专利名称：眼科镜片模具、其中模制的眼科镜片及相关方法
技术领域：
本申请案根据35U.S.C.§ 119(e)主张之前于2010年7月30日申请的美国临时专利申请案第61/369，111号的权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。本发明涉及眼科镜片模具、使用这些极性模具浇注模制的眼科镜片以及相关方法。
背景技术：
在制造眼科镜片(例如隐形眼镜)的浇注模制方法中，反应混合物或可聚合镜片前体组合物在镜片成型腔中固化，所述镜片成型腔是由具有凹透镜形成表面的第一模具部件和具有凸透镜形成表·面的第二模具部件(或分别称为阴模和阳模部件)界定。这些模具部件通常是通过将热塑性聚合物射出模制于模具成型腔中来制造。用于制造眼科镜片模具的热塑性聚合物的实例包括非极性热塑性聚合物，例如聚丙烯、聚苯乙烯和聚乙烯；以及极性热塑性聚合物，例如乙烯-乙烯醇聚合物和聚乙烯醇聚合物。当浇注模制隐形眼镜时，在将可聚合组合物放入第一模具部件中后，将第一和第二模具部件放在一起或耦接在一起，以形成在其间具有镜片成型腔的镜片组合件。随后使模具组合件固化以使可聚合组合物聚合，从而在模具组合件的镜片成型腔中形成聚合的镜片主体。多年来，已经使用了许多不同类型的热塑性聚合物材料(包括极性和非极性热塑性聚合物)，使用各种类型的可聚合组合物并且使用各种镜片制造工艺(包括旋转浇注、车床加工(lathing)和烧注模制)来制造眼科镜片。当使用由例如聚丙烯或聚苯乙烯等非极性热塑性聚合物制造的隐形眼镜模具来浇注模制硅酮水凝胶隐形眼镜时，已知通常需要采取额外措施来使镜片表面具有眼科学上可接受的润湿性。举例来说，可以对镜片表面施加例如等离子体处理等表面处理作为制造工艺的一部分。或者，可以将聚合物互穿网络润湿剂并入镜片主体中作为制造工艺的一部分，以使镜片主体具有眼科学上可接受的润湿性。近来，已经发现，在由高极性热塑性聚合物制造的模具中浇注模制硅酮水凝胶隐形眼镜可产生具有眼科学上可接受的可润湿表面的镜片，所述热塑性聚合物为例如乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物，例如S0ARLITE S (从日本大阪(Osaka，Japan)的日本合成化学工业有限公司(Nippon Gohsei, Ltd.)得到的极性百分比为约10%到约12%的EVOH共聚物极性树脂)。此前，当使用非极性热塑性聚合物进行模制时，必需施加表面处理，例如等离子体处理，或者在硅酮水凝胶隐形眼镜中包括聚合物润湿剂的互穿网络以使镜片表面在进行水合作用时具有眼科学上可接受的润湿性。使用包含这些高极性热塑性聚合物(即，平均极性大于或等于9%，例如大于或等于10%、大于或等于12%、大于或等于15%等的热塑性聚合物)的隐形眼镜模具使得有可能制造出可润湿的硅酮水凝胶隐形眼镜，而无表面处理，或在镜片主体中不具有聚合物润湿剂的互穿网络。然而，这些高极性热塑性聚合物(例如EV0H)是昂贵的材料，其会不利地影响制造成本。与理想的情形相比，由EVOH制造的模具通常较硬并且较脆，这会不利地影响镜片产率。另外，归因于在EVOH模具与硅酮水凝胶之间常见的高粘附水平，硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体(contactlens body)在包含EVOH的模具部件构成的模具组合件中固化后，分离模具组合件的两个模具部件的模具组合件分离通常需要“湿式”脱模工艺，即，涉及将液体施加于含有聚合的镜片主体的模具组合件以使两个模具部件分离，从而存留镜片主体保持接触两个模具部件中的一者且仅一者的脱模工艺。相信在EVOH模具与硅酮水凝胶之间所观测到的高粘附水平至少部分归因于以下事实:EV0H是一种弹性体热塑性物质。此外，在湿式脱模后，可能需要将硅酮水凝胶镜片主体在“湿式”脱镜片(delensing)工艺期间暴露于额外量的液体，以便将镜片主体从在脱模步骤后其保持接触的一个保留的EVOH模具部件释放。另外，硅酮水凝胶隐形眼镜常常需要使用基于有机溶剂的洗涤工艺来使镜片具有眼科学上可接受的润湿性，由此使材料、设备和制造成本进一步增加。美国专利公开案第2008/0290534号描述了当镜片主体在水溶液水合作用期间从模具释放时(即，当镜片进行湿式脱镜片时)使用表面能小于30mN/m的模具的合意性，并且教示优选使用表面能高于所述模具的表面能的单体或固化镜片(由此使单体或固化镜片的表面能-模具元件表面能的表面能差值大于O)。此申请案揭示了包含单独热塑性聚合物或热塑性聚合物与添加剂的混合物的隐形眼镜模具，其中所述模具具有0%到1.9%的极性百分比和小于28mN/m到43mN/m的总表面能。鉴于上述，可以理解，需要存在具有极性模制表面的新颖隐形眼镜模具，所述隐形眼镜模具可用于浇注模制硅酮水凝胶眼科镜片，特别是当使用具有相对较低表面张力(例如，小于模制表面的表面能的表面张力)的可聚合组合物时；使用这些模具和可聚合组合物浇注模制的新颖硅酮水凝胶眼科镜片；和相关制造方法，所述制造方法使用不太昂贵、更符合工艺的模制材料，特别是可用于使由这些可聚合组合物形成的浇注模制的硅酮水凝胶镜片主体干式脱模和干式脱镜片，或可由这些可聚合组合物制造具有眼科学上可接受的可润湿表面的硅酮水凝胶镜片主体的模具，未对镜片主体施加表面处理或在可聚合组合物或镜片主体中不存在聚合物润湿剂的互穿网络(IPN)。本说明书中引用的所有出版物，包括专利、公开的专利申请案、科技或商业性出版物等，都以全文引用的方式并入本文中。
发明内容
