專利名稱：眼科鏡片模具、其中模制的眼科鏡片及相關方法
技術領域：
本申請案根據(jù)35U.S.C.§ 119(e)主張之前于2010年7月30日申請的美國臨時專利申請案第61/369，111號的權益，所述申請案以全文引用的方式并入本文中。本發(fā)明涉及眼科鏡片模具、使用這些極性模具澆注模制的眼科鏡片以及相關方法。
背景技術：
在制造眼科鏡片(例如隱形眼鏡)的澆注模制方法中，反應混合物或可聚合鏡片前體組合物在鏡片成型腔中固化，所述鏡片成型腔是由具有凹透鏡形成表面的第一模具部件和具有凸透鏡形成表·面的第二模具部件(或分別稱為陰模和陽模部件)界定。這些模具部件通常是通過將熱塑性聚合物射出模制于模具成型腔中來制造。用于制造眼科鏡片模具的熱塑性聚合物的實例包括非極性熱塑性聚合物，例如聚丙烯、聚苯乙烯和聚乙烯；以及極性熱塑性聚合物，例如乙烯-乙烯醇聚合物和聚乙烯醇聚合物。當澆注模制隱形眼鏡時，在將可聚合組合物放入第一模具部件中后，將第一和第二模具部件放在一起或耦接在一起，以形成在其間具有鏡片成型腔的鏡片組合件。隨后使模具組合件固化以使可聚合組合物聚合，從而在模具組合件的鏡片成型腔中形成聚合的鏡片主體。多年來，已經(jīng)使用了許多不同類型的熱塑性聚合物材料(包括極性和非極性熱塑性聚合物)，使用各種類型的可聚合組合物并且使用各種鏡片制造工藝(包括旋轉澆注、車床加工(lathing)和燒注模制)來制造眼科鏡片。當使用由例如聚丙烯或聚苯乙烯等非極性熱塑性聚合物制造的隱形眼鏡模具來澆注模制硅酮水凝膠隱形眼鏡時，已知通常需要采取額外措施來使鏡片表面具有眼科學上可接受的潤濕性。舉例來說，可以對鏡片表面施加例如等離子體處理等表面處理作為制造工藝的一部分。或者，可以將聚合物互穿網(wǎng)絡潤濕劑并入鏡片主體中作為制造工藝的一部分，以使鏡片主體具有眼科學上可接受的潤濕性。近來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在由高極性熱塑性聚合物制造的模具中澆注模制硅酮水凝膠隱形眼鏡可產(chǎn)生具有眼科學上可接受的可潤濕表面的鏡片，所述熱塑性聚合物為例如乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物，例如S0ARLITE S (從日本大阪(Osaka，Japan)的日本合成化學工業(yè)有限公司(Nippon Gohsei, Ltd.)得到的極性百分比為約10%到約12%的EVOH共聚物極性樹脂)。此前，當使用非極性熱塑性聚合物進行模制時，必需施加表面處理，例如等離子體處理，或者在硅酮水凝膠隱形眼鏡中包括聚合物潤濕劑的互穿網(wǎng)絡以使鏡片表面在進行水合作用時具有眼科學上可接受的潤濕性。使用包含這些高極性熱塑性聚合物(即，平均極性大于或等于9%，例如大于或等于10%、大于或等于12%、大于或等于15%等的熱塑性聚合物)的隱形眼鏡模具使得有可能制造出可潤濕的硅酮水凝膠隱形眼鏡，而無表面處理，或在鏡片主體中不具有聚合物潤濕劑的互穿網(wǎng)絡。然而，這些高極性熱塑性聚合物(例如EV0H)是昂貴的材料，其會不利地影響制造成本。與理想的情形相比，由EVOH制造的模具通常較硬并且較脆，這會不利地影響鏡片產(chǎn)率。另外，歸因于在EVOH模具與硅酮水凝膠之間常見的高粘附水平，硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體(contactlens body)在包含EVOH的模具部件構成的模具組合件中固化后，分離模具組合件的兩個模具部件的模具組合件分離通常需要“濕式”脫模工藝，即，涉及將液體施加于含有聚合的鏡片主體的模具組合件以使兩個模具部件分離，從而存留鏡片主體保持接觸兩個模具部件中的一者且僅一者的脫模工藝。相信在EVOH模具與硅酮水凝膠之間所觀測到的高粘附水平至少部分歸因于以下事實:EV0H是一種彈性體熱塑性物質(zhì)。此外，在濕式脫模后，可能需要將硅酮水凝膠鏡片主體在“濕式”脫鏡片(delensing)工藝期間暴露于額外量的液體，以便將鏡片主體從在脫模步驟后其保持接觸的一個保留的EVOH模具部件釋放。另外，硅酮水凝膠隱形眼鏡常常需要使用基于有機溶劑的洗滌工藝來使鏡片具有眼科學上可接受的潤濕性，由此使材料、設備和制造成本進一步增加。美國專利公開案第2008/0290534號描述了當鏡片主體在水溶液水合作用期間從模具釋放時(即，當鏡片進行濕式脫鏡片時)使用表面能小于30mN/m的模具的合意性，并且教示優(yōu)選使用表面能高于所述模具的表面能的單體或固化鏡片(由此使單體或固化鏡片的表面能-模具元件表面能的表面能差值大于O)。