KR20040030567A - 적외선 에미터 가열 장치 및 렌즈 디몰딩 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성형된 콘텍트 렌즈, 고정밀 인공수정체 등을 그들이 제조된 개별 몰드(12, 20)로부터 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 실리콘 카바이드 IR-에미터로 구성되는 것이 적합한 적외선 방사 또는 히터 장치(60)가 제공되며, 이는 원하는 열 구배를 부여하기 위해, 각 개별 몰드(12 및 20)를 위한 개별 적외선 에미터(60)를 채용한다. 또한, 개선된 반사체(78)를 가지는 적외선 에미터도 제공된다.

Description

적외선 에미터 가열 장치 및 렌즈 디몰딩 방법{IR-EMITTER HEATING DEVICE AND METHOD FOR DEMOLDING LENSES}

안과용 콘텍트 렌즈 산업의 강렬한 성장의 관점에서, 사용자가 유발하는 오염의 가능성을 최소화하기 위해 주기적으로 또는 빈번히 교체되는 콘텍트 렌즈를 공급할 수 있는 것이 적합하며, 심지어는, 필수화되어 가고 있다. 이는 제조업자들이 비용 효율적 및 고효율 방식으로 고품질 안과용 렌즈를 자동으로 생산할 수 있게 하는 자동화된 방법 및 장치를 추구하는 기회를 형성하였다.

하이드로겔형 소프트 콘텍트 렌즈 같은 안과용 렌즈 제조 기술의 현재의 관습은 플라스틱 몰드내에 중합될 수 있는 모노머 또는 모노머 혼합물을 형성하는 것이다. 소프트 하이드로겔 콘텍트 렌즈를 형성하는 통상적인 직접 몰드 프로세스의 세부사항은 미국 특허 5,080,839, 5,039,459, 4,889,664 및 4,495,313호에 기술되어 있다. 상술한 특허에 일반적으로 기술되어 있는 바와 같이, 소프트 콘텍트렌즈 형성을 위한 프로세스는 비수성의 물로 교체할 수 있는 솔벤트내에 모노머 혼합물을 용해시키고, 최종 희망 하이드로겔 렌즈 형상을 가지는 몰드내에 모노머/솔벤트 혼합물을 배치하는 단계를 포함한다. 그후, 모노머/솔벤트 혼합물은 모노머(들)가 중합되는 상태를 겪게되고, 그에 의해, 최종 희망 하이드로겔 렌즈의 형상의 폴리머/솔벤트 혼합물을 생산한다. 중합이 완료된 이후에, 솔벤트는 물로 교체되어 그 최종 크기 및 형상이 원본 성형 폴리머/솔벤트 물품의 형상과 유사한 수화된 렌즈를 생산한다.

중합가능한 공급 재료를 지지하기 위해 사용되는 통상적인 플라스틱 몰드의 예는 미국 특허 제 5,904,609, 4, 565,348 및 4,640,489호에 기술되어 있다. 미국 특허 4,640,489 호에 기술된 몰드는 실질적인 오목 렌즈 표면을 가지는 암형 몰드 부분과, 실질적인 볼록 렌즈 표면을 가지는 수형 몰드 부분을 가지는 2-부재 몰드이며, 양 몰드 부분은 폴리스티렌 같은 열가소성 재료로 이루어지는 것이 적합하다. 미국 특허 제 4,640,489 호에 기술된 바와 같이, 폴리스티렌 및 그 공중합체는 양호한 몰드 재료이며, 그 이유는 그들이 용융으로부터 냉각 동안 결정화하지 않고, 상술한 직접 몰딩 프로세스 동안 필요한 처리 상태를 받게 될 때, 거의 수축이 없거나 전혀 없기 때문이다. 대안적으로, 미국 특허 제 4,121,896 호에 기술된 바와 같이, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진 몰드를 사용하는 것도 가능하다.

몰딩 프로세스 동안, 모노머 및 모노머 혼합물은 몰드의 정합 이전에 암형 오목 몰드 부분에 넘치도록 공급된다. 몰딩 부분이 함께 배치되어, 렌즈를 규정하고, 렌즈 에지를 형성한 이후에, 잉여 모노머 및 모노머 혼합물은 몰드 캐비티로부터 축출되며, 하나 또는 양 몰드 부분을 둘러싸는 플랜지상에 또는 플랜지 사이에 위치된다. 중합시, 이 잉여 재료는 환형(HEMA) 링을 몰드의 플랜지부사이에 성형된 렌즈 둘레에 형성한다.

상술된 미국 특허 제 5,039,459, 4,889,664 및 4,565,348호에 기술된 바와 같이, 몰드 부분이 불합리한 힘을 인가할 필요 없이 분리될 수 있도록 재료, 화학 및 프로세스가 제어되어야할 필요가 있으며, 이는 렌즈가 렌즈 몰드 중 하나 이상에 점착되었을 때, 또는, 중합후 잉여 HEMA 링에 의해 렌즈 몰드 부분이 서로 접착되었을 때, 필수적이다.

몰드 부분을 분리시키고, 그로부터 렌즈를 제거하기 위한 종래 기술의 프로세스는, 가열 스테이지, 몰드 반부 분리 스테이지 및 렌즈 제거 스테이지로 구성된다. 종래 기술 렌즈 제거 프로세스의 가열 스테이지는 후방 몰드 부분에 가열된 공기를 인가하여, 가열된 몰드 폴리머와 냉각된 렌즈 폴리머 사이의 차등 팽창을 유발하는 것이다. 이 차등 팽창은 몰드 표면과 그 위에 형성된 렌즈 사이의 접착력을 약화시키는 전단력을 제공한다. 가열 스테이지에 이어지는 몰드 반부 분리 스테이지는 이미 가열된 몰드 반부를 제거하는 것을 특징으로 한다. 후방 곡선형 몰드 반부를 제거하기 위한 종래 기술의 시스템에 관련하여, 비효율적 수단 및 그와 연계된 손상력이 이런 장치가 고품질 렌즈 제조에 부적합하게 하며, 중합된 렌즈/폴리머 몰드를 파괴시키고, 인근에 형성된 렌즈에 대한 억세스를 제공하는 가열 및 분리 단계는 때때로 렌즈를 손상시키며, 그에 의해, 프로세스의 처리량을 감소시킨다.

몰드 반부와 렌즈 사이의 온도 구배에 관하여, 열 구배가 커지면, 렌즈와 몰드 반부 사이에 존재하는 잔류 접착력이 보다 감소되며, 대응적으로, 몰드 부분을 분리시키기 위해 필요한 힘이 보다 감소된다. 반대로, 몰드 반부와 렌즈 사이에 형성되는 열 구배가 보다 낮아지면, 몰드 부분을 분리시키기 위해 소요되는 힘은 보다 커진다. 또한, 열 구배가 반복적인 형태로 인가되어야만 하는 프로세스는 프로세스의 효율을 감소시키지 않도록 환경을 현저히 가열시키지 않아야만 한다는 것을 이해할 수 있다.

몰드 반부의 분리 및 그에 의한, 렌즈로부터 상단 몰드 반부의 분리에 관하여, 콘텍트 렌즈상에 불합리한 응력을 인가하거나, 손상을 주지 않는 장치가 사용되어야만 한다. 미국 특허 제 4,640,489 호에 예시된 바와 같은 일체형 프레임을 형성하도록 설계된 전방 및 후방 곡선형 몰드 부품이 그 사이에 렌즈 성형 체적을 형성하도록 함께 배치될 때, 결과적으로 조합된 구조체는 하나의 몰드에 결합하여 나머지로부터 분리시키기 위한 분리 수단을 위한 제한된 억세스 공간을 제공한다. 어느 한쪽 몰드 반부의 최소의 왜곡조차도 변위력의 정확도 및 공간의 억세스가능성 양자 모두에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 동일한 요구조건은 분리 이후 잔류하는 몰드 섹션으로부터 렌즈를 제거하는데도 적용된다.

