DE68923345T2

DE68923345T2 - Giessen von Kontaktlinsen.

Info

Publication number: DE68923345T2
Application number: DE68923345T
Authority: DE
Inventors: Ronald Shade Hamilton; William Edward Seden
Original assignee: British Technology Group Ltd
Current assignee: BTG International Ltd
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2009-10-28
Also published as: UA34529C2; ATE147323T1; ATE124649T1; EP0367513B1; ES2096846T3; DK200000661A; EP0367513A3; EP0561480A3; CN1122277A; EP0367513A2; GB2226272B; ES2108208T3; RU2044653C1; DE68928283T2; DE68923345D1; HK1001251A1; ES2076216T3; GR3017372T3; EP0561480A2; DE68927648D1

Description

Die Erfindung betrifft das Gießen von Kontaktlinsen und im besonderen eine Vorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung und Verpackung derartiger gegossener Kontaktlinsen.
Formgießen ist ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen. Es bietet beträchtliche Qualitäts- und Kostenvorteile gegenüber anderen Verfahren, wie etwa Drehen und/oder Schleuderguß. Es ist ein häufig wiederholbares Verfahren.
Während des Formgießens ist es wichtig, eine gute Abdichtung zwischen den Formwerkzeugoberflächen aufrechtzuerhalten, um das Entweichen von flüchtigen Bestandteilen des zur Herstellung der Linse verwendeten Monomers zu verhindern und um ein sauberes Kantenprofil der gegossenen Linse zu erreichen. Bei der Anwendung bestehender Verfahren werden die Formwerkzeugteile im allgemeinen durch mechanische Vorrichtungen zusammengehalten. Während des Härtens können jedoch die Formwerkzeugteile nachlassen, wodurch ungleichmäßige Dichtungslasten entstehen. Darüberhinaus ist es schwierig, Formwerkzeuge zu konstruieren, bei denen auf die Formwerkzeugteile an der Dichtungslinie zwischen den Formwerkzeugteilen ein ausreichender Druck ausgeübt wird, um so das im Linsenhohlraum befindliche Monomer von überschüssigem Monomer, das in die Grathohlräume verdrängt wird, zu trennen. Unvollkommen gefertigte Abdichtungen führen zu beschädigten Linsen und kostenintensive Qualitätskontrollen werden erforderlich, um den Ausschuß von den guten Linsen zu trennen.
Während des Formgießens ist es außerdem wichtig, die Monomerschrumpfung, die während des polymerisierenden Härtungsvorgangs stattfindet, auszugleichen, um die Bildung von Einschlüssen oder Blasen in der Linse aufgrund des Kavitationseffekts zu verhindern. Um dieses Problem einzudämmen sind bestehende Verfahren bekannt, die ein Formwerkzeugteil mit einem flexiblen Rand, der während der Polymerisation zusammenfällt, vorsehen.
Andere Systeme lassen das Monomer von einem Speicherhohlraum im Formwerkzeug aufgrund der durch die Schrumpfung erzeugten Saugwirkung zurück in den Linsenhohlraum fließen und wieder andere Systeme lassen es zu, daß sich die Formwerkzeugoberflächen unter Saugwirkung zueinander bewegen. Der flexible Rand und die Speicherverfahren stören jedoch die Abdichtung und führen zu Ausschußlinsen oder zu Linsen, deren Kanten poliert werden müssen. Ein Vorteil der Bewegung der Formwerkzeugoberflächen gegenüber anderen Verfahren besteht darin, daß die Abdichtungslinie intakt aufrechterhalten werden kann, wobei die Formwerkzeugschalen jedoch sorgfältig konstruiert sein müssen, damit sie unter Saugkräften gleichmäßig zusammenfallen. Unregelmäßigkeiten in der Formwerkzeugdicke, Material- oder Härtungstemperatur beeinträchtigen die Steifigkeit des Formwerkzeugs und dadurch die Geschwindigkeit und den Betrag des Zusammenfallens. Die durch die Monomerschrumpfung verursachte Saugwirkung muß die natürliche Steifigkeit des Formwerkzeugaufbaus überwinden, ohne z.B. das Monomer aus einem das Formwerkzeug umgebenden Grathohlraum anzusaugen. Während des Gießens ist es erforderlich, einen Hohlraum oder Hohlräume in der Formwerkzeuganordnung vorzusehen, um überschüssiges Monomer, das beim Zusammenbringen der Formwerkzeuge aus dem Linsenhohlraum herausgequetscht wird, aufzunehmen. Dieses überschüssige Monomer bildet während des Härtungsvorgangs den Grat, wobei dieser Grat vor dem Verpacken von der Linse getrennt werden muß. In manchen Fällen ist der Grat vorzugsweise an einem der Formwerkzeugteile durch Vorsehen von Schnappringen befestigt, normalerweise jedoch wird das Trennverfahren manuell ausgeführt und ist daher teuer.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen wird in der internationalen Patentanmeldung No. W087/04390 beschrieben. Es wird ein zweiteiliges Formwerkzeug verwendet, wobei ein Abschnitt des Formwerkzeugs flexibel ist, so daß er sich unter der durch das Monomer während der Polymerisation erzeugten Saugwirkung bewegt. Die Einleitungen der Ansprüche 1 und 15 basieren auf diesem Dokument.
