TW201818121A - 彩色隱形眼鏡及其製法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種三明治彩色隱形眼鏡及其製法，主要包括光學區與移印區，其中移印區又包括前高分子聚合層、載色層、著色劑層、後高分子聚合層，其中前、後高分子聚合層與光學區之高分子聚合層為相同材質，如此利用親疏水性單體互穿透相質與等待時間設計，再經聚合反應形成鏡片。該著色劑層複合於相同材料鏡片之間，藉以形成專一化三明治型彩色隱形眼鏡。

Description

彩色隱形眼鏡及其製法

本發明是有關於彩色隱形眼鏡及其製法，且特別有關於一種可製作專一化且將色料完全包覆的三明治型彩色隱形眼鏡及其製法。

隱形眼鏡自1950年初發明後，經商品化至今已有60年之久，最初之隱形眼鏡係採用硬材(如：PMMA聚甲基丙烯酸甲酯)所製成，由於其材質較硬，加上其本體之透氧能力與親水性均不佳，致使該隱形眼鏡可配戴之時間較短，且會產生有明顯之異物不適感。於70年代中的軟式隱形眼鏡之發明，可謂一進步之改革，其是以一種HEMA(2-羥乙基丙烯酸甲脂)為主之水膠材質所製成。由於該材質吸水性高，水化後形成軟式、高含水性之特性，大幅的增進了配戴之舒適性，但其透氧力仍低，每日僅能配戴8至12小時，久戴後常有發生角膜缺氧性水腫及新生血管增生之病變。台灣地小人稠，生活空間相對狹小，再加上繁重的升學壓力，使得視力異常人口急速增加，視力異常雖可經由佩戴眼鏡矯正視力，但配戴眼鏡常造成日常生活的不便，因此民眾常會利用隱形眼鏡進行視力矯正。隱形眼鏡是直接配戴在角膜及眼睛鄰近邊緣區或鞏膜區，用來矯正視力或作為角膜塑形的器材；產品的發展也逐漸從最早的玻璃及PMMA等硬式材質，到親水性 的HEMA材質，而未來的發展趨勢則朝向可久戴的矽水膠(Silicon Hydrogel)材質。

而隨著經濟狀況好轉，也帶動民眾對於美麗時尚價值觀的提升，因此，原本以矯正功能為訴求的視力保健產品，已從強調實用功能轉而兼顧到流行美觀的發展方向。許多隱形眼鏡製造廠也陸續開發出兼具矯正與美觀的角膜變色鏡片與彩妝鏡片；惟此類彩色隱形眼鏡(俗稱美瞳鏡片)可讓美麗加分但他的安全與問題卻沒有引起足夠重視，若是染色不當或長時間配戴，可能具有色素脫落導致眼睛受損的潛在危險。包括眼紅、角膜血管新生或敏感度降低等。其他包括基弧或直徑不符規格、鏡片厚度不均勻可能引響透氣性進片表面和邊緣不光滑平整等。

坊間所通稱的彩色隱形眼鏡或染色隱形眼鏡，即是於隱形眼鏡的表面或內部包覆一著色層，配戴者除了可憑藉鏡片來矯正視力之外，還可附帶的憑藉著色層來加強或改變眼睛虹膜的顏色和大小，以提升眼睛的美感，因此廣為時下世人所喜愛。目前，鑲崁工藝一般都是使用移印(Pad Print)方法，將含有色料之著色劑印附於隱形眼鏡的鏡片表面或包覆於鏡片的內部，以製作成所述的彩色隱形眼鏡或染色隱形眼鏡。例如台灣公告第M339691號專利，即揭露一種漸層式包覆型隱形眼鏡的層位結構技術，教示將著色劑層包覆於由軟質且透明的上層鏡片與下層鏡片之間，避免著色劑直接接觸配戴者的眼球，或避免色料掉色造成眼睛過敏或刮傷眼球。另外，例如台灣公開第201318857A號專利，還揭露一種染色隱形眼鏡的製作技術，旨在含有色料之有色層(即著色劑層)的隱形眼鏡本體表面，噴灑、塗佈或浸泡一作為覆蓋材料的寡聚合物，該寡聚合物覆蓋材料包含有聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)及溶劑，使該具有色層之鏡體表面形成一透明薄 膜，然後再進行固化成型，使該溶劑揮發，即可得到具有保護作用之透明薄膜的染色隱形眼鏡。如此實施，可簡化且加快染色隱形眼鏡的製作工序。

