專利名稱：用于印刷透鏡模具的粘度控制和著色劑循環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請(qǐng)要求于2004年1月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/536540的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及用于控制有色隱形眼鏡生產(chǎn)系統(tǒng)中的著色劑粘度和循環(huán)的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于控制有色隱形眼鏡生產(chǎn)系統(tǒng)中的著色劑粘度和循環(huán)的方法。
背景技術(shù)：
使用有色隱形眼鏡改變虹膜的天然顏色是眾所周知的。許多用于生產(chǎn)有色透鏡的著色劑通常由粘合聚合物和色素構(gòu)成。美國(guó)申請(qǐng)專利No.10/027579(″′579申請(qǐng)″)描述了一種制造有色隱形眼鏡的方法并對(duì)其提出了權(quán)利要求，該申請(qǐng)目前的美國(guó)專利公開號(hào)為No.20030000028，
公開日為2003年1月2日，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用而結(jié)合于本文中，其中，通過(guò)將著色劑從型面轉(zhuǎn)移到透鏡材料上而施加在未固化的透鏡材料上，隨后使未固化的透鏡材料固化。該′579申請(qǐng)公開了著色劑轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移可以利用包含著色劑成分的移印膠(printingpad)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該著色劑成分壓貼在光學(xué)模具的型面上。一般包括溶劑成分的著色劑成分可以干燥，以提供用于制造有色隱形眼鏡的有色透鏡模具。
在使用封閉杯來(lái)移印隱形眼鏡模具的過(guò)程中，在使用特定著色劑的整個(gè)過(guò)程中，需要保持著色劑的粘度或者溶劑/固體之比。一般來(lái)說(shuō)，溶劑從在移印過(guò)程中留在所用底板的未蝕刻部分(etch)上的薄膜中的蒸發(fā)降低了包含于封閉杯中的著色劑中的溶劑與固體之比。著色劑中的溶劑與固體之比的降低通常增加了著色劑的粘度，并最終導(dǎo)致低劣的印刷性能。存在于著色劑中的溶劑通常有助于著色劑從底板轉(zhuǎn)移至移印膠以及從移印膠轉(zhuǎn)移至前曲面透鏡模具。著色劑設(shè)計(jì)成允許一部分溶劑蒸發(fā)，以增加印刷頭上著色劑的粘性以便實(shí)現(xiàn)其向移印膠的轉(zhuǎn)移。溶劑的類型、著色劑的類型、溫度、濕度、氣流速度、移印膠材料的類型，以及印刷模式的類型是一部分影響因素，其影響了優(yōu)化印刷性能所需的理想的溶劑水平或粘度水平；其他因素包括印刷機(jī)的速度和循環(huán)時(shí)間。當(dāng)杯中著色劑的高度低于臨界水準(zhǔn)時(shí)，由于著色劑填充底板蝕刻部分的能力有所削弱，因此最終需要停止印刷過(guò)程并向杯中補(bǔ)充著色劑。更換杯以及人工制備具有正確溶劑比的著色劑是困難且混亂的，并且會(huì)使技術(shù)人員暴露于溶劑下。因此，需要提供一種著色劑管理系統(tǒng)，在主動(dòng)地控制貯器內(nèi)的著色劑的所需成分或粘度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)從貯器向杯以及從杯流回貯器的著色劑循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尤其提供了包括相鄰于底板的著色劑杯的系統(tǒng)，其中，著色劑從貯器傳送到杯中，而著色劑從杯被送回貯器。因此，在本發(fā)明的一方面，提供了包括相鄰于底板的著色劑杯的系統(tǒng)，其中該杯包括通氣口、內(nèi)頂蓋部分以及處于該頂蓋部分下方的空氣間隙；包括著色劑的貯器；與貯器流體連通的進(jìn)給管道；以及與杯流體連通的回流管道。
在一個(gè)相關(guān)方面，本發(fā)明尤其提供了著色劑粘度控制和循環(huán)系統(tǒng)，其具有定位成相鄰于底板的杯；杯中的通氣口，其用于提供位于杯中著色劑上方的空氣間隙；著色劑貯器，其能夠自動(dòng)保持著色劑的粘度；以及相關(guān)的泵和管道，用于著色劑在著色劑貯器和杯之間循環(huán)，同時(shí)在杯中保持大致恒定高度的著色劑。因此還提供了著色劑粘度控制和循環(huán)系統(tǒng)，其包括可密封地設(shè)置成相鄰于底板的杯，該杯包括用于提供空氣間隙的通氣口；著色劑貯器，其包括著色劑、溶劑入口閥、浸沒(méi)于著色劑中的粘度計(jì)，以及用于調(diào)節(jié)溶劑入口閥的控制器，該控制器響應(yīng)于來(lái)自粘度計(jì)的所接收到的信號(hào)；進(jìn)給管道，其與著色劑貯器流體連通；進(jìn)給泵，其用于將著色劑從進(jìn)給管道傳送到杯中；與杯流體連通的回流管道；以及回流泵，其用于將著色劑從杯傳送到著色劑貯器中。
