CZ146895A3 - Process for producing soft contact lenses, manufacturing system for making the same and process for producing a convex and a complementary concave parts of a mould being immediately used in the manufacturing system - Google Patents

Description

Vynález se všeobecně týká způsobu tváření měkkých kontaktních čoček , přičemž se konkrétně týká způsobu tváření forem těchto čoček a manipulace s těmito formami v prostředí z nízkým obsahem kyslíku za účelem minimalizace defektů v polotovarech čoček vyráběných uvedeným způsobem .

Stav techniky

Polotovary kontaktních čoček mohou být vyráběny ve dvoudílné formě popsané a zobrazené v patentových přihláškách US 4,565,348 a US 4,640,489 polymerací reaktivního monomeru a vodou vytěsnitelného rozpouštědla případně v přítomnosti katalyzátoru , za zvýšené teploty a v přítomnosti aktinického záření , všeobecně ultrafialového záření . jak je to popsáno v patentové přihlášce US 4,495,313 .

Uvedené formy pro tváření kontaktních čoček jsou typicky vytvořeny , všeobecně vstřikovacím tvářením , z vhodného termoplastu , přičemž jsou tyto formy uspořádané v rámech pomocí nosných struktur přeneseny a umístěny do výrobního zařízení pro výrobu polotovarů kontaktních čoček . Výrobní linka pro výrobu polotovarů kontaktních čoček potom zahrnuje stanoviště pro plnění konkávně zakřivených částí formy polymerovanou čočku-vytvářející kompozicí , stanoviště pro vertikálně posuvný souběh s konvexně zakřivenými částmi forem, stanoviště pro uvedení příslušných spárovaných částí formy do vzájemného tvářecího záběru v obvodové oblasti obklopující polymerovatelnou kompozici, a tím i pro odstranění přebytečného monomeru a tváření vznikajícího polotovaru čočky, stanoviště pro vytvrzení reaktivního monomeru za účelem vytvoření polotovaru čočky a stanoviště pro vyjmutí polotovaru čočky, jak je to vše popsáno ve výše uvedených patentech nebo v patentech US 4,680,336 a 5,080,839 .

Je známo, že použití čočkových forem udržovaných v normálních atmosferických podmínkách, vede k inhibici vytvrzování reaktivní monomerní kompozice na povrchu čočky, a tedy k nedokonalému vytvrzení této kompozice, což zase nepříznivě ovlivňuje fyzikální vlastnosti a optické parametry čočky. Tento jev je přičítán přítomnosti kyslíkových molekul v povrchu a na povrchu čočkové formy, což je způsobeno tím, že výhodný polystyrénový tvářecí materiál má schopnost absorbovat určité množství kyslíkových molekul. Během tváření čočky se mohou uvedené kyslíkové molekuly uvolňovat do styčné plochy s reaktivní monomerní kompozicí v množství, které převyšuje přijatelné maximum stanovené experimentálním testem. Konkrétněji specifikováno, kyslíkové molekuly rychle kopolymerují s reaktivním monomerem, ale takto vytvořený řetězec polymerace je rychle ukončen, přičemž v důsledku toho je rychlost monomerní reakce snížena a tedy je zkrácena délka kinetického řetězce a snížena molekolová hmotnost polymeru. Vzhledem k tomu, že obsah kyslíku na povrchu formy je kritickým parametrem polymerace monomeru, bylo stanoveno, že obsah kyslíku v rozmezí reaktivního monomeru a povrchu formy musí být regulován na hodnotu přibližně třistakrát nižší než činí koncentrace kyslíku ve vzduchu (3x 10 ³ molů /1 ) .

Tento problém byl doposud řešen pečlivou ale časově náročnou laboratorní předběžnou úpravou čočkových forem vložených do komor evakuovaných na maximum 133 Pa a udržovaných v těchto podmínkách po dobu ne menší než 10 až 12 hodin. Libovolné přerušení pracovního cyklu, např. způsobené přerušením dodávky elektrického proudu, vyžaduje znovuobnovení uvedených podmínek pro upravu čočkových forem. Prodloužená tepelná úprava uvedených polotovarů forem a rámů forem není žádoucí vzhledem k zamezení tvarové deformace těchto polotovarů a tvorby bublin na povrchu těchto polotovarů a pod., které by dokonce v mikroskopických rozměrech vedly k porušení celistvosti povrchu těchto polotovarů, která je nezbytnou podmínkou pro dosažení vyžadované optické čirosti čočky .

I když zde může být použito limitované zahřívání např . zahřívání po dobu jedné hodiny při teplotě 75° C , zůstává zde potřeba najít méně těžkopádný a spolehlivější způsob regulace obsahu kyslíku na povrchu formy, při kterém by nedošlo k její deformaci.

Avšak, i krátká expozice čočkových forem vzduchem po jejich odplynění. jak k tomu dochází při normální výrobě, je nežádoucí. Bylo zjištěno, že i 30 sekundová expozice má za následek takovou absorpci kyslíku, která vyžaduje 5 až 10 minutové následné odplynění čočkové formy, jež by tuto formu uvedlo do přijatelného stavu. Proto se došlo k závěru, že odplynění bezprostředně spojené s výrobní linkou zvláště určenou pro velké množství přeprav forem a mající rozdílné doby expozice forem, je nepraktické a je nereálným zlepšením popisovaného systému .

Problém je komplikován skutečností, že přední a zadní zakřivené části formy uspořádané na sobě mají rozdílnou tloušťku, což vede k potenciálním rozdílům v expozici reaktivní monomerní kompozice kyslíkem podél oblastí povrchů odpovídajících různým průřezům částí formy, což by mělo za následek deformaci čočky a degradaci jejích optických vlastností, zahrnujících index lomu. Koncentrační distribuce kyslíku v příslušné části formy zůstává symetrická v případě krátké odplyňovací doby, ale stane se progresivně méně symetrickou v případě dlouhé oplyňovací doby, přičemž tato anomálie může způsobit nerovnoměrné vytvrzení čočky a rozdílné vlastnosti mezi předním a zadním povrchem čočky. Tak např. konvexně tvarovaná část formy může být odplyněna po dobu asi 2 hodin, zatímco konkávně tvarovaná část formy nemůže být zcela odplyněna dokonce ani po uplynutí doby 10 hodin .

Komerční poptávka po měkkých kontaktních čočkách si vyžádal vývoj kontinuálních nebo alespoň polokontinuálních výrobních linek. Důraz na kvalitativní parametry kontaktních čoček zase vyžaduje automatizovanou manipulaci s kontaktními čočkami při jednotlivých zpracovatelských postupech.

Proto cílem vynálezu je způsob regulace kyslíku v systému pro výrobu kontaktních čoček, který zajišťuje výrobu polotovarů kontaktních čoček s podstatně sníženým množstvím defektů.

Cílem vynálezu je také produkovat kontaktní čočky, které jsou slučitelné s kontinuálními nebo alespoň s polokontinuálními výrobními linkami za účelem dosažení vysoké rychlosti a vysoké produkce jednotlivých výrobních operace.

Cílem vynálezu je také sloučení takové výroby kontaktních čoček s automatizovanými systémy za účelem dosažení minimální manipulace s produkty a zlepšení a zkrácení prodlévacích dob, ke kterým dochází při přenosu materiálu z jedné výrobní operace do druhé.

Každý z těchto cílů byl splněn, pokud jde o kritické stupně výroby kontaktních čoček a manipulace s kontaktními čočkami počínaje tvářecí operací a konče vytvrzovací operací, v integrovaném a automatizovaném systému pro výrobu kontaktních čoček, který je schopný kontinuálního provozu při vysoké rychlosti.

Podstata vynálezu

Vynález zahrnuje zlepšenou výrobu kontaktních čoček, přičemž zvláště zahrnuje podsystémové operace, postupy a metodiky provozované v kontinuální nebo alespoň polokontinuální automatizované výrobní lince za účelem získání, vysokou produkční rychlostí, čoček se slepšenými fyzikálními a zvláště optickými charakteristikami, včetně snížené variability těchto charakteristik, měřených např. metodou standartní odchylky na bázi poloměru zakřivení. Vynález zahrnuje způsob ralizovaný zařízeními odpovídajícími tomuto způsobu a určený k regulaci obsahu kyslíku na rozhraní mezi čočkovou formou a reaktivní monomerní kompozicí v mezích přijatelných pro spolehlivou produkci kontaktních čoček s přijatelnou optickou kvalitou za optimálních výrobních podmínek.

