CN1050800C - 自包装清除液体的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

一种自包装清除液体之设备及方法，包装有一碗及一凸缘，该碗容纳液体并装有一亲水性眼用镜片，其中设有一喷嘴，其有一中心面及一环绕该面周围之凸缘上，其在此处形成一在容器碗上面之密封容积，此容积包括碗本身之容积。中心面有至少一流体进口通道及至少一流体出口通道穿过，以便流量绕镜片之中心轴线实际对称分布，因而将清洗流体导入密封容积内时，镜片不移动。有一清洗流体源连接至进口通道，其压力及流量足以将实际所有液体清除通过出口通道。

Description

自包装清除液体的设备及方法
本发明涉及一种在制造模制的眼用镜片时，自镜片支承容器或包装清除处理液体的方法及设备。本发明适合模制的眼用镜片，诸如水凝胶隐形镜片，诸如水凝胶隐形镜片，不过本发明也适合其他亲水性，高精密度眼用镜片，诸如眼内镜片。此方法及设备特别针对在镜片检查后，紧接在盐水分配及包装密封前，自眼用镜片包装清除去离子水。
由于眼用镜片业的成长，特别是与供应周期性经常更换的隐形镜片有关的镜片业，所需生产的镜片数有惊人之增加。这使制造厂商需努力追求可适合自动化作法并且实施具一致性之方法及设备。
同样，摺叠或卷起的眼内镜片可望比较容易通过较小的切口插入。使经历白内障摘除及镜片更换的病人增加对软性眼内镜片的兴趣。
供在角膜上或眼内更换用的软性眼用镜片，诸如隐形镜片或软性眼内镜片，可藉各种技术制成。可在一旋转模具上旋压铸塑一种单体材料，然后使如此成形的材料聚合，而制成眼用镜片。制造隐形镜片的眼内镜片的另一方法，为车削一片材料然后将其磨光，并使用作为镜片。
最近，模制软性隐形镜片及软性眼内镜片受到人们偏爱。此项技术具有可重复，以及较制造镜片的先前方法，诸如在模具上(诸如由聚苯乙烯或聚丙烯所制成者)形成单体或单体混合物速度适宜的优点。
成功模制此类镜片的技术可见于授予Larsen的美国专利4,495,313号及4,640,489号以及授及Larsen等人的美国专利4,889,664号，4,680,336号及5,039,459号。此诸专利特别说明使用一种稀释剂，此为一种在模制过程中代替水，而在模制完成后以水所取代的材料。此技术的优点为如此所制成的镜片，其光学特性，大小及形状，不如未利用此种稀释剂的方法一样有根本的改变。
在该项技艺另获知模制此类眼用镜片，为在一诸如由聚苯乙烯或聚丙烯所制成之模具上形成一种单体或单体混合物。
此项技艺的实例可见于授予Larsen的美国专利4,565,348号。不同于上述之聚苯乙烯模具，另一实例为使用诸如授予Shepherd的美国专利4,121,896号中所述的聚丙烯或聚乙烯模具。
均为授予Kinat-Larsen的美国专利5,094,609号及5,080,839号中便列举使用上述制法，大量生产模制隐形镜片的实用方法及设备。虽然其中所说的方法及设备特别针对在模制及以水取代后自聚合镜片清除稀释剂，但也概略说明在清除稀释剂及镜片水合后所必须进行的处理步骤。
在5,080,839号专利，图1中在元件130处示一说明为去离子水清除的步骤。此项清除图示为在检查托座或最后包装时进行。继后的步骤图示为盐水注入及包装的密封。
上述诸专利中所说的方法，代表镜片水合法上之一项改进，其中水合仅使用去离子水，亦即镜片自模具释放并水解稀释，代替在槽分批法中进行与含盐液的溶液交换作业。虽然此法具有益处为不使用盐，意味一种较清洁及较不易腐蚀的系统，并且由于甲基丙烯酸中和之迟延而加速处理时间，但需将镜片自去离子水转移至盐水系统；以便镜片可平衡至其最后特性。而且因为在原始包装中完成检查过程，故必须以含盐溶液交换去离子水，而镜片在包装中并且不用取去镜片。
在′839号专利中说明将去离子水自检查托座的凹部清除，并以pH值及渗透性与人眼泪一致的含盐溶液替代。据所明说可代之为将等份量的浓缩盐水溶液加至去离子水，而使最后的溶液具有上述相同pH值及渗透性。使用含盐溶液以便在使用者自包装取出镜片，准备将镜片插于眼角膜上时，镜片的pH值及渗透性将会与眼睛者平衡，并且镜片在插入时不会刺激眼睛。如果制成镜片的材料具有离子特征，含盐溶液中的盐将会使各种离子中和。可在制程其余部分以外，在搁置一边之最后包装中完成中和。因此也可将小部分固体氯化钠盐插入电离水中，以在密封后允许在包装中出现此种稳定作用。
