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隐形眼镜模具组合件和其制造系统和方法.pdf

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隐形眼镜 模具 组合 制造 系统 方法
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摘要
申请专利号:

CN200680029215.X

申请日:

2006.08.07

公开号:

CN101237986A

公开日:

2008.08.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:库柏维景公司 申请人地址:美国纽约州变更后权利人:库柏维景国际控股公司 申请人地址:英国巴巴多斯登记生效日:2008.10.31|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: B29D11/00 主分类号: B29D11/00
申请人: 库柏维景公司
发明人: 萨拉·E·达恩顿; 尼尔·G·古迪纳夫; 理查德·C·罗杰斯
地址: 美国纽约州
优?#28909;ǎ?/td> 2005.8.9 US 11/200,648
专利代理机构: ?#26412;?#24459;盟知识产权代理有限责任公司 代理人: 孟 锐
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法律状态
申请(专利)号:

CN200680029215.X

授权公告号:

101237986B|||||||||

法律状态公告日:

2011.01.05|||2008.12.03|||2008.10.01|||2008.08.06

法律状态类型:

授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供制造眼镜的方法和设备。本发明提供填充隐形眼镜成型组合件的隐形眼镜形状的空腔的设备。本发明也提供耦合和熔合隐形眼镜模具部分的方法且所述方法通常包括提供第一模具部分与第二模具部分,当所述模具部分耦合在一起时在模具部分之间有效形成眼镜形状的空腔和接触区。所述模具部分中的一个或两个可包括一个或一个以上凹进区或凸出物,当所述模具部分填充有隐形眼镜前驱体材料且(例如)利用聚焦超声波能量熔合在一起时,所述凹进区或凸出物分别提供非熔合区域和熔合区域。

权利要求书

权利要求书
1.  一种制造隐形眼镜的方法,其包含:
提供第一模具部分和第二模具部分,各模具部分包括眼镜形状的表面和外接所述眼镜形状的表面的凸缘区;
在一个所述模具部分的眼镜形状的表面上提供可聚合组合物;
使所述第一模具部分和所述第二模具部分耦合在一起,如此所述模具部分在一个所述模具部分的眼镜形状表面与另一个所述模具部分的眼镜形状表面之间界定眼镜形状的空腔且所述第一模具部分的凸缘区与所述第二模具部分的凸缘区接触;
熔合所述耦合的模具部分以在所述凸缘区之间形成非周向熔合区;和
使所述眼镜形状的空腔中的可聚合组合物聚合。

2.  根据权利要求1所述的方法,其中所述熔合步骤包括施加能量到所述耦合的第一模具部分和第二模具部分。

3.  根据权利要求2所述的方法,其中所述能量是超声波能。

4.  根据权利要求1所述的方法,其中所述第一模具部分包括多个纵向延伸进所述凸缘区中的相间隔的凹进区。

5.  根据权利要求1所述的方法,其中所述第一模具部分包括从所述凸缘区纵向延伸的实质上环形的凸出物。

6.  根据权利要求5所述的方法,其中所述第一模具部分包括多个朝向所述实质上环形的凸出物纵向延伸进所述凸缘区中的凹进区。

7.  根据权利要求1所述的方法,其中所述第一模具部分和所述第二模具部分实质上同样配置。

8.  根据权利要求2所述的方法,其中进行所述熔合步骤,如此所述第一模具部分和所述第二模具部分沿对接的凸?#24403;?#38754;的接触区熔合在一起,且如此所述接触区被由一个所述凸缘区中的凹进区所界定的间隙相间隔。

9.  一种隐形眼镜模具组合件,其包含:
具有眼镜形状表面的第一模具部分,其是隐形眼镜的前表面或后表面的底版;和与所述第一模具部分实质上同样构造的第二模具部分,所述第二模具部分在从所述眼镜形状的表面径向向外定位的非周向熔合区处与所述第一模具部分熔合。

10.  根据权利要求9所述的模具组合件,其中模具部分各自包括凸缘区,所述凸缘区包含实质上外接所述眼镜形状表面的实质上环形的凸出物。

11.  根据权利要求10所述的模具组合件,其中所述凸缘区包含至少一个在朝向所述实质上环形的凸出物方向上纵向延伸进所述凸缘区的凹进区。

12.  根据权利要求9所述的模具组合件,其中所述模具部分包含多个从所述眼镜形状的表面径向向外定位的周向相间隔的凹进区。

13.  一?#36136;?#29992;于在隐形眼镜成型组合件的眼镜形状的空腔中提供可聚合组合物的装置,所述设备包含:
分配单元,其具有尺寸经设定以将一定量的可聚合组合物分配到隐形眼镜成型组合件的至少一部分中的分配尖头,所述分配单元包含有效减少所述可聚合组合物暴露于紫外光下的材料;
注射器组合件,其经构造以含有大量所述可聚合组合物且可与所述分配单元耦合和去耦合,且当其与所述分配单元耦合时,有效向所述分配单元提供所述可聚合组合物。