Konkrétně bylo nyní zjištěno, že uspokojivé regulace oxidace povrchů formy může být dosaženo po vyhodnocení rychlosti difúze kyslíkových molekul do formy nebo na povrch formy a vzájemné výměny s okolním prostředím.

V souladu s vynálezem je výroba formy pro kontaktní čočku integrována s výrobou kontaktní čočky za účelem minimalizace doby expozice formy pro kontaktní čočku kyslíkem a to před započetím vytvrzovacího stupně. Bylo zjištěno, že dokonce i jednominutová prodleva mezi plněním (zavedení reaktivní monomerní kompozice do dutiny konkávně tvarované části formy) a vytvrzením by vyžadovalopětihodinové odplynění za účelem dosažení požadované minimální koncentrace kyslíku l x 10^s mol/cm³ na rozmezí mezi reaktivním monomerem a formou, přičemž dochází ke zhodnocení příznivé produkce forem pro kontaktní čočky v provozní lince. Snížení obsahu kyslíku je takto dosaženo nikoliv samotným odplyněním , jak to bylo prováděno u dosud známých způsobů, nýbrž za vysokoteplotních podmínek dosažených v tvářecím zařízením a tím, že se čerstvě tvářená a zcela oplyněná část formy zavede pod atmosféru inertního plynu jakým je dusík, přičemž se pod touto atmosférou provádí manipulace s částí formy průběhu následného plnění formy, předtvrzení a finálního vytvrzení kontaktní čočky.

Bylo stanoveno, že klíčovým parametrem při regulaci koncentrace kyslíku na povrchu čočkové formy je difúze kyslíku do povrchu této formy a z povrchu z této formy v závislosti na okolních podmínkách, a potom na difúzi kyslíku do rozhraní forma/reaktivní monomerní kompozice. Vytvarovaná čočková forma snadno přijímá mechanismem adsorpce a absorce nepřijatělně vysoké množství zachyceného a migrace schopného kyslíku úměrné sensitivitě reativní monomerní kompozice, kterou je v tomto případě výhodná polystyrénová komponenta formy. Migrace kyslíku odpovídá koncentraci kyslíku tak, že v případě, že je forma vystavena vakuu, bude kyslík migrovat odpovídající difuzní rychlostí do místa s nižší koncentrací kyslíku , kterým je v tomto případě vakuum . Povrch formy bude přirozeně poslední částí , která má být odplyněna, což vede k nepřijatelně dlouhé odplyňovací době v průběhu předběžné úpravy formy. Ze stejných důvodů dochází na tomto povrchu k opětovné adsorpci kyslíku, přičemž znovu uvedení do rovnovážného stavu vzhledem k vnitřku formy je opět určeno difuzní rychlostí kyslíku do vnitřku formy, a proto libovolné vystavení formy atmosféře má hned za následek nepřijatelně vysoký obsah kyslíku na povrchu formy, který jemožné odstranit pouze relativně rozsáhlou výšše uvedenou předběžnou úpravou. Poněvadž část kyslíku vyskytujícího se na povrchu formy difunduje do kyslíkem chudého vnitřku formy, je nutné dostat tento kyslík zpátky k povrchu formy ještě před odstraněním kyslíku z povrchu formy vakuem nebo inertním plynným médiem.

Zjištění , že difúze absorbovaného kyslíku z vnitřku čočkové formy by mohla způsobit zhoršení kvality čočky, a to v místech zbavených zbylého kyslíku, vedlo k dalším modifikacím způsobů manipulace s čočkovými formami v rámci tvářecího procesu. Lze očekávat, že každá expozice čočkové formy atmosférou, vede k další absorbci kyslíku, který částečně difunduje do vnitřku formy. V důsledku toho opláchnutí povrchu formy např. dusíkem nepostačuje k tomu, aby se zamezilo problémům při tváření souvisejícím s přítomností kyslíku, i když v inertní atmosféře chudé na kyslík se kyslík uložený ve vnitřku čočkové formy snadno a poměrně rychle deabsorbuje k povrchu formy. Jakmile již byla forma naplněna reaktivní monomerem, je jakékoliv další opláchnutí např. dusíkem neučiné a ploblém související s přítomností kyslíku již nelze řešit .

Bylo zjištěno, že v případě expozice formy atmosférou , lze optimálně formu zcela odplynit pouze v případě, že se minimalizuje doba takové expozice a že se forma udržuje pod dusíkovou atmosférou po dobu umožňující v podstatě úplné odplynění formy. Podle vynálezu jsou operace vstřikovacího tváření , které v minulosti byly prováděny odděleně na různých místech, fyzicky spojeny do výrobní linky pro produkci čoček. Za použití vysoké teploty a tlaku se dosáhne účinné eliminace vysokého obsahu kyslíku, který byl původně obsažen v peletizované vsázce a čerstvě vytvořené povrchy v průběhu tvářecího procesu jsou snadno a preferenčně zbaveny reziduálního kyslíku.

Peletizovaná vsázka může byt rovněž odplyněna dusíkem v násypce tvářecího stroje.

Zlepšení provedení vstřikovací formy a modifikací provozních parametrů popsané v související patentové přihlášce č.

.................................. publikované pod názvem Mold Halves and

Molding Assembly for Making Contact Lenses, umožňuje výhodné zkrácení doby cyklu. Avšak, jestliže jsou části čočkové formy vyjmuty ze vstřikovací formy, mohou být části čočkové formy, a to dokonce i ve spojení s výhodným automatizovaným systémem, během přenosových operacích vystaveny atmosferickým podmínkám, přičemž za těchto okolností může kyslík difundovat do čočkové formy. Z tohoto důvodu je doba expozice částí čočkové formy atmosférou v průběhu demontážních a přenosových operací limitována na dobu ne delší než přibližně 15 s při každém přenosu částí formy, výhodně ne delší než 12s, načež jsou části formy vloženy do inertního plynného prostředí, výhodně dusíku, obklopeného tunelovými prostředky uspořádáných kolem výrobní linky pro přenos materiálu a kolem plnícího a předtvrzovacího stanoviště. Kyslík vyskytující se na povrchu části formy za uvedených podmínek difunduje z tohoto povrchu do dusíku a směrem do hloubky části formy.

Podle empirických studií, které se týkají polystyrénových čočkových forem zpracovávaných v automatizovaných zařízeních za pečlivě regulovaných podmínek, je stanoveno, že každé 15 sekundové vystavení čočkové formy vyráběné za podmínek popsaných v patentové přihlášce č................................... , atmosféře vyžaduje alespoň 3 minutové odplynění dusíkem, i když v případě různých expozic atmosférou nebo v případě různých provozních postupů mohou být použity odpovídající delší nebo kratší doby odplynění .

Po expozici čočkové formy dusíkem trvající přibližné od 1 do minut, obvykle kratší než 3 minuty, je koncentrace kyslíku na povrchu formy v přijatelném rozmezí, přičemž je obvykle v možnostech odplynění dosáhnout v podstatě nulové hodnoty koncentrace kyslíku.

Odplyněné konkávně zakřivené části čočkové formy jsou přeneseny do plnícího nebo dávkovacího stanoviště udržované pod dusíkem, ve kterém jsou tyto části formy naplněny reaktivním monomerem. Konkávně zakřivená a konvexně zakřivená (odplyněná) část formy jsou přeneseny do stanoviště pro vzájemné vyrovnání a těsné spojení těchto komplementárních částí, ve kterém jsou obé tyto komplementární části formy k sobě spojeny za účelem vytvoření tvářecí formy, přičemž jsou vzájemně automatizovanými manipulačními prostředky vyrovnány tak, aby jejich rotační osy byly kolineární a jejích příslušné příruby byly paralelní. Takto vytvořená čočková forma je potom skrze dusíkový tunel přenesena do předtvrzovacího stanoviště.

