CN110023067A - 制造接触镜片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生产接触镜片的方法，该方法包括以下步骤：将模具分开成为阳半模和阴半模，其中，硅水凝胶接触镜片(85)粘附在阳半模(81)和阴半模之一上；使成形的超声波变幅杆(340)与其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片(85)的该阴半模或该阳半模(81)的非光学表面(35)的至少一个区域直接接触；并且向其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片(85)的该阴半模或该阳半模(81)的非光学表面的该至少一个区域施加超声波振动能量，以便将所模制的硅水凝胶接触镜片(85)与贴附在其上的该半模(81)分开。

Description

制造接触镜片的方法
本发明涉及一种用于制造接触镜片、特别是硅水凝胶接触镜片的改进方法。
背景技术
硅水凝胶接触镜片可以通过涉及可抛弃式模具的常规全模工艺来大量地经济地制造，在例如PCT专利申请号WO/87/04390、EP-A 0 367 513、或美国专利号5,894,002中披露了其实例。在常规的模制工艺中，典型地将预定量的可聚合或可交联材料引入包括阴(凹形)半模和阳(凸形)半模的可抛弃式模具中。阴半模和阳半模相互协作以形成具有接触镜片的期望几何形状的模腔。通常，使用过量的可聚合或可交联材料，来使得当模具的阴半模和阳半模闭合时，过量的材料被排出到与模腔相邻的溢流区中。留在模具内的可聚合或可交联材料通过光化辐射(例如，UV辐照、电离辐射、微波辐照)或通过加热而聚合或交联。由此，将模腔中的起始材料和溢流区中的过量材料二者硬化。随后，打开模具并且将已聚合但尚未水合的接触镜片移出并进行进一步处理。
不幸的是，一般说来不可能可靠地预测该接触镜片将粘附到这两个半模中的哪一个上：在一些情况下，该接触镜片粘附到阳半模(具有凸形光学模制表面的半模)上，并且在其他情况下，该接触镜片停留在阴半模(具有凹形光学模制表面的半模)中。因此，在打开该模具后，在每种情况下必须进行检查以发现已聚合但尚未水合的接触镜片位于哪个半模上或哪个半模中。
在模具分开后，用有机溶剂(例如IPA(异丙醇))来萃取位于其相应半模(阳或阴)上的镜片与该半模。这样做是由于镜片与半模之间的强粘合使镜片难以从该半模上移除。认为这种强粘合是由于如此制造的硅水凝胶镜片的表面的粘性。如果强行将镜片从半模上移除，镜片可能粘附到自身上(卷曲)且镜片处理可能困难，和/或镜片可能由于极大的表面粘性而被损坏。
萃取之后，仍在半模上的镜片在水中平衡并且接着从半模上移除。但是，镜片仍粘附在模具表面上，因而，使用溶剂混合物将镜片解粘连(或分离、或除去)。移除的镜片进一步进行其他处理，例如等离子处理、水合、灭菌等。
通常，在分批过程中进行镜片的萃取和均衡。由于每个镜片都与一个半模相关联，因而存在一些缺点。首先，半模占据了萃取或均衡槽中的宝贵空间，并且因此减小了在每个槽中可实施的萃取容量。第二，镜片溢料可能在萃取浴中部分地或全部地溶解。镜片溢料的任何溶解都可能潜在地减小萃取效率。第三，即使在萃取与均衡之后，镜片溢料可能仍贴附至镜片上。贴附了溢料的任何镜片将是不合格的并且因此产品产率可能下降。希望具有将镜片从镜片粘附的半模上移除(也称作“解粘连”或“分离”或“除去”)的步骤。
可以使用有机溶剂、例如异丙醇(IPA)来将硅水凝胶镜片从其粘附的半模上分离。该溶剂使镜片溶胀并且帮助减小将镜片保持在该半模表面上的力。但是，一旦镜片溶胀，由于机械强度不足，难以操作镜片的大尺寸。此外，在有机溶剂(例如IPA)中溶胀后的镜片仍可能具有粘性或发粘。
PCT公布的国际专利申请WO 01/30558描述了一种用于通过用低温材料来将接触镜片的温度降低至某个温度并且持续足以使镜片在不施加外力的情况下从其粘附的半模上释放的时间，而将镜片从其粘附的半模上分离的不同途径。降低接触镜片的温度是通过与诸如液氮、液氦、液态二氧化碳或固态二氧化碳(“干冰”)等低温物质直接或间接接触来实现的。在使用低温物质来将硅水凝胶镜片冷却至低于其玻璃化转变温度(Tg)时，表面粘性暂时冻结。由于粘性降低并且镜片大小可能减小，这使得镜片与半模分开。但是，分开后的镜片在空气中再次变粘，这使该镜片难以操作。此外，使用低温物质可能增加生产成本。
因此，不仅需要提供一种通过省略之前要求的在打开模具后检查以发现接触镜片位于哪个半模上或其中而实现的、以增强的品质和增加的产率来铸造模制接触镜片的方法，还需要提供一种准许硅水凝胶镜片与镜片粘附的半膜分开并且不需要液体浸泡的工艺。
发明内容
本发明涉及一种用于制造接触镜片的方法，该方法包括：
