用“模子”與“半?！钡拿~來描述透鏡曲面件?！澳Ｗ印迸c“半?！钡拿~將用以說明用以形成眼用裝置(例如為透鏡曲面件)的模子和半模。
圖1示出較好的透鏡曲面件組件110，其個別件均使用本發(fā)明的模子所制成。該模子將在下文中說明。透鏡曲面件組件110是由確定出一開口113的一前曲面件112與背曲面件114所構(gòu)成，在開口113內(nèi)，將一隱形眼鏡反應混合物聚合或交聯(lián)以形成隱形眼鏡。前曲面件112與背曲面件114是由一塑料材料所構(gòu)成的，較好為聚苯乙烯、聚丙烯、環(huán)烯、或類似物，且均在本發(fā)明的第一與第二模內(nèi)制成(在下詳述)，較好為在一注射成型機中制成。前曲面件112與背曲面件114均類似在被揭示且使用以制造隱形眼鏡的那些現(xiàn)有技術(shù)，例如，美國專利號碼5,545,366中所提示的，其通過引用而結(jié)合大本申請內(nèi)。前曲面件112有一具有光學品質(zhì)凹面19的中央彎曲段，其較好的具有一自其周邊延伸的圓形圓周確定邊緣116。凹面119較好具有將在透鏡組件110內(nèi)生產(chǎn)的隱形眼鏡的前表面的光焦度的尺寸。前曲面件具有0.2mm至1.0mm之間的較好厚度；最佳的厚度是大約0.6mm。
后曲面件114有一具有光學品質(zhì)凸面118的中央彎曲段。背曲面件114具有將由透鏡組件110所生產(chǎn)的隱形眼鏡的背表面的尺寸，且例如，對一復曲面透鏡而言，確定柱面光焦度。背曲面件114具有0.2至1.0mm之間的較好厚度；最佳的厚度為大約0.6mm。前曲面件與背曲面件較宜具有相同厚度。每一前曲面件112與背曲面件114包括環(huán)狀凸緣115，和自凸緣115的一側(cè)突起且整體形成的翼片117。前曲面件112與背曲面件114均顯示具有澆口殘留121，其有時形成在澆口或噴射熱尖端處，在較好的實施例中，該澆口或噴射熱尖端用以供應熔融熱塑性材料到形成前曲面件112與背曲面件114的模子中。
本發(fā)明的前曲面件與背曲面件相對于例如揭示在美國專利第5,545,366號的現(xiàn)有技術(shù)的前曲面件與背曲面件的改進包括減少用以形成前曲面件與背曲面件的塑料的體積。該種材料的減少是由于減少翼片117和凸緣115的尺寸所達成。而且，較好的，前曲面件與背曲面件具有小的厚度，即為，小在0.8mm，且二透鏡曲面件具有相同厚度。又，本發(fā)明的較好前曲面件與背曲面件不具有自噴射熱尖端橫越之用以收集可能會形成在噴射熱尖端處的冷熱塑性材料的小量廢料的區(qū)域。較好翼片具有一平坦修圓的三角形形狀，且不具有階級狀以阻斷聚合物流入模子內(nèi)。用以形成前曲面件或背曲面件的熱塑性材料的重量，較好少于0.5gm，更佳為少于0.4gm，且最佳為少于0.3gm。與現(xiàn)有技術(shù)前曲面件與背曲面件比較，最佳的重量顯示減少了大約25％。較好的，前曲面件與背曲面件的組合重量是少于0.7gm。意料之外的是，雖然減少了用以制造透鏡曲面件射出的熱塑性塑料材料的重量與體積，且減少了部件的厚度和翼片的尺寸，但并未造成前與背曲面件的光學品質(zhì)的降低。事實上，本發(fā)明比具有較大重量與體積的熱塑性材料并具有階級的現(xiàn)有技術(shù)的前曲面件與背曲面件，在前曲面件和背曲面件的品質(zhì)上有改善，并具有其他模制特色以改進部件品質(zhì)。而且，亦是意料之外的，使用具有相同部件厚度(例如為0.6mm)的前曲面件與背曲面件制成的透鏡，具有現(xiàn)有技術(shù)所未預期的更好的透鏡品質(zhì)。在本發(fā)明之前，一般相信背曲面件的厚度必須小在前曲面件方可提供高品質(zhì)的透鏡。
