專利名稱:隱形眼鏡生產(chǎn)方法的改進的制作方法
本發(fā)明涉及用水合聚合物或水凝膠制造的軟隱形眼鏡以及制造此類眼鏡的方法。軟隱形眼鏡必須具有高的氧通過能力，這樣才能避免由于對角模供氧不足而對佩戴者的眼鏡產(chǎn)生不良影響。由于角膜上沒有血管，需要直接從大氣中得到氧以便呼吸，本發(fā)明之隱形眼鏡所采用的是那些對氧氣和二氧化碳等氣體有通過能力的材料。軟隱形眼鏡或水凝膠隱形眼鏡是用聚合物制做的，這種聚合物在水合時會溶脹成為類似于軟果子凍的穩(wěn)定物質(zhì)，而且可以舒適地戴在眼上。目前已知水合隱形眼鏡的透氧能力與其平衡水的含量有關。由于水凝膠的“溶解”氧的透過能力的增長與水含量的增長幾乎成指數(shù)關系，其最大極限值與水的透氧能力相當，因此含水量最好高一些。人們已做了大量工作來開發(fā)具有高含水量的、可形成水凝膠的聚合材料，這種材料還應足夠強以承受佩戴者在戴或從眼上取出隱形眼鏡時對其產(chǎn)生的不可避免的物理壓力。氧和其它氣體在已有鏡片中的傳遞與鏡片的跟空氣接觸的表面上的氧濃度和跟眼接觸的表面的氧濃度之間的差降有關。
如前所述，水凝膠材料的溶解氧透過力與眼鏡片的含水量有關。同樣，通過任一隱形眼鏡厚度(L)進入角膜的氧通量(F)與鏡片的氧壓差(ΔP)和形成鏡片的材料的溶解氧透過能力(Pd)有關。F可由下式表示F＝Pd×(ΔP)/L向角膜進行氧傳遞是一個復雜的生理過程。氧通量的需求是可以計算出來的，但此需求也可依據(jù)充分簡化了的當鏡片在眼鏡上時所出現(xiàn)的實際體內(nèi)環(huán)境來得到。由于氧的需求量因人而異，測量較難。事實上有一類人無法佩戴目前已有的軟隱形眼鏡，因為氧傳遞不足。有許多文章討論“溶解氧透過能力”之要求，其中有一篇文章(見Ng and Tighe的文章，刊載在《英國聚合物雜志》1976年12月刊第118至123頁上)(British Pol-ymer Journal December 1976 page118 to 123)除了討論用來做隱形眼鏡的水凝膠材料的設計要求之外，還指出了會使氧傳遞問題的理論解釋更加復雜的一系列因素，它們是“(a)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)水凝膠隱形眼鏡(諸如Hydron或Bionite)的平衡水含量在眼中時比在食鹽浸泡溶液中時為低，而在食鹽浸泡溶液中時又比在蒸餾水中時為低。(b)在佩戴過程中，在隱形眼鏡的前表面發(fā)生的水的蒸發(fā)可能會造成水從隱形眼鏡和角膜之間的淚液層逆流動，從而造成角膜表面氧壓的下降。(c)由于淚水中存在有溶解質(zhì)，氧在淚水中的溶解度可能會低于其在蒸餾水中的溶解度。(d)同樣，由于淚水中有溶解質(zhì)，戴在眼中的水凝膠隱形眼鏡中的水的結構可能與其在蒸餾水中的結構不相同，從而影響透氧能力。(e)人眼角膜的耗氧量因人而異，而且每個人自己的耗氧量也不是常數(shù)。(f)在閉眼的情況下，眼球的運動會在鏡片后面產(chǎn)生補充淚液的效果。
專門需要的最小氧通量是可以計算出來的。這里還對在眼溫度下具有特定透氧能力的鏡片材料是否能達到或超過此氧通量這個問題給出了一般性指導。所摘引的文章建議說34℃時水含量為65%“可以為解決制造上和視覺穩(wěn)定性上的問題、并且為滿足角膜不斷的晝夜周期耗氧需要提供適當?shù)幕A?！鼻懊嫠龅膹碗s問題之一為自鏡片前表面失水一定程度后，將會從與鏡片表面相接觸的角膜上產(chǎn)生反向水流，從而導致角膜表面氧壓的下降。這是一個許多作者都曾提到過的公認的難題，它限制了軟水凝膠隱形眼鏡的普及。
所有現(xiàn)存的軟隱形眼鏡的鏡片的兩個主要表面都具有基本相同的含水量。置入眼中之后，含水量要有一定下降，但此下降是均勻的，這樣兩個表面的含水量維持相等。但是，若氣侯變化或其它原因使鏡片前表面失水，那么這將足以導致減少甚至逆轉(zhuǎn)向角膜的氧傳遞。
透氧能力(DK)是制造水凝膠鏡片的材料的固有性能。到目前為止，水凝膠透氧能力的最大值是其在純水中的最大值，這一事實一直是增加水凝膠的透氧能力的限制因素。目前如果一個人有兩個用相同水凝膠材料制成的鏡片，一個厚一點，一個薄一點，則那個薄一點的鏡片將具有較高的氧通過能力(DK/L)，即它可使較多的氧通過。然而若要制得高含水量的，而且仍足夠堅固、能承受一次向眼中放置所需作用力的鏡片的話，所制得的鏡片的薄的程度是有限的。
本發(fā)明的宗旨是提供一種鏡片，它能提供特別高的通過鏡片的氧傳遞速率，而且可在眼中放置較長時間。
本發(fā)明提供了一種用水合聚合物制造的軟隱形眼鏡，它有一個前表面和一個與角膜接觸的背面，其總含水量在40%至90%之間(重量)，其中水合聚合物在鏡片前表面的含水量用阿貝折射儀測量比其在與角膜接觸的背面的含水量至少高百分之三。更理想的情況為前表面的含水量比與角膜接觸的背面的含水量高百分之4至25。由于背面的含水量比前表面的含水量低，相信鏡片在使用時自前表面至背面將有一個擴散型的流動，從而積極促進帶有溶解氧的淚液直接通過鏡片傳遞至角膜。這樣，氧的傳遞并不唯一地依賴于角膜表面的氧濃度或氧壓低于該鏡片前表面的氧濃度或氧壓而產(chǎn)生的那種被動式的氧傳遞。這種淚液傳遞與那些具有相同的總含水量、但兩個表面的含水量大體相等的傳統(tǒng)式鏡片相比會使氧能量增加。