然而，两项考虑使此方法不切合实际；第一，总体过程需要高度准确性及可重复性。此由于约为一毫升的小包装腔容积而特别困难，并且其中所存在有的水量的任何偏差，可能意味盐份的很大百分比。因而直接添加浓缩含盐溶液或固体氯化钠盐，将会产生最后溶液浓度的很大变化。
试图部分清除去离子水并以浓缩盐水取代，其第二项问题为盐溶液的处理。如人们所熟知，氯化钠对很多材料具有腐蚀性，并且意味处理问题，诸如在蒸发后盐晶粒聚集，导致密封失效，此情形最好避免。
藉各种方法达成完全的水份清除，遭遇很大困难。一种如此的方法为插一针至镜片容器内将水抽出。以此方法的实验产生六西格玛范围60毫克的可重复性，此约等于最后包装溶液6％稀释的可变化性。另一方法为包装倾斜至一角度，以允许水自包装流出。在此二情形，以后包装中剩下的水量可能有所变化，并且无法依靠其藉添加浓缩盐水而有适当盐份。倾斜法之第二项问题，为在包装的其余部分有水份存在，有碍最后的包装密封。诱导水份以蒸汽形式清除的其他方法，诸如微波引起的蒸发，则太缓慢。
本发明的一个目的为提供一种方法及设备，可迅速及完全自镜片容器清除去离子水。
本发明的另外目的为完成此种清除，而不损害或改变镜片的最后物理特性。
本发明的另一目的为提供一种确定最后含盐溶液浓度的方法，其高度准确并可重复，以便镜片平衡至适当的渗透性。
本发明的最后目的为提供一种方法及设备，其以一种使液体不分布在别处而致水份妨碍包装尔后密封的受控制方式，达成以上诸目的。
根据本发明，提供一种用以自包装清除液体的设备，所述包装有一碗部分及一凸缘部分，所述碗部分容纳所述液体和一亲水性眼用镜片，该设备包括：一喷嘴，有一中心面及绕所述中心面周边的凸肩；所述中心面具有穿过的至少一流体进口及形成在其上的至少两流体出口；所述凸肩具有一密封装置，所述密封装置的大小配合和啮合在所述包装的所述凸缘部分，并使所述中心面位于承载在所述碗内的眼用镜片的上方；一清洗流体源，连接至所述进口，所述清洗流体源的压力及流量足以清除实际所有所述液体；所述喷嘴中心面上形成的所述流体出口的位置，配置成使所述清洗流体及所述液体的流量以绕镜片的中心轴线基本对称的方式分布。
根据本发明的另一方面，提供一种用以自包装清除液体的方法，所述包装有一碗部分及一凸缘部分，所述碗部分容纳所述液体并容纳一亲水性眼用镜片，所述方法包括：在所述包装碗上方形成一密封容积，所述密封容积由碗本身的容积所限定；以一种绕镜片的中心轴线基本对称而使镜片在碗内不移动的方式，通过进口引导气态的清洗流体进入所述密封容积，使压力及流量足以清除基本上所有所述液体；以对称的方式，通过位于所述碗上方的至少两个出口，将基本上所有所述液体从所述密封容积清除掉。
根据本发明的另一方面，还提供一种用以自眼用镜片包装清除液体的方法，所述包装具有一碗部分及一凸缘部分，所述碗部分限定一容积，以容纳所述液体并容纳一眼用镜片，所述方法包括：设置一喷嘴，其具有一带周边的中央面及一绕所述周边的密封装置，所述中心面穿过有至少一进口和至少一出口；将所述密封装置装配在所述眼用镜片包的装的所述凸缘部分上，以在所述眼用镜片包装的上方形成一密封容积，所述密封容积由所述中心面局部限定，并包含所述碗部分的所述容积；以使所述碗部分内的所述眼用镜片不移动的方式，在足以将所述流体清除的压力及流量之下，通过所述至少一入口通道将一气态的清洗流体导入至所述密封容积内；保持所述清洗流体的所述压力，通过与所述密封容积相连通的所述至少一出口，将基本上所有所述液体从所述密封容积清除掉。
在较佳实施例，进口沿喷嘴的中央轴线设置，而多个出口对称布置在喷嘴进口与密封装置之间。较佳的清洗流体为经过滤的空气。
图1为本发明的设备的剖视图，并且图示容纳液体及眼用镜片的包装。
图2为仰视平面图，示图1的清除设备。
