專利名稱：用于制造隱形眼鏡的方法
技術領域：
本發明涉及用于制造隱形眼鏡的改進方法。
背景技術：
隱形眼鏡可以通過使用一次性模具的傳統全模法經濟地大批量制造，例如，PCT專利申請No.WO/87/04390、EP-A 0 367 513或美國專利No.5,894,002中公開了這種方法的例子。在傳統模制方法中，通常將預定量的可聚合材料或可交聯材料引入一次性模具中，所述模具包括陰模(凹模)和陽模(凸模)。陰模和陽模相互配合而形成模腔，所述模腔具有用于隱形眼鏡的期望幾何形狀。通常，使用超量的可聚合材料或可交聯材料，以便當陽模和陰模閉合時，過量材料排出到與模腔相鄰的溢流區。模具中剩余的可聚合材料或可交聯材料通過光化學輻射(例如，紫外光照射、電離輻射、微波照射)或通過加熱而聚合或交聯。從而，模腔中的起始材料和溢流區中的過量材料都被硬化。在凝固之后，將眼鏡從模具中取出。
但是，在凝固完成時，模具與眼鏡之間產生很強的粘附。除了粘附之外，陽模與陰模緊密地密封在一起，好像模具中產生了真空一樣。為了取出眼鏡，必須首先用機械力將兩個半模分開。由于凝固之后陽模與陰模之間存在密封，所以需要額外的力迫使半模相互分開。這種額外的力可能造成眼鏡損壞，例如破裂、撕裂等，從而可能對成品率和眼鏡質量產生不利影響。
因此，提供一種改進方法是有利的，其中只需很小的力就可以使模具分開，以便將由于迫使模具分開所造成的眼鏡損壞降至最低。
發明內容
本發明提供一種制造隱形眼鏡的方法。該方法包括提供模具，所述模具包括具有第一模制表面的第一半模和具有第二模制表面的第二半模，其中，所述第一半模和所述第二半模構造成相互接納，以便在所述第一模制表面與所述第二模制表面之間形成模腔，并且所述第一半模和所述第二半模中的一個具有環繞另一半模的環狀部(collar)，以便當所述模具閉合時在所述兩個半模之間提供密封；將特定量的可聚合眼鏡形成材料分配到所述半模中的一個內；使所述半模配合以閉合所述模具；使位于所述兩個半模之間的所述可聚合材料聚合，從而形成模制的隱形眼鏡；向所述環狀部的至少一個區域直接施加很小的力，所述力與所述區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約50度，以便使所述環狀部變形并破壞所述兩個半模之間的密封；以及打開所述模具。
本發明還提供一種用于使隱形眼鏡從模具上脫模的設備，所述設備包括喂料導軌、模具打開裝置和模具推動裝置，其中，所述喂料導軌將多個閉合的模具連續地或者根據需要送到所述模具打開裝置中；每個閉合的模具包括具有第一模制表面的第一半模和具有第二模制表面的第二半模；所述第一半模和所述第二半模構造成相互接納，以便在所述第一模制表面與所述第二模制表面之間形成模腔；所述第一半模與所述第二半模中的一個具有環繞另一半模的環狀部，以便當所述模具閉合時在所述兩個半模之間提供密封；每個模具都在所述模腔內容納有模制的眼鏡；所述模具推動裝置將每個模具推到所述模具打開裝置中并使其處于鎖定位置，在該位置處，所述模具推動裝置向所述環狀部的至少一個區域直接施加很小的力，所述力與所述受力區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約50度，以引起微小的變形，從而破壞所述第一半模與所述第二半模之間的真空密封，以便所述模具打開裝置能夠以減小的力將所述第一半模與所述第二半模相互分開。
本發明提供了前述的和其它的特征，通過閱讀下面結合附圖對優選實施例的詳細描述可以更清楚地發現本發明的優點。詳細描述和附圖僅示例性地示出本發明，而不限制本發明的范圍，本發明的范圍由所附的權利要求及其等同物限定。
圖1是根據本發明的優選實施例的模具的截面圖；圖2示意性地示出用于減小分離根據本發明的優選實施例的眼鏡形成模具的陽模和陰模所需的分離力的方法；圖3a示意性地示出用于實施本發明的方法的設備；圖3b示意性地示出圖3a中所示設備的模具打開裝置的動作。