14.  根据权利要求13所述的设备,其进一步包含配件,所述配件经构造和放置以有利于所述注射器组合件与所述分配单元耦合和去耦合。

15.  根据权利要求14所述的设备,其中所述配件包含肘形管道。

16.  根据权利要求13所述的设备,其中所述注射器组合件包含中空筒和经构造和放置而可在所述?#26448;?#31227;动的活塞。

17.  根据权利要求16所述的设备,其中所述筒包含有效阻断紫外光通路的材料。

18.  根据权利要求16所述的设备,其中所述筒包括具有约20cc到约200cc范围内的体积的中空空间。

19.  根据权利要求13所述的设备,其进一步包含控制组合件,所述控制组合件操作性耦合于所述分配单元且经构造以控制穿过所述分配尖头的所述可聚合组合物的分配。

20.  根据权利要求13所述的设备,其中所述分配单元包括隔膜阀。

21.  根据权利要求13所述的设备,其进一步包含有效将所述可聚合组合物温度维持在约20℃与约25℃之间的温度调节器。

说明书

说明书隐形眼镜模具组合件和其制造系统和方法
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2005年8月9日申请的美国申请案第11/200,648号的优?#28909;ǎ?#22240;此其整体内容以引用的方式并入本文中。
?#38469;?#39046;域
本发明通常涉及制造诸如硅酮水凝胶隐形眼镜或包含硅酮水凝胶材?#31995;?#38544;形眼镜的隐形眼镜的装置、系统和方法。更具体来说,本发明涉及向模具部分提供可聚合组合物的系统,将模具部分熔合在一起以形成模具组合件的系统,和由其制得的模具组合件。
背?#20985;际?
制造诸如人工晶体和隐形眼镜的眼镜的一种方法是通过注模成型。
众所周知隐形眼镜的注模成型。参见,例如Appleton等人的美国专利第5,466,147号、Morris的美国专利第6,405,993号和Dean的美国专利第6,732,993号。
成型单一隐形眼镜产品的单一模具组合件通常包括具有界定待制造的眼镜的前表面的凹光学表面的阴模部分和界定待制造的眼镜的后表面的凸光学表面的阳模部分。因此,当阳模部分和阴模部分组装在一起时,在阴模部分的凹表面与阳模部分的凸表面之间形成隐形眼镜形状的空腔。
阴模部分与阳模部分通常通过注射成型?#38469;?#21046;造。形成眼镜模具部分的常见方法是利用通常已?#36842;?#21152;工以界定想要的隐形眼镜表面的金属加工插入件来形成模具部分的成型表面。
注模成型眼镜的工艺如下。将可聚合眼镜材料(例如单体材料或其他眼镜前驱体材料)放置在隐形眼镜模具部分的凹表面上。这通常通过用艾?#38236;?eppendorf)管从含有眼镜前驱体材?#31995;?#22823;体积容器中人工抽出前驱体材料且将大量前驱体材料分配到半模具或模具部分上来完成。通常,可使艾?#38236;?#31649;充满材料且将约30μL到约50μL分配到模具部分的凹表面。这种方法会是劳动密集型,?#28304;?#29702;前驱体材?#31995;?#20154;来说会存在实质性危险,且会导致前驱体材?#31995;?#28010;费的增加,因为长时间内大量材料仍停留在罐中,这些材料会随时间?#21040;?#25110;变质。
一旦填充第一模具部分,就将第二模具部分放置在所述第一模具部分的顶部以形成含有眼镜前驱体材?#31995;?#30524;镜形状的空腔。举例来说,通过施加热量和/或光或其他合适的聚合手段使隐形眼镜前驱体材料固化以填充模具组合件,从而在模具部分之间制得隐形眼镜产品或隐形眼镜。然后,从模具部分移出隐形眼镜产品。在这一移出步骤期间,模具部分常常会被破坏。所述隐形眼镜产品常常是未完成的隐形眼镜,使其经受一个或一个以上例如常规精加工步骤(诸如水合作用)的精加工步骤制得最终隐形眼镜。
与注模成型工艺相关的一个?#20064;?#26159;模具部分的适当放置和固定,尤其?#19988;?#22312;模具部分之间放置眼镜前驱体材料之后和材料聚合之前。举例而言,可能很难在眼镜杯(len cup)(例如,含有眼镜前驱体材?#31995;?#27169;具部分的区)中不形成浑浊、凹坑或气泡的情况下,将两个模具部分固定在一起形成模具组合件。另外,也可能很难形成眼镜前驱体材料具有实质上均一的厚度的模具组合件,或换句话说,归因于眼镜前驱体材料在眼镜杯的某一区域处相对于另一区域厚度增加,眼镜不具有不想要的折光体(prism)。
另外,由于聚合隐形眼镜产品的潜在易碎的性质,因此模具部分应可分离而不会引起眼镜产品的破裂或破坏。
在非自动化生产实验室中,使用多种设定将一个模具部分放置在另一个上,然后通过诸如负重或夹紧将两个部分固定在相对固定的位置?#31995;?#20256;统方法。虽然这基于小规模生产可能会是稍可接受的实践,但其可能不会满足大规模和/或自动高速制造隐形眼镜的所有要求。
在所属领域中已知用于永久接合诸如聚合物的材料而不考?#19988;?#21518;分离的定向能量?#38469;酰?#35832;如超声波焊接。
Galas的美国专利第5,759,318号描述一种设备和方法,这种方法包括使用超声波能从而使用超声所产生的完全外接组装部分之间所含的隐形眼镜形成材?#31995;?#29076;合环可?#22836;?#24615;固定眼镜成型组合件的组装部分。
需要更有效更可靠的隐形眼镜制造期间制造眼镜、例如填充和耦合模具部分的方法和系统。
发明内容
本发明的系统和方法涉及用例如可光引发聚合组合物的隐形眼镜前驱体材料填充个别隐形眼镜模具部分,用另一配合模具部分封闭所填充的模具部分,和使所组装的模具部分变得熔合在一起,如此所填充和所组装的模具部分在一个或一个以上后续隐形眼镜制造步骤期间仍固定。
所述系统和方法适于自动制造隐形眼镜,诸如硅酮水凝胶隐形眼镜,包括每日配戴型眼镜和长期或连续配戴型眼镜。举例来说,本发明的系统可使用组合件填充隐形眼镜模具部分,所述组合件包括容?#19978;?#23545;较大量的隐形眼镜前驱体组合物的可移走可更换的紫外线(UV)阻断储集器和容?#19978;?#23545;较少量的隐形眼镜前驱体组合物的直接连接于所述储集器的分配机构。储集器可能是注射器筒。隔膜阀可能会操作性地定位于储集器与分配组合件之间。分配机构包括分配尖头。提供传送器以在分配机构下方传送未填充的模具部分。可使用步进电动机使分配机构将实质上精确和准确量的前驱体组合物从分配尖头自动分配到在分配尖头下方传送的各合乎需要的眼镜杯或阴模部分中。当分配设备为空时,打开储集器与与其连接的分配机构之间的阀门以重新填充分配机构。当储集器本身变空时,可用已填充的储集器容易且快速地更换储集器。
因此,在本发明的广泛方面,提供制造例如硅酮水凝胶眼镜(诸如隐形眼镜)的眼镜的方法和系统。
根据本发明的各方面,用可聚合材料填充隐形眼镜模具部分的眼镜形状的空腔,用配合隐形眼镜模具部分组装已填充的模具部分,且将所组装的模具部分固定在一起以形成模具组合件。在某些实施例中,使用诸如超声波能的振动能将模具部分熔合或焊接在一起以在可聚合材料周围形成?#33108;?#24418;或不连续周向焊接部位。在使用非超声波法和装置形成模具组合件的其他实施例中,可将模具部分以连续环形环耦合在一起。
