专利名称：制造隐形眼镜的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造隐形眼镜、特别是硅氧烷水凝胶隐形眼镜的改进的方法。
背景技术：
硅氧烷水凝胶隐形眼镜可通过包括一次性模具的常规全模法来大量、经济地制 造，在W0-A-87/04390、EP-A-0367513或US5，894, 002中公开了所述全模法的示例。在常规的全模法中，一般将预定量的可聚合或可交联材料引入包括阴(凹形)半 模和阳(凸形)半模的一次性模具中。阴半模和阳半模相互配合形成具有隐形眼镜所需的 几何形状的模腔。通常，使用过量的可聚合或可交联材料，使得当阴半模和阳半模闭合时， 过量的材料排出到与模腔相邻的溢流区。通过光化学辐射(例如UV照射、电离辐射、微波 照射)或通过加热，使模具内保留的可聚合或可交联的材料聚合或交联。模腔内的起始材 料固化形成透镜，而溢流区内过量的材料部分或完全固化而形成飞边。固化之后，将模具分 开为阳半模和阴半模，其中形成的透镜粘附在阳半模或阴半模上。模分离之后，利用有机溶剂如异丙醇(IPA)来提取相应半模(阳半模或阴半模) 上的透镜。这么做是因为，由于透镜和半模之间较强的粘附力，很难从半模上取下透镜、尤 其是硅氧烷水凝胶透镜。据信，该较强的粘附力是由于这样制造的硅氧烷水凝胶透镜的表 面的自粘性。如果强行从半模上取下透镜，则透镜会自粘附(卷曲)，并且可能难以进行进 一步的透镜处理和/或透镜会被损坏。提取之后，使依然位于半模上的透镜在水中保持平衡，然后从半模上取下透镜。但 是，透镜仍可能粘附在模具表面上。因此，在现有技术已知的方法(例如W0-A-98/07554) 中，使用溶剂混合物来使透镜(与模具)分离(或移位)。取下的透镜可进一步受到其他处 理，例如等离子处理、水合、灭菌等。通常，透镜的提取和平衡成批地进行。但是，每个透镜与一个半模相联有一些缺 点。首先，半模在提取或平衡容器中占据了宝贵的空间，因此降低了每个容器中可进行的提 取能力。第二，透镜飞边会部分或完全溶解于提取浴中。透镜飞边的任何溶解会潜在地降 低提取效率。第三，即使在提取和平衡之后，透镜飞边可能仍然连在透镜上。任何上面粘有 飞边的透镜将是不合格的，从而降低了生产率。因此需要一种可靠地从粘附有透镜的半模上取下透镜的方法。现有技术已知的方法(例如W0-A-93/04834和W0-A-2006/094771)使新固化的模 具和透镜接触(有或没有表面活性剂的)热水，以使透镜分离或移位。但是，热水(以及表 面活性剂)影响了常规的夹持装置把模具运送到热水源并把模具从热水源运走的能力。因此，有益的是，提供一种可靠地将各个半模和透镜运送到热水分离工艺过程以 及从热水分离工艺过程运走半模和透镜的改进的方法和系统。
发明内容
一方面，本发明提供了一种制造隐形眼镜的方法。该方法包括以下步骤提供包括 具有第一造型面的阳半模和具有第二造型面的阴半模的模具，其中，阳半模和阴半模构造 用于彼此接纳，使得当模具闭合时在第一和第二造型面之间形成模腔；将特定量的硅氧烷 水凝胶透镜形成材料分配到阳半模和阴半模的其中之一中；使阳半模和阴半模配合，以闭 合模具；固化两个半模之间的硅氧烷水凝胶透镜形成材料，由此形成模制的硅氧烷水凝胶 隐形眼镜；将模具分开成为阳半模和阴半模，其中硅氧烷水凝胶隐形眼镜粘附在阳半模和 阴半模的其中之一上；将模具运送到热水源；将模具放进热水源中，从而降低透镜和透镜 粘附的半模之间的粘附力；从透镜粘附的半模上取下透镜，并将透镜放入托盘中以待进一 步加工。优选地通过伺服机构组件来执行对模具的运送，所述伺服机构包括至少一个注射 器和至少一个真空缸，其中所述真空缸与所述注射器流体连接，并可伸出以通过所述注射 器产生真空力。本发明对现有技术(例如真空喷射器和泵)进行了改进，这是因为注射器 (产生的)真空能够处理带有水和/或潮气的真空应用，而现有的真空喷射器和泵随着时间 的推移通常会积聚水，并最终停止操作。另外，因为不用持续地供应真空喷射器和泵所需要 的气或电，所以本发明降低了操作成本。因为可以以比真空喷射器和泵显著地低的成本容 易地获得各种型号的塑料注射器和缸，所以本发明的简单且精巧的设计还降低了设备的成 本和复杂性。尽管在优选实施例中描述的本发明可以在潮湿环境中处理重量轻的隐形眼镜的 聚丙烯模具，但是所述装置能够适用于包括通常用真空喷射器和泵解决的其他真空应用。 另外，这个装置可以处理存在液体的非常规的真空应用，在存在液体的情况下，常规的真空 系统会失效。
图1是本发明的伺服机构组件的正视图；图2是图1的伺服机构组件与浸泡容器和提取托盘结合的侧视图；图3是图1的伺服机构的正视图，其中臂端工具(E0AT)伸出。
