CN101678573B - 热固化方法和形成隐形眼镜的*** - Google Patents

Abstract

本发明描述隐形眼镜固化***和方法。隐形眼镜固化***包括：烘箱，其具有多个固化区；模具推进***，其用于在所述多个区之间移动隐形眼镜模具组合件；和所述固化区内的受控制氛围，其提供实质上化学惰性环境，在所述实质上化学惰性环境中隐形眼镜前驱体材料可在位于所述固化区中的隐形眼镜模具组合件中聚合。制造隐形眼镜的方法包括在眼镜固化***中固化隐形眼镜模具组合件中的隐形眼镜前驱体材料。作为一实例，用于固化模具中的隐形眼镜前驱体材料(所述固化工艺在惰性氛围中进行)的烘箱包括：多个加热区，诸如三个加热区106、107、108或两个加热区307、308；和模具推进***，其用于在所述多个区之间移动模具，其中所述多个区中的第一区和第二区106、107或307、308维持在不同温度下。

Description

热固化方法和形成隐形眼镜的***

本申请案为2007年5月18日申请的名为“热固化方法和形成隐形眼镜的***(THERMAL CURING METHODS AND SYSTEMS FOR FORMING CONTACTLENSES)”的临时申请案第60/939,037号的正式申请案，所述申请案的内容以引用的方式明确并入本文中。

技术领域

本发明涉及热固化方法和形成隐形眼镜的***。更特定来说，本发明涉及在惰性氛围中的热固化方法和形成隐形眼镜的***。甚至更特定来说，尽管不排除其他情况，但本发明涉及使用所述方法和***形成水凝胶隐形眼镜和尤其硅酮水凝胶隐形眼镜。

背景技术

在聚合物隐形眼镜的制造中，使可聚合眼镜前驱体组合物聚合以形成隐形眼镜产品，其经进一步处理而形成水合隐形眼镜。诸如水凝胶隐形眼镜和硅酮水凝胶隐形眼镜的眼镜已由多种不同材料通过所述方法制成。举例来说，常规水凝胶隐形眼镜包括由具有美国采用名称(US Adopted Name，USAN)诸如聚麦康(polymacon)、四弗康(tetrafilcon)、欧弗康(ocufilcon)、维弗康(vifilcon)、伊他康(etafilcon)、欧玛康(omafilcon)、阿弗康(alphaphilcon)、奈弗康(nelfilcon)、喜弗康(hilafilcon)、替弗康(tefilcon)或凡弗康(vasurfilcon)等材料制成的隐形眼镜。通常，常规水凝胶隐形眼镜为含有亲水性单体的眼镜前驱体组合物的聚合产物，所述单体诸如甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸(MA)、甲基甲基丙烯酸(MMA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和其组合。前驱体组合物经常还含有一种或一种以上催化剂和交联剂。

硅酮水凝胶隐形眼镜为包括硅酮组分的聚合隐形眼镜。举例来说，硅酮水凝胶隐形眼镜可通过使除其它眼镜形成材料外还含有含硅酮的单体、寡聚物、大分子单体、聚合物等的眼镜前驱体组合物聚合而形成。公开可得的硅酮水凝胶隐形眼镜的实例包括由具有USAN芭弗康A(balafilcon A)(PUREVISION，博士伦公司(Bausch & Lomb))、洛弗康A(lotrafilcon A)(NIGHT & DAY，视康公司(CIBA Vision))、洛弗康B(O2OPTIX，视康公司(CIBA Vision))、咖弗康A(galyfilcon A)(ACUVUE ADVANCE，视力健公司(Vistakon))、斯弗康A(senofilcon A)(ACUVUE OASYS，视力健公司(Vistakon))和库弗康A(comfilcon A)(BIOFINITY，酷柏公司(CooperVision))的材料形成的隐形眼镜。

眼镜前驱体组合物的聚合或固化可通过在例如固化烘箱中将含有眼镜前驱体组合物的隐形眼镜模具组合件曝露于紫外辐射或热来实现。用于使前驱体组合物聚合的辐射类型常常视化学调配物而定。当需要化学惰性固化方法以使反应性氧不影响前驱体组合物的聚合时，使隐形眼镜模具组合件在化学惰性氛围条件下(例如在氮气层下)经受处理和/或接收可聚合组合物。

隐形眼镜模具组合件中眼镜前驱体组合物的热固化原则上可在正常或非化学惰性氛围中进行，这是因为可聚合眼镜前驱体组合物是在化学惰性氛围中分配，但实际上，在正常氛围中制造的许多隐形眼镜由于各种缺陷而遭废弃，许多缺陷是由于由聚合期间产生的挥发性物质产生的问题所导致。

尤其从管理的观点来看，在水凝胶隐形眼镜的热固化程序中，随着眼镜前驱体组合物聚合而从其中释放的挥发性物质成为显著问题。固化的挥发性副产物积累在固化烘箱内且必须通过手动清洁(其通常不能实行，因为其需要停止烘箱使用以允许清洁)或通过使用洗涤过滤器来移除。举例来说，经常使用活性碳过滤器来洗涤由固化工艺产生的挥发性副产物；然而这会引起问题，因为隐形眼镜制造需要极为洁净的环境而活性碳过滤器通常并不洁净。使用标准冷凝过滤器来移除所产生的水分。

热固化工艺可涉及在固化期间更改分批型固化烘箱的固化腔室或固化区的温度若干次。举例来说，烘箱的固化腔室可保持在X度的恒定第一温度下A分钟，接着加热至Y度且保持在所述温度下B分钟，接着冷却至X度且保持在所述温度下A分钟。不同固化温度和时间与用以制造隐形眼镜的化学调配物有关。因此，为求便利，上述实际值用变量来表示。其它固化概况也是可能的。

商业规模的隐形眼镜制造需要每天制造极大数目(即使没有几十万，通常也有上万)的隐形眼镜。当使用分批式烘箱时，达成所述数目需要若干上述类型的分批式烘箱并行操作。然而，每一分批式烘箱倾向于提供略微不同的热效能。又，在分批式烘箱固化工艺中，惰性环境难以控制，从而再次导致不同烘箱效能。所述不同效能使得难以控制制造工艺以使具有导致其遭丢弃的缺陷的隐形眼镜分数变得最小。

对制造隐形眼镜(包括水凝胶隐形眼镜和尤其硅酮水凝胶眼镜)的快速制造大量隐形眼镜同时减少与现有方法和***相关联的问题的新***和方法仍然存在需要。举例来说，对在化学惰性和无挥发性物质的氛围中快速制造性质均一性提高的大量隐形眼镜的新***和方法存在需要。

发明内容

本发明的方法和***使用受控制的氛围环境利用热辐射使隐形眼镜模具组合件中的眼镜前驱体材料聚合以形成聚合模制隐形眼镜产品。如熟悉制造隐形眼镜的铸塑成型法的人员所理解，如本文所用的隐形眼镜模具组合件是指前表面模具或母模具与后表面模具或公模具彼此接触以形成隐形眼镜状空腔的组合件。提供受控制的氛围环境，在所述受控制的氛围环境中可将组装的隐形眼镜模具组合件曝露于聚合量的辐射以固化一定量的隐形眼镜前驱体组合物，从而形成聚合隐形眼镜产品。隐形眼镜固化烘箱中受控制的氛围环境可控制固化烘箱或烘箱的固化区中所存在的水分的量、固化烘箱或烘箱的固化区中存在的反应性化学基团(诸如氧)的量、或固化烘箱或烘箱的固化区中的温度、或其组合。所需氛围参数(诸如水分含量、氧含量和温度)可基于对烘箱中所制造的隐形眼镜进行试执行凭经验确定。

在某些实施例中，本发明的方法和***可通过控制固化烘箱或烘箱的固化区内的残余氧含量来热固化隐形眼镜模具组合件中的隐形眼镜，由此与在无此控制的热固化烘箱中制造的实质上相同隐形眼镜相比，改良如此制造的隐形眼镜产品的品质。

在本发明的方法和***的其它实施例中，提供一种固化烘箱，其具有至少一个具有在第一压力下的固化氛围的固化区，且所述固化***的区域具有比固化氛围的第一压力大的第二压力。所述具有第二压力的区域可提供于固化烘箱周围的外壁之间，且可理解为外壁与固化烘箱之间的腔室。增加的第二压力可在烘箱的固化区中有效提供受控制的氛围环境。

