用于分配接触镜片形成流体材料的方法与流程

背景技术：

现今，接触镜片，例如佩戴后丢弃的接触镜片的大量制造是在高度自动化的制造工艺中进行的。典型地，在这种工艺中预定量的起始材料例如借助于分配针被分配至凹半模中。随后，借助于相应的凸半模闭合该模具，并且此后聚合和/或交联包含在该模具中的材料以便形成接触镜片。根据所使用的起始材料，它可能包含合适量的一种或多种溶剂(通常是挥发物)以便使起始材料保持在可流动的状态。当溶剂的量因溶剂蒸发而不足时，特别是在制造所谓的硅酮水凝胶镜片的过程中，这些镜片可能在成形的镜片上或其中显示出条痕或其他缺陷或不希望的性质变化，这会负面影响镜片的光学特性或视敏度。为了解决这一问题，us20110147957a1披露了一种用于将包含挥发性溶剂的可流动的眼镜镜片形成材料分配至模具中的方法，该方法包括以下步骤：分配在包含处于蒸气或气体形式的挥发性溶剂的本地气体气氛中进行，从而充分地防止挥发性溶剂从可流动的材料中蒸发。另外，us20110147956披露了

一种用于将包含挥发性溶剂的可流动的眼镜镜片形成材料分配至模具中的方法，该方法包括以下步骤：当凸半模和凹半模基本上气密地相互结合时，才完成了接触镜片形成材料在模具型腔的分配；并且该模具型腔与分配通道相连接，该分配通道从接触镜片模具外部可触及，并且镜片形成材料的分配通过该分配通道来完成。两种方法均相当复杂。

因此，需要提供一种用于将含有挥发性溶剂的材料(特别是用于形成眼镜镜片的材料，例如接触镜片)分配至模具中的改进方法。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于将包含挥发性溶剂的流体组合物分配至用于形成接触镜片的模具中的方法，该方法包括以下步骤：

(1)提供接触镜片模具，

(2)提供分配针，其中该分配针是由具有小于32达因/厘米的表面能的材料制成的，

(3)将该接触镜片模具安排在该分配针下面，

(4)将该流体组合物分配至该接触镜片模具中，其中该流体组合物包含镜片形成材料，其中该镜片形成材料包含挥发性溶剂并且是通过热固化或光化辐射可交联的和/或可聚合的，其中当在同一组条件下分配该流体组合物时，与具有相同直径且由不锈钢制成的分配针相比，该分配针在至少20多次分配周期后无芯吸和滴落。

本发明的这些和其他方面、特征和优势将参考本文的附图和详细描述来理解，并且将通过所附权利要求书中具体指出的各个要素和组合来实现。应理解的是，前面的总体描述和下面对附图的简要说明以及对本发明的详细描述都为示例性的并是对本发明的优选实施例的解释，而不是对所请求保护的本发明的限制。

附图说明

图1是本发明示例性实施例使用的分配系统设置。

图2示出了不锈钢针周围的芯吸和滴落的实例。

具体实施方式

本发明可以通过结合附图参考本发明的以下详细描述更容易地理解，这些附图形成本披露的一部分。应当理解，本发明不限于在此描述和/或示出的具体装置、方法、条件或参数，并且在此使用的术语仅用于通过举例的方式来描述具体实施例的目的，并且不旨在限制所要求保护的发明。在本说明书中标识的任何及所有专利和其他出版物通过引用就像在此完全陈述一样结合。

此外，除非上下文另外明确指明，否则如在本说明书(包括所附权利要求书)中使用的单数形式“一个/一种(a/an)”和“该(the)”包括复数，并且对特定数值的提及至少包括该特定值。在此的范围可表达为从“约”或“大约”一个具体值和/或至“约”或“大约”另一具体值。当表达这种范围时，另一实施例包括从该一个具体值和/或至另一个具体值。类似地，当值是通过使用先行词“约”表达为近似值时，应当理解，该具体值形成了另一实施例。

