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CN1735502A - 萃取隐形眼镜的方法 - Google Patents

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CN1735502A
CN1735502A CNA2003801083251A CN200380108325A CN1735502A CN 1735502 A CN1735502 A CN 1735502A CN A2003801083251 A CNA2003801083251 A CN A2003801083251A CN 200380108325 A CN200380108325 A CN 200380108325A CN 1735502 A CN1735502 A CN 1735502A
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J·M·伍德
A·J·伯纳德
D·L·埃文斯
T·L·斯波尔丁
D·G·范德尔拉安
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Johnson and Johnson Vision Care Inc
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Abstract

公开了从隐形眼镜中萃取过剩材料的方法，在此期间隐形眼镜膨胀到其功能尺寸以上。所述方法包括用一种液体处理隐形眼镜的步骤，该液体优选为能够使隐形眼镜膨胀到比其功能尺寸更大尺寸的溶液，并且用另一种液体处理隐形眼镜，该液体优选为能够使隐形眼镜收缩到其功能尺寸的溶液。

Description

萃取隐形眼镜的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2002年11月13日提交的美国临时申请号60/426,023的优先权，以其全文引用于此作为参考。
发明领域
本发明涉及在隐形眼镜生产中使用的方法。特别是，本发明提供了一种从隐形眼镜中除去过剩材料的方法。
发明背景
使用着色的隐形眼镜改变虹膜的天然色彩是为大家所熟知的。用于生产着色的隐形眼镜的着色剂通常包括粘合聚合物和色素。在2001年12月20提交的美国申请号10/027,579中所述的一种生产着色的隐形眼镜的方法中，通过将着色剂从铸模表面转移到隐形眼镜材料而将着色剂施加到未固化的隐形眼镜材料，随后对隐形眼镜材料进行固化，其全文引用于此作为参考。如美国申请号10/027,579中所述，固化前有利地加热铸模，以使着色剂分散到未固化的隐形眼镜材料。然而这种形式的着色剂迁移倾向于在隐形眼镜表面产生碎片。虽然不希望受到理论的限制，人们相信粘合聚合物的一些组分，特别是粘合聚合物中的低分子量物质，不会被截留在隐形眼镜聚合物中。相反这部分粘合聚合物粘合到隐形眼镜的表面，并且难以在随后的水合和冲洗步骤中除去。
隐形眼镜的水合和冲洗步骤已经公开在美国专利6,196,683；4,668,240；5,824,719；4,963,159；4,634,449；4,777,684；4,733,959；6,248,266；5,151,106；5,271,874；5,271,875；5,466,147；6,348,507；6,207,086；6,071,112；6,012,471；5,836,323；5,762,081；5,706,634；5,690,866；5,649,410；5,640,980；5,561,970和5,080,839，以其全文引用于此作为参考。
现已发现，使用蒸馏或去离子水或盐溶液的已知水合和清洗步骤不能除去上述碎片，因此需要设计一种新的萃取方法来清洁隐形眼镜。
发明概述
本发明提供一种从隐形眼镜中萃取过剩材料的方法，其包括以下步骤：
用一种液体，优选一种溶液处理隐形眼镜，使隐形眼镜膨胀到比其功能尺寸更大的尺寸；
用一种液体，优选一种溶液处理所述的隐形眼镜，使隐形眼镜收缩到其功能尺寸。
本发明的方法可能通过使用至少两种液体处理所述隐形眼镜，这两种液体具有不同的温度、离子强度、组成和/或pH值，以使隐形眼镜在第一种液体中膨胀，然后在第二种液体中返回到其有效形状。
能够使隐形眼镜膨胀并随后返回到其功能尺寸的可用溶液的例子为具有两种不同离子强度的食盐水、具有高和低温度的去离子(DI)水或蒸馏水和食盐水或有机溶剂、具有高或低有机溶剂百分数的溶液和具有高或低pH值的溶液。
在一个优选的实施方案中，本发明的方法包括以下步骤：用具有第一离子强度的第一溶液处理隐形眼镜、用具有比所述第一溶液更低离子强度的第二溶液处理所述的隐形眼镜；和用具有比所述第二溶液更高离子强度的第三溶液处理所述的隐形眼镜。第二溶液使隐形眼镜膨胀。在第三溶液中隐形眼镜恢复到其功能尺寸。这种方法可另外包括用具有比所述第一溶液更低离子强度的另一种溶液处理隐形眼镜的步骤。
说明性实施方案的详细说明
