專利名稱：形成貼目鏡片的模具和在制造期間防止生成小串貼目鏡片材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成貼目鏡片(contact lens)的模具，也涉及一種在制造貼目鏡片期間防止從貼目鏡片模具的溢出物生成小串貼目鏡片材料的方法。
背景技術(shù)：
一種制造軟性貼目鏡片的方法是在塑料模具中模制貼目鏡片。該模具通常有兩個模具部分，它們在裝配時形成一個位于兩部分之間的空腔。一種在空腔中起反應(yīng)的反應(yīng)混合物形成一個貼目鏡片。通常在第一模具部分上加入反應(yīng)混合物，將第二模具部分安置在第一模具部分上，然后反應(yīng)混合物起反應(yīng)。將第二模具部分安置在第一模具部分上通常導(dǎo)致多余的反應(yīng)混合物溢出空腔而接觸一個或兩個模具部分。模具部分通常具有平面法蘭，多余的反應(yīng)混合物通常在兩個模具部分的法蘭之間鋪開。反應(yīng)混合物的反應(yīng)通常是通過輻射起作用的?？涨恢械姆磻?yīng)混合物起反應(yīng)，例如聚合和/或交聯(lián)而形成貼目鏡片，同時溢出物起反應(yīng)，形成聚合物的圓環(huán)。在通常的制造過程中，第一模具部分(安置在底部)上的溢出區(qū)是溢出的反應(yīng)混合物將接觸到的第一模具部分的表面積，該溢出區(qū)在加料步驟之前接受施加的表面活性劑。該表面活性劑防止溢出的物料附在第一模具部分上，由此幫助溢出的物料附在第二模具部分上，并當(dāng)?shù)诙＞卟糠謴牡谝荒＞卟糠忠迫r(稱為脫模步驟)使溢出的物料從制造過程中除去。然后丟棄第二模具部分。貼目鏡片留在第一模具部分中，它在貼目鏡片制造過程中繼續(xù)進(jìn)行水合作用和洗滌步驟。水合作用和洗滌步驟已在先有技術(shù)中公開，包括美國專利5,640,980；5,690,866和美國序列號No.＿＿＿＿(VTN-420)，它們合并于此供參照。
在水合作用和洗滌步驟期間，任何殘余的反應(yīng)單體溢出物如果存在的話通常為從較大碎片(它們附在第二模具部分上)破裂成的薄片或小碎片，它們受到洗滌而離開第一模具部分法蘭，并可能將自身附在貼目鏡片上，這可能在其后造成貼目鏡片報廢。
通常投料和反應(yīng)步驟在惰性環(huán)境中進(jìn)行；但是，最近發(fā)現(xiàn)，貼目鏡片可以在大氣環(huán)境中制造，只要將反應(yīng)混合物投入第一模具部分和將第二模具部分安置在第一模具部分上這兩個步驟之間的時間小于70秒就行。在惰性環(huán)境中制造貼目鏡片的工藝公開于美國專利序列號No.09/222,266(VTN-421)中，該專利參考合并于此。一旦第二模具部分安置到第一模具部分上，在模具內(nèi)形成貼目鏡片的反應(yīng)混合物就不受大氣環(huán)境中氧的影響，因?yàn)樵陂]合的模具內(nèi)反應(yīng)混合物與大氣環(huán)境隔絕；但是，法蘭上的溢出的反應(yīng)混合物暴露于大氣環(huán)境的氧氣中，氧可能干擾和妨礙反應(yīng)混合物的完全反應(yīng)如聚合作用。據(jù)推測，這可能導(dǎo)致更多地生成沒有完全反應(yīng)并常常離開其余溢出物料的反應(yīng)混合物薄片。在脫模步驟期間當(dāng)?shù)诙＞卟糠謴牡谝荒＞卟糠忠迫r，部分聚合的反應(yīng)混合物的小碎片不會附在第二模具部分上。相反，在隨后的水合作用和/或洗滌步驟期間，這些小碎片往往留在和粘著于貼目鏡片上。
