本发明涉及在制作隐形眼镜半成品过程中减少缺陷和提高成品率的方法。 更为具体地说，提供了测量的方法，以控制和减少周知的透镜空洞这类的透镜 半成品缺陷。

在今天，由亲水性水凝胶聚合材料制备隐形眼镜已是公知的技术，并且在 自动化的制造工厂被大批量商品化地生产出来。由于这些制品将要直接接触眼 睛，因此，加工需格外仔细，以符合严格的质量控制标准，这将可能造成较高 的废品率，并对其生产经济效率产生不利影响。

因此，本发明的一个目的是控制和减少透镜半成品的缺陷，具体如透镜空 洞。另外，其目的还在于提出了一种方法，它可以用于高速自动化生产过程， 可改善由于透镜空洞所致废品对成品率的不利影响。其进一步的目的是提供用 减少在注入操作中及由于形成透镜半成品的反应单体混合物不均匀分布而造成 透镜空洞缺陷的装置。还有一个目的是提供一种使凸或后曲面模具上和附近的 反应单体混合物均匀分布的方法。最后一个目的是，暂时或瞬时地改造和构造 出一个模具表面相对均匀的表面能，而不使模具表面产生永久的改变。

制作水凝胶隐形眼镜的方法早已公开在文献中了。首先在充填工位将形成 水凝胶隐形眼镜的反应单体混合物(RMM)置于由诸如聚苯乙烯等疏水性聚 合物构成的凹或前曲面模具中，而后，用一个凸或后曲面模具与前曲面模具大 致啮合，以在其间形成和定形出透镜半成品。接着，由前曲面模具/RMM/后 曲面模具组成的机械组合件，被传送通过具有固化RMM条件的紫外固化通道 中。然后，与模具形状对应的固化后的透镜半成品，经脱去后曲面模具而被分 离出来。固化的透镜/前曲面模具的组合件再被送出，通过沥滤与水合罐，从 而制出隐形眼镜。

构成全部制作方法的连续过程实现了一个透镜模制循环，包括形成凹和凸 透镜模具的第一第二注模工位，还包括一条传输线，在其上凹和凸透镜部件可 以逐个工段地通过；一个包含在氮气环境中的封装工段(“氮气通道”)，被 用来对分开或断开的模具去气；一个充填工段，用于向凹的半个模具中充填反 应单体混合物，凹模与凸模保持对准关系，最好在真空中保持模制关系地相互 啮合，用紫外光将所述反应单体混合物预固化成凝胶态；及一个固化工段， 在其中完成固化并脱模，制备出完全的透镜半成品。整个过程，被传输装置连 成一体，通常是一或多个传送带，在其上按操作顺序于传递穿过所述工段或工 位的过程中，使透镜模具被组装、排列或相互分离。为了方便起见，透镜模具， 处理工位和所用的自动化的材料转移设备被等间隔地放置于小型载盘(例如： 铸铝、不锈钢等材料制成的)内或上，该盘能容纳许多(如8个)规则排列于 其上的模具。所有传送带或通道均处于氮气或惰性气体环境中。

在更相关的细部中，带有用于同凸或后曲面模具相啮合的圆环或凸缘、并 对应于光学模制表面的凹或前曲面模具，被传送通过模具压紧工位，在其中模 具的环形凸缘部分被表面活性剂材料处理过，而模具的光学表面则没有；随后 模具被充填，有时反应单体混合物会从其中溢出，前曲面模具保持匹配地与凸 或后曲面模具啮合，(其光学表面通常不被处理)；其中包括有被模制的RM M的成双重叠着的模具组件被送至固化工段，并随后到第一脱模工位，在此模 具被分开。由于前曲面模具的环形凸缘上有表面活性剂提供的便利条件，所以 多余的材料与固化后透镜半成品的其余部分是分开的，并留在凸或后曲面模具 上；而透镜光学部分留在了前曲面模具中，通过适当的机械装置可以将其上多 余废料从后曲面模具中除去，而带有无多余边缘材料的透镜半成品的前曲面模 具被送至沥滤与水合工位，最后是脱模，收集隐形眼镜及装运。

如图1和2所示，图1流程中步骤101和102所示的浇注模具#1和 #2，分别是前曲面后曲面模具部分；它们可如图2所示纵向排列放置，或为 了缩短暴露在大气中的时间，它们还可以放置在与分叉的传输线相交的公共平 面内，甚至两者可在一个与传输线相垂直的同一平面内。

自动装置103，104设置在模具对准和啮合工位，以接受凹和凸的透 镜模具，并分别将所说的模具部件以高的生产循环速度传递到低氧环境中，如 步骤105所示。

如图1中106所示，在下述的一半透镜模具被完全去气的过程中，当透 镜模具被封闭在馈送器内时，包含着凹凸两半透镜模具的载盘相互分离并去气， 以便由自动化设备将它们置于啮合状态。

包含模具分离工位40的后续传送器32被封闭起来，并用惰性气体，通 常为氮气，沿其整个长度加压。氮气的量没有限制，适于根据实际操作经验采 用恰好用量的氮气压，以有效地去除大气。如图1步骤106所示，在围绕着 后续传送器32的氮气通道中，新制备的透镜模具坯料被去气。

