CN108541232B - 用于制造接触镜片的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以通过使用已经用电晕放电技术在模具后表面上处理过的模具实现的增强的品质和增加的产率制造眼科镜片的方法。该方法包括以下步骤：获得模具，该模具用于由镜片配制品铸造模制接触镜片，其中该模具包含具有第一模制表面和第一后表面的第一半模、具有第二模制表面和第二后表面的第二半模，其中该第一和第二模具被配置为接纳彼此，使得在该第一模制表面与该第二模制表面之间形成镜片形成型腔；并且在该第一和第二后表面之一上施加电晕放电，使得该具有经处理的后表面的模具的模制表面具有比该具有未处理的模具的模具的模制表面小约0.1度至约6度的平均水接触角。
Description
本发明总体上涉及一种用于使用已经用电晕放电技术在模具的后表面上处理的模具生产接触镜片、尤其是硅酮水凝胶接触镜片的方法。
背景技术
在通过所谓的全模法(铸造法)制造接触镜片中，通常通过将特定量的可聚合的接触镜片材料分配到阴半模中来生产接触镜片。然后通过安上阳半模来关闭模具，在两个模制表面之间封闭模制型腔。在该模制型腔中，存在之前分配的接触镜片材料，使其聚合以形成到那时为止未水合的接触镜片。随后，打开该模具并且该聚合但到那时为止未水合的接触镜片被移出并且进一步加工。
不幸的是，一般说来不可能可靠地预测该接触镜片将粘附到这两个半模中的哪一个上：在一些情况下，该接触镜片粘附到阳半模(具有凸模制表面的半模)上，并且在其他情况下，该接触镜片停留在阴半模(具有凹模制表面的半模)中。因此，在打开该模具后，在每种情况下必须进行检查以发现该聚合但到那时为止未水合的接触镜片位于哪个半模上或哪个半模中。
因此，需要提供一种用于以通过省略之前要求的在打开模具后检查以发现该接触镜片位于哪个半模上或哪个半模中来实现的增强的品质和增加的产率铸造模制接触镜片的方法。因此，然而该方法可以自动进行，因为可以可靠地假定该接触镜片将粘附到这两个半模中的一个上。也可以简化该方法以便需要仅对于一个半模进行优化。
发明内容
本发明涉及一种用于生产接触镜片的方法，该方法包括以下步骤：(1)获得模具，该模具用于由镜片配制品铸造模制接触镜片，其中该模具包含具有第一模制表面和第一后表面的第一半模、具有第二模制表面和第二后表面的第二半模，其中该第一和第二半模被配置为接纳彼此，使得在该第一模制表面与该第二模制表面之间形成镜片形成型腔；(2)在该第一和第二后表面之一上施加电晕放电，使得具有经处理的后表面的模具的模制表面具有比具有未处理的模具的模具的模制表面小约0.1度至约6度的平均水接触角；(3)将镜片配制品引入在该第一与第二模制表面之间形成的该镜片形成型腔内；(4)在该型腔中将该镜片配制品固化以形成接触镜片；并且(5)打开该模具并且移出该模制的接触镜片，其中该方法的特征在于将该接触镜片保持在具有经电晕放电处理的后表面的模具上并且产生低百分比的镜片撕裂。
本发明的这些和其他方面、特征和优势将参考本文的附图和详细描述来理解，并且将通过所附权利要求书中具体指出的各个要素和组合来实现。应理解的是，前面的总体描述和下面对附图的简要说明以及对本发明的详细描述都为示例性的并是对本发明的优选实施例的解释，而不是对所请求保护的本发明的限制。
附图说明
图1是本发明示例性实施例待用的电晕处理设置。
具体实施方式
本发明可以通过结合附图参考本发明的以下详细描述更容易地理解，这些附图形成本披露的一部分。应当理解，本发明不限于在此描述和/或示出的具体装置、方法、条件或参数，并且在此使用的术语仅用于通过举例的方式来描述具体实施例的目的，并且不旨在限制所要求保护的发明。在本说明书中标识的任何及所有专利和其他出版物通过引用就像在此完全陈述一样结合。
此外，除非上下文另外明确指明，否则如在本说明书(包括所附权利要求书)中使用的单数形式“一个/一种(a/an)”和“该(the)”包括复数，并且对特定数值的提及至少包括该特定值。在此的范围可表达为从“约”或“大约”一个具体值和/或至“约”或“大约”另一具体值。当表达这种范围时，另一实施例包括从该一个具体值和/或至另一个具体值。类似地，当值是通过使用先行词“约”表达为近似值时，应当理解，该具体值形成了另一实施例。
