专利名称：具有更自然外观的有色隐形眼镜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及有色隐形眼镜的设计，尤其是镜片设计，这些设计通过从人虹膜的图象中分离出不同的颜色设计然后将各种不同的颜色设计印刷到隐形眼镜上形成，以便得到一种复制虹膜复杂外观的有色隐形眼镜。
一些有色隐形眼镜已经研究出来，如在Wichterle所申请的美国专利号3,679,504中所讨论的那些，其中，具有多种颜色的虹膜的不透明镜片用美术方法绘制或用照相法复制到镜片的虹膜部分上。然而，这些镜片也未能做到看起来自然，因此从未获得商业上的成功。在美国专利号3,536,386(Spivak)；3,712,718(LeGrand)；4,460,523(Neefe)；4,719,657(Bawa)；4,744,647(Meshel等)；4,634,449(Jenkins)和欧洲专利公开号0 309 154(Allergan)及联合王国专利申请号2 202 540A(IGEL)中公开了生产具有自然外观的不透明镜片的另一些尝试。
第一个商业上成功的不透明有色隐形眼镜已根据Knapp在美国专利号4,582,402中所公开的发明制造出来。在其优选的实施例方案中，Knapp公开了一种具有若干着色的不透明斑点而不是一种整体式着色虹膜部分的隐形眼镜。Knapp镜片使用一种生产简单且价格便宜的镜片，用简单的单色印刷的斑点图案提供了自然的外观。尽管各斑点的断续图案不完全覆盖虹膜，但它提供了足够的斑点密度，该斑点密度可以产生遮蔽效果。当由普通观察者观看时，佩戴镜片的人具有接近连续颜色的外观。Knapp还公开了可以用不同的图案以不同的颜色重复一次或多次的印刷步骤，因为在近处观察时，发现虹膜包含一种以上的颜色。印刷的图案不必绝对均匀，以增强虹膜的精细结构。目前得到商业上成功的单色Knapp镜片，具有排列成不规则图案的斑点，以便增强虹膜的结构。
为对Knapp镜片进行改进，已作出了各种各样的尝试。Jahnke申请的美国专利5,414,447公开了在着色剂的二或三个不同色调部分涂布间断的油墨图案，以便提供一种更自然的外观。Jahnke的公开内容描述了一种锯齿形边界，该锯齿形边界用来将不同着色的部分分开，由此增强有色镜片的自然外观。Jahnke的公开内容还介绍了三种不同的着色部分，及用多个锯齿形边界来提供必要的分离。
为产生一种看起来更自然的镜片所作的另一些尝试包括Rawlings所申请的美国专利5,120,121，该专利公开了一簇从瞳孔部分周边辐射到虹膜部分周边的互连线。另外，欧洲专利0 472 496 A2公开了一种隐形眼镜，该隐形眼镜具有一种试图复制在虹膜中所发现的线条的线条图案。
尽管作了这些努力，但隐形眼镜工业仍在继续寻找一种低成本的有色镜片，这种镜片可以增加或改变虹膜的颜色，并同时提供人虹膜中固有的深度和结构。通过提供能透过有色镜片显示某种自然的虹膜颜色和图案的有色隐形眼镜更接近于达到了这个目的。
发明提要本发明提供了一种有色隐形眼镜。优选的是，隐形眼镜通过下述方法生产选定一个挑选的眼睛的图象，把该图象分成它的若干组成色和图案，对这些组成色和图案进行处理，然后把这些颜色和图案直接或间接地复制到隐形眼镜上。
开始，人眼睛的图象可以用照相法或某种其它的复制方法记录。或者，人眼睛的图象可以用任何绘画方法创作。任选地，所记录的图象在这时可以增强，以便达到一种特殊的化妆效果。
接着，将记录的图象进行处理，以便把图象分离成多个组成色及它们相关的图案。任选地，这些颜色和图案可以增强，以便达到特殊的化妆效果。分离过程可以用计算机和市售的软件进行。然后用这些组成色和图案来制造多个含有不透明或接近不透明部分的印版，这些印版可以在有色镜片制造过程中使用。然后通过用任何已知的印刷技术按特定的顺序将多层不透明或接近不透明的部分印刷到隐形眼镜上来制造有色镜片。
记录的图象，或者各个组成色其中的某些或全部，如果希望的话，可以用许多不同的方法改变或修饰，以便产生适合于改变眼睛外观的图案。这些改变方法包括从记录的图象或各个组成色中除去某些较暗的色调；把各组成色及它们相关的图案转变成元素如斑点或色岛；使各组成色与可用的颜料及相关的油墨(这些颜料和油墨可由美国食品与药品管理局批准，因而增加了政府批准的机会)匹配；用额外的颜色和图案、经向线、对比区等增强记录的图象或组成色和图案；采用某些数学算法如二维傅里叶变换；和用软件如Adobe Photoshop进行其它图案处理。这些修改可以在把记录的图象加工成分开的各组成色和图案之前，在记录的图象上进行。各种修改还可以在这种加工之后加到各个组成色上。
