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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Formen oder
Formhälften
für die
Herstellung von ophthalmischen Linsen, insbesondere von Kontaktlinsen.
Unter Formen und Formhälften sind
dabei sowohl neue Formen oder Formhälften, als auch benutzte und
polierte Formhälften,
die wiederverwendet werden sollen, zu verstehen.
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Die
Herstellung von Kontaktlinsen in sehr grossen Stückzahlen erfolgt heute typischerweise
mit Hilfe von Giessverfahren. Die dabei verwendeten einzelnen Formen
für die
Herstellung einer Kontaktlinse umfassen typischerweise zwei Formhälften, eine
männliche
Formhälfte
mit einer konvexen formgebenden Fläche zur Formgebung der konkaven Kontaktlinsenrückfläche und
eine weibliche Formhälfte
mit einer konkaven formgebenden Fläche zur Formgebung der konvexen
Kontaktlinsenvorderfläche.
Bei geschlossener Form wird zwischen der konvexen formgebenden Fläche der
männlichen
Formhälfte
und der konkaven formgebenden Fläche
der weiblichen Formhälfte
eine Kavität
eingeschlossen, welche die Gestalt der Kontaktlinse definiert.
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Zuerst
wird bei geöffneter
Form eine genau dosierte Menge eines Ausgangsmaterials in die weibliche
Formhälfte
eingebracht. Dann wird die Form geschlossen und das Ausgangsmaterial
wird durch Zufuhr einer geeigneten Energie, z. B. UV-Licht, polymerisiert
und/oder vernetzt. Auf diese Weise wird eine aus der Form entfernbare
Kontaktlinse hergestellt, die – je
nach verwendetem Ausgangsmaterial und je nach verwendeter Form – keiner
weiteren Bearbeitung bedarf.
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Als
mögliches
verwendbares Material für
den Bereich mit der formgebenden Fläche kommt bei der Herstellung
von Kontaktlinsen in sehr grossen Stückzahlen insbesondere Quarzglas
(z. B. für
die Formhälften
mit der konvexen formgebenden Fläche)
oder Glas mit der Bezeichnung BK7 von der Firma Glaswerke Schott,
Mainz, Deutschland (z. B. für
die Formhälften
mit der konkaven formgebenden Fläche),
in Frage. Formen oder Formhälften,
bei denen diese Materialien für
die formgebenden Flächen
zum Einsatz kommen, können
viele Male wiederverwendet werden bei gleichbleibend hoher Qualität der damit hergestellten
Kontaktlinsen.
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Allerdings
kann es bei der Herstellung der Kontaktlinsen mit solchen Formen
bzw. Formhälften zu
fehlerhaften Kontaktlinsen kommen. Insbesondere können beispielsweise
Risse in den Kontaktlinsen auftreten. Solche Kontaktlinsen müssen dann
als Ausschuss ausgesondert werden. Ausschuss ist andererseits unerwünscht, weil
er die Effizienz des Verfahrens reduziert. Die Risse in den Kontaktlinsen
treten erfahrungsgemäss
häufiger
bei neuen Formen oder Formhälften
auf als bei Formen oder Formhälften,
die schon seit einiger Zeit im Einsatz sind, mit denen also schon
eine grössere
Anzahl von Kontaktlinsen hergestellt worden sind. Dieses Phänomen kann unter
anderem in den vergleichsweise grossen Haftkräften zwischen den Kontaktlinsen
und den neuen Formen oder Formhälften
begründet
sein.
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Aus
diesem Grunde werden die Formen oder Formhälften vor ihrem Einsatz zunächst vorbehandelt,
bevor sie in dem endgültigen
Herstellungsprozess eingesetzt werden. Dazu werden zumindest die formgebenden
Flächen
der Formen oder Formhälften über einen
Zeitraum von vielen Stunden (z. B. zweihundert Stunden) mit UV-Licht
bestrahlt (burn-in). Alternativ zu der vorstehend beschriebenen
Vorbehandlung oder in Kombination mit dieser werden die Formen oder
Formhälften
zunächst
auf einer Testanlage eingesetzt, in welcher mit ihnen zunächst über einen
grösseren
Zeitraum probeweise Kontaktlinsen hergestellt werden (aber nicht
abgegeben werden), um die Formen oder Formhälften für den endgültigen Herstellungsprozess "einzufahren".
