專利名稱：接觸透鏡的掩敝預(yù)固化其系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于模塑軟性接觸透鏡(soft contact lenses)的設(shè)備和方法。本發(fā)明特別涉及在壓力下選擇性地將著色的可聚合單體預(yù)固化形成軟性接觸透鏡的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
軟性接觸透鏡的開發(fā)和制造是聚合物科學(xué)和技術(shù)的一種重要醫(yī)學(xué)應(yīng)用。軟性(如“水凝膠”)接觸透鏡典型地通過使用透鏡模具將單體混合物聚合制造。透鏡模具的幾何形狀和透鏡組合物通常決定最終透鏡的光學(xué)性能。通常前曲透鏡模具接收液態(tài)單體混合物而后曲透鏡模具被壓入液態(tài)單體混合物中。單體混合物的聚合反應(yīng)通常通過使用紫外線，例如通過使用紫外線催化劑活化。聚合反應(yīng)基本完成之后，去除透鏡模具，并洗滌透鏡以及水合。
作為一種化妝增強(qiáng)或改變?nèi)搜垲伾姆椒?，著色接觸透鏡已經(jīng)變得非常流行。許多色料通常由粘結(jié)聚合物和顏料組成以生產(chǎn)著色透鏡。通常色料通過從模具表面擴(kuò)散到透鏡材料中而施加于未固化的透鏡材料，隨后透鏡材料被固化。制造著色接觸透鏡的各種方法記載于Molock等人的美國申請(qǐng)公開2003/0000028，“用于著色接觸透鏡的色料及其制備方法(Colorants for use in tinted contact lenses andmethods for their production)”，在此將其全部引入作為參考。例如，可以使用盛有色料組合物的壓于光學(xué)模具的模塑表面的印色盒，進(jìn)行色料轉(zhuǎn)移。使通常包括溶劑組分的色料組合物干燥，以提供著色透鏡模具。將單體混合物加入到著色透鏡模具中，色料擴(kuò)散進(jìn)透鏡材料中，并將單體混合物聚合。
現(xiàn)有專利技術(shù)中充分描述了用紫外線使單體發(fā)生聚合反應(yīng)形成未著色接觸透鏡形式的軟性接觸透鏡。例如，Martin等人的美國專利6,220,845涉及“可聚合水凝膠的模具合模及預(yù)固化(Mold Clampingand Precure of a Polymerizable Hydrogel)”。該專利的摘要記載了用于部分固化可聚合單體或單體混合物形成軟性接觸透鏡的設(shè)備和方法，在此全部引入作為參考。其還記載了一種用于在低氧環(huán)境中將多個(gè)接觸透鏡模具傳送到預(yù)固化段的設(shè)備，每個(gè)接觸透鏡模具包括在其間帶有可聚合單體或單體混合物的第一和第二半模。記載了一種具有多個(gè)模具嚙合元件的掩模，其以預(yù)定的壓力和時(shí)間使第一接觸透鏡半模與第二接觸透鏡半模合模。當(dāng)接觸透鏡模具的半模合模時(shí)，將可聚合單體或單體混合物暴露于輻射能源中，使包含在每個(gè)接觸透鏡模具中的可聚合單體或單體混合物聚合。
現(xiàn)有的接觸透鏡制造技術(shù)使用光的各種波長照射活性單體混合物。與聚合反應(yīng)基本完成所需的時(shí)間相比，預(yù)固化照射所需的時(shí)間短。但是，我們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)這種單體預(yù)固化減少或阻止了著色接觸透鏡制備中的色料和單體的擴(kuò)散。雖然不受特定工作原理的限制，但是似乎預(yù)固化提高了透鏡形成材料的粘度，并阻止了單體向預(yù)先印好的色料層中擴(kuò)散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人現(xiàn)已研發(fā)出用于制造著色接觸透鏡的方法和系統(tǒng)，克服了有關(guān)保持接觸透鏡模具安全閉合，同時(shí)允許色料和單體擴(kuò)散的問題。因此，本發(fā)明提供幾種方法，其包括提供一種接觸透鏡模具組件，所述組件包括第一接觸透鏡半模，與所述第一接觸透鏡半模鄰近設(shè)置的第二接觸透鏡半模，第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括著色層，以及在第一和第二接觸透鏡半模之間設(shè)置的可固化透鏡形成材料，所述可固化透鏡形成材料與至少一個(gè)接觸透鏡半模和所述著色層接觸，將與至少一個(gè)接觸透鏡半模接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料預(yù)固化，而與所述著色層接觸的可固化透鏡形成材料部分基本保持未固化。
本發(fā)明人還研發(fā)了用于制備著色接觸透鏡的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括一種接觸透鏡模具組件，所述組件包括第一接觸透鏡半模，與所述第一接觸透鏡半模鄰近設(shè)置的第二接觸透鏡半模，第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括著色層，與至少一個(gè)半模接觸的掩模，所述掩模包括多個(gè)輻射能夠從中通過的孔，設(shè)置所述多個(gè)孔以輻照與至少一個(gè)半模接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料，以及用于提供能夠使所述可固化透鏡形成材料預(yù)固化的輻射的輻射源。
鑒于在此提供的本發(fā)明的詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的其它方面對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，前述發(fā)明內(nèi)容以及以下的詳細(xì)說明可以得到進(jìn)一步理解。為了說明本發(fā)明，附圖示出了本發(fā)明的示范性實(shí)施方案；但是，本發(fā)明并不局限于所公開的特定的方法、組合物和設(shè)備。附圖中圖1是用于預(yù)固化可聚合單體或單體混合物以形成軟性接觸透鏡的實(shí)施方案之一的局部剖面正視圖。
圖2是圖1中所示的設(shè)備的端部正視圖。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖解和示意圖。
圖4是用于往返于預(yù)固化段傳送其間具有可聚合單體或單體混合物的多個(gè)接觸透鏡模具的托板運(yùn)載裝置(pallet carrier)的平面圖。
圖4(a)是圖4的托板運(yùn)載裝置中的一對(duì)半模的圖解剖視圖。
圖5(a)是用于掩蔽輻射以及將半模固定在一起的氣動(dòng)掩模的示意圖。
圖5(b)是用于掩蔽輻射以及將半模固定在一起的彈簧驅(qū)動(dòng)掩模的示意圖。
圖5(c)是用于本發(fā)明的掩模的頂視圖。所示掩模包括一個(gè)用于引導(dǎo)射線通過孔的圓錐體。
圖5(d)是圖5(c)中所示掩模的底視圖。
圖5(e)是圖5(c)中所示掩模的正視圖。
圖5(f)是圖5(e)中所示掩模的仰視圖。
圖5(g)是圖5(f)中所示掩模沿B-B線的剖視圖。
圖5(h)是本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
