KR20090034362A - 과다 중합체성 플래쉬 환을 감소시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품에 의해 정의되는 영역에서, 안과용 렌즈와 같은 생의학 장치를 형성하기 위한 방법 및 장치를 포함하며, 여기서, 생의학 장치의 형성시 HEMA가 형성되고, HEMA 환에 대한 부착력이 제1 금형 부분품 보다 제2 금형 부분품에 의해 더 크게 발생한다.

안과용 렌즈, 하이드로겔, HEMA 환, FC 금형, BC 금형, 트윈 80, 스판 80

Description

과다 중합체성 플래쉬 환을 감소시키는 방법 {Reduction of Excess polymer flash ring}

본 발명은 안과용 렌즈(ophthalmic lens)와 같은 중합체성 재품을 성형하는 과정에서 성형 부품(component)들 상호간의 분리를 돕기 위한 표면활성제를 사용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 당해 표면활성제는, 이형시 금형 부품들의 해체(disengagement) 및 금형 표면 위에 부착식으로 침착(deposition)된 과다 중합체성 성형 재료의 제거를 용이하게 하기 위해, 금형 부품들 중의 하나의 표면 부분 위에 필름 또는 코팅 형태로 도포된다.

콘택트 렌즈가 시력을 개선하기 위해 사용될 수 있다는 것은 익히 공지되어 있다. 다양한 콘택트 렌즈가 수년 동안 상업적으로 생산되어 왔다. 콘택트 렌즈의 초기 디자인은 경질 재료로부터 제조되었다. 이들 렌즈는 몇몇 용도에서 현재 여전히 사용되고 있지만, 상기 렌즈들은 이들의 불량한 안락감 및 산소에 대한 비교적 낮은 투과성으로 인해 모든 환자들에 대해 적합하지는 않다. 상기 분야에서 최근의 개발은 하이드로겔에 기초한, 소프트 콘택트 렌즈를 야기했다.

하이드로겔 콘택트 렌즈가 오늘날 매우 인기있다. 상기 렌즈는 종종 경질 재료로 제조된 콘택트 렌즈보다 착용하기에 더욱 편안하다. 유연한(malleable) 소프트 콘택트 렌즈는 합체한 금형 부분품(part)들이 목적하는 최종 렌즈와 일치하는 지형을 형성하는 다중 금형 부분품들 속에서 렌즈를 성형함으로써 제조될 수 있다.

통상의 안과용 렌즈 제조 공정 동안, 전면 커브(FC: Front Curve) 금형 및 배면 커브(BC: Back Curve) 금형이 사출 성형된다. 단량체 또는 예비중합체를 포함하는 반응 혼합물을 FC 금형 속으로 넣는다. 적합한 렌즈 지형을 갖는 공동 속으로 반응 혼합물을 넣기 위해 상기 BC 금형을 상기 FC의 최상부에 배치시킨다. 이러한 어셈블리는 안과용 렌즈를 생성하기 위해 노광되며, 이에 따라 단량체가 중합되거나 또는 경화된다. 렌즈가 경화된 후, BC 금형을 기계적 지레 작용(pry)으로 상기 렌즈 및 FC 금형으로부터 분리되도록 하기 위해 분리 공정이 사용된다. 최종적으로, 상기 렌즈 및 FC 금형을 유체 속에 침지시켜, 상기 렌즈를 FC 금형으로부터 분리시킨다.

경화 후, 통상적인 실시방법은, 금형 부분들이 분리되어 안과용 렌즈가 금형 부분들 중의 하나에, 통상적으로, FC 금형 부분품에 부착되어 있다고 기술한다. 콘택트 렌즈의 성형 과정에서 발생하는 과다 성형 재료는 금형 공동으로부터 방출되어, 금형 공동 외부 주변에 위치한 금형 부품들 사이의 표면 부분들 위에 환 형태로 부착식으로 침착된다. 본원에서 고려되는 타입의 친수성 콘택트 렌즈는 일반적으로 친수성 중합체로 구성되며, 다른 적합한 단량체들은 다수의 다른 적용 가능한 재료들 중에서 하이드록시 에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시 프로필 메타크 릴레이트, 하이드록시 프로필 아크릴레이트 및 하이드록시 트리메틸 에틸렌 아크릴레이트를 포함할 수도 있지만, HEMA계 중합체(하이드록시에틸메타크릴레이트)가 바람직하다.

성형된 친수성 콘택트 렌즈를 각각의 금형 공동으로부터 제거하기 위해, 반금형들 또는 금형 조각들을 분리한 후, 형성된 콘택트 렌즈를 금형 공동으로부터 제거할 수 있다. 협력하고 있는 금형 부품들의 금형 공동으로부터 분출되어, 콘택트 렌즈가 제조되는 HEMA계 중합체의 환-형 요소(element)를 형성하는, 친수성 콘택트 렌즈의 중합체성 재료의 과다 부분 때문에, 상기 환이 금형 공동의 외측을 둘러싸고, 상기 환이 침착된 금형 표면에 강하게 부착되는 경향을 나타낸다. 이러한 환들은 금형 공동의 분리를 어렵게 하여, 금형을 파손하고 렌즈를 손상시킨다. 추가로, 환 또는 환의 단편들은 자동화된 생산 라인에서 제제할 수 없는 잔해가 되어, 생산 라인과 최종 렌즈 패키지를 오염시킨다. 더욱이, 상기한 사항들은, 예측컨데, 당해 금형의 전면 커브 위에 남겨진 형성된 HEMA-환 또는 이의 부분 때문에, 이형 후 완벽하게 "양호한" 콘택트 렌즈가 불합격되게 할 수도 있다. 그 결과, 이와 같은 콘택트 렌즈의 제조 과정에서 비경제적인 생산 조건에 직면하게 된다.