본 발명의 양수인에게 공통적으로 양도되어 있는 발명이 명칭이 "콘텍트 렌즈 디몰딩을 위한 적외선 가열원"인 유럽 특허 0 775 571 A2호에 기술되어 있으며, 또한, 기술적으로 현재 널리 사용되는 바와 같이, 몰드 섹션으로부터의 렌즈의 디몰딩을 보조하기 위해, 열 구배를 제공하는 적외선 가열원이 사용되며, 여기서, 적외선 에너지는 반사 튜브 또는 버퍼의 중개를 통해 몰드의 후방 곡선부에 대하여 안내된다. 본 예에서, 이 공보에 기술된 바와 같은 구조는 적외선 방사선 중 일부를 필터링해내는 적외선 히터상의 석영 또는 사파이어 윈도우를 사용한다. 이는 보다 긴 가열 기간을 필요로하며, 결과적으로 렌즈 디몰딩을 위해 필요한 디몰딩 시간을 보다 길어지게 한다. 또한, 상술한 구조에 따라서, 적외선 가열기는 다수의 몰드에 대하여 하나의 히터, 실제로, 네 개의 몰드에 대하여 하나의 히터를 사용하며, 이는 복수의 몰드를 위한 전류원에 걸쳐 단지 단일의 적외선 가열 출력의 존재로 인해, 다양한 몰드 사이의 열 분포의 잠재적 변화를 고려하지 않는다.

종래 기술의 다른 실시예에 따르면, 렌즈의 디몰딩을 보조하는 열 구배는 후방 곡선형 섹션의 오목면상에 스팀의 제트를 각각 안내하는 복수의 스팀 주입 튜브의 채용을 포함한다. 이 유럽 특허 공보에 기술된 부가적인 변형에 따르면, 열 구배는 레이저에 의해 제공되며, 여기서, 선택된 양의 집중된 응집광 에너지가 후방 곡선형 몰드 섹션에 안내되고, 필요한 열 구배를 제공하는 후방 곡선부에 의해 그것이 흡수된다.

일반적으로, 필요한 열 구배를 제공하는 프로세스는 적외선 필터상의 석영또는 사파이어 윈도우의 사용으로 나타난 바와 같이, 적외선 방사선의 일부를 필터링해내며, 보다 긴 디몰딩 시간을 필요로 한다. 사실, 적외선 가열 소자 주변의 석영 유리는 파괴될 수 있으며, 효율 문제를 유발한다. 결과적으로, 이 무제로부터 제품을 보호하기 위해, 사파이어 보호 윈도우 같은 부가적인 경질 보호 윈도우가 필요하다. 그러나, 종래 기술에 사용된 석영 소자 튜브와 사파이어 보호 윈도우의 조합은 이들 재료와 연계된 적외선 에너지를 현저히 감쇠시키며, 그에 의해, 가열원의 가용 출력을 감소시키고, 원하는 온도 구배를 유도하기 위해 렌즈 몰드를 여기시키기 위해 보다 긴 파장의 적외선 에너지를 사용하는 것을 제한한다.

발명의 배경

본 출원은 그 전문을 참조하고 있는 2001년 4월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 실리콘 카바이드 IR-에미터 가열 장치 및 렌즈 디몰딩 방법인 미국 특허 제 09/827,995호의 부분 연속 출원이다.

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 안과용 렌즈 제조에 관한 것으로, 특히, 몰딩된 소프트 콘텍트 렌즈, 고정밀 인공수정체 등을 그들이 제조되는 개별 몰드로부터 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 양호한 실시예 및 변형을 예시하는 첨부 도면과 연계하여 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 본 발명의 다른 장점 및 이득을 명백히 알 수 있을 것이다.

도 1은 콘텍트 렌즈 제조 설비 전체를 통해 다수의 콘텍트 렌즈 몰드를 운반하기 위해 사용되는 제조 라인 팔레트의 상면도.

도 2는 제조 라인 팔레트의 측면도.

도 3은 렌즈 몰드 팔레트의 각 캐비티내에 배치된 두 개의 렌즈 몰드의 정면도.

도 4는 종래기술에 따라 후방 곡선형 몰드와 그 아래에 성형된 렌즈를 가로질러 열 구배를 부여하기 위한 적외선 디몰드 장치의 개략적인 정면도.

도 5는 후방 곡선형 몰드와 그 아래에 형성된 렌즈를 가로질러 열 구배를 부여하기 위해 본 발명의 적외선 디몰딩 히터 장치의 개략적인 정면도.

도 6은 도 5에 예시된 적외선 디몰딩 히터 장치의 측면도.

도 7은 후방 곡선형 몰드와 그 아래에 성형된 렌즈를 가로질러 열 구배를 부여하기 위한 도 5의 적외선 디몰딩 히터 장치의 상면도.

도 8은 도 5의 장치의 실리콘 카바이드 IR 에미터의 상세도.

도 9는 기계적 분리 수단의 동작을 예시하는 분리 몰드 섹션의 측면도.

도 10은 원하는 열 구배를 달성하기 위해 종래의 IR 히터에 비해 히터 장치의 실리콘 카바이드 IR 에미터의 장점의 그래픽적 표현을 도시하는 도면.

도 11은 본 발명의 적외선 디몰딩 히터 장치의 대안적인 실시예의 단면도.

도 12는 본 발명의 적외선 디몰딩 히터 장치의 대안적인 실시예의 단면도.

도 13은 도 11의 실리콘 카바이드 IR 에미터의 상세도.

따라서, 렌즈의 디몰딩을 보조하는 필요한 열 구배를 제공하기 위해 사용되는 상기 적외선 가열 또는 스팀 및 레이저 장치를 추가로 개선하기 위해서, 본 발명에 따라, 저항 IR-에미터, 바람직하게는, 실리콘 카바이드 IR 에미터로 구성된 신규한 적외선 방사선 또는 히터 장치의 제공이 구상되며, 이는 다수의 몰드에 대하여 하나의 적외선 가열기를 사용하는 상술한 종래 기술의 구조에 반하여, 개별 몰드 각각을 위해 개별 적외선 에미터를 채용한다. 저항 IR 에미터는 전류가 통과하는 재료의 저항을 경유하여 전기 에너지를 방사선으로 변환하는 IR 에미터이다. 이런 IR 에미터는 세라믹 재료와, 실리콘 카바이드 재료, 실리콘 니트레이트 재료, 전자융화 마그네슘 옥사이드, 인코넬, 니켈 크롬 및 페로 크롬, 인콜로이 및 저항 또는 방출 재료 등 같은 기타 니켈 및 크롬 합금 등의 와이어를 포함한다.

또한, 상술한 개선은 비필터식 적외선 에미터 가열 장치를 사용하여, 연합적으로 복수의 몰드를 위한 것이 아니라 각 개별 몰드를 위해 가열 온도에 걸친 정밀한 제어를 달성할 수 있게 한다.

종래 기술에서 사용되는 적외선 가열기상의 석영 및/또는 사파이어 윈도우의 제거는 또한 적외선 방사선의 필터링 제거되는 부분이 없어지게 하여 생성된 적외선 방사선의 대부분이 몰드에 의해 받아들여지기 때문에 필요한 디몰딩 시간을 감소시킴으로써 보다 큰 효율 정도를 제공한다. 본 발명에 따라서, 개별 렌즈 조립체 각각에 방출되는 적외선 에너지의 독립적 제어는 각 엘리먼트 또는 엘리먼트 세트에 대한 입력 와트수의 변경을 용이하게하며, 그에 의해, 적외선 스펙트럼 프로파일내의 크기가 각 몰드의 요구조건에 부합하여 쉽게 조절될 수 있게 한다. 효과적으로, 보다 높은 와트수는 총 웨이브 분포의 높은 출력을 응답하는 반면에, 보다 낮은 와트수는 단파(short-wave) 적외선 방출로부터 멀어지는 스펙트럼 이동의 보다 낮은 총 출력을 응답한다. 중간 및 장파 스펙트럼이 디몰딩 프로세스에 보다 적합하다. IR 에미터에 대한 와트수가 높으면 높을 수록, IR 에너지가 보다 높아지고, 주파수가 보다 높아지며, 파장이 보다 짧아진다.