圖5(i)是圖5(h)中所示系統(tǒng)的示意圖，其中掩模與后曲模具脫離。
圖6是用于將可固化透鏡形成材料預(yù)固化形成接觸透鏡的設(shè)備的往復(fù)部分的平面圖。
圖7是圖6中所示設(shè)備的正視圖。
圖8是圖6中所示設(shè)備的端部正視圖。
圖9是用于將可固化透鏡形成材料預(yù)固化形成軟性接觸透鏡的本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案的端部正視圖。
圖10是圖9中所示設(shè)備的側(cè)視圖。
圖11是固定多個(gè)掩模的固定托盤的照片。
具體實(shí)施例方式
參考以下詳細(xì)說明以及附圖和實(shí)施例，可以更容易地理解本發(fā)明。應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不局限于在此描述和/或示出的特定的設(shè)備、方法、條件或參數(shù)。在此使用的術(shù)語僅通過舉例的方式描述特定的實(shí)施方案，而并非是對(duì)所要求的發(fā)明的限制。此外，如包括附加的權(quán)利要求的說明書中使用的，單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)。另外，除非上下文另外清楚地指明，所參考的特定的數(shù)值至少包括特殊值，并且所有范圍都是包括在內(nèi)的和可以結(jié)合的。類似地，當(dāng)各值使用前行詞“約”，用近似值來表示時(shí)，應(yīng)理解為該特殊值形成了另一個(gè)實(shí)施方案。
一方面，本發(fā)明提供幾種方法，其包括提供接觸透鏡模具組件，所述組件包括第一接觸透鏡半模，與第一接觸透鏡半模鄰近設(shè)置的第二接觸透鏡半模，第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括著色層；以及提供位于第一和第二接觸透鏡半模之間的可固化透鏡形成材料，該可固化透鏡形成材料與至少一個(gè)接觸透鏡半模以及著色層接觸。這些方法包括將與至少一個(gè)接觸透鏡半模接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料預(yù)固化，而與著色層接觸的可固化透鏡形成材料部分基本保持未固化。預(yù)固化的透鏡形成材料部分通常有助于使接觸透鏡模具組件在后續(xù)加工步驟過程中保持完整，所述后續(xù)加工步驟如傳送通過沒有輻射的補(bǔ)充加熱區(qū)段，或傳送進(jìn)入存在輻射的一個(gè)或多個(gè)固化區(qū)段，以充分固化透鏡形成材料。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，所述方法包括將著色層、第一半模、第二半模、可固化透鏡形成材料或其任意組合加熱。通常通過傳導(dǎo)或通過對(duì)流將這些組件加熱，所述傳導(dǎo)如使用嵌入合適的托板或固定器中的供熱管或加熱盤管，所述對(duì)流如使用加熱氣體。加熱通常幫助色料和可固化透鏡形成材料實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散。在某些實(shí)施方案中，加熱使溫度升高的量通常為約5℃到約50℃，更通常為約10℃到約40℃。在某些實(shí)施方案中，可固化透鏡形成材料預(yù)固化的溫度為約25℃到約95℃，更通常為約35℃到約85℃，更通常為約40℃到約70℃，以及最通常為約45℃到約60℃。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，通過使與第一接觸透鏡模具接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料經(jīng)受一定形式的可以產(chǎn)生或引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的電磁輻射或粒子束進(jìn)行預(yù)固化。合適的輻射類型包括光化輻射。在此使用的“光化輻射”表示可以產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的電磁輻射，如紫外線輻射、紅外線輻射、可見光以及X射線。合適的粒子束包括電子。輻射優(yōu)選由紫外燈提供，以約2到4mW/cm2輻射可固化透鏡形成材料約5到約60秒，更優(yōu)選約20到約40秒。輻射還可以由脈沖或周期的高強(qiáng)度紫外源提供。
通常通過使用掩模對(duì)與透鏡模具接觸的可固化透鏡形成材料部分進(jìn)行輻射，同時(shí)避免對(duì)與著色層接觸的透鏡形成材料進(jìn)行輻射。在許多實(shí)施方案中，使用如具有多個(gè)孔的掩模將紫外線輻射定形。在某些實(shí)施方案中，該多個(gè)孔包括狹縫、孔洞或其任意組合。通常，掩模上的多個(gè)孔以使輻射向與透鏡模具接觸的可固化透鏡形成材料部分發(fā)射輻射的方式在輻射源和透鏡模具之間被校正(aligned)。對(duì)于在接觸透鏡中以中心定位的圓形層，通常圍繞著色層按方位(azimuthally)排列所述孔。選擇合適的材料用于掩模，以阻擋(如吸收、反射或同時(shí)吸收和反射)輻射。合適的掩模材料容易通過諸如機(jī)械加工或光刻技術(shù)制造，提供多個(gè)孔。合適的掩模材料通常包括金屬，如黃銅、不銹鋼或鎢，或者金屬復(fù)合材料。例如還可以通過用氮化鈦或鉻電鍍合適的金屬或塑料基材，將掩模材料涂覆于基材上。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案中，掩模使用合適的壓力將接觸透鏡半模固定在一起。可以提供兩個(gè)掩模來將接觸透鏡模具固定在一起，但是典型的實(shí)施方案中，是在一個(gè)掩模和一個(gè)合適的模具固定器，如托板之間將接觸透鏡模具固定?！昂线m的壓力”表示掩模能夠在一定區(qū)域之上施加的力，該力足以將接觸透鏡半模固定在一起，使可固化透鏡形成材料成形為接觸透鏡形狀。該壓力通常應(yīng)足夠持久，直到透鏡形成材料預(yù)固化達(dá)到在壓力釋放之后，足以使半模固定在一起的水平。用于將半模固定在一起的任何類型的力都是合適的，如使用夾持力、氣缸、彈簧驅(qū)動(dòng)氣缸、磁力、靜電力、分子力、加速力、重力或其任意組合。
