CN1277366A - 隐形眼镜的传送及材料移除系统 - Google Patents

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Abstract

一种将一湿物件如隐形眼镜自一第一站传送至一第二站的方法及装置,包括一探管,该探管具有管筒、喷嘴和遮罩;该管筒具备一通道以与一真空源及一加压气体源连通,该喷嘴位于该通道的末端,该遮罩围绕该喷嘴与一真空源连通。该管筒于一第一方向中移动以将该喷嘴置于在该第一站的物件附近并让喷嘴的真空将该物件吸附于该喷嘴。该管筒于一第二方向中移动以移除在该第一站吸附于该喷嘴的物件。该探管在吸附该物件的状态下移至该第二站。

Description

隐形眼镜的传送及材料移除系统
本发明关于一种将一湿塑胶物件如隐形眼镜自一站传送至另一站的方法及装置。
亲水性隐形眼镜的铸型制造方法为习知。在以下所提各专利中均提及此等方法：授与Larsen的美国专利第4,495,313号；授与Larsen等人的美国专利第4,640,489号；授与Larsen等人的美国专利第4,680,336号；授与Larsen等人的美国专利第4,889,664号；及授与Larsen等人的美国专利第5,039,459号；以上各专利均已让渡给本发明的受让人。
此等习知技艺揭示一种隐形眼镜制造方法，其中每一隐形眼镜是由在一前曲面(下部铸模区)与背曲面(上部铸模区)间模铸一反应性混合物的方式形成。通常这些隐形眼镜是装载在一铸模阵列或托盘内，例如二乘四阵列。单体在前曲面和背曲面间聚合而形成隐形眼镜。在某一种方法中，隐形眼镜在一水合步骤中卸离前曲面铸模，然后以施加一水合去离子(DI)水的方式清洗以去除隐形眼镜的处理化学药剂如稀释剂。
有时当水合作用中使用去离子水时，制程的最终步骤为在隐形眼镜的最终包装内注入缓冲盐溶液，然后将隐形眼镜密封在包装内使最终隐形眼镜平衡(离子中和、最终水合及最终隐形眼镜定尺寸)于室温下或于消毒期间在包装内完成。美国专利第4,961,820号(亦让渡给本发明的受让人)揭示一种隐形眼镜最终包装，其中该包装由一透明塑胶材料如聚丙烯及与该塑胶材料热封合之一箔片层压片构成。
软式隐形眼镜在制造过程中的传送已然是一个重大的问题。隐形眼镜小到几乎无法目视，特别是在其浸泡于制程中常用的液体内时非常难以处理。在制程中经常需要将湿隐形眼镜自一处所精确并可靠地传送至另一处所或最终包装。
一如前文所述，现今需要一种装置用以将湿隐形眼镜自一站(例如一铸模或水合槽)传送至另一站(例如一包装)的装置，并在传送的同时移除或减少因水合处理出现在隐形眼镜上的水合液体或其他物质的量。
标题为“Automated Apparatus and Method for Preparing ContactLenses for Inspection and packaging”的美国专利第5,578,331号(此专利亦让渡与本发明的受让人)揭示一种用以将复数个软式隐形眼镜自一第一处理站传送至一第二处理站的自动机械臂。该自动机械装置包括一可调整凸面隐形眼镜载架阵列。此专利的说明书在此并入作为参考。
亦属本发明受让人所有的美国专利第5,561,970号揭示一种隐形眼镜自动传送系统，其包含一自动机械臂接触并传送软式隐形眼镜。该专利在此并入作为参考。亦属本发明受让人所有的美国专利第5,706,634号揭示一种隐形眼镜传送装置，其包含一凸面隐形眼镜传送表面，隐形眼镜藉由表面张力固定于该表面上。然后该装置将隐形眼镜送到一第二处所。隐形眼镜在该装置射出一定数量去离子水时脱离该凸面隐形眼镜传送表面。该专利在此并入作为参考。然而以上各专利均未提及如何去除水合溶液或其他物质，亦不具备进行传送及控制物质移除机能的能力。此外，习知隐形眼镜传送系统并无提出在隐形眼镜传送过程中液体自一隐形眼镜泼溅到包装上的问题。
