专利名称：制造眼用镜片的方法
技术领域：
本发明涉及用于制造硅酮水凝胶角膜接触镜片(silicone hydrogelcontact lenses)的水相法。
背景技术：
角膜接触镜片已知可用于改善视力，且多年来已经商业生产了各种角膜接触镜 片。水凝胶角膜接触镜片如今非常流行。这些镜片通常在佩戴上比由硬材料制成的角膜接 触镜片更舒适。延展性软角膜接触镜片可通过在多部件式模具中形成镜片来制造，其中组 合的部件形成与所需最终镜片一致的形貌。已经公开了由硅酮水凝胶制成的角膜接触镜 片。用于将水凝胶塑造成有用制品，如眼用镜片(ophthalmic lenses)的多部件式模 具可以包括，例如，具有与眼用镜片的后曲面对应的凸面的第一模具部分，和具有与眼用镜 片的前曲面对应的凹面的第二模具部分。为了使用这些模具部分制备镜片，将未固化的水 凝胶镜片制剂置于模具部分的凹面和凸面之间并随后固化。水凝胶镜片制剂可以例如通过 暴露在热和/或光中来固化。固化的水凝胶依据所述模具部分的尺寸形成镜片。在固化后，分离所述模具部分且镜片仍附着在模具部分之一上。脱模法将镜片从 该残留模具部件上分离。通过使镜片暴露在用于溶胀镜片和解除镜片与模具的粘合的各种 溶液中来促进镜片脱模。该领域中的新发展已经产生由硅酮水凝胶制成的角膜接触镜片。使用水溶液实现 脱模的已知水合法对硅酮水凝胶镜片无效。因此，已经尝试使用有机溶剂将硅酮镜片脱模。 已经描述了将镜片在不存在水的或与作为次要组分(minor component)的水混合的醇、酮、 醛、酯、酰胺或N-烷基吡咯烷酮中浸渍20小时-40小时的方法。但是，尽管已知方法已经达到一定的成功，但高浓有机溶液的使用能存在缺陷，包 括例如安全危险；生产线停工时间的提高的危险；脱模溶液的高成本；和由爆炸引起的间 接破坏可能性。因此，找出几乎或完全不需要使用有机溶剂、避免使用可燃试剂、将镜片从形成镜 片用的模具中有效脱模的制造硅酮水凝胶角膜接触镜片的方法是有利的。
发明内容
本发明涉及包括下列方法的工艺，该方法包括(a)在模具中固化包含至少一种含硅酮的组分和至少一种收缩剂的反应性混合物 以形成固化制品；(b)在使固化制品收缩的条件下在模具中水合固化制品；和(c)任选从模具中脱出固化制品。在另一实施方案中，本发明涉及方法，其包括(a)在模具中固化包含至少一种反应性硅酮组分和占反应混合物中所有组分的至 少大约40重量％稀释剂的反应混合物以形成硅酮水凝胶角膜接触镜片；
(b)使该角膜接触镜片与水溶液在模具中在使角膜接触镜片收缩的条件下接触； 和(c)任选从模具中脱出角膜接触镜片。附图描述
图1是眼用镜片和用于形成眼用镜片的模具部件的图。发明详述已经发现，通过在用于形成硅酮水凝胶部件的反应混合物中包括至少一种收缩 剂，可以有助于使用水溶液将硅酮水凝胶铸模部件脱模。令人惊讶地，已经发现以适合提供 理想脱模条件但仍提供具有理想模量和水含量的镜片聚合物的量含有收缩剂的反应混合 物。本文所用的“至少一种收缩剂”是指至少一种组分，其以脱模有效量加入时，在模 具和部件暴露在至少一种脱模工艺条件下时使该硅酮部件与铸造该部件用的模具的至少 一部分脱离。可造成收缩的工艺条件的实例包括温度、PH值、电离度、亲水性、其组合和类 似条件。在一个实施方案中，脱模工艺条件包括与至少一种水溶液接触。本文所用的“脱模 有效量”是指足以在少于大约60分钟，在一些实施方案中少于大约10分钟，在另一些实施 方案中少于大约6分钟，和在另一些实施方案中少于大约2分钟内造成脱模的量。本文所用的“脱模”是指镜片与模具完全分离，或仅不牢固附着以使其可以在温和 搅动或温和处理，例如通过真空辅助的手动或自动处理，如擦拭，或其任何组合下脱除。通常，在模制部件和模具与水溶液接触时，收缩剂使模制部件收缩。至少大约3% 的收缩率已经被发现足以使模制部件脱模。在一些实施方案中，收缩率为至少大约5%，在 另一些实施方案中为至少大约7%。收缩百分率可以如下测量由含收缩剂的反应混合物 形成所需模制品、测量模具直径(模具dia)和在用于脱模的条件下的所得镜片直径(镜片 diaw/agent)并如下计算% 收缩率=[(模具 dia-镜片 Clia1^gent)/模具 dia] X 100直径可以使用配有Mitutoyo卡尺的VanKeuren，Varibeam, “阴影照片”测量。提供较高收缩量的制剂允许在较温和脱模条件下加工。模具材料也可能影响实现 脱模所需的收缩量。本文所用的“反应混合物”是指用于形成镜片的反应性组分和稀释剂。