本发明提供一种从隐形眼镜中除去过剩材料的方法。此处使用的术语“过剩材料”指的是反应以形成隐形眼镜的反应混合物中未粘合的单体或聚合物、任何稀释剂所有未反应单体或聚合物、和/或加入到隐形眼镜，例如着色隐形眼镜的着色剂、染料、色素。过剩材料可位于隐形眼镜的表面或隐形眼镜内部，并包括隐形眼镜表面或内部所有可能的可滤出物或杂质。本发明方法可用于从着色的隐形眼镜中除去过剩材料。在特定方法中，少量粘合聚合物，其大约具有小于5000道尔顿的平均分子量，没有进入隐形眼镜组合物的内部并且粘在隐形眼镜的表面，尤其是隐形眼镜中粘合聚合物进入隐形眼镜的的区域。如果不除去这些聚合物，其可能影响视觉灵敏度和舒适度。本发明可以用于通过不同方法由不同材料制造的隐形眼镜的表面除去过剩材料，例如粘合剂和着色剂。
术语“膨胀”指的是隐形眼镜的含水率增加或直径增加，或两者都增加。当隐形眼镜销售给最终用户时，含水率百分数的增加通常超过隐形眼镜含水率百分数至少5％，更优选10-60％，最优选15-40％，此处也指的是功能尺寸。或者，膨胀也可以为直径的增加。直径的膨胀通常是直径增加至少1毫米，更优选增加2-6毫米，最优选增加3-4.5毫米。
本发明的方法可用于从含有水凝胶或硅氧烷水凝胶的软式隐形眼镜中萃取过剩材料。水凝胶为可吸水并在平衡状态保持水分的交联的聚合物体系。本发明的隐形眼镜通常为含水率为约0-约90％、更优选含水率为约35-70％的软式隐形眼镜。对于水凝胶，形成隐形眼镜的单体混合物通常含有至少一种亲水单体和交联剂(交联剂定义为具有多个可聚合官能团的单体)。
合适的亲水单体包括具有羟基和羧基的化合物，例如不饱和羧酸，如甲基丙烯酸和丙烯酸；(甲基)丙烯酸取代的醇，如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯和2-羟乙基丙烯酸酯；乙烯基内酰胺，如N-乙烯基吡咯烷酮；以及(甲基)丙烯酰胺，如甲基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺。典型的交联剂包括聚乙烯，例如二或三乙烯基单体，例如二甘醇、三甘醇、丁二醇和己-1，6-二醇的二或三(甲基)丙烯酸酯；和二乙烯基苯。形成水凝胶的单体混合物的特定例子为大分子单体(polymacon)，主要由甲基丙烯酸2-羟乙基酯和少量作为交联用单体的二甲基丙烯酸乙二醇酯组成。单体混合物可任选地包括含硅氧烷单体，以形成硅氧烷水凝胶共聚物。含硅氧烷单体的例子包括：含有一个可聚合的不饱和单体的单体，例如甲基丙烯酰氧基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基酯、三(三甲基甲硅烷氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷、甲基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯和3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；以及多官能的乙烯基“封端”的含硅氧烷单体，尤其是具有两个活化的不饱和基团的双官能单体。形成硅氧烷水凝胶的单体混合物的特定例子为balafilcon，基于N-乙烯基吡咯烷酮和上述碳酸乙烯基酯和氨基甲酸酯单体，其公开在US 5,260,00中。
其它硅氧烷水凝胶可通过大分子单体混合物、单体或其组合与添加剂例如聚合引发剂反应制备。合适的材料包括但不限于由硅氧烷大分子单体和亲水单体制造的硅氧烷水凝胶。这种硅氧烷大分子单体的例子包括但不限于：如美国专利US 4,259,467；4,260,725和4,261,875中所述的具有亲水侧基的聚二甲硅氧烷；如美国专利US4,136,250；4,153,641；4,189,54；4,182,822；4,343,927；4,254,248；4,355,147；4,276,402；4,327,203；4,341,889；4,486,577；4,605,712；4,543,398；4,661,575；4,703,097；4,837,289；4,954,586；4,954,587；5,346,946；5,358,995；5,387,632；5,451,617；5,486,579；5,962,548；5,981,615；5,981,675和6,039,913中所述的具有可聚合官能团的聚二甲硅氧烷大分子单体；以及其组合。其还可使用聚硅氧烷大分子单体与美国专利US 5,010,141；5,057,578；5,314,960；5,371,147和5,336,797中所述的亲水单体合并制备，或者大分子单体包括美国专利US4,871,785和5,034,461中所述的聚二甲硅氧烷嵌段和聚醚嵌段。所有引用的专利以其全文引用于此作为参考。
合适的材料还可通过透氧的和离子透过性组分的组合制造，例如如美国专利5,760,100；5,776,999；5,789,461；5,807,944；5,965,631和5,958,440中所述。可并入这种共聚物的亲水性单体包括甲基丙烯酸2-羟乙基酯(“HEMA”)、丙烯酸2-羟乙基酯、N，N-二甲基丙烯酰胺(“DMA”)、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基-4，4′-二甲基-2-噁唑啉-5-酮、甲基丙烯酸和2-羟乙基甲基丙烯酰胺。其它可并入的硅氧烷单体例如为甲基丙烯酸三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基酯，和如美国专利US5,998,498；3,808,178；4,139,513；5,070,215；5,710,302；5,714,557和5,908,906中所述的硅氧烷单体。其中还可以包括各种增韧剂、紫外线阻断剂和润湿剂。其还可使用稀释剂，如美国专利US6,020,445中所述的伯醇、仲醇或叔醇来制备。所有引用专利以其全文引用于此作为参考。
