CN1868729A - 水凝胶加工 - Google Patents

Abstract

本发明公开用来水合眼科镜片并且滤去眼科镜片上过量材料的方法和设备。该方法包括将隐形眼镜暴露于含约30％到70％的异丙醇和水的水合溶液的步骤。在一些实施方案中，水合溶液保持在升高的温度。暴露于第一水合溶液中引起眼科镜片膨胀到尺寸超过功能尺寸，而暴露于第二眼科溶液使镜片收缩到功能尺寸。

Description

水凝胶加工

技术领域

本发明涉及眼科镜片的加工方法。

背景技术

众所周知隐形眼镜可以用来提高视力。各种各样的隐形眼镜已经被商业制造了很多年。早期设计的隐形眼镜由硬性材料制成。尽管这些眼镜在一些应用中目前仍在使用，但它们并不对所有病人都适合，因为差的舒适性和相对低的氧渗透性。眼科镜片领域近来的发展出现了基于水凝胶的软性隐形眼镜。

软性水凝胶隐形眼镜今天非常流行。这些镜片比由硬性材料制成的隐形眼镜具有更高的氧渗透性并且佩戴更舒适。柔韧的软性隐形眼镜可以通过在多部件模具中成型镜片来制备，在该模具中组合部件形成与所需最终镜片一致的外形。

用来把水凝胶制造成眼科镜片的多部件模具可包括例如具有符合眼科镜片后曲面的凸起表面的第一模具部分和具有符合眼科镜片前曲面的的凹表面的第二模具部分。为了使用这样的模具部分制备镜片，将未固化的水凝胶镜片配制剂放置在模具部分的凸面和凹面之间并且随后固化。水凝胶镜片制剂可以例如通过暴露于热或光或者热和光两者被固化。固化的水凝胶形成依据模具部分尺寸的镜片。

固化后，传统操作要求分开模具部分使得镜片保留在一个模具部分上。镜片必须接受脱离和萃取步骤。脱离是必须的，因为固化过程通常导致水凝胶粘附在模具部件上。脱离步骤把镜片从所保留模具部分上分开。萃取步骤从镜片上移开c(下文称为“UCDs”)，这可能另外影响镜片的临床使用寿命。从根本上讲，如果不从镜片萃取UCDs，它们可能使镜片配戴不舒适。

根据现有技术，可以通过把镜片暴露在含水或盐水溶液中使得镜片从模具脱离容易进行，这会使镜片膨胀并且镜片与模具的粘附变得松散。把镜片暴露在含水或盐水溶液中又可用来萃取UCDs，并且由此使镜片佩戴更舒适和为临床接受。

本领域的新发展导致了由硅氧烷水凝胶制造的隐形眼镜。使用水溶液来进行脱离和萃取的已知水合方法对于硅氧烷水凝胶镜片没有效果。因此，已经尝试使用有机溶剂来脱离硅氧烷方案和去除UCDs。在已经公开的方法中，将镜片浸入醇(ROH)、酮(RCOR’)、醛(RCHO)、酯(RCOOR’)、酰胺(RCONR’R”)或N-烷基吡咯烷酮中20-40小时，并且其中不含水，或在水作为次要组分的混合物中。(见例如美国专利5,258,490)。

然而，虽然使用已知方法已经获得了一些成功，但使用高浓度有机溶液可能出现安全危险；增加生产线停机风险；溶液的较高成本；和由于爆炸的附带危害。另外，20-40小时的操作时间从工业制造角度看缺乏效率。

因此，对于更高效和更安全制造硅氧烷水凝胶镜片仍存在不能满足的要求。这个和其它需求通过本发明实现。

发明内容

本发明提供加工硅氧烷水凝胶眼科镜片的方法和设备。将镜片构成树脂放置在模具部件中并固化形成眼科镜片。固化树脂将通常引起眼科镜片附着在模具部件上。通过将约30％到70％异丙醇(IPA)的第一水溶液加热到约30℃至约72℃间并且将眼科镜片暴露在加热后的第一水溶液中经过约10分钟-约60分钟的第一时间阶段来使镜片从模具部件脱离。

另外，约30％到约70％IPA的第二水溶液可以被加热到约30℃-约72℃。眼科镜片也暴露在加热后的第二水合溶液中以从眼科镜片上滤去UCDs。在第二水合溶液中的暴露时间可以为约10分钟到约60分钟。镜片也可以暴露在包含约100％去离子水的第三水合溶液中，以从镜片上漂洗第二水合溶液。镜片可以暴露在第三水合溶液中约10分钟到约180分钟。

在一些实施方案中，第一水合溶液和第二水合溶液被加热到约30℃-40℃。在另一些实施方案中，第一水溶液和第二水溶液被加热到约41℃-50℃。仍然有其它的实施方案可以包括被加热到约51℃-62℃的第一水合溶液和第二水合溶液。

另一个方面，在不同的实施方案中第一水溶液和第二水溶液可以包括20％-30％异丙醇；31％-40％异丙醇；41％-50％异丙醇；和51％-60％异丙醇的水溶液。

仍然在另一方面，在不同的实施方案中，第一时间段和第二时间段可以分别是约10-20分钟；约21-30分钟；约31-40分钟；约41-50分钟；约51-60分钟。另外，第三阶段可以是约10-30分钟。