隐形眼镜模具部分各包含眼镜形状的部分或表面和外接眼镜形状的部分或表面的凸缘区。举例来说,形成隐形眼镜的模具组合件可包含第一模具部分和第二模具部分,其中所述第一模具部分包括界定隐形眼镜前表面的通常凹透镜形状的表面,且另一所述模具部分包括界定隐形眼镜的后表面的通常凸透镜形状的表面。当第一模具部分与第二模具部分耦合在一起时,其在第一模具部分的眼镜形状的表面与另一模具部分的眼镜形状的表面之间形成眼镜形状的空腔,和组装模具部分的凸缘的表面彼此接触的一个或一个以上区。根据本发明的实施例,提供第一模具部分和第二模具部分,当其耦合在一起时沿凸缘形成非周向接触区和一个或一个以上隔开非周向接触区的间隙。非周向接触区或熔合区指隐形眼镜模具组合件的部分,其中两个模具部分相接触或熔合在一起且其并不完全环绕模具组合件的眼镜形状的空腔的周向延伸而不中断。
在本发明的尤其有利的实施例中,第一模具部分和第二模具部分中至少一个优选两个都是“通用”模具部分。换句话说,各第一模具部分和第二模具部分可能实质上相同,诸如彼此间在重量或半径或其他性质方面具有小于约5%差异。在这一实施例中,模具部分各包括界定隐形眼镜的前表面的第一眼镜形状的表面和界定隐形眼镜的后表面的实质上相对的第二眼镜形状的表面。
为根据本发明形成隐形眼镜,当多个这样的模具部分沿生产线移动时,将可聚合组合物沉积在个别模具部分的凹透镜形状的表面上。可聚合组合物可包含具有至少一种单体组分(例如,含硅单体组分)的隐形眼镜前驱体材料。
根据本发明的一方面,提供分配设备,其适用于向隐形眼镜模具部分的眼镜形状的表面提供可聚合组合物。分配设备通常包含具有尺寸经设定以将一定量的可聚合组合物分配到模具部分或其之部分中的分配尖头的分配单元和经构造以含有大量可聚合组合物且可与所述分配单元耦合和去耦合的注射器组合件。分配单元可包括隔膜阀。注射器组合件经构造以当其与分配单元直接耦合时向分配单元提供可聚合组合物。
在一些实施例中,分配设备包括操作性地耦合于分配单元且经构造以控制穿过分配尖头的可聚合组合物的分配的控制组合件。分配设备优选进一步包含定位于分配单元与注射器组合件之间且连接两者的配件。构造且放置所述配件以有助于注射器组合件与分配单元耦合和去耦合。配件可包含肘形管道。
注射器组合件可包含适于容纳可聚合组合物的筒和放置在筒中且在其中可移动的活塞。在一些实施例中,筒包括体积或容量在约20cc与约200cc之间或约40cc与约100cc之间的范围内的中空空间。在一特定实施例中,筒容?#31245;?5cc可聚合组合物。
在一些实施例中,注射器组合件、配件和/或分配单元优选包含一种或一种以上有效阻断会有效引起或引发分配设备中所含或穿过分配设备的可聚合组合物聚合的聚合辐射(例如,光)的通路的材料。举例来说,注射器组合件、配件和/或分配单元可包含有效实质上阻断紫外光通路的材料。
一旦模具部分已填充可聚合组合物,就将配合模具部分放置在已填充的模具部分上以形成隐形眼镜模具组合件。
在本发明的另一方面,提供接合已耦合的模具部分、例如引起已耦合的模具部分之间熔合的方法和系统。
在一优选实施例中,构造模具部分,如此可使用振动能(例如,超声波能)将组装模具部分熔合在一起。根据一方面,利用超声波喇叭将聚焦超声波能辐射到配合模具部分凸缘处的接触区中。
模具部分可包含使用所述聚焦超声波能可有效接合的材料。在一些实施例中,模具部分包含为适于超声波焊接的材?#31995;?#32858;乙烯乙烯醇(polyethylene vinyl alcohol,EVOH)。应?#31169;猓?#21487;使用其他材料制造本发明的眼镜模具部分。举例来说,适用于本发明的材料包括聚合材料,例如?#20154;?#24615;聚合材料,例如无定形聚合材料,诸如聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯组合物、环烯烃共聚物、丙烯酸树脂和/或聚砜。半结晶树脂,诸如缩醛、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、其他聚烯烃和液晶聚合物也是合适的。在某些材料中,可在模具部分中提供一种或一种以上添加剂以增强隐形眼镜的性质。有利地,包含EVOH的模具部分并不需要诸如可湿性增?#32771;?#31561;的添加剂。
本发明的其他方法可使用将不同类型的能量引导到模具组合件中以引起模具部分熔合,这些能量例如聚焦红外辐射、射?#30340;?#37327;和/或其他热摩擦形式。另外,在某些实施例中,可使用替代装置或方法,诸如通过使用板或其他合?#24335;?#26500;机械夹紧或通过在阳模部分与阴模部分之间提供干涉配合将模具部分固持在一起。在使用超声波能的实施例中,熔合或焊接并不在环绕模具部分的眼镜杯的连续?#20998;小?#22312;使用非超声波能耦合?#38469;?#30340;实施例中,阳模部分和阴模部分之间的接触环绕眼镜杯可为连续的。
在一些实施例中,构造模具部分以有助于已耦合模具部分的熔合。
举例来说,模具部分可包括一个或一个以上从眼镜形状的表面径向向外定位的纵向延伸的凸出物。在一些实施例中,至少一个纵向延伸的凸出物从模具部分的眼镜形状表面的仅一部分径向向外定位。举例来说,凸出物可包含多个纵向延伸的凸出物,例如3个或3个以上纵向延伸的凸出物,凸出物彼此周向相间隔,例如,等距离周向相间隔。
在其他实施例中,至少一个凸出物包含实质上完全外接第一模具部分的眼镜形状表面的实质上完整环形的凸出物。
凸出物有效通过在振动能会有效聚焦的模具部分之间提供离散接触区有助于模具部分的熔合。
模具部分的其他实施例可包括一个或一个以上位于模具部分的一部分中的凹进。举例来说,模具部分的凸缘可包含多个从眼镜杯径向向外伸展的相间隔凹进。当模具部分的一部分(诸如,脊部分)与凹进位于其中的凸?#24403;?#38754;接触时,凸?#24403;?#38754;与脊部分的超声波接合环绕眼镜杯的周边提供不连续接触区,即使当使用具有环形超声波传送装置的超声波装置(诸如,连续或环形超声波喇叭)时。
本发明的方法可包括使第一模具部分与第二模具部分耦合在一起以致凸出物靠近第二模具部分或与第二模具部分直接接触的步骤。根据一些实施例,在凸出物的至少一部分处使已耦合的模具部分熔合以在第一模具部分与第二模具部分之间形成至少一个熔合区。
有利地,熔合区足够牢固地将模具部分固持在一起以使得模具组合件能够经受一个或一个以上熔合后程序而模具组合件不会无意中偏离或分离。所述熔合后程序可包括(例如)使模具组合件经受聚合辐射以聚合眼镜形状的空腔中的眼镜前驱体材料,和各熔合后加工台之间的模具组合件的机械提升和其他运输。
举例来说,一旦模具部分被填充、组装和接合,使模具组合件的眼镜形状空腔中的可聚合组合物聚合以形成聚合隐形眼镜产品。在一些实施例中,使可聚合组合物聚合的步骤包含将已填充模具组合件暴露在聚合光(例如紫外光)下。然后,可(例如)通过穿过熔合区传送切割装置(例如刀片)且从隐形眼镜产品移出一个模具部分而使模具部分去耦合或分离从而暴露隐形眼镜产品。
如本文所?#33268;郟?#22312;本发明的尤其有利的实施例中,模具部分的凸缘区包括一个或一个以上凹进区,优选至少一个未延伸凸缘整个圆周长度的非周向凹进区。举例来说,可沿凸缘的周向表面提供三个相间隔的凹进区。
除纵向延伸凸出物外或替代纵向延伸凸出物,可提供所述凹进区。
通常,根据本发明,尽管凸出物优选提供在模具部分的眼镜形状的表面侧,但是凹进区提供在与模具部分的眼镜形状的表面侧相对的模具部分侧。举例来说,诸如环形脊的凸出物可环绕眼镜杯部分提供在模具部分的凸缘的上表面上,且凹进可提供在模具部分的凸缘的下表面上。