如在本申请中使用的，术语“眼科镜片”是指眼内镜片、接触镜片(硬或软的)、或角膜覆盖物。“接触镜片”是指可放置在佩带者眼睛上或内部的结构。接触镜片可以矫正、改善或改变使用者的视力，但不是必须如此。接触镜片可以具有本领域中已知的或后来开发的任何适当材料，并且可以是软性镜片、硬性镜片或混合镜片。如在本申请中使用的，术语“硅酮水凝胶接触镜片”是指包含硅酮水凝胶材料的接触镜片。

如在本申请中使用的，术语“水凝胶”或“水凝胶材料”是指不可溶于水的并且当完全水合时可以在其聚合物基质内包含按重量计至少10％的水的交联的聚合物材料。

如在本申请中使用的，术语“非硅酮水凝胶”是指理论上不含硅的水凝胶。

如在本申请中使用的，术语“硅酮水凝胶”是指包含硅酮的水凝胶。硅酮水凝胶典型地是通过共聚可聚合的组合物获得的，该可聚合的组合物包含至少一种含硅酮的乙烯基单体或至少一种含硅酮的乙烯基大分子单体或至少一种含硅酮的具有烯键式不饱和基团的预聚物。

如在本申请中使用的，术语“乙烯基单体”是指具有一个唯一的烯键式不饱和基团并且可以光化聚合或热聚合的化合物。

如在本申请中使用的，术语“烯属不饱和基团”或“烯键式不饱和基团”在此以广义使用，并且旨在涵盖含有至少一个碳-碳双键(c＝c)的任何基团。示例性烯键式不饱和基团包括，但不限于，丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基、苯乙烯基或其他含c＝c的基团。

如在本申请中使用的，术语“亲水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生可溶于水的或可以吸收至少10重量百分比的水的聚合物的乙烯基单体。

如在本申请中使用的，术语“疏水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生不溶于水并可吸收少于10重量百分比水的聚合物的乙烯基单体。

如在本申请中使用的，术语“大分子单体”或“预聚物”是指含有两个或更多个烯键式不饱和基团的中等和高分子量的化合物或聚合物。中等和高分子量典型地意思是大于700道尔顿的平均分子量。

如在本申请中使用的，术语“交联剂”是指具有至少两个烯键式不饱和基团的化合物。“交联试剂”是指具有约700道尔顿或更小的分子量的交联剂。

如在本申请中使用的，术语“水接触角”是指通过将10个接触角测量值平均化得到的平均水接触角(即通过座滴法(sessiledropmethod)测量的接触角)。

如在本申请中使用的，术语“聚合物”意指通过将一种或多种单体或大分子单体或预聚物聚合/交联形成的材料。

如在本申请中使用的，聚合物材料(包括单体材料或大分子单体材料)的术语“分子量”是指重均分子量，除非另外确切地指出或除非测试条件另外指明。

如在此使用的术语“流体”指示材料能够像液体一样流动。

图1示出了本发明示例性实施例使用的分配系统设置。在实施例中示出的分配装置包括多个被固定地安排在安装条条11中的分配针10。而且，图1中示出了相应的多个分配泵12，其中每个分配泵12与特定的分配针10相关联。分配针10和分配泵12的数量可以根据需要选择，然而，在所示实施例中，在安装条11中固定地安排了十四个分配针10并且相应地提供了数量为十四个的泵12。

对于分配步骤，首先将对应于分配针10数量的数量的凹半模(未示出)安排在分配针10下面，其中每个单独的凹半模借助于本领域已知的合适输送装置被安排在单独的分配针下面。在这种情况下，凹半模被输送直至它们到达各自的分配针10下面的位置。然后将安装条11与分配针10一起放低直至这些分配针10被安排在凹半模的表面正上方。一旦模具被完全闭合，进行“成形的”接触镜片(在完全闭合的模具中的未聚合的并且未交联的镜片形成材料)的聚合和/或交联。在镜片形成材料被聚合和/或交联以形成镜片之后，可以打开含有聚合的和/或交联的镜片的模具，并且可以将这些镜片从模具中释放出、检查等。