优选的隐形眼镜包括具有如下USAN命名的离子水凝胶：etafilcon A、bufilcon  A、deltafilcon  A、droxifilcon A、phemfilcon A、ocufilcon A、balafilcon A、perfilcon A、ocufilconB、ocufilcon C、ocufilcon D、ocufilcon E、methafilcon A、vifilconA、focofilcon A、tetrafilcon B、ocufilcon F、epsifilcon A。
本发明使用的缓冲水溶液最有效用于从离子隐形眼镜或含有具有离子基团的隐形眼镜中除去过剩材料。本发明所述的隐形眼镜材料、着色剂或粘合聚合物中的离子基团，如果其存在的话，其包括源于羧酸的阴离子羧酸基团，例如甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、富马酸或源于其它形成离子基团的单体的化合物，例如N-羧基-β-丙胺酸-N-乙烯基酯，以及乙烯基苯酚以及其它具有氨基或酚基的单体。当在合适的pH值下放入水中时，氨基和酚基形成离子基团。
并且，可使用离子染料或颜料为隐形眼镜提供其它离子性能。带正电荷的颜料的特定例子包括：群青、FD&C蓝1号和氢氧化铬绿(可购自BF Goodrich，美国俄亥俄州克利夫兰市)。带正电荷染料的特定例子包括：阿尔新兰(ingrain blue)1(CI 72420)、碱性绿(CI42040)、碱性红(CI 42500)和碱性蓝(CI 52015)(购自Aldrich，美国威斯康星州密尔沃基市)。带负电荷染料的特定例子包括：酸性红151(CI 26900)、酸性蓝120(CI 26400)、酸性橙8(CI 15575)和酸性绿27(CI 61580)(购自Aldrich)。
本发明的萃取方法优选将隐形眼镜膨胀到其功能尺寸以上5-60％，更优选10-50％，最优选20-35％，然后恢复到其功能尺寸。在本发明方法的第一步之前，隐形眼镜可不在其功能尺寸。并且，这种膨胀优选大于由先有技术中已经使用的隐形眼镜脱水和水合步骤引起的尺寸增加。这种膨胀可在本发明方法的第一步骤之前或期间发生，在此期间隐形眼镜通常膨胀到其功能尺寸或功能尺寸以上5％。
对于使用3个以上处理步骤的本发明方法，在每一处理步骤中可使用不同的溶液；然而，在一个以上处理步骤中优选使用相同的溶液。例如在本发明的某些实施方案中为了简化工艺，第一和第三溶液和/或第二和第四溶液和/或第一和第四溶液可以是相同的。
可以使用各种溶液，只要该溶液能够使隐形眼镜膨胀到其功能尺寸以上并恢复到其功能尺寸。这种溶液的例子包括具有高或低离子强度的溶液。具有高离子强度的溶液可以为缓冲溶液或盐溶液。具有相对较低离子强度的溶液可以为缓冲溶液、盐溶液、蒸馏水或去离子水、有机溶剂，或包括有机溶剂的溶液。优选的较低离子强度的溶液为有或没有添加剂的蒸馏水或去离子水。可以在本发明的一个或多个处理步骤中使用的其它溶液包括具有高或低pH的溶液。例如，包括酚基的隐形眼镜可用pH大于7的溶液处理，然后用高或低离子强度的溶液处理以使隐形眼镜膨胀或收缩。例如，具有氨基的隐形眼镜可用pH小于7的溶液处理，然后用高或低离子强度的溶液处理以使隐形眼镜膨胀或收缩。
优选的方法包括用具有相对较高离子强度的溶液处理隐形眼镜，然后用具有相对较低离子强度的溶液处理隐形眼镜。通过电导仪测定，具有较高和较低离子强度的溶液之间的离子强度差别优选为3-30，更优选为8-20毫西门子/厘米，最优选为13-17毫西门子/厘米。当这些溶液的离子强度不一样时，具有相对较高离子基团浓度的隐形眼镜原料通常对尺寸变化更敏感。
术语处理通常指的是洗涤、喷雾、浸泡、浸没，或这些操作的任意组合。在优选的实施方案中，在处理步骤期间隐形眼镜被浸泡或浸没。处理步骤通常持续2-400分钟，更优选持续10-180分钟，最优选持续20-60分钟；然而，处理步骤的时间长短取决于隐形眼镜原料，如果其存在的话包括着色剂、用作溶液或溶剂的材料，以及该溶液的温度。处理时间可以与隐形眼镜和溶液达到平衡所需的时间不同。足够的处理时间通常使隐形眼镜膨胀、从隐形眼镜中释放过剩材料，并使隐形眼镜恢复到其功能尺寸。
本发明使用的优选缓冲溶液可以相同或不同，并优选包括缓冲盐溶液，例如包括一种或多种以下物质的盐溶液：氯化钠、硼酸、硼酸钠、磷酸二氢钠、柠檬酸钠、醋酸钠、碳酸氢钠等。盐溶液通常包括0.01-10，更优选0.1-5重量％的盐。
在一优选的实施方案中，此除去工艺中最后一步中使用的缓冲溶液通常与在包装中储存隐形眼镜的溶液相同。在一优选实施方案中，缓冲溶液包括具有800ppm吐温80的0.84％氯化钠水溶液、0.93％硼酸和0.18硼酸钠(重量百分比)。当包装隐形眼镜时，最后的处理步骤可以使用食盐水；然而，在优选的萃取方法中，上述处理步骤为将隐形眼镜放置在包装中食盐水的分离步骤之外的处理步骤。