在一些实施方案中，本发明可以包括加工硅氧烷水凝胶眼科镜片的设备和方法，包括将镜片构成树脂放在第一模具部件的镜片成型表面并且使镜片构成混合物与第二模具部件的第二镜片成型表面接触，其中第一模具部件和第二模具部件被构形为互相可接受的，并且在第一镜片成型表面和第二镜片成型表面之间形成空腔。该空腔限定了眼科镜片的形状。

镜片构成树脂暴露于聚合引发条件下以由镜片构成树脂形成眼科镜片。镜片和模具部件被暴露于包含30％到70％异丙醇的第一水合溶液中约10-60分钟，直到镜片包含少于约300ppm预定阈值的UCDs。另外，镜片和模具部件暴露于去离子水的第二水合溶液中以从镜片上漂洗第一水合溶液。

在一些实施方案中，聚合引发条件是光化辐射，其它的实施方案包括的聚合引发条件为结合使用光化辐射和热。

在另一方面，实施方案可以包括61％-70％异丙醇的第一水合溶液和第二水合溶液或者71％-80％异丙醇的第一水合溶液和第二水合溶液。

仍然在另一方面，在一些实施方案中，第一模具部件包括一个前曲面镜片表面并且第二模具部件包括一个后曲面镜片表面，以便随后形成镜片，前曲面镜片表面可以与后曲面镜片表面分开，其中固化的镜片可移开地粘附于前曲面。接下来第二次暴露在水合溶液中并且分离，模具前曲面和镜片再次经历包含去离子水的平衡水溶液。

在一些实施方案中，首先将第一水合溶液送往具有第一UCDs浓度的镜片并随后送往具有高于所述第一UCDs浓度的第二UCDs浓度的镜片。使镜片和模具部件暴露于第一水合溶液可以包括在第一水合溶液中浸入镜片和模具。相似地，镜片和模具部件暴露于第二水合溶液可包括在第二水合溶液中浸入镜片和模具。

在另一方面，在一些实施方案中，当镜片在水溶液中时将模具定位，使得重力起促使镜片从模具表面分离的作用。

一些实施方案可以进一步包括当镜片暴露在水合溶液中时，维持水合溶液温度在约45℃-80℃，或约70℃-80℃。

仍有其它方面可以包括这样的实施方案，其中第二水合溶液另外包含聚氧化乙烯脱水山梨糖醇一油酸酯、四丁酚醛、辛基苯氧基(氧化乙烯)乙醇、两性(amphoteric)10、山梨酸、DYMED、葡萄糖酸洗必泰(chlohexadine gluconate)、过氧化氢、乙基汞硫代水杨酸钠、polyquad和聚亚己基双胍中的一种或多种。

应该理解，实施方案可以包括涉及包括本发明构思在内的设备和方法。

附图说明

图1表示眼科镜片模具和镜片的图。

图2表示可用以实现本发明一些实施方案的示例性步骤的结构图。

图3表示可用以实现本发明一些实施方案的设备图。

图4表示可用以实现本发明一些实施方案的水合设备的结构图。

图5表示涉及含有各种浓度IPA的水合的第一临床方案的结果的图表。

图6表示从图5的临床方案推断出的数据。

图7表示适用于本发明的水合溶液浓度的图形表示。

具体实施方式

本发明提供用于促进从用于形成眼科元件的模具部分脱离硅氧烷水凝胶眼科元件并且从眼科元件中萃取UCDs的方法和设备。

概述：

对比现有技术发现，本发明教导的眼科镜片，例如硅氧烷水凝胶眼科镜片，在有利于现代化生产环境的时间段内可以有效地从模具部件脱离并且被滤去UCDs。具体而言，本发明教导通过将硅氧烷水凝胶镜片暴露于具有30℃-72℃的高温和30％-70％IPA浓度的溶液中，在20分钟或少于60分钟的期间内可以将镜片100从模具部件脱离并且滤去UCDs。

眼科元件，例如隐形眼镜，可以由不同材料制成。用于制造隐形眼镜的传统材料包括水凝胶，例如etafilcon A，其主要是pHEMA-(聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)基础原料。新近，非传统的硅氧烷水凝胶，例如galyfilcon A，已经在制造眼科元件包括隐形眼镜中使用。硅氧烷水凝胶可包括亲水和疏水单体。

在制造眼科镜片过程中，镜片通常经过水合过程。水合起使固化的镜片从用于形成镜片的模具上脱离的作用。水合也可以通过从镜片中滤出UCDs而有效地萃取UCDs。由pHEMA材料制成的镜片的有效水合可以采用水溶液实现。然而，因为硅氧烷水凝胶中的疏水组分，可能必需非水溶液来脱离并滤去硅氧烷镜片，以使硅氧烷镜片能够临床使用。