反应性组 分包括含硅酮的组分、亲水单体、润滑(lubricious)聚合物、光引发剂和在反应时形成镜 片的其它组分。在一个实施方案中，合适的收缩剂包括掺在反应混合物中时提高所得聚合物的模 量和/或降低其水含量的组分。这些收缩剂的实例包括，但不限于，交联剂；低分子量单官 能硅酮、水含量降低组分、其组合和类似物。也可以通过提高用于形成反应混合物的稀释剂 的量来实现所需收缩量。这些收缩剂各自详细描述在下文中。交联剂是含两个或更多可聚合基团的化合物。本文所用的“可聚合基团”是在该 反应混合物经受的聚合条件下呈反应性的基团。通常，合适的反应性基团包括自由基反应 性基团，包括丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、衣康酸基团、丙烯酰胺、N-乙烯基内酰 胺、N-乙烯基酰胺，或阳离子反应性基团，如乙烯基醚或环氧基团，和类似物。常使用(甲 基)丙烯酸基团。本文所用的术语“(甲基)”是指任选甲基取代。因此，“(甲基)丙烯酸
6酯”之类的术语是指甲基丙烯酸和丙烯酸基团。交联剂可以是亲水或疏水的。通常，在本发 明中，至少大约2摩尔％，在一些实施方案中至少大约2. 5摩尔％和在另一些实施方案中至 少大约3摩尔％的交联剂的量已经被发现有效提供所需收缩量。交联剂也已知影响所得聚 合物的模量。通常，小于大约200psi，在一些实施方案中小于大约150psi和在另一些实施 方案中小于大约125psi的模量是理想的。相应地，应该选择所用交联剂的量以产生模量低 于本文指定的限额的聚合物。对于一些实施方案，可能理想的是使用收缩剂的组合以便在 不提高模量至高于所需范围的情况下获得所需收缩百分率。合适的亲水交联剂的实例包括具有两个或更多可聚合基团以及亲水官能团(如 聚醚、酰胺或羟基)的化合物。亲水交联剂的具体实例包括，但不限于，二甲基丙烯酸四乙 二醇酯(TEGDMA)、二甲基丙烯酸三乙二醇酯(TrEGDMA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、
乙二胺二甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸甘油酯及其组合。也可以使用疏水交联剂。合适的疏水交联剂的实例包括含多官能羟基官能化硅酮 的单体、多官能聚醚-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物、其组合及其类似物。具体疏水交联剂包 括丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(n = 10或20) (acPDMS)、羟基丙烯酸酯官能化 的硅氧烷大分子单体、甲基丙烯酰氧基丙基封端的PDMS、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二乙烯基 苯、1，3_双(3-甲基丙烯酰氧基丙基)四(三甲基甲硅烷氧基)二硅氧烷及其混合物。优选交联剂包括TEGDMA、EGDMA, acPDMS及其组合。收缩剂也可以包含至少一种单官能低分子量硅酮。合适的单官能低分子量硅酮 包含一个可聚合基团、至少一个硅氧烷和小于大约1000，在一些实施方案中小于大约800 和在另一些实施方案中小于大约700的分子量。该硅氧烷基团可以是末端的，例如单、双 和三(三烷基甲硅烷氧基)硅烷，或可以是线型的，如在聚烷基硅氧烷，如聚二甲基硅氧 烷中那样。合适的单官能低分子量硅酮的具体实例包括，但不限于，单甲基丙烯酰氧基 丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(mPDMS)、2-甲基-，2-羟基-3-[3-[1，3，3， 3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、2-羟 基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙 基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)、3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧 基)甲基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷、单-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟 基丙氧基)丙基封端的、单-丁基封端的聚二甲基硅氧烷、含甲基丙烯酰胺单体的硅酮，如 US2005-0176911(其公开内容经此引用并入本文)中公开的那些、它们的组合和类似物。