專利名稱：拋光光學(xué)和非光學(xué)工具以改進模內(nèi)流動性的制作方法
拋光光學(xué)和非光學(xué)工具以改進模內(nèi)流動性 本發(fā)明涉及隱形眼鏡。特別地，本發(fā)明涉及通過拋光用于制造隱形眼
鏡模具的光學(xué)和非光學(xué)工具來改進;f莫內(nèi)流動性的方法。
隱形眼鏡廣泛用于校正許多不同類型的視覺缺陷.這些包括如近視和 遠(yuǎn)視、散光和通常與變老相關(guān)的i^巨離視覺缺陷(老花眼)之類的缺陷。
在傳統(tǒng)模制法中，通常將預(yù)定量的可聚合或可交聯(lián)材料(預(yù)聚物)引 入包含陰半模(凹模)和陽半模(凸模)的一次性模具中。陰半模和陽半 模互相協(xié)作以形成具有隱形眼鏡所需的幾何結(jié)構(gòu)的模腔。通常，使用過量 的可聚合或可交聯(lián)材料，這樣，在關(guān)閉陽半模和陰半模時，多余材料被推 出，it^與模腔相鄰的溢流區(qū)中。留在模具內(nèi)的可聚合或可交聯(lián)材料借助 光化輻射(例如紫外線輻射、電離輻射、微波輻射)或借助加熱而聚合或 交聯(lián)。模腔內(nèi)的原材料固化形成透鏡，同時溢流區(qū)中的過量材料部分或完 全固化形成溢料。在固化后，將模具分成陽半模和陰半模，成型的透鏡粘 附在陽半?；蜿幇肽Ｉ稀?br> 使用工具或"母模"制造上述方法中所用的模具。制造一個半模需要
兩個工具；因此，制造一個完整模具需要四個工具。光學(xué)工具可以由任何 光學(xué)可接受的儲料(其優(yōu)選為桿狀)形成。通常將儲料切割并粗制成工具 的大致形狀。然后將該工具車削成更精確的規(guī)格。然后可將用于制造與隱 形眼鏡預(yù)聚物接觸的半模部分的兩個工具(正面工具)拋光，以除去任何 車削痕跡。拋光正面工具而不拋光背面工具導(dǎo)致模具材料在頂面和底面上 受到不同摩擦系數(shù)的影響(界面層效應(yīng))，這造成不均勻的流動前沿。本 發(fā)明試圖校正現(xiàn)有技術(shù)的這些不足。
為了實現(xiàn)前述內(nèi)容，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了制造眼鏡模具的
方法，包括拋光光學(xué)工具的第一面，其中光學(xué)工具的該第一面產(chǎn)生;f莫具 與預(yù)聚物接觸的部分；拋光光學(xué)工具的第二面，其中光學(xué)工具的該第二面 不產(chǎn)生模具與預(yù)聚物接觸的部分。根據(jù)本發(fā)明，拋光第二面通過降低了邊 界層效應(yīng)，即產(chǎn)生了更均勻的流動前沿，降低了所得透鏡中的柱面變形。 在本發(fā)明的一個實施方案中，可以使用金剛石化合物糊、拋光墊和/或磁共 振實現(xiàn)拋光。
根據(jù)下列優(yōu)選實施方案的描述以及附圖，本發(fā)明的這些和其它方面變 得顯而易見。
附圖簡述
圖l是顯示拋光和未拋光工具的所得柱面的圖。
除非另行指明，本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng) 域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。 一般而言，本文所用的術(shù)語和制 造程序是z^知的和本領(lǐng)域中常用的。對這些程序^f吏用傳統(tǒng)方法，例如本領(lǐng) 域中和各種一般參考文獻中提供的那些。在術(shù)語以單數(shù)形式提供時，本發(fā)
明人也意在包括該術(shù)語的復(fù)數(shù)形式。
本發(fā)明涉及用于制造雙面模制法(DSM法)中使用的模具的光學(xué)工具 以及非光學(xué)工具的拋光方法。如上所述，需要兩個光學(xué)工具(有時稱作"母 模，，)制造DSM法中所用的一個半模。這些光學(xué)工具可以經(jīng)由在達到規(guī) 格之前的一系列才幾械操作加工而產(chǎn)生。這些機械加工操作可以包括銑削、 車削和可能的拋光。
通常只拋光一個工具，該工具是光學(xué)表面。拋光正面工具而不拋光背 面工具導(dǎo)致模具材料在頂面和底面上具有不同摩擦系數(shù)，這造成不均勻的 流動前沿。這種不均勻的流動前沿造成模具翹曲、不同空腔中的半徑變化 和大量的柱面變形。另外，常見的透鏡模具材料聚丙烯的物理/分子性質(zhì)使 得在模內(nèi)流動方向上發(fā)生收縮。這類收縮造成模具中的柱面變形，這在由 該模具制成的透鏡中產(chǎn)生柱面。
首先通過任何方法制造光學(xué)工具，包括但不限于合適材料的金剛石單 刃車削。通常，可以使用受控波玟金剛石切削刀具將光學(xué)工具成型，其中 同一刀具用于多達兩次的最終切削。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到，受控 波紋刀具是無論在該刀具的切削部位上的哪個點進行切削，在該點的半徑 都是工具制造者限定的半徑，在容許偏差內(nèi)只有極小的局部偏差。這種刀
具使得最終部件切削極其精確。該刀具刀尖半徑可以為大約100至500微米。
