CN101237987B - 由可聚合组合物制造硅酮水凝胶隐形眼镜的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供制造眼镜，例如硅酮水凝胶隐形眼镜的系统和方法。本发明的系统和方法向包含硅酮水凝胶前驱体组合物的隐形眼镜模具组合件提供特定量的紫外光。举例来说，所述系统和方法可提供强度为20μW/cm2到4000μW/cm2的紫外光。所述紫外光强度可以实质上均一的水平提供以对各批硅酮水凝胶隐形眼镜提供一致固化。

Description

由可聚合组合物制造硅酮水凝胶隐形眼镜的系统和方法
作者：Richard C.Rogers
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11/200,644号的优先权，所述申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大致涉及用于制造隐形眼镜，诸如硅酮水凝胶隐形眼镜的系统和方法。更具体地说，本发明涉及用于固化或聚合眼镜前驱体组合物以形成硅酮水凝胶隐形眼镜的系统和方法。
背景技术
已知包含一种或一种以上烯系不饱和单体以及少量但有效量的对给定强度和/或波长的紫外辐射起反应的聚合引发剂的组合物可通过使所述组合物曝露于指定强度和/或波长的紫外辐射来引发或聚合。又通常认识到聚合反应的启始和增长的控制较困难。因此，在紫外线引发的聚合反应的许多常规应用中，聚合反应已设法通过改变紫外线引发剂的特性和/或量，聚合抑制剂的存在和/或量，和用于引发聚合反应自身的紫外辐射的特征来控制。
由于控制聚合反应特征和所得聚合物品的特性相对困难，所以通常认为紫外线引发的聚合反应作为制造必须通过关于尺寸和物理特性的严格要求的聚合物品的方法并不完全令人满意，所述物理特性诸如结构完整性、表面平滑度、在内部结构和表面修整中没有可辨别的不规则性、澄清度、透明度等。根据具有甚至较小缺陷之隐形眼镜视为不可配戴的身体现实性，和由美国食品与药物管理局(U.S.Food and Drug Administration)以及其他国家和国际机构所规定的管理所述物品的法规，隐形眼镜是实际上经受许多严格标准的所述物品的值得注意的实例。
因此，对借助于紫外线引发的聚合反应来制造诸如隐形眼镜的物品的有效方法和系统存在需要。
发明内容
因此，本发明提供制造隐形眼镜，例如硅酮水凝胶隐形眼镜的新颖系统和方法。所述系统和方法尤其适用于制造在含有可聚合眼镜前驱体组合物，例如包含光敏感引发剂的单体组合物的隐形眼镜模具中成型的眼镜。
本发明又尤其适用于制造由需要精确或甚至严格控制聚合条件的材料形成，例如制造由需要极低光(例如紫外光)强度来引起或引发眼镜前驱体组合物的聚合反应的材料形成的眼镜。
本发明系统提供在聚合过程期间对填充隐形眼镜模具的实质上恒定和一致的照明。本发明系统包括一个或一个以上特征或元件以使含有眼镜前驱体组合物的隐形眼镜模具快速曝露于均一强度的紫外光且历时在眼镜模具中有效聚合眼镜前驱体组合物的时间。本发明系统可自动化操作且经配置以加工大量诸如硅酮水凝胶隐形眼镜的隐形眼镜。
在一实施例中，一种制造硅酮水凝胶隐形眼镜的方法包含：将包含硅酮水凝胶眼镜前驱体组合物且固持在托盘中的隐形眼镜模具组合件放置在固化系统的箱体内，在位于所述箱体内的第一光源与位于所述箱体内的第二光源之间以便使所述隐形眼镜模具组合件的上表面曝露于来自所述第一光源的光且使所述隐形眼镜模具组合件的下表面曝露于来自所述第二光源的光，所述箱体包括一个或一个以上光学表面，所述光学表面经放置和构造以达到以下至少一者：(a)补偿接近所述第一或第二光源的末端的光源强度的自然损失，(b)减少来自所述第一光源的光由所述第二光源后面的表面反射，(c)减少来自所述第二光源的光由所述第一光源后面的表面反射，(d)不考虑呈现在所述箱体内的所述隐形眼镜模具组合件托盘的数目或所述隐形眼镜模具组合件托盘在所述箱体内的定位，提供所述隐形眼镜模具组合件的表面上的实质上均匀的光强度分布，以及将所述隐形眼镜模具组合件曝露于有效形成聚合硅酮水凝胶隐形眼镜的紫外光强度下的紫外光。
在一实施例中，一种制造硅酮水凝胶隐形眼镜的系统包含：所述固化系统的箱体，放置在位于所述箱体内的第一光源和放置在位于所述箱体内的第二光源，所述第一光源经配置以向位于所述箱体内的固持在托盘上的隐形眼镜模具组合件的上表面提供紫外光以及所述第二光源经配置以向位于所述箱体内的固持在托盘上的隐形眼镜模具组合件的下表面提供紫外光，所述箱体包括一个或一个以上光学表面，所述光学表面经放置和构造以达到以下至少一者：(a)补偿接近所述第一或第二光源的末端的光源强度的自然损失，(b)减少来自所述第一光源的光由所述第二光源后面的表面反射，(c)减少来自所述第二光源的光由所述第一光源后面的表面反射，(d)不考虑呈现在所述箱体内的所述隐形眼镜模具组合件托盘的数目或所述隐形眼镜模具组合件托盘在所述箱体内的定位，提供所述隐形眼镜模具组合件的表面上的实质上均匀的光强度分布。在一实施例中，制造诸如硅酮水凝胶隐形眼镜的隐形眼镜的系统可理解为包含箱体、位于所述箱体中的第一区域的第一组紫外灯、位于所述箱体内的第二区域的第二组紫外灯，所述第二组灯与所述第一组灯间隔开以界定容纳多个包含眼镜前驱体组合物的隐形眼镜模具组合件的空间，以使所述眼镜前驱体组合物实质上均一曝露于从第一和第二组灯发射出的紫外光。
在一实施例中，隐形眼镜模具组合件位于经构造以固持组合件且同时使组合件的两个实质上相对表面曝露于从灯发射出的紫外光的托盘或载板上。在某些实施例中，箱体包含将隐形眼镜模具组合件或隐形眼镜模具组合件的托盘从箱体的输入端导向输出端的传送系统。在其他实施例中，箱体可无传送系统，且模具组合件可在曝露于紫外光期间保留在相对于箱体实质上固定的位置上。
本发明系统经构造以在整个固化过程中(包括在固化过程的插入和移除阶段期间)使所有隐形眼镜模具组合件实质上同时曝露于均一量的紫外光。举例来说，模具组合件中所含的眼镜前驱体组合物并不曝露于足以引起眼镜前驱体组合物的过早聚合反应的量的紫外光。在固化过程之前模具组合件中的眼镜前驱体组合物的任何曝露将不足以引起会不利地影响最终聚合产物的眼镜前驱体组合物的聚合反应或固化。在某些实施例中，箱体包含一个或一个以上有效减少或防止眼镜前驱体组合物过早曝露于紫外光的遮光罩。所述遮光罩可为平板或其他实质上平坦的表面，其界定进入眼镜前驱体组合物可在其中聚合的箱体内的路径。或者，遮光罩可为干扰模具组合件移动和/或干扰可引起使眼镜前驱体组合物过早曝露于来自箱体的光的光通路的闸板。另外或其他，本发明系统可包括一个或一个以上有效以与整个固化过程相比相对快的速率将眼镜模具组合件移动到箱体内的导向装置。
在本发明的一广泛方面中，提供制造例如硅酮水凝胶隐形眼镜的眼镜的方法，包括长期配戴和每日配戴硅酮水凝胶隐形眼镜。所述方法通常包含提供界定眼镜形空腔的模具，在所述眼镜形空腔中提供可聚合组合物，和使所述模具和其中的可聚合组合物曝露于聚合辐射，例如紫外光，以促进或至少帮助引起或引起模具中可聚合组合物的聚合反应。
优选地，可聚合组合物包含含有一种或一种以上含硅单体和/或含硅酮大分子单体的调配物。因此，可理解本发明的系统和方法在由含硅单体组合物形成硅酮水凝胶隐形眼镜方面有效。在一实施例中，可聚合组合物通过包括使组合物曝露的步骤的方法有效地聚合，例如使模具和其中的可聚合组合物曝露于在紫外光谱中照明强度介于约100μW/cm2、或约200μW/cm2、或约300μW/cm2与约900μW/cm2、或约1000μW/cm2、或约2000μW/cm2之间的光。在一优选实施例中，可聚合组合物通过使模具和可聚合组合物曝露于在紫外光谱中照明强度介于约300μW/cm2与约1000μW/cm2之间的光有效地聚合。在某些实施例中，由发光装置提供的照明强度可大于3000μW/cm2。举例来说，照明强度可为约3000μW/cm2到约8000μW/cm2。
除非本文中另外指示，否则照明强度值基于在模具的外表面上的测量，且使用具有DIX 365A感应器的Spectronics Corporation数字辐射计DRC-100X来测量。其由Spectronics Spectronics Corporation(New York，U.S.A.)校准为NIST标准。所述辐射计记载介于约320nm与约400nm波长之间的累积强度。
在本发明的一实施例中，使经可聚合组合物填充的模具曝露于紫外光，诸如实质上一致的紫外光，历时足以提供可聚合组合物的有效聚合反应的时期，例如在约5分钟、或约15分钟、或约30分钟到约45分钟、或约60分钟、或约120分钟或更长的范围内。优选地，紫外光曝露的开始和终止较快或实质上瞬间发生，或尽可能接近瞬间发生。聚合光促进或至少帮助引起或引起模具空腔中的可聚合组合物的聚合反应和聚合物品的形成。本发明的系统和方法试图减少最终聚合物品中未聚合的单体组分或其他未聚合的组分的量。
在一些实施例中，方法包含使模具或多个模具曝露于在模具或多个模具的表面上具有在约100μW/cm2、或约300μW/cm2、或约500μW/cm2到约700μW/cm2、或约900μW/cm2、或约1100μW/cm2或更高的范围内的强度的紫外光。在其他实施例中，使模具或多个模具曝露于约1300μW/cm2、或约1500μW/cm2、或约2000μW/cm2、或约3000μW/cm2、或约4000μW/cm2、或约6000μW/cm2、或约8000μW/cm2的紫外线强度。举例来说，在某些实施例中，使模具的表面曝露于具有约100μW/cm2到约2000μW/cm2的强度的紫外光。这些强度可使用具有Dix 365A感应器的DRC100X辐射计来测定。在某些实施例中，使模具表面曝露于具有50μW/cm2到2000μW/cm2的强度的紫外光。在本发明的一优选实施例中，使模具或多个模具曝露于具有不大于约400μW/cm2的强度(例如约340μW/cm2的强度)的紫外光。在某些实施例中，光强度可相对于平均值或中间值而变化。举例来说，光强度可相差约50μW/cm2。在平均UV光强度为约340μW/cm2的实施例中，光强度可相差约15％(例如，340±50μW/cm2)。在平均光强度为约900μW/cm2的其他实施例中，光强度可相差约5％(例如，900±50μW/cm2)。由本发明系统发射的光强度可根据存在于模具中的眼镜前驱体组合物而变化。举例来说，一种含硅眼镜前驱体组合物可能需要约900μW/cm2的强度，而另一种不同含硅组合物可能仅需要约340μW/cm2的强度。在某些本发明的硅酮水凝胶材料中，曝露于小于50μW/cm2或大于2000μW/cm2的紫外光并不产生可接受的硅酮水凝胶隐形眼镜。换句话说，如果模具表面上的紫外光强度介于50μW/cm2与2000μW/cm2之间，那么这些硅酮水凝胶材料仅可聚合为可接受的硅酮水凝胶隐形眼镜。强度可根据诸如引发剂(如果存在)的特性和眼镜前驱体组合物的单体组分的考虑因素来凭经验加以选择。
在本发明的另一广泛方面，提供通过将光能施加于多个含有可聚合组合物的模具来聚合或固化可聚合组合物的系统。举例来说，提供聚合容纳于多个模具中的可聚合组合物以由其形成多个眼镜的系统。各模具优选地经配置以在使可聚合组合物聚合后赋予组合物所需的眼镜(例如隐形眼镜)形状。
在本发明的一方面，所述系统经构造和设计以用使得各填充模具曝露于实质上与其他各模具相同的聚合辐射的方式向多个填充模具提供实质上一致、更优选实质上均一剂量或量的光、优选紫外光。系统经设计以能够大规模具制造例如隐形眼镜的眼镜。本发明系统可用于制造相对大量的具有均一、一致和/或可再现品质的隐形眼镜。
在本发明的一实施例中，提供通常包含具有腔室、入口和出口的箱体；和经配置以固持多个模具的托盘的系统，其中各模具包括容纳可聚合组合物的眼镜形状的空腔。所述托盘可在所述箱体的腔室中从入口移动到出口。
所述系统进一步包含用于照射腔室的光源，例如紫外光源，以向其中的模具和模具中所含的可聚合组合物提供聚合辐射。举例来说，所述光源可包含多个经构造和/或放置以照射箱体腔室的发光元件或灯。
本发明系统尤其适用于制造隐形眼镜，例如硅酮水凝胶隐形眼镜或包含硅酮水凝胶材料的隐形眼镜，包括长期配戴型和每日配戴型隐形眼镜。各模具可包含第一模具部分和第二模具部分，当将其组装在一起时，在其间形成隐形眼镜形空腔。可聚合组合物位于空腔中且可填充空腔。所述可聚合组合物可理解为隐形眼镜前驱体材料，例如在曝露于紫外光后聚合形成硅酮水凝胶聚合组合物的含硅单体组合物。
在本发明的另一方面，提供包含光组合件的系统，例如包含第一光源和第二光源的组合件，所述第一光源用于将光朝向托盘的第一表面辐射或辐射于其上，所述托盘的第一表面支撑多个模具组合件，所述第二光源用于将光朝向模具组合件所伸出的托盘的实质上相对的第二表面辐射或辐射于其上。有利地，所述系统优选经构造以使得由托盘承载的各模具曝露于从第一光源和第二光源两者辐射的光，例如紫外光。