상술한 바에 부가하여, 본 발명에 따라서, 렌즈의 디몰딩 이전 제조 시퀀스에 예열 단계를 제공하는 것이 구상되며, 디몰딩 단계에 선행하는 처리 사이클에서의 소량의 가열은 적외선 램프 같은 소정의 적절한 가열원을 활용한다. 일 실시예에서, 디몰딩 장치에서의 온도를 감지하는 피드백 제어 루프가 존재할 수 있으며, 이는 제조 시스템의 디몰딩 스테이션으로 진입시 특정 온도 범위 이내가 되도록 몰드에 걸친 열적 제어를 가능하게 하고, 그에 의해, 디몰딩 시간의 감소 및 효율을추가로 향상시킨다.

따라서, 본 발명의 1차적 목적은 미분리 몰드 섹션에 제어된 열 구배를 인가하여 콘텍트 렌즈와 몰딩 섹션 사이에 충분한 상대 전단력을 제공하기 위한 효과적이고 신뢰성 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 렌즈를 손상시키지 않고, 그 사이에 성형된 콘텍트 렌즈를 가지는 콘텍트 렌즈 몰드 부분을 쉽고 일관성있게 분리할 수 있는 안과용 렌즈 디몰딩을 위한 실리콘 카바이드(SiC) IR-에미터 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신속 제조 라인에서 전방 곡선부로부터 가장 많은 수의 후방 곡선부를 분리시킴으로써 콘텍트 렌즈 제조 처리 시간을 감소시키고, 그에 의해, 친수성 콘텍트 렌즈의 신속하고 효과적인 제조를 허용하는 것이다.

본 발명의 보다 정확한 목적에 따라서, 렌즈를 디몰딩하기 위한 적외선 에미터의 제공을 통해 디몰딩 스테이션에 열 구배가 제공되고, 여기서, 세라믹 적외선 에미터는 현용 기술에서 필요한 바와 같이 적외선 히터상에 부가적인 석영 도는 사파이어 윈도우에 대한 필요성 없이, 비필터식 적외선 방사선의 방출을 가능하게 하는 실리콘 카바이드로 구성된 헤드부를 구비한다.

또한, 본 발명의 다른 양태에 따라서, 디몰딩 스테이션으로 진입하기 이전에 몰드를 예열하는 것을 목적으로 한다. 일 실시예에서, 디몰드 스테이션에서의 온도가 측정되고, 예열기로 피드백 루프를 통해 중계되어 몰드가 지정된 온도로 예열된 상태로 디몰딩 스테이션에 진입되어 디몰딩에 필요한 시간의 양을 감소시킬 수 있게 한다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 렌즈 디몰딩을 위해 가열 장치에 사용되는 본 발명의 실리콘 카바이드 적외선 에미터는 별개의 몰드 각각을 위해 별개의 적외선 에미터를 사용하며, 그에 의해, 각 몰드가 렌즈의 매우 효율적이고 신속한 디몰딩을 위해 필요한 지정된 열 구배이내에 존재하도록 열적으로 제어될 수 있게 한다.

본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 적외선 에미터의 효율이 증가되도록 렌즈 조립체의 방향으로의 열 반사를 최적화하도록 각 적외선 에미터의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 반사체를 제공한다. 반사체의 표면은 0.3㎛ RMS 미만의 표면 조도를 갖는 것이 적합하다. 반사체의 표면은 종래 기술에 사용되는 것 보다 얇은 금 층을 포함하는 것이 적합하지만, 금 층 아래에 보다 두꺼운 프라이머 층을 포함하는 것이 적합하다. 반사체는 곡선부를 향해 열을 반사하도록 성형되는 것이 적합하다. 반사체 형상은 렌즈 곡선부 또는 렌즈 몰드 조립체에서 열을 덜 집중시키도록 각도 형성 또는 기타의 방식으로 성형되도록 이루어진다. 반사체의 적어도 일부는 렌즈 몰드 조립체에 방사선이 안내되도록 타원형 또는 파라볼릭(parabolic)형으로 성형되는 것이 적합하다. 최적 타원 또는 파라볼릭 형상 반사체는 방사선을 생성하는 적외선 에미터의 부분 및 적외선 에미터의 형상을 고려하는 광선 추적 분석을 수행함으로써 결정될 수 있다.

상기 및 다른 목적은 콘텍트 렌즈의 제조에 유용한 콘텍트 렌즈 몰드 조립체의 전방 몰드 반부로부터 후방 몰드 반부를 분리시키기 위한 장치에 의해 달성된다. 전방 및 후방 몰드 반부 각각은 대향 오목 및 볼록면을 형성하는 중앙 곡선형 섹션을 가지며, 또한, 중앙부로부터 외향 연장하는 원형 원주 플랜지를 가진다. 전방 곡선부의 오목면은 콘텍트 렌즈의 전방부의 표면을 한정하는 형상을 가진다. 반대로, 후방 곡선형 몰드의 볼록면은 콘텍트 렌즈의 후방부의 표면을 형성하는 형상을 가진다. 개념적으로 상술된 바와 같은 콘텍트 렌즈의 제조는 전방 곡선부의 오목부내에 사전결정된 양의 모노머를 배치하고, 후방 곡선형 몰드 섹션의 볼록부를 전방 곡선형 몰드 섹션의 오목부내로 배치하고, 이어서, 모노머를 경화 또는 크로스링크시켜 내부에서 친수성 재료에 렌즈 형상을 제공하는 것에 의해 수행된다. 용어 "경화"는 여기서, 콘텍트 렌즈를 형성하기 위해 사용되는 크로스링킹을 포함하는 소정의 반응 메카니즘을 포괄하도록 사용된다. 쌍을 이룬 전방 및 후방 몰드 섹션은 복수의 쌍을 이룬 곡선형 몰드를 각각 포함하는 팔레트상에서 제조라인의 대부분을 통해 운반될 수 있다. 대안적으로, 몰드 섹션은 컨베이어나 푸셔 로드 같은 다른 수단을 경유하여 운반될 수 있으며, 이런 수단에 의해 개별적으로 또는 복수단위로 운송될 수 있다. 양호한 실시예에서, 후방 곡선부는 전방 곡선부의 상단에 놓여지지만, 그러나, 본 발명에 의해 그 반대도 구상될 수 있다.

렌즈 재료가 경화되는 스테이션으로부터 하류의 위치에서 제조 라인에 위치되어 있는 몰드 분리 및 렌즈 제거 장치는 후방 몰드 반부의 오목면에 열 구배를 인가하여, 후방 몰드 반부의 볼록면과 콘텍트 렌즈 사이의 접착 파괴 전단력을 유발하는 차등 팽창을 제공하기 위한 장치를 포함한다. 상술한 바와 같이, 열 구배가 크면 클수록, 접착 파괴의 효율은 보다 커진다. 약 2.5℃ 내지 12℃의 범위의 온도구배가 적합하다.

부가적으로 상세히 후술될 바와 같은 본 발명에 따라, 렌즈의 디몰딩을 보조하기 위해 필요한 열 구배는 적외선 가열원에 의해 제공되며, 이 열 에너지는 실리콘 카바이드(SiC) 에미터 가열 장치의 중개를 통해 몰드 곡선부 중 하나에 안내되고, 그에 의해, 장치는 개별 실리콘 카바이드 적외선 에미터가 팔레트상에서 디몰딩 스테이션으로 운반되는 복수의 몰드의 별개의 몰드 중 하나에 각각 연계되도록 구성된다. 여기에 설명된 바와 같은 양호한 실시예에서, 비록, 혈 에너지가 후방 몰드 반부 대신 전방 몰드 반부에 안내되는 경우에 디몰드 프로세스가 효과적일 수 있지만, 열 에너지는 후방 곡선형 몰드 반부에 안내된다. 따라서, 본 발명은 후방 몰드 반부에만 열을 인가하는 것에 한정되지 않으며, 후술된 디몰드 방법 및 장치에서 전방 몰드 반부가 후방 몰드 반부를 대체할 수 있다. 그러나, 렌즈는 가열되지 않은 몰드 반부에 부착된 상태로 남아있다.

몰드의 가열시 열 구배를 제공하는 실리콘 카바이드 적외선 에미터와 연계된 부가적인 양태에 따라서, 프로세스에 예열 단계가 제공되며, 이는 실리콘 카바이드 적외선 에미터에 의한 디몰딩 온도 구배의 인가 이전에, 디몰딩 스테이션 진입시 57-65℃ 같은 특정 온도 범위 이내로 각 몰드를 상승시키도록 디몰딩 스테이션에서 감지된 온도를 측정하는 피드백 제어 루프를 통합할 수 있다.