在本发明的方法和***的其它实施例中，隐形眼镜在包含多个固化区的烘箱中固化，且将所述多个固化区中的第一固化区维持在第一温度下，且同时将所述多个固化区中的第二固化区维持在与第一温度不同的第二温度下。

在隐形眼镜固化***的一个实施例中，描述用于固化模具中的隐形眼镜前驱体材料以形成隐形眼镜的烘箱。烘箱或隐形眼镜固化烘箱包含惰性气体来源，所述惰性气体来源可操作以在固化期间在烘箱中提供惰性氛围。烘箱还包含多个区和用于在所述多个区之间移动模具的隐形眼镜模具推进***。如本文所用，隐形眼镜模具推进***是指固化烘箱的与一个或一个以上模具承载器相互作用以将模具承载器移至烘箱中不同位置的组件。在某些实施例中，模具推进***可理解为定位***(indexing system)。定位***还可记住诸如模具中所形成的隐形眼镜的产品规格的信息。举例来说，在某些实施例中，可使计算机***与定位***或隐形眼镜模具推进***相关联，且所述计算机***可包括追踪与所制造的特定批次的隐形眼镜相关的数据的软件。如本文所讨论，本发明的隐形眼镜模具推进***包括与模具承载器实体接触且提供在烘箱中移动模具承载器的力的部分。

烘箱可操作以同时维持多个区中的第一区在第一温度下且多个区中的第二区在不同的第二温度下。

烘箱经配置以使得在用于制造时，使用热来固化/聚合可聚合眼镜前驱体材料。眼镜前驱体材料的热固化在惰性氛围(例如化学惰性氛围或无氧氛围，例如氮氛围)下提供。与单腔室或单区分批式烘箱(其中一批眼镜置放于烘箱的仅一个腔室中、固化和移除，接着另一批眼镜置放于烘箱的所述一个腔室中、固化和移除等)相对比，本发明的烘箱能够通过在化学惰性环境中更“连续”处理隐形眼镜而对此加以改良。

烘箱的每一区可为不同烘箱腔室，所述腔室彼此足够连通以使模具在其间移动。不同烘箱腔室可为独立烘箱，使得整个烘箱或固化***可理解为“特大”烘箱且独立烘箱可理解为所述特大烘箱内的“子”烘箱。可例如通过使用可移动或可移除的壁来界定所述区，在烘箱腔室内形成所述区。壁可约束相邻区之间的热流。所述区可至少部分地通过固定壁(即经配置以在烘箱操作期间保持固定但例如在烘箱维修期间可能可移除或可移动的壁)界定。所述区壁可由可移动和固定壁共同界定。

所述多个区可彼此气体连通，使得惰性氛围为扩散遍及所述多个区中的单一惰性氛围。因此，烘箱可提供一个惰性环境，其中同时维持多个温度区。例如在固化工艺期间，烘箱内的惰性环境与烘箱周围的氛围环境隔开，在烘箱的内部氛围与烘箱的外部氛围之间不存在不受控制的气流。

本发明的固化***或烘箱可包括一个或一个以上挥发性物质处理组件。举例来说，可理解固化***包括一个或一个以上固化烘箱和一个或一个以上挥发性物质处理组件。挥发性物质处理组件与固化烘箱连通以接收由固化工艺产生的挥发性物质。或者，挥发性物质处理组件可为固化烘箱的组件。挥发性物质处理组件的实例包括一个或一个以上蒸气冷凝器、一个或一个以上有机物过滤器、一个或一个以上氧清除器和其组合。处理组件接收包含由固化工艺产生的挥发性副产物的大量气体且处理所述气体以减少且优选实质上从所述气体中移除挥发性副产物。处理组件还可移除气体中可能存在的水蒸气。举例来说，处理组件可处理含挥发性副产物的气体，使得气体中存在的挥发性副产物的量少于100百万分率(ppm)。因此，处理组件可理解为气体纯化***或气体再循环***的组件。

在某些实施例中，蒸气冷凝器为如所属领域的一般技术人员所理解的冷阱。因此，蒸气冷凝器可从所处理的气体中有效移除水。

本发明的固化***或固化烘箱的某些实施例包括用于从惰性氛围中洗涤或移除挥发性物质的洗涤器。所述洗涤器可包括一个或一个以上促进挥发性物质从氛围中充分移除的组件。举例来说，在某些实施例中，烘箱或固化***可包含包括一个或一个以上有机物过滤器、一个或一个以上氧清除器或其组合的洗涤器。烘箱或***可包含包括一个或一个以上木炭或活性碳过滤器和一个或一个以上铜基催化剂或其组合的洗涤器。烘箱或***的洗涤器可包括至少一个木炭过滤器和至少一个铜基催化剂。

在至少一个实施例中，如本文所揭示的固化***包含：固化烘箱；冷阱，其与固化烘箱流体连通以接收来自固化烘箱的含挥发性副产物的气体；和洗涤器，其与冷阱流体连通以接收已通过冷阱的气体，且与固化烘箱流体连通以将实质上不含挥发性副产物的气体再引导至固化烘箱。在某些实施例中，本发明的***包括烘箱、冷阱、洗涤器或其组合中的两者或两者以上。

可理解，烘箱的固化区中的氛围气体可含有挥发性物质且可引导通过冷阱以冷凝含有挥发性物质的蒸气。通过冷阱的气体可接着通过洗涤器的过滤器以产生不含或实质上不含有机挥发性物质的经过滤气体。可将经过滤气体暴露于铜催化剂以移除诸如氧等反应性组分。烘箱的洗涤器组件还可包括一个或一个以上溶剂传感器以监测溶剂含量且提供溶剂是否未完全移除的指示。***还可包括多余组件和传感器。在本发明烘箱的某些实施例中，除活性碳过滤器外或替代活性碳过滤器，洗涤器还可包含可重复使用的有机物过滤器。举例来说，洗涤器的过滤器组件可包括一个或一个以上分子筛，诸如由基于铜催化剂的材料等形成的筛。其它分子筛可含有诸如铝硅酸盐矿物质、粘土、多孔玻璃、微孔木炭、沸石、活性碳或小分子可通过的其它合成化合物等材料。洗涤器的组件或整个洗涤器可从诸如美国布劳恩公司(MBraun USA)(新罕布什尔州03885，斯特莱特姆，海滨路14号(14 Marin Way，Stratham，NH 03885))的经销商获得。

本发明的烘箱或隐形眼镜固化***的实施例的洗涤器组件和蒸气冷凝器组件可为烘箱的整体组件，或其可与烘箱间隔开。诸如借助于一个或一个以上能够在烘箱与洗涤器之间传送含挥发性物质的气体和不含挥发性物质的气体的管道，洗涤器和蒸气冷凝器将与烘箱内部气体连通。管道材料的实例包括钢管路和其它金属材料的管路等。作为一实例，固化烘箱可通过管道与蒸气冷凝器气体连通，且洗涤器可通过蒸气冷凝器与洗涤器之间的管道与烘箱气体连通。

在烘箱的一些实施例中，可能存在仅两个固化区、仅三个固化区或三个以上固化区。在一些实施例中，可通过使用两个区中的每一区三次或使用三个区中的每一区两次来提供六区烘箱。在两区实施例中，烘箱的模具推进***可经配置以将隐形眼镜模具从第一区移至第二区且接着移回至第一区。

烘箱可操作以将多个区中的至少一个区维持在两种或两种以上不同温度下，且将所述区的温度在所述温度之间改变。所述区可为第一区或第二区。

在具有两个以上区的实施例中，烘箱的模具推进***可经配置以将隐形眼镜模具从第一区移至第二区且接着移至另一区或其它区，诸如三区实施例中的第三区。

烘箱可包含在第一区之前的入口腔室或第一前室。模具推进***可经配置以将模具从入口腔室移至第一区中。入口腔室可经配置以充满化学惰性气体以提供惰性氛围。入口腔室可经配置而实质上未加热至室温以上。烘箱可包含经配置以将模具放入入口腔室中的自动置放装置。在某些实施例中，自动置放装置可理解为制造自动化中常见的机器人或拾放装置(pick and place device)。自动置放装置还可理解为从第一位置拾取一批眼镜模具且将所述批眼镜模具置放于不同的第二位置处的机器。

烘箱可包含在多个区的最后一区后的出口腔室或第二前室。模具推进***可经配置以将模具从上一区移至出口腔室中。出口腔室可经配置以充满惰性气体。出口腔室可经配置而实质上未加热至室温以上。烘箱可包含经配置以将模具从出口腔室中移除的自动置放装置。在某些实施例中，自动置放装置可理解为制造自动化中常见的机器人或拾放装置。自动置放装置还可理解为从第一位置拾取一批眼镜模具且将所述批眼镜模具置放于不同的第二位置处的机器。