台灣公開第M521191號專利，目的旨在提供一種強化色料包覆性的複層式隱形眼鏡，用以改善傳統彩色隱形眼鏡內部所包覆之著色劑層在耐久使用下的安定性。該專利所採取的技術手段包括：一鏡片、一下保護層及一著色劑層，該著色劑層複合於鏡片與下保護層之間，其中該下保護層與著色劑層之間還包括複合一黏著層。此方法之設備成本高，製程繁瑣，且於實施製造時，親水性材料結合於隱形眼鏡表面之品質極不穩定，導致量產不良率過高，無法降低製造成本。

由上述可知，將含有色料之著色劑層包覆於鏡片內所製成的染色隱形眼鏡，已是公知技術。但是其隔絕著色劑層中色料直接接觸，關鍵都在於保護層的實施；更具體的說，由於保護層如同鏡片之牆壁，若強度不夠會使配戴者於配戴或清洗的過程中，因經常地反覆彎曲該鏡體，迫使被包覆於鏡體內的著色劑層在耐久使用下的安定性仍有不足，進而使著色劑層易變形而不平整、色料的色素外露、保護層太薄以及易生成破洞問題的產生。但若使保護層強度過大，又因膨脹係數與鏡片材料不同，形成鏡片邊緣外翻或鏡片捲片問題。且其保護層材質又並非鏡片相同材質，不僅其相容性不同且嚴格上說僅為貼皮式三明治彩色隱形眼鏡。

鑑於上述亟待解決之問題與缺失，如何改進以達到具高透氧性及親水性，來增進彩色隱形眼鏡之配戴安全性與舒適感，係為發展本案之主要目的。

本發明提供一彩色隱形眼鏡，包括鏡片本體，包含具有部分凸表面的前高分子聚合層及具有部分凹表面的後高分子聚合層；以及著色圖 案結構，夾設於前高分子聚合層及後高分子聚合層之間的著色圖案結構，其中著色圖案結構至凸表面之垂直距離大於5μm。

在一實施例中，前高分子聚合層及後高分子聚合層係由相同材質構成。

著色圖案結構包括載色層；以及形成在載色層之特定區域的著色劑層。

在一實施例中，構成載色層與著色劑層的材料分別包含至少一種親水性與疏水性單體、分散劑樹脂、起始劑與交鏈劑，且形成著色劑層的材料更另外包括顏料。

在一實施例中，構成鏡片本體之材料包含水膠或矽水膠，以及起始劑和交鏈劑。

在一實施例中，載色層、著色劑與鏡片本體係構成網路互穿型結構。

本發明亦提供一種彩色隱形眼鏡之製造方法，包括在第一模具之表面形成一層載色層；將著色劑層形成在第一模具上之載色層之特定區域，以構成顏料圖樣；於第一模具上滴入鏡片材料；以第二模具與第一模具合模，再經等待一段時間，如此使鏡片材料穿透載色層後再以進行聚合固化反應，而形成彩色隱形眼鏡。

在一實施例中，載色層、著色劑與鏡片材料係於固化聚合反應中進行一次性聚合而完成網路互穿型結構。

在一實施例中，第一模具為一母模，且載色層與著色劑係以移印技術形成於母模之一凹面。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

10‧‧‧彩色隱形眼鏡

1‧‧‧鏡片本體

12‧‧‧凸表面

13‧‧‧前高分子聚合層

14‧‧‧後高分子聚合層

15‧‧‧凹表面

2‧‧‧著色圖案結構

21‧‧‧載色層

22‧‧‧著色劑層

3‧‧‧第一模具

31‧‧‧第一表面

4‧‧‧第二模具

41‧‧‧第二表面

C‧‧‧中央光學區

P‧‧‧邊緣區

G‧‧‧垂直距離

圖1為根據本發明的彩色隱形眼鏡一實施例的構造剖面示意圖。

圖2A-圖2B為根據本發明的彩色隱形眼鏡一實施例在製造過程中的剖面示意圖。

圖3為根據本發明的有色隱形眼鏡製造方法一實施例的流程示意圖。

圖4為可用來製造本發明的彩色隱形眼鏡的模具之剖面示意圖。

本發明之彩色隱形眼鏡之結構特徵可由圖1所示實施例的剖面圖來了解。彩色隱形眼鏡10包括鏡片本體1以及著色圖案結構2。鏡片本體1具有凸表面12及凹表面15，同時又可區分為位於相對瞳孔位置的中央光學區C，及位於相對虹膜位置，環繞中央光學區C之邊緣區P。鏡片本體1的邊緣區P由具有部分凸表面12的前高分子聚合層13及具有部分凹表面15的後高分子聚合層14所構成。著色圖案結構2則夾設於前高分子聚合層13及後高分子聚合層14之間。鏡片本體1可由水膠或矽水膠等材質構成。