第一光源和第二光源各自可包含多个安装于箱体中的光源，例如多个发光元件，例如多个紫外光发射元件，诸如灯、管等。举例来说，第一光源可包含多个与托盘的上表面间隔开且经放置以向托盘的上表面提供光的紫外灯。类似地，第二光源可包含多个与托盘的下表面间隔开且经放置以向托盘的下表面提供光的紫外灯。有利地，使托盘中所容纳的模具曝露于来自模具的上方和下方的紫外辐射。
为提供向各模具的主要上表面和下表面最大曝露，托盘可包括多个小孔或通孔，各小孔经尺寸设定和配置以使单一模具或其部分坐落于小孔中，各模具的主要上表面和下表面实质上并不由托盘覆盖或掩盖。
系统可进一步包含用于在聚合过程期间将托盘和由其承载的模具移动或传输通过箱体腔室的传输构件或组合件，例如传送组合件。希望在聚合过程期间，用实质上一致或甚至实质上均一的强度实质上一致地照射模具，且有利地不由传送组合件的任何组件遮盖或遮蔽。举例来说，传送组合件可包含移动边缘传送器，例如包括一对用于容纳托盘(例如经模具填充的托盘)的相对外周边缘部分的相对轨道或传送带。
在本发明的一方面，传送组合件经放置和构造以便向由其传输的各模具提供实质上一致、实质上均一的照明强度。举例来说，系统经构造以最小化或减少当模具组合件通过照明腔室时遮蔽住模具的紫外光的作用。
根据本发明的一方面，传送组合件可借助于支撑结构以使模具实质上一致和实质上均一曝露于有效量的光或聚合辐射的方式安装于箱体中或箱体上。举例来说，在本发明的一些实施例中，所述支撑结构包括将传送带固持远离传送组合件的任何主要支撑结构以便将模具放置在托盘上而远离主要支撑结构的任何遮盖的结构。
在本发明的一些实施例中，存在四个支撑元件，其共同将传送带固持远离由传送支撑物引起的任何遮盖作用。举例来说，在一种构形中，支撑结构包含紧固于箱体的第一结构元件，和紧固于所述第一结构元件且从第一结构元件伸出并实质上垂直于其的第一支架元件。另外，包括紧固于所述第一支架元件且实质上与第一结构元件平行的第二支撑元件，和紧固于第二结构元件且从第二结构元件伸出并实质上垂直于其的第二支架元件。所述第一和第二支架元件实质上互相平行且提供用于在稍微远离存在遮盖发生风险增加的系统边缘的位置处支撑传送器的结构。
在本发明的另一方面，本发明的系统包括用于提供使模具和其中所含的可聚合组合物曝露于有效量的光实质上瞬间开始和/或实质上瞬间结束或完成的组合件。可使用各种结构达成所述开始和/或结束或完成。
所述系统可包括有效遮蔽或阻断经模具填充的托盘以防过早曝露于有效光的结构，有效光的意思是具有有效引发或引起模具中可聚合组合物的聚合反应的强度的光。
举例来说，在本发明的一些实施例中，提供UV光防护入口前腔以在将托盘放置在照明腔室中之前在托盘中容纳或固持新填充模具。所述入口前腔可经定位直接邻接腔室的入口。另外，可提供UV遮光罩以实质上防止UV光从照明腔室进入入口前腔。遮光罩可呈闸板的形式，例如可移动的气动闸板，其通常关闭且当将经模具填充的托盘从入口前腔移动到光腔室中时打开，例如自动打开。
可邻接照明腔室的出口提供与入口前腔类似或相同的出口前腔以在聚合过程后立即固持经模具填充的托盘。类似入口前腔，所述出口前腔可包括气动闸板，其通常关闭且可在将托盘从光通道移动到出口前腔时自动打开。
可提供其他或替代元件、结构和/或机构以在将模具放置在光通道前和模具已在光通道中固化后实质上消除或至少减少填充模具的UV曝露的发生。举例来说，照明腔室入口可以向内延伸的狭槽的形式构造，下文有时称为“信箱”入口或开口，而不是上文所述的前腔。举例来说，光通道的入口可由具有向内延伸的上下面板、遮罩或其他结构的狭槽界定，所述狭槽经尺寸设定以在其中固持至少一个经模具填充的托盘。
在本发明的利用信箱入口的实施例中，将一个或一个以上、优选至少两个发光元件紧邻安置在向内延伸的结构的上方和下方以在模具组合件进出期间增强光通道中照明强度的一致性。
具有信箱型结构的实质上相同的出口部分可在箱体内提供。为进一步维持箱体腔室中实质上一致、有利地实质上均一的照明强度，可提供至少一个光学表面以反射和/或漫射腔室中的光。
在本发明的一些实施例中，所述光学表面可包含安置在(例如涂在)腔室箱体的一个或一个以上内壁上的反射材料和/或实质上非反射材料。光学表面优选相对于光源构造和/或放置以便用例如通过向模具提供增强的一致照明度来增强聚合过程的方式反射光。
有利地，在本发明的一些实施例中，提供具有多个不同反射率的光学表面。通过适当选择高反射率表面和/或低反射率表面或其组合，可达成箱体中的实质上最佳固化条件。换句话说，光学表面结合发光元件可用作使向模具提供的光实质上均一穿过所有模具的构件。
在本发明的一些实施例中，系统包含多个提供不同反射度的不同光学表面，所述光学表面有效地定位于箱体内以使得光在托盘和由其承载的模具的表面上实质上均一分布。相对于具有少于多个光学表面的相同系统，例如具有仅具有单一反射率的光学表面的系统，多个光学表面优选有效增加向托盘和由其承载的模具提供的光的均一性。
举例来说，多个光学表面可包括具有第一反射率的第一光学表面、具有大于所述第一反射率的第二反射率的第二光学表面。在一些实施例中，可提供具有大于所述第二反射率的第三反射率的第三光学表面。
更具体地说，第一光学表面可反射约0％和约30％的从光源发射出的光且第二光学表面可反射介于约10％与约50％之间的从光源发射出的光。
在本发明的一特定实施例中，第一光学表面反射约0％且第二光学表面反射约30％。举例来说，第一光学表面可为无光泽黑表面且第二光学表面可为无光泽灰表面。
如果需要增强光的均一分布，那么可提供包含反射性铝等的第三光学表面。
在本发明的另一方面，相对于不包括光学表面的腔室，光学表面有效提供对腔室中光的分布的增强控制。光学表面用于通过在固化期期间使每个和每一模具和其中所含的可聚合组合物曝露于实质上一致、优选实质上均一分布的优选具有实质上最佳固化强度的光来提供最佳固化条件。
可使用各种结构来提供光学表面。举例来说，可在箱体内的有效达成光的实质上均一分布的位置处提供反射元件。具有所需反射率的光学表面可包含一种或一种以上选自以下各物的材料：金属材料，例如铝或含铝材料；油漆，例如无光泽黑、无光泽灰、遮光涂料、半透明物等；抛光剂和/或当放置在腔室中时可提供所需反射度的任何其他合适材料。
在本发明的一更特定方面，利用光学表面补偿从光源(例如包含紫外灯组合件的光源，例如紫外荧光管)发射出的不均一光。如本文别处所提及，荧光管适用于本发明以供应聚合或引发模具组合件中组合物的聚合反应的有效光。荧光管通常倾向于具有高强度光区域和低强度光区域。通常，荧光管在管的末端部分产生较低强度的光，且在管的中心部分产生相对较高强度的光。为此，当本发明系统的光源为紫外灯组合件时，需要使一个或一个以上具有相对高反射率的光学表面邻近灯的末端部分安置以增加对位于或邻近管末端部分的模具的照明强度。
在本发明的另一方面，提供多个光学表面，其中相对于一个或一个以上其他反射元件，一个或一个以上光学表面与紫外光源间隔不同距离。举例来说，为增加荧光管的末端部分处或附近的照明强度，可相对于经放置以反射来自荧光管中心部分的光的光学表面更接近末端部分放置光学表面。
在本发明的另一方面，本发明系统优选包括针对最小化眼镜变形和/或改良成品眼镜的边缘形状的特征。举例来说，所述系统可经构造以使得第一光源用具有第一强度的光照射托盘的一个表面和填充模具，且第二光源用具有不同于第一强度的第二强度的光照射托盘的相反表面和填充模具。
有利地，选择第一和第二光源各自的第一和第二强度以达成变形减少和/或由多个模具中所含的可聚合组合物在使组合物聚合后形成的眼镜的边缘形状改良。举例来说，在本发明的一实施例中，使托盘的上表面和填充模具曝露于第一强度的紫外光且使托盘的下表面和填充模具曝露于第二强度的紫外光，其中第二照明强度小于第一照明强度，或相对于第一照明强度有所降低。
在本发明的另一方面，系统经构造以便维持箱体内的所需温度。在本发明的一优选实施例中，在箱体内(例如在箱体的腔室内)维持的所需温度介于约15℃或约20℃到约30℃或约35℃之间。在一实施例中，箱体内的所需温度实质上维持在约25℃。温度的有效维持可通过利用装备到系统中的温度感应器和/或冷却装置来实现。优选地，系统经设计以通过光能(例如紫外光能)实现可聚合组合物的有效聚合或固化，而无组合物的任何实质热引发的聚合反应。
在本发明的一方面，提供用于监测腔室中的光强度的装置。举例来说，能够感应且记载光强度的远程数据记录仪可放置在一个或一个以上托盘上的各种位置，同时所述托盘正传送通过腔室。
在本发明的另一方面，本发明系统包括用于检测个别光源的故障的检测构件或组合件。优选地，所述组合件包括连接于一对发光元件的电子镇流器和利用基于DALI方案的技术来鉴别和警告操作者灯故障的控制组合件。
本文中所述的每个和每一特征和两个或两个以上所述特征的每个和每一组合都包括在本发明的范畴内，只要所述组合中所包括的所述特征不互相矛盾。另外，任何特征或特征组合可由本发明的任何实施例特定地排除在外。
本发明的这些和其他方面在以下具体实施方式和权利要求书中显而易见，尤其当结合随附图式考虑时，在图式中类似部分带有类似参考数字。
附图说明
图1是适用于形成隐形眼镜的模具的简化剖视图。
图1A是图1的模具的横截面视图，所述模具具有安置于其中的可聚合组合物且位于适用于本发明的系统的托盘中。
图2是根据本发明的系统的透视部分剖视图，所述系统适用于实施本发明的一些方法，且通常包括箱体、聚合辐射源和传送组合件。
图3是图2中所示的系统的横断面视图。
图4是根据本发明的另一系统的类似于横断面视图图3的横断面视图，其中所述系统包括以不同距离与光源间隔开的光学表面以增强箱体腔室中照明强度的一致性。
图4A是多个与紫外灯间隔开的模具的表面上照明强度值的图，且所述灯的强度设定为500μW/cm2且在灯上方提供包含单一反射率的光学表面。
图4B是类似于图4A的图，除了光学表面包含两种不同反射率。
图4C是类似于图4B的图，除了光学表面包含两种其他反射率。
图4D是本发明的具有反射率不同的光学表面的有利实施例的简化横断面视图。
图4D′是沿图4D中的线4D′-4D′获得的光学表面的平面图。
图4E是图4D中所示系统的一部分的侧视图，其展示具有用于受纳UV灯的末端部分的狭槽的反射器。
图5是图2中所示系统的另一横断面视图，其说明用于遮蔽模具和其中的可聚合组合物以防经历小于所需照明强度的照明强度区域的“信箱”型入口。
图6是图2中所示系统的俯视图，其中移除箱体的一部分以更清楚地展示紫外灯和经构造以移动托盘通过箱体腔室的传送组合件和用于至少帮助实现对模具的实质上瞬间的有效光照明的快速拖动机构的排列。
图7A是展示以不同距离沿本发明系统中最初三个灯下方的传送组合件所测量的模具表面上的照明强度的图。
图7B是展示提供图5中所示的“信箱”型入口的优点的图。
图8展示通过减少由传送组合件的组件的遮盖或遮蔽的发生来优化箱体腔室中照明强度的传送组合件支撑结构。
图8A展示适用于在加工眼镜期间测量和/或监测本发明系统中光强度的光感应器的排列的俯视平面图。
图8B展示通过图8A中所示的光感应器排列监测的多个轨迹的概略图。
图9展示根据本发明利用基于DALI方案的技术的优选光照控制系统的图。
图10展示本发明的另一系统的横断面视图。
图11是本发明系统的另一实施例的透视图。
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，但应了解，在对本发明进行适当修改的情况下，本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品。
以下文献以全文引用的方式并入：Martin等人，美国专利第5,597,519号；Galas，美国专利第5,759,318号；Grouev等人，美国专利第6,333,605号；Lai，美国专利第6,359,024号；Lai，美国专利第6,465,538号；Iwata等人，美国专利公开案第2002/0016383号；Heinrich等人，美国专利公开案第2003/0090014号；欧洲专利申请案第EP 1314527号；和欧洲专利申请公开案第0686484号。
如本文所使用，术语“隐形眼镜”指的是在将其从制造其的模具中移除后具有可配戴在眼睛角膜上的结构、尺寸、形状和能力的眼镜。术语“隐形眼镜”也可理解为指的是从模具中移除后需要处理的物品，例如将其水合和膨胀为具有可配戴在眼睛上的尺寸、形状和能力的眼镜。
优选地，隐形眼镜是含有水凝胶的眼镜，更优选是含有硅酮水凝胶的眼镜。
在本发明的一广泛方面，提供制造例如(但不限于)硅酮水凝胶眼镜的眼镜的方法。所述方法通常包含提供模具组合件2，诸如图1的横断面视图中所示的模具组合件2。模具组合件2可包含眼镜模具，包括具有第一眼镜界定表面4的第一模具部分3和具有第二眼镜界定表面6的第二模具部分5。当第一模具部分3和第二模具部分5组装在一起时，第一模具部分3和第二模具部分5界定介于第一眼镜界定表面4和第二眼镜界定表面6之间的眼镜形空腔8。