a)提供包括具有第一模制表面的阳半模和具有第二模制表面的阴半模的模具，其中，该阳半模和阴半模被配置用于接纳彼此，使得当该模具闭合时在该第一模制表面与第二模制表面之间形成模腔；
b)将一定量的硅水凝胶镜片形成材料分配到该阴半模中；
c)将该阳半模和阴半模配合，以闭合该模具；
d)将位于该模腔中的硅水凝胶镜片形成材料固化，由此形成模制的硅水凝胶接触镜片；
e)将该模具分开成为该阳半模和阴半模，其中，该硅水凝胶接触镜片粘附在该阳半模和阴半模之一上；
f)使成形的超声波变幅杆与其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模的非光学表面的至少一个区域直接接触；
g)向其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模的非光学表面的该至少一个区域施加超声波振动能量，以便将所模制的硅水凝胶接触镜片与贴附在其上的该半模分开，
其中，其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模不浸入水性介质中。
本发明还涉及一种用于将水凝胶接触镜片从镜片粘附半模上除去、将模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的阴半模或阳半模分开的设备，该设备包括：
用于使其上贴附了水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模保持静止的装置，
超声波能量变幅杆被成形为与其上贴附了所模制的水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模的非光学表面的至少一个区域直接接触，
电源、转换器、以及增幅器，这些联接至该变幅杆以形成超声波焊接系统，用于产生一定频率和振幅的超声波能量并且持续为了将所模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的该阴半模或该阳半模分开所必需的时间。
本发明提供了前述的特征和其他特征，并且从以下对当前优选实施例的详细描述中、结合附图来阅读将进一步了解本发明的优点。详细描述和附图仅是对本发明的展示并且不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等效物限定。
附图说明
图1是根据本发明的优选实施例的模具的截面视图。
图2示意性地展示了根据本发明的用于将镜片形成模具的阳半模和阴半模分开的工艺以及实施本发明的方法的设备。
图3展示了超声波焊接系统。
图4展示了置于围绕阳半模的外凹表面的延长平坦边缘上的平坦超声波变幅杆。
图5A和图5B展示了置于阳半模的外凹部分内的凸形超声波变幅杆。
图6展示了平坦超声波变幅杆的尺寸被确定成大约是阴半模的外直径。
图7A和图7B展示了置于阴半模的外凸部分内的凹形超声波变幅杆。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，在下文阐述这些实施例的一个或多个实例。每个实例是以解释本发明而不是限制本发明的方式提供的。实际上，本领域技术人员将清楚的是，可以在不背离本发明的范围或精神的情况下对本发明做出不同的变更和改变。例如，作为一个实施例的一部分所展示或描述的特征可以用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等效物的范围内的此类变更和改变。本发明的其他目的、特征和方面在下面的详细描述中被披露或者从下面的详细描述中是明显的。本领域普通技术人员将理解的是，本讨论仅是对示例性实施例的描述、并且不旨在限制本发明的更宽的方面。
除非另外定义，否则在此使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。总体上，在此使用的命名法和实验室程序是本领域众所周知的且常用的。对这些程序使用常规方法，如本领域中和各种一般参考文献中提供的那些。当以单数提供术语时，诸位发明人也考虑了所述术语的复数。
“水凝胶”是指当被完全水合时可以吸收至少10重量百分比的水的聚合物材料。总体上，水凝胶材料是通过至少一种亲水性单体在附加的单体和/或大分子单体存在或不存在时的聚合或共聚而获得。
“硅水凝胶”是指通过可聚合组合物的共聚获得的水凝胶，该组合物包括至少一种含硅酮的乙烯基单体或至少一种含硅酮的大分子单体。
如在此使用的，“乙烯基单体”是指具有烯键式不饱和基团并且可以光化聚合或热聚合的低分子量化合物。低分子量典型地意指小于700道尔顿的平均分子量。
