專利名稱：光致變色隱形眼鏡及其制造方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2002年12月10日提出的美國專利申請序號10/315,656的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及光敏性光致變色隱形眼鏡和制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及具有位于透鏡的中心部分或瞳孔區(qū)域內(nèi)的光敏性物質(zhì)比如光致變色材料的隱形眼鏡。在一個非限制性實施方案中，該制造方法適用于制備隱形眼鏡的鑄塑方法。
光致變色是涉及光誘導(dǎo)的顏色可逆變化的現(xiàn)象。當紫外線的作用中斷時，具有在曝露于含有紫外線的光輻射時變色的這種材料的制品將恢復(fù)其初始顏色。含有紫外線的光輻射源例如包括陽光和汞燈的光。紫外線的中斷例如可以通過在黑暗中儲存光致變色材料或制品，或通過去除紫外線源(例如依靠過濾)來獲得。
光致變色隱形眼鏡面臨一系列獨特的挑戰(zhàn)。眼睛的表面對于含有通常在70°F(21℃)以上的溫度下性能降低的光致變色分子的隱形眼鏡來說是具有挑戰(zhàn)的環(huán)境。典型地由50％或50％以上的水組成的隱形眼鏡材料與典型的親脂性極高的分子幾乎不相容。還有，眼睛被眉毛和睫毛強烈地擋住了光致變色分子的活化所需的紫外線。
雖然已經(jīng)公開了用于將光致變色材料引入到隱形眼鏡中的方法，但對于制造光致變色隱形眼鏡的快速可靠的方法存在著需求，其中光敏性物質(zhì)位于鏡片的中心部分或瞳孔區(qū)域內(nèi)。而且，對于經(jīng)濟而且容易適應(yīng)現(xiàn)今用于制造隱形眼鏡，例如親水性交聯(lián)隱形眼鏡的自動化設(shè)備的這種方法存在著需求。
本發(fā)明的詳細描述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過對現(xiàn)有鑄塑方法的新穎而迄今未能實現(xiàn)的改良，在一個非限制性實施方案中，可以制備具有中心區(qū)域或瞳孔區(qū)域光致變色活性的隱形眼鏡。眼睛的瞳孔區(qū)域是其中瞳孔的開口和用作控制瞳孔的打開和關(guān)閉的光闌的典型著色虹膜位于其中的眼睛的區(qū)域。隱形眼鏡或鑄塑模具的瞳孔區(qū)域在這里被定義為對應(yīng)于眼睛的瞳孔區(qū)域和剩余隱形眼鏡的面積的至多50％的隱形眼鏡或鑄塑模具的區(qū)域。除了對應(yīng)于眼睛的瞳孔區(qū)域的部分以外的隱形眼鏡的部分在這里被稱為鏡體。
在一個非限制性實施方案中，光致變色活性區(qū)域覆蓋了僅僅瞳孔區(qū)域。在另一個非限制性實施方案中，光致變色活性區(qū)域覆蓋了對應(yīng)于眼睛的瞳孔和虹膜區(qū)域的區(qū)域。在又一個非限制性實施方案中，光致變色活性區(qū)域覆蓋了上文定義的瞳孔區(qū)域。在可供選擇的非限制性實施方案中，在隱形眼鏡體中的光致變色活性的程度低于鏡體面積的50％，低于30％，或等于或低于10％。該面積百分數(shù)是以鏡體的總面積為基準計，不包括對應(yīng)于眼睛的瞳孔區(qū)域的面積。
請注意，在本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)所指示對象，除非特意和明確地限于一個所指示對象。
對于本說明書來說，除非另有規(guī)定，否則表示成分的量、反應(yīng)條件和在本說明書和權(quán)利要求書中使用的其它參數(shù)的所有數(shù)值被認為在所有情況下可以用詞語“大約”來修飾。因此，除非有相反的規(guī)定，否則在以下說明書和所附權(quán)利要求書中給出的數(shù)值參數(shù)是近似值，可以根據(jù)由本發(fā)明尋求獲得的所需性能來改變。至少，并且不是試圖限制權(quán)利要求書的范圍的等同原則的應(yīng)用，各數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少按照所報道的有效數(shù)字的數(shù)值和通過應(yīng)用普通四舍五入技術(shù)來解釋。
雖然闡述本發(fā)明的寬廣范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但在具體實施例中給出的數(shù)值盡可能精確地報道。然而，任何數(shù)值固有地含有由在它們各自的試驗測量中存在的標準偏差所必然導(dǎo)致的某些誤差。
在術(shù)語“填充，水合，萃取，置換或消除”之前的短語“至少部分”意思是填充、水合、萃取、置換或消除的程度是在能夠填充、水合、萃取、置換或消除的部分量到全量的范圍內(nèi)。短語“至少部分固化可聚合的組合物”或“至少部分已固化可聚合的組合物”是指其中可固化或可交聯(lián)的組分至少部分固化，交聯(lián)和/或反應(yīng)的可聚合組合物。在本發(fā)明的一個非限制性實施方案中，固化、交聯(lián)或反應(yīng)的組分的程度可以廣泛變化，例如全部可能固化、交聯(lián)和/或反應(yīng)的組分的5-90％。
