DE3218766A1

DE3218766A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kontaktlinsen

Info

Publication number: DE3218766A1
Application number: DE19823218766
Authority: DE
Inventors: Joaquin Caracas Mayoral; Shymon Reich; Israel Rehovot Tchoukran; David Vofsi
Original assignee: Yeda Research and Development Co Ltd
Current assignee: Yeda Research and Development Co Ltd
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1983-01-13
Also published as: IL62899A0; US4478770A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kontaktlinsen. Mit diesem Verfahren wird das mechanische Bearbeiten bis zur endgültigen Form vereinfacht.

Kontaktlinsen werden in zwei Hauptklassen eingeteilt, und rl

zwar in harte Linsen und weiche Linsen (sogenanrfc e "Hydro- |

gel"-Linsen. Beide Linsenarten haben Vor- und Nachteile. f

Der Hauptvorteil der harten Linsen, die beispielsweise aus Ii Celluloseacetatbutyrat (CAB) oder aus Polymethylmethacrylat

¹S (PMMA) hergestellt sind, besteht in ihrer mechanischen Festigkeit und Dimensionsatabilität. Nachteilig ist, daß

diese Linsen relativ unbequem zu tragen sind. Eine weiche »

Linse, die aus in Wasser aufquellbaren Polymeren herge- |

stellt ist, kann bequemer getragen werden, wird jedoch Ie- <| diglich bei einem relativ hohen Wassergehalt für Sauer- | stoffyäurchlässig, was jedoch wiederum zu einer drastischen H Verminderung der mechanischen Festigkeit (Tränenfestigkeit) führt.

Diese beiden Linsenarten können auf verschiedene Art hergestellt werden; ein wichtiges Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

a) Das Material wird zunächst in Form einer festen und durchgehenden Stange hergestellt und in kleine Scheiben zerschnitten;

b) diese Scheiben werden dann auf einer Drehbank bis zu den wesentlichen, vorgegebenen Abmessungen sowohl auf der konvexen als auch auf der konkaven Oberfläche bearbeitet;

c) beide Oberflächen werden dann bis zu den endgültigen Abmeseungen poliert;

d) bei Eydrogel-Linsen wird die fertig bearbeitete und polierte Linse mit einer Salzlösung von einer speziellen Salzkonzentration abgeglichen, wodurch die Linse ihre

^2 1 3766 ⁿ

1 endgültige Form zur Benutzung annimmt. Andererseits absorbiert die harte Linse gewöhnlich nur sehr geringe Wasrsermengen und kann nach dem Polieren bereits getragen werden.

5

Während diese beiden Linsenarten den Markt für Kontaktlinsen gegenwärtig dominieren, existieren verschiedene Variationen dieser zwei Klassen.So kann man beispielsweise das Tragen einer harten Linse dadurch komfortabler machen, daß man auf ihre Oberfläche eine sehr dünne Schicht (Film)

eines hydrophilen Monomers aufbringt oder in anderer Weise ihre Oberfläche hydrophilysiert. Dadurch werden die Vorteile der harten Linsen mit der Gewebeverträglichkeit einer Hydrogel-Linse kombiniert.
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Bei den üblichen Herstellungsverfahren wird die Linse mechanisch bearbeitet (geschnitten und poliert), und zwar ausgehend von einem vollständig polymerisierten Material in Form eines kleinen Zylinders. Nach dem maschinellen Bearbeiten und Polieren der einen Linsenoberfläche wird die halbfertige Linse an einem Werkzeug befestigt, meist mit Hilfe eines niedrigschmelzenden Wachses, und sorgfältig so zentriert, daß ihre Achse genau mit der der Drehbank übereinstimmt. Eine Fehlausrichtung der Achse der Linse gegenüber der der Maschine führt zu einem optischen Fehler der Linse. Dies ist ein arbeitsaufwendiger und zeitraubender Verfahrensschritt bei der Linsenherstellung.

Dieser Verfahrensschritt kann beispielsweise durch Schleuderguß oder durch angepaßten Druckguß vermieden werden. Bei diesen Verfahren werden die beiden Achsen der Linse automatisch koinzident, so daß keinerlei Fehlausrichtung auftreten kann.