此申請案揭示了包含單獨熱塑性聚合物或熱塑性聚合物與添加劑的混合物的隱形眼鏡模具，其中所述模具具有0%到1.9%的極性百分比和小于28mN/m到43mN/m的總表面能。鑒于上述，可以理解，需要存在具有極性模制表面的新穎隱形眼鏡模具，所述隱形眼鏡模具可用于澆注模制硅酮水凝膠眼科鏡片，特別是當使用具有相對較低表面張力(例如，小于模制表面的表面能的表面張力)的可聚合組合物時；使用這些模具和可聚合組合物澆注模制的新穎硅酮水凝膠眼科鏡片；和相關制造方法，所述制造方法使用不太昂貴、更符合工藝的模制材料，特別是可用于使由這些可聚合組合物形成的澆注模制的硅酮水凝膠鏡片主體干式脫模和干式脫鏡片，或可由這些可聚合組合物制造具有眼科學上可接受的可潤濕表面的硅酮水凝膠鏡片主體的模具，未對鏡片主體施加表面處理或在可聚合組合物或鏡片主體中不存在聚合物潤濕劑的互穿網(wǎng)絡(IPN)。本說明書中引用的所有出版物，包括專利、公開的專利申請案、科技或商業(yè)性出版物等，都以全文引用的方式并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對一種制造眼科鏡片的方法。在一個實例中，所述方法是一種制造硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體的方法，所述方法包含提供第一模具部件和第二模具部件，所述第一模具部件包含經(jīng)配置以模制隱形眼鏡的前表面的凹面模制表面，并且所述第二模具部件包含經(jīng)配置以模制隱形眼鏡的后表面的凸面模制表面，所述第一模具部件和所述第二模具部件經(jīng)配置以在組合成為模具組合件時在其間形成鏡片成型腔，所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者的模制表面包含熱塑性聚合物，所述模制表面具有3%到20%的極性百分比和約25mN/m到約40mN/m的總表面能；將可聚合組合物放入所述第一模具部件中，所述可聚合組合物包含a)至少一種含硅單體和b)至少一種親水性單體，所述可聚合組合物具有約20mN/m到約25mN/m的表面張力，并且所述可聚合組合物的表面張力減去所述模制表面的表面能的表面能差值小于或等于零(O);通過將所述第二模具部件與所述第一模具部件接觸放置來組裝所述模具組合件，由此在其間形成鏡片成型腔，其中所述可聚合組合物被容納于所述模具組合件的所述鏡片成型腔中；以及使所述可聚合組合物在所述模具組合件中固化以在所述模具組合件的所述鏡片成型腔中形成澆注模制的聚合反應產(chǎn)物，所述聚合反應產(chǎn)物包含硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體。本發(fā)明還針對一種硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體，所述鏡片主體包含包括可聚合組合物的反應產(chǎn)物的澆注模制的聚合鏡片主體，所述可聚合組合物包含a)至少一種含硅單體和b)至少一種親水性單體,所述可聚合組合物具有約20mN/m到約25mN/m的表面張力；其中所述鏡片主體在模具組合件中澆注模制，所述模具組合件包含第一模具部件和第二模具部件，所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者具有熱塑性聚合物模制表面，所述模制表面具有約25mN/m到約40mN/m的表面能，并且所述可聚合組合物的表面張力與所述模制表面的表面能之間的表面能差值小于或等于零(O);并且所述鏡片主體具有眼科學上可接受的可潤濕前和后表面，未對所述鏡片主體施加表面處理，或在所述鏡片主體中不存在聚合物潤濕劑的互穿網(wǎng)絡(IPN)。所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者的模制表面的表面能可為約26mN/m 到約 35mN/m,或約 27mN/m 到約 33mN/m,或大于 30mN/m。所述可聚合組合物的表面張力可為約2 lmN/m到約27mN/m，或約22mN/m到約25mN/m,或小于 25mN/m。在一個實例中，所述模制表面的表面能可大于30mN/m，并且所述可聚合組合物的表面張力可小于25mN/m。在另一實例中，所述模制表面的表面能可為約26mN/m到約33mN/m,并且所述可聚合組合物的表面張力可為約21mN/m到約25mN/m。