专利名称：光致变色隐形眼镜及其制造方法
相关申请的交叉引用本申请要求2002年12月10日提出的美国专利申请序号10/315,656的优先权。
本发明的背景本发明涉及光敏性光致变色隐形眼镜和制造方法。更具体地说，本发明涉及具有位于透镜的中心部分或瞳孔区域内的光敏性物质比如光致变色材料的隐形眼镜。在一个非限制性实施方案中，该制造方法适用于制备隐形眼镜的铸塑方法。
光致变色是涉及光诱导的颜色可逆变化的现象。当紫外线的作用中断时，具有在曝露于含有紫外线的光辐射时变色的这种材料的制品将恢复其初始颜色。含有紫外线的光辐射源例如包括阳光和汞灯的光。紫外线的中断例如可以通过在黑暗中储存光致变色材料或制品，或通过去除紫外线源(例如依靠过滤)来获得。
光致变色隐形眼镜面临一系列独特的挑战。眼睛的表面对于含有通常在70°F(21℃)以上的温度下性能降低的光致变色分子的隐形眼镜来说是具有挑战的环境。典型地由50％或50％以上的水组成的隐形眼镜材料与典型的亲脂性极高的分子几乎不相容。还有，眼睛被眉毛和睫毛强烈地挡住了光致变色分子的活化所需的紫外线。
虽然已经公开了用于将光致变色材料引入到隐形眼镜中的方法，但对于制造光致变色隐形眼镜的快速可靠的方法存在着需求，其中光敏性物质位于镜片的中心部分或瞳孔区域内。而且，对于经济而且容易适应现今用于制造隐形眼镜，例如亲水性交联隐形眼镜的自动化设备的这种方法存在着需求。
本发明的详细描述现已发现，通过对现有铸塑方法的新颖而迄今未能实现的改良，在一个非限制性实施方案中，可以制备具有中心区域或瞳孔区域光致变色活性的隐形眼镜。眼睛的瞳孔区域是其中瞳孔的开口和用作控制瞳孔的打开和关闭的光阑的典型着色虹膜位于其中的眼睛的区域。隐形眼镜或铸塑模具的瞳孔区域在这里被定义为对应于眼睛的瞳孔区域和剩余隐形眼镜的面积的至多50％的隐形眼镜或铸塑模具的区域。除了对应于眼睛的瞳孔区域的部分以外的隐形眼镜的部分在这里被称为镜体。
在一个非限制性实施方案中，光致变色活性区域覆盖了仅仅瞳孔区域。在另一个非限制性实施方案中，光致变色活性区域覆盖了对应于眼睛的瞳孔和虹膜区域的区域。在又一个非限制性实施方案中，光致变色活性区域覆盖了上文定义的瞳孔区域。在可供选择的非限制性实施方案中，在隐形眼镜体中的光致变色活性的程度低于镜体面积的50％，低于30％，或等于或低于10％。该面积百分数是以镜体的总面积为基准计，不包括对应于眼睛的瞳孔区域的面积。
请注意，在本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式包括复数所指示对象，除非特意和明确地限于一个所指示对象。
对于本说明书来说，除非另有规定，否则表示成分的量、反应条件和在本说明书和权利要求书中使用的其它参数的所有数值被认为在所有情况下可以用词语“大约”来修饰。因此，除非有相反的规定，否则在以下说明书和所附权利要求书中给出的数值参数是近似值，可以根据由本发明寻求获得的所需性能来改变。至少，并且不是试图限制权利要求书的范围的等同原则的应用，各数值参数应该至少按照所报道的有效数字的数值和通过应用普通四舍五入技术来解释。
虽然阐述本发明的宽广范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中给出的数值尽可能精确地报道。然而，任何数值固有地含有由在它们各自的试验测量中存在的标准偏差所必然导致的某些误差。
在术语“填充，水合，萃取，置换或消除”之前的短语“至少部分”意思是填充、水合、萃取、置换或消除的程度是在能够填充、水合、萃取、置换或消除的部分量到全量的范围内。短语“至少部分固化可聚合的组合物”或“至少部分已固化可聚合的组合物”是指其中可固化或可交联的组分至少部分固化，交联和/或反应的可聚合组合物。在本发明的一个非限制性实施方案中，固化、交联或反应的组分的程度可以广泛变化，例如全部可能固化、交联和/或反应的组分的5-90％。
短语“至少基本上固化”是指其中起反应的组分的程度是全部可能固化、交联和/或反应的组分的90％以上到100％的可聚合组合物。在一个非限制性实施方案中，起反应的组分的程度的测定可以通过用能够萃取单体、其它未反应的材料和杂质的溶剂(例如甲醇)的萃取法来完成。(甲基)丙烯酸(例如丙烯酸和甲基丙烯酸)基团的反应程度可以使用本领域的技术人员已知的红外光谱法来测定。
在一个非限制性实施方案中，制造包含光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法包括a)将一定体积的包括第一粘度的光致变色量的至少一种光致变色材料的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模(concave member)和阳模(convex member)的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的光致变色瞳孔区域；b)将一定体积的粘度比所述第一可聚合单体组合物低至少300厘泊的第二可聚合单体组合物加入到a)的铸塑模具的阴模中，第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；和d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。
