用于制造眼科镜片的方法及设备与流程

本发明涉及眼科镜片制造中的改善及有关眼科镜片制造的改善。更特定地说，本发明涉及用于将眼科镜片(特定地说隐形眼镜)从镜片模具部分移除的方法及设备。

背景技术：

一种制造眼科镜片的方法是通过浇铸模制。在浇铸模制工艺中，将镜片前体材料引入到形成于镜片模具部分之间的镜片形腔中。镜片前体材料接着固化及/或聚合，由此形成眼科镜片。接着，需要将镜片从模具组合件移除。首先，将两个模具部分分离(被称作脱模)。通常，在脱模后，镜片保持与镜片模具部分中的一者接触，其通常至少部分归因于镜片及镜片模具的材料性质。因此，浇铸模制工艺中的下一步骤涉及将镜片从模具部分移除(被称作脱镜片)。

在制造工艺的此阶段处的镜片易破损，易受表面破损及撕裂，其使镜片不可用。此外，镜片的光学性能极大地取决于其形状。因此，脱模序列期间的镜片的任何伸展可能影响镜片的光学性能，且因此影响镜片矫正视力的能力。因此，为了有效，任何制造方法必须使镜片在从镜片模具部分移除期间的破损或变形的风险最小化。

除容易破损外，镜片可能极具弹性，即，镜片可能具有非常低的弹性模量。这在硅水凝胶隐形眼镜的情况中尤为如此，但还适用于其它眼科镜片。在高度弹性镜片的情况中，携载镜片的模具的变形可能简单导致镜片的变形，而非成功的脱镜片，这是因为镜片非以与更硬质镜片相同的方式支持其自然形状。因此，可能需要更彻底的变形来使镜片从模具脱离，由此增加镜片损坏或模具破裂的风险。

将镜片从模具部分移除的方法可被归类为机械方法及非机械方法。

一种将镜片从模具部分移除的已知非机械方法是将镜片及模具部分浸泡在液体溶液中，使得镜片从模具浮起。然而，一旦经水合或以其它方式用液体润胀，镜片即更难以处置，这使下游制造工艺复杂化。此类方法还由于镜片吸收必要数量的液体所需的时长而显著增加生产时间。

第7,811,483号美国专利描述用于通过使用气体使眼科镜片脱镜片的机械方法及系统。携载镜片的模具部分被径向压缩，且气体(例如空气)被朝向镜片引导。模具部分的径向压缩提供镜片与镜片的边缘附近的模具部分之间的空隙，其允许气体抬高镜片的边缘。然而，使模具从所述侧变形可能导致镜片不对称地从模具上掉落，导致下游制造工艺的困难及增大的破损风险。

第8,105,070号美国专利还揭示将气体喷流用于抬高由模具部分携载的镜片的边缘。此文件描述在第一方向上施加力到模具的外凸缘的直径相对部分，同时在第二、相反方向上施加力到模具的中心，使得模具从镜片的边缘剥离且可接着被气体喷流抬高。

第8,038,912号美国专利描述一种通过抵着模具的镜片侧表面定位圆形剪力环而使镜片脱镜片的方法。接着将柱塞抵压模具的后表面，使得模具被按压在剪力环与柱塞之间。柱塞的直径小于剪力环的直径，使得当柱塞压抵模具的背面时，模具的边缘从镜片剥离。

上述方法可用于将镜片从模具部分移除。然而，模具在有限半径内的严重变形(如在上述方法中要求)可能导致模具的断裂，由此污染镜片并且使其不可用。变形程度还增加缺陷在镜片表面上产生的风险。因此，提供将眼科镜片从模具部分移除的改善方法是有利的，其导致镜片因脱镜片过程所导致的损坏的不合格率较低。

技术实现要素：

在第一方面中，本发明提供一种将眼科镜片从携载眼科镜片的镜片模具部分移除的方法。所述方法包括使模具部分的区域往复移位，且由此导致眼科镜片的边缘部分变为从模具部分脱离。