在步骤107中将反应单体混合物充填到凹透镜模具中，且凹和凸的透镜 模具被重叠并压紧成啮合模制状态。充填与装配工段50围着一部分运载或传 输机构32，以将模具送达该工段的凹凸透镜模具到环形载盘的部分，且在成 对充填过的模具环形载盘的终点进入预固化工段。图2中的标号50所示的充 填与装配工段，由具有合适几何形状的透明罩限定出来，通常是矩形截面的， 并由任意一种合适的热塑性材料或金属与热塑性材料形成。

如图1中107所示，凹的透镜模具充填有来自步骤108的去气单体混 合物，然后再被传送到一个可选择地带有周期性通入氮气的真空腔的装配程序 中，在其中充填好的凹透镜模与凸模垂直对准且相配合地啮合在一起，从而使 反应单体混合物被包在相对模具的光学表面之间，并由每个透镜模具周边形成 的分割边沿的啮合被至少部分地封住。完事之后就离开真空腔。然后啮合地相 模具就穿过氮气到预固化工位，这整个在氮气通道中。

模具部件装配好之后，在本发明预固化程序60中的步骤109，原始的 透镜单体被预固化。预固化的过程包括夹住相互重叠的两半模具，然后将单体 或单体混合物预固化为凝胶态。

预固化之后，在步骤110所示的固化通道75中用辐射的方法使单体或 单体混合物完成聚合过程。

在固化工段(75)中，单体/稀释剂混合物再在紫外炉中固化，从而完 成单体聚合过程。这种可见或紫外光化学辐射的辐照使聚合物/溶剂混合物变 成最终所需水凝胶的形状。此外，固化工段还有一个加热源，它用于将可聚合 混合物的温度提高到足以帮助聚合反应制备的程度，并防止可聚合混合物暴露 于紫外辐射期间有收缩的倾向。

在聚合反应过程完成之后，两半模具在脱模步骤中被分离，隐形眼镜留在 了随后将脱去的第一或前曲面的半个模具10中。应该说明，前后曲面模具用 于模制单一透镜，且被单独一并处置或报废。

对后曲面透镜模具加热，使受热模的聚合物相对于较冷的透镜聚合物有不 同的膨胀，这使透镜聚合物的一个表面相对另一个有位移。产生的剪切力将打 破聚合的透镜/聚合物模具的粘附关系，并帮助该模具部分的脱离。不同模具 表面间的温度梯度越大，剪切力越大，越便于脱模。当温度梯度最大时效果最 好。随时间的持续，热从后模具部分传导到透镜聚合物和前模具部分中，再进 入周围环境中，而被损失掉。所以，被加热的模具部件要迅速地除去，使传送 到聚合物透镜的能量很少，防止透镜发生热解的可能。加热工艺可采用本领域 普通技术人员所熟知的，如蒸汽，激光等等。

如果加热步骤是用热空气或蒸汽，则在加热步骤之后，后曲面将被从模具 组件的前曲面模具上撬起，如步骤111所示的。如果相反地，加热采用的是 激光或红外，则无需撬动，后曲面会自动与前曲面分离。

模具分离装置90的脱模组件逐一将每个隐形眼镜模具的后曲面一半模具 30与前曲面一半的模具10撬开，以使透镜模具中的每个隐形眼镜暴露并传 输到水合工位进行透镜的水合。撬动过程要在严格控制下进行，使后曲面半个 模具30在不损害透镜模具中成形透镜完整性的情况下与前曲面一半的模具分 离。

在模具组件在脱模装置90中分离开之后，每个载着带有暴露且聚合的隐 形眼镜的前曲面一半模具的载盘，再被送至水合工位，以完成水合并从前曲面 透镜模具中脱出，检验并包装，如步骤112所示。

在高速大批量制作透镜的工业化生产过程中，少量的缺陷就能严重影响产 量，且对生产的经济效率产生影响。尤其是在采用自动化生产设备的情况下， 个别透镜的缺陷能导致大量透镜的损失，例如与通过集成的载盘或托架从一个 加工工位传送到另一个的过程有关的缺陷。

透镜缺陷可由多种原因引起，包括加工设备单纯未对准，但由于后者可通 过工程调整被迅速校正，因此主要问题集中在用反应单体混合物(RMM)充 填和其固化步骤过程中形成的空洞和小坑。

透镜空洞包含空白之意，即没有单体化合物的区域，凹口即厚度不均匀的 区域，及其他类似的均匀度问题，如不平整的边沿，当两半个模具合起来时反 应单体混合物在凸的后曲面模具表面上扩散的充分性决定着边沿平整性。

小坑，另一种透镜缺陷，通常沿着透镜边沿随机或呈树形结构出现，这是 在固化过程中产生的，并与凹的或前曲面模具有关。

高速摄影表明：在充填操作时RMM前面的弯月液面在凸或后曲面模具上 的扩散过程中形成了透镜空洞。但是，这种缺陷的出现明显地杂乱无章，尤其 对同样设备上用同样的方法生产出合格透镜的量而言，更是如此。从宏观上看， RMM已经很好地润湿了聚苯乙烯模具的表壁。

