專利名稱：模塑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣義地涉及模塑技術(shù)。更具體地說，本發(fā)明涉及眼科透鏡模塑方法。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及接觸透鏡模塑方法。
通過將可聚合的和/或可交聯(lián)的液體原料分配到模具中來形成制品的方法已經(jīng)用于各種技術(shù)領(lǐng)域中。尤其是醫(yī)用裝置如眼科透鏡的模塑。廣泛用于視力校正的一種眼科透鏡是接觸透鏡。
接觸透鏡可由無數(shù)方法制造。透鏡制造的一種傳統(tǒng)方法是由液體單體在透鏡毛坯模具中的聚合反應(yīng)來形成透鏡毛坯，然后以機(jī)械方式將透鏡毛坯用車床切削成成品接觸透鏡。這些切削過的透鏡典型地進(jìn)行隨后的拋光步驟以除去在切削過程中產(chǎn)生的缺陷。最近，已經(jīng)開發(fā)出雙側(cè)模塑(DSM)方法。這些方法典型地涉及將液體單體分配到陰模模瓣中，將陽模模瓣貼合在陰模模瓣上，然后進(jìn)行紫外線輻射以使單體聚合。在DSM方法中從模具中取出的聚合透鏡通常不需要表面拋光，但常常需要未反應(yīng)單體或溶劑的隨后抽提。
US專利5 508 317(1996年4月16日授權(quán)于Beat Müller)公開了通過提供一種不需要除去未反應(yīng)單體或溶劑來模塑接觸透鏡的方法，在用于模塑眼科透鏡的可聚合原料的化學(xué)技術(shù)上有顯著的改進(jìn)。該專利公開了水溶性預(yù)聚物組合物，它能夠被分配到透鏡模具中并在數(shù)秒內(nèi)交聯(lián)形成成品光學(xué)質(zhì)量的接觸透鏡，無需隨后的抽提步驟。
歐洲專利申請637 490(1995年2月8日出版)公開了模塑US專利5508317的預(yù)聚物材料的一些突出方法。本發(fā)明的一個實(shí)施方案涉及將可交聯(lián)的原料加入到雙件模中，其中兩模瓣相互之間保持很小的距離，以使得在它們之間形成了薄的環(huán)形縫隙?？p隙與模腔流體連通，這樣過量的預(yù)聚物會從縫隙中逃逸出來。預(yù)聚物的交聯(lián)可通過輻射，例如UV輻射來引發(fā)，其中通過在模腔以外的區(qū)域中實(shí)施掩蔽(即阻斷光照射)使輻射的照射限于模腔。US申請08/274,942(Hagmann等人)的模塑技術(shù)被引入本文供參考。
然而，模塑方法的效率上的改進(jìn)總是需要的。因此，仍然需要模塑生產(chǎn)方法的改進(jìn)，減少產(chǎn)品循環(huán)時間，提高成品質(zhì)量，改進(jìn)產(chǎn)品的一致性和減少加工原料的消耗。還有，減少環(huán)境方面的影響也是需要的，例如，通過減少必須回用和/或丟棄的模具數(shù)目。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)模塑方法、尤其接觸透鏡模塑方法的效率。
本發(fā)明的另一個目的是提高模塑方法、尤其接觸透鏡模塑方法的一致性和質(zhì)量。
本發(fā)明的再一個目的是減少模塑方法、尤其接觸透鏡模塑方法中消耗的材料量。
本發(fā)明的又一個目的是減少模塑方法、尤其接觸透鏡模塑方法的環(huán)境影響。
本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)可通過下面詳細(xì)描述的本發(fā)明各種實(shí)施方案來獲得。
本發(fā)明的一個實(shí)施方案是包括循環(huán)部分的眼科透鏡的半連續(xù)生產(chǎn)方法，其中模瓣可連續(xù)再利用無數(shù)個循環(huán)。
本發(fā)明的另一個實(shí)施方案是將可交聯(lián)的物料分配到一只模瓣中的方法，其中分配是在如下條件下進(jìn)行(a)在相對溫度為至少55％(優(yōu)選約60％-約80％)的氣氛中；(b)在距離模瓣表面約0.1mm-約5mm的高度處(優(yōu)選約1-3mm和更優(yōu)選約1.5-2.5mm)；和(c)距離模瓣的對稱中心軸大約1-大約6mm(優(yōu)選大約4-6mm)的水平距離。
本發(fā)明的又一個實(shí)施方案是將陽模模瓣和陰模模瓣分兩步運(yùn)動相互配合的方法，它包括(1)將一只模瓣與另一只模瓣在約90-約270°(優(yōu)選約180°)的角度上進(jìn)行角運(yùn)動鉸接，隨后(2)讓一只模瓣相對于另一只模瓣作基本上線性的運(yùn)動(或兩模瓣相互同時作相對線性運(yùn)動)，而模具表面相互基本上平行。
本發(fā)明的又一個實(shí)施方案是容納了多個陽模模瓣和陰模模瓣的模塑組件。該模塑組件包括(a)陽模模塑組件，容納了多個以可拆卸方式連接的陽模模瓣；和(b)陰模模塑組件，容納了多個以可拆卸方式連接的陰模模瓣。這樣的組件相互固緊，以使陽模組件可以在樞軸上轉(zhuǎn)動到某位置，在該位置中陽模和陰模模瓣基本上相互平行，然后為了配合可在線性方向上運(yùn)動。
仍有一個實(shí)施方案是檢查眼科透鏡的周邊區(qū)域的方法，在透鏡的中心區(qū)域被固緊并優(yōu)選在中心和周邊上同時實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。該周邊檢查方法包括以下步驟(a)在中心區(qū)域固緊和穩(wěn)定眼科透鏡；(b)照亮眼科透鏡的周邊區(qū)域；(c)用攝像裝置拍取眼科透鏡的周邊區(qū)域的圖象；(d)評價圖象以確定是否報(bào)廢透鏡和/或調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。
本發(fā)明的再一個實(shí)施方案是從可交聯(lián)和/或可聚合的材料生產(chǎn)成品眼科透鏡產(chǎn)品的方法，它在少于約20分鐘的時間內(nèi)完成。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的工藝流程排列的示意圖。圖2A舉例說明一種模塑工具的一個實(shí)施方案在打開狀態(tài)的平面視圖。圖2B顯示圖2A模塑工具實(shí)施方案在打開狀態(tài)的末端截面視圖。圖2C顯示圖2A模塑工具實(shí)施方案在關(guān)閉狀態(tài)的末端截面視圖。圖3描述了分配預(yù)聚物到一種透鏡膜瓣中的排列方式的一個實(shí)施方案。圖4顯示了本發(fā)明的中心透鏡體檢查步驟的一個實(shí)施方案。圖5A顯示了在模具打開步驟中陽模模瓣的初始線性運(yùn)動的末端截面視圖。圖5B顯示了在模具打開步驟中陽模模瓣的最終鉸接狀態(tài)的末端截面視圖。圖6顯示了在模塑之后進(jìn)行的模瓣清洗步驟的一個實(shí)施方案的截面視圖。圖7A-C顯示了透鏡從陽模模瓣運(yùn)動至陰模模瓣的側(cè)截面視圖。圖8顯示了檢查眼科透鏡的周邊的檢查方法的截面視圖。
本發(fā)明的一個實(shí)施方案是連續(xù)生產(chǎn)眼科透鏡的方法，其中一部分是循環(huán)的和其中模瓣可再利用，即回用到該方法中用于許多循環(huán)中。本發(fā)明的各種實(shí)施方案就優(yōu)選的眼科透鏡實(shí)施方案進(jìn)行了描述，然而本發(fā)明的各種實(shí)施方案并不限于特定類型的模制品。這里所使用的“眼科透鏡”是指在眼內(nèi)環(huán)境中使用的任何醫(yī)用或視力校正裝置，其中包括接觸透鏡，眼內(nèi)透鏡，角膜外嵌體(onlay)和內(nèi)嵌體(inlay)，眼內(nèi)藥物釋放裝置，眼內(nèi)創(chuàng)傷治愈裝置等。
透鏡生產(chǎn)方法的循環(huán)部分一般包括將液體可交聯(lián)和/或可聚合物質(zhì)分配到陰模模瓣中，讓陽模模瓣與陰模模瓣配合，輻射使之交聯(lián)和/或聚合，分開模瓣和取出透鏡，清洗模瓣和將模瓣轉(zhuǎn)換到分配位置中。
該方法可利用各種可聚合和/或可交聯(lián)的物質(zhì)。然而，優(yōu)選的是可聚合和/或可交聯(lián)物質(zhì)可在短時間內(nèi)聚合和/或交聯(lián)，即在該方法的一個或兩個步驟的循環(huán)時間內(nèi)，例如短于1分鐘，更優(yōu)選短于30秒，和甚至更優(yōu)選短于10秒。下面將更充分地描述可交聯(lián)和/或可聚合物質(zhì)的優(yōu)選類型。為方便起見，術(shù)語“預(yù)聚物”和“聚合物前體”在這里互換使用來描述可交聯(lián)和/或可聚合的物質(zhì)。
本發(fā)明的半連續(xù)、部分循環(huán)的模塑方法利用了用于保留液體預(yù)聚物材料并使模制品獲得其形狀的模瓣的再利用或回用之優(yōu)勢。在一個實(shí)施方案中，模瓣被使用至少1000次，即每一對模瓣在被扔棄或再磨新之前能夠生產(chǎn)出至少1000個模制品。優(yōu)選地，該模瓣能夠再利用至少10000次，更優(yōu)選至少100,000次，和甚至更優(yōu)選，模瓣能夠再利用至少1,000,000次。
模具或至少一個模瓣的再利用獲得了與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比而言的許多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中在一次使用之后將塑料模具扔棄。模瓣再利用的一個優(yōu)點(diǎn)是被扔棄或回用的模瓣的量顯著減少。這能夠降低模制品制造成本，進(jìn)而減少了強(qiáng)加給購買模制品的消費(fèi)者的價格。同樣，使用可再利用的模瓣代替使用單次使用的模瓣將會減少扔棄在環(huán)境中的最終碎片量，而這一直是制造操作的目標(biāo)。此外，單次使用的模瓣為模制品的不一致性提供了更多的機(jī)會，僅僅因?yàn)槊恳荒Ｖ破沸枰獌芍恍碌哪０?，其中每一個可含有一個或多個缺陷。另一個優(yōu)點(diǎn)是再利用性模瓣排除了對一些機(jī)構(gòu)的需要，該機(jī)構(gòu)將進(jìn)給、取向和貯存為該生產(chǎn)方法所需要的大量單次使用的模瓣。這些機(jī)構(gòu)中的每一種本身需要花費(fèi)成本，而且每一結(jié)構(gòu)會單獨(dú)出現(xiàn)故障，從而降低了整個方法的產(chǎn)量。再利用性模瓣的另一個優(yōu)點(diǎn)是可以使用極高質(zhì)量的模瓣，且更高的模具質(zhì)量通常意味著有更高質(zhì)量的成品透鏡產(chǎn)品。甚至還有一個優(yōu)點(diǎn)是同一模瓣的反復(fù)使用確保了模塑產(chǎn)品的一致性和再現(xiàn)性。因此，在半連續(xù)、部分循環(huán)的方法中再利用性模制品的優(yōu)點(diǎn)是巨大的。
應(yīng)該指出的是，透鏡生產(chǎn)方法的創(chuàng)新性循環(huán)部分不需要兩模瓣的再利用，雖然這是一個優(yōu)選的實(shí)施方案。例如，一系列陽模模瓣的反復(fù)使用連同一次性陰模模瓣一起構(gòu)成了某些優(yōu)點(diǎn)。再利用性/一次性模具加工方法的一個優(yōu)點(diǎn)是陰模模瓣適合同時用作陰模面模塑器材和用作最終透鏡包裝件的一部分。在該實(shí)施方案中，透鏡包裝過程的一部分(即有關(guān)包封接觸透鏡的包裝件的生產(chǎn)的部分)可省略。
借助于下面描述的整個方法的優(yōu)選實(shí)施方案來更徹底地說明該模塑方法的其它新穎的方面。