Diese Verfahren erfordern jedoch teure Werkzeuge, die nur bei hohen Produktionsmengen gerechtfertigt sind. Diese

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Verfahren können ferner nicht generell bei verschiedenen Materialien angewendet werden, die bei der Linsenherstellung eingesetzt werden. So kann beispielsweise das angepaßte Druckgußverfahren nur bei thermoplastischen Harzen, beispielsweise Celluloseacetat-butyrat (CAB), jedoch nicht bei vernetzten Polymerisaten, beispielsweise bei vernetztem Polyhydroxäthylacrylat (PoIy-HEMA) für weiche Linsen eingesetzt werden.

Bei dem in der US-PS 4 155 962 beschriebenen Verfahren wird ein wärmehärtbares Gießharz in eine becherartige Form gegossen, die mit Hilfe einer Mutterform aus einem thermoplastischen Harz durch Spritzgießen vorgeformt worden ist. Die hintere Oberfläche der Linse wird dabei durch Wiedergabe der Oberfläche der becherartigen Form aus Kunststoff geformt. Es ist jedoch klar, daß der Becher selbst aus Kunststoff durch Spritzgießen nicht genau vervielfacht werden kann, und zwar aufgrund der stochastischen, unkontrollierbaren Schrumpfwirkung des Kunststoffmaterials beim Abkühlen. Bei der Herstellung der Linsenoberfläche mit optischer Qualität können diese Dimensionsvariationen zwischen den spritzgegessenen Bechern nicht toleriert werden.

Da die Oberfläche aus thermoplastischem Harz nicht inert gegenüber einem Gießharz ist, kann die Wechselwirkung zwisehen diesem und der vorgeformten becherartigen Form aus Kunststoff in zweifacher Hinsicht nachteilig sein: Wenn das Gießharz geringfügig aufquillt, klebt es an der fertigen, hinteren Oberfläche der halbfertigen Linse an. Dies kann als positive Wechselwirkung bezeichnet werden. Um dies zu vermeiden, werden bei der US-PS Trennmittel vorgeschlagen, mit denen die becherförmige Form vor dem Gießen beschichtet werden sollte. Dies hat nicht mir einen zusätzlichen Verfahrensschritt zur Folge, sondern führt auch zu. bestimmten Verschlechterungen der Oberfläche und damit zu einer Verschlechterung der optischen Güte der fertigen hinteren Linsenoberfläche·

• ·

Bei einer sogenannten "negativen" Wechselwirkung des Gießharzes mit der Oberfläche der "becherförmigen Form gemäß der US-PS, was sich durch ein ITichtbenetzen der Oberfläche, beispielsweise beim Eineatz eines Bechers aus Teflon (Fluorcarbonharz) manifestiert, wird das anschließende maschinelle Bearbeiten der Linse unmöglich, da die geringste Kraft des Schneidwerkzeugs zu einer Trennung des geformten Linsenrohlings vom Becher führt.

Bei einem anderen in der US-PS 4 24-7 492 beschriebenen Gießverfahren zum Herstellen von Linsen mit Hilfe eines Kunststoffbechers wird das thermoplastische Harz - während des Spritzgießens des Bechers - großen Scherkräften unterworfen, um die hochmolekularen Ketten aufzubrechen und dadurch die Oberfläche des Bechers zu aktivieren, um 'so die Adhäsion des Linsenrohlings an der Becheroberfläche zu verbessern und ein vorzeitiges Auslösen des Linsenrohlings aus der Form zu vermeiden.

Aus diesen einander gegenüberstehenden Maßnahmen für den Linsenguß in einer einmal verwendbaren, becherförmigen Kunststoff orm ergibt sich, daß dieses Gießverfahren kompliziert und ineffizient ist und kaum eine geeignete Alternative zu

üblichen Technologien zur Herstellung von Linsen sein kann. 25

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und bequemes Verfahren zur Herstellung von harten und weichen Kontaktlinsen anzugeben.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von einem Tauchverfahren aus. Gemäß einer ersten Ausführungsform wird ein Werkzeug in eine Polymerlösung eingetaucht, so daß die konkave Linsenoberfläche genau gebildet wird. Eine andere Ausführungsform bezieht sich auf das Heißtauchen des Werkzeugs in ein Fließ- bett von Polymer te lichen.