在一个非限制性实施方案中，第一可聚合单体的粘度比第二可聚合单体的粘度高至少500厘泊。在另一个非限制性实施方案中，第一可聚合单体的粘度比第二可聚合单体的粘度高至少1000厘泊。第一单体的粘度高出第二单体的粘度的量可以是在任何这些值之间，包括上述值，例如高至少350厘泊。单体的粘度用布氏粘度计测定。
在另一个非限制性实施方案中，制备包括光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法进一步包括a)在将它加入到铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化第一和/或第二可聚合单体组合物。
在又一个非限制性实施方案中，制备包括光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法包括从铸塑模具中取出至少基本上固化的隐形眼镜。
在再一个实施方案中，制备包括光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法进一步包括a)至少部分水合该至少基本上固化的隐形眼镜；b)从a)的隐形眼镜中至少部分萃取任何未反应的单体或杂质；c)用等渗盐溶液至少部分置换在隐形眼镜中的从a)和b)中保留的残留液体；和d)从c)的隐形眼镜中至少部分消除微生物含量和进行包装；或e)包装c)的隐形眼镜和至少部分消除微生物含量。
在一个非限制性实施方案中，本发明的可聚合组合物的聚合能够通过在Hawley’s Condensed Chemcical Dictionary，第十三版，1997，John Wiley&Sons，第901-902页中的“聚合”的定义中所述的机理来发生。这些机理包括“加成”，其中自由基通过加到双键的一侧而与单体的双键反应，同时在另一侧形成新的自由电子的引发剂，或者“缩合”，包括由两种起反应的单体断裂出水分子。
在另一个非限制性实施方案中，可聚合单体的聚合可以通过将引发量的能够产生自由基的材料，比如有机过氧化合物或偶氮双(有机腈)化合物，例如聚合物引发剂加入到可聚合单体组合物中来完成。聚合单体组合物的方法是熟练技术人员所公知的，可以使用这些公知技术的任何一种来聚合上述可聚合的组合物。这些聚合方法包括热聚合，光聚合或它们的结合。
可以用作热聚合引发剂的有机过氧化合物的非限制性实例包括过氧单碳酸酯，比如碳酸叔丁基过氧异丙基酯，过二碳酸酯，比如过二碳酸二(2-乙基己基)酯，过二碳酸二(仲丁基)酯和过二碳酸二异丙基酯；二酰基过氧化物，比如过氧化2，4-二氯苯甲酰，过氧化异丁酰，过氧化癸酰，过氧化月桂酰，过氧化丙酰，过氧化乙酰，过氧化苯甲酰和过氧化对氯苯甲酰；过酯比如过新戊酸叔丁酯，过辛酸叔丁酯和过异丁酸叔丁酯；过氧化甲基乙基酮，和乙酰基环己烷磺酰过氧化物。在一个非限制性实施方案中，所使用的热引发剂是不使所得聚合物变色的那些。
可以用作热聚合引发剂的偶氮双(有机腈)化合物的非限制性实例包括偶氮双(异丁腈)，偶氮双(2，4-二甲基戊腈)或它们的混合物。
用于引发和聚合可聚合的单体组合物的热聚合引发剂的量可以改变，并将取决于所使用的特定引发剂。在一个非限制性实施方案中，仅仅需要引发和维持聚合反应所需的量，例如引发量。对于在一个非限制性实施方案中使用的过氧化合物过二碳酸二异丙基酯，该量典型地是0.01-3.0份的引发剂/100份的可聚合有机组合物(phm)。在另一个非限制性实施方案中，使用0.05-1.0phm来引发聚合。在一个非限制性实施方案中，热固化周期包括在引发剂的存在下经30分钟到30小时的时间将可聚合的单体组合物从室温加热到85-125℃。
在一个非限制性实施方案中，根据本发明的可聚合单体组合物的光聚合可以使用紫外线、可见光或二者的结合物在光聚合引发剂的存在下进行。光聚合引发剂的非限制性实例包括苯偶姻，苯偶姻甲基醚，苯偶姻异丁基醚苯酚，乙酰苯，4，4’-二氯二苯甲酮，二乙氧基乙酰苯，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮，1-羟基环己基苯基酮，2-异丙基噻吨酮和氧化2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦。用于引发和聚合可聚合的单体组合物的光聚合引发剂的量可以改变，并取决于所使用的特定引发剂。仅仅需要引发和维持聚合反应所需的量，例如引发量。在一个非限制性实施方案中，光聚合引发剂以0.01-5wt％的量使用，基于单体组分的重量。