本发明是针对一种制造眼科镜片的方法。在一个实例中，所述方法是一种制造硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体的方法，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经配置以模制隐形眼镜的前表面的凹面模制表面，并且所述第二模具部件包含经配置以模制隐形眼镜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经配置以在组合成为模具组合件时在其间形成镜片成型腔，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热塑性聚合物，所述模制表面具有3%到20%的极性百分比和约25mN/m到约40mN/m的总表面能；将可聚合组合物放入所述第一模具部件中，所述可聚合组合物包含a)至少一种含硅单体和b)至少一种亲水性单体，所述可聚合组合物具有约20mN/m到约25mN/m的表面张力，并且所述可聚合组合物的表面张力减去所述模制表面的表面能的表面能差值小于或等于零(O);通过将所述第二模具部件与所述第一模具部件接触放置来组装所述模具组合件，由此在其间形成镜片成型腔，其中所述可聚合组合物被容纳于所述模具组合件的所述镜片成型腔中；以及使所述可聚合组合物在所述模具组合件中固化以在所述模具组合件的所述镜片成型腔中形成浇注模制的聚合反应产物，所述聚合反应产物包含硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体。本发明还针对一种硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体，所述镜片主体包含包括可聚合组合物的反应产物的浇注模制的聚合镜片主体，所述可聚合组合物包含a)至少一种含硅单体和b)至少一种亲水性单体,所述可聚合组合物具有约20mN/m到约25mN/m的表面张力；其中所述镜片主体在模具组合件中浇注模制，所述模具组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热塑性聚合物模制表面，所述模制表面具有约25mN/m到约40mN/m的表面能，并且所述可聚合组合物的表面张力与所述模制表面的表面能之间的表面能差值小于或等于零(O);并且所述镜片主体具有眼科学上可接受的可润湿前和后表面，未对所述镜片主体施加表面处理，或在所述镜片主体中不存在聚合物润湿剂的互穿网络(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为约26mN/m 到约 35mN/m,或约 27mN/m 到约 33mN/m,或大于 30mN/m。所述可聚合组合物的表面张力可为约2 lmN/m到约27mN/m，或约22mN/m到约25mN/m,或小于 25mN/m。在一个实例中，所述模制表面的表面能可大于30mN/m，并且所述可聚合组合物的表面张力可小于25mN/m。在另一实例中，所述模制表面的表面能可为约26mN/m到约33mN/m,并且所述可聚合组合物的表面张力可为约21mN/m到约25mN/m。在一个实例中，所述可聚合组合物的表面张力减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。所述热塑性聚合物可包含聚丙烯。所述热塑性聚合物可包含环状烯烃均聚物或环状烯烃共聚物。所述热塑性聚合物可包含聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，基本上由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)组成或由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)组成。包含热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过射出模制形成。在一个实例中，用于形成模具部件的模具工具在射出模制期间可维持在约30°C到约70°C的温度。在一个实例中，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热塑性聚合物与添加剂的混合物。由热塑性聚合物与添加剂的混合物形成的模制表面可具有比在相同条件下但仅具有热塑性聚合物形成的模制表面高至少3个百分点，或至少5个百分点，或至少7个百分点的极性百分比，以及比在相同条件下但仅具有热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。当存在时，模制表面中热塑性聚合物的添加剂可包含非离子型表面活性剂、脂肪酸酰胺或硅酮油形式，或其任何组合。所述添加剂可包含脂肪酸酰胺、基本上由脂肪酸酰胺组成或由脂肪酸酰胺组成。所述脂肪酸酰胺可包含伯酰胺，或仲酰胺，或仲双酰胺，或其任何组合。所述添加剂可包含非离子型表面活性剂。所述非离子型表面活性剂可为具有包括至少8个碳长的直链烃部分的结构的非离子型表面活性剂。所述非离子型表面活性剂可包含下述、基本上由以下组成或由以下组成:脱水山梨糖醇油酸酯，或聚氧乙烯(80)脱水山梨糖醇单油酸酯，或其任何组合。模制表面的极性百分比可为3 %到17 %，或3 %到15 %，或5 %到12 %，或3 %到7%。在一个实例中，第一模具部件的模制表面的极性百分比与第二模具部件的模制表面的极性百分比可相同。