本發(fā)明的前曲面件與背曲面件均使用改進的模子和注射成型機來制成為好，下文將說明該注射成型機。在此將說明這種改進模子和注射成型機；在此未加以說明的模子或模制方法的方面，均如已描述在通過引用結(jié)合到本申請內(nèi)的美國專利第5,545,366號和美國專利第5,451,155號中，或為一般熟習本領域的技術(shù)人員所已知的。
圖2為使用在單一模子內(nèi)模制前曲面件112與背曲面件114的一第一半模20的頂視圖。(較好的模子包括第一半模20與第二半模440，如示在圖4。)第一半模20具有可移除地附接至一模制基座23的二卡匣21、22為好。視要執(zhí)行的注射成型而定，可具有一個或多個卡匣，其可移除地附接至模制基座23。以具有二或三個卡匣為好，最好為具有一卡匣，圖2示出該卡匣21、22，由于每一卡匣具有二個容易接近的螺釘29，而可移除地附接至模制基座23。因而，在模制基座23上替換卡匣是一簡單且快速的工作?？蛇x擇的，卡匣可用例如固定夾、支柱、螺栓、快速夾、和磁力等任意機構(gòu)附接至模制基座23；但是，所提供的機構(gòu)應可自模制基座簡單且快速地移除卡匣為好。每一卡匣內(nèi)較好的嵌入多個的用以承接供形成透鏡曲面件用的熱塑性材料的插入件24，25。插入件24，25可個另地自卡匣移除為好；但是如果需要，卡匣與插入件可相鄰接。每一卡匣包括二至二十個插入件為好，更佳為包括四至十個插入件?？捎扇魏尾牧蠘?gòu)成有時稱之為光焦度插入件的該插入件，該材料則可支承具有光學光潔度，而該材料可例如為純鋼、黃銅、銅鉻的金屬，或鈷鎳合金的馬氏體鋼?？蛇x擇的，且特別是對包括插入件以直接地制造隱形眼鏡的模子的實施例而言，插入件可包括石英、陶瓷、或例如為聚碳酸酯、環(huán)烯、聚苯乙烯、聚丙烯、或聚(丙烯腈)的聚合物材料，。
在較好的模式中，卡匣21固持前曲面件插入件24以便(當與第二半模440適當匹配時)形成前曲面件112，且卡匣22固持背曲面件插入件25以便(當與第二半模440適當匹配時)形成背曲面件114。示在圖4的第二半模440，具有與第一半模20內(nèi)的插入件24，25互補的插入件，以便分別形成前曲面件112與背曲面件114。第一半模20與第二半模440均為一家族系列模子的部件，其意味著在由一第一半模20與一第二半模440所構(gòu)成的單一模子中可制成有多種型式的部件。在本發(fā)明之前，未預期到可在一家族系列模子中制成具有光學品質(zhì)的多種型式的部件。
卡匣由包括例如為不銹鋼、工具鋼、高硬度的可切削合金等的金屬構(gòu)成為好；但在一可選擇的實施例中，可使用聚合材料制造卡匣。最好使用鍍鎳的工具鋼來制造卡匣。制造卡匣的金屬用機械穿孔以形成承接插入件的開口和供冷卻水和空氣用的其他槽道與路徑(在下列詳細說明)為好?？ㄏ坏闹亓恳陨儆?2磅為好?，F(xiàn)有技術(shù)的半模的重量典型為在100至150磅之間，當必須在一注射成型機中更換一個或更多個半模時，就會需要用起重機進行操作，且更換半模最少需要30分鐘的時間。與其相反，本發(fā)明的卡匣則較輕足以使操作者輕松地進行裝卸操作，且可在少于8分鐘、較好少于4分鐘、而更好少于3分鐘的時間之內(nèi)，自一半模移除卡匣并更換成另一卡匣。在較好的實施例中，卡匣或多個卡匣代表半模的一部分熱質(zhì)量，在半模上的卡匣或多個卡匣以少于完全組合的半模的總質(zhì)量的90％為好，少于70％為更好，而最好為少于完全組合的半模的全體質(zhì)量的50％。在較好的實施例中，每一卡匣代表完全組合的半模的總質(zhì)量的20％。