本發(fā)明討論反應(yīng)混合物的碎片問題，這些碎片離開其余的溢出物和/或不會隨第二模具部分一起移去，和/或不容易從模具部分上除去。本發(fā)明可用于任何貼目鏡片制造方面，如在惰性或大氣環(huán)境中發(fā)生的反應(yīng)。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種用于形成一個包括溢出物收集器的貼目鏡片的模具。該溢出物收集器是一個最好至少部分由一個結(jié)構(gòu)形成的體積，該結(jié)構(gòu)能聚集溢出的反應(yīng)混合物，使后者不會像在先有技術(shù)模具的通常平坦的表面上那樣鋪開。該溢出物收集器也減小接觸大氣或惰性環(huán)境的溢出物的表面積的量，較好的情況是，與具有平面溢出物面積的模具相比，該溢出物收集器減小接觸大氣或惰性環(huán)境的溢出物的表面積達(dá)多于25％，最好的情況下，與具有平面溢出物面積的模具相比，達(dá)多于50％。該溢出物收集器有助于從貼目鏡片制造過程中除去溢出的反應(yīng)混合物。該溢出物收集器優(yōu)選地防止生成薄的小串反應(yīng)化合物。該溢出物收集器優(yōu)選地有助于將溢出的反應(yīng)混合物附在至少一個模具部分上。
本發(fā)明還提供一種防止生成污染碎片(通常為薄的小串溢出的反應(yīng)混合物)的方法，該方法包括的步驟有防止溢出的反應(yīng)混合物在模具上鋪開。該薄的小串溢出的反應(yīng)混合物通常具有40至1000微米之間的尺寸。該方法還減小接觸大氣或惰性環(huán)境的溢出物的表面積的量。該方法有助于從貼目鏡片制造過程中除去溢出的反應(yīng)混合物。該方法優(yōu)選地防止生成薄的小串反應(yīng)混合物。該方法優(yōu)選地有助于將溢出的反應(yīng)混合物附在至少一個模具部分上。
附圖簡述

圖1表示一種先有技術(shù)貼目鏡片模具的橫截面圖。
圖2表示本發(fā)明的貼目鏡片模具的橫截面圖。
圖3表示圖2中示出的貼目鏡片模具的第一模具部分的頂視圖。
圖4表示本發(fā)明的貼目鏡片模具的第二實(shí)施例的橫截面圖。
圖5表示圖4中示出的貼目鏡片模具的第一模具部分的頂視圖。
圖6表示本發(fā)明的貼目鏡片模具的第三實(shí)施例的橫截面圖。
圖7表示圖6中示出的貼目鏡片模具的第一模具部分的頂視圖。
發(fā)明詳述圖1表示一種先有技術(shù)貼目鏡片模具10的橫截面圖，它由第一模具部分11和第二模具部分12組成。示出的模具10是裝配好的，已裝有反應(yīng)混合物15的配料。模具類似于如美國專利5,238,388；5,326,505和5,540,410中示出的一種模具，其用于模制貼目鏡片也已在這些專利中充分描述，這些專利參考合并于此。通常，模具部分由聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯之類制成；但是，可以使用更耐久的材料如石英或玻璃來制造本發(fā)明的模具。
第一模具部分11和第二模具部分12形成一個空腔14，空腔中反應(yīng)混合物15如反應(yīng)單體或未交聯(lián)的聚合物起反應(yīng)而形成一個貼目鏡片。反應(yīng)混合物15通常是一種形成水凝膠的成分，例如，它可以是羥乙基甲基丙烯酰胺和/或其它單體，和交聯(lián)體，和/或在先有技術(shù)中充分公開的其它成分?？涨?4是由第一模具部分11的光學(xué)表面18、第二模具部分12的光學(xué)表面19和由第一模具部分11上碰到第二模具部分12的光學(xué)表面19的邊緣100形成的。光學(xué)表面19形成貼目鏡片的后表面，也就是靠著眼睛的表面，而光學(xué)表面18形成貼目鏡片的前曲線。因此，第一模具部分11在先有技術(shù)中常稱作前曲線模具，而第二模具部分12在先有技術(shù)中常稱作后曲線模具。通常，裝料到第一模具部分11中的反應(yīng)混合物15的量對空腔14來說是太多了，當(dāng)?shù)谝荒＞卟糠?1和第二模具部分12裝配成模具10時，混合物15的多余量形成溢出物13。溢出物13在模具部分的法蘭16、17之間鋪開。理想的是，溢出物13起反應(yīng)(例如聚合和/或交聯(lián))而形成一個聚合物圓環(huán)，該圓環(huán)由于在第一模具部分11的法蘭16上施加表面活性劑而附到第二模具部分12上。然后在脫模步驟期間當(dāng)從第一模具部分11上移去第二模具部分12并丟棄時，可以從制造過程中除去溢出物13。但是，如果反應(yīng)化合物鋪開得太薄，或者由于環(huán)境的影響，溢出物13不能在脫模步驟中充分除去，并相反地破碎成一個或多個小片，它們會污染貼目鏡片的下游制造過程。
