專利名稱：鑄塑成型隱形眼鏡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄塑成型隱形眼鏡的改進(jìn)方法。特別地，本發(fā)明涉及鑄塑成型隱形眼鏡的改進(jìn)方法，其包括由丙烯與乙烯的共聚物注射成型至少一個(gè)部件。
背景技術(shù)：
隱形眼鏡優(yōu)選通過所謂模塑或全模法大量經(jīng)濟(jì)地制造。用于制造隱形眼鏡的透鏡模具對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員而言是公知的，例如使用鑄塑成型或旋涂法。例如，模具(對(duì)于全鑄塑成型)通常包括至少兩個(gè)模具部件(或部分)或半模，即第一半模和第二半模。第一半模定義為第一成型(或光學(xué))表面和第二半模定義為第二成型(或光學(xué))表面。第一半模和第二半模成形以彼此接受，使得在第一成型表面和第二成型表面之間形成透鏡成形模腔。半模的成型表面是模具的形成模腔的表面，且直接與流體可聚合組合物接觸。用于鑄塑成型隱形眼鏡的最常用模具材料是聚丙烯或聚乙烯。然而，各種問題與所述材料的注射成型相關(guān)。例如，許多級(jí)別的聚丙烯顯示差的可加工性；其它盡管具有優(yōu)異的可加工性，但是由于表面變形等而導(dǎo)致不令人滿意的模具。幾個(gè)專利或?qū)＠暾?qǐng)公布描述了識(shí)別或改進(jìn)聚丙烯性能以改善模具質(zhì)量的方法。US 5843346公開了靜態(tài)鑄塑成型隱形眼鏡的改進(jìn)方法。所述改進(jìn)包括由熔體流動(dòng)速率為至少約21克/10分鐘的熱塑性聚烯烴樹脂注射成型至少一個(gè)模具部件。US 2006/0051454A1也公開了靜態(tài)鑄塑成型隱形眼鏡的改進(jìn)方法。所述改進(jìn)包括由熔體流動(dòng)速率小于21克/10分鐘的基于齊格勒-納塔催化劑的聚烯烴注射成型至少一個(gè)模具部件。US65^631公開陽模和陰模中的至少一個(gè)由金屬茂催化的熱塑性聚烯烴樹脂注射成型。然而，在本領(lǐng)域仍需要一種用由聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物形成的模具鑄塑成型隱形眼鏡的改進(jìn)方法以提供質(zhì)量一貫優(yōu)越的模塑透鏡。發(fā)明概述本發(fā)明提供一種鑄塑成型隱形眼鏡的方法，包括如下步驟將透鏡成形材料引入模具中，其中模具包括陽模和陰模，其中使陽模和陰模成形以彼此接受而形成透鏡成形模腔，其中陽模和陰模中的至少一個(gè)由丙烯與乙烯的共聚物注射成型，其中所述共聚物包含約0. 1-2. 0重量％乙烯和具有約950-1400MPa的彎曲模量；在透鏡成形模腔中將透鏡成形材料固化以形成隱形眼鏡。發(fā)明詳述現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明實(shí)施方案。對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變化。例如作為一個(gè)實(shí)施方案的一部分所闡述或描述的特征可用于另一個(gè)實(shí)施方案以產(chǎn)生更進(jìn)一步的實(shí)施方案。因此，本發(fā)明意欲涵蓋所附權(quán)利要求項(xiàng)及其等價(jià)項(xiàng)范圍內(nèi)的這類修改和變化。本發(fā)明的其它目的、特征和方面在以下詳細(xì)描述中公開或由以下詳細(xì)描述而顯而易見。本領(lǐng)域普通熟練技術(shù)人員應(yīng)能理解目前所討論的僅僅是對(duì)示例性實(shí)施方案的描述，并不意欲限制本發(fā)明的更寬方面。除非另作定義，本文使用的所有科技術(shù)語都具有如本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通熟練技術(shù)人員通常理解的相同意思。通常，本文使用的命名法和實(shí)驗(yàn)室程序是眾所周知的且通常在現(xiàn)有技術(shù)中使用。這些程序使用常規(guī)方法，例如在現(xiàn)有技術(shù)和各種一般參考文獻(xiàn)中提供的那些方法。在術(shù)語以單數(shù)形式提供時(shí)，發(fā)明者也考慮該術(shù)語的復(fù)數(shù)。