具体实施例方式除非另外限定，这里所使用的所有科技术语都具有本发明所属技术领域的技术人 员通常理解的含义。总的来说，这里所使用的术语和实验步骤都是本领域非常熟悉和普遍 采用的。对于这些步骤采用常规的方法，例如在本领域和各种普通参考书中提供的方法。这 里以单数形式出现的术语，本发明也考虑该术语的复数形式。“水凝胶”指的是当其完全水合时，可吸收至少10重量％的水的聚合物材料。通常， 水凝胶材料是在存在或不存在另外的单体和/或大分子单体的条件下，通过至少一种亲水 性单体聚合或共聚而得到。“硅氧烷水凝胶”指的是通过包含至少一种含硅氧烷的单体或至少一种含硅氧烷 的大分子的可聚合组合物的共聚而得到的水凝胶。
“单体”指的是低分子量化合物，该化合物包含一种或多种可交联基团，并且可以 以光化学或热或化学的方式交联和/或聚合，以获得交联和/或聚合的聚合物。这里结合 可聚合的组合物或材料的固化或聚合所使用的“光化学”是指固化(例如交联和/或聚合) 通过光化学照射进行，例如通过UV照射、电离辐射(例如、射线或X-射线照射)、微波照 射等。热固化或光化学固化的方法对于本领域技术人员来说是公知的。“大分子单体”指的是包含能够进行进一步聚合/交联反应的官能团的中等和高分 子量的化合物或聚合物。中等和高分子量通常是指平均分子量大于700道尔顿(Dalton)。 优选地，大分子单体含有烯键式不饱和基团，并且可以通过光化学或热的方式来聚合。“聚合物”是指通过聚合/交联一种或多种单体、大分子单体和/或低聚体而形成 的材料。除非另有说明或试验条件指出是其它含义，这里所使用的聚合物材料(包括单体 材料或大分子单体材料)的“分子量”指的是数均分子量。“透镜形成材料”指的是可以通过热或光化学或化学的方式固化(即聚合和/或 交联)以获得交联的聚合物的可聚合组合物。透镜形成材料对于本领域技术人员来说是公 知的。根据本发明，透镜形成材料包含至少一种含硅氧烷的单体或大分子单体，或者可以具 有任何用来制造软隐形眼镜的透镜配方。示例性的透镜配方包括但不局限于lotrafilcon A、lotrafilcon B、etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、polymacon、acquafilcon A、 balafilcon, senofilcon A等的配方。透镜形成材料还可以包括其他组分，如引发剂(例 如光引发剂或热引发剂)、可见性着色剂、UV阻挡剂、光敏剂等。优选地，本发明中使用的硅 氧烷水凝胶透镜形成材料包括含硅氧烷的大分子单体。因此，本发明总体涉及一种利用真空力将模具和透镜运送到热水分离工艺过程以 及从热水分离工艺过程运走模具和透镜的方法。一方面，本发明提供一种制造隐形眼镜的方法，包括以下步骤a)提供包括具有第一造型面的阳半模和具有第二造型面的阴半模的模具，其中， 阳半模和阴半模构造用于彼此接纳，使得当模具闭合时在第一和第二造型面之间形成模 腔；b)将特定量的硅氧烷水凝胶透镜形成材料分配到阳半模和阴半模的其中之一 中；c)使阳半模和阴半模配合，以闭合模具；d)固化两个半模之间的硅氧烷水凝胶透镜形成材料，由此形成模制的硅氧烷水凝 胶隐形眼镜；e)将模具分开成为阳半模和阴半模，其中硅氧烷水凝胶隐形眼镜粘附在阳半模和 阴半模的其中之一上；f)利用真空系统把半模运送到容纳有温度高于60°C的水的贮水器中，以及从贮 水器中运走半模。真空系统优选地包括至少一个注射器20 ；和至少一个真空缸30，其中所述真空缸 与所述注射器20流体连接，并可伸出以通过所述注射器20产生真空力。在更优选的实施 例中，真空系统还包括至少一个设计用于测量所述真空力的真空开关150 ；至少一个连接 到拾取和安放头50的z轴缸40 ；以及至少一个连接到臂端工具60的拾取和安放头50。
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热水优选地具有高于70°C的温度、更优选地是高于80°C，最优选为90-100°C。另一方面，本发明涉及运送半模的真空系统，包括至少一个注射器20 ；至少一个 真空缸30，其中，所述真空缸与所述注射器20流体连接，并可伸出以通过所述注射器20产 生真空力；至少一个连接到拾取和安放头50的z轴缸40 ；以及至少一个连接到臂端工具60 的拾取和安放头50。优选地，半模从提取托盘100上的井孔中移到热水源120，并返回所述提取托盘 100中。热水源优选地是热水浸泡容器120。