A.模塑方法在圖1中示意性給出的本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案是制造模制品、尤其接觸透鏡的方法，它包括以下步驟(a)將液體預(yù)聚物分配到一個或多個模瓣中，優(yōu)選分配到多個陰模模瓣中；(b)封閉模具，例如通過將陽模模瓣與陰模模瓣(或兩者都是多個)配合在一起；(c)讓預(yù)聚物材料交聯(lián)和/或聚合而形成固體模制品；(d)檢查模制品的中心區(qū)域；(e)打開模具，例如通過將陽模模瓣與陰模模瓣分開；(f)從模具和模制品中除去未反應(yīng)的預(yù)聚物；(g)對陰模模瓣施加水以利于模制品居中，該模制品早已處于陰模模瓣中或可隨后從陽模模瓣中轉(zhuǎn)移而來；(h)將陽模模瓣上的任何模制品轉(zhuǎn)移至陰模模瓣中(或反之亦然)；(i)讓模制品在模瓣上居中(任選被動完成)；(j)取出模制品進(jìn)行包裝；(k)檢查模制品的周邊；(l)清洗模具；和(m)將模具轉(zhuǎn)換到預(yù)聚物分配的位置。
首先應(yīng)該指出的是，一些步驟的順序不太關(guān)鍵。例如，雖然分配預(yù)聚物，封閉模具和交聯(lián)必須按順序進(jìn)行，但是檢查步驟可在整個方法的許多位置進(jìn)行。還有，在本發(fā)明的更寬方面，一些步驟是隨意的，如檢查、居中或轉(zhuǎn)移。此外，該方法的一些步驟或階段，如周邊和整體檢查階段，可結(jié)合成一個階段。
這些步驟的循環(huán)時間可加以改變，這取決于許多因素如特定的聚合物組成和模制品的尺寸。顯然，優(yōu)選的是最大程度地減少循環(huán)時間以最大程度地提高生產(chǎn)率。優(yōu)選地，各循環(huán)時間短于大約1分鐘，更優(yōu)選短于約30秒，甚至更優(yōu)選短于約10秒，和最優(yōu)選短于約6秒。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，最終的模塑制品能夠從初始預(yù)聚物材料形成，檢查和與模具分離的時間是短于約20分鐘，更優(yōu)選短于約10分鐘，甚至更優(yōu)選短于約2分鐘和最優(yōu)選短于約1分鐘。
用于形成眼科透鏡的模具優(yōu)選是雙側(cè)模具，即完整的模具包括陽模(凸起或背曲(base curve))模瓣和陰模(凹進(jìn)或前曲(front curve))模瓣。然而，本發(fā)明的各種實(shí)施方案可利用其它類型的模具。
1.模塑工具半連續(xù)、部分循環(huán)模塑方法可在整個方法中用單一模具循環(huán)來進(jìn)行操作。然而，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該方法利用多個在模塑工具中排列和對齊的模具，為的是改進(jìn)工藝效率。例如，圖2A說明了具有一排10只完整模具的模塑工具20的一個實(shí)施方案的平面視圖。模塑工具20包括可拆卸式安放在第一模具罩24內(nèi)的一排10只陰模模瓣22。模塑工具20進(jìn)一步包括可拆卸式安放在第二模具罩28內(nèi)的一排10只陽模模瓣26。第一模具罩24由樞軸轉(zhuǎn)動裝置30連接于第二模具罩28，該裝置允許第二模具罩28與第一模具罩24鉸接，為的是以可分離方式使陽模模瓣和陰模模瓣配合在一起。因此，第一模具罩24以鉸接方式連接于第二模具罩28。
在操作中，液體預(yù)聚物(或其溶液或分散液)被分配到陰模模瓣22中。通過旋轉(zhuǎn)和線性運(yùn)動第二模具罩28將陽模模瓣26與陰模模瓣22配合在一起，如圖2B中箭頭所示。模塑工具20在封閉位置(即模塑位置)顯示于圖2C中。在圖2C中，所有10對模瓣被配合在一起，從而構(gòu)造了10只模腔32(在其中可形成透鏡)。
模瓣可從許多材料形成，其中至少一只可使所需要的輻射(優(yōu)選在紫外區(qū)中)透過以實(shí)施交聯(lián)和/或聚合反應(yīng)?？捎糜谠倮眯阅＞叩囊环N優(yōu)選材料是石英。再利用性模瓣優(yōu)選是陽模模瓣。優(yōu)選地，僅僅一只模瓣使足夠的輻射透過而另一只則不會。石英在耐久性上提供了較大的優(yōu)勢，從而允許模具被再利用許多次而不影響產(chǎn)品質(zhì)量。然而，石英模具是相當(dāng)昂貴的。此外，模瓣可從聚合物材料模塑加工而成，其中至少一只使所需要的輻射透過。合適的模具材料的例子包括聚苯乙烯，聚丙烯和聚丙烯腈如BAREX。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，一組陽模模瓣或一組陰模模瓣當(dāng)中至少一組的模瓣包括在聚合和/或交聯(lián)過程中阻斷光線(尤其UV光)的周邊區(qū)域。這一光阻斷周邊的使用使得能夠精確地確定所要形成的透鏡的邊緣。該區(qū)域可通過在模瓣的透鏡形成表面以外的區(qū)域中沉積金屬涂層來制備。
2.預(yù)聚物分配在分配階段，預(yù)聚物(例如可交聯(lián)的聚乙烯醇聚合物前體溶液)被分配到多個陰模模具中，這些陰模模具一排排地排列(例如兩排各5只，如圖2A中所示)。預(yù)聚物分配條件對最終模塑而成的透鏡質(zhì)量有較大影響。因此，濕度，從分配尖頭到陰模模具表面的底部的高度和從分配尖頭到陰模模具表面的側(cè)邊的距離都需要加以控制以最大程度地減少缺陷。
圖3顯示了優(yōu)選的預(yù)聚物分配排列方式40。分配器42(例如注射器或劑量針頭)包括一尖部44，預(yù)聚物通過該尖部填充陰模模瓣46。尖部44位于陰模模瓣46之上，其相對于底部表面48的距離為“b”和相對于模具的中心軸50的距離為“a”。分配尖頭優(yōu)選(1)與模具的中心軸有一段距離“a”(偏離軸)和(2)與陰模模瓣有大約1-3mm的距離。優(yōu)選地，分配器42在分配結(jié)束后與在陰模模具中所含有的分配液體發(fā)生接觸(即，接觸預(yù)聚物表面)以避免有害的氣泡。
氣泡，取決于它們的位置，會在最終透鏡產(chǎn)品中引起缺陷。這些缺陷會損害結(jié)構(gòu)完整性，從而使人流淚，或更常見的情況，這些缺陷會引起光學(xué)上的不足，損害消費(fèi)者的視力。很重要地指出，氣泡是經(jīng)常形成的，但如果氣泡距離邊緣足夠的近則可在陽模模瓣與陰模模瓣實(shí)施配合的步驟中將其消去(即“擠掉”)。而且，優(yōu)選的是對陰模模瓣給予過量的劑量或過量填充，以最大程度地減少缺陷，尤其與邊緣問題相關(guān)的那些缺陷。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，與模具中心軸50的距離“a”是大約3-約7mm。更優(yōu)選，距離“a”是約5-約6mm。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，從分配尖部44到模具底表面48的距離“b”是大約0.1-大約4mm。更優(yōu)選地，距離“b”是大約1-大約3mm，而甚至更優(yōu)選地，該距離是大約1.5-大約2.5mm。保持這樣小的距離“b”能夠防止液滴或液流在足以產(chǎn)生氣泡(將導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷)的高度被分配下去。
在分配步驟中高濕度是優(yōu)選的，為的是防止在填充過程中表面膜或“表皮”的形成和/或氣泡的產(chǎn)生。較高濕度抑制了預(yù)聚物溶液在分配尖頭的干燥和脫水。優(yōu)選地，在分配過程中預(yù)聚物周圍的相對濕度是大約55％或更高。更優(yōu)選地，在分配過程中需要保持大約60％-大約80％的相對溫度。此外，高濕度有助于避免透鏡中的Schlieren光學(xué)缺陷。
必須小心選擇的與預(yù)聚物溶液分配步驟相關(guān)的另一個因素是分配尖頭的直徑。太小或太大的直徑會導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡。優(yōu)選的分配尖頭直徑是大約0.5mm至大約4.0mm，更優(yōu)選大約0.5mm至大約2.0mm和甚至更優(yōu)選大約1-大約1.5mm。
如果在模塑之前放置太多的時間則因脫水而在表面上形成“表皮”，尤其濕度較低時。因此，從預(yù)聚物的最后分配到模具的關(guān)閉這一段時間應(yīng)該最大程度地減少。優(yōu)選地，從分配到模具關(guān)閉的時間低于約30秒，更優(yōu)選低于約15秒和甚至更優(yōu)選低于約8秒。
3.模具關(guān)閉優(yōu)選在預(yù)聚物分配階段之后立即關(guān)閉模塑組件。
陽模模具罩優(yōu)選借助于樞軸裝置或鉸鏈裝置連接于陰模模具罩。模具的關(guān)閉優(yōu)選在兩步運(yùn)動中完成，它包括(1)將一只模具罩與另一只模具罩進(jìn)行角運(yùn)動鉸接，隨后(2)讓一只模具罩相對于另一只模具罩作基本上線性的運(yùn)動(或兩模具罩同時作相對線性運(yùn)動)，而模具表面相互基本上平行。因此，在一個實(shí)施方案中，模具的關(guān)閉是通過陽模模具罩(和可拆卸式連接的一排陽模模瓣)首先沿著鉸鏈裝置旋轉(zhuǎn)或樞軸轉(zhuǎn)動到與相應(yīng)陰模模具罩(和可拆卸式連接的一排陰模模瓣)的配合位置來進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)角度取決于在模具關(guān)閉階段之前陽模模具罩相對于陰模模具罩的所需靜止位置。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)角度是大約90-大約270度(優(yōu)選大約150-210°，更優(yōu)選大約170-190°)。
第一運(yùn)動即角運(yùn)動鉸接優(yōu)選在較快速度下發(fā)生，而第二運(yùn)動即線性運(yùn)動以較慢的速度進(jìn)行。角運(yùn)動鉸接優(yōu)選在一秒以內(nèi)發(fā)生(例如約100-500°/秒、更優(yōu)選約200-300°/秒的速度)。線性運(yùn)動可在不引起明顯缺陷或工藝停工的速度下發(fā)生，例如大約0.1-2毫米/秒，和優(yōu)選約0.5-1毫米/秒的速度。優(yōu)選的是最大程度地減少線性運(yùn)動，從而最大程度地加快整個方法的速度。因此，線性運(yùn)動的距離優(yōu)選在低于6毫米、更優(yōu)選約1-3毫米的距離內(nèi)發(fā)生。
盡管一般來說優(yōu)選的是最大程度地減少關(guān)閉模具所需要的時間，但是，過快的模瓣配合速度會引起缺陷。過快的配合速度會導(dǎo)致形成氣泡或抑制早已存在于預(yù)聚物溶液中的氣泡的逃逸。
還有，角運(yùn)動鉸接速度多少取決于模瓣相對于鉸鏈裝置(用于將陽模模具罩和陰模模具罩相互連接)的位置。典型地，所有的模瓣距離鉸鏈裝置小于約25厘米。在這種情況下，以上所述的角運(yùn)動鉸接速度是典型可接受的。應(yīng)該指出的是，設(shè)定角運(yùn)動鉸接速度時需要考慮的突出特性是高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此，盡管這里所述的角運(yùn)動鉸接速度是良好的向?qū)?，但在具體的機(jī)加工排列中使用的角運(yùn)動鉸接速度應(yīng)該經(jīng)選擇后最大程度地減少透鏡缺陷，和其次，最大程度地提高生產(chǎn)量。
