CN1437530A - 形成贴目镜片的模具和在制造期间防止生成小串贴目镜片材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于形成包括一溢出物收集器(38)的贴目镜片的模具(21),该收集器(38)能聚集溢出的反应混合物(23)而使其不会铺开,在现有技术模具的普通平坦表面上溢出的反应混合物(23)是会铺开的。本发明还提供一种方法,该方法通过防止溢出的反应混合物铺开在模具(21)上来防止生成溢出的反应混合物的污染碎片。
Description
发明领域
本发明涉及一种用于形成贴目镜片(contact lens)的模具,也涉及一种在制造贴目镜片期间防止从贴目镜片模具的溢出物生成小串贴目镜片材料的方法。
发明背景
一种制造软性贴目镜片的方法是在塑料模具中模制贴目镜片。该模具通常有两个模具部分,它们在装配时形成一个位于两部分之间的空腔。一种在空腔中起反应的反应混合物形成一个贴目镜片。通常在第一模具部分上加入反应混合物,将第二模具部分安置在第一模具部分上,然后反应混合物起反应。将第二模具部分安置在第一模具部分上通常导致多余的反应混合物溢出空腔而接触一个或两个模具部分。模具部分通常具有平面法兰,多余的反应混合物通常在两个模具部分的法兰之间铺开。反应混合物的反应通常是通过辐射起作用的。空腔中的反应混合物起反应,例如聚合和/或交联而形成贴目镜片,同时溢出物起反应,形成聚合物的圆环。在通常的制造过程中,第一模具部分(安置在底部)上的溢出区是溢出的反应混合物将接触到的第一模具部分的表面积,该溢出区在加料步骤之前接受施加的表面活性剂。该表面活性剂防止溢出的物料附在第一模具部分上,由此帮助溢出的物料附在第二模具部分上,并当第二模具部分从第一模具部分移去时(称为脱模步骤)使溢出的物料从制造过程中除去。然后丢弃第二模具部分。贴目镜片留在第一模具部分中,它在贴目镜片制造过程中继续进行水合作用和洗涤步骤。水合作用和洗涤步骤已在先有技术中公开,包括美国专利5,640,980;5,690,866和美国序列号No.____(VTN-420),它们合并于此供参照。
在水合作用和洗涤步骤期间,任何残余的反应单体溢出物如果存在的话通常为从较大碎片(它们附在第二模具部分上)破裂成的薄片或小碎片,它们受到洗涤而离开第一模具部分法兰,并可能将自身附在贴目镜片上,这可能在其后造成贴目镜片报废。
通常投料和反应步骤在惰性环境中进行;但是,最近发现,贴目镜片可以在大气环境中制造,只要将反应混合物投入第一模具部分和将第二模具部分安置在第一模具部分上这两个步骤之间的时间小于70秒就行。在惰性环境中制造贴目镜片的工艺公开于美国专利序列号No.09/222,266(VTN-421)中,该专利参考合并于此。一旦第二模具部分安置到第一模具部分上,在模具内形成贴目镜片的反应混合物就不受大气环境中氧的影响,因为在闭合的模具内反应混合物与大气环境隔绝;但是,法兰上的溢出的反应混合物暴露于大气环境的氧气中,氧可能干扰和妨碍反应混合物的完全反应如聚合作用。据推测,这可能导致更多地生成没有完全反应并常常离开其余溢出物料的反应混合物薄片。在脱模步骤期间当第二模具部分从第一模具部分移去时,部分聚合的反应混合物的小碎片不会附在第二模具部分上。相反,在随后的水合作用和/或洗涤步骤期间,这些小碎片往往留在和粘着于贴目镜片上。
本发明讨论反应混合物的碎片问题,这些碎片离开其余的溢出物和/或不会随第二模具部分一起移去,和/或不容易从模具部分上除去。本发明可用于任何贴目镜片制造方面,如在惰性或大气环境中发生的反应。
发明概要