상기 장치에 의해 공급된 온도 구배가 후방 곡선형 몰드 섹션 및 대응하는 렌즈 사이의 접착력을 약화시키고 나면, 기계적 수단에 의해 몰드 섹션의 분리를 완료하기 위한 장치가 전방 및 후방 곡선형 몰드 섹션 사이에 프라이 핑거의 형태로 도입된다.

EP 0775 571 A1 호에 기술된 바와 같은 이런 일 실시예에서, 분리 장치는 두 쌍의 대향하는 얇은 쐐기를 포함하고, 이는 팔레트 전진 방향에 평행하게 배향되며, 이는 최초에 서로의 위에 배치되어 있고, 대응하는 전방 및 후방 곡선부의 측방향 연장 플랜지 사이에서 함께 활주한다. 이렇게 위치되고 나면, 각 쐐기 쌍 중 상부의 것이 상승되고, 내부에서 후방 곡선형 몰드를 고정된 전방 곡선부 및 그 위의 렌즈로부터 멀어지는 방향으로 상향으로 들어올린다. 제거된 후방 곡선부는 복수의 석선(suction) 컵 또는 스트리퍼 핑거 같은 다양한 장치에 의해 폐기물 폐기 영역으로 운반될 수 있다. 제 2 변형에서, 분리 장치는 본 명세서에서 참고하고 있는 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 5,770,119호에 기술된 바와 같이 팔레트를 전진시키는 방향에 횡단하여 장착되는 편심 캠 피구동 프라잉 수단을 포함할 수 있다. 이 프라잉 수단은 편심적으로, 처음에 선회, 그후, 실질적으로 상향으로 병진되는 제 2 프라이 핑거 세트가 대응 후방 곡선형 몰드 반부와 결합할 때, 전방 곡선형 몰드 섹션과 결합하여 그들을 고정 상태로 유지하는 제 1 고정 핑거 세트를 포함한다. 이들 프라잉 핑거는 연계된 전방 몰드 반부에 관하여 사전결정된 힘으로 후방 곡선형 몰드를 편의시키고, 그에 의해, 효과적으로 그로부터 후방 몰드 반부를 제거하며, 렌즈를 노출시킨다. 제 3 변형에서, 분리 장치는 쌍으로 몰드 섹션을 디몰딩하는 팔레트 흐름의 이동 방향에 평행하게 장착된 이중 링크절, 리프팅 장치를 포함한다. 이 장치는 물드를 지지하는 팔레트가 전진할 때, 전방 및 후방 곡선부의 플랜지 사이에서 활주하는 얇은 리테이너 소자를 포함한다. 이 리테이너 소자는 전방 곡선형 몰드 섹션을 팔레트에 고정하고, 그들이 상향 병진되는 것을 방지한다. 전방 곡선형 반부가 리테이너 소자에 의해 고정될 때, 후방 곡선형 몰드 섹션의 플렌지와 끼워져 결합하도록 성형된 분리 핑거의 세트는 이중 운동 링크절 시스템을 경유하여 상향 병진된다. 분리 핑거의 상향 병진은 후방 곡선부가 고정 전방 곡선부 및 팔레트로부터 들어올려지게 하고, 그에 의해, 한번에 한 쌍의 렌즈씩 렌즈를 노출시킨다.

본 발명의 실시로 디몰딩되는 안과용 렌즈는 본원에서 그 전문을 참조하고 있는 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 5,540,410에 기술된 프로세스에 의해 각각 형성되는 전방 및 후방 콘텍트 렌즈 몰드 부분 사이에 규정된 체적내에서 성형되는 것이 적합하다.

특히, 전방 및 후방 곡선형 몰드 부분은 도 1 및 도 2에 그중 하나가 도시되어 있는 팔레트(10)상에서, 제조 라인을 통해 운반되는 것이 적합하다. 또한, 도 3을 참조하면, 몰드의 전방 곡선형 부분(12)은 팔레트(10)에 의해 형성된 복수의 리세스(14) 중 하나내에 지지된다. 팔레트(10)의 본 예시된 실시예에서, 팔레트(10)는 그 리세스(14)내에 8개 까지의 전방 곡선형 몰드를 담을 수 있는 용량을 가진다. 렌즈가 형성되는 프로세스 동안, 전방 곡선형 몰드(12)의 오목부(16)는 반응성혼합물 또는 모노머 용액(18)(이것이 콘텍트렌즈가 됨)으로 부분적으로 충전되고, 그후, 내부에 후방 곡선형 몰드(20)의 볼록부가 수용된다. 후방 곡선형 몰드(20)는 모노머내에 기포가 포입될 가능성을 회피하기 위해 진공하에 전방 몰드 반부(12)의 오목부(16)내에 배치된다. 그후, 몰드 반부(12, 20)는 함께 클램핑 압착되어 잉여 모노머(22)를 배출한다. 잉여 모노머(22)는 몰드 반부(12, 20)의 곡선형 부분의 외주 주변의 링내에 수집한다. 각 몰드 반부(12, 20)가 각각 원주 플랜지 부분(24, 26)을 포함하지만, 잉여 모노머는 그 사이의 공간에 수집된다. 팔레트(10)는 팔레트(10)내에 형성된 측면 리세스 또는 홈(34)에 결합된 각각 내향 지향 횡단 리브 또는 돌출부(32)를 가지는 트랙(28, 30)을 따라 안내되면서, 프로세스 경로를 다라 이동한다.

그후. 조립된 몰드 반부(12, 20)는 다시 클램핑되고, 예비경화되며, 이는 저 산소 환경에서 이루어진다. 예비 경화에 이어, 렌즈는 UV 방사선 및 가열에 의해 완전히 경화되고, 이는 콘텍트렌즈의 모노머 매트릭스의 완전한 중합을 유발한다.

각 렌즈 몰드 부분(12, 20)의 원주에 형성된 환형 플랜지(24, 26)는 새롭게 성형된 렌즈를 억세스하기 위해 렌즈 몰드(12, 20)의 분리를 용이하게 하도록 외부 장치가 사용될 수 있는 위치를 제공하는 부가 목적을 가진다. 그러나, 이 분리 단계는 후방 곡선형 몰드(20)에 열 펄스를 인가함으로써 진행된다. 이 열 펄스의 목적은 후방 곡선부(20)의 경계면과 새롭게 성형된 렌즈(L) 사이의 열 구배를 형성하는 것이다. 이 구배는 내부의 렌즈에 대한 후방 곡선부의 차등 팽창을 유발하여 렌즈(L)의 후방 곡선부(20)에 대한 접착력을 감소시킨다. 열 구배를 형성하기 위한장치는 본 발명의 신규한 양태를 포함하며, 하기에 상세히 설명된다.

그러나, 먼저, 특히 팔레트(10)의 측면도가 도시되어 있는 도 2를 참조하여, 몰드 캐리어의 중요한 특징을 설명할 필요가 있다. 완전히 기능적으로 자동화된 제조 라인을 특징으로 하는 팔레트(10)의 연속적 스트림이 원활하고 일정하게 이동되는 것을 보증하기 위해서, 각 팔레트는 그 측면에 형성된 홈(34)을 가진다. 이들 홈(34)은 횡단 리브(32)와 결합하도록 설계되고, 이는 그에 의해 본 발명의 주제인 디몰딩 및 분리 스테이지 같은 제조 단계 동안 발생할 수 있는 팔레트(10)의 수직방향 운동을 최소화한다.

특히, 한 쌍의 조립된 몰드(38)(각각 전방 곡선부(12) 및 후방 곡선부(20)를 포함하고, 내부에 새롭게 성형된 콘텍트렌즈(L)가 배치되어 있음)를 지지하는 팔레트(10)의 정면도인 도 3에 관련하여, 팔레트(10)의 측면 홈(34)과, 컨베이어 라인의 내면(40)을 따라 연장하는 횡단 리브(32) 세트와의 결합이 예시되어 있다. 적절한 정합 수단(미도시)이 또한 컨베이어 경로를 따라 팔레트를 위치시키기 위해 포함될 수 있으며, 디몰딩 스테이션 같은 제조 스테이지를 위해 견고히 고정된 팔레트를 내부에 유지한다.

