高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜材料及其制法的制作方法

文档序号:21651647发布日期:2020-07-29 03:05阅读:669来源:国知局
高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜材料及其制法的制作方法

本发明为一种高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜材料及其制法,尤指是一种能使隐形眼镜材料因含有黄金纳米粒子、白金纳米粒子及银纳米粒子等贵金属纳米粒子,而分别具备高透氧、高保湿及高抗菌的材质特性,从而令据以制成的软式隐形眼镜片除能充分适应现今都会区空调通风系统中的干燥环境,使配戴者的眼球在长时间配戴隐形眼镜片的状态下仍能常保舒适自然的配戴感受外,更令该软式隐形眼镜片在沾附空气或泪液中的杂质、污垢及灰尘后,尚能因该”高抗菌”的材质特性实现对其中细菌、病毒或霉菌等有机物的降解,有效达成绝佳的抗菌及灭菌效果,以确保配戴者眼睛的安全及健康,且有效降低配戴者未对软式隐形眼镜片进行彻底清洁所潜在的风险。



背景技术:

虽然,“将镜片直接配戴在眼球上”的想法,早在1508年间即已被“达文西”提出,1636年间,法国著名物理学家“笛卡尔(renédescartes)”亦曾有类似的建议,但是,直到1887年,这些想法及建议始被德国科学家“adolfeugenfick”予以实现,他成功地制造出全世界第一只玻璃隐形眼镜,由于该款玻璃隐形眼镜的透氧率过低,极易引发角膜炎等眼睛疾病,导致难能被社会大众所接受,而无法被普及。然而,该款玻璃隐形眼镜却激起了世界各国对隐形眼镜材料的竞相研究;其中,在1938年间,科学家“mullen”和“obring”使用pmma为材料(即,聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate),又被称为“压克力”、“亚克力”(acrylic)或有机玻璃(lucite)等,具有高透明度、价格低及易于机械加工等优点,是现今经常使用到的玻璃替代材料),制造出全世界第一副的全塑料隐形眼镜;在1940年间,位在美国纽约的obring公司继而以压克力系的plexiglass材料,开发出另一款全塑料隐形眼镜;在1961年间,捷克化学家”ottowichterle”发明了全世界第一款软式隐形眼镜,他在1970年间,更推出了一款具透气性的硬式隐形眼镜(rgp),该款硬式隐形眼镜因直径小(仅9mm左右),又是由高透氧材料制成,自此乃成为配戴隐形眼镜者喜好的理想选择。

截至2004年为止,根据统计,全世界已有超过一亿二千万人配戴过隐形眼镜,此外,随着各式具妆容功能的隐形眼镜(如:一次性蓝色瞳片等彩色隐形眼镜)被相继开发出来后,全球配戴隐形眼镜的人数亦随之不断地增加。虽然,目前市售的隐形眼镜种类众多,然而,这些隐形眼镜仍能依其制作材料、配戴时间及镜片寿命等条件的不同,而被概分为下列数种:

(1)依制作材料软硬程度的不同,而被概分为硬式隐形眼镜及软式隐形眼镜;

(2)依配戴时间长短程度的不同,而被概分为长戴型隐形眼镜及日戴型隐形眼镜;及

(3)依镜片寿命长短程度的不同,而被概分为一次使用即抛型与长期使用型。

其中,硬式隐形眼镜一般均采用pmma聚合物材料制成,近年来,则以硬式透氧隐形眼镜rigidgas-permeable(rgp)较为普及,其透氧率甚至较软式隐形眼镜为佳,其中一款适合夜间睡眠时配戴者,尚被称之为“ok镜片”;由于,软式隐形眼镜对眼球的适配性较佳,能令配戴者感觉较为舒适,故,时至今日,软式隐形眼镜几乎已成为最普及的镜片种类。一般言,软式隐形眼镜系采用亲水性较强的塑化材料如:hema(聚甲基丙烯酸羟乙酯)聚合物制成,该种塑化材料容许外界氧气通过镜片进入眼球角膜,而令配戴者有更舒适的配戴感受。纵然如此,因为眼睛是人们的灵魂之窗,为了确保软式隐形眼镜不会对眼睛造成伤害,业者仍根据各该软式隐形眼镜的材质特性,持续不停地钻研,而将其依配戴时间的长短,细分成日戴型、两星期型、月戴型及传统年戴型等类型,然而,基于较卫生、方便、健康等因素的考虑,且期望能大幅减少因处理不当而导致引发眼睛感染或其它发炎等情事,一般人都会选择配戴时间较短的软式隐形眼镜;彩色隐形眼镜则是为了能让配戴者的瞳孔变大、变亮、变得更为有神,或能通过改变瞳孔颜色的一种具备妆容功能或装饰性效果的隐形眼镜(如:一次性蓝色瞳片等),该种彩色隐形眼镜因是美商琼森公司所主打的产品,而被泛称为“美瞳眼镜”,另外,由于该种彩色隐形眼镜发明自韩国,且近年来,在韩流影音节目的推波助澜下,迅速地且广泛地流行于东亚各都会区的年轻族群中,尤其是80后与90后的爱美女性,其主要功能及作用能使配戴者的眼睛放大,而变得更加炯炯有神,如此,再搭配各种不同瞳孔色彩后,将能有效增添眼睛的不同美妆效果及魅力,据此,该种彩色隐形眼镜均属于用完即抛弃式的隐形眼镜。