术语“烯属不饱和基团”或“烯键式不饱和基团”在此在广义上使用并且旨在涵盖含有至少一个>C＝C<基团的任何基团。示例性烯键式不饱和基团包括但不限于：丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基、苯乙烯基或其他含C＝C的基团。
如在此使用的，关于可聚合组合物或材料的固化或聚合的“光化地”意指通过光化辐照，例如像UV辐照、电离辐射(例如，γ射线或X射线辐照)、微波辐照等进行固化(例如，交联和/或聚合)。热固化或光化固化方法是本领域技术人员熟知的。
如在此使用的，“亲水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生水溶性的或可以吸收至少10重量百分比水的聚合物的乙烯基单体。
如在此使用的，“疏水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生不溶于水并且可以吸收少于10重量百分比水的聚合物的乙烯基单体。
“大分子单体”是指含有稀键式不饱和基团并且可以光化聚合或热聚合的中等分子量和高分子量化合物或聚合物。中等分子量和高分子量典型地意指大于700道尔顿的平均分子量。
“聚合物”意指通过聚合/交联一种或多种单体、大分子单体和或低聚物而形成的材料。
如在此使用的，聚合物材料(包括单体材料或大分子单体材料)的“分子量”是指数均分子量，除非另外明确指出或除非测试条件另外指明。
如在此所使用的，“预聚物”是指起始聚合物，其可以光化固化或热固化(例如，交联和/或聚合)，以获得分子量远高于所述起始聚合物的、交联和/或聚合的聚合物。
“镜片形成材料”是指可聚合组合物，其可以被热固化或光化固化(即，聚合和/或交联)以获得交联聚合物。镜片形成材料是本领域技术人员熟知的。
“半模的非光学表面”指的是在铸造模制接触镜片期间不与镜片形成材料接触的半模表面。
本发明总体上涉及一种在硅水凝胶接触镜片固化之后并且在镜片萃取之前将模具分开并且将该镜片从模具上分离(或移除或解粘连)的方法。本发明部分地基于以下发现，即超声波振动能量可以有效地用于将模具分开成半模并且用于将硅水凝胶镜片从其粘附的半模上分离，由此增大产品产率。
虽然发明人不希望受到任何特定理论的约束，但相信是因为在脱模过程期间(即将阳模和阴模分开)存在镜片与模具在一定程度上分离的区域。在向其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模的非光学表面的至少一个区域施加超声波振动期间，这些区域可以变大并且可以到达镜片的边缘。在这种情况下，气泡填充空隙并且接着镜片分开。还可能的是，从边缘除去并且朝向中心移动。在这种情况下，空气立即填充间隙。
还相信，如果额外力和超声波振动能量被同时施加到其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模的至少一个区域上，则模制的硅水凝胶接触镜片与贴附在其上的半模的分开将变得高效，例如，将模制的硅水凝胶接触镜片与贴附在其上的半模分开所用时间更短、变得高效。额外力和超声波振动能量可以施加在其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模的不同区域或相同区域上。为了使操作简化，额外力和超声波振动能量施加在半模的相同区域上。进一步相信，额外力使半模偏转并且在镜片表面与其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模之间产生附加的微气泡。
本发明的方法具有几个优点。第一，施加超声波振动能量使得模制镜片能够与其粘附的半模分离而不会撕裂镜片。第二，通过超声波振动能量进行镜片分离是相对快速的过程，例如仅花费一秒。第三，本方法允许硅水凝胶镜片与镜片粘附的半模分开，而不需要液体浸泡。第四，没有半模，萃取槽可以容纳更多镜片并且可以降低与萃取设备相关联的生产成本。第四，移除溢料以及未固化的可聚合组分可以增大萃取效率。
本发明涉及一种用于制造接触镜片的方法，该方法包括：
a)提供包括具有第一模制表面的阳半模和具有第二模制表面的阴半模的模具，其中，该阳半模和阴半模被配置用于接纳彼此，使得当该模具闭合时在该第一模制表面与第二模制表面之间形成模腔；
b)将一定量的硅水凝胶镜片形成材料分配到该阴半模中；
c)将阳半模和阴半模配合，以闭合模具；
d)将位于模腔中的硅水凝胶镜片形成材料固化，由此形成模制的硅水凝胶接触镜片；
e)将模具分开成为阳半模和阴半模，其中，硅水凝胶接触镜片粘附在阳半模和阴半模之一上；
f)使成形的超声波变幅杆与其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模的非光学表面的至少一个区域直接接触；
g)向其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模的非光学表面的该至少一个区域施加超声波振动能量，以便将模制的硅水凝胶接触镜片与贴附在其上的半模分开，