本發(fā)明還提供了可用于本發(fā)明系統(tǒng)中的著色劑杯。因此，提供了這樣的著色劑杯，其具有通氣口、內(nèi)頂蓋部分、密封邊緣、位于密封邊緣上方大約1至大約2毫米處的供料孔，以及位于內(nèi)頂蓋部分下方大約3毫米到大約5毫米處的回流孔。
本發(fā)明還提供了在本發(fā)明系統(tǒng)中從貯器向著色劑杯帽傳送著色劑的方法。因此，還提供了包括提供這種系統(tǒng)的方法，這種系統(tǒng)包括相鄰于底板的著色劑杯，其中該杯包括通氣口、內(nèi)頂蓋部分、以及處于該頂蓋部分下方的空氣間隙；包括著色劑的貯器；與貯器流體連通的進(jìn)給管道；以及與杯流體連通的回流管道；以及將著色劑從貯器傳送至該杯。
在一個(gè)相關(guān)方面，本發(fā)明還提供了在移印系統(tǒng)中使著色劑循環(huán)的方法，包括密封相鄰于底板的杯，該杯包含有著色劑，而且該杯包含有位于著色劑上方的空氣，其中，空氣能夠通過(guò)設(shè)在該杯中的通氣口而進(jìn)入杯；控制著色劑貯器中的著色劑的粘度，將著色劑從著色劑貯器傳送到杯中，以及將殘留于杯中的著色劑和空氣傳送到貯器中。
本發(fā)明還提供了使移印系統(tǒng)中的著色劑循環(huán)的方法，該移印系統(tǒng)包括流入和流出著色劑杯的著色劑的不同傳送速率。在本發(fā)明的這一方面，不同的傳送速率有助于減少泄漏到底板上的著色劑。因此，在本發(fā)明的另一方面，提供了這樣一種方法，包括密封相鄰于底板的杯，該杯包含有著色劑；控制著色劑貯器中的著色劑的粘度；將著色劑從著色劑貯器泵送到杯；以及，以比著色劑從著色劑貯器傳送到杯中的速率更快的速率將殘留于杯中的著色劑傳送到貯器中。


圖1是本發(fā)明的著色劑循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的正視示意圖。
圖2是圖1所示杯的詳細(xì)結(jié)構(gòu)正視示意圖。
圖3包括了本發(fā)明的著色劑杯的一個(gè)實(shí)施例的示意圖、剖視圖以及立體圖。
圖4是本發(fā)明的著色劑循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的系統(tǒng)一般包括具有著色劑杯，其具有通氣口、內(nèi)頂蓋部分以及位于頂蓋部分下方的空氣間隙，著色劑杯設(shè)置成相鄰于底板。包括著色劑的貯器也設(shè)置于本發(fā)明系統(tǒng)中，用于向與底板相接觸的墨水杯提供新的、優(yōu)選為粘度受控的液體著色劑。提供與貯器流體連通的進(jìn)給管道，以用于從貯器向墨水杯中傳送新著色劑。還提供了與杯流體連通的回流管道，用于將墨水杯中的著色劑循環(huán)回到貯器。如本文中所用，文中使用的用語(yǔ)“著色劑杯”以及“杯”是指移印技術(shù)領(lǐng)域中已知的“墨水杯”。適用于本發(fā)明中的合適杯可以通過(guò)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何多個(gè)墨水杯來(lái)提供，例如封閉式墨水杯，其一般包括某些改進(jìn)以用于提供所公開的發(fā)明。本發(fā)明的杯包含著色劑，該著色劑一般是液態(tài)形式，由杯包含且相鄰于底板的表面。底板在移印技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知為包括用于容納液體著色劑的蝕刻表面，例如，具體蝕刻型式中的著色劑。該表面蝕刻部分可以具有任何型式，但是它們一般具有類似于虹膜的型式，以用于為有色隱形眼鏡提供自然的外觀。該杯可密封式地保持在底板表面上并且在底板表面上進(jìn)行抽吸，以便在表面蝕刻部分中沉淀著色劑。而后，移印膠接觸底板，以用于將著色劑型式轉(zhuǎn)移至移印膠上。該型式隨后轉(zhuǎn)移到前曲面透鏡模具上，以便用于有色隱形眼鏡的進(jìn)一步處理。
適用于本發(fā)明中的合適杯一般包括通氣口，內(nèi)頂蓋部分，以及頂蓋部分下方的空氣間隙。所提供的通氣口作為穿透杯頂蓋的小孔或者通道。通氣口允許杯外部的環(huán)境氣體進(jìn)入杯的內(nèi)部以提供空氣間隙。一般地，環(huán)境氣體是空氣，也可以使用其他任何氣體，例如惰性氣體，如氮?dú)?。因?yàn)榭諝饷芏鹊陀谥珓┑拿芏?，因此空氣間隙通常位于著色劑上方以及杯內(nèi)頂蓋部分的下方。當(dāng)著色劑被抽出杯時(shí)，環(huán)境氣體能夠通過(guò)通氣口進(jìn)入杯中。因此，通氣口使杯中的壓力大致與環(huán)境氣體的壓力相同。
合適的杯一般包括分別用于著色劑循環(huán)進(jìn)入和排出杯的入口和出口。合適的入口一般設(shè)置為杯中的孔，以用于與進(jìn)給管道以及位于底板上的著色劑流體連通。在系統(tǒng)的操作過(guò)程中，該孔一般浸沒(méi)于底板上的著色劑中。進(jìn)給管道的孔適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在底板上方的大約1毫米到大約2毫米處。除了能向底板表面直接提供新著色劑之外，在維修以及停止操作過(guò)程中，接近底板表面的孔還使得可易于從杯中清除掉大部分著色劑，例如通過(guò)以相反方向來(lái)操作進(jìn)給泵以便從杯中清除著色劑。杯上的合適通氣口一般由設(shè)置成與回流管道流體連通以及可選擇性與位于底板上的著色劑流體連通的孔來(lái)提供。該杯一般包括回流管道的端部，其設(shè)置在杯的內(nèi)頂蓋部分下方，以便允許形成空氣間隙。優(yōu)選的是，回流管道的端部設(shè)置在該杯的頂蓋部分下方大約3毫米至大約5毫米處。在系統(tǒng)的操作過(guò)程中，該杯的設(shè)計(jì)以及入口孔和出口孔的位置使得該杯大致在大氣壓力下保持了限定的著色劑高度以及上方的空氣間隙，例如頂頭空間。這種設(shè)計(jì)一般提供了在較低壓力下進(jìn)行墨水杯中的著色劑再循環(huán)，從而有助于防止泄漏。