但是，基础研究(根据R.H.Dettre与R.E.Johnson Jr.在《J.Phys.Chem.》68，1507(1096) 和《Surface and Colloid Science》中E. Matijevic编辑的Wiley-Interscience出版 NY 1969，161.2 PP.85及S.P.Wesson在《 TRI Progress Report #49》纺织研究院，Pri nceton N.J.8月23，1992中所报告的工作)显示：由诸 如聚苯乙烯等疏水聚合物形成的模具表面是一个具小部分高表面能区域的低能 非均匀表面。这符合为了注入模制目的而制备模制树脂，使之含有包括脱模剂 在内的某些添加剂的情况，脱模剂可以在模具表面上提供高能区。

因此，在模制过程中，尤其是模型与RMM接触，并且是与凸模上展开的 RMM弯月液面相接触过程中，在动态形成透镜的情况下，需要改进凸或后曲 面模具与反应单体混合物间界面处表面活性。尤其是模制期间凸模高能表面区 域扩大时更需如此。

为了实现高速大批量地生产这种模制的亲水性隐形眼镜，已经研制适用于 载盘式模具结构的两分模具；如Larsen的US.4,640, 489所公开的，以及Larsen等人的US.4,680,336和 US.5,039,459公开的，形成诸如亲水性隐形眼镜等定形的聚合的 水凝胶制品。

按照Druskis等人的US.5,264,161所提出的，完成 隐形眼镜模制过程后，从粘附的模具表面脱下亲水性隐形眼镜的工作可很方便 或很轻松。在该例中，溶液形式的表面活性剂被引入一个用于模制亲水性聚合 物构件或隐形眼镜的模具腔室内的水合槽中。以不超过10wt％的浓度，分 散到水合槽中的表面活性剂，有助于从粘附接触着模具表面上脱开要被分离的 透镜，这种表面活性剂的作用是降低水或液体的表面张力特性，从而降低所含 组份间的粘附度，其一方面是隐形眼镜而另一方面是模制期间变粘的模具表面。 在本专利申请中公开了多种表面活性剂，如：聚合物的表面活性剂包括聚氧乙 烯脱水山梨糖醇单油酸酯，它尤其适合从塑料构成的粘性模具表面上无损伤地 脱下任何亲水性聚合物制品。美国专利U S.4,159,292公开了采 用硅氧烷蜡，硬脂酸和矿物油作为塑料模具组合物的添加剂，以使隐形眼镜更 好地从塑料模具中脱下。

在制造水凝胶隐形眼镜时，用涂于表面的表面活性剂作为脱膜剂，由 Kindt Larsen等人的美国专利US.5,542,978公开 出来。在该专利中，表面活性剂薄膜或膜，如Tween80，由模压头涂于 形成隐形眼镜用的向前弯曲模具部分的边缘表面区域上，便于透镜在脱模时， 与充填过程中溢出模外周边区域的RMM材料完全或部分地分离开。在该申请 中，在模具用于限定透镜光学面的部分，没有涂上表面活性材料。

在这些例子中，基本的构思是针对由隐形眼镜粘到一或另一个模具表面而 引起的物理方面的困难，或者说是针对有效处理充填过程中溢流RMM所致废 料而产生的。在自动化操作过程中，确保模具组件，废料，隐形眼镜产品都能 彼此均匀可靠地分离，是很重要的。于是，工作重点主要集中在充填之后的脱 模步骤，其中，要考虑的是确保凹凸模具相对于隐形眼镜半成品与废料部分的 适度移动，即使产品边缘紧挨着模具边缘也是一样。在优选的制作实例中，当 从模制状态下进行机械分离时，隐形眼镜被保持在向前弯曲或凹的模具中；同 时周边的废料部分与其边缘相脱离，并被保持在凸模组件上。这第一次脱模与 固化、水合后的隐形眼镜从向前弯曲模具中分离出来的第二脱模，形成对照。 当然，每个脱模操作有不同的条件和目的。

全部问题归结为，必须控制凸模表面与RMM的润湿性，以尽量减少透镜 的空洞缺陷。模具表面的脱模特性与润湿现象不呈现线性增加关系，尤其是R MM分子式的潜在组分构成发生变化和环境条件发生变化时。而且，一方面通 过装入如硬脂酸锌等用于获得与RMM界面润湿性的制剂而被改进了表面的模 具，能随时提供一个特殊的表面能级，而且再次使用时会降低，这种再次使用 是一种当内部润滑剂流尽时的超期使用。而且，润湿和脱模现象包含着根本不 同的条件，比如：模具表面的半永久性改变，可以对润湿性产生有利的影响。 但是对脱膜却不利。

因此，需要以更为灵活和敏感的方式满足模具/RMM界面的润湿性，  并 同时考虑制作过程的环境条件和其他动态因素，如：生产流水线的速度，及模 具润湿与脱模的时间等等。

现在已经发现，在高速自动化生产的条件下，通过瞬时改变具有强化的更 适当的高能表面区，而便于RMM在模具表面上的润湿与扩散，可以简便地控 制模具表面临界特性，以使透镜空洞缺陷最少。