当具有所述凹进区的两个所述模具部分组装在一起以形成模具组合件时,凹进区提供分割模具部分之间的接触区的间隙。虽然不希望受本发明的任何特定理论的限制,但在超声波熔合步骤期间,间隙可有利防止未聚合眼镜材?#31995;?#31354;穴现象,这可能是通过使气体在对接的未熔合凸?#24403;?#38754;之间逸出发生。因在接触区中存在间隙,也可获得其他益处。
在本发明的另一方面,提供适用于使已耦合的隐形眼镜模具部分熔合在一起的装置。所述装置通常包含经构造以有效提供振动能(例如超声波能)的能量组合件,和操作性耦合于所述能量组合件且有效将振动能从能量组合件转移到组装的第一模具部分和第二模具部分以使得两者之间熔合的接触组合件。
更具体来说,所述接触组合件可包含包括远端的超声波喇叭,所述远端经构造以接触环绕眼镜形状空腔的一个模具部分的周向区域中的一个或一个以上离散的相间隔的部分。举例来说,超声波喇叭的远端可包括多个向远侧凸出的区,例如约3个或3个以上向远侧凸出的区。在本发明的一些实施例中,接触组合件的远端可描述为具有几分“?#28508;?#24418;”的形态,因为所述远端具有由多个由凹进槽隔开的凸出区(例如矩形凸出区)所界定的配置。超声波喇叭将超声波能在凸出区与与其耦合的模具组合件之间的界面处辐射到模具组合件中,使得在模具组合件内模具部分之间的多个离散的相间隔的位置处熔合。
然而,如本文所?#33268;郟?#20854;他超声波装置可具有连续的环形环超声波喇叭或具有平面远端表面的超声波喇叭,且归因于本文所述的凹进的存在,仍实现模具部分之间的合乎需要的不连续熔合。
每个本文所述的特征和两种或两种以上所述特征的每个组合均包括在本发明的范畴内,只要所述组合中所包括的特征不相互矛盾。另外,任何特征或特征的组合可能特定地排除在本发明的任何实施例外。
本发明的这些和其他方面在所附具体实施方式和权利要求书中显而易见,尤其当与随附图式结合考虑时,在图式中,类似部分带有类似参?#38469;?#23383;。
附图说明
图1是展示根据本发明适用于将两个隐形眼镜模具部分熔合在一起的装置的示意性分解图。
图1A是图1中所?#38236;?#35013;置的远端的平面图。
图1B是根据本发明的另一方面与图1和1A中所?#38236;?#35013;置的远端对准的成型组合件的一部分的透视图。
图1C是图1中所?#38236;?#35013;置的替代远端的平面图。
图2是图1B中所?#38236;?#25104;型组合件的部分的透视图。
图3是沿图2的线3-3获取的成型组合件的横截面视图,展示超声波熔合模具部分之前的成型组合件。
图4是图2中所?#38236;?#25104;型组合件的一个模具部分的俯视平面图。
图5是图4中所?#38236;?#27169;具部分的仰视平面图,展示包括三个纵向延伸的相间隔的凸出物的模具部分。
图5A是根据本发明的另一实施例的模具部分的仰视平面图,其中模具部分包括六个纵向延伸的相间隔的凸出物。
图6是类似于图3的与图1和1b中所?#38236;?#35013;置的远端啮合的横截面视图。
图7是类似于图6的横截面视图,展示与图1和1B中所?#38236;?#35013;置熔合后的成型组合件。
图8是根据本发明的另一成型组合件的横截面视图。
图9是根据本发明的另一成型组合件的横截面视图。
图9A和9B分别是根据本发明的实施例的成型组合件的俯视图和横截面视图,其中成型组合件包括一对模具部分,模具部分各具有三个提供模具部分之间的熔合区的相间隔的凸出物,其中熔合区由图9a中的虚线标明。
图10A和10B分别是根据本发明的另一实施例的成型组合件的俯视图和横截面视图,其中成型组合件包括一对模具部分,模具部分各具有三个提供模具部分之间的熔合区之间的间隙的相间隔的凹进区,其中间隙由图10A中的虚线标明。
图11是根据本发明的另一方面的单体分配系统的示意性视图。
具体实施方式
本文通常将就适用于制造隐形眼镜的方法和系统描述本发明,但应?#31169;猓?#23545;本发明进行适当修?#27169;?#26412;发明的方法和系统通常可适用于制造其他类型的眼镜和其他光可聚合物件。在一优选实施例中,本发明的系统、方法和其组件适用于制造硅酮水凝胶隐形眼镜或包含硅酮水凝胶材?#31995;?#38544;形眼镜。举例来说,本发明的系统、方法和其组件可能尤其适用于制造长期配戴型硅酮水凝胶隐形眼镜和/或每日配戴型硅酮水凝胶隐形眼镜。
在本发明的广泛方面,提供制造隐形眼镜的方法,所述方法通常包含至少一个以下步骤:提供第一模具部分和第二模具部分,各模具部分包括眼镜形状的表面,所述第一模具部分和所述第二模具部分经构造以耦合或放置在一起以在两者之间形成眼镜形状的空腔;在一个模具部分的眼镜形状的空腔中提供可聚合组合物;使第一模具部分与第二模具部分耦合或放置在一起;将已耦合的第一模具部分和第二模具部分熔合在一起;和使眼镜形状的空腔中的可聚合组合物聚合以形成眼镜形状的产品。
现在转向图1,本发明的方法通常包含提供适用于将界定隐形眼镜形状空腔的耦合模具部分熔合在一起的装置。装置10通常包含经构造且有效提供振动能(例如超声波能)的能量组合件12,和操作性耦合于能量组合件12且有效将振动能从能量组合件12转移到一对形成眼镜形状的空腔的耦合模具部分的接触组合件14。优选地,构造接触组合件14以便以引起耦合模具部分之间的离散(优选相间隔)的区处的熔合的方式将振动能辐射到耦合的模具部分中。
接触组合件14包含喇叭18,其具有经构造以可与隐形眼镜模具组合件或其部分耦合或可放置在隐形眼镜模具组合件或其部分?#31995;脑?#31471;。喇叭18优选经构造以有效将超声波能传输到那对模具部分中,以便引起模具部分中交界面处离散的相间隔的区的熔合或焊接。
装置10可进一步包含与能量组合件12连接的电源20。举例来说,电源20可能是通过利用固态电源装置有效将60Hz线路电流转换为约20kHz到约40kHz范围内的?#24503;?#30340;电源。这一高频电能被供应到转换器22。转换器22在通常为约20kHz到约40kHz的转换电能供应的?#24503;?#19979;将电能变为超声波机械振动能。
然后,可将振动超声波声能传输穿过幅?#26723;?#33410;装置或增压器24。增压器24是被动式(即,无源)装置,其用于在输出幅?#26723;?#36798;喇叭18之前调节转换器22的输出幅值。
在本发明的至少一个实施例中,构造喇叭18以提供振动能的实质上离散的区,例如聚焦超声波的离散区。举例来说,接触组合件14的喇叭18可有利经构造以接触或更精确地声耦合已耦合的模具部分的周向区域的仅一部分。
举例来说,图1A展示图1中所?#38236;?#21895;叭18的远端的平面图。在这一实施例中,接触组合件14包括远端18a,其具有被凹进区18c间隔开的突出区18b。喇叭18的远端18a与一对隐形眼镜模具部分之间的声耦合的区域并非由实心“环”或声耦合的周向区界定。
图1B展示本发明的实施例的与包含一对耦合的隐形眼镜模具部分42a和42b的隐形眼镜成型组合件40对准的接触组合件14的远端18a。超声波喇叭18的几分“?#28508;?#24418;?#33519;?#26500;有效在通常位于模具部分42a和42b的交界面处的离散的相间隔的位置处将成型组合件40的模具部分42a和42b熔合在一起。喇叭18的远端18a的结构可通过加工诸如具有平面远端表面的喇叭(诸如连续环喇叭)的尺寸经适当设定的常规超声波喇叭的远端来制造。