合適的貯器一般包括容器，該容器能夠包括在體積上大于著色劑杯容積的著色劑。合適的貯器還包括一個(gè)或多個(gè)攪拌器，以及相關(guān)的攪拌用電動(dòng)機(jī)以及可選的皮帶。優(yōu)選的是，合適的貯器包括溫度控制器，例如加熱和冷卻盤管。通過(guò)受控地添加溶劑至著色劑中，可用于本發(fā)明系統(tǒng)中的合適貯器一般能夠保持其中所含的著色劑的粘度。在這方面，合適的貯器包括溶劑入口閥、浸沒(méi)于著色劑中的粘度計(jì)，以及用于調(diào)節(jié)溶劑入口閥的控制器。單獨(dú)的貯器或者溶劑源一般設(shè)置成可與入口閥流體連通。該入口閥的開啟一般由響應(yīng)于從粘度計(jì)所接收的信號(hào)的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。合適的可控入口閥可以從商業(yè)途徑中獲得。合適的粘度計(jì)一般包括由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的心軸，例如由Brookfield Engineering Laboratories(Middleboro，Massachusetts)公司提供的心軸。其他合適的粘度計(jì)可包括從動(dòng)于活塞的粘度計(jì)，例如由Cambridge Applied Systems(Medford，Massachusetts)公司生產(chǎn)。各種合適的粘度計(jì)可以從商業(yè)途徑上獲得，其中，所接收的來(lái)自粘度計(jì)的信號(hào)源自用于驅(qū)動(dòng)粘度計(jì)電動(dòng)機(jī)的電流。如文中所用，用語(yǔ)“粘度計(jì)”是指任何一種能夠提供對(duì)流體粘度變化敏感的信號(hào)的裝置。因此，合適的粘度計(jì)不必要求輸出以粘度單位來(lái)表達(dá)的絕對(duì)值，而只需提供與相對(duì)粘度相關(guān)聯(lián)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度或扭矩值就足夠了。這些信號(hào)又與電流的設(shè)定點(diǎn)相比較，這些設(shè)定點(diǎn)與所需著色劑的粘度相關(guān)聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)心軸的恒定轉(zhuǎn)速。當(dāng)控制器判定使軸以預(yù)定速率轉(zhuǎn)動(dòng)的所需電流大于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，控制器發(fā)送打開溶劑入口的信號(hào)，使溶劑添加到貯器內(nèi)的著色劑中，以便將粘度降低至設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)控制器判定粘度處于或低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，控制器關(guān)閉溶劑入口閥。當(dāng)例如由于底板上溶劑的損失而導(dǎo)致粘度增加時(shí)，以及由于溶劑的增加而導(dǎo)致粘度降低時(shí)，重復(fù)該過(guò)程。一般地，著色劑的粘度在穩(wěn)定狀態(tài)下控制在大約1000到大約2300厘泊之間，偏差為大約+/-200厘泊。
本發(fā)明的合適進(jìn)給管道一般提供了貯器與杯之間的著色劑的流體連通。例如，通過(guò)將進(jìn)給管道的一端連接于貯器上并將相反端連接于杯上，來(lái)提供這種流體連通。進(jìn)給管道可以連接到貯器的與著色劑相接觸的幾乎任何部分，例如在貯器的壁中的開口或者通過(guò)使用浸沒(méi)于貯器中的著色劑內(nèi)的供料管。優(yōu)選的是，進(jìn)給管道連接于貯器的底部。合適的進(jìn)給管道可以由任何能夠傳送著色劑的材料構(gòu)成。由于本發(fā)明所使用的著色劑包含有機(jī)溶劑，因此進(jìn)給管道的構(gòu)成材料應(yīng)該與有機(jī)溶劑如玻璃、金屬、塑料和橡膠相容。一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所使用的管道采用塑料管的形式，例如商標(biāo)為PharmedTM的蠕動(dòng)泵管，以及伸入杯中的延伸管配件所用的不銹鋼。本發(fā)明中所用進(jìn)給管道一般包括至少一個(gè)用于將著色劑從進(jìn)給管道傳送至著色劑杯中的進(jìn)給泵，可以使用適于將著色劑從進(jìn)給管道傳送至杯中的任何類型的泵，例如正排量泵以及非正排量泵。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，進(jìn)給泵能夠在非正排量模式下運(yùn)行是比較理想的。合適的泵包括蠕動(dòng)泵、葉輪型泵、齒輪泵、具有回流特征的泵，或者它們的任何組合。蠕動(dòng)泵以及例如商標(biāo)為PharmedTM(塑化聚丙烯)的柔性蠕動(dòng)泵管優(yōu)選用于進(jìn)給管道中。