具體實施例方式
現在參考下面的一個或多個示例，詳細描述本發明的實施例。每個示例都是用于解釋本發明，而不是限制本發明。實際上，對于本領域技術人員來講，顯然可以在不脫離本發明的范圍或精神的情況下對本發明進行各種修改和變型。例如，圖示出或描述的作為一個實施例的一部分的特征可以用于另一實施例，以產生另外的實施例。因此，本發明意在包括這些在所附的權利要求及其等同物的范圍內的修改和變型。本發明的其它目的、特征和方面記載在下面的詳細描述中，或者可以從下面的詳細描述中顯而易見地獲得。本領域普通技術人員應當理解，這里的討論僅是對示例性實施例進行描述，不應認為是對本發明的更寬方面進行限制。
除非另有說明，本文使用的所有技術術語和科學術語的含義與本發明所屬技術領域的普通技術人員熟知的含義相同。總體來講，本文使用的術語和實驗室步驟是本領域公知且常用的。在這些步驟中-例如在本領域和各種一般參考文獻中的步驟中-使用傳統方法。對于以單數形式出現的術語，發明人也考慮到了該術語的復數。
圖1示意性地示出本發明的方法和設備中使用的優選模具100。模具100包括陰模1和陽模2。
陽模2包括基座61、從基座61向上延伸的大體上為圓柱形的體部25、限定模制的隱形眼鏡的后表面(凹面)的后模制表面、以及圍繞后模制表面的環形肩部65。后模制表面從體部25的頂部向外突出。示出的環形肩部65是平的。應當理解，環形肩部65也可以具有任何合適的表面，例如傾斜表面。
陰模1包括基座51、從基座51向上延伸的大體上為圓柱形的體部15、限定模制的隱形眼鏡的前表面(凸面)的前模制表面、以及環狀部4。前模制表面從體部15的頂部向下凹進。環狀部4(或向上突出的凸緣)優選是陰模1的一體部分，并從體部15的頂部向上伸出。在體部15的位于前模制表面(與環狀部4)之間的頂部上形成有周向槽(或凹部)11，該周向槽用作過量的未聚合的眼鏡形成材料的溢流結構。
本文使用的術語“環狀部”是指從兩個配合的半模之一的體部的頂部向上伸出的外圓周部分。環狀部可以連接到該半模上，或者優選地是該半模的一體部分，并且環狀部可以環繞另一半模，以便在兩個半模之間提供緊密的密封。應當理解，環狀部既可以設置在陽模上，也可以設置在陰模上。
陰模1和陽模2構造成相互接納，以便在前模制表面與后模制表面之間形成隱形眼鏡形成腔12。環狀部4環繞陽模2的體部25，以便在模具閉合時在陰模與陽模之間提供緊密密封5。通常，在密封部位處沒有眼鏡材料。
優選地，陽模在使用之前經受電暈處理，以便在模具打開時模制的隱形眼鏡優先粘附在陽模上。美國專利No.5,894,002中描述了這種預處理，該專利的全文結合在本文中作為參考。本領域技術人員容易理解，也可以對陰模1而不是陽模2進行預處理，其結果是，隱形眼鏡因此粘附在陰模1上，然后必須對內部容納有隱形眼鏡的陰模1進行進一步處理。
在操作中，如本領域技術人員所公知的，可以首先在注模設備中用塑料樹脂注模形成半模1和2。使用分配裝置將特定量的可聚合眼鏡形成材料通常分配到陰模1中，然后將陽模2扣上并閉合模具100(圖1)。隨著模具100的閉合，過量的未聚合的眼鏡形成材料都被擠壓到設置在陰模1上的溢流結構11中。
然后，使容納有可聚合眼鏡形成材料的閉合模具100至少在眼鏡形成腔12的區域處經受光化學輻射(例如，紫外光照射)。為此，至少一個半模至少在模制表面區域處能透過光化學輻射(例如紫外光)。從而，至少眼鏡形成腔12中的可聚合眼鏡形成材料發生聚合。溢流結構11中的任何可聚合眼鏡形成材料也可以發生聚合。這對于下述方面是有利的，即當模具打開時，過量的已聚合的眼鏡形成材料因此留在陰模1的溢流結構11中，而可以取出粘附在陽模2上的隱形眼鏡并使取下的隱形眼鏡與陽模2一起進行進一步處理。