在单色镜片、两种和三种颜色的镜片外观上的改善，及企图复制人眼的另一些公开内容十分与众不同。象某些先前的有色镜片一样，按照本发明所制造的镜片让佩戴者虹膜的表观颜色和颜色图案发生根本性变化。例如，不难将表观虹膜颜色从淡褐色改变到亮蓝色或绿色等。尽管本发明的优选实施方式是一种4种颜色部分或层的镜片，但也可采用少于或多于4层。层的数目仅仅是操纵用于从记录的人眼图象中分离出所需要的颜色和图案数之软件的操作人员所希望的。通常，分离出和印刷到有色隐形眼镜上的颜色和图案越多，则镜片与人眼及眼睛上所希望的化妆外观效果越接近。
本发明一个优选实施方式的目的是提供一种有色隐形眼镜，该有色隐形眼镜具有一个瞳孔部分，一个围绕瞳孔部分的虹膜部分和虹膜部分上的有色图案。有色图案优选用下述方法产生记录一个化妆上有吸引力的人眼或这种眼睛的照片，然后把记录的图象在它们相关的图案中分成多个组成色。然后用多种颜色分离部分来形成印刷过程中所用的不同部分，以便制造有色镜片。对不同部分的每个部分都形成一个分开的印版或电铸版，上述的不同部分包括从记录的图象中分离出的特定颜色。然后用这些印版将不同的颜色或层其中的每一种印刷到隐形眼镜上或用于形成隐形眼镜的模具中的薄膜上，从而薄膜变成最终隐形眼镜的一部分。最终的镜片包含所有的层和颜色，并且非常近似地复制出起初记录的人眼图象。有色隐形眼镜能够改变佩戴镜片的人虹膜的表观颜色和颜色图案，同时赋予很自然的外观。
组成色及它们相关的图案可以用许多方法复制在隐形眼镜上。Rawlings的美国专利5,116,112(引入本文作为参考)公开了一种印刷方法，该印刷方法包括将油墨印刷到一层上或铸模中的薄膜上；形成隐形眼镜；然后取出隐形眼镜，从而包含油墨的层或薄膜变成隐形眼镜表面的一部分。Knapps的美国专利4,704,007和4,582,402(引入本文作为参考)公开了一种可用于本发明的凹版印刷法(pad printing)。也可使用其它将图象复制到隐形眼镜上的方法，如激光印刷法和喷墨印刷法。
本发明一个优选实施方式的另一个目的是提供一种有色隐形眼镜，该有色隐形眼镜具有一个瞳孔部分，一个围绕瞳孔部分的虹膜部分和虹膜部分上的彩色图案。彩色图案可以用下述方法产生对一个化妆上有吸引力的人眼拍照；然后将拍成照片的人眼扫描并存储扫描的图象。一旦存储起来，就可以用分离软件把存储的数据分离成多个组成色和图案。层的数目仅仅是操纵用来从记录的人眼图象中分离出所需要的颜色和图案数的软件的操作人员所希望的。对不同颜色/图案分离部分中的每个部分都形成一个分开的印版或电铸版。然后在将各种不同的颜色或层印刷到隐形眼镜上的过程中使用这些印版。最终的镜片包含所有的层、颜色和图案，并复制原先记录的人眼睛图象。有色隐形眼镜能改变佩戴镜片的人虹膜的表观颜色和颜色图案，同时赋予很自然的外观。
本发明一个优选实施方式的另一个目的是提供一种有色隐形眼镜，该有色隐形眼镜具有一个瞳孔部分，一个围绕瞳孔部分的虹膜部分和虹膜部分上的彩色图案。彩色图案可以通过下述方法产生记录化妆上有吸引力的人眼或这种眼睛的照片；然后将记录的图象分离成多个组成色及它们相关的图案。然后用多个颜色分离部分来形成在印刷过程中所用的不同部分，以便制造有色镜片。对不同部分的其中每个部分都形成一个独立的设计，上述的不同部分包括从记录的图象中分离出的特定颜色。可以用各种方法将不同设计中的各种设计加到隐形眼镜上。最终的镜片包含所有的层或颜色，并复制最初记录的人眼图象。有色隐形眼镜能改变佩戴眼镜的人虹膜的表观颜色，同时赋予很自然的外观。
可以理解，视人的眼睛或在方法中所用的人眼照片而定，可以产生许多不同的着色部分。另外，视所用的分离软件而定，可以从同一人眼图象产生出不同的层或部分。此外，即使使用相同的图象，最终产品可以不同，这视从图象中分离出的颜色或层的数量而定。
术语“普通观察者”是指站在距佩戴本发明镜片的人约2-约5英尺远、具有正常20-20视力的人。
图1示出用于本发明所述隐形眼镜的一种设计；图2示出一幅待印刷在本发明所述隐形眼镜上的彩色图象；图3示出图2中图象的第一组成色；图4示出图2中图象的第二组成色；图5示出图2中图象的第三组成色；图6示出图2中图象的第四组成色。