合適的回流管道設(shè)置成與杯流體連通。本發(fā)明的系統(tǒng)一般包括回流管道，該回流管道包括用于將著色劑從杯傳送回貯器的回流泵?？梢允褂眠m于傳送來(lái)自杯中的著色劑的任何類型的泵，例如正排量泵以及非正排量泵。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，進(jìn)給泵能夠在非正排量模式下運(yùn)行是比較理想的。合適的泵包括蠕動(dòng)泵、葉輪型泵、齒輪泵、具有回流特征的泵，或者它們的任何組合。蠕動(dòng)泵以及例如商標(biāo)為PharmedTM(塑化聚丙烯)的柔性蠕動(dòng)泵管優(yōu)選用于進(jìn)給管道中。
本發(fā)明系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)成使得回流管道中的傳送速率高于進(jìn)給管道的傳送速率。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用相同直徑的管道以及可變速的泵，來(lái)實(shí)現(xiàn)回流管道中的更高傳送速率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，使用相同速度的泵，并且使用其中大部分橫截面大于大部分進(jìn)給管道橫截面的回流管道，來(lái)提供具有更高傳送速率的回流管道。更優(yōu)選的是，使用了相同速度的泵，并且大部分回流管道的橫截面是大部分進(jìn)給管道橫截面的至少兩倍大。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種著色劑粘度控制和循環(huán)系統(tǒng)，其具有可密封地設(shè)置成相鄰于底板的著色劑杯。在該實(shí)施例中，該杯包括提供空氣間隙的通氣口，使得杯中所含的著色劑保持大致處于大氣壓力下。在該實(shí)施例中提供了著色劑貯器，其包括著色劑、溶劑入口閥、浸沒(méi)于著色劑中的粘度計(jì)，以及用于調(diào)節(jié)溶劑入口閥的控制器。這里，控制器響應(yīng)于來(lái)自粘度計(jì)的表示著色劑粘度超出設(shè)定點(diǎn)的所接收信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)溶劑入口閥的開啟。該實(shí)施例的系統(tǒng)還包括與著色劑貯器流體連通的供料管，用于將著色劑從供料管泵送至杯中的進(jìn)給泵，與杯流體連通的回流管；以及用于將著色劑從杯中泵送至著色劑貯器的回流泵。本系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)的操作如下文所述地來(lái)進(jìn)行。
其中將著色劑從貯器傳送至本發(fā)明的著色劑杯中的方法一般包括，提供如本文所述的系統(tǒng)以及將著色劑從貯器傳送至杯中。優(yōu)選的是，本發(fā)明的方法包括，提供包括有相鄰于底板的著色劑杯的系統(tǒng)，其中，該杯具有通氣口、內(nèi)頂蓋部分、位于頂蓋部分下方的空氣間隙、包括著色劑的貯器、與貯器流體連通的進(jìn)給管道；與杯流體連通的回流管道；以及將著色劑從貯器傳送至杯中。
一般地，通過(guò)監(jiān)控貯器中著色劑的粘度以及在粘度超出粘度設(shè)定點(diǎn)時(shí)向著色劑中添加溶劑，來(lái)控制著色劑的粘度?？梢岳昧髯儗W(xué)領(lǐng)域中已知的各種方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)粘度監(jiān)控。例如，粘度可以根據(jù)以粘度單位來(lái)表示的實(shí)際粘度來(lái)進(jìn)行監(jiān)控，或者可以基于相對(duì)比例來(lái)實(shí)現(xiàn)粘度監(jiān)控。優(yōu)選的是，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)浸沒(méi)于著色劑中的軸所需的扭矩，來(lái)基于相對(duì)比例進(jìn)行粘度監(jiān)控。各種合適的粘度計(jì)可通過(guò)商業(yè)途徑獲得而且已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于知曉，其示例如上所述。
在此處所述的方法中，著色劑優(yōu)選從杯傳送至貯器。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，殘留于杯內(nèi)的著色劑以及空氣以更高的速率傳送到貯器，該速率優(yōu)選為著色劑從著色劑貯器傳送到杯中的速率的至少兩倍。在其中于著色劑杯內(nèi)提供了空氣間隙的實(shí)施例中，著色劑在回流管道中更高的傳送速率導(dǎo)致著色劑與空氣交替地從杯傳送到貯器中。就此而言，當(dāng)著色劑的高度下降至低于回流管道的孔時(shí)，在杯內(nèi)的回流管道的孔的高度導(dǎo)致空氣通過(guò)通氣口進(jìn)入杯中。因此，空氣傳送到回流管道中，直至杯中著色劑的高度水平達(dá)到回流管道的孔處，在此處，著色劑被抽入回流管道。重復(fù)這一過(guò)程，其中著色劑和空氣交替地傳送到貯器中。由于空氣能被傳送到貯器中，因此回流管道連接于貯器的使貯器中著色劑內(nèi)的氣泡形成最少的那部分上。連接回流管道的合適位置處于貯器中著色劑高度水平之上，例如在貯器的頂部，使得回流的空氣處于貯器中的氣相中，而不會(huì)傳送入貯器的液相中。