優選地，在打開之前，將模具和其內的隱形眼鏡CL在仍然閉合的情況下置于用于回火的回火爐中，并在約120℃的溫度下回火一段時間，從而降低材料中的應力并最終完成聚合。
然后，如圖2所示，向陰模的環狀部4的至少一個區域直接施加很小的力，以破壞半模之間的閉合，所述力與受力區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約50度，優選小于約40度，更優選小于約30度，更加優選小于約10度，最優選小于約5度(即，沿基本上垂直于環狀部的方向)。眼鏡形成腔12被陰模1的環狀部4和陽模2密封。通常，在密封部位沒有眼鏡材料。很小的力就可以使陰模1的環狀部4變形，從而使密封更容易破壞。可以使用各種方法向環狀部4施加很小的力。例如，使用本領域技術人員所知的任何機械裝置向環狀部4的兩個相對的小區域施加很小的力，所述力與每個受力區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約5度(即，沿基本上垂直于環狀部的方向)。或者，可以在將模具保持在某個位置(例如，鎖定位置)或者用止動器止動的同時，使用本領域技術人員所知的任何機械裝置向環狀部4一側上的一個小區域施加很小的力，所述力與受力區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約5度(即，沿基本上垂直于環狀部的方向)，其中，所述止動器位于與被直接施加所述很小的力的一側相對的一側。通過在打開模具之前破壞模具的兩個半模之間的密封，可以消除模具中的可聚合眼鏡形成材料在聚合期間產生的真空效應，因此可以減小打開模具所需的力。這樣，可以使打開模具過程中發生的眼鏡損壞降至最低。
在破壞了半模之間的密封后，打開模具，模制的隱形眼鏡CL粘附在陽模2上，而另一方面，過量的眼鏡形成材料留在陰模1的溢流結構11中。
然后，將粘附在陽模2上的模制隱形眼鏡CL傳送到水合裝置，隱形眼鏡CL在水合裝置中從陽模2上脫離下來并發生水合。本發明中可以使用任何水合裝置。
另一方面，本發明提供一種用于使隱形眼鏡從模具上脫模的設備，該設備包括喂料導軌、模具打開裝置和模具推動裝置，其中，喂料導軌將多個閉合的模具連續地或者根據需要送到模具打開裝置中；每個閉合的模具包括具有第一模制表面的第一半模和具有第二模制表面的第二半模；第一半模和第二半模構造成相互接納，以便在第一模制表面與第二模制表面之間形成模腔；第一半模與第二半模中的一個具有環繞另一半模的環狀部，以便當模具閉合時在兩個半模之間提供密封；每個模具在模腔內容納有模制的眼鏡；模具推動裝置將每個模具推到模具打開裝置中并使其處于鎖定位置，在該位置處，模具推動裝置向環狀部的至少一個區域直接施加很小的力，所述力與受力區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約50度，優選小于約40度，更優選小于約30度，更加優選小于約10度，最優選小于約5度(即，沿基本上垂直于環狀部的方向)，以引起微小的變形，從而破壞第一半模與第二半模之間的真空密封，以便模具打開裝置能夠以減小的力將第一半模與第二半模相互分開。本文使用的術語“減小的力”意在說明，與在打開模具之前不破壞模具的兩個半模之間的密封打開模具所需的力相比，在打開模具之前破壞模具的兩個半模之間的密封之后打開模具所需的力較小。本領域技術人員非常熟悉如何確定打開模具所需的力。