本文使用的命名法和以下所述的實(shí)驗(yàn)室程序是眾所周知的且通常在現(xiàn)有技術(shù)中使用。當(dāng)在整個(gè)公開中使用時(shí)， 除非另作說明，以下術(shù)語應(yīng)理解為具有下述意思。術(shù)語“隱形眼鏡”在本文中廣義使用，且意欲包括用于矯正視力、診斷、標(biāo)本采集、 給藥、傷口愈合、化妝品外觀(如眼睛的顏色修改)或其他眼科應(yīng)用的在眼睛上或眼部附近使用的任何硬或軟透鏡。術(shù)語“水凝膠材料”是指當(dāng)它完全水合時(shí)可吸收至少10重量％水的聚合物材料。 通常，水凝膠材料通過至少一種親水單體在額外單體和/或大分子單體存在下或不存在下聚合或共聚獲得。示例性水凝膠包括但不限于聚乙烯醇(PVA)、改性的聚乙烯醇(例如作為 nelfilcon A)、聚甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl ethacrylate)、聚乙烯基吡咯烷酮、具有聚羧酸的PVA(例如carbopol)、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、含聚硅氧烷的水凝膠、聚氨酯、聚脲等。水凝膠可以根據(jù)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何方法制備。“HEMA基水凝膠”是指通過包含甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)的可聚合組合物共聚獲得的水凝膠?！熬酃柩跬樗z”是指通過包含至少一種含聚硅氧烷單體、至少一種含聚硅氧烷大分子單體或至少一種合聚硅氧烷預(yù)聚物的可聚合組合物共聚獲得的水凝膠。“透鏡成形材料”是指可以光或熱聚合和/或交聯(lián)以形成隱形眼鏡的材料。“模具”是指可用于由未固化配制劑形成透鏡的硬物體。優(yōu)選的模具是上述的兩部分模具，其中陽?；?和陰模之一由聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物制得。制備本發(fā)明模具的優(yōu)選方法是使用已知技術(shù)的注射成型法，但是模具可通過其它車削、金剛石車削或激光切割技術(shù)制造。術(shù)語“丙烯聚合物”和“聚丙烯”可替換使用，且通常是指丙烯均聚物，包括基于齊格勒-納塔催化的聚丙烯和金屬茂催化的聚丙烯以及所述材料的所有幾何構(gòu)型。這些構(gòu)型包括但不限于等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)對(duì)稱性。術(shù)語“原始聚丙烯”是指在通過可控流變方法之前的初始聚丙烯。術(shù)語“控制流變性聚丙烯”是指由原始聚丙烯通過可控流變方法得到且性能不同于原始聚丙烯的聚丙烯?？梢允褂萌魏我阎蚝线m的可控流變方法，例如如美國專利 3，940，379,4, 951，589,5, 530，073 和 6，599，985 中所述。作為舉例，可控流變方法可以如下進(jìn)行?？梢詫⒕郾渲o機(jī)或有機(jī)過氧化物加入混合區(qū)。通過將惰性氣體供入混合區(qū)而將惰性氣體(如氮?dú)?、氬氣?保護(hù)層維持在所述區(qū)中。借助攪拌器、攪棒、葉片等在混合區(qū)中將過氧化物與聚丙烯樹脂均勻混合。盡管不嚴(yán)格認(rèn)為必須將混合區(qū)保持在惰性保護(hù)層下，但是出于安全的原因，認(rèn)為使用惰性氣體是優(yōu)選的。需要的話，聚丙烯和過氧化物的混合可以在擠出操作過程中通過組分的混合來進(jìn)行。在本發(fā)明方法中可以使用任何無機(jī)或有機(jī)過氧化物。適合使用的示例性過氧化物為過氧化氫、過氧化二枯基、過氧異丙基碳酸叔丁酯、過氧化二叔丁基、過氧化對(duì)氯苯甲酰、 二過氧化二苯甲酰、過氧化叔丁基枯基、過氧化叔丁基羥乙基、過氧化二叔戊基、2，5_ 二甲基己烯-2，5-二過異壬酯等。過氧化物可以以丙烯樹脂的約0.01-0. 1重量％的量與丙烯樹脂混合。然后可以將所得過氧化物/聚丙烯混合物供入如擠出機(jī)提供的高剪切區(qū)的進(jìn)料斗中。當(dāng)熔體通過擠出機(jī)到達(dá)位于擠出機(jī)末端的成型裝置或模具時(shí)，通過借助與擠出機(jī)相連的加熱裝置將樹脂混合物加熱到熔融狀態(tài)并在擠出機(jī)螺桿與擠出機(jī)筒的內(nèi)壁之間的環(huán)形區(qū)中處理熔體而在擠出機(jī)中保持高剪切條件。