In der US 3 830 460 werden ein Verfahren und ein Formwerkzeug zur Herstellung ophthamlischer Linsen, z.B. zur Verwendung in Brillen, beschrieben. Das Formwerkzeug besteht aus zwei Teilen, einer Matrizenhälfte und einer Patrizenhälfte, wobei eine der Hälften eine flexible Membran aufweist, um die Schrumpfung der Linse während des Härtens auszugleichen. Um die Sicherung der Membranbiegung zu unterstützen, wird das Formwerkzeug während des Härtens der Linse einem positiven Druck ausgesetzt. Eine Schulter auf der Patrizenhälfte weist eine flache Oberfläche auf, die im Betrieb mit einem Flansch auf der Matrizenoberfläche in Eingriff kommt, wodurch eine Randabdichtung um den Formwerkzeughohlraum gebildet wird. Während des Gießens neigt die Linse nach dem Härten dazu, willkürlich an dem einen oder anderen Formwerkzeugteil anzuhaften, es sei denn die Formwerkzeuge sind dafür konstruiert, die Linse auf einer bestimmten Hälfte aufzunehmen. Bearbeitungsvorteile bestehen darin, steuern oder bestimmen zu können, an welcher Formwerkzeughälfte die Linse festgehalten wird, wenn die Formwerkzeugteile nach dem Härten getrennt werden. Formwerkzeuge, die auf flexible Ränder setzen, um die Monomerschrumpfung auszugleichen, neigen dazu, die Linse in dem Formwerkzeugteil aufzunehmen, das den Rand aufweist. Dies ist so, weil sich der Rand normalerweise in den Linsenhohlraum hineinbiegt, wo das Monomer um ihn herum härtet. Während dieses Vorgangs kann man sich bis zu einem gewissen Grad darauf verlassen, daß die Linse an einer Hälfte anhaftet, wobei sich der Rand darüberhinaus so auswirkt, daß die Kante der Linse deformiert wird, was zu ungleichmäßigen Kantenprofilen und Ausschußlinsen führt und ein Kantenpolieren sogar von akzeptablen Linsen, d.h. Linsen, die nicht durch mechanisches Entfernen von der aufnehmenden Formwerkzeughälfte beschädigt worden sind, erforderlich macht. Ein weiteres Verfahren zum Zurückhalten der Linse auf einem bestimmten Formwerkzeugteil besteht darin, einen vorspringenden Absatz auf der Kante des Linsenhohlraums zu erzeugen, so daß die harte Linse festgekeilt wird. Beispielsweise kann ein Linsenhohlraum auf dem konkaven Formwerkzeug ein vorspringendes Kantenprofil haben, das die harte Linse zurückhält. Unglücklicherweise führt dies zu erheblichen Beschränkungen bei der Gestaltung des Linsenkantenprofils und erzeugt relativ dicke, unbequeme Linsenkanten.
Während des Gießvorgangs können bestimmte Produktmengen getönt oder gefärbt werden müssen. Es gibt eine Anzahl von Tönungssystemen, die jedoch eine sorgfältige Anordnung und Abstützung der Linse erfordern, damit Tinte oder Farbe genau auf der Linsenoberfläche, normalerweise der vorderen konvexen Oberfläche, aufgebracht werden kann, ohne die Linse zu beschädigen. Dieses Positionieren der Linse ist ein arbeitsintensiver Vorgang, der bestens qualifiziertes Personal erfordert, wenn der Ausschuß minimiert werden soll.
Während des Gießvorgangs kann es erwünscht sein, eine Form der Bearbeitung, wie etwa eine Oberflächenearbeitung, auf der Linse durchzuführen. Es bestehen Vorteile im Hinblick auf Kosten und Qualität darin, diese Bearbeitungen durchzuführen, während die Linse noch auf einem der Formwerkzeugteile festgehalten wird, es ist jedoch notwendig garantieren zu können, auf welcher Formwerkzeughälfte die Linse zurückgehalten wird.
Während des Gießvorgangs wird die Linse in einer Reihe verschiedener Behälter behandelt, in denen sie Inspektion, Leistungsmessung, Extraktion, Hydratisierung und Überführung in die endgültige Verpackung, im allgemeinen ein Glasfläschchen, unterzogen wird. Es kann im Hinblick auf Kosten und Qualität von Vorteil sein, wenn diese Bearbeitungsschritte im Formwerkzeug, das außerdem ein Hauptbestandteil der endgültigen Verpakkung ist, durchgeführt werden können. Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn das Formwerkzeugteil, das einen Teil der Verpackung bildet, so konstruiert ist, daß die Linse richtig ausgerichtet und leicht zugänglich zur Entnahme durch den Benutzer ist. Dies kann durch Darbieten der Linse mit der konvexen Oberfläche nach oben erreicht werden. Alternativ dazu kann es vorteilhaft sein, einen "Korb" oder eine Haltevorrichtung innerhalb der Verpakkung, der/die Linse enthält und für den Benutzer zugänglich ist, vorzusehen, wodurch die Entnahme der Linse aus der Verpakkung erleichtert wird.
Während des Gießens ist es von größerter Wichtigkeit, die optischen Oberflächen der Formwerkzeugteile zu schützen, da die geringste Beschädigung auf die Linse übertragen wird, was zu Ausschußware führt. Beschädigungen können z.B. entstehen, wenn das Formwerkzeug aus der Formmaschine ausgeworfen wird. Ähnlich wichtig ist es, aus Gründen der Hygiene, die Möglichkeit eines Inkontaktkommens einer optischen Oberfläche mit weichen Gegenständen zu minimieren.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung und Verfahren zum Formgießen von Kontaktlinsen bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung bereitzutellen, wobei eine abdichtende Abdeckung über eine der Formwerkzeughälften zur Bildung einer Verpackung abgedichtet werden kann.
Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Gießen einer Kontaktlinse vor, das die Schritte umfaßt: Füllen eines Formhohlraums eines Formwerkzeugs mit einem Monomer, wobei der Hohlraum zwischen einer Patrizenoberfläche und einer relativ dazu beweglichen Matrizenoberfläche ausgebildet ist, und wobei das Formwerkzeug ferner eine starre Schulter zum Formen einer randseitigen Dichtung zwischen den beiden Formwerkzeugoberflächen zum Schließen des Hohlraums aufweist, wobei zumindest eine der Formwerkzeugoberflächen, nicht jedoch die Schulter, unter Belastungsdruck flexibel ist; Schließen des Formhohlraums, wobei ein Monomer den Hohlraum ausfüllt; Härten des Monomers während ein Dichtungsdruck ausgeübt wird, um eine unter Druck stehende Abdichtung an der starren Schulter bereitzustellen sowie Ausüben eines Belastungsdrucks, um eine Biegung einer der Formwerkzeugoberflächen zu verursachen, um die Formwerkzeugoberflächen in Kontakt mit der Linse zu halten, wenn das Monomer während der Polymerisation schrumpft, dadurch gekennzeichnet, daß ein superatmosphärischer Druck in einem Druckbehälter auf das Formwerkzeug ausgeübt wird, wobei der superatmosphärische Druck sowohl den Belastungsdruck als auch den Dichtungsdruck bereitstellt, und ausreichend ist, um die unter Druck stehende, durch die starre Schulter gebildete Abdichtung während der Polymerisation um den Formhohlraum aufrechtzuerhalten, um die Linse von jedwedem Gußgrat zu trennen, wobei der Belastungsdruck ausreichend ist, um die Formwerkzeugoberflächen in Kontakt mit der Linse zu halten, während das Monomer schrumpft.
