KR20100017185A

KR20100017185A - 안과 렌즈 주형 표면에너지 차이

Info

Publication number: KR20100017185A
Application number: KR1020097024210A
Authority: KR
Inventors: 창훙 인; 스콧 에프. 앤셀
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2010-02-16
Also published as: TW200912424A; CA2684870A1; RU2009142845A; BRPI0810237A2; EP2152503A1; JP2010524729A; AR066116A1; WO2008131329A1; AU2008242679A1

Abstract

본 발명은 주형 부분의 표면에너지를 (30 mN/m 미만으로) 감소시키기 위한 첨가제와 배합된 열가소성 수지로부터 형성된 개선된 주형 부분을 개시한다. 주형 부분은 예를 들어 안과 렌즈 주형의 연속, 인라인 또는 배치식(batched) 공정과 같은 제조 공정에 사용될 수 있다.

안과 렌즈, 표면에너지, 주형, 열가소성 수지, 첨가제, 탄성중합체

Description

안과 렌즈 주형 표면에너지 차이{OPHTHALMIC LENS MOLD SURFACE ENERGY DIFFERENTIAL}

사용 분야

본 발명은 주형 및 주형에 의해 형성된 안과 렌즈 및 이들 사이의 표면에너지 차이를 기술한다.

콘택트 렌즈가 시력을 개선하기 위해 사용될 수 있음은 잘 알려져 있다. 수년 동안 다양한 콘택트 렌즈가 상업적으로 생산되어 왔다. 콘택트 렌즈의 초기 디자인은 경질 물질로부터 형성되었다. 이들 렌즈는 일부 응용에서 여전히 현재도 사용되고 있지만, 이들은 그들의 불량한 편안함 및 상대적으로 낮은 산소 투과성으로 인하여 모든 환자에게 적합한 것은 아니다. 이 분야에서 이후의 개발은 하이드로젤에 기초한 소프트 콘택트 렌즈를 발생시켰다.

하이드로젤 콘택트 렌즈는 인기가 많으며, 흔히 경질 물질로 제조된 콘택트 렌즈보다 착용하기가 더 편안하다. 하이드로젤로 제조된 연성의 소프트 콘택트 렌즈는 다중-부분 주형(multi-part mold)에서 렌즈를 형성함으로써 제조될 수 있는데, 이 주형에서는 조합된 부분들이 원하는 최종 렌즈와 일치하는 토포그래피(topography)를 형성한다.

안과 렌즈는 흔히 캐스트 성형(cast molding)에 의해 제조되는데, 여기서 단 량체 물질이 대향하는 주형 부분들의 광학 표면들 사이에 한정된 공동(cavity)에 침착된다. 하이드로젤을 유용한 물품, 예를 들어 안과 렌즈로 형성하기 위해 사용되는 다중-부분 주형은 예를 들어 안과 렌즈의 후방 곡선에 상응하는 볼록부를 갖는 제1 주형 부분 및 안과 렌즈의 전방 곡선에 상응하는 오목부를 갖는 제2 주형 부분을 포함할 수 있다. 그러한 주형 부분들을 이용하여 렌즈를 제조하기 위하여, 미경화 하이드로젤 렌즈 제형이 전방 곡선 주형 부분과 후방 곡선 주형 부분 사이에 배치된다. 주형 부분들은 합쳐지게 되어, 렌즈 제형을 원하는 렌즈 파라미터에 따라 형상화한다. 전통적으로, 렌즈 제형에 침입하여 이를 렌즈부와 여분의 링부(ring portion)로 나누는, 주형 부분들 내로 형성된 에지(edge)의 압착에 의해 렌즈의 주연(perimeter) 주위에 렌즈 에지가 형성되었다. 렌즈 제형은 후속적으로 예를 들어 열 및 광에 대한 노출에 의해 경화되어서, 렌즈를 형성하였다.

경화 후, 주형 부분들이 분리되며, 렌즈는 주형 부분들 중 하나에 부착된 채 남아 있는다. 렌즈 및 여분의 중합체 링이 분리되어야 하며, 여분의 중합체 링은 폐기되어야 한다. 주형 분리 동안, 렌즈 손상이 일어날 수 있다. 손상은 예를 들어 에지 자국(chip) 및 인열; 구멍; 렌즈 탈층(delamination) 또는 당김; 잘못된 주형 부분에의 렌즈 부착, 광학적 왜곡; 및 표면 마크(mark)를 포함할 수 있다. 게다가, 탈형(demold) 후 렌즈가 부착된 주형 부분으로부터 형성된 렌즈를 이형시키는 것은 때때로 어렵고 시간이 소모적이다.