圖3是沿著示于圖2的第一半模的線3-3截取的橫剖面圖。圖3分別地顯示在卡匣21、22內(nèi)的前曲面件插入件24與背曲面件插入件25。圖4示出第一半模20的橫剖面圖和互補的第二半模440的橫剖面，該二半模一起構(gòu)成模子475。圖4示出由第一半模20與第二半模440所構(gòu)成的模子處在開啟位置。第一半模20有具有凸模制表面的插入件24，第二半模440有具有凹模制表面的插入件441。而第一半模20有具有凹模制表面的插入件25，第二半模440有具有凸模制表面的插入件442。較好的配置中，將形成前曲面件112的光學臨界表面119(示在圖1)和/或(較好為“和”)形成背曲面件114的光學臨界表面118(示在圖1)的插入件放置入一個或多個的卡匣內(nèi)，該卡匣均為相同半模(較好為第一半模20)的部件。在較好的模式中，供背曲面件用的插入件均位在一卡匣內(nèi)，且供前曲面件用的插入件均位于第一半模內(nèi)的獨立的卡匣中。
第二半模式440可包括可更換的卡匣，其包括供形成臨界和或非臨界表面用的插入件，且其可簡單且快速地自第二半模移除；但是，在較好模式中，第二半模440并不包括卡匣，而代之以，第二半模最好包括一板、框架、或類似的支架，以便固持形成前曲面件和/或(較好為“和”)背曲面件的非光學臨界表面的插入件。插入件441與442較好的配入該板、框架、或支架，且均可個別地自第二半模移除；但是，如果需要，插入件可鄰接在該板、框架或支架。
在較好的實施例中，第二半模440之前曲面件插入件441與背曲面件插入件442均嵌入一板443。該板443由制成前述的供卡匣所用的金屬類型制成，已將其鉆孔以便基本上配合插入件441、442的正實尺寸。該板443安裝在熱澆口基座444處。類似在現(xiàn)有技術(shù)中所述和所揭示的，板443與熱澆口基座444具有用以將熔融熱塑性材料導入封閉模子內(nèi)的擠壓部分(圖中未示)，以形成前曲面件和背曲面件。例如參見前述通過引用而結(jié)合到本申請的美國專利第5,545,366號。在較好的模式中，因為插入件形成透鏡曲面件的非臨界表面，第二半模440以安裝在一注射成型機內(nèi)為好，且僅有時被移除以供維護或更換磨損或毀壞的該插入件。在此時，板443可自熱澆口基座444移除，且可置換插入件441與442，或可置換整個板443和插入件441、442。該種維護通常需要注射成型機停止生產(chǎn)眼用裝置多至15分鐘以上。
在第二半模440內(nèi)的插入件441，442均用循環(huán)水冷卻，循環(huán)水在導管448內(nèi)運行通過該板443且環(huán)繞插入件441，442的較小直徑部分449。O形環(huán)450維持環(huán)繞插入件441，442的水密封(必須注意，所顯示的嵌入在第二半模440上的四個插入件的其中之一的細部，是與所有插入件441、442相近。此外，所示的嵌入在第一半模20上的四個插入件的其中之一的細部，是與所有插入件24、25相近，但在卡匣22內(nèi)的插入件25的細部是在卡匣21內(nèi)的插入件24的細部的鏡像則除外)。循環(huán)水最好通過該板443流入一單一回路中，在每一回路中接觸所有的插入件441、442。因為板443并不經(jīng)常地自注射成型機移除，所以直接水冷卻插入件是較好的，盡管直接水冷卻會插入件的換置復雜化。
在承載卡匣21、22的第一半模20中有一新穎的冷卻機構(gòu)。取代需要水密封、復雜且遲緩卡匣的移除和互相更換的能力的直接地接觸插入件24、25的水冷卻，在第一半模內(nèi)的插入件24、25的冷卻是使用一熱傳導塊335來達成。熱傳導塊335均放置在模制機座23中為好。當卡匣21、22均安裝至或附接至模制基座23上時，熱傳導塊335直接地接觸插入件24，25。熱傳導塊335以由銅、銅鉻、銅鋅、黃銅、鍍鎳黃銅、或類似的高熱傳導材料所制成為好。鋼亦為一可能的選擇，但并非必定為最好。為改進需要冷卻的模制部件的熱傳導，最好亦由前述列舉的高熱傳導材料來機械制造該插入件。熱傳導塊接觸且較好的部分地環(huán)繞一水管331形成，最好通過該水管331將冷卻水泵入單一回路中，使之來、回地經(jīng)過含有所有熱傳導塊335的模制基座23。作為另一種選擇，可由單件的金屬制成水管與冷卻塊。水管331冷卻用以冷卻插入件24，25的冷卻塊335。以此方式，所有的插入件24，25均由水間接地冷卻。水管331含有在真空下充填的蒸餾水。作為另一種選擇，可使用其他的間接冷卻方法來冷卻插入件，例如，具有或不具有散熱片的、或連接至一冷卻塊的實心熱管，含有一流體或冷凍劑的、具有或不具有散熱片的熱管或。
