CN110982021B - 用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物、含其的隐形眼镜及改质硅水胶隐形眼镜色料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物、含其的隐形眼镜及改质硅水胶隐形眼镜色料的方法，该色料组合物可用于形成着色硅水胶隐形眼镜上的有色层，此组成物可提高色料与硅水胶隐形眼镜镜片间的黏着性并提供高亲水性与生物相容性。本发明的用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物包含聚二甲基硅氧烷、至少一种亲水性单体以及经聚多巴胺改质的色料。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物，特别是一种色料不易脱落且能提供镜片配戴舒适性的色料组合物，及一种含此色料组合物的着色硅水胶隐形眼镜，以及一种改质用于着色硅水胶隐形眼镜的色料的方法。
背景技术
现今消费者因美感考量或整体衣着搭配而逐渐开始配戴可改变虹膜颜色的隐形眼镜。然而这些具有不同颜色及花纹的隐形眼镜却因容易产生掉色，而使得配戴者的眼睛产生过敏现象。
一般着色隐形眼镜系燥镜片表面上形成一有色层，但因消费者在配戴过程或清洗镜片的过程中，手会碰触到镜片表面，因此位于镜片表面的有色层易产生剥离。有色层中的色料有可能会脱落而沾黏于配戴者的眼球表面，此可能会引起消费者的眼球感染或过敏等现象。
传统着色隐形眼镜的制造方法之一为将着色剂与亲水性单体混合后，经印刷或转印等方法于隐形眼镜表面形成着色层。然而，由上述制造方法所制得的着色层因与隐形眼镜间无特殊作用力，因此着色效果不佳，易产生掉色。
在相关技术中提出的另一种隐形眼镜着色制造方法，是先在隐形眼镜表面形成着色层，接着在着色层上再覆盖透明保护层以避免着色层受到破坏而掉色。然而此制造方法过于繁复且较耗费成本。
近年来，硅水胶隐形眼镜因为高透氧性可提供角膜健康益处和舒适度，变得越来越受欢迎。且随着消费需求，亦期待具着色效果的硅水胶隐形眼镜。然而，因硅水胶隐形眼镜的表面疏水性质，不利着色用的色料组成物结合至硅水胶表面，故需在色料组成物中加入增黏剂且进一步在透明保护层中亦需加入增黏剂以有效覆盖镜片上的着色层。然而，此制造方法过于繁复且较耗费成本。
因此，本发明提供一种用于硅水胶隐形眼镜的色料组合物，其可用于形成硅水胶隐形眼镜的有色层，该组合物对于镜片具有优异的黏着力且可提供良好的亲水性与生物相容性，不仅可使色料不易脱落而免于保护层的配置，亦可增进着色硅水胶隐形眼镜的配戴舒适度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新的着色硅水胶隐形眼镜，其具有硅水胶镜片以及位于镜片表面上的有色层。该有色层具有优异的黏着力且可提供良好的亲水性，故可增进着色硅水胶隐形眼镜的配戴舒适度。
本发明的另一目的是提供一种用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物，其可用于形成着色硅水胶隐形眼镜中的有色层，此组合物可提高色料与硅水胶隐形眼镜镜片间的黏着性及着色硅水胶隐形眼镜的配戴舒适性。本发明的用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物可包含聚二甲基硅氧烷、至少一种亲水性单体及聚多巴胺改质的色料。
本发明的又一目的是提供一种改质用于着色硅水胶隐形眼镜的色料的方法，其可提高色料与隐形眼镜镜片间的黏着性及着色硅水胶隐形眼镜的配戴舒适性。
本发明的改质用于着色硅水胶隐形眼镜的色料的方法，包含下列步骤：(a)将多巴胺在碱性环境下形成聚多巴胺溶液；(b)提供用于着色硅水胶隐形眼镜的色料，将色料加至聚多巴胺溶液中并充分混合，使该色料与聚多巴胺反应而形成固态聚多巴胺改质的色料；及(c)取出固态聚多巴胺改质的色料。
上述发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神以及本发明所采用的技术手段与实施态样。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例、并配合所附化学式，做详细说明如下。