따라서, 탈형 및 렌즈 이형을 촉진하는, 주형 물질과 렌즈 물질의 상관관계를 갖는 것이 바람직할 수 있다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 안과 렌즈의 생성에 유용한 개선된 주형 및 방법을 포함한다. 주형 물질은 주형 물질의 표면 장력을 감소시키며 하나 또는 두 주형 부분과 그 사이에 형성된 렌즈 사이의 차이를 증가시키는 하나 이상의 첨가제와 함께 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 렌즈 형성 혼합물은 둘 이상의 주형 부분들에 의해 형성된 원하는 형상의 공동에서 경화된다. 주형 부분들 중 적어도 하나는 안과 렌즈를 형성하기 위하여 사용되는 주형과 형성된 안과 렌즈 사이에서 표면에너지 차이를 갖는 물질로부터 성형된다.

실시 형태는 주형 부분들 중 적어도 하나가 중합 개시 방사선에 투과성이어서 중합성 렌즈 형성 혼합물이 공동에 침착될 수 있게 하며 주형 부분과 중합성 조성물이 중합 개시 방사선에 노출될 수 있게 하는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태는 또한 미경화 렌즈 제형을 30 mN/m 미만의 표면 장력을 갖는 주형 부분의 표면 상에 분배함으로써 안과 렌즈를 생성하는 방법을 포함할 수 있다. 렌즈는 예를 들어 실리콘 하이드로젤 제형 또는 하이드로젤 제형을 포함할 수 있다. 구체적인 예는 액쿠아필콘(acquafilcon) A, 발라필콘(balafilcon) A, 및 로트라필콘(lotrafilcon) A, 에타필콘(etafilcon) A, 젠필콘(genfilcon) A, 레네필콘(lenefilcon) A, 폴리마콘(polymacon) 및 갈리필콘(galyfilcon) A, 및 세노필콘(senofilcon) A로부터 형성된 렌즈를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일부 실시 형태에 따른 주형 조립체의 도면.

도 2는 주형 부분을 생성하기 위하여 본 발명의 일부 실시 형태를 구현하면서 실시될 수 있는 예시적인 단계들의 플로우차트.

도 3은 안과 렌즈를 생성하기 위하여 본 발명의 일부 실시 형태를 구현하면서 실시될 수 있는 예시적인 단계들의 플로우차트.

도 4는 열가소성 수지 및 열가소성 수지의 화합물로부터 형성된 주형의 표면에너지 품질을 나타내는 예시적인 데이터를 갖는 차트.

도 5는 상이한 주형 부분 물질들과 관련될 때의 렌즈 이형 시간 데이터를 갖는 차트.

본 발명은 안과 렌즈를 제조하기 위한 주형 및 방법을 포함한다. 본 발명의 일부 실시 형태에 따르면, 안과 렌즈의 제조에 사용되는 다중-부분 주형의 적어도 하나의 부분은 주형 물질의 표면에너지를 감소시키기 위한 첨가제와 배합된 열가소성 수지(이하에서 "TPR"이라 함)로부터 사출 성형된다.

본 발명에 따르면, 단량체 또는 경화된 렌즈와 FC 주형 사이의 표면에너지 차이를 증가시키는 단량체 및 주형 부분 물질의 선택은 수성 수화 동안 실리콘 하이드로젤 용이성 렌즈 이형을 촉진한다. 일반적으로, 표면에너지 차이 또는 "델타"는 단량체 또는 경화된 렌즈의 표면에너지 - 주형 부분의 표면에너지로서 정의될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시 형태는 0보다 큰, 전방 곡선 주형 부분과 렌즈 사이의 델타의 표면에너지를 포함한다.

부착 메커니즘은 일반적으로 접촉하는 두 표면들에 관련된 표면에너지 관련 파라미터의 결과이다. 본 발명에 따르면, 전방 곡선(front curve, FC)으로서, 낮은 표면에너지, 예를 들어 ≤ 30 mN/m 이하를 갖는 주형 물질의 사용은 경화된 렌즈와 FC 주형 사이의 접착력 또는 부착 에너지를 감소시키며, 따라서 수성 수화 동안 더 용이하고 더 빠른 실리콘 하이드로젤 렌즈 이형을 촉진한다.

낮은 표면에너지 FC 주형(≤ 30)의 사용에 더하여, 증가된 단량체 표면에너지는 또한 경화된 렌즈와 FC 주형 사이의 접착력 또는 부착 에너지를 감소시킬 것이다. 이는 또한 수성 수화를 비롯한 수화 동안 FC 주형으로부터의 더 용이하고 더 빠른 렌즈 이형에 이로울 것이다. 낮은 표면에너지(≤ 30 mN/m)를 갖는 FC 주형 물질은 PP를 선택적인 첨가제, 예를 들어 실록산 MB50-001 및 트릴웨트(Trilwet) A와 배합함으로써 성공적으로 얻어질 수 있다.