如在本申请中使用的，术语“眼科镜片”是指眼内镜片、接触镜片(硬或软的)、或角膜覆盖物。“接触镜片”是指可放置在佩带者眼睛上或内部的结构。接触镜片可以矫正、改善或改变使用者的视力，但不是必须如此。接触镜片可以具有本领域中已知的或后来开发的任何适当材料，并且可以是软镜片、硬镜片或混合镜片。如在本申请中使用的，术语“硅酮水凝胶接触镜片”是指包含硅酮水凝胶材料的接触镜片。
如在本申请中使用的，术语“水凝胶”或“水凝胶材料”是指不可溶于水的并且当完全水合时可以在其聚合物基质内包含按重量计至少10％的水的交联的聚合物材料。
如在本申请中使用的，术语“非硅酮水凝胶”是指理论上不含硅的水凝胶。
如在本申请中使用的，术语“硅酮水凝胶”是指包含硅酮的水凝胶。硅酮水凝胶典型地是通过共聚可聚合的组合物获得的，该可聚合的组合物包含至少一种含硅酮的乙烯基单体或至少一种含硅酮的乙烯基大分子单体或至少一种含硅酮的具有烯键式不饱和基团的预聚物。
如在本申请中使用的，术语“乙烯基单体”是指具有一个唯一的烯键式不饱和基团并且可以光化聚合或热聚合的化合物。
如在本申请中使用的，术语“烯属不饱和基团”或“烯键式不饱和基团”在此以广义使用，并且旨在涵盖含有至少一个碳-碳双键(C＝C)的任何基团。示例性烯键式不饱和基团包括，但不限于，丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基、苯乙烯基或其他含C＝C的基团。
如在本申请中使用的，术语“亲水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生可溶于水的或可以吸收至少10重量百分比的水的聚合物的乙烯基单体。
如在本申请中使用的，术语“疏水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生不溶于水并可吸收少于10重量百分比水的聚合物的乙烯基单体。
如在本申请中使用的，术语“大分子单体”或“预聚物”是指含有两个或更多个烯键式不饱和基团的中等和高分子量的化合物或聚合物。中等和高分子量典型地意思是大于700道尔顿的平均分子量。
如在本申请中使用的，术语“交联剂”是指具有至少两个烯键式不饱和基团的化合物。“交联试剂”是指具有约700道尔顿或更小的分子量的交联剂。
如在本申请中使用的，术语“水接触角”是指通过将10个接触角测量值平均化得到的平均水接触角(即通过座滴法(Sessile Drop method)测量的接触角)。
如在本申请中使用的，术语“聚合物”意指通过将一种或多种单体或大分子单体或预聚物聚合/交联形成的材料。
如在本申请中使用的，聚合物材料(包括单体材料或大分子单体材料)的术语“分子量”是指重均分子量，除非另外确切地指出或除非测试条件另外指明。
如在此使用的术语“流体”指示材料能够像液体一样流动。
本发明总体上涉及一种用于制造(铸造模制)硅酮水凝胶接触镜片的方法。本发明部分地基于以下发现：在模具的背侧上的电晕放电处理可以用来略微增加模具的模制表面的表面亲水性以便将眼科镜片保持在具有经电晕放电处理的后表面的半模上并且产生低百分比的镜片撕裂。模具的模制表面的亲水性可以通过模制表面上的水接触角来表征。用于参考，用于制造接触镜片的未涂覆的玻璃或聚丙烯模具典型地具有约105.7度的水接触角。发现了在该第一和第二后表面之一上施加电晕放电，使得具有经处理的后表面的模具的模制表面具有比具有未处理的模具的模具的模制表面小约0.1度至约6度、优选约0.3度至约4度、甚至更优选约0.7度至约2度的平均水接触角以使得硅酮水凝胶接触镜片保持在具有经电晕放电处理的后表面的模具上并且产生低百分比的镜片撕裂。在此，低百分比是指低于5％。