入口腔室和出口腔室可为不同腔室，使得模具通过烘箱。或者，入口腔室和出口腔室可为同一腔室，使得模具通过同一腔室进入烘箱和离开烘箱。

在入口腔室和出口腔室处使用自动机器可使烘箱能够完全自动操作。与人类操作设备的可能情况相比，其还可使较大体积的烘箱环境能够被惰性气体充满。

模具可支撑于输送单元或承载器上。本发明的输送单元的实施例(包括所说明的实施例)可理解为托盘。输送单元可指单一托盘或多个托盘。输送单元还可指多个托盘的堆叠，每一托盘与相邻托盘接触。

在不使用将阻碍一叠托盘或托盘堆叠在各区之间移动的大挡护板的情况下，本发明的方法和***的一个重要优选但并非必需的特征解决了保持各区温度恒定且维持各区之间的温度差异的需要。模具的高密度堆叠可能尤其存在问题，这是因为需要整个堆叠内温度分布均匀。所述问题可通过在输送单元上使用挡板来解决。或者或另外，可通过将烘箱和/或输送单元配置以使输送单元周围和其中通过的气流有助于均匀分布热来解决所述问题。

作为一实例，输送单元可包含多个(例如两个或两个以上)托盘，所述托盘联结在一起以形成托盘堆叠或输送单元。托盘可使用多种机构联结在一起以形成托盘的堆叠。每一托盘包括两个对立末端。一托盘的两个对立末端或第一和第二对立末端包括块状结构(诸如固体块)，所述块状结构与提供于另一托盘上的块状结构合作以形成两个对立托盘堆叠侧壁或输送单元侧壁。两个相邻托盘可使用可与凹座啮合的定位销联结在一起。在某些实施例中，销和凹座位于块状结构中。在其它实施例中，销和凹座可为托盘的组件且另外有助于影响托盘之间的气流。当使用不同温度时，托盘堆叠的侧壁在烘箱的不同温度区之间形成绝缘区或障壁。气流可引导于侧壁或块状结构之间的托盘之间以提供遍及输送单元实质上均匀的温度。举例来说，块状结构可允许个别相邻托盘间隔开且联结在一起使得两个托盘之间存在气流通道。可按需要监测和控制气流。气流可通过产生气流的装置(诸如风扇、吹风机等)进行调整或控制。

因此，可理解，所述单元中的至少一者可包括挡板部分，所述挡板部分经配置以形成区壁的至少一部分，使得在所述单元处于一个所述区中时，所述区壁起作用以约束热流动至相邻区中。单元可包括托盘。每一输送单元可包括挡板部分且一个输送单元的挡板部分可经配置以与另一输送单元上的相应挡板部分合作以形成区壁的至少一部分。因此，当托盘的堆叠处于一个所述区中时，由合作的挡板形成的区壁起作用约束热流动至相邻区中。每一托盘可为实质上平坦的薄片且挡板可为与所述薄片实质上垂直的实质上平坦的侧壁(为块或薄片)。至少一些输送单元可垂直堆叠。每一个别托盘(包括侧壁部分)由非反应性材料(诸如金属材料等)形成。在某些实施例中，托盘为不锈钢。

本发明的方法和***的另一重要优选但并非必需的特征解决避免在加热区内具有化学敏感或可降解的用于移动模具或含有模具的输送单元的机构的需要。需要在所述区内避免诸如常规输送带等的移动装置，这是因为固化工艺期间所产生的挥发性副产物会导致此等机构的损坏和腐蚀。因此，本发明的模具推进***对由挥发性副产物所引起的降解作用有抗性。在一些实施例(包括所说明的实施例)中，模具推进***包含延伸通过烘箱和一个或一个以上托盘堆叠啮合装置的轴。啮合装置可移动以使其可与托盘堆叠的一部分接触且使托盘堆叠平行于啮合装置所耦接的轴的长度移动。本发明的模具推进***的其它实施例可使用对由固化工艺产生的挥发性副产物降解作用有抗性的输送带。

在一些实施例(包括所说明的实施例)中，托盘堆叠彼此独立且不联结在一起。举例来说，输送单元可使用机械组件独立移动通过烘箱。如本文所述，一种使输送单元移动通过烘箱的方法是使用棘爪单元或类似啮合装置，其可如本文所述啮合单一托盘堆叠且使托盘堆叠从一区移向另一区。然而，在其它实施例中，托盘堆叠可联结在一起。举例来说，多个输送单元可包括将所述多个输送单元中的至少两个联结在一起以形成一列所述单元的联结器，使得模具推进***可操作以通过移动任何所耦接的单元来移动所有耦接的单元。

本发明的***有效制造聚合隐形眼镜产品，其可经进一步处理以制造水合隐形眼镜。提供于配置于输送单元上或输送单元中的模具中的可聚合眼镜前驱体组合物可为水凝胶隐形眼镜形成材料，诸如含有HEMA、NVP、PVP、MA、MMA等的材料。或者，提供于配置于输送单元上或输送单元中的模具中的可聚合眼镜前驱体组合物可为硅酮水凝胶隐形眼镜形成材料，诸如洛弗康(lotrafilcon)、芭弗康(balafilcon)、咖弗康(galyfilcon)和斯弗康(senofilcon)。其它硅酮水凝胶眼镜形成材料可提供于模具中。举例来说，模具可包含包括含氟二甲基丙烯酰基硅酮大分子单体、亲水性含乙烯基单体、丙烯酸系单体交联剂和丙烯酸酯官能化环氧乙烷寡聚物和聚环氧烷硅酮可提取组分的眼镜形成材料。

在隐形眼镜固化方法的一个方面中，提供通过固化模具中的隐形眼镜前驱体材料来形成隐形眼镜的方法。所述方法包含在烘箱中提供惰性氛围，且将烘箱中的模具加热至多种不同温度中的每一者且将所述模具维持在多种不同温度中的每一者下，其中所述方法进一步包含在烘箱的第一区中将模具维持在所述温度的第一温度下，将模具从第一区移至烘箱的第二区，且将第二区中的模具维持在设定温度的第二温度下。

所述方法可包括以下步骤：将第一区的温度改变为与第一温度和第二温度不同的第三温度，将模具移回至第一区中，且在第一区中将模具维持在第三温度下。

所述方法可包括以下步骤：将第二区的温度改变为与第一温度、第二温度和第三温度不同的第四温度，将模具移回至第二区中，且在第二区中将模具维持在第四温度下。

所述方法可包括以下步骤：将模具移至第三区中且将第三区中的模具维持在与第一温度和第二温度不同的温度下。

所述方法可包括以下步骤：将模具移至一个或一个以上其它区中且将其它区中的模具维持在可与先前维持模具的任何温度不同的其它温度下。

所述方法可包括以下步骤：将模具移回至其先前所在的任何区中且将所述区中的模具维持在与先前维持模具的任何温度不同的温度下。

一个重要优选但非必需的特征解决在不使用过多惰性气体(例如氮)下保持惰性氛围为惰性的需要。所述方法可包括在将模具移至第一区中之前将模具置放于入口腔室中的步骤。所述方法可包括将模具从烘箱的最后一区移至出口腔室中的步骤。所述方法可包括将空气从入口和/或出口腔室抽出且用惰性气体置换空气的步骤。以所述方式使用“前室”可使烘箱内的惰性氛围能够快速建立。

需要惰性氛围洁净且一致。所述方法可包括过滤或洗涤固化烘箱中的氛围以移除挥发性物质的步骤。在加热期间，惰性氛围可能包含少于100百万分率(ppm)的氧。在某些实施例中，在加热期间惰性氛围中存在少于80ppm或少于60ppm或少于40ppm的氧。

加热可在“封闭”***中执行，其中惰性氛围为洁净的且再循环回至加热区中。所述方法可包括以下步骤：将气体从烘箱内部(例如从烘箱中的一个区、从入口腔室和/或从出口腔室)抽出，清洁或洗涤所抽取的气体以产生洁净的惰性气体，且接着将洁净的惰性气体再引回至烘箱中。