'- 8 -¹

3213766

Durch Verwenden eines Werkzeugs aus inertem Material, wie rostfreiem Stahl (Edelstahl) oder Keramik, werden Probleme wie Verkleben oder Verrutschen des Linsenrohlings während des maschinellen Bearbeitens vermeiden.

Eine genaue Balance zwischen einer geeigneten Adhäsion am Werkzeug und dem leichten Lösen der fertigen Linse von dem Werkzeug erreicht man durch Beschichten des Werkzeugs mit einem
Film aus einer Polymerlösung in der Größenordnung von 200 bis
500 Aim Dicke und durch Aushärten der Beschichtung bis zu | einer harten Konsistenz durch Verdampfen der flüchtigen Be- | standteile der Tauchlösung. ' fjj

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei polymeren Materialien }|

angewendet werden, die sich in einem flüchtigen Lösungsmittel $

lösen. Dieses Verfahren kann bei der Herstellung von harten |;

und weichen Linsen angewendet werden. I

Da bei keiner Stufe des Verfahrens Druck angewendet wird f.

(das Linsenmaterial wird am Werkzeug durch kohäsive Halte- ■]

krafte gehalten), wird das Werkzeug während des Betriebs i nicht beschädigt und kann praktisch beliebig lange verwendet werden, um Kontaktlinsen mit hinteren.Flächen höchster

optischer Güte herzustellen. '(

Ü Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ;! ein Werkzeug mit einer konvexen Oberfläche auf eine Tempe- ^s] ratur oberhalb der Schmelztemperatur eines vorgegebenen
Polymerisats vorerhitzt, die zu verwendenden Polymerisat-

teilchen werden mit Hilfe eines Schutzgases verflüssigt,
das vorerhitzte Werkzeug wird in das Fließbett eingetaucht,
bis die Oberfläche des Werkzeugs mit geschmolzenem Polymerisat von geeigneter Dicke beschichtet ist, das Werkzeug wird
herausgenommen und abgekühlt, und die Linse wird, wie vor- j

stehend ausgeführt, bearbeitet. {'<

32Ί3766"¹

Das erfindungsgemäße Werkzeug weist eine sphärische, konkave Oberfläche auf, die präzise auf die Abmessungen der fertigen konvexen Fläche der herzustellenden Kontaktlinsen bearbeitet . ist. Es werden mehrere derartige Werkzeuge hergestellt _t die Jeweils auf eine vorgegebene Basiskurve für die herzustellenden Linsen abgestimmt sind.

Das Werkzeug kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wobei Edelstahl (rostfreier Stahl), verchromter Stahl, Keramikmaterialien oder hochpoliertes Quarz bevorzugt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

a) Vorbereiten der Tauchlösung

Es wird eine Lösung mit einer bestimmten vorgegebenen Viskosität aus einem polymeren Material hergestellt, das zur Herstellung von Kontaktlinsen geeignet ist. Das vollständig polymerisierte, feste, thermoplastische Material zur Herstellung von Kontaktlinsen, beispielsweise CAB oder PoIymethylmethacrylat, kann in einem geeigneten, flüchtigen Lösungsmittel mit einer Konzentration gelöst werden, so daß man die gewünschte Viskosität der Lösung bei Raumtemperatur

erhält.
25

Beim Einsatz von beispielsweise Polymethylmethacrylat kann das feste, vollständig polymerisierte Material in monomerem Methylmethacrylat gelöst werden, so daß man die für den nachfolgenden Verfahrensschritt erforderliche viskose Lösung erhält. In diesem Fall kann jedoch ein Polymerisationskatalysator und/oder Aktivator oder ein Photosensibilisator zur Lösung zugegeben werden, um die Polymerisation des monomeren Materials zu bewirken, wie dies beispielsweise aus