图2示出了不锈钢针周围镜片形成流动材料的芯吸和滴落的实例。

当镜片形成材料通过针(20)被分配时，镜片形成材料沿着针的外部向上行进，而不是在针尾形成不显眼的整齐液滴(discreetneatdrop)(22)。根据本专利申请，镜片形成材料沿着针的外部向上被称为芯吸(21)。根据本专利申请，镜片形成材料沿针的一侧向上移动并形成在它们自己的重力下回落的液滴。形成材料沿针的一侧向上和在针底部的液滴的组合被称为滴落(21，22)。

在制造接触镜片的过程中，将预定量的起始镜片形成流体材料例如借助于分配针分配至凹半模中。随后，借助于相应的凸半模闭合该模具，并且此后聚合和/或交联包含在该模具中的材料以便形成接触镜片。芯吸和滴落是镜片形成流体材料的分配过程中的持续的问题。芯吸和滴落是如通过毛细现象解释的现象，其中分配的镜片形成流体材料沿分配针的外部被排出。

当分配粘性的镜片形成流体材料时，由此针头堵塞，并且再加上滴落的问题导致机械零件配制混乱。即使对于较低粘度的镜片形成流体材料，芯吸和滴落也是很大的问题，尤其对于基于溶剂的镜片形成材料，由此溶剂蒸发会导致镜片形成材料中的浓度梯度，这进而导致镜片中的光学畸变。两个问题在接触镜片生产线上均产生不良影响。芯吸(毛细现象)润湿了分配针的针，并且导致配制品的蒸发，同时产生空传污染的粘性表面。滴落也导致蒸发，并且“附着”滴的增加的表面面积使蒸发进一步蔓延。

通过测量光学畸变，在最终产品中发现了蒸发导致镜片形成材料的不均匀性。由滴落引起的另一个问题与分配的精确度有关。其中以平均5μl测量的液滴可以代表多达20％的小分配量的总分配。

存在已知的包含溶剂的镜片形成流体材料，例如硅酮水凝胶(sihy)，其可以包含醇(如丙醇或异丙醇或其他)作为溶剂。然而，溶剂(例如丙醇)是典型地挥发性的。因此，当含有溶剂的镜片形成材料被投料到打开的模具的凹半模中时，

至少部分的溶剂在该模具再次闭合前蒸发。由于溶剂量减小，镜片形成流体材料由于溶剂蒸发改变了其特性，这在镜片形成流体材料被聚合或交联之后可能导致在成形的镜片上或其中的条痕或其他缺陷或不希望的性质变化。当位于镜片的视觉区域中时，此类缺陷(如条痕)可能是无法容忍的，所以在检查之后这些镜片必须被丢弃。另外，具有减少溶剂含量的镜片形成材料的残余物可能在分配单元的针处沉积并且以不良的方式影响下一分配过程的精确度。

这是如通过毛细现象解释的现象，其中分配的材料沿分配针的外部被排出。这种影响导致镜片形成流体材料被暴露于局部环境，这进而导致蒸发、滴落、污染还有其他问题。芯吸和滴落的问题在所有的制造平台上都很普遍。

根据所使用的起始材料，它必须包含合适量的一种或多种溶剂(通常是挥发物)以便使起始材料保持在可流动的状态。当溶剂的量不足时，特别是在制造所谓的硅酮水凝胶镜片的过程中，这些镜片可能在成形的镜片上或其中显示出条痕或其他缺陷或不希望的性质变化，这会负面影响镜片的光学特性或视敏度。尤其在硅酮水凝胶镜片的制造过程中可能出现的另外的缺点是起始材料的小的残留物可能停留在分配针上并且可能负面影响分配在模具中的起始材料量的精确度，其中可能的结果是镜片可能不完美且必须被丢弃。