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Sind
die Formen entsprechend vorbehandelt und/oder "eingefahren" und werden sie dann auch in den nächsten Tagen
in dem endgültigen
Herstellungsprozess eingesetzt, so werden mit diesen Formen in der
Regel die im endgültigen
Herstellungsprozess erforderlichen geringen Ausschussraten erzielt. Diese
Vorgehensweise erfordert jedoch eine vergleichsweise aufwendige
Planung, und auch dann sind nicht immer alle Formen oder Formhälften verwendbar
(bei einzelnen Formen oder Formhälften treten
bei der probeweisen Herstellung von Kontaktlinsen immer noch fehlerhafte
Kontaktlinsen auf). Die vorgenannten Betrachtungen gelten entsprechend auch
für bereits
benutzte und polierte Formen oder Formhälften, die nach dem Polieren
wieder eingesetzt werden sollen.
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Hier
will die vorliegende Erfindung Abhilfe schaffen, indem sie ein Verfahren
zur Behandlung solcher Formen oder Formhälften vorschlägt, welches
erheblich weniger aufwendig ist. Im folgenden ist dabei jeweils
dann, wenn von der Behandlung einer Form die Rede ist, auch die
Behandlung einer Formhälfte
oder auch eines Formteiles einer Form mit umfasst, sofern die Form
aus mehr als zwei Teilen gebildet wird.
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EP 0 677 373 A1 offenbart
die Vorbehandlung von Polystyrol-Formen zur Herstellung von Kontaktlinsen
um die Oberflächenenergie
des Formmaterials zu erhöhen.
Verfahren zur Erhöhung
der Oberflächenenergie
von Polystyrol und anderen Kunststoffen umfassen Flammenbehandlung,
Plasma- und chemisches Ätzen
sowie eine elektrische Oberflächenbehandlung.
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Erfindungsgemäss wird
ein Verfahren vorgeschlagen, wie es durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs
charakterisiert ist. Vorteilhafte Verfahrensvarianten ergeben sich
aus den Merkmalen der abhängigen
Patentansprüche.
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Insbesondere
werden also die Formen oder Formhälften, bei denen die formgebenden
Flächen der
Formen aus Glas hergestellt sind, zumindest im Bereich ihrer formgebenden
Flächen
einem Plasma ausgesetzt. Dazu können
die Formen in den Plasma-Behandlungsraum
einer herkömmlichen
Plasma-Behandlungsanlage eingebracht und dort über eine Zeitdauer von beispielsweise
einigen wenigen Minuten einem geeigneten Plasma, beispielsweise einem
Sauerstoff-Plasma, ausgesetzt werden. Die so behandelten Formen
können
nach dieser Plasma-Behandlung direkt in dem endgültigen Herstellungsprozess
zum Einsatz kommen. Zur Sicherheit werden allerdings vorzugsweise
vor dem Einsatz der so behandelten Formen noch für einige Zeit Kontaktlinsen
zu Testzwecken hergestellt, was aber z. B. schon auf der Anlage
für die
endgültige
Herstellung der Kontaktlinsen erfolgen kann. Die zu Testzwecken hergestellten
Kontaktlinsen werden jedoch nicht abgegeben, sondern werden stattdessen
aus der Produktion ausgesondert und geprüft. Eine ähnlich aufwendige Vorbehandlung
und/oder ein ähnlich
aufwendiges Einfahren der Formen oder Formhälften wie eingangs beschrieben
kann jedoch entfallen.
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Besonders
niedrige Ausschussraten lassen sich mit solchen Formen erzielen,
bei denen die formgebenden Flächen
der Formen aus Glas, insbesondere aus Quarzglas oder aus dem bereits
eingangs genannten Glas mit der Bezeichnung BK7 hergestellt sind.