正如前面早已提及的，希望最大程度地減少模具關(guān)閉所需要的時間，正如希望在任何制造步驟中最大程度減少加工時間。因此，角運(yùn)動鉸接速度可在其中不會由高鉸接速度產(chǎn)生透鏡缺陷的區(qū)域中最大程度地提高。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，在最終關(guān)閉運(yùn)動中使用機(jī)械結(jié)構(gòu)，為的是確保降低的旋轉(zhuǎn)速度。
模具關(guān)閉過程(它影響透鏡中形成的缺陷的比率)的另一方面涉及到是否所有的模瓣經(jīng)歷基本上同樣的模具關(guān)閉條件。非常優(yōu)選的是基本上同時和以基本上相同的速度關(guān)閉所有模具。如果模具同時被關(guān)閉，則所有的成品從模具關(guān)閉到聚合和/或交聯(lián)步驟將經(jīng)歷相同的時延。模具關(guān)閉速度和時間的均勻性改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。因此，非常希望的是在進(jìn)行最終的線性運(yùn)動之前將模具罩調(diào)節(jié)到某一位置，在該位置上模制面基本上相互平行。
4.引發(fā)交聯(lián)和/或聚合反應(yīng)在模具關(guān)閉步驟之后，引發(fā)聚合反應(yīng)和/或交聯(lián)，從而將液體預(yù)聚物轉(zhuǎn)變成固體形式，該形式由模瓣決定。優(yōu)選地，模塑工具被轉(zhuǎn)換到另一階段中，在該階段中對模具施加一種形式的輻射，模具允許基本上所有的輻射線透過，從而接觸到液體預(yù)聚物。優(yōu)選的輻射波長是紫外(UV)范圍內(nèi)。
輻射時間優(yōu)選低于約5分鐘，更優(yōu)選低于約1分鐘和甚至更優(yōu)選低于約10秒。優(yōu)選地，該輻射在該方法的一個步驟或階段中完成，但這不是必須的，因?yàn)樵摲椒ǖ牟恢挂粋€階段可用于輻射。例如，如果對于該方法選擇大約4秒的均勻步驟時間，但大約6秒的輻射時間是希望的，則可將兩個輻射階段插入該方法以提供足夠的輻射。
所需要的輻射時間是所施加的輻射的強(qiáng)度，所選擇的預(yù)聚物和所使用的具體光引發(fā)劑的函數(shù)。對于聚乙烯醇預(yù)聚物的紫外輻射的優(yōu)選強(qiáng)度是大約1-5毫瓦(mW)/厘米2，更優(yōu)選大約2-3.5mW/cm2，和甚至更優(yōu)選大約2.8-3.2mW/cm2。所施加的輻射的優(yōu)選波長是大約280-大約380納米，更優(yōu)選大約305-大約350納米。輻射源的峰值波長優(yōu)選不在所采用的波長范圍內(nèi)，為的是避免形成脆性透鏡。為獲得所需波長范圍而使用濾光器對于避免該透鏡脆性問題是優(yōu)選的。
施加輻射的一種優(yōu)選方法包括利用一種裝置來屏蔽掉在透鏡形成用模腔以外的區(qū)域中的輻射，從而用該屏蔽裝置確定透鏡的邊緣。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)是邊緣輪廓能夠精確和精密地加以控制，邊緣缺陷最大程度地減少，隨后的邊緣加工不需要。還有，優(yōu)選的是模具相互之間保持一定的距離，這樣沿著周邊形成了薄的環(huán)形縫隙，它允許多余的預(yù)聚物跑出。US專利申請08/274,942(Hagmann等人)教導(dǎo)了一些優(yōu)選的模瓣排列和設(shè)計(jì)以及優(yōu)選的輻射方法，其中的教導(dǎo)被引入本文供參考。
5.內(nèi)部透鏡體檢查在聚合和/或交聯(lián)之后，透鏡產(chǎn)品可在模塑和/或包裝過程中在多個階段當(dāng)中的任何階段中自動檢查。盡管優(yōu)選的是在一個階段中檢查整個透鏡，但這并不總是實(shí)際可行的，因?yàn)橐粋€階段的檢查方法會遇到受透鏡支持裝置的圖象干擾。同時，雖然有其中整個透鏡在檢查時沒有太大的載體干擾的多個階段，但是，該檢查階段在該方法中必須足夠的早，這樣在包裝之前需要另一次檢查。因此，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，透鏡的中心區(qū)域是在一個階段中檢查，而透鏡的周邊或邊緣則隨后進(jìn)行檢查，或反之亦然。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，如圖1中所示，透鏡體在輻射階段之后的階段中立即檢查。
檢查透鏡體的優(yōu)選方法是對于模塑工具中每一排透鏡使用檢查相機(jī)和相關(guān)照明光源。優(yōu)選的照明技術(shù)是亮視野照明，其中缺陷區(qū)域變暗而可接受區(qū)域變亮。例如，圖4顯示了透鏡體檢查系統(tǒng)60的透視圖，它包括位于透鏡上方的一對檢測儀62和64(例如相機(jī)如CCD相機(jī))。10只靜止的光源66位于透鏡之下。在該實(shí)施方案中各檢測儀順序檢查5只透鏡。
在操作中，光線從光源66發(fā)射出來并同時透過模腔70和72并直射到檢測儀62和64。檢測儀62和64各自產(chǎn)生信號，例如透鏡的數(shù)字圖象，傳輸給計(jì)算機(jī)74。在第一批2只透鏡的檢查完成后，檢測儀62和64向前移(如圖4中箭頭所示)來檢查第二批2只透鏡。計(jì)算機(jī)74將對一個或多個臨界信號或標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)生的信號進(jìn)行對比，以確定透鏡是否具有可接受的質(zhì)量。根據(jù)從計(jì)算機(jī)返饋給下游控制者的信號，在隨后的階段中透鏡被包裝或被廢棄。
6.模具打開在聚合和/或交聯(lián)步驟之后，和優(yōu)選在透鏡體中心檢查步驟之后，模具按圖5A和5B中所示被打開。陽模模具罩80優(yōu)選首先線性運(yùn)動開一點(diǎn)，然后鉸接離開陰模模具罩82，從而打開模具。優(yōu)選的是首先較緩慢地進(jìn)行線性運(yùn)動，如圖5A中所示，為的是將陽模模瓣84與陰模模瓣86分離，而透鏡保留在兩只模瓣當(dāng)中的一只中。如圖5B中所示，在模瓣分離步驟中緩慢的線性運(yùn)動之后緊接著是陽模模具罩80在剩余的半徑r(例如180°)內(nèi)快速鉸接運(yùn)動至完全打開的位置，如圖5B中所示。
模瓣分離步驟在較緩慢的速度下進(jìn)行，為的是最大程度地減少光學(xué)缺陷，例如，Schlieren光學(xué)缺陷或條紋。Schlieren光學(xué)缺陷主要是透鏡中的褶皺。Schlieren光學(xué)缺陷據(jù)信是當(dāng)模具罩打開速度太快時發(fā)生的。透鏡的拉伸或撕拉僅僅當(dāng)兩模具與透鏡的對應(yīng)表面接觸時才發(fā)生，這樣減慢初始速度的線性運(yùn)動僅僅當(dāng)至少一只模瓣從透鏡上分離后才需要進(jìn)行。
陽模模具罩的鉸接轉(zhuǎn)動可借助于現(xiàn)有技術(shù)中已知的裝置來進(jìn)行。例如，兩只或多只電動馬達(dá)可用于讓陽模模具罩以兩種或多種速度鉸接轉(zhuǎn)動。此外，有變速控制器的一只電動馬達(dá)可用于控制鉸接轉(zhuǎn)動速度。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，機(jī)械結(jié)構(gòu)(例如電動馬達(dá))被開動緩慢地分離開模具，然后在模具分離之后，電動馬達(dá)和齒輪結(jié)構(gòu)被開動起來使陽模模具罩快速地鉸接轉(zhuǎn)動。鉸接轉(zhuǎn)動裝置的開動也可由現(xiàn)有技術(shù)中已知的多種裝置來進(jìn)行，即電子化、機(jī)械、光控或其任何組合方式。鉸接轉(zhuǎn)動速率的控制由區(qū)域程控的邏輯控制器或由控制許多或全部工藝步驟的運(yùn)動的中心計(jì)算機(jī)來精確地控制。
7.模瓣清洗一旦模瓣分離開，可通過對模具表面和透鏡施加溶劑(優(yōu)選水)來除去未反應(yīng)的預(yù)聚物。圖6說明了優(yōu)選的模塑后清洗排列90的截面視圖。水92從位于模具邊緣的周邊附近的多個噴嘴94被分配到模具表面上。各種分配水的噴嘴，或刀口型分配噴嘴，可用于適當(dāng)?shù)胤峙渌?。被分配的水和未反?yīng)預(yù)聚物可通過直接位于模具表面上方的真空管96加以除去。
典型地，透鏡仍粘附于陽模模瓣，這樣圖6沒有顯示透鏡滯留在陰模模瓣上的情況。然而，在模瓣分離后透鏡有時仍保留在陰模模瓣上。
還有，使用空氣流也是理想的。例如，多只空氣噴嘴可設(shè)置在模具周邊附近，優(yōu)選設(shè)置在兩噴水嘴之間?？諝饬髋c水流一起使用有助于跨越模具分配水。還有，通過合適地調(diào)節(jié)沖擊透鏡表面的角度和空氣的流速能夠?qū)⑼哥R更好地保持在一個位置。
顯然，多個清洗排列也可考慮，同樣屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，真空管和水分配噴嘴可進(jìn)行切換，使得水被分配到中心區(qū)域而流出物真空(effluent vacuum)施加到模制品表面的周邊。因此，本發(fā)明并不限于如圖6中公開的模塑后清洗組件的特殊排列方式。
8.陰模模瓣的潤溫在清洗步驟之后，液體例如水或鹽水溶液優(yōu)選被施加于陰模表面上。盡管這一步驟是可選的，但可將一滴或多滴水加入到模瓣中，為的是潤滑透鏡而使透鏡自身居于陰模模瓣中心。
透鏡在陰模模瓣中居中對于在后面步驟進(jìn)行的各項(xiàng)操作是有利的。尤其，希望在一個或多個后面的檢查步驟中將透鏡保持在陰模模瓣內(nèi)的一致位置。此外，優(yōu)選的是讓透鏡位于陰模模瓣中恒定的位置，為的是確保透鏡在移走臂(用于檢查和/或?qū)⑼哥R轉(zhuǎn)移至包裝材料中)上的位置是一致的和可預(yù)見的。
盡管透鏡優(yōu)選從不需要隨后發(fā)生水合作用的材料模塑而成，但在清洗步驟中施加的真空會將透鏡脫水至某種程度。因此，向陰模模瓣中添加水的另一優(yōu)點(diǎn)可避免脫水。
所以，透鏡在陰模模瓣中居中可通過如下來實(shí)現(xiàn)在第一階段中將液體分配到透鏡中，然后將透鏡轉(zhuǎn)移至第二階段，從而為透鏡提供足夠的潤滑作用和時間以使透鏡在陰模模瓣中居中。在一個實(shí)施方案中，盡管液體可分配到模瓣的中心，但是沿陰模模瓣的周邊施加液體將會更好地確保整個表面被潤濕。盡管液體分配的體積一般不是關(guān)鍵的，通常將大約0.01-大約5.0毫升(優(yōu)選大約0.05-0.20毫升)分配到陰模模瓣上。
應(yīng)該指出的是前面的洗滌步驟可與居中步驟合并。換句話說，為了從透鏡和/或模瓣上洗掉未反應(yīng)預(yù)聚物而施加水溶液可同時疏松透鏡對模瓣的粘附作用。因此，如果洗滌和去粘連(即透鏡-模具分離)在一個步驟中完成，分配壓力、分配噴嘴位置和噴嘴-透鏡角度應(yīng)該進(jìn)行選擇，為的是同時除去未反應(yīng)預(yù)聚物和實(shí)施透鏡-模具分離。
此外，在這一階段中(即在模瓣的分離之后)透鏡可在或可不在陰模模瓣上。因此，透鏡可滯留在陽模模瓣或陰模模瓣上。如果透鏡不在陰模模瓣上，這是典型的情況，且陰模模瓣進(jìn)行基本干燥，則仍希望潤濕該陰模模瓣。潤濕抑制了透鏡的粘附作用和促進(jìn)透鏡居中，當(dāng)透鏡隨后從陽模模瓣中轉(zhuǎn)移至陰模模瓣中時。
正如前面早已提及的，歐洲專利申請637 490(US申請08/274,942的優(yōu)先權(quán)申請)的模具掩蔽方法是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的模塑方法。在該方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，模具的模塑表面以外的區(qū)域可用金屬掩模(例如在非模塑表面的區(qū)域中鉻涂層)屏蔽掉輻射線的照射。為了防止該金屬掩模的損害(例如溶解)，優(yōu)選的是所施加的水(洗滌液和居中液體)至少具有大約100微西門子、更優(yōu)選大于或等于約150微西門子的導(dǎo)電率。