其中，其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模不浸入水性介质中。
用于铸造模制接触镜片的模具区段的制造方法通常是本领域普通技术人员熟知的。本发明的方法不局限于任何特定的用于形成模具的方法。事实上，本发明中可以使用任何用于形成模具的方法。但是，为了说明的目的，提供了以下讨论作为形成模具的一个实施例。
通常，模具包括至少两个模具区段(或部分)或半模，即，阳半模和阴半模。阳半模限定了第一模制(光学)表面，该第一模制表面限定了镜片的后(凹形)表面，第二半模限定了第二模制(或光学)表面，该第二模制表面限定了镜片的前(凸形)表面。第一半模和第二半模被配置用于接纳彼此，使得在第一模制表面与第二模制表面之间形成镜片形成空腔。半模的模制表面是模具的空腔形成表面并且与镜片形成材料直接接触。
图1示意性地展示了用于本发明的方法和设备中的优选模具100。模具100包括阴半模1和阳半模2。
阳半模2包括基部61、从基部61向上延伸的总体上圆柱形本体25、限定模制的接触镜片的后(凹形)表面的后模制表面、以及环绕后模制表面的环形肩部65。后模制表面从本体25的顶部向外突起。示出的环形肩部65是平坦的。应理解的是，环形肩部65可以具有任何适合的表面，例如倾斜表面。
阴半模1包括基部51、从基部51向上延伸的基本上圆柱形本体15、限定模制的接触镜片的前(凸形)表面的前模制表面、以及套环4。前模制表面从本体15的顶部向下凹入。套环4(或上突凸缘)优选地是阴半模1的一体部分并且从本体15的顶部向上突起。周向凹槽(或凹陷)11在本体15的顶部、在前模制表面之间形成并且用作任何过量的未聚合镜片形成材料的溢流区。
如在此所使用的，术语“套环”是指从这两个配合半模之一的本体的顶部向上突起的外周圆形部。套环可以贴附到一个半模上或优选地是其一体部分、并且可以包绕另一个半模以在这两个半模之间提供紧密密封。要理解的是，套环可以被提供在阳半模和阴半模中的任一个上。
阴半模1和阳半模2被配置用于接纳彼此，使得在前模制表面与后模制表面之间形成接触镜片形成空腔12。套环4包绕阳半模2的本体25，以在模具闭合时在阴半模与阳半模之间提供紧密密封5。典型地，该密封中不存在镜片材料。
在操作中，如本领域技术人员熟知的，可以首先在注塑模制设备中用塑料树脂来注塑模制半模1和2。典型地通过分配装置来将特定量的可聚合镜片形成材料分配到阴半模1中，然后放上阳半模2，并且闭合模具100(图1)。在模具100闭合时，任何过量的未聚合镜片形成材料被压入在阴半模1上设置的溢流区11中。
随后，对含有可聚合镜片形成材料的闭合模具100至少在该镜片形成空腔12的区域中进行光化辐照(例如，UV辐射)。为此目的，至少一个半模至少在模制表面的区域中是光化辐射(例如UV光)可透过的。因而，至少使镜片形成空腔12中的可聚合镜片形成材料聚合。还可以使溢流区11中的任何可聚合镜片形成材料聚合。这是有利的，因为当模具打开时，过量的已聚合的镜片形成材料留在阴半模1的溢流区11中，同时可以移除粘附到阳半模2上的接触镜片，并且将其与阳半模2一起进行进一步处理。
这些半模可以通过各种不同的技术、例如注塑模制来形成。用于铸造模制接触镜片的半模的制造方法总体上是本领域普通技术人员熟知的。本发明的方法不局限于任何特定的用于形成模具的方法。事实上，本发明中可以使用任何用于形成模具的方法。该第一和第二半模可以通过各种不同的技术(如注塑模制或车床处理)来形成。用于形成这些半模的适合方法的实例披露于Schad的美国专利号4,444,711；Boehm等人的4,460,534；Morrill的5,843,346；以及Boneberger等人的5,894,002中，这些专利也通过援引并入本文。
可以使用本领域已知的用于制造模具的几乎所有材料来制造用于制造接触镜片的模具。例如，可以使用聚合物材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PMMA、 COC等级8007-S10(来自德国法兰克福和新泽西州萨米特(Frankfurt，Germany and Summit，NewJersey)的泰科纳公司(Ticona GmbH)的乙烯与降冰片烯的透明无定形共聚物)等。可以使用允许UV光透射的其他材料，如石英玻璃和蓝宝石。