本发明总体上涉及一种用于将包含挥发性溶剂的接触镜片形成流体材料分配至用于形成接触镜片的模具中制造(铸造模制)硅酮水凝胶接触镜片的方法。本发明部分地基于以下发现：使用由具有小于32达因/厘米的表面能的材料制成的分配针可大大减少(如果不能完全避免)由在模具中分配接触镜片形成流体材料期间的溶剂蒸发问题而造成的镜片条痕或其他缺陷的发生(如果不能完全避免)至少大大减少该发生。这是在如在us20110147957a1中披露的在有机溶剂的气氛下不投放镜片形成流体材料的情况下或如在us20110147956中披露的不将镜片形成流体材料投放至模具型腔中同时凸半模和凹半模基本上气密地相互结合的情况下完成的。本发明还部分地基于以下发现：当在同一组条件下分配流体组合物时，与具有相同直径且由不锈钢制成的分配针相比，使用由具有小于32达因/厘米的表面能的材料制成的分配针在至少20次分配周期后无芯吸和滴落。根据本申请，同一组条件指的是分配的相同的针尺寸，相同的分配速率、以及相同的缺点体积。测试结果表明：在将镜片形成流体材料分配至接触镜片模具中的过程中的芯吸和滴落的减少也减少了由在模具中分配接触镜片形成流体材料期间的溶剂蒸发问题而造成的镜片条痕或其他缺陷的发生，如果不能完全避免，至少大大减少该发生。另外，镜片形成材料进入模具的准确计量应该是可能的。

本发明总体上涉及一种用于将包含挥发性溶剂的流体组合物分配至用于形成接触镜片的模具中的方法，该方法包括以下步骤：

(1)提供接触镜片模具，

(2)提供分配针，其中该分配针是由具有小于32达因/厘米的表面能的材料制成的，

(3)将该接触镜片模具安排在该分配针下面，

(4)将该流体组合物分配至该接触镜片模具中，其中该流体组合物包含镜片形成材料，其中该镜片形成材料包含挥发性溶剂并且是通过热固化或光化辐射可交联的和/或可聚合的，其中当在同一组条件下分配该流体组合物时，与具有相同直径且由不锈钢制成的分配针相比，该分配针在至少20多次分配周期后无芯吸和滴落。

用于制造接触镜片的镜片模具是本领域技术人员是众所周知的，并且例如在铸造模制或旋转铸造中使用。例如，模具(用于铸造模制)通常包括至少两个模具区域(或部分)或者半模，即第一和第二半模。该第一半模限定第一模制(或光学)表面并且该第二半模限定第二模制(或光学)表面。该第一和第二半模被配置为接纳彼此，使得在该第一模制表面与该第二模制表面之间形成镜片形成型腔。半模的模制表面是该模具的型腔形成表面并与镜片形成材料直接接触。

在其中模具使用仅一次(即一次性或单次使用)的常规铸塑模制工艺中，模具的第一和第二模制表面彼此压靠形成限定所得接触镜片的边缘的周边接触线。由于这些模制表面的紧密接触可能损坏这些模制表面的光学品质，模具不能被再利用。常规不可重复使用的模具的实例包括但不限于在pct公开专利申请号wo/87/04390、ep-a0367513，美国专利号5,894,002中披露的那些，将所有这些专利以其全文通过引用结合在此。

lightstreamtechnology^tm(爱尔康公司(alcon))是改进的铸塑模制工艺，使用可重复使用的模具并在光化辐射的空间限制下固化镜片形成组合物。适合用于辐射的空间限制的可重复使用的模具的实例包括但不限于在美国专利号6,627,124、6,800,225、7,384,590和7,387,759中披露的那些，这些专利通过引用以其全文结合。