BC 금형을 기계적으로 거칠게 함으로써 또는 HEMA 환 풀러(puller) 삽입체를 사용함으로써 BC 금형 표면 에너지의 증가는 감소될 수 있지만, FC 금형에 부착된 HEMA 환을 제거하기에 충분하지 않은 것으로 밝혀졌다.

따라서, 용이한 폐기를 위한 베이스 커브(base curve)와 같은, 지정된 금형 부분품에 일정하게 부착되도록 형성된 임의의 HEMA 환을 갖는 금형 부분품들의 분 리를 용이하게 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다.

[발명의 요지]

따라서, 본 발명은 표면활성제들의 특별한 혼합물의 표면활성제 스탬프를 사용함으로써, HEMA 환이 전면 커브 금형 부분품에 부착되는 것에 대한 해결책을 제공한다. 당해 표면활성제는, FC 플랜지(flange) 위에 부착식으로 침착된 과다 중합체성 플래쉬 환의 이형 및 제거시, 금형 부품들(BC 및 FC) 사이의 해체를 용이하게 하기 위해, FC 플랜지 위에 필름 또는 코팅의 형태로 도포된다. 당해 도포는, 예를 들면, 스탬핑 장치를 사용하여 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 수용성계 표면활성제인 트윈 80(Tween 80)과 HEMA 환(과다 에타필콘(Etafilcon) A 단량체) 둘 다 물을 함유한다. 따라서, HEMA 환 재료는 FC 금형의 플랜지로 혼합되거나 또는 "누출"되는 경향이 있는데, 이는 HEMA 환이 전면 커브 플라스틱에 근접하게 한다. 추가로, 트윈 80은 FC 플랜지 상에서 낮은 점도와 낮은 표면활성제 용적을 갖는다. 이는, 스탬프 패드와 FC 플랜지 사이의 완벽한 정렬을 요구한다. 그렇지 않으면, 낮은 점도의 트윈 80은 높은 곳에서 낮은 곳으로 "유동"할 수 있고, FC 플랜지 위의 바람직하지 못한 건조 지점 또는 건조 영역을 생성할 수 있다. FC 플랜지 상의 건조 지점 또는 건조 영역은, HEMA 환이 BC 금형 대신에 FC 플랜지에 부착되는 것에 대한 주요 근본 원인들 중의 하나이다. 트윈 80과 스판 80(Span 80)의 조합(combination)은, 이러한 어려움을 극복하고 FC 금형 부분품과 같이 목적하는 금형 부분품으로부터 HEMA 환을 제거하는 개선 된 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 스판 80과 트윈 80의 혼합은, 개선된 HEMA 환 조절을 제공하며; 비교적 높은 점도의 스판 80을 조합하여 표면활성제가 FC 플랜지 위에 평탄하게 다량으로 인쇄되게 하고 트윈 80의 습윤성과 유동성이 일정하게 분포되게 한다.

도 1은 안과용 렌즈 금형 어셈블리의 다이어그램을 도시한 것이다.

도 1a는 형성된 렌즈와 HEMA 환을 갖는 안과용 렌즈 금형 어셈블리의 다이어그램을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 몇몇 양태에 따라 시행될 수 있는 공정 단계의 플로우 다이어그램을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 몇몇 양태를 시행하는데 사용될 수 있는 장치의 블럭 다이어그램을 도시한 것이다.

도 4는 안과용 렌즈 금형 부분품의 상부 사시도를 도시한 것이다.

일반적으로, 본 발명은, 안과용 렌즈를 성형하는데 사용되는 전면 커브 금형 부분품의 플랜지 영역에 트윈 80과 스판 80의 혼합물과 같은 표면활성제를 도포하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 당해 표면활성제는, 예를 들면, 스탬프를 통해 도포될 수 있다.

안과용 렌즈를 성형하는데 사용되는 금형 부분품은 폴리프로필렌(PP)과 폴리스티렌(PS)과 같은 재료로부터 사출 성형될 수 있다. 통상적으로, PP는 PS보다 낮은 표면 에너지를 갖는다. 따라서, 베이스 커브(BC) 금형으로서의 PP 및 전면 커브(FC) 금형으로서의 PS를 합체함으로써, FC 내의 렌즈와 개선된 렌즈 엣지 품질을 유지하면서 BC의 이형을 용이하게 한다. 그러나, 종종, BC 금형으로서의 표면 에너지가 낮은 PP는 FC 금형의 플랜지에 부착되는 원치않는 HEMA 환을 수득하며, 이는 렌즈 수율의 감소 및 가능한 렌즈 엣지 결함을 초래한다.

트윈 80(폴리옥시에틸렌 소르베이트 모노올레이트)은 콘택트 렌즈 이형을 위한 가공 조제로서 사용될 수 있다. 트윈 80은 친수성 표면활성제이며, 에타필코나-A(etafilcona-A) 단량체와 같은 몇몇 렌즈 성형 단량체 또한 대부분 친수성이다. 따라서, 트윈 80과 HEMA 환(경화된 과다 단량체)은 서로 잘 혼합되어, 분리하기 어렵게 된다. 그 결과, HEMA 환이 FC 금형의 플랜지에 부착된다. 본 발명에 따르면, 스판 80(소르비탄 모노올레이트)과 트윈 80의 혼합물의 층을 도포함으로써, PS FC 플랜지 위에 부착하는 HEMA 환이 상당히 감소 및/또는 제거된다.