過去總含水量基本上是用一種使鏡片脫水的方法測定的，所用的等式為百分水含量＝100×(濕重-干重)/濕重這是一種費時間的方法，而且無論用什么系統(tǒng)來干燥鏡片，誰也無法確定是否所有的水份都已驅(qū)除干凈、所剩的只是固體材料。最近，有人介紹了一種用阿貝折射儀測定水凝膠鏡片的含水量的方法。
折射儀法以測量水凝膠表面折射指數(shù)的儀器的應用為基礎。對一個具有均勻含水量的物件來講，此方法可被看作是用來測量物件的總含水量的，但實際上僅對表面做了測定。將所測得的折射指數(shù)換算成含水量是依據(jù)公認的假定進行的，這個假定為水合材料的折射指數(shù)是含水量的非線性函數(shù)，而且它可以用折射指數(shù)、干聚合物的密度和水合狀態(tài)下鏡片所在的溶液的密度來計算。此方法在Wilhelm Teurle博士的文章中有詳細介紹，其文章的題目為“水凝膠鏡片的折射指數(shù)之計算”，刊載在《國際隱形眼鏡臨床教學》第11卷第10號第625至628頁(1984年)上(International Contact Lens Clinic Vol 11 Number 10pages 625-628(1984))。任何一種具體的聚合物都可以做出一個圖，每給出一個折射指數(shù)，其相應含水量的近似值便可立即查出。一些現(xiàn)存的折射儀給出固體含量讀數(shù)的刻度，它可用來在鏡片之間做比較。這樣便有可能簡便而迅速地確定任何鏡片被儀器測量的那個表面的含水量。此儀器甚至可以專門為特定的用來制造水凝膠的聚合物組成而校準，但當測量兩個表面以確定含水量差是否存在時，各表面的絕對值并不重要。這樣就可以把從市場上買來的鏡片或從佩戴者眼上取下來的鏡片取來立即確定是否存在含水量差。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的鏡片可以長時間戴在眼睛上而對角膜結構沒有不良影響。
我們傾向于用鑄造的方法來制造本發(fā)明的鏡片。該方法包括有下列步驟(a)在鏡片鑄造模具中置入一種混合物，該混合物包括有至少一種能夠聚合并形成清晰、透明、部分溶脹的水凝膠聚合物的單體，和一種稀釋劑，稀釋劑占混合物總重的15%至50%;然后將單體經(jīng)聚合鑄造成所說的水凝膠聚合物;模腔夾在一個凸狀模件和一個凹狀模件之間，所說的兩個模件具有用不同材料制成的相對的模表面，這些材料都經(jīng)過選擇，使在模子中由水凝膠聚合物形成的鏡片的凸狀前表面上的含水量比凹狀背面的含水量高至少百分之三(用阿貝折射儀測定);(b)分離兩個模件，那個部分溶脹了的鏡片仍附在凸狀模件上;(c)將仍附在凸狀模件上的部分溶脹了的鏡片浸入水溶液介質(zhì)，從而使鏡片從凸狀膜件上分離下來，使鏡片內(nèi)可置換的非水溶液稀釋劑被水置換出來，并使鏡片基本溶脹到其充分水合狀態(tài);(d)將溶脹了的鏡片再置入食鹽水溶液中，把鏡片中的水用食鹽水溶液基本上全部置換出來;(e)把鏡片封裝在有食鹽水溶液的容器中。
我們發(fā)現(xiàn)，用此方法鑄造鏡片可使鏡片的兩個表面得到滿意的含水量差。此方法在封裝之前和(或)之后最好還有一個在蒸壓釜內(nèi)處理消毒鏡片的步驟。在一些情況下，我們發(fā)現(xiàn)把鏡片置入弱堿溶液中把聚合物骨架中的羧基上的氫用堿陽離子置換出來是有好處的。在把仍附在凸狀膜件上的部分溶脹了的鏡片浸入水溶液介質(zhì)這一步驟上把弱堿溶液直接用來做為水溶液介質(zhì)就可以完成弱堿溶液浸泡步驟。我們發(fā)現(xiàn)這些步驟有助于使鏡片兩個表面上的含水量差增大。
看來在鏡片背面上發(fā)生的聚合和(或)交聯(lián)反應的程度很可能比前表面上的深，這樣便保證了所形成的水凝膠在背面上的含水能力較低。
我們發(fā)現(xiàn)稀釋劑是保證使直接形成的鏡片處于部分溶脹或部分水合狀態(tài)(而不是干凝膠狀態(tài))的基本因素。任何一種已知的水凝膠稀釋劑都可以用。這些物質(zhì)還被稱為擴張劑或空間增加劑，它們可以是水、甘油、甘醇、二甘醇以及硼酸的甘油酯。我們傾向于使用甘油與水的混合物作為稀釋劑。部分溶脹了的鏡片中的稀釋劑含量在鏡片形成時最好至少35%并且在15%至50%之間，但純水含量決不可超過40%，不然會出現(xiàn)不良效果。
鑄造最好在一個凸狀模件和一個凹狀模件之間形成的剛性模腔內(nèi)進行，還應有辦法在聚合反應發(fā)生時再使可聚合的混合物流入模腔。
要想使鏡片的前后兩個表面產(chǎn)生含水量差，使用不同材料來制造兩個模件是一項根本要求。
由于對最后鏡片的測量以確定自背面至前表面的含水量差是否令人滿意這一工作十分簡單，選出模具材料以定出相配合的用來制造鏡片的模具材料不過只是一個時間和努力上的問題。作為篩選材料的基本指導原則，有一些基本特征對得到含水量差有影響。這些指導原則在此決不意味著對本發(fā)明有限定作用。一般講凸狀模件表面所用材料應比相對的凹狀模件表面所用的材料具有較高的表面能?？蛇m用于制作凹狀模件表面的材料在與鑄造混合物接觸時應具有憎水性。而且最好具有疏松的表面形態(tài)。另一方面，用來鑄造與角膜接觸的背表面的凸狀模件表面似乎應該選擇具有親水性和精細的表面層的材料，諸如玻璃。
材料可用下述簡單方法篩選以確定它們是否適合于用來作為模表面把兩個待測材料的平板用一個環(huán)狀密封圈分隔開，把單體混合物放在密封圈內(nèi)鑄造。顯然，研究所有的有可能性的材料和表面處理的排列組合是不可能的，但是這里介紹的簡單篩選方法，即用兩塊平板的方法，把研究工作的工作量減低為日常性的通宵實驗。