擠出機(jī)的熱機(jī)械作用在約150-300°C的溫度下進(jìn)行。控制流變性聚丙烯表現(xiàn)出比原始聚丙烯較窄的分子量分布、較高的熔體流動(dòng)速率、較低的粘度、較低的彈性特征。用于鑄塑成型隱形眼鏡的示例性控制流變性聚丙烯模具通常描述于Norris M. Tollefson在2007年12月20提交的共同美國專利申請(qǐng)系列號(hào) 61/008,417中，在此將其全部?jī)?nèi)容作為參考引入。本文使用的術(shù)語“熔體流動(dòng)速率”是熱塑性聚合物熔體流動(dòng)難易程度的一種度量。 其定義為對(duì)于可選擇的規(guī)定溫度通過規(guī)定的可選擇重量施加的壓力，在10分鐘內(nèi)流過特定直徑和長(zhǎng)度的毛細(xì)管的以克計(jì)的聚合物重量。該方法在ASTM D1238中給出。熔體流動(dòng)速率是分子量的間接度量，高熔體流動(dòng)速率對(duì)應(yīng)于低分子量。同時(shí)，熔體流動(dòng)速率是熔融材料在壓力下流動(dòng)能力的度量。本文使用的術(shù)語“彎曲模量”是材料剛度的度量，且根據(jù)ASTM D-790測(cè)量。本文使用的術(shù)語“模具扭曲或圓筒(cylinder)”是指模具的變形。前曲透鏡模具 (陰模)和后曲透鏡模具(陽模)的曲率半徑共同確定了隱形眼鏡的矯正放大率。通過測(cè)定與孔(gate)(用于注射成型透鏡模具的聚丙烯來源)對(duì)齊方向上的曲率半徑以及垂直于孔的曲率半徑來確定模具各片的扭曲。慣例認(rèn)為相對(duì)于孔90°方向的曲率半徑減去0°方向的曲率半徑定義為扭曲(或圓筒)。對(duì)于12點(diǎn)鐘的孔，在12點(diǎn)鐘和6點(diǎn)鐘之間測(cè)量與孔對(duì)齊的曲率半徑，在3點(diǎn)鐘和9點(diǎn)鐘之間測(cè)量與孔垂直的曲率半徑。兩種常用技術(shù)涉及干涉分析法和光學(xué)/目測(cè)檢查。使用激光反射，光學(xué)檢測(cè)更易于自動(dòng)測(cè)量。用于自動(dòng)目測(cè)檢查的激光反射用于測(cè)量聚丙烯透鏡模具中的曲率半徑?！安粓A度”被定義為定義模具透鏡邊緣特征的直徑的切弦長(zhǎng)度之間的最大差。通常，最大直徑位于通過孔的12點(diǎn)鐘和6點(diǎn)鐘子午線中，而最小直徑通過3點(diǎn)鐘和9點(diǎn)鐘子午線垂直于孔。它通常用非接觸光學(xué)儀器如工具顯微鏡或視頻計(jì)量系統(tǒng)，特別是光學(xué)量具產(chǎn)品Avant 200測(cè)量?！皥A筒”和“不圓度”描述相同的缺陷，但是在隱形眼鏡模具的不同具體區(qū)域“圓筒”在三維曲率半徑中和“不圓度”在定義透鏡邊緣的直徑中。本發(fā)明部分基于如下發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用丙烯與乙烯的共聚物作為模具材料時(shí)，相較于丙烯均聚物，可以減小模具扭曲。新發(fā)現(xiàn)當(dāng)乙烯含量高于2. 0 %時(shí)，不能減小模具扭曲。本發(fā)明進(jìn)一步部分基于如下發(fā)現(xiàn)在上段設(shè)定的限度內(nèi)，彎曲模量低于HOOMPa 的共聚物可以獲得較小的模具扭曲。然而，當(dāng)彎曲模量低于950MPa時(shí)，沒有觀察到模具扭曲的減小。本發(fā)明還進(jìn)一步部分基于如下發(fā)現(xiàn)在上述兩段設(shè)定的限度內(nèi)，向聚丙烯共聚物中加入成核劑可以獲得較小的模具扭曲。雖然發(fā)明者不希望受限于任何特定理論，相信丙烯與乙烯的共聚物比丙烯均聚物更柔韌。柔韌模具可以補(bǔ)償注射成型過程中的體積收縮。所有這些因素都對(duì)減小模具扭曲