本发明关于自一湿物件如隐形眼镜及/或其包装在其密封于包装内之前移除过量物质或异物。在较佳实施例中，此目的的达成方式为提供一遮罩，该遮罩围绕用以拾取且稍后释放湿物件的探管。探管最好使用正及负压力来处理该湿物件。包围该探管的遮罩产生吸力以在放置及物质移除过程中控制物质。
在一观点中，本发明针对一种在制造及包装的各步骤中及步骤间传送一湿物件如隐形眼镜的方法及装置。此等制造步骤有一组揭示于随本发明申请的美国专利申请案(我方档案号码为VTN-420)中，其中必须自在一前曲面铸模内进行隐形眼镜清洗及水合作用的一第一站传送至一设计为消费者使用的最终包装。另一种选择，该装置可用以将一隐形眼镜自一可多次使用铸模传送至一隐形眼镜包装，或是自一铸模传送至一容器以供隐形眼镜检视，或是自任意其他第一位置传送至一第二位置。
在一较佳实施例中，本发明包含一探管，该探管具备一穿孔半球形喷头，该喷头的直径和形状与隐形眼镜形状相符。该探管移至位在一载架或托架如前曲面铸模内的隐形眼镜凹表面相近(更佳为相接触)，并藉由真空力自该托架拾取隐形眼镜，此真空力在喷嘴产生吸力将隐形眼镜自托架吸到控管半球形喷嘴上。
一遮罩总成包围该控管的下端且受弹性偏动以施加下压力，最好是经由要移除隐形眼镜的载轲或托架如前曲面铸模上的固定销施加此下压力，以在隐形眼镜脱离前曲面铸模时让其抵抗真空力而固定于定位。
然后将该探管重新定位在要置入隐形眼镜的载架或包装上。在一较佳模式中，一旦隐形眼镜由探管将其举离前曲面铸模即关掉真空吸引，让隐形眼镜在探管重新定位于载架或包装上之时藉由表面张力固定。另一种选择，得在探管已定位于载架或包装上之后方关掉真空力供应。较佳来说，该遮罩为压抵载架或包装使其固定于定位，且若为压抵于包装则该遮罩设计为保护密封区域避免泼溅。一旦就适当位置，即供应一或多道液体或气体(较佳为空气)的短控制压力脉冲。在此同时，最好在设计为在该遮罩总成的一开口内的一个以上通道内施加真空。因此，隐形眼镜藉由至少一压力脉冲自控管弹射到包装内，且因隐形眼镜受压力脉冲或移离探管而排开留在隐形眼镜或包装上的任何残余洗涤溶液或其他物质会由真空吸引抽入遮罩的通道内。如此使隐形眼镜快速置入最终包装内而在隐形眼镜或包装上没有过量物质。真空吸力抽去在弹射步骤中变成悬浮物的任何过量物质，且最好真空吸力亦移除在包装热封合区内的任何物质以提供良好包装封合。
隐形眼镜在传送过程中的存在与否能藉由测量所达到真空度的方式侦测。低真空度代表探管并未载有隐形眼镜。
在一观点中，本发明提出一种将一湿物件自一第一位置传送至一第二位置的方法。该方法包括以下步骤：以一喷嘴在一第一位置拾取一物件；以一加压流体将该物件自该喷嘴弹射至一第二位置；及自该物件抽离在该弹射步骤中变成悬浮物的任何过量物质。在一较佳模式中，该抽取步骤是在该弹射步骤之前开始以自该喷嘴及喷嘴外部抽离过量物质。该方法更可包括以下步骤：在传送过程中对该物件提供一涂层材料，而过量涂层材料一如任何其他过量物质般被抽离。受传送物件能藉由在该喷嘴拾取该物件之后移动该喷嘴的方式重新定位于一不同位置，或者该物件能藉由将一新容器如成品包装移至该喷嘴下方而同时该喷嘴维持静止的方式重新定位。