在其中整個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)傳送速率已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件的實(shí)施例中，殘留于杯中的著色劑保持在大致恒定的高度水平。大致恒定的著色劑高度水平一般由回流管道的端部、即稱為回流管道的孔在底板之上的位置來(lái)確定。在其中空氣間隙設(shè)在杯內(nèi)頂蓋部分下方的實(shí)施例中，回流管道的端部、例如孔可處于任何高度，只要它高于進(jìn)給管道在杯內(nèi)的端部。在優(yōu)選的實(shí)施例中，回流管道的端部設(shè)在內(nèi)頂蓋部分下方的大約3毫米到大約5毫米處。杯中著色劑的高度一般在大約一厘米至大約五厘米的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明某些實(shí)施例的操作過(guò)程中，系統(tǒng)一般包括設(shè)置成相鄰于杯的移印膠。在這些實(shí)施例中，優(yōu)選的是，在底板的每一次行程過(guò)程中，將底板蝕刻部分暴露于來(lái)自入口管道的新著色劑中。就此而言，著色劑優(yōu)選傳送到杯的第一部分中，而從杯的第二部分排出，其中，第一部分定位成比第二部分更接近移印膠。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，比較理想的是利用泵送方法來(lái)傳送著色劑，以便使著色劑顆粒的形成以及污染最小。就此而言，最好使著色劑蠕動(dòng)式地傳送到杯或貯器中，或者傳送至這二者中，例如通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)如上所述的蠕動(dòng)泵。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種使移印系統(tǒng)中的著色劑循環(huán)的方法，包括密封相鄰于底板的著色劑杯，該杯包含著色劑，而杯內(nèi)所含的空氣位于著色劑上方，其中，空氣能夠通過(guò)位于杯內(nèi)的通氣口而進(jìn)入杯中。該實(shí)施例包括控制著色劑貯器中的著色劑粘度；將著色劑從著色劑貯器泵送至杯中；以及將殘留于杯中的著色劑和空氣泵送到貯器中。
本發(fā)明還提供了使移印系統(tǒng)中的著色劑循環(huán)的方法，包括流入或流出著色劑杯的不同傳送速率。在本發(fā)明的這一方面，不同的傳送速率有助于減少著色劑泄漏出杯而流到底板上。因此，在本發(fā)明的另一方面提供了這樣的方法，包括密封相鄰于底板的杯，該杯包含著色劑；控制著色劑貯器中的著色劑粘度；將著色劑從貯器傳送至杯中。在這些實(shí)施例中，利用比著色劑從著色劑貯器有效地傳送到杯中的速率更快的有效傳送速率，將殘留于杯內(nèi)的著色劑傳送到貯器中。在本文所公開的方法中，著色劑杯可選擇地包括通氣口，以及可選擇地包括空氣間隙。這里所用的用語(yǔ)“有效傳送速率”是指著色劑在無(wú)阻礙的開放系統(tǒng)中進(jìn)行傳送的速率，例如，其中通氣口位于杯中并且過(guò)量的著色劑可通往回流管道。在缺少通氣口、空氣間隙或缺少這二者的實(shí)施例中，通過(guò)由進(jìn)給管道供應(yīng)至杯中的更慢著色劑速率，來(lái)阻礙著色劑在回流管道中的傳送。在這些實(shí)施例中，一般通過(guò)與進(jìn)給管道相比而在回流管道內(nèi)所具有的更高的有效傳送速率的作用，來(lái)產(chǎn)生杯內(nèi)的負(fù)壓。因此，這里所公開的方法能夠在比環(huán)境壓力略小的壓力下進(jìn)行，這種情形一般出現(xiàn)在杯中裝滿了著色劑的情況下。
在本發(fā)明某些實(shí)施例中，著色劑利用進(jìn)給泵從著色劑貯器傳送到杯中。同樣地，利用回流泵將殘留于杯中的著色劑傳送到貯器中。盡管多數(shù)任何類型的泵可用于將殘留于杯中的著色劑傳送到貯器中，但是優(yōu)選使用能在非正排量模式下運(yùn)行的泵。非正排量泵的合適示例例如包括蠕動(dòng)泵、葉輪型泵、齒輪泵、具有回流特征的泵，或者它們的任何組合。優(yōu)選使用蠕動(dòng)泵。
在某些優(yōu)選實(shí)施例中，還需要控制著色劑的粘度，以便克服因溶劑損失而導(dǎo)致著色劑變稠。因此，本發(fā)明的另一實(shí)施例包括使移印系統(tǒng)中的著色劑循環(huán)的方法，該方法包括密封相鄰于底板的杯，該杯包含著色劑；控制著色劑貯器中的著色劑的粘度；將著色劑從著色劑貯器泵送至杯中；以及以比著色劑從著色劑貯器泵送至杯中的速率更快的泵送速率，將殘留于杯中的著色劑泵送到貯器中。