本发明旨在提出一种从反应单体混合物模制亲水性水凝胶隐形眼镜的改进 的方法，其中相配的凹凸模具面对置成模制状态，在其之间形成一个腔室，容 纳反应单体混合物，以形成隐形眼镜半成品，其改进之处包括：瞬时涂覆一种 制剂来处理所述模具面中的至少一个面，以便于反应单体混合物与所述模具面 润湿，进而减少所述隐形眼镜半成品中的透镜空洞缺陷和/或小坑缺陷

更确切地讲，疏水的模具光学表面可以用一种可除去的表面制剂在其上形 成一个瞬时均匀的涂层，以改进RMM/模具界面的转移效率，为的是随后在 模制过程中使RMM向前弯曲的液面与该模具表面涂层相润湿。重要的是，要 在每个模制的过程中，这些表面在与RMM保持匹配关系的状态下啮合几微秒。 实际上，所给的有一定粘性的RMM材料，和不能被RMM很好润湿的一些可 见的模具区域，将在RMM向模具的确定表面上和范围内的不断扩散过程中， 并不至于形成缺陷。

通过给出每小时可循环重复使用上千次的模具，在多数情况下都有效的内 部润滑剂，如硬酯酸锌，不必在用来提供高速度和在不同环境条件下始终控制 表面特性；由具有瞬时特性表面的涂层提供的表面特性周期性调制，为高质量 生产产品提供了操作上的优势和更强的可靠性，并且对环境条件的要求更灵活 宽松。

更具体地讲，已发现操作的环境条件，具体为相对湿度，和能够影响模具 接触表面与亲水性RMM的润湿性，而且当沿着或邻接着表面涂加时，所涂的 表面活性剂或内部润滑剂能为减少透镜空洞缺陷建立满意的条件。控制其只在 适当条件下才发现变化，并能产生好效果。

如所周知的，相对湿度一般涉及空气环境中的环境湿度条件，当然它会随 着生产的大环境中产生的加热或空调条件而改变。在充填这一生产环节中，该 大环境本身可以受到控制，或通过至少部分地封闭一些操作环节而产生一个小 环境。后者在使用表面活性剂作为减小湿度和/或减小表面能之用的情况下更 为便利，而且过量化学试剂从封闭的操作环节露出，更易于很好地控制环境和 进行循环。

总之，我们已知，在充填环节的区域中保持60％到80％的相对湿度， 就可充分保证模具光学表面的表面条件，满足RMM在模具具表面充分扩散， 以减少透镜的空洞缺陷。如果需要，这样的条件可以通过喷涂或其他包含有比 环境条件下更高相对湿度的蒸汽源来实现；或者这些环境条件本身，特别是环 境温度，可以如本领域技术人员所熟知的方式受到控制，而降低所需要的相对 湿度。因此，当用电子加热器使环境空气调节到较高的相对湿度时，可以升高 该操作环节的温度。暂时或瞬时条件特性是指当与反应单体混合物接触时，潮 湿的涂层可迅速地被吸收。

在隐形眼镜半成品生产过程中减少透镜空洞缺陷的另一方法是，通过涂覆 一种表面活性剂到至少凸模的一个接触面上，而使该模具受到预处理，比如喷 涂，浸入或采用其他适用方法涂覆一表面活性剂，诸如适量溶于其溶剂载体( 如水)的Tween80，所提供的浓度为0.05至5.0w/w％的表面 活性剂。该预处理可在每次模具循环之前进行，或间歇地施行，以保证减少透 镜空洞缺陷所需的必要表面能。所施用的表面活性剂的量，还需要为确保本工 位所要得到的透镜很好地脱离凸模表面并在固化之后该透镜脱离凹或前弯模具 而采集的测量值之间的某种平衡，而进行调整。此外，模具材料可以包含添加 剂，其中凹的或向前弯曲的模具可以由含有一种诸如硬脂酸锌的调节剂的组合 物形成，而凸的或向后弯曲的模具表面用本发明前面所述的表面活性剂作周期 性处理。

按此方法，在高速自动化的批量试生产线上已羟显示出，透镜的空洞缺陷 可以减少几个百分点，从而在提高生产效率的同时大大降低了成本。

图1是连续生产隐形眼镜的流程图，包括在低氧环境中进行模制，处理和 处置模具和隐形眼镜。

图2是生产线系统的顶视平面图。

图3是透镜空洞缺陷随水润湿力的增加而减少情况下的透镜空洞缺陷(可 见)％随水润湿力(mg)变化的函数曲线，而且其中还表示了适宜采用的水 润湿力一般大于70mg的润湿剂。

 根据本发明，反应单体混合物，更具体讲，是其前面的弯月液面，与凸或 向后弯曲模具光学表面之间的界面张力受到控制，并通过校正和延长凸模接触 表面上代表着高表面能区的表面积而被减小。这是通过暂时或瞬时将表面改性 剂涂覆于凸模光学表面上而实现的，其用量和特性要能使凸模表面上高表面能 区面积总量增加，以改进RMM的润湿性，并能影响两个相配模具间表面能之 差异，以克服分开两个相配模具所需能量，从而对保留在前弯模具上的光学透 镜部分产生有利影响。