本發(fā)明提供一種形成貼目鏡片用的具有溢出物收集器的模具。該模具可包括一或多個模具部分。通常，該模具將包括如上面對先有技術(shù)模具描述的兩個模具部分；但是，本發(fā)明適用于制造貼目鏡片的其它模具。該模具可以包括單獨(dú)一個模具部分，或者該模具可以包括多于兩個的模具部分，其中之一可以形成溢出物收集器。最好是，該模具是一次性使用的；但是，本發(fā)明包括可以重新使用的模具。
本發(fā)明的提供一個溢出物收集器38的模具的一個實(shí)施例示出于圖2中。溢出物收集器38的形狀象一個水槽，其體積部分由結(jié)構(gòu)39決定，結(jié)構(gòu)39即從第一模具部分21的法蘭26的表面上伸出的突出部39。此外，溢出物收集器還決定于從邊緣102到突出部39的法蘭26，決定于第二模具部分22的在空腔24外面的光學(xué)表面29，決定于第二模具部分22的法蘭27的底面的一部分。突出部39最好圍繞法蘭26連續(xù)存在，雖然溢出物收集器38的尺寸和形狀在需要時可以變化，并且不需要圍繞整個法蘭26都存在。(注意圖3示出一個任選的凸片101，凸片101是法蘭26的延伸部，它在模具的橫截面圖中并不存在。凸片101有助于操作模具部分。)突出部39可以安置在法蘭26上的任何部位，取決于溢出量23的量。對于較小量的溢出物23，溢出物收集器38最好通過將突出部39安置得更靠近邊緣102而做得較小。當(dāng)溢出物23較多時，溢出物收集器38最好通過將突出部39安置得離邊緣102較遠(yuǎn)而做得較大。突出部39的高度最好應(yīng)當(dāng)高到它能夠制造。如果需要，當(dāng)設(shè)計結(jié)構(gòu)時可以考慮模具部分的其它要求，例如將表面活性劑施加到第一模具部分表面上的可能性，以及隨后在脫模步驟中在兩個模具部分之間使用機(jī)械手指。此外，需要考慮模具的裝配。最好突出部39不應(yīng)當(dāng)妨礙貼目鏡片模具20的裝配，例如，突出部39不應(yīng)當(dāng)妨礙將第二模具部分22安置在第一模具部分21上，除非突出部39是柔性的，并且在反應(yīng)步驟期間如果需要將允許模具收縮。溢出物收集器38的體積最好應(yīng)當(dāng)能包容所有溢出物23，也就是，它不會讓反應(yīng)混合物的溢出物23流過突出部39上的點(diǎn)A。
突出部39可以有任何形狀，并可由任何材料制成。圖示的突出部39為三角形，但它可以是長方形、半橢圓形或半圓形。目前，包括突出部39的模具部分是用注射成型法做成的，因此最好突出部39的形狀為突出部離法蘭26的表面逐漸變窄以便于模制；但是，對于不是用注射成型法做成的模具部分，突出部可以有任何形狀，并且不需要離法蘭變窄。例如，具有突出部的模具部分可以由機(jī)加工的石英制成，或者突出部可以用橡膠或分開的塑料件制成，隨后粘接在模具部分上。
在優(yōu)選的貼目鏡片制造過程中，最好是，溢出物23附在第二模具部分22上，在脫模步驟期間，當(dāng)?shù)诙＞卟糠?2從第一模具部分21移去時，溢出物23與第二模具部分22一起移去；因此，最好將模具20和溢出物收集器38的邊界設(shè)計成接觸溢出物23的第二模具部分22的表面積等于或大于接觸溢出物23的第一模具部分21的表面積。但這不是必需的，因?yàn)橐绯鑫?3在第二模具部分22上的附可以通過在第一模具部分21或第二模具部分22上使用表面活性劑或其它表面處理化學(xué)品或方法來完成。