本发明是基于下列实现，即眼科镜片的区域的重复往复运动可以比使用在一个方向上的单个移动所实现的低的模具变形水平提供模具的脱离，由此减小镜片缺陷及模具破裂的风险。

将眼科镜片从镜片模具部分移除的步骤可被称作脱镜片步骤。因此，脱镜片步骤可包括将给定眼科镜片从模具部分移除。

往复移位是重复的来回运动。移位可为线性的。往复移位包括多个循环(例如，至少2个、至少3个或至少5个循环)，每一循环包括在第一方向上的运动，其后是第二、相反方向上的运动。

在特定方面中，本发明涉及一种用于制造眼科镜片的方法，其包含在模具组合件中浇铸模制镜片。所述方法可包含提供镜片模具组合件的步骤，所述镜片模具组合件包含通过两个或两个以上镜片模具部分形成的镜片形腔。所述方法可包括在镜片形腔中提供镜片前体材料。可将模具部分耦合在一起。所述方法可包括固化镜片前体材料的步骤。替代地或此外，所述方法包括聚合镜片前体材料的步骤。因此，镜片可在镜片形腔中形成。所述方法可包括将镜片模具组合件分离为其组成镜片模具部分(脱模)的步骤。一旦模具组合件已被分离，即，在脱模步骤后，镜片由模具部分携载。

在模具组合件已被分离后，所述方法可包括将眼科镜片从携载镜片的镜片模具部分移除(脱镜片)的步骤，如本文中描述。在脱镜片后，镜片可经历其它处理步骤。举例来说，所述方法可包含水合或流体润胀步骤。水合或润胀步骤可在脱镜片步骤后执行。接着可检验、封装及消毒镜片，如所属领域的一般技术人员所了解。

固化及/或聚合镜片前体材料的步骤可包含将模具组合件暴露于紫外光。固化及/或聚合镜片前体材料的步骤可包含加热模具组合件。

模具区段可通过注射模制形成。模具区段可包括聚合材料。举例来说，模具区段可包括热塑性聚合材料，特定地说非晶聚合材料。模具区段可包括例如聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯组合物、环烯烃共聚物、丙烯酸及/或聚砜的材料。模具区段可包括半结晶树脂，例如缩醛、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二醚酮、其它聚烯烃及液晶聚合物。模具区段可包括聚乙烯-乙烯醇(evoh)，例如，注射模制evoh。

镜片是非水合及/或非流体润胀镜片类型。替代地，镜片可在水合及/或流体润胀前从模具部分移除。镜片在固化后可为非水合及/或非润胀的，直到其从模具部分移除。

镜片前体材料可为可聚合组合物。镜片前体材料可包括单体混合物。前体材料可包含含硅酮单体组分。

眼科镜片通常包括提供视力矫正的光学部分。所述光学部分可定位在镜片的中心。镜片可包括外围部分，所述外围部分径向定位在光学部分外。外围部分可环绕光学部分。外围部分可为环形的。

镜片模具组合件可由两个镜片模具部分形成。每一模具部分可包含镜片形区域。镜片形区域可包含表面，所述表面界定镜片的表面。每一模具部分可包含环绕镜片形区域的凸缘区域。模具部分中的一者可具有凸镜片形区域，所述凸镜片形区域界定镜片的后表面。此模具部分可被称作公模具部分。模具部分中的一者可具有凹镜片形区域，所述凹镜片形区域界定镜片的前表面。此模具部分可被称作母模具部分。模具部分可经配置使得当被放置在一起时，模具部分的镜片形区域形成镜片形腔。模具部分可经配置使得当被放置在一起时，经组装模具区段的凸缘的表面的一或多个区域彼此接触。