现转向图1A，在眼镜形空腔8中提供可聚合组合物9。可聚合组合物9可理解为是眼镜前驱体组合物。可聚合组合物9可为包含一种或一种以上适合于制造隐形眼镜的单体组分的组合物。可聚合组合物9可通过许多不同方法提供于眼镜形空腔8中，例如通过将可聚合组合物9注射到、分配到或者引入眼镜形空腔中。
使用本发明的系统和方法制造的眼镜可包括由生物相容性、非水凝胶材料或组分制成的眼镜。非水凝胶材料的实例包括且不限于丙烯酸系聚合物、聚烯烃、氟聚合物、硅酮、苯乙烯系聚合物、乙烯基聚合物、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、纤维素塑料、基于包括胶原蛋白的蛋白质的材料等和其混合物。
优选地，对于根据本发明制造隐形眼镜来说，可聚合组合物包含含有一种或一种以上含硅单体和/或含硅酮大分子单体的调配物。
适合用于本发明的系统和方法的用于制造硅酮水凝胶眼镜的优选可聚合组合物在PCT公开案第WO2006026474号中描述，所述专利以全文引用的方式并入本文中。可聚合组合物可包括诸如调色组分、UV阻断剂组分和/或类似组分的组分。
本发明的方法可包含使闭合模具组合件2曝露于优选地呈紫外光形式的聚合引发辐射，以引发和引起模具组合件2中可聚合组合物9的聚合反应的步骤。所述曝露步骤包括向模具组合件2中提供有效量的引起模具中可聚合组合物的完全聚合反应的光。
在一实施例中，可聚合组合物通过包括使组合物曝露的步骤的方法有效地聚合，例如使模具组合件2和其中的可聚合组合物9曝露于在紫外光谱中的照明强度介于约100μW/cm2或约200μW/cm2或约300μW/cm2与约900μW/cm2或约1000μW/cm2或约2000μW/cm2之间的光。更优选地，可聚合组合物9通过使模具组合件2和其中的可聚合组合物9曝露于例如在紫外光谱中的具有介于约200μW/cm2与约1000μW/cm2之间且更优选不大于约400μW/cm2的光的光有效地聚合，例如实质上完全聚合。
应了解可见光引发剂和/或其他形式的光能另外或其他可用于本发明的范畴内。所述引发剂和/或其他形式的光能和本文中所述的方法和系统的相应适当修改形式将为所属领域的技术人员所已知且认为处于本发明的范畴内。
除非本文中另外明确地指示，否则本发明的具体实施方式中所提供的照明强度值指的是模具的外表面上存在的照明强度，其与在模具中的可聚合组合物中存在的光强度不同。另外除非本文中另外明确地指示，否则本发明的描述中所提供的照明强度值是当使用诸如具有DIX 365A感应器的Spectronics Corporation数字辐射计DRC 100X的光感应器测量强度时获得或可获得的值。所述辐射计由位于美国纽约(New York，U.S.A.)的Spectronics Corporation校准为NIST标准，或等效设备校准。所述辐射计记载介于约320nm与约400nm波长之间的累积强度。举例来说，来自不同供应商的数字辐射计和/或不同地校准或校准为不同标准的辐射计可提供不同强度值。
模具部分3和5可由所属领域中已知的任何合适的模具技术制造。
模具组合件2和优选个别模具部分3和5中的每一者包含对于可聚合辐射(例如光，例如紫外光)至少部分透明的合适材料。本文中“至少部分透明”的意思是具有有效引发可聚合组合物9的聚合反应或使可聚合组合物9聚合的强度和/或波长的一些且优选实质上所有辐射可穿过模具部分3和5以使可聚合组合物9聚合或固化。
在一优选实施例中，包括乙烯乙烯醇树脂(下文通常为EVOH)或由其制成的模具部分3和5由本发明的系统和方法加工。适用于本发明的模具的合适EVOH聚合物或共聚物的一个实例可以商品名称SOARLITE得到。SOARLITE与高机械强度、抗静电特性、成型期间的低收缩性、耐油性和耐溶剂性、小热膨胀系数、良好耐磨性和优良成型可加工性相关。因此，具有一种或一种以上相似特性的其他聚合材料可适用于制造适用于本发明系统的模具。
模具部分3和5替代性地可由聚苯乙烯或其他合适聚合物材料制成，只要模具部分对于聚合反应引发光波长至少部分透明，且只要材料在聚合过程后允许移除例如眼镜的成型物品。用于模具部分3和5的合适材料的其他实例包括(但不限于)聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯与丙烯腈或丁二烯的共聚物或混合物、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酯等。
优选地，曝露步骤包含使模具和其中的可聚合组合物曝露于实质上一致、优选实质上均一的光强度。举例来说，所述实质上一致的曝露优于曝露于具有在聚合反应期期间变化的强度的光。另外，已发现当曝露于紫外光的时期为实质上瞬间时可达成实质上最佳的固化条件(例如聚合反应)。
模具组合件曝露于聚合紫外光的持续时间优选为连续曝露期。曝露期或固化期至少足够长以引起空腔中的可聚合材料的实质上完全聚合，优选地极少或实质上无未聚合的材料残余物残留在模具中或模具上。曝露的持续时间可在某种程度上根据诸如可聚合组合物的特定调配物的因素而变化。
在本发明的一实施例中，曝露的持续时间或曝露期为至少约5分钟，或约10分钟，或约30分钟至约45分钟，或约60分钟，或约90分钟，或更长时间。在本发明的一些实施例中，曝露期为至少约20分钟，例如至少约30分钟至约一小时，其中照明强度小于2000μW/cm2，例如小于约900μW/cm2，例如小于400μW/cm2。在本发明的一更特定实施例中，固化期的长度介于约10分钟与约一小时之间，在所述时间期间使模具曝露于具有约340μW/cm2的照明强度的实质上一致的光。
在本发明的另一方面，提供通过提供其中具有经眼镜形单体填充的空腔的模具组合件，且使模具曝露于照明强度介于约8μW/cm2到约400μW/cm2之间的紫外光来制造隐形眼镜的方法，在这种情况下，所述强度为经单体填充的眼镜形空腔中存在的照明强度。
在本发明的一实施例中，提供如本文别处更详细描述的由基于EVOH的材料制成的模具组合件2。模具和其个别模具部分具有介于约80％到约92％之间的入射光衰减值。
所属领域的技术人员应了解，模具中的光强度，例如模具中的可聚合组合物上或可聚合组合物中的光强度视光必须穿过的模具的特性而定。
已发现当模具表面上的强度值为介于约100μW/cm2与约2000μW/cm2之间的值时，模具和可聚合组合物的界面上的紫外光的强度范围具有介于约8μW/cm2与约400μW/cm2之间的值。
举例来说，如果模具的衰减作用经计算在入射光的约80％与约92％的之间，那么模具表面上的300μW/cm2到1000μW/cm2的强度范围的意思是组合物/模具部分界面上的强度值为在介于约24μW/cm2与约200μW/cm2之间的范围内的值。
出于所属领域的技术人员所应了解的原因，难以直接测量模具的空腔中可聚合材料上存在的紫外光强度。然而，如果已知模具对入射光的衰减作用，那么可计算空腔中的光强度。通常，模具空腔中的强度值可通过将模具表面上的入射光强度值(其可使用常规设备直接测量)乘以模具衰减值来计算，所述强度值以百分比值形式提供。
模具对光的衰减作用视许多因素而定，诸如模具材料的组成、模具零件的厚度和形状、入射光的波长和角度等。衰减值的测量可使用小心放置的光学纤维和利用常规光谱计设备来完成。
如本文中所论述，模具表面上的例如紫外光强度的光强度可使用SpectronicsCorporation Spectroline累积辐射计来测量。
以下描述提供用于测定模具空腔中的紫外线强度的技术，与在隐形眼镜模具的外表面上所测量的强度值相比较。
如上文所提及，应了解经单体填充的模具空腔中的紫外光强度可基于模具材料的衰减作用来计算，所述衰减作用为以百分比单位提供的可测量值。模具对入射光的衰减作用可从诸如模具材料的类型、模具厚度、模具形状、模具在紫外光源下的位置、测量角度和入射光波长的已知信息中推导出。
使用模具材料对紫外光的衰减作用的值，有可能估算模具空腔中的紫外线强度值。尽管理论上为稍微简单的计算，但实际上这可是相当复杂的程序。
模具对具有370nm的波长的入射光的衰减作用可如下计算。出于说明的目的，EVOH模具具有以下已知或直接可测量的参数。各EVOH模具部分具有在模具部分的外表面和其眼镜界定表面之间所测量的约1.6mm的实质上连续的模具部分厚度。光源为单一紫外灯。使用测量纤维，具体来说为光学纤维，例如垂直放置通过模具空腔和进入模具空腔中的50μm直径光学纤维，通过模具的中心线进行强度值的测量。使用例如StellarNet，Inc.EPP2000光谱计的光谱计测定强度测量值。也使用例如StellarNet，Inc.的Spectrawiz软件的软件便于计算。
使用这些已知或直接可量测的参数，模具对入射光的衰减作用计算为约85％。换句话说，模具空腔中的光强度值测定为入射光强度值的约15％。
应注意当考虑其他变数时模具空腔中的光强度可能不同于上文所述的光强度。举例来说，假定如果光为间接光而不是直射光，那么光学纤维感应器并不直接“注视”紫外灯，且衰减作用可计算为更低。举例来说，认为如果光学纤维感应器记载可描述为“漫射”光的间接光和散射光，那么模具空腔处的强度值将受影响。举例来说，使用与上文所述相同但例外为光学纤维不直接指向光源的参数，入射光的衰减作用将具有约20％的值，以致空腔中的光是入射光强度的约80％。
鉴于上文，可理解本发明包括制造硅酮水凝胶隐形眼镜的方法。本发明方法的实施例包含使包含可聚合硅酮水凝胶眼镜前驱体组合物的隐形眼镜模具曝露于紫外光。紫外光可具有约100μW/cm2到约2000μW/cm2的强度，例如介于50μW/cm2与2000μW/cm2之间。在用于这些实施例中的模具材料的情况下，使模具的眼镜形空腔中的可聚合硅酮水凝胶眼镜前驱体组合物曝露于约8μW/cm2到约400μW/cm2的紫外光强度、例如介于5μW/cm2与400μW/cm2之间。通过将模具材料的衰减因数乘以模具的实际厚度来计算眼镜形空腔中的紫外光强度。在这些实施例中，在这些硅酮水凝胶隐形眼镜材料的情况下，紫外光强度必须在制造可接受的硅酮水凝胶隐形眼镜的这些范围内。
具有最小或可忽略的变形和良好边缘形状的优质眼镜形状的产物可使用在EVOH模具的外表面上提供的所需范围的强度值来制造。合适的值范围可如下测定。
提供具有上文所述的参数的许多相同或实质上相同的EVOH隐形眼镜模具。给与各模具标记以鉴别特定模具所曝露的照明强度。用不同的特定紫外线强度值标记各模具，以使得存在单独鉴别的各经范围为20μW/cm2到8000μW/cm2的特定强度值标记的模具。
用相同量的隐形眼镜前驱体材料，具体来说为包含聚硅氧烷基二甲基丙烯酸酯硅酮单体和聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯衍生物的硅酮水凝胶眼镜前驱体组合物填充各模具的眼镜形空腔。
将各经填充模具放置在具有所需照明强度的紫外光腔室中。用具有恒定照明强度的连续光照射腔室。通过排列在模具的上方和下方的一个或一个以上紫外线发射元件来提供这种光。使模具与紫外线发射元件定位间隔约70mm。在这一实例中，介于20μW/cm2与1500μW/cm2之间的强度由Philips 20瓦紫外线荧光管提供。介于2000μW/cm2与8000μW/cm2之间的强度由400瓦紫外线泛光灯提供。所述灯可由UV Light TechnologyLimited，Birmingham，England，B68OBS提供。将灯连接至用于设置和维持腔室中所带恒定照明强度的控制设备。紫外线强度为介于约320nm到约400nm波长之间的累积强度的值。
提供控制测量或可使用具有位于距离紫外线发射元件表面70mm的感应头的感应机构来获得控制测量以确保模具外表面上的紫外光值的精确性。使用由SpectronicsCorporation，956 Brush Hollow Road，Westbury New York 11590制造的Spectroline数字辐射计DRC-100X、Spectroline UVA-感应器Dix 365A测量模具表面上的强度值。
使各经填充模具曝露于模具上所标记的适当强度值。更具体地说，使各模具曝露于具有至少一个选自由以下各值组成的群组的值的紫外线强度：20μW/cm2、100μW/cm2、180μW/cm2、300μW/cm2、530μW/cm2、700μW/cm2、900μW/cm2、1100μW/cm2、1300μW/cm2、1500μW/cm2、2000μW/cm2、3000μW/cm2、4000μW/cm2、6000μW/cm2和8000μW/cm2。使模具曝露于紫外辐射的持续时间历时约10分钟的相同时期，其引起各空腔中的单体聚合。
也提供对照模具。所述对照模具包含在模具的眼镜形空腔中没有眼镜前驱体材料的闭合模具。使对照模具曝露于具有具有8000μW/cm2的强度的紫外光，历时与经填充模具相同的曝露期，即历时约10分钟的时期。