在一个非限制性实施方案中，用于光聚合的光源选自发出紫外线的那些。该光源可以是汞灯，灭菌灯或氙灯。还可以使用可见光，例如阳光。曝光时间可以不同，取决于例如光源的波长和强度和特定光致变色制品，并且通常根据经验来确定。
在另一个非限制性实施方案中，可以将各种普通添加剂引入到本发明的可聚合单体组合物中。这些添加剂可以包括光稳定剂，热稳定剂，抗氧化剂，紫外线吸收剂，脱模剂，静态(非光致变色)染料，颜料，溶剂和促进在储存过程中的稳定性的聚合抑制剂，以及紫外线吸收剂(除了光致变色化合物以外)。还可以将防黄变添加剂，例如3-甲基-2-丁烯醇，有机焦碳酸酯和亚磷酸三苯酯[CAS 101-02-0]加入到本发明的可聚合单体组合物中，以增强抗黄变性。
在另一个非限制性实施方案中，还可以设想，聚合调节剂或聚合调节剂的混合物可以加入到本发明的可聚合组合物中，以最大程度减少在所得聚合物中的变形比如条纹的形成。聚合调节剂的非限制性实例包括硫代二丙酸二月桂基酯，萜品油烯，1-异丙基-4-甲基-1，4-环己二烯，1-异丙基-4-甲基-1，3-环己二烯，1，3-二异丙烯基苯，α-甲基苯乙烯，2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯，1，1-二苯基乙烯，顺-1，2-二苯基乙烯，2，6-二甲基-2，4，6-辛三烯，4-叔丁基焦儿茶酚，3-甲基-2-丁烯醇或它们的混合物。
在又一个非限制性实施方案中，以可聚合组合物的总重量为基准计，以0.01-20wt％，例如0.1-10wt％或0.3-5wt％的量将聚合调节剂加入到可聚合单体组合物中。聚合调节剂的量可以是在这些值的任何组合之间，包括所列举的值，例如0.015到19.999wt％。
在一个非限制性实施方案中，由可聚合单体组合物的聚合获得的聚合物或隐形眼镜是固体、柔性和透明的或光学透明的，使得它们可以用作光学元件，例如光学隐形眼镜。
在另一个非限制性实施方案中，可以通过添加，例如注射而将光致变色材料分配到在至少部分填充的隐形眼镜模具中的可聚合单体组合物的瞳孔区域，该模具填充了足以形成在基本上固化的隐形眼镜中的瞳孔区域的体积。这可以在至少部分固化可聚合单体的方法之后和/或在至少部分固化可聚合单体的方法过程中进行。
在另一个非限制性实施方案中，用于铸塑隐形眼镜的可聚合单体可以分为至少两种不同的铸塑模具加料。至少一种光致变色材料可以加入到至少一种铸塑模具加料中，形成可聚合光致变色单体组合物。在一个非限制性实施方案中，在添加可聚合非光致变色单体组合物之前和/或在添加可聚合非光致变色单体组合物之后，将预定量(例如足以形成至少基本上固化的隐形眼镜中的光致变色瞳孔区域的体积)的可以至少部分聚合的可聚合光致变色单体组合物分配到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中。
在另一个非限制性实施方案中，可聚合光致变色单体组合物可以在添加或分配到模具中之后至少部分固化，从而限制了与非光致变色单体混合的发生，后者引入用于形成隐形眼镜的剩余部分。
在铸塑方法中，隐形眼镜通常或典型地在两件钢、黄铜或(更通常)塑料模具之间形成。这些模具用精确的前表面和后表面几何结构设计。在模制过程中，在一个非限制性实施方案中，将单体分配到铸塑模具的阴模中，随后压合阳模，留下了夹在铸塑模具的光学表面之间的单体。取决于所使用的铸塑模具，在一个非限制性实施方案中，可以使用设定聚合物或隐形眼镜的厚度的垫片。如果必要，垫片的使用包括在将铸塑模具的阳模固定到阴模的步骤中。单体然后可以通过曝露于光化辐射，例如紫外线，热方法或两种固化方法的结合来固化成镜片。
在形成基本上固化的镜片之后，在一个非限制性实施方案中，将它从模具中取出，进行至少部分水合和至少部分萃取过程。在这些步骤过程中，镜片能够吸收的水的量可以大幅度变化。在一个非限制性实施方案中，镜片可以在水中吸收其重量的38-72％。在水合过程之后，在一个非限制性实施方案中，镜片能够用溶剂萃取或冲洗。可以使用的溶剂的类型的范围很广，并取决于所要除去的材料。在一个非限制性实施方案中，它可以是有机溶剂，比如甲醇，或水，例如具有最小微生物水平的纯化水。进行萃取过程，以便除去任何未反应的单体和/或杂质。这些方法可以同时，例如在加热水浴中进行，或者按序进行。
在水合和萃取过程之后，在一个非限制性实施方案中，将镜片浸渍于或接触等渗盐溶液，比如可以任选缓冲的生理盐水。在一个非限制性实施方案中，该步骤用来以可被眼睛耐受的盐溶液置换从水合和萃取步骤中保留的残留液体。在另一个非限制性实施方案中，所得隐形眼镜产物可以进行其中至少部分消除微生物含量的灭菌处理，再包装所得隐形眼镜。在可供选择的非限制性实施方案中，可以包装隐形眼镜，再将包装物的内容物进行灭菌处理，取决于所使用的制造方法。