在另一观点中，本发明的方法将一湿物件自一第一容器传送至一第二容器。此方法包括以下步骤：将一具有一喷嘴的探管定位于在该第一容器内的物件附近；在该喷嘴内造成真空以将该物件吸到喷嘴上；解除真空；在该喷嘴内提供一加压流体以释放该物件并自该物件排去任何过量物质；及在围绕该喷嘴的一遮罩内产生真空以抽离任何过量物质。
依据本发明的另一观点，在此揭示一种将一湿物件自一第一站传送至一第二站的装置。该装置包括一探管，该探管有一具备一通道的往复运动管筒，该通道与一正压或负压加压流体连通。一喷嘴附加于该探管的一端以将该湿物件自第一站传送至第二站，且该喷嘴与该通道连通。有多种不同尺寸和形状的喷嘴能附加于该探管。一遮罩包围该喷嘴且可与一真空源连接。在施加该加压流体(例如气体或液体)时，该湿物件脱离该喷嘴，藉此使过量物质弹离该湿物件而抽到该遮罩内。在一较佳形式中，该遮罩包括复数个隔块，该等隔块自该遮罩垂下并使该遮罩与其所接触的站(例如一隐形眼镜用曲面铸模或一隐形眼镜包装)有所间隔。该等隔块限制该遮罩的移动并确保有一流入通路可用让空气冲刷该站(例如一包装的密封区)且藉此在该湿物件传送过程中使遮罩周围区干燥或维持该区域干燥。该装置更可包括一控制器，该控制器程式化以控制对该遮罩的真空连接以及对该探管的加压流体施加，且其控制该总成的移动。
因此本发明的目的为提供一种将挠性湿物件如隐形眼镜自一站传送至另一站的方法及装置。
本发明的另一目的为提出一种用以拾取并传送挠性湿模铸零件且在传送过程中特别自模铸零件表面移除液体及其他物质的方法及装置。
另一目的为提出一种将一湿物件如隐形眼镜自一站传送至另一站的方法及装置，其中利用一探管以真空压力将该隐形眼镜移离第一站，然后将之传送至第二站并在此透过该探管对该物件施加一加压空气或液体流或脉冲使该物件放置于该第二站。
另一目的为提出一种探管，其用以将一湿隐形眼镜自一位置传送至另一位置并在传送过程中自隐形眼镜表面移除过量液体或其他物质。
另一目的为提出一种传送一湿物件的方法及装置，其避免污染包装的热封合区。在此设计中，遮罩套在包装上以避免污染热封合区。
另一目的为提出一种探管，其具有一遮罩避免在第一站和第二站取起容器。
参照以下说明以及所附图式后会让本发明的其他目的和优点更为明确，图式中：
图1A为一剖视立面图，图中显示一隐形眼镜受一探管取起；
图1B为探管的剖视立面图，图中显示将隐形眼镜置入一包装内；
图2A为探管喷嘴的前端正视图；
图2B为图2A探管喷嘴的横剖面图；
图3为图1A和1B的详细图；且
图4为一依据本发明的系统的略图。
参照图式，在较佳实施例中，探管10有一管筒12，该管筒有一中央通道14可控制地与一真空源A和压缩气体(如空气)源C连接(参见图4)。该探管得为任意适当材料，例如高密度聚醚醚酮(PEEK)。探管筒12受弹簧35弹性加载。探管筒12可控制地由一适当机构如一气动或电磁驱动活塞驱动以使其横向且/或上下往复运动。一旦该探管接触一隐形眼镜，探管的任何额外向下移动均会使弹簧35压缩，直至该探管总成(probe assembly)向上移回(往复运动)。该探管最好在其接触一隐形眼镜时受弹性偏动。管筒12受一套筒31包围且在该套筒内滑动，该套筒的下部加大端定义一遮罩28，该遮罩围绕管筒12下端。管筒12和套筒31在一静止安装块20内往复运动。
遮罩28定义一真空用通道30。遮罩28连接至一真空源B。遮罩28围绕附加于探管10下端的喷嘴40侧边。遮罩28和套筒31受在一盒17内的弹簧16弹性加载。盒17最好在该遮罩内以及围绕探管10提供等量真空分布。弹簧16的上端与安装块20接合，且其下端与遮罩28的一承座19接合。一旦探管筒12在外部机构的控制下向下移动，遮罩28亦藉由弹簧16所提供的弹性加载作用而与其一同移动。在该遮罩套筒及管筒上分别具备相向挡块29a和12a以限制此二者相互间的相对运动。