为了适应这种需要，本发明提供一种用于镜片制造的硅氧烷材料的水合方法，能够使镜片从形成镜片的模具部件脱离，并且可以从镜片放出UCDs。作为非限定性的例子，在硅氧烷基隐形眼镜中，UCDs可以包括例如：未反应的疏水单体组分、非水溶性的来自镜片的单体稀释剂和作为原料中杂质的其它试剂或物质。

依据本发明，包括去离子水(DI水)和有机溶剂异丙醇(IPA)的水合溶液提供用于硅氧烷基眼科元件水合的优选水合溶液。异丙醇是适宜的，因为它的工业效用和它与硅氧烷单体的Hansen溶解度参数以及镜片上存在的稀释剂。另外，在脱离和滤除过程之后，通过在去离子水中漂洗镜片可以容易地从镜片上去除异丙醇溶液。异丙醇在水中的混溶性提供了回收镜片上留下的残留量异丙醇的快速且高效的方法并且减少了异丙醇滤除过程之后操作步骤的数目。

本发明提供特别浓度的异丙醇和去离子水，用于使硅氧烷镜片从模具脱离和从硅氧烷镜片上滤除UCDs。对比现有技术，本发明教导使用不同的水合技术，异丙醇在去离子水中的浓度一般大于30％并且优选小于70％，以有效地使镜片从结合的模具上脱离并且从镜片上滤除UCDs。本发明还教导水合溶液保持在高温更有利于镜片100脱离和从镜片上滤除UCDs。眼科镜片可以在异丙醇和去离子水的有效溶液中经历一段时间以足以使镜片从结合的模具部分上脱离并且有利于加工环境；从镜片上滤除UCDs到足够的程度使镜片具有临床使用性；并且还适应自动化生产线。

作为非限定性的例子，各种实施方法可以包括经下列方法实现的脱离和镜片萃取：其中镜片保持浸入盛放在固定箱中的水合溶液中一段特定时间的间歇方法或者其中使镜片暴露在连续流动的包含异丙醇的水合溶液中的纵向方法。在一些实施方案中，可用热交换器或其它加热设备加热水合溶液以进一步促进滤除和脱离。这些和其它相似的方法可以提供可以接受的在包装前使镜片脱离并且从方案滤除UCDs的方法。

现参阅图1，该结构图图示了眼科镜片100，例如隐形眼镜，和用于形成眼科镜片100的模具部件101-102(现有技术)。在一些典型实施方案中，模具部件包括后表面模具部件101和前表面模具部件102。这里使用的术语“前表面模具部件”指其凹表面104是用来形成眼科镜片前表面的镜片成型表面的模具部件。相似地，术语“后表面模具部件”指模具部件101，其凸表面105形成镜片成型表面，该成型表面将形成眼科镜片100的后表面。在一些实施方案中，模具部件101和102是凹凸形状的，优选分别包括平面环边缘106和107，它们环绕在模具部件101-102凹凸区域最高边缘的圆周。

通常，模具部件101-102被排列成“三明治”。前表面模具部件102在底部，模具部件的凹表面104面朝上。后表面模具部件101对称地放置在前表面模具部件102上面，后表面模具部件101的凸表面105部分凸入前表面模具部件102的凹入区域。优选，后表面模具部件101的尺寸使得其凸表面105与前模具部件102的凹表面104的外边缘在整个圆周啮合，由此共同形成密封模腔，在其中形成眼科镜片100。

在一些实施方案中，模具部件101-102是由热塑性塑料制成的并且对引发聚合反应的光化辐射是可穿透的，这意味着至少一些，并且优选所有的有效引发模具中镜片构成树脂或单体聚合的强度和波长的辐射可以通过模具部件101-102。例如，模具部件包括；聚苯乙烯；聚氯乙烯；聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯；苯乙烯与丙烯腈或丁二烯的共聚物或混合物；聚丙烯腈；聚酰胺；聚酯等。

方法步骤

在镜片构成混合物聚合形成镜片100之后，镜片表面103通常将粘附在模具部件表面104上并且镜片100将包含UCDs。本发明的步骤促使表面103从模具部件表面104脱离并且从镜片上滤去UCDs。

现在参阅图2，该流程图举例说明了在本发明的一些实施方案中可能执行的示例性步骤。应该理解，一些或所有下面的步骤可能在本发明的各种不同实施方案中执行。在201，镜片构成树脂，例如单体混合物，被放置在用来成型眼科镜片100的第一模具部件102中。实施方案可包括例如硅氧烷水凝胶隐形眼镜100，其为水含量约0到约90％，且优选水含量35％-50％的软性隐形眼镜。

如本发明中所使用的，硅氧烷水凝胶包括可以吸收和保持水分在平衡状态的交联聚合物体系。另外，任何硅氧烷水凝胶配方可以依据本发明方法加工。含硅氧烷的组分是一种在单体、大分子单体或预聚物中包含至少一个[-Si-O-Si]基的组分。优选的，Si和连接的O以大于含硅氧烷组分总分子量2wt％，且优选大于30wt％的量存在于含硅氧烷的组分中，且包括可聚合官能团如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。可以包括在硅氧烷水凝胶配方中的硅氧烷组分的例子包括但不限于硅氧烷大分子单体、预聚物和单体。硅氧烷大分子单体的例子包括且不限于用侧挂亲水基团甲基丙烯酸酯化的聚二甲基硅氧烷；带有可聚合官能团的聚二甲基硅氧烷大分子单体；引入亲水单体的聚硅氧烷大分子单体；包括聚二甲基硅氧烷嵌段和聚醚嵌段的大分子单体；它们的组合等。