本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例进行更详细地描述而更容易理解，且本发明或可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的申请专利范围所定义。
而除非另外定义，所有使用于后文的术语(包含科技及科学术语)与专有名词，在实质上是与本发明所属该领域的技术人士一般所理解的意思相同，而例如于一般所使用的字典所定义的那些术语应被理解为具有与相关领域的内容一致的意思，且除非明显地定义于后文，将不以过度理想化或过度正式的意思理解。
本发明提供的用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物含有以聚多巴胺改质的色料。已知多巴胺具有类似贻贝黏附蛋白的结构和强黏附性，且含有大量亲水的羟基官能基和胺基官能基，呈现良好的生物相容性及优良的亲水性。本发明利用聚多巴胺改质着色硅水胶隐形眼镜的色料，不仅可提供着色硅水胶隐形眼镜的色料与隐形眼镜镜片间的黏附性也可增加着色硅水胶隐形眼镜的配戴舒适度。
本发明的用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物包含聚二甲基硅氧烷、至少一种亲水性单体及聚多巴胺改质的色料。
在本发明的实施例中，用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物的聚二甲基硅氧烷可例如为以下列式(I)表示的聚二甲基硅氧烷：
其中，在式(I)中，p为4-80的整数，q为3-40的整数。
本发明的着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物采用如式(I)的聚二甲基硅氧烷也可为制造硅水胶隐形眼镜的材料，故使本发明的色料组合物与硅水胶隐形眼镜的材质具高度相容性，而利于色料组合物形成于硅水胶隐形眼镜的表面上。在本发明的色料组合的实施例中，此聚二甲基硅氧烷的使用量可占色料组合物总重的30重量百分比(wt％)至65重量百分比(wt％)之间，较佳为占色料组合物总重的35重量百分比(wt％)至60重量百分比(wt％)之间，尤以占色料组合物总重的40重量百分比(wt％)至50重量百分比(wt％)之间为宜。
适用于本发明的色料组合物的亲水性单体可以例如是N-乙烯基吡咯酮(NVP)、甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、N,N’-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸(MAA)、N,N’-二乙基丙烯酰胺、N-异丙烯酰胺、2-羟乙基丙烯酸、乙酸乙烯、N-丙烯酰基吗啉、2-二甲基氨乙基丙烯酸或上述的组合。在本发明的色料组合物中较佳使用一种以上的亲水性单体，且使用的亲水单体的总量约占色料组合物总重的5重量百分比(wt％)至20重量百分比(wt％)之间，较佳为占色料组合物总重的8重量百分比(wt％)至15重量百分比(wt％)之间。
适用于本发明的色料组合物的聚多巴胺改质的色料为使用本发明揭露的改质用于着色硅水胶隐形眼镜的色料的方法所制备。
本发明的另一目的是提供一种改质用于着色硅水胶隐形眼镜的色料的方法，其包含下列步骤：(a)将多巴胺在碱性环境下形成聚多巴胺溶液；(b)提供用于着色硅水胶隐形眼镜的色料，将色料加至聚多巴胺溶液中并充分混合，使色料与聚多巴胺反应而形成固态聚多巴胺改质的色料；及(c)取出固态聚多巴胺改质的色料。
根据本发明制造方法的实施方式，前述聚多巴胺溶液的浓度是介于50ppm至1500ppm之间，较佳是介于75ppm至1200ppm之间。
在本发明的着色硅水胶隐形眼镜的实施例中，使用的色料可为有机色料或无机色料。有机色料例如可为但不限于活性黄14(C.I.Reactive Yellow 14)、活性橙7(C.I.Reactive Orange 7)、活性红23(C.I.Reactive Red 23)或活性蓝19(C.I.ReactiveBlue 19)等。无机染料例如可为但不限于氧化铁黑、氧化铁棕、氧化铁黄、氧化铁红或二氧化钛等。