표면활성제를 금형 표면에 도포하기 위한 방법 및 장치는 익히 공지되어 있으며, 예를 들면, 미국 특허 제5,639,510호 및 미국 특허 제5,837,314호에 기재되어 있다.

본원 명세서에 사용되는 용어 "금형"은 미경화 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반강성 물체를 의미한다. 상기한 바와 같이, 바람직한 금형은 전면 커브 금형 및 배면 커브 금형을 포함하는 투 파트 금형(two part mold)이다.

본원 명세서에 사용되는 용어 "금형으로부터 분리된"은, 렌즈가 금형으로부터 완전히 분리되거나, 또는 경미한 진탕에 의해 렌즈가 제거될 수 있거나 또는 스웝(swab)에 의해 렌즈가 밀려나올 수 있도록 렌즈가 단지 느슨하게 부착되어 있음을 의미한다.

렌즈

본원 명세서에 사용되는 용어 "렌즈"는 안구 내에 또는 안구 위에 놓이는 모든 안과용 장치를 의미한다. 이러한 장치는 광학적 보정을 제공할 수 있거나 또는 화장용(cosmetic)일 수 있다. 예를 들면, 용어 렌즈는, 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이(overlay) 렌즈, 안구 삽입물(ocular insert), 옵티컬 삽입물(optical insert), 또는 시력을 교정 또는 수정하거나 눈의 생리(physiology)를 시력 손상 없이 화장용으로 증진(예, 홍채 컬러)시키는 기타 유사 장치를 의미할 수 있다. 몇몇 양태에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는 실리콘 엘라스토머 또는 하이드로겔(실리콘 하이드로겔, 및 플루오로하이드로겔을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않음)로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.

본원 명세서에 사용되는 용어 "렌즈 성형 혼합물" 또는 "반응 혼합물"은 경화되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체 재료를 의미한다. 여러 가지 양태는 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같이 안과용 렌즈에서 요구될 수 있는 다른 첨가제와 같은 하나 이상의 첨가제를 갖는, 렌즈 성형 혼합물을 포함할 수 있다. 렌즈 성형 혼합물은 아래에 더욱 상세히 기재되어 있다.

금형

도 1을 참조하면, 안과용 렌즈를 위한 예시적인 금형의 다이아그램이 설명된다. 본원 명세서에 사용되는 용어 "금형" 및 "금형 어셈블리"는 공동(105)을 갖는 성형기(100)를 말하며, 상기 공동 속에 렌즈 성형 혼합물이 분배되어, 상기 렌즈 성형 혼합물의 반응 또는 경화시에 목적하는 형상의 안과용 렌즈(108)가 생성된다. 본 발명의 금형 및 금형 어셈블리(100)는 1개 이상의 "금형 부분품" 또는 "금형 조각"(101 및 102)으로 구성되어 있다. 상기 금형 부분품들(101 및 102)은, 금형 부분품들(101 및 102)의 조합에 의해 공동(105)이 형성되고, 렌즈(108)가 상기 공동(105) 속에서 제조될 수 있도록, 합체될 수 있다. 금형 부분품들(101 및 102)의 이러한 조합은 바람직하게는 일시적이다. 렌즈가 성형되면, 상기 금형 부분품들(101 및 102)은 제조된 렌즈(도시되지 않음)의 제거를 위해 다시 분리될 수 있다.

따라서, 본원 명세서에 사용된 용어로서의 "금형 부분품"은, 금형(101 및 102)의 또 다른 부분과 합체되는 경우 금형(100)(또한 금형 어셈블리(100)라고도 언급됨)을 형성하는 금형(101 및 102)의 부분을 말한다. 적어도 하나의 금형 부분품들(101 및 102)은 이의 표면(103 및 104)의 적어도 일부가 렌즈 성형 혼합물과 접촉하게 디자인되며, 이로써 렌즈 성형 혼합물이 반응 또는 경화되는 경우, 상기 표면(103 및 104)이, 상기 표면과 접촉하는 렌즈 부분에, 목적하는 형상 및 형태를 제공하게 된다. 이는, 적어도 하나의 다른 금형 부분품들(101 및 102)에 대해서도 동일하게 적용된다.

따라서, 예를 들면, 바람직한 양태에서, 금형 어셈블리(100)는 2개의 금형 부분품들(101 및 102), 즉 자형 오목 금형 조각(전면 커브 금형 부분품)(102) 및 웅형 볼록 금형 조각(배면 커브 금형 부분품)(101)으로부터 형성되며, 이들 사이에는 공동(105)이 형성된다. 반응 혼합물과 접촉하게 되는 오목면(104) 부분은, 금형 어셈블리(100) 속에서 생성될 안과용 렌즈(108)의 전면 커브의 곡률을 가지며, 충분히 매끄러우며, 오목면(104)과 접촉하게 되는 반응 혼합물의 중합 반응에 의해 형성된 안과용 렌즈(108)의 표면이 광학적으로 허용될 수 있도록 형성된다.