본 발명의 일부 실시 형태에서, TPR과 첨가제 블렌드를 포함하는 안과 렌즈 주형은 비코팅 안과 렌즈 주형의 주형 표면에너지가 약 30 mN/m 이하가 되게 한다. 따라서 본 발명의 방법은 하나 이상의 주형 부분이 약 30 mN/m 이하의 비코팅 표면에너지를 갖는 주형으로부터 안과 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.

안과 렌즈를 형성하기 위하여 이용되는 하나 또는 두 주형 부분은 주형 부분의 표면에너지를 30 mN/m 미만으로 감소시키기 위한 첨가제 또는 다른 메커니즘을 갖는 TPR로부터 사출 성형된다. 사출 성형 장치는 전형적으로 예를 들어 황동, 스테인레스강 또는 니켈 또는 그의 일부 조합과 같은 금속으로부터 기계가공된 정밀 툴링(tooling)을 포함할 것이다. 전형적으로, 툴링은 원하는 형상으로 형성되며, 정밀 표면 품질을 달성하기 위하여 기계가공되거나 연마된다. 정밀 표면은 이어서 이로부터 사출 성형된 주형 부분의 품질을 증가시킨다.

일부 바람직한 실시 형태에서, 주형 부분들은 30 mN/m 미만의 표면에너지를 갖는 단일 사용 캐스트 주형을 생성하도록 첨가제를 갖는 열가소성 폴리올레핀으로부터 형성되며, 상기 표면에너지는 렌즈를 형성하기 위해 사용되는 주형 부분과 경화된 렌즈 사이의 접착력을 감소시키고, 따라서 안과 렌즈의 제조에 도움이 된다. 30 mN/m 미만의 표면에너지를 초래하는 첨가제를 갖는 열가소성 폴리올레핀 물질을 포함하는 주형을 이용하는 이점은 탈형으로부터 기인하는 구멍, 자국 및 인열과 같은 렌즈 결함의 감소된 개수; 및 또한 렌즈가 형성되는 주형 부분으로부터의 개선된 이형을 포함한다.

렌즈

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈"는 눈 안에 또는 눈 위에 존재하는 임의의 안과 장치를 말한다. 이들 장치는 광학적 교정을 제공할 수 있거나, 미용용일 수 있다. 예를 들어, 렌즈라는 용어는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈(intraocular lens), 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입물(ocular insert), 광학적 삽입물, 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는, 또는 시력을 방해함이 없이 눈 생리 기능이 미용적으로 향상되게 하는(예를 들어, 홍채 색상) 다른 유사한 장치를 말할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈 형성 혼합물"이라는 용어는 안과 렌즈를 형성하기 위하여 반응하거나 경화될 수 있는 물질들의 혼합물을 말한다. 그러한 혼합물은 중합성 성분(단량체), 첨가제, 예를 들어 UV 차단제 및 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과 렌즈에서 요구될 수 있는 다른 첨가제를 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 바람직한 렌즈 유형은 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로젤, 예를 들어 실리콘 하이드로젤, 플루오로하이드로젤 - 실리콘/친수성 거대단량체를 포함하는 것들을 포함함 - , 실리콘계 단량체, 개시제 및 첨가제로부터 제조되는 렌즈를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 일부 바람직한 렌즈 유형은 또한 에타필콘 A, 제니필콘 A, 레네필콘 A, 폴리마콘, 액쿠아필콘 A, 발라필콘 A, 로트라필콘 A, 갈리필콘 A, 세노필콘 A, 실리콘 하이드로젤을 포함할 수 있다.

주형

이제 도 1을 참조하면, 안과 렌즈를 위한 예시적 주형의 다이어그램이 예시되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "주형" 및 "주형 조립체"라는 용어는 렌즈 형성 혼합물의 반응 또는 경화시(도시되지 않음) 원하는 형상의 안과 렌즈가 생성되도록 렌즈 형성 혼합물이 내부에 분배되는 공동(105)을 갖는 형틀(100)을 말한다. 본 발명의 주형 및 주형 조립체(100)는 하나보다 많은 "주형 부분" 또는 "주형 단편"(101 내지 102)으로 구성된다. 주형 부분(101 내지 102)은 렌즈가 내부에서 형성될 수 있는 주형 부분(101 내지 102) 사이에 공동(105)이 형성되도록 합쳐질 수 있다. 주형 부분(101 내지 102)의 이러한 조합은 바람직하게는 일시적이다. 렌즈의 형성시, 주형 부분(101 내지 102)은 렌즈의 제거를 위해 다시 분리될 수 있다.