Vorzugsweise sind die Patrizen- und die Matrizenoberfläche, die auf entsprechenden Formwerkzeugteilen ausgeformt sind, so angeordnet, daß sie wie ein Schiebekolben und eine Zylindervorrichtung miteinander in Eingriff kommen, wobei durch die Anwendung von superatmosphärischem Druck, der auf beide Formwerkzeugteile ausgeübt wird, die Patrizen- und die Matrizenoberfläche zusammengepreßt werden.
Vorzugsweise wird ein Monomer in den Formhohlraum eingespeist während die Matrizenoberfläche nach oben weist und das Formwerkzeug umgedreht, so daß beim Öffnen des Formwerkzeugs die Patrizenoberfläche nach oben weist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Formvorrichtung zur Verwendung in einem vorstehend beschriebenen Verfahren vor, wobei die Formvorrichtung ein Formwerkzeug umfaßt, wobei das Formwerkzeug ein erstes Formwerkzeugteil mit einer Patrizenoberfläche, ein zweites Formwerkzeugteil mit einer Matrizenoberfläche und eine starre Schulter, die eine randseitige Dichtung zwischen den beiden Formwerkzeugoberflächen unter Dichtungsdruck bildet, aufweist, wobei jedes der Formwerkzeugteile eine Basis aufweist, auf der die entsprechende Formwerkzeugoberfläche ausgebildet ist und sich eine ringförmige Wand von der Basis nach oben erstreckt, wobei die ringförmigen Wände des ersten und zweiten Formwerkzeugteils so angeordnet sind, daß sie in Gleitpassung miteinander in Eingriff kommen, wobei die beiden Formwerkzeugteile wie eine Kolben- und Zylindervorrichtung bewegt werden können, um das Formwerkzeug zu öffnen und zu schließen, wobei zumindest eine der Formwerkzeugoberflächen, nicht jedoch die Schulter, unter Belastungsdruck flexibel ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Druckbehälter umfaßt, in dem das Formwerkzeug während der Herstellung einer Linse aufgenommen wird, wobei der Druckbehälter im Betrieb so ausgelegt ist, daß auf das Formwerkzeug superatmosphärischer Druck ausgeübt wird, wobei der superatmosphärische Druck sowohl den Belastungsdruck als auch den Dichtungsdruck bereitstellt und ausreichend ist, um zu verursachen, daß die unter Druck stehende, durch die starre Schulter gebildete Abdichtung während der Polymerisation um den Formhohlraum aufrechterhalten wird, um die Kontaktlinse von jedwedem Grußgrat zu trennen, wobei der Belastungsdruck ausreichend ist, um die Formwerkzeugobberflächen in Kontakt mit der Linse zu halten, wenn das Monomer schrumpft.
Vorzugsweise ist die Patrizenoberfläche auf der Basis des ersten Formwerkzeugteils ausgeformt und nach innen von der ringförmigen Wand des ersten Formwerkzeugteils beabstandet, um einen Durchgang innerhalb der ringförmigen Wand, die die Patrizenoberfläche umgibt, bereitzustellen.
Darüberhinaus ist die ringförmige Wand des ersten Formwerkzeugteils vorzugsweise mit einem Flansch an ihrem oberen Ende, auf dem die dichtende Abdeckung abgedichtet werden kann, ausgeformt.
Es wird auf die EP-A-0 561 480, einer Ausscheidungsanmeldung der vorliegenden Erfindung, hingewiesen, die ein Verfahren zum Formgießen einer Kontaktlinse, das das Polymerisieren eines Monomers in einem Formhohlraum zwischen einer Patrizenoberfläche in einem ersten Formwerkzeugteil und einer Matrizenoberfläche in einem zweiten Formwerkzeugteil, das Öffnen des Formwerkzeug zum Freilegen der gegossenen Linse, während diese auf der Patrizenoberfläche aufgenommen ist, sowie ein Abdichten der Linse in einer Verpackung durch Abdichten eines Abdeckteils auf dem ersten Formwerkzeugteil umfaßt, beschreibt und beansprucht.
Es wird ebenfalls auf die EP-A-0 561 481, einer Ausscheidungsanmeldung der vorliegenden Erfindung, hingewiesen, die ein Verfahren zum Formgießen einer Kontaktlinse, das das Polymerisieren eines Monomers in einem Formhohlraum zwischen einer Patrizen- und einer Matrizenoberfläche, ein Öffnen des Formwerkzeugs zum Freilegen der gegossenen Linse, während diese auf einer der Formwerkzeugoberflächen aufgenommen ist, ein Perforieren der Linse durch Anwendung eines Laserstrahls zum Bereitstellen einer gesteuerten Porosität der Linse, ein Aufbringen eines Arzneimittels oder eines anderen medizinischen Stoffes auf die Linse, so daß die von der Linse aufgenommene Dosis durch das Ausmaß der geformten Porosität und der Konzentration des Arzneimittels oder medizinischen Stoffes bestimmt wird, sowie ein Abdichten der Linse in einer Verpackung durch Abdichten eines Abdeckteils auf dem Teil des Formwerkzeugs, in dem die Linse aufgenommen ist, umfaßt, beschreibt und beansprucht.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Figur 1 einen Querschnitt einer Formwerkzeuganordnung vor der Plazierung in einem Druckbehälter zur erfindungsgemäßen Verwendung zeigt,
Figur 2 eine vergrößerte Ansicht einer Abdichtung zwischen den beiden Formwerkzeugteilen der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung zeigt,
Figur 3 die Formwerkzeuganordung aus Figur 1, plaziert im Druckbehälter, zeigt,
Figur 4 einen ersten Teil der Formwerkzeuganordnung aus Figur 1 mit einer gegossenen Linse nach dem Umdrehen, wobei das Formwerkzeug geöffnet ist, zeigt,