合適的掩模包括在重力或加速度影響下足以產(chǎn)生壓力的質(zhì)量。由掩模產(chǎn)生的壓力適當(dāng)將接觸透鏡半模之一壓進(jìn)可固化透鏡形成材料中。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一透鏡半模由托板固定就位。第一透鏡半模(如前曲模具)在凹面部分含有著色層，并且液態(tài)可固化透鏡形成材料沉積在凹面部分中。第二透鏡半模(如后曲模具)的凸面部分被放置在液態(tài)可固化透鏡形成材料中。具有多個(gè)按方位排列的狹縫和足夠質(zhì)量的掩模被放置在第二半模頂上，其在重力影響下的質(zhì)量將第二半模相對(duì)于第一半模擠壓。半模之間產(chǎn)生的空隙形成接觸透鏡。經(jīng)通過掩模的多個(gè)孔的紫外線輻射作用，接觸透鏡模具并且基本不接觸著色層的透鏡材料部分預(yù)固化。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，預(yù)固化可以在大氣環(huán)境、低氧環(huán)境、惰性環(huán)境或其任意組合的環(huán)境中進(jìn)行。在此使用的術(shù)語“低氧環(huán)境”表示氧氣濃度小于存在于20℃一個(gè)大氣壓下的空氣中的氧氣濃度約一半的氣氛。在此使用的術(shù)語“惰性環(huán)境”表示氧氣濃度小于存在于20℃一個(gè)大氣壓下的空氣中的氧氣濃度的約1wt％的氣氛。在實(shí)施方案中可以遇到各種環(huán)境，其中預(yù)固化透鏡模具通過具有不同的大氣組成的生產(chǎn)線。例如在某些實(shí)施方案中，在透鏡半模之間進(jìn)行可固化透鏡可成形材料的組裝(如填充和擠壓)過程中，大氣組成是惰性的。在隨后的預(yù)固化階段，使用紫外線使組裝的透鏡模具預(yù)固化，此時(shí)周圍大氣的氧含量可以高于惰性氣氛的氧含量。例如，合適的接觸透鏡生產(chǎn)線可包括模塑、印刷、填充、組裝、預(yù)固化、固化、水合、洗滌和包裝階段。因此，將大氣中氧氣含量設(shè)想為在組裝(如在惰性條件下)和固化(如在大氣中)之間變化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第一和第二透鏡半模中的至少一個(gè)包括與著色層接觸的透明層。合適的透明層通常包括與可固化透鏡形成材料接觸的聚合物膜，并且優(yōu)選該透明層與第一和第二透鏡半模中的至少一個(gè)接觸。雖然透明層和著色層可以各自在不同的半模上，但是通常將透明層與著色層設(shè)置在同一半模上。通常設(shè)置透明層與前曲透鏡模具接觸，而著色層與透明層鄰接。然后如在此提供的，進(jìn)行可固化透鏡形成材料的加入、兩個(gè)透鏡半模的組裝以及預(yù)固化。
在本發(fā)明的某些方面中，當(dāng)與至少一個(gè)半模接觸的可固化透鏡形成材料預(yù)固化時(shí)，與著色層接觸的可固化透鏡形成材料的粘度保持基本相同或減少。在這些實(shí)施方案中，輻射被適當(dāng)?shù)匮诒?，使得與著色層接觸的透鏡形成材料接受到很少或者不接收到輻射。雖然不被任何特定的工作原理所限制，接受到很少或者沒有接收到輻射的透鏡形成材料基本保持未固化，使得鄰近著色層的透鏡材料的粘度保持不變。保持透鏡形成材料基本未固化促進(jìn)了色料向透鏡形成材料中擴(kuò)散。在某些其中透鏡形成材料被加熱的實(shí)施方案中，當(dāng)透鏡形成材料預(yù)固化時(shí)，其粘度實(shí)際上可能減少。這種粘度的減少也可能增強(qiáng)色料向透鏡形成材料中擴(kuò)散。在類似的實(shí)施方案中，與光學(xué)面接觸的可固化透鏡形成材料的粘度在預(yù)固化過程中升高，這種升高使透鏡模具組件在后續(xù)加工步驟過程中保持完整。
本發(fā)明還提供幾種系統(tǒng)，其包括接觸透鏡模具組件，該組件包括第一接觸透鏡半模，與該第一接觸透鏡半模鄰近設(shè)置的第二接觸透鏡半模，第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括著色層，與至少一個(gè)半模接觸的掩模，該掩模包括多個(gè)輻射能夠從中通過的孔，設(shè)置該多個(gè)孔以輻射與至少一個(gè)半模接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料，以及用于提供能夠使可固化透鏡形成材料預(yù)固化的輻射的輻射源。在這些系統(tǒng)中，包括著色層的第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)通常包括設(shè)置在接觸透鏡半模和著色層之間的透明層。合適的掩蔽擠壓設(shè)備(即“掩?！?通常包括多個(gè)孔，如狹縫、孔洞或者其任意組合。該多個(gè)孔通常例如以環(huán)形圍繞接觸透鏡的著色層按方位排列。合適的掩模通常包括在重力或加速度影響下足以在半模之間施加壓力的質(zhì)量。
某些優(yōu)選的系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)用于加熱著色層、第一半模、第二半模、可固化透鏡形成材料或其任意組合的加熱器。合適的加熱器包括嵌入合適的托板或固定器的供熱管或加熱盤管、氣槍和發(fā)熱的熱燈。不受特定的工作原理所限制，據(jù)信加熱通常促進(jìn)色料向可固化透鏡形成材料中擴(kuò)散。
在某些優(yōu)選的系統(tǒng)和方法中，可聚合單體或單體混合物沉積在具有第一凹面和第二凸面半模的透鏡模具中。半模通常由對(duì)紫外線或可見光輻射至少是部分透明的材料，如聚苯乙烯或聚烯烴形成。半模被從沉積和模具組合區(qū)傳送到預(yù)固化區(qū)，并在預(yù)定壓力下固定在一起預(yù)定的時(shí)間。通常將半模在低氧氣環(huán)境中傳送。第二或凸面半?？梢月晕⒈鹊谝换虬济姘肽１?，以使當(dāng)單體聚合時(shí)，能夠使模具在固化過程中嚙合。壓力將存在于第一和第二半模上的幫助校正各個(gè)模具曲線的法蘭加以校正。在優(yōu)選實(shí)施方案中，壓力還把第二凸面半模固定在于第一半模上形成的環(huán)形邊緣上，由此基本將任何過量單體與包含在模具內(nèi)的單體隔離。預(yù)定時(shí)間之后，將含有單體混合物的顏料暴露于諸如UV光源的輻射中，使主要圍繞模具組件周圍存在的單體部分固化(即預(yù)固化)。在這期間，直接在凹面半模上吹送熱空氣，以將可聚合單體混合物和著色的聚合物材料迅速加熱到預(yù)定溫度。在壓力下UV曝光第二個(gè)預(yù)定時(shí)間之后，通常移去壓力和輻射，并將含有選擇性預(yù)固化透鏡材料的接觸透鏡模具組件傳送經(jīng)過加熱的區(qū)域?？删酆蠁误w混合物向包含在凹面模具表面上的著色聚合物色料中的擴(kuò)散，通常在基本沒有光源或可見光輻射的合適的加熱區(qū)域中進(jìn)行。隨后將模具組件傳送到固化區(qū)，以進(jìn)一步使透鏡形成材料聚合和固化。
本發(fā)明的某些系統(tǒng)選擇性地將可聚合單體或單體混合物預(yù)固化形成軟性接觸透鏡，而不妨礙著色聚合色料層的擴(kuò)散。這些系統(tǒng)通常包括在低氧或充滿空氣的環(huán)境中周期性地將多個(gè)接觸透鏡模具組件移送到預(yù)固化區(qū)的傳送裝置。接觸透鏡模具組件適當(dāng)?shù)匕ň哂锌删酆蠁误w或單體混合物的第一和第二半模，以及其間的著色聚合色料。這些實(shí)施方案還包括用于將第一半模和第二半模保持在惰性、低氧或空氣環(huán)境中預(yù)定時(shí)間的多個(gè)設(shè)備。然后將可聚合單體或單體混合物的選定區(qū)域在壓力下暴露于輻射預(yù)定時(shí)間，以使單體或單體混合物在選定的暴露區(qū)域中部分或完全固化。通常用合適的設(shè)備，如環(huán)形氣缸、彈簧驅(qū)動(dòng)環(huán)形汽缸、物理重量或其任意組合施加壓力。這種設(shè)備通常包括使射線通過設(shè)備中合適的一個(gè)或多個(gè)孔，引導(dǎo)射線遠(yuǎn)離半模中心的掩模。然后射線通過一個(gè)或多個(gè)半模的選定區(qū)域并進(jìn)入單體或單體混合物中。該系統(tǒng)通常還包括一個(gè)控制器，用于控制壓力(如固定壓力)的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度以及輻射的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。通常，本發(fā)明的系統(tǒng)包括提供徑向均勻壓力的固定設(shè)備，以使接觸透鏡半模彼此均勻固定在一起。