所述方法可包括连续或实质上连续排出或提取由前驱体组合物中的挥发性组分产生的挥发性烟和/或蒸气的步骤。

所述方法可包括移除可能由热固化程序积累的残余材料的步骤。

含有由固化工艺产生的挥发性物质的气体(例如含有含N-乙烯基-N-甲基乙酰胺(VMA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反应混合物的副产物的气体)以及水可通过蒸气冷凝器或冷阱、有机物过滤器或有机物阱以移除有机挥发性物质并产生经过滤的气体。可将经过滤的气体暴露于氧清除器，诸如铜基催化剂等以产生化学惰性气体。因此，如本文所讨论，方法可包括引导由隐形眼镜固化工艺产生的含挥发性副产物的气体通过气体纯化或再循环***。

所述方法可包括在平衡基础上操作烘箱；即，以相同速率将模具放入所述区中和从所述区中移除模具。如本文所述，此可用本发明的烘箱的模具推进***来实现。

可监测和控制加热区中的温度，使得各区中的温度保持恒定。举例来说，温度可变化±5至10％。举例来说，当固化温度为约50℃至约80℃时，温度变化可为约±4℃。用以固化眼镜前驱体组合物的温度可视所聚合的眼镜调配物而变化。举例来说，温度可在约30℃至约135℃之间变化。在某些实施例中，一个或一个以上加热区中的温度可为约50℃至约130℃。在其它实施例中，一个或一个以上加热区中的温度可为约80℃至约135℃。在某些实施例中，烘箱中一个或一个以上加热区中的温度可为约50℃、约55℃、约60℃、约65℃、约70℃、约75℃或约80℃。作为另一实例，第一加热区的温度可维持在55±4℃下，第二区的温度可维持在80±4℃下，且第三区的温度可维持在80±4℃下。可定期监测温度以确保其保持在适于达成可接受的隐形眼镜形成的特定温度范围内。另外，可用不含有隐形眼镜模具而是含有一个或一个以上温度传感器(包括温度传感器阵列)以确保温度在整个托盘堆叠中均匀分布的托盘堆叠执行试执行。

在某些方法中，可冷却隐形眼镜模具。举例来说，隐形眼镜模具组合件和其中所含的眼镜材料可在烘箱的固化区中冷却。可通过降低烘箱或烘箱固化区中的温度来使隐形眼镜模具组合件和眼镜材料冷却。举例来说，与未传递冷却剂的方法(即，被动冷却情况)相比，在可聚合眼镜前驱体材料曝露于热以形成聚合隐形眼镜产品后，可将冷却剂传递至烘箱中或隐形眼镜模具组合件周围以将聚合眼镜产品的温度更快地降至室温或略高于室温的温度(例如15℃至约25℃或略高于15℃至约25℃)。通过在聚合后主动冷却眼镜模具和聚合眼镜产品，有可能减小聚合眼镜产品的放热反应效应。因此，本发明的方法可包括将模具组合件和眼镜产品冷却以使得在从固化***中移除模具组合件时模具组合件和眼镜产品实质上处于约室温下的步骤。冷却可通过将经冷却气体传递至烘箱中或模具组合件附近或通过引导冷却液通过冷却烘箱的一部分以使得可主动冷却模具组合件和眼镜产品来实现。

在另一个方面中，本发明提供一种用于制造隐形眼镜的自动化***，包括如本文所述的烘箱。

在本发明的其它方面中，提供包含烘箱的隐形眼镜固化***，所述烘箱包括惰性气体来源，所述惰性气体来源可操作以在固化工艺期间在烘箱中提供惰性氛围以由提供于隐形眼镜模具组合件中的隐形眼镜前驱体材料制造聚合隐形眼镜。烘箱可包括：多个固化区和用于在所述多个区之间移动隐形眼镜模具组合件的模具推进***，其中提供在第一压力下的惰性氛围；和烘箱周围的腔室，其提供在大于惰性氛围的第一压力的第二压力下的第二氛围。

在本发明的其它方面中，提供包含包括多个固化区的烘箱的隐形眼镜固化***。还提供用于在所述多个区之间移动隐形眼镜模具组合件的模具推进***和固化区内的提供实质上化学惰性环境的受控制氛围，其中隐形眼镜前驱体材料可在位于固化区中的隐形眼镜模具组合件中聚合。

应了解，关于本发明的方法所述的本发明的方面同样适用于本发明的烘箱，且反之亦然。

附图说明

图1为隐形眼镜固化烘箱的实例的(a)透视图、(b)俯视图、(c)前视图、(d)端视图和(e)剖面图(平行于前视图)；

图2为定位于前室与加热区之间的可移动侧壁的示意图，其中侧壁处于(a)闭合位置和(b)打开位置，其中一部分侧壁已向上移动以形成托盘堆叠通过的缝隙；

图3提供包括隐形眼镜模具的托盘堆叠的两个透视图，展示烘箱外部的托盘堆叠(图3A)和烘箱内部的托盘堆叠(图3B)；

图4为图3的堆叠中底部托盘的平面示意图；

图5提供用于移动托盘堆叠通过图1的烘箱的模具推进***的三个透视图，展示(a)驱动机构和轴、(b)更详细的轴，包括附接于轴的棘爪，和(c)延伸贯穿烘箱的轴；

图6为说明图5的轴和棘爪与图4的托盘合作的示意性侧视图；

图7为另一隐形眼镜固化烘箱的实例的(a)透视图、(b)俯视图、(c)前视图、(d)端视图和(e)剖面图(平行于前视图)；

图8为图7的烘箱的示意图，其更详细地展示用于处理烘箱中的惰性氛围的处理***；

图9为封闭于气密“表层”内的隐形眼镜固化烘箱的俯视图；

图10为阐明(a)本发明隐形眼镜固化方法的实施例的步骤和包括(b)加热步骤的子步骤的流程图；

图11为根据本发明的方面所提供的强制通风加热器***的剖面透视图；在无风扇叶片的情况下展示以求清晰；

图12为安装在固化烘箱上的一组强制通风加热器***的剖面透视图；

图13为图12的***的透视图；和

图14为根据本发明的方面提供的替代强制通风加热器***的示意性端视图。

具体实施方式

现将仅以实例方式参考随附示意图详细描述本发明的***和方法的某些说明性实施例。

在硅酮水凝胶隐形眼镜的固化工艺中使用隐形眼镜固化烘箱10(图1)。其包括装载站15、第一进入门20、入口腔室30、第一加热区40、第二加热区50、第三加热区60、出口腔室70、第二进入门80和卸载站90。在此实例中，各区由可以独立区形式使用的两个单元形成。举例来说，第一加热区40由第一烘箱腔室42和第二烘箱腔室47形成(图1(e))。各烘箱腔室42、47容纳一个隐形眼镜模具组合件堆叠100，且因此各区40、50、60每次容纳两个堆叠。

第一自动置放装置(未图示)和第二自动置放装置(未图示)分别与入口腔室30和出口腔室70相邻。第一自动置放装置经配置以将托盘堆叠100装载至入口腔室30中。第二自动置放装置经配置以将托盘堆叠100从出口腔室70中卸载。通过第二自动置放装置将托盘堆叠100沿输送***(未图示)从出口腔室70移至废弃站或各种箱或容器。模具组合件中的固化眼镜引导至不同通道或路径中，各通道通向不同容器，且各容器用于不同类型的眼镜。根据类型分选聚合的眼镜且接着沿所述通道引导至合适的容器中。

第一加热区40与第二加热区50由包括缝隙120的第一壁110(图1(e))分隔。第二加热区50与第三加热区60由包括缝隙140的第二壁130分隔。在一实施例中，多个加热元件(未图示)位于各加热区中以便提供以本文所述的时间和循环固化眼镜前驱体组合物所必需的热量。加热元件可安装于固化烘箱的内壁表面，且在一实施例中彼此以隔开配置安装。加热元件可为感应加热器型且受控制器(未图示)调节，所述控制器还控制载运眼镜前驱体组合物的眼镜堆叠移动通过固化烘箱，如下文进一步讨论。

当已将托盘堆叠100置放于入口腔室30中时，第一进入门20闭合，且障壁150阻断入口腔室30与第一加热区40之间的缝隙155，从而起到防止烘箱10周围的氛围进入加热区40、50、60中的作用(图2(a))。将所述氛围从入口腔室30提取出来且用惰性氮氛围置换。接着移除障壁150(图2(b))且托盘堆叠100进入加热区40、50、60而不会改变所述区40、50、60内部的惰性氛围。