另外,业界为了能更客观地据以辨识前述各种隐形眼镜的特性,更针对隐形眼镜制定了下列的识别参数,以资配戴者能据以辨识其相关的特性:

(1)含水量——隐形眼镜材料吸水饱和后,水分占总重量的百分比;

(2)基弧(bc)——镜片内曲面的中心弧;基弧较长,镜片的弧面较平;基弧较短,镜片的弧面较弯;

(3)直径(dia)——镜片边缘相对应的两点间的直线距离;

(4)光学区——镜片基弧所及的范围,即具有屈光力的镜片区域;

(5)中心厚度——镜片中心点的厚度;

(6)dk值(即,透氧系数)——用以定义氧气通过隐形眼镜材料的程度;其中,d表示氧气在材料中的扩散系数,k则表示溶解系数。一般言,含水量愈高,其dk值通常也就愈高;

(7)dk/t(氧传导性)——用以定义氧气通过一定厚度隐形眼镜片的实际速度;其中,t表示厚度;日戴型隐形眼镜的dk/t值宜大于24,长戴型隐形眼镜的dk/t值则宜大于87;意即,厚度愈薄,相对的氧传导性就愈好;

(8)eop(等氧率)——人活体上隐形眼镜片与角膜间的透氧百分率;其中,eop的最大值为21%,日戴型隐形眼镜的eop值宜大于12%,长戴型隐形眼镜的eop值则宜大于18%;及

(9)折射率——光在空气中速度与光在该材料中速度的比率;材料的折射率愈高,即表示入射光发生折射的能力愈强。

目前市售各种软式隐形眼镜的制作材料,一般可概分为前述hema材料及非hema材料两大类,其中,hema材料系指“聚甲基丙烯酸羟乙酯聚合材料”(hydroxyethylmethacrylate),该聚合材料乃是最早用于制作隐形眼镜的亲水性塑化材料(hydrophilicplasticmaterial),其主要优点是材质柔软,具吸水性,且含水量约能达38%;,其缺点则是只具部分透氧的效果。直到1961年由wichter和lim所共同开发出多聚体材质之“水胶”材料(hydrogel),经美商博士伦公司在1966年取得生产技术许可协议,而将该“水胶”材料广泛地使用于制造软式隐形眼镜及抛弃式隐形眼镜后,由于该“水胶”材料的亲水性及适配性极佳,令配戴者的配戴反应极为良好,从而使得该“水胶”材料逐渐取代其它材料,一跃成为目前消费者接受度最高的软式隐形眼镜材料。以该“水胶”材料制成的软式隐形眼镜,其含水量介于30%~58%之间,其透氧率(dk/t)的高低则与含水量有关,一般介于8~33,此乃因氧气要通过该水胶材料(即,软式隐形眼镜片本身)时,必需要借助该水胶材料中所含的水分子(h2o)来携带,故,软式隐形眼镜片的含水量愈高,其透氧值也就愈高。然而,受限于该“水胶”材料本身的材质特性,纵使该“水胶”材料的含水量能被制作成达到最高值(约75%),其透氧值亦无法高于dk/t35,且含水量愈高的软式隐形眼镜片也愈容易让材质内的水分逸散、流失,从而最终还是需要从泪液中补充水分,以滋润软式隐形眼镜片及/或眼球。另外,尚需特别留意,该“水胶”材料是一种以硅胶为基底材料的“硅水凝胶”(siliconehydrogel)或称“硅水胶”,该“硅水胶”是一种有机高分子材料,具有极佳的亲水性,约在1999年左右即已开始在市面上贩卖,且随即受到软式隐形眼镜制造业者的关注,而据以进行后续的研发改进,其研发改进的目的是期望能在不依靠水分子的情况下,大幅且有效地提升软式隐形眼镜的透氧率,其作法则通过在该“硅水胶”材质中嵌入更多的“硅”分子,以在材质间产生天然孔隙,从而令氧气能循着相邻孔隙间所形成的信道或路径,依序且自由地通过该“硅水胶“材质”,进而将其透氧值大幅度地提升至dk/t80以上。然而,由于硅分子本身均存在一定的硬度,且透氧值愈高的硅水胶镜片,也意味者已嵌入大量硅分子的“硅水胶”会发生材质硬度(也称模数modulus)随之变得愈硬的缺陷,从而造成配戴时常会令配戴者感觉眼中有异物的问题。此外,由于透氧值愈高的“硅水胶”镜片,也意味者其材质表面的疏水性较佳,从而更容易在其表面上发生堆积沈淀物的问题,针对此,配戴者自然必需经常且特别注意软式隐形眼镜片的清洁及保养,从而确保其眼睛的舒适与健康。