Odplynění není výhodně třeba realizovat po předtvrzení především proto, že je reaktivní monomer uzavřen mezi spojené uvedené komplementární části formy a že vytvrzovací doba je dostatečně krátká, takže případná difúze kyslíku z okolí čočkové formy nedosahuje úrovně, která by negativně ovlivňovala tvářecí proces před jeho dokončením.

Kontinuální proces v rámci vynálezu je realizován ve výrobní zóně pro výrobu částí čočkových forem zahrnující první resp. druhé stanoviště pro vytvoření konkávně resp. konvexně zakřivené části formy a transportní linku, po které mohou být uvedené části fromy přeneseny z jedné zpracovatelské zóny do druhé, a v uzavřené zóně (v dusíkovém tunelu) naplněné dusíkem, ve které je prováděno odplynění uvedených částí formy, plnění konkávně zakřivených částí formy reaktivní monomerní kompozicí, vzájemné vyrovnání uvedených komplementárních částí formy a těsné spojení těchto částí formy ve vakuu za účelem vytvoření tvářecí formy, předtvrzení uvedené reaktivní kompozice ultrafialovým zářením za účelem zgelovatění reaktivní monomerní kompozice, přičemž uvedená uzavřená zóna zahrnuje kontinuální tranportní prostředek pro dopravu konkávně resp.konvexně zakřivených částí formy skrze tuto zónu a ve vytvrzovací zóně, ve které je tvrzení kompozice dokončeno a dohotovený čočkový polotovar je připraven pro vyjmutí z formy. Je zřejmé, že celý uvedený proces je integrován pomocí transportních prostředků, obvykle pomocí jednoho nebo více dopravníků , na kterých jsou čočkové formy sestavovány, ukládány a překládány z jednoho na druhý v průběhu přepravy skrze jednotlivé uvedené zóny nebo stanoviště v rámci sekvence zpracovatelských operací. Pro přepravu čočkových forem jsou čočkové formy umístěny do minipalet nebo na minipalety (vyrobené např. odlitím z hliníku nebo z nerezavějící oceli apod.) dimenzovaných pro určitý počet těchto forem (např. osm ), přičemž uspořádání čočkových forem na paletách je uzpůsobeno zpracovatelským stanovištím a automatizovaným zařízením pro přenos materiálu. Všechny dopravníkové pásy nebo tunelové prostředky jsou pod dusíkem nebo pod jinou inertní plynnou atmosférou .

Výhodné znaky výrobního systému pro výrobu kontaktních čoček v této přihlášce částečně popsané a nárokované jsou podrobně popsány v související patentové přihlášce č.............................., publikované pod názvem Apparatus for Removing and Transporting Articles from Molds, související patentové přihlášce č.

............................... publikované pod názvem Production Line Pallet

System, související patentové přihlášce č.

...................................... publikované pod názvem Mold Clamping and Precure of a Polymerizable Hydrogel, a související patentové přihlášce č............................... publikované pod názvem Halves and

Molding Assembly for Making Contact Lenses .

Stručný popis obrázku

Za účelem dokonalého pochopení vynálezu a objasnění dalších znaků a výhod vynálezu bude vynález v následující části popsán s odkazy na připojené výkres , na kterých :

obr. 1 zobrazuje proudový diagram kontinuálního procesu výroby čočkových forem, úpravy forem a manipulace s formami a kontaktními čočkami v prostředí s nízkým obsahem kyslíku, obr. 2 (a) schématicky zobrazuje půdorysný pohled na první část automatické výrobní linky pro tváření hydrogelových kontaktních čoček, která zahrnuje vstřikovací zařízení a robotová zařízení pro manipulaci s materiálem používaných pro výrobu částí formy pro kontaktní čočky, které mají být tvářeny, obr. 2(b) schématicky zobrazuje půdorysný pohled na druhou část automatické výrobní linky pro tváření hydrogelových kontaktních čoček, která zahrnuje plnící a sestavovací stanoviště a předtvrzovací stanoviště využívaná v rámci vynálezu, obr. 2 (c) schématicky zobrazuje půdorysný pohled na třetí část automatické výrobní linky pro tváření hydrogelových kontaktních čoček, která zahrnuje vytvrzovací pece pro vytvrzení čoček , obr. 2 (d) schématicky zobrazuje půdorysný pohled na čtvrtou část automatické výrobní linky pro tváření hydrogelových kontaktních čoček, která zahrnuje demontážní stanoviště pro vyjmutí čoček z formy, obr. 3 schématicky zobrazuje zařízení , které může být použito jako odplvňovací ventilační systém využívaný v rámci vynálezu, obr. 4 (a) a 4 (b) zobrazují půdorysný resp. boční pohled na přední konkávně zakřivenou část formy, která může být využívána v rámci vynálezu , obr. 5 (a) a 5 (b) zobrazují půdorysný resp. boční pohled na zadní konvexně zakřivenou část formy, která může být využívána v rámci vynálezu , obr. 6 schématicky zobrazuje zařízení využívané pro odplynění monomeru nebo monomerní směsy využívané v rámci vynálezu .

Vynález se využívá ve výrobě měkkých kontaktních čoček z polymerovatelného hydrogelu. Měkké kontaktní čočky se vytváří v sestayě formy, která má první nebo přední konkávně zakřivenou polovinu 3 1 formy a druhou nebo zadní konvexně zakřivenou polovinu 33 formy. Jak je to patrné z obr. 4 nebo obr. 5, jsou poloviny formy tvořeny z polystyrenu transparentního pro viditelné a ultrafialové záření, přičemž tyto poloviny obsahují středově zakřivenou část , která vytváří konkávně zakřivený povrch 3 la u přední poloviny formy a konvexně zakřivný povrch 33a u zadní poloviny formy. Na základní nebo přední polovině formy je vytvořen kruhový obvodový okraj 3 lc . Obě poloviny ještě obsahují prstencové v podstatě rovinné příruby 3 1b a 33b. které spojitě vybíhají z centrálně zakřivených částí. Alespoň část konkávně zakřiveného povrchu 3 la resp. konvexně zakřiveného povrchu 33a má rozměry, které odpovídají rozměrům přední resp. zadní zakřivené plochy kontaktní čočky, která má být vyrobena v sestavě formy, přičemž tato část povrchu je dostatečně hladká, takže má povrch kontaktní čočky, který byl vytvořen polymerací uvedené polymerovatelné kompozice v kontaktu s touto částí povrchu, požadovanou optickou kvalitu. Obě poloviny formy jsou dostatečně tenké pro rychlý přenos tepla přes tyto poloviny a mají dosatečnou tuhost, aby odolaly přítlačným silám, které jsou na ně aplikovány při oddělování jedné poloviny od druhé v průběhu demontáže sestavy formy.

Formy mohou být vyrobeny z libovolného termoplastického materiálu, který je vhodný pro velkovýrobu a z něhož mohou být vytvarovány formy s povrchy, jež mají optickou kvalitou, a s mechanickými vlastnostmi, které umožňují formám udržet kritické rozměry při jejich vystavení zpracovatelským podmínkám , které budou dále popsány, a které umožňují polymeraci polymerovatelné kompozice realizovanou pomocí uvažovaného iniciátoru a zdroje záření. Konvexně zakřivená nebo konkávně zakřivená polovina formy může být proto vyrobena z termoplastické pryskyřice . Příklady vhodných materiálů zahrnují polyolefiny, jakými jsou nízko-, středně- a vysokohustotní polyethylen a polypropylen včetně jejich kopolymerů, poly-4-methylpenten a polystyren. Ostatními vhodnými materiály jsou polyacetalové pryskyřice, poiyakrylethery, polyarylethersulfony, nylon 6, nylon 66 a nylon 11. Rovněž mohou být použity termoplastické polyestery a různé fluorované materiály, jakými jsou fluorované ethyl-propylenové kopolymerv.