本发明提供一种用于形成一个包括溢出物收集器的贴目镜片的模具。该溢出物收集器是一个最好至少部分由一个结构形成的体积,该结构能聚集溢出的反应混合物,使后者不会像在先有技术模具的通常平坦的表面上那样铺开。该溢出物收集器也减小接触大气或惰性环境的溢出物的表面积的量,较好的情况是,与具有平面溢出物面积的模具相比,该溢出物收集器减小接触大气或惰性环境的溢出物的表面积达多于25%,最好的情况下,与具有平面溢出物面积的模具相比,达多于50%。该溢出物收集器有助于从贴目镜片制造过程中除去溢出的反应混合物。该溢出物收集器优选地防止生成薄的小串反应化合物。该溢出物收集器优选地有助于将溢出的反应混合物附在至少一个模具部分上。
本发明还提供一种防止生成污染碎片(通常为薄的小串溢出的反应混合物)的方法,该方法包括的步骤有:防止溢出的反应混合物在模具上铺开。该薄的小串溢出的反应混合物通常具有40至1000微米之间的尺寸。该方法还减小接触大气或惰性环境的溢出物的表面积的量。该方法有助于从贴目镜片制造过程中除去溢出的反应混合物。该方法优选地防止生成薄的小串反应混合物。该方法优选地有助于将溢出的反应混合物附在至少一个模具部分上。
附图简述
图1表示一种先有技术贴目镜片模具的横截面图。
图2表示本发明的贴目镜片模具的横截面图。
图3表示图2中示出的贴目镜片模具的第一模具部分的顶视图。
图4表示本发明的贴目镜片模具的第二实施例的横截面图。
图5表示图4中示出的贴目镜片模具的第一模具部分的顶视图。
图6表示本发明的贴目镜片模具的第三实施例的横截面图。
图7表示图6中示出的贴目镜片模具的第一模具部分的顶视图。
发明详述
图1表示一种先有技术贴目镜片模具10的横截面图,它由第一模具部分11和第二模具部分12组成。示出的模具10是装配好的,已装有反应混合物15的配料。模具类似于如美国专利5,238,388;5,326,505和5,540,410中示出的一种模具,其用于模制贴目镜片也已在这些专利中充分描述,这些专利参考合并于此。通常,模具部分由聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯之类制成;但是,可以使用更耐久的材料如石英或玻璃来制造本发明的模具。
第一模具部分11和第二模具部分12形成一个空腔14,空腔中反应混合物15如反应单体或未交联的聚合物起反应而形成一个贴目镜片。反应混合物15通常是一种形成水凝胶的成分,例如,它可以是羟乙基甲基丙烯酰胺和/或其它单体,和交联体,和/或在先有技术中充分公开的其它成分。空腔14是由第一模具部分11的光学表面18、第二模具部分12的光学表面19和由第一模具部分11上碰到第二模具部分12的光学表面19的边缘100形成的。光学表面19形成贴目镜片的后表面,也就是靠着眼睛的表面,而光学表面18形成贴目镜片的前曲线。因此,第一模具部分11在先有技术中常称作前曲线模具,而第二模具部分12在先有技术中常称作后曲线模具。通常,装料到第一模具部分11中的反应混合物15的量对空腔14来说是太多了,当第一模具部分11和第二模具部分12装配成模具10时,混合物15的多余量形成溢出物13。溢出物13在模具部分的法兰16、17之间铺开。理想的是,溢出物13起反应(例如聚合和/或交联)而形成一个聚合物圆环,该圆环由于在第一模具部分11的法兰16上施加表面活性剂而附到第二模具部分12上。然后在脱模步骤期间当从第一模具部分11上移去第二模具部分12并丢弃时,可以从制造过程中除去溢出物13。但是,如果反应化合物铺开得太薄,或者由于环境的影响,溢出物13不能在脱模步骤中充分除去,并相反地破碎成一个或多个小片,它们会污染贴目镜片的下游制造过程。