在一個實例中，所述可聚合組合物的表面張力減去所述模制表面的表面能的表面能差值可< -3，或可< -5，或可< -7，或可< -9。所述熱塑性聚合物可包含聚丙烯。所述熱塑性聚合物可包含環(huán)狀烯烴均聚物或環(huán)狀烯烴共聚物。所述熱塑性聚合物可包含聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，基本上由聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)組成或由聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)組成。包含熱塑性聚合物模制表面的所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者可通過射出模制形成。在一個實例中，用于形成模具部件的模具工具在射出模制期間可維持在約30°C到約70°C的溫度。在一個實例中，所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者的模制表面可包含熱塑性聚合物與添加劑的混合物。由熱塑性聚合物與添加劑的混合物形成的模制表面可具有比在相同條件下但僅具有熱塑性聚合物形成的模制表面高至少3個百分點，或至少5個百分點，或至少7個百分點的極性百分比，以及比在相同條件下但僅具有熱塑性聚合物形成的模制表面低至少ImN/m,或至少2mN/m,或至少3mN/m的表面能。當存在時，模制表面中熱塑性聚合物的添加劑可包含非離子型表面活性劑、脂肪酸酰胺或硅酮油形式，或其任何組合。所述添加劑可包含脂肪酸酰胺、基本上由脂肪酸酰胺組成或由脂肪酸酰胺組成。所述脂肪酸酰胺可包含伯酰胺，或仲酰胺，或仲雙酰胺，或其任何組合。所述添加劑可包含非離子型表面活性劑。所述非離子型表面活性劑可為具有包括至少8個碳長的直鏈烴部分的結構的非離子型表面活性劑。所述非離子型表面活性劑可包含下述、基本上由以下組成或由以下組成:脫水山梨糖醇油酸酯，或聚氧乙烯(80)脫水山梨糖醇單油酸酯，或其任何組合。模制表面的極性百分比可為3 %到17 %，或3 %到15 %，或5 %到12 %，或3 %到7%。在一個實例中，第一模具部件的模制表面的極性百分比與第二模具部件的模制表面的極性百分比可相同。可聚合組合物的極性百分比可為約2%到約10%，或約3%到約9%，或約5%到約8%?？删酆辖M合物的極性減去模制表面的極性的極性差值為約+6到約-6，或約+4到約_4，或約+2到約-2。模制表面和可聚合組合物的鋪展系數(shù)可大于或等于約10mN/m，或大于或等于約13mN/m。所述方法可進一步包含使用干式脫模方法分離模具組合件的步驟，所述干式脫模方法不涉及將液體施加于包含鏡片主體的模具組合件；以及使用干式脫鏡片方法使鏡片主體脫鏡片的步驟，所述干式脫鏡片方法不涉及將液體施加于鏡片主體。可聚合組合物中的親水性單體可包含具有N-乙烯基的親水性單體，基本上由具有N-乙烯基的親水性單體組成或由具有N-乙烯基的親水性單體組成。親水性單體可包含具有N-乙烯基的親水性酰胺單體，基本上由具有N-乙烯基的親水性酰胺單體組成或由具有N-乙烯基的親水性酰胺單體組成?？删酆辖M合物中的至少一種含硅單體可包含具有第一競聚率的含硅單體、基本上由具有第一競聚率的含硅單體組成或由具有第一競聚率的含硅單體組成，并且b)至少一種親水性單體可包含具有第二競聚率的親水性單體，且所述第二競聚率小于所述第一競聚率。第二競聚率可比第一競聚率低至少5%或至少10%。模制表面與聚合的鏡片主體之間的平均粘附能可為約45mJ/m2到約60mJ/m2，或約50mJ/m2 到約 55mJ/m2。當完全水合時，鏡片的接觸角可小于或等于約120°，小于或等于約90°，小于或等于約80°，小于或等于約60°，小于或等于約50°，小于或等于約40°，小于或等于約30。,或為約10°到約30°。在一個實例中，接觸角可使用靜滴法(sessile drop method)測量。前述或下述任何和所有方面/實施例/特征以及權利要求、句子或段落中陳述的所述方面/實施例/特征的組合都包括在本申請案的范圍內(nèi)，只要呈任何所述次序的任何所述組合中的方面/實施例/特征不會相互不一致即可。此外，任一方面/實施例/特征或者方面/實施例/特征的組合可特定地從本發(fā)明任何實例中排除。


圖1是說明用于制造眼科鏡片的方法的步驟的流程圖。圖2是說明圖1方法的某些輸入和輸出的流程圖，包括可聚合組合物、未接觸液體的聚合的鏡片主體、水合的鏡片主體和包裝的眼科鏡片。
