PT93010B - Processo para preparar lacas ou vernizes pigmentados para a coloracao de lentes de contacto, lacas coloridas ou incolores obtidas por este processo e lentes de contacto coloridas com as referidas lacas - Google Patents
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Description
O presente invento refere-se a um processo para a fabricação de tintas ou lacas pigmentadas para a coloração de lentes de contacto, às lacas pigmentadas ou incolores obtidas por este processo e às lentes de contacto coloridas com as referidas lacas.
O presente invento relaciona-se muito especialmente com a preparação de tintas ou lacas para lentes de contacto formadas por substratos poliméricos, que constituem a própria lente, e por uma camada de coloração ou de verniz colorido que, por seu turno, está integrada numa matriz parcialmente pré-polimerizada formulada com monómeros cuja polimerização é completada in situ. Deste modo a camada de coloração e o substrato permanecem consolidados ou ligados firmemente através de uma união covalente. As vantagens fundamentais do presente invento são a durabilidade da coloração, a versatilidade da laca (pode ser aplicada a lentes flexíveis, hidrofílicas e permeáveis ao gás) (independentemente dos seus grupos químicos constituintes) e a simplicidade dos processos
D-286
-2de preparação e de aplicação.
É um facto bem conhecido que as lentes de contacto coloridas, também chamadas lentes cosméticas’1, são principalmente destinadas a aumentar ou modificar a cor dos olhos, através da aplicação de uma camada de coloração que cobre a iris.
A técnica anterior inclui vários esforços desenvolvidos com a finalidade de produzir lentes de contacto cosméticas, incluindo também próteses oftálmicas de coloração permanente. Por exemplo, a Patente dos E.U.A. No. 3.679.504 propõe a fabricação de lentes de contacto macias com uma estrutura de camada múltipla ou do tipo sandwich, sendo a camada colorida formada ou depositada entre duas camadas transparentes (por exemplo, copolimeros de monometacrilato de etilenoglicol com menos de 2% de dimetacrilato de etilenoglicol) (eventualmente em mistura com diéster) ligadas por meio de uma camada adesiva que consiste numa mistura de monómeros polimerizados (de uma composição igual ou semelhante à das referidas camadas), depositada ou interposta entre as referidas camadas de hidrogel. Por sua vez, a camada colorida é formada antes de ser depositado o material ou a mistura precursora adesiva, começando com matrizes ou pigmentos aplicados, por exemplo, sobre uma das camadas de hidrogel. Deste modo, a camada de coloração não está em contacto directo com os tecidos e com os fluidos oculares.
Para além deste processo ser rudimentar, estas lentes são demasiado espessas.
D-286
-3-/
A Patente dos E.U.A. No. 3.535.386 também propos a fabricação de lentes de contacto cosméticas com uma estrutura de camada múltipla em que se recorre à cobertura da camada de coloração com um material líquido polimerizável. Tal como referido na Patente dos E.U.A. No. 4.668.240, este tipo de lentes de camada múltipla são inconvenientemente espessas e, além disso, sujeitas ao desfolhamento ou deslaminação das camadas, deixando exposta a camada de coloração.
De acordo com as Patentes dos E.U.A. acima referidas, os materiais de que são feitas as lentes de contacto são polímeros hidrofílicos com pequena reticulação e que derivam da polimerização de monómeros vinílicos (especialmente ésteres acrílico e/ou metacrílico) . Têm sido também propostas diversas variantes neste aspecto, baseadas na aplicação de outros materiais polimerizados, tais como poliuretano, referido nas Patentes dos E.U.A. Nos. 3.786.034,
3.821.136 e 4.359.558.
A Patente dos E.U.A. No. 4.668.240 (acima referida) descreve e reivindica um processo para produzir lentes de contacto coloridas duráveis de grande flexibilidade (tanto quanto se refere às possibilidades de se obterem várias colorações) transparentes ou opacas, hidrofílicas ou flexíveis e com uma espessura semelhante à das lentes de contacto convencionais. 0 processo coberto por esta Patente dos E.U.A. compreende a cobertura parcial de lentes de contacto poliméricas com material colorido, incluindo os componentes de coloração
D-286 _4_ transportados num meio polimérico e, em seguida, a ligação de ambas as matrizes poliméricas, através de ligações covalentes produzidas entre grupos compatíveis e susceptíveis de reacção, necessariamente presentes em ambos os polímeros e, em certos casos, também nos componentes de coloração, com a condição de que, pelo menos, um dos referidos grupos de reacção ser um grupo oxirano ou isocianato. Os referidos grupos de reacção são os grupos -COOH, OH e -NH2 ou -NH-alquilo. Como exemplos de monómeros que incluem os referidos grupos é feita referência a vários monómeros acrílicos, ácido metacrilico e seus ésteres de hidroximetilo ou hidroxietilo, aminoalquilo, gliceril e, para além de monómeros copolimerizáveis com os compostos acima mencionados, tais como N-vinil-2-pirrolidona, ésteres de vinilo (éter de etilo vinilo) ésteres alquilo (acrilato de metilo de metacrilato, etc.). Como resulta do acima exposto, a última patente tem as suas limitações e complicações de funcionalidade, derivadas da interacção essencial entre os grupos reactivos que requerem complexas formulações e dispendiosas verificações durante o processo industrial.