Bylo zjištěno, že je pro požadavek na vysoce kvalitní a stabilní formu a zejména pro požadavek na využití množiny forem ve velkém množství zpracovatelských operací podstatný výběr materiálu, z kterého se vytvoří forma. V rámci vynálezu není kvalita produkce zajištěna individuální kontrolou a tříděním každé čočky podle její optické mohutnosti a jejího zakřivení. Místo toho je kvalita produkce zajištěna udržením rozměrů každého individuálního prvku formy ve velmi pevně stanovené toleranci a zpracováním forem v jednotlivých po sobě jdoucích zpracovatelských krocích za účelem stejného zpracování všech čoček. Vzhledem k tomu, že polyethylen a polypropylen během ochlazování částečně krystalizují, dochází k poměrně velkému objemovému smrštění produktu, které je obtížně regulovatelné a které způsobuje rozměrové odchylky produktu . Proto bylo dále zjištěno, že nejvýhodnějším materiálem pro formy využívané v rámci vynálezu je polystyren, který nekristalizuje, má malé objemové smrštění, přičemž může být tvářen vstřikováním při poměrně nízké teplotě za dosažení povrchů s optickou kvalitou. Je zřejmé, že mohou být použity i ostatní výše uvedené termoplasty, které mají stejné vlastnosti. Pro účely vynálezu jsou také vhodné určité kopolymery nebo směsi polyolefinů, které vykazují požadované charakteristiky, jako např. polystyrénové kopolymery a jejich směsi, jejichž charakteristiky jsou podrobněji v patentové přihlášce US 4,565,34 .

Pro tváření částí forem jsou preferovány vstřikovací zařízení, vzhledem k jejich dobré účinnosti, jednoduchosti provozu a krátké době cyklu. Výhodný polystyren je poskytnut ve formě pelet nebo částic s relativně vysokým specifickým povrchem, které byly uvedeny do dokonalé rovnováhy s kyslíkem dostupným v okolní atmosféře. Vzhledem k tomu, že je doba cyklu pro účely automatizované zpracovatelské operace minimalizována, je průměrná doba materiálového prosazení rovna době, po kterou je materiál vystaven zpracovatelským podmínkám popsaných v patentové přihlášce US č............................... , a která činí 6 sekund, přičemž během této doby je materiál ohřát do termoplastického stavu . vtlačen do formy a nakonec vyjmut z této formy. Avšak maximum teploty materiálu v rozvodném potrubí, které činí 270’C až 280’C, trvá jen zlomek doby materiálového prosazení, přičemž teplota formy je pouze 215’C až 220°C, a z tohoto důvodu je překvapující zjištění, že vstřikování materiálu do formy umožňuje v každém cyklu vyjmutí v podstatě zcela odplyněných částí formy.

Vstřikovací zařízení je typicky provozováno za podmínek popsaných ve výše uvedené patentové přihlášce c..................... , kde je doba cyklu rovná 6 s nebo kratší než 6 s. Na rozdíl od dosavadního stavu techniky, jak je popsán v patentu US 4,565,348, je vstřikovací forma určena pro přímou produkci plně tvářených částí čočkové formy , to znamená bez přidružených nosných struktur např. rámu , přičemž v důsledku toho není nutné oddělit části čočkové formy od nepotřebného polymerního matariálu , potom co byly vyjmuty ze vstřikovací formy, načež mohou být části formy přímo uchopeny automatizovanými prostředky za účelem jejich přenesení do trasportních prostředků. V libovolném daném cyklu může být libovolný počet částí formy k dispozici pro manipulaci , přičemž je typicky v daném cyklu připraveno osm konvexně nebo konkávně tvarovaných Částí formy pro výrobu kontaktní čočky a přepraveno automatizovaným robotovým prostředkem k paletě tvořené hliníkovým odlitkem, kterou jsou Část formy přijmuty a neseny v pravidelném uspořádání přizpůsobeném pro další zpracovatelské operace.

Je samozřejmé, že při většině provozních stupňů kontinuálního procesu jsou využívány kontrolní prostředky určené k vyřazení dílů nesplňujících odpovídající referenční kritéria a tudíž jsou takto za stupněm vstřikovacího tváření zařazeny kontrolní, obecně vizuální, fotoeletrické prostředky, zjišťující např. defekty tvářených produktu, jakými jsou zákaly nebo konfigurační delekty vzniklé v důsledku neodpovídajícího přivádění materiálu do formy, a výstupy z těchto kontrolních prostředků mohou způsobit vyřazení a likvidaci neodpovídajícího tvarovaného produktu. Za účelem zachování kontinuity a reprodukovatelnosti provozních operací zařazených v produkční lince se v případě zjištění defektu v některém z tvářených produktů z provozní linky obecně vyřadí odpovídající šarže tvářených produktů nebo paleta, která tyto produkty obsahuje. Každá z palet obsahuje specifický čárový kód pro použití při sledování palety a při kvalitativní kontrole, které využívají snímače čárových kódů.

Zařízení pro vyjmutí a pro přepravu částí formy ze základní formy k přepravnímu prostředku zahrnuje podávači prostředek pro přijímání částí formy a nosnou podsestavu schopnou posuvného a otáčivého pohybu potřebného pro přenos částí formy k horizontálně pracujícímu přepravnímu prostředku. Toto zařízení a s tímto zařízením související automatizované manipulační vybavení jsou podrobněji popsány v související patentové přihlášce č....................................

publikované pod názvem Apparatus for Removing and Transporting Articles from Molds .

Části vstřikovací formy # 1 a # 2, jak je to zobrazeno v proudovém diagramu na obr. 1 pod 101 a 102 (část formy formující čelní zakřivení čočky resp. část formy formující zadní zakřivení čočky) mohou být uloženy v tandemovém uspořádání, jak je to patrné z obr. 2, nebo mohou být za účelem jěště dalšího zkrácení expozice atmosférou uloženy ve společné rovině protínající rozdvojenou transportní linku a to kolmo k této lince ve stejné rovině. V každém z těchto případů je však vzhledem k možnému vyzáření palety při níže uvedeném procesu kontroly kvality zařazen prostředek přilehlý ke stanovišti pro souběh stanovišti pro uvedení částí forem do vzájemného záběru a určený pro přijmutí a identifikaci palet konkávních resp. konvexních částí forem a pro souběh konvexních částí forem ve vertikálně posuvné relaci s naplněnými konkávními částmi forem za účelem sestavení forem pro tváření čočkových meziproduktů.

V průběhu úplného odplynění částí forem jak je to uvedeno pod 104 na obr. 1 nebo po tomto odplynění jsou palety obsahující konkávní a konvexní části forem řízeny do proložené formace tak, aby automatické zařízení mohlo provést jejich vzájemný souběh do tvářecího uspořádání.

Plnící a ukládací zóna zahrnující předtvrzovací stanoviště je po celé délce uzavřena a naplněna inertním plynem , vhodně dusíkem . Množství dusíku není kritické, přičemž je vhodné použít právě dostatečný tlak dusíku k účinnému vytlačení atmosféry za provozních podmínek. V příslušných sekcí plnící a ukládací zóny zahrnutých v dusíkovém tunelu jsou čerstvě produkované polotovary částí formy odplyněny a konkávní části formy jsou naplněny reaktivní monomerní kompozicí, načež jsou konkávní a konvexní části forem uspořádány do souběhu a spojeny do tvářecího uspořádání. Plnící zóna obklopuje část přepravního prostředku, který přepravuje do této zóny palety s konkávně resp. konvexně zakřivenými částmi formy a který přenáší na konci plnící zóny palety s naplněnými a sestavenými formami do předtvrzovací zóny. Plnící zóna 40 zobrazená na obr. 2(b) je vymezena geometricky vhodným, transparentním uzávěrem, všeobecně uzávěrem s pravoúhlým průřezem, přičemž uzávěr je tvořen z libovolného vhodného temoplastu nebo kovu a má termoplastickou konstrukci .