包含硅氧烷的大分子单体也可以当作单体使用。适宜的硅氧烷单体包括三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯，含有羟基官能团硅氧烷的单体，例如3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷；包含mPDMS的单体或硅氧烷单体，包括但不限于TRIS的酰胺类似物、乙烯基氨基甲酸酯或碳酸酯类似物、单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基(三甲基硅氧烷)甲基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷及其组合。

亲水组分包括那些当和剩余的反应性组分结合时能够为制成的镜片提供至少约20％并且优选至少约25％水含量的组分。可以用于制备本发明聚合体的亲水单体具有至少一个可聚合双键和至少一个亲水官能团并且为本领域技术人员所熟知。非限定性的例子包括N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、NVP、N-乙烯基-N-甲基丙烯酰胺、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、它们的组合等。

在202，第一模具部件102可以与至少一个其它模具部件101相结合以成型放置的硅氧烷单体或其它镜片构成树脂。

在203，硅氧烷单体或其它镜片构成树脂被固化和成型为镜片100。固化可通过例如本领域已知的各种方法进行，例如将单体暴露于光化辐射、将单体暴露于高热(例如40℃到75℃)或者同时暴露于光化辐射和高热。

在204，第一模具部件101可以与第二模具部件102在脱模过程中分离。在一些实施方案中，在固化过程中镜片100将会粘附在第二模具部件102上(前曲面模具部件)，并且在分离后仍保持在第二模具部件102上直到通过脱离使镜片100从前曲面模具部件脱离出来。在其它实施方案中，镜片100可能粘附在第一模具部件101上。

在205，在一些实施方案中，水合溶液可以被加热到约40℃-约72℃。加热可以例如使用热交换器元件使爆炸的可能性最小，或通过任何其它可行的加热液体的设备来完成。

在206，镜片通过将镜片暴露于异丙醇(IPA)和去离子水的水合溶液中被水合。水合溶液包含约30％到70％的异丙醇并且可以包含其它添加剂，例如表面活性剂(例如Tween80，它是聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯、四丁酚醛、辛基苯氧基(氧化乙烯)乙醇、两性10)，防腐剂(例如EDTA、山梨酸、DYMED、葡萄糖酸洗必泰、过氧化氢、乙基汞硫代水杨酸钠、polyquad、聚亚己基双胍)，抗菌剂，润滑剂，盐，缓冲剂或其它的可以提供额外益处的添加剂。在一些实施方案中，添加剂可以采用0.01wt％到10wt％，但累计少于约10wt％的量加入到水合溶液中。

水合溶液的温度可以为从接近凝结到接近沸腾的任何温度；但是，优选温度为30℃-72℃，并且更优选45℃-65℃。

眼科镜片100暴露于异丙醇和去离子水的水合溶液中可以通过洗涤、喷淋、浸泡、浸没或这些方法的任意组合而进行。例如，在一些实施方案中，镜片100可以在水合塔中用异丙醇和去离子水的水合溶液洗涤。

为了通过在水合塔中洗涤而使镜片水合，包含镜片100的前曲面模具部件102可以被放置在托板或托盘并且竖直堆叠。溶液可以在堆叠的镜片100的顶部引入，使得溶液将向下流遍及镜片100。溶液也可以沿着塔在不同位置被引入。在一些实施方案中，托盘可以向上移动使镜片100暴露在愈加新鲜的溶液中。

在一些实施方案中，眼科镜片100在水合步骤206期间被浸泡或浸没在水合溶液中。

水合步骤可持续2-400分钟，优选10-180分钟，更优选15-30分钟；然而，水合步骤的长度依赖于镜片材料，包括着色剂材料(如果存在)，用于溶液或溶剂的材料，和溶液的温度。水合处理时间因镜片和溶液达到平衡所需的时间可能不同。充足的处理时间通常使隐形眼镜膨胀，从镜片上脱离过量的材料，并且使镜片成为实用的尺寸。

在本发明的另一方面，适宜的水合处理依据眼科镜片上存在的UCDs量。镜片经历特别的水合处理并且在增加的时间间隔检测UCDs。适于有效水合的最小时间间隔是通过探测当UCDs减少到可以接受的水平时所确定的。

例如，在一些实施方案中，眼科镜片可以经历水合处理并且可以使用色-质联用光谱在不同时间间隔测量眼科镜片上一个或更多的UCDs水平，以确定在特定镜片上的存在的UCDs特定量减少到最大阈值之前镜片需要进行特定水合处理的最小时间间隔。