9.透鏡從陽模模具轉(zhuǎn)移至陰模模具在透鏡從模具轉(zhuǎn)移至包裝材料中之前，所有透鏡的準(zhǔn)確位置應(yīng)該是已知的。各透鏡也許已經(jīng)粘附于陽模模瓣或粘附于陰模模瓣。典型地，透鏡粘附于陽模模瓣上。此外，對一個或多個透鏡模瓣表面進(jìn)行處理(例如通過等離子體涂敷)以提高或降低透鏡和所選擇模瓣之間的粘附力，從而提高透鏡位于所選擇模瓣中的可能性。
為了確保所有的透鏡位于陰模模瓣中，將透鏡從陽模模瓣中轉(zhuǎn)移至陰模模瓣中的步驟可包括在該過程中。圖7A-C說明了將陽模模瓣上任何透鏡轉(zhuǎn)移至陰模模瓣中的優(yōu)選自動方法的側(cè)截面視圖。在圖7A中，機(jī)器人手臂102，它位于陽模模瓣106之上，抓取透鏡104和從陽模模瓣106(透鏡滯留在其上面)中移走透鏡104。機(jī)器人手臂102優(yōu)選裝有電子化控制的真空管線和閥門，為的是進(jìn)行抓取和隨后釋放透鏡的操作。
圖7B顯示了第一機(jī)器人手臂102旋轉(zhuǎn)至直接與第二機(jī)器人手臂108相對的位置。透鏡104被轉(zhuǎn)移至第二機(jī)器人手臂108中，它一般位于陰模模瓣110上方，當(dāng)真空閥門在第一機(jī)器人手臂102上被關(guān)閉和幾乎同時在第二機(jī)器人手臂108上被打開時。
在圖7C中，第二機(jī)器人手臂108向下旋轉(zhuǎn)，由箭頭所示，將透鏡104與陰模模瓣110對齊。一旦透鏡和陰模模瓣對齊，真空閥門關(guān)閉從而讓透鏡104從陰模模瓣110上松脫下來。
優(yōu)選地，這一步驟對所有的陽模模瓣都進(jìn)行，不管透鏡是否存在于模具中。在大多數(shù)情況下，陰模模瓣不含有透鏡。然而，通過對所有陽模模瓣均勻地采用該步驟，該過程確保了所有的透鏡位于陰模模瓣之中。
顯然，上述轉(zhuǎn)移方法的許多變化是可以考慮的。例如，優(yōu)選的是當(dāng)松脫透鏡時施加正壓，而不是僅僅間斷真空。正壓能夠確保透鏡不粘附于機(jī)器人手臂，僅僅因?yàn)榱黧w靜力或其它力。各種其它透鏡轉(zhuǎn)移系統(tǒng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
10.任選的靜止位置在該過程的任何步驟后，該工具可轉(zhuǎn)換至靜止位置，為的是為該過程提供一個或多個工具的緩沖。這一排列設(shè)置對于工具轉(zhuǎn)換是有利的，即提供一個或多個位置，其中工具可容易地取掉和被具有新的光功率的工具夾持模具置換。
盡管一個或多個靜止位置理論上可插入任何兩步驟之間，但某些位置可能比其它位置更理想。例如，盡管在預(yù)聚物分配步驟之后立即插入靜止位置是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但一般不是理想的。在預(yù)聚物分配之后優(yōu)選的是立即轉(zhuǎn)換至交聯(lián)和/或聚合步驟中，從而避免與延遲有關(guān)的任何潛在缺陷(例如預(yù)聚物的脫水)。
11.透鏡居中如前面所述，水溶液、尤其去離子水優(yōu)選施加于陰模模瓣中，以潤滑透鏡和模瓣表面，從而促進(jìn)透鏡在陰模模瓣中的居中。透鏡的這一恒定居中作用將會減少與下游的透鏡檢查和透鏡轉(zhuǎn)移至包裝材料中的過程相關(guān)的問題。
盡管水溶液在陰模模瓣表面上的施用會潤滑透鏡和陰模模瓣的模具表面，但典型地仍有其它因素需要來促進(jìn)透鏡在陰模模瓣中的居中。尤其，在水溶液施加之后，陰模模瓣的一些運(yùn)動和在進(jìn)一步處理之前一些延遲時間是優(yōu)選的，為的是允許重力促使透鏡在陰模模瓣內(nèi)居中。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，提供居中場所，其中對透鏡和陰模模瓣不進(jìn)行任何操作而透鏡自己居中。將透鏡和陰模模瓣運(yùn)動至居中場所以及從該場所運(yùn)動移開的輸送機(jī)的唯一運(yùn)動典型地足以使透鏡在陰模模瓣中自我居中。然而，優(yōu)選的是在居中階段將一些形式的能量(例如輕微的振動或擺動)施加于含有透鏡的陰模模瓣。與所使用的技術(shù)無關(guān)，確保透鏡在陰模模瓣內(nèi)居中的一些裝置是需要的。
12.透鏡取出和水滴除去在陽-陰模轉(zhuǎn)移步驟(9)之后，透鏡從陰模模瓣中取出用于檢查和/或包裝，該取出操作借助于現(xiàn)有技術(shù)中已知的眾多裝置中的任何一種。與透鏡轉(zhuǎn)移過程中使用的機(jī)器人手臂類似的、具有真空管線和可控閥門的機(jī)器人轉(zhuǎn)移手臂可用來從陰模模瓣中取出透鏡。
在透鏡檢查之前，優(yōu)選除去表面水滴。透鏡上的水滴會引起光學(xué)扭曲，進(jìn)而在邊緣檢查過程中導(dǎo)致透鏡被錯誤地選擇為廢棄，因此，在透鏡被機(jī)器人轉(zhuǎn)移手臂夾持的同時，溫和的空氣流優(yōu)選作用于透鏡。
然而，該透鏡可通過施加過量的空氣或由濕度太低的空氣進(jìn)行脫水。在平面視圖中，水合的透鏡邊緣是環(huán)形的。不幸的是，甚至輕微的脫水將導(dǎo)致透鏡形狀發(fā)生變化，從而在平面視圖上使透鏡邊緣從環(huán)形發(fā)生扭曲變形并損害透鏡邊緣的自動檢查質(zhì)量。所以，濕潤的空氣優(yōu)選吹在透鏡上以除去附著的水滴而不使透鏡脫水。空氣濕度優(yōu)選是大約40％相對濕度或更高，更優(yōu)選大約60-80％相對濕度。
13.透鏡邊緣檢查如前面所述，優(yōu)選的實(shí)施方案涉及在透鏡由機(jī)器人手臂保持居中(例如通過真空)的同時對透鏡邊緣的檢查。圖8說明了一個優(yōu)選的邊緣檢查系統(tǒng)110，其中在檢查的同時透鏡112被機(jī)器人手臂114夾持。機(jī)器人手臂114向下轉(zhuǎn)向某位置，在該位置中周圍的光源116能夠適當(dāng)?shù)卣丈渫哥R112的邊緣。檢測儀118，例如數(shù)字相機(jī)，放置在透鏡112和光源116的下方。由相機(jī)118拍取的圖象被送至計(jì)算機(jī)120，以確定透鏡邊緣是否滿足質(zhì)量規(guī)定。
詳細(xì)地說，周邊檢查的優(yōu)選方法如下來進(jìn)行。光源116(例如纖維光學(xué)環(huán)形光線)經(jīng)選擇和安置之后使透鏡的邊緣受到以掠射角入射的光線照射。相機(jī)118通過光源116對準(zhǔn)透鏡112。透鏡的邊緣使一些入射光散射到相機(jī)快門中。因此，在黑暗背景中圖象顯示出光亮。兩部相機(jī)用來對10只透鏡對準(zhǔn)拍照5次。
在檢查過程中，理想的是保持透鏡在基本上靜止的位置。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，如圖8中顯示，透鏡由機(jī)器人手臂114穩(wěn)定在中心。此外，在圖8的實(shí)施方案中，透鏡的周邊由穩(wěn)定手臂115加以穩(wěn)定。
在檢查之后立即除去該透鏡，例如通過去掉機(jī)器人手臂上的真空并讓透鏡落在處理倉內(nèi)。此外，在下游點(diǎn)可廢棄缺陷透鏡。例如，缺陷透鏡可在將透鏡分配到最終的包裝材料中之前立即松脫和廢棄。然而，優(yōu)選地，在將良好質(zhì)量透鏡分配到最終包裝材料中的地點(diǎn)之后的地點(diǎn)將缺陷透鏡松脫開。后一種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，所有透鏡處理品，包括在透鏡體中心檢查中早已廢棄的那些透鏡，可在此時加以整理和完成。
圖8說明了單個透鏡的檢查方法。整排的透鏡(例如兩列5排)可由一系列相機(jī)和光照組來進(jìn)行檢查，每一只透鏡都有相機(jī)和光源。然而，更高效的方法包括對于一列透鏡使用一部相機(jī)和光源。因此，兩部相機(jī)，位于透鏡陣列下方，可被引導(dǎo)經(jīng)過兩列透鏡。當(dāng)相機(jī)轉(zhuǎn)移至低于透鏡的位置時，機(jī)器人手臂與透鏡一起(從上)向下轉(zhuǎn)移。以這種方式，該方法需要較少數(shù)目的更昂貴的組件即相機(jī)。
14.透鏡轉(zhuǎn)移至包裝/次品廢棄場所來自前面周邊或中心檢查階段的、已經(jīng)選擇為廢棄的透鏡可在高質(zhì)量透鏡的包裝之前或優(yōu)選在其之后立即廢棄。這可通過使用數(shù)據(jù)庫來完成，該數(shù)據(jù)庫貯存和傳送由早期透鏡體和邊緣檢查過程選擇為廢棄的透鏡的位置。
進(jìn)行該過程的一個優(yōu)選方法涉及在邊緣檢查之后首先移動夾持透鏡的機(jī)器人手臂到高于輸送機(jī)的場所，輸送機(jī)保留了一系列單個接觸透鏡包裝材料。保留了不可接受的透鏡的位置的計(jì)算機(jī)將信號返饋給輸送機(jī)以前移并且將單獨(dú)的接觸透鏡包裝材料放置在透鏡下方，如果該透鏡被檢查具有可接受質(zhì)量的話。然而，如果透鏡被選擇為廢棄，由于邊緣或整體缺陷，則計(jì)算機(jī)不會傳遞信號給輸送機(jī)使單個接觸透鏡包裝材料前移。不管計(jì)算機(jī)是否產(chǎn)生輸送機(jī)移動信號，計(jì)算機(jī)隨后會產(chǎn)生信號，引起透鏡從機(jī)器人手臂上松脫下來(例如通過關(guān)閉真空閥門)。如果包裝材料輸送機(jī)已前移，則透鏡會落在包裝材料中供隨后的分選包裝。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，差質(zhì)量透鏡可在包裝階段之前的階段中就被廢棄。該實(shí)施方案提供了以一定間隔與包裝材料輸送機(jī)分開的廢品回收箱，其優(yōu)點(diǎn)是可以接近廢棄和包裝階段。
盡管對于差質(zhì)量透鏡的廢棄可考慮多個控制系統(tǒng)，但是有利的是在一個位置廢棄所有差質(zhì)量透鏡。例如，這一過程需要僅僅一個廢品收集和扔棄位置，從而最大程度地減少廢品容器的數(shù)目和相關(guān)的空間浪費(fèi)。然而，本發(fā)明并不限于用于扔棄差質(zhì)量透鏡的所選擇位置。
15.鹽水分配和包裝材料密封在接觸透鏡裝入單個透鏡包裝材料中后，在包裝件中添加鹽水。此外，在透鏡松脫裝入包裝材料中之前可將鹽水加入到透鏡包裝材料中。
如果優(yōu)選的預(yù)聚物(參見下面的內(nèi)容)被交聯(lián)形成透鏡，則在包裝材料中需要較高pH的鹽水。大約7-大約9的pH值是優(yōu)選的。較高pH鹽水可用于完成在優(yōu)選聚乙烯醇骨架上的基團(tuán)的水解。優(yōu)選地，在壓力鍋中蒸煮過程中，在包裝材料密封之后，pH降低至生理上可接受的pH值。
一旦鹽水和透鏡裝入包裝材料中后，密封材料以可松脫方式貼合在包裝材料上。優(yōu)選箔或聚合物膜，或其結(jié)合物，作為可撕掉的密封材料被貼封在包裝材料上。密封膜可通過多種方法以可松脫方式貼合在包裝材料上，如熱封，壓封，或使用眾多粘合劑中任何一種。
一種優(yōu)選的接觸透鏡包裝材料公開于US專利5 409 104，授權(quán)于Ciba-Geigy公司，它被引入本文供參考。