可以通過任何方便的方法實現(xiàn)本發(fā)明的對光學(xué)工具拋光以提供光學(xué)上 嚴(yán)格的表面。優(yōu)選地，使用施加到布以及形狀與插件半徑匹配的夾具上的 重質(zhì)碳金剛石拋光化合物進行拋光。將插件和夾具^拋光劑中達適當(dāng)?shù)?時間，例如大約30秒至大約1分鐘，然后取出，并用合適的溶劑(例如醇) 擦拭，以除去拋光化合物。然后檢查光學(xué)工具并在必要時重復(fù)該工藝。最 后通過任何方便的方法(包括干涉儀或視覺系統(tǒng))檢查光學(xué)工具，以確保 半徑符合^:計皿。
用于拋光背面的車削或拋光才支術(shù)可以與正面所用的相同或不同。例如， 采用足以提供各車線或螺線之間的所需增量的直線進料速率(或金剛石刀 具在部件表面上運行的速率，單位是亳米/分鐘)與軸轉(zhuǎn)速(單位是轉(zhuǎn)數(shù)/
分鐘，rpm)的比率。為了獲得以l微米為間隔的車線，使用5毫米/分鐘 直線進料和5,000 rpm， 10毫米/分鐘直線進料和IO，OOO rpm，或提供1/1000 的比率的任何數(shù)字。為了獲得間隔小于300納米的車線，要使用的適當(dāng)比 率是3/10000，或2.4亳米/分鐘的直線iW和8000 rpm的軸轉(zhuǎn)速。也可以 使用金剛石拋光糊。在另一實施方案中，可以使用其它類型的拋光，例如 使用可編程拋光機或磁共振。
在本發(fā)明的一個實施方案中，對兩個成對的工具(光學(xué)和非光學(xué)表面) 均拋光，從而產(chǎn)生更均勻的流動，并由此降低柱面變形。降低柱面變形在 非對稱模具和透鏡(例如用棱鏡壓載或類似設(shè)計形成的透鏡和/或模具)中 特別重要。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選將光學(xué)工具的光學(xué)上嚴(yán)格的表面以及背面或 非光學(xué)表面拋光，以降低柱面變形。
圖l顯示了拋光非光學(xué)工具對柱面的影響。通過用Nikon Z120 (精密 CNC視覺/激光3D測量系統(tǒng))、干涉儀或任何其它半徑測量設(shè)備測量在0 度模具取向以及在流動方向90度下的模具半徑，測定柱面變形。
參看

圖1,該圖的x軸代表工具的重復(fù)和位置。y軸代表柱面，以微米 為單位。條A、 B、 E和F是來自經(jīng)過拋光的工具的繪制結(jié)果，而條C和 D代表未拋光的工具。如該圖所示，對于非對稱模具和球形模具，非光學(xué) 表面的拋光產(chǎn)生了低于30微米的柱面變形。
本發(fā)明可用于任何模制品或材料。示例性模具品材料包括但不限于聚 丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC) 、 Zenor類聚合物、黃玉或聚對苯二甲酸乙 二酯(PET)。優(yōu)選的模具品材料是聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)和聚 對苯二曱酸乙二酯(PET)。最優(yōu)選的模具品材料是聚丙烯(PP)。
權(quán)利要求
1. 制造眼鏡模具的方法，包括:拋光光學(xué)工具的第一面，其中光學(xué)工具的所述第一面產(chǎn)生模具與預(yù)聚物接觸的部分；和拋光光學(xué)工具的第二面，其中光學(xué)工具的所述第二面不產(chǎn)生模具與預(yù)聚物接觸的部分。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中對所述第二面拋光降低了所得透鏡中的柱 面變形。
3. 權(quán)利要求l的方法，其中對所述第二面拋光降低了邊界層效應(yīng)。
4. 權(quán)利要求l的方法，其中所述拋光通過下列的一種或多種實現(xiàn)使 用金剛石化合物糊和使用拋光墊。
5. 權(quán)利要求l的方法，其中所迷拋光使用磁共振實現(xiàn)。
6. 制造眼鏡才莫具的方法，包括 銑削桿狀材料以制造一個或多個粗制光學(xué)工具； 車削所述光學(xué)工具，其中各個光學(xué)工具具有至少兩面； 拋光光學(xué)工具的笫一面，其中光學(xué)工具的所述第一面產(chǎn)生模具與預(yù)聚物接觸的部分；和拋光光學(xué)工具的第二面，其中光學(xué)工具的所述第二面不產(chǎn)生模具與預(yù) 聚物接觸的部分。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中對所述第二面拋光降低了所得透鏡中的柱 面變形。
8. 權(quán)利要求6的方法，其中對所述第二面拋光降低了邊界層效應(yīng)。
9. 權(quán)利要求6的方法，其中所述拋光通過下列的一種或多種實現(xiàn)使 用金剛石化合物糊和4吏用拋光墊。
10. 權(quán)利要求6的方法，其中所述拋光使用磁共振實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及隱形眼鏡。特別地，本發(fā)明涉及通過拋光用于制造隱形眼鏡模具的光學(xué)和非光學(xué)工具來改進模內(nèi)流動性的方法。
文檔編號B29D11/00GK101378878SQ200780004182
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月1日
發(fā)明者D·A·霍尼亞, J·戈林斯基, S·肯迪格 申請人:諾瓦提斯公司