针对前述“硅水凝胶”(siliconehydrogel)改良而成之一“超水胶”(hypergel)材料的材质及其制作技术,经美国专利商标局审查后,已在2012年3月20日获准为第us8,138,290b2号美国发明专利权在案,该“超水胶”是软式隐形眼镜材料继“硅水胶”(siliconehydrogel)后所出现的新一代材质,其材质技术为采用特殊的分子键结技术,在无需嵌入硅分子(silicone)的状态下,让材质仍能达到极高的亲水性及含水量,其中,尚利用了一种交联作用(crosslinking)的技术,令水分能保持在材质内而不易逸散流失,此项高保水技术在未来亦可运用在人工水晶体及角膜植入物中,令各该植入物具有更佳的人体亲和性。一般言,该“超水胶”被应用于制作软式隐形眼镜片时,不仅令其能成为一含水量高达78%的软式隐形眼镜,且通过其专利中所述及的保水技术,尚能恒定地维持自身的含水量78%,而不需依靠外在环境来补充水分。另外,在完全未嵌入任何硅分子的状态下,其透氧值亦能介于“水胶”及“硅水胶”材质间,而高达dk/t42。

综上所述,目前制作软式隐形眼镜的镜片所使用的材质,无论其材料的组合成份及配比为何,其最终目的都是为了使软式隐形眼镜材质具备一定柔软度的前提下,仍能维持高含水量及高透氧值,期使软式隐形眼镜除不易发生干燥、破损、龟裂、变形或有机物沉淀等问题外,尚能有效防止及避免配戴者眼睛发生干涩、视力下降或感染发炎等不舒适的感觉。无论软式隐形眼镜片所使用的材质为何,由于软式隐形眼镜片均必需直接配戴在使用者的眼球上及浸润在使用者的泪液中,高含水量及高透氧值的材质特性,亦大幅增加泪液黏膜与软式隐形眼镜片间的相互作用,而大幅降低软式隐形眼镜材料的抗沉淀特性,从而增加了软式隐形眼镜片上形成有机沉积物的风险,使得配戴者眼球在生理上自然产生的蛋白质持续地沉积在镜片表面,过多的蛋白质沉积物不仅会造成软式隐形眼镜片的透光度降低,最终甚至导致视线模糊,另外,基于其高含水量及高透氧值的材质特性,尚会令镜片上堆积的蛋白质沉积物不易清除,从而易因滋生细菌,导致眼睛遭受感染而产生严重的发炎症状,或因有机沉积物渗入镜片材质后,造成镜片易产生变质、硬化等缺陷,导致镜片易出现破损、变形及卷曲等问题,从而易令其中心硬部与周边水凝胶部的接合区域发生撕裂,导致摘镜困难的问题,甚至易令配戴者的眼睛发生角膜水肿的症状。

有鉴于此,软式隐形眼镜片的定期检查、清洁及保养,实乃配戴者日常生活中不容轻忽的一项重要任务;一般言,为达到彻底清洁及完善保护软式隐形眼镜片的目的,未被配戴的软式隐形眼镜片均需浸泡在一密闭性良好的护理盒内的护理液中,加以保存,浸泡时间一般为6小时以上;保存时,该护理盒内宜使用新鲜的护理液,在不开盖、温度适宜且避免阳光直射的情况下,至少可保存30天,但是,一旦该护理盒被打开或需要保存更长期间时,即需更换新鲜的护理液。此外,为确保软式隐形眼镜片的配戴舒适性及安全性,配戴者尚需定期针对软式隐形眼镜片执行下列的常规保养及清洁工作:

1、使用人工淚液作为眼睛与镜片间的润滑液:为了使透氧性较差的软式隐形眼镜片,能产生亲水性较佳的状况,以保持镜片的湿润度,从而能令配戴者的眼球不会发生干涩不适的感觉。

2、使用清洁液及蛋白质酵素片定期清洗镜片:清洁液是一种界面活性剂,对于镜片上沾附的油脂虽有较佳的清除效果,但是,通常对于蛋白质沉积物的清洗能力则略逊一筹,此乃因软式隐形眼镜表面皆形成有许多微小的透气孔,这些蛋白质沉积物自然会嵌卡至各该微小的透气孔中,从而大幅降低了镜片的清晰度,且成为滋生细菌、病毒及有害的微生物的温床。所以,配戴者不仅必需每天使用清洁液来清洁镜片上的油垢,以维持镜片的明亮度;尚必需定期使用去蛋白质酵素片,彻底清除镜片上残留的蛋白质沉积物,以确保镜片的清洁度,从而有效避免滋生细菌、病毒及有害微生物。

4、消毒液:由于镜片上沉积的油垢及蛋白质是滋生细菌、病毒及有害微生物的温床,所以,为了确保自身眼睛的健康及安全,配戴者在每天摘下软式隐形眼镜片后,尚应使用消毒液,如:生理食盐水、双氧水等,来清洗、消毒、清洁、浸泡及保存软式隐形眼镜片;其中,生理食盐水是最普遍使用的消毒液、清洗液兼浸泡液。目前,市售生理食盐水有含防腐剂及不含防腐剂的两种,无论何种,为确保其在使用上的安全性,应在业者指定的使用期限内用完。