der Zahnheilkunde bekannt ist.
35

Eine Alternative zum Herstellen der Tauchlösung ist die L J

·^! 9 ' O 7 C C JZ. i υ / D D

Polymerisation eines vorgegebenen Monomers, beispielsweise Methylmethacrylat, ein Copolymerisat von Methylmethacrylat mit Äthyl- oder Butylacrylat oder ein Hydroxyäthylacx*ylat (HEMA) zu einer vorgegebenen, viskosen Konsistenz nach Art eines Sirups. Dies erreicht man entweder durch Zugabe eines Polymerisationskatalysator und Vorpolymerisation bei erhöhter Temperatur oder durch Zugabe eines Photosensibilisators und Vorpolymerisation durch aktinisches Licht. Falls ein Monomer eingesetzt wird, das schließlich zu einem Hydrogel führt, beispielsweise HEMA, so muß ein zusätzliches Monomer zu dem so erhaltenen "Sirup" zugegeben werden, bevor der nächste Verfahrensschritt ausgeführt werden kann; insbesondere muß dabei das vernetzende Monomev, vorzugsweise Äthylenglykoldimethacrylat (EDMA), in einem vorgegebenen Verhältnis zugegeben werden, um die Vernetzung des teilweise polymerisierten HEMA nach dem Eintauchen (Verfahrensschritt c)) zu bewirken. Auch kann die Zugabe eines zusätzlichen Katalysators und/oder Aktivators oder eines Photosensibilisatora zu dem "Sirup" vor dem Tauchvorgang erforderlich sein, um die Polymerisation des Materials auf dem Werkzeug vollständig abzuschließen, wie dies nachstehend näher erläutert wird. Ein Verfahren zur Herstellung des vernetzten PoIy-HEMA wird beispielsweise von den Autoren M. Stol et al, J.Pol.Sei., Polymer Symposium 66, 221, (1979) beschrieben.

b) Der Tauchvorgang :

Wenn die Lösung2des polymeren Materials fertig ist, wird das Werkzeug!so weit eingetaucht, daß die sogenannte Schneidkante 3 des Werkzeugs (vgl. Fig. 2) bedeckt ist. Das Werkzeug wird dann langsam aus der Tauchlösung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und in Vertikalrichtung herausgezogen. Nachdem einiges am Werkzeug anhaftendes Material abgetropft ist, wird das beschichtete Werkzeug durch eine

180°-Bewegung umgedreht, so daß das anhaftende Material 2a langsam nach unten fließen kann und sich gleichmäßiger auf

3766¹

10 15 20

30

35

der Werkzeugoberflache verteilt. Das Werkzeug wird dann in eine Halterung einer Vorrichtung eingesetzt, die eine Planetenbewegung dea Werkzeugs, d.h. eine Bewegung um die Hauptachse 5 des Werkzeugs (Fig. 3) und gleichzeitig eine Drehbewegung um eine Achse senkrecht zu dieser Hauptachse ermöglicht. Die Drehgeschwindigkeiten um diese Achsen können eingestellt werden und hängen von der Viskosität der Tauchmischung und ihrem rheologischen Verhalten ab.

Während dieser Verfahrensstufe sollte das an dem Werkzeug anhaftende und dort eine Beschichtung bildende Material vorzugsweise eine Konsistenz erreichen, daß schließlich ein sogenanntes "Kettenlinienprofil" erreicht wird, wenn das Werkzeug nach unten weist. Diese das Profil beschreibende Kettenlini^/stellt sich ein, wenn eine Kette mit ihren beiden Enden eine Strecke überspannt, die kleiner als die Kettenlänge ist, und ihre Form aufgrund ihres Eigengewichts einstellt. Dies ist in Fig. 3 dargestellt.

o) Aunhnrtcm den Polymorn:

Wahrend diooor Verfahronsotufe härtet die polymere Beschichtung auf dem Werkzeug aus, und zwar entweder durch im wesentlichen vollständige Entfernung des nichtreaktiven LcJöungflmiULölu,in dom Ann urnpiMJnßJ.loho Polymor golüob worden ist, oder durch im wesentlichen vollständige Polymerisation eines in der Tauchmischung (Verfahrensschritt a)) enthaltenem, reaktiven Monomers. Dies kann man erreichen durch Temperaturerhöhung, um die Verdampfung des Lösungsmittels zu beschleunigen oder die Polymerisation zu initiieren, durch katalytische oder rein thermische Maßnahmen bei dem in der Beschichtung enthaltenen, reaktiven Monomer· Im Falle eines relativ flüchtigen Monomers kann dieses während dieser Verfahrensstufe ebenfalls aus der Beschichtung verdampfen.