模具部分的镜片形区域可包含界定镜片的光学部分的光学表面。模具部分的此区域可被称作模具部分的光学区域。

模具部分可为“通用”模具部分。因此，单个模具部分在相对侧上可具有凸镜片形区域及凹镜片形区域两者，使得两个通用模具部分可被一起组装成模具。

镜片前体材料可被放置在第一模具部分的凹表面上。第二模具部分可被放置为与第一模具区段接触以形成镜片形腔，其中镜片前体材料容纳在所述镜片形腔中。

眼科镜片可为浇铸模制镜片。眼科镜片可为角膜嵌体。眼科镜片可为角膜覆盖物。眼科镜片可为人工晶体。眼科镜片可为隐形眼镜。

适用于本发明的隐形眼镜可为水凝胶镜片，例如，由硅酮水凝胶材料制成的镜片。镜片可为长戴型硅酮水凝胶隐形眼镜及/或日抛型硅酮水凝胶隐形眼镜。

往复移位的振幅可被定义为在循环中模具部分的区域在第一方向上移动的距离。第一循环中在第一方向上移动的距离未必等于第二、后续循环中在第一方向上移动的距离。即，往复移位的振幅可随循环而变化。振幅可为至少0.5mm，例如至少1.5mm。振幅可小于7mm。振幅可优选地为大约5mm。初始振幅可为1.5mm。最大振幅可为5mm。因此，往复移位的振幅可相对于时间而变化。将眼科镜片从镜片模具部分移除的方法可包括相对于时间改变往复移位的振幅。前一循环中在第一方向上移动的距离可小于后一循环中在第一方向上移动的距离。第一循环中在第一方向上移动的距离可小于第二循环中在第一方向上移动的距离。因此，移位的振幅可随时间而增大。已发现，在脱镜片期间逐渐增大往复移位的振幅减小模具部分断裂的风险。因此，本发明涉及其中后续循环中的往复移位的振幅可为在先前无较低振幅的移位循环的情况下立即施加到模具部分时将造成模具部分断裂的风险的程度的模具及设备。

在脱镜片步骤期间，往复移位的振幅可随时间从初始移位增大到最大移位。后一脱镜片步骤期间往复移位的振幅可相对于时间依振幅在前一步骤中变化的基本上相同方式变化。往复移位的振幅未必在脱镜片步骤中在每个循环间变化。举例来说，第一组循环可均具有第一振幅。第二组循环可均具有第二、不同、优选地较大振幅。在单个脱镜片步骤期间，第一组循环之后可跟随第二组循环。在单个脱镜片步骤中可能存在三个循环。在单个脱镜片步骤中可能存在超过三个循环。举例来说，在单个脱镜片步骤中可能存在四个、五个或六个循环。每一连续循环可具有较大振幅。

根据本发明的方面的模具部分的移位导致眼科镜片的边缘部分变为从模具部分脱离。移位及用于提供移位的设备可经布置，使得最大位移在其上固持眼科镜片的边缘的区域中施加到模具部分。举例来说，最大移位可被提供到模具部分上的环形环，所述环形环是在其上固持眼科镜片的区域中。移位可应用于与附接到镜片的模具部分相对的模具部分。举例来说，镜片可座落在上表面上，且移位可从下方施加。

吸力头可用于将镜片从模具部分移除。吸力头的部分可接触镜片。吸力头可连接到机器人臂。机器人臂可在三维空间中(即，在三个正交方向上)移动吸力头。因此，机器人臂可将附接到吸力头的镜片从第一位置移动到与第一位置间隔开的第二位置。

将眼科镜片从镜片模具部分移除的方法可包括与模具部分的往复运动同步移动吸力头。作为与模具部分的往复运动同步移动吸力头的结果，由模具部分携载的镜片持续暴露于吸力，从而使镜片脱落的风险最小化。与模具部分的往复运动同步移动吸力头可维持吸力头与镜片之间的基本上恒定距离，甚至在镜片在脱镜片期间往复移位时。

将眼科镜片从镜片模具部分移除的方法可包括将气体吹向眼科镜片的边缘部分。可将气体朝向镜片的外圆周上的单个位置引导。可将气体朝向镜片的外圆周上的部分引导。可将气体朝向绕镜片的边缘圆周间隔的多个位置引导。一旦边缘部分已被抬高，气体即可在经抬高边缘部分与模具部分之间渗入，由此促进镜片从模具分离。气体可为空气。可在模具部分的往复移位开始前，将气体吹向眼科镜片的边缘部分。在模具部分往复移位的同时，可将气体吹向眼科镜片的边缘部分。可将气体作为连续气流引导。可以脉动方式引导气体。举例来说，可以一系列短脉冲引导气体。