根据本申请，可以使用常规一次性模具和可重复使用的模具二者并且将该硅酮水凝胶镜片形成组合物光化固化或热固化以形成sihy接触镜片。

用于铸造模制或旋转铸造模制接触镜片的硅酮水凝胶(sihy)接触镜片配制品(镜片形成流体材料)总体上包括至少一种选自下组的组分，该组由以下各项组成：含硅酮的乙烯基单体、含硅酮的乙烯基大分子单体、含硅酮的预聚物、亲水性乙烯基单体、疏水性乙烯基单体、交联剂(具有约700道尔顿或更小的分子量并且包含至少两个烯键式不饱和基团的化合物)、自由基引发剂(光引发剂或热引发剂)、亲水性乙烯基大分子单体/预聚物、及其组合，如本领域技术人员众所周知的。如本领域技术人员已知的，sihy接触镜片配制品还可以包括本领域技术人员已知的其他必要组分，例如像，uv吸收剂、可见性着色剂(例如，染料、颜料、或其混合物)、抗微生物剂(例如，优选地银纳米颗粒)、生物活性剂、可浸出润滑剂、可浸出眼泪稳定剂、及其混合物。硅酮水凝胶接触镜片材料的实例具有us正式名：视康日夜型月抛(lotrafilcona)、视康舒视氧月抛(lotrafilconb)、欧舒适两周抛(senofilcona)、亮眸两周抛(galyfilcona)、纯视月抛(balafilcona)、佰视明月抛(comfilcona)。

根据本发明，sihy镜片配制品在从约20℃至约85℃的温度下可以是溶液或熔体。优选地，可聚合的组合物是所有所需组分在适合溶剂或适合溶剂混合物中的溶液。

sihy镜片配制品可以通过将所有所需组分溶解在如本领域技术人员已知的任何适合溶剂诸如水、水与一种或多种与水混溶的有机溶剂的混合物、有机溶剂、或一种或多种有机溶剂的混合物中来制备。

优选的有机溶剂的实例包括但不限于四氢呋喃、三丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、乙二醇正丁基醚、酮类(例如丙酮、甲基乙基酮等)、二乙二醇正丁基醚、二乙二醇甲基醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇正丙基醚、二丙二醇正丙基醚、三丙二醇正丁基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚、三丙二醇正丁基醚、丙二醇苯基醚、二丙二醇二甲基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸异丙酯、二氯甲烷、2-丁醇、1-丙醇、2-丙醇、薄荷醇、环己醇、环戊醇和外型降冰片(exonorborneol)、2-戊醇、3-戊醇、2-己醇、3-己醇、3-甲基-2-丁醇、2-庚醇、2-辛醇、2-壬醇、2-癸醇、3-辛醇、降冰片、叔丁醇、叔戊醇、2-甲基-2-戊醇、2,3-二甲基-2-丁醇、3-甲基-3-戊醇、1-甲基环己醇、2-甲基-2-己醇、3,7-二甲基-3-辛醇、1-氯-2-甲基-2-丙醇、2-甲基-2-庚醇、2-甲基-2-辛醇、2-2-甲基-2-壬醇、2-甲基-2-癸醇、3-甲基-3-己醇、3-甲基-3-庚醇、4-甲基-4-庚醇、3-甲基-3-辛醇、4-甲基-4-辛醇、3-甲基-3-壬醇、4-甲基-4-壬醇、3-甲基-3-辛醇、3-乙基-3-己醇、3-甲基-3-庚醇、4-乙基-4-庚醇、4-丙基-4-庚醇、4-异丙基-4-庚醇、2,4-二甲基-2-戊醇、1-甲基环戊醇、1-乙基环戊醇、1-乙基环戊醇、3-羟基-3-甲基-1-丁烯、4-羟基-4-甲基-1-环戊醇、2-苯基-2-丙醇、2-甲氧基-2-甲基-2-丙醇、2,3,4-三甲基-3-戊醇、3,7-二甲基-3-辛醇、2-苯基-2-丁醇、2-甲基-1-苯基-2-丙醇和3-乙基-3-戊醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲基-2-丙醇、叔戊醇、异丙醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基丙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基丙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、及其混合物。