特別的是，著色圖案結構2至凸表面12之垂直距離G可大於5μm，大於一般習知技術中保護層的厚度。另外，在一實施例中，前高分子聚合層13及後高分子聚合層14可以為相同的材質，而與一般在著色層之上另外製作保護層的習知技術有所區別，然而本發明之結構並不特別作此限定。

在一實施例中，著色圖案結構2包括載色層21以及形成在載色層21之特定區域的著色劑層22。載色層21可以具有與組成鏡片本體1相近表面自由能(surface energy)的材料。著色劑層22也可具有與組成載色層21相同種類的材料，但可以有不同的組成比例，同時另外包含顏料，以形 成著色圖案。

構成載色層21與著色劑層22的材料中，可以分別包含至少一種親水性與疏水性單體、起始劑、交鏈劑與分散劑樹脂。

在一實施例中，載色層21、著色劑層22與鏡片本體1係構成網路互穿型結構。

本發明的實施係以移印方式及單體點交聚合來完成。為說明本發明之彩色隱形眼鏡的製造流程，請同時參閱圖2A-圖2B所示的製造過程剖面示意圖及圖5的製造模具，並配合參照圖3的製造流程圖。

首先在步驟S1中，先製備形成著色劑層22所需的顏料組成物。接著，在步驟S2中，先在如圖4所示的第一模具體(此實施例中為母模)3的第一表面(此實施例中為一凹面)31移印一層2-4μm的載色層21，其中的成份包括疏水性及/或親水性單體、分散劑樹脂、起始劑與交鏈劑。完成後，在步驟S3中，再移印5-30μm的著色劑層22，其成份也為疏水性及/或親水性單體、分散劑樹脂、起始劑與交鏈劑，另外還加入美國食品藥物管理署(US food and drug administration,US FDA)核准之色粉作為著色圖案的顏料。適用在本發明之分散劑樹脂(dispersing agent)包括但不限於丙烯酸樹脂(acrylic resin)之單體(monomer)或預聚合體(pre polymer)，以及其他適合作為顏料分散劑之材料，例如：甲基丙烯酸乙酯(HEMA)，甲基丁烯酸乙酯(HPMA)，甲基丙烯酸甲酯(壓克力單體)(Methyl methacrylate-MMA)、Glyceryl methacrylate(GMA)等。適用在本發明之色粉則包括但不限於：C.I.pigment white 6，C.I.pigment Blue 15：4，C.I.pigment Green 7，C.I.pigment Violet 23，C.I.pigment Yellow 42，C.I.pigment Brown，carbon black等。此兩層皆不能進行熱、紫外光(UV)或相似聚合反應。在應用上，可利用移印技術將彩色圖形轉印在第一模具3的第一表面31上的保護層(圖中未示)上方。所施用之顏色不限於一種。通常施用之顏色均在三種以下。但超過三種，亦無不 可。如超過一種顏色或形成之圖形需要超過一種模板，可能必須分次印製或施加。

接著，在步驟S4中，於第一模具3內倒入隱形眼鏡鏡片材料配方，以形成位於邊緣區P的前、後高分子聚合層13、14及中央光學區C中的鏡片本體1的原料。在應用上，第一模具3可以是聚氯丙烯(PP)或其他與載色層21的材料具相近表面自由能的材質製成，以便於製作過程中確實附著載色層21於其第一表面31。鏡片本體1的材料一如前述，可為水膠或矽水膠。水膠的材料一般來說具有聚丙烯酸單體，更具體來說可包括任何習知的水膠成份例如：甲基丙烯酸乙酯(HEMA)，甲基丁烯酸乙酯(HPMA)，甲基丙烯酸甲酯(壓克力單體)(Methyl methacrylate-MMA)、Glyceryl methacrylate(GMA)及其組合等。

組成載色層21的親水性單體亦可為組成鏡片本體1的水膠的成份選項，可為但不限於羥乙基甲基丙烯酸酯(hydroxyethyl methacrylate；HEMA)、甲基丙烯酸(methacrylic acid；MAA)、N-乙烯基咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone；NVP)、N,N’-二甲基苯胺(N,N’-dimethylacrylamide；DMA)、N,N’-二乙基丙烯醯胺(N,N’-diethylacrylamide)、N-異丙烯醯胺(N-isopropylacrlamide)、2-羥乙基丙烯酸(2-hydroxyethyl acrylate)、乙酸乙烯(vinyl acetate)、N-丙烯醯基嗎碄(N-acryloymorpholine)、2-二甲基氨乙基丙烯酸(2-dimethlaminoethyl acrylate)，或此等之一組合。在本實施例中所使用的親水性單體有N,N’-二乙基丙烯醯胺、N-乙烯基咯烷酮及甲基丙烯酸(methacrylic acid；MAA)。