由于兩個材料之間的親水性和憎水性差異只是一種程度上的差異，兩種聚合物(例如尼龍和聚丙烯)在用在鑄造上時，其差異足以使鏡片表面之間產(chǎn)生含水量差。
當所用的材料相同或者它們影響聚合反應的能力的差別不夠時，鏡片兩個表面上的含水量便測不出明顯的差異。我們傾向于在模制時用聚丙烯來接觸鏡片的前表面而用玻璃接觸鏡片的與角膜接觸的那個背面。
任何在聚合和水合之后能形成清晰透明的水凝膠的單體或單體混合物都能用來做為主要組分。我們喜歡用市場上可以買到的、可用來作為多數(shù)軟鏡片主要成分的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)作為主要組分。這種材料交聯(lián)時形成水凝膠。其它可加入到單體混合物中的單體材料包括N-乙烯基吡咯烷酮甲基丙烯酸及其酯在本發(fā)明的實施中可用來與HEMA混合的單體包括疏水性丙烯酸酯，如丙烯酸低級烷基酯(其中烷基部分包含有1至5個碳原子)如丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丙酯或甲基丙烯酸正丙酯，丙烯酸異丙酯或甲基丙烯酸異丙酯，丙烯酸異丁酯或甲基丙烯酸異丁酯，丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸正丁酯以及這些單體的各種混合物。為了增加各維穩(wěn)定性，上述單體或單體混合物中又再混入少量雙官能或多官能可聚合的物質(zhì)，使聚合物骨架在聚合反應進行時發(fā)生交聯(lián)。所說的雙官能或多官能物質(zhì)的例子包括二乙烯基苯，乙二醇丙烯酸二酯或乙二醇甲基丙烯酸二酯，丙二醇丙烯酸二酯或丙二醇甲基丙烯酸二酯，三羥甲基丙烷甲基丙烯酸三酯。
適合于在本發(fā)明的制造方法中制造鏡片的其它單體材料為可形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡的親水單體混合物(如在美國專利第3822089上介紹的那些)。親水單體的例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸的水溶性單酯，其中形成酯的醇上帶有一個可酯化的羥基，并且還有至少一個附加的羥基官能團，諸如單和多烷基二醇的甲基丙烯酸和丙烯酸的單酯，例如乙二醇甲基丙烯酸單酯，乙二醇丙烯酸單酯，二甘醇甲基丙烯酸單酯，二甘醇丙烯酸單酯，丙二醇甲基丙烯酸單酯，二丙二醇丙烯酸單酯;N-烷基和N，N-二烷基取代的丙烯酰胺及其甲基丙烯酰胺，如N-甲基甲基丙烯酰胺，N，N-二甲基-甲基丙烯酰胺及其類似物;N-乙烯基吡咯烷酮;烷基取代的N-乙烯基吡咯烷酮，例如甲基取代的N-乙烯基吡咯烷酮，甲基丙烯酸縮水甘油酯，丙烯酸縮水甘油酯;以及其它已知的化合物。
當這些親水單體或其混合物聚合時，形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡是至關重要的，這是因為聚合后的材料吸收水份而變得軟而柔韌，如果不交聯(lián)它很可能不能維持其形狀。為此，使用少量上面介紹的交聯(lián)單體是很必要的。
我們認為使用有機引發(fā)劑(如過氧化重碳酸二異丙酯)(di-isopropyl peroxydicarbonate)是有利的。最好把氯甲酸仲丁酯在堿存在條件下與氯甲酸異丙酯和過氧化氫的反應產(chǎn)物混合物直接拿來用。反應所生成的其它成分為過氧化重碳酸異丙基仲丁基酯和過氧化重碳酸二仲丁酯。催化劑在鏡片中的分布可能有差異，這是由于催化劑對親水性模表面有親合性而不被此表面所鈍化，和(或)與憎水性模表面接觸的催化劑被鈍化了，其結果是鏡片背面發(fā)生的聚合反應比前表面的程度深。
熟化條件、從模具中移出鏡片的方式以及用來形成聚合物的單體混合物的性質(zhì)都對鏡片的含水能力有影響，因而對所測得的含水量也有影響。我們相信它們對在鏡片的前表面和與角膜接觸的背面之間是否能測出含水量差沒有顯著影響。我們的對比實驗結果支持這樣的觀點鑄模表面的性質(zhì)決定了此含水量差是否存在，其它變化因素對含水量的影響與鑄造系統(tǒng)中使用相同的模表面時這些因素對含水量的影響沒什么差別。在空氣烘箱中熟化、在水浴中熟化、或用紫外光熟化僅當用來制造鏡片表面的模表面有質(zhì)的差別時才使含水量不同。試圖比簡單篩選試驗更進一步確定相配合的鑄模表面而產(chǎn)生的問題之一是有時很難準確地確定聚合物材料表面的特性。用玻璃和一種特定的聚乙烯樣品做試驗時，盡管與上次試驗相比，此次試驗僅僅是把聚丙烯換成了聚乙烯，結果是沒有得到含水量差。聚乙烯與聚丙烯表現(xiàn)不同這一事實可能與兩個聚合物的結構上的差別有關，比如聚乙烯沒有側(cè)基。然而，生產(chǎn)技術的差別卻會對聚合物材料的表面性能產(chǎn)生重要影響。因此，想輕易地確定到底是哪個因素在影響聚合物混合物、導致聚合反應從而導致鏡片一面的水含量與另一面不一樣是不可能的。由本發(fā)明所做的工作來看，很明顯，即使整個過程復雜，其結果卻是可以簡單迅速地用阿貝折射儀測量出來的。因此沒有必要向此領域的工作人員提供預測具體一對模表面在某一熟化條件下用某一單體混合物是否可提供滿意的含水量差的理論依據(jù)，因為只要動手鑄造一下答案就有了。然而，我們確實相信只要所選的模具材料確定有顯著的表面能差異;那么只要在模具制造當中或之后各表面之表面能沒有變化，則鑄造出的鏡片上的兩個表面上肯定會測出含水量差。