具體實施例方式如本文所用，“表面能”應理解為指總表面能，并且“表面張力”應理解為指總表面張力。總表面能是一種固體的分散表面能和極性表面能的總和。類似地，總表面張力是一種液體的分散表面張力和極性表面張力的總和。熱塑性聚合物的總表面能；總表面能的分散分量表面能和極性分量；以及極性百分比可使用聚合物領域中常規(guī)且眾所周知的一種或一種以上標準測試或分析來測定。一種方法是基于歐文斯-溫特-拉貝爾-卡貝爾模型(Owens-Wendt-Rabel-Kaebel model),其中熱塑性聚合物的接觸角是使用多種已知極性的不同液體測定。歐文斯-溫特-拉貝爾-卡貝爾方程可書寫成線性方程的形式，其中y是基于所觀測的每一不同液體與聚合物的接觸角(Θ)計算，并且X是基于每一不同液體的總表面能(ο。的已知極性(O;)和分散分量計算?？蓪牟煌后w得到的數(shù)據(jù)點(x，y)作圖，并且隨后可使用所述圖的線性回歸來測定斜率(m)和y截距(b)。隨后，可使用所計算的斜率和y截距來計算極性熱塑性聚合物的總表面能(σ ST，其中。ST = σ /+。SD)的極性(。/)和分散(。SD)分量。呈線性方程形式的歐文斯-溫特-拉貝爾-卡貝爾方程:

權利要求
1.一種制造硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體的方法，其包含: 提供第一模具部件和第二模具部件，所述第一模具部件包含經(jīng)配置以模制隱形眼鏡的前表面的凹面模制表面，并且所述第二模具部件包含經(jīng)配置以模制隱形眼鏡的后表面的凸面模制表面，所述第一模具部件和所述第二模具部件經(jīng)配置以在組合成為模具組合件時在其間形成鏡片成型腔，所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者的所述模制表面包含熱塑性聚合物，所述模制表面具有3 %到20 %的極性百分比和約25mN/m到約40mN/m的表面能； 將可聚合組合物放入所述第一模具部件中，所述可聚合組合物包含a)至少一種含硅單體和b)至少一種親水性單體,所述可聚合組合物具有約20mN/m到約25mN/m的表面張力，并且所述可聚合組合物的表面張力減去所述模制表面的表面能的表面能差值小于或等于零(O)； 通過將所述第二模具部件與所述第一模具部件接觸放置來組裝所述模具組合件，由此在其間形成鏡片成型腔，其中所述可聚合組合物被容納于所述模具組合件的所述鏡片成型腔中；以及 使所述可聚合組合物在所述模具組合件中固化以在所述模具組合件的所述鏡片成型腔中形成澆注模制的聚合反應產(chǎn)物，所述聚合反應產(chǎn)物包含硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者的所述模制表面包含熱塑性聚合物與添加劑的混合物。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中由所述熱塑性聚合物與所述添加劑的混合物形成的所述模制表面具有比在相同條件下但僅具有所述熱塑性聚合物形成的模制表面高至少1%的極性百分比，以及比在相同條件下但僅具有所述熱塑性聚合物形成的模制表面低至少lmN/m的表面能。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述添加劑包含非離子型表面活性劑、脂肪酸酰胺，或硅酮油形式，或其任何組合。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述添加劑包含脂肪酸酰胺。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述添加劑包含非離子型表面活性劑。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述非離子型表面活性劑是具有包括至少8個碳長的直鏈烴部分的結構的非離子型表面活性劑。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述熱塑性聚合物包含聚丙烯形式。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述熱塑性聚合物包含環(huán)狀烯烴聚合物。