상기 배면 커브 금형 부분품(101)은 렌즈 성형 혼합물과 접촉하는 볼록면(103)을 갖고, 금형 어셈블리(100) 속에서 생산되는 안과용 렌즈의 배면 커브의 곡률을 갖는다. 상기 볼록면(103)은 충분히 매끄러우며, 배면 표면(103)과 접촉하게 되는 렌즈 성형 혼합물의 반응 또는 경화에 의해 형성되는 안과용 렌즈의 표면이 광학적으로 허용될 수 있도록 형성된다. 따라서, 모든 이러한 표면(103 및 104)은 광학적 품질의 표면 마감성(surface finish)을 가질 수 있고, 이는 상기 표면이 충분히 부드럽고, 성형 표면과 접촉하는 렌즈 성형 재료의 중합 반응에 의해 제조된 렌즈 표면이 광학적으로 허용될 수 있도록 형성됨을 의미한다. 또한, 몇몇 양태에서, 상기 렌즈 성형 표면(103 및 104)은, 구면 굴절력, 비구면 굴절럭, 및 실린더 굴절력, 파면 수차 보정(wave front aberration correction), 각막 지형도 보정(corneal topography correction) 등 뿐만 아니라 이들의 조합을 비제한적으로 포함하는 목적하는 광학적 특성들을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학을 가질 수 있다. 일반적으로, 전면 커브 금형 부분품(102)의 내부 오목면(104)은 안과용 렌즈(108)의 외부 표면을 한정하는 한편, 배면 금형 조각(101)의 외부 볼록면(103)은 상기 안과용 렌즈(108)의 내부 표면을 한정한다. 플랜지 영역(106)은 렌즈 성형 영역(103 및 104)을 지지하고 금형 부분품들(101 및 102)의 취급을 용이하게 하는데 사용될 수 있다.

각종 양태에 따르면, 본 발명의 금형은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트 및 개질된 폴리올레핀과 같은 중합체를 함유할 수 있다. 추가로, 몇몇 양태는 중합체의 혼합물을 함할 수 있으며, 예를 들면, 수용성 중합체와 폴리프로필렌의 블렌드(핵형성을 동반하는 지글러 나타 또는 메탈로센 촉매 공정)가 사용될 수 있고, 여기서, 수용성 중합체 대 폴리프로필렌의 중량%의 비는 각각 약 99:1 내지 약 10:90의 범위이다. 당해 블렌드는 금형 부분품들(101 및 102) 중의 하나 또는 둘 다에 사용될 수 있다. 몇몇 양태에서, 당해 블렌드가 사이클릭 올레핀으로 이루어진 전면 커브와 배면 커브 위에 사용되는 것이 바람직하다.

몇몇 양태에서, 본 발명의 금형은 렌즈 성형 표면의 분리를 용이하게 하거나, 성형 표면에 대한 경화된 렌즈의 부착력을 감소시키거나, 또는 이들 둘 다를 행하는 첨가제를 함유할 수 있다. 예를 들면, 스테아르산의 금속염 또는 암모늄염, 아미드 왁스, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 왁스, 유기 포스페이트 에스테르, 글리세롤 에스테르 또는 알코올 에스테르와 같은 첨가제가, 금형을 형성하기 전에, 상기 금형 부분품들(101 및 102)을 형성하기 위해 사용되는 재료에 첨가될 수 있다.

상기 금형 부분품 재료에 첨가될 수 있는 첨가제의 예로는 다우 실록산(Dow Siloxane) MB50-321 및 다우 실록산 MB50-321(실리콘 분산), 누크렐(Nurcrel) 535 & 932(에틸렌-메타크릴산 공중합체 수지 등록 번호 제25053-53-6호), 에루카미드(Erucamide)(지방산 아미드 등록 번호 제112-84-5호), 올레아미드(지방산 아미드 등록 번호 제301-02-0호), 마이카(Mica)(등록 제12001-26-2호), 아트머(Atmer) 163(지방 알킬 디에탄올아민 등록 번호 제107043-84-5호), 플루론산(폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 블록 공중합체 등록 번호 제106392-12-5호), 테트론산(알콕실화 아민 110617-70-4), 플루라(등록 번호 제7681-49-4호), 스테아르산칼슘, 스테아르산아연, 수퍼-플로스 안티블록(Super-Floss anti block)(슬립/안티 블로킹제 등록 번호 61790-53-2), 제오스페레스 안티-블록(Zeospheres anti-block)(슬립/안티 블로킹제); 암파셋(Ampacet) 40604(지방산 아미드), 켐아미드(지방산 아미드), 리코왁스(Licowax) 지방산 아미드, 하이퍼머(Hypermer) B246SF, XNAP, 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(대전방지제)에폭시화 대두유, 활석(수화 규산 마그네슘), 탄산 칼슘, 베헨산, 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트, 석신산, 에폴렌(epolene) E43-왁스, 메틸 셀룰로오스, 코카미드(항차단제, 등록 번호 제61789-19-3호), 폴리 비닐 피롤리디논(360,000 MW)이 비제한적으로 포함된다.

본원 명세서에 사용되는 용어 "미경화된"은 렌즈(108)를 형성하기 위한 최종 경화 이전의 반응 혼합물(때때로 "렌즈 제형"으로도 언급됨)의 물리적 상태에 관한 것이다. 몇몇 렌즈 제형은 단 1회 경화되는 단량체들의 혼합물을 함유한다. 다른 렌즈 제형들은 단량체, 부분적으로 경화된 단량체, 매크로머, 예비중합체 및 다른 성분들을 함유한다.

도 1a를 참조하면, 안과용 렌즈(108)를 형성하기 위해 금형 부분품들(101 및 102)의 단면이 서로 결합된다. 또한, 과다 반응 혼합물은 플랜지 영역(106) 주위로 가해져서 HEMA 환(107)을 생성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따르는 금형 부분품의 상부 사시도가 도시되어 있고, 예를 들면, 스탬핑 공정을 통해, 표면활성제의 층을 수용할 수 있는 영역(401)이 추가로 도시되어 있다. 본 발명에 따르면, 표면활성제의 층은, 예를 들면, 스판 80과 트윈 80의 혼합물이다.