在本发明的方法中，在一个非限制性实施方案中，用于铸塑隐形眼镜的单体的混合物包括甲基丙烯酸羟乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，对氯苯乙烯，邻氯苯乙烯，对溴苯乙烯，邻溴苯乙烯，二乙烯基苯，二乙烯基联苯，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，苯甲酸乙烯酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸异丙酯，(甲基)丙烯酸烯丙酯，(甲基)丙烯酸苯酯，(甲基)丙烯酸苄酯，(甲基)丙烯酸对氯苯酯，(甲基)丙烯酸对氯苄酯，(甲基)丙烯酸对溴苯酯，(甲基)丙烯酸对溴苄酯，(甲基)丙烯酸萘基酯，(甲基)丙烯酰胺，N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺，N，N-二乙基(甲基)丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯，乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，二甘醇二(甲基)丙烯酸酯，聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，甘油二(甲基)丙烯酸酯，3-丙烯酰氧基甘油单甲基丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，2，2-双(4-(甲基)-丙烯酰氧基(2’-羟丙基氧基)苯基)丙烷，富马酸二异丙酯，马来酸二异丙酯，富马酸二苄酯，马来酸二苄酯，中康酸二苄酯，马来酸酐，和衣康酸酐。这些单体可以单独或作为混合物使用。
在一个非限制性实施方案中，可以引入苯乙烯和对氯苯乙烯来改进通过固化树脂组合物获得的树脂材料的折射指数，导致比重的进一步降低。在另一个非限制性实施方案中，可以使用交联单体比如乙二醇二甲基丙烯酸酯或二甘醇二甲基丙烯酸酯或它们的混合物。
在又一个非限制性实施方案中，粘度比第二单体高至少300厘泊的第一单体还可以具有比第二单体更高的密度。根据Hawley’sCondensed Chemcical Dictionary，第十三版，1997，John Wiley&Sons，第1038-1039页，比重的定义宣称，固体和液体的密度在数值上等于比重。加入到用于本发明的方法的这种第一单体的光致变色材料将获得包括非光致变色聚合镜体和位于镜体内的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜，该光致变色瞳孔区域具有比非光致变色镜体更高的密度。
在一个非限制性实施方案中，光致变色量的至少一种光致变色材料可以加入到铸塑模具的至少部分填充的阴模的瞳孔区域。在一个非限制性实施方案中，这能够通过在可聚合单体的表面下方将光致变色材料注入到阴模的瞳孔区域来完成。可聚合的组合物可以在添加光致变色材料之前和/或在添加光致变色材料过程中和/或在添加光致变色材料之后至少部分聚合。
在本文和权利要求书中使用的“光致变色量”是指至少足以形成在活化时肉眼可辨别的光致变色效果的光致变色材料的量。所使用的特定量常常取决于隐形眼镜的厚度，瞳孔区域的尺寸和在照射时所需的颜色强度。通常，引入的光致变色材料越多，颜色强度所达到的限度越高。但在添加的材料的量达到一定程度之后，就不再有明显的效果。
引入到可聚合组合物的光致变色材料的量可以大幅度变化。在一个非限制性实施方案中，该量是基于可聚合组合物的重量的0.01-40wt％。例如，光致变色材料的浓度可以是0.05-30wt％，或者0.1-20wt％或0.2-15wt％，例如7-14wt％，以可聚合组合物的重量为基准计。光致变色材料的浓度可以是这些值的任意组合，包括所列举的范围，例如0.05-39.95wt％。
在本发明的方法中使用的光致变色材料可以单独或与一种或多种其它适当的补充光致变色材料，例如在400-700nm范围内具有至少一个最大活化吸收并且在活化时着色成适当色调的有机光致变色化合物结合使用。中和色和描述颜色的方法的进一步论述可以在美国专利5,645,767第12栏第66行到第13栏第19行中发现。
在一个非限制性实施方案中，可以使用可聚合的光致变色材料比如在US专利5,166,345的第3栏第36行到第14栏第3行中公开的可聚合的吩噁嗪类；在US专利5,236,958的第1栏第45行到第6栏第65行中公开的可聚合的螺苯并吡喃类；在US专利5,252,742的第1栏第45行到第6栏第65行中公开的可聚合的螺苯并吡喃类和螺苯并噻喃类；在US专利5,359,085的第5栏第25行到第19栏第55行中公开的可聚合的俘精酸酐；在US专利5,488,119的第1栏第29行到第7栏第65行中公开的可聚合的并四苯二酮类；在US专利5,821,287的第3栏第5行到第11栏第39行中公开的可聚合的螺噁嗪类；在US专利6,113,814的第2栏第23行到第23栏第29行中公开的可聚合的聚烷氧基化萘并吡喃；和在WO 97/05213和2001年4月6日提出的申请序号09/828,260中公开的可聚合的光致变色化合物。