短語“至少基本上固化”是指其中起反應(yīng)的組分的程度是全部可能固化、交聯(lián)和/或反應(yīng)的組分的90％以上到100％的可聚合組合物。在一個非限制性實施方案中，起反應(yīng)的組分的程度的測定可以通過用能夠萃取單體、其它未反應(yīng)的材料和雜質(zhì)的溶劑(例如甲醇)的萃取法來完成。(甲基)丙烯酸(例如丙烯酸和甲基丙烯酸)基團的反應(yīng)程度可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的紅外光譜法來測定。
在一個非限制性實施方案中，制造包含光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法包括a)將一定體積的包括第一粘度的光致變色量的至少一種光致變色材料的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模(concave member)和陽模(convex member)的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的光致變色瞳孔區(qū)域；b)將一定體積的粘度比所述第一可聚合單體組合物低至少300厘泊的第二可聚合單體組合物加入到a)的鑄塑模具的陰模中，第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；和d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。
在一個非限制性實施方案中，第一可聚合單體的粘度比第二可聚合單體的粘度高至少500厘泊。在另一個非限制性實施方案中，第一可聚合單體的粘度比第二可聚合單體的粘度高至少1000厘泊。第一單體的粘度高出第二單體的粘度的量可以是在任何這些值之間，包括上述值，例如高至少350厘泊。單體的粘度用布氏粘度計測定。
在另一個非限制性實施方案中，制備包括光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法進一步包括a)在將它加入到鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化第一和/或第二可聚合單體組合物。
在又一個非限制性實施方案中，制備包括光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法包括從鑄塑模具中取出至少基本上固化的隱形眼鏡。
在再一個實施方案中，制備包括光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法進一步包括a)至少部分水合該至少基本上固化的隱形眼鏡；b)從a)的隱形眼鏡中至少部分萃取任何未反應(yīng)的單體或雜質(zhì)；c)用等滲鹽溶液至少部分置換在隱形眼鏡中的從a)和b)中保留的殘留液體；和d)從c)的隱形眼鏡中至少部分消除微生物含量和進行包裝；或e)包裝c)的隱形眼鏡和至少部分消除微生物含量。
在一個非限制性實施方案中，本發(fā)明的可聚合組合物的聚合能夠通過在Hawley’s Condensed Chemcical Dictionary，第十三版，1997，John Wiley&Sons，第901-902頁中的“聚合”的定義中所述的機理來發(fā)生。這些機理包括“加成”，其中自由基通過加到雙鍵的一側(cè)而與單體的雙鍵反應(yīng)，同時在另一側(cè)形成新的自由電子的引發(fā)劑，或者“縮合”，包括由兩種起反應(yīng)的單體斷裂出水分子。
在另一個非限制性實施方案中，可聚合單體的聚合可以通過將引發(fā)量的能夠產(chǎn)生自由基的材料，比如有機過氧化合物或偶氮雙(有機腈)化合物，例如聚合物引發(fā)劑加入到可聚合單體組合物中來完成。聚合單體組合物的方法是熟練技術(shù)人員所公知的，可以使用這些公知技術(shù)的任何一種來聚合上述可聚合的組合物。這些聚合方法包括熱聚合，光聚合或它們的結(jié)合。
可以用作熱聚合引發(fā)劑的有機過氧化合物的非限制性實例包括過氧單碳酸酯，比如碳酸叔丁基過氧異丙基酯，過二碳酸酯，比如過二碳酸二(2-乙基己基)酯，過二碳酸二(仲丁基)酯和過二碳酸二異丙基酯；二酰基過氧化物，比如過氧化2，4-二氯苯甲酰，過氧化異丁酰，過氧化癸酰，過氧化月桂酰，過氧化丙酰，過氧化乙酰，過氧化苯甲酰和過氧化對氯苯甲酰；過酯比如過新戊酸叔丁酯，過辛酸叔丁酯和過異丁酸叔丁酯；過氧化甲基乙基酮，和乙?；h(huán)己烷磺酰過氧化物。在一個非限制性實施方案中，所使用的熱引發(fā)劑是不使所得聚合物變色的那些。
可以用作熱聚合引發(fā)劑的偶氮雙(有機腈)化合物的非限制性實例包括偶氮雙(異丁腈)，偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)或它們的混合物。
用于引發(fā)和聚合可聚合的單體組合物的熱聚合引發(fā)劑的量可以改變，并將取決于所使用的特定引發(fā)劑。在一個非限制性實施方案中，僅僅需要引發(fā)和維持聚合反應(yīng)所需的量，例如引發(fā)量。對于在一個非限制性實施方案中使用的過氧化合物過二碳酸二異丙基酯，該量典型地是0.01-3.0份的引發(fā)劑/100份的可聚合有機組合物(phm)。在另一個非限制性實施方案中，使用0.05-1.0phm來引發(fā)聚合。在一個非限制性實施方案中，熱固化周期包括在引發(fā)劑的存在下經(jīng)30分鐘到30小時的時間將可聚合的單體組合物從室溫加熱到85-125℃。