16.模具清洗和干燥在從模塑工具中取出透鏡之后，該模塑工具被轉(zhuǎn)移至工具清洗階段。在該階段中模塑工具能夠用較高壓力的水流洗滌，因?yàn)榇藭r不存在可供包裝的透鏡，即在該階段中保留在模瓣中的透鏡僅僅是廢品。首先，模塑工具被徹底洗滌以除去任何碎片，如透鏡的強(qiáng)粘附部分，或任何其它不需要的物質(zhì)。然后，模塑工具被干燥，優(yōu)選使用空氣流和同時施加稍低于大氣壓的壓力以除去凝聚水。
在一個優(yōu)選的系統(tǒng)中，空氣噴射嘴排列在各模瓣(陽和陰模模瓣)的周邊附近。真空流出物管位于每一模瓣的中心之上以除去凝聚的水滴。此外，空氣噴嘴對準(zhǔn)中心噴射而同時周邊的真空除去水。此外，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)空氣流，則真空流出物管可省略。
在模塑工具完全洗滌和干燥后，該工具優(yōu)選被轉(zhuǎn)移至預(yù)聚物分配位置，隨時準(zhǔn)備用于下一生產(chǎn)循環(huán)。
17.工藝步驟的循環(huán)系列本發(fā)明眼科透鏡制造方法的許多實(shí)施方案中，特別理想和新穎的方面是工藝步驟的一個或多個系列是循環(huán)的。與典型的模塑透鏡制造方法相比，其中透鏡是使用單次使用的一次性塑料模具經(jīng)一組線性工藝步驟生產(chǎn)的，本發(fā)明的方法在工藝和產(chǎn)品的一致性上及在通過利用一個或多個循環(huán)的方法減少材料和時間的消耗上提供了眾多優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選地，由一系列的兩個或多個循環(huán)的方法制造透鏡。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，由第一重復(fù)循環(huán)來制備透鏡，該循環(huán)包括以下步驟將液體預(yù)聚物分配到包括陽/陰模模瓣的再利用性模具中，形成透鏡，和分離開模瓣。該優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)一步包括第二重復(fù)循環(huán)，其中透鏡被取出和轉(zhuǎn)移至包裝過程。
至少一個重復(fù)循環(huán)優(yōu)選包括檢查透鏡的步驟。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在第一重復(fù)循環(huán)中對透鏡檢查中心區(qū)域，而在第二重復(fù)循環(huán)中檢查周邊區(qū)域。
圖9說明了優(yōu)選的實(shí)施方案，其中透鏡制造方法包括兩個循環(huán)的方法。第一循環(huán)方法始于將預(yù)聚物分配到陰模模瓣中，隨后進(jìn)行如下步驟將陽模模瓣和陰模模瓣配合(閉合)，形成透鏡(例如使用UV輻射)，檢查透鏡，分離開兩模瓣，將透鏡松脫下來和從透鏡上洗掉未反應(yīng)預(yù)聚物，潤濕該陰模模瓣，將陽模模瓣上的任何透鏡轉(zhuǎn)移至陰模模瓣中，和清洗兩模瓣。
在清洗兩模瓣之后，模瓣再次被轉(zhuǎn)移到預(yù)聚物分配階段。
在圖9實(shí)施方案中，在透鏡居中階段之后，在第二系列的循環(huán)工藝步驟中抓取和移走透鏡。在抓取和透鏡移走之后進(jìn)行透鏡的檢查，將高質(zhì)量透鏡裝入包裝材料中，和廢棄不可接受的透鏡。
應(yīng)該指出的是，參考這里泛泛公開的內(nèi)容由本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員可設(shè)想出各種各樣的循環(huán)工藝步驟排列方式。
因此，本發(fā)明的最寬范圍不限于前文公開的工藝步驟的特定排列。
B.優(yōu)選的預(yù)聚物材料本發(fā)明并不限于特殊的可交聯(lián)和/或可聚合的材料，這里也指預(yù)聚物。然而，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，某些預(yù)聚物是優(yōu)選的。用于本發(fā)明的方法中的優(yōu)選預(yù)聚物是可溶于水中并包括可交聯(lián)基團(tuán)的那些。尤其，優(yōu)選的預(yù)聚物包括US專利5,508,317(授權(quán)于Beat Müller，1996年4月16日，并且轉(zhuǎn)讓于Ciba-Geigy Corporation)中所述的那些。US專利5,508,317全部內(nèi)容被引入本文供參考。
預(yù)聚物的優(yōu)選基團(tuán)，如US專利5,508,317中所述，是包括1，3-二醇基本結(jié)構(gòu)的那些基團(tuán)，其中一定百分?jǐn)?shù)的1，3-二醇單元已經(jīng)改性成1，3-二氧六環(huán)，后者在2-位具有可聚合的但沒有聚合的基團(tuán)?？删酆系幕鶊F(tuán)尤其是具有鍵接于氮原子的可聚合基團(tuán)的氨基烷基。
該預(yù)聚物優(yōu)選是重均分子量Mw至少約2,000的聚乙烯醇的衍生物，它包括，基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目，大約0.5-大約80％的式I單元
其中R是具有至多8個碳原子的低級亞烷基，R1是氫或低級烷基和R2是優(yōu)選具有至多25個碳原子的烯屬不飽和的、吸電子的可共聚合基團(tuán)。R2例如是式R3-CO-的烯屬不飽和?；?，其中R3是具有2-24個碳原子，優(yōu)選2-8個碳原子，尤其優(yōu)選2-4個碳原子的烯屬不飽和的可共聚合基團(tuán)。在另一個實(shí)施方案中，基團(tuán)R2是式II的基團(tuán)-CO-NH-(R4-NH-CO-O)q-R5-O-CO-R3(II)其中q是0或1和R4和R5各自獨(dú)立地是具有2-8個碳原子的低級亞烷基，具有6-12個碳原子的亞芳基，具有6-10個碳原子的飽和二價環(huán)脂族基團(tuán)，具有7-14個碳原子的亞芳基亞烷基或亞烷基亞芳基或具有13-16個碳原子的亞芳基亞烷基亞芳基，和R3如以上所定義。
優(yōu)選的預(yù)聚物因此優(yōu)選是分子量至少約2,000的聚乙烯醇的衍生物，它包括，基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目，大約0.5-大約80％的式III單元
其中R是低級亞烷基，R1是氫或低級烷基，p是0或1，q是0或1，R3是具有2-8個碳原子的烯屬不飽和的可共聚合基團(tuán)，和R4和R5各自獨(dú)立地是具有2-8個碳原子的低級亞烷基，具有6-12個碳原子的亞芳基，具有6-10個碳原子的飽和二價環(huán)脂族基團(tuán)，具有7-14個碳原子的亞芳基亞烷基或亞烷基亞芳基或具有13-16個碳原子的亞芳基亞烷基亞芳基。
低級亞烷基R優(yōu)選具有至多8個碳原子并可以是直鏈或支鏈。合適的實(shí)施方案包括亞辛基，亞己基，亞戊基，亞丁基，亞丙基，亞乙基，亞甲基，2-亞丙基，2-亞丁基和3-亞戊基。優(yōu)選的低級烷基R具有至多6個碳原子和尤其至多4個碳原子。亞甲基和亞丁基是尤其優(yōu)選的。
R1優(yōu)選是氫或具有至多7個碳原子、尤其4個碳原子的低級烷基，尤其是氫。
低級亞烷基R4或R5優(yōu)選具有2-6個碳原子和尤其是直鏈。合適的實(shí)施方案包括亞丙基，亞丁基，亞己基，二甲基亞乙基和尤其優(yōu)選亞乙基。
亞芳基R4或R5優(yōu)選是未被取代或被低級烷基或低級烷氧基取代的亞苯基，尤其1，3-亞苯基或1，4-亞苯基或甲基-1，4-亞苯基。
飽和的二價環(huán)脂族基團(tuán)R4或R5優(yōu)選是亞環(huán)己基或亞環(huán)己基-低級亞烷基，例如亞環(huán)己基亞甲基，它是未被取代的或被一個或多個甲基取代，如三甲基亞環(huán)己基亞甲基，例如二價異佛爾酮基團(tuán)。
亞烷基亞芳基或亞芳基亞烷基R4或R5的亞芳基單元優(yōu)選是亞苯基，未被取代或被低級烷基或低級烷氧基取代，且亞烷基單元優(yōu)選是低級亞烷基，如亞甲基或亞乙基，尤其是亞甲基。此類基團(tuán)R4或R5因此優(yōu)選是亞苯基亞甲基或亞甲基亞苯基。
亞芳基亞烷基亞芳基R4或R5優(yōu)選是在亞烷基單元中具有至多4個碳原子的亞苯基-低級亞烷基-亞苯基，例如亞苯基亞乙基亞苯基。
基團(tuán)R4或R5各自獨(dú)立地優(yōu)選為具有2-6個碳原子的低級亞烷基，亞苯基，未被取代或被低級烷基取代，亞環(huán)己基或亞環(huán)己基-低級亞烷基，未被取代或被低級烷基取代，亞苯基-低級亞烷基，低級亞烷基-亞苯基或亞苯基-低級亞烷基-亞苯基。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，與基團(tuán)和化學(xué)一起使用的術(shù)語“低級”表示具有至多7個碳原子的基團(tuán)或化合物，尤其至多4個碳原子，除非另有說明。低級烷基尤其具有至多7個碳原子，優(yōu)選至多4個碳原子，例如甲基，乙基，丙基，丁基或叔丁基。
低級烷氧基尤其具有至多7個碳原子，優(yōu)選至多4個碳原子，例如是甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基或叔丁氧基。
具有2-24個碳原子的烯屬不飽和的可共聚合基團(tuán)R3優(yōu)選是具有2-24個碳原子的鏈烯基，尤其具有2-8個碳原子的鏈烯基和尤其優(yōu)選具有2-4個碳原子的鏈烯基，例如乙烯基，2-丙烯基，3-丙烯基，2-丁烯基，己烯基，辛烯基或十二碳烯基。乙烯基和2-丙烯基是優(yōu)選的，這樣基團(tuán)-CO-R3是丙烯酸或甲基丙烯酸的?；?。
當(dāng)q是1時存在二價基團(tuán)-R4-NH-CO-O-，和當(dāng)q是0時不存在該二價基團(tuán)。其中q是0的預(yù)聚物是優(yōu)選的。
當(dāng)p是1時存在二價基團(tuán)-CO-NH-(R4-NH-CO-O)q-R5-O-，和當(dāng)p是0時不存在。其中p是0的預(yù)聚物是優(yōu)選的。
在其中p是1的預(yù)聚物中，指數(shù)q優(yōu)選是0。其中p是1，指數(shù)q是0和R5是低級亞烷基的預(yù)聚物是尤其優(yōu)選的。
優(yōu)選的預(yù)聚物是分子量至少約2000的聚乙烯醇的衍生物，它包括(基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目)大約0.5-大約80％的式III單元，其中R是具有至多6個碳原子的低級亞烷基，p是0和R3是具有2-8個碳原子的鏈烯基。
其它優(yōu)選的預(yù)聚物是分子量至少約2000的聚乙烯醇的衍生物，它包括(基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目)大約0.5-大約80％的式III單元，其中R是具有至多6個碳原子的低級亞烷基，p是1，q是0，R5是具有2-6個碳原子的低級亞烷基，和R3是具有2-8個碳原子的鏈烯基。
其它優(yōu)選的預(yù)聚物是分子量至少約2000的聚乙烯醇的衍生物，它包括(基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目)大約0.5-大約80％的式III單元，其中R是具有至多6個碳原子的低級亞烷基，p是1，q是1，R4是具有2-6個碳原子的低級亞烷基，亞苯基，未被取代或被低級烷基取代，亞環(huán)己基或亞環(huán)己基-低級亞烷基，未被取代或被低級烷基取代，亞苯基-低級亞烷基，低級亞烷基-亞苯基或亞苯基-低級亞烷基-亞苯基，R5是具有2-6個碳原子的低級亞烷基，和R3是具有2-8個碳原子的鏈烯基。