열 구배를 인가하기 위한 장치

도면 중 도 4에 예시된 바와 같이, 특히 본원에서 참조하는 유럽 특허 EPO 0 775 1 A2, US 535996에 나타나있는 바와 같이, 종래 기술에 속하는 열 구배 생성을 위한 적외선 가열 장치가 개략적으로 도시되어 있다.

여기서, 적외선 가열 소자(42) 및 반사 튜브(44)를 수납하는 수직방향 왕복하우징(40)이 후방 반부 몰드 부분(20)과 긴밀하게 접촉하는 각 가열 소자의 가열 헤드(46)를 갖도록 적용된다. 이 특정 장치에서, 각 가열 소자는 단일 전원으로부터 공급 받으며, 그래서, 각 팔레트(10)내에 8개가 존재하는 각 몰드 반부와 접촉하도록 적용되는 각 가열 소자의 온도의 변화를 조절할 수 없다. 양호한 실시예는 석영 윈도우와, 보호성 사파이어 윈도우를 채용하는 가열 소자를 개시하고 있는 유럽 특허에 광범위하게 언급되어 있는 종래 기술 구성을 포함하지 않으며, 여기서, 사파이어 윈도우는 원하는 열 구배를 제공하기 위해 필요한 보다 과도한 가열 기간으로 인해, 가열 소자에 의해 몰드 반부 부분에 운반되는 열의 양을 감소시키고, 결과적으로 장치의 효능 및 효율을 감소시킨다.

이제, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 이들 각각은 후방 곡선형 몰드 부분(또는 다른 몰드 부분)과 그 아래에 성형된 렌즈 사이에 열 구배를 생성하기 위한 본 발명의 적외선 가열 장치(50)의 서로 다른 도면 및 세부를 각각 예시하고 있다.

렌즈가 그 사이에 성형되는 몰드 반부(12, 20) 사이의 분리의 실행시 소정 열 구배를 제공하는 본 발명에 따른 적외선 가열 장치(50)는 하우징 구조체(52)를 포함하고, 이 하우징 구조체는 전기 제어 시스템 및 관련 전원 장비(미도시)에 연결된 단자 스트립(56)을 구비하는 상부 하우징 부분(54)을 포함한다. 하우징 구조체(52)의 하부 부분(58)은 수냉식 하우징을 포함하며, 그를 통해 복수의 상향 또는 수직방향 연장 적외선 에미터(60), 바람직하게는, 실리콘 카바이드(SiC) 에미터가 통과한다. 적외선 에미터(60)는 이 디몰딩 스테이션에서 그 아래에 위치되어 있는 팔레트(10)내의 몰드에 사전결정된 가열량을 부여하도록 적용된다. 각 적외선 에미터(60) 주변에는 실질적인 원통형 구조의 외부 슬리브(62)가 있으며, 이는 수냉식 하우징(58)을 통해 밀봉식으로 연장하고, 그 슬리브(62)의 하부 단부는 동작 동안의 하우징 구조체(52)의 하향 배치에 기초하여, 그 가열 동안 상부 또는 후방 몰드 반부(20)와 접촉하도록 적용된다. 슬리브는 렌즈 곡선부의 조립 동안 렌즈 곡선부위로 흐르는 반응성 재료의 가열을 회피하도록 후방 곡선부의 오목 형상내로 끼워지도록 크기설정된 직경을 갖도록 그 저면에서 테이퍼 형성되는 것이 적합하다. 도면 중 도 8에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 각 슬리브내에는 점화기 조립체(70)가 수납되고, 이는 냉각수의 진입에 대하여 슬리브(62)를 밀봉하도록 수냉식 하우징(58)의 상부 부분에 밀봉식으로 위치된 세라믹 부싱(72)을 포함한다. 세라믹 부싱(72)으로부터 하향으로 점화기 부분(73)이 연장하고, 이는 그 하부 단부에서, 후방 곡선형 몰드 반부(20)를 가열하는 방사선을 방출한다. 이 점화기 부분(73)은 적외선 에미터(60) 각각을 위한 단자 스트립(56)과의 전기 결합부내로 상향 연장하는 전선 리드(76)를 수용하도록 적용되는 나선형 홈 부분(74)을 포함한다. 각 슬리브(62)내에는 적어도 IR 에미터의 방사선 방출부, 즉, 나선형 홈 부분(74) 둘레에 반사체(78)가 위치되며, 이는 그 아래에 위치된 몰드의 후방 곡선부(20)의 표면상으로 원하는 양의 열을 투사하도록 적용되는 절두 원추(frusto-conical) 또는 파라볼릭 반사체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반사체(78)는 도 11 및 도 12를 참조로 보다 상세히 설명될 것이다. 용어 거울 및 반사체는 여기서 상호호환적으로 사용된다는 것을 인지하여야 한다. 용어 거울 또는 반사체 중 하나의 사용은 양자 모두의 용어를 포함한다.

적외선 에미터(60) 각각은 최소량의 시간과 최대 효율로 원하는 열 구배를 제공하기 위해, 후방 반부 몰드 부분(20)과 접촉하여 생성된 열의 양을 조절할 수 있도록 별개의 전류원에 의해 제어된다.

양호한 실시예에서, 각 실리콘 카바이드 에미터(60)는 유럽 특허 775 571 A2호로 대표되는 종래기술로부터 공지된 이전 경우에서와 같이, 윈도우 및 결과적인 IR 필터링을 제거함으로써, 석영-프리 및 사파이어-프리 형태로, 필터링되지 않으며, 적외선 방사선은 필터링되지 않고, 결과적으로 종래 기술 히터에 비해 열 손실이 현저히 감소되고, 그에 의해, 렌즈 디몰딩을 위해 필요한 가열 시간을 현저히 단축시킨다. 또한, 비필터링에 의해, 본 실리콘 카바이드 적외선 에미터는 보다 큰 열량을 생성하기 위해 보다 적은 에너지를 소요하며, 몰드 가열을 위해 보다 긴 파장의 적외선 방사선이 사용될 수 있게 한다.

본 발명에 따라서, 개별 조사 가열 램프를 대표하는 각 적외선 에미터(60)는 네 개의 몰드가 단일 IR-가열 램프에 의해 서빙되는 종래 기술과는 달리 단 하나의 몰드를 조사한다. 본 구성은 가열 및 디몰딩 시간을 동시에 감소시키면서, 각 몰드 각각 위해 열 구배를 최적화하도록 각 몰드의 개별적 온도 규제의 사용을 용이하게 한다.

소요 가열 시간 및 에너지의 감소 양자 모두에 대하여 최대 효율을 달성하기 위해서, 실리콘 적외선 에미터(60)에 의해 도시된 바와 같이, 디몰딩 열 구배를 인가하기 이전에 몰드를 예열할 수 있도록 하는 것이 유리하다. 이를 실행하기 위해서, 적절한 센서(미도시)가 각 몰드에 인접하게 배치되고, 선행 처리 스테이션(미도시)에 연결될 수 있으며, 여기서, 적절한 가열 수단이 팔레트(10)가 현재 실리콘 카바이드 IR-에미터 가열 장치(50)로 대표되는 디몰딩 스테이션으로 전진하기 이전에, 팔레트(10)에 위치된 몰드의 예열을 제공할 수 있다. 따라서, 그 디몰딩 스테이션 진입시, 약 57-65℃이내의 온도 범위로 몰드의 예열을 제공하도록 선행 예열 스테이션에 센서에 의해 온도 피드백 정보가 제공될 수 있다. 이는 예열 스테이션내의 적외선 램프, 강제식 공기 가열기, 또는 소정의 다른 유형의 대류 또는 방사 가열원에 의해 실행될 수 있다. 센서에 의해 제공되는 피드백은 팔레트상의 그 연계된 몰드와 관련하여 각 적외선 에미터 각각에 의해 생성된 적외선 방사선의 소요 시간 길이를 규제하여 이전 구조에서 전혀 얻을 수 없는 몰드 반부 사이의 균일한 열 구배 및 분리를 보증하기 위해, 전류 및 전압을 측정하고, PID(proportional, integral and derivative) 제어기를 사용할 수 있다.