組成載色層21的疏水性單體可為含矽單體及其他與矽水膠材料之表面自由能相近的疏水性單體，例如丙烯酸酯類(如甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)/甲基丙烯酸乙酯(Ethyl Methacrylate))或苯乙烯類。含矽單體亦可為組成鏡片本體1的矽水膠的材料選項，可為但不限 於三(三甲基矽氧烷)-2-甲基丙烯酸丙氧基矽烷(tris(trimethylsiloxy)silylpropyl methacrylate；簡稱TRIS)、雙三甲基矽氧烷-甲基丙烯酸丙甲基矽烷(bis(trimethylsiloxy)methylsilylpropyl methacrylate)、五甲基二矽氧烷-甲基丙烯酸丙基矽烷(pentamethyldisiloxanepropyl methacrylate)、五甲基二矽氧烷-甲基丙烯酸甲基矽烷(pentamethyldisiloxanyl methylmethacrylate)、三(三甲基矽氧烷)-甲基丙烯酸丙氧乙基矽烷(tris(trimethylsiloxy)silylpropyloxyethyl methacrylate)、三(三甲基矽氧烷)-甲基氨基甲酸乙酯丙基矽烷(tris(trimethylsiloxy)silylpropyl methacryloxyethylcarbamate；簡稱TSMC)、三(三甲基矽氧烷)-甲基丙烯酸丙三醇丙基矽烷(tris(trimethylsiloxy)silypropyl glycerol methacrylate；簡稱SIGMA)、三(聚二甲基矽氧烷)丙烯酸丙基矽烷(tris(polydimethylsiloxy)silylpropyl methacrylate)，或此等之一組合。

自由基鏈鎖聚合反應可依不同的反應方式選擇使用光起始劑或熱起始劑，這些起始劑可以是任何現有已知的起始劑，例如美國專利6,992,118及美國專利5,908,906中所揭示的。在本案一實施例中所使用的光起始劑為IRGACURE 819苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide。

之後，藉由如圖4的具第二表面41(此實施例中為配合第一表面31的一凸面)的第二模具4(此實施例中為公模)與第一模具3進行緩速合模後，再經一等待時間(可為30~500秒)後，在步驟S5中，以紫外光(UV)或熱聚合等方法使其固化。完成後於步驟S6進行水化程序(脫模)。當使用光起始劑時，較佳地，自由基鏈鎖聚合反應是在一介於2mW/cm²至10mW/cm²之間的光照條件下進行反應，更佳地，是在一介於2mW/cm²至5mW/cm²之間的光照條件下進行反應。當使用熱起始劑時，較佳地，該熱處理溫度是介於60℃至120℃之間。較佳地，光照時間或熱處理時 間是介於10分鐘至2小時之間，更佳地，是介於30分鐘至2小時之間。

將完成之彩色隱形鏡片10以肉眼觀察，可以看出其顏料圖樣(著色圖案結構2中的著色劑層22)位在鏡片內，表面線條完整無缺痕。本發明之有色隱形眼鏡因其顏料位在鏡片本體1之內，無凸出之圖樣層，因此使用時不會因逸落而對眼球造成損傷。

將完成的彩色隱眼鏡10的鏡片配合切片機與工具顯微鏡，可清楚由所得到彩色鏡片剖面圖(圖中未示)中觀察到，前高分子聚合層13可為5~80μm或以上之厚度。這些厚度差異取決於載色層21與著色劑層22親疏水性單體配比差異與聚合前等待時間設計。

表1為不同成份比例的載色層21及著色劑層22配方之實施例。

運用表1所示配方作為樣品的實施例中，不同親疏水性單體配比差異與聚合前等待時間之樣品應用於水膠或矽水膠之鏡片本體所得致的前高分子聚合層13的厚度變化，則列於表2及表3。

以上表1中之載色層21/著色劑層22的成份同時含有親水性單體及疏水性單體，以便著色圖案結構2成為一種可以同時適用於水膠/矽水膠或任何其他親水性/疏水性鏡片本體材質的操作平台。然而，實用上也可針對所欲形成的鏡片本體材質的表面自由能之特性，單獨選用親水性單體或疏水性單體作為載色層21/著色劑層22的材料。例如，若以水膠為鏡片本體1的材料，則載色層21/著色劑層22的成份可以只包含親水性單體。同理，若以矽水膠為鏡片本體1的材料，則載色層21/著色劑層22的成份可以只包含疏水性單體。