溶液中可包括多种添加剂，其包括表面活性剂，如吐温80，(其为聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)、四丁酚醛(Tyloxapol)、辛基苯氧基(环氧乙烷)乙醇、两性10(amphoteric 10)、防腐剂，如EDTA、山梨酸、DYMED、异丙醇、双氯苯双胍己烷葡糖酸酯、过氧化氢、水杨乙汞、polyquad、聚六亚甲基双胍、抗菌剂、润滑剂、盐和缓冲剂。这些添加剂通常以0.01-10重量％的量加入到溶液中，然而累积量应小于10重量％。溶液的温度可以为近于结冰到近于沸腾之间的任何温度；然而温度优选5-95℃，更优选45-80℃。如果溶液过冷或过热，则可以调节隐形眼镜用溶液处理的时间以实现预期的膨胀和随后的收缩。
在本发明可供选择的实施方案中，本发明方法可引入其它的处理步骤，包括用去离子水或蒸馏水初步处理，其尤其优选除去隐形眼镜材料内部的稀释剂，并从隐形眼镜模具中除去隐形眼镜。这种初步处理也能使隐形眼镜膨胀。
萃取方法通常在脱模工序之后进行，亦即除去模具组件的一半，该模具组件通常包括前曲线模具和后曲线模具。在本发明的方法中，隐形眼镜可通过美国专利US 5,935,492；US 5,815,238；US5,744,357；US 5,693,268；US 5,690,973；US 5,294,379和2002年4月5日提交的美国专利申请号10/117545中公开的任意一种方法脱模。在优选的方法中，在脱模之后，当隐形眼镜从前曲线(其可以为美国专利US5,080,839中所示的框架部分)上离开时，前曲线上的隐形眼镜与单独的凹槽座紧密配合以接受隐形眼镜。这些凹槽座为托盘的一部分。在每个托盘上有32个隐形眼镜，并且20个托盘为一盒。累积56盒后通过大型自动机械放入到500-600加仑的水槽中。水槽中隐形眼镜的数量达到每毫升溶液中有至少一个隐形眼镜。从水槽的底部以100-150加仑/分钟的速度除去水槽中的溶液，过滤后返回到水槽的顶部。以1-3加仑/分钟的速度引入新溶液，并从水槽中除去当量的溶液。水槽中的溶液优选维持在70-80℃。溶液包括去离子水或蒸馏水，优选去离子水。溶液中还优选包括800ppm吐温80。根据隐形眼镜组成的不同，将隐形眼镜浸在水槽中大约88-232分钟。这种浸提步骤从隐形眼镜曲线模具中释放镜片并开始水合镜片。稀释剂例如甘油从镜片中离开，水进入镜片。当镜片用这种方式处理时，其直径可膨胀不到5％，大约到其功能尺寸。
装有隐形眼镜的盒放置于第二个水槽中，水槽中有包括在去离子水中的0.84％氯化钠、800ppm吐温80、0.93％硼酸和0.18％硼酸钠(重量百分比)的缓冲溶液。优选温度为45℃。处理时间优选超过156分钟。溶液、循环和过滤的体积与前一个水槽相同。对于优选的实施方案，硼酸钠为该第二步骤中使甲基丙烯酸酯基团去除质子化的盐。隐形眼镜保持着大约相同的大小与形状。
将镜片浸没在上述缓冲溶液中之后，将装有隐形眼镜的盒从具有食盐水的水槽移开，并放置于具有如上相同去离子水溶液的第三水槽中。隐形眼镜在70-80℃保持在水槽中45-70分钟。在此去离子水中，镜片膨胀，使所有吸附的碎屑和杂质从镜片聚合物的表面和内部离开。镜片膨胀到功能尺寸以上5-50％。
在最后一步中，使镜片恢复到其功能尺寸形状和取向。在优选的实施方案中，在最后一步镜片从第三水槽中的去离子水溶液中移开，并在相同温度下浸没在含有如上所述相同食盐水的第四水槽中达相同的时间。
在这种工艺中处理的隐形眼镜优选为着色的隐形眼镜。着色工艺可通过现有技术中所述的任何方法进行，例如使用或不使用膨胀剂在着色剂中浸泡隐形眼镜，直接在隐形眼镜上移动印刷、在镜片模具上移动印刷，或通过本领域技术人员已知的任何其它方法。一些着色方法已经公开在如下专利中：US 4,981,487；US 5,244,470；US6,196,683；US 4,668,240；US 5,824,719；US 4,963,159；US4,946,26；US 4,872,404US 4,898,695；US 5,255,077；US4,634,449；US 4,705,370；US 4,777,684；US 4,733,959；US5,271,874；US 4,889,421US 5,055,602；US 5,034,166；US4,997,897；US 5,116,112；US 5,120,121；US 5,871,675；US5,938,795；US 6,048,371；US 6,132,043；US 6,322,214；US6,364,934；US 6,149,842；US 6,096,799；US 5,846,457；US5,824,276；US 5,792,822；US 5,534,038；US 5,452,658；US5,292,350；US 5,160,463；US 6,248,266；US 5,151,106；US5,271,874；US 5,271,875；US 5,466,147和US 6,348,507，2000年12月22日提交的美国专利申请号09/745,511；2001年2月23日提交的美国专利申请号09/792,671；2001年12月20日提交的美国专利申请号10/027,579；2002年6月7日提交的美国专利申请号10/165,058，以其全文引用与此作为参考。