鑄造鏡片的方法最好能使所得到的鏡片成本低得足以讓佩戴者能夠隔一段時間就把它丟掉。這種方法必須能精確地復制鏡片從而在換鏡片時一個鏡片不需選擇便可替代另一個鏡片。我們發(fā)現(xiàn)剛才所說的這種鏡片可用本文介紹的鑄造方法來制造，結果不但可以得到令人滿意的傳遞氧的性能，而且鏡片的生產(chǎn)方法足夠精確，其產(chǎn)品可以隨時替換，其成本低得使鏡片用了一般時間之后可以丟掉。此鏡片可被置入眼內(nèi)大約4至5次、但壽命有限，故應該避免佩戴它超過所需的更換期。假如佩戴者超過所建議的佩戴時限，鏡片所具有的高的氧傳遞能力可以進一步減低對角膜發(fā)生傷害的危險性。
可以用標準的熟化方法來使模塑混合物發(fā)生聚合反應，例如把模具中的模塑混合物加熱大約11/4小時，加熱溫度從約65℃提提高至約100℃，接著進行第二次熟化，熟化時間為約半小時，溫度大約120℃。
我們發(fā)現(xiàn)，如果在大約120℃溫度下進行第二次熟化來結束聚合過程，當分離模件時鏡片便會粘在凸狀模件上。我們傾向于把鏡片浸入去離子水或具有與之相當?shù)募兌鹊乃衼戆宴R片從凸狀模件上脫下來，這樣做可以把鏡片從模件上分離下來、把可取代的非水溶液稀釋劑用水置換出來并使鏡片基本溶脹到其充分水合狀態(tài)。當聚合物骨架中有羧基時，在此處理步驟之后還可把鏡片浸入弱堿中，用堿中的陽離子把所有的或基本上所有的聚合物骨架上的羧基上的氫置換出來。把上述兩個步驟并為一個步驟是可能的，可以在一個步驟中用弱堿的水溶液來分離鏡片。使鏡片發(fā)生水合、并把所有的或基本上所有的羥基上的氫置換出來。
如上所述，可以依據(jù)表面能之差來篩選模件材料。B.W.Cherry在“聚合物表面”一書中(1981年劍橋大學出版社出版)第一章第13至17頁上(CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS1981)介紹了一種計算固體表面能的方法。D.A.Kaeble在《粘合物理化學》一書(威利出版社1971年)第五章第149至170頁(PHYSICAL CHEMISTRY OF ADHESION，WILEY1971)中詳細討論了極性和非極性固體的表面能。
具有高的表面能并可以用來做凸狀模件的材料包括可機械加工的陶瓷、硅石或石英玻璃，硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃，以及電鑄鎳。低表面能材料包括可以用注射成型方法很容易地加工成所需形狀的聚合物材料，如聚四氟乙烯和聚丙烯。
鑄模腔最好是通過一個剛性臺階而形成的，此臺階將模件隔開，從而防止了模件表面在形成堅固的鑄模腔時直接互相接觸。臺階的形狀確定了最終鏡片周邊的外輪廓。模件的設計恰好使突出出鑄造表面的凸狀模件在膜腔被充滿時被單體混合物部分包圍，這樣，在腔內(nèi)發(fā)生收縮時仍然可以有混合物向腔內(nèi)補充，從而保證使鑄出的部分溶脹了的鏡片復制出膜腔的形狀。所說的剛性臺階最好附在凹狀膜件表面上。
使用含有一定量的稀釋劑的混合物來鑄成部分溶脹之狀態(tài)與其它因素一起有助于使部分溶脹了的鏡片從其所附著的模表面上相對容易地脫離下來。若模具材料選擇得當，稀釋劑的存在可對模表面上的粘著現(xiàn)象起有效的控制作用。模腔的形狀是保持不變的，在聚合過程中模塑混合物的收縮是通過兩模件縫隙間的毛細作用使單體混合物自貯存庫流向模腔而得到調(diào)節(jié)的。這時很好地控制最終鏡片的中心厚度和避免周邊質(zhì)量問題提供了保證。我們發(fā)現(xiàn)在鑄造混合物中使用有效劑量的稀釋劑并同時相應選擇模具材料使我們得到了最佳的產(chǎn)率和復制能力。
所加入的稀釋劑的量是有限的，其限度為不使混合物變濁，變濁的原因為稀釋劑加入一定程度之后便不僅僅對混合物起稀釋作用，而開始分離生成乳液。我們發(fā)現(xiàn)若稀釋劑的量低于15%則聚合之后根本不可能從模表面上分離出鏡片來。如果只用水，那么與使用水和其它稀釋劑的混合物相對比，從膜表面上分離鏡片要花費長一些的時間。此外，若僅用水而且用量超過40%，則產(chǎn)物不清晰，若稀釋劑用量超過55%則會出現(xiàn)鑄造問題。我們還發(fā)現(xiàn)，如果只用甘油，則在聚合過程中有時會發(fā)生脫離模表面的問題從而使產(chǎn)率下降。我們發(fā)現(xiàn)若使用水和甘油的混合物而且甘油比水量大時能在令人滿意的時間里把鏡片從其所附著的模表面上分離下來，而且沒有由于早期脫離而產(chǎn)生的產(chǎn)率低的問題。最佳比率是兩份甘油比一份水。
我們相信，第一步熟化之后在聚合成的鏡片內(nèi)同時存在甲基丙烯酸和甘油將使反應物在溫度進一步上升時需要進行酯化反應。如果聚合生成的鏡片在第二步熟化時在120℃溫度下被加熱15至30分鐘，則這個反應將會發(fā)生。這個反應解釋了鏡片對模具表面的粘著性的下降和早期脫離得到抑制的原因。這樣，我們希望在單體混合物中有甲基丙烯酸和甘油，并希望在第二步熟化開始時鏡片中仍存有游離的甲基丙烯酸。