그래픽적 표현인 도면의 도 10에 도시된 바와 같이, 그래프의 좌측 부분은 석영 및 사파이어 윈도우를 사용하는 종래 기술 시스템을 사용한 가열 동안 얻어지는 피크를 주로 나타내고, 여기서, 몰드는 폴리스티렌 몰드로 구성된다. 대조적으로, 석영 및 사파이어 윈도우를 제거함으로써, 그래프의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 이들 피크가 그 반부의 분리를 위한 몰드의 보다 급속한 가열을 가능하게 한다는 것을 예시하는 피크도가 성취된다. 현재, 본 발명의 방법 및 장치를 사용함으로써, 몰드 반부는 종래 기술 시스템 및 방법에 의해 4초 이상이 소요되는 것에 비해, 디몰드 온도에 도달하기 위해, 약 1과 1/2초 이하를 소요한다.

본 발명에 따라 열 구배를 인가하기 위한 상기 장치는 본 발명의 주제가 아닌, 기계적 분리 수단과 연계하여 사용될 수 있으며, 다양한 공지된 실시예 중 한가지 선택적인 실시예는 본 명세서에서 참조하고 있는 유럽 특허 O 775 571 A2호에 예시된 바와 같이, 프라이 핑거(pry finger)를 사용하며, 이하의 설명은 단지 몰드 분리 배열의 전체 양태의 보다 포괄적인 이해를 제공하기 위한 것 일 뿐이다.

이 SiC 히터 장치(50)의 예상치 못한 결과는 "센터 풀(center pull)" 결함의 현저한 감소이다. 이 결함은 목표 몰드가 기존 방법에서 가열 영역의 중심에서 받게되는 과도한 가열과 연계한다. 본 장치에 사용되는 SiC 가열 소자는 목표 몰드에 면한 베이스 단부를 가지는 중공 실린더로서 성형된다. 몰드가 받는 직접 IR 에너지는 다른 방법에 비해 비례적으로 감소된 양의 에너지를 중심이 받는 상태로 몰드 조립체에 대칭적으로 성형된다. 이 IR 에너지 분포의 성형은 디몰드 프로세스 동안 도입될 수 있는 결함의 감소를 초래한다. 실리콘 카바이드 원통형 에미터의 측면으로부터의 IR 에너지는 원추 거울 또는 파라볼릭 거울을 사용하여 몰드를 향해 하향 반사된다. 이는 보다 바람직하고, 대칭적인 가열 패턴을 초래한다.

도 11 및 도 13은 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 유사 소자는 도 5 내지 도 8에 도시된 실시예에서와 동일한 참조 번호로 표시되어 있다. 이 실시예 사이의 차이점은 반사체(78)의 형상 및 IR 에미터(60)의 형상이다. 도 11에 도시된 반사체(78)는 IR 에미터(60)의 방사선 방출부, 즉, IR 에미터(60)의 나선형 홈 부분(74)을 둘러싼다. 도 13은 도 11에 도시된 실시예에 사용된 IR 에미터(60)를 상세히 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, IR 에미터(60)의 나선형 홈 부분(74)은 도 8에 도시된 IR 에미터에 대해 세라믹 부싱(72)으로부터 보다 짧은 거리에서 시작한다. 이 때문에, 도 11의 반사체는 세라믹 부싱(72)에 보다 근접하게 위치되어 있으며, 반사체는 칼라부(801)로부터 외향으로 벌어지며, 이 칼라부는 나선형 홈 부분(74) 위에서 IR 에미터(60) 주변(바람직하게는 이격되어) 있으며, 반사성이다. 도시된 바와 같이, 반사체는 상부 섹션(802)과 하부 섹션(803)을 포함한다. 상부 섹션(802) 및 하부 섹션(803)은 원추형으로 성형되는 것이 적합하다. 원추형으로 성형된 상부 섹션(802)은 나선형 홈 부분(74)의 저면과 거의 또는 적어도 평행한 길이로 IR 에미터의 길이와 거의 일치하도록 칼라(801)로부터 연장하도록 크기설정되는 것이 적합하다. 역시 원추형 형상인 것이 적합한 하부 섹션(803)은 상부 섹션(802)의 가장 넓은 부분과 만난다. 하부 섹션(803)은 후방 곡선부의 오목부의 직경과 거의 같은 직경(D)으로 테이퍼 형성되거나, 도시된 바와 같이, 가열 대상의 원하는 렌즈 곡선부의 부분 보다 5% 큰 것 보다 작은 직경과 실질적으로 같다. 도 11에 도시된 바와 같이, 반사체는 노즐(804)을 추가로 포함한다. 노즐은 원통형 형상 또는 테이퍼형 원통형 형상을 갖는 것이 적합하다. 도시된 바와 같이, 노즐(804)은 후방 곡선부의 오목부의 직경으로 노즐의 직경을 감소시키는 직경 단차부(805)를 추가로 포함한다. 직경 단차부(805)는 노즐(804)에 선택적인 사항이며, 도 12에 도시된 실시예에서는 존재하지 않는다. 반사체(78)는 방사선을 렌즈 곡선부를 향해 반사하도록 성형된다. 상부 및 하부 섹션의 크기 및 형상은 공간, IR 에미터 길이, 특히, 나선형 홈 부분의 길이, 및 광선 추적 분석 결과 같은 인자에 의해 결정되며, 광선 추적 분석은 예로서, Breault Research Organization으로부터의 ASAP Optical Software 및 Stellar Software에 의한 BEAM POUR 등 같은 다수의 상업적으로 가용한 컴퓨터 프로그램에 의해 수행될 수 있다.

도 12는 반사체의 형상이 최대화되는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 앞선 도면들과 동일하게 참조 번호가 부여되어 있다. 소정의 IR 에미터 형상이 본 실시예에 도시된 반사체 형상으로 사용될 수 있지만, 그러나, 도 8에 상세히 도시된 IR 에미터가 적합하며, 도 11에 도시되어 있다. 반사체의 가장 양호한 상부 섹션(802)은 원형 부분 타원체 또는 원형 파라볼로이드 형상이다. 다시, 상부 및 하부 섹션의 크기 및 형상은 공간, IR 에미터 길이, 특히, 나선형 홈 부분의 길이 및 광선 추적 분석의 결과 같은 인자에 의해 결정된다. 양호한 실시예에서, 반사체는 하부 섹션(803)을 또한 포함하며, 이 하부 섹션은 부분적 원추부를 포함한다. 또한, 양호한 실시예에서, 반사체는 또한 렌즈 조립체의 방사선을 안내하도록 크기설정된 노즐(804)을 포함하지만, 그러나, 노즐은 하부 섹션(803)의 직경(D)이 렌즈 조립체에 접촉하도록 원하는 바에 따라 크기설정되는 경우에 제거될 수 있다. 또한, 원형 부분 타원체 또는 원형 파라볼로이드 형상이 충분한 방사선이 디몰드를 위해 렌즈 조립체에 집중될 수 있도록 설계되는 경우에, 하부 섹션(803)도 제거되고, 노즐(804)의 존재를 구비 또는 구비하지 않은 상부 섹션(802)이 반사체(78)로서 사용될 수 있다. 노즐(804)은 렌즈 조립체와 적절한 접촉부를 형성할 수 있도록 상부 부분(802)과 함께 사용되지만, 그러나, 충분한 방사선이 렌즈 조립체에 안내되는 경우에, 노즐과 렌즈 조립체와의 접촉은 불필요하다. 또한, 상부 부분(802)은 필요시, 렌즈 조립체와 접촉하도록 사용될 수 있는 테이퍼형 저면부를 제공하도록 성형될 수 있다.