優(yōu)選的預(yù)聚物優(yōu)選是分子量至少約2000的聚乙烯醇的衍生物，它包括(基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目)大約0.5-大約80％，尤其大約1-50％，優(yōu)選大約1-25％，更優(yōu)選大約2-15％和特別優(yōu)選大約3-10％的式III單元。用于制造接觸透鏡的優(yōu)選預(yù)聚物包括(基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目)尤其大約0.5-大約25％，尤其大約1-15％，和特別優(yōu)選大約2-12％的式III單元。
能夠被衍生來獲得優(yōu)選預(yù)聚物的聚乙烯醇優(yōu)選具有至少10,000的分子量。作為上限，聚乙烯醇可具有至多1,000,000的分子量。優(yōu)選地，聚乙烯醇具有至多300,000、尤其至多100,000和尤其優(yōu)選至多50,000的分子量。
根據(jù)本發(fā)明合適的聚乙烯醇通常具有聚(2-羥基)亞乙基結(jié)構(gòu)。然而，聚乙烯醇還可以包括1，2-二醇形式的羥基，如1，2-二羥基亞乙基的共聚物單元，這可通過例如乙酸乙烯酯/碳酸亞乙烯酯共聚物的堿性水解獲得。
還有，用于獲得優(yōu)選的預(yù)聚物的聚乙烯醇還可包括小比例，例如至多20％，優(yōu)選至多5％的乙烯，丙烯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，二甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酸羥乙基酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，乙烯基吡咯烷酮，丙烯酸羥乙酯，烯丙基醇，苯乙烯或類似的常用共聚單體的共聚物單元。
商業(yè)途徑可獲得的聚乙烯醇可使用，例如，由Air Products生產(chǎn)的Vinol107(MW＝22,000-31,000，98-98.8％水解)，由Chan Chun生產(chǎn)的Polyscience 4397(MW＝25,000，98.5％水解)，BF14，由杜邦公司生產(chǎn)的Elvanol90-50，由Unitika生產(chǎn)的UF-120，由赫切斯特公司生產(chǎn)的Moviol4-88，10-98和20-98。其它制造商例如是NipponGohsei(Gohsenol)，Monsanto(Gelvatol)，Wacker(Polyviol)和日本制造商Kuraray，Denki和Shin-Etsu。所述分子量是指重均分子量Mw，由凝膠滲透色譜法測定，除非另有說明。
正如前面早已提及的，還有可能使用水解的乙酸乙烯酯的共聚物，它是例如以水解的乙烯/乙酸乙烯酯(EVA))共聚物形式或氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，N-乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物和馬來酸酐/乙酸乙烯酯共聚物形式獲得。
聚乙烯醇通常由對應(yīng)的均聚聚乙烯醇的水解制得。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，用于獲得優(yōu)選預(yù)聚物的聚乙烯醇包括低于50％的聚乙酸乙烯酯單元，尤其低于20％的聚乙酸乙烯酯單元。用于獲得優(yōu)選預(yù)聚物的聚乙烯醇中殘余乙酸酯單元的優(yōu)選含量，按乙烯醇和乙酸酯單元的總和計(jì)算，是大約3-20％，優(yōu)選大約5-16％和尤其大約10-14％。
包括式III的單元的化合物可按本身已知的方法制得。
式I和III的預(yù)聚物是特別穩(wěn)定的。式I和III的預(yù)聚物能夠進(jìn)一步按本身已知的方式提純，例如通過用丙酮沉淀，滲析或超濾，超濾是尤其優(yōu)選的。借助于提純方法，式I和III的預(yù)聚物能夠以極純形式獲得，例如以濃縮的水溶液形式獲得，它不含或至少基本上不含反應(yīng)產(chǎn)物。
式I和III的預(yù)聚物能夠以極高效率和可控方式實(shí)施交聯(lián)，尤其通過光致交聯(lián)。
在沒有或有附加乙烯基共聚單體存在下將包括式I或III的單元的預(yù)聚物進(jìn)行光致交聯(lián)可獲得模制品。這些聚合物是水不溶的。
對于光致交聯(lián)的情況，合適的是添加能引發(fā)自由基交聯(lián)的光引發(fā)劑。光致聚合反應(yīng)可在溶劑，優(yōu)選水存在下進(jìn)行。
光致交聯(lián)優(yōu)選直接從通過優(yōu)選的提純步驟(超濾)獲得的優(yōu)選預(yù)聚物的水溶液進(jìn)行，若合適的話在添加附加乙烯基共聚單體之后。
例如大約15-40％水溶液能夠進(jìn)行光致交聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明在光致交聯(lián)中另外還可使用的乙烯基共聚單體可以是親水性或疏水性的，或疏水性和親水性乙烯基單體的混合物。合適的乙烯基單體尤其包括通常用于制造接觸透鏡的且對于本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員來說是已知的那些單體。
一般來說，每個式I或III的單元，大約有0.01-80個典型的乙烯基共聚單體單元參與反應(yīng)。
如果使用乙烯基共聚單體，交聯(lián)的聚合物優(yōu)選包括大約1-15％，尤其優(yōu)選大約3-8％的式I或III的單元，基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目，該單元與大約0.1-80單元的乙烯基單體反應(yīng)。
乙烯基共聚單體的比例，如果使用，優(yōu)選是0.5-80個單元/每個式I的單元，尤其1-30個單元/每個式I的單元，和尤其優(yōu)選5-20個單元/每個式I的單元。
包括可交聯(lián)基團(tuán)的水溶性預(yù)聚物的實(shí)質(zhì)上含水的溶液的制備能夠按本身已知的方式進(jìn)行，例如通過在實(shí)質(zhì)上含水的溶液中合成預(yù)聚物或以純凈形式分離預(yù)聚物(即與不需要的成分分離)并溶于實(shí)質(zhì)上含水的介質(zhì)中。
預(yù)聚物的實(shí)質(zhì)上含水的溶液尤其包括預(yù)聚物溶解在水中，溶解在含水鹽溶液中，特別溶解在具有滲透性為約200-450毫滲透分子(milliosmol)/1000ml(單位mOsm/l)、優(yōu)選滲透性為約250-350mOsm/l、尤其約300mOsm/l的含水的同一溶液中，或溶解在水或含水鹽溶液與生理上可容忍的極性有機(jī)溶劑如甘油的混合物中的溶液。預(yù)聚物在水中或在含水的鹽溶液中的溶液是優(yōu)選的。
前面定義的預(yù)聚物的實(shí)質(zhì)上含水的溶液優(yōu)選是純?nèi)芤海覆缓谢蚧旧喜缓胁恍枰某煞值囊环N溶液。該溶液的尤其優(yōu)選的例子是預(yù)聚物在純水或在人造淚液中的溶液。
預(yù)聚物在實(shí)質(zhì)上含水的溶液中的溶液的粘度不是關(guān)鍵的且在較寬的范圍內(nèi)，但該溶液優(yōu)選應(yīng)該是流動性溶液，即可無應(yīng)變變形。
預(yù)聚物的分子量也不是關(guān)鍵的，在較寬范圍內(nèi)。然而，優(yōu)選地該預(yù)聚物具有大約10,000-大約200,000的分子量。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，預(yù)聚物含有可交聯(lián)基團(tuán)?！翱山宦?lián)基團(tuán)”包括本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員已知的常規(guī)可交聯(lián)基團(tuán)，例如可光交聯(lián)或可熱交聯(lián)的基團(tuán)。早已被建議用于制備接觸透鏡材料的可交聯(lián)基團(tuán)是尤其合適的。這些包括，但非唯一，含有碳-碳雙鍵的基團(tuán)。為了說明各種合適的可交聯(lián)基團(tuán)，可提及下面的交聯(lián)機(jī)理(僅僅舉例而已)自由基聚合，2+2環(huán)加成，迪耳斯-阿德爾(Diels-Alder)反應(yīng)，ROMP(開環(huán)易位聚合)，硫化，陽離子交聯(lián)和環(huán)氧基硬化。
包括可交聯(lián)基團(tuán)的合適水溶性預(yù)聚物是，例如，包括式I的單元的化合物。然而，還有可能在該工藝中使用其它包括聚合物骨架和可交聯(lián)基團(tuán)的水溶性預(yù)聚物。
合適的聚合物骨架還包括，除聚乙烯醇外，在一些情況下早已建議作為接觸透鏡材料的那些材料，例如，除PVA以外的聚合物二醇，包括糖類的聚合物，包括乙烯基吡咯烷酮的聚合物，包括(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物，包括已由親水性基團(tuán)如羥基、羧基或氨基取代的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物，聚亞烷基二醇，或它們的共聚物，或它們的混合物。
根據(jù)本發(fā)明使用的預(yù)聚物優(yōu)選包括含量大約0.5-大約80％當(dāng)量(基于形成聚合物骨架的單體的當(dāng)量)的可交聯(lián)基團(tuán)，優(yōu)選大約1-大約50％，優(yōu)選大約1-25％，優(yōu)選大約2-15％和尤其優(yōu)選大約3-10％。也尤其優(yōu)選的是可交聯(lián)基團(tuán)的量為大約0.5-大約25％當(dāng)量，尤其大約1-15％和尤其優(yōu)選大約2-12％，基于形成聚合物骨架的單體的當(dāng)量。
正如前面早已提及的，優(yōu)選預(yù)聚物的適合度標(biāo)準(zhǔn)是它為可交聯(lián)的預(yù)聚物，但預(yù)聚物是未交聯(lián)的，或至少基本上未交聯(lián)，因此是水溶性的。
還有，該預(yù)聚物在未交聯(lián)狀態(tài)下是穩(wěn)定的，這樣它能夠與包括式I的單元的化合物一起進(jìn)行前面所述的提純。預(yù)聚物優(yōu)選以純?nèi)芤盒问接糜诒景l(fā)明的方法中。預(yù)聚物能夠以下面公開的方式轉(zhuǎn)化成純?nèi)芤盒问健?br> 優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的預(yù)聚物能夠以本身已知的方法提純，例如用有機(jī)溶劑如丙酮沉淀，過濾和洗滌，在合適的溶劑中萃取，滲析或超濾，超濾是特別優(yōu)選的。借助于提純方法，預(yù)聚物能夠以極純的形式獲得，例如以不含或基本上不含反應(yīng)產(chǎn)物如鹽類以及起始原料如非聚合物成分的濃縮水溶液形式。