,Jl v\

Wenn ein reaktives Monomer einen Teil des Tauchgemisches . .:

(Verfahrensschritt a)) bildet, so kann es auch in an sich $.

bekannter Weise mit Hilfe von aktinischem Licht polymeri- |

eiert werden. In.diesem Fall wird die anhaftende Beschich- f\

tung auf dem Werkzeug mit Licht von geeigneter Wellenlänge |

bestrahlt, so daß eine Photopolymerisation des reaktiven |

Monomers bei Raumtemperatur erfolgt. Die vollständige Poly- |

merisation des Monomers in der Beschichtung kann in entspre- I

chender Weise beispielsweise auch durch Bestrahlung mit 3

Elektronenstrahlen oder Kernstrahlung erfolgen· Die Verwen- '%

dung von elektromagnetischer Strahlung, wie ÜV- oder här- |

tere Strahlung, kann ebenfalls das Vernetzen der polymeren |

Beschichtung in vorteilhafter Weise bewirken. ί|

Während dieser Stufe wird jedenfalls eine im wesentlichen
vollständige Entfernung der flüchtigen Bestandteile entweder durch Verdampfen oder durch Polymerisation oder auch f durch beides erreicht. ί

d) Tempern; p* Während der Verarbeitung von polymerem Material oder sogar Γ'·. während der Polymerisation selbst können bekanntlich bestimmte innere 'Spannungen in dem geformten Gegenstand *er- ti

zeugt werden. Diese Spannungen können auch in einer dicken, j-j

2B !

polymeren Beschichtung gemäß Verfahrensschritt c) vorhanden |ji sein. Diese Spannungen verursachen optische Verzerrungen in % der fertigen Linse und sollten daher unterdrückt werden. | Das Unterdrücken von Re st spannungen in Gegenständen aus po- f'i lymeren Materialien kann relativ leicht durch thermisches f\ Kachbehandeln (Tempern) erreicht werden. Derartige Spannun- *"■ gen können leicht mit Hilfe von polarisiertem Licht nachge- . wiesen werden. Beim vorliegenden Verfahrensschritt d) sollen derartige Spannungen, falls sie in der Beschichtung vorhanden sind, eliminiert werden. Das beschichtete Werkzeug .$ wird dazu auf eine Temperatur geringfügig oberhalb der Glas- f Übergangstemperatur des die Beschichtung bildenden Polymers

1 γ -Η3^:-^:" ^:··^:-^:'^:··^:·^:·· 32 I 3766-ί

I 1 erwärmt und dann allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt.

■■ e) Schneiden, Schleifen, Polieren; ■j Nach dem Tempern wird das Werkzeug an einer geeigneten HaI-

I 5 terung auf der Schneiddrehbank befestigt, und die Außenfläche I der Beschichtung wird auf die vorgegebenen Abmessungen in i| üblicher Weise bearbeitet.

; Dieses Bearbeiten, z.B. Drehschneiden, Schleifen und End- i 10 polieren, erfolgt auf der Außenfläche der am Werkzeug anhaftenden Beschichtung nach dem Tempern. Dies gilt auch für wasserabsorbierende Systeme, beispielsweise PoIy-HEMA-EDMA, wenn die Hydration nach dem Ablösen der Linse von dem Werk- Ί zeug (Verfahrensschritt f)) erfolgt.

:'! f) Abnehmen der Linse vom Werkzeug:

Nach dem Abschluß der Bearbeitung der Außenfläche der Beschichtung ist die Linse fertig und kann von der Form abgenommen werden. Uq die Linse abzunehmen, wird ein geeignetes ²⁰ Schneidwerkzeug an das Beschichtungsmaterial herangeführt,

während das Formwerkzeug sich auf der Maschine dreht, um ; ein sauberes Abkanten der Linse sicherzustellen; schließlich wird die Linse von dem Formwerkzeug bei dem gewün'schten Linsendurchmesaer abgeschnitten, und damit ist das Aus-²⁵ formen beendet.