O presente invento proporciona, pelo contrário, novos mecanismos de reacção, de maior versatilidade do que os da técnica anterior e uma aplicação industrial simples e económica.
Veremos agora como é possível preparar lacas ou vernizes para a coloração de lentes de contacto, por meio do processo
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-5descrito pormenorizadamente no presente invento, baseado no processamento de materiais polimerizáveis especialmente formulados e, de acordo com uma determinada sequência de operação, que resulta na formação de lacas pigmentadas as quais, durante o estágio de cura são quimicamente ligados ao material previamente polimerizado (precursor do substrato hidrofílico ou polimetacrílico que constitui as lentes de contacto propriamente ditas), estruturando, deste modo, camadas pigmentadas firmemente aderentes e resistentes ao uso.
No que aqui se reivindica, far-se-á indiscriminadamente menção a tintas, lacas e vernizes coloridos ou incolores, na individualização, descrição ou preparação dos produtos obtidos através do processo que é o objecto do presente invento.
Portanto, o principal objecto do presente invento é um processo para a fabricação de lacas ou tintas pigmentadas para lentes cosméticas que consiste em:
a) polimerizar previamente sob radiação ultravioleta, metade de uma mistura de:
- 60 a 70% de N-vinil-2-pirrolidona (NVP)
- 8 a 12% de metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA)
- 0,3 a 1% de componentes reticulantes
- 8 a 15% de acrilato ou metacrilato de glicidilo
- até 13% de acrilato ou metacrilato de ciclohexilo
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-6-/
- até 1% de ácido acrílico ou metacrílico
- 0,1 a 0,5% de fotoiniciador UV de polimerização considerando estas quantidades em partes ponderais, sob agitação e à temperatura ambiente, durante um período de tempo suficiente para formar um gel que possui a consistência conhecida na técnica,
b) extrair os monómeros voláteis do referido gel até se formar uma pasta facilmente maleável,
c) deixar assentar a pasta formada no estágio b) à temperatura ambiente durante um período de tempo suficiente para que se separe por exsudação o remanescente dos monómeros que ela possa ainda conter,
d) dissolver a pasta com parte da mistura de monómeros sem a prévia polimerização indicada no ponto a) , em suficiente relação ponderai para formar uma solução a uma temperatura não superior à temperatura ambiente e proceder, depois, à filtração e recolha de uma laca curável, transparente e incolor,
e) pigmentar a laca do estágio d) , misturando-a com a quantidade necessária do pigmento micronizado escolhido.
Com o processo acima descrito e a seguir reivindicado, obtêm-se lacas ou vernizes pigmentados ou incolores, susceptíveis de serem armazenados durante períodos que podem atingir seis
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-7-// meses (a baixas temperaturas, por exemplo -10a/-20aC) sem alterações desfavoráveis e, portanto, prontos para utilização.
Como já se salientou, as lacas são curáveis através de catalisadores, razão pela qual se requer, antes da sua aplicação, a incorporação preliminar de catalisadores de polimerização apropriados. Como exemplo podem indicar-se o Lupersol 256 (marca registada de um produto da Penwalt Corp.) ou o USP 245 (um produto registado da Witco Corp.) em relação ponderai de 0,2 a 1 % relativamente à massa da laca pigmentada.
As tintas ou lacas pigmentadas ou incolores obtidas através do processo aqui descrito, podem ser aplicadas sobre qualquer superfície previamente polimerizada, substrato celulósico, etc. Isto significa que a formulação do substrato que irá ser revestido com a tinta do presente invento não tem impostância crítica. Considera-se que neste aspecto particular das lacas que aqui se descrevem, um papel muito importante é desempenhado pela reactividade do componente de glicidilo cujos grupos oxirano (ou epoxi) reagem com o grupo amino hidroxilo do substrato polimérico permanecendo a camada colorida ou incolor fixada por meio de ligações covalentes de estabilidade química bem conhecida.