通過(guò)參考附圖中所示的實(shí)施例，來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的系統(tǒng)、著色劑杯以及方法。參見圖1，將著色劑14添加至由攪拌器17不斷攪拌的貯器18中。攪拌器由電動(dòng)機(jī)16通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)12以恒定速度驅(qū)動(dòng)浸沒(méi)于著色劑14中的心軸13。保持電動(dòng)機(jī)12的恒定速度所需的電流由控制器15來(lái)監(jiān)控。盡管并非粘度的直接讀數(shù)，但是電動(dòng)機(jī)12的電流與著色劑14的粘度直接有關(guān)?？刂破?5可以設(shè)置成對(duì)于給定的電流設(shè)定(或相對(duì)設(shè)定)而言，當(dāng)實(shí)際電流讀數(shù)(或相對(duì)讀數(shù))超出設(shè)定點(diǎn)值時(shí)，溶劑入口閥11打開。因此，當(dāng)著色劑14的粘度增加并且電動(dòng)機(jī)12的電流讀數(shù)增加時(shí)，來(lái)自溶劑貯器10的溶劑被添加至著色劑14中。在加入足量的著色劑后，電動(dòng)機(jī)12的電流水平降低到設(shè)定點(diǎn)以下，溶劑入口閥11關(guān)閉。已知為“墨水泵”的裝置可通過(guò)商業(yè)途徑從ITW Trans Tech America Inc.公司(CarolStream，Illinois)獲得，并且可以結(jié)合到本發(fā)明的系統(tǒng)中。這種裝置一般經(jīng)過(guò)改進(jìn)以適用于本發(fā)明，例如，通過(guò)不使用位于這種裝置的貯器內(nèi)的齒輪泵，來(lái)使得顆粒污染的產(chǎn)生最小。此外的改進(jìn)包括，使與著色劑相接觸的貯器18的表面由可使顆粒產(chǎn)生最少的材料如涂鍍的不銹鋼來(lái)構(gòu)成。
在圖1中，利用著色劑進(jìn)給泵通過(guò)供料管4從貯器18的底部抽出著色劑14。該泵為具有固定幾何形狀的壓桿和恒速電動(dòng)機(jī)的蠕動(dòng)泵。另外參見圖2，著色劑隨后通過(guò)延長(zhǎng)供料管27而供給至墨水杯8，該供料管27在上文中也稱為進(jìn)給管道的孔。該管的出口離底板19的表面為大約1至2毫米。將著色劑25填充至墨水杯8中，直至其達(dá)到延長(zhǎng)回流管28的入口，其在上文中也稱為回流管道的孔。延長(zhǎng)回流管的末端距墨水杯8的頂部為大約3至5毫米。利用陶瓷接頭環(huán)23(也就是密封邊緣)與底板的緊密密封，將著色劑容納在墨水杯8中。墨水杯8、接頭環(huán)23以及底板可通過(guò)商業(yè)途徑獲得。當(dāng)著色劑25到達(dá)延長(zhǎng)回流管時(shí)，通過(guò)著色劑回流泵2并經(jīng)由回流管來(lái)抽出著色劑。兩泵1，2相同，但是，著色劑回流管3的直徑為著色劑供料管4直徑的至少兩倍。直徑的不同以及使用同樣的蠕動(dòng)泵(或者泵壓頭)確保了回流側(cè)的流率超過(guò)供給速率。因此，當(dāng)著色劑25到達(dá)延長(zhǎng)回流管28時(shí)，著色劑被抽出，直至不再有流體相通。當(dāng)不再有流體相通時(shí)，空氣通過(guò)通氣口31被抽入回流管3。當(dāng)在穩(wěn)態(tài)下操作時(shí)，回流管由抽著色劑轉(zhuǎn)變?yōu)槌榭諝?。這就允許在杯中具有恒定的著色劑高度水平，這在蝕刻部分填充過(guò)程中是優(yōu)選的。
不希望被特定的操作理論來(lái)限定，這里認(rèn)為，在底板的每一行程中，新調(diào)的(溶劑/粘度)著色劑優(yōu)選沉淀在底板的蝕刻部分上。就此而言，最好相對(duì)于底板支架9的運(yùn)動(dòng)并借助于杯前面的延長(zhǎng)管27來(lái)傳送新的著色劑，以及在相對(duì)的后部位置借助于延長(zhǎng)管28來(lái)回送著色劑。參見圖1，在底板支架9移到右邊后，著色劑立即被移印膠7拾取。入口和通氣口的相對(duì)位置也有助于杯中的著色劑不停滯。當(dāng)為了維修或改變顏色而需要移動(dòng)墨水杯時(shí)，可通過(guò)進(jìn)給泵1的反轉(zhuǎn)(或者使通過(guò)蠕動(dòng)輥的管的方向反向)，可輕易地將杯騰空。在反轉(zhuǎn)進(jìn)給泵1來(lái)抽空墨水杯之后，著色劑的剩余高度水平為大約2至3毫米，這使得比裝滿著色劑的杯更容易清洗。
本發(fā)明系統(tǒng)和方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例如下所述。圖3提供了本發(fā)明的著色劑杯的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖以及立體圖。該示意圖顯示了用于定位通氣口、供給(即“供流”)管道孔以及回流管道孔的杯中通孔的位置。剖視圖顯示了供給(即“供流”)管道孔和回流管道相對(duì)于杯的內(nèi)頂蓋部分和底板的定位。立體圖顯示了通氣口、供給(即“供流”)管道孔和回流管道孔相對(duì)于杯內(nèi)頂蓋部分的定位。