Figur 5 eine abgedichtete Verpackung mit einer hydratisierten, gegossenen, erfindungsgemäß geformten Linse zeigt, und
Figuren 6, 7 und 8 alternative, perforierte, erfindungsgemäße Linsen zeigen.
Dieses Beispiel bezieht sich auf das Formen einer gegossenen Linse durch Polymerisieren eines Monomers in einem Formhohlraum zwischen einer Patrizenoberfläche in einem ersten Formwerkzeugteil und einer Matrizenoberfläche in einem zweiten Formwerkzeugteil. In den Zeichnungen umfaßt das erste Formwerkzeugteil 11 ein Schalenteil mit einer Basis 12, die von einer ringförmigen Wand 13 umgeben ist. Die Patrizenoberfläche 14 ist mittig auf der Basis 12 ausgeformt und von der ringförmigen Wand 13 beabstandet, so daß ein ringförmiger Durchgangsbereich 15 zwischen der ringförmigen Wand 13 und der Patrizenoberfläche 14 geformt wird. Das zweite Formwerkzeugteil 16 ist ebenfalls schalenförmig, dahingehend daß es eine Basis 17 aufweist, die von einer ringförmigen Wand 18 umgeben ist. Die Matrizenoberfläche 19 ist mittig auf dem Basisbereich 17 ausgeformt und wiederum von der ringförmigen Wand 18 durch einen ebenen ringförmigen Bereich 20 beabstandet. Die ringförmige Wand 18 des zweiten Formwerkzeugteils 16 ist so angeordnet, daß sie eine enganliegende Gleitpassung innerhalb der ringförmigen Wand 13 des ersten Formwerkzeugteils 11 bildet. Auf diese Weise können die beiden Formwerkzeugteile, wie in Figur 1 gezeigt, zusammengefügt werden, wobei sie eine Kolben- und Zylindervorrichtung bilden, bei der die beiden Formwerkzeugteile relativ zueinander verschiebbar sind, um das Formwerkzeug zu öffnen oder zu schließen. Die Patrizenoberfläche 14 ist so angeordnet, daß sie in die Schale des ersten Formwerkzeugteils hineinweist, wobei die Matrizenoberfläche 19 aus der Schale des zweiten Formwerkzeugteils herausweist, so daß, wenn die beiden Formwerkzeugteile, wie in Figur 1 gezeigt, zusammengebracht werden, ein Formhohlraum 21 zwischen der Patrizen- und der Matrizenoberfläche geformt wird. Die ringförmige Wand 13 des ersten Formwerkzeugteils 11 weist einen ringförmigen Flansch 22 am Ende der ringförmigen Wand 13, entfernt von der Basis 12, auf.
Die Wandteile, die die Patrizenoberfläche 14 und die Matrizenoberfläche 19 bilden, sind ausreichend starr, so daß sie sich unter der durch die Monomerschrumpfung im Hohlraum erzeugten Saugwirkung im wesentlichen nicht biegen, jedoch bei Anwendung eines gewählten Belastungsdrucks gebogen werden können, um mit dem schrumpfenden Monomer in Kontakt zu bleiben, was durch Anwenden eines superatmosphärischen Drucks auf die Formwerkzeughälften in einem Druckofen oder einem anderen Druckbehälter erreicht werden kann. Die Matrizenoberfläche 19 ist von einer starren Schulter 25 umgeben, die in Figur 2 genauer dargestellt ist. Die starre Schulter 25 stößt an die Patrizenoberfläche 14 an, um eine verläßliche Abdichtung zwischen den beiden Formwerkzeugoberflächen zu bilden, und zwar eine, die sich während des Polymerisationsvorgangs nicht verformt oder biegt, wenn Druck auf die beiden Formwerkzeughälften ausgeübt wird.
Die in Figur 1 gezeigten Formwerkzeugteile wurden bei diesem Beispiel durch Spritzgießen eines geeigneten Kunststoffes, wie etwa Polypropylen, geformt.
Im Betrieb wird ein flüssiges Monomer der konkaven Oberfläche der Matrizenoberfläche 19 zugeführt, wobei die Oberfläche nach oben weist. Die obere Formwerkzeughälfte wird dann nach unten auf der unteren Formwerkzeughälfte geschlossen, wie in Figur 1 gezeigt, bis die Patrizenoberfläche 14 die starre Schulter 25 berührt, wobei die Patrizenhälfte 11 oben ist. Überschüssiges flüssiges Monomer wird zwischen den optischen Oberflächen der Patrizen- und Matrizenteile in den kreisförmigen Durchgang 23 herausgequetscht, um so durch die Löcher 24 abfließen zu können.
Die Anordnung wird dann in einem Druckbehälter 26, wie in Figur 3 gezeigt, untergebracht. Der Druck im Inneren des Behälters wird dann durch Anwenden eines Drucks aus einer Quelle 27 unter Druck gesetzten Gases erhöht, so daß die beiden Formwerkzeughälften 11 und 16 zusammengepreßt werden. Der Druck in dem Behälter liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 1 Bar über Atmosphärendruck. Insbesondere die Patrizen- und die Matrizenoberfläche 14 und 19 werden durch den angewandten Druck, wie durch die Pfeile 30 und 31 angedeutet, zusammengepreßt. Die Eingriffskräfte zwischen den beiden Formwerkzeughälften konzentrieren sich nahe der Schulter 25 aufgrund des relativ kleinen Öberflächeneingriffsbereichs, wodurch eine effektive Abdichtung erzeugt wird. Diese Abdichtung erzeugt eine saubere Linsenkante und bildet eine Barriere, die ein Entweichen von flüchtigen Bestandteilen des Linsenmonomers aus dem Formhohlraum verhindert. Darüberhinaus stellt diese Anwendung von superatmosphärischem Druck in dem Behälter 26 sicher, daß ein zufriedenstellender Belastungsdruck auf die Patrizen- und Matrizenoberfläche 14 und 19 ausgeübt wird, so daß diese gebogen werden, wenn das Linsenmonomer während der Polymerisation schrumpft. Dadurch bleiben die optischen Oberflächen der Patrizen- und Matrizenteile in Kontakt mit dem Monomer, während sich dieses von einer Flüssigkeit in ein Gel und anschließend in einen Feststoff verwandelt. Dadurch wird das Kavitationsproblem des Monomers, während dieses schrumpft, umgangen. Auf diese Weise erzeugt der ausgeübte superatmosphärische Druck eine effektivere Abdichtung und verursacht, daß sich die Formwerkzeugoberflächen biegen und in Kontakt mit dem Monomer bleiben, und zwar auf eine Weise, die nicht möglich wäre, wenn man sich ausschließlich auf die Saugkräfte, die durch die Schrumpfung des Monomers erzeugt werden, verlassen würde. Die Gestaltung, Dicke und Verfahrenssteuerung, die für die Herstellung der Wanddicken für die Patrizen- und Matrizenteile dieser Ausführungsform erforderlich sind, sind wesentlich weniger kritisch, da ihr Bewegungswiderstand der Saugwirkung des schrumpfenden Monomers nicht angepaßt werden muß. Der Bewegungswiderstand der Formwerkzeugteile wird durch die angewandte superatmosphärische Druckwirkung überwunden, die auf einfache Weise gesteuert werden kann, um die gewünschte Biegung, die im Betrieb für notwendig erachtet wird, zu erreichen.