优选实施方式的详细说明图1示出按照本发明所述的隐形眼镜10。它具有一个在镜片中央的瞳孔部分20，和一个围绕瞳孔部分的环形虹膜部分22。对于亲水性或软的隐形眼镜，有一个周边部分24围绕虹膜部分22。彩色图案26位于虹膜部分22上。图案26由多个彩色部分组成，每个彩色部分都印刷成它自己的图案。这些彩色图案的组合改变了自然虹膜的表观颜色和颜色图案。
位于虹膜部分22上的图案26通过将多层不同颜色的图案组合在一起形成。为了产生这些多个彩色图案中的每个图案，首先必须记录化妆上有吸引力的眼睛图象(未示出)。眼睛的图象可以是拍照的、彩绘的、手绘的、印刷的或用众所周知的美术设计方法创作的。这包括粉笔、铅笔、油墨、水彩涂料等，以及计算机创作的图象。
然后将图象记录在一个媒体如计算机存储器等上。记录图象可以用许多不同的方法完成，例如用扫描仪将图象扫描到计算机存储器中，或者用数字式照像机将图象收集到计算机存储器或某些其它媒体上。把眼睛图象记录到计算机存储器中的方法可以是单步骤的，即，用数字式照像机拍下眼睛的照片。
一旦记录或收集了化妆上有吸引力的眼睛图象后，所记录的图象就可以任选地用众所周知的方法例如计算机软件如Adobe Photoshop增强。
接下来，可以将记录的图象分成它的组成色和它们的相关图案。这种彩色图案的分离可以用许多方法完成，这些方法包括使用计算机软件例如Adobe Photoshop。程序把记录的图象分成它的组成色或相关图案。每个组成色层都具有一个均匀的图案，该均匀的图案视所用眼睛的图象、计算机程序及操作人员对计算机程序的使用而定。各组分的每一种都可以任选地在这一步用任何绘画方法增强。
参见图2-6，用于成品隐形眼镜图案的图象用它的彩色图案组成中的每种组成示出。图2是待加到隐形眼镜上的成品图象，而图3-6是各种彩色图案组成。各组成可以按任何顺序印刷在镜片上(或者印在用于形成镜片的模具中的薄膜上)，不过优选的是印刷图3，然后印刷图4，然后印刷图5，然后印刷图6。
图3示出一种彩色层30，该彩色层30是从化妆上有吸引力的眼睛照片中分离出的主要颜色图案。在这个例子中，彩色层30是蓝色，并且它覆盖虹膜部分22和周边部分24，但不覆盖虹膜部分20。在优选的实施方式中，蓝色或绿色在中间虹膜区占优。一种优选的蓝色油墨膏具有如下配方成分 重量百分数乳酸乙酯 30.55粘合剂溶液61.15PCN蓝 1.21TiO27.09一种优选的绿色油墨膏具有如下配方成分重量百分数乳酸乙酯 28.53粘合剂溶液63.85PCN蓝 0.03Cr2O37.59图4示出部分覆盖虹膜部分22的彩色层32。彩色层32呈一种称为内部星芒的图案。在图示的实施方式中，内部星芒是淡褐色。一种优选的淡褐色油墨膏具有如下配方成分 重量百分数乳酸乙酯 30粘合剂溶液 63.49PCN蓝0.06氧化铁(I.O)黄4.3氧化铁(I.O)红1.54TiO20.61图5示出一种部分地覆盖虹膜部分22的彩色层34。彩色层34呈一种称为色斑的图案。在所示的实施方式中，色斑是在已从记录的图象进行了颜色分离之后用计算机鼠标器绘出。在一个优选的实施方式中，色斑是一种增强的紫色。一种优选的紫色油墨膏具有如下配方成分重量百分数乳酸乙酯 22.5粘合剂溶液 76咔唑 1.5图6示出部分地覆盖周边部分24的彩色层36。彩色层36呈一种称为外部星芒的图案。在所示的实施方式中，外部星芒是在从记录的图象进行了颜色分离之后用计算机鼠标器绘出。在该例子中，彩色层36是黑色。一种优选的黑色油墨膏具有如下配方成分重量百分数乳酸乙酯 23.98粘合剂溶液 64.04氧化铁(I.O.)黑 11.98最终将所有颜色及它们的相关图案组合以便形成一种模拟化妆上有吸引力的眼睛的有色隐形眼镜图案。在一个优选的实施方式中，采用四个彩色层一个黑色层，一个淡褐色层、一个灰色层，和一个蓝色或绿色层。
为了产生一种适合于改变眼睛外观的图案，优选修饰或改变所记录的图象或各个组成色图案中的一些或全部。实施这种改变有许多不同的方法。利用软件，可以除去所记录图象的较暗阴影或者单个组成色，以便修饰最终的外观。另外，可以把组成色转变成若干元素如斑点或色岛。这种转变可以使如下所述的印刷过程变得容易。另外，在该过程中所分离出来的颜色可以与美国食品与药品管理局以前已批准的颜料和油墨有关。这种改变可能有助于有色隐形眼镜获得批准。
记录的图象或各个组成色可以通过添加颜色和图案如径向线和对比区(亦即，较亮的环形区)来增强。额外的一些层可以更进一步增强眼睛的外观。还可以通过用软件处理图案或是用数学算法如二维傅里叶变换修改图案来进行修改和改变，上述软件用来最初分离出若干颜色和图案。在美国专利4,139,897中公开了一种用于傅里叶变换的装置，该专利引入本文作为参考。另一些增强技术包括但不限于用计算机程序对记录的图案进行彩绘、喷色、照相制版、使图案清晰地恢复本来面目(sharp unmask)、使图案模糊(smudge)、使图案混乱(blur)、散焦、调色、局部遮光和用海绵擦拭(sponge)。