在本发明的色料组合物的实施例中，考量着色效果及光线穿透等实用性，故聚多巴胺改质的色料约占色料组合物总重的10重量百分比(wt％)至60重量百分比(wt％)，尤以30重量百分比(wt％)至50重量百分比(wt％)为宜。
在本发明的色料组合物的实施例中，在色料组合物中进一步还可包括起始剂。
适用于本发明的色料组合物的起始剂可为热起始剂或光起始剂。热起始剂例如可为但不限于偶氮二异庚腈(azobisisoheptonitrile，ADVN)、2,2’-偶氮双异丁腈(azobisisobutyronitrile，AIBN)、2,2’-偶氮基双(2,4-二甲基)戊腈(2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile))、2,2’-偶氮基双(2-甲基-丙腈)(2,2'-azobis(2-methyl-propanenitrile))、2,2’-偶氮基双(2-甲基-丁腈)(2,2'-azobis(2-methyl-butanenitrile))或过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide)。光起始剂可为但不限于2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl oxide)、2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮(2-hydroxy-2-methylphenylpropane-1-one)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate)或2,2-二乙氧基苯乙酮(2,2-diethoxyacetophenone)。前述热起始剂或光起始剂的添加量可占色料组合物总重的1重量百分比(wt％)至5重量百分比(wt％)之间。
在本发明的用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物的实施例中，色料组合物进一步还可包括抗蓝光试剂、UV吸收剂或其组合。
本发明提供一种着色硅水胶隐形眼镜，其包含硅水胶镜片以及位于硅水胶镜片表面上的有色层，有色层是由聚二甲基硅氧烷、至少一亲水性单体及聚多巴胺改质的色料所形成。
下述实施例是用以进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
实施例
制备实施例1：聚多巴胺溶液的制备
将1克的多巴胺溶于1000毫升的碳酸氢钠水溶液(pH值为8.5)中，搅拌24小时后制得浓度为1000ppm的聚多巴胺溶液。
制备实施例2：聚多巴胺改质的色料I的制备
取50克黑色色料(商品名Sicovit Black 85E172，购自德国BASF公司)与100ml的1000ppm聚多巴胺溶液于室温下搅拌24小时，静置分层后取出黑色固体沉淀物。将沉淀物于烘箱内烘干后制得聚多巴胺改质的色料I。
制备实施例3：聚多巴胺改质的色料II的制备
将制备实施例1的聚多巴胺溶液以碳酸氢钠水溶液(pH为8.5)将浓度稀释为500ppm。依制备实施例2的相同方法，取50克黑色色料与100ml的500ppm聚多巴胺溶液制备聚多巴胺改质的色料II。
制备实施例4：聚多巴胺改质的色料III的制备
将制备实施例1的聚多巴胺溶液以碳酸氢钠水溶液(pH为8.5)将浓度稀释为200ppm。依制备实施例2的相同方法，取50克黑色色料与100ml的200ppm聚多巴胺溶液制备聚多巴胺改质的色料III。
制备实施例5：聚多巴胺改质的色料IV的制备
将制备实施例1的聚多巴胺溶液以碳酸氢钠水溶液(pH为8.5)将浓度稀释为100ppm。依制备实施例2的相同方法，取50克黑色色料与100ml的100ppm聚多巴胺溶液制备聚多巴胺改质的色料IV。
制备实施例6：聚多巴胺改质的色料V的制备
将制备实施例1的聚多巴胺溶液以碳酸氢钠水溶液(pH为8.5)将浓度稀释为75ppm。依制备实施例2的相同方法，取50克黑色色料与100ml的75ppm聚多巴胺溶液制备聚多巴胺改质的色料V。
制备实施例7：硅水胶眼用镜片组合物的制备