공정 단계

또한, 본 발명은 미경화된 렌즈 반응 혼합물을 수용성 중합체를 포함하거나 수용성 중합체로 본질적으로 이루어지거나 수용성 중합체로 이루어진 금형 속으로 분배하는 단계를 갖는 안과용 렌즈의 제조방법을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 수용성 중합체는, 예를 들면, 아쿠아-졸 1220과 같은 개질된 PVOH를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 플로우 다이아그램은 본 발명의 몇몇 양태에서 실시할 수 있는 예시적인 단계들을 설명한다. 다음 단계들 중의 일부 또는 모두는 본 발명의 여러 양태들에서 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

도면 부호 200에서, 사출 성형 공정이 사용되어, 교대로 생의학 장치를 제조하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 금형 부분품들(101 및 102)을 형성한다.

도면 부호 201에서, 표면활성제, 예를 들면, 스판 80과 트윈 80의 혼합물이, 후속적으로 금형 부분품들(101 및 102) 위에 도입된 반응 혼합물 및 금형 부분품 사이에서 나타날 수 있는 임의의 부착력을 감소시키는 것을 목적으로 하는 금형 부분품의 부분에 도포된다.

도면 부호 202에서, 반응 혼합물이, 안과용 렌즈(108)를 성형하는데 사용되는 제1 금형 부분품(102)에 도입된다.

도면 부호 203에서, 상기 제1 금형 부분품(102)은 적어도 하나의 다른 금형 부분품(101 및 102)과 합체되어, 도입된 반응 혼합물을 안과용 렌즈(108)와 같은 생의학 장치의 목적하는 형태로 성형할 수 있다.

도면 부호 204에서, 상기 반응 혼합물이 경화되어 렌즈(108)로 형성된다. 예를 들면, 당업계에 공지된 각종 수단에 의해, 예를 들면, 상기 반응 혼합물을 화학선 방사선에 노출시키거나 승온 열(즉, 40 내지 75℃)에 노출시키거나 또는 화학선 방사선과 승온 열 둘 다에 노출시킴으로써 경화를 성취할 수 있다.

장치

도 3을 참조하면, 블록 다이아그램은 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 가공 스테이션들(301 내지 304)에 함유된 장치를 설명한다. 몇몇 바람직한 양태들에서, 가공 스테이션들(301 내지 304)은 수송 메커니즘(305)을 통해 안과용 렌즈(100)에 접근할 수 있다. 상기 수송 메커니즘(305)은, 예를 들면, 가변 속도 모터 또는 다른 공지된 구동 메커니즘(도시되지 않음)에 의해 동력을 받는 컨베이어 벨트, 체인, 케이블 또는 수력 메커니즘(hydraulic mechanism)을 포함할 수 있는 로코모션 수단과 결합된 로봇, 컨베이어 및 레일 시스템 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

몇몇 양태는 펠렛(도시되지 않음) 내에 놓인 배면 표면 금형 부분품(101)을 포함할 수 있다. 상기 펠렛은 2개 이상의 가공 스테이션(301 내지 304) 사이의 수송 메커니즘(305)에 의해 이동될 수 있다. 컴퓨터 또는 기타 제어기(306)는 가공 스테이션(301 내지 304)에 작동 가능하게 연결되어 각각의 스테이션(301 내지 304)에서 공정을 모니터링 및 제어할 수 있고, 또한 상기 공정 스테이션들(301 내지 304) 사이에서의 렌즈의 움직임을 조정(coordinating)하기 위해 수송 메커니즘(305)을 모니터링 및 제어할 수 있다.

가공 스테이션(301 내지 304)은, 예를 들면, 사출 성형 스테이션(301)을 포함할 수 있다. 사출 성형 스테이션(301)에서, 사출 성형 장치는 안과용 렌즈(108)와 같은 목적하는 생의학 장치를 제조하는데 적합한 금형 부분품들(101 및 102)을 형성한다. 스테이션(301A)에서, 미국 특허 제5,837,314호 및 제5,639,510호에 기재된 장치와 같이, 스탬핑 장치를 사용하여, 스판 80과 트윈 80의 혼합물 또는 다른 표면활성제 또는 다른 부착 감소 재료를 하나 이상의 금형 부분품 영역 위에 도포할 수 있다. 몇몇 바람직한 양태에서, 부착 감소 재료가 도포되는 영역은 플랜지 영역과 같은 렌즈 성형 표면 주위의 원주 영역을 포함한다.

가공 스테이션(302)은, 일정량의 반응 혼합물을 전면 커브 금형 부분(102) 속으로 도입시키고, 바람직하게는 금형 표면(104)을 상기 반응 혼합물로 완전히 커버하는 도입 스테이션을 포함할 수 있다. 상기 반응 혼합물은, 중합 반응시 광학적으로 투명한 일체적 형상 유지(integral shape-sustaining) 콘택트 렌즈 또는 콘택트 렌즈 전구체, 예를 들면, 실리콘 하이드로겔 단량체 또는 예비중합체를 생성하는 임의의 재료 또는 당해 재료들의 혼합물을 포함해야 한다.

경화 스테이션(303)은 반응 혼합물을 중합하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 중합 반응은 바람직하게는 반응 혼합물을, 예를 들면, 화학 방사선 및 열 중의 1개 이상을 포함할 수 있는 개시 공급원(source of initiation)에 노출시킴으로써 수행된다. 따라서, 경화 스테이션(302)은, 전면 커브 금형(102) 속으로 도입되는 상기 반응 혼합물의 개시 공급원을 제공하는 장치를 포함한다. 몇몇 양태에서, 화학 방사선은 아래로 금형 어셈블리가 이동하는 벌브(bulb)로부터 제공될 수 있다. 상기 벌브는 중합 반응을 개시하기에 충분한 세기의 화학 방사선을 상기 벌브의 축에 평행하게 주어진 평면 내에서 제공할 수 있다.