曝露步骤后，使各模具经受所属领域中典型的水合/移除加工。由此获得和观察到聚合眼镜产物。
发现已用强度为约20μW/cm2或更小的紫外光固化的由上文所述的材料形成的各聚合眼镜产物和已用强度大于约4000μW/cm2的紫外光固化的各聚合眼镜产物均在模具表面上展现不合需要的白色沉积物。已用强度大于20μW/cm2但小于4000μW/cm2的紫外光固化的聚合眼镜产物未展现可观察到的白色残余物。应注意这些结果至少部分与单体组合物的特定调配物有关且所述结果可能对于单体组合物的其他调配物来说稍有不同。所属领域的技术人员在无需不当实验的情况下可基于单体组合物的特定调配物得到有效达成所需固化结果(诸如没有白色残余物或其他可见残余物)的强度。举例来说，如本文中所论述，当向模具表面提供强度介于50μW/cm2与2000μW/cm2之间的紫外光时，用本发明的硅酮水凝胶材料制造出可接受的硅酮水凝胶隐形眼镜。这些眼镜不具有白色可见残余物。如本文中所论述，用所述模具表面强度使眼镜材料曝露的光强度介于5μW/cm2与400μW/cm2之间。
也发现对照模具(强度值8000μW/cm2，空腔中没有眼镜前驱体材料)在曝露于紫外光后没有可检测到的白色沉积物。
尽管不希望由任何特定操作理论约束或限于任何特定操作理论，但相信模具上的白色沉积物由水合步骤中的热水与在紫外光曝露期期间未聚合的残余前驱体材料或未反应的单体组分之间的聚合反应形成。这一理论将解释对照模具上不存在白色残余物。因此，相信那些曝露于约20μW/cm2或更小的模具和那些曝露于大于4000μW/cm2的模具上的白色沉积物是归因于眼镜形空腔中的眼镜前驱体材料组合物，而不是模具材料自身。
这一“白色残余物”通常不合需要，因为其倾向于在隐形眼镜上形成粗糙表面。也认为白色残余物的存在指示隐形眼镜产物未在曝露于紫外光期间在模具空腔中有效地和/或彻底地聚合。可假设白色残余材料的存在指示相对于不展示白色残余物的那些眼镜产物，有更少的聚合材料并入这些眼镜产物中。未彻底地或者未有效地聚合的眼镜产物将可能具有不同于那些所需特征的特征，例如膨胀。
在本发明的另一方面，所述方法经设计以向模具中的眼镜前驱体材料提供聚合辐射，而不向其中显著添加任何热。更具体地说，优选的是显著热不与引起眼镜产物的聚合反应有关，而仅光能与其有关。
举例来说，在本发明的一实施例中，制造眼镜的方法进一步包含将固化温度维持在约20℃与约30℃之间，例如约25℃。举例来说，本发明的这一方面可包含针对通过使经填充模具曝露于由紫外线盒提供的紫外光来固化隐形眼镜前驱体材料的步骤，所述紫外线盒包含其中具有紫外线发射元件的实质上封闭的箱体。执行所述曝露步骤，同时将箱体维持在所需温度范围内，例如使用温度感应器、冷却机构和/或用于维持箱体内的所需温度的其他构件。
或者，本发明方法可在室温下实施而无需任何温度控制器。举例来说，眼镜前驱体组合物的成功固化可在介于约20℃与约25℃之间(例如约22℃)的温度下获得。然而，眼镜前驱体组合物的成功固化可在小于20℃(诸如14℃)的温度下进行。
在本发明的另一方面，使模具曝露于紫外光的步骤可包含使模具的第一表面和实质上相对的第二表面曝露于紫外光。更具体地说，所述方法包括将聚合辐射照射于模具的上表面上且实质上同时将可聚合辐射照射于模具的下表面上。此可例如通过提供与模具的上表面间隔开的上紫外光源和与模具的下表面间隔开的下紫外光源来实现。
举例来说，在本发明的一实施例中，可提供具有照明腔室的紫外光盒或箱体，其中光盒经构造以受纳多个所述模具。根据本发明，合适紫外光盒的优选实施例在本文别处更详细描述。然而，通常出于执行本发明方法的目的，提供装备有第一组发光元件和实质上相对的第二组发光元件的光箱。可借助于经构造以放置在第一和第二组发光元件之间的光箱中的合适托盘、滑轨或载板将模具放置在第一和第二组发光元件之间。
在本发明的一更特定方面，所述方法包括将模具放置在具有多个通孔或小孔的托盘中，各小孔经尺寸设定和配置以使模具可移动地座落于其中。这种排列允许多个经填充模具组合件最佳曝露于来自上紫外光源和下紫外光源的紫外辐射。因此，可以使模具组合件的上表面和下表面曝露于提供单体组合物的有效固化的光的方式将模具容易地放置在紫外光盒中。
在本发明的一相关方面，制造眼镜的方法包括使模具或模具组合件的第一表面曝露于具有第一照明强度的紫外光和使模具的第二实质上相对的表面曝露于具有第二不同强度的紫外光。所述方法可包含使模具的不同表面曝露于不同照明强度的紫外光，其中所述强度经选择以便相对于使用实质上相同的方法但不利用不同照明强度产生的眼镜形状的产物，达成聚合眼镜形状的产物的变形减少，例如更合乎需要的边缘形状。
本发明的目的在于达成具有减少的变形，例如不大于约0.04mm的椭圆率的眼镜产物。
举例来说，在本发明的一实施例中，使模具的上表面曝露于具有第一照明强度的紫外光且使模具的下表面曝露于具有小于第一照明强度的第二照明强度的紫外光。在本发明的一更特定实施例中，第一照明强度为约400μW/cm2且第二照明强度在介于约100μW/cm2或约150μW/cm2到小于约300μW/cm2或小于约400μW/cm2之间的范围内。在本发明的另一相关实施例中，可聚合组合物包括紫外线阻断剂组分且第二照明强度小于第一照明强度。
在开发本发明的系统和方法期间来自各种试验的眼镜测量值在以下表1到表6中展示。这些表格说明上灯和下灯强度的不同设置如何影响眼镜变形和边缘形状。使用包括紫外线阻断剂组分的单体组合物获得表1到表6中的数据。
将眼镜变形测量为单体材料的脱模样品的椭圆率和变形。已发现存在最小化椭圆率(例如椭圆率不大于约0.04mm)和形成良好边缘形状的强度设置。
表1.材料A。眼镜椭圆率与上灯和下灯设置的关系。
Figure GSB00000371540600181
表2.材料B。眼镜椭圆率与上灯和下灯设置的关系。
Figure GSB00000371540600182
表3.材料A。脱模样品的变形与上灯和下灯设置的关系。
Figure GSB00000371540600183
表4.材料B。脱模样品的变形与上灯和下灯设置的关系。
表5.材料A。边缘形状与上灯和下灯设置的关系。
表6.材料B。边缘形状与上灯和下灯设置的关系。
Figure GSB00000371540600193
因此，在本发明的一些实施例中，曝露步骤包括使模具的上表面曝露于第一强度的聚合光且与之同时，使模具的下表面曝露于第二强度的聚合光，其中所述第二强度不同于所述第一强度。
现转向图2，根据本发明的借助于可聚合组合物的光引发聚合反应来制造物品(例如眼镜，例如隐形眼镜)的系统通常以10展示。系统10尤其适用于执行本文别处所述的本发明的至少一些方法。
系统10可经构造以向诸如图1A中所示的模具组合件2提供呈光(例如紫外光)形式的聚合辐射，所述模具组合件2含有可聚合组合物9，例如眼镜前驱体材料。
系统10通常包括箱体12，其具有腔室14、进口部分16、出口部分18和经构造以定位在所述箱体腔室14中且可在所述进口部分16与所述出口部分18之间移动的托盘24(也在图1A中展示)。托盘24经配置以固持或承载多个模具或模具组合件2，其中各模具组合件2容纳本文别处所述的可聚合组合物。在图2中所示的实施例中，系统10经构造以容纳两个并排放置的托盘24，各托盘24经构造以固持256个模具。在本发明的其他实施例中，提供经构造以固持仅一个托盘或多于两个托盘的系统，各托盘经构造以固持许多个模具。
暂时地转回到图1A，将各模具组合件2固持在界定于托盘24中的经适当配置的小孔或通孔30中。举例来说，托盘24包括多个通孔30，各通孔30经尺寸设定和配置以使得由托盘24承载的模具组合件2坐落于其中。各模具组合件2可以面朝上的第一模具部分3的凹外表面32或上表面和面朝下的第二模具部分5的凸外表面34或下表面固持。
根据本发明，模具2进一步包括大量位于眼镜形空腔中且优选地完全填充眼镜形空腔的可聚合组合物9。
如本文别处更详细描述，所述可聚合组合物优选地包含当曝露于光(例如紫外光，例如极低强度的紫外光)时聚合(例如实质上完全聚合)的组合物。可聚合组合物可包括诸如调色组分、UV阻断剂组分和/或其类似物的组分。在某些实施例中，组合物不含UV阻断剂组分。尤其适用于本发明系统的可聚合组合物包括PCT公开案第WO2006026474号中所述的组合物。
现同时转向图3，系统10进一步包含有效促进(例如引发)模具2中可聚合组合物的聚合反应的聚合辐射(优选为光，例如紫外光)来源。
在图3中所示的的系统10中，聚合辐射来源包含位于箱体12中且经构造以用具有有效促进可聚合组合物的聚合反应的强度的光照射托盘的第一面和托盘的实质相对第二面的光组合件50。光组合件50包含(例如)多个光源，例如位于箱体12中且与托盘24的第一面间隔开的第一光源50a，和与托盘24的实质上相对第二面间隔开的第二光源50b。
系统10有利地经构造以使排列在托盘24上或托盘24中的所有模具或模具组合件2曝露于具有有效引发模具2中可聚合组合物的聚合反应和/或引起聚合反应(例如实质上完全聚合反应)的强度的光。
在本发明的一些系统中，托盘24和其中所承载的模具2的表面上的聚合光的强度不大于约2000μW/cm2。举例来说，聚合光包含在托盘和模具的表面上具有在约100μW/cm2、或约300μW/cm2、或约500μW/cm2至约700μW/cm2、或约900μW/cm2、或约1100μW/cm2的范围内的强度的紫外光。在本发明的其他实施例中，聚合光包含具有约1300μW/cm2、或约1500μW/cm2、或约2000μW/cm2、或约3000μW/cm2、或约4000μW/cm2、或约6000μW/cm2、或约8000μW/cm2的强度的紫外光。在本发明的一些实施例中，聚合光包含具有不大于约400μW/cm2的强度，例如约340μW/cm2的强度的紫外光。
在本发明的一尤其有利实施例中，由第一光源50a和第二光源50b提供的聚合辐射经构造以有效引起位于托盘24中的实质上所有256个模具的聚合反应，优选实质上完全聚合反应。
有利地，系统10经构造以便向托盘和其中所承载的模具提供的聚合光为有效使模具中的组合物实质上完全聚合的量。优选地，向托盘和其中所承载的模具提供的聚合光为小于将由于眼镜过度保持曝露于有效光历时长于最佳的时间而引起对聚合眼镜的负面结构影响的量的量。
仍然参看图2和图3，各第一光源50a和50b可包含沿系统10的长度实质上相互平行排列的紫外光发射元件，例如聚焦灯或UV管54。在本发明的一特定实施例中，各第一光源50a和第二光源50b包含介于约6个或约10个与约80个或约100个或更多个之间的个别灯54。举例来说，在一尤其有利实施例中，各第一光源50a和第二光源50b包含约40个灯。各灯54可包含(例如)紫外线荧光灯54，例如40瓦紫外线荧光灯54。各灯54可为标准长度灯，例如各灯可为约1.20米长。
优选地，系统10经构造以使得在聚合过程期间使托盘24和其中所承载的模具2的第一(例如上)表面和第二(例如下)表面曝露于聚合光。在本发明的其他实施例中，在聚合过程期间使托盘24的仅上表面或者仅下表面曝露于聚合光。
光组合件50优选地连接于向灯54供应合适电流的电控制构件(未图示)。
现特定地转向图3，系统10优选地包括经构造以移动或传输托盘24通过箱体12的传送组合件70。传送组合件70可包含用于移动托盘24通过腔室14且介于第一光源50a和第二光源50b之间的任何合适机构。传送组合件70将托盘24从箱体12的进口部分16移动到出口部分18，同时由光源50，优选地由光源50的全部所有灯54照射腔室14。优选地，传送组合件70和灯组合件50经构造以便向托盘的上表面和下表面且优选地向托盘24中所固持的每一模具2的上表面和下表面提供实质上一致、实质上均一的照明。
举例来说，传送组合件70可包含移动元件，例如传送带72，其彼此间隔开足以支撑托盘24的距离而不引起对向模具2提供的有效光的实质干扰(例如实质遮盖)，例如当模具2移动通过腔室14时。举例来说，传送带72可经定位以便支撑托盘24的相对外周部分。带72传输载有经填充模具2的托盘24通过介于进口部分16到出口部分18之间的照明腔室14，优选地在实质上垂直于灯54的纵向对准的行进方向上。在图3中，带72经构造以在垂直于页平面的方向上传输经模具填充的托盘24。
传送组合件70可包含(例如)多个传送元件，例如用于容纳一个或一个以上托盘24的传送带72。在一优选实施例中，传送组合件70包含多个传送组合件，各组合件有效承载或传送一个或一个以上托盘24通过腔室14。举例来说，在所示的系统10中，系统10经尺寸设定和构造以容纳两个“并排”实质上平行的传送组合件70a和70b，其中各所述传送组合件包含位于第一光源50a和第二光源50b之间的两个电机驱动、间隔开的带72。