根据本发明，硅水凝胶镜片形成材料包括至少一种含硅的单体或大分子单体，或可以是用于制造软接触镜片的任何镜片配方。示例性的镜片配方包括但不限于lotrafilcon A(视康日夜型月抛)、lotrafilcon B(视康舒视氧月抛)、etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、polymacon、acquafilcon A、balafilcon、senofilcon A(欧舒适两周抛)等的配方。镜片形成材料可以进一步包括其他组分，例如引发剂(例如，光引发剂或热引发剂)、可见性着色剂、UV阻断剂、光敏剂等。优选地，本发明中使用的硅水凝胶镜片形成材料包括含硅酮的大分子单体或预聚物。
含硅酮的乙烯基单体的实例包括但不限于：甲基丙烯酰氧基烷基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷、双(甲基丙烯酰氧基丙基)四甲基-二硅氧烷、单甲基丙烯酸酯化的聚二甲基硅氧烷、巯基封端的聚二甲基硅氧烷、N-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基]丙烯酰胺、N-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基]甲基丙烯酰胺、三(五甲基二甲硅烷基戊基)-3-甲基丙烯酰基合丙基硅烷(T2)、以及甲基丙烯酸三三甲基甲硅烷氧基甲硅烷基丙基酯(TRIS)。优选的含硅氧烷的单体是TRIS，其被称为3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、并且用CAS号17096-07-0表示。术语“TRIS”还包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷的二聚物。
任何适合的具有一个或多个烯键式不饱和基团的含硅氧烷的大分子单体都可以用于生产硅水凝胶材料。特别优选的含硅氧烷的大分子单体选自由在US 5,760,100(通过援引以其全文并入本文)中描述的大分子单体A、大分子单体B、大分子单体C、和大分子单体D组成的组。含有两个或更多个可聚合基团(乙烯基基团)的大分子单体也可以充当交联剂。由聚二甲基硅氧烷和聚烯化氧的二嵌段和三嵌段大分子单体也是实用的。此类大分子单体可以是用丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙稀基基团单官能化或二官能化的。例如，可以使用甲基丙烯酸酯封端的聚环氧乙烷-嵌段-聚二甲基硅氧烷-嵌段-聚环氧乙烷以增强氧渗透率。
含硅酮的预聚物的实例包括但不限于在美国专利申请公开号US 2001-0037001A1以及美国专利号6,039,913中披露的那些，这些文献的内容通过援引并入本文。优选地，以本身已知的方式来将本发明中所用的预聚物预先纯化，例如通过用有机溶剂(例如丙酮)沉淀、过滤和洗涤、在合适的溶剂中萃取、透析或超滤，超滤是尤其优选的。通过该纯化工艺，能够以极其纯的形式获得所述预聚物，例如以无或至少基本上无反应产物(如盐)和起始物料(例如，非聚合物成分)的浓缩的、水性溶液的形式。在根据本发明的工艺中使用的预聚物的优选纯化工艺(超滤)可以按本身已知的方式进行。有可能的是重复进行超滤，例如进行从二至十次。可替代地，可以连续地进行超滤直至达到所选的纯度。所选的纯度原则上可以如所希望的那样高。对于纯度的适合量度例如是作为副产物获得的溶解盐的浓度，其可以简单地以已知方式确定。
根据本发明，硅水凝胶镜片形成材料还可以包括亲水性乙烯基单体。几乎任何可以充当增塑剂的亲水性乙烯基单体都可以用于本发明的流体组合物中。在优选的亲水性单体之中的是N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、甲基丙烯酸三甲胺2-羟丙酯盐酸盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烯丙醇、乙烯基吡啶、甲基丙烯酸甘油酯、N-(1,1二甲基-3-氧丁基)丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、丙烯酸、甲基丙烯酸、和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)。
硅水凝胶镜片形成材料还可以包括疏水性单体。通过将一定量的疏水性乙烯基单体掺入可聚合的流体组合物中，可以改进所得聚合物的机械特性(例如，弹性模量)。
硅水凝胶镜片形成材料可以进一步包括抗微生物剂，优选抗微生物的金属纳米粒子，更优选银纳米粒子。
根据本发明，硅水凝胶镜片形成材料可以是溶液或无溶剂液体或者在低于90℃的温度下熔化。本领域技术人员熟知如何制备硅水凝胶镜片形成材料。
根据本发明，硅水凝胶镜片形成材料可以是溶液或无溶剂液体或者在低于60℃的温度下熔化。
典型地通过分配装置来将特定量的可聚合镜片形成材料分配到阴半模中，然后放上阳半模，并且闭合模具。在模具闭合时，任何过量的未聚合镜片形成材料被压入在阴半模(或替代性地阳半模)上设置的溢流区中。