Existem diferentes alternativas para os componentes reticulantes: os preferidos são maleato de dialilo,
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-8dimetacrilato de etilenoglicol, dimetacrilato de propano trimetilo e dimetacrilato de tri ou tetraetileno e suas misturas.
Entre os possíveis catalisadores de polimerização podem referir-se benzoina, diisopropixantogendisulfito (Diproxid R da INC Pharmaceutical) e Darocur R (Merck), etc..
As fases de a) a e) podem ser efectuadas sucessivamente de modo imediato ou por fases. É possível, por exemplo, preparar uma massa relativamente grande do material a ser previamente polimerizado (mistura de monómeros: HEMA e Nvinil-2—pirrolidona, reticulante e o componente glicidilo) que é estável quando armazenado a 18a/20°C, para ser usado mais tarde (numa quantidade única ou em várias fracções), sendo o componente catalítico subequentemente incorporado e procedendo-se, em seguida, à irradiação da massa (sob agitação magnética ou mecânica) com ultravioleta (uma fonte de ultravioleta apropriada são os tubos actínicos PHILLIPS ILA 20W 05).
Esta operação de pré-polimerização é efectuada à temperatura ambiente entre 15 e 202C e continua até que a massa ganhe uma consistência ou viscosidade que indique um apropriado grau de polimerização. Um intervalo de tempo de 60 a 90 minutos é geralmente suficiente para atingir esse grau de
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-9-// polimerização, que é ilustrado por uma evidente maior espessura da massa, que adquire uma consistência e um gotejamento oleoso. Neste ponto o progresso da polimerização é feito parar ao desligar-se a fonte de ultravioletas e ao arrefecer-se o recipiente num banho de -30a a -40 = C (banho de álcool ou de acetona refrigerados), enquanto a agitação continua. A massa resultante possui uma consistência de gel, armazenável a baixas temperaturas (-18=/-25=), ou pronta para ser imediatamente processada.
O estágio b) acima mencionado corresponde à formação de uma pasta com o prepolimero formulado no estágio a) . Se o gel tiver sido mantido em armazenagem de conservação a -18=/-25=, deixa-se atingir a temperatura ambiente e, em seguida, é tratado por quaisquer meios conhecidos na técnica, durante todo o tempo que for necessário para extrair os monómeros livres que possa conter. Mantem-se o tratamento escolhido até que todo o gel tenha sido transformado numa pasta facilmente maleável, também ela armazenável a baixas temperaturas.
Como já se verificou, o estágio c) consiste em deixar a pasta assentar à temperatura ambiente tendo em vista que a parte remanescente dos monómeros livres que nela possam ter ficado retidos, possam ser removidos por exsudação.
O estágio d) consiste na preparação do verniz ou laca transparente e implica a dissolução da pasta obtida no
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-10estágio c) segundo relações ponderais estabelecidas (de acordo com a fluidez pretendida) , com a mistura de monómeros reticulantes e agente de ligação sem a pré-polimerização formulada no estágio a). 0 verniz transparente é geralmente preparado com 60 partes em peso da pasta que já assentou e 40 partes ponderais da referida mistura de monómeros. Esta operação é efectuada a uma temperatura que não excede a temperatura ambiente, por exemplo com um misturador de lâminas de corte, verificando a temperatura e provocando um arrefecimento, se necessário. É aconselhável deixar a solução assentar durante um ou dois dias de modo que possa maturar e clarificar, procedendo-se, em seguida, à filtração por crivo. Este produto, armazenável a baixas temperaturas (-15B/-20sC) é uma laca ou um verniz transparente pronto para ser imediatamente utilizado ou que é deixado maturar, como acima se indicou.
O estágio final e) refere-se à preparação de tinta ou laca pigmentada através da mistura de verniz transparente com o pigmento ou com a mistura de pigmentos micronizados.
A quantidade de pigmento depende obviamente do poder de revestimento do pigmento escolhido e da intensidade da coloração desejada. A mistura é depois convenientemente processada num moinho de esferas ou num dispositivo de revolução. Obtêm-se lacas armazenáveis a -15B/-20BC durante períodos que vão até seis meses, sem que se verifiquem quaisquer alterações.