本发明的方法还部分地基于以下发现：非常难于(如果不是不可能的)通过在半模的模制表面上施加电晕放电处理来将接触角仅减少小于6度地增加半模的模制表面的表面亲水性。如果将电晕放电施加到半模的模制表面上，该处理将显著增加模具的模制表面的表面亲水性(将接触角降低超过6度)。尽管该处理也可以将接触镜片保持在具有经电晕放电处理的模制表面的半模上，但是接触镜片如此强烈地被粘在该模具上以致于镜片的高百分比在从该半模中移出该镜片过程中被撕裂。在此，高百分比是指超过5％。
关于具有经处理的后表面的模具的模制表面的术语“增加的表面亲水性”具有比具有未处理的模具的模具的模制表面更小的平均水接触角。
本发明总体上涉及一种用于生产眼科镜片的方法，该方法包括以下步骤：(1)获得模具，该模具用于由镜片配制品铸造模制接触镜片，其中该模具包含具有第一模制表面和第一后表面的第一半模、具有第二模制表面和第二后表面的第二半模，其中该第一和第二半模被配置为接纳彼此，使得在该第一模制表面与该第二模制表面之间形成镜片形成型腔；(2)在该第一和第二后表面之一上施加电晕放电，使得具有经处理的后表面的模具的模制表面具有比具有未处理的模具的模具的模制表面小约0.1度至约6度的平均水接触角；(3)将镜片配制品引入在该第一与第二模制表面之间形成的该镜片形成型腔内；(4)在该型腔中将该镜片配制品固化以形成眼科镜片；并且(5)打开该模具并且移出该模制的眼科镜片，其中该方法的特征在于将该眼科镜片保持在具有经电晕放电处理的后表面的模具上并且产生低百分比的镜片撕裂。
用于制造接触镜片的镜片模具是本领域技术人员是众所周知的，并且例如在铸造模制或旋转铸造中使用。例如，模具(用于铸造模制)通常包括至少两个模具区域(或部分)或者半模，即第一和第二半模。该第一半模限定第一模制(或光学)表面并且该第二半模限定第二模制(或光学)表面。该第一和第二半模被配置为接纳彼此，使得在该第一模制表面与该第二模制表面之间形成镜片形成型腔。半模的模制表面是该模具的型腔形成表面并与镜片形成材料直接接触。
在其中模具使用仅一次(即一次性或单次使用)的常规铸造模制工艺中，模具的第一和第二模制表面彼此压靠形成限定所得接触镜片的边缘的周边接触线。由于这些模制表面的紧密接触可能损坏这些模制表面的光学品质，模具不能被再利用。
制造用于铸造模制接触镜片的模具区域的方法总体上是本领域技术人员众所周知的。本发明的方法不局限于任何特定的形成模具的方法。事实上，可以将任何形成模具的方法用于本发明中。该第一和第二半模可以通过各种技术(如注射模制或车床加工)形成。用于形成这些半模的适合方法的实例披露于Schad的美国专利号4,444,711；Boehm等人的4,460,534；Morrill的5,843,346；以及Boneberger等人的5,894,002中，这些专利也通过引用结合在此。
几乎所有本领域已知的用于制造模具的材料都可以用于制造用于制造接触镜片的模具。例如，可以使用聚合物材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PMMA、
COC级8007-S10(来自德国法兰克福市和美国新泽西州萨米特(Frankfurt,Germany and Summit,New Jersey)的泰科纳公司(Ticona GmbH)的乙烯与降冰片烯的清澈无定形的共聚物)等。
在优选的实施例中，使用常规模具并且将该硅酮水凝胶镜片形成组合物光化固化或热固化以形成SiHy接触镜片。
电晕处理是使用低温电晕放电来给予表面特性上的改变的表面改性技术。电晕通过将高电压施加到具有尖端的电极上来产生。等离子体在该尖端处形成。经常使用线性阵列的电极来产生电晕等离子体帘。诸如塑料、布、或纸张的材料可以通过该电晕等离子体帘以便改变该材料的表面能。