在优选的实施方案中，隐形眼镜是通过在通常用于模制隐形眼镜的模具上移动印刷制造的。模具可以为现有技术中已经公开的可重复使用的模具或一次性模具，优选一次性模具。在优选的方法中，步骤如下：a)在模具表面的至少一部分移动印刷着色有效量的着色剂；b)将形成镜片量的镜片材料单体分配混合到模具中；c)在着色剂的玻璃转化温度或玻璃转化温度以上的温度下快速地加热模具；d)在温度保持在着色剂的玻璃转化温度或玻璃转化温度以上的温度的同时，将镜片材料扩散到着色剂中；e)随后在合适的条件下在模具中固化镜片材料以形成着色的隐形眼镜。模具优选通过注入模制形成，并且“模具表面”优选是用于形成镜片表面的模具表面。如果着色剂是不透明的，其将覆盖隐形眼镜的部分或全部表面面积，这将覆盖最终用户的虹膜。如果着色剂是透明的，其将覆盖隐形眼镜的部分或全部表面面积，这将覆盖最终用户的虹膜和瞳孔。施加着色剂的方式已经在现有技术中公开。
施加到模具中的着色剂的量通常为约每个镜片约0.5mg-约4.0mg。
然后，将形成镜片的量的镜片材料单体混合物施加到模具中。此处“形成镜片的量”指的是足以形成预定尺寸和厚度的镜片的量。通常使用约10-约75，优选约50-75mg镜片材料。“镜片材料单体混合物”指的是用于通过固化或交联而形成隐形眼镜的单体混合物，任选预聚物、稀释剂、光引发剂、着色剂、紫外线吸收剂、处理助剂。
通常，镜片模具或镜片模具组件通过在压力下将后曲线放置到前曲线上而装配。然后，模具优选被快速加热以促进镜片材料在着色剂中的分散，加热模具优选在着色剂的玻璃化转变温度(“Tg”)或玻璃化转变温度以上的温度下。模具优选在28秒内，更优选在3-10秒间由室温加热到Tg。模具优选通过位于通道内的红外灯加热。模具加热的时间取决于分散所需要的时间，其将取决于着色剂的组成和所选择的镜片材料，然而该时间优选为约45-约75秒，更优选为约65-约71秒。
当镜片材料分散到着色剂中后，镜片材料和着色剂在适于形成着色镜片的条件下固化。固化的精确条件取决于着色剂的组成和所选择的镜片材料。在一优选的实施方案中，在室内空气和约55-约75℃的温度下使用可见光固化。在一优选的实施方案中，固化需要约75-约150秒。当固化完成后，通过脱模装置将模具部分从另一模具部分移开。在一优选的实施方案中，隐形眼镜保留在前曲线模具，在第一处理步骤中水合镜片，并从前曲线部分释放镜片。
在通过本发明方法处理的优选的隐形眼镜中，着色剂包括一种或多种色素、一种或多种溶剂以及粘合聚合物，并且镜片材料和着色剂的粘合聚合物可形成一种互穿聚合物网格或与镜片材料的半-互穿聚合物网格。
用于着色剂的优选粘合聚合物由均聚物或共聚物，或其组合制成，彼此具有相似的溶解度参数，并且粘合聚合物与镜片材料具有相似的溶解度参数。这些粘合聚合物可含有使粘合聚合物的聚合物或共聚物能够彼此相互作用的官能团。一种聚合物或共聚物的官能团通常与另一种相互作用，以增加密度有助于抑制流动性和/或截留色素颗粒。官能团之间的相互作用可以为极性、分散性或电荷转移配合性质的。官能团可位于聚合物或共聚物的主链上或者作为主链的侧链。
例如，可以使用形成带有正电荷聚合物的单体或单体混合物与形成带有负电荷聚合物的单体或单体混合物一起形成粘合聚合物。作为更特定的实例，可使用甲基丙烯酸(“MMA”)与甲基丙烯酸2-羟乙基酯(“HEMA”)以产生MAA/HEMA共聚物，其然后与HEMA/3-(N，N-二甲基)丙基丙烯酰胺共聚物混合以形成粘合共聚物。作为其它实例，粘合聚合物可由疏水性改质的单体组成，包括但不限于：下式的酰胺和酯：
               CH3(CH2)x-L-COCR＝CR2
其中L可为-NH或氧，x可为2-24的整数，R可为C1-C6的烷基或羟基并优选甲基或羟基。这些酰胺或酯的实例包括但不限于：月桂基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸己酯。作为其它实例，脂肪链延长的氨基甲酸酯和脲的聚合物可用来形成粘合聚合物。
优选的粘合聚合物为HEMA、MAA和甲基丙烯酸月桂酯(“LMA”)的无规嵌段聚合物、HEMA和MAA或HEMA和LMA的无规嵌段聚合物，或HEMA的共聚物。基于粘合聚合物的总重量，这些实施方案中各个组分的重量百分比为约93-约100重量％的HEMA、约0-约2重量％的MAA和约0-约5重量％的LMA。
粘合聚合物或多或少可溶于镜片材料，并且镜片材料可扩散到粘合聚合物中。粘合聚合物的分子量通常在保持适当品质的打印图像的范围之内。粘合聚合物的分子量优选为约7000-约100000，更优选为约7000-约40000，最优选为约17000-约35000，其相应于SEC分析中最高峰值的分子量(＝(Mn×Mw)1/2)。
对本发明来说，使用凝胶渗透色谱用90°光散射和折光检测器来确定分子量。使用两个柱PW4000和PW2500，适用于50mM氯化钠的甲醇/水洗脱液(75/25，wt/wt)和具有精确的分子量分布(325000-194)的聚乙二醇和聚环氧乙烷分子混合物。
本领域技术人员将认识到：在粘合聚合物的生产中通过使用链转移剂、使用大量的引发剂、使用活性聚合、选择合适的单体和引发剂浓度、选择溶剂的量和种类，或其组合，可以得到所需粘合聚合物的分子量。链转移剂优选与引发剂一起使用，更优选与引发剂和一种或多种溶剂一起使用以达到所需分子量。或者，少量的非常高分子量的粘合聚合物可以与大量溶剂一起使用以保持粘合聚合物的所需粘度。23℃时，粘合聚合物的粘度优选为约4000-约15000厘泊。