Die vorstehenden Verfahrensschritte a) bis e) können leicht nacheinander als Verfahrensschrittfolg© vollständig oder ■ teilweise automatisiert werden; die vorliegende Erfindung

³⁰ ist insbesondere nicht auf Einzelheiten der vorstehenden ; Verfahrensschritte oder deren exakte Durchführung beschränkt,

Beispiel 1

Ee wird eine Lösung enthaltend 68 Gewichtsprozent PoIy-³⁵ methylmethacrylat (Spritzgießharz "Diakon" der I.O.I.) in ftir die Augenheilkunde geeignetem Methylmethacrylat-Monomer

2 2 13

2 13 766-,

hergestellt. Die Viskosität der Lösung "beträgt 35 Pa.β "bei 20-1⁰C {gemessen mit einem Haake-Viskosimeter mit einer PK-1-Drehscheibe ).

Das Werkzeug wird in diese konzentrierte Lösung während 30 Sekunden eingetaucht, und danach kann die überschüssige Polymerlösung abtropfen, indem der die Lösung enthaltende Behälter abgesenkt wird. Das Werkzeug wird dann in die Halterung einer Vorrichtung eingesetzt, die in eine planetenartige Drehbewegung versetzt wird. Die Drehgeschwindigkeit um seine Achse beträgt 16 min und senkrecht zu seiner Achse 12 min . Durch diese Bewegung kann sich die Polymerlösung gleichmäßig auf der Werkzeugoberfläche verteilen, und zwar unter Beibehaltung eines Dickengradienten mit dem Maximum am Werkzeugscheitel.

Die Planetendrehvorrichtung ist in einem Gehäuse eingeschlossen und wird von außen mit Hilfe eines Motors mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben· Dies ermöglicht staubfreie Bedingungen während der Aushärtung der Linse. Nach 2,5 Stunden bei 26,5°C Umgebungstemperatur ist das • Polymerisat ausgehärtet, und danach wird die Temperatur innerhalb des Gehäuses auf 80⁰C erhöht und die Drehbewegung

beendet. Unter diesen Bedingungen wird das beschichtete 25

Werkzeug während 8 Stunden gehalten, um jegliche Spur von verbliebenem Lösungsmittel zu verdampfen; schließlich wird das Werkzeug auf Raumtemperatur abgekühlt.

Das Werkzeug wird dann von der Halterung auf der Drehvor-30

richtung abgenommen, und die Filmdicke wird bestimmt. Hierbei werden Pilmdicken von 300 bis 350/im am Werkzeug scheitel erreicht.

Das abgenommene Werkzeug wird dann (ohne Beeinträchtigung der Zentrizität) auf der Schneiddrehbank und ferner auf der Poliervorrichtung angebracht, wo zusätzliche, übliche Behandlungen erfolgen.

Die Linse wird dann von der Form abgenommen (ausgeformt),, indem der Umfang des Films unter Verwendung eines kreisförmigen Messers durchschnitten wird; das Abkanten erfolgt in üblicher Weise.

In den fertigen Linsen findet man keinerlei Spuren an Monomeren (beispielsweise durch gaschromatographische Analyse der Lösung, die man durch Auflösen der Linsen in Tetrahydrofuran erhält; als innerer Standard wird Äthylbenzol verwendet.

Beispiel 2 Herstellung einer harten Linse

4 g Celluloseacetatbutyrat (von Eastman Kodak) werden in einem Lösungsmittelgemisch mit der nachstehenden Zusammensetzung aufgelöst (in Volumenprozent): Äthylacetat 8%
Butylacetat 20%
Äthylalkohol 16%
Butylalkohol 8%

Toluol 48%.

Die Viskosität der Lösung "beträgt 40 Pa»s bei 20⁰C. Das Eintauchen sowie die nachfolgenden Verfahrensschritte sind identisch mit denen des vorstehenden Beispiels.

Die Dicke des Films am Werkzeugscheitel beträgt etwa JOO/um. Wie beim vorangehenden Beispiel werden keinerlei Spuren von verbliebenem Lösungsmittel in den Polymerfilmen nach dem Auflösen der Linsen in Äthylbenzol ermittelt, das mit Tetrahydrofuran markiert worden ist (die erhaltene Lösung wird in eine XE 60 enthaltende Gaschromatographiesäule bei 60°C eingespritzt).