于是，按照本发明的方案适于考虑向前弯曲模具中和/上的表面特性，因 为需要保证透镜半成品在制作完成时整个从一个模具中脱下，通常(且如本文 所述)是从凸模中脱下，从而使透镜半成品保留在凹的前弯模具中进行预固化， 并保持预聚合状态通过静置工位。因此，必须考虑，与涂于凸模表面上的表面 改性剂的类型和用量相比，前弯曲凹模本身是否已做过预处理，它通常采用诸 如硬脂酸锌等内部添加剂以改进模具表面特性。更为具体地讲，以这种方式实 施本发明，为的是确保，相对于一个模具表面的表面能保持特性使第二模具表 面中某些效果的差异减小，从而协调制作过程中效果差异的程度。如前所述， 应理解，这种差异表现为有助于从凸表面上脱离开，因为RMM与凸表面较差 的润湿也具有产生了透镜缺陷减少的好处。

表面改性方式的选择，直接与RMM对模具表面的润湿性能有关，如前所 述的那样。对润湿性能的理论估算，是称为扩展系数的热力学参数，被定义为：

             S＝γs -γe-γse 其中s是扩展系数，rs是模具材料的表面能，r1是反应单体混合物(“R MM”)的表面张力，而γs1是反应单体混合物与模具材料之间的界面张力。 正的“s”表示扩展(或润湿)。而且，为了扩展或润湿，r1和rs1应尽 可能地小，或者应尽可能地大。实际上，这意味着模具表面能增加或反应单体 混合物表面张力减小，或者为了获得反应单体混合物与模具之间的适当润湿而 两者兼备。从增加模具表面能的角度考虑，不仅应增加整个表面能，而且应增 加高表面能的部分。

于是，改善润湿性的一种方法是通过在其中掺入表面活性剂而减小RMM 的表面张力。有相似效果的另一种方法是加热RMM，这可以使表面张力从 20℃时的38达因/厘米减至60℃时的34达因/厘米，其粘性随之下 降。

当模具表面由聚苯乙烯构成时，它是没有极性的，并有42达因/厘米的 表面自由能。RMM与模具表面间的润湿，还借助于表面改性剂的存在而得到 改善，如以薄层的方式润湿界面。水薄层的表面能为72达因/厘米。因此， 通过在聚苯乙烯模具表面上涂一薄层水可迅速且大大提高表面能。聚苯乙烯模 具表面上薄的均匀润湿层代表均匀高的能量，高度润湿的表面。用于使RMM 的模具表面粘附物被RMM吸收，表现为模具表面又变得不湿润并有利于透镜 脱模，又显出瞬时改善表面的重要性。

为使透镜空洞缺陷改善的程度与水润湿性相关，所以开发出改进的 Wilhelmy润湿法，以测量聚苯乙烯向后弯曲模具的润湿性，水被用 作测试液体，因为它有高的表面张力和高的极化特性。实验的具体细节在操作 实例1中给出。

图3表示了水润湿力随透镜空洞缺陷而变的曲线图。该曲线图表示出，用 一种润湿力大于70mg的水湿润模具表面，很少或不产生透镜空洞。值越大 表示润湿力越大，且表明模具表面更为湿润，从实验研究结果中发现，润湿特 性有很大的变化，且，在做实际鉴别中发现，产品中透镜空洞呈明显随机性和 偶然性而得出的结果一致。

为了确定对于向后弯曲模具的模具材料进行表面处理，以减小在隐形眼镜 中形成透镜空洞缺陷这一倾向的可行性，本发明人研究出一种改进的润湿方法， 以测量向后弯曲模具的润湿性。该方法测量探测润湿液体(D.I.水)与向后 弯曲模具表面之间润湿力，该力如下列关系式确定：

                       F＝2rcosθ 其中：

F是半个模具上测得的润湿力(mg)；

r1是探测液体，即水的表面张力；

p是当半个模具部分地浸入水中时在弯月液面处该半个模具的周长 (cm)；及

θ是在0度时动态接触角。

根据本发明，已经表明：与水有小于或等于100℃动态接触角的向后 弯曲模具，生产的隐形眼镜其透镜空洞明显减少。接触角小于或等于90℃更好； 小于或等于75°尤佳。

表面改性或润湿剂可以是一种表面活性剂；并有前述的指标参数，指标的 选择没有极限值，只要在能够满足相对于RMM的润湿特性，并且相对于配对 使用的未涂布模具表面有不同的脱模特性，以达到本文概念部分所指出的本发 明优点这一范围内即可。实际上，由于有一定量的表面活性剂吸入RMM中， 或留有一定量表面活性剂在水合作用之后的透镜表面上，所以从人眼接触而要 符合生理或药物许可要求的角度出发应有所选择。在现行环境中，表面活性剂 材料的表面张力改进特性，将对照所需的脱模特性差异得到评价；而且表面能 改善特性将按本领域技术人员熟知的方法，对照RMM与模具表面(尤其是凸 模表面，如前所述)之间强化的润湿性得到评价。表面活性材料还要考虑与模 具材料及反应单体混合物的相容性加以选择。因此，涂覆的量可以因这些参数 的不同而不同，已经发现：大多数情况下表面活性剂选用的是0.05-5.0 wt％范围内的表面活性剂溶液，常用的是0.05至2.0wt％。