本发明提供一种形成贴目镜片用的具有溢出物收集器的模具。该模具可包括一或多个模具部分。通常,该模具将包括如上面对先有技术模具描述的两个模具部分;但是,本发明适用于制造贴目镜片的其它模具。该模具可以包括单独一个模具部分,或者该模具可以包括多于两个的模具部分,其中之一可以形成溢出物收集器。最好是,该模具是一次性使用的;但是,本发明包括可以重新使用的模具。
本发明的提供一个溢出物收集器38的模具的一个实施例示出于图2中。溢出物收集器38的形状象一个水槽,其体积部分由结构39决定,结构39即从第一模具部分21的法兰26的表面上伸出的突出部39。此外,溢出物收集器还决定于从边缘102到突出部39的法兰26,决定于第二模具部分22的在空腔24外面的光学表面29,决定于第二模具部分22的法兰27的底面的一部分。突出部39最好围绕法兰26连续存在,虽然溢出物收集器38的尺寸和形状在需要时可以变化,并且不需要围绕整个法兰26都存在。(注意:图3示出一个任选的凸片101,凸片101是法兰26的延伸部,它在模具的横截面图中并不存在。凸片101有助于操作模具部分。)突出部39可以安置在法兰26上的任何部位,取决于溢出量23的量。对于较小量的溢出物23,溢出物收集器38最好通过将突出部39安置得更靠近边缘102而做得较小。当溢出物23较多时,溢出物收集器38最好通过将突出部39安置得离边缘102较远而做得较大。突出部39的高度最好应当高到它能够制造。如果需要,当设计结构时可以考虑模具部分的其它要求,例如将表面活性剂施加到第一模具部分表面上的可能性,以及随后在脱模步骤中在两个模具部分之间使用机械手指。此外,需要考虑模具的装配。最好突出部39不应当妨碍贴目镜片模具20的装配,例如,突出部39不应当妨碍将第二模具部分22安置在第一模具部分21上,除非突出部39是柔性的,并且在反应步骤期间如果需要将允许模具收缩。溢出物收集器38的体积最好应当能包容所有溢出物23,也就是,它不会让反应混合物的溢出物23流过突出部39上的点A。
突出部39可以有任何形状,并可由任何材料制成。图示的突出部39为三角形,但它可以是长方形、半椭圆形或半圆形。目前,包括突出部39的模具部分是用注射成型法做成的,因此最好突出部39的形状为突出部离法兰26的表面逐渐变窄以便于模制;但是,对于不是用注射成型法做成的模具部分,突出部可以有任何形状,并且不需要离法兰变窄。例如,具有突出部的模具部分可以由机加工的石英制成,或者突出部可以用橡胶或分开的塑料件制成,随后粘接在模具部分上。
在优选的贴目镜片制造过程中,最好是,溢出物23附在第二模具部分22上,在脱模步骤期间,当第二模具部分22从第一模具部分21移去时,溢出物23与第二模具部分22一起移去;因此,最好将模具20和溢出物收集器38的边界设计成接触溢出物23的第二模具部分22的表面积等于或大于接触溢出物23的第一模具部分21的表面积。但这不是必需的,因为溢出物23在第二模具部分22上的附可以通过在第一模具部分21或第二模具部分22上使用表面活性剂或其它表面处理化学品或方法来完成。
在图2和图3所示的目前优选的实施例中,突出部优选的位置是距离边缘102为1-1.5mm,最好为1.25mm,突出部39从法兰26表面伸出的优选高度为0.3-0.4mm,最好为0.35mm。第二模具部分22接触溢出物23的表面积为约75mm2,而第一模具部分21接触溢出物23的表面积为约55mm2。对一个特定量的溢出物和装配,突出物的最佳位置和高度可以由该技术的普通专业人员对溢出物23的量来确定。