可在边缘部分已通过模具部分的往复移位而变得从模具部分脱离之前，将气体吹向眼科镜片的边缘部分。可在边缘部分已变得从模具部分脱离之后，将气体吹向眼科镜片的边缘部分。

根据本发明的第二方面，提供一种使用镜片模具部分制造眼科镜片的方法，其中所述方法包括根据本发明的第一方面将眼科镜片从镜片模具部分移除。

根据本发明的第三方面，提供一种用于将眼科镜片从镜片模具部分移除的设备。所述设备可包括：(i)平台，其用于保持镜片模具部分；及(ii)往复构件，其经布置以在通过平台保持镜片模具部分时，使镜片模具部分的区域往复移位。往复构件可在模具部分的与镜片相对的侧上接触模具部分。在往复移位期间，可维持往复构件与模具部分之间的接触。

往复构件可在第一方向上移动第一距离，且接着往复构件可在与第一方向相反的第二方向上移动第二距离。移动穿过第一距离，之后接着移动穿过第二距离，构成循环。循环数目、其计时、速度、振幅及其变化可如上文参考本发明的第一方面描述。

所述设备可包括用于将模具部分夹持在平台上的固定位置中的夹具。夹具可作用在模具部分的外圆周上。夹具可接触模具部分的凸缘部分。夹具可接触其上座落镜片的模具部分的相同侧上的凸缘。夹具可绕模具部分的圆周的所有或绝大部分接触凸缘部分。夹具可压缩模具部分的外圆周。

夹具可界定圆形孔隙。在使用中，圆形孔隙及模具部分可为同心的。在使用中，圆形孔隙及镜片可为同心的。夹具可包括板。夹具可为界定圆形孔隙的板。圆形孔隙的直径可小于模具部分的直径。圆形孔隙的直径可大于模具部分的光学区域的直径。

往复构件可包括端部，所述端部经布置以接触所保持的镜片模具部分以提供模具部分的区域的往复移动。往复构件可包括非平坦端部，所述非平坦端部经塑形以与模具部分互补。在平面图中观看时端部可为圆形的。端部可与往复构件单体形成。端部可为杯形的。端部可为凹的。端部可为凸的。端部的直径可小于圆形孔隙的直径。

往复构件可经布置，使得在使用中端部接触模具部分的中心。端部的直径可比模具的光学部分的直径大。

往复构件的端部及圆形孔隙可界定模具部分上的环孔。环孔可为径向定位在往复构件的端部外但在圆形孔隙内的模具的区域。环孔可在模具部分的光学部分外。

所述设备可进一步包括吸力头，其中吸力头经布置及配置，使得在使用中吸力头定位在模具部分的与往复构件相对的侧上，且基本上与所述往复构件同步移动。

吸力头可包括端面，所述端面包含至少一个真空口。端面可为凸的。在使用中，由至少一个真空口产生的负压可用于抵着端面固持镜片。吸力头可包括弹性接触元件。弹性接触元件可具弹性的。弹性接触元件可包含端面。弹性接触元件可由弹性体材料制成。弹性接触元件可由硅酮橡胶制成。吸力头是真空头。

所述设备可进一步包括机器人臂。吸力头可附接到机器人臂。机器人臂可经布置及配置以基本上与往复构件同步移动吸力头。

所述设备可进一步包括鼓风机，所述鼓风机经布置以朝向附接到模具部分的镜片的边缘吹气。

鼓风机可包括一或多个空气管道。鼓风机可经布置以与夹具一起移动。鼓风机可包含定位在夹具内的一或多个空气管道。鼓风机可包含附接到夹具的一或多个空气管道。鼓风机可包含定位在夹板内的一或多个空气管道。

平台可包括基本上平坦表面中的凹部。模具部分可座落在凹部内。

往复构件可穿过平台中的孔隙以接触模具部分。

所述设备可用于从母模具部分脱镜片。平台可包括基本上平坦表面内的凹入凹部。往复构件可穿过凹入凹部的中心中的孔隙以接触模具部分。

所述设备可包含用于控制往复构件的控制器。控制器可经布置及配置以针对每一脱镜片步骤，使往复构件移动经历预定数目的循环。控制器可经布置及配置以移动往复构件，直到控制信号指示镜片已从模具移除。