在其他适用的表面活性剂之中，抗静电剂，离子型表面活性剂，非离子型 表面活性剂或润滑剂组分都可用于本发明。表面活性剂适合于构成一种基本惰 性载体中的表面活性剂溶液或悬浮液，以便于用喷涂、擦抹、汽相沉积，涂抹， 浸渍等方法涂覆于模具的表面上。因此，水，链烷醇或其混合物可满足要求， 并可廉价地用于构成表面活化剂的溶液或悬浮液。

在已找到的不仅满足模具表面润滑性而且保持透镜脱模时的有效脱模特性 的材料之中，具有在于盐水中水合与平衡化之后能使透镜从前弯模具(涂覆过的) 中脱模这一有效脱模特性的材料是Tween80(商标)；即多乙氧基醚。 这实质上是聚环氧乙烷脱水山梨糖醇单油酸酯或其他等同物，且由山梨糖醇和 它的酐，以每摩尔山梨糖醇和山梨糖醇酐约20摩尔环氧乙烷，与之共聚而得 的油酸酯构成的，其通式为：

[W，Z，Y，Z的总和为20；R为(C17H33)COO]

通常，可溶于水或可悬浮于水的材料更易于涂覆。当模具材料由疏水性材 料如聚丙烯或聚苯乙烯等制成时，这些材料的润湿效果明显。

其他适用的材料包括符合药物学要求的乙氧化胺和季胺化合物，如Lar ostat 264A(一种由PPG出售的soy二甲基乙基铵乙氧硫酸盐)， Armostat 410(一种由AKZO出售的乙氧基化叔铵)Cystat SN(Cytec出售的3-月桂酰胺基丙基三甲基铵甲基硫酸盐)，及 Atmer 163(N，N-双(2-羟乙基)烷基胺))。其他四元化合 物包括：二酰氨基胺，咪唑啉鎓，二烷基二甲基四元化合物，二烷氧基烷基四元化 合物，及单烷基三甲基四元化合物。这些材料中的某些材料提供了溶于RMM 的进一步的优点，因而便于再被吸收到透镜材料中去，以在脱模时离开模具表 面使之不受影响，从而可更迅速地循环再次使用它，不必将其放入碱性或中性 条件下去清洗。

表面活性剂或润湿剂可以借助于喷涂或擦抹或浸渍等如前所述的方法涂于 模具表面上，那么该表面因此被均匀地涂好。该模具仅仅被滴干，加热与否均 可，并被储存起来以备生产过程中使用。如此涂覆的表面活性剂的量适于在模 具表面上形成0.05到0.5wt％的表面活性剂溶液均匀涂层，如前所述。

表面改性剂或润湿剂的涂覆工作还可以适当地与加工制作过程组合起来， 以使模具在其插入传输机构之前，或者在即将进行充填操作之前马上得到处理， 以使其表面充分润湿，即与反应单体混合物接触点是湿的。

模具能由任何热塑性材料制成，该材料应适于大批量生产，并能模制出光 学质量的表面，和具有使模具在下文讨论的处理过程所用处理条件下保持其临 界尺寸的机械特性，而且可以利用设计要求的引发剂和辐射能源进行聚合反应。 凹和凸模组件于是可由热塑性树脂制成，适用材料的实例包括：如聚烯烃，如 低、中、高密度聚乙烯，聚丙烯及其共聚物；聚-4-甲基戊烯；和聚苯乙烯。 其他适用的材料是：聚缩醛树脂，聚丙烯基醚，聚芳基醚砜，尼龙6， 尼龙66与尼龙11。热塑性聚酯和各种氟化材料如氟化乙烯丙烯共聚物，乙 烯氟乙烯共聚物也可以使用。

已发现，为获得高质量坚固的模具，尤其是在大量生产中使用成组模具时， 模具材料的选择十分必要。在本发明中，产品质量不是由对每个透镜的屈光度 与曲率的个别检验与分类保证的。而是通过将每个单独的模具组件尺寸保持在 很小的公差范围内并且特别在一连串步骤中对模具进行处理，以使所有透镜受 到相同的处理，而保证其质量的。由于聚乙烯和聚丙烯从熔融态冷却下来的过 程中有部分结晶现象，使其有一定的收缩而难以控制其尺寸变化。于是，已进 一步发现，适用于本方法的优选模具材料是聚苯乙烯，它没有结晶，低收缩， 并能在较低温度下浇注模制/达到光学质量的表面。应理解，包括前述在内的 其他热塑性材料也可以使用，只要它们具有前述的这些特性即可。聚烯烃的某 些共聚物或混合物表现出这些所需的特性，也适用于本发有的目的，如具有这 种特性的聚苯乙烯共聚物和混合物，美国专利US.4,565,348有更 为详细的说明。

软性隐形眼镜半成品由一种反应单体混合物形成，这种混合物通常适于在 反应单体中添加水(在制作亲水性透镜时可取代的稀释剂)，辅助反应单体固 化的聚合反应催化剂，交联剂及常用的在脱模时起作用的表面活性剂。