在本發(fā)明的方法中使用的預(yù)聚物的優(yōu)選提純方法-超濾能夠按本身已知的方法進(jìn)行。該超濾還有可能反復(fù)進(jìn)行例如2-10次。此外，超濾能夠連續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到所選擇的純度為止。所選擇的純度原則上說越高越好。純度的合適量度是溶液的氯化鈉含量，它能夠由已知方式簡單地測定。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，制備了預(yù)聚物的實(shí)質(zhì)上含水的溶液，它基本上不含不需要的成分，例如，不含用于制備預(yù)聚物的單體、齊聚物或聚合物起始化合物，和/或不含在預(yù)聚物的制備過程中形成的二級產(chǎn)物。實(shí)質(zhì)上含水的溶液更優(yōu)選是前面所定義的純的水溶液或在人造淚液中的溶液。也優(yōu)選的是在沒有添加共聚單體例如乙烯基共聚單體的情況下進(jìn)行本發(fā)明的方法。
根據(jù)在前面段落中提及的措施之一和尤其根據(jù)在上面段落中提及的各項(xiàng)措施的結(jié)合，在本發(fā)明方法中使用的預(yù)聚物的溶液不包括或基本上不包括在交聯(lián)操作之后需要萃取掉的無用組分。本發(fā)明方法的這一優(yōu)選實(shí)施方案的具體特征因此是在交聯(lián)之后無用組分的萃取操作可省略掉。
本發(fā)明的方法因此優(yōu)選以這樣一種方式進(jìn)行使得包括可交聯(lián)基團(tuán)的水溶性預(yù)聚物的實(shí)質(zhì)上含水的溶液不含有或基本上不含有無用成分，如用于制備預(yù)聚物的單體、齊聚物或聚合物起始化合物，或在預(yù)聚物的制備過程中形成的二級產(chǎn)物；和/或不添加共聚單體來使用該溶液，這樣在該方法的另外過程中萃取任何無用成分的操作能夠省略掉。
若合適，被添加到預(yù)聚物的溶液中的一種添加劑是用于交聯(lián)的引發(fā)劑，如果為了使可交聯(lián)基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)需要引發(fā)劑的話。這是由光致交聯(lián)法來進(jìn)行該交聯(lián)的一種情況，它在本發(fā)明的方法中是優(yōu)選的。在光致交聯(lián)的情況下，合適的是添加能引發(fā)自由基交聯(lián)的光引發(fā)劑。其例子對本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員而言是熟知的且合適的光引發(fā)劑特別可提及苯偶姻甲基醚，1-羥基環(huán)己基苯基酮，或商品如DAROCUR或IRGACUR類，如DAROCUR1173或IRGACUR2959。
交聯(lián)可在模具中引發(fā)，例如借助于光化輻射，例如UV光，或借助于離子輻射，例如γ-輻射，電子輻射或X-輻射。紫外(UV)輻射是優(yōu)選的。若合適，交聯(lián)也可通過加熱來引發(fā)。必須注意以下事實(shí)根據(jù)本發(fā)明，交聯(lián)可以在非常短的時間內(nèi)進(jìn)行，例如短于5分鐘，優(yōu)選短于1分鐘，更優(yōu)選至多30秒，和尤其短于10秒。
由于預(yù)聚物的溶液優(yōu)選不包括任何不希望有的低分子量成分，交聯(lián)產(chǎn)物同樣不包括任何此類成分。所以，隨后的萃取是沒有必要的。由于交聯(lián)是在實(shí)質(zhì)上含水的溶液中進(jìn)行，隨后的水合沒有必要。這兩個優(yōu)點(diǎn)意味著，在模制品(尤其接觸透鏡)得到之后復(fù)雜的后處理不需要了。根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的接觸透鏡突出表現(xiàn)在以下事實(shí)它們無需經(jīng)過萃取就適合于它們的預(yù)定用途。在上下文中“預(yù)定用途”尤其是指接觸透鏡可戴在人眼上。根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的接觸透鏡也突出表現(xiàn)在以下事實(shí)無需水合，它們就適合預(yù)定用途。
現(xiàn)在已參考某些優(yōu)選的實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，為的是讓讀者不經(jīng)過過多的實(shí)驗(yàn)就能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。然而，本技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員容易認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，許多組分和參數(shù)可在一定程度上加以變化或改進(jìn)。此外，標(biāo)題、題目、定義等被提供來加深讀者對該文件的理解，不應(yīng)認(rèn)為限定了本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的知識產(chǎn)權(quán)僅僅由權(quán)利要求和其合理的外延和等同物來定義。
權(quán)利要求
1.一種制造多個模制品的循環(huán)方法，它包括(a)將預(yù)聚物材料分配到陰模模瓣；(b)將陽模模瓣與陰模模瓣配合在一起；(c)使用輻射讓預(yù)聚物材料交聯(lián)和/或聚合而形成模制品；(d)將陽模模瓣與陰模模瓣分開；(e)洗滌模制品除去未反應(yīng)的預(yù)聚物；(f)確保模制品接近所選擇的模瓣；(g)在中心區(qū)域中抓取模制品以從所選擇的模瓣中取出模制品；(h)將可接受的模制品裝入包裝材料中；(i)清洗陽和陰模模瓣；和(j)將陽模和陰模模瓣轉(zhuǎn)換到預(yù)聚物分配的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該方法包括至少一個檢查模制品的步驟。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述檢查包括(1)檢查模制品中心部分的缺陷；和(2)檢查模制品周邊區(qū)域中的缺陷。
4.權(quán)利要求1的方法，其中該方法進(jìn)一步包括在中心區(qū)域中抓取模制品以從模瓣中取出模制品的步驟之前，將模制品在陰模模瓣中居中的步驟。
5.權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括在檢查模制品邊緣的缺陷的步驟之前，至少部分地干燥模制品以除去表面水分，后者會影響模制品的檢查。
6.權(quán)利要求3的方法，其中所述檢查模制品中心區(qū)域的缺陷是在使用輻射使預(yù)聚物材料交聯(lián)和/或聚合的步驟之后立即進(jìn)行。
7.權(quán)利要求1的方法，其中每一步驟的循環(huán)時間低于約1分鐘。
8.權(quán)利要求7的方法，其中每一步驟的循環(huán)時間低于約10秒。
9.權(quán)利要求1的方法，其中確保模制品接近所選擇模瓣的步驟包括將滯留在非選擇模瓣上的任何模制品轉(zhuǎn)移至對應(yīng)的所選擇模瓣中的步驟。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所選擇的模瓣是陰模模瓣和非選擇的模瓣是陽模模瓣。
11.一種利用多個模具生產(chǎn)多個模制品的方法，它包括(a)將預(yù)聚物分配到陰模模瓣；(b)將陽模模瓣與陰模模瓣配合在一起；(c)使用輻射讓可交聯(lián)的材料交聯(lián)而形成模制品；(d)檢查模制品中心區(qū)域的缺陷；(e)將陽模模瓣與陰模模瓣分開；(f)洗滌模瓣除去未反應(yīng)的可交聯(lián)材料；(g)將陽模模瓣上的任何模制品轉(zhuǎn)移至陰模模瓣中；(h)讓模制品在陰模模瓣中居中；(i)在中心區(qū)域抓取模制品以從模瓣中取出模制品；(j)至少部分地干燥模制品以除去表面水分，后者會影響模制品的檢查；(k)檢查模制品邊緣的缺陷；(l)將可接受的模制品裝入包裝材料中；(m)清洗陽和陰模模瓣；和(n)將陽和陰模模瓣轉(zhuǎn)換到分配可交聯(lián)材料的位置。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述預(yù)聚物是重均分子量Mw為至少約2,000的聚乙烯醇的衍生物，基于聚乙烯醇的羥基數(shù)目，包括大約0.5-大約80％的式I的單元
其中R是具有至多8個碳原子的低級亞烷基，R1是氫或低級烷基和R2是烯屬不飽和的、吸電子的可共聚合基團(tuán)。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述模制品是眼科透鏡。
14.權(quán)利要求13的模塑方法，其中所述眼科透鏡是接觸透鏡。
15.權(quán)利要求11的方法，其中所述模制品是眼科透鏡。
16.權(quán)利要求1的方法，其中所述分配是在相對濕度至少55％的氣氛中進(jìn)行。
17.權(quán)利要求1的方法，其中所述分配是通過分配尖頭來進(jìn)行的，在分配結(jié)束后該尖頭與所述可聚合的和/或可交聯(lián)的材料保持接觸。
18.權(quán)利要求1的方法，其中模瓣可再利用來生產(chǎn)至少10,000只模制品。
19.權(quán)利要求1的方法，它利用裝有多只可拆卸的陽和陰模模瓣的模塑組件，后者包括容納了以可拆卸方式連接的多只陽模模瓣的陽模模塑組件和容納了以可拆卸方式連接的多只陰模模瓣的陰模模塑組件，其中陽模和陰模模瓣的配合是通過如下方式實(shí)現(xiàn)(a)讓陽模模塑組件以弧形運(yùn)動鉸接；和(b)隨后將陽模模塑組件作基本上線性的運(yùn)動到陽模模瓣和陰模模瓣配合的位置。
20.權(quán)利要求1的方法，其中多只陽模模瓣與多只對應(yīng)的陰模模瓣配合且所有這些配合基本上同時進(jìn)行。
21.一種制造眼科透鏡的方法，它包括將以可松脫方式連接于陽模模具罩的陽模模瓣與以可松脫方式連接于陰模模具罩的陰模模瓣配合在一起的步驟，其中陽模模具罩和陰模模具罩相互由鉸鏈裝置連接，將陽模模瓣和陰模模瓣配合的所述步驟包括(a)將陽模模具罩沿著鉸鏈裝置以較快的角運(yùn)動鉸接速度鉸接到使對應(yīng)的陽模模瓣和陰模模瓣基本上對齊的位置；和(b)以較緩慢的速度讓陽模模具罩作基本上線性的運(yùn)動到使對應(yīng)的陽模模瓣和陰模模瓣相互配合形成模腔的位置。
22.權(quán)利要求21的方法，其中陽模模具罩相對于陰模模具罩在約90-約270°的角度上鉸接。
23.權(quán)利要求22的方法，其中陽模模具罩相對于陰模模具罩在約150-約210°的角度上鉸接。
24.權(quán)利要求21的方法，其中所述角運(yùn)動鉸接以大約100°-大約500°/秒的速度進(jìn)行。
25.權(quán)利要求21的方法，其中所述線性運(yùn)動以大約0.1-大約2.0毫米/秒的速度進(jìn)行。
26.權(quán)利要求21的方法，其中每一所述罩包括多只以可拆卸方式連接于該罩的模瓣。
27.權(quán)利要求26的方法，其中每一所述罩包括大約5-20只模瓣。
28.權(quán)利要求21的方法，其中大約5-20只模瓣以可拆卸方式連接于陽模模具罩和相應(yīng)數(shù)目的陰模模瓣以可拆卸方式連接于陰模模具罩，其中所述罩以鉸接方式相互連接，和其中所述模瓣通過如下方式進(jìn)行配合(a)將陽模模具罩沿著鉸鏈裝置以大約100°-大約500°/秒的速度鉸接于使對應(yīng)的陽模模瓣和陰模模瓣基本上對齊的位置；和(b)以大約0.1-大約2.0毫米/秒的速度讓陽模模具罩作基本上線性的運(yùn)動到使對應(yīng)的陽模模瓣和陰模模瓣相互配合形成模腔的位置。