现请参照图1，图示本发明的设备10连同包装12及包装托架14。溶液交换设备包含一个具有一中心面18及凸肩20的溶液交换喷嘴16。该喷嘴也包括一进口通道24及出口通道26，而凸肩20有密封装置22诸如矽垫片。
虽然喷嘴的中心面18图示为平形，但也可以是其他形状，诸如一在该面的中央包括进口通道24的尖头。虽然此实施例为可接受，但其因为定位临界性及可能粗磨镜片，而并非为较佳。
包装12通常为由一碗部份28及一凸缘部份30所构成。一种适于配合本发明的设备使用，并具有特性与达成其目的相一致之包装设计，公开于一篇名称为“眼用镜片包装”(“Ophthalmic LensPackage”)(律师案号VTN-43)的待决美国专利申请案中。
因为宜于一次处理超过一个包装，故喷嘴16位于总成32内，其借助紧固装置34诸如螺钉固定至此总成32内。可藉一岐管将多支喷嘴连接，以连接相同的进口通道24，或者如通过岐管36连接出口通道26。供进口通道24的岐管在图中未示。
进口通道连接至一清洗流体源，诸如一种气体(净化空气)或含盐溶液。
为防止溶液清除设备10在液体清除后把包装12粘著至设备，提供一偏压装置，诸如弹簧柱塞37，以在二者之间供给分开力。
现请转至图2，底视平面图中示喷嘴16，图示中心面18的表面。图中也示密封装置22诸如矽垫片以及喷嘴16的主体。矽垫片顺应包装表面的形状，但矽垫片较佳为首先自其内缘接触，以防止液体接触凸缘的包装密封区。图中所示的孔38及39，示提供紧固装置34及弹簧柱塞37，以分别使喷嘴附著至总成32的主体及提供分开力的位置。
请注意中心面18，在该处图示进口通道24及出口通道26。现在可更容易看出及察知，进口通道位于沿喷嘴16的中心轴线，通过中心面18的中心。另外，出口通道26绕进口通道24对称位于中心面18的中心与密封装置22之间。以此方式，通过进口通道24所提供的清洗流体便对称流过密封容积25，并通过出口通道26流出。
达成本发明目的之一种特定实施例为在该面具有0.062吋(1.575mm)直径之若干通道。进口通道扩大至0.0197吋(0.500mm)，其在此处连接至清洗流体源。横过碗的直径以及同样至密封装置22内缘的距离为0.905时(22.987mm)。
中央通道26的中心轴线位于距喷嘴中心面18的中心0.310时(7.874mm)。清洗流体可为净化的空气，或可为含盐溶液，其具有在一步骤清除去离子及注入盐水的优点。然而，上述处理盐溶液的问题仍然存在。
有两种方法可提供适当压力及流动速率的清洗流体。第一种方法为以较低压力将流体，较佳为无菌空气或氢加至进口通道内，同时藉密封装置22密封喷嘴抵靠凸缘30，以产生密封容积25。这使密封容积增压，并强制去离子水如箭头40所示通过出口孔流出。液体及清洗流体如箭头42所示继续沿通道28向上，并通过岐管36流出。
镜片(未示)藉清洗流体流过进口通道而保持在腔的底部中央。连接至岐管36的管道使泻流路径离开该夹具，以避免与包装凸缘接触。令人意外的是，镜片/包装系统对此种操作极坚固耐用，并且事实上，藉镜片上所含残余去离子水的表面张力而粘附至包装碗。
在此项操作后，可通过同一喷嘴进口，或在单独的操作使用计量泵，将盐水注入，但最好是在单独的步骤提供盐水，以减少可能有与盐相关的问题。
达成以上目的之第二种方法，可为将真空加至岐管36，而非施加压力至进口通道24。真空源可为一种有气阱或泵的文丘里型鼓风机。密封容积25可使用一条或多条出口通道26作为通气口予以密封或通气。
在操作时，在上述进口通道上方使用30磅/平方时(2.1公斤/平方公分)压力处理镜片约五秒钟，然后在清除去离子水后，投配1毫升含盐溶液。所有总成32中的镜片均经发现保持在包装内，并在投配正常的含盐溶液后允许平衡渗透性约12小时。
吾人发现，在上述压力及速率注入加压空气二秒钟，经发现时间长度不足以移动可见的残留水份。接受此项处理10秒钟经发现并不会使可清除的水量有可测的增加。
然后检查此等镜片，发现其并未示受上述溶液清除作业的不利影响。另外，在投配含盐溶液前，确定残留水份的量，经发现为在0.0110与0.0122克之间，相当于在1.0毫升盐水中1.1至1.2重量％稀释。
引导清洗流体和清除液体的步骤，在少于10秒的时间内完成。