随后，将包含可聚合镜片形成材料的闭合模具固化。本领域技术人员熟知如何固化镜片形成材料。例如，对至少在镜片形成空腔的区域中的镜片形成材料进行光化辐照(例如，UV辐射)或热处理(例如，在烤炉中加热)，以形成镜片。对于光化固化，至少一个半模至少在模制表面的区域中是光化辐射(例如，UV光)可透过的。因此，至少使镜片形成空腔中的可聚合镜片形成材料聚合。还可以使溢流区中的任何可聚合镜片形成材料聚合。这是有利的，因为当模具打开时，过量的已聚合的镜片形成材料留在阴半模的溢流区中，同时可以移除粘附到阳半模上的接触镜片，并且将其与阳半模一起进行进一步处理。
随后，向阴模的非光学表面在非光学模制表面的中央区域周围的位置上以相对于模具的轴线小于约30度、优选地小于约10度、最优选地小于约5度(即，在与非光学模制表面的中央区域基本上正交的方向上)施加力，以使阴模表面变形，这破坏了阴模的光学模制表面与镜片之间的结合，如图2所示。存在不同方式向阴模的非光学表面在非光学模制表面的中央区域周围的位置上沿模具的轴线施加力，以使阴模表面变形来破坏阴模的光学模制表面与镜片之间的结合。应理解的是，模具打开装置可以具有本领域技术人员已知的任何构型以执行将两个半模彼此分开的功能。例如，参考图2，脱模组件包括销70，该销可定位成抵靠阴模区段的非光学模制表面的中央区域。销70具有平坦自由端70a，以使自由端70a与阴模的非光学模制表面的中央区域之间实现表面接触。应理解的是，本发明的范围不限于销端70a的这种特定的平坦构型，例如销可以具有圆化的自由端。在本实施例中，销70是可移动的，并且通过用第一撬动指状物32向阴半模施加约束力向阴半模施加约束力以将阴半模维持在固定位置来使阴模保持静止。然而，可以将组件布置成使得阴模可移动同时销70保持静止、或使得销70和阴模二者可以相对于彼此移动。
在使用时，在脱模操作期间，销70的自由端70a向阴模的非光学表面的中央部分施加纵向力。第一撬动指状物32向阴模区段1的凸缘51的端面51a施加反作用力。因此，阴模区段在销70的自由端70a与第一指状物32之间压缩。压缩力使阴模区段的弯曲部分变形并且破坏阴模区段1的镜片形成光学表面与镜片12的前表面之间的结合。
接着，利用第二撬动指状物来向阳模施加竖直提升移动，同时维持该阴模上的约束以便实现该阴模与该阳模之间的逐渐分开。
将阳模和阴模分开之后，即便在将特定量的可聚合镜片形成材料分配到阴模和阳模之一中之前或之后不对这些半模的模制表面进行处理以使得当将模具分开时模制的接触镜片优选地粘附到阴模或阳模上，接触镜片粘附到阳模上。
破坏阴模的光学模制表面与镜片之间的结合之后，将模具分开，其中模制的接触镜片粘附到阳半模2上。惊讶地发现，根据本发明，即便在将特定量的可聚合镜片形成材料分配到半模中的一个中之前或之后不对这些半模的模制表面进行处理以使得当模具分开时模制的接触镜片优选地粘附到阴模或阳模上，模制的接触镜片粘附到阳半模上。
一旦模具区段已经分开，镜片将粘附到阳模区段的表面上并且因此必须从阳模区段释放。根据上述的本申请，镜片典型地保持粘附到阳模区段上。但是，通过使用相似的原理，压缩可以应用于向阳模的非光学表面在非光学模制表面的中央区域周围的位置上并且沿模具的纵向轴线施加力，以使阳模变形而在销与第一组撬动指状物之间压缩阴模，从而破坏阳模的光学模制表面与镜片之间的结合，由此当分开模具时镜片粘附到阴模上。
根据本申请，超声波焊接系统不是用于将两片塑料材料焊接在一起、而是用于将模制的硅水凝胶接触镜片与贴附在其上的半模分开。如图3展示的超声波焊接系统包括：电源(300)，该电源提供大功率AC信号，该信号具有与超声波堆叠体的共振频率相匹配的频率。超声波堆叠体由转换器(310)、增幅器(320)、以及变幅杆(330)组成。堆叠体的所有三个元件特别地经调谐为以完全一样的超声波频率(通常是15、20、30、35、40或70kHz)共振。将电信号转换成机械振动。增幅器修改振动的振幅。变幅杆还可以限定振动的振幅并且向待接触的部分施加机械振动。但是，可以使用将振动能量从转换器传递到半模的任何种类的机械系统。
图4展示了本发明的实施例，其中，具有平坦表面(340)的超声波变幅杆(330)的尺寸被确定成大约是阳半模(2)的外直径并且置于围绕阳半模的外凹表面(35)(或环形肩部65的后表面)的延长平坦边缘上。靠近超声波变幅杆的阳半模(2)利用从超声波变幅杆(330)发出的声学能量进行振动，同时接触镜片(85)贴附到该阳半模上，使得阳半模的环形肩部(65)的后表面与贴附在其上的接触镜片之间按照声学能量的频率发生相对运动。阳半模和贴附在其上的接触镜片被位置固持器(75)保持静止。本领域技术人员知道哪个装置可以用作位置固持器，例如水平金属(level metal)或具有贴附的水平金属的杯状物。杯状物可以用于收集与阳半模分开的镜片。此外，杯状物可以附接至真空源并且真空可以帮助将镜片与阳半模分开。