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-11-,
Assim, é possível obter lacas pigmentadas tipo ou mãe” de cada cor, das quais, de acordo com as necessidades, podem retirar-se fracções de composição e características invariáveis, assegurando deste modo a obtenção de colorações com matiz e intensidade constantes.
Embora as lacas ou os vernizes pigmentados ou incolores obtidos pelo processo aqui descrito possam ser utilizados em qualquer aplicação de cor convencioanl ou técnicas de revestimento -pintura com pincel, impressão em offset, aspersão, etc.- o processo preferido é a impressão tampográfica de offset (impressão por almofada offset) tal como referido nos Pedidos de Patente argentinos 301.045, 308.046 e 311.845. Isto implica também que a impressão pode ser efectuada sobre a superfície das lentes acabadas ou em qualquer estágio anterior nesta produção, em sandwich convencional ou em qualquer estrato do corpo das lentes ou matrizes individuais, de acordo com o seu desenho e aspectos.
Antes de se aplicar o verniz nas lentes de contacto transparentes, o mesmo é activado através da adição de um catalisador de polimerização apropriado (para polimerização térmica) , tal como USP 245 ou Lupersol 256 (vide supra) . É aconselhável desionizar as lentes transparentes (para eliminar a electricidade estática) antes da coloração. Uma vez que o processo de coloração esteja completo, o composto é cozido a 1002/110BC durante 10/12 horas e, no caso de lentes hidrofílicas, procede-se à hidratação de acordo com a
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-12prática convencioanl ou conforme for mais conveniente para o material constituinte.
A título de referência, incluem-se alguns exemplos da preparação de formulações polimerizáveis para o estágio a) do processo de acordo com o presente invento:
EXEMPLO 1
- N-vinil-2-pirrolidona 73,9 %
- Metacrilato de 2-hidroxietil 12 %
- Metacrilato de monometilo 13 %
- Acido metacrílico 0,50%
- Metacrilato de alilo 0,30%
- Maleato de dialilo 0,30%
Adicionam-se 9% de acrilato de glicidilo e 0,11% de Diproxid como um catalisador para a mistura total.
EXEMPLO 2
- N-vinil-2-pirrolidona 67,18%
| - Metacrilato | de | 2-hidroxietilo | 20 % |
| - Metacrilato | de | ciclohexilo | 11,81% |
| - Metacrilato | de | alilo | 0,45% |
- Dimetacrilato de etilenoglicol 0,45%
Adicionam-se 11% de acrilato de glicidilo e 0,16% de Diproxid como catalisador para esta mistura.
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EXEMPLO 3
| - Metacrilato de monometilo | 98,90% |
| - Acido metacrílico | 0,50% |
| - Metacrilato de alilo | 0,30% |
| - Maleato de dialilo | 0,30% |
Adicionam-se 14% de acrilato de glicidilo e 0,20% de Diproxid como catlisador para esta mistura.
As formulações de lacas para se obterem as colorações mais comuns são as seguintes:
EXEMPLO 4
COLORAÇAO AZUL
| - Laca | 60,66% |
| - Branco | 14,70% |
| - Azul | 8,08% |
| - Vermelho | 1,97% (em gotas) |
| - Monómero | 16,50% |
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-14EXEMPLO 5
COLORAÇAO VIOLETA
| Laca | 51,43% |
| Violeta | 2,86% |
| Branco | 28,56% |
| Preto | 8,57% |
| Monómero | 8,57% |
EXEMPLO 6
COLORAÇAO VERDE
| Laca | 73,61% |
| Verde | 2,71% |
| Amarelo | 1,24% |
| Preto | 2,51% |
| Branco | 9,70% |
| MOnómero | 10,23% |
EXEMPLO 7
COLORAÇAO AVELA
| Laca | 49,88% |
| Castanho | 4,18% |
| Amarelo | 11,40% |
| Branco | 14,61% |
| Monómero | 19,95% |
Os pigmentos utilizados na pigmentação das lacas coloridas são bem conhecidos e os seus nomes são os seguintes:
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-15/VERDE HOSTAPERM 86
- Cu ftalocianina
Cl 74265 pigmento verde
AZUL HOSTAPERM A2R
Modificação estável do Cu ftalocianina
Cl 74160 pigmento azul 15:1
VIOLETA HOSTAPERM ESPECIAL
Pigmento de dioxazina Cl 51319 pigmento violeta 13
AMARELO HOSTAPERM HAG
Pigmento monoazóico da gama de benzimidazolona Cl 13980
CASTANHO HOSTAPERM HFL (HAZELPERM-BRAUN HFL)
Pigmento de benzimidazolona Cl 13980 pigmento castanho 32
Sólido branco (TCO2 PV-r-01 da Hoechst)
Como se pode verificar, as maiores vantagens do presente invento são:
- durabilidade das lentes e da ligação da camada de coloração;
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-16- simplicidade na formulação e armazenamento da laca colorida ou incolor e das suas preparações intermediárias;
- versatilidade da laca colorida ou incolor que pode ser aplicada independentemente dos grupos químicos constituintes do substrato que deverão ser revestidos ou coloridos;
- redução substancial nos custos de produção.