若配戴者因偷懒或一时疏忽,而未确实执行前述的保养及清洁工作,配戴者的眼睛将极易因经常配戴不洁的软式隐形眼镜片,而引发下列眼睛疾病:

1、巨乳头性结膜炎:是配戴软式隐形眼镜片者中最常见的并发症之一;其致病原因与软式隐形眼镜片被长久使用后,其镜片表面会形成一层复合的沉积物膜或机械损伤等有关,这些沉积物膜或机械损伤尚会随着使用时间的增加而逐渐加重,成为无法清除或逆转的状态,从而刺激眼窝软组织及眼球发生奇痒及流泪等问题,继而引发上眼睑结膜逐渐硬化而形成扁平的巨大乳头,最后,造成眼睛内黏液性分泌物增多、发痒及流泪等症状;及

2、棘阿米巴角膜炎:虽然,在各式角膜炎疾病中属较为罕见的感染性疾病,但是,在诊断及治疗上却颇为棘手,甚至,有可能导致失明的严重后果;其致病原因系由棘阿米巴原虫所引起的角膜炎,有80%至85%配戴软式隐形眼镜片者,尤其是,那些未辙底执行软式隐形眼镜片的清洁工作、却又喜爱戴着软式隐形眼镜片从事游泳、洗澡等活动者;一旦角膜有外伤,且接触到遭污染的水源,就极易且极可能遭到棘阿米巴角膜炎的感染;其症状多为单眼发病,受感染的眼睛会有异物感、畏光、流泪等症状,其中,约有50%的受感染眼睛尚会有剧烈的疼痛感。

据统计,目前生活在世界各地都会区中的人们,每天约有80~90%的时间是生活及工作在密闭的室内环境(包括:住家、办公室、工厂或其他建筑物内),因此,密闭空间内空气中的污染物对人们身体健康的影响,自然应受到极大的关注。尤其是,中国台湾地处亚热带,属于长年潮湿高温的气候型态,细菌、病毒及霉菌容易孳生,因此,对于每天必需长时间配戴着软式隐形眼镜片生活及工作在密闭空调系统中的广大人们而言,软式隐形眼镜片材料的选择、定期地清洁、维护及保养,即成为必须格外注意且确实执行的重要事项。据此,针对每天必需长时间配戴着软式隐形眼镜片紧张且忙禄地生活及工作在都会区各式空调通风系统中的广大族群,如何设计出一种崭新的隐形眼镜材料,使得利用该隐形眼镜材料所制成的一崭新软式隐形眼镜片,除能具备“高透氧”及“高保湿”的材质特性,而令该崭新软式隐形眼镜片能充分适应空调通风系统的干燥环境,使配戴者的眼球仍能常保舒适自然的配戴感受之外,该崭新软式隐形眼镜片所额外具备的“高抗菌”材质特性,更令其在沾附空气或泪液中的杂质、污垢及灰尘后,尚能因该“高抗菌”能力的持久性,及其在有光或无光状态下,均能产生光触媒作用的材质特性,从而能具体实现对其中细菌、病毒或霉菌等有机物的降解,有效达成绝佳的抗菌及灭菌效果,以确保配戴者眼睛的安全及健康,且有效降低配戴者未对软式隐形眼镜片进行彻底清洁保养所产生的诸多风险,即成为目前各大隐形眼镜设计及制造业者亟欲解决之一重要议题,亦为本发明欲在后续进行深入探讨的一重要课题。



技术实现要素:

有鉴于前述现今都会区空调通风系统环境中存在的诸多问题,发明人经过长久努力研究与实验,终于开发设计出本发明之一种高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜材料及其制法,以期使该隐形眼镜材料的能因含有黄金纳米粒子、白金纳米粒子及银纳米粒子等贵金属纳米粒子,而具备高透氧、高保湿及高抗菌的材质特性,从而令据以制成的软式隐形眼镜片除能充分适应空调通风系统的干燥环境,使配戴者的眼球能常保舒适自然的配戴感受之外,该软式隐形眼镜片所额外具备的“高抗菌”材质特性,更令其在沾附空气或泪液中的杂质、污垢及灰尘后,尚能因其所具备的“高抗菌”能力,实现对其中细菌、病毒或霉菌等有机物的降解,有效达成绝佳的抗菌及灭菌效果,以确保配戴者眼睛的安全及健康,且有效降低配戴者未对软式隐形眼镜片进行彻底清洁所潜在的风险。