位在探管筒12下端的喷嘴40与中央通道14连通。如图2A和2B所示，喷嘴40为大致半球形(但其他形状亦能适用)且具有复数个穿孔42，此穿孔较佳为直径0.28公厘至0.41公厘，更佳为直径较接近0.41公厘。喷嘴穿孔42较佳如图2A所示在整个喷嘴表面区域上配置成同心环，其中包括许可真空与隐形眼镜24的边缘接合的孔以达最佳拾取效果。喷嘴40较佳为硬质材料。其尺寸和形状大体上符合要被传送的物件，在此为隐形眼镜的凹表面。该喷嘴可作成可互换式以适应不同尺寸和形状的物件。通常喷嘴直径约为12至15公厘，视待传送的物件(如隐形眼镜)的尺寸而定。真空或压缩空气是经由管筒12和中央通道14透过喷嘴40内的穿孔42施加。
在它种实施例中，遮罩28能搭配前述的美国专利第5,561,970号和5,706,634号所揭示喷嘴使用。
探管10用以将一湿物件自一第一站传送至一第二站。在此举例以该物件为一湿水凝胶隐形眼镜52。在图1A中，隐形眼镜52位在一凹面铸模50内，在隐形眼镜制造中称为前曲面。铸模50得为塑胶材料或可多次使用铸模材料如石英。铸模50亦能表现为在隐形眼镜在水合槽(hydration bath)内进行水合作用或进行其他处理步骤时之一托盘或其他类型托架。水合使用浸泡亦能在隐形眼镜处于铸模内之时进行。
湿隐形眼镜52要移离铸模50并传送至一第二站，此第二站在图1B中为一包装60，该包装有一凹槽62让隐形眼镜52置入。此包装得为消费者所开启之最终包装。包装凹槽62有一包围凸缘(surrounding lip)63，该凸缘定义该包装的热封合区。又，在隐形眼镜置入包装凹槽62之前、置入期间且/或之后，在隐形眼镜上及/或包装内的液体及/或残余物质能藉由本发明的隐形眼镜传送装置以控制下可重复方式移除。
要将隐形眼镜52移离铸模50，探管筒12较佳对正隐形眼镜移动，且最好下移至接触隐形眼镜52并略为压缩弹簧35。此时透过管筒中央通道14施加真空以自铸模50取起隐形眼镜抵住喷嘴40。此拾取真空压力例如为约在0.06至0.15巴的范围内。此时遮罩28定位在前曲面铸模50上方。较佳来说，遮罩28受弹簧19弹性偏动抵住该前曲面铸模，且遮罩28上的销或隔块70与前曲面铸模50接合以避免该铸模在喷嘴40取起隐形眼镜52之时受吸力吸起以及避免在管筒12连同吸附隐形眼镜52受外部机构举起之时一同举起。在一它种实施例中，管筒12及/或遮罩28内的真空能用以自隐形眼镜所移离的第一站移除所有液体。明确地说，在前曲面铸模50供后续隐形眼镜再次使用的制程中，真空以抽去所有液体的方式协助此等铸模作再次使用。
在利用本发明的喷嘴传送隐形眼镜之前于隐形眼镜最后接触的液体内添加10至100ppm(最好为20-30ppm)的ICI Specialty Chemicals所制造的Tween80，聚山梨酸酯80NF可增进隐形眼镜传送效能。其他表面活化剂或其他处理剂亦能加入该液体内。
今湿隐形眼镜52已移离第一站且将要置入包装凹槽62内。此时将安装块20连同探管10移至包装60上方，或是将包装移至探管下方。此由任意习知机构完成。
探管筒12向下移到包装60上且在喷嘴与隐形眼镜和包装处于一固定距离间隔之时停止移动，此距离较佳在喷嘴和包装凹槽62底部之间定义0.3至0.7公厘之间隙，更佳为约0.5公厘的间隙。遮罩28下端受弹性偏动抵住由固定销或隔块70定位的包装，如图3所示，此亦在遮罩下端与包装凸缘63间提供一空隙。固定销70使喷嘴40与包装凹槽62底部(图1B)及铸模50(图1A)间的距离固定。