根据本发明的第四方面，提供一种脱镜片站，其包括根据本发明的第二方面的用于将眼科镜片从镜片模具部分移除的设备。

脱镜片站可定位为邻近传送器，所述传送器用于将模具部分传送到脱镜片站用于脱镜片。传送器可包括容纳凹部的基本上平坦表面。基本上平坦表面可容纳多个凹部。传送器可为线性的。传送器可包括转盘。转盘可旋转以将凹部放成与脱镜片站对准。转盘可旋转以将凹部放成与往复构件对准。转盘可旋转以将凹部放成与夹具对准。

根据本发明的第五方面，提供一种用于生产眼科镜片的制造线，其中制造线包括根据本发明的第三方面的脱镜片站。

制造线可包括脱镜片站上游的固化站。模具组合件内所容纳的镜片前体材料可在固化站处固化。

制造线可包括脱镜片站上游的脱模站。模具组合件可在脱模站处分离为其组成模具部分。在模具组合件在脱模站处分离后，可将镜片保持在凹模具部分中。镜片携载模具部分可定位在传送器中的凹部中用于脱模步骤。脱模站可定位为邻近传送器。可通过传送器在脱模站与脱镜片站之间运送镜片携载模具部分。

制造线可包括脱镜片站下游的水合站。镜片可在其已从模具移除后在水合站处水合。

制造线可包含水合站下游的封装站。经水合镜片可在封装站处封装。

参考本发明的一个方面描述的任何特征同等适用于本发明的任何其它方面，且反之亦然。

附图说明

现在将仅借助于实例，参考随附示意图描述本发明的各种实施例，其中：

图1是根据本发明的第一例示性实施例的用于将镜片从模具部分移除的设备的示意截面图；

图2是当定位在图1的设备中时携载镜片的模具部分的示意平面图；

图3是根据本发明的第二例示性实施例的脱镜片站；

图4是描绘根据本发明的第一例示性方法的用于制造浇铸模制镜片的工艺的流程图；及

图5是更详细展示根据图4中所示的工艺将镜片从模具部分移除的步骤的流程图。

具体实施方式

图1以截面展示由模具部分4携载的眼科镜片2。模具部分4具有凹镜片形区域6及外围凸缘8。眼科镜片2携载在模具部分的顶侧上的凹镜片形区域6中。模具部分4静置在形成于平坦水平表面12中的凹部10中。夹板14接触凸缘8的顶部表面。夹板14具有与模具部分4同心定位的圆形孔隙16。通风口29定位在形成孔隙16的板14的部分上。往复构件18定位在形成于凹入凹部10的底部的中心中的内凹孔隙20下方。往复构件18的端部22是凹的，且在本实例中，匹配模具部分4的下侧的形状。真空头24定位在镜片2上方。真空头24的末端包括凸接触元件28且包含真空口26。

在使用中，往复构件18的端部22经由内凹孔隙20接触模具4的底部。端部22向上移动，由此在模具4的底部上施加力，且使模具的中心区域垂直移位(见图2)。端部22接着向下移动，同时维持与模具4的底部接触，使得模具的经移位区域朝向其原始位置移回。在使用中，真空头24的凸端部28座落在镜片正上方。真空头24与端部的移动成镜像。当模具4的底部向上移位时，真空头24向上移动，且当模具4的底部向下移动时，真空头24向下移动。因此，在循环期间，镜片2与真空头24之间的距离维持基本上恒定。当真空头与往复构件同步移动时，真空头的弹性端部28适应任何失配，由此减小镜片的破损风险。此循环重复，其中在每一循环中构件18(及因此吸力头24)移动的距离随时间增大直到镜片2的边缘从模具4抬高。在往复构件18的移动期间，通风口29将气体朝向镜片的边缘引导，一旦镜片2的边缘已抬高，其即加速脱离的过程。一旦镜片2脱离，由真空口26产生的负压即将镜片2固持为与真空头24接触。