5做出貢獻(xiàn)。然而，當(dāng)共聚物中的乙烯含量高于2%時(shí)，共聚物的彎曲模量迅速降低，且共聚物變得太柔軟而不能保持模具形狀和導(dǎo)致模具扭曲增加。本發(fā)明提供一種鑄塑成型隱形眼鏡的方法，包括如下步驟將透鏡成形材料引入模具中，其中模具包括陽模和陰模，其中使陽模和陰模成形以彼此接受而形成透鏡成形模腔，其中陽模和陰模中的至少一個(gè)由丙烯與乙烯的共聚物注射成型，其中所述共聚物包含約0. 1-2. 0重量％乙烯和具有約950-1400MPa的彎曲模量；在透鏡成形模腔中將透鏡成形材料固化以形成隱形眼鏡。根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明中可以使用本領(lǐng)域已知的任何透鏡成形材料。優(yōu)選的透鏡成形材料能夠形成水凝膠。透鏡成形材料可以由乙烯基單體如HEMA(甲基丙烯酸羥乙酯) 構(gòu)成或可以包含一種或多種預(yù)聚物，任選一種或多種乙烯基單體和/或大分子單體，且任選進(jìn)一步包含各種組分，如光引發(fā)劑、可見性著色劑、填料等。應(yīng)該理解的是在本發(fā)明中可以使用任何含聚硅氧烷的預(yù)聚物或任何不合聚硅氧烷的預(yù)聚物。雖然透鏡成形材料的選擇主要取決于成品隱形眼鏡的最終使用情況，但是目前優(yōu)選的透鏡材料為HEMA基水凝膠或聚硅氧烷水凝膠。優(yōu)選的透鏡成形材料的實(shí)例包括至少一種含聚硅氧烷的單體，至少一種含聚硅氧烷的大分子單體，或至少一種含聚硅氧烷的預(yù)聚物，并描述于美國專利No. 5，760，100、 6，951，894中，在此將其全部?jī)?nèi)容作為參考引入。優(yōu)選的透鏡成形聚合物的實(shí)例包括乙烯基單體如HEMA(甲基丙烯酸羥乙酯)，且描述于美國專利No. 4，405，773 (Loshaek等)、4，668，240 (Loshaek等)中，在此將其全部?jī)?nèi)容作為參考引入。根據(jù)本發(fā)明，可以使用任何常規(guī)制造方法，例如其中包含所需量乙烯的丙烯-乙烯氣體混合物在一定條件下經(jīng)歷聚合反應(yīng)的方法，其中兩種氣體的混合比在聚合反應(yīng)過程中連續(xù)或間歇變化的方法，或其中改變反應(yīng)壓力的反應(yīng)溫度以控制乙烯轉(zhuǎn)化率的方法。丙烯與乙烯的共聚物可以通過物理混合丙烯和乙烯制得。根據(jù)本發(fā)明，丙烯與乙烯的共聚物具有0. 1-2重量％，優(yōu)選0.2-1重量％，進(jìn)一步更優(yōu)選0. 3-0. 8重量％的乙烯含量。根據(jù)本發(fā)明，丙烯與乙烯的共聚物具有約950_1400MPa，更優(yōu)選1100_1350MPa，進(jìn)一步更優(yōu)選1250-1300MPa的彎曲模量。市購聚丙烯均聚物和丙烯與乙烯無規(guī)共聚物的實(shí)例在下表中提供。
權(quán)利要求
1.一種鑄塑成型隱形眼鏡的方法，包括如下步驟將透鏡成形材料引入模具中，其中模具包括陽模和陰模，其中使陽模和陰模成形以彼此接受而形成透鏡成形模腔，其中陽模和陰模中的至少一個(gè)由丙烯與乙烯的共聚物注射成型，其中所述共聚物包含約0. 1-2. 0重量％乙烯和具有約950-1400MPa的彎曲模量； 在透鏡成形模腔中將透鏡成形材料固化以形成隱形眼鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述共聚物包含約0.2-1. 2重量％乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述共聚物包含約0.3-0. 8重量％乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述共聚物具有約1100-1350MPa的彎曲模量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述共聚物具有約1250-1320MPa的彎曲模量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中陽模和陰模均由丙烯與乙烯的共聚物注射成型制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中陰模由丙烯與乙烯的共聚物注射成型制得。
全文摘要
一種鑄塑成型隱形眼鏡的改進(jìn)方法，其中在陽模和陰模的成型表面之間形成的透鏡成形模腔中將透鏡成形混合物固化，其中所述改進(jìn)包括所述陽模和陰模中的至少一個(gè)由丙烯與乙烯的共聚物注射成型。
文檔編號(hào)B29C33/40GK102159371SQ200980136953
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者A·W·劉, D·R·科斯曼, N·M·托爾福森 申請(qǐng)人:諾瓦提斯公司