Das Ausschneiden, Polieren und Abkanten der Linsenaußenfläche zum Herstellen der gewünschten optischen Abmessungen

erfolgt durch Weitergabe des Werkzeugs zu den betreffenden §

Vorrichtungen ohne die Zentrizität der Linse auf der Form |

zu verändern. tfj

B e i s ρ i e 1 3 ij

Herstellung einer weichen Linse !

Eine 30prozentige Lösung von für die Augenheilkunde ge- Γ

eignet em Hydroxy äthylmethacrylat (HEMA) in 2-Propanol wird ;'

mit Benzoylperoxid als Initiator bei 90^eC polymerisiert. >:

Nach 1 Stunde wird die Polymerisation durch rasches Abküh- |

len der Polymerlösung unterbrochen. H

Danach wird die Polymerlösung durch Extrahieren eines Teils ||

des Alkohols bei Unterdruck konzentriert. Die Endviskosität i]

wird durch Zugabe an Monomer (HEMA) eingestellt. Nach Zu- f

gäbe von 2% HEMA zur Polymerlösung beträgt die Viskosität f

45 Pa«s bei 20-1⁰C (ermittelt mit einem Haake-Viskosimeter ^ mit einer PK-1-Drehscheibe).

Die Beschichtung des Films auf dem 'werkzeug erfolgt bei

Raumtemperatur in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1. ;

Nachdem der Film aufgrund der Planetenbewegung des Werk- ;

zeugs eine gleichförmige Verteilung angenommen hat, wird * '}'

die Temperatur des Gehäuses auf 60°C eingestellt, und das $

Isopropanol-Lösungsmittel wird verdampft, während das HEMA i

polymerisiert wird. Zu diesem Zweck wird das Gehäuse mit i]

Argon gefüllt, um einen Abbau des Polymers zu verhindern. 'i\

Nach 10 Stunden wird das Werkzeug abgekühlt und aus dem ;'

■■·"'■ Gehäuse herausgenommen, und es können zusätzliche Verfahrensschritte auf der Drehbank und auf der PoIieranordnung

durchgeführt werden. Die Filmdicke am Scheitel der Form ;^;

beträgt 280/um. |

j ³⁵ Das Bearbeiten und Polieren des Films erfolgt bevor er mit η einer Salzlösung äquilibriert wurde.

J 1 Die so erhaltenen Linsen werden in einer 2prozentigen |

NaCl-Lösung aufgequollen und nach 48 Stunden haben sie |

die Konsistenz eines klaren Hydrogels. In den fertigen

Ij Linsen findet man bei gaachromatographischer Analyse der

% 5 Lösung, die man durch Auflösen der Linsen in Tetrahydro-

J^ furan erhält, keine Spuren von Monomeren; als innerer

Standard wird Äthy!benzol verwendet.

Beispiel 4

Schmelzbeschichtung des Werkzeugs

Teilchen (Granulat) aus Celluloseacetatbutyrat-Kunstharz (von Eastman Kodak) werden gemahlen und auf eine Teilchengröße mit einem mittleren Durchmesser (definiert als Sieböffnungen) von 0,20 bis 0,25 mm sortiert. Die Teilchen werden mit einem Stickstoffgasstrom in einem zylindrischen Glastrichter fluidisiert, der mit einem Fritteglasboden versehen ist, der gegenüber dem fluidisierenden Gas durchlässig, Jedoch für die Harzteilchen undurchlässig ist. Der Stickstoffgasstrom wird mit Hilfe eines Nadelventils derart eingestellt, daß die Höhe des Betts aus den fluidisieren Teilchen gerade das obere Ende des Trichters erreicht ohne jedoch über den Rand zu laufen.

Das beschichtete Werkzeug wird mit Hilfe einer an diesem be-25festigten, elektrischen Heizvorrichtung auf 30 bis 50°, vorzugsweise bis 40° oberhalb des Schmelzpunktes des Kunstharzes (280⁰C) vorerhitzt. Das We kzeug wird dann in das Fließbett oben am Trichter eingebracht, so daß die konvexe Oberfläche des Werkzeugs vollständig mit einem klären, gleichförmig geschmolzenen Polymerfilm von 0,3 bis 0,4 mm Dicke (nachträglich gemessen) bedeckt wird. Dabei wird das Werkzeug rasch von der elektrischen Heizvorrichtung abgenommen und in Wasser abgeschreckt.