我們傾向于用有機聚合反應引發(fā)劑而不是無機引發(fā)劑來作為此聚合反應的引發(fā)劑。
由于單體反應活性有差別而且由于模表面產(chǎn)生的影響，各單體的分布可能會有差別。當甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸被用做混合物的主要成份時，鏡片的凹表面和凸表面的傅立埃轉(zhuǎn)換紅外分析表明，一個表面上聚合物中HEMA豐富一些而另一個表面上N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸衍生的聚合物卻豐富得多。由此，折射指數(shù)的差別很可能即反映了含水量的差別，也反映了聚合物結構上的差別。
軟隱形眼鏡的剛性或其形狀穩(wěn)定性與鏡片的柔韌性有關。柔韌性是用鏡片的位移值1來衡量的，此位移值是食鹽水柱高h產(chǎn)生的。柔韌性可被用來測定鏡片的可處置能力，還可以用來檢查與聚合物組成或制造方式的變化直接相關的形狀穩(wěn)定性。當然，韌性還與鏡片中心的厚度有關。我們發(fā)現(xiàn)，當中心厚度在某一特定區(qū)間上時，隨著含水量趨向較高值，即鏡片最終平均含水量從75%至85%，位移值1急劇上升。由此，得到高氧透過力的最好的辦法是把含水量73～75%的鏡片的中心厚度減小而不是把其含水量增加到80%或以上。
聚合反應條件(諸如熟化周期，熟化引發(fā)劑的濃度，以及稀釋劑的性質(zhì))的各種變化所產(chǎn)生的效果表明，在厚度和平均含水量相同的情況下，一旦這些因素為了達到特定的含水量而被選定了，則它們的變化對總體的機械強度基本上只有很小的影響。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的令人滿意的單體混合物的實例已在下面所列的例子中給出。這些混合物在各種變化的熟化條件下的應用也給出了示范。
如上面所指出的，我們傾向于按下述條件操作聚合成的鏡片最好附著在凸狀模件上，在不冷卻的條件下，把凸狀模浸入60℃的去離子水中10分鐘使鏡片從凸狀模上分離下來。我們發(fā)現(xiàn)，若鏡片中存有羧基，在接下去的處理步驟中把鏡片浸入2%的重碳酸鈉中可以在大約30分鐘內(nèi)把羧基中的所有游離氫用鈉置換出來，而且此鏡片已達到充分溶脹的狀態(tài)。鏡片在此處理過程中被水合至總含水量至少60%以得到一致的、令人滿意的透氧能力。我們傾向于水合至總含水量在60%至75%區(qū)間之內(nèi)。含水量受單體混合物的性質(zhì)和所選的熟化條件的控制，對本領域的工作人員來說，含水量這個問題在本文中已給出了足夠的指導。在去離子水處理過程中鏡片脫離模具自由浮動，在堿處理之后(假如進行這一步驟的話)可將其置入食鹽水溶液中用食鹽水溶液置換鏡片中的水?？梢允∪トルx子水處理一步，而用弱堿把鏡片自模表面上分離下來，并使鏡片溶脹至其充分溶脹狀態(tài)。除使用2%重碳酸鈉溶液之外，其它等效的弱堿處理(例如弱氨溶液)也是可以用的。
鏡片隨后被封裝在含食鹽水溶液的容器內(nèi)，并原封不動地供應給佩戴者，這樣，直至佩戴者把它置入眼中之前此鏡片不再被接觸。所有這些只有用本發(fā)明所述的方法所取得的從一個鏡片到另一個鏡片的高復制能力才能辦得到。第一次裝配之后，可提供最多八付鏡片，上面標有不同的日期。
我們發(fā)現(xiàn)鏡片周邊的外輪廓的設計與下列因素有重要的聯(lián)系(a)鏡片的鑄造特性(b)周邊強度或韌度(c)佩戴者的舒適感。
鏡片的鑄造特性是用所鑄造鏡片中可出售的鏡片之收率來衡量的。熟化過程中鏡片從模表面上脫落下來會使此收率下降。這種脫離會造成表面缺陷，從而產(chǎn)生無法接受的鏡片。通常脫離現(xiàn)象的發(fā)生是由于形成鏡片周邊的那部分模件缺乏粘著性，減少這種由于脫離而導致的損失的方法之一，是選擇鑄造鏡片的模腔的邊角位置上特定的形狀。
對總體上的周邊形狀來講，我們發(fā)現(xiàn)純角比刀口似的銳角為好。
這種純角形的鏡片是由凸狀模件和凹狀模件之間的形狀確定的。當鑄造在剛性的模腔中進行時，模腔被凸狀和凹狀模件的鑄造表面所限定。防止凸狀模件與凹狀模件在除臺階周邊以外的地方發(fā)生接觸的臺階確定了鏡片周邊的外輪廓。在后面通過引用附圖介紹了一種在所有三個方面都已證明是令人滿意的設計方案。此臺階非常小，其尺寸是穩(wěn)定的，模具制成后所有的收縮都極小且對鏡片的行為特征沒有可觀測到的影響。我們發(fā)現(xiàn)使用剛性的，其中帶有一個鑄造混合物貯存庫的模具不影響鏡片的光學質(zhì)量，也不會產(chǎn)生刺激佩戴者眼睛的邊角缺陷。
本發(fā)明的鏡片的設計并不受限于任何一組參數(shù)。鏡片前后兩個表面可以是球面曲線或非球面曲線或兩者結合。例如，鏡片兩個表面的中心部分可以是球面曲線，前表面的邊際可以是陡一些或緩一些的球面曲線，而鏡片后表面的邊際部分可以是非球面曲線以改善裝配效果。此外，一個或兩個表面的中心部分或光學區(qū)可以是復曲面式的;然而，周邊部分最好是相對于鏡片中心軸對稱的，以使鏡片在眼中保持正確的位置。多重聚焦鏡片也可制出。
鏡片的設計必須在模中得到復制，在此要考慮到最終鏡片水合時尺寸的變化。凹狀模件可以按復制金屬凸狀模具的設計形狀的方法制出(用熱塑性塑料以注塑成型的方式)。凸狀模件可直接用研磨和拋光坯料的方式得到所需形狀。