Dabei handelt es sich um an sich gängige Materialien, die sich
bei der Herstellung von Kontaktlinsen in sehr grosser Stückzahl als
besonders gut wiederverwendbar erwiesen haben. Insofern können auch
bereits benutzte und polierte Formen oder Formhälften wiederverwendet werden
und der vorstehend genannten Behandlung unterzogen werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die
einzige Zeichnungsfigur zeigt eine Vorderansicht einer an sich bekannten Plasma-Behandlunganlage,
z. B. eine Behandlungsanlage vom Typ PlasmaPrep5 der Firma Gala
Labor Instrumente GmbH, D-65307 Bad Schwalbach, Deutschland, in
welcher ein Plasma, insbesondere ein Sauerstoff-Plasma, erzeugt
werden kann, und in welcher vor der Erzeugung des Plasmas die zu
behandelnden Formen oder Formhälften
eingebracht werden.
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Die
Plasma-Behandlungsanlage 1 umfasst einen Behandlungsraum 2,
in welchen hinein die zu behandelnden Gegenstände, im vorliegenden Falle die
Formen oder Formhälften 3,
einbringbar sind und aus welchem die Formen bzw. Formhälften 3 nach erfolgter
Plasma-Behandlung
wieder entnehmbar sind. Dazu können
beispielsweise mehrere Formen oder Formhälften 3 auf einer
Metallplatte 4 angeordnet werden, welche Vertiefungen aufweist,
in welchen die Fassungen 30 der Formhälften 3 aufgenommen
werden. Die Metallplatte 4 ist in den Behandlungsraum 2 hinein
bewegbar, sodass die Formhälften 3 ausserhalb
des Behandlungsraums 2 in die Vertiefungen der Metallplatte 4 eingebracht
werden können
und anschliessend die Metallplatte 4 in den Behandlungsraum 2 eingefahren
werden kann. Die Metallplatte 4 bildet eine der beiden
Elektroden, zwischen denen im Betrieb das Plasma gezündet wird. In
der Figur sind drei der auf der Metallplatte 4 angeordneten
männlichen
Formhälften 3 zu
erkennen, wobei von der jeweiligen Formhälfte 3 jeweils die Fassung 30 und
der Einsatz 31 mit der formgebenden Fläche 310 erkennbar
ist. Ferner erkennt man in dem Behandlungsraum 2 eine weitere
Elektrode 5, die der Metallplatte 4 gegenüberliegend
angeordnet ist, sodass die Formhälften 3 mit
den zu behandelnden formgebenden Flächen zwischen der Metallplatte 4 (die
die eine Elektrode bildet) und der Elektrode 5 angeordnet
sind, wo im Betrieb das Plasma gezündet wird. Um die Öffnung 20 herum
ist eine Dichtung 21 vorgesehen für eine Verschlussklappe (nicht
dargestellt), welche zum Verschliessen des Behandlungsraums 2 nach
dem Einbringen der bestückten Metallplatte 4 dient.
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Weiterhin
zeigt die Figur mehrere Bedien- und Anzeigeelemente, z. B. einen
Netzschalter 60, eine Druckanzeige 61 zum Anzeigen
des Drucks im Behandlungsraum 2, einen Timer 62 mit
Bedientasten 620, mit welchem die Zeitdauer gesteuert werden kann,
während
der die Formhälften 3 bzw.
der formgebenden Flächen
dem Plasma ausgesetzt sind. Darüber
hinaus zeigt die Figur einen Bedienschalter 63 für eine Vakuumpumpe
zum Evakuieren des Behandlungsraums 2, bevor anschliessend
an diese Evakuierung des Behandlungsraums 2 der Sauerstoff
für das
Plasma in den Behandlungsraum 2 eingebracht wird. Zum kontrollierten
Einbringen des Sauerstoffs in den Behandlungsinnenraum ist ein Nadelventil 64 vorgesehen,
wobei die Tatsache, dass Sauerstoff in den Behandlungsraum einströmt, ausser
an dem Nadelventil 64 auch noch an einer Kontrollleuchte 65 erkennbar
ist. Ferner ist ein Drehpotentiometer 66 gezeigt zur Regelung
der elektrischen Leistung zur Zündung
und Aufrechterhaltung des Plasmas im Behandlungsraum 2,
sowie ein Schalter 67 zum Zuschalten des Generators. Schliesslich zeigt
die Figur auch noch einen Schalter 68 zum Ventilieren (Fluten
mit Luft) des Behandlungsraums 2 nach erfolgter Plasma-Behandlung
der Formhälften 3.