可固化的混合物适宜包括以2-羟乙基的甲基丙烯酸酯(“HEMA”) 为基的共聚物和一或多种共聚单体如2-羟乙基丙烯酸酯，丙烯酸甲酯，甲基丙 烯酸甲酯，乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基丙烯酰胺，甲基丙烯酸羟基丙酯，甲基丙 烯酸异丁酯，苯乙烯，甲基丙烯酸乙氧基乙酯，甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯，甲基 丙烯酸缩水甘油酯，二丙酮丙烯酰胺，乙酸乙烯酯，丙烯酰胺，丙烯酸羟三亚 甲基酯，甲丙烯酸甲氧基乙酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甘油酯，及丙 烯酸二甲基氨基乙酯。

优选的可聚合的混合物公开在美国专利US.4,495,313 (Larsen)，US.5,039,459(Larsen等人)和US. 4,680,336(Larsen等人)中。这些混合物包括以下的无水混合物； 丙烯酸的可聚合亲水羟基酯，可以置换的硼酸酯，和最好至少有3个羟基团的 多羟基化合物。这些混合物经聚合反应，接着用水置换硼酸酯，而生产出亲水 的隐形眼镜。本发明所用的模具组件也可用于生产疏水或硬性的隐形眼镜，但 更适宜生产亲水性隐形眼镜。

可聚合的混合物适宜包括少量的交联剂，通常为0.05-2％，且更常 用的剂量是0.05-1.0％的双酯或三酯，有代表性的交联剂实例包括：二 丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸1，2-亚丁酯，二甲基丙 烯酸1，3-亚丁酯，二甲基丙烯酸1，4-亚丁酯，二丙烯酸丙二醇酯，二甲基 丙烯酸丙二醇酯，二甲基丙烯酸二乙二醇酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯 酸二乙二醇酯，二甲基丙烯酸二丙二醇酯，二丙烯酸二乙二醇酯，二丙烯酸二丙 二醇酯，三甲基丙烯酸甘油酯，三丙烯酸三羟甲基丙酯，三甲基丙烯酸三羟甲基丙 烷酯等等。一般地，交联剂常常有但并非必需有至少二个烯属不饱和双键。

可聚合的组合物通常还包含一种催化剂，通常是0.05-1％的自由基 催化剂。这种催化剂的典型实例包括；过氧化月桂酰，过氧化苯甲酰， 异丙基过碳酸酯，偶氮双异丁腈，和熟知的氧化还原系统如：过硫酸铵与焦 亚硫酸钠的组合等等。也可以采用紫外光，电子束或射频源的辐射催化聚合反 应，可选择添加一种聚合反应引发剂。有代表性的引发剂包括樟脑醌，乙基- 4-(N，N-二甲基-氨基)苯甲酸酯，和4-(2-羟基乙氧基)苯基- 2-羟基-2-丙基酮。

模具组件中可聚合混合物的聚合反应，适于把该混合物暴露于聚合反应引 发条件下进行。优选的工艺是在混合物中加入暴露于紫外辐射中时起作用的引 发剂；并将混合物暴露在强度与持续时间足够引起聚合反应并使之继续反应下 去的紫外辐射中。为此，有一半模具最好是透紫外的。在预固化步骤这后，单 体再次暴露于紫外辐射中进行固化步骤，在此步骤聚合反应得以彻底完成。对 于任何可聚合的混合物，剩下的反应所需的持续时间能够通过实验迅速地确定 下来。

模具组件包括至少两块，阴的凹形块(前弯)和阳的凸形块(后弯)，并 在其间形成一个腔体，且当所述的两块匹配时，至少有一块周边具有凸缘。更 为具体地讲，模具组件包括一个前半个模具和一个后半个模具，且两者相接触， 从而在其间确定并封闭了一个腔室，且可聚合的混合物被包容在相互接触的所 述两半模具所形成的腔室内。前模具在有凹表面、凸表面和有环形周边边沿的 情况下，有一个凹下的中心弯曲部分，其中与所述可聚合混合物接触的所述凹 表面部分具有所述模具组件制出的隐形眼镜前弯曲面的曲率并且足够平滑，使 得与所述表面接触的可聚混合物经聚合形成的隐形眼镜表面满足光学要求；所 述的前模具还有一个在所述周边边沿外围并与之合成一体，从其向外沿垂轴平 面伸出的环形凸缘。而后模在有凹表面，凸表面和环形周边边沿的同时有一中 心弯曲部分，其中与所述可聚合混合物接触的所述凸表面部分，具有用所述模 具组件制出的隐形眼镜后曲面的曲率且足够的平滑，使得与所述表面接触的可 聚合混合物经聚合而形成的隐形眼镜之表面满足光学要求，所述的后曲面还有 一个处于所述环形周边边沿外围并与之合为一体从其向外沿垂直于所述凸结构 轴的平面沿伸的环形凸缘，以及一个位于垂直于所述轴平面内并从所出凸缘伸 出的大致三角形的接头，其中所述的后半个模具的凸形结构与前半个模具的周 边边沿相接触。

前半个模具的内凹表面限定了隐形眼镜的外表面，而后半个模具的外凸表 面限定了隐形眼镜的内表面，以边沿为界。这种结构的具体细节可以从US. 4,640,489(Larsen)中得知并获得教导。

在将表面活性材料涂于模具表面上时，应注意以下几点：用足够量的表面 活性剂均匀覆盖模具表面，以达到工作环境所需的强化湿润度，要保持足够量 的制剂于表面上，以用于充填操作中并吸收到RMM中去，所加材料不能过量， 那样，在透镜固化之前该材料会扩散和吸收到RMM中去。