当喇叭18的远端与待熔合的成型组合件40接触放置时,仅喇叭18的凸出区18b的远端表面与成型组合件40耦合。从能量组合件(图1b?#24418;?#22270;示)传输到喇叭18和成型组合件40中的超声波能将聚焦在成型组合件40内的离散的相间隔的区(例如已定位的区)中,通常当所述区与喇叭18的突出区18b纵向对准时。
虽然图1A中仅展示三个突出物18b,但应?#31169;猓?#26412;发明的其他实施例可包括小于三个突出物或三个以上突出物。举例来说,在本发明的其他实施例中,喇叭的远端可包括有效形成?#33108;?#24418;熔合区(例如,C形熔合区)的单一?#33108;?#24418;突出物,例如具有实质上C形横截面的突出物。作为另一实例,图1C中展示具有六个突出物18b的本发明的另一实施例的端视图(类似于图1A的视图)。
在本发明的一优选实施例中,成型组合件40和其模具部分42a和42b包含为适于超声波焊接的材?#31995;?#32858;乙烯乙烯醇(EVOH)。应?#31169;猓?#21487;使用其他材料制造本发明的眼镜模具部分。举例来说,所述其他材料包括聚合材料,例如?#20154;?#24615;聚合材料、无定形聚合材料,诸如聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯组合物、环烯烃共聚物、丙烯酸树脂和聚砜。半结晶树脂,诸如缩醛、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、其他聚烯烃和液晶聚合物也可用超声波能接合。
数个因素可影响振动能(例如,超声波能)对材?#31995;?#21487;焊性。一个因素是模具部分材?#31995;?#29076;化或软化温度,材?#31995;?#29076;化或软化温度越高,产生?#38468;有?#35201;的能量越多。另一个是待焊接的材?#31995;?#30828;度,这通常影响材料将能量传输到接合界面的能力。通常,较硬的材料具有较好的传输能力。
虽然本文通常描述本发明利用振动能(更具体来说,超声波能)将隐形眼镜模具部分熔合或焊接在一起,但或者或另外可应用多种其他定向能量?#38469;?#21644;设备。
举例来说,可使用线性振动焊接及合适模材料将模具部分接合在一起。线性振动焊接是通过设备来完成,其中模具部分以适当的力固持在一起,一个部分保持固定,而另一个在垂直于接触力方向的方向上振动。由振动所产生的摩擦在接触点处熔化或软化材料,且所述部分熔合在一起。线性振动焊接发射器的典型?#24503;?#20026;200Hz到300Hz。优选用于制造适于线性振动焊接的模具部分的材料包括聚酰胺、聚苯乙烯或含聚苯乙烯的组合物。
接合合适材?#31995;?#27169;具部分的另一种方法是热板焊接,其使用含有具有受控温度和热转移的加热压板的设备,其中一个待成型的部分放置在所述加热压板发射器上或靠近加热压板发射器。将模具部分的表面软化或熔化,然后?#21451;?#26495;移出后在?#36153;?#19979;快速强行合在一起。优选用于热板焊接且适合用作隐形眼镜模具部分的材料包括聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯。
本发明范畴内的另一种方法和设备是射频焊接,其中将合适材?#31995;?#27169;具部分放置在产生约1MHz到约200MHz范围内的?#24503;?#30340;电磁能的发射器的场内。电磁能增加材料中某些分子的分子振动,达到产生足以软化或熔化模具部分的热量的程度。在压力下将模具部分夹紧在一起且将所传送的能量控制到特定的深度或适应用作眼镜模具部分的部分的特定材料从而使模具部分熔合在一起。适于制造用于射频焊接的眼镜模具部分的优选材料是聚氯乙烯。
适于焊接眼镜模具部分的另一种方法是如下的设备,其将红外能发射和聚焦在共面内的离散区内,从而熔化或软化材料特定平面内的离散的相间隔的区而不是软化整个平面模具部分。聚焦的红外焊接通过辐射能使眼镜模材料软化或熔化。当辐射能源位于适当位置或在其移走后不久,在压力下夹紧模具部分直到熔合。适于聚焦红外焊接的优选眼镜模材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或含聚苯乙烯的组合物。
在本发明的另一方面,提供成型组合件40,其适用于制造诸如硅酮水凝胶隐形眼镜的眼镜。在本发明的又一相关方面,提供模具部分,其在与另一模具部分耦合后形成可使用超声波能熔合在一起的模具组合件。
举例来说,图1B中所示和图2和3中更清楚地所?#38236;?#25104;型组合件40通常包含具?#22411;?#36879;镜形状区46的第一模具部分42a和具有凹透镜形状区48的第二模具部分42b。凸透镜形状区46是眼镜的前表面的底版,且凹透镜形状区48是眼镜的后表面的底版。在其焊接在一起之前,这两个模具部分42a和42b在结构和形式方面可能实质上是相同的。眼镜形状的区也可称为模具部分的眼镜杯。
图2展示成型组合件40的上表面。在成型组合件40内,第一模具部分42a包括外接单体填充的眼镜形状的空腔的凸缘区49。模具部分42a和42b熔合期间,优选与超声波喇叭耦合或放置超声波喇叭的正是这一凸缘区49。如图3中最清楚地展示,当第一模具部分42a与第二模具部分42b耦合时,凸透镜形状区46与第一模具部分42a和第二模具部分的凹透镜形状区48界定单体填充的眼镜形状的空腔50。
图4和图5分别表示模具部分42a的顶视图和?#36164;?#22270;。应?#31169;猓?#22270;4和5可指模具部分42b,因为在所展?#38236;?#23454;施例中,模具部分42a和模具部分42b在熔合之前实质上彼此相同。
模具部分42a包括眼镜后表面的底版印模(negative impression)和眼镜前表面的底版印模。举例来说,模具部分42a包括实质上与凸透镜界定表面46(展示于图5中)相对的凹透镜界定表面48′(展示于图4中)。
外接眼镜界定表面46和48′的凸缘区49通常包含外接且从凹透镜界定表面48′径向向外定位的第一凸?#24403;?#38754;58(参见图4)。凸缘区49进一步包含外接且从凸透镜界定表面46径向向外定位的实质上相对的第二凸?#24403;?#38754;59(参见图5)。在所说明的实施例中,第一凸?#24403;?#38754;58可理解为模具部分的上表面或顶表面,且第二凸?#24403;?#38754;59可理解为模具部分的下表面或底表面。
在一些实施例中,第一凸?#24403;?#38754;58和第二凸?#24403;?#38754;59中的至少一个包括纵向延伸的凸出物,诸如图1B中所示,例如一个或一个以上纵向延伸的凸出物,或者实质上环形且外接眼镜形状表面的纵向延伸凸出物。