圖3a示意性地示出用于實施本發明的方法的優選設備。這種設備可以用于眼鏡制造，特別是用于自動化制造過程。將內部容納有模制的眼鏡CL的每個閉合模具100(圖1-2中所示的)放到喂料導軌31上，這些模具在喂料導軌31中一個接一個地落到喂料導軌31的底部。帶有尖緣(sharpedge)的推動器(或葉片(blade))37將每個模具推到卡爪組件(或模具打開裝置)35中并使其處于合適位置或鎖定位置(即，滑動到卡爪中并由止動器40止動)。該止動器優選具有尖緣41，該尖緣與每個閉合模具100的環狀部的小區域以與在該小區域中的環狀部垂直的角度相接觸。應當理解，止動器40和/或推動器37也可以具有不尖的邊緣。一旦模具處于合適位置，具有尖緣的推動器(或葉片)37就直接向例如每個閉合模具的環狀部的與止動器40相對的小側面區域施加很小的力，所述力與在受力區域處的環狀部的法線方向的夾角小于約5度，以使環狀部產生微小變形，從而破壞陽模1與陰模2之間的“真空”密封。推動器37由缸體(cylinder)39(例如，氣缸)驅動。施加到模具組件上的力可以通過缸體行程、止動器位置和/或缸體管路壓力來調節。在密封被破壞后，不需要力或者只需要很小的力就可以使陽模和陰模分開。陽模與陰模是由模具打開裝置35(圖3b)分開的。優選地，模具打開裝置35包括第一部件35a和第二部件35b，每個部件都具有夾持裝置(例如卡爪、槽等)，所述夾持裝置用于夾持半模中的一個并可樞轉地連接到支撐件36上，以便第一部件35a和第二部件35b可以以同步方式樞轉而將半模1和半模2分開，如圖3b所示。在模具打開之后，優先粘附在陽模2上的模制的隱形眼鏡CL被傳送到水合裝置(未示出)，隱形眼鏡CL在水合裝置中與陽模2分離并進行水合。
圖3所示的喂料導軌垂直地安裝。本文所用的術語“垂直”意在表示喂料導軌與工作臺的夾角是直角(90度)。在重力作用下，每個模具會優選地一個接一個落到喂料導軌的底部。但是，喂料導軌也可以以任何其它期望的角度(相對于工作臺)安裝，例如30度、45度或60度，而不是圖3所示的90度。喂料導軌也可以水平地安裝(相對于工作臺)。在這種情況下，喂料導軌可以具有本領域技術人員所知的傳送裝置，用于將每個閉合模具傳送到模具打開裝置中。
還應該理解，模具打開裝置可以具有本領域技術人員所知的用于使兩個半模相互分開的任何結構。
還應該理解，制造用于模制隱形眼鏡的半模的方法是本領域普通技術人員公知的。本發明的方法不限于任何形成半模的具體方法。實際上，本發明可以使用形成半模的任何方法。但是，為了說明的目的，提供了上述討論作為根據本發明的用于形成半模的一個實施例。
“可聚合眼鏡形成材料”是指，可以通過光化學輻射而聚合和/或交聯以形成隱形眼鏡的材料。眼鏡形成材料可以是熟練技術人員所知的任何材料。例如，可聚合眼鏡形成材料可以是流體混合物(即，溶液或無溶劑液體或溫度在600℃以下的熔融物質)，該流體混合物包括一種或多種預聚物、一種或多種單體、或它們的組合。眼鏡形成材料還可以包括其它成分，例如光敏引發劑、可視著色劑(visibility tinting agent)、紫外光阻擋劑、感光劑等。優選地，本發明中使用的可聚合眼鏡形成材料可以形成水凝膠材料。
“水凝膠材料”是指，在完全水合時可以吸收至少10％重量比的水的聚合材料。通常，水凝膠材料是在另外的單體和/或大分子單體存在或不存在的情況下，通過至少一種親水單體的聚合或共聚合反應而獲得的。示例性的水凝膠包括但不限于聚乙烯醇(PVA)、改性聚乙烯醇(例如，nelfilconA)、聚(甲基丙烯酸羥乙酯)、聚(乙烯吡咯烷酮)、具有聚羧酸的PVA(例如，carbopol)、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、含氧烷的水凝膠、聚氨酯、聚脲等。可以根據本領域技術人員所知的任何方法來制備水凝膠。
顯然還有各種各樣的實施方式。盡管圖示出了一種模具(圖1)，但是本發明決不限于這種特定模具。本領域技術人員易于決定本發明可以應用的其它模具。
權利要求書(按照條約第19條的修改)國際申請號PCT/EP2005/003111代理機構卷號PN 062924根據2007年3月21日 申請日期2005年3月23日 優先權日2004年3月24日
發明者松澤康夫, T·A·魯塞爾 申請人:諾瓦提斯公司