Die optische Oberfläche der Patrizenoberfläche 14 wurde bei diesem Beispiel flammenbehandelt, ein Verfahren, das die Oberflächengüte verbessert und die Oberflächenenergie erhöht. Dies stellt sicher, daß die polymerisierte Linse in Kontakt mit dem konvexen Patrizenteil zur anschließenden Bearbeitung bleibt. Nach Behandlung in dem in Figur 3 gezeigten Druckofen wird das Formwerkzeug umgedreht und die beiden Hälften getrennt. Die Formwerkzeughälfte 12 wird entfernt, so daß, wie in Figur 4 gezeigt, die gegossene Linse 32 auf der Patrizenoberfläche 16 in dem Schalenteil 13 unterhalb des Niveaus des Flansches 14 verbleibt. Auf diese Weise wird die gegossene Linse bequem gehalten, wobei ihre äußere optische Oberfläche für weitere Behandlungsschritte freigelegt ist. Bei dem in Figur 4 gezeigten Beispiel ist ein beliebig wählbarer Druckkopf 33 über der gegossenen Linse angeordnet, so daß jedwede Druckbearbeitung auf der äußeren Linsenoberfläche ausgeführt werden kann. Die anschließende Bearbeitung kann, wenn die Linse in der in Figur 4 gezeigten Position gehalten wird, zusätzlich oder alternativ die Aufbringung einer Tönung oder Farbe auf die Vorderseite der Linse umfassen. Die Vorderseite der Linse 32 ist in diesem Sinne die konvexe Oberfläche. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, erstreckt sich die ringförmige Wand 13 des Formwerkzeugteils 11 nach oben auf eine Höhe oberhalb der Patrizenoberfläche 14, so daß, wenn das Formwerkzeug geöffnet wird, der Flansch 22 am oberen Ende der ringförmigen Wand 13 oberhalb der Linse 32, die auf der Patrizenoberfläche geformt ist, liegt. Wenn die Linse in der Schale 13 gehalten wird, können Formwerkzeug und Linse genau positioniert werden, ohne das Risiko einer Beschädigung einzugehen, das auftreten könnte, wenn die Linse von dem Formwerkzeug getrennt wäre. Die Schale 13 sieht eine effektive Aufnahmevorrichtung für Extraktions- und/oder Hydratisierungsfluide vor, die dem Zweck dienen können, die Linse unproblematisch von der optischen Formwerkzeugoberfläche zu lösen. Das Formwerkzeug und somit die Linse können effizient durch automatische Bearbeitungsvorrichtungen behandelt werden, ohne das Risiko einer Beschädung der zerbrechlichen Linse einzugehen. Darüberhinaus befindet sich die Linse in Figur 4 in einer für Laserbohrung oder andere Bearbeitungsverfahren geeigneten Position.
Nach Durchführung jeder Oberflächenbehandlung wird die Linse 32 hydratisiert, wobei sie immer noch in der Schale 13 gehalten wird. Dies umfaßt ein Füllen des Durchgangsbereichs 15 in der Schale mit einer Salzlösung und erfordert kein Hantieren mit der Linse selbst. Da die Kavitationsprobleme während der Monomerschrumpfung und die Gratentfernung entlang der Kanten durch die Erfindung vermieden werden, erzeugt das Verfahren qualitativ hochwertige Linsen, so daß Stichprobenkontrolltechniken, anstelle einer wiederholten 100 %igen Linsenprüfung, die in der Linsenindustrie üblich ist, angewendet werden können. Dies führt zu kostengünstigeren Linsen von zumindest gleichwertiger Qualität gegenüber den durch prüfungsintensive Verfahren hergestellten Linsen.
Schließlich wird ein entfernbarer Deckel 34 auf dem Flansch 22 des Formwerkzeugteils 11 abgedichtet, so daß die Linse 32 und die Salzlösung 35 in der Verpackung abgedichtet sind. Sowohl das Deckelmaterial als auch die Abdichtung haben ausreichend gute Sperreigenschaften, um sicherzustellen, daß die Verpakkungslösung über einen beträchtlichen Zeitraum nicht verdirbt. Die für die in Figur 5 gezeigte Verpackung ausgewählten Materialien sind in der Lage den Bedingungen der Sterilisation, wie etwa Autoklavieren, standzuhalten.
Bei der Verwendung kann der Deckel 34 von dem die Linse 32 haltenden Schalenteil abgezogen werden. Wenn der Deckel entfernt ist, kann die Salzlösung aus der Verpackung herausgegossen werden, während die Linse 32 dabei in ihrer Position auf der Patrizenoberfläche 14 gehalten wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Ausrichtung der Linse dadurch in bezug auf die Verpackungsposition vorbestimmt ist, was die Entnahme der Linse in einer bekannten Ausrichtung wesentlich vereinfacht. Dadurch ist es nicht erforderlich, die Linse aus dem Behälter in eine unbekannte Ausrichtung zu kippen, bevor die Linse zur Einführung ins Auge aufgenommen wird. Darüberhinaus weist die Außenfläche der Linse in der Verpackung nach oben und kann demzufolge mit der Hand berührt werden, ohne die Linse zu verunreinigen bevor sie ins Auge gesetzt wird.
Das Vorsehen eines ringförmigen Durchgangs 15 um die Patrizenoberfläche 14 erleichtert auch das Entfernen der gegossenen Linse aus der Verpackung, da ausreichend Platz um die Linse vorgesehen ist, um dem Benutzer dabei zu helfen, die Linse zu greifen, um sie aus der Verpackung zu entfernen.