Jak je to zobrazeno v kroku 104 na obr. 1, je monomer nebo monomerní směs odplyněna před naplněním dutiny formy. Odplyňovací zařízení je schématicky znázorněno na obr. 6, na kterém je monomer nebo monomerická směs obsažena v kontejnerech 100 majících typicky obsah 15 1 . Kontejner je připojen k systému pro odplynění monomeru potrubím 112 . Za účelem vedení monomeru z kontejneru 100, skrze potrubí 112. k čerpadlu 114 a dále na výstup 116 čerpadla 114 je v potrubí 112 čerpadlem 114 vytvořen podtlak. Zatímco monomer prochází výstupním potrubím 116. je monomer veden za účelem odstranění libovolného vnějšího částicového znečištění, které může být v monomeru obsaženo, skrze filtr 118 .

Monomer je potom přiveden na vstup 120 odplyňovací jednotky 122 . Uvnitř této odplyňovací jednotky je monomer rozdělen mezi množinu trubic 124, přičemž je potom na výstupu 126 této odplyňovací jednotky znovu spojen. Odplyňovací jednotky je provozována za sníženého tlaku, typicky 0,13 - 52,6 kPa , dosaženého podtlakovým čerpadlem 128. Toto podtlakové čerpadlo je připojeno k odplyňovací jednotce 122 potrubím 130, přičemž odčerpává přebytečný vzduch z odplyňovací jednotky prostřednictvím potrubí 132. Trubice 124 jsou výhodně tvořeny z materiálu propouštějící plyn, jako např. STHT trubice produkované firmou Sanitech lne. of Andover, New Jersey ze silikonové pryže Q74780 s kvalitou pro lékařské aplikace vyráběné firmou Dow Corning of Midland, Michigan. Zatímco na obr.6 jsou zobrazeny pouze dvě trubice, je zřejmé, že odplyňovací jednotka 122 zahrnuje množinu takových trubic, typicky 10.

Z odplyňovací jednotky 122 je výstupním potrubím 126 veden monomer do kyslíkového monitoru 134. Za účelem pojištění správné funkce odplyňovací jednotky měří uvedený monitor množství kyslíku zbylého v monomeru . Aby se zamezilo výrobě vadných čoček, může být provoz provozní linky, v případě že je zjištěn vysoký obsah kyslíku v monomeru , zastaven až do té doby, kdy je tento stav napraven .

Jakmile určí kyslíkový monitor 134. že je obsah kyslíku v monomeru dostatečně nízký, potom monomer prochází potrubím 136 do rozdelovacího potrubí 138 . Rozdělovači potrubí je společným zdrojem tekutého monomeru pro množinu přesných dávkovačích čerpadel 140, které jsou regulovány čerpadlovými regulátory 141 a které jsou využívány pro naplnění individuálních forem pro výrobu kontaktních čoček tekutým monomerem ve stanovišti 50 pro dávkování monomeru . Čerpadla využívaná pro čerpání zpracovaného monomeru přivedeného k rozdělovacímu potrubí 138 jsou IVEK čerpadla vyrobené IVEK Corporation of North Springfield, Vermont. Tyto čerpadla přesně dávkují odplyněný monomer do dutin 31 jednotlivých forem skrze trysky 142 .

Monomer je od čerpadel 140 přiveden k tryskám 142 potrubím 141 . které může být opatřeno spojovacími bloky 143 , které jsou užitečné při údržbě zařízení . Každé z přívodních potrubích 141 je spojeno s odpovídající tryskou 142 , přičemž každá z trysek je v plnící zóně uspořádána nad příslušnou individuální přední částí 31 formy umístěné v paletě 20. Je také nutné uvést, že okolní atmosférou obklopující paletu 20 je v čase plnění dusíková atmosféra s nízkým obsahem kyslíku. Dávkovači čerpadla odčerpají do každé z dutin 31 forem regulovanou dávku 60μ1 .

Každá z dávkovačích trysek je zakončena teflonovým hrotem s vnějším průměrem asi 1,8 mm a vnitřních průměrem asi lmm. Každý hrot je seříznut pod úhlem přibližně 45’ a je umístěn v čase plnění v 0,5 mm vzdálenosti od horizontální tečny k čelnímu zakřivení 3 1. V průběhu čerpání monomeru do dutiny formy zaplňuje monomer dutinu, přičemž stoupající monomer obklopuje hrot dávkovači trysky, v důsledku čehož se zakryje šikmé seříznutí tohoto hrotu. Po dokončení plnění dutiny formy je dávkovači tryska 142 vyzvednuta a hmota monomerní lázně působí na hrot trysky knotovým efektem a odtáhne z povrchu hrotu dávkovači trysky přebytečný mnomer, čímž zamezí tvoření kapek na tomto hrotu. Tento knotový efekt zvyšuje přesnost dávkování , umožňuje stáhnout potenciální kapky monomeru a zabraňuje libovolnému míchání monomeru v dutině formy , které by jinak mohlo způsobit vytvoření bublinek plynu .

Jestliže se na povrchu hrotu dávkovači trysky vytvoří kapky monomeru, potom se mohou od takto nežádoucích kapek monomeru znečistit paleta nebo plnící stanoviště. Bylo zjištěno . že individulální kapky nalézající se v dutině formy nebo na povrchu hladiny monomeru vyplňující dutinu formy, mohou dokonce iniciovat vytváření bublinek plynu. Knotovým efektem monomerní lázně na hrot trysky je tvorba bublinek plynu podstatně eliminována .

Jak je to zobrazeno v kroku 105 vývojového diagramu na obr. 1. jsou konkávně tvarované části forem naplněny reaktivní monomerní kompozicí a potom přepraveny do podtlakové komory tvořící součást dusíkového tunelu, ve které jsou naplněné konkávně tvarované části forem přepravovány spolu s příslušnými konvexně tvarovanými částmi forem, které byly do těchto naplněných konkávně tvarovaných částí forem souose vloženy a s těmito částmi forem potom těsně spojeny, čímž byla reaktivní monomerní kompozice sevřena mezi povrchy příslušných částích každé formy s optickými kvalitami a částečně uzavřena prstencem vytvořeným na obvodě spojených částí každé formy z přebytečné a spojením obou částí každé formy vytlačené monomerní kompozice. Sestavená forma je z podtlakové komory dále vedena pod dusíkovou atmosférou do předtvrzovacího stanoviště tvořícího celistvou součást dusíkového tunelu.

Podtlaková komora je kolem jednotlivé palety vytvořena periodickým vratným pohybem zařízení, které rovněž zahrnuje prostředek pro vyrovnání konvexně tvarované části formy vložené do konkávnč tvarované části formy s touto částí formy tak, aby jejich rotační osy byly kolineární a jejich příslušné příruby paralelní. Aby se zajistilo, že se žádné bublinky plynu nezachytí na povrchách částí formy s optickou kvalitou nebo mezi těmito povrchy, je po hermetickém uzavření palety se sestavami forem v podtlakové komoře vytvořen v této komoře podtlak . Velikost podtlaku je zvolena tak, aby se zajistilo odstranění bublinek plynu zachycených během sestavování komplementárních částí formy na styčné ploše mezi reaktivním monomerem a povrchem části formy .

Předtvrzení polymerované kompozice je uskutečněno tak , jak je to popsáno v související patentové přihlášce č.................................

publikované pod názvem Mold Clamping and Precure of Polymerizable Hydrogel.

Kritický znak vynálezu spočívá v manipulaci s formou a ve zpracovatelských stupních, kdy se omezuje expozice čerstvě vytvarovaných částí forem atmosférou a odplyňovací stupeň je v relaci s expozicí atmosférou, ke které nezbytně dochází vzdor automatizovaným kontinuálním operacím. Jestliže se takto zajistí sloučení tváření částí forem s podtlakovým stanovištěm pro souběh obou částí forem a podtlakovým stanovištěm pro uvedení obou částí forem do tvářecího uspořádání a předvytvrzení pod dusíkovou atmosférou, potom vynález umožňuje velkoobjemovou a vysoce produktivní výrobu měkkých kontaktních čoček s vysoce kvalitním povrchem při malém poctu defektních kontaktních čoček.