图4和图5中示出另一个实施例。贴目镜片模具40包括第一模具部分41,后者有另一结构59例如凹部59,它形成溢出物收集器58的一个边界。其它边界包括第二模具部分42的在空腔44外面的光学表面49和第二模具部分42的法兰47的部分底面。在该实施例中,任选地,如图所示,第一模具部分41的法兰46在离空腔44最远处在凹部59的侧面上可以更高,以增大凹部59的容积。或者是,在凹部59的离空腔44最远的侧面上可以提供一个如第一实施例中那样的用于同一目的的突出部。该较高的侧面和/或突出部最好使反应化合物对环境暴露的表面积减小。凹部59最好围绕法兰46连续存在,虽然如果需要可以改变溢出物收集器58的尺寸和形状,并且不需要围绕整个法兰存在。凹部59可以是任何尺寸,取决于溢出物43的量。对于较小量的溢出物43,最好通过将凹部做得较小而将溢出物收集器58做得较小。当溢出物43的量较大时,最好通过增大凹部59的尺寸来将溢出物收集器58做得较大。对于最好的结果,最好是凹部59的远侧离边缘103的高度尽可能高到可以制造而不妨碍贴目镜片模具40的装配,也考虑到其它加工要求。溢出物收集器58的体积最好是使其能包含所有溢出物43,也就是,它不会让反应混合物流过凹部59的点B。
凹部59可以有任何形状。图示的凹部59具有半椭圆形,但它也可以是三角形、长方形或半圆形。目前,模具部分是用注射成型法制造的,因此凹部59的形状最好是离法兰41的表面逐渐变窄以易于模制。但是,对于并非由注射成型法制成的模具部分(如机加工的石英),该凹部可以有任何形状,不需要离法兰逐渐变窄。安置在第一模具部分41上的凹部59最好逐渐变窄,而凹部59的形状向着第二模具部分42较宽,因为在优选的贴目镜片制造过程中在脱模步骤期间当第二模具部分42从第一模具部分41移去时,希望溢出物43附在第二模具部分42上并与其一起移去。对于一个特定量的溢出物和装配,该凹部的最佳深度、高度和设计可以由该技术的普通专业人员对溢出物的量来确定。
图6和图7中示出又一个实施例。图6示出模具60包括第一模具部分61和第二模具部分62。第二模具部分62有一个结构79即突出部79,它碰到或几乎碰到第一模具部分61的法兰66的表面并形成溢出物收集器78。溢出物收集器78的其它边界包括法兰66、67的表面和光学表面69这些部分。在该实施例中,重要的是突出部79碰到或几乎碰到法兰66,以阻止溢出物63从突出部79下面流出。如果空出部79几乎碰到第一模具部分61的法兰66,那么突出部79最好具有如图所示的长方形形状,使得溢出物63的前沿将被捕集和停止在突出部79和法兰66之间的空间77内。如果突出部79碰到法兰66(未示出),那么最好突出部79和/或法兰67和/或法兰66是柔性的,以便需要时在反应混合物反应期间允许模具60收缩。柔性的突出部79和/或法兰66、67可以通过模制一个薄的塑料件来提供。或者是,可以通过用一种不同材料如橡胶来形成可粘附在法兰67上的突出部79来提供柔性的突出部79。图示的突出部具有长方形;但是,像前面实施例中描述的突出部一样,它可以有任何形状。突出部79作为第二模具部分62的一部分或粘附于第二模具部分62上有一个好处,就是增大了溢出物63附于其上的表面积,这将有助于使溢出物63在脱模步骤中与第二模具部分62一起移去。
上面描述和图示的结构是突出部和凹部,但是,可以使用任何结构或结构的复合来形成或部分形成一个溢出物收集器。例如,在另外没有图示的实施例中,溢出物收集器可以通过一些结构如在第一模具部分和第二模具部分两者上的突出部来形成,而如果需要,这些结构的形状可以做成当模具装配时安装在一起。在另外的实施例中,特别当模具可以重复使用时,这些结构可以用不同于形成模具部分所用材料的材料来形成,和/或可以是反应混合物对其具有亲和力的材料如聚苯乙烯。在另一个实施例中,溢出物收集器可以通过一个与模具分离的结构(一个第三模具部分)来形成或部分形成,例如,该结构可以插入第一模具部分和第二模具部分的法兰之间,最好是在一个将第二模具部分安置到第一模具部分上以装配该贴目镜片模具之前或同时的步骤中。在这个实施例中,希望用一个由橡胶或海绵材料制成的柔性材料环,以便需要时允许模具部分压缩。另一方面或此外,用反应混合物对其具有亲和力的材料制造该结构将是有利的。在反应步骤和脱模后,可以将该结构和附其上的溢出物一起移去和丢弃。该结构在其侧面可以有例如U形的横截面,它将为溢出物的附提供附加的表面积。当使用可重复使用的模具以形成贴目镜片时,采用一次性结构将是特别希望的,因为这会简化重新使用前的清洗步骤。