在另一个非限制性实施方案中，光致变色材料可以包括下列类型的材料色烯类，例如萘并吡喃类，苯并吡喃类，茚并萘并吡喃类和菲并吡喃类；螺吡喃类，例如螺(苯并吲哚啉)萘并吡喃类，螺(吲哚啉)苯并吡喃类，螺(吲哚啉)萘并吡喃类，螺(吲哚啉)喹啉并吡喃类和螺(吲哚啉)吡喃类；噁嗪类，例如螺(吲哚啉)吩噁嗪类，螺(吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪类，螺(苯并吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪类，螺(苯并吲哚啉)吩噁嗪类和螺(吲哚啉)苯并噁嗪类；双硫腙汞类，浮精酸酐类，fulgimides和这些光致变色化合物的混合物。这些光致变色化合物和互补光致变色化合物描述在US专利4,931,220的第8栏第52行到第22栏第40行；5,645,767的第1栏第10行到第12栏第57行；5,658,501的第1栏第64行到第13栏第17行；6,153,126的第2栏第18行到第8栏第60行；6,296,785的第2栏第47行到第31栏第5行；6,348,604的第3栏第26行到第17栏第15行；和6,353,102的第1栏第62行第11栏第64行中。螺(吲哚啉)吡喃类也描述在文章Techniques in Chemistry，Volume III，“Photochromism”，第3章，Glenn H.Brown，Editor，John Wiley andSons，Inc.，New York，1971中。
在另一个非限制性实施方案中，可以使用的其它光致变色材料包括有机金属二硫腙盐，即(芳基偶氮)-硫代甲酸芳基酰肼(hydrazidates)类，例如二硫腙汞，它们例如描述在US专利3,361,706的第2栏第27行到第8栏第43行中；以及浮精酸酐类和fulgimides，例如3-呋喃基和3-噻吩基浮精酸酐类和fulgimides，它们描述在US专利4,931,220的第1栏第39行到第22栏第41行中。
用所述栏和行数表示的在上述专利中涉及这些光致变色化合物的公开内容引入本文作参考。
在一个非限制性实施方案中，本发明的方法采用单独添加到铸塑模具的阴模中的方式。例如，在标准模具铸塑设备中可以包括两个高精确度阀门和控制器，用于添加可聚合的单体和光致变色量的至少一种光致变色材料或用于添加两种不同的可聚合单体组合物，例如一种是光致变色的和另一种是非光致变色的。在另一个非限制性实施方案中，可以使用以非破裂或非紊流方式添加材料的分配装置，以便避免混合或扰乱已经在模具内的材料。这种设备常常用于电子和医疗设备工业。这种设备的非限制性实例包括出自EFD Corporation，EastProvidence，RI，02914的740MD-SS微点针形阀和ValvemateR7000控制器。
在另一个非限制性实施方案中，用于添加含光致变色材料的组合物的针形阀和控制器具有不仅在体积上而且在位置上的高精确度，例如，当添加到至少部分填充的铸塑模具的瞳孔区域时。位置精确度也是已经选择的分配头的控制度的函数。在一个非限制性实施方案中，添加非光致变色单体的针形阀和控制器可以在体积上不太精确，因为该材料正常以过量添加。
在本发明的一个非限制性实施方案中，光致变色单体可以首先经由精密分配头分配到铸塑模具的阴模(凹模)。虽然该量可以随镜片设计和校正而改变，典型地，可以分配大约2-6微升的体积。在另一个非限制性实施方案中，将单体精确地投入阴模的中心。所分配的体积取决于镜片设计和动力，但可以根据最终隐形眼镜的中心瞳孔区域的体积来决定。在计算中需要留出余量来应付在聚合过程中发生的收缩和在水合过程中发生的溶胀。在又一个非限制性实施方案中，瞳孔区域的直径可以根据隐形眼镜设计和/或镜片的聚焦力而大幅度变化。在一个非限制性实施方案中，它可以是5-15毫米(mm)，6-10mm，例如8mm。瞳孔区域的直径可以是在这些值的任意组合之间，包括所列举的范围。
在另一个非限制性实施方案中，可聚合的非光致变色单体组合物(一般10微升或10微升以上)可以在可聚合光致变色单体组合物的顶部或周围过量分配，不用当心使用上述分配装置扰乱光致变色单体的中心池(pool)。在一个非限制性实施方案中，例如由于简单布朗运动，可以发生一些混合。这可以产生在透明和光致变色部分之间没有明显边界，而是这些部分混合或共混的镜片。在一些情况下，这可以具有期望的化妆效果。在一个非限制性实施方案中，镜片的非瞳孔区域的一半保持非光致变色。