传送组合件70经构造以便在传输托盘24通过照明腔室14期间托盘24的外周部分或外周边缘抵靠在相对带72上并由相对带72传送。
关于包含紫外线荧光管54的发光元件的问题在于由所述管发射的照明强度倾向于不一致。通常，照明强度倾向于从照明最强烈的管中心向照明较不强烈的管末端部分降低。一般来说，各管通常具有至少一个发射最大程度的辐射强度的区域和较小强度的侧接区域。
因此，可了解对准管或灯的末端部分安置或传输的模具2将通常经历比对准管的的中心部分安置或传输的那些模具2低的光强度。因此，在荧光管的末端部分下方通过的托盘24中的模具可能“看到”与同一托盘24中的位于更中心的模具不同的强度。
单批固化的不同模具之间的不一致通常是不合需要的。优选地提供诸如本文别处所述的光学表面的结构，以确保固化加工的有效性将不依赖于将模具相对于其在托盘24上的位置所放置的位置。优选地，系统10经构造以使得托盘上的各填充和闭合模具将经历与另一填充和闭合模具实质上相同的紫外光强度。如本文中所论述，所述均一或实质上均一的光曝露可提供聚合眼镜的一致性和品质方面的益处。
本发明的目的在于提供一种系统，所述系统向托盘24上的多个模具2提供均一、一致的照明，以使得每个和每一经填充模具“看到”或曝露于相同光强度历时相同持续时间，且因此每个模具组合件2经受实质上相同的聚合或固化条件。
在本发明的一重要方面，系统10包括用于实现一致性(例如向模具2提供的照明强度的均一性)的结构。
举例来说，系统10可在箱体内包含一个或一个以上以提高所需实质上一致的照明强度的方式有效反射来自灯的光的光学表面。所述光学表面可由一个或一个以上安置在箱体内的反射元件提供。如果提供多个反射元件，那么所述元件可具有一种或一种以上不同反射率，或可具有相同反射率，但位于相对于光源的不同位置。
举例来说，在本发明的一些实施例中，系统10包括多个安置在箱体内以便相对于具有仅单个均一反射表面的相同系统向托盘提供更一致、优选更均一的曝露于来自光源的光的反射表面。举例来说，在本发明的一些实施例中，邻近管末端部分安置的光学表面具有相对于邻近管的中心部分安置的光学表面更高的反射率。在本发明的一尤其有利实施例中，安置在管末端部分上方的一个或一个以上反射元件经选择以具有比安置在管的中间或中心部分上方的反射元件多约9.75％的反射率。
在图2和图3中所示的系统10中，系统10有利地包含用于增强向托盘24和由其承载的模具2提供的聚合光强度的一致性、优选增强均一性的结构，例如一个或一个以上光学表面80。光学表面80可包含用于例如通过增强在模具2移动通过箱体12时向模具2提供的照明一致性来达成或至少增强聚合反应的有效性的任何合适结构。
光学表面80可包含位于箱体12内的反射元件80a和80b，例如分别位于第一光源50a和第二光源50b的上方和下方。
反射元件80a和80b可由反射材料制成，例如一种或一种以上金属材料，例如铝，例如铝片。如图3中所示，反射元件80a和80b分别与光源50a和50b间隔开。有利地，反射元件80a和80b位于经选择以达成由第一光源50a和第二光源50b向模具2提供的实质上一致的光强度的位置，例如以便在箱体12内提供实质上最佳的固化条件。
提供图4以说明本发明的这一特征的变化。具体地说，图4展示本发明的类似于系统10的系统10a。系统10a与系统10之间的主要区别在于，在系统10a中，提供包含第一多个反射表面180a和第二多个反射表面180b的光学表面180。第一多个反射表面180a包含(例如)与第一光源150a间隔可变距离的反射元件181、182、183。举例来说，位于外周的反射元件181和183比位于中间的反射元件182更接近灯154a。在这一所示特定系统10a中，邻近管154a的末端部分安置的反射元件181和183比邻近管154a的中心部分安置的反射表面182更接近管154。反射表面181、182、183相对于灯154的间距的变化优选地经选择以优化模具组合件2表面上的照明强度的均一性。
类似地，包含反射元件184、185、186的第二多个反射表面180b与第二光源150b间隔可变距离。举例来说，更具体地说，位于外周的反射元件184和186比位于中间的反射元件185更接近灯154b。
在一些实施例中，一个或一个以上光学表面包含具有基于铝等级选择的反射率的铝片。铝片可例如从供应商Alanod Ltd、Chippenham Drive、Kingston、Milton Keynes MK10OAN、United Kingdom购得，其提供不同等级的铝片。所述铝片通常由等级鉴别，包括9040GP级、412GS级、610G3级、620G级、1100G级和4270AG级。
其他反射元件亦可在本发明的范畴内利用。举例来说，利用由选自PTFE、聚碳酸酯和光亮退火钢罐(Bright Annealed Steel can)的材料制成的薄片提供所需反射率。
以下描述提供本发明系统中当所述系统包括具有不同反射率或不同相对反射率的反射元件时照明强度的变化或范围的实例。
图4A展示沿经设置以传递500μW/cm2的紫外光的紫外灯管54排列的32个模具(编号1-32)的上表面上的照明强度的图。在这一实施例中，以与紫外灯间隔开的关系提供由单一等级的反射铝片制成的反射表面R1。所述铝片具有610G3等级。可理解在这一系统中，所述系统包含具有单一反射率的光学表面。如所示，在模具表面上测量的照明强度存在变化。这一变化处于邻近管54的末端部分(模具编号1和32)的约450μW/cm2的最小照明强度到邻近管54的中心部分(模具编号8到25)的约500μW/cm2的最大照明强度的范围内。因此，可了解多个经填充模具并不曝露于均一、一致的紫外光照明。
图4B展示沿设为500μW/cm2的紫外灯管排列的32个模具(编号1-32)的上表面上的照明强度的图。在本发明的这一实施例中，提供包含两个不同等级的铝片的反射表面R2。更特定地说，反射表面R2由邻近管的中心部分的具有等级610G3的铝片和邻近管54的末端部分的具有等级4270AG的铝片制成。可理解这一系统包含具有多个不同反射率或光学特性的光学表面。如所说明，在模具表面上测量的照明强度存在变化。这一变化处于邻近管的末端部分(模具编号1和32)的最小约480μW/cm2到邻近管的中心部分(模具编号4到29)的最大约500μW/cm2的范围内。
比较图4A和图4B后可了解，尽管多个经填充模具并不曝露于均一、一致的紫外光照明，但图4B中所示的本发明实施例中的照明强度的变化显著小于图4A中所示的系统的照明强度的变化。此外，相对于在图4A中所示系统中曝露于最大照明强度的模具的编号，使更大编号的模具曝露于最大照明强度(500μW/cm2)。
图4C展示沿设为500μW/cm2的紫外灯管排列的32个模具(编号1-32)的上表面上的照明强度的图。在本发明的这一实施例中，提供类似实例4C中的设置包含两个不同等级的铝片的反射表面R3。然而，反射表面R3包含邻近紫外线发射管54的中心部分的具有等级610G3的铝片和邻近所述管的末端部分的具有等级9040GP的铝片。如所说明，在模具表面上测量的照明强度存在变化。这一变化处于邻近管54的末端部分(模具编号1、2、31和32)的最小约470μW/cm2到邻近管54的中心部分(模具编号8到25)的最大约500μW/cm2的范围内。
从图4A、图4B和图4C可了解，图4B中所示的系统中的模具表面上的照明强度相对更均一。沿图4A中的紫外管的强度的范围为450μW/cm2到500μW/cm2，而沿图4C中的紫外管的强度范围为470μW/cm2到500μW/cm2。
转回到图3，在本发明的一实施例中，各反射元件80a和80b包含邻近发光元件54的末端部分安置的第一反射表面R1和邻近发光元件的中心部分安置的第二反射表面R2，其中所述第一反射表面R1具有比所述第二反射表面R2高的反射率。
在本发明的一优选实施例中，提供两个第一反射表面R1，各邻近荧光灯的末端部分安置，且各具有比邻近荧光灯的中心部分的第二反射表面R2的反射率高约6％到约10％的反射率，所述第一和第二反射表面与所述灯以约等距间隔。更优选地，第一反射表面R1具有比第二反射表面R2的反射率高至少6.75％的反射率。甚至更优选地，第一反射表面R1具有比第二反射表面R2的反射率高约9.75％的反射率。
以下表7展示反射器材料的直接比较。提供这一表格以鉴别适用作本发明系统中的反射元件的不同材料的差异。对于各不同反射器材料测量模具托盘上所见的最大紫外线强度。对于各材料来说，以在紫外管后面或与紫外管间隔的两个不同距离放置反射元件。
通常存在两种类别的表面修整，无光泽或镜面。无光泽表面修整产生漫射型反射。镜面表面修整产生镜面型反射。如本文所使用，术语“光学表面”指的是用于控制系统腔室中的光分布的任何表面。这一术语意欲涵盖一定范围的表面，包括(但不限于)具有极低反射率值的表面和具有极高反射率值的表面。
在本发明的一方面，主反射器的漫射表面是优选的，这是因为漫反射通常分解光的向量，由此提供箱体腔室中更均一的照明。
在本发明的另一方面，提供一个或一个以上不同低反射率表面，且有时结合更高反射表面使用。
表7展示当将反射表面放置在紫外灯上方0mm或约40mm的距离时，经填充模具托盘上记载的最大紫外线强度。将托盘安置在紫外灯的下表面下方约72.5mm处。紫外灯是设为最大功率的40瓦灯。在灯的中点附近记载强度。
表7
Figure GSB00000371540600251
Figure GSB00000371540600261
在图4D中部分展示本发明的一尤其有利系统10B。除非本文中另有指示，否则系统10B与系统10实质上相同。一般来说，图4D说明有点类似于图4中所示的视图的系统的正面横断面视图。类似系统10和10A，系统10B包括各包括多个发光管54的上光源50a和下光源50b，和用于移动容纳模具(未图示)的左托盘和右托盘24通过箱体(未图示)的传送组合件(未图示)。托盘24在通常垂直于页面的方向上移动。
提供经构造和安置以有效促进光实质上均一分布在托盘上(例如分布在托盘的上表面和下表面上)的光学表面。
在这一特定实例中，光学表面包括上光学表面580a和下光学表面580b。各上光学表面580a和下光学表面580b分别包含具有第一反射率的第一光学表面RR1，和至少一个具有大于所述第一反射率的第二反射率的第二光学表面RR2。
视情况，所述第一光学表面580a和/或所述第二光学表面580b可进一步包括具有第三反射率的第三光学表面RR3。在这一特定实例中，第三反射率大于第二反射率。
举例来说，第一光学表面RR1优选地反射约0％与约30％之间。举例来说，第一光学表面RR1可具有0％反射率。更具体地说，第一光学表面RR1可包含(例如)涂有无光泽黑的表面或黑色阳极化表面。
第二光学表面RR2优选地反射约10％与约50％之间，或更高。举例来说，第二光学表面RR2可具有约30％反射率。更具体地说，第二光学表面RR2可包含(例如)涂有无光泽灰的表面或灰色阳极化表面。
在某些实施例中，本发明的系统和方法使用ANOLOK黑色阳极化表面和ANOLOK灰色阳极化表面(ANOLOK是Alcan Aluminium UK Limited的商标)。使用阳极化表面可帮助减少或消除由可负面影响眼镜材料的固化特性的UV曝露引起的颜色褪色。
第一光学表面RR1和第二光学表面RR2可包含例如安置在实质上平行于光源50a和50b和分别与光源50a和50b实质上均一地间隔开的平面上的实质上平坦的表面。光学表面RR1和RR2可包含任何合适的材料和结构，例如光学表面RR1和RR2可包含油漆、薄膜、涂层等的层，例如位于箱体的上内壁和下内壁上或与其相邻的层。光学表面可因此是安置在诸如金属片的刚性基板上的层或涂层。
如果提供，那么第三光学表面RR3优选是具有与第二光学表面RR2相比相对高的反射率的金属表面。举例来说，第三光学表面RR3可包含Alanod Micro Silver 4270反射表面。
第三光学表面RR3经安置以便通常例如在实质上垂直于灯的方向上向内面朝箱体腔室和面朝移动托盘。如图4E中所示，光学表面RR3可包括经尺寸形状设定以受纳灯54的圆形区域的狭槽区域。所述狭槽结构有利于灯的更换。
图4D′展示沿图4D中的线4D′-4D′获得的光学表面的平面图。可见在这一实施例中，以平行于承载模具的托盘的移动方向的多个条带形式提供光学表面RR1、RR2和RR3。如本文中所论述，表面RR1是无光泽黑，且表面RR2和RR3是无光泽灰。在紫外灯为约3英尺长的实施例中，RR3区域具有约10英寸的宽度，且RR2区域具有约16英寸的宽度。然而，以说明的方式提供这些值且不应视为限制本发明。
本发明的系统中所用的光学表面优选经安置和构造以达成以下目的中的至少一个且优选全部：提供用于补偿接近灯末端的灯强度的自然损失的构件，例如机构；减少来自下灯的光由上灯后面的表面反射的发生；减少来自上灯的光由下灯后面的表面反射的发生；和不考虑传送器上的托盘的数目和/或传送器上托盘的定位，提供托盘的表面上实质上均匀的光强度分布。因此，可理解本发明系统包括一个或一个以上有效提供模具组合件2的所需或预定量的受控照明的元件或特征。