此外，在等待時間中不可先進行同質性聚合反應，若有此進行會造成材料單體無法穿透，也就是無法形成前高分子聚合層13的厚度。這厚度重要性類似習知技術中保護層的觀念，使其顏料位在鏡片之內，無凸出之圖樣層，因此使用時不會因逸落而對眼球造成損傷。

另外，移印之載色層與著色劑層均內涵有起始劑與交鏈劑，其重要性在於材料單體穿透後經聚合反應後皆可形成網路互穿型結構，如此更能增加著色層圖樣更穩固。

綜上所述，本發明提供一種三明治彩色隱形眼鏡及其製法，主要包括光學區與移印區，其中移印區又包括前高分子聚合層、載色層、著色劑層、後高分子聚合層，其中前、後高分子聚合層與光學區之高分子聚合層為相同材質，如此利用親疏水性單體互穿透相質與等待時間設計，再經聚合反應形成鏡片。該著色劑層複合於相同材料鏡片之間，藉以形成專一化三明治型彩色隱形眼鏡。利用本發明所提供的方法所製成之彩色隱形眼鏡，其前高分子聚合層之厚度可較傳統彩色隱形眼鏡為厚，故更能確保著色圖案結構的顏料不致接觸眼球而產生傷害。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限 定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬 本發明技術方案的範圍內。

Claims (15)

1. 一種彩色隱形眼鏡之製造方法，包括：在一第一模具之一表面形成一層載色層；將一著色劑層形成在該第一模具上之該載色層之特定區域，以構成一顏料圖樣；於該第一模具上滴入一鏡片材料；以一第二模具與該第一模具合模，再經一等待時間，如此使該鏡片材料穿透該載色層後於該載色層與該第一模具之間形成一前高分子聚合層，再進行一聚合固化反應，而形成一彩色隱形眼鏡。
2. 如申請專利範圍第1項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中形成該載色層與該著色劑層的材料分別包含至少一種親水性單體與至少一種疏水性單體的其中之一或其組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中形成該載色層與該著色劑層的材料更分別包括一分散劑樹脂、一起始劑與一交鏈劑，且形成該著色劑層的材料更另外包括一顏料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中該鏡片材料包含水膠單體或一含矽水膠單體、該起始劑與該交鍵劑。
5. 如申請專利範圍第4項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中該載色層、該著色劑層與該鏡片材料係於該固化聚合反應中進行一次性聚合而完成網路互穿型結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中該第一模具為一母模，且該載色層與該著色劑係以移印技術形成於該母模之一凹面。
7. 如申請專利範圍第1項之隱形眼鏡之製造方法，其中該前高分子聚合層於該固化聚合反應之後的厚度在5μm以上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中該固化聚合反應為一光聚合反應。
9. 如申請專利範圍第8項所述之隱形眼鏡之製造方法，其中該等待時間約為30~500秒。
10. 一種彩色隱形眼鏡，包括：一鏡片本體，區分為一中央光學區及環繞該中央光學區之一邊緣區，且具有一凸表面，一凹表面，其中該邊緣區包含具有部分該凸表面的一前高分子聚合層，及具有部分該凹表面的一後高分子聚合層；以及一著色圖案結構，夾設於該前高分子聚合層及該後高分子聚合層之間，其中該前高分子聚合層之厚度係大於5μm。
11. 如申請專利範圍第10項所述之彩色隱形眼鏡，其中該前高分子聚合層與該後高分子聚合層係為相同材質構成。
12. 如申請專利範圍第11項所述之彩色隱形眼鏡，其中該著色圖案結構包括：一載色層，具有與組成該鏡片本體相同種類的材料；以及 一著色劑層，形成在該載色層之上，具有與組成該載色層相同種類的材料，同時另外包含一顏料。
13. 如申請專利範圍第12項所述之彩色隱形眼鏡，其中構成該鏡片本體、該載色層與該著色劑層的材料中分別包含至少一種親水性與疏水性單體。
14. 如申請專利範圍第13項所述之彩色隱形眼鏡，其中構成該載色層與該著色劑層的材料中更分別包括一分散劑樹脂，且構成該鏡片本體、該載色層與該著色劑層的材料中更分別包含一起始劑與一交鏈劑。
15. 如申請專利範圍第14項所述之彩色隱形眼鏡，其中該載色層、該著色劑與該鏡片本體係構成網路互穿型結構。