在圖2和圖3所示的目前優(yōu)選的實(shí)施例中，突出部優(yōu)選的位置是距離邊緣102為1-1.5mm，最好為1.25mm，突出部39從法蘭26表面伸出的優(yōu)選高度為0.3-0.4mm，最好為0.35mm。第二模具部分22接觸溢出物23的表面積為約75mm2，而第一模具部分21接觸溢出物23的表面積為約55mm2。對一個特定量的溢出物和裝配，突出物的最佳位置和高度可以由該技術(shù)的普通專業(yè)人員對溢出物23的量來確定。
圖4和圖5中示出另一個實(shí)施例。貼目鏡片模具40包括第一模具部分41，后者有另一結(jié)構(gòu)59例如凹部59，它形成溢出物收集器58的一個邊界。其它邊界包括第二模具部分42的在空腔44外面的光學(xué)表面49和第二模具部分42的法蘭47的部分底面。在該實(shí)施例中，任選地，如圖所示，第一模具部分41的法蘭46在離空腔44最遠(yuǎn)處在凹部59的側(cè)面上可以更高，以增大凹部59的容積。或者是，在凹部59的離空腔44最遠(yuǎn)的側(cè)面上可以提供一個如第一實(shí)施例中那樣的用于同一目的的突出部。該較高的側(cè)面和/或突出部最好使反應(yīng)化合物對環(huán)境暴露的表面積減小。凹部59最好圍繞法蘭46連續(xù)存在，雖然如果需要可以改變溢出物收集器58的尺寸和形狀，并且不需要圍繞整個法蘭存在。凹部59可以是任何尺寸，取決于溢出物43的量。對于較小量的溢出物43，最好通過將凹部做得較小而將溢出物收集器58做得較小。當(dāng)溢出物43的量較大時，最好通過增大凹部59的尺寸來將溢出物收集器58做得較大。對于最好的結(jié)果，最好是凹部59的遠(yuǎn)側(cè)離邊緣103的高度盡可能高到可以制造而不妨礙貼目鏡片模具40的裝配，也考慮到其它加工要求。溢出物收集器58的體積最好是使其能包含所有溢出物43，也就是，它不會讓反應(yīng)混合物流過凹部59的點(diǎn)B。
凹部59可以有任何形狀。圖示的凹部59具有半橢圓形，但它也可以是三角形、長方形或半圓形。目前，模具部分是用注射成型法制造的，因此凹部59的形狀最好是離法蘭41的表面逐漸變窄以易于模制。但是，對于并非由注射成型法制成的模具部分(如機(jī)加工的石英)，該凹部可以有任何形狀，不需要離法蘭逐漸變窄。安置在第一模具部分41上的凹部59最好逐漸變窄，而凹部59的形狀向著第二模具部分42較寬，因?yàn)樵趦?yōu)選的貼目鏡片制造過程中在脫模步驟期間當(dāng)?shù)诙＞卟糠?2從第一模具部分41移去時，希望溢出物43附在第二模具部分42上并與其一起移去。對于一個特定量的溢出物和裝配，該凹部的最佳深度、高度和設(shè)計可以由該技術(shù)的普通專業(yè)人員對溢出物的量來確定。
圖6和圖7中示出又一個實(shí)施例。圖6示出模具60包括第一模具部分61和第二模具部分62。第二模具部分62有一個結(jié)構(gòu)79即突出部79，它碰到或幾乎碰到第一模具部分61的法蘭66的表面并形成溢出物收集器78。溢出物收集器78的其它邊界包括法蘭66、67的表面和光學(xué)表面69這些部分。在該實(shí)施例中，重要的是突出部79碰到或幾乎碰到法蘭66，以阻止溢出物63從突出部79下面流出。如果空出部79幾乎碰到第一模具部分61的法蘭66，那么突出部79最好具有如圖所示的長方形形狀，使得溢出物63的前沿將被捕集和停止在突出部79和法蘭66之間的空間77內(nèi)。如果突出部79碰到法蘭66(未示出)，那么最好突出部79和/或法蘭67和/或法蘭66是柔性的，以便需要時在反應(yīng)混合物反應(yīng)期間允許模具60收縮。柔性的突出部79和/或法蘭66、67可以通過模制一個薄的塑料件來提供?；蛘呤?，可以通過用一種不同材料如橡膠來形成可粘附在法蘭67上的突出部79來提供柔性的突出部79。圖示的突出部具有長方形；但是，像前面實(shí)施例中描述的突出部一樣，它可以有任何形狀。突出部79作為第二模具部分62的一部分或粘附于第二模具部分62上有一個好處，就是增大了溢出物63附于其上的表面積，這將有助于使溢出物63在脫模步驟中與第二模具部分62一起移去。