所述臂端工具60接触半模，并通过真空力将 半模移送到所述热水浸泡容器120，以及从所述热水浸泡容器120移走半模。在更优选的实施例中，所述系统还包括适于将液体分配到提取托盘100上的井孔 中的分配阀160。本发明的另一方面在于，所述方法和系统适于在湿气很重或潮湿的环境中使用。对于本领域普通技术人员来说，制造用于注塑成型隐形眼镜的模具段的方法是公 知的。本发明的方法并不局限于任何特定的形成模具的方法。事实上，任何形成模具的方法 都能够用在本发明中。但是，为了说明目的，下面的讨论作为形成模具的一个实施例提供。通常，模具包括至少两个模具段(或部分)或半模，即阳半模和阴半模。阳半模 限定出限定透镜的后(凹)表面的第一造型(或光学)面，第二半模限定出限定透镜的前 (凸)表面的第二造型(或光学)面。第一和第二半模构造用于彼此接纳，使得在第一造型 面和第二造型面之间形成透镜形成模腔。半模的造型面是模具的模腔形成表面，并与透镜 形成材料直接接触。能够通过各种技术例如喷射造型法来形成第一和第二半模。这些半模段以后能接 合在一起，以便在它们之间形成模腔。随后，能使用各种加工技术，例如光化学固化或热固 化，在模具段的模腔内形成隐形眼镜。在US4，444，711、US 4, 460, 534,US 5，843，346和US 5，894，002中公开了用于形成半模的合适的工艺过程的例子。几乎所有本领域已知的用来制造模具的材料都可以用于制造生产隐形眼镜所 用的模具。例如，可以使用聚合物材料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，也可用其他允许UV光透过的材料，例如石英玻璃。优选地，将阴半模和阳半模的其中之一在使用之前进行表面处理，例如，电晕处理 或等离子处理等，以使当打开模具时模制的隐形眼镜优先粘附到一个特定的半模上。例如 在US 5，894，002中描述了这种预处理。通常通过分配装置将特定量的硅氧烷水凝胶透镜形成材料分配到阴半模中，然后 盖上阳半模，闭合模具。特定量限定为足以在模具模腔中完全形成透镜。当模具闭合时，任 何过量的未聚合的透镜形成材料被挤入设置在阴半模或阳半模上的溢流区。随后，容纳可聚合的透镜形成材料的闭合的模具被固化。本领域技术人员非常熟 悉如何固化透镜形成材料。例如，透镜形成材料至少在透镜形成模腔的区域受到光化学辐 射(例如UV照射)或受到热处理(例如在加热室中加热)，以形成透镜。对于光化学固化， 至少其中一个半模至少在造型面的区域可透射光化学辐射(例如UV光)。因此，至少透镜 形成模腔里的可聚合的透镜形成材料发生聚合。溢流区中的可聚合的透镜形成材料也可能 发生聚合。这是有利的，因为当模具打开时，过多的已聚合透镜形成材料保持在阴半模的溢 流区中，而粘附在阳半模上的隐形眼镜能够被取下，并与阳半模一起被进一步加工。
随后，打开模具，并分开成阳半模和阴半模，其中模制的透镜粘附在阳半模和阴半 模的其中之一上。在优选的方法中，如美国公布的专利申请2006-0202368中所描述的一样，模具分 开后，将热水分配到透镜上和/或分配到透镜粘附的半模中，并且允许热水渗透进入透镜 和透镜粘附的半模之间的界面，以降低透镜和透镜粘附的半模之间的粘附力。在另一优选的方法中，将模具运送到热水源，并使模具浸入或接触热水。因为水的温度高于60 °C，优选地高于70°C、更优选地是高于80°C，最优选为 90-100°C，所以用于取出模具的常规的运送方法，例如(采用)三爪机械夹持器或钳式夹持 器移动模具(的方法)可能会失败。根据本发明，可以利用真空系统将模具运送到热水源如热水浸泡容器，以及从该 热水源运走模具。根据本发明的示例性真空系统可以包括与机械致动器联接以产生并保持真空的 塑料注射器。在本发明的一个实施例中，机械致动器可以是缸，优选地是与所述注射器流体 连接的真空缸。在图1、图2和图3中示出了本发明的组件。图1描绘了伺服机构组件10。组件10可以包括注射器20、真空缸30、z轴缸40、 拾取和安放头50、以及臂端工具(E0AT)60。图2示出了与其他部件安放在一起的组件10。 组件10优选地可以置于提取托盘100和/或浸泡容器120的上方，并适于在提取托盘100 和浸泡容器120之间移动。提取托盘100容纳半模110并可以包括用于前部弯曲模具或基 部弯曲模具的井孔。再次参考图2，更具体地，在固化后但在接触热水前，组件10置于提取托盘100上 方。在这个动作之前，半模110优选地位于特定位置上的提取托盘100中，使得臂端工具 (E0AT)60可以适当地定位在半模110上方。在本发明的一个实施例中，可以通过使用一个 或多个托盘止挡件130来确保适当定位。