적어도 하나의 주형 부분(101 내지 102)은 그 표면(103 내지 104)의 적어도 일부가 렌즈 형성 혼합물과 접촉하여, 렌즈 형성 혼합물의 반응 또는 경화시 상기 표면(103 내지 104)이 그가 접촉하는 렌즈의 부분에 원하는 형상 및 형태를 제공하게 한다. 적어도 하나의 다른 주형 부분(101 내지 102)도 마찬가지이다.

따라서, 예를 들어, 바람직한 실시 형태에서, 주형 조립체(100)는 사이에 공동이 형성된 두 부분(101 내지 102), 즉 암형 오목편(female concave piece)(전방편)(102)과 수형 볼록편(male convex piece)(후방편)(101)으로부터 형성된다. 렌즈 형성 혼합물과 접촉하는 오목 표면(104)의 부분은 주형 조립체(100)에서 생성되는 안과 렌즈의 전방 곡선의 곡률을 가지며, 오목 표면(104)과 접촉하는 렌즈 형성 혼합물의 중합에 의해 형성되는 안과 렌즈의 표면이 광학적으로 허용가능하도록 형성되고 충분히 매끄럽다.

일부 실시 형태에서, 전방 주형편(102)은 또한 원형 원주방향 에지(108)와 일체로 되어 이를 둘러싸는 환상 플랜지(annular flange)를 가질 수 있으며, 환상 플랜지는 축에 수직이고 플랜지로부터 연장하는 평면(도시되지 않음) 내에서 원주방향 에지로부터 연장한다.

후방 주형편(101)은 오목 표면(106), 볼록 표면(103) 및 원형 원주방향 에지(107)를 갖는 중앙 곡선형 섹션을 가지며, 여기서 렌즈 형성 혼합물과 접촉하는 볼록 표면(103)의 부분은 주형 조립체(100)에서 생성되는 안과 렌즈의 후방 곡선의 곡률을 가지며, 후방 표면(103)과 접촉하는 렌즈 형성 혼합물의 반응 또는 경화에 의해 형성되는 안과 렌즈의 표면이 광학적으로 허용가능하도록 형성되고 충분히 매끄럽다. 따라서, 전방 주형 절반부(102)의 내부 오목 표면(104)은 안과 렌즈의 외부 표면을 한정하는 반면에, 베이스 주형 절반부(101)의 외부 볼록 표면(103)은 안과 렌즈의 내부 표면을 한정한다.

일부 바람직한 실시 형태에서, 주형(100)은 전술된 2개의 주형 부분(101 내지 102)을 포함할 수 있으며, 여기서 주형(100)의 전방 곡선 부분(102)과 후방 곡선 부분(101) 중 하나 또는 둘 모두는 30 mN/m 미만의 표면에너지를 갖는 열가소성 폴리올레핀 화합물을 포함한다.

블렌딩된 주형 물질 수지는 예를 들어 핸드 블렌딩(hand blending), 단축 배합(single screw compounding), 이축(twin screw) 및/또는 다축(multiple screw) 배합을 포함한 다양한 배합 방법을 사용하여 얻어질 수 있다.

주형 물질의 바람직한 실시 형태는 폴리올레핀, 환형 올레핀, 및 환형 올레핀 공중합체를 포함하며; 일부 실시 형태에서는 폴리올레핀과 COC를 포함한다. 바람직한 주형 물질과 배합될 수 있는 첨가제는 하기를 포함한다:

a) 실험식 R₂SiO (여기서 R은 유기기임)를 갖는 유기규소 화합물 부류를 포함하는 실록산;

b) 알킬 에톡실레이트 및 글리세롤 모노스테아레이트와 같은 비이온성 계면활성제; 및

c) 폴리비닐피롤리돈과 같은 단량체 N-비닐 피롤리돈으로부터 제조된 중합체.

실록산은 [SiO(CH₃)₂]_n (다이메틸실록산) 및 [SiO(C₆H₅)₂]_n (다이페닐실록산)을 포함할 수 있으며, 여기서 n은 전형적으로 > 4이다. 실록산 유기규소 화합물은 유기 및 무기 화학 화합물 둘 모두를 포함할 수 있다. 유기 측쇄는 소수성 특성을 부여할 수 있으며, -Si-O-Si-O- 골격은 무기 골격이다.

글리세롤 모노스테아레이트는 HLB가 3.6 내지 4.2이며 화학식이 CH3(CH2)16COOCH2CHOHCH2OH인 친유성의 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.

폴리비닐피롤리돈은 화학식 (C₆H₉NO)_x를 갖는 비이온성 분말을 포함할 수 있다.