29.一種裝有多只可拆卸式陽模模瓣和陰模模瓣的模塑組件，它包括(a)陽模模具罩，具有多只以可拆卸方式連接于陽模模具罩的陽模模瓣；和(b)陰模模具罩，具有多只以可拆卸方式連接于陰模模具罩的陰模模瓣，其中所述罩相互連接使得至少一罩能夠角運(yùn)動鉸接至使陽和陰模模瓣基本上對齊的位置，這樣可由至少一罩作基本上線性的運(yùn)動至使陽和陰模模瓣配合的位置。
30.權(quán)利要求29的模塑組件，其中所述陽模和陰模模塑組件各自包括大約5-大約20只模瓣。
31.權(quán)利要求30的模塑組件，其中所述陽模和陰模模塑組件各自中的模瓣按兩排或多排的陣列進(jìn)行排列，每一排具有相同數(shù)目的模瓣，該數(shù)目是3-10。
32.權(quán)利要求29的模塑組件，其中一組陽模模瓣或一組陰模模瓣當(dāng)中至少一組是由石英制得。
33.權(quán)利要求29的模塑組件，其中一組陽模模瓣或一組陰模模瓣當(dāng)中至少一組的模瓣包括在聚合和/或交聯(lián)過程中阻斷紫外光的周邊區(qū)域，從而精確地確定所形成的透鏡的邊緣。
34.權(quán)利要求29的模塑組件，其中所述陽模和陰模模瓣可再利用來生產(chǎn)至少10,000只透鏡。
35.一種制造眼科透鏡的方法，包括其中模瓣被清洗和再利用的各步驟的循環(huán)排列。
36.權(quán)利要求35的方法，其中模瓣被利用來生產(chǎn)至少1000只透鏡。
37.權(quán)利要求36的方法，其中模瓣被利用來生產(chǎn)至少10,000只透鏡。
38.權(quán)利要求43的方法，其中模瓣被利用來生產(chǎn)至少1,000,000只透鏡。
39.權(quán)利要求37的方法，其中所述眼科透鏡是接觸透鏡。
40.一種制備眼科透鏡的方法，它包括在相對濕度至少55％的氣氛中將液體預(yù)聚物分配到陰模模瓣中的步驟。
41.權(quán)利要求40的方法，其中相對濕度是大約60-大約80％。
42.權(quán)利要求40的方法，其中所述分配是在距離陰模模瓣表面大約0.1mm-大約5mm的高度處進(jìn)行的。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述分配是在距離陰模模瓣表面大約1mm-大約3mm的高度處進(jìn)行的。
44.權(quán)利要求43的方法，其中所述分配是在距離陰模模瓣表面大約1.5mm-大約2.5mm的高度處進(jìn)行的。
45.權(quán)利要求40的方法，其中所述分配是在距離模瓣對稱中心軸大約1-大約6mm的水平距離處進(jìn)行的。
46.權(quán)利要求45的方法，其中所述分配是在距離模瓣對稱中心軸大約4-大約6mm的水平距離處進(jìn)行的。
47.權(quán)利要求40的方法，其中所述分配是在以下條件下進(jìn)行(a)在相對濕度至少55％的氣氛中；(b)在距離陰模模瓣表面大約0.1mm-大約5mm的高度；和(c)在距離模瓣對稱中心軸大約1-大約6mm的水平距離。
48.權(quán)利要求47的方法，其中所述分配是在以下條件下進(jìn)行(a)在大約60％-大約80％的相對濕度的氣氛中；(b)在距離陰模模瓣表面大約1mm-大約3mm的高度；和(c)在距離模瓣對稱中心軸大約4-大約6mm的水平距離。
49.權(quán)利要求40的方法，其中所述分配是通過分配尖頭來進(jìn)行的，在分配結(jié)束后該尖頭與所述可聚合的和/或可交聯(lián)的材料保持接觸。
50.一種清洗位于模瓣內(nèi)的眼科模制品以除去用于形成透鏡的未反應(yīng)預(yù)聚物材料的方法，該方法包括(a)在所述透鏡上施加液體流；和(b) 同時使用真空來除去流出物；其中所述方法不會將所述模制品從所述模瓣中驅(qū)趕出來。
51.權(quán)利要求50的清洗方法，進(jìn)一步包括對所述透鏡施加一股或多股空氣流。
52.權(quán)利要求50的清洗方法，其中所述真空是在所述透鏡的頂部垂直向下施加，而所述水在所述透鏡的周邊施加。
53.權(quán)利要求50的清洗方法，包括(a)在所述透鏡的周邊施加多股含水液體流；(b)在所述透鏡的周邊施加多股空氣流；和(c)在所述透鏡的上方垂直施加真空以除去流出物。
54.權(quán)利要求50的方法，其中液體具有高于約1000微西門子的導(dǎo)電率。
55.一種將眼科模制品在陰模模瓣上居中的方法，包括(a)在第一階段將水溶液分配到陰模模瓣上；(b)在第二階段中將透鏡以凹面向上分配到陰模模瓣中；和(c)將透鏡轉(zhuǎn)移至第三階段，從而為透鏡提供足夠的潤滑作用和足夠的時間使透鏡在陰模模瓣內(nèi)居中。
56.權(quán)利要求55的方法，其中所述液體是水溶液。
57.權(quán)利要求55的方法，其中所述液體沿著所述透鏡的周邊施加。
58.權(quán)利要求55的方法，其中將約0.05-約0.20ml水溶液分配到所述透鏡上。
59.權(quán)利要求55的方法，其中液體具有高于約1000微西門子的導(dǎo)電率。
60.一種在雙側(cè)式眼科透鏡模塑方法中確保眼科透鏡位于所選擇模瓣中的方法，包括(a)將第一抓取裝置運(yùn)動至與第一模瓣上的透鏡滯留位置相鄰的位置；(b)啟動所述第一抓取裝置，從而取走滯留在第一模瓣上的任何透鏡；(c)將所述第一抓取裝置運(yùn)動至與第二抓取裝置相鄰的位置；(d)啟動所述第二抓取裝置和停止所述第一抓取裝置，從而將由所述第一抓取裝置夾持的任何透鏡轉(zhuǎn)移至所述第二抓取裝置；(e)將所述第二抓取裝置運(yùn)動至與所述第二模瓣相鄰的位置；(f)停止所述第二抓取裝置，從而將保留的任何透鏡釋放到所述第二模瓣中。
61.權(quán)利要求60的方法，其中所選擇的模瓣是陰模模瓣。
62.權(quán)利要求60的方法，其中所述第一抓取裝置和第二抓取裝置各自包括連有真空管的機(jī)器人手臂，該管提供了通向所述機(jī)器人手臂的抓取端的導(dǎo)管，當(dāng)閥門打開以對所述抓取端施加真空時該抓取裝置啟動以及當(dāng)閥門關(guān)閉以間斷真空時該抓取裝置停止。
63.權(quán)利要求62的方法，其中停止進(jìn)一步包括將正空氣壓通過所述機(jī)器人手臂的所述抓取端施加。
64.權(quán)利要求60的方法，其中該方法是循環(huán)性透鏡生產(chǎn)過程的一個階段和其中所述啟動和停止是由控制循環(huán)性透鏡生產(chǎn)過程的電子化控制裝置給出控制信號。
65.一種檢查已在透鏡中心區(qū)域中抓住并保持穩(wěn)定的眼科透鏡的周邊區(qū)域的方法，它包括(a)在中心區(qū)域中抓取和穩(wěn)定眼科透鏡；(b)光照眼科透鏡的周邊區(qū)域；(c)用相機(jī)裝置拍取眼科透鏡的周邊區(qū)域的圖像；和(d)評價圖像以確定是否廢棄透鏡或調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。
66.權(quán)利要求65的方法，其中在檢查之前從所述透鏡上除去水，但無需將所述透鏡過分地脫水。
67.一種從液體預(yù)聚物材料生產(chǎn)成品眼科模塑制品的方法，其中所述透鏡產(chǎn)品被包裝在適合分送到消費(fèi)者手里的容器中，和其中該方法在低于約20分鐘的時間內(nèi)完成。
68.權(quán)利要求67的方法，其中該方法在低于約10分鐘的時間內(nèi)完成。
69.權(quán)利要求68的方法，其中該方法在低于約2分鐘的時間內(nèi)完成。
70.權(quán)利要求69的方法，其中該方法在低于約1分鐘的時間內(nèi)完成。
71.權(quán)利要求67的方法，其中該方法的至少一部分是循環(huán)的且在該方法中使用的模具是可反復(fù)再利用的。
72.權(quán)利要求71的方法，其中模具使用至少10,000次。
73.權(quán)利要求72的方法，其中模具再利用至少1,000,000次。
74.一種制造眼科透鏡的方法，其中該方法包括一個系列以上的循環(huán)步驟，它包括(a)第一重復(fù)循環(huán)，包括以下步驟(1)將液體預(yù)聚物分配到包括陽和陰模模瓣的再利用性模具中；(2)形成透鏡；和(3)分離開模瓣；和(b)第二重復(fù)循環(huán)，包括(1)從模瓣中取出透鏡；和(2)將透鏡轉(zhuǎn)移至包裝過程。
75.權(quán)利要求74的方法，其中(a)第一重復(fù)循環(huán)包括以下步驟(1)將預(yù)聚物材料分配到陰模模瓣中；(2)將陽模模瓣與陰模模瓣配合在一起；(3)使用輻射使預(yù)聚物材料交聯(lián)和/或聚合形成眼科透鏡；(4)將陽模模瓣與陰模模瓣分離開；和(b)第二重復(fù)循環(huán)包括以下步驟(1)將可接受的模制品裝入包裝材料中；和
76.權(quán)利要求75的方法，其中(a)第一重復(fù)循環(huán)包括以下步驟(1)將預(yù)聚物材料分配到陰模模瓣中；(2)將陽模模瓣與陰模模瓣配合在一起；(3)使用輻射使預(yù)聚物材料交聯(lián)和/或聚合形成眼科透鏡；(4)將陽模模瓣與陰模模瓣分離開；(5)洗滌透鏡以除去未反應(yīng)預(yù)聚物；(6)確保透鏡鄰近所選擇模瓣；(7)清洗陽和陰模模瓣；和(8)將陽和陰模模瓣轉(zhuǎn)換至分配預(yù)聚物的位置；和(b)第二重復(fù)循環(huán)包括以下步驟(1)在中心區(qū)域中抓取透鏡以從所選擇模瓣中取出模制品；(2)將可接受的模制品裝入包裝材料中；和(3)將不可接受的透鏡扔棄在廢品容器中，其中所述重復(fù)循環(huán)中的至少一個包括檢查所述透鏡的步驟。
77.權(quán)利要求76的方法，其中(a)第一重復(fù)循環(huán)包括以下步驟(1)將預(yù)聚物材料分配到陰模模瓣中；(2)將陽模模瓣與陰模模瓣配合在一起；(3)使用輻射使預(yù)聚物材料交聯(lián)和/或聚合形成眼科透鏡；(4)將陽模模瓣與陰模模瓣分離開；(5)洗滌透鏡以除去未反應(yīng)預(yù)聚物；(6)確保透鏡鄰近所選擇模瓣；(7)檢查眼科透鏡的中心區(qū)域；(8)清洗陽和陰模模瓣；和(9)將陽和陰模模瓣轉(zhuǎn)換至分配預(yù)聚物的位置；和(b)第二重復(fù)循環(huán)包括以下步驟(1)在中心區(qū)域中抓取透鏡以從所選擇模瓣中取出模制品；(2)檢查透鏡的周邊區(qū)域；(3)將可接受的模制品裝入包裝材料中；和(3)將不可接受的透鏡扔棄在廢品容器中。
78.權(quán)利要求74的方法，其中模具可再利用至少10,000次。
79.權(quán)利要求74的方法，其中該方法在低于約20分鐘內(nèi)完成。
全文摘要
制造模制品、尤其眼科透鏡如接觸透鏡的高效和穩(wěn)定方法。該方法包括一系列的改進(jìn),其中包括將液體預(yù)聚物分配到透鏡模具中時所使用的條件,陽模和陰模配合,再利用性模具,模具清洗,透鏡從模具中的分離(脫模),透鏡后處理,和在線檢查等方面上的改進(jìn)。還公開了循環(huán)系列的加工步驟。另外,公開了改進(jìn)的模塑工具,其中模塑工具包括陽模罩和陰模罩,它們當(dāng)中各自裝有多只模瓣。
文檔編號B29C39/44GK1251065SQ98803678
公開日2000年4月19日 申請日期1998年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月25日
發(fā)明者P·赫布里克茨梅爾, K－A·鮑爾, R·比爾, J·戈?duì)柋? R·豪克, P·哈格曼, A·海恩里克, O·克里茨施瑪, A·T·蘭格, A·馬勒, T·舒爾茲, B·塞弗林, W·斯蒂芬 申請人:諾瓦提斯公司