因此，系统10b可理解为包括用于移动多个托盘通过用于使安置在排列于托盘上的模具中的眼镜前驱体材料聚合的箱体的传送器。光组合件包括安置在承载模具的托盘的上方和下方的紫外灯。
这一排列引起关于系统中的光学装置的某些考虑，尤其当系统经配置以用于使用尤其低强度的紫外光使眼镜聚合时，例如本文别处所述。在根据本发明的所述系统中，在制造过程期间向模具提供的光的严格控制将提高所制造的眼镜品质的一致性。
沿传送器移动的相邻托盘之间的间隙(诸如于例如图6中所示)可使得向托盘的边缘部分提供的照明不一致或与其相关。举例来说，可确定当如本文别处所述，在灯后面使用高反射铝表面以反射来自灯的光时，间隙可使得各托盘的上表面的前缘和后缘曝露于来自托盘下方的灯的反射。以类似方式，使各托盘的下表面的前缘和后缘曝露于来自托盘上方的灯的反射。
为减少或最小化这些不合需要的反射作用，使用以名称Photopia制造和销售的光线示踪软件包模仿系统的光学装置。执行光线示踪分析且所述分析的结果表明上文所述的作用可通过使用具有相对低的反射率的光学表面最小化，或至少减少，例如实质上减少。
仍然认为合乎需要的是补偿接近系统中灯末端的灯强度的损失。如本文别处所提及，典型荧光管的特征在于接近管的末端区域发射的光强度相对低于在管的较中心区域中发射的光强度。因此，在管的末端区域下方的填充闭合模具将经历比在管的中心区域下方的那些模具低的光强度。为补偿沿管的长度的这一变化，确定光的均一性可通过邻近具有相对较高反射度的管末端(例如在后面)添加光学表面。
使用光线示踪软件包Photopia的电脑模拟展示如图4D和图4D′中所示排列的具有约0％反射率的无光泽黑表面和具有约30％反射率的无光泽灰表面的组合可符合上述目的，其中灯输出功率为约60％。排列也可包括如图4E中所示的侧面反射器以进一步改良系统中的光学装置。
在适当位置使用适当光学表面来对系统作改变后，可再次执行光线示踪分析以确定是否向移动通过箱体的各托盘或位于托盘上的模具提供实质上一致的照明强度，而不考虑托盘的数目或托盘的定位。
根据本发明的另一方面，系统10经构造以提供当引发聚合反应时，用具有恰当强度的有效光实质上即刻或实质上瞬间照射各经填充模具。同样，系统经构造以使得当聚合反应完成或实质上完成时，将各模具实质上即刻或实质上瞬间在有效光的曝露中移出。换句话说，系统经这样设计以提供用于实现有效光(例如最佳有效光)的实质上瞬间的开始和实质上瞬间的终止的构件，例如机构。
在某些实施例中，模具组合件几乎瞬间曝露于辐射或紫外光可由以下一个或一个以上构件提供：遮光罩，诸如固定面板、可移动闸板等；和托盘移动装置，诸如提供相对于某些本发明系统的传送系统更快移动速率的拖动机构。
举例来说，系统10的另一有利特征在图5的简化横断面视图中展示。如所说明，箱体12经构造以使得入口16提供箱体12内的实质上遮光区域189。更具体地说，实质上遮光区域189是防止经历小于所需照明强度的照明强度的区域的箱体12内的区域。
举例来说，在本发明的一优选实施例中，箱体的入口部分经构造以在托盘位于入口部分时遮蔽托盘以防接受有效光(即具有有效引起、引发或者实现模具中所含的组合物的聚合反应的照明强度的光)。入口部分可包含经尺寸设定以容纳至少一个托盘的可封闭前腔。借助于可打开(例如自动打开)以利于经模具填充的托盘在传送器上移动且移动到箱体的照明部分中的屏障(例如可移动闸板，诸如气动控制闸板)，遮蔽所述前腔的内部以防来自箱体的照明部分的内部的光。
优选地，箱体的出口部分包含用于防止组合物固化后模具组合件过度曝露于有效光的相似可封闭前腔。
本发明的用于防止模具过早曝露和/或过度曝露于有效光的另一特征包含从入口前腔向内定位的入口遮蔽区域和从出口前腔向内定位的出口遮蔽区域。
举例来说，箱体12可经构造以在箱体12内的各入口16和出口(图5中未展示)提供遮挡有效光的区域189。换句话说，当模具位于区域189中时，区域189实质上不接受有效引起或引发模具中所含的可聚合组合物的聚合反应的光。
更具体地说，箱体12可包括“信箱”型入口16和/或出口，包含优选地向内延伸的结构190，当托盘34位于遮蔽区域189中时，所述结构190安置在光源50发射元件54′的外周区域与托盘34上或托盘34中的模具2之间。
更具体地说，遮罩结构190可包括上遮罩部分190a和下遮罩部分190b，其每一者向内延伸到箱体12中。遮罩部分190a和190b间隔足以允许经模具填充的托盘在遮罩部分190a与190b之间通过的距离。
优选地，至少一个发光管54′(例如两个发光管54′)直接位于遮罩部分190a上方，且类似地，至少一个发光管54′(例如两个发光管54′)位于向内延伸的遮罩部分190b下方。
遮罩结构190的优点可如下更好地理解。邻近各灯54，例如在第一光源50a的各灯54下方的照明强度例如通过两个直接邻近或侧接灯的每一侧的灯来增强。因此，在位于外周的灯或末端灯(例如灯54′)下方的照明强度小于在位于较中心的灯下方的照明强度，这是因为外周灯54′在其一侧不具有两个直接邻近侧接的灯。
因此，在无遮罩结构190的情况下，系统10将包括介于两侧为相对较低照明强度的外周区域或末端区域的位于中心的灯之间的箱体腔室14的充分照明部分。因为模具必须进入开口16，所以存在模具将曝露于这一较低照明强度的区域的危险。由于曝露、甚至短时间地曝露于这一次要照明强度区域，导致模具可能不恰当地聚合。遮罩结构190提供一个减少一个或一个以上模具将曝露于不同于(例如小于)最有效或最佳照明强度的可能性的有效构件。提供遮罩结构190以有效地“遮蔽”模具以防接受任何显著过早曝露于较低强度光，尤其例如当模具处于进入腔室14的充分照明部分或从中出来的过程时。
举例来说，现转向图2和图6，所示系统10包括排列在传送组合件70上方的约40个紫外灯54或管和排列在传送组合件70下方的约40个紫外灯54。
图7A和7B说明本发明系统的实施例的遮罩结构190特征的有效性。图7A展示在无遮罩特征的情况下照明强度的图。在系统的入口处，模具沿传送器接近灯1(L1)(在这种情况下，从右移动到左)。刻度展示以μW/cm2为单位的由40个灯排列中的最初三个灯提供的沿传送器在某些点上测量的紫外线强度水平。目标照明强度是900μW/cm2。刻度展示第一和第二灯(L1和L2)下方和沿L1附近(0到180mm)的照明强度，照明水平显著在900μW/cm2的目标照明强度水平以下。
现转向图7B，入口部分16的信箱设计或遮罩结构遮蔽各填充闭合模具组合件2以防较低强度的紫外光(例如照明强度小于900μW/cm2)，直到模具组合件2到达第三灯。有利地，信箱设计还允许来自第一和第二灯的光增强来自第三灯的光。因此，可了解当在第三灯下方时，以实质上瞬间的方式使各填充闭合模具曝露于具有恰当强度的紫外光。
应了解组成信箱入口的向内延伸的结构190可能有时不延伸到箱体腔室中如展示和本文中具体描述一样远或更远的地方，只要通过所述向内延伸的结构遮蔽较低紫外线强度的区域以防到达模具。所述其他排列被认为在本发明的范畴内。
在本发明的另一方面，系统10优选经构造以使得边缘带式传送组合件组件(例如带式支撑物)在托盘的边缘上并不实质上遮蔽经填充模具2以防接受恰当或所需或预定的光强度。在图3中所示的本发明实施例中，使用经构造以将托盘24远离系统10的外周支撑组件安置的支架和支撑物来建构边缘带式传送组合件70以提供减少的照明遮蔽。
腔室14中减少的照明遮蔽可通过任何合适的结构构件来实现，其中一个在图3中展示并以图示形式在图8中展示。边缘带式传送组合件70包括连接于支柱96的第一支架92和第二支架94。支柱96是多个固持在系统长度上延伸的支臂95的相间隔柱子中的一个。支臂95支撑固持传送带72的第一支架92。通过延伸远离箱体侧壁的第二支架94将支臂95安装于间隔开的支柱96上。
这种结构的优点可通过参看图8充分了解。在图示形式中，可见第一支架92和第二支架94实质上垂直于支撑物95、96且有效地将模具定位在充分照明区域中。这一组合件有效防止由于传送组合件70的各种组件的存在而在模具上发生任何实质照明遮蔽或遮盖。这种结构消除或至少减少对经填充模具的任何聚合光遮挡且允许各托盘24。
最佳照明和减少的照明遮蔽的相同原理可应用于根据本发明的系统10的其他部件或组件的建构。
现具体参看图3，提供经尺寸设定和形状设定的中心传送支撑物98以在系统10的内部减少遮蔽经填充模具的发生。在这一实施例中，中心支撑物98包括间隔开的具有支架98b的主要支柱98a(仅一个支柱98a和支架98b在这一视图中展示)。这些柱子98a以规则间隔坐落且支撑其上方的结构。其上方的结构包括在系统10长度上延伸的支臂98c。
沿中心传送支撑物98的长度存在左手支柱98a和右手支柱。其交替左手、右手、左手、右手等。悬臂98d安装在所示的中间支臂98c的顶部。悬臂98d包括右侧臂和左侧臂，其中每一者支撑所示的传送带72。
为提供模具中的眼镜前驱体单体组合物的有效固化，优选的是模具的照明的开始和终止是实质上瞬间的。瞬间和一致的照明在固化开始和起始时尤其重要，因为相信许多重要眼镜特性在固化循环的最初数分钟内确定。如本文别处所提及，也优选的是系统经设计以维持整个固化期中的照明强度一致性。
给予本发明系统10的设计的另一重要考虑因素是当将模具首次放置在传送组合件70上时达成瞬间照明对于各模具的益处，所述益处在本文别处描述。在本发明的一些实施例中，传送组合件以约2米/小时到约5米/小时(例如约3米/小时)的速度行进。
在传送组合件70以仅约3米/小时移动托盘24通过箱体12的本发明实施例中，这意味着将费时约24秒使直径为约20mm的个别填充隐形眼镜模具移动进入腔室14的充分照明区域的入口。类似地，将费时大约相同的时间长度使模具离开腔室14的充分照明区域。经填充模具将因此不会曝露于所需瞬间的照明，因为模具的前缘将在模具的后缘之前曝露于有效光。
优选地，系统10包括用于减少眼镜模具移动到有效光区域中所耗费的时间的机构或装置。举例来说，系统可进一步包含有效提供模具在固化开始时所需或最佳强度的实质上瞬间的照明和在固化结束时光曝露的实质上瞬间的终止的“快速拖动”机构或装置。
图6说明本发明系统的这一方面。为达成模具的所需“瞬间照明”，系统10优选进一步包含用于控制托盘通过箱体腔室14的入口和出口部分的速度以达成在固化期期间向模具提供的所需照明强度的机构。
举例来说，系统10可包括用于将容纳模具的托盘24从优选包括遮罩结构190的入口部分16快速移动到充分照明腔室中的机构200。机构200在下文可有时称为“快速拖动”机构。
举例来说，如图6中说明，当托盘移动通过系统10时，以相隔时间展示经模具填充的托盘。经模具填充的托盘由数字24a、24b、24c、24d和24e表示，其代表不同时刻的经模具填充的托盘。快速拖动机构200可包含经构造以夹紧、钳紧或者暂时啮合托盘24a的拖动臂202，同时托盘24a位于入口16中(在图6中以虚线展示托盘24a由拖动臂202夹紧)。机构200可进一步包含经构造以快速移动拖动臂202和其所啮合的托盘24a通过箱体12的入口部分16并进入箱体腔室的充分照明部分(例如，由第三到第三十八灯照射的腔室部分)的拖动臂导杆204。一般来说，快速拖动机构200经设计以将经模具填充的托盘24a从实质上无紫外线辐射的信箱型入口部分16或邻近箱体入口的前腔极快速地拉动或快速拖动到用所需一致照明强度充分照射的箱体腔室的位于中心的部分。
拖动臂202经构造以能够在托盘24b实质上全部安置在箱体腔室的充分照明部分中时释放传送带(图6中未展示)上的托盘24a。这时，借助于移动边缘带(未图示)将现从拖动臂202释放的托盘24b移动或传送通过箱体腔室的充分照明部分，这使得托盘24b上的各模具曝露于紫外光的充分照明以完成固化期。腔室的充分照明部分中的托盘在图6中以托盘24b、24c和24d指示。在固化期结束时，接近出口18的另一快速拖动机构200以类似方式用于将托盘快速拉出腔室14的充分照明部分(拉到托盘24e的位置)并瞬间结束有效光的曝露。
在系统经设计用于制造硅酮水凝胶隐形眼镜的本发明的一特定实施例中，传送组合件70使托盘24c连续、稳定的传送通过充分照明腔室，例如以约3米/小时的稳定速率，以提供持续时间为至少约40分钟到约1小时的固化期。
应注意在开发本发明系统期间所执行的各种实验中，眼镜在照明腔室14中仅约20分钟或约30分钟后得以制成。然而，发现这些眼镜中的一些具有不合需要的高含量的可萃取或未反应的单体，这表明其并未充分聚合。在一优选实施例中，一小时是优选固化持续时间，其中40分钟是优选最小固化持续时间。