圖4是本發(fā)明的著色劑循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。該圖描述了包括墨水(也就是著色劑)的貯器包含，該貯器與供給(“供流”)管道和回流管道流體連通。進(jìn)給管道包括聚四氟乙烯管，其通過(guò)配件而連接在柔性管(PharmedTM)上，柔性管安裝在蠕動(dòng)泵的一個(gè)壓頭上。柔性管通過(guò)另外的配件而連接在另外的聚四氟乙烯管上，該另外的聚四氟乙烯管通過(guò)配件而連接在安裝于杯中的延長(zhǎng)件上，其形成了與進(jìn)給管道流體連通的孔。類似的管、連接器及泵壓頭提供了回流管道。兩個(gè)蠕動(dòng)泵壓頭都連接到同一蠕動(dòng)泵上。該實(shí)施例的其它細(xì)節(jié)如下進(jìn)給泵和回流泵的類型Masterflex蠕動(dòng)泵，30RPM管材直徑供流和回流硬管1/4″內(nèi)徑的聚四氟乙烯管供流蠕動(dòng)管Masterflex Pharmed E-06485-17蠕動(dòng)管回流蠕動(dòng)管Masterflex Pharmed E-06485-18蠕動(dòng)管墨水杯的尺寸165毫米的直徑泵速進(jìn)給泵和回流泵在30HZ下旋轉(zhuǎn)著色劑的粘度范圍大約1000厘泊到2300厘泊，這取決于著色劑粘度計(jì)和控制器供應(yīng)商為Transtech，型號(hào)為墨水泵(3.0L的泵缸)著色劑貯器的容積為大約3000毫升；溶劑貯器的容積為大約300毫升。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括相鄰于底板的著色劑杯，其中，所述杯包括通氣口、內(nèi)頂蓋部分，以及所述頂蓋部分下方的空氣間隙；包括著色劑的貯器；與所述貯器流體連通的進(jìn)給管道；以及與所述杯流體連通的回流管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述貯器包括溶劑入口閥、浸沒(méi)于所述著色劑中的粘度計(jì)，以及用于調(diào)節(jié)所述溶劑入口閥的控制器，所述控制器響應(yīng)于從所述粘度計(jì)接收到的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給管道包括用于將著色劑從所述進(jìn)給管道傳送至所述杯中的進(jìn)給泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給泵能夠在非正排量模式下工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給泵包括蠕動(dòng)泵、葉輪型泵、齒輪泵、具有回流特性的泵，或者它們的任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給泵為蠕動(dòng)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管道包括用于將著色劑從所述杯傳送至所述貯器的回流泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述回流泵能夠在非正排量模式下運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述回流泵包括蠕動(dòng)泵、葉輪型泵、齒輪泵、具有回流特性的泵，或者它們的任意組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述回流泵為蠕動(dòng)泵。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給管道包括第一泵壓頭，所述回流管道包括第二泵壓頭，其中，所述第一泵壓頭和第二泵壓頭由同一泵促動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述杯包括與所述進(jìn)給管道以及與位于所述底板上的著色劑流體連通的孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔位于所述底板的上方大約1毫米至大約2毫米處。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述杯包括與所述回流管道以及選擇性地與位于所述底板上的著色劑流體連通的孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述杯包括位于所述內(nèi)頂蓋部分下方大約3毫米至大約5毫米處的所述回流管道端部。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，大部分回流管道的橫截面積大于大部分進(jìn)給管道的橫截面積。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，大部分回流管道的橫截面積為大部分進(jìn)給管道的橫截面積的至少兩倍。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，所述粘度計(jì)包括由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的心軸，所述信號(hào)來(lái)自于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的電流。
