用于生产隐形眼镜的模具 发明领域
本发明涉及制造隐形眼镜的模具。特别是，本发明的模具可生产具有无接缝边缘的镜片。
发明背景
用于制造隐形眼镜的方法和模具是众所周知的。例如，在US5540410中所公开的模具及其在隐形眼镜生产中的用途，在此全文引入本文以供参考。但是，公知的镜片模具不能生产出无接缝的镜片边缘。所谓“接缝”指的是由过剩的镜片材料形成的线或界线。参考附图，在图1中说明了具有接缝11的镜片边缘10的放大截面侧视图。存在此种接缝的缺陷在于，该接缝会与结膜接触，并导致表面粗糙、不舒适，或两者皆有。
生产具有无接缝边缘的镜片存在许多困难，包括如何以最小的几何学上的左右位移且无需后处理步骤来获得无接缝边缘。另外，生产无接缝边缘的障碍在于前后模瓣不匹配和错位。最后，在固化前，必须从镜片上除去多余的镜片材料。因此，需要能够克服这些困难的生产无接缝边缘隐形眼镜地模具。
附图说明
图1是有接缝镜片边缘的放大截面侧视图。
图2是本发明优选模具前模瓣的顶部正视图。
图2a是沿图2中I-I线的模瓣截面图。
图3是图2中的前模瓣与后模瓣配合的放大截面图。
图3a是图3模具中一部分区域的放大截面图。
图4是图3后模瓣的底部正视图。
图4a是沿图4中II-II线的模瓣的截面侧视图。
图5是本发明模具联锁装置的一个实施方案的部分区域的放大截面图。
图6是本发明截面联锁装置的一个实施方案的部分区域的放大截面图。
图7是本发明模具联锁装置的一个实施方案的部分区域的放大截面图。
图8是本发明模具联锁装置的一个实施方案的部分区域的放大截面图。
发明概述和优选的实施方案
本发明的模具可形成具有无接缝边缘的隐形眼镜。本发明发现通过提供具有联锁装置的模具可以生产无接缝隐形眼镜。另外，使用该联锁装置使得一个模具表面相对于另一个模具表面之间的控制得以增强。该增强的控制可以生产出任意的镜片边缘轮廓。因此，在一个实施方案中，本发明提供一种用于生产隐形眼镜的模具，包括前模瓣、后模瓣和联锁装置，或主要由它们组成，或由它们组成。
所谓“联锁装置”指的是安装在模瓣中的任何机构，它可以防止全部或基本上全部的前模瓣相对于后模瓣的左右位移。优选的，在本发明的模具中使用的该联锁装置由前模瓣中的一部分组成，该部分通过后模瓣中的互补部分适配或被适配在其中。
联锁装置的一个实例示于图3和3a中，它们说明了本发明优选模具的各种视图。参考图3a，该模具由两个互补模瓣组成；前模瓣102和后模瓣103、该前模瓣102限定出具有光学品质凹面110的中心曲线部分。凹面110具有沿其周边延伸的环状圆周形清楚限定的边缘111。如图3a所示，与后表面圆周边缘120相连的边缘111形成用于随后模塑的隐形眼镜的清楚限定且均匀的可塑半径分型线。典型的，边缘111具有约3～45微米或更小，优选约5～约30微米的曲率，并且限定该边缘的表面可以形成约75～约90°的角度。
参考图3a，在优选的实施方案中，与边缘111相连并且沿其朝向内配合面114向上弯曲延伸的是前模瓣联锁表面112。在凹面110对称轴的平面法线之上，或垂直于该对称轴上，联锁表面112从边缘111以约15～约75°的角度延伸，优选为约60°。该内配合面114与联锁表面112相连并且从该联锁表面112以辐射状向外部延伸。类似的，后模瓣103具有从圆周边缘120向上向外延伸的后模瓣联锁表面117。在本发明模具的所有实施方案中，前后模瓣的联锁表面是形状互补的，因此表面能够可靠地安装在一起，从而减少或防止了模瓣的左右位移。另外，在将镜片材料放置在前模瓣上之后，该联锁装置允许方便地放置后模瓣。
参考图2、2a、3和3a，所示的前模瓣102具有与凹面110间隔平行设置的凸面113，以及与内配合面114在整体构型上基本同一平面的环形法兰106，该法兰在平面法线上，或垂直于凹面110的对称轴，由表面110和113以辐射状向外延伸。该前模瓣联锁装置112与内配合面114相连，其表面与同一平面上的环形法兰106相连。该后模瓣联锁装置117与外配合面118相连。表面上为锥形的壁119与外配合面118相连并由其向上延伸。
如图3和3a所示，在模具优选的实施方案中，使凸面109和后圆周边缘120之间接点的形状形成圆角，或凹接点。圆角116的曲率半径优选为约10μm至约250μm，更优选为约30μm至约100μm。凸面109、圆角116和后圆周边缘120限定出了在模腔101内铸塑镜片的后表面边缘形状。对于用本发明的此种优选模具形成的镜片，如图3所示，除了无接缝外，所生产的镜片边缘将具有含边缘圆角和边缘平面的后表面。该镜片边缘的形状可提供镜片配戴者与镜片之间的平滑接触，并可避免碰撞结膜。此外，该形状允许眼泪通过毛细作用从镜片下流出。最后，该边缘形状提供受控的眼上移动，因为圆角的曲率半径越大，边缘平面就将会离开镜片配戴者的结膜越远。