在一個非限制性實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的可聚合單體組合物的光聚合可以使用紫外線、可見光或二者的結(jié)合物在光聚合引發(fā)劑的存在下進行。光聚合引發(fā)劑的非限制性實例包括苯偶姻，苯偶姻甲基醚，苯偶姻異丁基醚苯酚，乙酰苯，4，4’-二氯二苯甲酮，二乙氧基乙酰苯，2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮，1-羥基環(huán)己基苯基酮，2-異丙基噻噸酮和氧化2，4，6-三甲基苯甲?；交ⅰＳ糜谝l(fā)和聚合可聚合的單體組合物的光聚合引發(fā)劑的量可以改變，并取決于所使用的特定引發(fā)劑。僅僅需要引發(fā)和維持聚合反應(yīng)所需的量，例如引發(fā)量。在一個非限制性實施方案中，光聚合引發(fā)劑以0.01-5wt％的量使用，基于單體組分的重量。
在一個非限制性實施方案中，用于光聚合的光源選自發(fā)出紫外線的那些。該光源可以是汞燈，滅菌燈或氙燈。還可以使用可見光，例如陽光。曝光時間可以不同，取決于例如光源的波長和強度和特定光致變色制品，并且通常根據(jù)經(jīng)驗來確定。
在另一個非限制性實施方案中，可以將各種普通添加劑引入到本發(fā)明的可聚合單體組合物中。這些添加劑可以包括光穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定劑，抗氧化劑，紫外線吸收劑，脫模劑，靜態(tài)(非光致變色)染料，顏料，溶劑和促進在儲存過程中的穩(wěn)定性的聚合抑制劑，以及紫外線吸收劑(除了光致變色化合物以外)。還可以將防黃變添加劑，例如3-甲基-2-丁烯醇，有機焦碳酸酯和亞磷酸三苯酯[CAS 101-02-0]加入到本發(fā)明的可聚合單體組合物中，以增強抗黃變性。
在另一個非限制性實施方案中，還可以設(shè)想，聚合調(diào)節(jié)劑或聚合調(diào)節(jié)劑的混合物可以加入到本發(fā)明的可聚合組合物中，以最大程度減少在所得聚合物中的變形比如條紋的形成。聚合調(diào)節(jié)劑的非限制性實例包括硫代二丙酸二月桂基酯，萜品油烯，1-異丙基-4-甲基-1，4-環(huán)己二烯，1-異丙基-4-甲基-1，3-環(huán)己二烯，1，3-二異丙烯基苯，α-甲基苯乙烯，2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯，1，1-二苯基乙烯，順-1，2-二苯基乙烯，2，6-二甲基-2，4，6-辛三烯，4-叔丁基焦兒茶酚，3-甲基-2-丁烯醇或它們的混合物。
在又一個非限制性實施方案中，以可聚合組合物的總重量為基準計，以0.01-20wt％，例如0.1-10wt％或0.3-5wt％的量將聚合調(diào)節(jié)劑加入到可聚合單體組合物中。聚合調(diào)節(jié)劑的量可以是在這些值的任何組合之間，包括所列舉的值，例如0.015到19.999wt％。
在一個非限制性實施方案中，由可聚合單體組合物的聚合獲得的聚合物或隱形眼鏡是固體、柔性和透明的或光學(xué)透明的，使得它們可以用作光學(xué)元件，例如光學(xué)隱形眼鏡。
在另一個非限制性實施方案中，可以通過添加，例如注射而將光致變色材料分配到在至少部分填充的隱形眼鏡模具中的可聚合單體組合物的瞳孔區(qū)域，該模具填充了足以形成在基本上固化的隱形眼鏡中的瞳孔區(qū)域的體積。這可以在至少部分固化可聚合單體的方法之后和/或在至少部分固化可聚合單體的方法過程中進行。
在另一個非限制性實施方案中，用于鑄塑隱形眼鏡的可聚合單體可以分為至少兩種不同的鑄塑模具加料。至少一種光致變色材料可以加入到至少一種鑄塑模具加料中，形成可聚合光致變色單體組合物。在一個非限制性實施方案中，在添加可聚合非光致變色單體組合物之前和/或在添加可聚合非光致變色單體組合物之后，將預(yù)定量(例如足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡中的光致變色瞳孔區(qū)域的體積)的可以至少部分聚合的可聚合光致變色單體組合物分配到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中。
在另一個非限制性實施方案中，可聚合光致變色單體組合物可以在添加或分配到模具中之后至少部分固化，從而限制了與非光致變色單體混合的發(fā)生，后者引入用于形成隱形眼鏡的剩余部分。
在鑄塑方法中，隱形眼鏡通常或典型地在兩件鋼、黃銅或(更通常)塑料模具之間形成。這些模具用精確的前表面和后表面幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計。在模制過程中，在一個非限制性實施方案中，將單體分配到鑄塑模具的陰模中，隨后壓合陽模，留下了夾在鑄塑模具的光學(xué)表面之間的單體。取決于所使用的鑄塑模具，在一個非限制性實施方案中，可以使用設(shè)定聚合物或隱形眼鏡的厚度的墊片。如果必要，墊片的使用包括在將鑄塑模具的陽模固定到陰模的步驟中。單體然后可以通過曝露于光化輻射，例如紫外線，熱方法或兩種固化方法的結(jié)合來固化成鏡片。