图5A和图5B示出了实施例，其中具有凸表面(340)的超声波变幅杆(330)的大小允许其在阳半模(2)的外凹部分内延伸。阳半模和贴附在其上的接触镜片(85)被位置固持器(75)保持静止。图5A展示了，超声波变幅杆利用超声波变幅杆(330)发出的声学能量进行振动，同时接触镜片贴附到该变幅杆上，使得通过在阳半模(2)的外凹部分的内侧与贴附在其上的接触镜片之间的接触表面按照声学能量的频率发生相对运动。5B展示了，超声波变幅杆利用超声波变幅杆(330)发出的声学能量进行振动，同时接触镜片贴附到该变幅杆上，使得通过在阳半模2的外凹部分的边缘与贴附在其上的接触镜片之间的接触点按照声学能量的频率发生相对运动。
图6展示了本发明的实施例，其中，具有平坦表面(340)的超声波变幅杆(330)的大小被确定成大约是阴半模(1)的外直径以接触阴半模的外凸部分的中央区域。阴半模和贴附在其上的接触镜片(85)被位置固持器(75)保持静止。靠近超声波变幅杆的阴半模(1)的后表面的中央部利用从超声波变幅杆(330)发出的声学能量进行振动，同时接触镜片贴附到该阴半模上，使得阴半模与贴附在其上的接触镜片之间按照声学能量的频率发生相对运动。
图7A和图7B示出了实施例，其中具有凹表面(340)的超声波变幅杆(330)的大小允许其在阴半模(1)的外凸部分内延伸以接触阴半模的外凸部分的中央区域。阴半模和贴附在其上的接触镜片(85)被位置固持器(75)保持静止。图7A展示了，超声波变幅杆利用超声波变幅杆(330)发出的声学能量进行振动，同时接触镜片贴附到该变幅杆上，使得通过在阴半模1的外凸部分的内侧与贴附在其上的接触镜片之间的接触表面按照声学能量的频率发生相对运动。7B展示了，超声波变幅杆利用超声波变幅杆(330)发出的声学能量进行振动，同时接触镜片贴附到该变幅杆上，使得通过在阴半模1的外凹部分的边缘与贴附在其上的接触镜片之间的接触点按照声学能量的频率发生相对运动。
根据本发明，对变幅杆的输出部以及与操作该系统相关联的优选参数的修改在下文中给出。
超声波焊接系统包括电源(300)，该电源通过使用固态电力设备产生从15kHz到70kHz范围的频率。这种高频率电能被供应至转换器(320)。该部件以转换后的电能供应的频率将电能转变成超声波机械振动能量，该频率通常是15kHz到70kHz。接着，振动超声波声学能量被传递穿过被称为增幅器(320)的振幅修改装置。增幅器是被动(即无动力)装置，该装置用于在转换器的输出振幅到达变幅杆(330)之前修改该输出振幅。变幅杆被成形为具有平坦表面、凸形表面、或凹形表面等(340)的变幅杆，该变幅杆是将振动能量直接传递到半模的非光学表面的声学工具。
如下利用上述设备实践本发明：如上文描述的超声波焊接设备，用于研究的特定系统是具有30kHz发生器、2:1增幅器的杜肯iQ系列ES伺服超声波焊接压机系统。发生器产生使用者可设定的、高压(～1000Vrms)、30kHz信号，该信号被施加至换能器。换能器根据所施加的这个电压进行扩大和缩小并且在换能器的面上产生机械振动。这种振动被增幅器与变幅杆的组件放大。为了使零件上的机械振动的效率最大，需要以规定的方式施加振动。
为了操作杜肯伺服系统，超声波变幅杆下降至某个空间点，在该点处，该变幅杆开始寻找与使用者设定的触发力相等的反作用力。该变幅杆将继续以规定的速度向下移动短的距离以寻找那个反作用力。当获得那个力时，系统将启动超声波。一旦启动，变幅杆将设法移动以维持那个恒定力。力模式被选择用于处理将遇到的由于不同零件放置成与前一零件轻微不同而造成的正常位置变化、以及从一个零件到另一零件的轻微几何形状变化。发生器输出能量等于功率的时间积分。
表1：示例性过程设定：
过程参数 设定
发生器频率 30kHz或40kHz
增幅器 2:1
变幅杆 2:1
触发力 100N
能量 0.1-40J
根据本发明，操作的发生器频率在15kHz到70kHz之间、优选地在20kHz到40kHz之间、更优选地在30kHz到40kHz之间。操作的触发力在1.0N到150N之间、优选地在20N到120N之间、更优选地在40N到110N之间、还更优选地在80N到100N之间。操作的能量在0.1J到40J之间、优选地在0.5J到30J之间、还更优选地在1.0J到20J之间。将模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的阴半模或阳半模分开所需的施加超声波振动能量的持续时间通常少于10秒、优选地少于5.0秒、更优选地少于2.0秒、还更优选地少于1.0秒。