在一个非限制性实施方案中，光致变色和非光致变色部分的混合或共混程度可以通过改变直到单体组合物的任何一种或两种至少部分或基本上固化的时间来控制。如果希望较少的共混，在一个非限制性实施方案中，快速固化在保持各独立区段中是最有效的。如果需要一定的共混，可以使用更慢的固化方法。当然，还可以使用固化方法的结合来获得所需的效应。
在一个非限制性实施方案中，在其中在光致变色和非光致变色区之间需要清楚的界限的情况下，在添加到铸塑模具的阴模之前和/或在添加到阴模之后可以伴随有单体混合物的一种或两种的至少部分固化。在另一个非限制性实施方案中，可以使用粘度差来限制两种不同单体组合物的共混。如果光致变色单体组合物至少部分固化，在一个非限制性实施方案中，它可能粘性更高，往往不容易在阳模(凸模)的压合过程中向边缘流动。使用不同粘度的材料，不大可能的是它们在聚合之前一起共混。还有，通过使用具有比非光致变色单体更高的粘度和更高的密度的光致变色单体材料，可以制备具有密度高于非光致变色镜体的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜。如前所述，液体的比重在数值上等于密度。关于单体的这些信息一般由生产商在它们的产品目录中提供，例如参阅the Sartomer Product Catalog。
在一个可供选择的非限制性实施方案中，单体的粘度可以通过添加较低粘性的材料，比如具有较低相对粘度的其它单体或溶剂来减低。在一个非限制性实施方案中，将少量的溶剂加入到可聚合单体组合物中可以减低在泵抽或分配过程中的粘度。在一个非限制性实施方案中，一旦将单体分配到铸塑模具的阴模中，溶剂可以在后续添加光致变色材料和/或更多可聚合的单体组合物之前全部或部分用氮气或其它惰性气体流吹洗。在一个非限制性实施方案中，可以将溶剂加入到可聚合的非光致变色单体组合物中，以降低它的相对于可聚合光致变色单体组合物的粘度。这样做可以提高可聚合非光致变色单体组合物汇集到铸塑模具的阴模中的中心部分的粘性更高的光致变色单体的外部的能力。
溶剂的非限制性实例包括苯，甲苯，甲基乙基酮，甲基异丁基酮，丙酮，乙醇，四氢糠醇，丙醇，碳酸丙烯酯，N-甲基吡咯烷酮，N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙酰基吡咯烷酮，N-羟甲基吡咯烷酮，N-丁基吡咯烷酮，N-乙基吡咯烷酮，N-(N-辛基)吡咯烷酮，N-(N-十二烷基)吡咯烷酮，2-甲氧基乙基醚，二甲苯，环己烷，3-甲基环己酮，乙酸乙酯，乙酸丁酯，四氢呋喃，甲醇，丙酸戊酯，丙酸甲酯，丙二醇甲醚，二甘醇单丁基醚，二甲亚砜，二甲基甲酰胺，乙二醇，乙二醇的单烷基醚和二烷基醚和它们的衍生物(它们作为CELLOSOLVE工业溶剂由Union Carbide出售)，以及这些溶剂的混合物。
在另一个非限制性实施方案中，在将阳模固定于铸塑模具的阴模的方法中，低粘性的非光致变色单体可以更容易流动，获得了具有非光致变色的非瞳孔区域的最终镜片产品。在镜片基本上固化之后，可以从模具中取出。随后，在隐形眼镜制造中传统上使用的方法比如水合、萃取或冲洗、灭菌和包装与现有技术中已知的方法相同。
在又一个非限制性实施方案中，本发明的上述方法用于制造本发明的隐形眼镜。
在以下实施例中更具体地描述本发明。这些实施例仅仅用来举例说明，因为许多改造和变化对于本领域的那些技术人员来说是显而易见的。
实施例部分A向具有6个基底曲面的冕玻璃铸塑模具的阴模添加4滴的SR9036(据报道是双酚A 30乙氧基化二甲基丙烯酸酯，出自Sartomer)和2滴的含有基于单体重量的大约2wt％的当用紫外线照射时显示了蓝色的光致变色萘并吡喃的SR 348单体(据报道是双酚A 2乙氧基化二甲基丙烯酸酯，出自Sartomer)和基于单体重量的0.5wt％的Irgacure819(据报道是膦型引发剂，购自Ciba Geigy)。
部分B部分A的冕玻璃模具的阴模装配大约1毫米厚的垫圈，用轻微的压力压合冕玻璃模具的相应阳模，形成完整的铸塑模具。在完整的铸塑模具内的可聚合的组合物通过以5.0英尺/分钟(152.4cm/min)的速度在传送带上在10英寸(25.4cm)长度的两个紫外线类“D”灯之下单程通过而曝露于紫外线来固化。第一个灯保持在传送带以上2.5英寸(6.4cm)的高度，第二个灯保持在传送带以上6.5英寸(16.5cm)的高度。该固化系统由Eye Ultraviolet系统获得，已经用氮气惰性化至低于100ppm氧的水平。
部分C分开该铸塑模具，回收具有大约1英寸或2.54cm的外径，透明镜体和大约0.44英寸或1.11cm的着色瞳孔区域的的镜片。镜片曝露于紫外线辐射，瞳孔区域变得更暗，在中断紫外线辐射之后，瞳孔区域变得不太暗。