폴리올레핀, 환형 올레핀, 및 환형 올레핀 공중합체 중 하나 이상으로 주로 구성되는 주형 물질의 표면에너지를 감소시키는 첨가제의 구체적인 예는 하기를 포함한다:

1. 다우 코닝(Dow Corning)으로부터의 실릭손(Silixone)(등록상표) MB50-001;

2. 트릴륨 스페셜티즈 엘엘씨(Trillium Specialties LLC)로부터의 트릴웨트 A(등록상표);

3. 스파르테크, 인크.(SparTech, Inc.)로부터의 글리세롤 모노스테아레이트(GMS); 및

4. 인터내셔널 스페셜티 프로덕츠(International Specialty Products)로부터의 PVP K-90.

바람직한 실시 형태는 또한 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 및 개질 폴리올레핀 중 하나 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다.

첨가제와 배합될 수 있는 열가소성 물질은 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 지환족 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 열가소성 수지는 적어도 하나의 포화 카르보사이클릭 고리를 내부에서 갖는 화합물을 지칭하는 지환족 중합체를 포함할 수 있다. 포화 카르보사이클릭 고리는 수소, C_1-10알킬, 할로겐, 하이드록실, C_1-10알콕시카르보닐, C_1-10알콕시, 시아노, 아미도, 이미도, 실릴, 및 치환된 C_1-10알킬 - 여기서 치환기는 할로겐, 하이드록실, C_1-10알콕시카르보닐, C_1-10알콕시, 시아노, 아미도, 이미도, 및 실릴로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원으로부터 선택됨 - 로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원으로 치환될 수 있다. 지환족 중합체의 예는 중합성 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 사이클로헵탄, 사이클로옥탄, 비스사이클로부탄, 비스사이클로펜탄, 비스사이클로헥산, 비스사이클로헵탄, 비스사이클로옥탄, 및 노르보르난을 포함하며 이로 한정되지 않는다. 적어도 두 가지의 지환족 중합체가 개환 복분해 및 이어서 수소화에 의해 중합되는 것이 바람직하다. 공중합체가 비싸므로, 이들 공중합체로 제조된 주형이 전형적인 한번 사용 대신에 렌즈의 제조에 여러번 사용될 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 주형의 경우, 이들은 렌즈의 생성에 한번보다 많이 사용될 수 있다.

보다 구체적으로, 포화 카르보사이클릭 고리를 포함한 지환족 중합체의 예는 하기 구조를 포함하지만 이로 한정되지 않는다:

여기서 R^1_6은 수소, C_1-10알킬, 할로겐, 하이드록실, C_1-10알콕시카르보닐, C_1-10알콕시, 시아노, 아미도, 이미도, 실릴, 및 치환된 C_1-10알킬 - 여기서 치환기는 할로겐, 하이드록실, C_1-10알콕시카르보닐, C_1-10알콕시, 시아노, 아미도, 이미도 및 실릴로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원으로부터 선택됨 - 로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원으로부터 독립적으로 선택된다. 또한, 둘 이상의 R^1-6이 함께 취해져, 불포화 결합, 카르보사이클릭 고리, 하나 이상의 불포화 결합을 포함한 카르보사이클릭 고리, 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다. 바람직한 R^1-6은 C_1-10알킬 및 치환된 C_1-10알킬 - 여기서 치환기는 할로겐, 하이드록실, C_1-10알콕시카르보닐, C_1-10알콕시, 시아노, 아미도, 이미도 및 실릴로 이루어진 군으로부터 선택됨- 로 이루어진 군으로부터 선택된다.

지환족 공중합체는 적어도 두 가지의 상이한 지환족 중합체로 이루어진다. 바람직한 지환족 공중합체는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된, 두 가지 또는 세 가지의 상이한 지환족 중합체를 함유한다:

특히 바람직한 지환족 공중합체는 두 가지의 상이한 지환족 단량체를 함유하며, 여기서 지환족 중합체의 포화 카르보사이클릭 고리의 일반 구조는 화학식

의 것이고 R¹ 내지 R⁴는 C_1-10알킬이다.

전형적으로 지환족 공중합체의 표면에너지는 25℃에서 30 내지 45 dyne/㎝이다. 바람직한 지환족 공중합체는 두 가지의 상이한 지환족 중합체를 함유하며, 상표명 제오노르(ZEONOR)로 제온 케미칼스 엘.피.(Zeon Chemicals L.P.)에 의해 판매된다. 몇몇 상이한 등급의 제오노르가 있다. 다양한 등급은 105℃ 내지 160℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 특히 바람직한 물질은, 제조자인 제온 케미칼스 엘.피.에 따르면 11.0 그램/10분 내지 18.0 그램/10분의 용융 유량(melt flow rate, "MFR") 범위 (JISK 6719 (230℃) 시험됨), 1.01의 비중 (H₂O =1) 및 105℃의 유리 전이 온도를 갖는 제오노르 1060R이다.