将4.44克的异佛尔酮二异氰酸酯、0.0025克的二丁锡二月桂酸酯作为催化剂以及40毫升的二氯甲烷加入至一圆底瓶中，并于氮气环境下进行搅拌。精确称取20克α-丁基-ω-[3-(2,2-(二羟甲基)丁氧基)丙基]聚二甲基硅氧烷，并费时约1小时将其滴加入圆底瓶中。反应12小时后，另外称取0.0025克二丁锡二月桂酸酯与7.2克聚乙二醇单甲基丙烯酸酯，并费时约1小时将其滴加入圆底瓶中。反应12小时后，加入大量水清洗所形成的产物，且之后再将产物进行脱水及过滤。接着，从产物移除二氯甲烷溶剂，以获得第一聚二甲基聚二甲基硅氧烷。
将8.88克的异佛尔酮二异氰酸酯、0.0025克的二丁锡二月桂酸酯作为催化剂、及40毫升二氯甲烷加入至一圆底瓶中，并于氮气环境下进行搅拌。精确称取20克聚硅氧烷化合物，并费时约1小时将其滴加入圆底瓶中。反应12小时后，另外称取0.0025克二丁锡二月桂酸酯与14.4克聚乙二醇单甲基丙烯酸酯，并费时约1小时将其滴加入圆底瓶中。反应12小时后，加入大量水清洗所形成的产物，且之后再将产物进行脱水及过滤。接着，从产物移除二氯甲烷溶剂，以获得第二聚二甲基硅氧烷。
将41.8克的第一聚二甲基硅氧烷、6.3克的第二聚二甲基硅氧烷、0.7克的偶氮二异庚腈(称为ADVN)、43.96克的N-乙烯基吡咯酮(NVP)、6.3克的甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、1克的二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)于25.1克的正己醇中进行混合并搅拌约1小时后，形成一硅水胶眼用镜片组合物。
实施例1：着色硅水胶隐形眼镜的制备
将6.5克的甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、4.5克的N,N’-二乙基丙烯酰胺(DMA)、47克制备实施例7制备的第二聚二甲基硅氧烷、2.0克的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(商品名为UV-1173，购自台湾BASF公司)及37.6克的聚多巴胺改质的色料I放入球磨机(仪器名称RETSCH PM400)进行研磨，以形成色料组合物。
将上述的色料组合物转印于聚丙烯模型上，进行光聚合反应以形成有色层。再将制备实施例7的硅水胶眼用镜片组合物定量滴入前述聚丙烯模型中，进行固化，固化条件为80℃/5小时及115℃/2小时。待聚合反应完成后，将模型与镜片浸泡乙醇1小时后取出着色硅水胶隐形眼镜镜片。然后将着色硅水胶隐形眼镜镜片进行水化程序。最后再将所制得的着色硅水胶隐形眼镜于121℃进行灭菌30分钟。
水化程序如下所示:
(a)于80％酒精浸泡1小时取出镜片：
(b)于90％酒精浸泡1小时；
(c)于80℃纯水加热1小时；及
(d)于缓冲溶液中平衡12小时。
实施例2：着色硅水胶隐形眼镜的制备
实施例2的着色硅水胶隐形眼镜的制备方法同实施例1，两者差异仅在于实施例2使用的有色层组合物中的色料为使用制备实施例3的聚多巴胺改质的色料II。
实施例3：着色硅水胶隐形眼镜的制备
实施例3的着色硅水胶隐形眼镜的制备方法同实施例1，两者差异仅在于实施例3使用的有色层组合物中的色料为使用制备实施例4的聚多巴胺改质色料III。
实施例4：着色硅水胶隐形眼镜的制备
实施例4的着色硅水胶隐形眼镜的制备方法同实施例1，两者差异仅在于实施例4使用的有色层组合物中的色料为使用制备实施例5的聚多巴胺改质的色料IV。
实施例5:着色硅水胶眼镜的制备
实施例5的着色硅水胶隐形眼镜的制备方法同实施例1，两者差异仅在于实施例5使用的有色层组合物中的色料为使用制备实施例6的聚多巴胺改质的色料V。
比较例1：着色硅水胶隐形眼镜的制备
比较实施例1的着色硅水胶隐形眼镜的制备方法同实施例1，两者差异仅在于有色层中的色料使用未经改质的黑色色料(商品名Sicovit Black 85E172，购自德国BASF公司)。
接着，以实施例1-5所制得的着色硅水胶隐形眼镜及比较例1所制得的着色硅水胶隐形眼镜进行下列物理特性测试，其测试结果如下列表1所示。
物理特性测试
(a)含水率测试