在另一个方面，本发明涉及一种用于将水凝胶接触镜片从镜片粘附半模上除去、将模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的阴半模或阳半模分开的设备，该设备包括：
用于使其上贴附了水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模保持静止的装置，
超声波能量变幅杆被成形为与其上贴附了模制的水凝胶接触镜片的阴半模或阳半模的非光学表面的至少一个区域直接接触，
电源、转换器、以及增幅器，这些联接至该变幅杆以形成超声波焊接系统，用于产生一定频率和振幅的超声波能量并且持续为了将所模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的该阴半模或该阳半模分开所必需的时间。
应理解的是，用于铸造模制接触镜片的半模的制造方法是本领域普通技术人员熟知的。发明的方法不局限于任何特定的用于形成半模的方法。事实上，任何形成半模的方法可以用于本发明中。但是，为了阐释的目的，以上讨论是作为形成根据本发明可以使用的半模的一个实施例提供的。
显然存在不同的实施例。虽然展示的是一个模具(图1)，但本发明决不限于这种特定模具。本领域技术人员可以容易地确定本发明适用于的其他模具。
上文已经参照某些特定的优选实施例详细描述了本发明，以使读者能够实践本发明而无需过度的试验。本领域普通技术人员将容易地认识到，在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以在适当程度上改变或修改许多前述的部件、组成和/或参数。此外，所提供的名称、标题、示例材料等是为了增强读者对本文的理解，其不应被理解为限制本发明的范围。因此，本发明由以下权利要求及其合理的扩展和等同方案限定。

Claims (8)

1.一种用于制造接触镜片的方法，包括：
a)提供包括具有第一模制表面的阳半模和具有第二模制表面的阴半模的模具，其中，该阳半模和阴半模被配置用于接纳彼此，使得当该模具闭合时在该第一模制表面与第二模制表面之间形成模腔；
b)将一定量的硅水凝胶镜片形成材料分配到该阴半模中；
c)将该阳半模和阴半模配合，以闭合该模具；
d)将位于该模腔中的硅水凝胶镜片形成材料固化，由此形成模制的硅水凝胶接触镜片；
e)将该模具分开成为该阳半模和阴半模，其中，该硅水凝胶接触镜片粘附在该阳半模和阴半模之一上；
f)使成形的超声波变幅杆与其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模的非光学表面的至少一个区域直接接触；
g)向其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模的非光学表面的该至少一个区域施加超声波振动能量，以便将所模制的硅水凝胶接触镜片与贴附在其上的该半模分开。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该成形的超声波变幅杆是平坦超声波变幅杆。
3.如权利要求1所述的方法，其中，该成形的超声波变幅杆是凸形超声波变幅杆。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该成形的超声波变幅杆是凹形超声波变幅杆。
5.如权利要求1至4所述的方法，其中，施加超声波振动能量是以15kHz到50kHz之间的发生器频率来操作。
6.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，施加超声波振动能量是由0.1N到150N之间的力触发的。
7.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，其上贴附了所模制的硅水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模不浸入水性介质中。
8.一种用于将水凝胶接触镜片从镜片粘附半模上除去、将模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的阴半模或阳半模分开的设备，该设备包括：
用于使其上贴附了水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模保持静止的装置，
超声波能量变幅杆被成形为与其上贴附了所模制的水凝胶接触镜片的该阴半模或该阳半模的非光学表面的至少一个区域直接接触，
电源、转换器、以及增幅器，这些联接至该变幅杆以形成超声波焊接系统，用于产生一定频率和振幅的超声波能量并且持续为了将所模制的水凝胶接触镜片与贴附在其上的该阴半模或该阳半模分开所必需的时间。
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