很容易明白上述设备及方法可能有种种改变，而不偏离后附权利要求所精确描述的本发明。

Claims (12)

1.一种用以自包装清除液体的设备，所述包装有一碗部分及一凸缘部分，所述碗部分容纳所述液体和一亲水性眼用镜片，该设备包括：
一喷嘴，有一中心面及绕所述中心面周边的凸肩；
所述中心面具有穿过的至少一流体进口及形成在其上的至少两流体出口；
所述凸肩具有一密封装置，所述密封装置的大小配合和啮合在所述包装的所述凸缘部分，并使所述中心面位于承载在所述碗内的眼用镜片的上方；
一清洗流体源，连接至所述进口，所述清洗流体源的压力及流量足以清除实际所有所述液体；
所述喷嘴中心面上形成的所述流体出口的位置，配置成使所述清洗流体及所述液体的流量以绕镜片的中心轴线基本对称的方式分布。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述进口沿喷嘴的中央轴线设置，而多个出口对称布置在喷嘴进口与所述密封装置之间。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述喷嘴还具有一偏压装置以便在所述喷嘴缩回时对所述包装的凸缘施加一分开力。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于，引入的气态的清洗流体的压力为30psi(2.1公斤/平方公分)。
5.一种用以自包装清除液体的方法，所述包装有一碗部分及一凸缘部分，所述碗部分容纳所述液体并容纳一亲水性眼用镜片，所述方法包括：
在所述包装碗上方形成一密封容积，所述密封容积由碗本身的容积所限定；
以一种绕镜片的中心轴线基本对称而使镜片在碗内不移动的方式，通过进口引导气态的清洗流体进入所述密封容积，使压力及流量足以清除基本上所有所述液体；
以对称的方式，通过位于所述碗上方的至少两个出口，将基本上所有所述液体从所述密封容积清除掉。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，沿所述镜片的中心轴线导入所述气态的清洗流体，并在所述镜片中心轴线与所述密封容积周边之间的多个等间隔的位置以对称流动的方式清除所述气态的清洗流体及液体。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述气态的清洗流体的导入足够快速，以使所述密封容积增压。
8.根据权利要求5的方法，其特征在于，形成的所述密封容积将碗部分内的液体密封住，因而在引导所述气态的清洗流体或从所述碗清除所述液体时，防止液体沉积在所述凸缘上。
9.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述引导气态的清洗流体的步骤及清除液体的步骤在少于10秒钟之内完成。
10.一种用以自眼用镜片包装清除液体的方法，所述包装具有一碗部分及一凸缘部分，所述碗部分限定一容积，以容纳所述液体并容纳一眼用镜片，所述方法包括：
设置一喷嘴，其具有一带周边的中央面及一绕所述周边的密封装置，所述中心面穿过有至少一进口和至少一出口；
将所述密封装置装配在所述眼用镜片包装的所述凸缘部分上，以在所述眼用镜片包装的上方形成一密封容积，所述密封容积由所述中心面局部限定，并包含所述碗部分的所述容积；
以使所述碗部分内的所述眼用镜片不移动的方式，在足以将所述流体清除的压力及流量之下，通过所述至少一入口通道将一气态的清洗流体导入至所述密封容积内；
保持所述清洗流体的所述压力，通过与所述密封容积相连通的所述至少一出口，将基本上所有所述液体从所述密封容积清除掉。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，以足以清除所述液体的压力及流量下导入所述清洗流体的步骤具有足够大的流速，使所述密封容积增压。
12.根据权利要求10的方法，其特征在于，引导所述清洗流体和清除所述液体的步骤在少于10秒的时间内完成。
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