圖3與4示出用以從第一半模20與第二半模440移除前與背曲面件的空氣噴射系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)中使用的推頂桿相反，空氣噴射不會扭曲該透鏡，且可在透鏡曲面件處于較高溫度時執(zhí)行?？諝鈬娚浜蜏p少于前曲面件與背曲面件中的材料，使得可在少于6秒、少于4秒更好，而最好大約2秒的一周期時間內(nèi)模制前曲面件與背曲面件?？諝馐且源蠹s5至6巴噴射在2毫米×100微米至大約3毫米×300微米的區(qū)域上方?？諝馔ㄟ^環(huán)繞每一插入件24、25、440、441的頂部的周界的間隙336、451噴射。間隙336、451的寬度以少于12微米為好。作為另一種選擇，在環(huán)繞插入件頂部處的周界上提供多個的孔，以供空氣噴射之用。
對第二半模440而言，連接至一未示在圖中的壓縮空氣源的空氣從一路徑446經(jīng)由槽447提供至間隙451。對第一半模20而言，連接至一未示在圖的壓縮空氣源的空氣從一路徑332經(jīng)由槽道333提供至間隙336。
連接路徑332、446的槽道333、447通過在環(huán)繞承接插入件24、25、441、442的開口的直徑進行機械切削而形成多個進入卡匣21、22和板443的槽。作為另一種選擇，槽道333、447可切削在插入件24、25、441、442內(nèi)。
圖2和3示出連接器噴嘴345，其與路徑332連通且可連接至供卡匣21、22用的空氣源(圖中未示)。當將已附接有卡匣21、22的第一半模20自模制機移除時，或如果一個或二個卡匣21、22均自第一半模20的基座23移除，空氣路徑332可經(jīng)由連接器噴嘴345而輕易地從空氣源(圖中未示)斷開。連接到連接器噴嘴345的空氣源最好具有的一個或更多個閥，當從模制機移除半模時，可關(guān)閉或最好自動地關(guān)閉該閥?？ㄏ痪哂兄辽僖粐娮欤詈妹恳豢ㄏ痪哂卸娮?45，在每一卡匣的每一側(cè)上具有一噴嘴。當一噴嘴345附接至空氣源時，最好塞住另一噴嘴345。
就在第一與第二半模自一關(guān)閉位置改變至開啟位置之時與之前，空氣最好以單次噴氣從環(huán)境第二半模440中的插入件441、442的頂部的所有間隙451射出?？諝獾膯未螄姎鈴牡诙肽?40移除前曲面件與背曲面件，因此，透鏡曲面件優(yōu)先地粘附在或停置在第一半模20上。在開啟半模后，單次噴氣的空氣從環(huán)繞第一半模20中的插入件24、25的頂部的所有間隙336射出，且從第一半模20移除前曲面件與背曲面件。來自第一半模20的空氣噴氣與一機械臂600(示于圖6)移動到半模之間的位置以揀取釋放的前曲面件與背曲面件的運動同時發(fā)生。作為另一個選擇，可將該過程改變成使前曲面件與背曲面件持留在第二半模440上。還可作另一個選擇，可使用其他機構(gòu)以使透鏡曲面件優(yōu)先地粘附至一半模，例如插入件的表面處理、在透鏡曲面件的一表面上的一錨定部分，或其他已知的方法；但是，使用空氣噴射來釋放在至少一(較好為“二”)半模上的透鏡曲面件為最好。