因此，在一些实施方案中，色-质联用光谱可以用来检测UCDs的最大阈值，例如约300ppm的SiMMA、mPDMS、SiMMA二醇和环氧化物。减少在特定镜片中这种UCDs的存在量到300ppm或更少所必须的最少水合处理时间可以由周期测量而定。在另外的实施方案中，其它UCDs，例如D3O或其它稀释剂，可以测量探测到存在的最大量为约60ppm。实施方案也可以包括在可由试验设备探知的最小检测水平设定特定UCD的阈值。

在一些优选的方法中，在分离或脱模后，在前曲面上可以作为框架一部分的镜片与单凹槽杯紧密配合，以当隐型眼镜从前曲面脱离时接受它们。杯可以是托盘的一部分。例子可以包括每盘带32个镜片，并且20盘可以累积入一个储料台。根据本发明，储料台可以累积并随后降入到包含例如20-100升的含去离子水和约30％-70％异丙醇的水合溶液的水箱中。溶液也可以包括其它添加剂，例如表面活性剂(如上所述)。另外，在一些实施方案中，水合溶液可以被加热到约30-72℃。

在207中，漂洗眼科镜片以从镜片上去除异丙醇。例如，通过任何一种方法使镜片暴露于漂洗溶液如去离子水中来实现漂洗。因此，在不同的实施方案中漂洗可以包括下述方法中的一种或多种：使镜片经过漂洗溶液流，以及将镜片浸入在漂洗溶液中。

设备

现在参阅图3，该结构图举例说明可用于实施本发明的加工站301-304中包含的设备。在一些优选实施方案中，通过传送设备305眼科镜片100可以到达操作加工站301-304。传送设备305可以包括如下所述中的一个或多个：机器人、传送带和与移动设备连动构成的导轨系统，其可以包括传送带、链条、电缆或由不同速率的马达或其它已知驱动设备驱动的液压机构(未示出)。

一些实施方案可以包括放置在托板(未示出)上的后表面模具部件101。托板可以通过传送装置305在两个或多个加工站301-304之间移动。电脑或其它控制器306可以有效地联接加工站301-304以监控和控制在每个站301-304的过程并且控制传送设备305以调整镜片在加工站301-304间的运动。

加工站301-304可以包括例如注塑站301。在注塑站301，注塑设备沉积一定数量的镜片构成树脂，例如如上所述的硅氧烷水凝胶，进入前曲面模具部件102并且优选用镜片构成树脂完全覆盖模具表面104。镜片构成树脂应该包含任何材料或者材料的混合物，它们在聚合时产生光学透明的保持。完整形状的隐形眼镜或隐形眼镜前体。

如在本申请中使用的，“前体”是指具有需要的相关尺寸并且在随后在水中或缓冲的等渗盐水水溶液中进行水合时可以作为隐形眼镜佩戴的物体。这种组合物的例子在本领域很丰富并且容易在标准的参考文献中找到。

在一些实施方案中，镜片构成树脂的聚合可以在控制对氧的暴露氛围中进行，在一些实施方案中包括无氧环境，因为氧能参加副反应，影响需要的光学质量和聚合镜片的透明度。氧可能影响镜片预定参数的可再现性。在一些实施方案中，为了避免吸入或吸在半模上的氧气与镜片构成树脂反应的风险，镜片半模也要在限制氧气或无氧氛围中制备。控制暴露于氧的方法和设备为本领域公知。

固化站302可以包括镜片构成树脂的聚合设备。优选通过使组合物暴露在聚合引发环境下进行聚合。因此固化站302包括提供放入前曲面模具102的镜片构成树脂引发源的设备。引发源包括例如光化辐射和热中的一个或多个。在一些实施方案中，光化辐射可以来自于模具组件移动处下面的灯泡。灯泡可以提供在与灯泡轴向平行的平面一定强度的光化辐射，这足以引发聚合。

固化站302热源应该在暴露于光化辐射并由此促进聚合期间有效地提高镜片构成树脂温度到有效促进聚合增长并且抵消镜片构成树脂收缩倾向的温度。在一些实施方案中，在聚合时热源可以将镜片构成树脂(即树脂开始聚合之前和聚合时)的温度保持在高于聚合物产物的玻璃化转变温度或高于其软化温度。这样的温度可以因镜片构成树脂中组分的特性和数量而异。一般讲，系统应该能够建立并保持约40℃-75℃。

在一些实施方案中，热源可以包括管道，当从光化辐射灯泡下穿过时，管道输送热气，例如N₂或空气穿过和环绕模具组件。管道末端可以备有很多从中穿过热气的洞。通过这种方法分布气体有助于整个外壳下的区域温度均匀。均匀温度遍及模具组件周围的区域使聚合更均匀。

模具分离站303可以包括将后曲面模具部件101与前曲面模具部件102分离的设备。分离可以例如通过机械手和高速机器人运动撬开模具部件而实现。

本发明实施方案也可以包括水合站304，其包括例如至少一个能够使眼科镜片100暴露于本发明的水合过程的水合塔或浸没运输装置。例如，水合站304可以包括一种设备，其中镜片竖直堆叠在托盘中，托盘向上移动，而水合溶液流向下流动到托盘堆叠物上以连续清洗堆叠的托盘中较低位置的镜片。溶液可以在堆叠物顶端引入或新鲜溶液可以在堆叠物不同点引入。在一些实施方案中，具有不同的异丙醇浓度的水合溶液流可以在堆叠物不同点引入。一般，阶流式溶液向下流漫过每个眼科镜片。实现向下流动的各种水合设备的实施方案的细节描述在美国专利6,207,086中公开，其引入本申请作为参考。