可用于形成粘合聚合物的链转移剂具有大于约1，优选大于约7，并且更优选大于约25000的链转移常数值。合适的链转移剂是已知的并且包括但不限于其中R为C1-C12的脂肪族、苄基、环脂肪族的式R-SH的脂肪族硫醇或其中x为1-24的CH3(CH2)x-SH、苯、正丁基氯、叔丁基氯、正丁基溴、2-巯基乙醇、1-月桂基硫醇、2-氯丁烷、丙酮、乙酸、氯仿、丁胺、三乙胺、二正丁基硫醚和二硫化物、四氯化碳和溴化物等，以及其组合。基于聚合物制剂的总重量，通常使用约0-约7重量％的链转移剂。优选使用十二烷硫醇、癸烷硫醇、辛烷硫醇或其组合作为链转移剂。
可使用任何预期的引发剂，其包括但不限于紫外线、可见光和热引发剂等，以及其组合。优选使用热引发剂，更优选2，2-偶氮二异丁腈和2，2-偶氮二(2-甲基丁腈)。基于制剂的总重量，使用的引发剂的量为约0.1-约5重量％。优选2，2-偶氮二(2-甲基丁腈)与十二烷硫醇同时使用。
本发明的粘合聚合物可通过任何合适的聚合方法制备，其包括但不限于自由基链聚合、分步聚合、乳液聚合、离子链聚合、开环聚合、基团转移聚合、原子转移聚合等。优选使用热引发聚合和自由基聚合。进行聚合的条件在本领域普通技术人员的认知范围之内。
用于产生粘合聚合物的溶剂为沸点在约120-230℃之间的中等沸点溶剂。使用的溶剂的选择基于形成粘合聚合物的类型及其分子量。合适的溶剂包括但不限于二丙酮醇、环己酮、乳酸异丙酯、3-甲氧基-1-丁醇、1-乙氧基-2-丙醇等。
与粘合聚合物一起使用的颜料为适于隐形眼镜的有机或无机颜料，或这些颜料的组合。遮光性可通过改变使用的颜料和遮光剂的浓度来控制，使用的量越高，得到越高的遮光性。有机颜料的说明性例子包括但不限于酚菁蓝、酚菁绿、咔唑紫、坦克橙#1等，或其组合。可使用的无机颜料的例子包括但不限于氧化铁黑、氧化铁棕、氧化铁黄、氧化铁红、钛白等，及其组合。除这些颜料之外，还可使用可溶性或不溶性染料，其包括但不限于二氯三嗪和基于乙烯砜的染料。
用粘合聚合物涂布或润湿颜料颗粒在主体粘合聚合物中提供更好分散的颜料颗粒。涂布可使用静电力、分散力或氢键作用力来实现，以覆盖颜料的表面。优选使用高剪切力以将颜料分散到粘合聚合物中。通过将颜料和聚合物加入到合适的搅拌器，例如旋转轴式搅拌器，并混合直到产生均匀混合，可将颜料加入到粘合组合物中，通常混合30分钟。然后将混合物装进高剪切的研磨机，例如Eiger研磨机，以将颜料分散到聚合物中。根据需要进行重复研磨以实现彻底的分散。通常进行研磨，直到颜料粒径为约0.2-约3微米。研磨可使用任何合适的市场上可买到装置进行，包括但不限于高剪切或球磨装置。
除颜料和粘合聚合物之外，本发明优选的着色剂包括一种或多种有助于将着色剂涂布到表面的溶剂。期望并优选着色剂具有低于约27mN/m的表面张力。表面张力可通过处理表面，例如模具表面来实现，将着色剂施加到该表面。表面处理可通过现有技术中已知的方法进行，例如但不限于等离子或电晕处理。或者并优选的是，所需表面张力可通过选择用于着色剂的溶剂而实现。
因此，用于本发明的着色剂的溶剂为能够增加或减少着色剂的粘度并有助于控制表面张力的溶剂。合适的溶剂包括但不限于环戊酮、4-甲基-2-戊酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乳酸异丙酯等，以及其组合。优选使用1-乙氧基-2-丙醇和乳酸异丙酯。
在一优选的实施方案中，在本发明的着色剂中至少使用三种不同的溶剂。头两种溶剂均为中等沸点溶剂，用于粘合聚合物的产生。虽然在粘合聚合物形成后可除去这些溶剂，但是优选保留这些溶剂。这两种溶剂优选为1-乙氧基-2-丙醇和乳酸异丙酯。其它低沸点溶剂，指的是沸点在约75℃-约120℃的溶剂，用于按照要求降低着色剂的浓度。合适的低沸点溶剂包括但不限于2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇和1-丙醇等，以及其组合。优选使用1-丙醇。
使用的溶剂的具体数量将取决于多种因素。例如，用于形成粘合聚合物的溶剂的量将取决于所需粘合聚合物的分子量和组成，例如粘合聚合物中使用的单体和聚合物。使用的低沸点溶剂的量将取决于着色剂预期的粘度和表面张力。并且，如果将着色剂施加到模具并与镜片材料一起固化，则使用溶剂的量将取决于镜片和使用的模具材料，并取决于该模具材料是否已经进行了任何表面处理以保持其润湿性。使用溶剂的精确量的确定在本领域普通技术人员的能力范围之内。使用溶剂的总重量将通常为最终着色剂混合物的约40-约75重量％。
本领域普通技术人员将意识到对于选择的溶剂，使用的每种颜料将具有临界颜料体积。临界颜料体积可通过多种已知方式测定，并且通常为基于溶剂和粘合聚合物悬浮颜料颗粒效率的体积，例如公开在Patton，Temple C.，Parat Flow and Pigment Dispersion，第二版，第126-300页(1993)。