在形成基本上固化的鏡片之后，在一個非限制性實施方案中，將它從模具中取出，進行至少部分水合和至少部分萃取過程。在這些步驟過程中，鏡片能夠吸收的水的量可以大幅度變化。在一個非限制性實施方案中，鏡片可以在水中吸收其重量的38-72％。在水合過程之后，在一個非限制性實施方案中，鏡片能夠用溶劑萃取或沖洗?？梢允褂玫娜軇┑念愋偷姆秶軓V，并取決于所要除去的材料。在一個非限制性實施方案中，它可以是有機溶劑，比如甲醇，或水，例如具有最小微生物水平的純化水。進行萃取過程，以便除去任何未反應(yīng)的單體和/或雜質(zhì)。這些方法可以同時，例如在加熱水浴中進行，或者按序進行。
在水合和萃取過程之后，在一個非限制性實施方案中，將鏡片浸漬于或接觸等滲鹽溶液，比如可以任選緩沖的生理鹽水。在一個非限制性實施方案中，該步驟用來以可被眼睛耐受的鹽溶液置換從水合和萃取步驟中保留的殘留液體。在另一個非限制性實施方案中，所得隱形眼鏡產(chǎn)物可以進行其中至少部分消除微生物含量的滅菌處理，再包裝所得隱形眼鏡。在可供選擇的非限制性實施方案中，可以包裝隱形眼鏡，再將包裝物的內(nèi)容物進行滅菌處理，取決于所使用的制造方法。
在本發(fā)明的方法中，在一個非限制性實施方案中，用于鑄塑隱形眼鏡的單體的混合物包括甲基丙烯酸羥乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，對氯苯乙烯，鄰氯苯乙烯，對溴苯乙烯，鄰溴苯乙烯，二乙烯基苯，二乙烯基聯(lián)苯，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，苯甲酸乙烯酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸異丙酯，(甲基)丙烯酸烯丙酯，(甲基)丙烯酸苯酯，(甲基)丙烯酸芐酯，(甲基)丙烯酸對氯苯酯，(甲基)丙烯酸對氯芐酯，(甲基)丙烯酸對溴苯酯，(甲基)丙烯酸對溴芐酯，(甲基)丙烯酸萘基酯，(甲基)丙烯酰胺，N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺，N，N-二乙基(甲基)丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙基酯，乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，二甘醇二(甲基)丙烯酸酯，聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，甘油二(甲基)丙烯酸酯，3-丙烯酰氧基甘油單甲基丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，2，2-雙(4-(甲基)-丙烯酰氧基(2’-羥丙基氧基)苯基)丙烷，富馬酸二異丙酯，馬來酸二異丙酯，富馬酸二芐酯，馬來酸二芐酯，中康酸二芐酯，馬來酸酐，和衣康酸酐。這些單體可以單獨或作為混合物使用。
在一個非限制性實施方案中，可以引入苯乙烯和對氯苯乙烯來改進通過固化樹脂組合物獲得的樹脂材料的折射指數(shù)，導(dǎo)致比重的進一步降低。在另一個非限制性實施方案中，可以使用交聯(lián)單體比如乙二醇二甲基丙烯酸酯或二甘醇二甲基丙烯酸酯或它們的混合物。
在又一個非限制性實施方案中，粘度比第二單體高至少300厘泊的第一單體還可以具有比第二單體更高的密度。根據(jù)Hawley’sCondensed Chemcical Dictionary，第十三版，1997，John Wiley&Sons，第1038-1039頁，比重的定義宣稱，固體和液體的密度在數(shù)值上等于比重。加入到用于本發(fā)明的方法的這種第一單體的光致變色材料將獲得包括非光致變色聚合鏡體和位于鏡體內(nèi)的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡，該光致變色瞳孔區(qū)域具有比非光致變色鏡體更高的密度。
在一個非限制性實施方案中，光致變色量的至少一種光致變色材料可以加入到鑄塑模具的至少部分填充的陰模的瞳孔區(qū)域。在一個非限制性實施方案中，這能夠通過在可聚合單體的表面下方將光致變色材料注入到陰模的瞳孔區(qū)域來完成?？删酆系慕M合物可以在添加光致變色材料之前和/或在添加光致變色材料過程中和/或在添加光致變色材料之后至少部分聚合。
在本文和權(quán)利要求書中使用的“光致變色量”是指至少足以形成在活化時肉眼可辨別的光致變色效果的光致變色材料的量。所使用的特定量常常取決于隱形眼鏡的厚度，瞳孔區(qū)域的尺寸和在照射時所需的顏色強度。通常，引入的光致變色材料越多，顏色強度所達到的限度越高。但在添加的材料的量達到一定程度之后，就不再有明顯的效果。
引入到可聚合組合物的光致變色材料的量可以大幅度變化。在一個非限制性實施方案中，該量是基于可聚合組合物的重量的0.01-40wt％。例如，光致變色材料的濃度可以是0.05-30wt％，或者0.1-20wt％或0.2-15wt％，例如7-14wt％，以可聚合組合物的重量為基準計。光致變色材料的濃度可以是這些值的任意組合，包括所列舉的范圍，例如0.05-39.95wt％。
在本發(fā)明的方法中使用的光致變色材料可以單獨或與一種或多種其它適當?shù)难a充光致變色材料，例如在400-700nm范圍內(nèi)具有至少一個最大活化吸收并且在活化時著色成適當色調(diào)的有機光致變色化合物結(jié)合使用。中和色和描述顏色的方法的進一步論述可以在美國專利5,645,767第12欄第66行到第13欄第19行中發(fā)現(xiàn)。