一些实施方案也可以包括将眼科镜片浸没在一个水合箱中。例如，可以将包含镜片100的前曲面模具部件102夹在模具载体和盘之间形成水合载体(未示出)。机器人组件可以把每一个水合载体浸入含去离子水和约35％到75％浓度的异丙醇水合溶液中。利用向下流的水合设备的各种实施方案的细节描述和例子在美国专利6207086中公开。

各种实施方案可以包括镜片被放置其中的一系列多种溶液浴，或者镜片暴露于其中的各种水合溶液流。每种浴或流可以具有相同或不同的异丙醇在去离子水中的浓度。

例如，一些实施方案可以包括暴露于(即通过浸没或溶液流动)第一水合溶液的镜片，主要目的是使每个镜片100从它们各自的模具部件102脱离。第二水合溶液暴露可以从镜片滤去UCDs并且第三暴露可以漂洗镜片。

在一些实施方案中，热交换器307可以用于维持水合溶液温度比典型周围室温高。例如但非限制性地热交换器可以用来升高水合溶液温度到约30℃到约72℃。

现在参阅图4，一些示例性实施方案可以因此包括第一暴露或浸没镜片在含约60％到75％异丙醇且优选70％异丙醇的去离子水的第一水合溶液中。暴露时间可以依据其它变量，例如镜片100材料和模具部件102材料调节。一般地，为了在第一水合溶液中进行脱离，约10到30分钟的暴露时间是足够的。镜片100可以随后第二次暴露或浸没在旨在从镜片100上滤去UCDs的第二水合溶液中。第二水合溶液也可以优选分别包括约60％-75％的异丙醇和约20％-40％的去离子水，在一些优选实施方案中包含约70％异丙醇和30％去离子水。第二次暴露时间可以为约10-60分钟并且优选约15分钟。

在一些实施方案中，第一次浸没可以发生于包含在水合站304中的第一水合箱401中并且第二次浸没可以发生于包含在水合站304中的第二浸没箱。第一水合箱和第二水合箱的每一个均包括适合的含异丙醇和去离子水的水合溶液。相似地，其它浸没可发生在分离水合箱。例如，涉及漂洗镜片100的第三浸没或暴露可以发生在第三水合箱403中且含100％去离子水。实施方案可以包括浸没镜片100，这包括漂洗30分钟到180分钟，并且优选约60分钟。

如上所述，在一些实施方案中，第一水合溶液和第二水合溶液中的一个或两者可以被加热以进一步促进脱离和萃取作用。

在一些实施方案中，涉及漂洗镜片上异丙醇溶液的第三暴露可以通过使镜片暴露于去离子水流中来实现。优选，涉及漂洗镜片的去离子水流以32ml每镜片每6秒或约5到6ml每镜片每秒的速率流动并且持续约5-30分钟，且最优选约15分钟。

实施例：

现在参照图5和6，进行临床方案以确定与现有技术发现的不同，异丙醇可以制成适合用在形成硅氧烷水凝胶眼科镜片的自动化制造环境的脱离和滤除步骤。具体而言，已发现，与现有技术相反，当异丙醇溶液温度充分增高时，较低浓度异丙醇溶液可以在适合制造环境的时间框架下有效地去除UCDs。

现在参照图5，显示的图表举例说明第一临床方案记录异丙醇溶剂温度和异丙醇溶剂浓度与使镜片从相连模具部件脱离所需的时间之间的关系。如该图表所示，与现有技术不同，本发明教导如果镜片暴露在已经被升温到特定温度范围的异丙醇溶剂中并且异丙醇溶剂包含特定浓度范围的异丙醇，则硅氧烷基眼科镜片就可以在20分钟或更少时间内脱离相连模具部件。

在图5表示的方案中，收集各系列镜片100的数据，每个镜片100都在模具101-102中制备。每个镜片100从附着于用于制造镜片100的半模开始该方案。将镜片100暴露置于特定的IPA溶液，并且记录以确定由于暴露于特定的IPA溶液镜片100完成从半模上脱离的时间。镜片所暴露的IPA溶液的IPA浓度从约70％变化到100％，且温度约23℃(近似室温)到约65℃(比IPA沸点低约20％)。

根据本发明，40℃或更高高温IPA浓度为30％到70％的IPA溶液的混合可以用于有效地使镜片100从结合的模具部件102脱离和从镜片100滤除出UCDs。IPA浓度大于约70％IPA被认为是不合适的，因为大于70％的浓度会导致许多镜片膨胀大于35％，其反过来产生产率问题。