举例来说,如图1B所示,纵向延伸的凸出物可包含至少三个个别的相间隔的凸出物60(以下有时称为“pip 60”)。在这一特定实施例中,提供三个pip 60,其是从凸透镜界定表面48的仅一部分径向向外定位的纵向延伸的凸出物。如图5所示,pip 60位于外接凸透镜界定表面46的第二凸?#24403;?#38754;59上。pip 60相间隔且界定相对于pip 60之间的径向表面部分的浮凸(raised relief)的区域。虽然展示pip 60在结构上通常为圆形?#27169;?#20294;pip或者可包含浮凸的直线区域或不为圆形的形状。举例来说,pip可包含弧形区?#21361;?#21508;弧形区段部分外接眼镜形状的表面。可提供许多其他形状、尺寸和数目的pip 60,其中pip 60一起并不界定外接眼镜形状表面的整个圆周,例如,pip并不界定外接眼镜形状表面的连续的环形环。
pip 60或其他纵向延伸凸出物可具有从pip 60之间的凸?#24403;?#38754;测量介于约0.2mm与约1.2mm之间、优选约0.6mm的高度。在所展?#38236;?#26412;发明的实施例中,三个pip 60实质上周向彼?#35828;?#36317;离地间隔约120°。
重新暂时转向图2,成型组合件40可包含一对“通用模具部分?#20445;?#22240;为模具部分42a和42b实质上是相同的。各模具部分42a和42b包括多个pip60,其中当组装模具部分时,第一模具部分42a的pip60与第二模具部分42b的pip60实质性对准。
图5A说明类似于模具部分40的本发明的另一模具部分140,其中例外为模具部分140具有六个从眼镜形成表面154径向向外定位的pip 160(而不是三个)。可使用具?#22411;?c中所示和本文别处所述的远端的根据本发明的超声波喇叭使这一模具部分140在六个由pip 160所界定的区中有效熔合。
应?#31169;猓?#26681;据本发明的其他实施例的模具部分可具有任何数目的具有任何合适高度、宽度和形状的pip。举例来说,本发明可提供具有小于三个pip、超过三个pip(例如,四个pip或四个以上)的模具部分。
有利地,构造且放置各pip 60以当对其施加超声波能时,有效作为模具部分42a与42b之间的离散或定位熔合区。
参考图1、1B和6将更清楚地?#31169;?#26412;发明的构造的目的、方面和优点。如图所示,构造装置10的?#28508;?#24418;超声波喇叭18以使例如成型组合件40的模具部分42a和42b的眼镜成型组合件的模具部分可?#22836;?#24615;地熔合在一起。超声波喇叭18可经定尺寸和构造,如此喇叭18的输出区18a与模具部分42a的周边部分58紧密配合。举例来说,超声波喇叭18可具有与各模具部分42a和42b的外径大致相等的外径,例如?#26412;?#20026;约20mm。更优选地,喇叭18的输出区18a经定尺寸和构造,如此凸出区18b将实质上与模具部分凸出物60对准。
本发明也提供制造隐形眼镜的方法。举例来说,本发明的方法通常包含提供具?#22411;?#36879;镜形状表面和环绕眼镜形状表面的周向定位的凸缘区的第一模具部分和具有凹透镜形状表面和环绕眼镜形状表面周向定位的凸缘区的第二模具部分的步骤。第一模具部分和第二模具部分中的至少一个包括凸出物,(例如)和外接眼镜形状区的实质上环形的凸出物或者多个诸如本文别处所述的相间隔的凸出物。所述方法进一步包含在第二模具部分的凹透镜形状表面中提供单体组分和将模具部分组装在一起如此一个模具部分的凸缘区的至少一部分与另一个模具部分的凸缘区的至少一部分实质性接触。
更具体来说,第一模具部分和第二模具部分耦合在一起,如此一个或一个以上纵向延伸的凸出物位于模具部分之间且在模具部分之间提供接触点。所述方法进一步包含施加振动能(例如,超声波能)到包括一个或一个以上凸出物的至少一部分的已耦合第一模具部分和第二模具部分的一个或一个以上离散区以在离散的相间隔区、优选在未组合以界定环绕眼镜形状空腔的完整环形熔合区的熔合区中将第一模具部分和第二模具部分软化和熔合在一起。所述方法进一步可进一步包括使眼镜形状空腔中的单体组分聚合以形成眼镜产品。
举例来说,现在特定参考图1B和6,提供成型组合件40,其中模具组合件包含两个类似或相同的各包括阳模表面与阴模表面的“通用”模具部分。各模具部分42a和42b各自包括三个等距离相间隔的凸出物或pip 60。在这一实施例中,超声波喇叭18放置在组合件40上以使喇叭18的凸出区18b与pip 60对准。邻近超声波喇叭18的模具部分42a因超声波喇叭18所发射的声能而振动。另一模具部分42b固持在相对固定的位置处,如此模具部分42a和42b在界面处的相对运动发生在pip 60处。焊接过程期间可以任何合适的方式限制模具组合件。使包括pip 60的成型组合件40的离散区处的振动能通过摩擦转化为热量,热量?#36136;?#32452;装的模具部分的塑料材料软化和变形,从而使pip 60软化。
现在,特定地转向图1B,可?#31169;猓?#20301;于pip 60之间的区66(通常对准喇叭18的凹进区18c)并不暴露在任何显著水平的振动能中,且因此这些区66不熔合在一起或至少不以任何显著程度熔合在一起。
当模具部分凸出物60处达到软化态时,可停止声振动。可将压力暂时维持在模具组合件上(沿着图1B和6的箭头70的方向),同?#26412;?#21512;材料固化以在离散的相间隔的区处在模具部分42a与42b之间产生分子键。整个循环可在极短的时间内完成。举例来说,在本发明的一些实施例中,从约0.3秒到约1秒完成部分之间的熔合。离散区中接合的强度约是母体材?#31995;?#25509;合强度,尤其因为对?#20154;?#24615;材料来说,材?#31995;?#29076;化和随后的固化并不实质上影响其机械性质。
眼镜领域内的?#38469;?#20154;员可容易地?#31169;猓?#37325;要的是模具部分42a和42b彼此之间完全对准。
现在转向图7,展示包含熔合模具部分42a和42b的成型组合件40。模具部分42a的熔化的pip60′已固化,且在模具部分42a与42b之间提供离散的相间隔的熔合区。
通过熔合过程,熔合模具部分42a与42b之间的填充空腔50优选未被改变。通常不希望引起单体填充空腔50的任何变形。模具部分42b的凸起74使得与模具部分42a密切接触,从而形成眼镜边缘而凸起74不变形或熔合。如图所示,也提供从凸起74径向向外定位的另一凸起(例如,环形凸起76)。在本发明的一些实施例中,这一结构提供相对邻接模具部分42a的结构78的干涉配合,和/或这一结构适用于促进模具部分在其组合件?#31995;?#23436;全对准。环形凸起76使模具部分42a和42b的位?#23391;?#23545;彼?#23435;?#23450;。
有利地,构造本发明的模具组合件提供超声熔合模具部分42a和42b的方式而不会引起任何可能由传输到单体填充空腔50的超声波能引起的显著的?#22909;?#25928;应。举例来说,希望在远离空腔50的位置处施加振动能从而不会引起可聚合组合物的空穴现象。有利地,凸出物74和凸出物76界定位于pip60′与填充空腔50之间的快速保留区域82。快速保留区域的另一合适的结构布置的进一步描述提供于Morris的美国专利第6,405,993号中。
图8和9分别展示替代成型组合件240和340。这些成型组合件240和340实质上类似于成型组合件40,其中主要差别为pip的形状和pip的位置。更具体来说,成型组合件240包括实质上彼此相同的模具部分242a和242b,且包括锥形或圆锥形pip260′,因为pip260′具有直接固定于模具部分主体242a的第一末端和从第一末端纵向延伸的第二末端,且第一末端的横截面比第二末端处或附近的横截面大。成型组合件340包括模具部分342a和342b,模具部分342a和342b实质上彼此相同且包括类似于pip260′但从模具部分342a的外边缘90进一步向内定位的锥形或圆锥形pip 360′。