虽然已经参照装置和方法的特定实施方案描述了本发明，但很清楚，根据本公开可以做出各种变动和改造，并且意欲包括在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.制造包括光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法，该方法包括a)将一定体积的包括第一粘度的光致变色量的至少一种光致变色材料的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的光致变色瞳孔区域；b)将一定体积的粘度比所述第一可聚合单体组合物低至少300厘泊的第二可聚合单体组合物加入到a)的铸塑模具的阴模中，第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；和d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。
2.权利要求1的方法，进一步包括a)在将它加入到铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化第一可聚合的单体组合物。
3.权利要求1的方法，进一步包括a)在将它加入到铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化第二可聚合的单体组合物。
4.权利要求1的方法，其中第一和第二可聚合的单体组合物各自进一步包括引发量的聚合引发剂。
5.权利要求1的方法，其中该聚合引发剂选自热引发剂、光引发剂或它们的混合物。
6.权利要求1的方法，进一步包括从所述铸塑模具中取出该至少基本上固化的隐形眼镜。
7.权利要求1的方法，进一步包括a)至少部分水合该至少基本上固化的隐形眼镜；b)从a)的隐形眼镜中至少部分萃取任何未反应的单体或杂质；c)用等渗盐溶液至少部分置换在隐形眼镜中的从a)和b)中保留的残留液体；和d)从c)的隐形眼镜中至少部分消除微生物含量和对其进行包装；或e)包装c)的隐形眼镜和至少部分消除微生物含量。
8.制造包括光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法，包括a)将一定体积的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的瞳孔区域；b)将光致变色量的至少一种光致变色材料加入到在铸塑模具的阴模内的第一可聚合单体组合物中，同时在光致变色材料的添加过程中至少部分固化所述第一可聚合单体组合物；c)将一定体积的第二可聚合单体组合物加入到b)的铸塑模具的阴模中，第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；d)将阳模固定于c)的铸塑模具的阴模上；e)至少基本上固化在d)的铸塑模具中的可聚合组合物；和f)从所述铸塑模具中取出该至少基本上固化的隐形眼镜。
9.权利要求8的方法，进一步包括a)在将它加入到铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化该第一可聚合单体组合物。
10.制造具有光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法，包括a)将一定体积的包括光致变色量的至少一种光致变色材料的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的瞳孔区域；b)使用避免所述第二可聚合单体组合物与第一可聚合单体组合物混合的分配装置，将一定体积的第二可聚合单体组合物加入到铸塑模具的阴模中，加入到所述铸塑模具中的第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；和d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。
11.权利要求10的方法，进一步包括a)在将它加入到铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化该第一可聚合单体组合物。
12.权利要求10的方法，进一步包括a)在将它加入到铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化第二可聚合的单体组合物。
13.权利要求10的方法，其中第一可聚合单体组合物的粘度比第二可聚合单体组合物的粘度高至少300厘泊。
14.制造具有光致变色瞳孔区域的隐形眼镜的方法，包括a)将第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中；b)将包括光致变色量的至少一种光致变色材料的第二可聚合单体组合物加入到a)的阴模中，所述第二可聚合单体组合物具有比第一可聚合单体组合物高至少300厘泊的粘度；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。e)从所述铸塑模具中取出该至少基本上固化的隐形眼镜。