另外，有许多除上述颜色之外的其它颜色也可以按照本发明分离出来。可以从化妆上有吸引力的眼睛中分离出来的另一些颜色包括棕色、紫色、蓝绿色、品红色和黄色等。另外，本发明不仅限于用四层来构成最终的图案。在某些情况下，少于四种颜色就可以提供所需的细节。在某些情况下，根据用来分离出彩色层的软件，可以将四种以上的颜色组合来形成最终图案。例如，如果设计人员确定在蓝色的化妆上有吸引力的眼睛照片中有微量紫色，则设计人员还可以另加一个紫色层(第五层)。这个附加层添加了另外的印刷步骤，但它可以提供更有吸引力的有色隐形眼镜。
视所希望的化妆效果而定，在镜片虹膜部分上的着色可以调节，以便让很少的自然虹膜透过镜片显示，或者让大部分虹膜透过镜片显示。显示自然虹膜可以通过把每个组成层制成用透明或半透明的空间隔开的彩色元素的图案来完成，或是通过将一个或多个图案用透明或半透明的空间穿孔来完成。用户想要透过镜片显示多少虹膜取决于该用户想达到颜色增强效果还是颜色改变效果。透过镜片显示的自然虹膜越多，则达到的颜色增强效果越强，透过镜片显示的自然虹膜越少，则达到颜色改变的效果越多强。
在一个优选的实施方式中，人的自然虹膜颜色的约0.1％-约20％透过镜片显示。在另一个优选的实施方式中，自然虹膜的约21％-约50％透过镜片显示。颜色可以调节，以便让约51％-75％透过镜片显示，甚至约76-约99％透过镜片显示。
确定有多少自然虹膜透过镜片显示的另一种方法，取决于彩色图案在隐形眼镜上有多少覆盖率。覆盖率的意思是指在整个位于图案环带内的一个给定的分析区域中，着色剂覆盖的面积与总面积之比。分析覆盖率有许多种方法。一种优选的方法是按照使用手册的说明用Bausch & LombOmnicon 5000图象分析器进行分析。
在虹膜部分22上产生彩色图案优选用已知的Knapp申请的美国专利4,582,402(引入本文作为参考)中的印刷法、已知的Rawlings申请的美国专利5,034,166(引入本文作为参考)及Rawlings申请的美国专利5,116,112(引入本文作为参考)中的印刷法，将镜片印刷4次(每次用不同的颜色层)来完成。通常，将具有凹坑的印版或电铸版用具有所需色调的油墨涂抹，所述凹坑对应于每个彩色层中所产生的图案。例如，图3示出蓝色层，该蓝色层通过从化妆上有吸引力的眼睛照片中分离出的蓝色而产生。对应于蓝色层的印版应涂蓝色油墨。
然后通过用医用刀片刮擦印版的表面除去印版上过量的油墨，使印版中的凹坑填满油墨，在这种情况下是淡褐色油墨。然后将硅橡胶凹板贴着印版压紧，以便带走凹坑中的油墨，然后将凹版贴着镜片的表面压紧，以便将图案转移到镜片上。然后使印好的图案固化，以使它不能从镜片中被除去。当然，无论是镜片的前表面还是后表面都可以印刷，但目前优选的是印刷前表面。
镜片的前侧和后侧二者都可以直接或间接印刷。人们可将油墨直接印刷在模具的阳模或阴模或二者上，用一种单体装满模具，使模具接合，然后将形成镜片的单体和油墨固化一起。也可以实施在模具上印刷随后在固化镜片上印刷的组合，优选采用印刷在阴模上接着印刷在固化的镜片上的组合。这是一种达到双面印刷的方便方法。
如上所述，优选的实施方式设想按特定的顺序印刷4层。然而，这既没有限制各层的顺序，也没有限制层数。
在一个优选的实施方式中，蓝色隐形眼镜通过印刷蓝色化妆上有吸引力的眼睛照片所固有的4种颜色层(即，黑色、淡褐色、灰色和蓝色)形成。
在Loshaek申请的美国专利4,668,240(引入本文作为参考)中描述了用来实施本发明的优选的镜片和油墨成分。下面将详细描述特定成分和目标重量。很简单地说，将一种由具有-COOH、-OH或-NH2基团的聚合物制成镜片，用含有具有同样功能团的粘合聚合物、不透明的着色物质和二异氰酸酯化合物的油墨印刷。首先制备粘合聚合物、颜料和溶剂的混和物，然后与更多的溶剂和二异氰酸酯混合，以形成一种可接受的油墨。优选的粘合聚合物溶液对蓝色、灰色、棕色和黑色来说具有约35,000CPS的粘度，而对绿色来说具有50,000CPS的粘度。将不透明的油墨印刷并固化在镜片表面上。镜片的化学组成不必局限于上述的化学组成。例如，在Narducy申请的美国专利4,857,072中所公开的系统，不需要上述功能团来将着色剂赋予到镜片上。