圖5示出較好注射成型機500，其中，使用本發(fā)明的模子。該較好注射成型機是如揭示在美國專利號碼5,451,155中的立式注射成型機500。該較好的立式注射成型機具有一可移動臺板507，一下半模520可移除地安裝在該臺板507上。該可移動臺板是美國專利號碼5,451,155中所述的水平工作臺。可移動臺板的名詞將在此文中使用。下半模520最好是如先前所述的具有可移除地裝配的卡匣的第一半模。上半模540面對下半模，在圖5中該下半模以虛線表示。上半模540最好為先前所述的第二半模。上半模540是可移除地裝配在支撐板503上。支撐板503最好在所有時間里均維持固定。在此實施例中，下半模520與可移動臺板507上、下地移動以開閉和開啟模子。
在較好的實施例中，具有顯示成輸送機516、517的至少一個或較好為二個的運輸機構(gòu)，用以快速地將一下半模520置換成另一下半模520′。作為另一種選擇，運輸機構(gòu)可為氣動、液壓、或電力驅(qū)動鏈條。在本較好實施例中，運輸機構(gòu)是一液壓驅(qū)動鏈條。圖5示出將待嵌入模制機500的下半模520′位于輸送機517上。在較好的模式中，二輸送機516、517可嵌入或移除半模；因而，有關(guān)在輸送機517的動作的說明，可由輸送機516執(zhí)行的動作說明，反之亦然。
在模制機中的半模520已制成特定數(shù)量的眼用裝置即透鏡曲面件之后，半模520從可移動的臺板507自動地解鎖，運送機516經(jīng)由制動機構(gòu)509將其本身附接至下半模520，且將半模520拉離可移動臺板507而放置在輸送機516上。在較好的實施例中，半模由液壓驅(qū)動鏈條移動，但是由一支撐表面和在支撐表面的每一側(cè)上的導軌所支撐。在此時，附接至半模520′的輸送機517經(jīng)由撲捉機構(gòu)510將半模520′推動至可移動臺板507上，且當正確地放置后，半模520′鎖定就位。半模最好經(jīng)由液壓夾具532固持在可移動臺板507上。一旦將半模520′鎖定就位后，模制機500可開始使用新安裝的下半模520′制造新眼用裝置。以另一下半模520′更換一下半模520所花的時間少于60秒，少于30秒為好，而最好少于20秒。
以另一下半模520′更換一下半模520的快速更換，是由雙重的水和/或空氣(圖中未示)、最好為兩者供應至至少二下半模520、520′進一步的幫助實現(xiàn)的，使得水和空氣接頭不需要自一半模520實際地移動至另一半模520′，以便于一半模更換成另一半模。在較好的模式中，在可移動臺板507上的下半模520，和在運輸機構(gòu)以517上的下半模520′，具有雙重的水和空氣供應。再者，如果需要，可提供一個或更多個加熱元件(圖中未示)，在將下半模520′嵌入模制機之前，加熱存在在輸送機517上的下半模520′內(nèi)的插入件。在將下半模520′安裝在可移動臺板507上之前將之加熱，可減少插入件達到最佳模制溫度范圍所需要的時間(在半模內(nèi)的插入件需要首先加熱達到最佳模制溫度范圍內(nèi)的溫度，但在模制部件數(shù)個周期之后，插入件則需要冷卻以將之維持在最佳的模制溫度范圍內(nèi))。借助預熱在輸送機517上的下半模520′，在下半模的插入件能在兩個或更少的模制周期中達到最佳模制溫度范圍，而導致較短的機器停工時間并較少廢品。如果在半模中僅更換一個或兩個卡匣而不從可移動臺板507移除下半模520的話，加熱下半模520所需要的時間也會縮短，且下半模520在冷卻之前用以制造更多的眼用裝置。在本發(fā)明的實施例中，半模的基座將仍會熱的，且能傳送熱到一個或更多個被更換的卡匣。但是，如果將下半模520移離可移動的臺板507，且另一個下半模520′是用來模制時。且更換在下半模520中的一個或更多個卡匣，則仍比更換整個下半模有較快的預熱時間的好處，因為下半模520的基座會傳送熱到一個或更多個被更換的卡匣。