몇몇 양태에서, 경화 스테이션(303) 열원은, 반응 혼합물이 화학 방사선에 노출되어 개선된 중합을 촉진하는 기간 동안, 반응 혼합물의 온도를, 중합 반응의 전파를 보조하고, 반응 혼합물이 수축하는 경향에 반작용하기에 충분한 온도로, 상승시키는데 효과적일 수 있다. 따라서, 몇몇 양태는, 반응 혼합물(이러한 반응 혼합물은, 이것이 중합을 개시하기 전 및 이것이 중합하고 있는 상태에서의 수지를 의미한다)의 온도를, 중합 반응된 생성물의 유리 전이 온도를 초과하는 온도, 또는 반응 혼합물이 중합되는 반응 혼합물의 연화 온도를 초과하는 온도로 유지할 수 있는, 열원을 포함할 수 있다. 이러한 온도는 반응 혼합물 중의 성분들의 종류 및 양에 의해 변할 수 있다. 일반적으로, 몇몇 양태는, 온도를 40℃ 내지 75℃ 정도로 확립 및 유지할 수 있는 장치를 포함한다.

몇몇 양태에서, 열원은, 예를 들면, N₂ 또는 공기와 같은 더운 가스를, 이러한 더운 가스가 화학 방사선 벌브 아래로 통과할 때, 금형 어셈블리를 가로지르도록 송풍시키고 또한 금형 어셈블리 주변으로 송풍시키는 덕트를 포함할 수 있다. 상기 덕트의 단부에는 더운 가스를 통과시키는 복수개의 홀이 장착될 수 있다. 이러한 방식으로 가스를 분배하는 것은 하우징 아래 영역 전체에 걸쳐 균일한 온도를 성취하는데 조력한다. 금형 어셈블리 주변 영역을 통한 균일한 온도는 더욱 균일한 중합을 용이하게 할 수 있다.

몇몇 양태에서, 반응 혼합물의 중합 반응은, 산소에 대한 노출이 억제된 대기에서 수행될 수 있으며, 몇몇 양태에서는, 목적하는 광학적 품질뿐만 아니라 중합된 렌즈의 투명성에 영향을 미칠 수 있는 부반응 속으로 산소가 도입될 수 있기 때문에, 무산소 환경을 포함한다. 몇몇 양태에서, 상기 렌즈 반금형들은 제한된 산소를 갖거나 산소가 없는 대기에서 제조되기도 한다. 산소에 대한 노출을 억제하는 방법 및 장치는 당업계에 익히 공지되어 있다.

수화 스테이션(304)은 금형 부분품 및 새로 형성된 렌즈를 수용액에 노출시키기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 다른 양태는 수용성인 단지 일부의 재료를 갖는 금형 부분품을 갖는 양태의 금형 부분품들(101 및 102)을 이형시키기 위한 이형 스테이션(도시하지 않음)을 포함할 수도 있다.

몇몇 양태에서, 중합체/희석 혼합물을 포함하는 경화된 렌즈, 예를 들면, 원래의 성형된 중합체/희석제 제품의 크기 및 형상과 상당히 유사한 최종 크기 및 형상을 갖도록 형성된 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈는, 희석제를 렌즈(108)로부터 제거하고, 궁극적으로 희석제를 물로 대체하기 위해, 수화 스테이션(304)에서 수화 용액에 노출시킴에 의해 가공될 수도 있다.

몇몇 양태에서, 열 교환기(307)는 수화 용액의 온도를 통상의 주위 실온보다 높은 온도에서 유지하기 위해 사용된다. 예를 들면, 제한 없이, 열 교환기는 수화 용액의 온도를 약 60 내지 약 95℃로 증가시키기 위해 사용될 수 있다.

렌즈 재료

본원 명세서에 사용되는 용어 "렌즈"는 안구 내에 또는 안구 위에 놓이는 모든 안과적 장치를 의미한다. 상기 장치는 광학적 보정을 제공할 수 있거나 또는 화장용일 수 있다. 예를 들면, 용어 렌즈는, 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈, 안구 삽입물, 옵티컬 삽입물을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 몇몇 양태에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는 실리콘 하이드로겔, 및 플루오로하이드로겔을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는 실리콘 엘라스토머 또는 하이드로겔로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다. 소프트 콘택트 렌즈 제형은 익히 공지되어 있으며 다수의 미국 특허에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 양태는 에타필콘(etafilcon) A, 젠필콘(genfilcon) A, 레너필콘(lenefilcon) A, 폴리메이콘(polymacon), 애쿠아필콘(acquafilcon) A, 밸라필콘(balafilcon) A, 로트라필콘(lotrafilcon) A, 갤리필콘(galyfilcon) A, 세노필콘(senofilcon) A, 실리콘 하이드로겔의 렌즈를 포함할 수 있다. 다른 양태들은 예비중합체로부터 제조된 안과용 렌즈를 포함할 수 있다. 본원 명세서에 기재된 이들 특허뿐만 아니라 다른 특허는 전문을 참고 문헌으로서 본원 명세서에 인용한다.

부착 감소 재료

표면활성제와 같은 부착 감소 재료는 당해 분자의 (물을 좋아하는) 친수성 부분 및 (오일을 좋아하는) 소수성 부분 사이의 균형에 따라 특징 지워질 수 있다. 친수성 및 소수성 균형 값(HLB)은 1 내지 40의 임의 범위에서의 분자 극성을 가르키며, 가장 흔하게 사용되는 에멀젼화제는 1 내지 20의 값을 갖는다. HLB 값이 낮을수록 에멀젼화제는 더 소수성이다. HLB 값은 친수성이 증가할수록 증가한다. HLB 값에 따라, 표면활성제는 상이한 목적으로 사용될 수 있다.