除溶剂之外，增塑剂可以并优选被加入到着色剂中，以在干燥着色剂和光学模具部件期间减少裂缝，提高用着色剂产生的图像的最终质量，并通过镜片材料加强着色剂的膨胀和扩散。使用的增塑剂的种类和数量将取决于使用的粘合聚合物的分子量，并且对于放置在使用之前储存的模具上的着色剂，其取决于所需的储存期稳定性。有用的增塑剂包括但不限于甘油、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇200、400或600等，及其组合。优选使用甘油。基于着色剂的重量，使用的增塑剂的量通常将为0-约10重量％。
着色剂的遮光性可通过改变使用的颜料浓度和颜料粒径来控制。或者可以使用遮光剂。合适的遮光剂例如是市场上可买到的钛白或锌白。
在本发明优选的着色剂组合物中，使用约0.2-约25重量％的颜料、约30-约45重量％粘合聚合物、约40-约70重量％的溶剂、约0-约25重量％的钛白和约0.2-约7重量％的增塑剂。重量百分比基于着色剂混合物的总重量。
对于有机颜料，基于着色剂的重量，粘合聚合物可以以约0.2-约25重量％的量装填，对于无机颜料，基于着色剂的重量，粘合聚合物可以以约0.2-约50重量％的量装填。然而，高颜料浓度可以产生非常暗的色调。因此，优选使用约0.2-约7重量％的有机颜料和约0-约20重量％的无机颜料。根据所需颜色、色调和色彩，可以以一定比例使用颜料的组合。
本领域普通技术人员将意识到，除此处所述之外的添加剂也可包括在本发明的着色剂组合物中。合适的添加剂包括但不限于流动和匀平助剂、消泡添加剂、流变学改性添加剂等，以及其组合。
本发明的着色剂在镜片材料固化时嵌入到镜片材料中。这样，着色剂可嵌入得更接近镜片的前表面或后表面，所述镜片的形成取决于在镜片上施加了着色剂的模具表面。并且，可以以任何顺序施加一层或多层着色剂。在另一实施方案中，透明的粘合聚合物层可以与着色剂同时使用。例如在本发明的方法中，在施加着色剂之前，透明的粘合聚合物层可施加到模具部件的模具表面上。透明的粘合聚合物可以与用于着色层的粘合聚合物相同或不同。如果透明的粘合聚合物与粘合聚合物不同，其通常与粘合聚合物和镜片材料在膨胀系数和膨胀能力方面相匹配，并且其能够膨胀进入镜片材料中。
如上所述，多种镜片材料可用于本发明；然而在优选的实施方案中，使用的镜片材料为HEMA基水凝胶，更优选etafilcon A，并且粘合聚合物由MAA、HEMA和甲基丙烯酸月桂酯(“LMA”)的无规嵌段共聚物、MAA和HEMA的线性无规嵌段共聚物、HEMA和LMA的线性无规嵌段共聚物或HEMA共聚物形成。Etafilcon A，公开在美国专利US4,680,336和US 4,495,313中，其全文引用于次作为参考，通常为100重量份(“pbw”)HEMA、约1.5-约2.5pbw MAA、大约0.3-约1.3pbw二(甲基丙烯酸)乙二醇酯、约0.05-约1.5pbw三(甲基丙烯酸)1，1，1-三甲醇基丙酯和约0.017-约0.024pbw可见着色剂。Etafilcon A优选与作为粘合聚合物的MAA、HEMA和LMA以0.47MAA∶100HEMA∶4.14LMA比例的线性无规嵌段共聚物，或与HEMA和MAA以99.9HEMA∶0.1MAA-99.5HEMA∶0.5MAA比例的线性无规嵌段共聚物同时使用。
制造着色镜片的优选方法使用如下的台式印刷进行。金属板，由钢制成，更优选由不锈钢制成，涂布有固化后能够变得水不溶性的光刻胶材料。选择或设计着色剂的图案，然后使用多种方法例如照相方法，还原成所需尺寸，放置在金属板上，并将光刻胶材料固化。进行图案蚀刻的条件在本领域普通技术人员的能力范围之内。
产生图案之后，随后用水溶液冲洗平板，并且所得图案蚀刻到平板中到达合适的深度，例如约20微米。然后将着色剂沉积在图案上，用着色剂填充凹陷处。将适当几何结构和不同硬度(通常约1-10ShoreA硬度单位)的硅衬垫压在平板的图案上以除去着色剂，然后通过蒸发溶剂而稍微干燥着色剂。然后将印台压在光学模具的模具表面，将着色剂转移到模具。让着色剂干燥。将模具脱气至少8小时以除去过量的溶剂和氧气，然后给模具填充镜片形成量的镜片材料。使用互补的半模完成模具装配，在扩散(在此期间镜片单体扩散进入印刷图案)之后，将模具组件暴露于适用于固化所用的镜片材料的条件。
将参考以下非限制性实施例对本发明作进一步说明。
              实施例(典型的增强镜片)
含有粘合聚合物(由甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯和甲基丙烯酸制备)、颜料和乳酸异丙基酯、2-乙氧基-2-丙醇和1-丙醇的着色剂组合物被印式印刷在聚苯乙烯光学模具的前曲线模具表面上。将模具放置于氮气环境中脱气至少8小时，以除去过量的溶剂和氧气，然后给模具填充镜片形成量的镜片材料。使用互补的半模完成模具装配。