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Zur
Plasma-Behandlung von Formhälften 3 werden
diese zunächst
in die Vertiefungen der aus dem Behandlungsraum 2 herausgezogenen
Metallplatte 4 eingesetzt. Anschliessend wird die Metallplatte 4 in
den Behandlungsraum 2 eingebracjt und die Verschlussklappe
(nicht dargestellt) wird geschlossen. Die Sauerstoff-Flasche (nicht
dargestellt) für
die Sauerstoff-Zufuhr wird geöffnet.
Sodann wird mittels des Schalters 63 die Vakuumpumpe eingeschaltet
und der Behandlungsraum 2 wird evakuiert. Beim Erreichen
eines Drucks von beispielsweise 0.4 mbar wird automatisch Sauerstoff
zugeführt,
es strömt
also Sauerstoff in den Behandlungsraum 2 ein, und dabei
steigt der Druck in dem Behandlungsraum 2 zunächst auf
beispielsweise auf 1.0 mbar an. Das Drehpotentiometer 66 ist
so eingestellt, dass die zugeführte
elektrische Leistung beispielsweise vierundvierzig Watt beträgt. Die
Evakuierung des Behandlungsraums 2 schreitet weiter voran,
bis beispielsweise nur noch ein Druck von 0.2 mbar erreicht wird.
Sodann wird mit dem Schalter 67 der Generator zugeschaltet
und das Sauerstoff-Plasma im Behandlungsraum 2 wird gezündet. Dies
kann durch das Glas in der Verschlussklappe hindurch beobachtet werden,
bei der Plasmazündung
erfolgt ein bläuliches
Aufleuchten im Behandlungsraum 2. Während einer Behandlungszeit
von beispielsweise zwei bis drei Minuten (in der Figur ist am Timer 63 eine
Behandlungszeit von drei Minuten gezeigt) werden nun die Formhälften mit
den formgebenden Flächen
dem Sauerstoff-Plasma ausgesetzt.
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Nach
Ablauf dieser am Timer 63 eingestellten Plasmaätzzeit wird
der Generator automatisch ausgeschaltet und auch die Sauerstoff-Zufuhr
zum Behandlungsraum 2 wird unterbrochen (Kontrollleuchte 65 leuchtet
nicht mehr). Die Plasma-Behandlung (Plasmaätzung) der Formhälften 3 oder
der formgebenden Flächen
ist nun beendet. Nun wird durch Betätigen des Schalters 63 die
Vakuumpumpe abgeschaltet und der Behandlungsraum 2 wird
durch Betätigen
des Schalters 68 ventiliert (mit Luft geflutet), z. B.
für eine
Zeitdauer von dreissig Sekunden. Sodann wird der Netzschalter 60 betätigt und
die Plasma-Behandlungsanlage 1 abgeschaltet. Schliesslich
wird die Verschlussklappe (nicht dargestellt) abgenommen, die Metallplatte 4 wird
aus dem Behandlungsraum 2 herausgezogen und die Formhälften 3 können aus
der Metallplatte 4 entnommen werden.
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Die
so vorbehandelten Formhälften 3 können grundsätzlich direkt
im Herstellungsprozess eingesetzt werden. Zur Sicherheit werden
aber vorzugsweise vor der Herstellung von Kontaktlinsen, die dann
definitiv abgegeben werden, mit den vorbehandelten Formhälften 3 zunächst eine
Anzahl von Kontaktlinsen hergestellt, die dann sorgfältig geprüft werden,
bevor solche Kontaktlinsen hergestellt werden, die definitiv abgegeben
werden. Auch können
die vorbehandelten Formhälften 3 nach
der Plasma-Behandlung noch über
einige Zeit hinweg eingefahren werden, bevor sie zur Herstellung
von Kontaktlinsen verwendet werden, die dann definitiv abgegeben werden.
Dennoch ist der Prozess der Vorbehandlung der Formhälften 3 erheblich
weniger aufwendig als bisher. Am Ende des Einfahrens kann eine erneute Überprüfung einer
Anzahl von Kontaktlinsen erfolgen, und im Erfolgsfalle können dann
mit diesen Formhälften 3 Kontaktlinsen
hergestellt werden, die dann definitiv abgegeben werden.