本发明的主要目的,在提供一种高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜材料,包括一聚二甲基硅氧烷材料、一二氧化硅材料、一端烃基硅油材料、一氯铂酸催化剂及一贵金属纳米粒子添加剂等成份;其中,该聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,简称pdms)材料,呈油性液态状,为一种高分子有机硅化合物;该二氧化硅(silicondioxide)材料,呈油性液态状;该端烃基硅油(siliconoil,hydroxyl-terminated)材料,亦呈油性液态状;该氯铂酸催化剂与该端烃基硅油相搭配,对该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等成份执行催化作用,用以在这些成份交联熟成的过程中将其中的烃基架桥打断,再重新架桥,而使这些成份交联熟成为硅氧聚合物(polymerizedsiloxanes或polysiloxanes,俗称硅橡胶siliconerubber);该贵金属纳米粒子添加剂,亦呈油性液态状,包含三酸甘油脂、黄金纳米粒子、白金纳米粒子、银纳米粒子及分散剂等成份;其中,该三酸甘油脂用以令该添加剂能相溶于该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等油性材料中,且令彼此能充分混合,从而令该氯铂酸催化剂与该端烃基硅油能遂行催化作用,而使该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等成份交联熟成为硅氧聚合物;在该添加剂中,该三酸甘油脂的重量百分比为90%;该黄金纳米粒子、该白金纳米粒子及该银纳米粒子统称为贵金属纳米粒子,这些贵金属纳米粒子均匀地分散在水溶液中,且其重量百分比为10%;该分散剂用以令该添加剂能均匀地分散在该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等油性材料中,且其重量百分比为10%,其特征在于:其中,该聚二甲基硅氧烷材料的重量百分比为60~80%;该二氧化硅材料的重量百分比为18~38%;该端烃基硅油材料及该氯铂酸催化剂的重量百分比则为1~4%;且在该贵金属纳米粒子添加剂中,该银纳米粒子的重量百分比为1,000~5,000ppm,以有效增加该隐形眼镜材料的抗菌能力及效果,该黄金纳米粒子的重量百分比为30~200ppm,以有效增加该隐形眼镜材料的透氧能力及透氧效果;及该白金纳米粒子的重量百分比为50~300ppm,以有效增加该隐形眼镜材料的保湿能力及效果。

如此,由于本发明的该隐形眼镜材料具备“高透氧”、“高保湿”材质特性,从而令据以制成的软式隐形眼镜片除了能充分适应现今都会区空调通风系统中的干燥环境,使配戴者的眼球仍能常保舒适自然的配戴感受之外,该软式隐形眼镜片所额外具备的“高抗菌”材质特性,更令其在沾附空气或泪液中的杂质、污垢及灰尘后,尚能因该“高抗菌”能力,实现对其中细菌、病毒或霉菌等有机物的降解,有效达成绝佳的抗菌及灭菌效果,以确保配戴者眼睛的安全及健康,且有效降低配戴者未对软式隐形眼镜片进行彻底清洁所潜在的风险。

为方便贵审查委员能对本发明的目的、技术特征及其功效,有更进一步的认识与了解,现特举若干实施例,并配合附图,详细说明如下:

附图说明

图1为本发明的隐形眼镜材料及软式隐形眼镜片的制作流程示意图;及

图2为本发明据以制作软式隐形眼镜片的lim硅橡胶用成型机的局部剖面示意图。

附图标记说明:

lim硅橡胶用成型机………1

第一进料缸………10

第二进料缸………11

第三进料缸………12

第一加压泵………20

第二加压泵………21

第三加压泵………22

剂量分配装置………30

注射装置………40

混合装置………50

关闭喷嘴………60

隐形眼镜片成型模具………70

隐形眼镜材料a剂………a

隐形眼镜材料b剂………b

隐形眼镜材料c剂………c

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。

“触媒”是一种材料添加剂,用以降低材料执行化学反应所需消耗的能量,且加快化学反应的速度,但却不会因化学反应而破坏材料本身的结构,“光触媒”顾名思义是能利用自然界存在的光能,来产生催化作用,以发挥触媒的特性。一般言,许多纳米级的光触媒材料在经过光的激发后,会使周遭的氧气及水分子激发成极具氧化力的h2·及o2·等自由基,这些自由基能分解所有对人体或环境有害的有机物质及无机物质,不仅能加速反应,且不会衍生污染。另外,由于这些光触媒材料通常具有一种半导体结晶的结构,故在被uv光子或其它辐射线(如:α射线、β射线、γ射线或x射线)撞击后,半导体结晶中的电子会跳出来,留下一个具有强大氧化能力的带正电孔洞,这些电子与电洞在化学上称为“电子洞对”,当电子与空气中的氧分子(o2)相遇时,即会生成反应性很强的超级氧分子自由基(·o2),当电洞与空气中的水气(h2o)相遇时,会通过光化学反应,抢夺水中氢氧基的电子,此时,失去电子的氢氧基立刻变成不安定的氢氧自由基(·oh),不安定的氢氧自由基一旦遇到外来的或附在这些光触媒材料表面上的有机物时,会通过抢夺对方电子的方式,使自己趋于稳定,如此,这些有机物即因被氧化,而变成水和二氧化碳,消散在空气中。