模具组件放置于穿过固化通道的传送带上，所述通道内部在通道的开始部分安装有4组2个并列式布置的短波红外灯。在所述通道中，在红外灯下传送模具组件并加热到着色剂的Tg。通过基于微处理器的温度控制器对每个灯泡的强度进行控制。然后模具组件被传送到其中没有灯泡的暗区，然而其中加热器将空气加热到55-75℃，并保持模具温度在着色剂的Tg或以上。让模具以一定的速度通过通道的红外灯和暗区，以使其停留在这些区中约75秒，在此期间通过检测模具温度的连续反馈系统将温度保持在Tg。然后让模具离开这些区域，引发并完成所述镜片材料的光化学固化。一旦固化结束，所述模具组件与留在前曲线模具中的镜片分离。前曲线模具放置于盘中，盘放置于盒中，并且所述盒放置于第一水合溶液中。第一水合溶液中含有70-80℃的去离子水以及800ppm吐温80和103ppm EDTA。在插入第一溶液中后，镜片轻微膨胀(＜5％)并从模具释放到水合盘碗。镜片保持在第一溶液中至少80分钟并且不超过232分钟。然后将镜片转入到45℃水槽，其中含有硼酸盐缓冲的盐水、水、0.85％NaCl、0.93％硼酸和0.18％硼酸钠(重量百分比)。将镜片放置于这种水槽中156分钟以上，在此期间镜片聚合物中的酸基脱质子化。然后将镜片转入到第三水槽，其中含有70℃的去离子水以及800ppm吐温80和103ppm EDTA。将镜片放置于第三水槽中45-75分钟，在此期间镜片的直径增加到18.1mm。然后在45℃将镜片转入到第四水槽中，第四水槽与含有硼酸盐缓冲的盐水的第二水槽相同，在第四水槽中镜片恢复到其功能尺寸14.0mm。镜片停留在第四水槽中至少156分钟。
表1-镜片清洗过程
  步骤   温度   溶液   时间
  1   70-80℃   具有800ppm吐温80的去离子水   80-232分钟
  2   45℃   硼酸盐缓冲的盐水   156分钟
  3   70℃   具有800ppm吐温80的去离子水   45-70分钟
  4   45℃   硼酸盐缓冲的盐水   ＞156分钟
在此已经参考其优选实施方案对本发明进行了说明；然而，在如下权利要求范围内的变化是本领域技术人员所公知的，因而也包括在本发明之内。

Claims (19)

1.一种从具有功能尺寸的隐形眼镜中除去过剩材料的方法，包括：
通过将所述隐形眼镜与第一液体接触而使隐形眼镜膨胀，从而提供比所述功能尺寸更大的膨胀的隐形眼镜；
通过将所述膨胀的隐形眼镜与第二液体接触而使膨胀的隐形眼镜收缩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的第一液体和所述的第二液体具有不同的离子强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述的第一液体具有比所述的第二液体更高的离子强度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述的第一液体、所述的第二液体或两者都包括缓冲水溶液。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的第一液体、所述的第二液体或两者都包括氯化钠、硼酸、硼酸钠、磷酸二氢钠、柠檬酸钠、乙酸钠、碳酸氢钠或其任何组合。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述的缓冲盐溶液包括约0.01％-约10重量％的盐。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述的第二液体包括蒸馏水或去离子水。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述的第一液体和所述的第二液体的离子强度相差约3-约30毫西门子/厘米。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述的膨胀步骤向所述的隐形眼镜中引入大于5％的更多的水。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述的膨胀步骤将所述隐形眼镜的直径增加至少约1mm。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述的隐形眼镜包括含有约0-约90％水的软隐形眼镜。
12.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述的膨胀、所述的收缩或两者约2分钟-约400分钟。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述的膨胀、所述的收缩或两者在约5-约95℃的温度下进行。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述的隐形眼镜进一步含有稀释剂，并且所述的方法进一步包括从所述的隐形眼镜中除去所述的稀释剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在膨胀之前除去所述的稀释剂。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在除去所述稀释剂期间所述的隐形眼镜膨胀。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述的隐形眼镜是着色的。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述的隐形眼镜包括基于HEMA的水凝胶。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述的基于HEMA的水凝胶为etafilcon A。
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