成型组合件340的一个优点在于上模具部分342a的阴模侧在pip 360′上方具有可更容易容纳?#28508;?#24418;喇叭18的周边区。
可通过常规两部分浇口(sprue)和溢流口(riser)将可聚合组合物供应到空腔中,或可在真空下将各部分接合或固持在适当位置且将单体注入接口中。可使用吸管或注射器将可聚合组合物分配到凹透镜形状阴模表面上。可向模具部分42b供应诸如硅酮水凝胶形成的混合物的单体混合物,或任何可用于隐形眼镜或任何可植入的眼镜装置的诸如气体可渗透常规水凝胶材?#31995;?#21333;体混合物,且然后如本文别处所述焊接或熔合模具部分42a和42b。如所属领域所知,可聚合组合物通过合适的方法聚合,诸如暴露于紫外光下或热固化合适的?#20013;?#26102;间。
通常在图9a的平面图和图9b的横截面中以140展示根据本发明的另一方面适用于制造隐形眼镜的另一种成型组合件。除非本文另有说明,否则模具组合件140与模具组合件40实质上相同。与模具组合件40一样,模具组合件140包含两个“通用”模具部分152a和152b。各模具部分152a和152b分别包括光学区158a和158b,其具?#22411;?#38451;模表面和实质上相对的凹阴模表面。各模具部分152a和152b分别包括外接光学区158a和158b的凸缘区161a和161b。
模具组合件140与模具部分40之间的主要差别在于通用模具部分152a和152b包括适于熔合的实质上环形的纵向延伸凸出物165,而不是多个相间隔的pip 60。如图所示,使模具部分152b的环形凸出物165b与模具部分152b的凸缘区的一部分在离散的相间隔的位置、诸如(图9a中的虚线)所?#38236;?#20301;置处熔合为沿实质上环形的凸出物165b的熔合区或焊接区171。同时参考图9B,沿凸出物165b的焊接部分171被未熔合或焊接的区173隔开。未熔合或焊接的这些区173由与另一模具部分152a的凸缘区161a的相应表面部分接触或相?#32536;?#19981;结合的凸出物165b的表面部分界定。优选通过使用装置10的接触组合件14获得熔合区171以产生离散的熔合区。具有?#28508;?#24418;结构(最清楚地展示于图1b中)的装置10的接触组合件14展示和描述在本文的别处。
图10A和图10B说明模具组合件的一个特定实例。在这一实施例中,模具组合件140的特征类似于图9A和9B的实施例,其中例外为区171(虚线标明)是未焊接或熔合的间隙或区,且区173被焊接。在这一实施例中,凸?#24403;?#38754;在凸缘的上表面上包含外接眼镜形状空腔的环形脊165。凸缘的下表面包含多个延伸到凸缘区中的凹进171。当第一模具部分位于第二模具部分上时,第一模具部分的凸缘的下表面与环形脊的上表面接触。环形脊在模具组合件形成之前和模具组合件形成期间有助于眼镜杯的堆叠。环形脊在模具组合件形成期间也可有效?#26723;?#35832;如单体组合物的眼镜形成材?#31995;?#25240;光(prisming)。
可放置超声波喇叭以与第一模具部分的上表面(诸如,凸缘)接触。超声波喇叭传?#32479;?#22768;波能且使第一模具部分与第二模具部分熔合。两个模具部分的熔合环绕眼镜杯或模具部分的凸缘区是不连续的。这一不连续的熔合可使用具有实质上平面的远端表面的常规超声波喇叭(诸如,连续环超声波喇叭)实现或可使用本文所揭?#38236;某潜?#24418;超声波喇叭实现。熔合可发生在脊的外缘,或其可发生在脊的上表面且包括外缘的一部分,或熔合可包括脊内缘的一部分。
相对于其他类型的模具组合件,诸如环绕眼镜杯具有连续熔合环的模具组合件,第一模具部分与第二模具部分的所述不连续熔合可提供相当大的益处。举例来说,在眼镜杯中?#36127;?#19981;形成浑浊、凹坑或气泡的情况下,可使用超声波喇叭熔合具?#24418;?#20110;凸?#24403;?#38754;的凹进的本发明的模具部分。
尽管两个模具部分的熔合可能不连续,但仍彼此牢固地固定两个模具部分,如此在其他加工步骤期间,模具部分不容易分开。
此外,如本文所?#33268;郟?#22312;不使用超声波能将一个模具部分与另一个模具部分附着的实施例中,熔化带或接触区环绕眼镜杯可以是连续的。举例来说,如果第一模具部分通过两个模具部分之间的干涉配合啮合第二模具部分,那么接触可以是连续接触区。类似地,如果第一模具部分和第二模具部分彼此通过板或其他夹紧装置附着,那么接触区可以是连续结构。
现在转向图11,本发明进一步提供适用于在隐形眼镜成型组合件514的隐形眼镜形状空腔中提供诸如硅酮水凝胶眼镜前驱体材?#31995;?#21333;体组合物的设备510。隐形眼镜形状的空腔优选是诸如根据本发明的其他方面在本文别处描述和展?#38236;?#27169;具部分的凹透镜形状空腔。应?#31169;猓?#35774;备510也可用于向常规隐形眼镜半模具提供单体组合物。
设备510通常包含具有定尺寸且构造以将一定量的单体组合物分配到模具部分的隐形眼镜形状表面?#31995;?#20998;配尖头522的分配单元520和用于将单体组合物导向分配单元520中的注射器组合件530。如图所示,注射器组合件530(例如)利用配件532直接与分配单元520耦合。配件536可包含经构造以促进注射器组合件530与分配单元520耦合和去耦合的肘接头或类似耦合器。
分配单元520可包含气动操作的隔膜阀。
在一特定实例中,注射器组合件530包含筒540和插入其中的活塞542。为分配(例如)光引发单体以制造硅酮水凝胶眼镜,注射器组合件530优选是UV阻断或过滤注射器,例如阻断约95%到100%UV辐射的注射器组合件。在一实施例中,注射器组合件530的筒540容?#31245;?5cc的单体组合物544。当所分配的单体组合物不是UV?#20174;?#29289;时,可使用非UV阻断注射器组合件。
其使用前,使注射器组合件530填充有单体组合物,同时使活塞542位于完全插入的位置以确保筒540?#24418;?#25429;集空气。设计注射器组合件530和盖子548以防止单体组合物被粒子?#20219;?#26579;以及防?#32929;?#20837;氧气。填充筒540后,然后将盖子548放置在筒540上。使用luer锁定机构将盖子548锁定在筒上。然后,可储藏填充注射器组合件530直到需要时。
重要的是单体组合物在分配到模具组合件中之前,并不与空气接触,因为与空气接触会在最终隐形眼镜产?#20998;?#20135;生气泡/空隙。因此,希望在组合物沉积于注射器组合件530中之前,(例如)使用氮气或其他惰性气体?#36842;?#21333;体组合物以从单体组合物中排除氧气。将所填充的注射器组合件储藏在有效将单体组合物保持在介于约4℃与约36℃之间的合乎要求的温度下的水冷套中。在某些实施例中,可将单体混合物保持在实质上恒定的温度下,诸如室温,例如介于约20℃与约25℃之间,例如介于20℃与22℃之间。