图2展示当夹板14在适当位置中时的镜片2的平面图。板14界定圆形孔隙16，镜片2穿过所述圆形孔隙16可见。镜片的光学区域2a(当在平面图中观看时其看似圆形)定位在镜片2的中心中，且被环形外围区域2b围绕。圆形虚线30标注与模具接触时端部22的外圆周。当在本图式中依平面图观看时，端部22表现为圆形。端部22的外圆周(如由图2中的线30所示)在光学区域2a之外。圆形虚线32标注模具部分4的凸缘8的外圆周。模具部分4的半径大于圆形孔隙16的半径，且因此线32径向定位在孔隙外。

在使用中，如由虚线30标注的端部22的外边缘及如由板14划定的孔隙16(边缘部分14a界定孔隙16的边缘)界定模具部分的环形区域。当通过端部22移动模具部分4的中心时，环孔被重复拉伸且接着被允许通过往复构件18及夹具14的协作动作而松弛。当环孔被拉伸时，镜片2的边缘从模具部分4抬高。

图3展示邻近圆形转盘134的脱镜片站100，所述圆形转盘134容纳其中定位模具部分104的多个圆周间隔凹部110。在图3中，夹具114被展示为在脱镜片站100处夹持模具部分104。可见往复构件118在转盘134下方。还定位为邻近转盘的是脱模站101，所述脱模站101绕转盘134的圆周与脱镜片站100间隔开。容纳多个凹部的镜片托盘(未展示)定位为邻近脱镜片站100。

在使用中，各自容纳经固化镜片(未展示)的模具组合件104在位置a处放置在相应凹部110中。转盘134接着逆时针旋转，直到凹部110与脱模站101对准。模具组合件接着被分离，且在凸模具部分(未展示)被移除的同时，携载镜片的凹模具部分104保持在凹部110中。转盘134接着逆时针旋转，直到凹部110与脱镜片站100对准。

图4展示制造工艺的流程图。所述工艺包括提供容纳镜片前体材料的模具组合件的步骤200、固化步骤202、模具分离步骤(脱模步骤)204、将镜片从模具移除的步骤206(脱镜片步骤)、水合步骤208及封装步骤210。

图5展示根据本发明的用于将隐形眼镜从模具部分移除的方法的流程图。还参考图3，首先在步骤206a中通过转盘134的旋转将镜片携载模具部分104与脱镜片站100的往复构件118对准。在步骤206b中通过夹具114将模具部分104夹持在适当位置中。在步骤206c中将真空头与模具部分104对准。往复构件118及真空头接着在步骤206d中同步移动。步骤206d中的同步往复移动继续直到模具部分104(见图2)的环孔充分拉伸，使得在步骤206e中镜片102的边缘部分从模具104脱离。在步骤206d中同步移动期间及之后，在步骤206e中鼓风机在镜片102的边缘下方引导空气，增大镜片102与模具104之间的分离。一旦镜片充分脱离，即在步骤206f中通过真空头将所述镜片从模具抬高。在步骤206g中，机器人臂接着将携载镜片102的真空头移动到镜片托盘中的凹部且将镜片102放置在其中。一旦装满，镜片托盘可被移动到另一站用于进一步处理。

虽然已参考特定实施例描述及说明本发明，但所属领域的一般技术人员将了解，本发明适于本文中未具体阐释的许多不同变型。

举例来说，虽然在上述例示性实施例中仅提供一个往复构件18，但是在替代例示性实施例中，提供多个往复构件，从而允许镜片同时从多个镜片模具部分脱镜片。

其中，在上文描述中，提及具有已知、明显或可预见的等效物的整体或元件，那么此类等效物如同个别阐述那样在本文中并入。应参考权利要求书以确定本发明的真实范围，其应被解释为涵盖任何此类等效物。读者还将了解，被描述为优选地、有利、方便或类似者的本发明的整体或特征是任选的，且不限制独立权利要求书的范围。

本文所引用的所有专利及公开案的全文以引用的方式并入本文中。