本發(fā)明的一種鏡片和鑄造此鏡片的方法將在下面比照附圖做詳細介紹，附圖中圖1是模具裝配斷面的正視圖，它示出了用來鑄造時已組裝的模具的凹狀和凸狀模件。
圖2是沿凹狀模件鑄造表面中心線的剖面圖，它用來制做中心曲線和邊際曲線不相同的鏡片。
圖3是臺階的縱剖面的放大圖，凸狀模件在其上。
圖4是本發(fā)明的方法制出的鏡片設計的剖面圖，上面標出了后面例1至例4中所提及的尺寸。
圖5是包裝的透視圖，鏡片可用這種包裝供應給佩戴者。
圖6是各種軟鏡片在不同的壓力下的柔韌性曲線。
圖1所示的鑄造鏡片的模具放置在園柱形基座3之上，它被整體地用環(huán)4與凹狀模件2接在一起，鑄造表面6上有一個剛性的臺階或周邊7。在鑄造操作狀態(tài)下，凸狀模件1放置在周邊7之上，其形狀與凹狀模件2相配，在它們之間鄰接周邊的位置上形成貯存庫8。
凸狀模件1在遠離鑄造表面的邊上有特制的形狀來與凹狀模件2相配，它基本上封閉了貯存庫8并減低了物質(zhì)自貯存庫的蒸發(fā)。
圖2給出了一個凹狀模件表面6的關鍵性尺寸的位置。此表面設計是用來模制中心曲線和邊際曲線不相同的鏡片的。
圖2上模表面被示出的尺寸的位置如下16.臺階7的內(nèi)徑。
12.邊際區(qū)的半徑。
13.中心區(qū)半徑。
14.中心區(qū)直徑。
15.從邊際區(qū)半徑變?yōu)橹行膮^(qū)半徑時曲線的轉(zhuǎn)折點。
17.模中心線。
圖3顯示了臺階設計的最佳方式，其主要的可以表示出來的特征是在臺階棱角處的斜面9。棱高10可在0.05至0.07毫米這一典型區(qū)間內(nèi)變化，臺階長度11可在0.02至0.04毫米之間。角A可在30°至35°之間，而角B可在15°至42°之間。我們發(fā)現(xiàn)10的值為0.06毫米而11的值為0.04毫米時結果很好。
本發(fā)明的制造過程是這樣進行的把一系列聚丙烯凹狀模件2放置在平面上，然后用模制混合物部分地充滿凹狀模件2，模制混合物的主要成分最好是曾蒸餾過的專門等級的甲基丙烯酸羥乙酯單體(含大約1%乙二醇甲基丙烯酸二酯)、構成混合物重量的15%至50%的稀釋劑、聚合引發(fā)劑(最好是有機引發(fā)劑，如過碳酸異丙酯)、和上面所述的一種交聯(lián)劑。其它材料，諸如甲基丙烯酸和N-乙烯基吡咯烷酮，最好也加進去以改變最終形成的水凝膠的性能(它們的選擇和可用的比例都在后面的例子中有詳細討論)。加入的混合物要足夠，當凸狀玻璃模1被置入凹狀模2時(如圖1)，臺階7內(nèi)側(cè)上方的貯存庫8中應被此混合物基本充滿;然后把安裝好了的模具放入循環(huán)烘箱中熟化1～4小時，同時溫度升至99.9℃;接著在120℃下進行第二次熟化15～30分鐘。這時模件可以分離開了，部分溶脹了的鏡片附著在凸狀模上。隨著反應時間的長短的不同，模制混合物的聚合反應可在20℃至120℃范圍內(nèi)進行，這取決于所需的聚合反應速率。
模件分離開之后，粘附著鏡片的凸狀模件被置入60℃的去離子水中直至鏡片從模件上脫離下來。這需要大約10分鐘。
接著把鏡片浸入弱堿溶液中，把聚合物骨架上的羧基上的氫用堿金屬陽離子置換出來，然后再把鏡片浸入生理食鹽水中。住此階段上，鏡片的含水量從40%左右上升到60%至75%，此含水量的值和聚合之混合物的性質(zhì)及熟化條件有關。由于凸狀模件和凹狀模件分別采用玻璃和聚丙烯，鏡片的前表面和背面出現(xiàn)的含水量差至少為百分之三。接著把鏡片單個地裝入圖5所示的含有食鹽水溶液的容器中，密封，然后把容器及其所盛物放入蒸壓釜消毒。同樣，鏡片可以在裝入容器之前進行消毒。除了消毒之外，蒸壓釜看來還能增加鏡片表面之間的含水量差。冷卻之后，在容器上標上鏡片的特征數(shù)據(jù)。這時鏡片已經(jīng)充分準備完畢，當其被送到佩戴者的手上時，他可以直接把鏡片取出戴在眼上。鏡片可成對供應以適合左眼和右眼，包裝上可以標有觸覺標記以指示出哪一個鏡片是戴在哪個眼上的。
每個聚合鏡片都和玻璃一樣清晰，有良好的光學性能，透明，柔軟，有彈性。它有個邊棱，當它被置入眼內(nèi)時可平滑地與角膜表面相配。鏡片并不刺激佩戴者的眼皮和角膜，它可在眼中自由移動。
把鏡片置入眼睛時，可以用敷貼器把鏡片放入睜開的眼睛中的角膜上。由于鏡片與眼的相應表面可以幾乎完美地相配，鏡片將穩(wěn)固地貼在眼表面上，并自動定位在角膜中心上。角膜的弧度和本發(fā)明鏡片的弧度之間的微小差別(如角膜散光的現(xiàn)象)可經(jīng)鏡片邊緣彈性變形而自動調(diào)整過來。
適合本發(fā)明的隱形眼鏡可連續(xù)佩戴較長時間而不會出現(xiàn)不適感，只需要在戴了3至8個星期之后丟掉并換上從未開啟的包裝中取出的新鏡片即可。
圖5顯示了裝有兩套鏡片的包裝，每對中(18，18′，19，19′)的一個容器都裝有一個鏡片，每一對中有一個是左眼用的，另一個是右眼用的。每一對都帶有一個可丟掉的敷貼器(20，20′)，還有為記載更換時間而留的空間(21，21′)并有為記載患者姓名而留的位置(22)。各鏡片容器都可標有標記，指明該鏡片是左眼用的還是右眼用的，也可以在包裝上相應的容器的一側(cè)做此標記。
附圖6把市場上出售的高含水量軟隱形眼鏡的柔韌性與本發(fā)明的眼鏡做了比較。