在一特定实例中,设备510包含具有零件号752V-CLT-E的“EFD CLT”阀门分配单元和具有零件号5113LBP-B的琥珀55cc注射器和活塞套装,两者都是由EFD Inc.,EastProvidence,RI02914 USA制造。也可从称为PPG Industries的公司购得合适的组件,例如零件号365523的浅蓝色55cc注射器和零件号363035的活塞。两种样式都能UV阻断且具有相同的luer锁定附着。
在一特定实例中,分配单元520容纳一定量的足以制造约3片隐形眼镜的单体组合物。活塞542利用空气压力管道552气动操作。将分配单元520连接到空气压力管道554。
设备510包括经构造以控制注射器组合件530和分配单元520中的一个且优选两个的阀门开启时间的阀门控制器558。阀门控制器558优选基于微处理器且编程以可靠且精确地开启和关闭设备510的阀门。合适的阀门控制器以名称“7000 VALVEMATEController”销售且可购自EFD,Inc.。或者,可提供独立的阀门控制器来控制注射器组合件530和分配单元520。
通过分配尖头522分配一个或一个以上增量的单体组合物后,分配单元520从注射器组合件530通过肘接头532抽取更多的单体组合物。当注射器筒540中的所有单体组合物544已有效用完时,断开注射器组合件530与分配单元520且用新的单体填充注射器组合件更换。这可通过切断馈给注射器组合件530?#31995;母?#23376;548的空气管道552和移走盖子548来完成。然后,简单地将注射器组合件530旋出肘耦合器532,且将已处于适当位置的具有活塞的预填充的新注射器组合件530连接到肘接耦合器532。然后,将盖子548放置在新注射器组合件上且锁定。然后,将空气?#22836;諾焦?#36947;552中。这一转换仅需要几秒来完成。
设备510可以(例如)通过托架566的方式安装以相对于携带待填充的模具组合件部分514的移动工作台568或传送带保持固定。整个设备510和移动工作台568的运行可自动控制。
鉴于上文揭示内容,填充模具部分和形成制造隐形眼镜的模具组合件的方法的一个实例可描述如下。提供下文仅作为实例,且无论如何不应解释为限制本发明。
从成型/脱模模组中转移包含8堆64个模具部分的?#26800;?#26412;文所述的本发明的填充模组或系统中。
将盒放置在框架组合件上。构造框架组合件以将模具部分导向板表面。更具体来说,框架组合件包括步进移动模具部分的组件,如此各堆叠中的上模具部分位于实质上同一平面或同一高度下。通过将最上面的模具部分放置在同一高度或同一平面中,可使用机器人板移出和转移模具部分,每次8个。
在一实施例中,框架组合件包括一个或一个以上有效移动模具部分堆的偏移构件。举例来说,框架组合件可包含多个弹簧负载的气缸或气动控制的气缸。偏移构件迫使模具部分穿过板中的孔。在所说明的实施例中,模具部分具有从眼镜空腔或凸缘径向向外延伸的延伸构件或锅柄。延伸构件指向四个眼镜模具部分阵列(2×2)的中心。将模具部?#21046;?#21521;或压向在板的一部分孔上方延伸的棒或其他结构。棒充当迫向板表面的模具部分的?#37096;欏?
位于两组四个模具部分之间的机器人臂在延伸构件之间移动,如?#25628;?#20280;构件偏离阵列的中心定向。机器人控制真空装置?#21485;?#27169;具部分且将个别模具部分转移到?#30701;?#35774;备。将含模具部分的?#30701;状?#36865;到本文所述的分配设备。使用空气驱动注射器活塞且将单体组合物分配到模具部分的凹透镜空腔中。分配单体组合物的体积通常为每模具部分约20μL到约50μL。
将具有填充模具部分的?#30701;?#31227;动到如本文所?#33268;?#31532;二未填充的模具部分放置在第一填充模具部分的顶部?#31995;?#24037;作台以形成含有眼镜前驱体材?#31995;?#27169;具组合件。将具有模具组合件的?#30701;?#31227;动到焊接台,其中超声波传送装置使用40kHz超声波能将两个模具部分熔合在一起。焊接期间,可将过量单体混合物移出模具部分并舍弃。
然后,将模具组合件(熔合模具部分)放置在具有多个容纳眼镜模具组合件的眼镜杯的孔的装料?#20449;?#19978;。孔在行与行之间偏移,如?#25628;?#20280;构件在?#20449;?#19978;彼此间不干扰。各?#20449;?#21487;容纳256个模具组合件。其他配置也有可能。
上述方法可包括一个或一个以上鉴别或跟踪步骤,诸如扫描提供在模具部分的延伸构件?#31995;?#26631;识符。所述方法也可包括一个或一个以上检验步骤,诸如在熔合或封闭模具部分之?#20985;?#26597;单体组合物中的气泡。
上述方法也可包括在将第二模具部分放置在眼镜杯中的含单体组合物的第一模具部分上之前,使第二模具部分浸渍或接触单体组合物的步骤。
然后,可将模具组合件的?#20449;?#36716;移到聚合或固化可聚合组合物的固化台上,例如通过将模具组合件暴露在紫外光下来进行聚合或固化。
参考以下与本文同一日期申请的共同拥有的美国专利申请案可更清楚地理解和/或?#31169;?#26412;发明的某些方面和优点,各申请案的揭示内容整体以特定引用的方式并入本文中:标题为“Contact Lens Molds and Systems and Methods for Producing Same”且代理人案号为第D-4124号的美国专利申请案第11/200,848号;标题为“Systems and Methods forProducing Contact Lenses from a Polymerizable Composition”且代理人案号为第D-4126号的美国专利申请案第11/200,644号;标题为“Systems and Methods for Removing Lensesfrom Lens Molds”且代理人案号为第D-4127号的美国专利申请案第11/201,410号;标题为“Contact Lens Extraction/Hydration Systems and Methods of Reprocessing Fluids UsedTherein”且代理人案号为第D-4128号的美国专利申请案第11/200,863号;标题为“ContactLens Package”且代理人案号为第D-4129号的美国专利申请案第11/200,862号;标题为“Compositions and Methods for Producing Silicone Hydrogel Contact Lenses”且代理人案号为第D-4153P号的美国专利申请案第60/707,029号和标题为“Systems and Methods forProducing Silicone Hydrogel Contact Lenses”且代理人案号为第D-4154号的美国专利申请案第11/201,409号。
上文已引用大量公开案和专利。各所引用的公开案和专利其整体以引用的方式并入本文中。
虽然本文描述某些优选实施例中,但应?#31169;?#26412;发明不受其限制且修改和变化对所属领域的?#38469;?#20154;员来说应显然易见。

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本文标题:隐形眼镜模具组合件和其制造系统和方法.pdf
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