其他替代或额外机构可由本发明的系统10提供，其解决瞬间开始和瞬间结束对模具中组合物的固化的重要性。快速拖动机构200提供用于实现这一目的的有效构件，例如机构，即将经单体填充的模具从实质上无聚合辐射的区域(例如，经遮蔽的入口部分或前腔中)快速移动到充分照明腔室中。在固化(例如持续时间介于约30分钟到约一小时之间的固化)结束时，借助于快速拖动臂将模具从照明腔室快速移出。
通过在本发明系统中提供快速拖动机构或装置，已发现可能不需要某些遮罩组件。举例来说，可能不需要“信箱”入口的部分。因此，在本发明系统的某些实施例中，诸如图7B中所示的面板190a的信箱入口的上面板可省去且仍然达成眼镜前驱体材料的所需聚合。
鉴于本文中的揭露内容，本发明系统的一特定实施例可理解为包含箱体和多个位于所述箱体内的紫外灯。所述箱体包含入口和出口。在箱体的各入口和出口处提供前腔。箱体又包含多个传送带以移动经模具填充的组合件的托盘通过紫外灯以使位于模具组合件中的眼镜前驱体组合物聚合。箱体包括在入口前腔与箱体入口之间的可移动遮光闸板和在箱体出口与出口前腔之间的可移动遮光闸板。箱体也包括如本文中所述的快速拖动机构。在箱体的入口和出口处，提供在箱体中的前两个紫外灯上方延伸的下面板，且提供在箱体中的后两个紫外灯上方延伸的不同下面板。在这一实施例中，不存在诸如图7B中的面板190a的上面板。箱体也包含包括具有0％反射率的中心区域(例如无光泽黑表面)和具有30％反射率的外周区域(例如无光泽灰表面)的光学表面。因此，这一系统提供在眼镜前驱体组合物的固化过程之前的所需遮光，提供承载经模具填充的组合件的托盘的快速进入和离开，且提供模具组合件和其中所含的眼镜前驱体组合物的实质上均一的照明以产生可接受品质的隐形眼镜产物。
现转向图8A，展示为例如品质控制目的适用于监测系统10的本发明的另一有利特征。更特定地说，出于确认和/或绘制腔室14中各部位或位置处的光强度的目的，本发明的系统10可包含用于测量和/或监测光强度的构件。
举例来说，提供适合于移动通过系统箱体的至少一个、优选多个感应装置300。感应装置300可包含具有感应窗304的远程数据记录仪302，其用于通过所述感应器窗304感应和记载(例如记录)向感应装置300提供的光强度。
举例来说，各感应装置300可包含适合于感应、记载和记录光强度值的累积辐射计，或所属领域的技术人员已知的其他技术。
有利地，感应装置300经尺寸设定和构造以可安置在箱体腔室中和在其中移动。更特定地说，数据记录仪302经构造以便其可在眼镜加工期间移动通过系统。
举例来说，如图8A中所示，展示三个安置在与用于固持和移动经填充模具通过照明腔室的托盘相同的托盘24上的数据记录仪302。在所示的配置中，一个感应器304用于监测各边缘位置中的一个且一个感应器304用于监测托盘24上的中间位置。
数据记录仪302经尺寸设定和构造以便能够将三个所述数据记录仪302放置在单个托盘24上，诸如图8A中所示。举例来说，各数据记录仪302具有约20mm的厚度、160mm的长度和约100mm的宽度。
现转向图8B，展示本文别处所述和所示(例如图6)的根据本发明的八十(80)个灯系统10的图。这一概略图说明使用安置在例如图8A中所示的托盘24上的感应装置300来监测照明腔室中的多个位置的有效构件。在图8B中，经填充隐形眼镜模具移动通过系统的各“轨迹”可由适当放置的数据记录仪302的感应窗304追踪。各轨迹代表通过照明腔室的模具的位置。
感应装置的使用可如下描述。提供使用紫外光制造隐形眼镜的系统，诸如本文别处所述和所示的系统10。单个隐形眼镜模具费时一小时通过系统的箱体。
六个感应装置或数据记录仪302如图8A中所示排列在两个模具托盘上，每个托盘对应三个数据记录仪。隐形眼镜模具(未图示)以及需要时的感应装置也可放置在托盘上。或者，数据记录仪可在其自身不含隐形眼镜模具组合件的托盘上提供，容纳数据记录仪的托盘可通过系统，同时容纳经填充隐形眼镜模具组合件的托盘也通过系统。举例来说，在眼镜制造过程期间，用两个各固持三个数据记录仪的托盘替换两个通常将承载隐形眼镜模具通过箱体腔室的托盘。使两个固持数据记录仪的托盘以及固持眼镜模具的托盘进入箱体腔室，且借助于传送器将其移动通过箱体腔室。
在单个数据记录仪移动通过系统所耗费的一小时期间，数据记录仪的感应窗感应和记载65,536个光强度值。数据记录仪离开腔室后，接着将其连接于电脑。将65,536个值下载到软件包中并显示在电脑屏幕上，例如以图形式显示。技术人员可分析数据且确定箱体内的紫外光强度在特定模具位置处是(或不是)处于充分固化循环中的所需水平。
在本发明的一些实施例中，使用数据记录仪优于使用本文别处所述用于监测系统中光的光学纤维感应器和光谱计。举例来说，远程数据记录仪通常比光学纤维感应器便宜。应了解光学纤维感应器/光谱计和数据记录仪的组合可提供于根据本发明的系统中。
预期如本文中所述的感应装置(例如数据记录仪)的有效性可通过提供以下任一个或一个以上方式来增强：无线实时通信升级、网络节点和数据处理能力的增强。这些感应装置可用作智能网络的一部分。可提供其他有利的添加、修改和替代配置以增强控制和监测根据本发明的其他实施例的能力。
在本发明的另一方面，提供用于检测个别光源故障的构件。举例来说，在图6中所示和本文别处所详述的本发明的特定实施例中，对于系统10的操作者在某种确定程度上意识到和知道重要的是系统10的所有80个灯在眼镜固化期间适当地起作用。如果任一个灯不起作用，那么有可能或很可能在系统10中制造的隐形眼镜可能不会经历最有效的固化。因此对于系统10来说需要包括有效且可靠的控制系统，其可容易地鉴别是否一个或一个以上个别灯不能运作。
优选地，由包含电子控制的灯故障检测机构的控制组件提供对本发明系统中灯的控制。优选地，所述控制组件包括可以相对低的成本和复杂性而装备到系统中的组件。相对于更昂贵、更复杂和/或更不可靠的控制构件，例如将利用辐射测量感应器或光学纤维感应器的机构，优选灯出错反馈解决控制组件。
更具体地说，举例来说，可通过将一对萤光紫外灯连接于数字高频电子镇流器且使用数字可寻址照明界面方案(在照明工业中这通常称为DALI方案)来将灯出错反馈装备到本发明的系统中。相信DALI方案以前未曾装备到利用紫外光实现单体聚合的任何系统中。然而，基于DALI方案的技术众所周知，且因此将不在本文中详述。举例来说，基于DALI方案的技术通常装备到控制现代建筑中的可见灯的照明系统中。
结合数字高频电子镇流器利用将基于DALI方案的技术装备到本发明的系统中。DALI方案将不与模拟镇流器相关。因此，对于控制本发明的系统中的紫外光源的构件优选地包括例如连接于灯的数字高频电子镇流器的数字镇流器而不是模拟镇流器。现代数字电子镇流器执行使荧光灯镇流的基本功能，其在功率因数、效率等方面显著优于模拟镇流器。举例来说，数字镇流器与等效模拟镇流器相比释放较少热量。
举例来说，电子镇流器可包括用于将来自电力线的交流电(AC)变成直流电(DC)的整流器和用于将直流电变成通常25-60kHz的高频的交流电的变流器。一些电子镇流器包括位于整流器和变流器之间的升压电路。
一般来说，根据本发明的一些实施例的照明控制的方法包括使用数字控制信号、优选基于DALI方案的技术来控制属于本发明系统中的电子镇流器、控制器和/或感应器。在本发明的一些实施例中，灯控制和灯故障检测系统的各组件具有其自身装置特异性位址，且这使得实施个别装置控制成为可能。
举例来说，如图9中的简图中所示，根据本发明的一优选实施例，提供利用连接于一对灯54的数字镇流器422的控制组合件400。将数字镇流器422连接于电子控制器430。控制组合件经设计以使得如果例如由于灯故障或不良电连接导致紫外灯54中的一个关闭，那么数字镇流器422将使用DALI方案将出错信息发送到电子控制器430。电子控制器430接收信号且发出声音警报(未图示)，且提供关于哪个灯发生故障的指示。操作者可随后采取校正行动。举例来说，所采取的行动可包括丢弃在灯发生故障时通过系统10的隐形眼镜。操作者可随后更换有故障的灯或修理有故障的连接。
在本发明的一特定实施例中，各紫外灯54包含Philips TL40W/05紫外荧光灯，或具有相似特性的灯。将各灯54连接于Tridonic PCA 2/36EXCEL 220-240V 50/60/0Hz数字高频镇流器422。
电子控制器430可包括嵌入Beckhoff BC9000可编程逻辑控制器中的基于DALI方案的软件。适用于本发明的系统和方法的基于DALI方案的技术可得自Hayes ControlSystems Ltd，The Boathouse，Henley-on-Thames，Oxon RG91AZ，United Kingdom，和Marlin Automated Manufacturing Systems，Marlin House，Johnson Road，Fernside Park，Wimborne，Dorset BH217SE，United Kingdom。
应注意除鉴别个别灯故障外，上文所述的控制组合件400也优选地经配置以控制灯强度。此可通过将紫外线感应器，例如约十个紫外线感应器添加到本文中详述的80个灯的系统中来实现。所述感应器可为UVA型感应器。电源电压可为24伏，其中输出电压为约0到10伏。感应器的输出可用于通过本文关于DALI方案所述的硬件组件来控制灯强度。可邻近一个或一个以上紫外灯提供感应器。在某些实施例中，感应器在经填充模具组合件曝露于紫外光期间感应紫外光。举例来说，监测和测量UV强度与模具曝露于UV光同时进行。在其他实施例中，感应器并不在经填充模具组合件曝露于光的同时感应或监测紫外光。而是感应器可在箱体不含经历固化过程的模具组合件时监测光。
图10展示根据本发明的另一系统，大体以510表示。除了本文中明确地描述，系统510类似于系统10且对应于系统10的特征的系统510的特征由增加500的相应参考数字来指定。
系统510实质上与设备10相同，主要差异在于系统510不包括用于在固化期期间传输模具2通过箱体512的传送系统。换句话说，在聚合过程或固化期期间系统510中的模具保持相对实质上固定不动，或相对实质上静止，而不是在聚合过程或固化期期间模具2移动通过箱体512。为此原因，系统510在本文中有时称为“静止光箱”系统。
系统510包含箱体512，其具有用于接受填充有模具2的托盘524的开口516、包含例如六个紫外灯554a的第一光源550a和包含例如六个紫外灯554b的第二光源550b。系统510进一步包含处于第一光源550a和第二光源550b之间的位置、沿箱体512的内侧壁安置且经构造以支撑托盘524和其中所承载的模具的结构，例如托盘导杆，例如狭槽托盘导杆236。
系统510经构造以使得在固化期期间，由托盘524固持的各模具组合件2实质上直接安置在位于中心的发光元件554a和554b之间。托盘524上的各经填充模具2优选地实质上直接安置在箱体512的中心。举例来说，在所示的十二个灯配置中，各模具2安置在分别第一光源550a和第二光源550b中的第三和第四灯的下方和上方。
模具2优选地一起集中在光强度实质上均一的托盘524的中间区域附近。举例来说，在所示的静止光箱系统510中，托盘524的外周区域524a不固持模具。
使用系统510由可聚合组合物制造眼镜可包括以下步骤：通过开启灯554a和554b来照射箱体腔室512，和将经模具填充的托盘524放置在开口516中以便托盘524啮合在托盘导杆236中。
优选地，由于用于本发明的系统的一些可聚合组合物的高敏感性质，将经模具填充的托盘524放置在箱体512中的步骤极快速地完成，优选地尽可能接近瞬间，以达成各模具2的实质上瞬间的照明。举例来说，通过将托盘524沿托盘导杆236滑动可将其极快速地移动到适当位置。可使托盘524留置以保持在箱体腔室514中实质上的静止在第一光源550a和第二光源550b之间，历时固化持续时间。为结束固化，将托盘524快速地通过开口516从箱体512中拉出。
尽管未具体展示，但应了解在本发明的其他实施例中，系统510可包含用于将托盘524收纳到箱体512中的不同入口和用于使托盘524离开箱体512的不同出口，而不是具有用作入口和出口两者的单个开口516。
在一优选实施例中，简单地手动放置托盘524，例如通过开口516滑动到箱体512中且当眼镜的聚合反应完成时，手动将托盘通过开口516从箱体512取回。
在一些实施例中，提供啮合机构255。啮合机构255经构造以在固化期期间有效接触或啮合且移动(例如摆动)托盘524。啮合机构255可包括经构造以可释放地与托盘524耦合的夹紧机构256。啮合机构255可包括例如与夹紧机构256耦合的臂257。臂257可与阻尼气缸258耦合。啮合机构255可由电动机(未图示)驱动以用所需的方式移动(例如摆动)托盘524以达成最有效固化。
当使用低光强度来使可聚合组合物固化时，如将从本文别处本发明的其他实施例的描述所了解，将托盘524放置到箱体512中的步骤优选地极快速完成，优选地尽可能接近瞬间完成。系统510经构造以利于尽可能快地将托盘524移动到系统510中和/或从系统510中移出。在本发明的一特定实施例中，系统510经构造以有效使得能够在系统510中每小时加工约64个眼镜。