30 mN/m 미만의 표면에너지를 제공하기 위한 하나 이상의 첨가제와 조합될 수 있으며 안과 렌즈 주형을 형성하기 위해 사용될 수 있는 다른 주형 물질은 예를 들어 지글러-나타(Zieglar-Natta) 폴리프로필렌 수지(때때로 znPP로 불림)를 포함한다. 하나의 예시적인 지글러-나타 폴리프로필렌 수지는 명칭 PP 9544 MED로 입수가능하다. PP 9544 MED는 엑손모빌 케미칼 컴퍼니(ExxonMobile Chemical Company)에 의해 입수가능하게 된, FDA 규정 21 CFR (c)3.2에 따른 클린 성형(clean molding)을 위한 투명한 랜덤 공중합체이다. PP 9544 MED는 에틸렌기를 갖는 랜덤 공중합체(znPP)이다 (이하에서는 9544 MED). 다른 예시적인 지글러-나타 폴리프로필렌 수지는 아토피나(Atofina) 폴리프로필렌 3761 및 아토피나 폴리프로필렌 3620WZ를 포함한다.

또한, 일부 실시 형태에서, 본 발명의 주형은 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 주쇄 내에 지환족 부분을 함유한 개질 폴리올레핀, 및 환형 폴리올레핀, 예를 들어 제오노르 및 아토피나 코포레이션(Atofina Corporation)에 의한 EOD 00-11를 함유할 수 있다. 예를 들어, 지환족 공중합체와 폴리프로필렌의 블렌드 (핵생성을 이용한 메탈로센 촉매 공정, 예를 들어 아토피나 EOD 00-11(등록상표))가 사용될 수 있으며, 여기서 지환족 공중합체 대 폴리프로필렌의 중량 백분율 비는 각각 약 99:1 내지 약 20:80 범위이다. 이 블렌드는 주형 절반부들 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 사용될 수 있으며, 여기서 이 블렌드가 후방 곡선에 사용되고 전방 곡선이 지환족 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 일부의 바람직한 주형(100) 제조 방법에서, 공지 기술에 따라 사출 성형이 이용되지만, 실시 형태는 또한 예를 들어 선반가공(lathing), 다이아몬드 선삭(turning), 또는 레이저 절단을 포함한 다른 기술에 의해 형성된 주형을 포함할 수 있다.

전형적으로, 렌즈는 두 주형 부분(101 내지 102)의 적어도 하나의 표면 상에 형성된다. 그러나, 필요하다면, 렌즈의 하나의 표면이 주형 부분(101 내지 102)으로부터 형성되고 다른 렌즈 표면이 선반가공 방법 또는 다른 방법을 사용하여 형성될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈 형성 표면"은 렌즈의 성형에 사용되는 표면(103 내지 104)을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 임의의 그러한 표면(103 내지 104)은 광학적 품질의 표면 마무리를 가질 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈 형성 물질의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시 형태에서, 렌즈 형성 표면(103 내지 104)은 구면도수(spherical power), 비구면도수(aspherical power) 및 난시도수(cylinder power), 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정 등뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 제한없이 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.

방법

하기 방법 단계들은 본 발명의 일부 태양에 따라 구현될 수 있는 공정들의 예로서 제공된다. 방법 단계들이 제시되는 순서는 제한하고자 하는 것이 아니며 본 발명을 구현하기 위해 다른 순서가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 게다가, 본 발명을 구현하기 위하여 단계들 모두가 필요한 것은 아니며 본 발명의 다양한 실시 형태에서 추가 단계가 포함될 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 플로우차트는 본 발명을 구현하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 단계를 예시한다. 단계 201에서, TPE 및 TPE의 표면에너지를 감소시키기 위한 첨가제를 포함하는 수지가 사출 성형 공정에 사용되도록 가소화되고 제조된다. 사출 성형 기술은 잘 알려져 있으며, 제조는 전형적으로 수지 펠렛(pellet)을 용융점 초과로 가열하는 것을 포함한다.