可聚合组合物的极性百分比可为约2%到约10%，或约3%到约9%，或约5%到约8%。可聚合组合物的极性减去模制表面的极性的极性差值为约+6到约-6，或约+4到约_4，或约+2到约-2。模制表面和可聚合组合物的铺展系数可大于或等于约10mN/m，或大于或等于约13mN/m。所述方法可进一步包含使用干式脱模方法分离模具组合件的步骤，所述干式脱模方法不涉及将液体施加于包含镜片主体的模具组合件；以及使用干式脱镜片方法使镜片主体脱镜片的步骤，所述干式脱镜片方法不涉及将液体施加于镜片主体。可聚合组合物中的亲水性单体可包含具有N-乙烯基的亲水性单体，基本上由具有N-乙烯基的亲水性单体组成或由具有N-乙烯基的亲水性单体组成。亲水性单体可包含具有N-乙烯基的亲水性酰胺单体，基本上由具有N-乙烯基的亲水性酰胺单体组成或由具有N-乙烯基的亲水性酰胺单体组成。可聚合组合物中的至少一种含硅单体可包含具有第一竞聚率的含硅单体、基本上由具有第一竞聚率的含硅单体组成或由具有第一竞聚率的含硅单体组成，并且b)至少一种亲水性单体可包含具有第二竞聚率的亲水性单体，且所述第二竞聚率小于所述第一竞聚率。第二竞聚率可比第一竞聚率低至少5%或至少10%。模制表面与聚合的镜片主体之间的平均粘附能可为约45mJ/m2到约60mJ/m2，或约50mJ/m2 到约 55mJ/m2。当完全水合时，镜片的接触角可小于或等于约120°，小于或等于约90°，小于或等于约80°，小于或等于约60°，小于或等于约50°，小于或等于约40°，小于或等于约30。,或为约10°到约30°。在一个实例中，接触角可使用静滴法(sessile drop method)测量。前述或下述任何和所有方面/实施例/特征以及权利要求、句子或段落中陈述的所述方面/实施例/特征的组合都包括在本申请案的范围内，只要呈任何所述次序的任何所述组合中的方面/实施例/特征不会相互不一致即可。此外，任一方面/实施例/特征或者方面/实施例/特征的组合可特定地从本发明任何实例中排除。
图1是说明用于制造眼科镜片的方法的步骤的流程图。图2是说明图1方法的某些输入和输出的流程图，包括可聚合组合物、未接触液体的聚合的镜片主体、水合的镜片主体和包装的眼科镜片。
具体实施例方式如本文所用，“表面能”应理解为指总表面能，并且“表面张力”应理解为指总表面张力。总表面能是一种固体的分散表面能和极性表面能的总和。类似地，总表面张力是一种液体的分散表面张力和极性表面张力的总和。热塑性聚合物的总表面能；总表面能的分散分量表面能和极性分量；以及极性百分比可使用聚合物领域中常规且众所周知的一种或一种以上标准测试或分析来测定。一种方法是基于欧文斯-温特-拉贝尔-卡贝尔模型(Owens-Wendt-Rabel-Kaebel model),其中热塑性聚合物的接触角是使用多种已知极性的不同液体测定。欧文斯-温特-拉贝尔-卡贝尔方程可书写成线性方程的形式，其中y是基于所观测的每一不同液体与聚合物的接触角(Θ)计算，并且X是基于每一不同液体的总表面能(ο。的已知极性(O;)和分散分量计算。可对从不同液体得到的数据点(x，y)作图，并且随后可使用所述图的线性回归来测定斜率(m)和y截距(b)。随后，可使用所计算的斜率和y截距来计算极性热塑性聚合物的总表面能(σ ST，其中。ST = σ /+。SD)的极性(。/)和分散(。SD)分量。呈线性方程形式的欧文斯-温特-拉贝尔-卡贝尔方程:
权利要求
1.一种制造硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体的方法，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经配置以模制隐形眼镜的前表面的凹面模制表面，并且所述第二模具部件包含经配置以模制隐形眼镜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经配置以在组合成为模具组合件时在其间形成镜片成型腔，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热塑性聚合物，所述模制表面具有3 %到20 %的极性百分比和约25mN/m到约40mN/m的表面能； 将可聚合组合物放入所述第一模具部件中，所述可聚合组合物包含a)至少一种含硅单体和b)至少一种亲水性单体,所述可聚合组合物具有约20mN/m到约25mN/m的表面张力，并且所述可聚合组合物的表面张力减去所述模制表面的表面能的表面能差值小于或等于零(O)； 通过将所述第二模具部件与所述第一模具部件接触放置来组装所述模具组合件，由此在其间形成镜片成型腔，其中所述可聚合组合物被容纳于所述模具组合件的所述镜片成型腔中；以及 使所述可聚合组合物在所述模具组合件中固化以在所述模具组合件的所述镜片成型腔中形成浇注模制的聚合反应产物，所述聚合反应产物包含硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体。