现以银为例,在其被纳米化后,由于颗粒变细,导致整体表面积大幅增加,活性变大,使得银纳米粒子极易释放出活性银离子,以吸引细菌体内酶蛋白上的硫烃基,并与其迅速地结合在一起,使含硫烃基的酵素失去活性,导致细菌死亡,尤其是,带正电荷的银离子在接触到带负电荷的微生物细胞后,便会相互吸附,且会刺穿微生物的细胞外壁,而使微生物内部变性,降低生长能力,让微生物细胞无法代谢及繁殖,直至死亡,故具备绝佳的抗病菌及灭菌效果。此外,当细菌被银离子杀死后,银离子又会从死去的细菌上游离出来,持续对其它活细菌做重复的动作,直到所有细菌均被消灭为止,据此,银纳米粒子具有长效型抗病菌、不会产生抗药性、无毒性、无刺激过敏性、无须光照活化及不受酸碱值影响等诸多优点,更可抑制霉菌生长,有效达成防腐的功能。此外,一般均认为,银经纳米化后,纳米银粒子表面所裸露的银原子会急速增加,且能在溶液中解离出许多银离子,这些银离子不仅是抗菌的主要功臣,尚能在溶液中持续地释出银离子,有效实现长期抗菌的功效,因此,纳米银粒子亦被喻为“永久性的杀菌剂”。

古今中外,黄金一直被认为是高贵的象征,金光闪闪的外表总是吸引了众人的目光。此外,由于黄金亦是一种极安定且具抗氧化功能的材料,因此除了装饰用途外,在日本,黄金也被当作是一种养生食材,添加在茶、酒及各种食材中;在欧美,黄金尚被使用在除皱、美白等化妆保养品中;又因黄金具有极佳的生物兼容性,在医学上也常被据以制成假牙或心血管支架。虽然,诚如前述,黄金是一种非常安定的材料,但是,基于纳米黄金粒子所具有的独特电位特性,令其对氧有极强的吸附力,亦因此能被当作触媒使用,根据日本科学家的发现,纳米黄金粒子是能令一氧化碳氧化成二氧化碳的触媒,因此,可用于制作口罩、防毒面具、热水器等,以有效避免及防止发生一氧化碳中毒事件。此外,与工业上常用的白金触媒相较,白金触媒必需在高温下进行反应,且不能有水汽,而纳米黄金触媒在室温下就能进行反应,且不受水汽影响。尚有研究指出,纳米黄金具备极佳的抗自由基能力,是维生素c的80倍,因此,纳米黄金也能被添加至生医材料中,以增加生医材料在体内的安定性、含氧性及透氧性。

白金(platinum,又称铂金)与银及黄金均属于稀有贵金属,白金经纳米处理成粒径平均2~3nm的纳米级颗粒,再均匀分散至胶体溶液时,就具有它独特的功能性及电位特性;其中,纳米白金粒子所拥有的独特电位特性具有能活化人体表皮吸收水分子的能力,从而能长时间地提高肌肤的保湿能力及效果,因此,只要纳米白金能存在体表角质层内,就会持续地发挥其保湿的能力及效果,此外,纳米白金本身并不会被吸收及囤积至人体内,而该胶体溶液中的胶体微粒亦会因纳米白金而带有独特的电荷特性,能吸收水分子且被水分子包围住。据此,人体皮肤表面附着有这些胶体微粒时,体表的水份构造不仅能瞬间恢复,且在被这些胶体微粒包覆后难以被氧化,而能持续地维护良好的水份构造,从而能有效避免皮肤遭干燥环境伤害,达成改善肤质的终极目的。此外,尤需特别一提,乃纳米白金粒子经胶体固化后会具有与人体大致相同的负电位,而离子的平衡对体表水份的维持亦非常重要。不仅如此,纳米白金胶体尚具有的出色的负离子产生能力(约为森林浴的16倍以上),故可据以平衡皮肤的离子,且纳米白金被这些胶体微粒包覆后,因为不会被氧化,所以能半永久性地持续产生负离子。此外,由于纳米白金也是单电子,擦在皮肤表面上会停留在角质层,而成为能迅速抓取自由基的单电子,具有中和自由基,发挥极佳的抗氧化功能及效果。

针对前述贵金属纳米粒子的光触媒效果,现再以白金及黄金为例,扼要说明如下:在白金及黄金被纳米化后,由于其晶粒尺寸会变得与光波相当或更小,此一尺寸效应将会导致其导带及价带的间隔增加,而使得光吸收能力显著增强,如此,在光照射下,当一个具有一定能量的光子,或具有超过半导体带隙能量的光子,射入白金及黄金纳米粒子的半导体电子结构时,一个电子会从价带被激发到导带,而留下一个空穴,价带的孔穴会把周围环境中的羟基电子抢夺过来,而使羟基变成自由基,故能作为强氧化剂,实现对病菌和病毒等有机物的降解,以杀死病菌和病毒。