参考图3a，从后表面圆周边缘120呈辐射状向外延伸的是联锁表面117，它基本上为球面并具有约100～约300μm的曲率半径，优选为约125μm。联锁表面117从边缘120以约15～约75°，优选约60°向外延伸，并与内配合面118相连。除了通过表面112提供适配于其中或被适配于其中的互补表面外，表面117允许在前后镜片边缘接点远离配戴者结膜的铸塑镜片边缘上形成边缘平面。表面117与后表面圆周边缘120之间为360°接触，并在镜片固化过程中向后或前模瓣施加压力，以确保该360°接触，并使前模瓣和后模瓣之间的倾斜或不平行最小化。
如图3，3a，4和4a所示，后模瓣103具有间隔的表面109和115，并且基本上在同一平面上的环形法兰105在凸面109轴线的平面法线方向呈辐射状向外延伸。前模瓣102的凹面110具有在模具中铸塑的未膨胀镜片的前曲线的尺寸，并足够的光滑，以使形成的隐形眼镜表面具有可接受的光学品质。后模瓣103与具有光学品质的凸面109和通常平行的凹面115限定出中心曲线部分。凸面109具有铸塑镜片未膨胀后表面曲线的尺寸，并且足够的光滑，以使形成的镜片表面具有可接受的光学品质。前模瓣102的凸面113和后模瓣103的凹面115无需具有适于形成光学品质表面的表面。本发明模瓣中的一个或两者由包括模具tabs来构成，如US5540410所示。
本领域中的熟练人员可知，在本发明的模具中使用的联锁装置和表面可以具有任何结构。在图5～8中说明了用于联锁装置的结构和联锁表面的可替代典型结构。所选择的结构将依赖于所使用的前模瓣和后模瓣的尺寸。
在图5中，示出了三个基本上连续的平面131、132和133，它们分别向上、呈辐射状向外和向下延伸，与后表面圆周边缘120成约120°～约165°角。从前表面边缘111延伸的是表面134、135和136，它们分别与表面131、132和133成互补的形状，因此这些表面可靠地安装在一起。
在图6中说明了联锁装置可替代的实施方案，其中第二后联锁表面137与联锁表面117相邻，并且第二前联锁表面138与联锁表面112相邻。表面137优选为球面形状，并具有约小于或大于或优选为等于表面138的曲率半径。图7和8还说明了本发明的另一种可替代的联锁装置。
本发明的模具可用于生产隐形眼镜，该隐形眼镜是通过可聚合组合物的聚合制备的。优选的，用本发明的模具生产的隐形眼镜是非水合的镜片，它可通过用任何公知的方法使镜片水合或膨胀以适于配戴。前模瓣102和后模瓣103可以由任何适当的材料形成，包括但不限于玻璃或热塑性聚合物。优选的，模具用对紫外线足够透明的材料制成，以便允许射线穿过从而促进隐形眼镜材料，优选为软质隐形眼镜材料的聚合反应。用于形成本发明模瓣的优选热塑性材料为聚苯乙烯和聚丙烯。每个模瓣可由与另一模瓣相同或不同的材料制成。模瓣的生产可以通过任何合适的方法完成，但是优选按照US5540410所述的进行。
在本发明的模具中，更优选的是，用于形成后模瓣103的材料为比前模瓣102更坚硬，或更不易压缩的材料。一旦给出了本发明的模瓣结构，当向模具施加压力时，使用较软的前模瓣材料可使后表面圆周边缘120碰撞前表面圆周边缘111或使之变平。这样可以在前后模瓣的分型线处，从模腔101中除去过剩的镜片材料。作为替代，使用比前模瓣软的后模瓣可导致前表面圆周边缘111碰撞到后边缘120上。
在所有实施方案中，前模瓣和后模瓣设计为可允许快速传热，并具有足以承受在脱模过程中用于分离模瓣的撬力的刚度。本发明的模具可在任何生产隐形眼镜的方法中应用。但是优选使用US5540410中描述的方法。通常，在优选的方法中，将一定量的可聚合组合物优选通过注射置于前模瓣102的凹面110上。将具有与前模瓣102的凹面110相面对的凸面109的后模瓣103置于可聚合组合物上。优选的，所用可聚合组合物的体积大于模腔101的体积。因此，将后模瓣103置于前模瓣102上将导致过剩的材料流入模瓣法兰之间的区域121中。凸面109优选不如凹面110宽，以易于定中心。
一旦将模瓣103置于前模瓣102上，模瓣优选用约1～5磅的力压在一起。该力可沿图3中箭头所示方向施加到法兰105和106中之一或两者上。该力可用任何合适的装置施加，包括但不限于使用气压、机械装置如弹簧，或其组合来施加。在一个实施方案中，使用扁平状的沉积喷嘴以跨越法兰放置，或使用锥形与扁平状相结合的喷嘴以部分置于模瓣102和103中。该力在可聚合组合物的聚合反应过程中保持不变。
可聚合组合物优选通过暴露于紫外线辐射中进行聚合。聚合反应完成后，拆卸分别由前后模瓣102和103制成的模具，并且对铸塑的镜片进行额外的处理。