2.根据权利要求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热塑性聚合物与添加剂的混合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中由所述热塑性聚合物与所述添加剂的混合物形成的所述模制表面具有比在相同条件下但仅具有所述热塑性聚合物形成的模制表面高至少1%的极性百分比，以及比在相同条件下但仅具有所述热塑性聚合物形成的模制表面低至少lmN/m的表面能。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述添加剂包含非离子型表面活性剂、脂肪酸酰胺，或硅酮油形式，或其任何组合。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述添加剂包含脂肪酸酰胺。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述添加剂包含非离子型表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述非离子型表面活性剂是具有包括至少8个碳长的直链烃部分的结构的非离子型表面活性剂。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性聚合物包含聚丙烯形式。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性聚合物包含环状烯烃聚合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性聚合物包含聚对苯二甲酸丁二酯PBT，包含所述热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过射出模制形成，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间维持在约30°C到约70°C的温度。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述模制表面的极性百分比为约3%到约17%。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述可聚合组合物的极性百分比为约2%到约10%。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述可聚合组合物的极性百分比减去所述模制表面的极性百分比的极性差值为约+6到约-6。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述可聚合组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约10mN/m的铺展系数。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述镜片主体具有眼科学上可接受的可润湿前和后表面，未对所述镜片主体施加表面处理，或在所述镜片主体中不存在聚合物润湿剂的互穿网络IPN。
16.根据权利要求1所述的方法，其中方法进一步包含使用干式脱模方法分离所述模具组合件的步骤，所述干式脱模方法不涉及将液体施加于包含所述镜片主体的所述模具组合件；以及使用干式脱镜片方法使所述镜片主体脱镜片的步骤，所述干式脱镜片方法不涉及将液体施加于所述镜片主体。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述可聚合组合物中的所述亲水性单体包含具有N-乙烯基的亲水性单体。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述a)至少一种含硅单体包含具有第一竞聚率的含硅单体，并且所述b)至少一种亲水性单体包含具有第二竞聚率的亲水性单体，且所述第二竞聚率小于所述第一竞聚率。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述模制表面与所述聚合镜片主体之间的平均粘附能为约45mJ/m2到约60mJ/m2。
20.一种硅酮水凝胶隐形眼镜镜片主体，其包含: 包含可聚合组合物的反应产物的浇注模制的聚合镜片主体，所述可聚合组合物包含a)至少一种含娃单体和b)至少一种亲水性单体，所述可聚合组合物具有约20mN/m到约25mN/m的表面张力；其中所述镜片主体是在模具组合件中浇注模制，所述模具组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热塑性聚合物模制表面，所述模制表面具有3%到20%的极性和约25mN/m到约40mN/m的表面能，其中所述可聚合组合物的表面张力与所述模制表面的表面能之间的表面能差值小于或等于零(O);并且所述镜片主体具有眼科学 上可接受的可润湿前和后表面，未对所述镜片主体施加表面处理，或在所述镜片主体中不存在聚合物润湿剂的互穿网络IPN。
全文摘要
本发明描述使用眼科镜片模具浇注模制表面张力为约20mN/m到约25mN/m的可聚合组合物来制造隐形眼镜的方法，所述眼科镜片模具具有包含热塑性聚合物的模制表面，所述模制表面具有3％到20％的极性百分比和约25mN/m到约40mN/m的表面能，其中所述可聚合组合物的表面张力减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胶隐形眼镜镜片主体。
文档编号B29D11/00GK103189190SQ201180036231
公开日2013年7月3日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年7月30日
发明者A·K·M·谢哈布·西迪基, 大卫·罗伯特·默斯利, 萨拉·L·阿尔蒙德, 理查德·C·罗杰斯, 伊恩·布鲁斯, 李·达伦·诺里斯, 艾德塔·S·比亚莱克, 本杰明·S·希尔德 申请人:库柏维景国际控股公司