接下来，z轴缸40降低组件10的拾取和安放头 50，使得臂端工具(E0AT)60与半模110接触。一旦接触上，真空缸30优选地伸出，以通过 注射器20产生真空力，从而通过E0AT 60捕获到模具110。然后，控制拾取和安放头50的 z轴缸40优选地缩回，其中半模110现在保持原样。一旦伺服机构组件10与半模110定位在浸泡容器120上方，z轴缸40使半模110 下降到浸泡容器120中一定时间。在本发明的一个实施例中，半模110可以浸泡在容器中 2-5秒。在另一个实施例中，半模110可以浸泡3秒。在本发明的一个实施例中，浸泡容器 的水位和温度可以由将水温保持在预定的设定值的再循环热水浴(未示出)来控制。在这 个实施例中，热水浴可以自动监测整个系统的水位，并且在需要时自动地重新注入水。模具 在水浴中一定时间后，z轴缸40优选地将半模110从浸泡容器120中提起，并且伺服机构 组件10将它们运回提取托盘100中它们初始的位置。参考图3，在模具110被E0AT 60捕获后，z轴缸40优选地将半模110降回到适当 位置，并将半模110释放到提取托盘100中。在本发明的某些实施例中，特别是当使用基部弯曲半模时，图3中示出的分配阀 160会在拾取和安放头50处于下降位置时在提取托盘100上的各个井孔中存放少量的水。 这个措施在随后的透镜进行分离操作时保持透镜与水结合。前部弯曲模具并不需要这一额
7外步骤，因为半模作为杯子容纳了一定量的水来接触浸泡过程之后的透镜。在本发明的一个实施例中，可以利用测量产生的真空度的真空开关150来检查零 件的存在。如果真空度足够了，则表示零件拾取是成功的，伺服机构组件移至浸泡容器120。 浸泡操作后可以再用真空开关150来检查零件的存在，以确保半模110仍然被E0AT 60捕 获。具体地，零件(半模)的存在可以通过用真空开关150 (在图3中示出)测量产生的真 空度来检查。如果真空度不够，z轴缸40降低拾取和安放头50，通过缩回真空缸30来释放 真空(从而释放半模110)，并且z轴缸40缩回。可以暂停操作，直到操作者可以确定并纠 正问题。在图2和图3中，所描述的整个系统靠置在底板140上。根据本发明，从半模上取下之后，将透镜放在托盘中用于进一步加工，例如，提取、 水合、表面处理、杀菌等。这里使用的托盘用于描述一种可保持多个隐形眼镜并用在透镜加 工中的装置。优选的托盘是美国公布的专利申请No. 2003-0024829中描述的托盘。应理解，本发明的方法可手动进行或在计算机控制下自动进行。本领域技术人员 知道如何自动操作本发明的方法。
权利要求
一种用于运送半模的真空系统，包括至少一个注射器(20)；至少一个真空缸(30)，其中所述真空缸与所述注射器(20)流体连接，并可伸出以通过所述注射器(20)产生真空力；至少一个连接到拾取和安放头(50)的z轴缸(40)；以及至少一个连接到臂端工具(60)的拾取和安放头(50)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半模从提取托盘(100)上的井孔运送到 热水源(120)，以及从热水源(120)运回到所述提取托盘(100)。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括适于测量所产生的真空力的 真空开关(150)。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述臂端工具(60)接触半模，并通过真空力 将半模移动到热水浸泡容器(120)以及从热水浸泡容器(120)移走半模。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括适于将流体分配到提取托盘 (100)上的井孔中的分配阀(160)。
6.如上述权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统适于在湿气很重 或潮湿的环境中使用。
全文摘要
本发明涉及一种制造隐形眼镜、特别是硅氧烷水凝胶隐形眼镜的改进的方法。所述改进包括使用真空力把透镜和模具(110)运送到热水分离工艺过程以及从热水分离工艺过程运走模具和透镜，所述改进还包括相应的真空系统。
文档编号B29D11/00GK101856848SQ20101019281
公开日2010年10月13日 申请日期2006年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者T·A·鲁塞尔 申请人:诺瓦提斯公司