Jak je to patrné na obr. 2(a) až 2(d) . jsou první 10 a druhá 11 vstřikovací forma za účelem periodické produkce sestav konkávně tvarovaných částí formy a konvexně tvarovaných částí formy provozovány v nepřetržitých cyklech (všeobecně od 3 s do 12 s a výhodně kolem 6 s), přičemž na konci každého cyklu jsou vyjmuty uvedené sestavy ze vstřikovacích forem . V geometrické konfiguraci, ve které se forma nachází po otevření, jsou dokončené části formy ve vertikální rovině nebo téměř ve vertikální rovině a jsou takto odkloněny obecně o 5 až 10’. Jak je to zobrazeno na obr. 2(a) a popsáno v kroku 103 ve vývojovém diagramu na obr. 1. příslušná chapadla článkovaného podávacího prostředku 12 resp. 13 jemně vyjmou ze vstřikovacích forem 10 resp. 11 a dále nesou sestavy částí forem, přičemž udržují v podstaě stále stejné vzájemné uspořádání jednotlivých částí forem v uvedených sestavách, otáčivě přemisťují sestavy částí forem z roviny všeobecně kolmé k rovině přepravní linky do roviny paralení k této rovině nad přepravní prostředek, zatímco současně nebo následně otáčivě přemisťují uvedené sestavy do roviny rovnoběžné s horizontální rovinou přepravní linky, a uvolňují části forem do registrů s nosnými paletami 14 resp. 15 se související prostorovou geometrií lokalizovanou v přilehlé konfiguraci transportním nebo dopravníkovým prostředkům produkční linky označené obecně vztahovou značkou 16 na obr. 2a. Zřetelně oddělené nosné prostředky pro nosné palety 14 resp. 15 jsou v časové posloupnosti s činností sběrných ramen 12 resp. 13 .

Za účelem zamezení možného kontaktu s povrchem 3 la poloviny formy s optickou kvalitou jsou přední zakřivené části forem nebo poloviny forem vyjmuty ze vstřikovací formy 10 v převrácené orientaci. Tyto přední zakřivené poloviny forem jsou potom robotovým přenosovým prostředkem 19 obráceny a nato uloženy do stacionárních palet, které se nalézají pod uvedeným přenosovým prostředkem .

Zadní zakřivené části forem jsou článkovitým robotovým přenosovým ramenem 18 přímo uloženy do palety 20 , která je na okamžik zastavena upínacím prostředkem 21 .

Po přijmutí sestav částí forem příslušnými paletami jsou tyto palety pásovými dopravníky 22 resp. 23 posunuty směrem znázorněným na obr. 2(a) do prostředí s nízkým obsahem kyslíku všeobecně dusíkovým tunelem 24. Tento dusíkový tunel 24 je naplněn N₂, přičemž může být vybaven dusíkovým ventilačním uzávěrem zobrazeným na obr.3 a uspořádaným u každého vstupního a výstupního otvoru tohoto dusíkového tunelu zahrnujícího vstupní otvory 24a. 24b a výstupní otvor 24c .

Obr. 3 schématicky reprezentuje dusíkový ventilační systém , který může být využit u příslušných uvedených vstupních otvorů 24a a 24b a uvedeného výstupního otvoru 24c . Jak je to patrné na obr. 3, dusíkový tunel 24 obklopuje dopravník např. dopravníkový pás 23 zobrazený na obr. 2a. Tento dopravníkový pás 23 přepravuje palety 20 naplněné částmi formy do dusíkového tunelu skrze otvory 43.· Tyto otvory 43 mohou být otevřeny do atmosféry s tlakovaným tunelem nebo uzavřeny pohyblivými dvířkami (nejsou zobrazeny), přičemž tyto otvory jsou otevřeny vždy, kdy jsou palety naplněny částmi forem. Za účelem regulovaného odvedení do dusíkového tunelu vtlačeného N₇ a odčerpání O₂ , který se do dusíkového tunelu dostal z okolní atmosféry, je v dusíkovém tunelu 24 vytvořen výfukový otvor 44. Za účelem udržení tlaku dusíku uvnitř tunelu 24 338 Pa může být výfukový otvor, je-li využit, opatřen zpětným ventilem .

Zatímco byl dusíkový ventilační uzávěr popsán a zobrazen v souvislosti se vstupním otvorem 24b, je zřejmé, že může být také uspořádán u vstupního otvoru 24a a výstupního otvoru 24c. Účelem dusíkového uzávěru je zamezit úniku nadbytečného N₂ z dusíkového tunelu 24 a jeho rozptýlení do bezprostředního okolí dusíkového tunelu.

Nosné palety obsahující konkávní resp. konvexní části formy jsou potom na stanovišti 50 střídavě rozloženy na dopravním prostředku, přičemž ještě předtím, než vstoupí na požadovaný dopravník 25 produkční linky, avšak jsou nezávisle identifikovatelné pro kontrolní prostředky ve tvářecím stanovišti tak, aby došlo k případné kompenzaci jakékoliv chybějící palety.

Dvojstupňové robotové manipulační zařízení je ve výhodném provedení vynálezu využito za účelem udržení 6 s tvářecího cyklu . První přenos sestav částí forem rameny 12. 13 do dočasných nosičů 14. 15 je realizován přibližně v intervalu 3 s, přičemž ve zbývající době jsou dočasné nosiče 14 , 15 přemístěny do stanoviště pro uchycení sestav částí forem článkovými robotovými přenosovými rameny 17 , 18 . Tyto článkové robotové ramena 17 , 18 potom přenesou sestavy částí forem do nosičů forem , které jsou specificky uzpůsobené provyužítí v produkční lince podle vynálezu, jak to bude dále podrobněji popsáno .

Jak to bylo výšše popsáno, jsou části formy přeneseny do dusíkového tunelu 24 během 12 až 15 s, přičemž v tomto tunelu jsou části formy odplyňovány v průběhu časové periody, která je dostatečná pro odstranění v podstatě všeho kyslíku absorbovaného v těchto částech forem nebo zachyceného na povrchu těchto částí forem . Obecně jsou tolerance takové, že je dostatečná 3 minutová expozice, zajištěná zónou vhodné délky v dusíkovém tunelu 24 při konstantní rychlosti nebo kryty 22, 23, a 25 , nebo klikatým postupem v kratší zóně.

Po dostatečném odplynění částí forem jsou tyto části forem dopraveny skrze dusíkový tunel 24 do plnícího stanoviště 30 uspořádaného uvnitř plnící zóny 40 zobrazené na obr. 2(b . V plnícím stanovišti 30 je každá přední konkávně zakřivená část formy naplněna reaktivní monomerní kompozicí v odměřeném množství přibližně 60 μΐ, přičemž množství reaktivní monomerní kompozice je stanoveno tak , aby při spojení přední 3 1 a zadní 33 části formy došlo k podstatnému přetečení této reaktivní monomerní kompozice z tvářecí dutiny. Za účelem minimalizace množství kyslíku obsaženého v reaktivní monomerní kompozici je tato kompozice, jak to bylo výšše popsáno, důkladně odplyněna .

Každá z uvedených konkávně zakřivených částí forem je v podtlakovém stanovišti 31 automatickým prostředkem spojena s její komplementární konvexně zakřivenou částí formy, přičemž automatický prostředek obrací sestavy zadních konvexně zakřivených částí forem do vertikálně přemístěného registru obsahujícího naplněné přední konkávně tvarované části forem a vkládá tyto konvexně zakřivené části forem do naplněných předních konkávně zakřivených částích forem . Jak je to naznačeno v kroku 106 vývojového diagramu z obr. 1, jsou spojené části forem periodicky přemisťovány integrálně z upravující . plnící a spojovací zóny 40 skrze dusíkový tunel do předtvrzovacího stanoviště 32. ve kterém jsou obě poloviny forem po předem stanovenou dobu a pod předem stanoveným tlakem k sobě sevřeny. Sevřením obou polovin formy se tyto poloviny vyrovnají, přičemž se vytlačí z dutiny formy přebytečný monomer a poddajná druhá konvexně tvarovaná polovina se pro účely předtrvzení usadí v pevnější první konkávně tvarované polovině. Tlakovým sevřením obou polovin formy se paralelně vyrovnájí příruby vytvořené na první a druhé polovině formy, přičemž se srovnájí příslušné zakřivené plochy těchto polovin formy. Za účelem nutného oddělení přebytečného monomeru od monomeru vyplňujícího dutinu formy se sevřením obou polovin formy přitlačí druhá, dutinu formy uzavírající, polovina formy k prstencové hraně vytvořené na první polovině formy.