Wie bereits beschrieben, kann die Linse einer Perforation mit einer Mehrzahl feiner Löcher unter Verwendung eines Laserstrahls, wie etwa einem kurzwelligen Excimer-Laserstrahl, unterzogen werden. Derartige Laserstrahle brechen die chemischen Bindungen auf und können die gegossene Linse perforieren, ohne sie zu schmelzen oder ein Fließen oder Trümmer oder andere Wärmewirkungen zu verursachen. Dieses Verfahren ist als Photoabulationszersetzung bekannt. Es wird durch Anwendung eines Laserstrahls mit kurzer Wellenlänge während kurzer Pulsdauern erreicht. Diese Formperforationen verhindern Grate und rauhe Kanten an den Löchern oder Rillen in der Linse, da diese inakzeptable Unbequemlichkeit für den Träger der Linse bedeuten würden. Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen alternative Perforationsmuster, die unter Verwendung eines Excimer-Lasers geformt werden können. Solche Perforationen können vorteilhaft bei der Verbesserung der Sauerstoffübertragung oder Durchlässigkeit der Linse sein. Die Anzahl und Anordnung der Löcher oder Rillen verändert die Sauerstofffluß-, Tränenfluß-, Stabilitäts- und Befeuchtbarkeitseigenschaften der fertigen Linse. Der Linsengestalter kann somit die Leistung der Linse durch geeignete Gestaltung der Perforationen optimieren. Bei diesem Beispiel sind die durch den Laserstrahl geformten Löcher 36 jeweils quadratische Löcher von ungefähr 150 um Größe. Sie können so verwendet werden, daß sie den gesamten Linsenbereich bedecken und kurz vor dem Rand aufhören, wodurch die Unversertheit der Linsenkante, wie in Figur 6 gezeigt, erhalten wird. Alternativ können sie auch ausschließlich in dem mittigen optischen Bereich 37, wie in Figur 7 gezeigt, ausgeformt sein. Alternativ dazu können sie auch, wie in Figur 8 gezeigt, in den nicht-optischen Bereichen in einem ringförmigen Bereich 38 außerhalb des mittigen optischen Bereichs ausgeformt sein, wobei sie jedoch kurz vor dem Rand aufhören. Die Löcher oder Rillen können in der trockenen Linse vor der Hydratisierung oder alternativ in der feuchten Linse nach der Hydratisierung geformt werden.
Die Behandlungsphase vor der Abdichtung der Verpackung kann, wie in Figur 5 gezeigt, ein Dosieren der Linse mit medizinischen Stoffen umfassen, während die Linse in der in Figur 4 gezeigten, freiliegenden Position gehalten wird. Durch die bereits beschriebene Perforation der Linse mit einem Excimer-Laser kann die Linse wie ein Arnzeimittelschwamm, bei dem die Menge des absorbierten Arzneimittels vom Perforationsgrad der Linse und der Stärke des der Schale, in der die Linse aufgenommen ist, zugeführten Arzneimittels abhängen, wirken. Die Linse kann so behandelt werden, daß sie einen gesteuerten Perforationsgrad bildet, wobei die Absorption einer Arzneitmittelmenge ebenfalls gesteuert ist, so daß die Verpackung, wenn sie, wie in Figur 5 gezeigt, abgedichtet ist, eine Linse mit einer gesteuerten Dosis umfaßt. Die so gesteuerten Arnzeimitteldosen können im Einweglinsenformat vorverpackt werden.
Die Gestaltung der Perforationen, wie in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellt, unter Verwendung eines Excimer-Lasers kann auch auf gegossene Kontaktlinsen, die durch andere Verfahren und Vorrichtungen, die sich von denen in bezug auf die Figuren 1 bis 5 beschriebenen unterscheiden, hergestellt wurden, angewendet werden.
Die Erfindung ist vorteilhaft, da sie die Verwendung von Monomeren, die UV-Härtung oder andere nicht-thermische Härteverfahren erfordern, sowie von Monomeren, die durch Wärmebehandlung gehärtet werden, ermöglicht. Es versteht sich, daß, bei der Anwendung von Wärmebehandlungsverfahren zur Härtung, die Formwerkzeugoberflächen einen geringeren Biegungswiderstand während der Monomerschrumpfung entwickeln. Wenn jedoch Monomere verwendet werden, die keine Wärmehärtung erfordern, behalten die Formwerkzeugoberflächen einen höheren Biegungswiderstand und die einzig durch die Monomerschrumpfung entwickelten Kräfte wären nicht ausreichend, um sicherzustellen, daß die Formwerkzeugoberflächen in Kontakt mit dem Monomer bleiben, während dieses schrumpft. Die Anwendung des ausgeübten superatmosphärischen Drucks kann jedoch in einem gesteuerten Bereich über Atmosphärendruck vorgenommen werden, so daß er ausreicht, um die Formwerkzeugoberflächen zu biegen und sie in Kontakt mit dem Monomer zu halten, auch wenn keine Wärmebehandlung angewandt wird, was bei UV-Härtung der Fall wäre.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorhergehenden Beispiels begrenzt.
Sowohl die Patrizen- als auch die Matrizenoberfläche können beispielsweise flammenpoliert sein, um die Öberflächengüte auf beiden Seiten der Linse zu verbessern. Um die Linse von dem Formwerkzeug zu lösen und zu steuern welche Oberfläche die Linse nach dem Lösen aufnimmt, kann das Formwerkzeug teilweise geöffnet werden, um den Hohlraum zwischen der Patrizen- und der Matrizenoberfläche zu vergrößern und Salzlösung durch den Hohlraum zu spülen, indem die Lösung durch eine Öffnung 24 eingespeist und durch eine andere Öffnung 24 abgelassen wird, wobei das Formwerkzeug gekippt ist. Der Salzlösungsstrom löst die Linse, und durch das Kippen des Formwerkzeugs in eine aufrechte oder umgekehrte Position vor dem Entfernen der Salzlösung setzt sich die Linse ab und wird entweder auf der Patrizen- oder der Matrizenoberfläche, je nach Anforderung, aufgenommen.