단계 202에서, 가소화된 수지가 안과 렌즈 주형 부분(101 내지 102)을 생성하기에 적합한 방식으로 형상화된 사출 주형 내로 주입된다. 단계 203에서, 사출 주형은 전형적으로 예를 들어 이용되는 수지 및 주형 부분의 형상과 크기에 의존할 수 있는 적절한 시간량 동안 팩 및 유지(pack and hold) 상태로 배치된다. 단계 204에서, 형성된 주형 부분(101 내지 102)이 냉각되게 하며, 단계 205에서, 주형 부분(101 내지 102)이 사출 주형으로부터 배출되거나 달리 제거될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 일부 실시 형태는 하기 단계를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어지는 안과 렌즈의 제조 방법을 포함한다. 단계 301에서, TPE의 표면에너지를 감소시키기 위한 첨가제와 배합된 TPR을 함유하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어지거나, 이를 포함하는 하나 이상의 주형 부분(101 내지 102)이 생성된다. 단계 302에서, 미경화 렌즈 제형이 하나 이상의 주형 부분(101 내지 102) 상으로 분배되며, 단계 303에서, 렌즈 제형이 적합한 조건 하에서 경화된다. 추가 단계는, 예를 들어 경화된 렌즈가 주형 부분(101 내지 102)으로부터 이형될 때까지 렌즈를 수화시키는 단계와, 렌즈로부터 중대한 안구 불편 제제를 걸러내는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "미경화"라는 용어는 렌즈를 제조하기 위한 렌즈 제형의 최종 경화 전의 렌즈 제형의 물리적 상태를 말한다. 일부 실시 형태에서, 렌즈 제형은 한번만 경화되는 단량체들의 혼합물을 함유할 수 있다. 다른 실시 형태는 단량체, 부분 경화된 단량체, 거대단량체 및 다른 성분을 함유하는 부분 경화된 렌즈 제형을 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "적합한 조건 하에서 경화"라는 문구는 경화된 렌즈를 생성하기 위하여 광, 열 및 적절한 촉매를 사용하는 것과 같은, 렌즈 제형을 경화시키는 임의의 적합한 방법을 말한다. 광은 일부 구체예에서 자외광을 포함할 수 있다. 경화는 렌즈 형성 혼합물을 중합시키기에 충분한 화학 방사선에의 렌즈 형성 혼합물의 임의의 노출을 포함할 수 있다.

비교용 주형 품질

이제 도 4를 참조하면, TPE로부터 형성된 주형의 표면에너지를 감소시키기 위한 첨가제와 TPR을 포함하는 배합물로부터 형성된 일부 주형들을 포함함에 있어서, 주형 물질의 표면에너지 특성을 예시하는 그래프(400)가 제공된다. 차트(400)와 연관된 데이터가 표 1로서 본 명세서에 포함되어 있다.

그래프(400)에 예시된 바와 같이, 폴리프로필렌(403 내지 408) 및 제오노르 1060R(409 내지 412)을 포함하는 주형 물질을 첨가제 MB50-001(403 내지 411) 또는 트릴웨트 A(412)와 배합하였다. 예시된 바와 같이, 첨가제는 주형 부분 표면에너지(401)를 감소시키는 효과를 가졌다. 최저 주형 표면에너지는, 시험을 위해 사용된 방법(오웬스-웬트 또는 지스만)에 따라, 폴리프로필렌 PP9544와 2.5% 내지 5%의 MB50-001의 배합물로부터 얻어졌다.

이제 도 5를 참조하면, 그래프(500)는 감소된 주형 표면에너지를 갖는 그러한 물질이 감소된 표면에너지를 갖는 주형 부분으로부터 렌즈의 개선된 이형을 어떻게 촉진하는지를 예시하는데, 여기서 감소된 표면에너지는 FC 주형 부분으로부터의 렌즈의 더 빠른 이형 시간이 얻어지게 하였다. 구체적으로, 24.74 mN/m 의 상대적으로 낮은 표면에너지(지스만 방법)를 갖는 5% MB50-001을 갖는 폴리프로필렌(503)은 90℃에서 37초 그리고 70℃에서 65초의 평균 이형 시간을 가졌다. 차트에서 예시된 바와 같이, 43.39mN/m의 표면에너지를 갖는 제오노르 1060R과 같은 상대적으로 더 높은 표면에너지를 갖는 주형 부분 물질은 그 내부에 형성된 안과 렌즈를 이형시키기 위해 상당히 더 긴 시간을 필요로 하였다. 제오노르 1060R 주형 부분에 형성된 안과 렌즈는 이형을 위해 90℃에서 79초 그리고 70℃에서 170초를 필요로 하였다.

결론

전술되고 하기의 청구의 범위에 의해 추가로 정의되는 본 발명은 주형 부분과 그 내부에 형성되는 안과 렌즈의 표면에너지의 델타의 증가를 제공하기 위한 첨가제와 배합된 열가소성 수지로부터 형성된 주형 부분(101 내지 102)을 제공한다.