在一個半模被更換之后，在剛從可移動臺板移除到一輸送機的半模中的一個或更多個卡匣可以被更換，整個半?？梢愿鼡Q成另一個半模，或半?？梢陨院笤俅伟惭b在可移動的臺板上。半模中的兩個卡匣可以在少于6分鐘、少于4分鐘為好、最好是少于2分鐘的情形下更換下來。在完成卡匣的更換之后，插入件會被預熱，且準備安裝在可移動臺板507上。預熱最好少于1分鐘。較宜在下半模520準備自可移動臺板507移除時，在輸送帶516或517之一上至少有一個、最好為一個準備使用的下半模520′。
最好可移動臺板507是在一下位置(如圖所示)和一閉合位置的間移動；在該下位置期間，模子是打開的；而在該閉合位置中，在下半模520中的插入件接觸在上半模540中的插入件，且在兩半模上的插入件一起形成模穴；一熔融熱塑性材料即被射入該些模穴中。在射入后且冷卻部件約0.5至1.5秒之后，當來自上半模內(nèi)的空氣噴射間隙的空氣推動在下半模520中的插入件上的前曲面件和背曲面件時，兩半模分離?？梢苿拥呐_板507和下半模520移至圖5所示的打開位置。然後模制的透鏡曲面件最好經(jīng)由一機械臂移離下半模520。此較好的機械臂示在圖6中。
圖6詳細地示出較好的注射成型機500的一部分，和較好的機械臂600。機械臂600包括一連結(jié)桿601，臂602和臂工具603的一端。在上半模540和下半模520在如圖5和6所示的打開位置的情形下，機械臂600在上半模540和下半模520之間水平移動。在下半模520向上半模540移動以形成一閉合模時，機械臂600則在相反方向上水平移離下半模520和上半模540之間的區(qū)域。在較好的模式中，如圖6所示，機械臂為一直接驅(qū)動機械臂，即供機械臂用的驅(qū)動機構(gòu)610隨著可移動的臺板507的移動上、下滑動。透過齒輪和可旋轉(zhuǎn)嵌齒，如齒條和小齒輪機構(gòu)(圖中未示)，機械臂水平地移動，即當模子分別打開和閉合時，機械臂在半模間移入和移出。機械臂顯示位在打開的模子內(nèi)側(cè)，如位在上半模540和下半模520之間。在機械臂600水平移入半模之間的位置時，臂工具603尾端最好經(jīng)由真空延長器620被放低靠近下半模520的表面(如圖中所示)，該真空延長器使臂工具603的尾端上下移動。真空延長器620與一真空源(圖中未示)相連。(當真空源被啟動，臂工具603的尾端則經(jīng)由真空延長器600的收縮向上移動。當真空裝置停止作用時，臂工具603的尾端經(jīng)由真空延長器520的延長而向下移動)。在此時，透鏡由空氣噴射系統(tǒng)噴射而離開下半模520。臂工具603的尾端最好有杯部604，其與一真空源(圖中未示)相連，啟動該真空源以拾取被空氣噴射出的透鏡曲面件(圖中未示)。當下半模520移向靜止的上半模540時，機械臂最好經(jīng)由直接驅(qū)動機構(gòu)從上半模540和下半模520之間移出，且將前曲面件和背曲面件轉(zhuǎn)移到另一機械臂(圖中未示)以正確放置在透鏡曲面件托板(圖中未示)上，類似于描述在現(xiàn)有技術(shù)中。
由于較薄的透鏡曲面件和空氣噴射，本發(fā)明的周期時間少于6秒，少于4秒為好，最好為2至3秒。周期時間指的是從打開模子進行到閉合模子并回到打開模子所需的時間。
在一可供選擇的實施例中，本發(fā)明的具有可更換半模和/或可列換卡匣的模子可以利用現(xiàn)有技術(shù)所述的方法來模制隱形眼鏡，此現(xiàn)有技術(shù)例如美國專利第5,782,460號和NO/98/42497號，其通過引用而結(jié)合到本申請內(nèi)。供此實施例用的模子可包括第一和第二半模，至少一個半模包括用以形成隱形眼鏡的插入件。至少一個用以制造各隱形眼鏡的插入件為可傳送輻射能以便聚合用以制造隱形眼鏡的反應混合物為好。合適的插入件材料已如上述。對此實施例而言，至少一個半模、最好兩個半模包括至少一個、最好至少兩個卡匣，該卡匣包括用以形成隱形眼鏡的插入件。當形成隱形眼鏡時，所有插入件會提供給隱形眼鏡的光學臨界表面。半模和卡匣很容易更換，且可被用在不同組合中以生產(chǎn)許多成品保持單元。半模可包括一基座，該基座可為一框架、支撐件、板、或類似者的形狀，卡匣即可移除地附著在其上。半?？梢岳@樞軸轉(zhuǎn)動地鉸接，或可水平或垂直垂地移動分開。在模子用以形成隱形眼鏡的實施例中，模子最好不提供冷卻插入件或較早說明的隱形眼鏡的空氣噴射。隱形眼鏡噴離插入件可以利用將隱形眼鏡浸在水中而完成。