오일은 또한 지정된 HLB 값을 가질 수 있다. 그러나, 당해 "HLB"는 수중유 에멀젼이 안정화되어야 하는지이 여부에 대해 상대적이다. 에멀젼화제는, 최대 안정화를 달성하기 위해, 통상적으로 각각의 오일의 HLB값과 유사한 HLB 값을 갖는다. 수중유 에멀젼을 제조하는 경우, 미네랄 오일은 HLB 값이 4로 정해진다. 따라서, 에멀젼화제의 HLB 값은 각각 약 4 및 10.5가 되어야 한다. 또한, 목적하는 HLB 값은 소수성 표면활성제와 친수성 표면활성제를 혼합하여 달성될 수 있다. 혼합물의 총 HLB 값은 수학식 1과 같이 중량 분율×각각의 HLB 값의 합으로 계산된다.

Xa×A + (1-Xa)×B = HLB (혼합물)

위의 수학식 1에서,

Xa는 에멀젼화제 A의 중량 분율이다.

몇몇 양태에서, 표면활성제는 30℃ 이하의 융점, HEMA 환에서의 표면활성제의 낮은 수용성, 및 80 내지 1000cps의 점도와 같은 바람직한 특성을 가질 수 있다.

몇몇 양태에서, 희석제는 특히 극성이며, 여기서, 임의의 경화가능한 성분이 FC 플라스틱에 근접하거나 접촉하는 것을 방지하기 위해, 표면활성제가 함침성 층을 HEMA 환으로 보내는 것이 더욱 중요해진다. 따라서, 몇몇 바람직한 양태에서, 다음과 같은 특징들이 나타날 수 있다.

표면활성제 HLB의 요약
소포제	1 내지 3
유중수 에멀젼화제	3 내지 6
습윤제	7 내지 9
수중유 에멀젼화제	8 내지 18
세정제	13 내지 15
안정제	15 내지 20

표면활성제의 외형 및 크기
> 1㎛	유백색
> 0.1 내지 1㎛	청백색
> 0.05 내지 0.1㎛	회색 반투명
< 0.05㎛	투명

본 발명에 따르면, 스판 80(소르비탄 모노올레이트)과 트윈 80(폴리옥시에틸렌 소르베이트 모노올레이트)의 혼합물을 사용함으로써, 폴리스티렌 FC 플랜지와 같은 지정된 금형 부분품 플랜지 위에 부착하는 HEMA 환이 현저히 감소되고 때때로 제거된다. 트윈 80은 친수성 표면활성제이고 에타필콘-A 단량체 또한 주로 친수성이다. 따라서, 트윈 80의 스탬프와, 경화된 과다 단량체의 HEMA 환은 서로 잘 섞이며 분리하기 어렵게 되는 경향이 있다. 그 결과, HEMA 환이 FC 금형의 플랜지에 부착될 수 있는데, 이는 통상적으로 바람직하지 못한 결과이다. 그러나, 트윈 80과 스판 80의 혼합물을 FC 금형 부분품에 도포함으로써, HEMA 환이 FC 플랜지에 부착하는 가능성이 이례적으로 감소된다.

실시예 1:

표면활성제	FC 금형	BC 금형	단량체 투여 용적 (mg/공동)	HEMA 환 결함율 (%)
트윈 80	PS	PP	56	37.8
트윈 80	PS	PP	73	12.3
트윈 80	PS	PP	86	3.3
트윈 80 25% + 스판 80 75%	PS	PP	79	0.02*

* FC 플랜지에 부착하는 HEMA 환 5개만을, 샘플 가동 과정에서 27,895개의 렌즈에 대해 검사한다.

실시예 2:

BC 금형	표면활성제	투여 용적 (mg/공동)	HEMA 환 결함율 (%)
PP	트윈 80 100중량%	79 내지 86	1.1 내지 6.7
PP	트윈 80 50중량% + 스판 80 50중량%	79	0.4
PP	트윈 80 25중량% + 스판 80 75중량%	79	0.0
PS	트윈 80 100중량%	79	1.8 내지 2.8
PS	트윈 80 25중량% + 스판 80 75중량%	79	0.3

본 발명의 각종 양태에서, 표면활성제 혼합물은 1중량%의 스판 80(99중량%의 트윈 80) 내지 100중량%의 순수 스판 80일 수 있다. 몇몇 양태에서, 스판 80과 트윈 80의 혼합물은 25중량%의 스판 80(75중량%의 트윈 80) 내지 95중량%의 스판 80(5중량%의 트윈 80)일 수 있다. 몇몇 양태에서, 스판 80과 트윈 80의 바람직한 혼합물은 50중량%의 스판 80(50중량%의 트윈 80) 내지 88중량%의 스판 80(12중량%의 트윈 80)이고, 가장 바람직한 혼합물은 75중량%의 스판 80과 25중량%의 스판 80 을 포함한다.

따라서, 본 발명은 금형 부분품뿐만 아니라 상기 금형 부분품을 형성하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따라, 상기 금형 부분품의 적어도 일부는 수용성 재료 및 제2 재료로부터 형성된다. 본 발명은 상기 명세서 및 도면에 특별히 기재되었지만, 당업자라면, 형식 및 세부 사항에 있어서 상기 변화 및 다른 변화가 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 이루어질 수 있고, 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 제한되어야 함을 이해할 것이다.