在一個非限制性實施方案中，可以使用可聚合的光致變色材料比如在US專利5,166,345的第3欄第36行到第14欄第3行中公開的可聚合的吩噁嗪類；在US專利5,236,958的第1欄第45行到第6欄第65行中公開的可聚合的螺苯并吡喃類；在US專利5,252,742的第1欄第45行到第6欄第65行中公開的可聚合的螺苯并吡喃類和螺苯并噻喃類；在US專利5,359,085的第5欄第25行到第19欄第55行中公開的可聚合的俘精酸酐；在US專利5,488,119的第1欄第29行到第7欄第65行中公開的可聚合的并四苯二酮類；在US專利5,821,287的第3欄第5行到第11欄第39行中公開的可聚合的螺噁嗪類；在US專利6,113,814的第2欄第23行到第23欄第29行中公開的可聚合的聚烷氧基化萘并吡喃；和在WO 97/05213和2001年4月6日提出的申請序號09/828,260中公開的可聚合的光致變色化合物。
在另一個非限制性實施方案中，光致變色材料可以包括下列類型的材料色烯類，例如萘并吡喃類，苯并吡喃類，茚并萘并吡喃類和菲并吡喃類；螺吡喃類，例如螺(苯并吲哚啉)萘并吡喃類，螺(吲哚啉)苯并吡喃類，螺(吲哚啉)萘并吡喃類，螺(吲哚啉)喹啉并吡喃類和螺(吲哚啉)吡喃類；噁嗪類，例如螺(吲哚啉)吩噁嗪類，螺(吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪類，螺(苯并吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪類，螺(苯并吲哚啉)吩噁嗪類和螺(吲哚啉)苯并噁嗪類；雙硫腙汞類，浮精酸酐類，fulgimides和這些光致變色化合物的混合物。這些光致變色化合物和互補光致變色化合物描述在US專利4,931,220的第8欄第52行到第22欄第40行；5,645,767的第1欄第10行到第12欄第57行；5,658,501的第1欄第64行到第13欄第17行；6,153,126的第2欄第18行到第8欄第60行；6,296,785的第2欄第47行到第31欄第5行；6,348,604的第3欄第26行到第17欄第15行；和6,353,102的第1欄第62行第11欄第64行中。螺(吲哚啉)吡喃類也描述在文章Techniques in Chemistry，Volume III，“Photochromism”，第3章，Glenn H.Brown，Editor，John Wiley andSons，Inc.，New York，1971中。
在另一個非限制性實施方案中，可以使用的其它光致變色材料包括有機金屬二硫腙鹽，即(芳基偶氮)-硫代甲酸芳基酰肼(hydrazidates)類，例如二硫腙汞，它們例如描述在US專利3,361,706的第2欄第27行到第8欄第43行中；以及浮精酸酐類和fulgimides，例如3-呋喃基和3-噻吩基浮精酸酐類和fulgimides，它們描述在US專利4,931,220的第1欄第39行到第22欄第41行中。
用所述欄和行數(shù)表示的在上述專利中涉及這些光致變色化合物的公開內(nèi)容引入本文作參考。
在一個非限制性實施方案中，本發(fā)明的方法采用單獨添加到鑄塑模具的陰模中的方式。例如，在標準模具鑄塑設(shè)備中可以包括兩個高精確度閥門和控制器，用于添加可聚合的單體和光致變色量的至少一種光致變色材料或用于添加兩種不同的可聚合單體組合物，例如一種是光致變色的和另一種是非光致變色的。在另一個非限制性實施方案中，可以使用以非破裂或非紊流方式添加材料的分配裝置，以便避免混合或擾亂已經(jīng)在模具內(nèi)的材料。這種設(shè)備常常用于電子和醫(yī)療設(shè)備工業(yè)。這種設(shè)備的非限制性實例包括出自EFD Corporation，EastProvidence，RI，02914的740MD-SS微點針形閥和ValvemateR7000控制器。
在另一個非限制性實施方案中，用于添加含光致變色材料的組合物的針形閥和控制器具有不僅在體積上而且在位置上的高精確度，例如，當添加到至少部分填充的鑄塑模具的瞳孔區(qū)域時。位置精確度也是已經(jīng)選擇的分配頭的控制度的函數(shù)。在一個非限制性實施方案中，添加非光致變色單體的針形閥和控制器可以在體積上不太精確，因為該材料正常以過量添加。
在本發(fā)明的一個非限制性實施方案中，光致變色單體可以首先經(jīng)由精密分配頭分配到鑄塑模具的陰模(凹模)。雖然該量可以隨鏡片設(shè)計和校正而改變，典型地，可以分配大約2-6微升的體積。在另一個非限制性實施方案中，將單體精確地投入陰模的中心。所分配的體積取決于鏡片設(shè)計和動力，但可以根據(jù)最終隱形眼鏡的中心瞳孔區(qū)域的體積來決定。在計算中需要留出余量來應(yīng)付在聚合過程中發(fā)生的收縮和在水合過程中發(fā)生的溶脹。在又一個非限制性實施方案中，瞳孔區(qū)域的直徑可以根據(jù)隱形眼鏡設(shè)計和/或鏡片的聚焦力而大幅度變化。在一個非限制性實施方案中，它可以是5-15毫米(mm)，6-10mm，例如8mm。瞳孔區(qū)域的直徑可以是在這些值的任意組合之間，包括所列舉的范圍。