在較好的模式中，一辨識器如一射頻(RF)晶片或類似物可放置在各卡匣上以儲存可辨識其形成的眼用裝置的資訊。辨識器也可用以追蹤卡匣。此較好實例完全描述在同時申請的美序號＿＿＿＿，名稱為“批量追蹤和轉(zhuǎn)換的方法和裝置”，VTN-419也通過引用而結(jié)合到本申請內(nèi)。模制機最好包括一電腦，其編排或接收由該模制機制造眼用裝置的輸入資訊。根據(jù)此資訊，電腦決定何時模子或卡匣需要更換。在更換模子或卡匣時，模制機會讀取卡匣上的辨識器的資訊以確定在機器中有正確卡匣和/或半模。根據(jù)要由該機器產(chǎn)生的眼用裝置的資訊，可自動調(diào)整過程條件以供待生產(chǎn)的新眼用裝置之用。電腦追蹤所制成的裝置的數(shù)目，并編排下一個模子或卡匣的更換。
因此，雖然已顯示和描述和指出本發(fā)明應用在較好實施例的基本的新穎特色，然而應當了解各種對在所描述的裝置的形式和細節(jié)和其操作的省略、替代和變化，可以由熟悉此領域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神下完成。從所描述的一個實施例將元件替換成另一種也是可充分預期的。也應當了解附圖不必須是依比例來劃。
權(quán)利要求
1.一種形成眼用裝置的模子，包括一第一半模，其與一第二半模共同合作，其中所述第二半模包括插入件，且所述第一半模包括至少一可更換的卡匣，所述卡匣包括插入件。
2.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述第一半模于使用時包括至少兩可更換的卡匣。
3.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述第一半模另包括一基座，所述至少一可更換的卡匣是可移除地附著于所述基座上。
4.如權(quán)利要求2所述的模子，其特征在于所述可更換的卡匣包括用以形成透鏡曲面件的插入件。
5.如權(quán)利要求4所述的模子，其特征在于所述可更換的卡匣包括用以形成背曲面件和前曲面件的插入件。
6.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述眼用裝置為隱形眼鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述第一半模包括供所述眼用裝置的光學臨界表面之用的插入件，且所述第二半模包括供所述眼用裝置的非光學臨界表面之用的插入件。
8.如權(quán)利要求7所述的模子，其特征在于所述第一半模包括供所述前曲面件和背曲面件的光學臨界表面之用的插入件。
9.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述第二半模包括至少一可更換的卡匣，所述卡匣包括所述第二半模的插入件，且所述第一半模和第二半模中的插入件形成所述眼用裝置的光學臨界表面。
10.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述第一半模包括比在使用時，能被可移除地附著于所述第一半模的所述可更換的卡匣的數(shù)目至少多一個的可更換的卡匣，所述卡匣包括不同形狀的插入件。
11.如權(quán)利要求9所述的模子，其特征在于供所述前曲面件的光學臨界表面用的插入件是在一第一卡匣中，而供所述背曲面件的光學臨界表面用的插入件是在一第二卡匣中，所述第一和第二卡匣同時地附著于所述第一半模上。