在此阶段，探管通道14内的真空流若未在稍早前止住则于此时止住。较佳来说，然后压缩气体例如以单一或一系列喷射流或脉冲吹过探管中央通道14。喷射流或脉冲可维持0.3至2.5秒，较佳为0.3至0.7秒，其间有0.5秒的休止时间，且例如可为脉动一至三次。此等加压脉冲例如得为20磅重/英时，1至1.5巴。在此期间及附近(包括短时间之前和短时间之后)，透过遮罩28在通道30内于探管筒12周边抽出真空。较佳来说，在通道14内的真空止住之前抽出通道30内的真空，更佳为正好在通道内的真空止住之前例如0.5秒抽出通道30内的真空。通道30内的真空例如为0.12至0.20巴。压缩空气驱使隐形眼镜52脱离喷嘴40进入包装凹槽62内。其亦驱使液体和任何其他物质脱离隐形眼镜表面，而遮罩通道30内抽出的真空捕捉此等吹落物质。较佳来说，通道30内在遮罩28之下的真空强度比经通道14通过喷嘴40输送的喷射流或脉冲强。由于遮罩和包装凸缘63藉由固定销70使二者间隔出流入通道74，通道30内的真空不仅自隐形眼镜52抽吸液体，其亦通过流入通道74跨越包装凸缘63或包装密封区抽吸空气至通道30内使此区域干燥或维持干燥以在有必要时确保包装60有效地与一封盖热封合。重要的是，隐形眼镜并未被吸入通道30内，部分是因为来自遮罩28和包装60外侧通过流入通路74的流入空气或其他环境气体，亦因为经由通道14施加于隐形眼镜的正压脉冲/喷射流。较佳来说，在完成传送之后，该凹槽在包装密封之前充满一缓冲溶液如盐溶液。
较佳来说，遮罩28的周围尺寸大体上符合包装60内的凹槽以及围绕凹面铸模50的凸缘(lip)53。当以此方式定尺寸时，固定销70会立即接合包装60的热封合区63以及铸模50的凸缘53，并许可一流入空气通过销70间的流入通路74。该遮罩设计为避免包装的热封合区污染，其周围作成大致符合包装的热封合区形状。
在一它种实施例中，前曲面铸模50能受吸引清除其内容物，隐形眼镜24受传送，且该铸模得到清洁(例如由喷嘴或其他装置注入铸模清洁溶液，并同时去除此等溶液)。一旦已传送隐形眼镜。通道30内建立的真空以及来自通道40的压缩气体脉冲能用以干燥并清洁前曲面铸模50。
图4为探管/遮罩总成的空气/气体控制系统简图。其中有两真空源A和B及一压缩气体源C。真空源A和压缩气体源C与探管中央通道14连通，二者分别施加吸力或气体压力。真空源B包含一高能再生式鼓风机(highmass regenerative blower)88，其透过通道30对遮罩28施加一真空。真空源A由一双向阀80控制，该阀调节压缩空气源85对真空喷射泵86的馈送。另一种选择，可利用另一种真空源如一再生式鼓风机(regenerative blower)。压缩气体C由受一双向阀81控制的压缩空气源87提供。遮罩28内的真空是由一双向阀82控制。一可程式化逻辑控制器(PLC)能控制每一阀并以前述正确定时排序控制该总成移动。两压力计监测施予探管10/遮罩28总成的通道14和30的压力。压力计83监测施予湿隐形眼镜52的压力和真空，最好对该可程式化逻辑控制器供应回授信号。压力计84监测施予遮罩的真空，最好对该可程式化逻辑控制器供应回授信号。压力计83具有监测该系统的能力以判定探管喷嘴40上是否存在一隐形眼镜52。
该可程式化逻辑控制器得以一习知方式程式化以控制并确保此程序在指定参数内动作且阀和真空/压力源均动作正常。该可程式化逻辑控制器能注意到在指定参数范围以外的运作以识别要被标记去除之一或多个隐形眼镜52、铸模50或托盘20。