IR 에미터 장치의 효율을 증가시키기 위해, 방사선을 반사하는 반사체의 표면은 매우 매끄러운 표면, 바람직하게는 0.3㎛ RMS 미만, 보다 바람직하게는 0.2㎛ RMS 미만, 가장 바람직하게는 0.1㎛ RMS 미만의 표면 조도를 가지는 표면을 제공하도록 변형된다. 양호한 반사체는 경면 반사체이다. 부가적으로, 반사체상의 각 코팅은 약 1.3 내지 2.9㎛, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5㎛, 가장 바람직하게는 1.7 내지 2.2㎛ 사이의 두께를 갖는 금 코팅을 제공하도록 변경된다. 본 양호한 실시예는 약 1.9㎛ 두께의 금 코팅을 가진다. 금 코팅은 프라이머 코팅상에 적용된다. 양호한 프라이머 코팅은 무전자 니켈 코팅이다. 프라이머 코팅은 반사체 지지부 또는 슬리브상에서 1 내지 25㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 20㎛, 가장 바람직하게는 12 sow 18㎛ 두께 사이인 것이 적합하다. 프라이머 코팅은 구리, 황동 등에 적용되는 것이 적합하며, 슬리브의 최외부층을 형성하도록 사용될 수 있는 황동 반사체 지지부 구조체에 적용되거나 또는 세라믹 층 같은 다른 층이 황동 위에 추가될 수 있다. 종래 기술에 사용되는 조기 금 코팅 반사체는 내구적이지 못하고, 효과적이지 못하며, 세정이 곤란하다는 것을 발견하였다. 조기 금 코팅된 반사체는 효과적이지 못하기 때문에, IR 에미터가 반사체의 효율을 감소시키는 반사체의 표면상에 누적된 탄화 재료를 초래하는 보다 높은 방사선을 생성한다. 피드백 제어는 IR 에미터가 보다 높은 방사선을 생성하게 하였고, 이는 보다 많은 탄화(charred) 재료의 누적을 초래하며, 이 프로세스는 IR 에미터가 파괴될때까지 지속된다. 설명된 바와 같이 프라이머와 금 코팅을 포함하는 반사체를 제공하고, 0.1 ㎛ RMS 미만의 표면 평활도를 갖도록 반사체를 변형하는 것은 반사체의 효율을 10% 증가시키고, 이는 IR 에미터로의 전력의 10% 감소로 전환되며, 이는 그 사용 수명을 현저히 증가시킨다. 본 발명에 사용된 양호한 반사체는 1,000 내지 4,000nm 적외선 범위에 대하여 98% 반사도를 제공한다. 그러나, IR 에미터는 IR 범위 어떠한 곳에서도 1,000 과 15,000nm 사이의 방사선의 대역을 구성 또는, 방사선을 포함하는 가장 적합한 방사선을 생성할 수 있다.

열적으로 이완된 몰드 섹션을 분리시키기 위한 수단

몰드 분리 장치의 기계적 디몰딩 조립체 또는 장치는 다양한 서로 다른 변형을 포함할 수 있으며, 그중 하나가 하기에 예시되어 있다. 열구배를 인가하기 위한 상술한 수단에 관하여 변형이 설명될 수 있지만, 다양한 다른 유형의 분리 수단이 렌즈로부터 후방 곡선형 몰드를 이완시키기 위해 설명된 수단을 대등하게 활용할 수 있다.

기본적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 분리 수단은 후방 곡선형 몰드 반부(20)를 각 콘텍트 렌즈 몰드 조립체(38)의 전방 곡선형 반부(12)로부터 기계적으로 프라잉함으로써 기능한다. 프라잉 프로세스는 렌즈 몰드내에 성형된 렌즈의 완전성을 파괴시키지 않고, 전방 곡선형 반부로부터 후방 곡선형 반부가 분리될 수 있도록 다소 서로 다른 힘 벡터로 신중히 제어된 상태하에서 이루어진다.

이 분리 장치(80)는 각 컨베이어 라인을 위한 몰드 각 측면상에 두쌍의 분리 쐐기(82, 84)를 포함한다. 쐐기(82, 84) 쌍 각각은 대응 전방 및 후방 곡선부(12, 20)의 플랜지(24, 26) 사이에 도입된다. 분리시, 각 쐐기 쌍 중 하나(84)는 상승되고, 팔레트로부터 후방 곡선부(20)를 들어올리며, 이를 렌즈 아래로부터 분리시킨다. 이 동작은 상술된 바와 같은 적외선 열 구배와 관련하여 상세히 설명된다.

각 쐐기(82, 84) 세트는 쐐기의 핑거 부분이 팔레트(10)의 표면에 대한 렌즈의 전방 곡선부(12)의 환형 플랜지 부분(26)을 고정하고, 수직 구동 수단(미도시)의 작용에 의해 상단 쐐기(82)의 핑거 부분이 몰드 부분 중 어느 한쪽 또는 콘텍트 렌즈의 완전성을 파괴시키지 않는 상태로 전방 곡선형 몰드 부분으로부터 후방 곡선형 몰드 부분(20)을 들어올려 수직방향으로 분리시키는 방식으로 삽입된다.

일정한 힘(일정한 선형 운동에 대조적으로)의 들어올리는 것을 모방하도록 상단 쐐기(82)의 상승률을 적절히 제어함으로써, 보다 높은 효율 산출이 달성될 수 있다는 것이 발견되었다. 의사-일정 힘 들어올림의 특정 프로파일은 경험적으로 결정될 수 있으며, 그후, 현저한 유효도로 모든 몰드쌍에 일정하게 적용된다.

예시된 실시예에서, 2mm 공간이 몰드 플랜지(24, 26) 사이에 존재하며, 상부 및 하부 분리 쐐기의 조합 두께는 약 1.5mm이다. 삽입 이후, 쐐기는 1mm의 거리 동안 10mm/sec의 속도로 분리되며, 따라서, 몰드 반부에 작은 예비부하를 제공한다. 분리 속도는 약 1.3mm의 분리 거리 및 장치 모터의 최대 속도에서의 고속 들어올림에 대하여 0.6mm/sec이다.

대안적인 실시예에서, 측방향으로 배치된 쐐기 쌍 각각은 전방 및 후방 곡선부를 예비부하하기 위해 삽입 다소 이후에 분리되며, 그에 의해, 열 구배의 적용 이전에 작은 분리 편의를 제공한다.

예비부하가 형성된 이후에, 적외선 에미터(60)는 여기되고, 후방 곡선부(20)는 예비부하하에서 가열된다. 이는 실질적으로, 기계적 에너지에 의해 보조되는 열에너지로부터의 몰드 분리를 제공한다.

비록, 접착 파괴를 위한 열 구배의 적용 및 기계적 제거 사이에 적은 시간이 존재하는 경우에, 어떠한 부정적인 효과도 인지되지 않지만, 이런 상술한 기계적 보조는 가열직후에 가장 잘 제공될 수 있다. 실시가능한 제조 기간에서, 열적 노출과 몰드 분리 사이의 시간은 약 0.2 내지 약 1.5초 사이 이다.

렌즈가 그 사이에 성형된 이후에, 렌즈의 제조에 사용되는 몰드쌍을 이완 및 분리시키는 것을 포함하는 콘텍트 렌즈 제조 방법 및 장치를 포함하는 본 발명이 양호한 실시예를 참조로 상술되었다.

본 발명이 그 양호한 실시예에 관하여 특정하게 예시 및 설명되었지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 본 발명의 개념 및 범주로부터 벗어나지 않고, 형상 및 세부 사항에 대한 상술한 바 및 기타 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (39)