可用于本发明的油墨膏和颜料可以用以下油墨颜色图表中所述的各成分和百分含量(重量计)通过多种不同的方法制造。油墨膏通常与粘附促进剂组合来制备油墨。
例如，一种淡褐色油墨膏可以用63.49％(重量计，下同)粘合剂溶液，30.00％乳酸乙酯、0.61％二氧化钛、0.06％PCN蓝，4.30％氧化铁黄和1.54％氧化铁红制成。尽管这些颜色用于优选的实施方式，但其它颜色或不同重量百分数的成分也可采用。下表仅仅是可能的油墨和颜料含量的代表性例子，并没有全部列出。本领域的普通技术人员可以开发出可为佩戴隐形眼镜的人提供对虹膜的增强效果的另一些油墨和颜料含量范围。
可以将透明的膏体加到任何上述配方中以使颜色变亮。当想要改变颜色而不是增强颜色时，这可以产生看起来更自然的颜色。任何亲水性的聚合物膏都可用作透明膏体。在一个优选的实施方式中，透明膏体是在用乳酸乙酯稀释的环戊酮中的9∶1的甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)与甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯(EOEMA)的共聚物。
油墨配方可以制成能够透过镜片的表面，以便产生深度感。这类油墨和镜片在GB 0384632中已有介绍。
彩色图案可以用任何方式沉积在镜片的虹膜部分上。目前优选的方法包括用胶印凹版印刷法，该方法将在下面略微详细地加以说明。其它可供选择的方法包括使用激光(美国专利号4,744,647)或喷墨印刷机。
制备具有平的表面和若干圆形凹坑的印版(未示出)，所述凹坑对应于所要印刷的所需彩色层。印版可以用众所周知的制造集成模拟或数字电路的技术制造。首先，制备一个比所需图案放大约20倍的图案。接着，用众所周知的照相技术将图案缩小成一个正好是所希望尺寸的图案，该图案具有比其它区域更暗的待着色部分。将平的表面用一种光致抗蚀材料覆盖，该光致抗蚀材料在曝光时会变得不溶于水。将光致抗蚀材料用图案覆盖并曝光。对应于图案暗区下的那些区域的光致抗蚀材料部分通过用水洗涤除去，并将所得到的印版蚀刻到所需深度。然后将光致抗蚀材料的其余部分用机械方法除去。
将着色剂沉积在印版的平表面上并用医用刀片跨过图案刮擦，所述着色剂含有颜料、用于颜料溶剂的粘合剂或载体以及二异氰酸酯。
将硅橡胶制成的凹板贴着图案压紧，从凹坑中除掉油墨，所述硅橡胶凹板用硅油浸透，以便很容易松脱。让凹板上的油墨稍干以增加粘性，然后贴着隐形眼镜的前表面压紧，使油墨以所希望的图案沉积在虹膜部分上。当然，硅橡胶凹板必须具有足够的韧性，以便能变形装配在镜片的凸形前表面上。对每个不同的颜色层用不同的颜色层印版，将印刷步骤重复多次。
接着，将沉积的颜色层进行处理，以使它在曝露于眼内液体之下时不会被从镜片中除去，因为当镜片安放在眼中时，镜片将会接触到眼内液体。防止除去的确切方法取决于构成镜片和图案的材料。仅仅是风干或是加热镜片可能就足够了。对亲水性镜片而言，可以采用Wichterle申请的美国专利3,679,504(引入本文作为参考)中所描述的用于涂覆不透明图案的技术。
尽管上面所列举的步骤安排了一种不同彩色层印刷的顺序，但对本发明来说，印刷顺序和印刷次数可能都不重要，并且另一些印刷顺序或印刷次数都包括在本发明的范围之内。
另一种用于将不同层印刷在隐形眼镜虹膜部分22上的实施方式是对各层进行喷墨印刷而不是凹版印刷。完成喷墨印刷不需要凹版或印版，并且可以在比凹版印刷更高的分辨率下实施，因而提供更大的每个彩色层的细节并且在隐形眼镜虹膜部分22上提供更自然的最终图案。
采用喷墨印刷法还减少了与隐形眼镜或其它装置接触的装置数。例如，硅橡胶凹版必须先与一个印版或电铸版接触，然后再与隐形眼睛本身接触。各部件之间的接触易于磨损各部件，因此需要更换磨损的部件。在喷墨印刷法中，各微型喷嘴实际上不与隐形眼镜接触，也不与任何其它装置接触。因而减少了微型喷嘴磨损的机会。
另外，喷墨印刷机用电学方法控制，因此可以通过计算机控制很容易从一个颜色层改变到另一个颜色层。因此，一旦化妆上有吸引力的眼睛照片或图片被记录、存储并分离成了它的多个彩色层，就可以用喷墨法将每一层加到有色隐形眼镜上，由此产生一种能改变佩戴者虹膜的外观颜色和颜色图案的有色隐形眼镜。
如果用喷墨印刷机，本领域技术人员应调节油墨以便将它优化用于喷墨印刷。例如，优选的油墨含有至少一种颜料。颜料应比油墨喷嘴小得多，以防在印刷机作业过程中堵塞。通常，这意味着优选的颜料为3微米或更小。较大的颜料可以研磨成较小的颗粒，以便减少可能的堵塞。