电晕处理是使用低温电晕放电以增加材料(经常是聚合物和天然纤维)的表面能的表面改性方法。图1示出了预处理阳模30的后表面的实例，有可能使用常规商业电晕放电装置，例如具有类型名称LabTEC的由在美国伊利诺伊州格伦代尔高地(Glendale Heights,Il.USA)的Tantec EST公司生产的装置。轰击时间可以是例如约一秒，频率可以是在约10kHz至35kHz的范围内，并且在电极之间的电压可以是大约从10kV至20kV。然而，这些值仅被视为实例并且其他参数也是有可能的。被连接到高电压高频源10的电极20面向阳模(30)的后表面。在该电极与该模具顶部之间的距离是约0.5mm至10mm。处理时间是约0.1秒至约5.0秒、优选约0.2秒至约1秒。
在模具的模制表面上的平均水接触角(即，座滴)可以使用接触角测量装置来测量，例如由马萨诸塞州波士顿的AST公司制造的VCA Optima。该设备能够测量前进或后退接触角或固着(静态)接触角。测量在半模(例如阴半模或阳半模或二者)的模制表面上进行。然后将半模安装在接触角测量支座上，并利用制造商提供的软件测量座滴接触角。用于测量接触角的DI水具有大于约18MΩcm的电阻率并且所使用的液滴体积是约2μl。
用于铸造模制或旋转铸造模制接触镜片的硅酮水凝胶(SiHy)接触镜片配制品总体上包括至少一种选自下组的组分，该组由以下各项组成：含硅酮的乙烯基单体、含硅酮的乙烯基大分子单体、含硅酮的预聚物、亲水性乙烯基单体、疏水性乙烯基单体、交联剂(具有约700道尔顿或更小的分子量并且包含至少两个烯键式不饱和基团的化合物)、自由基引发剂(光引发剂或热引发剂)、亲水性乙烯基大分子单体/预聚物、及其组合，如本领域技术人员众所周知的。如本领域技术人员已知的，SiHy接触镜片配制品还可以包括本领域技术人员已知的其他必要组分，例如像，UV吸收剂、可见性着色剂(例如，染料、颜料、或其混合物)、抗微生物剂(例如，优选地银纳米颗粒)、生物活性剂、可浸出润滑剂、可浸出眼泪稳定剂、及其混合物。
根据本发明，SiHy镜片配制品在从约20℃至约85℃的温度下可以是溶液或熔体。优选地，可聚合的组合物是所有所需组分在适合溶剂或适合溶剂混合物中的溶液。
SiHy镜片配制品可以通过将所有所需组分溶解在如本领域技术人员已知的任何适合溶剂诸如水、水与一种或多种与水混溶的有机溶剂的混合物、有机溶剂、或一种或多种有机溶剂的混合物中来制备。
优选的有机溶剂的实例包括但不限于四氢呋喃、三丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、乙二醇正丁基醚、酮类(例如丙酮、甲基乙基酮等)、二乙二醇正丁基醚、二乙二醇甲基醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇正丙基醚、二丙二醇正丙基醚、三丙二醇正丁基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚、三丙二醇正丁基醚、丙二醇苯基醚、二丙二醇二甲基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸异丙酯、二氯甲烷、2-丁醇、1-丙醇、2-丙醇、薄荷醇、环己醇、环戊醇和外型降冰片(exonorborneol)、2-戊醇、3-戊醇、2-己醇、3-己醇、3-甲基-2-丁醇、2-庚醇、2-辛醇、2-壬醇、2-癸醇、3-辛醇、降冰片、叔丁醇、叔戊醇、2-甲基-2-戊醇、2,3-二甲基-2-丁醇、3-甲基-3-戊醇、1-甲基环己醇、2-甲基-2-己醇、3,7-二甲基-3-辛醇、1-氯-2-甲基-2-丙醇、2-甲基-2-庚醇、2-甲基-2-辛醇、2-2-甲基-2-壬醇、2-甲基-2-癸醇、3-甲基-3-己醇、3-甲基-3-庚醇、4-甲基-4-庚醇、3-甲基-3-辛醇、4-甲基-4-辛醇、3-甲基-3-壬醇、4-甲基-4-壬醇、3-甲基-3-辛醇、3-乙基-3-己醇、3-甲基-3-庚醇、4-乙基-4-庚醇、4-丙基-4-庚醇、4-异丙基-4-庚醇、2,4-二甲基-2-戊醇、1-甲基环戊醇、1-乙基环戊醇、1-乙基环戊醇、3-羟基-3-甲基-1-丁烯、4-羟基-4-甲基-1-环戊醇、2-苯基-2-丙醇、2-甲氧基-2-甲基-2-丙醇、2,3,4-三甲基-3-戊醇、3,7-二甲基-3-辛醇、2-苯基-2-丁醇