本發(fā)明的某些方法選擇性地將可聚合單體或單體混合物預(yù)固化形成軟性接觸透鏡?？删酆蠁误w或單體混合物沉積于具有第一凹面和第二凹面半模的接觸透鏡模具組件中，所述半模具有單體以及其間的著色聚合色料。半模在壓力下固定在一起，并暴露于輻射中，使單體或單體混合物的選定區(qū)域部分聚合至預(yù)固化膠狀狀態(tài)。釋放固定壓力，用另外的輻射或加熱和輻射的組合使透鏡固化。通常，用壓力將半模固定在一起并校正，其引起過量單體從模腔中溢出。將至少一部分可聚合單體或單體混合物在選定區(qū)域，優(yōu)選在溢出部分預(yù)固化至膠狀狀態(tài)。單體的收縮通常使半模的嚙合性增加，其在剩余的固化時(shí)間使半模密封和固定在一起。該現(xiàn)象有助于避免偏心缺陷，如果在固化之前，后曲半模相對(duì)于前曲半模傾斜或旋轉(zhuǎn)，則可能產(chǎn)生偏心缺陷。例如使用與掩模嚙合或整合的氣動(dòng)氣缸或電磁螺線管，可以使固定壓力在預(yù)固化步驟過程中發(fā)生變化。適當(dāng)?shù)?，將固定設(shè)備(如“合模裝置”)和半模之間的表面能吸引力降至最小，而同時(shí)在預(yù)固化過程中提供徑向均勻的固定壓力。在此使用的術(shù)語“合模裝置”表示適合于將模具組件固定在一起的任何設(shè)備或力。雖然其它實(shí)施方案可能具有與合模裝置分開的質(zhì)塊，但是在優(yōu)選實(shí)施方案中，用于本發(fā)明的掩模包括合模裝置。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法由可聚合單體或單體混合物形成軟性接觸透鏡。軟性接觸透鏡在具有第一凹面和第二凸面半模的模具組件中形成。如圖4(a)中說明的，通常由對(duì)于可見光和紫外線是透明的材料(如聚苯乙烯)形成的半模具有限定凹面31、凸面33和環(huán)形的圓周邊緣31(c)的中心彎曲部分，以及連接到邊緣31(c)上的基本共平面的環(huán)形法蘭31(a)。至少一部分凹面31和凸面33分別具有在模具組件中生產(chǎn)的接觸透鏡的正曲或后曲尺寸，并且是光滑的，以使由與接觸透鏡表面接觸的所述可聚合組合物聚合形成的表面是光學(xué)上可接受的。模具足夠薄以從其快速地傳熱，并且模具具有足夠硬度以承受在脫模步驟過程中為分離半模所施加的杠桿力，脫模步驟通常在制造過程中的固化步驟之后進(jìn)行。
第一半模的凹面31通常包括色料層。使用合適的印刷方法，如噴墨、噴霧或壓印提供合適的色料層。許多適合用于生產(chǎn)著色透鏡的色料通常由粘結(jié)聚合物和顏料組成、合適的含色料層的半模記載于美國申請(qǐng)序列號(hào)10/027,579(“‘579申請(qǐng)”)中，現(xiàn)在是2003年1月2日公開的美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2003/0000028，在此將其全部引入作為參考。通常色料通過從模具表面轉(zhuǎn)移到透鏡材料而施加于未固化的透鏡材料上，隨后后者被固化?！?79申請(qǐng)中公開，可以使用含有色料組合物的印墊，施壓于光學(xué)模具的模塑表面進(jìn)行色料轉(zhuǎn)移。使通常包括溶劑組分的色料組合物干燥，以提供用于制造著色接觸透鏡的著色透鏡模具。
預(yù)固化通常包括使可聚合單體或單體混合物的選定區(qū)域部分固化成粘性凝膠。預(yù)固化過程中，半模通常通過部分聚合單體凝膠的粘性凝膠狀性質(zhì)被固定。該預(yù)固化有助于保持半模的平行校正。凝膠粘度足以防止偏心并允許在剩余的固化時(shí)間中的自動(dòng)和未計(jì)量加熱和固化。與傳統(tǒng)制造方法相比，增加該預(yù)固化步驟減少了殘次品透鏡的數(shù)目。
在各種實(shí)施方案中，預(yù)固化通常在可聚合組合物被置于前曲半模以及半模被組裝之后立即進(jìn)行。參考圖4(a)，限定最終所需透鏡形狀的第一半模31和第二半模33互補(bǔ)對(duì)用于模塑單體混合物。合適的單體混合物可以溶于無水可替換的稀釋劑中。填充或計(jì)量步驟之后，前凹面半模31基本用聚合混合物32充滿，用基底半模33覆蓋凹面前半模31。然后將基底半模放置在凹面前半模的圓周邊緣31(c)上，以保證得到的透鏡被適當(dāng)?shù)匦Ｕ约安粫?huì)變形。
然后在預(yù)固化過程中，將第一和第二半模固定在一起，隨后可以進(jìn)行半模的組裝，或兩者同時(shí)進(jìn)行。通常半模將過剩單體從模具區(qū)域排出，并且模具法蘭保持校正。當(dāng)模具在預(yù)固化過程中被固定在一起時(shí)，通常將單體或單體混合物暴露于輻射中，通常是光化輻射，優(yōu)選紫外燈。通常半模用約30秒光化輻射固定在一起約40秒。預(yù)固化步驟完成后，單體或單體混合物優(yōu)選在選定暴露區(qū)域形成部分聚合的凝膠。
在某些實(shí)施方案中，在預(yù)固化之后，單體/稀釋劑混合物例如在UV烘箱中被加熱并固化，由此完成單體的聚合。固化產(chǎn)生最終所需水凝膠透鏡形狀的聚合物/稀釋劑混合物。固化(如聚合)完成之后，在脫模步驟中將兩個(gè)半模分離，通常接觸透鏡留在第一(前曲)半模中。接著將接觸透鏡從前曲模具中取出。通常前曲和基曲半模用于一次模塑，并且隨后被拋棄。脫模步驟之后，用水置換稀釋劑生產(chǎn)水合透鏡，當(dāng)充分水合和緩沖時(shí)，其將具有最終的形狀和尺寸，在大多數(shù)情況下，其比初始模塑的聚合物/稀釋劑透鏡標(biāo)稱地大10％。
合適的可固化透鏡形成材料包括基于甲基丙烯酸2-羥乙酯(“HEMA”)和一種或多種共聚單體的共聚物，共聚單體如丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸異丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三甘醇酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯酸羥基三亞甲基酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甘油酯以及丙烯酸二甲氨基乙酯。優(yōu)選的可固化透鏡形成材料包括諸如Larsen的美國專利4,495,313、Larsen等人的美國專利5,039,459以及Larsen等人的美國專利4,680,336所公開的可聚合組合物，在此將其公開的內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。合適的組合物通常包括丙烯酸或甲基丙烯酸的可聚合親水羥基酯與多元醇、以及水可置換的硼酸酯和優(yōu)選具有至少3個(gè)羥基的多羥基化合物的無水混合物。將合適的組合物聚合，隨后用水將硼酸酯置換，產(chǎn)生親水接觸透鏡。在此記述的本發(fā)明的模具組件可以用于生產(chǎn)疏水或硬質(zhì)接觸透鏡，并且優(yōu)選用于生產(chǎn)親水透鏡。