Claims

렌즈 형성 혼합물이 둘 이상의 주형 부분에 의해 형성된 원하는 형상의 공동에서 경화되는, 안과 렌즈의 개선된 성형 방법으로서,

개선점은 적어도 하나의 주형 부분의 표면에너지를 30 mN/m 미만으로 감소시키기 위한 첨가제와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 적어도 하나의 주형 부분에 의해 형성된 공동 내에서 렌즈 형성 혼합물을 경화시키는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 제1 주형 부분은 오목 표면을 포함하고, 제2 주형 부분은 볼록 표면을 포함하며, 적어도 제2 주형 부분은 제2 주형 부분의 표면에너지를 30 mN/m 미만으로 감소시키기 위한 첨가제와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 제1 주형 부분은 오목 표면을 포함하고, 제2 주형 부분은 볼록 표면을 포함하며, 제1 주형 부분과 제2 주형 부분 둘 모두는 두 주형 부분의 표면에너지를 30 mN/m 미만으로 감소시키기 위한 첨가제와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 주형 부분들 중 적어도 하나는 중합 개시 방사선에 대해 투과성이고, 공동은 안과 렌즈의 형상 및 크기를 포함하며,

상기 방법은

중합성 조성물을 포함하는 렌즈 형성 혼합물을 공동 내에 침착시키는 단계; 및

주형 부분과 중합성 조성물을 중합 개시 방사선에 노출시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 제1 주형 부분 및 제2 주형 부분의 표면에너지는 오웬스-웬트(Owens-Wendt) 방법 및 지스만(Zisman) 방법 중 하나 이상에 의해 결정되는 방법.
제1항에 있어서, 첨가제는 HLB가 3.6 내지 4.2이고 화학식이 CH3(CH2)16COOCH2CHOHCH2OH인 하나 이상의 친유성의 비이온성 계면활성제를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 첨가제는 실험식 R₂SiO를 갖는 하나 이상의 유기규소 화합물을 포함하는 방법.
안과 렌즈의 형성을 위한 주형 조립체로서,

안과 렌즈를 형성하기에 적합한 형상 및 크기의 공동을 형성하도록 서로에 대하여 위치된 제1 주형 부분 및 제2 주형 부분을 포함하며,

제1 주형 부분 및 제2 주형 부분 중 적어도 하나는 렌즈 형성 표면을 포함하 고,

제1 주형 부분과 제2 주형 부분 중 적어도 하나는 열가소성 탄성중합체와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 주형 조립체.
제8항에 있어서, 열가소성 탄성중합체는 스티렌 블록 공중합체를 포함하는 주형.
제9항에 있어서, 열가소성 탄성중합체는 스티렌 에틸렌 부틸렌; 스티렌 에틸렌 프로필렌; 및 스티렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체를 포함하는 군 중 하나 이상을 포함하는 주형.
제8항에 있어서, 열가소성 탄성중합체와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 제1 주형 부분 및 제2 주형 부분 중 적어도 하나는 약 5 중량% 내지 75 중량%의 열가소성 탄성중합체를 포함하는 주형.
제8항에 있어서, 열가소성 탄성중합체와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 제1 주형 부분 및 제2 주형 부분 중 적어도 하나는 약 10 중량% 내지 50 중량%의 열가소성 탄성중합체를 포함하는 주형.
제8항에 있어서, 열가소성 수지는 지환족 중합체를 포함하는 주형.
제8항에 있어서, 열가소성 수지는 21g/10분 미만의 용융 유량을 갖는 폴리올레핀을 포함하며, 열가소성 탄성중합체와 배합된 열가소성 수지는 약 21g/10분 초과의 용융 유량을 갖는 주형.
하기 단계를 포함하는 방법에 의해 생성된 안과 렌즈:

열가소성 탄성중합체와 배합된 열가소성 수지를 포함하는 수지로부터 형성된 주형 부분의 표면 상에 미경화 렌즈 제형을 분배하는 단계; 및

상기 렌즈 제형을 미경화 렌즈 제형에 적합한 화학선 조건 하에서 경화시키는 단계.
제15항에 있어서, 미경화 렌즈 제형은 실리콘 하이드로젤 제형을 포함하는 안과 렌즈.
제15항에 있어서, 미경화 렌즈 제형은 하이드로젤 제형을 포함하는 렌즈.
제15항에 있어서, 미경화 렌즈 제형은 액쿠아필콘(acquafilcon) A, 발라필콘(balafilcon) A, 및 로트라필콘(lotrafilcon) A 중 적어도 하나를 포함하는 렌즈.
제15항에 있어서, 미경화 렌즈 제형은 에타필콘(etafilcon) A, 젠필콘(genfilcon) A, 레네필콘(lenefilcon) A, 폴리마콘(polymacon) 및 갈리필콘(galyfilcon) A, 및 세노필콘(senofilcon) A 중 적어도 하나를 포함하는 렌즈.
제16항에 있어서, 미경화 렌즈 제형은 세노필콘 A를 포함하는 렌즈.