当单官能低分子量硅酮替代分子量大于大约1000的硅酮时，脱模改进。在一些 实施方案中，单官能低分子量硅酮的脱模有效量是指，分子量大于大约1000的硅酮的至少 大约10重量％被至少一种单官能低分子量硅酮替代，在一些实施方案中，分子量大于大约 1000的硅酮的大约20至大约100重量％ ；在另一些实施方案中大约40至大约100重量％ 被至少一种单官能低分子量硅酮替代。或者，或除了上述收缩剂外，该收缩剂还可以包含至少一种水含量降低化合物 (“评00化合物”)。合适的WCD化合物降低了它们所掺入的聚合物的水含量。在一些实施 方案中，WCD化合物的掺入量足以提供与不含该量WCD化合物的组合物相比至少大约1%， 在另一些实施方案中至少大约2%的水含量降低。合适的WCD化合物是不如反应混合物中 被它们替代的组分亲水的不含硅酮的化合物。例如，比较实施例1和5，在实施例5中，4. 5重量％的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)被甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)替代。当提高所用 HEMA相对于更亲水组分，如N，N- 二甲基丙烯酰胺的比例时，脱模时间降低，特别是在也包 含其它脱模剂时。各种形成角膜接触镜片的组分对水含量的相对贡献是本领域中公知的， 其它合适的WCD化合物是本领域技术人员使用本文的教导显而易见的。反应混合物中所用的稀释剂的量也影响脱模，较高量的稀释剂降低脱模时间。当 存在高量的其它脱模剂(例如提供4%或更高收缩率的收缩剂的量)时，稀释剂的量可以小 于反应混合物的大约45重量％或甚至40重量％。但是，当存在较低量的其它收缩剂(提供 小于4%收缩率的量)时，稀释剂的量可以为反应混合物重量的大约45至大约60重量％。如上所示，各种收缩剂的作用可以是累加性的，并可以通过掺入多于一种收缩剂 来制造既有良好脱模又有良好聚合物性质的制剂。例如，如果需要高于大约40 %的水含量， 可以使用大约2摩尔％的量的不含硅酮的交联剂，如TEDGMA和大约55重量％的稀释剂含 量。收缩剂的其它组合是本领域技术人员根据本文的教导显而易见的。将收缩剂与反应性组分一起掺入反应混合物中。可以包括适用于制造硅酮水凝胶 的任何反应性组分。合适的组分包括亲水组分、含硅酮的组分、反应性和非反应性内部润湿 齐U、增容组分、反应性和非反应性着色剂，如着色剂、染料、颜料、UV吸收化合物、和其它眼用 添加剂，例如但不限于，光致变色化合物、治疗性和营养性眼用添加剂，如眼药、抗微生物化 合物、抗真菌化合物、稳定剂、抗氧化剂、其组合及类似物。本发明的特征在于，可以在不牺 牲合意的镜片性质的情况下实现在水溶液中脱模。例如，在一个实施方案中，可以制造具有 下列性质的硅酮水凝胶角膜接触镜片透氧性彡大约50barrer，在一些实施方案中彡大约IOObarrer ；模量彡150psi，在一些实施方案中彡IOOpsi ；水含量> 30%，在一些实施方案中> 40%。在一些实施方案中，制成的制品具有多于一种上列性质。本发明的反应混合物包含至少一种含硅酮的组分。术语组分包括单体、大分子单体和预聚物。“单体”是指可以聚合成更高分子量化 合物、聚合物、大分子单体或预聚物的较低分子量化合物。本文所用的术语“大分子单体”是 指高分子量可聚合化合物。预聚物是部分聚合单体或能够进一步聚合的单体。“含硅酮的组分”是在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[-Si-O-]单元 的组分。优选地，总Si和附接的0在该含硅酮的组分中以该含硅酮的组分总分子量的大 于大约20重量％，更优选大于30重量％的量存在。可用的含硅酮的组分优选包含可聚合 官能团，如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、 N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。本发明中可用的含硅酮的组分的实例可见于美国专利 Nos. 3，808，178 ；4，120，570 ；4，136，250 ；4，153，641 ；4，740，533 ；5，034，461 和 5，070，215 和EP080539。这些参考文献公开了含烯属硅酮的组分的许多实例。合适的含硅酮的组分包括式I的化合物