Svírací tlak může být vytvořen prstencovým vzduchovým válcem nebo pružinově poháněným prstencovým válcem, který umožní aktinickému záření projít skrze prstenec válce a skrze jednu nebo více polovin formy k hydrogel . Automatický prostředek pro sevření první a druhé poloviny formy může zahrnovat prostředek pro regulaci doby trvání a intenzity svíracího tlaku a doby trvání a intenzity aktinického záření .

Za účelem částečného vytvrzení monomeru nebo monomerní směsy je po skončení první předem stanovené periody , během které se realizuje sevření polovin formy , hydrogel vystaven aktinickému záření např. ultrafialovým záření za účelem částečného vytvrzení monomerem nebo monomerní směsi do zgelovatělého stavu .

Předtvrzovací stanoviště 32 je také uzavřeno uvnitř zóny s nízkým obsahem kyslíku , která je ohraničena samostatným tunelem spojeným krátkým přechodovým tunelem 24d s plnící zónou 40 .

Ve výhodném provedení vynálezu může být zdrojem zářenízdroj aktinického elektronového svazku nebo radioaktivní zdroj , výhodně ultrafialová lampa , která ozařuje monomer při průměrné intenzitě 2 až 4 mW/cm² po dobu 5 až 60 s ,výhodně po dobu 30 s . Zdrojem záření může být taky pulsní nebo cyklovaný zdroj ultrafialového záření o vysoké intenzitě .

Po dokončení druhé předem stanovené periody , po kterou jsou poloviny formy sevřeny a vystaveny UV záření , je sevření uvolněno a UV záření přerušeno a potom je částečně vytvrzelá hydrogelová čočka ve formě přepravena do vytvrzovacího tunelu , ilustrovaného na obr. 2fe). za účelem dokončení polymerace monomeru a vytvrzení čočky.

Palety obsahující předtvrzené čočkové polotovary uspořádané mezi polovinami formy jsou vedeny skrze ventilační uzávěr vytvořený u výstupního otvoru 24c dusíkového tunelu 24 do vytvrzovací zóny . Směs monomer/ředldlo je potom v UV peci vytvrzena, čímž je v monomeru dokončena polymerace. Ozáření směsi monomer/rozpouštědlo aktinickým viditelným nebo UV zářením se vytvoří směs polymer/rozpouštědlo a tedy konečná hydrogelová čočka požadovaného tvaru. Jak je to naznačeno v kroku 107 vývojového diagramu z obr. 1. může být konečné vytvrzení provedeno v prostředí s nízkým obsahem kyslíku (v dusíkovém tunelu) nebo v okolní atmosféře, vzhledem k tomu že je konečné vytvrzování uskutečněno dříve, než projde O₂ z atmosféry skrze obě poloviny formy.

Na obr. 2(b) a 2(c) je zobrazena vytvrzovací zóna produkční linky, která je určena pro provádění vynálezu. Za účelem udržení rezidenčního času rovného přibližně 24 s ve vytvrzovací zóně při udržení příznivé doby cyklu na začátku produkční linky, je dopravníková linka rozdvojena na dvě linky 34 a 35 pomocí přenosového ramena 36 a pístového smýkadla 37, které přenáší polovinu množství produktů opouštějící předtvrzovací stanoviště 32 z dopravníku 34 na dopravník 35 . Dvě samostatné dopravníkové linky jsou potom zase na stanovišti 38 uspořádaným přímo za stanovištěm 33 pro demontáž formy spojeny v jednu linku.

Konečné vytvrzení čočky je realizováno množinou IR pecí 39 a 39a. která poskytuje UV záření s průměrnou intenzitou 3 až 3,5 mW/cnr a s regulovanou teplotou 45’C až 65’C, která může být modifikována pro každou pec .

Po dokončení polymerace jsou na stanovišti 33 pro demontáž formy jednotlivé poloviny formy demontážním zařízením navzájem oddělen , přičemž kontaktní čočka je ponechána v první nebo přední konkávně zakřivené polovině formy, z které je následně vyjmuta. Výhodně se příruby přední a zadní poloviny formy zachytí a vzájemné odtáhnou jedna od druhé a to buď přesně opačných směrem nebo pod určitým úhlem rezultujícím s páčivého pohybu . Za účelem snadnějšího oddělení polymerovaného produktu od povrchu poloviny formy je sestava nejprve mírně ohřátá. Přední a zadní poloviny formy jsou využity jen pro jedno tváření a potom jsou likvidovány. Jak je to naznačeno v kroku 108 vývojového diagramu z obr. 1, je za účelem vytvoření hydratované čočky, která, jestliže je úplně hvdratovaná a pufrovaná. má konečný tvar a velikost, z čočky vodou vypláchnuto rozpouštědlo, přičemž je potom čočka zabalena . Ve většině případů je konečná velikost čočky nominálně o 10% větší než originální tvářený produkt tvořený směsí polymer/rozpouštědlo .

Měkké polotovary kontaktních čoček jsou tvořeny z reaktivní monomerní kompozice, která typicky obsahuje kromě reaktivní směsi vodou rozpustitelné ředidlo pokud jde o výrobu hydropické čočky ,polymerační katalyzátor, který napomáhá při vytvrzování reaktivního monomeru, síťovadlo a často taky povrchově aktivní látku, která napomáhá při uvolňování čočky z formy .

Vytvrdicelné kompozice výhodně zahrnují kopolymery na bázi 2-hydroxyethylmethakrylátu (HEMA) a nebo jednoho nebo více komonomerů, jakými jsou 2-hydroxyethylakrylát, metnylakrylát, methylmetnakrylát, vinylpyrrolidon, N-vinylakrylamid, hydroxypropvlmethakrylát, isobutylmethakrylát, styren, ethoxyethylmetnakrylát, methoxytriethylenglykolméthakrylát, glycidylmetnakrylát, diacetonakrylamid, vinylacetát, akrylamid, nydroxytrimethylenakrylát, methoxyethvImethakrylát, kvselina akrylová, kyselina methakrylová a dimethylamincezhyiakrylát.

Výhodné polymerovatelné kompozice jsou popsané v puten cu US č. 4,495,313, v patentu US č. 5,039,459 a v patentu US č. 4,680,336. Takové kompozice obsahují bezvodé směsi polymerovatelného hydrofilního hydroxy-esteru kyseliny akrylové nebo vitěsnitelného esteru kyseliny borité a polyhydroxylové sloučeniny mající výhodně alespoň 3 hydroxvlové skupiny. Polymerace takových kompozic následovaná vytěsněním esteru kyseliny borité vodou, poskytne hvdrofilní kontaktní čočky. Sestava formy použitá v rámci vynálezu může být použita pro výrobu hydrof obníc.h nebo tuhých kontaktních čoček, přičemž však se s výhodou používá pro výrobu hydrofilních čoček.

Polymerovatelné kompozice výhodně obsahují malé množství zesítujícího činidla, obvykle 0,05 až 2 % a nejčastěji od 0,05 do 1,0 % diesteru nebo triesteru. Příklady takových zesítujících činidel zahrnují ethylenglykoldiakryiáz, ethylenglykoldimetnakrvlát, 1,2-butylendimethakrylát, 1,3butylendimethakrylát, 1,4-butyiendimethakrylát, propylenglykoldiakrylát, propylenglykoldimethakrylát, diethylglykoidimethakrylát, glykoldimethakrvlát, diethylglykoldimethakrylát, dipropylenglykoldimethakrylát, diethylengiykoldiakrylát, dipropylenglykoldiakrylát, glycerintrimethakrylát, trimethylolpropantriakrylát, trimethylolpropantrimethakrylát a podobně. Typická zesítující činidla obvykle, avšak nikolv nezbytně, mají alespoň dvě ethvlenicky nenasycené dvojné vazby.