19.一種著色劑杯，包括通氣口、內(nèi)頂蓋部分、密封邊緣、位于所述密封邊緣上方大約1毫米至大約2毫米處的供料孔，以及位于所述內(nèi)頂蓋部分下方大約3毫米至大約5毫米處的回流孔。
20.一種方法，包括提供一種系統(tǒng)，其包括，相鄰于底板的著色劑杯，其中，所述杯包括通氣口、內(nèi)頂蓋部分，以及位于所述頂蓋部分下方的空氣間隙；包括著色劑的貯器；與所述貯器流體連通的進(jìn)給管道；和與所述杯流體連通的回流管道；以及將著色劑從所述貯器傳送至所述杯中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將著色劑從所述杯傳送到所述貯器中。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，通過(guò)監(jiān)控所述著色劑的粘度，并且當(dāng)所述粘度超過(guò)粘度設(shè)定點(diǎn)時(shí)向所述著色劑中添加溶劑，來(lái)控制所述著色劑的所述粘度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)浸沒(méi)于所述著色劑中的心軸所需的扭矩，來(lái)監(jiān)控所述粘度。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，殘留于所述杯中的著色劑和空氣在比著色劑從所述著色劑貯器傳送到所述杯中的速率更高的速率下傳送到所述貯器中。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，殘留于所述杯中的著色劑和空氣傳送到所述貯器中的速率是著色劑從所述著色劑貯器傳送到所述杯中的速率的至少兩倍。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，著色劑和空氣交替地從所述杯傳送到所述貯器中。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，空氣通過(guò)所述通氣口而進(jìn)入所述杯中。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，殘留于所述杯中著色劑保持在基本上恒定的高度水平。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述基本上恒定的高度水平由所述回流管道端部在所述底板上方的位置決定。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述回流管道的所述端部設(shè)在所述內(nèi)頂蓋部分下方大約3毫米至大約5毫米處。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括設(shè)置成相鄰于所述杯的移印膠，著色劑被傳送到所述杯的第一部分內(nèi)并被傳送出所述杯的第二部分之外，所述第一部分定位成比所述第二部分更靠近所述移印膠。
32.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述著色劑以蠕動(dòng)方式傳送到所述杯或所述貯器中，或者傳送到這二者中。
33.一種方法，包括提供相鄰于底板的著色劑杯，所述杯包含著色劑；控制著色劑貯器中的所述著色劑的粘度；將所述著色劑從所述著色劑貯器傳送到所述杯中；以及在比著色劑從所述著色劑貯器傳送到所述杯中的速率更高的速率下將殘留于所述杯中的著色劑傳送到所述貯器中。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述杯保持填充有著色劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，將著色劑從所述著色劑貯器傳送至所述杯中的所述過(guò)程使用了進(jìn)給泵，而將殘留于所述杯內(nèi)的著色劑傳送至所述貯器中的所述過(guò)程使用了回流泵。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，將殘留于所述杯內(nèi)的著色劑傳送至所述貯器中的所述過(guò)程使用了能夠在非正排量模式下工作的泵。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，能夠在非正排量模式下工作的所述泵包括蠕動(dòng)泵、葉輪型泵、齒輪泵、具有回流特性的泵，或者它們的任意組合。
全文摘要
公開了這樣的系統(tǒng)，其包括相鄰于底板的著色劑杯，其中，該杯包括通氣口、內(nèi)頂蓋部分，以及位于頂蓋部分下方的空氣間隙；包含著色劑的貯器；與貯器流體連通的進(jìn)給管道；以及與杯流體連通的回流管道。還公開了各種方法，其中，在所公開的系統(tǒng)中，將著色劑從貯器傳送到著色劑杯中。所公開的這些系統(tǒng)、著色劑杯以及這些方法可用于制備有色隱形眼鏡。
文檔編號(hào)B29L11/00GK1846961SQ20061000253
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者M·F·維德曼, P·M·珀維爾, A·弗勒明, J·瑞安 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司