Claims

1. Verfahren zum Gießen einer Kontaktlinse umfassend die folgenden Schritte:

- Füllen eines Formhohlraums (21) eines Formwerkzeugs mit einem Monomer, wobei der Hohlraum (21) zwischen einer Patrizenoberfläche (14) und einer relativ dazu beweglichen Matrizenoberfläche (19) ausgebildet ist, und wobei das Formwerkzeug ferner eine starre Schulter (25) zum Formen einer randseitigen Dichtung zwischen den beiden Formwerkzeugoberflächen zum Schließen des Hohlraums (21) aufweist, wobei zumindest eine der Formwerkzeugoberflächen, nicht jedoch die Schulter (25), unter Belastungsdruck flexibel ist;

- Schließen des Formhohlraums (21) , wobei ein Monomer den Hohlraum ausfüllt;

- Härten des Monomers während ein Dichtungsdruck ausgeübt wird, um eine unter Druck stehende Abdichtung an der starren Schulter (25) bereitzustellen sowie Ausüben eines Belastungsdrucks, um eine Biegung einer der Formwerkzeugoberflächen zu verursachen, um die Formwerkzeugoberflächen in Kontakt mit der Linse zu halten, wenn das Monomer während der Polymerisation schrumpft, dadurch gekennzeichnet, daß

ein superatmosphärischer Druck in einem Druckbehälter auf das Formwerkzeug ausgeübt wird, wobei der superatmosphärische Druck sowohl den Belastungsdruck als auch den Dichtungsdruck bereitstellt, und ausreichend ist, um die unter Druck stehende, durch die starre Schulter (25) gebildete Abdichtung während der Polymerisation um den Formhohlraum aufrechtzuerhalten, um die Linse von jedwedem Gußgrat zu trennen, wobei der Belastungsdruck ausreichend ist, um die Formwerkzeugoberflächen in Kontakt mit der Linse zu halten, während das Monomer schrumpft.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

bei dem die Patrizen- (14) und die Matrizenoberfläche (19), die auf entsprechenden Formwerkzeugteilen (11, 16) ausgeformt sind, so angeordnet sind, daß sie wie ein Schiebekolben und eine Zylindervorrichtung miteinander in Eingriff kommen, wobei durch die Anwendung von superatmosphärischem Druck, der auf beide Formwerkzeugteile (11, 16) ausgeübt wird, die Patrizen- (14) und die Matrizenoberfläche (19) zusammengepreßt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