A requerente declara haver depositado o primeiro pedido desta Patente na Argentina, em 30 de Janeiro de 1989, sob o n°.
313.108.
Lisboa
PELA REQUERENTE
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Claims (8)
- -REIVINDICAÇÕES 1*. - Processo para a preparação de lacas ou vernizes pigmentados para a coloração de lentes de contacto, caracterizado por compreender as fases de:a) pré-polimerização sob radiação ultravioleta com um comprimento de onda de 375/420, metade de uma mistura de:- 60 a 70% de N-vinil-2-pirrolidona;- 8 a 12% de metacrilato de 2-hidroxietilo;- 0,3 a 1% de componentes reticulantes;- até 13% de acrilato ou metacrilato de ciclohexilo;- 8 a 15% de metacrilato ou acrilato de glicidilo, como agente de ligação;- até 1% de ácido acrílico ou metacrílico;- 0,1 a 0,5% de diisopropilxantogendisulfito, como fotoiniciador de UV de polimerização;representando os valores acima partes em peso por cada 100 partes ponderais, sob agitação e à temperatura ambiente, durante um período de tempo suficiente para formar uma massa de consistência oleosa a qual, quando se desliga a radiação e se arrefece rapidamente num banho de -30a/-40aC, se altera para um gel susceptível de ser armazenado a baixas temperaturas (-199/-25aC);b) extracção dos monómeros livres do referido gel até que se forme uma pasta facilmente maleável;D-286-18;c) deixar a pasta assentar à temperatura ambiente, de modo que possa perder, por exsudação, o remanescente dos monómeros livres que pudesse conter;d) dissolução desta pasta com parte da mistura de monómeros líquidos sem a pré-polimerização indicada no ponto a), numa relação ponderai suficiente para formar uma solução a uma temperatura não superior à temperatura ambiente, filtrando-se em seguida e recuperando-se uma laca curável, incolor e transparente, para ser conservada entre -18a/-25aC;e) pigmentação da laca do ponto d) misturando-a com a quantidade necessária dos pigmentos micronizados escolhidos.
- 2*. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os componentes N-vinil-2-pirrolidona e metacrilato2-hidroxietilo do ponto a) na reivindicação 1 serem substituídos por valores semelhantes de metacrilato monometilo.
- 3*. - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por a pré-polimerização da mistura de monómeros ser levada a efeito através de calor, substituindo os fotoiniciadores UV por peróxido de benzoilo, Lupersol 256, USP 245 ou azo-isobutironitrilo em proporções semelhantes.
- 4*. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 e 3 caracterizado por o componente de reticulação ser escolhidoD-2 86 entre maleato de dialilo, acrilato ou metacrilato de etilenoglicol, dimetacrilato de propanol trimetilo e dimetacrilato de tri ou tetraetileno e suas misturas.
- 5*. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2, 3 e 4 caracterizado por o dimetacrilato de etilenoglicol e o metacrilato de dialilo, cada um numa concentração de 0,15 a 0,50, em peso serem simultaneamente aplicados como agentes reticulantes.
- 6*. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2, 4 e 5 caracterizado por o fotoiniciador UV ser escolhido entre benzoina e Darocur em concentração ponderai de 0,1 a 0,5%.
- 7*. - Processo de acordo coma reivindicação 1, caracterizado por a mistura de monómeros compreender:60-80% de N-vinil-2-pirrolidona, 4 a 10% de metacrilato de 2-hidroxietilo, 0,30% de dimetacrilato de etilenoglicol, 0,30% de maleato de dialilo e 12% de acrilato de glicidilo, em relação à totalidade dos componentes anteriores.
- 84. - Vernizes ou lacas pigmentados susceptíveis de serem aplicados à coloração de substratos poliméricos, caracterizados por serem obtidos de acordo com o processo das reivindicações anteriores.
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