Das anschließend'e Zerschneiden, Polieren und Abkanten des Linsenrohling3 zum fertigen Produkt erfolgt in ähnlicher Weise wie bei den Beispielen 1 und 2.

Claims

VOSSIUS · VOSSIUS .TAUOHNER; H.EUNEMANN · RAUH

P ATtS NT A N w'Älft E * · ·' ·^: · ·

I O /DD

SIEBERTSTRASSE A · SOOO MÜNCHEN 8β . PHONE: (Ο8β) CABLEl BENZOLPATENT MÖNCHEN · TE LEX 5-2S 453 VOPAT D

18. Mai 1982

. 5 u.Z. : H 825 (He/Hu)

YEDA Research and Development Co., Ltd. Rehovot / Israel

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"Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kontaktlinsen"

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Patentansprüche

Aj Verfahren zum Herstellen von Kontaktlinsen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrens-

I 20 schritte:

''} a) Beschichten eines aus inertem Material "bestehenden

K Werkzeugs (1), dessen Krümmung der Krümmung einer

der optischen Flächen der herzustellenden Linse ent—

■\ spricht, mit.einer Schicht eines festen Polymers

\ 25 und

I b) Bearbeiten der Außenfläche des Polymers auf die ge

wünschte Krümmung der zweiten Linsenoberfläche, wo-

.·} bei der Linsenrohling auf dem Werkzeug (1) verbleibt.

Vl.
j ■

ξ 30 2. Verfahren each Anspruch 1, gekennzeichnet durch die fol- i genden Verfahrensschritte:

a) Eintauchen des Werkzeugs (1) in eine Polymerlöst ig (2),

b) Herausziehen des Werkzeug3 aus der Lösung,

, ³⁵ c) Entfernen des Lösungsmittels, so daß eine feste Be- ;^;; schichtung geeigneter Dicke auf dem Werkzeug ver-

[{ bleibt, und

d) Bearbeiten der Oberfläche des Linsenrohlings auf die gewünschten Abmessungen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden VerfahrensSchritte:

a) Umdrehen des beschichteten Werkzeugs nach dem Herausziehen aus der Lösung um 180°,

b) Bewegen des beschichteten, umgedrehten Werkzeugs auf einer planetenartigen Bahn, bis das Polymer ausgehärtet ist,

c) Tempern des Polymers und

d) Bearbeiten der zweiten Linsenoberfläche, während das Polymer auf dem Werkzeug verbleibt.

H-, Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymerisat ein Polymethylmethac.rylat, Celluloseacetatbutyrat, Hydroxyäthylacrylat-Polymer oder ein Copolymer von Hydroxyäthylacrylat verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte j

a) Erwärmen des Werkzeugs (1) auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts eines vorgegebenen Polymers, b) Eintauchen des Werkzeugs (1) in ein Fließbett dieser Polymerteilchen, bis das Werkzeug mit einer Schicht aus geschmolzenem Polymerisat der gewünschten Dicke beschichtet ist,
c) Herausziehen des Werkzeugs,
d) Abschrecken des Werkzeugs und

β) Nachbearbeiten des Linsenrohlings·

6· Verfahren, nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß

als Polymerisat Celluloseacetatbutyrat verwendet wird. 35

■ ···· Vt ·

^p₁P VV VVV W VVV V 9 ^

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge-, kennzeichnet, daß der Durchmesser.der Linsen 7 bis 10 mm und die Dicke 50 bis 250 um am Werkzeugscheitel beträgt.

8. Werkzeug zum Herstellen von Kontaktlinsen mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus inertem Material besteht und eine konvexe Oberfläche entsprechend der konkaven Oberfläche der herzustellenden Kontaktlinse aufweist und daß diese konvexe Oberfläche optischen Qualitätsansprüchen genügt.

9· Vorrichtung zum Herstellen von Kontaktlinsen mit einem Werkzeug gemäß Anspruch 8 und ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Umdrehen des Werkzeugs (1) nach dem Beschichten durch Eintauchen und zum Erteilen einer planetenartigen Bewegung des Werkzeugs (1).