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述熱塑性聚合物包含聚對苯二甲酸丁二酯PBT，包含所述熱塑性聚合物模制表面的所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者是通過射出模制形成，并且用于形成所述模具部件的模具工具在所述射出模制期間維持在約30°C到約70°C的溫度。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述模制表面的極性百分比為約3%到約17%。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述可聚合組合物的極性百分比為約2%到約10%。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述可聚合組合物的極性百分比減去所述模制表面的極性百分比的極性差值為約+6到約-6。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述可聚合組合物以及所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者的所述模制表面具有大于或等于約10mN/m的鋪展系數(shù)。
15.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述鏡片主體具有眼科學上可接受的可潤濕前和后表面，未對所述鏡片主體施加表面處理，或在所述鏡片主體中不存在聚合物潤濕劑的互穿網(wǎng)絡IPN。
16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中方法進一步包含使用干式脫模方法分離所述模具組合件的步驟，所述干式脫模方法不涉及將液體施加于包含所述鏡片主體的所述模具組合件；以及使用干式脫鏡片方法使所述鏡片主體脫鏡片的步驟，所述干式脫鏡片方法不涉及將液體施加于所述鏡片主體。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述可聚合組合物中的所述親水性單體包含具有N-乙烯基的親水性單體。
18.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述a)至少一種含硅單體包含具有第一競聚率的含硅單體，并且所述b)至少一種親水性單體包含具有第二競聚率的親水性單體，且所述第二競聚率小于所述第一競聚率。
19.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述模制表面與所述聚合鏡片主體之間的平均粘附能為約45mJ/m2到約60mJ/m2。
20.一種硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體，其包含: 包含可聚合組合物的反應產(chǎn)物的澆注模制的聚合鏡片主體，所述可聚合組合物包含a)至少一種含娃單體和b)至少一種親水性單體，所述可聚合組合物具有約20mN/m到約25mN/m的表面張力；其中所述鏡片主體是在模具組合件中澆注模制，所述模具組合件包含第一模具部件和第二模具部件，所述第一模具部件和所述第二模具部件中至少一者具有熱塑性聚合物模制表面，所述模制表面具有3%到20%的極性和約25mN/m到約40mN/m的表面能，其中所述可聚合組合物的表面張力與所述模制表面的表面能之間的表面能差值小于或等于零(O);并且所述鏡片主體具有眼科學 上可接受的可潤濕前和后表面，未對所述鏡片主體施加表面處理，或在所述鏡片主體中不存在聚合物潤濕劑的互穿網(wǎng)絡IPN。
全文摘要
本發(fā)明描述使用眼科鏡片模具澆注模制表面張力為約20mN/m到約25mN/m的可聚合組合物來制造隱形眼鏡的方法，所述眼科鏡片模具具有包含熱塑性聚合物的模制表面，所述模制表面具有3％到20％的極性百分比和約25mN/m到約40mN/m的表面能，其中所述可聚合組合物的表面張力減去所述模制表面的表面能的表面能差值小于或等于零(0)；以及由此制造的硅酮水凝膠隱形眼鏡鏡片主體。
文檔編號B29D11/00GK103189190SQ201180036231
公開日2013年7月3日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權日2010年7月30日
發(fā)明者A·K·M·謝哈布·西迪基, 大衛(wèi)·羅伯特·默斯利, 薩拉·L·阿爾蒙德, 理查德·C·羅杰斯, 伊恩·布魯斯, 李·達倫·諾里斯, 艾德塔·S·比亞萊克, 本杰明·S·希爾德 申請人:庫柏維景國際控股公司