上面描述和圖示的結(jié)構(gòu)是突出部和凹部，但是，可以使用任何結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的復(fù)合來形成或部分形成一個溢出物收集器。例如，在另外沒有圖示的實(shí)施例中，溢出物收集器可以通過一些結(jié)構(gòu)如在第一模具部分和第二模具部分兩者上的突出部來形成，而如果需要，這些結(jié)構(gòu)的形狀可以做成當(dāng)模具裝配時安裝在一起。在另外的實(shí)施例中，特別當(dāng)模具可以重復(fù)使用時，這些結(jié)構(gòu)可以用不同于形成模具部分所用材料的材料來形成，和/或可以是反應(yīng)混合物對其具有親和力的材料如聚苯乙烯。在另一個實(shí)施例中，溢出物收集器可以通過一個與模具分離的結(jié)構(gòu)(一個第三模具部分)來形成或部分形成，例如，該結(jié)構(gòu)可以插入第一模具部分和第二模具部分的法蘭之間，最好是在一個將第二模具部分安置到第一模具部分上以裝配該貼目鏡片模具之前或同時的步驟中。在這個實(shí)施例中，希望用一個由橡膠或海綿材料制成的柔性材料環(huán)，以便需要時允許模具部分壓縮。另一方面或此外，用反應(yīng)混合物對其具有親和力的材料制造該結(jié)構(gòu)將是有利的。在反應(yīng)步驟和脫模后，可以將該結(jié)構(gòu)和附其上的溢出物一起移去和丟棄。該結(jié)構(gòu)在其側(cè)面可以有例如U形的橫截面，它將為溢出物的附提供附加的表面積。當(dāng)使用可重復(fù)使用的模具以形成貼目鏡片時，采用一次性結(jié)構(gòu)將是特別希望的，因?yàn)檫@會簡化重新使用前的清洗步驟。
本發(fā)明還提供一種防止生成溢出的反應(yīng)混合物薄層的方法，包括以下步驟防止溢出的反應(yīng)混合物在一個或多個模具部分上鋪開。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，溢出物的問題是，如果溢出物被允許在法蘭區(qū)域上鋪開，那么小片的溢出物可能逸出而污染其后的制造步驟。通過防止反應(yīng)混合物在一個或多個模具部分上鋪開，那么在脫模步驟中完全除去溢出物的可能性將會增大。除了使用上述由物理結(jié)構(gòu)形成的溢出物收集器之外，溢出物收集器也可以由壓力屏障來形成，該壓力屏障例如通過對兩個模具部分的法蘭之間的溢出物鼓吹氣體以防止溢出物鋪開來完成?；蛘呤?，溢出物收集器可以通過一個化學(xué)屏障來形成，該化學(xué)屏障將與溢出物前沿起反應(yīng)而防止其鋪開?？梢栽诜磻?yīng)步驟之前通過分開的洗滌步驟或擦洗步驟來從模具上除去溢出物。在洗滌步驟中，水可以指向法蘭之間的模具上。在擦洗步驟中，可以使用刷子之類來從模具的法蘭上除去溢出物。在本發(fā)明目前優(yōu)選的方法中，使用一種至少部分形成溢出物收集器的結(jié)構(gòu)而最好是圖2和圖3中示出的突出部來防止溢出物在法蘭之間鋪開。
本發(fā)明就一些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述。在不背離由下面的權(quán)利要求所描述的本發(fā)明的原理和精神下，對于該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通專業(yè)人員顯然可以作出一些替代實(shí)施例以及對上述一些實(shí)施例的一些修改。
權(quán)利要求
1.一種用于形成一個包括溢出物收集器的貼目鏡片的模具。
2.權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述溢出物收集器的形狀像一個水槽。
3.權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述溢出物收集器至少部分地由一個結(jié)構(gòu)限定。