显然，润湿剂要以符合药物学剂量要求的量加以使用，并且不影响成品透 镜的表面和效能。

根据本发明，已用表面改性剂预处理过的凸模表面，如前述，与前曲面模 具相啮合，并在其间的模制腔内充填反应单体混合物，在此期间凸模光学表面 与之接触，而且由于它的改性的表面被RMM充分润湿，致使向前的弯月液面 均匀盖在模具表面而没有形成透镜空洞缺陷。凸模凭着其改性表面当与凹模机 械分离时，能非常有效地(且瞬时完成处理，包括类似处理过模具间的相互配 合)脱下透镜半成品(仍保持在凹模中固化)，而没有撕坏或其他对透镜半成 品的损坏。

在优选的实施例中，前曲面模具由一种组合物形成，它包含一种附加的脱 模剂，如硬脂酸锌，可有助于水合后透镜半成品脱模。因此，它的表面能特性 已被改性，而且附加一定量表面改性剂(在本例中是水蒸汽与表面活性剂)组 合起来施用)，可以用在凸模表面上，以平衡脱模特性，并以此方法确保透镜 半成品与之脱离，而滞留在凹的或前曲面模具表面上。

应理解，接着前文的描述，如影响脱模的理论条件一样，这些概念完全不 同于用单体混合物充分润湿成形模具表面造成的麻烦，尽管每个条件实际上都 彼此相关，即一个即可使透镜半成品脱模成功，但这样的透镜由于一个或多个 透镜空洞而有缺陷。尤其是凸的透镜模具接触表面，必须在涂覆时的涂覆处以 及随之所得的条件下接受单体混合物，在此情况下，需要通过增加凸模接触表 面上高表面能区域的表面积建立一个控制模具接触上有效扩展能力的临界润湿 度。

尽管具体参考了在实际制作中将表面改性剂涂于凸模光学表面的例子对本 发明做了描述，其中包括通常垂直布置的相互匹配模具元件，凹模组件常在 仰卧或下部位置支撑着初步成形的透镜半成品，但应该理解，在其他几何位置 关系情况下为实现透镜半成品移动差异，表面活性剂可以涂在任一透镜模具表 面的光学表面上。

而且，尽管本发明已参考了通过控制凸模光学表面的润湿表面来控制透镜 空洞缺陷，而得到初步说明解释，但是由于便于RMM以均匀适度的方式初始 扩展和涂于表面上，因此对减小凹透镜表面上小坑也有效。

例1

按如下方法检测多个处理好的后曲面模具的水润湿力：处理过的模具垂直 悬挂在一个微量天平上其上的水作为探测液体用。水位逐渐增加以浸没后曲面。 随着探测液体的增多，探测液体与后曲面之间的润湿力借助于微量天平被测出 并被记录下来。作为水弯液面在后曲面上走过距离的函数的润湿力之轨迹被得到， 其中P值(当半个模具部分地浸入水中时弯液面处的半模具周长(cm))可 被计算出来，与润湿力F(mg)一起可被用于根据以下公式确定动态接触角 (以度数表示)：

          F＝2rcosθ

其中r是水的表面张力(72.75达因/厘米，20℃条件下)。如前 文所述，水的动态接触角在受过处理的表面上适宜为小于或等于100°，最 好是小于或等于90°。

在如下的表1中提供了各种处理过和未处理过的后曲面的水润湿力测量值。

                      表1 模具表面                                          润湿力 未处理的聚苯乙烯A                                 56.4 未处理的聚苯乙烯B                                 56.9 未处理的聚苯乙烯C                                 50.9 0.25％CyASTATLS*/聚苯乙烯B                       67.1 0.5％CyASTATLS/聚苯乙烯B                          113.0 0.05％CyASTATLS/聚苯乙烯C                         105.0 0.25％CyASTATLS/聚苯乙烯C                         81.0 0.5％CyASTATLS/聚苯乙烯C                          115.0 (*Cytec Industries公司出售的3-月桂酰胺基丙基 三甲基铵甲基硫酸盐)

例2

凸模分别浸入Larostat 264 A(PPG出售的)、 Armostat 410(AKZ0出售的)和Cystat SN (Cytec出售的)的2％水溶液中，然后在环境条件下干燥48小时。这 样形成的涂层，能更好地被RMM，一种以HEMA为基的混合物所润湿。

当这些处理后的模具被用于自动控制的生产条件下，透镜模具造成的缺陷 可减少约34.6％。

例3

聚苯乙烯隐形眼镜模具分别用Glucan P-10，Tween 80及Glucan DOE 120水悬浮液擦拭，然后这些模具被用于模 制隐形眼镜，采用的反应单体混合物包含96.8％的HEMA，1.97％的 甲基丙烯酸，0.78％的二甲基丙烯酸乙二醇酯及0.1％的三甲基丙烯酸三羟甲 基丙烷酯，和0.34％悬浮于作为惰性水可置换稀释剂的(48％RMM)硼酸甘 油酯中的Darvocur 1173。这个模具可迅速地拆分而不产生缺陷。