位移1(毫米)對產(chǎn)生位移的食鹽水溶液柱高h(毫米)做圖。圖上的曲線已被標號，并與下列鏡片相關總含水量 中心厚度(%) (mm)(1)Hydron04 38 0.036(2)X-Ten 38 0.092(3)本發(fā)明之鏡片 73 0.104(4)Permalens 71 0.236(5)Danalens 68 0.124可以看出本發(fā)明的鏡片的柔韌性與多數(shù)與之互相對比的鏡片的柔韌性相類似。
將市售鏡片與本發(fā)明的鏡片所做的對比實驗清楚地證明撕裂強度基本上依賴于含水量和厚度。撕裂強度是通過把鏡片夾在食鹽溶液柱口上讓其成為封口來確定出來的。通過加高食鹽溶液柱來增加鏡片下部所受的壓力，鏡片已用針預先劃了口。當劃口開始擴張時，食鹽溶液柱的柱高便被記錄下來作為撕裂強度。下面的表Ⅰ把依據(jù)本發(fā)明，按照實例8(見后面)制出的鏡片與6種具有不同厚度和含水量的商業(yè)鏡片做了比較。
表Ⅰ原鏡片的 總含水量 鏡片厚度 炸裂強度 撕裂強度類型 (%) (毫米) 千帕(kpa) (毫米食鹽水)Permalens 71 0.23 20 660X-Ten 70 0.15 27 702Igel 64 0.108 60 750
Hydrocurve Ⅱ55 0.118 26 600Hydron04 38 0.050 90 600Danalens 68 0.144 10 230例8之鏡片 75 0.110 15 320由上表可見，本發(fā)明之鏡片不象上述那些(有一個例外)鏡片那么堅硬。這正是為保證鏡片有個壽命以便在預定的時間內(nèi)需要更換鏡片所希望的。上述所有的含水量高于64%的鏡片都被認為具有令人滿意的氧通過能力，這里包括很薄的“Hydron04”鏡片。但是上面那個作為本發(fā)明之一例的鏡片將提供尤其高的氧通過率，結果使鏡片能在眼中放置較長時間。
下述實例顯示了(但并不限制)本發(fā)明。
例1模件1和2被制造出來以制備屈光度為-1.00、且直徑為13.8毫米的鏡片。凸狀模件1通過研磨和拋光玻璃來制造。凹狀模件是通過用注塑成型法把聚丙烯用金屬模制造的。金屬模是凸狀的，外直徑為10.327毫米，中心曲率半徑為6.986毫米，邊際曲率半徑為6.924毫米，光學區(qū)直徑為8.312毫米。用此法并用此模件制出的最終水合鏡片的尺寸(當溶脹至含水量為73%時)已在下面的表Ⅱ中給出，見鏡片第1號。
用本發(fā)明的方法制造的兩個具有不同屈光度和直徑的鏡片的尺寸也在表Ⅱ中給出了。所列的尺寸在附圖4中已標出(所有的長度單位都是毫米)。
表Ⅱ鏡片號碼 1 2 3鏡片屈光度 -1.00 -3.00 -6.00內(nèi)直徑AB 13.8 14.5 13.8
中心曲線直徑OP 11.0 11.0 8.13邊際半徑C 8.95 9.01 9.01中心半徑D 9.04 9.51 10.33光學區(qū)曲率(內(nèi)半徑)E 8.8 8.8 8.8中心厚度GF 0.12 0.078 0.07邊際厚度HI 0.147 0.21 0.213棱尺寸JK 0.07 0.07 0.07LM 0.04 0.04 0.04角B 33° 33° 33°模具被制得適于制出上述尺寸的鏡片。這里要考慮到鏡片在鑄出來之后在進一步水合以達到含水量73%時尺寸發(fā)生的變化，還要考慮到凹狀模件在生產(chǎn)過程中尺寸發(fā)生的變化。
下面的例2至12示范了所用的原材料、這些材料的配比、所選的聚合條件以及鏡片總體的和表面的含水量可以進行的各種變化。需要注意的是，總含水量是通過把鏡片脫水以測量失重來得到的，由于驅(qū)除最后幾個百分數(shù)的水很困難，這個數(shù)值會偏低。表面水含量是用阿貝折射儀來測定的。
例2鏡片由下面所列的單體組分A和稀釋劑組分B制得。所用的A∶B的比例為85∶15(重量比)。
A.甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 90%N-乙烯基吡咯烷酮(NVP) 4.5%甲基丙烯酸(MAA) 3.6%TMT(三羥甲基丙烷甲基丙烯酸三酯) 1.7%過碳酸異丙酯(SIP) 0.2%B.稀釋劑＝水單體混合物脫氣之后在熟化之前裝入一系列模中，模按例1中的方法制備。熟化的方法為在1小時之內(nèi)把模具及其所盛物質(zhì)自75℃升溫至99.9℃，然后在120℃下第二次熟化15分鐘。把帶鏡片的凸狀模浸入2%重碳酸鈉溶液中30分鐘。取出時，鏡片的總含水量為60%，厚度為0.1毫米時的撕裂強度為400毫米食鹽水柱高。在鏡片表面上用阿貝折射儀測出的含水量分別為，前表面76%，背面61%。
例3本例按與例2相同的方法進行，但所用的稀釋劑B為1∶1的水與甘油的混合物，A∶B的比率為85∶15。所制得的鏡片的總含水量為61%，其撕裂強度在厚度為0.1毫米時為400毫米食鹽水溶液柱高。前表面含水量為79%，背面含水量為62%。
例4本例按與例3相同的方法進行，但A∶B的比率為63∶37。所制得的鏡片的含水量為68%，其撕裂強度在厚度為0.1毫米時為380毫米食鹽水柱高。前表面含水量為79%，背面含水量為68%。
例5本例按與例2相同的方法進行，但其中A組分為HEMA 85%NVP 6.8%MAA 5.9%TMT 1.7%甲基丙烯酸烯丙基酯 0.4%SIP 0.2%甲基丙烯酸甲酯(MMA) A部分總重的4%B組分是水所用的比率為(A+MMA)∶B＝63∶37
最終鏡片的總含水量為73%，厚度為0.1毫米時的撕裂強度為320毫米食鹽水柱高。前表面含水量為84%，背面為74%。