一般言,离子是带有电荷的原子、原子团或分子,是极小的微粒,离子有两种,带正电的称为“正离子”,带负电的则是“负离子”。以水(h2o)为例,氢(h)的原子是一个带正电质子的核被一个带负电的电子所环绕,若因某种力量的介入使电子离开原处,氢原子因而成为带正电的状态,即离子化的氢(h+)。对氧(o)而言,原子核中有8个带正电的质子,周围有8个电子围绕,2个在内层,6个在外层,但外层能阶可容纳8个电子,尚有2个空位,因此,氧很容易自他处夺取电子的原子态,此一过程又称为“氧化”。因此,亟欲获取电子的氧原子与拥有1个电子的氢原子,很容易结合而成水分子,若利用外来能量把水分解,就会使它变成一个带正电的氢离子(h+),及一个带负电的氢氧根离子(oh-)。但在自然环境中,氢氧根离子是以附着于水(h2o+oh-=h3o2-)的负离子方式存在,由于,水分子是自然环境中最容易离子化的分子之一,因此,当环境中有较多负离子时,即表示环境中负离子化的水分子含量十分丰富,含有较多负离子化水分子的空气。一般认为会让生物体感到舒适愉快,故亦将“负离子”称为“舒适离子”、“元气离子”或“空气中的维他命”。

有鉴于前述稀有贵金属材料(即,银、黄金及白金)被纳米化成纳米粒子后所具备的“高抗菌”、“高透氧”及“高保湿”的材料特性,发明人想到将这些成份添加至传统用以制作隐形眼镜的聚二甲基硅氧烷材料及/或二氧化硅材料中,以期使所据以制成的隐形眼镜片,能具备“高抗菌”、“高透氧”及“高保湿”的特性,从而能弥补传统隐形眼镜片在“抗菌”、“透氧”及“保湿”等特性上的不足及缺憾,令本发明的隐形眼镜材料所制成的软式隐形眼镜片不仅能充分适应现今都会区空调通风系统中的干燥环境,使配戴者的眼球能常保舒适自然的配戴感受之外,该软式隐形眼镜片所额外具备的“高抗菌”材质特性,更令其在沾附空气或泪液中的杂质、污垢及灰尘后,尚能因该“高抗菌”能力,而实现对其中细菌、病毒或霉菌等有机物的降解,有效达成绝佳的抗菌及灭菌效果,以确保配戴者眼睛的健康及安全,且有效降低配戴者未对软式隐形眼镜片进行彻底清洁所潜在的风险。

本发明的一种高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜材料,包括一聚二甲基硅氧烷材料、一二氧化硅材料、一端烃基硅油材料、一氯铂酸催化剂及一贵金属纳米粒子添加剂等成份;其中,该聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,简称pdms),呈油性液态状,为一种高分子有机硅化合物,又被称为有机硅,具有光学透明、惰性、无毒及不易燃等材料特性,是目前被最广泛使用的硅基础有机聚合物材料;该二氧化硅(silicondioxide),呈油性液态状;该端烃基硅油(siliconoil,hydroxyl-terminated),亦呈油性液态状;该氯铂酸(chloroplatinicacid)催化剂,与该端烃基硅油相搭配,用以对该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等成份执行催化作用,以在这些成份交联熟成的过程中,令其中的烃基架桥被打断,再予重新架桥,从而使这些成份交联熟成为硅氧聚合物(polymerizedsiloxanes或polysiloxanes,俗称硅橡胶siliconerubber);该贵金属纳米粒子添加剂,亦呈油性液态状,包含三酸甘油脂、黄金纳米粒子、白金纳米粒子、银纳米粒子及分散剂(或乳化剂)等成份;其中,该三酸甘油脂用以令该添加剂能相溶于该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等油性材料中,以令彼此能充分混合,且使该氯铂酸催化剂与该端烃基硅油能遂行催化作用,从而令该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等成份能交联熟成为该硅氧聚合物(polymerizedsiloxanes或polysiloxanesr)。

在本发明前述实施例的该贵金属纳米粒子添加剂中,该三酸甘油脂的重量百分比为90%;这些贵金属纳米粒子(即,该黄金纳米粒子、该白金纳米粒子及该银纳米粒子等的总称)均匀地分散在水溶液中,且其重量百分比为10%;该分散剂(或乳化剂)用以令这些贵金属纳米粒子能充分且均匀地分散在该三酸甘油脂中,从而使得该贵金属纳米粒子添加剂能均匀地分散在该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等油性材料中,且其重量百分比亦为10%。

在本发明之一较佳实施例中,请参阅图1所示,该软式隐形眼镜材料及其镜片的制作程序包括图1所示的下列步骤:

(100)将该贵金属纳米粒子添加剂及该氯铂酸催化剂添加至该聚二甲基硅氧烷材料中;

(101)以至少包含三滚筒的一滚压混合装置,对该贵金属纳米粒子添加剂、该氯铂酸催化剂与该聚二甲基硅氧烷等成份的混合液,执行至少三次的滚压混合程序,以使该贵金属纳米粒子添加剂、该氯铂酸催化剂与该聚二甲基硅氧烷等成份能充分且均匀地混合,形成本发明所称之“a剂”;