在一些实施例中，可提供将托盘524自动拉到腔室514中和/或从腔室514中拉出的一个或一个以上机构。举例来说，啮合机构255可适用于将托盘524拉到腔室中和/或将托盘从腔室514中推出，和/或如果认为摆动是有益的，那么在固化期期间在腔室514中轻微地来回移动(例如摆动)托盘。在本发明的其他实施例中，可利用单独机构将托盘124拉到照明腔室中和/或从照明腔室中拉出和摆动托盘124。
在固化期期间，模具2全部安置在位于中心的灯之间和箱体腔室514的充分照明区域中。随后使模具2中的可聚合组合物聚合历时指定所需的固化期。在固化期结束时，将托盘524和其中所承载的模具2从系统510中手动或自动取回以经受进一步加工步骤。
现转向图11，展示用于根据本发明制造隐形眼镜的系统710。提供这一实例以提供根据本发明的包括上文所述的许多不同特征的系统的一般性综述。
在这一实施例中，系统710稍微以一定形式模组化。这一实施例的模组化形式有利于系统的维持。系统710包括两个用于同时加工诸如图2中所示的模具的并排托盘的并排“通道”。
系统710包括入口前腔722、包含五个光“台”726的光通道组合件724和出口前腔728。在另一实施例中，系统包含六个光台726。
两个前腔722、728各通常包含经构造以在光通道724中进行的聚合加工之前和之后在实质上无UV位置容纳经模具填充的托盘的UV防护腔室。在入口前腔722的出口与第一台726之间，提供用于防止聚合量的UV光进入前腔722且使模具中所含的眼镜前驱体组合物聚合的UV光遮罩730。遮罩730包含通常上下或垂直移动以将托盘从前腔722传到第一光台726的气动闸板732。出口前腔728实质上与入口前腔726相同。出口前腔728包括包含位于第六光台与前腔728的入口之间的气动闸板的遮光罩(未图示)。其他关于UV阻断前腔的结构特征和目的的细节在本文别处提供。前腔包括UV阻断或过滤材料以便托盘上的模具中所含的眼镜前驱体组合物不由存在于系统所在环境中的周围UV光过早地聚合。诸如闸板的遮光罩帮助防止通过箱体的固化腔室的周围光使眼镜前驱体组合物过早聚合。
光台726可实质上彼此相同且经构造以互相连接以界定光通道组合件724的长度。
各光台726包括箱体740，其含有固持八个UV灯的上光框架组合件744，和固持八个UV灯的实质上相对的下光框架组合件746。各UV灯可为能够传递至多约2000μW/cm2的荧光灯泡。
诸如本文别处所述和所示的传送系统位于光通道组合件724中且经构造以在入口前腔722到出口前腔728之间移动经模具填充的托盘。传送组合件经设计以使托盘中所承载的模具由实质上一致的UV光强度从上方和下方照射。
各对灯连接于安装在台箱体的背面的电子镇流器(未图示)。镇流器各自连接于控制器756和电源758。控制器是接收电子镇流器的输入的电脑。使用基于DALI的方案技术检测任一灯的故障且用于设置灯的光强度。
光台的箱体的内表面经构造以提供有效反射和漫射光以在托盘通过光台时维持托盘中的模具的所需一致、均一照射的“光学表面”。光学表面包含反射表面和非反射表面的有利组合和配置。其他关于光学表面的细节在本文别处提供。
传送系统的移动带以较短距离(例如约6英寸)延伸进入入口前腔且以约6英寸延伸进入出口前腔。传送系统由多个小心放置的支撑物支撑，所述支撑物经配置和安置以支撑传送带而不将显著阴影投射在由传送器承载的经模具填充的托盘上。具有在支撑物的左侧和支撑物的右侧之间交替的悬臂部分以提供中心支撑物平衡的中心支撑物沿传送系统的中心延伸。支撑物组合件在本文别处更详细描述。
在使用时，将容纳256个模具(如图2中所示排列)的经模具填充的托盘24插入入口前腔722中。当准备进入第一光台时，例如当可在第一台中的传送器上获得足够间距时，打开气动闸板。快速拖动臂的插脚(诸如可缩回的插脚)啮合沿托盘的最外侧的小孔。臂快速地将托盘拉到第一光台中，在第一光台中将其放置在传送器上且插脚缩回并与托盘脱离。托盘从前腔移动到传送带费时约十五秒。快速拖动臂回到入口前腔且气动闸板关闭。快速拖动机构未在图11中展示，但快速拖动机构的细节在本文别处提供且例如在图6中展示。
将第一光台中的托盘传送到下一台。当移动通过光台时，托盘缓慢移动通过各台的各灯。托盘费时约一小时的总时间从第一光台的入口移动到第六光台的出口。用约340μW/cm2的UV强度照射托盘上的模具。在第六光台结束时，出口前腔的气动闸板打开，快速拖动臂啮合托盘且将托盘快速地拉到前腔中。快速拖动臂脱离托盘且回到第六光台。气动闸板关闭。现在可以将托盘从系统移出以进行后加工步骤，诸如脱模、剥离、萃取和水合和眼镜包装。
在图11中所示的配置情况下，可通过入口前腔以约每十分钟约两个并排经模具填充的托盘的速率，或如果交错排列，那么以约每5分钟每通道一个经模具填充的托盘的速率，将新的经模具填充的托盘送入系统710中。
举例来说，以交错排列的方式将托盘放置在各通道上以便一个托盘将可用于在任何给定时间从出口前腔取出。
光台可固持12个托盘(即六个光台各有两个托盘)且各前腔可固持两个托盘。
本发明系统的其他实施例可使用其他遮光罩装置。举例来说，系统可包含可阻断或过滤可能引起模具组合件中的眼镜前驱体组合物过早曝露和聚合的UV光的主要部分的任何元件。所述元件应可移动以便不干扰模具组合件在箱体或固化腔室中的放置。作为另一实例，可提供围绕轴旋转以打开和关闭并提供对固化腔室的进口的遮光罩。作为另一实例，可使用柔性隔板向固化腔室提供光屏障。
因此，本发明的系统和方法通过在整个固化过程期间使眼镜前驱体组合物曝露于实质上恒定且均一的光强度来使存在于模具组合件中的眼镜前驱体组合物有效聚合。如本文中所论述，光强度可变化。举例来说，光强度可根据所利用的特定平均光强度相对于平均光强度值改变约5％到约30％。
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/或了解本发明的某些方面和优点，各申请案的揭露内容以全文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“Contact Lens Mold Assembliesand Systems and Methods ofProducing Same”且代理人案号为第D-4125号的美国专利申请案第11/200,648号；标题为“Systems and Methods for Removing Lenses from LensMolds”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“ContactLens Extraction/Hydration Systems and Methods of Reprocessing Fluids Used Therein”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“Contact LensPackage”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 Methodsfor Producing 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。
上文已引用许多公开案和专利。各所引用的公开案和专利以全文引用的方式并入本文中。
虽然已就各种特定实例和实施例描述本发明，但应了解本发明不受其限制且其可在以下权利要求书的范畴内以不同方式实施。

Claims (18)

1.一种制造硅酮水凝胶隐形眼镜的方法，其包含：
将包含硅酮水凝胶眼镜前驱体组合物且固持在托盘中的隐形眼镜模具组合件放置在固化系统的箱体内，在位于所述箱体内的第一光源与位于所述箱体内的第二光源之间以便使所述隐形眼镜模具组合件的上表面曝露于来自所述第一光源的光且使所述隐形眼镜模具组合件的下表面曝露于来自所述第二光源的光，所述箱体包括一个以上光学表面，所述光学表面经放置和构造以达到以下至少一者：(a)补偿接近所述第一或第二光源的末端的光源强度的自然损失，(b)减少来自所述第一光源的光由所述第二光源后面的表面反射，(c)减少来自所述第二光源的光由所述第一光源后面的表面反射，(d)不考虑呈现在所述箱体内的所述托盘的数目或所述托盘在所述箱体内的定位，提供所述隐形眼镜模具组合件的表面上的实质上均匀的光强度分布，以及将所述隐形眼镜模具组合件曝露于有效形成聚合硅酮水凝胶隐形眼镜的紫外光强度下的紫外光。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个以上光学表面的所述放置相对于所述第一光源或所述第二光源经选择以优化所述隐形眼镜模具组合件的表面上的照明强度的均一性。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述隐形眼镜模具组合件件曝露于紫外光的步骤包括将所述隐形眼镜模具组合件的所述上表面暴露于具有第一照明强度的紫外光以及将所述隐形眼镜模具组合件的所述下表面暴露于具有第二照明强度的紫外光。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一照明强度大于所述第二照明强度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述隐形眼镜模具组合件表面上的照明强度均大于20μW/cm2且小于4000μW/cm2。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含使用至少一个光感应装置监测所述固化系统中的所述箱体内的所述隐形眼镜模具组合件表面上的照明强度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述紫外光强度在所述曝露期间在偏离平均紫外光强度值的5％到30％范围内变化。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含遮蔽所述隐形眼镜模具组合件以防在所述曝露步骤之前过早曝露于紫外光。
9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述隐形眼镜模具组合件曝露于紫外光的步骤包含将多个隐形眼镜模具组合件曝露于所述紫外光。
10.一种制造硅酮水凝胶隐形眼镜的系统，其包含：
固化系统的箱体，
放置在位于所述箱体内的第一光源和放置在位于所述箱体内的第二光源，所述第一光源经配置以向位于所述箱体内的固持在托盘上的隐形眼镜模具组合件的上表面提供紫外光以及所述第二光源经配置以向位于所述箱体内的固持在托盘上的隐形眼镜模具组合件的下表面提供紫外光，所述箱体包括一个以上光学表面，所述光学表面经放置和构造以达到以下至少一者：(a)补偿接近所述第一或第二光源的末端的光源强度的自然损失，(b)减少来自所述第一光源的光由所述第二光源后面的表面反射，(c)减少来自所述第二光源的光由所述第一光源后面的表面反射，(d)不考虑呈现在所述箱体内的所述托盘的数目或所述托盘在所述箱体内的定位，提供所述隐形眼镜模具组合件的表面上的实质上均匀的光强度分布。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述一个以上光学表面的所述放置相对于所述第一光源或所述第二光源经选择以优化所述隐形眼镜模具组合件的表面上的照明强度的均一性。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述箱体经配置以使所述隐形眼镜模具组合件的所述上表面暴露于具有第一照明强度的紫外光，以及使所述隐形眼镜模具组合件的所述下表面暴露于具有第二照明强度的紫外光。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一照明强度大于所述第二照明强度。
14.根据权利要求10所述的系统，其中在所述隐形眼镜模具组合件表面上的照明强度大于20μW/cm2且小于4000μW/cm2。
15.根据权利要求10所述的系统，其进一步包含使用至少一个光感应装置监测所述固化系统中的所述箱体的所述隐形眼镜模具组合件表面上的照明强度。
16.根据权利要求10所述的系统，其中所述紫外光强度在偏离平均紫外光强度值的5％到30％范围内变化。
17.根据权利要求10所述的系统，其进一步包含遮蔽所述隐形眼镜模具组合件以防在将所述隐形眼镜模具组合件曝露于有效形成聚合硅酮水凝胶隐形眼镜的紫外光强度下的紫外光之前过早曝露于紫外光。
18.根据权利要求10所述的系统，其进一步包括传送组合件以经过所述第一和第二光源传送所述隐形眼镜模具组合件。
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