Claims (23)

1. 반응 혼합물의 부착이 감소되어야 하는 제1 금형 부분품의 표면 영역의 일부분에, 스판 80(Span 80)과 트윈 80(Tween 80)의 혼합물을 도포하는 단계,

   상기 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품(이들 부분품 사이에는 상기 반응 혼합물이 존재하고, 상기 반응 혼합물의 적어도 일부는 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 도포되어 있는 상기 제1 금형 부분품의 표면 영역 일부분과 접촉한다)을 결합시키는 단계, 및

   상기 반응 혼합물을 경화시켜, 경화된 반응 혼합물과 각각의 금형 부분품들 사이의 부착력을 발생시키는 단계(여기서, 경화된 반응 혼합물과 상기 제1 금형 사이의 부착력은, 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 도포되지 않은 상기 제1 금형 부분품의 표면 영역에 비해, 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 도포된 상기 제1 금형 부분품의 표면 영역 일부분에서 감소된다)를 포함하는,

   안과용 렌즈의 제조에 사용되는 금형 부분품의 일부분에 대한 반응 혼합물의 부착을 감소시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 반응 혼합물을 제1 금형 부분품의 부분으로 도입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 스판 80을 약 1 내지 약 99중량% 포함하는, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 약 50중량%의 트윈 80과 약 50중량%의 스판 80을 포함하는, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 약 25중량%의 트윈 80과 약 75중량%의 스판 80을 포함하는, 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 금형 부분품이 폴리스티렌을 포함하는, 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 금형 부분품이 폴리프로필렌을 포함하는, 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 제2 금형 부분품이 개질된 폴리비닐 알코올을 포함하는, 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물의 융점이 약 30℃ 미만인, 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물의 소수성 균형값이 4 내지 15인, 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물의 소수성 균형값이 5 내지 10인, 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 제1 금형 부분품이 일반적으로 원형 형태인 렌즈 성형 표면 영역을 포함하고, 상기 반응 혼합물의 부착이 감소되어야 하는 상기 제1 금형 부분품 표면 영역 부분이 상기 렌즈 성형 영역의 원주를 둘러싸는, 방법.
13. 제12항에 있어서,

    렌즈 성형 영역의 원주 둘레 및 상기 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품 사이에 HEMA 환을 형성시키는 단계,

    상기 제1 금형 부분품과 상기 제2 금형 부분품을 분리하는 단계 및

    상기 HEMA 환을 상기 제1 금형 부분품으로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 렌즈와 HEMA 환이 에타필콘 A(etafilcon A)를 포함하는, 방법.
15. 오목 렌즈 성형 영역 및 상기 제1 렌즈 성형 영역을 둘러싸는 본질적으로 편평한 제1 플랜지(flange) 영역을 포함하는 제1 금형 부분품,

    볼록 렌즈 성형 영역을 포함하는 제2 금형 부분품 및

    제1 플랜지 영역에 도포되는 스판 80과 트윈 80을 포함하는 표면활성제 층을 포함하고,

    오목 렌즈 성형 영역이 볼록 렌즈 성형 영역에 직접 결합하여, 그 사이에 공동을 안과용 렌즈 형태로 생성하는, 안과용 렌즈를 성형하기 위한 금형 부분품 어셈블리.
16. 제15항에 있어서, 상기 제2 금형 부분품이, 본질적으로 편평하고 볼록 렌즈 성형 영역을 둘러싸며, 제1 플랜지 영역과 제2 플랜지 영역 사이에 형성된 HEMA 환에 대해 더욱 큰 부착력을 나타내는 제2 플랜지 영역을 추가로 포함하는, 금형 부분품 어셈블리.
17. 제15항에 있어서, 상기 제1 금형 부분품이 폴리스티렌을 포함하는, 금형 부분품 어셈블리.
18. 제15항에 있어서, 상기 제1 금형 부분품이 사이클릭 폴리올레핀을 포함하는, 금형 부분품 어셈블리.
19. 제15항에 있어서, 상기 제2 금형 부분품이 폴리스티렌을 포함하는, 금형 부분품 어셈블리.
20. 제15항에 있어서, 상기 제2 금형 부분품이 사이클릭 폴리올레핀을 포함하는, 금형 부분품 어셈블리.
21. 폴리스티렌을 포함하는 제1 재료를 포함하는 제1 금형 부분품을 사출 성형하는 단계;

    사이클릭 폴리올레핀을 포함하는 제2 재료를 포함하는 제2 금형 부분품을 사출 성형하는 단계;

    트윈 80과 스판 80의 혼합물 층을 상기 제1 금형 부분품 상의 렌즈 성형 영역 원주 둘레에 도포하는 단계;

    상기 제1 금형 부분품을 상기 제2 금형 부분품과 합체하는 단계(상기 제1 금형 부분품과 상기 제2 금형 부분품 사이에는 렌즈 성형 반응 혼합물이 존재하고, 여기서, 상기 반응 혼합물은 상기 제1 금형 부분품과 상기 제2 금형 부분품에 의해 안과용 렌즈 형태와 HEMA 환으로 성형된다);

    상기 반응 혼합물을 경화시키는 단계;

    상기 안과용 렌즈가 제1 금형 부분품에 부착되어 있고 상기 HEMA 환이 제2 금형 부분품에 부착되어 있도록, 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품을 분리시키는 단계;

    상기 안과용 렌즈를 수용액에 노출시켜 상기 안과용 렌즈를 상기 제1 금형 부분품으로부터 분리시키는 단계를 포함하는,

    안과용 렌즈를 성형하기 위한 금형 부분품을 형성하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 제2 재료가 폴리프로필렌을 포함하는, 방법.
23. 제21항에 있어서, 상기한 스판 80과 트윈 80의 혼합물이 약 25중량%의 트윈 80과 약 75중량%의 스판 80을 포함하는, 방법.

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