图5包括表示在每个镜片组中脱离镜片所必须的时间量的数据点的外推法501-503。第一外推法501表示在将镜片100暴露于各种维持在23℃的IPA溶液中之后镜片100从模具部件102脱离所需时间。23℃IPA溶液的浓度从约70％IPA到100％IPA变化。一般而言，23℃且IPA浓度为70％或更少的IPA溶液需要多于约45分钟以使镜片100从模具部分102脱离。另外，23℃外推法501的斜率约是y＝-1.0168x+117.34，表明引起脱离时对IPA浓度的依赖性较高。

第二外推法502表示在将镜片100暴露于各种维持在45℃的IPA溶液中之后镜片100从模具部件102脱离所需时间。如该图表所示，通过使用已被加热到45℃IPA浓度为70％的溶液在约15分钟内完成从模具部件102的脱离。45℃外推法的斜率约是y＝-0.29x+35.13，表明与23℃的IPA溶液相比，引起脱离时对IPA浓度的依赖性更少。

第三外推法503表示在将此镜片100暴露于各种维持在65℃的IPA溶液中之后镜片100从模具部件102脱离所需的时间。如该图表所示，通过使用已被加热到65℃IPA浓度为70％的溶液在约9分钟内完成从模具部件102的脱离。另外，65℃外推法的斜率约是y＝-0.202x+23，表明与45℃的IPA溶液相比，引起脱离时对IPA浓度的依赖性更少。

在该方案中，基于IPA物理性的考虑，选择65℃的IPA溶液作为温度上限。IPA的沸点为约81℃。由于该方案涉及在制造环境中使用IPA，以及被加热到接近81℃的IPA可能会不注意地沸腾并因此在制造设备内膨胀导致爆炸的可能性，所以决定限制该方案到IPA被加热到低于81℃的20％，或接近65℃。可是，由外推法501-503表示的方案数据显示温度高于65℃，例如72℃(低于沸点10％)对于实施脱离步骤也是有效的。因此可以推断，设计为容纳沸腾状态IPA的机械可以适用于使用被加热到接近81℃的IPA溶液使镜片100从模具部件脱离。

参见图6，第二临床方案设计为进一步研究IPA浓度对镜片舒适度的影响并建立对于有效去除可能影响镜片舒适的可滤去的UCDs必须的IPA浓度最小值。为了确定可滤去UCDs的萃取效率，测量在成品镜片中SiMAA2(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷)的量并用作残留在镜片中的UCDs的指示。因此，SiMAA2的量越高表示UCDs的萃取效率越低。

图6表示来自第二临床方案的数据外推法。可见可浸出的SiMAA2(ppm)601的量在约20％IPA的浓度处显著下降，而使用约30％IPA溶液可以达到可接受的SiMAA2低水平。此外，可见在约30％IPA或更高浓度处临床舒适度602显著地增加。当IPA的浓度进一步增加时，可滤去的SiMAA2的量持续下降且临床舒适度保持很高。因此，第二方案显示使用接近30％或更高的IPA溶液可以实现从镜片100中有效滤除出UCDs。

虽然在图5和6的数据图表中没有表示，但也可以确定使用太高浓度的IPA可能在自动制造过程期间伴随镜片100的过度膨胀和对镜片100的损毁。因此，溶液中IPA浓度的上限应该是约70％IPA比30％DI。

图7提供了表示根据本发明，IPA溶液浓度、IPA溶液温度和用于滤除和脱离硅氧烷眼科镜片100的镜片100的暴露时间范围的三维图。

如图所示，根据本发明，约10分钟是可接受的在适当的浓度和温度下IPA溶液中有效脱离和滤除镜片100的时间下限。当有效进行自动制造过程时，滤除时间段为约60分钟的上限是可以接受的。

图7也表示在DI中浓度为约30％IPA的IPA溶液是提供眼科镜片100充分滤除的下限，且考虑到由于暴露在较高浓度中处理镜片可能引起的镜片膨胀和损毁，70％IPA浓度是上限。

此外，图7表示，根据本发明，用于脱离和滤除的IPA溶液应该保持在约30℃到72℃以在脱离和滤除过程中提供进一步的效果。

本发明在此通过参考一些优选的实施方案而描述；可是，在以下权利要求范围中的变化对本领域普通技术人员是已知的，且包括在此。

Claims (30)