1. 전방 및 후방 몰드 반부 사이의 성형된 렌즈를 디몰딩하기 위한 장치에 있어서,

   상기 몰드 반부 사이에 제어된 열 구배를 제공하기 위해, 상기 몰드 반부 중 하나에 사전결정된 양의 적외선 에너지를 안내하기 위한 수단을 포함하는 디몰딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 적외선 에너지 수단 각각은 실리콘 카바이드(SiC) IR-에미터를 포함하는 디몰딩 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터 각각은 원통형 슬리브 내에 배치되고, 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터의 잉여 가열을 억제하기 위해 냉각 하우징이 상기 원통형 슬리브를 집합적으로 둘러싸는 디몰딩 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 그 제어된 가열을 위해 상기 곡선형 몰드 반부를 향해 적외선 에너지를 안내하도록 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터의 헤드 부분 주변으로 연장하는 반사체 수단이 상기 각 슬리브내에 배열되는 디몰딩 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 반사체 수단은 상기 적외선 에너지를 안내하기 위한거울형 반사면을 포함하는 디몰딩 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 반사면은 절두 원추(frusto-conical) 구조를 가지는 디몰딩 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 반사면은 파라볼릭(parabolic) 반사체를 형성하는 디몰딩 장치.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터 각각은 상기 각 후방 곡선형 몰드 반부에 필요한 열 구배를 부여하도록 그와 연계된 각 후방 곡선형 몰드 반부로의 열 전달을 변화시키는 것을 용이하게 하도록 전류원에 접속되는 디몰딩 장치.
9. 제 2 항에 있어서, 상기 후방 곡선형 몰드 반부 각각에서 온도를 감지하기 위한 수단은 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터가 상기 후방 곡선형 몰드 반부 각각에 상기 열 구배를 부여하기 이전에 상기 후방 곡선형 몰드 반부를 사전결정된 온도로 예열하기 위해 상기 각 온도의 피드백을 형성하는 디몰딩 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 곡선형 몰드 반부는 각각 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터로부터 적외선 에너지를 받기 이전에 약 57-65℃ 사이의 온도로 예열되는 디몰딩 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 온도 피드백은 상기 각 실리콘 카바이드 IR-에미터를 위한 전압 및 전류를 측정하고, 상기 각 후방 곡선형 몰드 반부를 위해 필요한 열 구배를 제공하도록 상기 전압 및 전류를 규제하는 디몰딩 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 전압 및 전류는 PID 제어기에 의해 규제되는 디몰딩 장치.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 적외선 에너지 수단에 의한 그에 대한 열 구배의 인가에 후속하여 상기 연계된 전방 및 후방 곡선형 몰드 반부 각각을 분리시키기 위한 수단을 추가로 포함하는 디몰딩 장치.
14. 대응 전방 및 후방 곡선형 몰드 반부 사이에 형성된 렌즈를 디몰딩하는 방법에 있어서,

    개별적으로 소스가 상기 몰드 반부 중 하나에 사전결정된 양의 적외선 에너지를 안내하여 상기 몰드 반부 사이에 제어된 열 구배를 제공하게 하는 단계를 포함하는 디몰딩 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 적외선 에너지는 실리콘 카바이드(SiC) IR-에미터에 의해 제공되는 디몰딩 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터 각각은 원통형 슬리브 내에 배치되고, 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터의 잉여 가열을 억제하기 위해 냉각 하우징이 상기 원통형 슬리브를 집합적으로 둘러싸는 디몰딩 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 그 제어된 가열을 위해 상기 곡선형 몰드 반부를 향해 적외선 에너지를 안내하도록 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터의 헤드 부분 주변으로 연장하는 반사체 수단이 상기 각 슬리브내에 배열되는 디몰딩 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 반사체 수단은 상기 적외선 에너지를 안내하기 위한 거울형 반사면을 포함하는 디몰딩 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 반사면은 절두 원추 구조를 가지는 디몰딩 방법.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 반사면은 파라볼릭 반사체를 형성하는 디몰딩 방법.
21. 제 15 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터 각각은 상기 각 후방 곡선형 몰드 반부에 필요한 열 구배를 부여하도록 그와 연계된 각 후방 곡선형 몰드 반부로의 열 전달을 변화시키는 것을 용이하게 하도록 전류원에 접속되는 디몰딩 방법.
22. 제 15 항에 있어서, 상기 후방 곡선형 몰드 반부 각각에서 온도를 감지하는 단계는 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터가 상기 후방 곡선형 몰드 반부 각각에 상기 열 구배를 부여하기 이전에 상기 후방 곡선형 몰드 반부를 사전결정된 온도로 예열하기 위해 상기 각 온도의 피드백을 제공하는 디몰딩 방법.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 곡선형 몰드 반부는 각각 상기 실리콘 카바이드 IR-에미터로부터 적외선 에너지를 받기 이전에 약 57-65℃ 사이의 온도로 예열되는 디몰딩 방법.
24. 제 22 항에 있어서, 상기 온도 피드백은 상기 각 실리콘 카바이드 IR-에미터를 위한 전압 및 전류를 측정하고, 상기 각 후방 곡선형 몰드 반부를 위해 필요한 열 구배를 제공하도록 상기 전압 및 전류를 규제하는 디몰딩 방법.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 전압 및 전류는 PID 제어기에 의해 규제되는 디몰딩 방법.
26. 제 14 항에 있어서, 상기 적외선 에너지 수단에 의한 그에 대한 열 구배의인가에 후속하여 상기 연계된 전방 및 후방 곡선형 몰드 반부 각각을 분리시키는 단계를 추가로 포함하는 디몰딩 방법.
27. 대응 전방 및 후방 몰드 반부 사이에 형성된 복수의 렌즈를 디몰딩하기 위한 장치에 있어서,

    상기 몰드 반부 사이에 제어된 열구배를 제공하도록 상기 몰드 반부 중 각 연계된 하나에 사전결정된 양의 적외선 에너지를 각각 안내하는 복수의 수단을 포함하는 디몰딩 장치.
28. 렌즈의 성형 및 경화 이후에, 팔레트상에 정규 어레이로 위치되어 있는, 아치형 중앙부와 환형 플랜지부를 각각 구비하는 대응 전방 및 후방 곡선형 몰드 반부 사이에 형성된 복수의 콘텍트 렌즈를 디몰딩하기 위한 장치에 있어서,

    상기 몰드 반부 각각의 사이에 제어된 열 구배를 제공하도록 상기 후방 몰드 반부 중 각 연계된 하나에 사전결정된 양의 적외선 에너지를 각각 안내하는 복수의 수단 및 그와 연계된 적외선 에너지 수단을 포함하는 디몰딩 장치.
29. 렌즈의 성형 및 경화 이후에, 팔레트상에 정규 어레이로 위치되어 있는, 아치형 중앙부와 환형 플랜지부를 각각 구비하는 대응 전방 및 후방 곡선형 몰드 반부 사이에 형성된 복수의 콘텍트 렌즈를 디몰딩하기 위한 방법에 있어서,

    상기 몰드 반부 각각의 사이에 제어된 열 구배를 제공하도록 상기 후방 몰드반부 중 각 연계된 하나에 사전결정된 양의 적외선 에너지를 각각 안내하는 소스 및 그와 연계된 적외선 에너지를 개별적으로 제공하는 단계를 포함하는 디몰딩 장치.
30. 몰드 조립체내에 성형된 렌즈를 디몰딩하기 위한 장치에 있어서,

    적외선 에미터와 반사체를 포함하고,

    상기 반사체는 상기 몰드 조립체에서 방사선을 반사하는 디몰딩 장치.
31. 제 30 항에 있어서, 상기 반사체는 원추형, 원형, 타원형 또는 원형파라볼릭 형상을 가지는 상부 부분을 포함하는 디몰딩 장치.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 반사체는 상기 제 1 부분에 연결된 제 2 부분을 추가로 포함하고,

    상기 제 2 부분은 원추형 형상을 가지는 디몰딩 장치.
33. 제 32 항에 있어서, 상기 반사체는 상기 제 2 부분에 연결된 노즐을 추가로 포함하는 디몰딩 장치.
34. 제 31 항에 있어서, 상기 반사체는 상기 제 1 부분에 연결된 노즐을 추가로 포함하는 디몰딩 장치.
35. 몰드 조립체내에 성형된 렌즈를 디몰딩하기 위한 장치에 있어서,

    적외선 에미터와 반사체를 포함하고,

    상기 반사체는 0.3㎛ RMS 미만의 표면 조도를 가지는 반사체를 포함하는 디몰딩 장치.
36. 제 35 항에 있어서, 상기 표면 조도는 0.2㎛ RMS 미만인 디몰딩 장치.
37. 제 35 항에 있어서, 상기 표면 조도는 0.1㎛ RMS 미만인 디몰딩 장치.
38. 몰드 조립체내에 성형된 렌즈를 디몰딩하기 위한 장치에 있어서,

    적외선 에미터 및 반사체를 포함하고,

    상기 반사체는 1.3 내지 2.9㎛ 사이의 금 코팅을 포함하는 디몰딩 장치.
39. 제 38 항에 있어서, 상기 반사체는 7 내지 25㎛ 두께 사이의 프라이머 층을 추가로 포함하는 디몰딩 장치.