优选的油墨具有至少35mN/m的表面张力。任何表面张力参数都是可以接受的，只要油墨能够适当地进行喷射并且当它接触镜片时可以扩展即可。优选的是，油墨基于它的表面张力可以分成轮廓分明的液滴流。油墨的表面张力可以通过增加或减少稀释剂或表面活性剂进行调节。
优选的油墨含有有机溶剂。它可以含有多种溶剂，其中包括醇类、二元醇类、酮类或酯类。优选(但不是必需的)油墨在不到5秒钟内干燥。一种优选的油墨可以任选地含有湿润剂(比如乙二醇)和表面活性剂。
对于连续喷墨操作，还优选将油墨通过电极荷电，以便从出料槽中滴落下来并漏到印刷表面上。这可以用本领域众所周知的多种方法(包括添加约0.5％重量的盐)来实现。
优选的油墨在喷墨涂布时易于流动。优选油墨具有约1厘泊到约50厘泊的粘度。更优选的是，粘度是从约2厘泊到约30厘泊。最优选的是，粘度是在5至15厘泊之间。
着色剂可以印刷成单层或多层，并印刷成任何可达到理想化妆效果的图案。优选的着色剂图案包括在美国专利5,936,705；5,414,477和5,272,010中所确认的那些，这些专利在此引入作为参考。
单层或多层着色剂在隐形眼镜上形成的图案优选由若干色区组成，并且这些色区可由各色区内的若干成形的彩色区域组成。成形的区域可以进一步由若干斑点组成。色区的例子包括具有不规则的内部和外部边缘的单一环形虹膜彩色色区、多个同心的环形色区、具有外部星芒和内部星芒的环形色区和沿着多个径向线结构不规则的单一虹膜色区。各色区内成形的彩色区域的例子包括圆形区域、卵形区域、蛇形(worm-like shape)的不规则伸长区域、径向片段及这些形状的组合。
在一个优选的实施方式中，有色隐形眼镜涂覆有一种粘合溶液。粘合可在印刷期间或印刷之后发生。优选的是，粘合溶液只加到隐形眼镜不处于光学色区的那些区域。
涂覆隐形眼镜的过程可以用本领域公知的任何方法进行。在一种实施方式中，粘合溶液可以喷雾到镜片上。如果采用这种方法，则在进行喷雾之前，应当对镜片的光学色区进行掩盖。在另一种实施方式中，粘合溶液可以用印刷凹板涂覆到镜片上。
粘合溶液的优选溶剂视所用的涂覆方法而定。如果采用喷雾涂覆法，则溶剂应具有低粘度。亦即，优选的是粘度小于50厘泊。如果采用印刷凹版涂覆法，则溶剂应具有较高的粘度。亦即，优选的是粘度大于100厘泊。粘度可以通过加减聚合物链或通过加减溶剂进行调节。有机混合物是优选的溶剂。
优选的是，粘合溶液包含至少一种单体。更优选的是，粘合溶液包含至少一种亲水性单体和至少一种疏水性单体。
任何可以起增塑剂作用的亲水性单体都可以使用。亲水性单体可以让印刷的材料随着镜片一起变形而不会产生裂纹。其中优选的亲水性单体是甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、NVP、GMA和DMA。
任何疏水性单体都可以用来改善镜片的强度和改善单体在有机溶剂中的溶解度。其中优选的疏水性单体是甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯(EOEMA)、MMA和BMA。
优选的是，粘合溶液含有一种引发剂。优选使用紫外线(UV)或热激活的引发剂。
优选的是，粘合溶液可以形成一种紧密交联的薄膜，该薄膜把着色剂截留在薄膜中。为此，优选加入二甲基丙烯酸乙二醇酯。溶胀剂能使单体渗入隐形眼镜，并且它们改善了粘附作用。优选的溶胀剂包括环戊酮或环己酮。
优选的是，粘合溶液含有一种粘附促进剂。优选的是，粘附促进剂是1，6-己二异氰酸酯。任何粘附促进剂都可以使用。其中包括美国专利号5,272,010中所公开的那些，该专利引入本文作为参考。
优选的是，粘合溶液含有一种链转移剂。优选的是，链转移剂是巯基乙醇。
任何喷墨印刷机都可用于本发明，只要其可以设定为能够将上述油墨印刷在具有弯曲表面的隐形眼镜上即可。
优选的喷墨印刷机是按需滴液(drop-on-demand，DOD)或是连续喷射其中之一。一种优选的喷墨印刷机可以印刷直径小于150微米的象素，优选的是直径小于100微米的象素。为了得到这种结果，优选的是，从喷嘴喷射出的油墨滴具有小于100微微升的体积，优选的是小于50微微升体积，更优选的是小于10微微升的体积。用本领域技术人员公知的标准显微镜技术测量象素尺寸。
将优选的油墨喷嘴定好尺寸，以便形成规定油墨粘度和热力的优选体积的液滴。喷墨印刷机头应可调节，以适应隐形眼镜的弯曲表面。优选的是，喷嘴可以垂直面向镜片表面，形成一个围绕镜片的半球。或者，镜片表面可以旋转。也可以用镜片旋转器给印刷机头指向，用于具有非对称图案的非径向对称的镜片。