包括眼镜前驱体组合物的隐形眼镜模具组合件160(图3(a)至3(b))排列于托盘170上且所述托盘彼此上下堆叠，使得其形成托盘堆叠100。在正常使用中，以连续过程发送多个此等托盘堆叠100通过烘箱10。

在此实例中，存在10个托盘170，各托盘170容纳呈16×16排列的256个隐形眼镜模具组合件160。托盘170包含平坦基底180和实质上垂直于托盘170第一末端的基底180配置的第一挡板190和实质上垂直于托盘170对立末端的基底180配置的实质上相同的第二挡板(未图示)。托盘的第一挡板190和第二挡板经配置以使得两个或两个以上托盘170可彼此垂直上下堆叠以形成堆叠100。重要的是无论眼镜位于托盘堆叠100中何处，其均曝露于相同固化工艺，且因此托盘170的不具有挡板190、200的侧面为敞开的。通过横向吹气穿过区40、50、60且因此通过托盘170的敞开侧面且穿过模具组合件160的风扇(未图示)来控制整个加热区40、50、60中的气流。以此方式，确保温度在整个托盘堆叠100中均匀分布。

入口腔室30、加热区40、50、60和出口腔室70经由其间的缝隙155、120、140、165彼此相继连通。缝隙155、120、140、165经定位和定尺寸，以使得托盘堆叠100可恰好适合从其中通过，其中挡板形成壁状障壁，在堆叠100固定时挡板几乎完全阻断其所在的缝隙。

各加热区40、50、60可独立操作且各烘箱腔室42、47包括专用加热元件、空气再循环风扇、温度测量装置和气流测量装置。然而，加热区40、50和60彼此气体连通，这是因为托盘堆叠100移动通过烘箱100意味在区40、50、60之间无恒定空气密封，且单一惰性环境存在于整个烘箱100中。使第一加热区40与第二加热区50由壁110部分分隔。第二加热区50与第三加热区60由壁130部分分隔。

壁110、130并不将加热区40、50、60彼此完全阻断。而是，各壁110、130中缝隙120、140经定位和定尺寸，以使得托盘堆叠100可恰好适合通过缝隙120、140。当托盘堆叠100处于第一加热区40的第二烘箱腔室47中时，其前面经定位与壁110中的缝隙120成直线，且构成托盘堆叠100的托盘170上所包括的挡板200充当第一加热区40与第二加热区50之间的另一障壁。一旦托盘堆叠100通过壁110中的缝隙120，进入第二加热区50的第一烘箱腔室，则包括构成托盘堆叠100的挡板190的后边缘就充当第一加热区40与第二加热区50之间的另一障壁。以此方式，当托盘堆叠100从缝隙120、140的一侧传送至另一侧时，其提供将加热区40、50、60彼此分隔的障壁，从而使区40、50、60的温差能够保持实质上恒定。此等缝隙120、140的使用和移动通过烘箱10的托盘堆叠100对热量转移的阻断意味托盘堆叠100可移动通过三个加热区40、50、60而无需打开任何门或障壁。

各堆叠100中的最底部托盘210在对立侧面上包括两个“把手”状装置220。此等“把手”220从最底部托盘210的侧面延伸出来。

当将托盘堆叠100装载至入口腔室30中时，其与模具推进***230(图5(a))啮合，所述模具推进***230将托盘堆叠100从入口腔室30输送至且通过第一加热区40、第二加热区50和第三加热区60，至出口腔室70。堆叠100在各加热区30、40、50中停留两次，各烘箱腔室42、47中停留一次。

模具推进***230(图5(a))包含推动/牵拉控制杆240，所述推动/牵拉控制杆240每次移动托盘堆叠100通过烘箱10一步。移动托盘堆叠100，以使得在托盘堆叠100的移动之间始终存在由至少一些托盘堆叠100中上的挡板190产生的边界，所述挡板190位于壁110和130中的缝隙内。

更详细地说，托盘堆叠100沿延伸通过个别加热区40、50、60的两个横向侧轨250支撑和移动。在所说明的实施例中，侧轨250(图5(a))终止于两个相邻区(40、50；50、60)之间，使得在两个相邻加热区(40、50；50、60)的侧轨末端之间存在间隙255(图5(b))。控制杆或推进轴240位于一个加热区40、50、60的两个侧轨250之间且推进轴240具有与侧轨250平行的长度。在所说明的实施例中，推进轴240延伸通过烘箱10的所有加热区40、50、60。(在其它实施例中，各加热区可包括其自己的推进轴，且个别推进轴接着可经对准，使得托盘堆叠可适当移动通过加热区)。

在各加热区40、50、60中，棘爪单元260提供于推进轴240上。棘爪单元260与推进轴240可旋转耦接，使得棘爪单元260可绕推进轴240的中心纵轴旋转。棘爪单元260可旋转以啮合托盘堆叠100且可旋转以脱离托盘堆叠100。棘爪单元260可沿推进轴240的长度从加热区40、50、60的一个末端移动至加热区40、50、60的对立末端。棘爪单元260还可理解为托盘堆叠啮合部件。在一些实施例中，通过使推进轴旋转，棘爪单元260相对于推进轴240的纵轴旋转。换句话说，使棘爪单元260固定于推进轴240。在其它实施例中，可使棘爪单元260旋转而不旋转推进轴240。

作为一实例，棘爪单元260定位于加热区40中推进轴240的一个末端附近。使棘爪单元260旋转以与托盘堆叠100的最底部托盘210上的把手220啮合。棘爪260旋转接近把手220(图6(a))且移动与把手220相抵以与把手220啮合(在此实例中，棘爪260和把手220彼此并不耦接，而仅彼此接触)。随着轴240移动，棘爪260压抵把手220的侧面且引起整个托盘堆叠100移动(图6(b))。

使用常规伺服驱动270，使棘爪单元260沿推进轴240的长度移动。当与托盘堆叠100啮合时，棘爪单元260通过推动和/或牵拉而使把手220移动，且因此使托盘堆叠100在加热区40、50、60内移动和向另一相邻加热区40、50、60移动。更具体来说，棘爪单元260将托盘堆叠100移至第一加热区40中的第一位置。使托盘堆叠100曝露于热持续预定量的时间。预定量的时间过去后，棘爪单元260将托盘堆叠100移至下一加热区50。棘爪单元260接着退回且返回至原始位置以与第二托盘堆叠100啮合。

以下描述追随单一托盘堆叠100通过烘箱10的进程(操作烘箱10的实例方法概述于图10(a)中；实际上，如下文进一步说明，大体涉及其它步骤)。在形成隐形眼镜的此实例方法中，提供烘箱(步骤1010)，且其自身具备惰性氛围(步骤1012)。将隐形眼镜前驱体材料放入模具组合件160中(步骤1014)。通过加热烘箱10中的模具组合件160，使隐形眼镜前驱体材料固化(步骤1016)。所述加热步骤更详细地展示于图10(b)中。在烘箱10的第一区40中将模具组合件160维持在第一温度下(步骤1020)。将模具组合件160从烘箱10的第一区40移至第二区50(步骤1022)。在第二区50中，将模具组合件160维持在与第一温度不同的第二温度下(步骤1024)。

现将更详细描述操作烘箱10的更复杂方法。托盘堆叠10通过下文进一步讨论的周围“第二表层”中的进入门(未图示)进入生产线。第一自动置放装置将托盘堆叠100移至入口腔室30前的区域中。如上文所提及，另一自动置放装置将托盘堆叠100装载至入口腔室30中。接着将入口腔室30密封与外部环境隔离，且还降低障壁150以使入口腔室30与第一加热区40分隔。接着将正常氛围从入口腔室30排空且用来自氮气来源的惰性氮氛围置换。在此实施例中，惰性氮氛围包含少于100百万分率(ppm)的氧。(在替代实施例中，惰性气体来源可针对任何其它惰性气体，诸如包括(但不限于)二氧化碳、氦、氩或其它惰性气体的气体。)

在本实例中，将第一加热区40保持在55℃的温度下，第二加热区50保持在80℃的温度下，且第三加热区60保持在80℃的温度下。(在下文所述的实例两区烘箱中，将第一加热区保持在50℃的温度下，且将第二加热区保持在80℃的温度下。)

