CN1726124A - 利用可重复使用模具成型眼透镜的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种利用可重复使用的热塑性模具生产眼透镜的方法。本发明在所需要模具插件数减少时，能够生产出全部指定范围内的透镜。此外本发明方法可用于将定制眼透镜交付到透镜佩戴者的方法中。

Description

利用可重复使用模具成型眼透镜的方法

技术领域

本发明涉及眼透镜的制造。特别地，本发明提供一种利用可重复使用模具或半模(mold half)生产接触或眼内透镜的方法。

背景技术

众所周知，使用眼透镜，包括接触透镜，可校正屈光不正。利用铸塑或者模塑生产透镜需要使用可赋予透镜表面理想的校正性能的模具。在铸塑或模塑接触透镜的典型方法中，制造金属插件并随后将其用于生产用来铸塑透镜的模具，一旦该模具已经用于生产透镜，则将其抛弃。因此，该方法需要维持相应于每种球面(sphere)、附加件(add)和柱面放大率(cylinder power)及其组合的模具插件的大量库存，以使生产能够达到标准质量要求。如果生产特定透镜佩戴者定做的透镜，则需要更大的库存。另外，模具插件自身的生产费用大并且耗时。

克服这些缺点的一种方法公开在美国专利5,782,460中，其中公开了由石英、玻璃或蓝宝石制成的可重复使用模具或半模。但是使用这些模具是不利的，因为将它们用于生产定制透镜的费用高。另外，使用玻璃模具难于形成某些形状，例如非球面表面。还有另一个缺点是这些刚性模具在由收缩聚合物材料生产制品时是无用的，因为材料会从模具表面脱离造成透镜缺陷。

因此，需要一种生产眼透镜的方法，其采用的模具可以减少模具插件的库存量并且克服已知可重复使用模具的某些或所有缺点。

附图简述

图1是本发明优选实施方案的流程图。

发明内容及其优选实施方案

本发明提供用于生产接触透镜和眼内透镜的可重复使用的模具以及方法。本发明允许在所需模具插件数量减少时也可以生产出全部指定范围内的透镜。此外，本发明方法可用于为透镜佩戴者提供定制眼透镜。

在一个实施方案中，本发明提供了一种生产眼透镜的方法，其包括以下步骤、基本上由以下步骤组成以及由以下步骤组成：a)由聚合物材料成型透镜模具毛坯，该毛坯具有第一和第二表面；和b)通过将第一和第二表面中的至少一个成型为光学质量模塑面来将透镜毛坯成型为透镜半模。“眼透镜”是指接触透镜或眼内透镜。优选本发明用于制造接触透镜。“光学质量”是指该表面足够光滑以使与该模塑面接触的通过聚合透镜成型材料或透镜模具成型材料所形成的表面是光学上合格的。优选“光学质量”是指该表面的RMS表面相糙度小于约50nm，更优选小于约20nm。

通常在模塑接触透镜时，使用用于前曲(front curve)或物侧透镜表面的半模，以及用于基曲(base curve)或眼侧透镜表面的互补半模。每个半模具有适于将所需的光学特征赋予待成型透镜表面的模塑面。“光学特征”是指一种或多种球面的、非球面的、复曲面的和柱面曲面以及角膜形状(comealtopography)，眼睛的高阶波前像差校正等以及其组合。在本发明方法中，前曲和基曲半模之任一或两者是可重复使用的。

在本发明方法的第一步中，成型了具有第一和第二表面的透镜模具毛坯。优选该透镜模具毛坯与用于模塑透镜的模具的形状和尺寸相同，但是缺少模塑面。在本发明方法中，由合适的聚合物材料成型透镜模具毛坯，聚合物材料是熟塑性材料或热固性材料，其与透镜单体混合物相容，并且与固化透镜单体混合物及制造透镜的方法相适应。优选使用热塑性材料。

为与透镜单体混合物相容，该模具材料必须没有化学变化或其自身通过透镜单体混合发生化学变化。另外，该模具材料必须适合于透镜单体混合物固化的条件。例如，如果使用紫外线固化，至少一个半模应该能透过紫外线。此外该模具材料在固化透镜和随后使用该模具的加工步骤例如脱模所使用的条件下不能降解。最后，该材料必须适合于进行本发明方法的第二步骤，该步骤形成透镜毛坯上的模塑面。

本领域普通技术人员基于对这些参数的考虑将能够确定用于模具毛坯的聚合物材料。优选透镜毛坯由聚苯乙烯-丁二烯、聚甲醛、poly(ethirmide)、聚苯硫醚等及其组合制成。通过任何适当的方法来制造该透镜模具毛坯，包括但不限于注塑成型、研磨、抛光、冲压等其组合。优选通过注塑成型来成型透镜模具毛坯。

在本发明方法的第二步骤中，通过将该毛坯的第一和第二表面中的至少一个成型为光学质量模塑面来将透镜模具毛坯成型为透镜半模。可用任何适当的方法实施该步骤，包括但不限于金刚石点切削、抛光、激光烧蚀、干法或者化学刻蚀等以及其组合。优选通过金刚石点切削来成型模塑面。