在一个优选的实施方式中，喷墨头可以通过用计算机控制。
在一个优选的实施方式中，可以用批量加工法快速地连续印刷许多隐形眼镜。例如，可以将一批8个镜片(一块板)传送到8个印刷头处。用提升机构推动镜片杯，以便把镜片杯放在印刷头附近。各镜片杯以一种受控制的方式旋转。印刷头根据计算机软件发出的指令开始和停止喷射。然后提升机构将镜片下放回它们的印版上。然后，将印版通过一个系统传送，以便将粘合溶液印刷或喷雾在镜片上。然后，将镜片传送到一个固化工序中，以便加热和干燥镜片。
关于喷墨印刷机和喷墨技术的信息很容易从销售商如Domino-Amjet(Gurnee Mill，IL)以及通过“喷墨研究院”获得，该“喷墨研究院”在全世界的各个地方定期举行，其中包括西班牙的巴塞罗那和佛罗里达的奥兰多。
通过常规实验，本领域技术人员可以用各种可量化的分析技术优化将着色剂印刷到隐形眼镜上的方法。
不透明性，或者光反射能力可以进行优化。可以测量固体水凝胶上固体油墨图案所反射的光量，以便确定哪种染料/颜料组合可形成最好的着色剂。紫外-可见(UV-Vis)分光光度计可以量化这种信息。
油墨的表面张力可以用Denoy环和动态接触角(DCA)装置监测。油墨对隐形眼镜的粘附作用可以用FDA所要求的磨耗试验进行试验。更多的信息见FDA网站http//www.fda.gov。为了确定在成品隐形眼镜中是否有残留的单体，可用HPLC、LC/MS数据进行确定。
优选用一种底层涂料处理镜片或模具以使镜片均匀地脱模，以便镜片在膜模之后是在模具的阳模侧上，以增加油墨对表面的粘附性，或是增强加入模具中的亲水性成分。这种底层涂料在美国专利5,158,718和5,894,002中已有介绍，这些专利在此引入作为参考。
可以看出，本发明提供了能改变佩戴者虹膜外观的有色隐形眼镜。各部件的功能和排列可以作各种改变可以用等效的装置代替所图示和说明的那些装置；并且在不脱离如下面权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以独立地利用某些特点而与另一些特点无关。
权利要求
1.设计具有很自然外观的有色隐形眼镜的方法，包括a)记录化妆上有吸引力的眼睛图象；和b)将记录的图象分成许多个组成色和图案，这些组成色和图案可以在隐形眼镜上复制。
2.按照权利要求1所述的方法，其中的图象是实际的眼睛或是实际眼睛的复制品。
3.按照权利要求2所述的方法，其中实际眼睛的复制品是一张照片。
4.按照权利要求1所述的方法，其中的图象是用美术设计方法创作的。
5.按照权利要求4所述的方法，其中的美术设计方法选自软件包、铅笔画、墨水画、粉笔画、水彩画、油画及它们的组合。
6.按照权利要求1所述的方法，其中的图象是实际眼睛的图形增强式复制品。
7.按照权利要求6所述的方法，其中的图象是用美术设计方法进行图形增强。
8.按照权利要求7所述的方法，其中的美术设计方法选自软件包、铅笔画、墨水画、粉笔画、水彩画、油画及它们的组合。
9.按照权利要求8所述的方法，其中当美术设计方法是软件包时，图形增强通过选自下列的方法达到彩绘、喷色、照相铜板法、使图案清晰地恢复本来面目、使图案模糊、使图案混乱、散焦法、调色法、局部遮光法、海绵擦拭法及它们的组合。
10.按照权利要求1所述的方法，其中记录图象的步骤包括扫描图象。
11.按照权利要求10所述的方法，其中扫描包括在计算机存储器中自动存储图象。
12.按照权利要求11所述的方法，其中在计算机存储器中存储图象包括用一个计算机程序。
13.按照权利要求11所述的方法，还包括增强所记录的图象。
14.按照权利要求13所述的方法，其中增强是用计算机程序达到，该计算机程序执行选自下列的任务彩绘、喷色、照相铜版法、使图案清晰地恢复本来面目、使图案模糊、使图案混乱、散焦、调色、局部遮光、海绵擦拭及它们的组合。
15.按照权利要求11所述的方法，其中记录的图象包括具有一特定密度的元素，该方法还包括改变各元素的密度。
16.按照权利要求11所述的方法，其中将记录的图象分开的步骤包括用一个计算机程序将各个组成色或相关的图案与其它的组成色或相关的图案彼此分开。
17.按照权利要求16所述的方法，其中组成色包括从一组颜色中选定的一种颜色，这组颜色包括棕色、蓝色、灰色、绿色、蓝绿色、品红色、黄色、黑色、紫色和淡褐色。