合適的透鏡形成材料優(yōu)選含有少量交聯(lián)劑，通常為約0.05到約2％，且最通常為約0.05到約1.0％的二酯或三酯。代表性的交聯(lián)劑的實(shí)例包括二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1，2-亞丁基酯、二甲基丙烯酸1，3-亞丁基酯、二甲基丙烯酸1，4-亞丁基酯、二丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯，二甲基丙烯酸二甘醇酯，二甲基丙烯酸雙丙甘醇酯，二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸雙丙甘醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。典型的交聯(lián)劑通常具有但不是必須具有至少兩個(gè)烯屬不飽和雙鍵。
合適的可固化透鏡形成材料通常還包括催化劑，通常為約0.05到約1％的自由基催化劑。這種催化劑的典型實(shí)例包括過氧化月桂酰、過氧化苯甲酰、過碳酸異丙酯、偶氮二異丁腈以及已知的氧化還原體系，如過硫酸銨-焦亞硫酸鈉組合等。來自紫外線、電子束或放射源的輻射也可以用于催化聚合反應(yīng)，任選外加聚合引發(fā)劑。代表性的引發(fā)劑包括樟腦醌、4-(N，N-二甲氨基)苯甲酸乙酯以及4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。
可固化透鏡形成材料在模具組件中的固化如聚合優(yōu)選通過將組合物暴露于聚合引發(fā)條件下進(jìn)行。優(yōu)選的技術(shù)包括使組合物中的引發(fā)劑光活化以及將組合物暴露于有效的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的紫外線或可見光輻射中，將透鏡形成材料引發(fā)及聚合。為此，優(yōu)選半模對(duì)于紫外線或可見光輻射是透明的。預(yù)固化步驟之后，再次在固化步驟中將單體暴露于紫外線或可見光輻射中，使聚合在該步驟中進(jìn)行完全。對(duì)于任何組合物可以容易地用實(shí)驗(yàn)方法確定剩余的反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。
可固化透鏡形成材料已經(jīng)固化(如可聚合組合物已經(jīng)聚合)之后，將模塑組件拆開，將聚合水凝膠加工成接觸透鏡(該過程包括例如透鏡的洗滌和水合以及包裝)。優(yōu)選，前曲和后曲半模的法蘭被夾緊，并在完全相反的方向或在杠桿類動(dòng)作中通過一定角度將其彼此拉開。有利地，首先適度地加熱后曲以促進(jìn)聚合制品的分離。
圖1和圖2分別表示用于實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的側(cè)面正視圖和端部正視圖。如圖1和2中所示，具有腿12的支架11為在進(jìn)料傳送帶13高度的裝置提供支撐。如圖3所示，預(yù)固化設(shè)備從進(jìn)料傳送帶13接收多個(gè)其中具有多個(gè)接觸透鏡模具的托板30，其中之一如圖4中所示。如圖3所示，進(jìn)料傳送帶13將托板30和模具31、33傳送到通常表示為18的聚集部分，其收集多個(gè)托板用于預(yù)固化步驟。在圖1-2和6-8所示的實(shí)施方案中，圖4中所示類型的三個(gè)托板在每個(gè)間歇作業(yè)中聚集用于全部24個(gè)模具。在圖9和10所示的實(shí)施方案中，將其上具有24個(gè)接觸透鏡模具的全部三個(gè)托板分批用于每個(gè)預(yù)固化操作。
在一個(gè)實(shí)施方案中，合適的預(yù)固化組件19在圖1的開模部分是部分可見的，并根據(jù)圖6-8進(jìn)一步描述。預(yù)固化組件借助于氣壓缸20升起及落入與含有接觸透鏡模具的托板的嚙合，所述氣壓缸20升起及降下中間支承桿21和往復(fù)軸元件22，往復(fù)軸元件22是用于在如隨后在下文中更詳細(xì)描述的元件23中往復(fù)支撐的樞軸。預(yù)固化之后，其中具有接觸透鏡模具的托板被傳送到其中沒有光化輻射的加熱區(qū)域，然后被傳送到隨后用加熱和輻射固化的區(qū)域。
在某些實(shí)施方案中，如圖4和4a所示的多個(gè)托板具有多個(gè)用于接收多個(gè)接觸透鏡模具的空腔。如圖4a中所示，接觸透鏡可以通過在第一或凹面半模31中放置一定量，通常為約60-100微升數(shù)量級(jí)的可聚合組合物形成。所需量取決于所需透鏡的尺寸(如直徑和厚度)、稀釋劑的量(如果有)以及用于聚合副產(chǎn)物的交換水(如果有)。第二或凸面半模33被放置在具有第一和第二半模的可聚合組合物32上，第一和第二半模被校正以使其旋轉(zhuǎn)軸是共線的并且各個(gè)法蘭31(a)、33(a)是平行的。半模31載于接收和支撐第一或凹面半模的環(huán)形法蘭31(a)的環(huán)形槽30(a)中。托板30也具有多個(gè)用于接收模具凹面部分的凹槽30(b)。托板還帶有多個(gè)取向的凹槽30(c)，其接收基底半模的三角形標(biāo)記部分31(c)，以提供預(yù)定的角坐標(biāo)。第二或凸面半模33還包括三角形標(biāo)記33(c)，其覆蓋在標(biāo)記31(c)上面，相對(duì)于兩個(gè)半模提供共線的旋轉(zhuǎn)軸。圖4中所示的托板30還含有獨(dú)特的條形碼數(shù)字或識(shí)別芯片35，用于托板跟蹤和質(zhì)量控制程序。優(yōu)選的托板包括用于吹送加熱氣體，如空氣或氮?dú)獾目锥?。加熱氣體通常用于在預(yù)固化過程中加熱透鏡模具。
圖3表示圖6-10中所示的實(shí)施方案的一部分，其顯示了包括用于將多個(gè)托板30傳送進(jìn)入和離開預(yù)固化區(qū)的傳送帶系統(tǒng)13的設(shè)備。批處理式叉斗(fork)36(a)、36(b)用于收集和移動(dòng)多個(gè)托板進(jìn)入預(yù)固化設(shè)備。設(shè)備19包括多重垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中的第一個(gè)響應(yīng)來自氣缸20(a)和往復(fù)桿21(a)的運(yùn)動(dòng)。隨著預(yù)固化設(shè)備19在如箭頭A所示的方向上下降，多個(gè)環(huán)形合模裝置41將與包含在托板30內(nèi)的每個(gè)半模的環(huán)形法蘭33(a)上部嚙合。多個(gè)掩模40裝配在設(shè)備的往復(fù)平臺(tái)41上并隨其移動(dòng)，并且被彈性固定在其中以沿著圖3中所示的箭頭方向B進(jìn)行第二個(gè)往復(fù)動(dòng)作。
如圖3和圖5(a)-(i)中所示，掩模40可以用彈簧42(如圖解法所示)偏壓在框架41中，彈簧42可以是如圖5(a)中所示的氣墊42(a)或者如圖5(b)中所示的螺旋彈簧42。當(dāng)設(shè)備下降時(shí)，掩模用由彈簧42確定的力使第一和第二半模嚙合和固定在一起。當(dāng)使用氣墊時(shí)，力將由向氣缸42(a)提供的壓力量確定。雖然為了說明的目的，在圖3中掩模40顯示為四個(gè)元件，但是應(yīng)理解的是，在圖6-10中所示的實(shí)施方案中，可以有約96個(gè)獨(dú)立的掩模，每個(gè)半模具有一個(gè)獨(dú)立的掩模。