权利要求
1.方法，包含(a)在模具中固化包含至少一种含硅酮的组分和至少一种收缩剂的反应性混合物以形 成固化制品；(b)在使所述固化制品收缩的条件下使在该模具中的该固化制品与水溶液接触；和(c)任选从该模具中脱出该固化制品。
2.权利要求1的方法，其中所述收缩剂包含至少一种单官能低分子量线型硅酮。
3.权利要求2的方法，其中所述线型硅酮具有小于大约1000的分子量。
4.权利要求2的方法，其中所述线型硅酮具有小于大约800的分子量。
5.权利要求2的方法，其中所述线型硅酮具有小于大约700的分子量。
6.权利要求2的方法，其中所述线型硅酮包含至少一个硅氧烷基团。
7.权利要求2的方法，其中所述线型硅酮包含至少一种聚二甲基硅氧烷。
8.权利要求2的方法，其中所述线型硅酮选自单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单-正丁 基封端的聚二甲基硅氧烷、2-甲基-，2-羟基-3-[3-[l，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷 基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三 甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基丙 烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧 烷、单-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基封端的、单-丁基封端的聚二甲基硅氧 烷、含甲基丙烯酰胺的硅酮、及其组合。
9.权利要求2的方法，其中至少大约10重量％的所述至少一种含硅酮的组分被所述至 少一种单官能低分子量硅酮替代。
10.权利要求2的方法，其中大约20至100重量％的所述至少一种含硅酮的组分被所 述至少一种单官能低分子量硅酮替代。
11.权利要求2的方法，其中大约40至100重量％的所述至少一种含硅酮的组分被所 述至少一种单官能低分子量硅酮替代。
12.权利要求1的方法，其中所述收缩剂包含至少大约2摩尔％的量的至少一种交联化 合物。
13.权利要求1的方法，其中所述收缩剂包含至少大约2.5摩尔％的量的至少一种交联 化合物。
14.权利要求12的方法，其中所述交联化合物选自亲水交联剂和疏水交联剂。
15.权利要求12的方法，其中所述收缩剂包含选自二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二甲基 丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二胺二甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸甘油酯 及其组合的亲水交联化合物。
16.权利要求12的方法，其中所述收缩剂包含选自丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅 氧烷(n = 10或20)、羟基丙烯酸酯官能化的硅氧烷大分子单体、甲基丙烯酰氧基丙基封端 的PDMS、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二乙烯基苯、1，3_双(3-甲基丙烯酰氧基丙基)四(三甲 基甲硅烷氧基)二硅氧烷及其混合物的疏水交联化合物。
17.权利要求12的方法，其中所述收缩剂包含选自二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二甲基 丙烯酸乙二醇酯、丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(n = 10或20)及其组合的交联 化合物。
18.权利要求1的方法，其中所述反应性混合物进一步包含至少一种稀释剂，其量占反 应性混合物中稀释剂与组分重量的大约40至大约60重量％。
19.权利要求18的方法，其中所述稀释剂以反应性混合物中稀释剂与组分重量的大约 50至大约60重量％的量存在。
20.权利要求1的方法，其中所述接触条件包括至少大约80°C的温度。
21.权利要求1的方法，其中所述接触条件包括至少大约90°C的温度。
22.权利要求1的方法，其中所述收缩剂包含至少一种水含量降低性化合物。