18.按照权利要求1所述的方法，其中多个组成色由4种组成色组成。
19.按照权利要求18所述的方法，其中4种组成色是黑色、淡褐色、灰色和一种选自棕色、蓝色和绿色的颜色。
20.按照权利要求18所述的方法，其中4种组成色按顺序印刷，该顺序包括黑色、淡褐色、灰色和选自蓝色、棕色或绿色的一种颜色。
21.按照权利要求1所述的方法，还包括改变多个组成色的至少其中之一。
22.按照权利要求1所述的方法，还包括改变至少一个图案。
23.按照权利要求1所述的方法，其中通过把颜色或图案直接印刷在隐形眼镜上，把组成色或图案复制在隐形眼镜上。
24.按照权利要求1所述的方法，其中通过把颜色或图案印刷到用来制造隐形眼镜的模具中的薄膜上将组成色或图案复制在隐形眼镜上，从而当在模具中形成隐形眼镜时，薄膜变成隐形眼镜的一部分。
25.制造具有很自然外观的有色隐形眼镜的方法，包括a)记录一个化妆上有吸引力的眼睛图象；b)将记录的图象分成多个组成色；和c)将多个组成色中的每一种颜色转移到隐形眼镜上。
26.按照权利要求25所述的方法，还包括改变多个组成色的至少其中之一。
27.按照权利要求25所述的方法，其中的转移包括a)提供多个铅版供在凹版印刷过程中使用，其中每个铅版对应于多个组成色中的一种颜色；b)将多种组成色油墨其中的一种涂布到各个铅版上，其中多种组成色油墨中的每一种油墨对应于多个组成色中的一种颜色；c)用多种组成色油墨中的每种油墨涂覆多个凹版，其中多个凹版中的每个凹版对应于多个铅版中的每一块铅版；d)将多个凹版中的每一个凹版直接与隐形眼镜接触，从而使隐形眼镜得到多种组成色油墨中的每种油墨，由此制造出具有很自然外观的有色隐形眼镜。
28.按照权利要求25所述的方法，其中的转移包括a)提供多个铅版供在凹版印刷过程中使用，其中每个铅版对应于多个组成色中的一种颜色；b)将多种组成色油墨其中的一种涂布到各个铅版上，其中多种组成色油墨中的每一种油墨对应于多个组成色中的一种颜色；c)用多种组成色油墨中的每种油墨涂覆多个凹版，其中多个凹版中的每个凹版对应于多个铅版中的每一块铅版；d)将多个凹版中的每一个凹版直接与模具中的薄膜接触，以便当隐形眼镜在模具中形成时，薄膜变成隐形眼镜的一部分，由此制造出具有很自然外观的有色隐形眼镜。
29.按照权利要求25所述的方法，其中的转移包括用喷墨印刷机将相应的颜色设计中的多种组成色油墨中的每一种涂布到隐形眼镜上，由此制造出一种具有很自然外观的有色隐形眼镜。
30.按照权利要求25所述的方法，其中的转移包括用喷墨印刷机将相应的颜色设计中的多种组成色油墨中的每一种涂布到隐形眼镜上，由此制造出一种具有很自然外观的有色隐形眼镜。
31.按照权利要求25所述的方法，其中的转移包括将多种组成色油墨中的每一种印刷到在其中形成隐形眼镜的铸模的表面上，然后从模具中取出隐形眼镜，从而在从模具中取出镜片之前，铸模中的表面粘附在隐形眼镜上。
32.有色隐形眼镜，包括一个瞳孔部分；一个围绕瞳孔部分的虹膜部分；和一个彩色的间断图案，该图案由位于整个虹膜部分上的多种组成色和设计构成，该图案覆盖有效量的虹膜部分，以便改变虹膜的表观颜色和颜色图案，上述图案包括多种组成色，多种组成色中的每一种对应于一个特定的设计，多种组成色和特定设计中的每一个对应于实际眼睛中的一个组成色和特定的设计，其中各组成色和特定设计的每一种都通过下述方法确定记录化妆上有吸引力的眼睛的图象；将记录的图象分成多个组成色和特定的设计，以及把多个组成色和特定的设计转移到隐形眼镜上，由此产生一种具有很自然外观的隐形眼镜。
33.按照权利要求32所述的镜片，其中人的自然虹膜颜色的约0.1％到约20％透过镜片示出。
34.按照权利要求32所述的镜片，其中人的自然虹膜颜色的约21％到约50％通过镜片示出。
35.按照权利要求32所述的镜片，其中人的自然虹膜颜色的约51％到约75％通过镜片示出。
36.按照权利要求32所述的镜片，其中人的自然虹膜颜色的约76％到约99％通过镜片示出。
全文摘要
提供了一种有色隐形眼镜及其制造方法。记录眼睛的图象，任选地增强，将其分成若干颜色图案组成，任选地增强，然后将每种颜色图案组成直接或间接地印刷在隐形眼镜上。最终得到一种看起来很自然的隐形眼镜，这种隐形眼镜增强了自然虹膜颜色或者改变了自然虹膜的表观颜色。
文档编号G02C7/02GK1436314SQ01811051
公开日2003年8月13日 申请日期2001年6月11日 优先权日2000年6月12日
发明者G·J·奥坎普, M·H·奎因 申请人:诺瓦提斯公司