圖5(c)和5(d)分別是包括可用于本發(fā)明的圓錐體的掩模40的一個(gè)實(shí)施方案的頂視圖和底視圖。所示掩模包括用于引導(dǎo)射線(未顯示)通過多個(gè)孔102的圓錐體120。圖5(e)是圖5(c)中所示的掩模40的正視圖，其顯示了法蘭元件51、嚙合元件40(a)、掩模外環(huán)110和外環(huán)法蘭延伸部分112的布局。圖5(f)中提供了圖5(e)中所示的掩模的底視圖。該圖進(jìn)一步顯示了多個(gè)孔102按方位圍繞掩模底部平面104周邊的布局。掩模底部平面104通過固定段108的方式固定于掩模外環(huán)110上。在該實(shí)施方案中，三個(gè)固定段108將多個(gè)孔102分開。提供緊固螺絲106以連接任選的圓錐體120(未顯示)。圖5(g)是圖5(f)中所示的掩模40沿B-B線的剖視圖。進(jìn)一步詳細(xì)顯示的是具有圓錐體尖端122的任選的圓錐體120的布局，也就是其使用緊固螺絲106固定于掩模底部平面104的布局。嚙合元件40(a)位于掩模的底部。射線(未顯示)被引入掩模，從圓錐體120的表面反射并被引導(dǎo)通過孔102。
掩模通常由金屬，優(yōu)選諸如不銹鋼或鎢的重金屬，或者含金屬的復(fù)合材料形成。任選地，可以增加掩模的質(zhì)量，以使其能在沒有空氣或彈簧輔助的情況下，依靠其自身重量固定就位(即合模)。但是，掩模40和局部驅(qū)動(dòng)彈性偏壓裝置的組合能夠精確控制施加于上部模具的塑料法蘭33(a)上的固定壓力的量，而不用考慮移動(dòng)整塊預(yù)固化組件19所需的力。在掩模40的嚙合環(huán)上形成的是多個(gè)嚙合元件40(a)-(c)，其使掩模和半模之間的嚙合表面積最小化。這些嚙合元件是通過切開部分環(huán)形元件，由環(huán)形汽缸整體形成的向下擴(kuò)展的正方形齒狀元件。在圖5(c)-5(i)中所示的實(shí)施方案中，法蘭元件51是方形的，具有斜角部分51(a)-(d)。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，掩?？梢园ㄈ芜x的反射體，如圓錐體。在這些實(shí)施方案中，圓錐體的底面積最大等于掩模底部平面的面積尺寸，雖然圓錐體底面積可能較小。圓錐體高度通常與錐底直徑大致相同，雖然圓錐體高度可能小些或大些。通常圓錐體或合適的反射體的頂端位于整個(gè)掩模內(nèi)，但是可以想像的是圓錐體頂端可以伸出掩模。雖然通常使用具有圓形基底的圓錐體，但是可以想像的是其它基底形狀(如三角形、四邊形、五邊形、六邊形和其它多邊形)也適合用作反射體。
合適的反射體通常鄰近掩模設(shè)置，如使用合適的機(jī)械裝置與掩模密封，合適的機(jī)械裝置如螺絲、鉚接、粘合、焊接、舌槽榫合或其它機(jī)械連鎖裝置。反射體還可以是位于掩模凹陷中片，例如錐體。合適的掩?？梢园梢杂晒腆w金屬或復(fù)合材料片，例如通過金屬加工或金屬注射制塑的整體反射體。
反射體通常具有適合于反射射線的表面，所述射線用于將透鏡形成材料引發(fā)、固化或兩者皆有。合適的反射面包括拋光金屬，如拋光或涂覆金屬，例如300系列不銹鋼或電鍍金屬，如鍍鎳金屬。在一個(gè)實(shí)施方案中，掩模由適當(dāng)?shù)目蓹C(jī)械加工的致密金屬，如鍍有氮化鈦的鎢形成，而反射體是由300系列不銹鋼構(gòu)成的圓錐體。錐形反射體通常使用螺絲固定于掩模上。
在其它實(shí)施方案中，可以不鄰近掩模底部平面提供反射體。在這些實(shí)施方案中，掩?？梢杂筛街谘谀?nèi)部，如鄰近法蘭或外環(huán)-法蘭延伸部分的支撐物固定。或者，例如使用位于輻射源和掩模之間的金屬支撐物，可以將反射體支撐在掩模上方。
在某些實(shí)施方案中，掩?；旧鲜瞧綀A盤，例如掩模底部平面如以上圖5(c)-(i)中所示。掩?？梢允黔h(huán)形的，但是可以使用其它多邊形的掩模。優(yōu)選，掩模包括一個(gè)靠近三個(gè)弧形孔的基本平坦的圓盤，以形成用于從其通過射線的無掩蔽區(qū)域。通?？椎拿娣e小于約25％掩模面積，更通常小于約10％掩模面積。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的掩模和接觸透鏡模具組件之間的位置關(guān)系在圖5(h)和5(i)中顯示。在預(yù)固化過程中，所示的掩模40與圖5(h)中的在用紫外線輻射(箭頭)曝光過程中的第一半模31、可固化透鏡形成材料(可聚合組合物)32和第二半模33的組件固定在一起。預(yù)固化完成之后，掩模40從升起的后曲模具(圖5(i))中分離，并且預(yù)固化的透鏡形成材料32有助于使半模在隨后的固化過程中保持在一起。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，足夠質(zhì)量的掩模下降到模具組件上，并在重力影響下憑借掩模的質(zhì)量固定就位。參考圖11，多個(gè)掩模40包含于在多個(gè)模具組件(未顯示)之上上下往復(fù)的固定托盤110中。當(dāng)固定托盤110向下移動(dòng)時(shí)，多個(gè)掩模40施壓于模具組件，使半模固定在一起。輻射源(未顯示)通常設(shè)置在托盤110上方。
位于合模裝置或固定托盤110上方的是多個(gè)光化光源44，其可以是紫外燈。對(duì)預(yù)固化裝置19的操作優(yōu)選通過控制電路10設(shè)定，該電路通過氣缸20(a)被觸發(fā)到其往復(fù)的在下位置的時(shí)間長度控制固定時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間。控制電路還通過經(jīng)由開關(guān)光化光源的操作控制曝光的持續(xù)時(shí)間來控制由模具接收到的輻射量。強(qiáng)度也可以通過將燈44相對(duì)于模具31、33升高或降低來手動(dòng)調(diào)節(jié)。任選地，輻射可以借助于光纖系統(tǒng)遠(yuǎn)距離地產(chǎn)生并傳遞到半模和可聚合材料，用控制系統(tǒng)10提供對(duì)曝光時(shí)間和能量水平的控制。
由掩模40施加的力的量通常為約0.25kgf到約2.0kgf每個(gè)透鏡，并被用于在曝光過程中保持第二凸面半模的法蘭33(a)平行于第一凹面半模的法蘭31(a)。通過控制器10施加掩蔽約10到約60秒，更通常為約30到約50秒。約0到約20秒之后，優(yōu)選約5到約15秒之后，來自紫外燈44的光化輻射的未掩蔽部分施加于一部分組和模具和可聚合單體上。UV光源的強(qiáng)度通常為約2到約4mW/cm2。將該強(qiáng)度施加約10到約50秒，優(yōu)選約20到約40秒。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，輻射源包括管式低壓汞蒸汽熒光紫外燈，其發(fā)射320和390納米之間的具有高濃輻射的長波紫外線輻射。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，由Philips制造的型號(hào)為`TL`29D 16/09 N的燈具有在所需光譜中的14瓦的標(biāo)稱瓦數(shù)和1.8瓦的平均輻射。