在金刚石点切削中，将模具毛坯固定以使其能够以所需要的旋转速度旋转并且使该毛坯没有变形。例如，可以将该毛坯置于凹形夹紧装置中并且利用夹具、真空卡盘等固定。然后将带有固定毛坯的夹紧装置置于金刚石点切削机中并且根据所需要的设计来进行机械加工。典型的工作参数为：钻石半径约为5-500微米、转轴速度约为100-300,000rpms，并且进料速率约为0.01-500mm/min。聚合物毛坯的切口深度约为50-100微米。适当的金刚石点切削机可从市场上购得。

所得透镜半模适用于生产透镜。在透镜的生产中，该半模与互补半模配对，该互补半模自身可重复使用或是一次性的。在一种优选的透镜成型方法中，可通过任何适当的方法将透镜成型材料沉积在半模的模塑面上。分配的透镜成型材料的体积为透镜成型量，它是形成所需眼透镜的有效量。通常使用的沉积材料量为约0.01mg-约100g。

用于接触透镜的合适透镜成型材料是应用于成型硬或软接触透镜的任何材料。优选该透镜成型材料适合于成型软接触透镜。举例说明的软接触透镜成型材料包括但不限于硅氧烷弹性体、含硅氧烷的大分子单体，其包括但不限于美国专利5,371,147，5,314,960和5,057,578中公开的那些，其在此全部引入作为参考，水凝胶、含硅氧烷的水凝胶等以及其组合。更优选该表面为硅氧烷，或者含有硅氧烷官能团，包括但不限于聚二甲基硅氧烷大分子单体、甲基丙烯酰氧基丙基聚烷基硅氧烷及其混合物、硅氧烷水凝胶或者水凝胶，例如etafilconA。

使用本发明模具来生产眼内透镜时，可以使用任何合适的眼内透镜材料。举例说明的用于成型眼内透镜的材料包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、惰性透明塑料、硅氧烷基聚合物等以及其组合。

一旦将透镜成型材料沉积到透镜半模内，则将该半模及其互补半模装配在一起并将透镜材料进行固化。“互补”是指在装配时，两个半模形成适用于铸塑所需透镜的腔。可以通过任何已知方法将沉积在模具内的透镜成型材料进行固化，包括但不限于热、辐射、化学、电磁辐射固化等以及其组合。

优选利用紫外线或者利用全谱可见光来进行模塑。更优选的是，适用于固化透镜成型材料的精确条件随所选择的材料和待成型的透镜而定。

用于接触透镜和眼内透镜的聚合方法是众所周知的。例如，适用于成型接触透镜的方法公开在美国专利5,540,410中，其在此全部引入作为参考。更具体地说，为成型接触透镜，优选固化条件为利用强度为约2-约10mW/cm²的紫外线来预固化模具组件。预固化之后，将该模具组件曝露于强度为约0-约4.0mW/cm²的紫外线下合适的波长为约300-约500nm。该低强度曝光的时间将取决于所选择的透镜成型材料、所用任何引发剂的类型和量、材料粘度及其活性基团的性质、以及紫外线强度。可以并且优选预固化及随后的紫外线曝光两者都以单独、连续曝光的形式进行。但是，也可以利用交替的紫外线曝光周期和不曝光周期来进行曝光。优选聚合反应步骤在约40-约75℃的温度和大气压下进行并且优选在氮气保护下进行。总固化时间为约300-约500秒。

在图1中描述了本发明的优选实施方案。在该实施方案中，成型了适用于成型可重复使用透镜半模的透镜模具毛坯(102)。通过成型该毛坯表面之一以便形成模塑面来随后由毛坯成型透镜半模(103)。优选所得透镜半模适用于模塑透镜的基曲或眼侧曲度。通过任何适当的方法将透镜单体材料剂量喂料(dose)(104)，或者分配到与后曲半模互补的前半模中。装配后曲半模和前曲半模(105)形成模具。在优选实施方案中，与前曲半模的制造材料相比，制造后曲半模的材料刚性相对更高。在该实施方案中，后曲模可以是聚甲醛曲度(polyoxymethylene curve)，而前曲通常为聚丙烯。

任选地，透镜单体材料在固化(107)开始之前进行预固化(106)。固化完成之后，将新成型的透镜脱模(108)，并且将可重复使用的基曲模返回到模具装配步骤(105)用于重复使用，而将前曲模废弃。

使用两个可重复使用模具独有的问题是透镜边缘成型不能依靠透镜模具的后曲切掉过量单体。因此，优选一个一次性半模与一个可重复使用的半模一起使用。在两个半模都可重复使用的实施方案中，可以通过确保能成型出适当的透镜边缘的任何方法来进行透镜边缘的成型，所述包括但不限于使用密封衬垫插件，固化之后将透镜激光修边以形成透镜边缘，提供包围半模腔的面罩以防止边缘上的透镜材料固化等及其组合。如果使用密封衬垫，则该密封衬垫由合适的弹性体材料或其它材料制成，当对半模施加力，该材料被一个或两个半模的边缘压缩时能够变形。优选将该密封衬垫安装到位于至少一个半模的适当位置中的凹槽里。