在另一個非限制性實施方案中，可聚合的非光致變色單體組合物(一般10微升或10微升以上)可以在可聚合光致變色單體組合物的頂部或周圍過量分配，不用當心使用上述分配裝置擾亂光致變色單體的中心池(pool)。在一個非限制性實施方案中，例如由于簡單布朗運動，可以發(fā)生一些混合。這可以產(chǎn)生在透明和光致變色部分之間沒有明顯邊界，而是這些部分混合或共混的鏡片。在一些情況下，這可以具有期望的化妝效果。在一個非限制性實施方案中，鏡片的非瞳孔區(qū)域的一半保持非光致變色。
在一個非限制性實施方案中，光致變色和非光致變色部分的混合或共混程度可以通過改變直到單體組合物的任何一種或兩種至少部分或基本上固化的時間來控制。如果希望較少的共混，在一個非限制性實施方案中，快速固化在保持各獨立區(qū)段中是最有效的。如果需要一定的共混，可以使用更慢的固化方法。當然，還可以使用固化方法的結(jié)合來獲得所需的效應(yīng)。
在一個非限制性實施方案中，在其中在光致變色和非光致變色區(qū)之間需要清楚的界限的情況下，在添加到鑄塑模具的陰模之前和/或在添加到陰模之后可以伴隨有單體混合物的一種或兩種的至少部分固化。在另一個非限制性實施方案中，可以使用粘度差來限制兩種不同單體組合物的共混。如果光致變色單體組合物至少部分固化，在一個非限制性實施方案中，它可能粘性更高，往往不容易在陽模(凸模)的壓合過程中向邊緣流動。使用不同粘度的材料，不大可能的是它們在聚合之前一起共混。還有，通過使用具有比非光致變色單體更高的粘度和更高的密度的光致變色單體材料，可以制備具有密度高于非光致變色鏡體的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡。如前所述，液體的比重在數(shù)值上等于密度。關(guān)于單體的這些信息一般由生產(chǎn)商在它們的產(chǎn)品目錄中提供，例如參閱the Sartomer Product Catalog。
在一個可供選擇的非限制性實施方案中，單體的粘度可以通過添加較低粘性的材料，比如具有較低相對粘度的其它單體或溶劑來減低。在一個非限制性實施方案中，將少量的溶劑加入到可聚合單體組合物中可以減低在泵抽或分配過程中的粘度。在一個非限制性實施方案中，一旦將單體分配到鑄塑模具的陰模中，溶劑可以在后續(xù)添加光致變色材料和/或更多可聚合的單體組合物之前全部或部分用氮氣或其它惰性氣體流吹洗。在一個非限制性實施方案中，可以將溶劑加入到可聚合的非光致變色單體組合物中，以降低它的相對于可聚合光致變色單體組合物的粘度。這樣做可以提高可聚合非光致變色單體組合物匯集到鑄塑模具的陰模中的中心部分的粘性更高的光致變色單體的外部的能力。
溶劑的非限制性實例包括苯，甲苯，甲基乙基酮，甲基異丁基酮，丙酮，乙醇，四氫糠醇，丙醇，碳酸丙烯酯，N-甲基吡咯烷酮，N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙酰基吡咯烷酮，N-羥甲基吡咯烷酮，N-丁基吡咯烷酮，N-乙基吡咯烷酮，N-(N-辛基)吡咯烷酮，N-(N-十二烷基)吡咯烷酮，2-甲氧基乙基醚，二甲苯，環(huán)己烷，3-甲基環(huán)己酮，乙酸乙酯，乙酸丁酯，四氫呋喃，甲醇，丙酸戊酯，丙酸甲酯，丙二醇甲醚，二甘醇單丁基醚，二甲亞砜，二甲基甲酰胺，乙二醇，乙二醇的單烷基醚和二烷基醚和它們的衍生物(它們作為CELLOSOLVE工業(yè)溶劑由Union Carbide出售)，以及這些溶劑的混合物。
在另一個非限制性實施方案中，在將陽模固定于鑄塑模具的陰模的方法中，低粘性的非光致變色單體可以更容易流動，獲得了具有非光致變色的非瞳孔區(qū)域的最終鏡片產(chǎn)品。在鏡片基本上固化之后，可以從模具中取出。隨后，在隱形眼鏡制造中傳統(tǒng)上使用的方法比如水合、萃取或沖洗、滅菌和包裝與現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法相同。
在又一個非限制性實施方案中，本發(fā)明的上述方法用于制造本發(fā)明的隱形眼鏡。
在以下實施例中更具體地描述本發(fā)明。這些實施例僅僅用來舉例說明，因為許多改造和變化對于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員來說是顯而易見的。
實施例部分A向具有6個基底曲面的冕玻璃鑄塑模具的陰模添加4滴的SR9036(據(jù)報道是雙酚A 30乙氧基化二甲基丙烯酸酯，出自Sartomer)和2滴的含有基于單體重量的大約2wt％的當用紫外線照射時顯示了藍色的光致變色萘并吡喃的SR 348單體(據(jù)報道是雙酚A 2乙氧基化二甲基丙烯酸酯，出自Sartomer)和基于單體重量的0.5wt％的Irgacure819(據(jù)報道是膦型引發(fā)劑，購自Ciba Geigy)。
部分B部分A的冕玻璃模具的陰模裝配大約1毫米厚的墊圈，用輕微的壓力壓合冕玻璃模具的相應(yīng)陽模，形成完整的鑄塑模具。在完整的鑄塑模具內(nèi)的可聚合的組合物通過以5.0英尺/分鐘(152.4cm/min)的速度在傳送帶上在10英寸(25.4cm)長度的兩個紫外線類“D”燈之下單程通過而曝露于紫外線來固化。第一個燈保持在傳送帶以上2.5英寸(6.4cm)的高度，第二個燈保持在傳送帶以上6.5英寸(16.5cm)的高度。該固化系統(tǒng)由Eye Ultraviolet系統(tǒng)獲得，已經(jīng)用氮氣惰性化至低于100ppm氧的水平。