、2-甲基-1-苯基-2-丙醇和3-乙基-3-戊醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲基-2-丙醇、叔戊醇、异丙醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基丙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基丙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、及其混合物。
自本申请申请日为止公开的许多专利和专利申请中已经描述了许多SiHy镜片配制品。它们全部都可用于本发明的方法中。用于制造商业SiHy镜片的SiHy镜片配制品(诸如，lotrafilcon A、lotrafilcon B、balafilcon A、galyfilcon A、senofilcon A、narafilcon A、narafilcon B、comfilcon A、enfilcon A、asmofilcon A、filcon II 3)也可以用于本发明的方法中。
尽管已经参考优选和示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，各种修改、增加和删除都是在如由以下权利要求书所限定的本发明的范围内。
BC模具的前侧(直接)或背侧(间接)表面以固定电压和功率(14kV和20W)以可变电极距离、时间和支架设计进行电晕处理。处理条件是：
–倒置BC模具(相反侧面向电极)——凹金属支架
–电极距离模具的顶部8.69mm
–0.2秒的处理时间。
在这种条件下，将电晕处理重复19次。制造了190个镜片。这些镜片的99％是在阳模上。这些镜片易于脱镜片(de-lens)。半模可以用手扳压机拉伸并且变形，并且接触镜片可以用吸杯容易地拾取。
在研究中，阳半模的模制表面的直接处理导致镜片在该阳半模上粘得过重，以致于不可能从该阳半模移出镜片。
Claims (9)
1.一种用于生产接触镜片的方法，该方法包括以下步骤：
(1)获得模具，该模具用于由镜片配制品铸造模制接触镜片，其中该模具包含具有第一模制表面和第一后表面的第一半模、具有第二模制表面和第二后表面的第二半模，其中该第一和第二半模被配置为接纳彼此，使得在该第一模制表面与该第二模制表面之间形成镜片形成型腔；
(2)在该第一和第二后表面之一上施加电晕放电，使得该具有经处理的后表面的半模的模制表面具有比该具有未处理的后表面的半模的模制表面小0.1度至6度的平均水接触角；
(3)将镜片配制品引入在该第一与第二模制表面之间形成的该镜片形成型腔内；
(4)在该镜片形成型腔中将该镜片配制品固化以形成接触镜片；并且
(5)打开该模具并且移出该模制的接触镜片，其中将该接触镜片保持在具有经电晕放电处理的后表面的半模上并且产生低于5％的镜片撕裂。
2.如权利要求1所述的方法，其中该模具是由塑料材料制成的一次性模具。
3.如权利要求1所述的方法，其中该接触镜片是硅酮水凝胶接触镜片。
4.如权利要求1所述的方法，其中该具有经处理的后表面的半模的模制表面具有比该具有未处理的后表面的半模的模制表面的平均水接触角小0.3度至4度的平均水接触角。
5.如权利要求4所述的方法，其中该具有经处理的后表面的半模的模制表面具有比该具有未处理的后表面的半模的模制表面的平均水接触角小0.5度至3度的平均水接触角。
6.如权利要求5所述的方法，其中该具有经处理的后表面的半模的模制表面具有比该具有未处理的后表面的半模的模制表面的平均水接触角小0.7度至2度的平均水接触角。
7.如权利要求1所述的方法，其中该电晕放电通过在两个电极之间产生的放电来施加。
8.如权利要求7所述的方法，其中所施加的电晕放电的功率是至少10瓦特。
9.如权利要求8所述的方法，其中施加该电晕放电持续0.2秒至1秒的时间。
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