12.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述模子包括多個能與相同的所述第二半模共同合作以形成不同形狀的眼用裝置的第一半模。
13.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于在所述卡匣中的所述插入件被間接地冷卻。
14.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述插入件是與一熱傳導塊接觸而被冷卻。
15.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述眼用裝置被至少一空氣脈沖噴離所述第一半?；蛩龅诙肽?。
16.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述眼用裝置被來自各所述第一半模和第二半模的至少一空氣脈沖噴離所述第一半模和第二半模。
17.如權(quán)利要求16所述的模子，其特征在于在所述卡匣中的所述插入件被間接地冷卻。
18.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述眼用裝置是利用水自所述插入件移除。
19.如權(quán)利要求1所述的模子，其特征在于所述模子被插入一注射成型機。
20.如權(quán)利要求19所述的模子，其特征在于所述注射成型機是一立式注射成型機，其中所述第一半模是下半模。
21.如權(quán)利要求20所述的模子，其特征在于所述立式注射成型機包括一直接驅(qū)動機的械臂，其拾取所述眼用裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的模子，其特征在于所述模子同時形成光學品質(zhì)前曲面件和背曲面件。
23.如權(quán)利要求19所述的模子，其特征在于所述注射成型機的周期時間是少于4秒。
24.如權(quán)利要求20所述的模子，其特征在于所述第一半模更換成另一個第一半模所用的時間可少于60秒。
25.一種包括多個插入件的模子，其特征在于其同時形成兩個不同光學品質(zhì)的的眼用裝置。
26.如權(quán)利要求25所述的模子，其特征在于所述眼用裝置為隱形眼鏡。
27.如權(quán)利要求25所述的模子，其特征在于所述眼用裝置為透鏡曲面件。
28.一種制造隱形眼鏡的背曲面件和前曲面件，其特征在于所述背曲面件和所述前曲面件的厚度相同，且所述兩曲面件的厚度是介于0.5mm至0.7mm之間。
29.一種制造隱形眼鏡的透鏡曲面件，其特征在于透鏡曲面件重量小于0.4克。
30.如權(quán)利要求29所述的透鏡曲面件，其特征在于；其與一制造隱形眼鏡的第二透鏡曲面件配合，其中所述對透鏡曲面件重量小于0.7克。
31.如權(quán)利要求29的透鏡曲面件，其特征在于其包括一翼片和一凸緣，所述翼片大致是平坦的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模子,包括一第一半模,其與一第二半模共同合作以形成眼用裝置,其中該第一半模包括至少一可更換卡匣,該卡匣包括用以形成該眼用裝置的插入件。該模子特別適合用在一注射成型機中。
文檔編號B29C45/14GK1273164SQ00108640
公開日2000年11月15日 申請日期2000年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月5日
發(fā)明者V·盧斯特, P·K·帕尼爾, K·倫克馬, J·范里韋諾根, W·范克拉伊 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司