自本申请申请日为止公开的许多专利和专利申请中已经描述了许多sihy镜片配制品。它们全部都可用于本发明的方法中。用于制造商业sihy镜片的sihy镜片配制品(诸如，视康日夜型月抛、视康舒视氧月抛、纯视月抛、亮眸两周抛、欧舒适两周抛、舒安日抛a(narafilcona)、舒安日抛b(narafilconb)、佰视明月抛、艾维娜(enfilcona)、阿斯维娜a(asmofilcona)、维娜(filcon)ii3)也可以用于本发明的方法中。

根据本发明，对于分配针可以考虑任何材料，然而关于其表面能，必须低于值32达因/厘米。

表1列出了不同材料的表面能，其中这些值取自

http://www.stevenlabel.com/dyne.htm，表面能的单位：达因/厘米。

表1：不同材料的表面能

实例：

将具有0.5μl最小分辨率的ivekservo控制分配系统(从美国北斯普林菲尔德(northspringfield)vt5150可商购的)用于所有测试。对具有聚丙烯、不锈钢、陶瓷、和纯ptfe结构的针进行评估。由聚四氟乙烯制成的分配针是从在梅德韦ma02053工业园区7号的微集团(microgroup)可商购的。还对包括视康日夜型月抛和视康舒视氧月抛的不同配制品进行测试。用于控制镜片形成材料的滴落和芯吸的参数为：用于分配针的材料类型、分配后直接回缩的用量(回缩率和回缩量)、分配针的形状、分配针的直径以及分配的分配速率。镜片形成材料达到室温时，进行所有测试。针直径是在15ga-22ga之间且分配速率是在150-1000μl/sec之间。回缩量被测试在0-20μl之间。

根据在双面模具制造平台上的使用，基线是无回缩量(0μl)的18ga手术用不锈钢针、视康舒视氧月抛镜片形成材料和300μl/sec速率。

测试结果表明：在所有分配针上滴落可以在基线的基础上进行改进并且在许多测试中被完全消除，但由于各种针材料表面等因素，芯吸更加难以控制。结果表明：在每个分配周期内，驻留在分配针外部的芯吸形成材料可被移除或吸入下落的镜片形成流体材料中。这一结果很重要，因为在导致不均匀性的分配周期之间发生的任何蒸发将被置于下一个分配配制品中。该不均匀性导致了该区域中的光学畸变。这通过慢动作摄影被证实。

测试结果表明：不考虑任何测试因素，不锈钢分配针将在25个周期内芯吸。(50μl的配制品的一次分配是一个周期)。回缩有助于几个周期，但最终芯吸将累积到饱和点，并且然后保持一致的尺寸，并随着每个分配周期替换。陶瓷的结果是差的。聚丙烯针的结果比不锈钢分配针的结果好，其中聚丙烯针可以保持约50个周期无芯吸。聚丙烯针的芯吸量远小于不锈钢针和陶瓷针。在基线条件下，与由聚丙烯制成分配针相比，由ptfe制成的分配针具有甚至更少的芯吸。通过结合少量的回缩(1-20μl)，彻底消除了芯吸和滴落。

研究结果证明：减少滴落和芯吸的最重要的因素是因为在20℃下分配针的表面能小于32达因/厘米，优选小于29达因/厘米，更优选小于20达因/厘米。将小于20达因/厘米的表面能的材料(例如，聚四氟乙烯)用于针，再加上回缩和速率参数，对于超过150个周期的多次测试可消除芯吸和滴落。

本发明分别借助于工艺或装置的具体实施例进行了描述。然而，本发明不局限于描述的具体实施例，但是在不脱离本发明根本的总体构思的情况下，各种变化和修改是可能的。因此，保护范围由所附权利要求书来限定。