利用推进***230以实质上恒定的速率驱动托盘堆叠100通过加热区40、50、60。因此，眼镜在特定温度下固化的时间可取决于其移动通过的加热区40、50、60的长度。基于眼镜调配物和样本执行，预先确定托盘堆叠100在加热区40、50、60中保持的时间。托盘堆叠100在单一加热区40、50、60中保持的合适时间的实例可为约15分钟至约120分钟和/或此等时间的倍数。托盘堆叠100在单一加热区40、50、60中保持的预定时间可为30分钟或其倍数。举例来说，托盘堆叠100可在第一加热区40中保持30分钟，在第二加热区50中保持30分钟，且在第三加热区60中保持30分钟。(在使用两区实施例的实例工艺中，托盘堆叠可(例如)在第一加热区中保持30分钟且在第二加热区中保持60分钟。)

另外，当将托盘堆叠100从一个区40、50转移至另一区50、60时，实际固化循环之间存在少量的时间。此可理解为托盘堆叠转移时间。托盘堆叠转移时间可为固化时间的约1％至约10％。举例来说，转移时间可为约1％至约5％，或1％与2％之间。作为另一实例，对于30分钟的加热区固化时间，第一加热区40与第二加热区50之间的转移时间可为约30秒。然而，在其它实施例中，转移时间可在约15秒至约2分钟内变化。

将托盘堆叠100从入口腔室30移至第一加热区40中。其停留在第一加热区40中直至其已经历固化工艺的第一加热阶段为止。接着其通过壁110中的缝隙120且移至第二加热区50中，直至其已经历固化工艺的第二阶段为止。托盘堆叠100接着移动通过第二加热区50，通过壁130中的缝隙140且进入第三加热区50中，直至其已经历固化工艺的第三加热阶段为止。托盘堆叠100最终通过第三加热区50，通过最后一个缝隙且进入出口腔室70中。

一旦托盘堆叠100已到达出口腔室70，就降低第三加热区60与出口腔室70之间的障壁以保护第三加热区60免于经受正常氛围。如下文关于第二实施例所述，接着将包括固化工艺期间所释放的挥发性物质的惰性氛围从出口腔室70抽出，使得其不被释放至正常氛围中。第三自动置放装置接着将托盘堆叠100从出口腔室70中移除且将其移至卸载站(未图示)。在卸载站，将固化眼镜按类型分离且沿通道(未图示)移至与输送器***相邻的相关袋或容器。

上述制造工艺由控制单元(未图示)控制。一旦所述工艺已启动，则其完全自动。控制单元还与多个传感器连接，所述传感器追踪正经由所述工艺固化的眼镜。托盘堆叠100包括识别批次开始、批次结束、存在的部分、废弃部分和时间和日期戳记的信息。托盘堆叠100和传感器上所储存的信息可例如为蚀刻于托盘170上的条形码或与相关传感器耦接的RFID标签。由此等传感器收集的信息被传送至卸载站，在卸载站确定如何根据类型将产品装袋或分组归类。控制单元还监测眼镜废弃品。眼镜可能归因于整个烘箱10中的通过时间、温度和气流条件经测量并非最佳而遭废弃。此信息储存在关于每一批眼镜的数据表中。废弃的眼镜置放于废品箱中。控制单元还监测加热区40、50、60的温度、烘箱10中的氛围中存在的挥发性物质和氧的量，和固化工艺的时序。如果由于任何原因这些值在特定预定范围之外，则启动警报器，指示存在严重故障。

以上描述从单一托盘堆叠100的角度追随所述工艺。然而，在使用中，烘箱10将容纳多个托盘堆叠移动通过加热区40、50和60。所述多个托盘堆叠100排列于模具推进***230上，以使得如上所述，随着其通过壁110、130中的缝隙120、140，其归因于其挡板190提供的障壁效应而保持不同加热区40、50、60分隔。

所属领域的技术人员应了解，第一实例实施例可视所需固化工艺通过例如将其它加热区引入烘箱100中来加以改适。在此实施例的变化形式中，可存在四、五、六或六个以上加热区。

烘箱310(图7(a))为本发明的第二实施例的实例。烘箱310包括进入门320、入口腔室330、第一加热区340和第二加热区350。(应注意，与第一实施例相对比，此处各加热区是由单一烘箱腔室(经定尺寸以容纳一个堆叠)形成。)

自动置放装置(未图示)将托盘堆叠100装载至入口腔室330中。第一加热区340与第二加热区350由壁410部分分隔(图7(e))，所述壁410包括缝隙455，所述缝隙455经定位和定尺寸使得托盘堆叠100可优选以托盘堆叠与缝隙之间具有充分净空间隙的准确方式适合通过缝隙455。

如同第一实施例，通过将正常氛围排空且用氧少于100ppm的氮氛围置换正常氛围，入口腔室330起到在托盘堆叠100周围产生惰性氮氛围的作用。接着将托盘堆叠100移至第一加热区340中。以类似于第一实施例的配置的方式，托盘堆叠100包括有效阻断壁410中的缝隙455的挡板，从而防止第一加热区340与第二加热区350之间的任何显著热量转移。第一加热区340在55℃的温度下，且托盘堆叠100在移至第二加热区350之前在此区中保持30分钟。第二加热区350在80℃的温度下且托盘堆叠100在此处保持30分钟。当托盘堆叠100保持在第二加热区350中时，将第一加热区340的温度改变成80℃。一旦托盘堆叠100在第二加热区350中已保持30分钟，就将其移回至目前在80℃温度下的第一加热区340中，将其在第一加热区中再保持30分钟。在此固化工艺结束时，将托盘堆叠100移回至入口腔室330中。提取此处目前包括在固化工艺中产生的一些杂质的惰性氮氛围且用正常氛围置换。已从入口腔室330移除的惰性氮氛围通过过滤/洗涤工艺以移除在固化工艺期间所释放的杂质。自动置放装置接着将托盘堆叠100从入口腔室330卸载且将其移至卸载站(未图示)。类似于如针对第一实施例所述来配置卸载站。

固化工艺随着隐形眼镜产品的形成产生挥发性物质释放至惰性氛围中。此等挥发性物质的大量累积将使固化工艺降级，从而引起杂质在眼镜中形成且还使加热区40、50、60；340、350和入口腔室30；330和出口腔室70的内部变脏。归因于此等挥发性物质可能引起环境和健康与安全性问题，还必需在此等挥发性物质进入所述氛围之前将其移除。借助于将含有挥发性物质的惰性氛围从出口腔室70(或在第二实施例的状况下，第二加热区350下游的封闭空间)中抽出且使用洗涤和过滤工艺并随后将洁净氮气再循环至入口腔室30；330中来移除此等挥发性物质是最有效的。因此，所述***包括气体纯化***或气体再循环器***。此也是有利的，因为其降低不得不供应大量惰性和洁净氮气的成本。如果固化工艺产生的挥发性物质的量高，则有可能使用再循环配置，所述再循环配置从烘箱10；310内部的所有不同区30、40、50；330、340获得气体并对其进行连续洗涤和过滤。

在所述实例中，第一实施例和第二实施例两者中所用的洗涤和过滤工艺在位于与烘箱10或310相距一定距离且通过载运气体的管路540、550与烘箱10或310连接的单元490中进行。为求便利，参考第二实施例说明所述工艺(图8)。

“冷阱”或蒸气冷凝器510与洗涤***500分离。气体纯化***(图8)包括(i)冷阱510；和(ii)呈单元500形式的洗涤器***。洗涤器***包括(i)活性碳过滤器520；和(ii)铜催化剂530。活性碳过滤器520和铜催化剂装置520容纳于洗涤器***外罩(单元490)中。管道550将冷阱510与洗涤器***490连接，且另一管道540将洗涤器***490再与固化烘箱10；310连接。

如果烘箱10、310具有双表层，所述表层之间具有微小过压，则为有利的，因此如果烘箱内表层损坏，则由固化工艺释放至烘箱惰性氛围中的挥发性物质不会释放至外部环境中，从而引起环境和健康与安全性危险。

因此，在另一实例实施例(图9)中，烘箱***600在烘箱610和其相关联自动置放装置612、613，废弃站614和输送***615(其包括固化眼镜沿通道616引导进入的容器)周围包含外部安全外壳590(或“第二表层”)。安全外壳590与烘箱外壁690之间的空间可充满化学惰性气体，诸如氮。此额外气体障壁有助于防止来自外部空气的污染物(诸如氧等)进入加热区640、650、660且减少挥发性组分从加热区中不小心释放至外部大气中。在大部分情况下，安全外壳590与烘箱610之间的空间充满纯氮且不经受洗涤。