bei dem ein Monomer in den Formhohlraum (21) eingespeist wird, während die Matrizenoberfläche (19) nach oben weist, und das Formwerkzeug umgedreht wird, so daß beim öffnen des Formwerkzeugs die Patrizenoberfläche (14) nach oben weist.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

bei dem beim Öffnen des Formwerkzeugs die gegossene Linse auf der Patrizenoberfläche (14) aufgenommen ist und von einem Schalenteil mit einer ringförmigen, über die Linse herausragenden Wand (13) umgeben ist, dem Schalenteil ein hydratisierendes Fluid zugeführt wird, um die Linse zu hydratisieren, während sie auf der Patrizenoberfläche (14) aufgenommen ist und eine Abdeckung (34) auf dem Schalenteil über der Linse abgedichtet wird, um eine verpackte Linse in dem Schalenteil zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

bei dem das Abdeckteil (34) auf einer oberen Kante der ringförmigen Wand (13) abgedichtet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

bei dem die Patrizenoberfläche (14) flammenpoliert ist, um das Zurückhalten der Linse auf der Patrizenoberfläche (14) beim öffnen des Formwerkeugs zu unterstützen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

bei dem die Matrizenoberfläche (19) flammenpoliert ist, um das Zurückhalten der Linse auf der Matrizenoberfläche (19) beim Öffnen des Formwerkeugs zu unterstützen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6 oder 7, bei dem nach dem Öffnen des Formwerkzeugs die Linse freiliegend auf einer Formwerkzeugoberfläche (14, 19) gehalten und einem zusätzlichen Behandlungsschritt an der freiliegenden äußeren Linsenoberfläche unterzogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

bei dem der zusätzliche Behandlungsschritt Tönen, Färben oder Bedrucken umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 8,

bei dem der zusätzliche Behandlungsschritt die Bildung eines oder mehrerer Löcher (36) durch die Dicke der Linse durch Anwendung eines kurzwelligen Laserstrahls umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 10,

bei dem der Strahl ein Excimer-Laserstrahl ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,

bei dem eine Mehrzahl von Löchern (36) gebildet wird, um eine gesteuerte Porosität der Linse zu bilden.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,

bei dem eine Mehrzahl von Löchern (36) gebildet wird, um eine gesteuerte Stabilität der Linse bereitzustellen.

14. Verfahren nach Anspruch 12,

bei dem eine gesteuerte Dosis eines Arzneimittels oder einer anderen medizinischen Verbindung in die durch die Löcherbildung geformte Porosität eingeführt wird.

15. Formvorrichtung zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Formvorrichtung ein Formwerkeug umfaßt, wobei das Formwerkzeug ein erstes Formwerkzeugteil (11) mit einer Patrizenoberfläche (14), ein zweites Formwerkzeugteil (16) mit einer Matrizenoberfläche (19) und eine starre Schulter (25), die eine randseitige Dichtung zwischen den beiden Formwerkzeugoberflächen (14, 19) unter Dichtungsdruck bildet, aufweist, wobei jedes der Formwerkzeuge (11, 16) eine Basis (12, 17) aufweist, auf der die entsprechende Formwerkzeugoberfläche (14, 19) ausgebildet ist und sich eine ringförmige Wand (13, 18) von der Basis (12, 17) nach oben erstreckt, wobei die ringfömigen Wände (13, 18) des ersten (11) und zweiten (16) Formwerkzeugteils so angeordnet sind, daß sie in Gleitpassung miteinander in Eingriff kommen, wobei die beiden Formwerkzeugteile (11, 16) wie eine Kolben- und Zylindervorrichtung bewegt werden können, um das Formwerkzeug zu öffnen und zu schließen, wobei zumindest eine der Formwerkzeugoberflächen (14, 19), nicht jedoch die Schulter (25), unter Belastungsdruck flexibel ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorrichtung ferner einen Druckbehälter umfaßt, in dem das Formwerkzeug während der Herstellung einer Linse aufgenommen wird, wobei der Druckbehälter im Betrieb so ausgelegt ist, daß auf das Formwerkzeug superatmosphärischer Druck ausgeübt wird, wobei der superatmosphärische Druck sowohl den Belastungsdruck als auch den Dichtungsdruck bereitstellt und ausreichend ist, um zu verursachen, daß die unter Druck stehende, durch die starre Schulter (25) gebildete Abdichtung während der Polymerisation um den Formhohlraum aufrechterhalten wird, um die Kontaktlinse von jedwedem Gußgrat zu trennen, wobei der Belastungsdruck ausreichend ist, um die Formwerkzeugoberflächen in Kontakt mit der Linse zu halten, wenn das Monomer schrumpft.

16. Formvorrichtung nach Anspruch 15,

bei dem die Patrizenoberfläche (14) auf der Basis (12) des ersten Formwerkzeugteils (11) ausgeformt und nach innen von der ringfömigen Wand (13) des ersten Formwerkzeugteils (11) beabstandet ist, um einen Durchgang (15) innerhalb der ringförmigen Wand (13), die die Patrizenoberfläche (14) umgibt, bereitzustellen.

17. Formvorrichtung nach Anspruch 16,

bei dem sich die ringförmige Wand (13) auf dem ersten Formwerkzeugteil (11) über die Patrizenoberfläche (14) hinaus erstreckt.

18. Formvorrichtung nach Anspruch 17,

bei dem die ringförmige Wand (13) des ersten Formwerkzeugteils (11) mit einem Flansch (22) an ihrem oberen Ende, auf dem die dichtende Abdeckung (34) abgedichtet werden kann, ausgeformt ist.