在23℃下将镜片浸入磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液超过24小时。取出并利用长纤布快速擦去表面水溶液后，精确秤量镜片含水时的干燥前重量。接着利用微波炉(功率600W，加热时间5分钟)将镜片进行干燥，并秤量镜片的干燥后重量。利用以下公式，计算镜片含水率:含水率＝(镜片干燥前重量-镜片干燥后重量)/镜片干燥前重量×100(％)
(b)拉伸模数/拉伸强度测试/延伸率
从镜片之中央部份切取宽度10mm的测试切片。于25℃下，将测试切片浸泡在ISO18369-3Section 4.7所制定的缓冲液条件，浸泡时间为2小时。于环境温度20±5℃、55％±10％湿度下，以长纤布快速将试片表面的水溶液去除后，利用测试仪器AI-3000(Gotech Testing Maching Inc.制造)，设定拉伸速率10mm/min进行拉伸测试。根据应力-应变曲线的起始斜率判定拉伸模数、拉伸强度以及延伸率。
(c)透氧率测试(Dk)
Dk值为根据Polarographic Method(ISO 18369-4:2006,4.4.3)的方法，使用透氧仪(机器型号201T)进行测试。Dk值的单位为10-10(mlO2mm)/cm2sec mmHg。
(d)镜片变形测试
以目视法观察镜片外观是否产生变形。
(e)镜片掉色测试
将镜片放置一平台上，以棉花棒刮拭镜片的已着色的镜片表面，刮拭次数为40次。最后目视观察棉花棒表面是否有颜色，以判断镜片是否产生掉色。◎表示镜片未掉色，X表示镜片掉色。
由表1所示结果可知，在实施例1至实施例5中，着色硅水胶隐形眼镜镜片的含水率约为46.0％-47.6％，拉伸模数约为0.59MPa-0.65MPa，拉伸强度约为30g-43g，延伸率为68％-92％，以及透氧率(Dk)约介于119-125之间。
表1：实施例1-实施例5及比较例1的物理特性测试结果
另，比较例1的着色硅水胶隐形眼镜镜片的有色层仅使用未改质的黑色色料，所制得的着色硅水胶隐形眼镜镜片于测试后有掉色情形。而实施例1至实施例5的着色硅水胶隐形眼镜镜片，其有色层使用经聚多巴胺改质的黑色色料，具有良好的着色效果，且不产生色料脱落，镜片也不会产生变形，仍可维持良好的物理性质。
虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (6)
1.一种用于着色硅水胶隐形眼镜的色料组合物，其包含：聚二甲基硅氧烷、至少一种亲水性单体及聚多巴胺改质的色料，
其中该聚二甲基硅氧烷为基质组份，其为以下列式(I)表示的聚二甲基硅氧烷：
其中，在式(I)中，p为4-80的整数，q为3-40的整数，
其中该聚多巴胺改质的色料是由下列方法所制得，该方法包含步骤：
(a)将多巴胺在碱性环境下形成聚多巴胺溶液，其中该聚多巴胺溶液的浓度是介于50ppm至1500ppm之间；
(b)提供用于着色硅水胶隐形眼镜的色料，将该色料加至该聚多巴胺溶液中并充分混合，使该色料与聚多巴胺反应而形成固态聚多巴胺改质的色料；及
(c)取出该固态聚多巴胺改质的色料，并且
其中该聚多巴胺改质的色料占该色料组合物总重的10重量百分比至60重量百分比。
2.如权利要求1所述的色料组合物，其中该聚二甲基硅氧烷的使用量占色料组合物总重的30重量百分比至65重量百分比之间。
3.如权利要求1所述的色料组合物，其中该亲水性单体是选自由N-乙烯基吡咯酮、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、N,N’-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、N,N’-二乙基丙烯酰胺、N-异丙烯酰胺、2-羟乙基丙烯酸、乙酸乙烯、N-丙烯酰基吗啉以及2-二甲基氨乙基丙烯酸所组成的组中的至少一种或上述的组合。
4.如权利要求1所述的色料组合物，其中该亲水性单体的总量占该色料组合物总重的5重量百分比至20重量百分比之间。
5.如权利要求1所述的色料组合物，其进一步包含起始剂、抗蓝光试剂或UV吸收剂其中一种或其组合。
6.一种着色硅水胶隐形眼镜，其包含：
硅水胶镜片；以及
有色层，其位于该硅水胶镜片的表面上，其中，该有色层包含权利要求1至5中任一项所述的色料组合物。
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