23.权利要求1的方法，其中所述反应性混合物进一步包含至少一种亲水单体。
24.权利要求23的方法，其中所述亲水单体以大约5至50重量％的量存在。
25.权利要求23的方法，其中所述亲水单体以大约20至50重量％的量存在。
26.权利要求23的方法，其中所述水溶液包含至少大约70重量％水。
27.权利要求23的方法，其中所述水溶液包含至少大约90重量％水。
28.权利要求1的方法，其中所述角膜接触镜片在接触步骤(b)中收缩至少大约3%。
29.权利要求1的方法，其中所述角膜接触镜片在接触步骤(b)中收缩至少大约5%。
30.权利要求1的方法，其中所述角膜接触镜片在接触步骤(b)中收缩至少大约7%。
31.方法，包括(a)在模具中固化反应混合物以形成硅酮水凝胶角膜接触镜片，所述反应混合物包含 至少一种反应性硅酮组分和占所述反应混合物中所有组分的至少大约40重量％稀释剂；(b)使该角膜接触镜片与水溶液在模具中在使角膜接触镜片收缩的条件下接触；和(c)任选从模具中脱出角膜接触镜片。
32.权利要求31的方法，其中所述反应混合物进一步包含至少一种收缩剂。
33.权利要求32的方法，其中所述收缩剂包含至少一种单官能低分子量线型硅酮。
34.权利要求33的方法，其中所述线型硅酮具有小于大约1000的分子量。
35.权利要求33的方法，其中所述线型硅酮包含至少一个硅氧烷基团。
36.权利要求33的方法，其中所述线型硅酮包含至少一种聚二甲基硅氧烷。
37.权利要求33的方法，其中所述线型硅酮选自单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单-正 丁基封端的聚二甲基硅氧烷、2-甲基-，2-羟基-3-[3-[l，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲 硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三 (三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基 丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅 氧烷、单-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基封端的、单-丁基封端的聚二甲基硅 氧烷、含甲基丙烯酰胺的硅酮、及其组合。
38.权利要求32的方法，其中所述收缩剂包含至少大约2摩尔％的量的至少一种交联 化合物。
39.权利要求38的方法，其中所述交联化合物选自亲水交联剂和疏水交联剂。
40.权利要求38的方法，其中所述交联化合物选自二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二甲基 丙烯酸乙二醇酯、丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(n = 10或20)、及其组合。
41.权利要求31的方法，其中所述稀释剂以反应混合物中稀释剂与组分重量的大约40 至大约60重量％的量存在。
42.权利要求31的方法，其中所述稀释剂以反应混合物中稀释剂与组分重量的大约45 至大约60重量％的量存在。
43.权利要求31的方法，其中所述稀释剂以反应混合物中稀释剂与组分重量的大约50 至大约60重量％的量存在。
44.权利要求31的方法，其中所述接触条件包括至少大约80°C的温度。
45.权利要求32的方法，其中所述收缩剂包含至少一种水含量降低性化合物。
46.权利要求31的方法，其中所述反应混合物进一步包含至少一种亲水单体。
47.权利要求31的方法，其中所述水溶液包含至少大约70重量％水。
48.权利要求31的方法，其中所述角膜接触镜片在接触步骤(b)中收缩至少大约3%。
49.权利要求31的方法，其中所述角膜接触镜片在接触步骤(b)中收缩至少大约3%。
50.权利要求31的方法，其中所述角膜接触镜片在接触步骤(b)中收缩至少大约7%。
全文摘要
本发明涉及用于制造硅酮水凝胶角膜接触镜片的水相法。
文档编号C08L83/04GK102105819SQ200780031672
公开日2011年6月22日 申请日期2007年6月22日 优先权日2006年6月29日
发明者D·扎尼尼, J·D·福德 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司