一机械、电或电脑操作控制器控制阀80、81和82以及使探管往复运动之一电磁、凸轮或气动驱动器88。该控制器程式化为在正确定时排序内进行前述作业。
该加压流体得为空气、钝氧、缓冲盐溶液或蒸馏水(液体或蒸气)，且可包括一隐形眼镜表面用涂层材料，例如使隐形眼镜更为亲水的涂层材料。在一实施例中，此等涂层能以气溶胶喷雾或为隐形眼镜脱离探管10时与一气体自喷嘴40发射出的液体的一部分加诸于隐形眼镜。另一种选择，该涂层或其他添加物能以一单独处理步骤的一部分作添加，例如在隐形眼镜已置入包装60内之后。
本发明的隐形眼镜传送方法及装置对众多隐形眼镜设计(包括单光、多光及复曲面隐形眼镜)有效地作用。此外，本发明的隐形眼镜传送方法及装置提供一种超越过去技术的高度有效控制方法，具备成功地传送99％以上隐形眼镜的能力。
本说明书所提及的任何专利、申请案、公告案及方法均并入作为参考。
本文所用“过量物质”“(excess matter)”一词意指任何外来物质，其并未指定为某一特定物件如隐形眼镜或隐形眼镜包装。举例来说，在具有一亲水性涂层的水凝胶隐形眼镜案例中的“过量物质”包括在处理过程特殊阶段可能出现在隐形眼镜上的任何水、盐溶液、可沥滤的稀释剂或处理化学药剂或类似者。
本发明特质在一或多个图式中显示仅求便利而已，每一特质可依据本发明与其他特质结合。习于此技艺者会理解到其他实施例，这些实施例均在本发明申请专利范围之内。

Claims (13)

1.一种将一物件自一第一位置传送至一第二位置的方法，其包含以下步骤：
(a)以一喷嘴自一第一位置拾取一物件；
(b)以一加压流体将该物件自该喷嘴弹射至一第二位置；及
(c)自该物件抽离在步骤(b)中变成悬浮物的任何过量物质。
2.如权利要求1的方法，其中该抽离步骤在该弹射步骤之前开始，且其中所述过量物质自该喷嘴及其外部抽离。
3.如权利要求2的方法，其中该抽离步骤由一遮罩完成，该遮罩与一真空连通。
4.如权利要求1的方法，其中该加压流体包括指定给该物件的一涂层材料，且其中该抽离步骤抽离任何过量涂层材料。
5.如权利要求1的方法，其中该物件为一隐形眼镜。
6.如权利要求5的方法，其中该加压流体包含一气体、一液体或一烟雾质。
7.如权利要求5的方法，其中该隐形眼镜位在该第一位置的一铸模半体内。
8.一种将一物件自一第一容器传送至一第二容器的方法，其包含：
(a)将一具有一喷嘴的探管定位在该第一容器内的物件附近；
(b)在该喷嘴内产生一真空以将该物件吸附于该喷嘴；
(c)解除该真空；
(d)在该喷嘴内提供一加压流体以释放该物件并自该物去除过量物质，藉此该物件传送至该第二容器；及
(e)在围绕该喷嘴的一遮罩内产生一真空以抽离该过量物质。
9.如权利要求8的方法，其中该物件为一隐形眼镜。
10.如权利要求9的方法，其在该定位步骤之后还包含弹性偏动该喷嘴使其抵住该物件的额外步骤。
11.如权利要求8的方法，其在该提供加压流体步骤之前更包含弹性偏动该遮罩使其抵住该第二容器的额外步骤。
12.一种将一物件自一第一站传送至一第二站的装置，其包含：
(a)一探管，其有一通道与一加压流体连通；
(b)一喷嘴，其在该探管的一端以将该湿物件自该第一站传送至该第二站，该喷嘴与该通道连通；
(c)一遮罩，其围绕该喷嘴且可与一真空源连接；
藉由施加该加压流体而使该物件脱离该喷嘴，藉此使过量物质自该物件弹出，该过量物质抽离到该遮罩之内。
13.如权利要求12的装置，其中该遮罩包括至少一隔块，该至少一隔块自该遮罩垂下且与该第一站和第二站接合以藉此限制遮罩的移动。
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