部分C分開該鑄塑模具，回收具有大約1英寸或2.54cm的外徑，透明鏡體和大約0.44英寸或1.11cm的著色瞳孔區(qū)域的的鏡片。鏡片曝露于紫外線輻射，瞳孔區(qū)域變得更暗，在中斷紫外線輻射之后，瞳孔區(qū)域變得不太暗。
雖然已經(jīng)參照裝置和方法的特定實施方案描述了本發(fā)明，但很清楚，根據(jù)本公開可以做出各種變動和改造，并且意欲包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.制造包括光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法，該方法包括a)將一定體積的包括第一粘度的光致變色量的至少一種光致變色材料的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的光致變色瞳孔區(qū)域；b)將一定體積的粘度比所述第一可聚合單體組合物低至少300厘泊的第二可聚合單體組合物加入到a)的鑄塑模具的陰模中，第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；和d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。
2.權(quán)利要求1的方法，進一步包括a)在將它加入到鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化第一可聚合的單體組合物。
3.權(quán)利要求1的方法，進一步包括a)在將它加入到鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化第二可聚合的單體組合物。
4.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二可聚合的單體組合物各自進一步包括引發(fā)量的聚合引發(fā)劑。
5.權(quán)利要求1的方法，其中該聚合引發(fā)劑選自熱引發(fā)劑、光引發(fā)劑或它們的混合物。
6.權(quán)利要求1的方法，進一步包括從所述鑄塑模具中取出該至少基本上固化的隱形眼鏡。
7.權(quán)利要求1的方法，進一步包括a)至少部分水合該至少基本上固化的隱形眼鏡；b)從a)的隱形眼鏡中至少部分萃取任何未反應(yīng)的單體或雜質(zhì)；c)用等滲鹽溶液至少部分置換在隱形眼鏡中的從a)和b)中保留的殘留液體；和d)從c)的隱形眼鏡中至少部分消除微生物含量和對其進行包裝；或e)包裝c)的隱形眼鏡和至少部分消除微生物含量。
8.制造包括光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法，包括a)將一定體積的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的瞳孔區(qū)域；b)將光致變色量的至少一種光致變色材料加入到在鑄塑模具的陰模內(nèi)的第一可聚合單體組合物中，同時在光致變色材料的添加過程中至少部分固化所述第一可聚合單體組合物；c)將一定體積的第二可聚合單體組合物加入到b)的鑄塑模具的陰模中，第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；d)將陽模固定于c)的鑄塑模具的陰模上；e)至少基本上固化在d)的鑄塑模具中的可聚合組合物；和f)從所述鑄塑模具中取出該至少基本上固化的隱形眼鏡。
9.權(quán)利要求8的方法，進一步包括a)在將它加入到鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化該第一可聚合單體組合物。
10.制造具有光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法，包括a)將一定體積的包括光致變色量的至少一種光致變色材料的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的瞳孔區(qū)域；b)使用避免所述第二可聚合單體組合物與第一可聚合單體組合物混合的分配裝置，將一定體積的第二可聚合單體組合物加入到鑄塑模具的陰模中，加入到所述鑄塑模具中的第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；和d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。
11.權(quán)利要求10的方法，進一步包括a)在將它加入到鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化該第一可聚合單體組合物。
12.權(quán)利要求10的方法，進一步包括a)在將它加入到鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化第二可聚合的單體組合物。
13.權(quán)利要求10的方法，其中第一可聚合單體組合物的粘度比第二可聚合單體組合物的粘度高至少300厘泊。