Polymerovatelné kompozice obecně rovněž zahrnují katalyzátor, obvykle od 0,05 do 1 % volně radikálového katalyzátoru. Typické příklady takových katalyzátorů zahrnují lauroylperoxid, benzoylperoxid, isopropylperkarbonát, azobisisobutyronitril a známé redox-systémy, jakým je kombinace peroxydvojsíran amonný/metahydrosiřičitan sodný a podobně. Pro katalyzování polymerační reakce může být rovněž použito ozáření ultrafialovým světlem, svazkem elektronů nebo radioaktivním zářením, případně za přidání iniciátoru polymerace. Příkladnými iniciátory jsou kafrchinon, ethyl-4-(N,N-dimethylamino)benzoát a 4-(2-hydroxyethoxy)fenyl-2-hydroxy-2-propylketon.

Polymerace polymerovatelné kompozice je v sestavě formy uskutečněna vystavením kompozice polymeraci iniciujícím podmínkám. Ve výhodném provedení vynálezu mají být v uvedené kompozici obsaženy iniciátory , které se uvádějí v činnost po vystavení kompozice ultrafialovému záření, přičemž doba, po kterou je kompozice vystavena ultrafialovému záření, a intenzita ultrafialového záření, kterému je vystavena kompozice, jsou účinné pro iniciaci polymerace a umožňují její pokračování. Pro účely polymerace kompozice ultrafialovým zářením jsou výhodně poloviny formy transparentní pro ultrafialové záření . Po předtvrzení je monomer znova vystaven ultrafialovému záření za účelem vytvrzení, při kterém je polymerace dokončena . Požadovaná doba trvání zbývající reakce může být snadno experimentálně zjištěna pro libovolnou polymerovatelnou kompozici .

Claims (9)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby v podstatě zcela odplyněné konkávně zakřivené částí formy a odplyněnné komplementární konvexně zakřivené části formy pro plnící stanoviště resp. stanoviště pro sestavení formy v kontinuálním nebo semikontinuálním automatickém systému pro výrobu měkkých kontaktních čoček vyznačený t í m, že zahrnuje vstřikovací tváření uvedených částí formy, bezprostřední přenesení uvedených částí do inertního plynného prostředí, odplynění uvedených částí formy a naplnění uvedených částí formy polymerovaným monomerem v uvedeném inertním plynném prostředí před sestavením formy pro tváření kontaktní čočk .

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedené části formy jsou ze vstřikovací formy přeneseny do uvedeného inertního plynného prostředí za přibližně 30 s .

3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že uvedené části formy jsou v uvedeném inertním plynném prostředí zadržovány po periodu rovnou přibližně 15 min .

4. Způsob výroby částí forem pro bezprostřední použití ve výrobním systému pro kontinuální nebo semikontinuální výrobu měkkých polotovarů kontaktních čoček .vyznačený tím, že zahrnuje vstřikovací tváření polystyrénových částí formy při teplotě vstřikovací formy 232’C po dobu 3 až 12 s , přenesení uvedených částí formy do uzavřené zóny naplněné dusíkem za přibližně 12 až 15 s , odplynění uvedených částí formy v uvedené uzavřené zóně během přibližně 3 min za účelem v podstatě úplného odplynění uvedených částí forem a přenesení uvedených částí forem do plnícího , předtvrzovacího a vytvrzovacího stanoviště za účelem vytvoření polotovarů kontaktních čoček .

5. Způsob podle nároku 4, vyznačený tím, že konkávně zakřivená části formy jsou naplněny kompozicí akrylátového reaktivního monomeru při koncentraci kyslíku na rozhraní mezi formou a reaktivním monomerem nepřesahujícím 1. 10'^{7 8} mol/cm³ .

6. Výrobní systém pro kontinuální nebo semikontinuální výrobu polotovarů měkkých kontaktních čoček využívající části formy absorbující kyslík z atmosféry a polymerovatelnou kompozici pro vytvoření polotovaru kontaktní čočky obsahující reaktivní monomer , který má během vytvrzování při výskytu malého množství kyslíku nepříznivé chování , vyznačený tím, že zahrnuje sjednocení výroby částí formy s výrobní linkou pro výrobu měkkých kontaktních čoček za účelem využití ohřevu aplikovaného při tváření částí formy pro vytvoření v podstatě odplyněných částí formy, přenesení uvedených částí formy za dobu přibližně 12 až 15 s do uzavřené zóny naplněné inertním plynem , ve které jsou uvedené části formy udržovány po dobu závislou na době , po kterou byly části formy vystaveny atmosféře , a která se pohybuje od 3 do 5 minut .

7. Způsob výroby polotovarů měkkých kontaktních čoček z reaktivního monomeru , jehož vytvrzovací vlastnosti jsou nepříznivě ovlivněny přítomností kyslíku v povrchu nebo na povrchu konkávně zakřivené nebo konvexně zakřivené části formy .vyznačený tím , že zahrnuje výrobu částí formy resp. bezprostředně následující zpracovatelské operace za podmínek regulované teploty dostatečné pro v podstatě úplné odstranění kyslíku , přičemž uvedené zpracovatelské operace zahrnují přenesení uvedených částí formy do uzavřené zóny naplněné dusíkem, přičemž části formy jsou při přenosu minimální dobu vystaveny atmosféře, dopravu uvedených částí formy skrze uvedenou uzavřenou zónu v průběhu periody ne menší než 3 min , která je dostatečná pro v podstatě úplné odstranění kyslíku z uvedených částí formy, naplnění uvedené konkávně zakřivené části formy reaktivním monomerem v uvedené uzavřené zóně, umístění uvedené naplněné konkávně zakřivené části formy do počátečního záběru s uvedenou konvexně tvarovanou částí formy v uvedené uzavřené zóně , ve které je udržován podtlak . vzájemné polohové přizpůsobení uvedené konkávně zakřivené a konvexně zakřivené části formy v uvedené potlakové zóně za účelem vytvoření sestavy formy , a vertikální sevření uvedených částí formy za účelem vytlačení přebytečného reaktivního monomeru z dutiny uvedené sestavy formy do míst kolem polotovaru kontaktní čočky a tím vzduchotěsného uzavření uvedené dutiny sestavy formy za účelem vytvoření polotovaru kontaktní čočky v podstatě bez přítomnosti kyslíku .

8. Způsob kontinuální nebo semikontinuální automatizované výroby měkkých kontaktních čoček zahrnující plnění konkávně zakřivených částí formy reaktivní monomerní kompozicí , vytvoření sestavy formy z konkávně zakřivené a konvexně zakřivené části tváření a vytvrzování polotovaru kontaktní čočky , vyznačený t í m , že zahrnuje sjednocení zpracovatelské linky pro výrobu částí formy se zpracovatelskou linkou pro výrobu polotovarů kontaktních čoček, minimalizaci vystavení čerstvě vyrobených částí formy atmosféře a odplynění částí formy v dusíkové atmosféře v závislosti na expozici atmosférou a v relaci k rychlosti difúze kyslíku v kompozici části formy a skrze tuto kompozici , přičemž koncentrace kyslíku na rozhraní reaktivního monomeru a částí formy během tváření není větší než 1 x 10'⁸ mol/cm³ .

9. Způsob udržení koncentrace kyslíku rovné 1 x 10'⁸ mol/cm³ nebo nebo menší než 1 x 10'⁸ mol/cm³ na styčné ploše mezi polystyrénovými částmi formy a reaktivní monomerní kompozicí na bázi akrylátalkylakrylátového monomeru , vyznačený tím, že zahrnuje vstřikovací tváření konkávně zakřivených částí formy a komplementárních konvexně zakřivených částí formy , bezprostřední přenesení uvedených částí formy do dusíkové atmosféry , v podstatě úplné odplynění uvedených částí formy a přenesení uvedených částí formy v dusíkové atmosféře do plnícího satnoviště resp. stanoviště pro sestavení formy .