(200)将该端烃基硅油添加至该二氧化硅材料中;

(201)以至少包含三滚筒的一滚压混合装置,对该端烃基硅油与该二氧化硅等成份的混合液,执行至少三次的滚压混合程序,以令该端烃基硅油与该二氧化硅等成份能充分且均匀地混合,形成本发明所称的“b剂”;

(300)请参阅图2所示,将该a剂及b剂分别填装至一lim(liquidinjectionmolding,简称lim)硅橡胶用成型机1的一第一进料缸10及一第二进料缸11;

(301)利用该lim硅橡胶用成型机上的一第一加压泵20及一第二加压泵21,分别对该第一进料缸10及该第二进料缸11进行加压,以使其中填装的该a剂及b剂能分别被输送至一剂量分配装置30中,且通过该lim硅橡胶用成型机1上的一注射装置40调控对该剂量分配装置30施加的注射压力及速度,以令该剂量分配装置30中的该a剂及b剂能依一设定的剂量比率(如:1∶1)同时被输送至一混合装置50;

(302)待该a剂及b剂在该混合装置50内被充分且均匀地混合及加压后,该a剂及b剂的混合剂会通过一关闭喷嘴(shutoffnozzle)60,被注入(或射出)至一隐形眼镜片成型模具70中,该关闭喷嘴60与一关闭机构(图中未示)相联结,该关闭机构能用以调控该关闭喷嘴60的喷出量,且令该a剂及b剂的混合剂不致从该关闭喷嘴60漏出,该a剂及b剂的混合剂在该隐形眼镜片成型模具70内交联熟成的过程中,该隐形眼镜片成型模具70的成型温度被控制在摄氏110~130度间,成型期间则被控制在20~60秒间,以使该混合剂中的该氯铂酸催化剂能与该端烃基硅油相互搭配,对该聚二甲基硅氧烷及该二氧化硅等成份充分地执行催化作用,从而使这些成份交联熟成为该硅氧聚合物(polymerizedsiloxanes或polysiloxanes,俗称硅橡胶siliconerubber),并据以制作出本发明的该高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜片。

在本发明之前述较佳实施例中,其核心技术特征在于,在该隐形眼镜材料中,该聚二甲基硅氧烷材料的重量百分比为60~80%;该二氧化硅材料的重量百分比为18~38%;该端烃基硅油材料及该氯铂酸催化剂的重量百分比则为1~4%;且在该贵金属纳米粒子添加剂中,该银纳米粒子的重量百分比为1,000~5,000ppm,以有效增加该隐形眼镜材料的抗菌能力及效果;该黄金纳米粒子的重量百分比为30~200ppm,以有效增加该隐形眼镜材料的透氧能力及透氧效果;及该白金纳米粒子的重量百分比为50~30000ppm,以有效增加该隐形眼镜材料的保湿能力及效果。

必需特别声明,以上所述仅是本发明之一较佳实施例,本发明在实际施作时,并不局限于此,亦能视实际的需要,而对前述工艺步骤及条件予以适当调整,如:将该贵金属纳米粒子添加剂均匀地添加及混合至该聚二甲基硅氧烷材料中,或将该贵金属纳米粒子添加剂均匀地添加及混合至该二氧化硅材料中,并将各该混合材料作为本发明所称的a剂,且直接将该聚二甲基硅氧烷材料,或该二氧化硅材料,作为本发明所称的b剂,并据以通过图2所示的该lim硅橡胶用成型机1及图1所示的前述工艺步骤,亦能在本发明的另一较佳实施例中,制作出本发明的该高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜片,其中,再请参阅图2所示,在本发明的另一较佳实施例中,将该a剂及b剂分别填装至该lim硅橡胶用成型机1的该第一进料缸10及该第二进料缸11,且将该端烃基硅油与该氯铂酸催化剂填装至该lim硅橡胶用成型机1的一第三进料缸12后;利用该lim硅橡胶用成型机1上的该第一加压泵20、该第二加压泵21及一第三加压泵22,分别对该第一进料缸10、该第二进料缸11及该第三进料缸12进行加压,以使其中填装的该a剂、该b剂及该c剂能一同被输送至该剂量分配装置30中,且通过该注射装置40调控对该剂量分配装置30施加的注射压力及速度,以令该剂量分配装置30中的该a剂、b剂及c剂能依一设定的剂量比率同时被输送至该混合装置50;待该a剂、b剂及c剂在该混合装置50内被充分且均匀地混合及加压后,该a剂、b剂及c剂的混合剂会通过该关闭喷嘴60,被注入至该隐形眼镜片成型模具70中,使该混合剂中的该氯铂酸催化剂能与该端烃基硅油相互搭配,对该聚二甲基硅氧烷、该二氧化硅及该端烃基硅油等材料充分地执行催化作用,从而使这些材料交联熟成为该硅氧聚合物,而制作出本发明的该高透氧、保湿且抗菌的隐形眼镜片,均不脱离本发明的技术理念,而皆应涵盖在以下本发明申请专利范围的保护范畴中。

以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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