本发明可用于成型任何类型的接触透镜和眼内透镜。然而，本发明在特定个体定制接触透镜的生产中可发挥最大功效。例如，可以利用临床波前传感器，例如像差观察仪来测量个体眼睛的变形或偏差，能够测量这些偏差的Hartmann-Shack装置和镜组可在市场上购得。波前数据或所测得的偏差可以表示为一组数学系数，例如Zemike系数，其可用于成型可重复使用模具的模塑面。另外，制成的模塑面可赋予接触透镜的背面一种几何形状，使其基本上与透镜佩戴者的角膜相一致。可以利用常规形状测量器(topographers)来获得透镜佩戴者的角膜形状数据。

在本发明方法的优选应用中，将对透镜佩戴者的处方信息(prescriptioninformation)进行确定。“处方信息”是指校正透镜佩戴者的低阶偏差所必需的信息。该信息包括但不限于球面、柱面、轴、附加件放大率(add power)等及其组合。利用常规的目镜测量装置或优选使用波前传感器可得到该信息。任选并优选确定透镜佩戴者的光学数据。“光学数据”是指较高阶眼内偏差的测量值。该数据是利用波前传感器得到的。最后，任选并优选确定患者的适应数据(fit data)。对于接触透镜，这样的数据包括但不限于透镜佩戴者角膜的角膜形状测量值。然后将处方信息、光学数据和患者的适应数据(总称为“订货信息”)通过任何适当的订货方式发送给透镜制造者，包括但不限于：电话、传真发送、因特网站点等及其组合。在优选的实施方案中，通过消费者利用能够与透镜制造者的服务器系统(网络服务器或网络站点)交流的任何方式经过透镜制造者的因特网站点来进行订货。与网络站点交流的合适方式包括但不限于：个人计算机和调制解调器。因此，在另一个实施方案中，本发明提供了一种生产定制眼透镜的方法，该方法包括以下步骤、基本上由以下步骤组成以及由以下步骤组成：a)消费者利用计算机系统向透镜制造者的服务器系统发送透镜订货信息；b)透镜制造者利用一种模具生产定制透镜，该模具的成型步骤包括以下步骤、基本上由以下步骤组成以及由以下步骤组成：由聚合物材料毛坯成型透镜模具的至少一半，其中将该毛坯的至少一个表面成型为光学质量模塑面；以及c)由透镜制造者直接交付透镜佩戴者。

Claims (16)

1.一种生产眼透镜的方法，其包括：a)由聚合物材料成型透镜模具毛坯，该毛坯具有第一和第二表面；和b)通过将第一和第二表面中的至少一个成型为光学质量模塑面来将透镜毛坯成型为透镜半模。

2.权利要求1的方法，其中所述透镜是接触透镜。

3.权利要求3的方法，其中所述模具毛坯包含聚苯乙烯-丁二烯、聚甲醛、poly(ethirmide)、聚苯硫醚或其组合。

4.权利要求3的方法，其中利用金刚石点切削、抛光、激光烧蚀、干法或化学刻蚀或其组合来进行成型步骤b)。

5.权利要求3的方法，其中利用金刚石点切削来进行成型步骤b)。

6.权利要求2的方法，还包括利用所述光学质量模塑面来形成所述接触透镜的基曲。

7.一种生产接触透镜的方法，其包括提供第一和第二半模，其中至少一个半模通过以下方法形成，该方法包括：a)由聚合物材料成型透镜模具毛坯，该毛坯具有第一和第二表面；和b)通过将第一和第二表面中的至少一个成型为光学质量模塑面来将透镜毛坯成型为透镜半模。

8.权利要求7的方法，其中所述第一半模适用于模塑所述透镜的前曲，并且所述第二半模适用于模塑所述透镜的后曲。

9.权利要求8的方法，其中所述第一半模含有聚丙烯，并且所述第二半模含有聚甲醛。

10.权利要求8的方法，其中所述第一半模含有聚苯乙烯，并且所述第二半模含有polyethirmide。

11.权利要求8中所述的方法，其中所述第一和第二半模含有聚甲醛。

12.一种眼透镜模具，其包括第一半模和第二半模，其中至少一个半模通过以下方法形成：a)由聚合物材料成型透镜模具毛坯，该毛坯具有第一和第二表面；和b)通过将第一和第二表面中的至少一个成型为光学质量模塑面来将透镜毛坯成型为透镜半模。

13.权利要求12的方法，其中所述第一半模适用于模塑所述透镜的前曲，并且所述第二半模适用于模塑所述透镜的后曲。

14.权利要求12的方法，其中所述第一半模含有聚丙烯，并且所述第二半模含有聚甲醛。

15.权利要求12的方法，其中所述第一和第二半模含有聚甲醛。

16.一种生产定制眼透镜的方法，其包括以下步骤：a)消费者利用计算机系统向透镜制造者的服务器系统发送透镜订货信息；b)透镜制造者利用一种模具生产所述定制透镜，该模具的成型步骤包括：由聚合物材料毛坯成型透镜模具的至少一半，其中将该毛坯的至少一个表面成型为光学质量模塑面；以及c)由透镜制造者直接交付透镜佩戴者。