现参看图11，展示根据本发明的方面提供的强制通风加热器***700的剖面透视图。在实施例中，强制通风加热器(“FDH”)***700经配置以安装于固化烘箱(诸如10、310或600)上，以提供用于聚合托盘堆叠100中的眼镜前驱体材料的热和气流或气体，如下文进一步讨论。FDH***700大体包含包括顶盖704的外罩结构702、排放管706和返回管708，其共同界定加热区710。当安装在固化烘箱上时，加热区710经定尺寸以滑动配合于固化烘箱的各别加热区上，如下文进一步讨论。更优选的是，加热区710以尺寸对尺寸(size-on-size)的配合而配合于固化烘箱上，其中FDH***700与固化烘箱之间的界面诸如通过螺杆、螺钉和/或铆钉而紧固在一起以紧固一个安装凸缘与另一安装凸缘或部分。顶盖704并有风扇外罩712以容纳风扇或叶轮(未图示)和扩散器714。风扇可为离心无蜗壳风扇(plug fan)类型或其它具有类似功能的风扇。入口节流器716位于风扇外罩712的上游以引导循环入口气体通过风扇(未图示)以使内部氛围循环通过固化烘箱。轴(未图示)连接至风扇(未图示)且马达726耦接至所述轴以使风扇旋转。展示马达安装于风扇外罩上，且更特定来说安装于顶盖的外表面上，以便于进行组装和维修。马达可根据已制定的电力工程准则来定尺寸和选择。在一实施例中，马达经定尺寸以对额定高于350CFM(诸如高于750CFM且诸如高于1000CFM)的风扇提供动力。还展示再循环管线724与马达726相邻。如先前所讨论，再循环管线724可用于将挥发性潜伏氛围发送至洗涤器和过滤单元以纯化氛围，诸如纯化惰性气体。一旦经纯化或洗涤，则气体就可经由直接安装于固化烘箱、顶盖702的返回喷嘴或返回管708返回至固化烘箱。视情况但较不优选的是，可将返回喷嘴并入排放管706中。

将包含多个个别加热杆或元件720的一组加热元件718安装在顶盖704的收集末端722。在优选***中，所述组加热元件718与控制个别加热元件720的时序和操作的控制器(未图示)连接。举例来说，控制器可控制加热元件720打开和关闭的时间和打开和/或关闭循环持续的时长。在一实施例中，控制器基于来自安装在返回管708、排放管706、顶盖704、固化烘箱10、310或其组合中的一个或一个以上热电偶(未图示)的反馈来控制加热元件。在优选实施例中，加热元件720经配置以在瞬变时期期间操作，诸如当眼镜堆叠100置放于固化烘箱中以待固化时，此举可能引起操作温度暂时下降。因此，所述组加热器718可识别为后热器或次级加热器。

多个主要加热元件(未图示)定位于排放管706的对流区728中，正好在扩散器714下面。可并有三个加热元件，各自彼此间隔开且纵向对准以与顶盖704的沿长度方向一致。或者，加热元件经对准使得其重迭相应垂直加热区，如下文进一步讨论。加热元件可具有大于6kW(诸如8kW、10kW或更高)的总额定容量或组合额定容量，且可连续或间歇操作且优选可操作以维持各个固化烘箱区中的温度在所需设定水平下。因此，举例来说，如果将FDH***700安装于固化烘箱10的第一加热区40(图1(a))上，那么所述加热元件经配置以在维持固化烘箱的第一加热区40在第一设定温度下的温度下操作。加热元件还可视固化循环而向上或向下衰减，诸如执行以维持第一加热区在50℃下30分钟且接着增加以再维持第一加热区在80℃下15分钟。尽管在固化烘箱中可并入额外加热元件以与FDH***一同使用(诸如先前参考图1的固化烘箱10所讨论)，但在优选实施例中，当并入FDH***时不将加热元件并入固化烘箱中。

为调整通过排放管706的气体或气流，将多个压力感应装置(诸如百叶窗或风门730)正好安装在主要加热元件的下游，在正好位于分段排放管区730上方的对流区728中。在实施例中，并入九个个别百叶窗730以允许经由排放管的九个不同区进行九个独立流量调整。在一实施例中，每一个别百叶窗由与杆或轴连接的闸组成，所述杆或轴又(诸如)借助于凸轮、齿轮组、联动***或所属领域中已知的其它构件而连接至控制旋钮734。在其它实施例中，可将少于或多于九个区可并入具有相应数目的百叶窗和控制旋钮的排放管706中。在优选实施例中，压力感应装置各自类似于两个矩形格栅，其中一个格栅经配置以在另一格栅上滑动以产生开口。各装置的格栅开口可通过使用安装在第一表层外部的螺杆旋钮来调整。另外，在九个区的出口、排放管706与固化烘箱之间的界面可并有包含多个开口(诸如圆形、正方形或椭圆形开口)的穿孔板747(图11)。穿孔板可经配置以约束经管道输送的气流，因此允许排放管中压力累积，此可增强经管道输送的气体穿过托盘堆叠100的气体分布。穿孔开口各经定尺寸为约0.5英寸至约2英寸，其中更优选为约0.75英寸。或者，穿孔板可经配置以与固体表面相比具有约25％至约60％的敞开面积。

图12为根据本发明的方面提供的强制通风固化烘箱***736的剖面透视图，其包含固化烘箱738和多个FDH***700。固化烘箱738类似于参考图1至图5所示的烘箱10，且在所述特定实施例中并有六个加热区，各加热区上安装有FDH***700。如清楚展示，各FDH***700具有排放管706，所述排放管706分成不同分段流动区732。还参看图11，并入两个垂直面板740以在排放管706内界定三个不同垂直区。另外，并入三个弧形面板742以形成三个水平区。总的来说，在各FDH***的排放管706中并有九个个别流动区744。显而易见，可通过增加或减少区的数目来对气流进行不同调整，此涵盖于本发明中。

因此，本发明的方面包括使用多个可调压力感应装置感应通过排放管中多个区的气流来调整通过固化烘箱的气流的***。所述***允许调整通过排放管的流量，使得随着气体离开所述管且通过固化烘箱至返回管708，可进行不同流量调整以改变固化烘箱的不同内部部分的流动和温度特性。有利的是，可调节穿过眼镜堆叠100的热惰性气体以允许穿过堆叠的所需热和流量分布达成所需固化效应。在一实施例中，热电偶安装在排放管706、固化烘箱和/或返回管708中以提供各个区中的温度反馈以利于流量调整。本实施例还可通过使用可控马达(诸如伺服马达)而自动化以至少部分地基于从各个热电偶接收的反馈旋转压力感应装置730。如所属领域的一般技术人员所理解的术语控制器可用以至少部分地基于从热电偶接收的信号来调节压力感应装置。

再次参看图11，在一实施例中，返回管708类似于排放管706分成多个区。在替代实施例中，返回管具有少于九个区(诸如一个和至多八个区)或多于九个区的区。视情况，返回管中可并入一个或一个以上压力感应装置730，其中有相同数目的控制旋钮用于对其进行调整。在所示实施例中，并入九个压力感应装置730以与九个流动区对应。另外，可在返回管708的入口并入有穿孔板(类似于747)以允许固化烘箱内部的压力累积。

图13为图12的固化烘箱***736的部分透视图。在实施例中，在FDH***700上并入有多个孔口或门746。举例来说，可将孔口并入各FDH***的顶盖704、排放管706和/或返回管708上。所述孔口允许进入FDH***内部进行维修、检查、升级、修理等。在其它实施例中，可并入透明检查窗，诸如耐热强化玻璃。在其它实施例中，并入检查灯以照明烘箱内部以供增强检视。

再次参看图12，在所示实施例中，第二表层741提供于FDH***700上和固化烘箱738的各区上，但马达726除外，其是安装在第二表层的外部上表面上。干气密封、套管、机械密封或其它密封方式可用于密封第二表层与各轴的马达轴之间的表面。第二表层741用作强制通风固化烘箱***736的双壁安全壳，如先前所讨论，其经配置以容纳从固化烘箱泄漏的可能含有不合需要的挥发性物质(VOC)的不需要气体。第二表层741与FDH***和固化烘箱的内壁层之间的空间可用气体覆盖层(gas blanket)(诸如氮或其它惰性气体)加压。视情况，VOC监测器或传感器可位于安全壳空间中以警告使用者可能的漏气。在一特定实施例中，第二表层741具有两个轴末端，一末端终止于固化烘箱的第一加热区且另一末端终止于固化烘箱的最后一个加热区。如图12中所示，第二表层的一个轴末端743具有进入门或孔口746以供检查，所述进入门或孔口746可为如参看图13所讨论的并入在***中的许多孔口之一。