1.一种加工包含硅氧烷水凝胶的眼科镜片的方法，此方法包括：

在模具部件中放置镜片构成树脂；

固化此镜片构成树脂以形成眼科镜片并导致此眼科镜片附着于模具部件上；

将约30％到70％IPA的第一水合溶液加热到约30℃-约72℃的温度；

将此眼科镜片暴露于约30％到约70％异丙醇的被加热的第一水合溶液中约10到约60分钟的第一时间段，导致眼科镜片从模具部件脱离；

将约30％到70％IPA的第二水合溶液加热到约30℃-约72℃的温度；

将此眼科镜片暴露于约30％到约72％IPA的被加热的第二水合溶液中约10分钟到约60分钟的第二时间段，从眼科镜片中滤除未反应的组分和稀释剂；和

将此镜片暴露于含有约100％去离子水的第三水合溶液中约10分钟到约180分钟的第三时间段，从镜片中漂洗出第二水合溶液。

2.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液被加热到约30℃-40℃的温度。

3.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液被加热到约41℃-50℃的温度。

4.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液被加热到约51℃-62℃的温度。

5.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液包含20％-30％异丙醇的水溶液。

6.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液包含31％-40％异丙醇的水溶液。

7.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液包含41％-50％异丙醇的水溶液。

8.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液包含51％-60％异丙醇的水溶液。

9.权利要求1的方法，其中第一时间段和第二时间段各自包含约10分钟到约20分钟。

10.权利要求1的方法，其中第一时间段和第二时间段各自包含约21分钟到约30分钟。

11.权利要求1的方法，其中第一时间段和第二时间段各自包含约31分钟到约40分钟。

12.权利要求1的方法，其中第一时间段和第二时间段各自包含约41分钟到约50分钟。

13.权利要求1的方法，其中第一时间段和第二时间段各自包含约51分钟到约60分钟。

14.权利要求1的方法，其中第三时间段包含约10分钟到约30分钟。

15.一种加工含硅氧烷水凝胶的眼科镜片的方法，此方法包括：

将镜片构成树脂放置在第一模具部件的镜片成型表面上；

使镜片构成混合物与第二模具部件的第二镜片成型表面接触，其中构造第一模具部件和第二模具部件使其彼此接受，以便在第一镜片成型表面和第二镜片成型表面之间形成空腔，并且其中此空腔限定眼科镜片的形状；

使镜片构成树脂暴露于聚合引发条件下从而由镜片构成树脂形成镜片；

使镜片和模具部件暴露于约30％到约70％异丙醇的第一水合溶液中约10分钟到约60分钟的时间，直到镜片包含少于约300ppm预定阈值的未反应组分和稀释剂；和

使镜片和模具部件暴露于包含去离子水的第二水合溶液中，以从镜片漂洗出第一水合溶液。

16.权利要求15的方法，其中聚合引发条件包括光化辐射。

17.权利要求15的方法，其中聚合引发条件包括光化辐射和加热。

18.权利要求15的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液包括61％-70％异丙醇的水溶液。

19.权利要求1的方法，其中第一水合溶液和第二水合溶液包括71％-80％异丙醇的水溶液。

20.权利要求15的加工包括硅氧烷水凝胶的眼科镜片的方法，其中第一模具部件包括前曲面且第二模具部件包括后曲面，且此方法进一步包括以下步骤：

形成镜片后，将前曲面和后曲面分离，其中固化的镜片可移动地附着于前曲面上，且

使此模具的前曲面和镜片经过包括去离子水的平衡溶液处理。

21.权利要求15的方法，进一步包括如下步骤：

引导第一水合溶液到具有第一浓度的未反应组分和稀释剂的镜片；以及

然后引导第一水合溶液到具有高于所述第一浓度未反应组分和稀释剂的第二浓度未反应组分和稀释剂的镜片。

22.权利要求15的方法，其中使镜片和模具部件暴露于第一水合溶液中包括将镜片和模具浸没在第一水合溶液中。

23.权利要求15的方法，其中使镜片和模具部件暴露于第二水合溶液中包括将镜片和模具浸没在第二水合溶液中。

24.权利要求15的方法，进一步包括定位此模具的步骤，以使当镜片经过水溶液处理时，重力起促进镜片从模具表面分离的作用。

25.权利要求15的方法，其中当镜片暴露于水合溶液中时，此水合溶液保持在约45℃-约80℃的温度。

26.权利要求15的方法，其中当镜片暴露于水合溶液中时，此水合溶液保持在约70℃-约80℃的温度。

27.权利要求15的方法，其中第二水合溶液进一步包括以下物质的一种或多种：聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯、四丁酚醛、辛基苯氧基(氧化乙烯)乙醇、两性10、山梨酸、DYMED、葡萄糖酸洗必泰、过氧化氢、乙基汞硫代水杨酸钠、polyquad和聚亚己基双胍。

28.一种用于水合和滤除眼科元件的自动仪器，包括：

a)用于传送一个或多个镜片模具部分的托板，每个模具部件包括镜片构成表面且适应于接受用来形成眼科镜片的镜片构成混合物；

b)用于将镜片构成混合物放置入镜片成型表面的放置机构；

c)功能为将镜片构成混合物暴露于聚合引发条件以固化此镜片构成混合物并且形成导致镜片附着于模具部件的眼科镜片的固化站；

d)功能为将模具和眼科镜片暴露于包含30％到70％异丙醇的第一水合溶液中约10分钟到60分钟直到镜片包含少于约300ppm未反应组分和稀释剂，且使镜片从模具部件脱离并使此镜片和模具部件暴露于包含去离子水的第二水合溶液中的水合站，和

e)用于从固化站传送一个或多个托板和镜片模具部件到水合站的机器人传送装置。

29.权利要求28的自动仪器，另外包括用于将第一水合溶液加热到约30℃-约72℃的温度的装置。

30.权利要求29的自动仪器，其中用于将第一水合溶液加热到约30℃-约72℃的温度的装置包括热交换单元。

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