15.权利要求14的方法，进一步包括a)在将它加入到a)的铸塑模具的阴模之前；b)在将它加入到a)的铸塑模具的阴模之后；或者c)a)和b)的结合，至少部分固化第二可聚合的单体组合物。
16.包括非光致变色聚合物镜体和位于所述镜体内的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜，它通过以下步骤获得a)将一定体积的包括第一粘度的光致变色量的至少一种光致变色材料的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的光致变色瞳孔区域；b)将一定体积的粘度比所述第一可聚合单体组合物低至少300厘泊的第二可聚合单体组合物加入到a)的铸塑模具的阴模中，第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；和d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。
17.权利要求16的隐形眼镜，其中光致变色瞳孔区域的直径是5-15mm。
18.包括非光致变色聚合物镜体和位于所述镜体内的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜，它通过下列步骤获得a)将一定体积的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的瞳孔区域；b)将光致变色量的至少一种光致变色材料加入到在铸塑模具的阴模内的第一可聚合单体组合物中，同时在光致变色材料的添加过程中至少部分固化所述第一可聚合单体组合物；c)将一定体积的第二可聚合单体组合物加入到b)的铸塑模具的阴模中，第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；d)将阳模固定于c)的铸塑模具的阴模上；e)至少基本上固化在d)的铸塑模具中的可聚合组合物；和f)从所述铸塑模具中取出该至少基本上固化的隐形眼镜。
19.包括非光致变色聚合物镜体和位于所述镜体内的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜，它通过以下步骤获得a)将一定体积的包括光致变色量的至少一种光致变色材料的第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中，所述一定体积足以形成在至少基本上固化的隐形眼镜中的瞳孔区域；b)使用避免所述第二可聚合单体组合物与第一可聚合单体组合物混合的分配装置，将一定体积的第二可聚合单体组合物加入到铸塑模具的阴模中，加入到所述铸塑模具中的第一和第二可聚合单体组合物的总体积足以形成至少基本上固化的隐形眼镜；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；和d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。
20.包括聚合物镜体和位于所述镜体内的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜，它通过下列步骤获得a)将第一可聚合单体组合物加入到包括具有瞳孔区域的阴模和阳模的铸塑模具的阴模中；b)将包括光致变色量的至少一种光致变色材料的第二可聚合单体组合物加入到a)的阴模中，所述第二可聚合单体组合物具有比第一可聚合单体组合物高至少300厘泊的粘度；c)将阳模固定于b)的铸塑模具的阴模上；d)至少基本上固化在c)的铸塑模具中的可聚合组合物。e)从所述铸塑模具中取出该至少基本上固化的隐形眼镜。
21.包括非光致变色聚合物镜体和位于所述镜体内的光致变色瞳孔区域的隐形眼镜，所述光致变色瞳孔区域具有比所述非光致变色镜体更高的密度。
全文摘要
本发明描述了在镜片的中心或瞳孔区域内具有光致变色材料的隐形眼镜和制造这些眼镜的方法。在一种方法中，将光致变色量的至少一种光致变色材料加入到含有可以在添加之前和/或之后至少部分固化的可聚合单体的铸塑模具的瞳孔区域。另一种方法涉及在铸塑模具内提供一定量的可聚合光致变色单体用于瞳孔区域和一定量的可聚合非光致变色单体用于隐形眼镜的剩余部分。光致变色和非光致变色单体可以通过它们的聚合度、粘度和/或密度来区分。
文档编号G02C7/04GK1732078SQ200380101704
公开日2006年2月8日 申请日期2003年12月10日 优先权日2002年12月10日
发明者B·万格默特, A·库麦尔, F·P·麦拉克, R·W·沃尔特斯 申请人:光学转变公司