图14为根据本发明的方面提供的替代强制通风固化烘箱750的示意性剖面端视图。在所示实施例中，隐形眼镜模具的托盘堆叠100位于固化烘箱752内部以供聚合眼镜前驱体材料。如同图1的固化烘箱10，本固化烘箱752并有驱动***，托盘堆叠100沿固化烘箱的长度方向在所述驱动***上移动。另外，并入V形烘箱底板754以提供托盘堆叠中的最低托盘与烘箱底板之间的额外净空间隙。V形烘箱底板还可并入任何先前所述的固化烘箱中。额外空间允许气流循环通过固化烘箱的下部。

提供FDH***756以使气流和热量循环通过***。在所示实施例中，FDH***756包括顶盖758和两个排放管760、762，两者均连接至固化烘箱752的侧开口764。控制风门766位于两个管760、762中的每一者中以便调节背压力，且因此调节通过固化烘箱750的循环气体的流动特性。控制风门可连接至控制器以供控制风门。举例来说，可启动风门以完全打开、完全闭合或在两个位置之间衰减以控制通过两个管的气流。更优选的是，基于提供给控制器的温度反馈来调节风门。

在顶盖758中并有各自包含多个个别加热元件720的两组加热器718。如所示，所述两组加热器718位于排气管768的任一侧上，所述排气管768提供循环风扇或吹风机770的下游排气装置。风扇或吹风机770直接安装在固化烘箱顶壁772上方且由联结器774旋转，所述联结器774由马达726旋转。在一实施例中，返回管762具备用于容纳联结器774和气体返回管线778的通道，如下文进一步讨论。

风扇770可为向上通风风扇(updraft fan)或无蜗壳风扇，其在入口780处抽吸且将气流排出排气装置768，其接着通过顶盖的结构而偏转且接着流动穿过两组加热器718且接着最终流入两个排放管760、762中。随着气体流动穿过加热器720，其经加热使得提供穿过托盘堆叠100的热量以固化其中装载的眼镜前驱体材料。可如上文参考本文所讨论的其它烘箱所讨论来对热量加以调节。

并入通风管线782以供从***750中抽出挥发性气体。如先前所讨论，所移除的气体可经洗涤和/或过滤以移除在固化工艺期间放出的不需要挥发性物质。经洗涤和/或过滤的气体可经由返回管线778返回至***。或者或另外，可经由返回管线778将新鲜或新的惰性气体掺合或添加至***中。有利的是，当再循环气体流而非排空且用新的惰性气体置换时，气体的热值保留，使得加热所补充气体的BTU浪费较少。因此，本发明的方面包括一种用于再循环热惰性气体用于聚合眼镜前驱体材料的方法。

尽管本发明已参考特定实施例进行描述和说明，但所属领域的一般技术人员应了解，本发明适用于本文未具体说明的许多不同变化形式。某些变化在上文描述且其它变化在下文借助于实例描述。

如关于图1所述的本发明***的一个实施例可通过提供任何数目的额外加热区而改适用于不同固化工艺。

如关于图7所述的另一实施例可视所需固化工艺而改适。举例来说，托盘堆叠100可在第一加热区340与第二加热区350之间传送任何次数，在需要时改变每一阶段的温度和持续时间。

如果在上文描述中提及具有已知、明显或可预见的等效物的整体或要素，那么将此等等效物并入本文中，如同已个别阐明一般。应参考申请专利范围来确定本发明的真实范围，本发明的真实范围应解释为包含任何所述等效物。读者还应了解，描述为优选、有利、适宜等的本发明的整体或特征为可选的且不限制独立权利要求书的范围。

尽管本文的揭示内容涉及某些特定实施例，但应理解此等实施例是以实例而不是限制的方式呈现。本文所述的任何特征或特征组合包括在本发明的范围内，条件是如从上下文、本说明书和所属领域的一般技术人员的知识显而易见，包括在任何所述组合中的特征不相互矛盾。另外，任何特征或特征组合可从本文所揭示的任何实施例中具体排除。尽管讨论例示性实施例，但上文实施方式的意图应解释为涵盖本发明的实施方式和权利要求书中所述的实施例的所有修改、替代和等效形式。

Claims (19)

1.一种用于使模具中的隐形眼镜前驱体材料聚合以形成隐形眼镜的烘箱，其中所述烘箱包含 

惰性气体来源，其可操作以在固化期间在所述烘箱中提供惰性氛围， 

多个区，和 

模具推进***，其用于在所述多个区之间移动所述模具，且 

所述烘箱可操作以同时将所述多个区中的第一区维持在第一温度下且将所述多个区中的第二区维持在不同的第二温度下，且可操作以仅仅利用热辐射使隐形眼镜前驱体材料聚合以形成聚合隐形眼镜。 

2.如权利要求1所述的烘箱，其中各区由不同的烘箱腔室界定，所述腔室彼此充分连通以便所述模具在其间移动。 

3.如权利要求1所述的烘箱，其中固定壁界定所述多个区中的两者之间的至少一部分边界。 

4.如权利要求1所述的烘箱，其中所述多个区彼此气体连通，使得所述惰性氛围为扩散遍及所述多个区的单一惰性氛围。 

5.如权利要求1所述的烘箱，其中所述烘箱包括用于从所述惰性氛围中洗涤挥发性物质的洗涤器。 

6.如权利要求1所述的烘箱，其中所述烘箱包含入口腔室且所述模具推进***经配置以将所述模具从所述入口腔室移至所述多个区中的一个区中。 

7.如权利要求6所述的烘箱，其中所述烘箱包含经配置以将所述模具放入所述入口腔室中的自动置放装置。 

8.如权利要求7所述的烘箱，其中所述烘箱包含出口腔室且所述模具推进***经配置以将所述模具从所述多个区中的一个区移至所述出口腔室中。 

9.如权利要求1所述的烘箱，其中烘箱包括用于支撑所述模具的多个输送单元。 

10.如权利要求9所述的烘箱，其中所述输送单元中的至少一者包括挡板部分，所述挡板部分经配置以形成区壁的至少一部分，使得在所述输送单元处于一个所述区中时，所述区壁起作用以约束热流动至相邻区中。 

11.如权利要求9所述的烘箱，其中至少一些所述输送单元垂直堆叠。 

12.一种通过使模具中的隐形眼镜前驱体材料聚合来形成隐形眼镜的方法，其中所述方法包含以下步骤： 

在模具中提供隐形眼镜前驱体材料， 

提供烘箱， 

在所述烘箱中提供惰性氛围，和 

通过以下步骤加热所述烘箱中的所述模具以仅仅利用热辐射使所述模具中的所述隐形眼镜前驱体材料聚合以形成聚合模制隐形眼镜： 

在所述烘箱的第一区中将所述模具维持在第一温度下， 

将所述模具从所述第一区移至所述烘箱的第二区，和 

将所述第二区中的所述模具维持在与所述第一温度不同的第二温度下。 

13.如权利要求12所述的方法，其包括以下步骤：将所述第一区的温度改变至与所述第一温度和所述第二温度不同的第三温度，将所述模具移回至所述第一区中，并在所述第一区中将所述模具维持在所述第三温度下。 

14.如权利要求13所述的方法，其包括以下步骤：将所述第二区的温度改变至与所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度不同的第四温度，将所述模具移回至所述第二区中，并在所述第二区中将所述模具维持在所述第四温度下。 

15.如权利要求12所述的方法，其包括以下步骤：将所述模具移至第三区中并将所述第三区中的所述模具维持在与所述第一温度和所述第二温度不同的温度下。 

16.如权利要求12所述的方法，其中所述方法包括使入口腔室和／或出口腔室充满惰性气体的步骤。 

17.如权利要求12所述的方法，其包括从入口腔室和／或出口腔室抽出空气并用惰性气体置换所述空气的步骤。 

18.如权利要求12所述的方法，其包括以下步骤： 

从所述烘箱内部抽出气体， 

清洁所抽出的所述气体以产生洁净惰性气体，和 

接着将所述洁净惰性气体再引回至所述烘箱中。 

19.如权利要求12所述的方法，其包括 

在平衡基础上操作所述烘箱，以使得以相同的速率实现将模具放入所述区中和从所述区中移除模具，和 

同时将所述第一区中的模具维持在所述第一温度下并将所述第二区中的模具维持在所述第二温度下。 

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