4.權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是一個突出部。
5.權(quán)利要求4所述的模具，其特征在于，所述突出部是柔性的。
6.權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是一個凹部。
7.權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述模具包括一個第一模具部分和一個第二模具部分，而所述結(jié)構(gòu)存在于所述第一模具部分上。
8.權(quán)利要求7所述的模具，其特征在于，所述第一模具部分包括一個法蘭，而所述結(jié)構(gòu)連續(xù)圍繞所述法蘭存在。
9.權(quán)利要求8所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是一個突出部，所述突出部為三角形。
10.權(quán)利要求8所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是一個凹部。
11.權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述模具包括一個第一模具部分和一個第二模具部分，而所述結(jié)構(gòu)存在于所述第一模具部分上。
12.權(quán)利要求11所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是一個突出部，所述突出部為長方形。
13.權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括一種與所述模具材料不同的材料。
14.權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)不附在所述模具上。
15.權(quán)利要求14所述的模具，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是一個環(huán)。
16.權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具是可以重新使用的。
17.一種防止在模具中生成溢出的反應(yīng)混合物的污染碎片的方法，包括下列步驟防止溢出的反應(yīng)混合物鋪開到所述模具上。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括減小暴露于環(huán)境中的所述溢出物的表面積的步驟。
19.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述防止步驟是通過提供一個在所述模具上限定一個溢出物收集器的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于形成包括一溢出物收集器(38)的貼目鏡片的模具(21)，該收集器(38)能聚集溢出的反應(yīng)混合物(23)而使其不會鋪開，在現(xiàn)有技術(shù)模具的普通平坦表面上溢出的反應(yīng)混合物(23)是會鋪開的。本發(fā)明還提供一種方法，該方法通過防止溢出的反應(yīng)混合物鋪開在模具(21)上來防止生成溢出的反應(yīng)混合物的污染碎片。
文檔編號B29C33/00GK1437530SQ00819192
公開日2003年8月20日 申請日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月3日
發(fā)明者S·F·安塞爾, J·A·M·溫戴, K·W·小福利, G·R·克雷布斯巴赫, R·M·史密斯, C·G·小克羅維 申請人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司