14.制造具有光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡的方法，包括a)將第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中；b)將包括光致變色量的至少一種光致變色材料的第二可聚合單體組合物加入到a)的陰模中，所述第二可聚合單體組合物具有比第一可聚合單體組合物高至少300厘泊的粘度；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。e)從所述鑄塑模具中取出該至少基本上固化的隱形眼鏡。
15.權(quán)利要求14的方法，進一步包括a)在將它加入到a)的鑄塑模具的陰模之前；b)在將它加入到a)的鑄塑模具的陰模之后；或者c)a)和b)的結(jié)合，至少部分固化第二可聚合的單體組合物。
16.包括非光致變色聚合物鏡體和位于所述鏡體內(nèi)的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡，它通過以下步驟獲得a)將一定體積的包括第一粘度的光致變色量的至少一種光致變色材料的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的光致變色瞳孔區(qū)域；b)將一定體積的粘度比所述第一可聚合單體組合物低至少300厘泊的第二可聚合單體組合物加入到a)的鑄塑模具的陰模中，第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；和d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。
17.權(quán)利要求16的隱形眼鏡，其中光致變色瞳孔區(qū)域的直徑是5-15mm。
18.包括非光致變色聚合物鏡體和位于所述鏡體內(nèi)的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡，它通過下列步驟獲得a)將一定體積的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的瞳孔區(qū)域；b)將光致變色量的至少一種光致變色材料加入到在鑄塑模具的陰模內(nèi)的第一可聚合單體組合物中，同時在光致變色材料的添加過程中至少部分固化所述第一可聚合單體組合物；c)將一定體積的第二可聚合單體組合物加入到b)的鑄塑模具的陰模中，第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；d)將陽模固定于c)的鑄塑模具的陰模上；e)至少基本上固化在d)的鑄塑模具中的可聚合組合物；和f)從所述鑄塑模具中取出該至少基本上固化的隱形眼鏡。
19.包括非光致變色聚合物鏡體和位于所述鏡體內(nèi)的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡，它通過以下步驟獲得a)將一定體積的包括光致變色量的至少一種光致變色材料的第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中，所述一定體積足以形成在至少基本上固化的隱形眼鏡中的瞳孔區(qū)域；b)使用避免所述第二可聚合單體組合物與第一可聚合單體組合物混合的分配裝置，將一定體積的第二可聚合單體組合物加入到鑄塑模具的陰模中，加入到所述鑄塑模具中的第一和第二可聚合單體組合物的總體積足以形成至少基本上固化的隱形眼鏡；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；和d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。
20.包括聚合物鏡體和位于所述鏡體內(nèi)的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡，它通過下列步驟獲得a)將第一可聚合單體組合物加入到包括具有瞳孔區(qū)域的陰模和陽模的鑄塑模具的陰模中；b)將包括光致變色量的至少一種光致變色材料的第二可聚合單體組合物加入到a)的陰模中，所述第二可聚合單體組合物具有比第一可聚合單體組合物高至少300厘泊的粘度；c)將陽模固定于b)的鑄塑模具的陰模上；d)至少基本上固化在c)的鑄塑模具中的可聚合組合物。e)從所述鑄塑模具中取出該至少基本上固化的隱形眼鏡。
21.包括非光致變色聚合物鏡體和位于所述鏡體內(nèi)的光致變色瞳孔區(qū)域的隱形眼鏡，所述光致變色瞳孔區(qū)域具有比所述非光致變色鏡體更高的密度。
全文摘要
本發(fā)明描述了在鏡片的中心或瞳孔區(qū)域內(nèi)具有光致變色材料的隱形眼鏡和制造這些眼鏡的方法。在一種方法中，將光致變色量的至少一種光致變色材料加入到含有可以在添加之前和/或之后至少部分固化的可聚合單體的鑄塑模具的瞳孔區(qū)域。另一種方法涉及在鑄塑模具內(nèi)提供一定量的可聚合光致變色單體用于瞳孔區(qū)域和一定量的可聚合非光致變色單體用于隱形眼鏡的剩余部分。光致變色和非光致變色單體可以通過它們的聚合度、粘度和/或密度來區(qū)分。
文檔編號G02C7/04GK1732078SQ200380101704
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者B·萬格默特, A·庫麥爾, F·P·麥拉克, R·W·沃爾特斯 申請人:光學(xué)轉(zhuǎn)變公司