本发明还提供一种防止生成溢出的反应混合物薄层的方法,包括以下步骤:防止溢出的反应混合物在一个或多个模具部分上铺开。发明人发现,溢出物的问题是,如果溢出物被允许在法兰区域上铺开,那么小片的溢出物可能逸出而污染其后的制造步骤。通过防止反应混合物在一个或多个模具部分上铺开,那么在脱模步骤中完全除去溢出物的可能性将会增大。除了使用上述由物理结构形成的溢出物收集器之外,溢出物收集器也可以由压力屏障来形成,该压力屏障例如通过对两个模具部分的法兰之间的溢出物鼓吹气体以防止溢出物铺开来完成。或者是,溢出物收集器可以通过一个化学屏障来形成,该化学屏障将与溢出物前沿起反应而防止其铺开。可以在反应步骤之前通过分开的洗涤步骤或擦洗步骤来从模具上除去溢出物。在洗涤步骤中,水可以指向法兰之间的模具上。在擦洗步骤中,可以使用刷子之类来从模具的法兰上除去溢出物。在本发明目前优选的方法中,使用一种至少部分形成溢出物收集器的结构而最好是图2和图3中示出的突出部来防止溢出物在法兰之间铺开。
本发明就一些优选实施例进行了描述。在不背离由下面的权利要求所描述的本发明的原理和精神下,对于该技术领域内的普通专业人员显然可以作出一些替代实施例以及对上述一些实施例的一些修改。
Claims (19)
1.一种用于形成一个包括溢出物收集器的贴目镜片的模具。
2.权利要求1所述的模具,其特征在于,所述溢出物收集器的形状像一个水槽。
3.权利要求1所述的模具,其特征在于,所述溢出物收集器至少部分地由一个结构限定。
4.权利要求3所述的模具,其特征在于,所述结构是一个突出部。
5.权利要求4所述的模具,其特征在于,所述突出部是柔性的。
6.权利要求3所述的模具,其特征在于,所述结构是一个凹部。
7.权利要求3所述的模具,其特征在于,所述模具包括一个第一模具部分和一个第二模具部分,而所述结构存在于所述第一模具部分上。
8.权利要求7所述的模具,其特征在于,所述第一模具部分包括一个法兰,而所述结构连续围绕所述法兰存在。
9.权利要求8所述的模具,其特征在于,所述结构是一个突出部,所述突出部为三角形。
10.权利要求8所述的模具,其特征在于,所述结构是一个凹部。
11.权利要求3所述的模具,其特征在于,所述模具包括一个第一模具部分和一个第二模具部分,而所述结构存在于所述第一模具部分上。
12.权利要求11所述的模具,其特征在于,所述结构是一个突出部,所述突出部为长方形。
13.权利要求3所述的模具,其特征在于,所述结构包括一种与所述模具材料不同的材料。
14.权利要求3所述的模具,其特征在于,所述结构不附在所述模具上。
15.权利要求14所述的模具,其特征在于,所述结构是一个环。
16.权利要求1所述的模具,其特征在于,所述模具是可以重新使用的。
17.一种防止在模具中生成溢出的反应混合物的污染碎片的方法,包括下列步骤:防止溢出的反应混合物铺开到所述模具上。
18.权利要求17所述的方法,其特征在于,还包括减小暴露于环境中的所述溢出物的表面积的步骤。
19.权利要求17所述的方法,其特征在于,所述防止步骤是通过提供一个在所述模具上限定一个溢出物收集器的结构来实现的。
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