在各種實(shí)施方案中，在暴露于預(yù)固化輻射之前，半模通常固定在一起一段預(yù)定的時(shí)間，以使單體和模腔之間形成平衡。該平衡時(shí)間也使任何過量單體從模腔中擠出，進(jìn)入法蘭31(a)和32(a)之間的間隙，在那里其形成過量單體環(huán)33(a)，當(dāng)使用甲基丙烯酸羥乙酯單體時(shí)，其通常稱為“HEMA”環(huán)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一或凹面模腔包括與半模33的凸面部分整齊接觸的銳利的環(huán)形邊緣31(c)，并由此將接觸透鏡32與HEMA環(huán)32(a)分離。預(yù)曝光固定時(shí)間(如合模時(shí)間)使過量單體從模腔移動(dòng)到HEMA環(huán)，使第二模腔能夠整齊地就位于分割邊緣31(c)，并使半模和單體之間的平衡形成。雖然半?？梢怨潭ㄔ谝黄鹬钡娇晒袒哥R形成材料完全固化，但是在優(yōu)選實(shí)施方案中，施加約2到約4mW/cm2數(shù)量級(jí)的光化輻射大約30秒以進(jìn)行預(yù)固化?？梢允褂貌煌膹?qiáng)度和曝光時(shí)間，包括曝光時(shí)間為約5到約60秒的約10到約150mW/cm2的脈沖的和周期的高強(qiáng)度UV。在脈沖的或周期的曝光中，光化輻射可以周期性地打開約3到約10秒，然后關(guān)閉約3到約10秒，進(jìn)行總共約1到約10個(gè)周期的輻射。在輻射時(shí)間段的終點(diǎn)，關(guān)閉光化輻射并移去掩模。當(dāng)組件19升起時(shí)，掩模40升起離開模具和托板，使它們能夠通過使用傳送帶13(a)從預(yù)固化設(shè)備中送出。在優(yōu)選的實(shí)施方案中的預(yù)固化過程中，加熱氣體被吹送到凹面半模上，使其達(dá)到優(yōu)選為約40到約60℃的預(yù)定溫度。通常加熱氣體通過托板中的孔洞吹送，并優(yōu)選在固定時(shí)間內(nèi)吹送，以免將模具組件從托板中噴出。
在預(yù)固化過程結(jié)束時(shí)，可固化透鏡形成材料(如單體或單體混合物)的選定面積通常已經(jīng)受到引發(fā)并產(chǎn)生一定程度的聚合。透鏡形成材料的預(yù)固化部分通常呈凝膠狀態(tài)并主要位于“HEMA”環(huán)周圍以及透鏡模具組件的周邊，在那里透鏡模塑材料具有最小的厚度。與輻射隔離的透鏡組件的更中心體通常保持未聚合，這樣透鏡形成材料可以繼續(xù)向包含在凹面半模上的著色聚合色料中擴(kuò)散。當(dāng)單體聚合時(shí)，通常沿著分割邊緣31(c)形成密封，其與源于單體聚合的固有收縮一起，例如通過施加熱形成可以固化的固定模具包裝。
在某些實(shí)施方案中，固定壓力校正模具法蘭，以提供法蘭的基本平行校正。在釋放固定壓力之后，由預(yù)固化產(chǎn)生密封并發(fā)生作用以保持平行校正。在優(yōu)選實(shí)施方案中，固定壓力和得到的密封保持共軸性并在透鏡周邊提供整齊邊緣。在其它實(shí)施方案中，如圖5(b)中所示，載荷的掩模40包括法蘭51，其通過彈性線圈彈簧42嚙合并相對(duì)于擋板55被向下驅(qū)動(dòng)。線圈彈簧42的另一端裝配在上部擋板56(a)中。隔板52和上部擋板56為掩模40的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供支撐和引導(dǎo)。
在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，如圖4(a)中提供的，嚙合元件40(a)-(c)的尺寸為約1毫米，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)其足以確保圍繞尖銳邊緣31(c)的壓力均勻分布。嚙合元件促進(jìn)從半模到掩模的油的吸引力或遷移最小化。雖然在圖5(d)中顯示了嚙合元件的結(jié)構(gòu)，但是嚙合元件40(a)-(c)的任何結(jié)構(gòu)都將有效。嚙合元件通常以徑向均勻方式在環(huán)形尖銳邊緣31(c)周圍分布。固定壓力的不均勻分布可以引起上部或后曲半模相對(duì)于下部或前曲半模的傾斜。
圖6-8是用于實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案的上部側(cè)面正視圖和端部正視圖。如圖6-8所示，預(yù)固化組件19裝配在往復(fù)支撐軸22上，該軸是在支承元件23內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的樞軸，支承元件23可固定地裝配于支架上。每個(gè)支承元件23包括上部和下部軸承或樞軸23(a)、23(b)以提供對(duì)往復(fù)軸22的精確引導(dǎo)。軸22由中間支架21驅(qū)動(dòng)，該支架如先前所述又由氣缸20驅(qū)動(dòng)。預(yù)固化組件19相對(duì)于圖7和8中圖示的傳送帶13的最上部表面垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。預(yù)固化組件19由上部支架60支撐，從該支架各種操作組件中間支承元件懸掛在各個(gè)通常在圖7中以61、62和圖8中以62、63顯示的角落。這些元件懸掛往復(fù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)41，在其中裝配掩模40以沿著相同軸進(jìn)行二級(jí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。分離的副架(subframe)65裝配在平臺(tái)41上并為紫外燈44和鎮(zhèn)流器元件66以及點(diǎn)火裝置67提供支撐，所述鎮(zhèn)流器元件66為UV燈提供高電壓，點(diǎn)火裝置67用于引發(fā)熒光。例如在一個(gè)實(shí)施方案中，鎮(zhèn)流器元件可以是BTP 30C05S，如由Philips制造，以及點(diǎn)火裝置可以是型號(hào)S2，如由Philips制造。中間支架65可以通過使用多個(gè)操縱裝置67從往復(fù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)41自由升起，所述操縱裝置67經(jīng)由狹條68裝配到中間支架65上。
現(xiàn)已提供了用于制備著色接觸透鏡的方法、材料和設(shè)備。雖然已經(jīng)結(jié)合各個(gè)附圖和實(shí)例的示例性實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)理解的是，可以使用其它類似的實(shí)施方案，或者可以對(duì)所述實(shí)施方案做出改進(jìn)和補(bǔ)充，以實(shí)施本發(fā)明的相同功能而不背離本發(fā)明。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，如本申請(qǐng)中所述的本發(fā)明方法可以包括例如附加工藝步驟。同樣，本申請(qǐng)中所述的掩模可以包括例如任何類型圖案的多個(gè)孔，以實(shí)現(xiàn)一部分可固化透鏡形成材料的預(yù)固化。因此，本發(fā)明不應(yīng)限于任何單一的實(shí)施方案，而是應(yīng)該根據(jù)所附的權(quán)利要求在寬度和廣度上加以解釋。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括提供接觸透鏡模具組件，該組件包括第一接觸透鏡半模；與所述第一接觸透鏡半模鄰近設(shè)置的第二接觸透鏡半模，第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括著色層；和在第一和第二接觸透鏡半模之間設(shè)置的可固化透鏡形成材料，所述可固化透鏡形成材料與至少一個(gè)接觸透鏡半模和所述著色層接觸；固化與至少一個(gè)接觸透鏡半模接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料，而與所述著色層接觸的可固化透鏡形成材料部分基本保持未固化。
2.權(quán)利要求1的方法，包括加熱著色層、第一半模、第二半模、可固化透鏡形成材料或其任意組合的步驟。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述加熱使著色層、第一半模、第二半?；蚩晒袒哥R形成材料中的至少一個(gè)的溫度升高約5℃到約50℃。
4.權(quán)利要求1的方法，其中通過用紫外輻射照射與所述第一接觸透鏡模具接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料實(shí)現(xiàn)所述固化。
5.權(quán)利要求4的方法，其中使用掩模來選擇所述紫外輻射，所述掩模在光學(xué)上位于提供所述紫外輻射的光源和所述第一接觸透鏡模具之間。
6.權(quán)利要求5的方法，其中用反射體反射至少一部分紫外輻射，所述反射體在光學(xué)上位于提供所述紫外輻射的光源和所述第一接觸透鏡模具之間。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述反射體鄰近所述掩模。
8.權(quán)利要求5的方法，其中所述掩模包括多個(gè)孔。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述多個(gè)孔包括狹縫、孔洞或其任意組合。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述多個(gè)孔按方位排列。
11.權(quán)利要求5的方法，其中所述掩模將接觸透鏡半模固定在一起。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述掩模包括在重力或加速度影響下足以產(chǎn)生所述壓力的質(zhì)量。
13.權(quán)利要求11的方法，其中所述掩模將所述第二接觸透鏡半模壓進(jìn)所述單體混合物。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述固化發(fā)生在大氣環(huán)境、低氧環(huán)境、惰性環(huán)境或其任意組合中。
15.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二透鏡半模中的至少一個(gè)包括模塑表面以及與所述模塑表面接觸的透明層。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述透明層接觸所述可固化透鏡形成材料。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述著色層接觸所述透明層。
18.權(quán)利要求17的方法，其中透明層接觸透鏡半模之一。
19.權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)與至少一個(gè)半模接觸的可固化透鏡形成材料預(yù)固化時(shí)，與所述著色層接觸的可固化透鏡形成材料的粘度基本保持相同或減少。
20.權(quán)利要求1的方法，其中與所述光學(xué)表面接觸的可固化透鏡形成材料的粘度在固化過程中升高。
21.一種系統(tǒng)，包括接觸透鏡模具組件，該組件包括第一接觸透鏡半模；與所述第一接觸透鏡半模鄰近設(shè)置的第二接觸透鏡半模，第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括著色層；鄰近至少一個(gè)半模設(shè)置的掩模，所述掩模包括多個(gè)能夠從中通過射線的孔，將所述多個(gè)孔定位以照射與至少一個(gè)半模接觸的至少一部分可固化透鏡形成材料；和用于提供能夠使所述可固化透鏡形成材料固化的輻射的輻射源。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中包括著色層的第一和第二接觸透鏡半模中的至少一個(gè)包括在接觸透鏡半模和著色層之間設(shè)置的透明層。
23.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中所述掩模與至少一個(gè)半模鄰近設(shè)置。
24.權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)孔包括狹縫、孔洞或其任意組合。
25.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)孔按方位排列。
26.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中掩模包括輻射反射體。
27.權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其中所述輻射反射體包括圓錐形反射體。
28.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中所述掩模包括在重力或加速度影響下足以在所述半模之間施加壓力的質(zhì)量。
29.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，包括用于加熱著色層、第一半模、第二半模、可固化透鏡形成材料或其任意組合的加熱器。
30.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中所述加熱器能夠使著色層、第一半模、第二半?；蚩晒袒哥R形成材料中的至少一個(gè)的溫度升高約5℃到約50℃。
31.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，包括多個(gè)接觸透鏡模具組件。
全文摘要
本發(fā)明提供用于制造著色接觸透鏡的方法和系統(tǒng)。公開了包括接觸透鏡半模的接觸透鏡模具組件，所述接觸透鏡半模的至少一個(gè)包括色料。一部分可固化透鏡形成材料被預(yù)固化，而與著色層接觸的一部分可固化透鏡形成材料基本保持未固化，以使色料擴(kuò)散進(jìn)入透鏡。
文檔編號(hào)B29C33/00GK1739947SQ20051009159
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者P·M·鮑威爾, K·楊, K·T·桑德斯, E·R·克爾尼克 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司