例6本例與例5的差別僅在于(1)B稀釋劑組分為水與甘油的1∶2的混合物;(2)(A+MMA)∶B的比率為63∶37;(3)使鏡片從模上脫離下來的方法也不同。最終鏡片的總含水量為69%，0.1毫米厚時的撕裂強度為320毫米食鹽水柱高。前表面含水量為85%，背面70%。鏡片的撕裂強度與例9的鏡片的撕裂強度相同，鏡片在60℃的去離子水中浸泡10分鐘取出得快一些。自模表面上分離下來后，鏡片用2%的重碳酸鈉溶液處理。
例7本例按與例6相同的方法進行，但其中B組分1∶4(重量比)的水與甘油的混合物，(A+MMA)∶B的比率為45∶55。最終鏡片的總含水量為74%，0.1毫米厚時的撕裂強度為280毫米食鹽水柱高。前表面含水量為90%，背面為75%。
例8本例的目的是顯示用乙二醇作為B組分。例8程序中的唯一變量是B組分所占的比例。下表給出了(A+MMA)∶B的各種不同比例所產(chǎn)生的結果。
撕裂強度(毫 表面含水量(A+MMA)∶B 米食鹽水) 總含水量(0.1毫米厚) 前表面 背面(a)75∶25 300 68% 91 67(b)63∶37 280 75% 88 76
(c)40∶60 140 77% 87 76本例證明，由于隨著稀釋劑比例的增加，含水量急劇上升使撕裂強度變差，避免使用過多稀釋劑很重要。
例9重復例6，熟化過程做了修改。模具及其所盛物在4小時內(nèi)由40℃加熱至99.9℃，然后在120℃上進行第二次熟化15分鐘。最終鏡片所測的性能與例6中的鏡片沒有顯著的、可測出的差異。
例10本例按與例2相同的方法進行，但其中鏡片是用水處理法和堿處理法(與例6相同)分離的，而且A組分為HEMA 84.5%NVP 6.8%MAA 6.8%TMT 1.7%SIP 0.2%最終鏡片的含水量為61%，厚度為0.1毫米時其撕裂強度為300毫米食鹽水柱高。前表面含水量為76%，背面為60%例11本例與例10的差別僅僅在于用甘醇的硼酸酯代替了水來作為稀釋劑。最終鏡片測不出差別來。
例12本例按與例10相同的方法進行，但其中A組分不同。
A組分為HEMA 84.7%NVP 6.8%
MAA 5.9%聚乙二醇(400)甲基丙烯酸二酯 1.9%甲基丙烯酸烯丙基酯 0.4%SIP 0.3%最終鏡片的總含水量為77%，撕裂強度為300毫米食鹽水柱(厚度為0.1毫米)。前表面含水量為96%，背面為68%。
上述例子和其它實驗工作表明，SIP的濃度自0.1%至0.4%的變化，熟化時間的變化(如上述例子中所做的變化)，以及稀釋劑性能的變化只對鏡片的機械強度產(chǎn)生相對很小的影響。從我們的實驗工作來看，最好通過選擇原料的比例和條件來制備總含水量至少為60%而不高于75%的鏡片。厚度為0.1毫米時撕裂強度至少要達到280毫米食鹽水柱高，最好不要低于320毫米食鹽水柱。例如例8(c)中得到的含水量為77%撕裂強度為140毫米食鹽水柱高，這種結合結果由于太脆而無法作為可銷售的鏡片。
氧通過能力與鏡片的厚度和含水量有關。按本發(fā)明的方法方法制出的中心厚度為0.086至0.142毫米的鏡片的氧通過能力將高于過去的軟隱形鏡，而且只要含水量在60%至75%之內(nèi)，氧通過能力將不會出問題。
在例1至12中所顯示的是鑄造混合物、熟化條件的各種變化，而其中所用的都是玻璃凸狀模和聚丙烯凹狀模。
下面的例子演示熟化溫度、模具材料、和水合方法的變化對熟化出來的聚合物的表面含水量的影響。與例1至例12一樣，鑄造混合物由組分A和組分B組成。所有下例中的組分A都具有下列成份HEMA 81.56%MAA 5.61%NVP 6.52%三羥甲基丙烷甲基丙烯酸酯 1.63%
甲基丙烯酸烯丙基酯 0.42%SIP 0.33%甲基丙烯酸甲酯 3.83%除例13之外，下面所有例子中的A∶B之比例都是60.08∶39.92。
在例13中，A∶B的比例為63∶37。
組分B為水與甘油的混合物，比例為1份水配兩份甘油。
作為標準，所用熟化條件為在1.25小時之內(nèi)在熱空氣循環(huán)烘箱內(nèi)使溫度自65℃升至99.9℃，然后維持119℃溫度30分鐘。粘附著鏡片的玻璃模被置入60℃的去離子水中10分鐘以使鏡片自由漂浮。標準的水合條件為在68℃的2%重碳酸鈉溶液中浸泡30分鐘。
例131985年2月，用凸狀玻璃模和凹狀聚丙烯模在標準的熟化和水合條件下制備五個鏡片，然后在食鹽水中貯存。1985年12月把鏡片從食鹽水中取出并用阿貝折射儀測定表面含水量。五個鏡片所測得的平均值為nd %H2O鏡片前表面(與聚丙烯接觸) 1.365 81.3鏡片背面(與玻璃接觸) 1.3835 70.2例141986年1月將8個鏡片按與例13相同的方法鑄造、熟化并水合，但其中所用的稀釋劑的量為40%。
例14中的平均值為nd %H2O鏡片前表面(與聚丙烯接觸) 1.363 82.5鏡片背面(與玻璃接觸) 1.3818 72.6例15為估價平板作為鑒別模表面是否合適，我們做了一系列對比試驗，其中包括把單體混合物在下述材料之間鑄造(a)兩塊玻璃板(b)兩塊聚丙烯板(c)兩塊玻璃板，用紫外光熟化1小時，輻射密度為765W/M2(瓦/米2)(d)玻璃板和聚丙烯板(e)玻璃板和聚丙烯板在50℃水中熟化24小時(f)玻璃板和聚丙烯板用紫外光熟化1小時，輻射密度為765W/M2(瓦/米2)。(a)、(b)和(d)用標準方法熟化。單體放置在兩板之間被塑料墊圈所確定的空間之內(nèi)，這幾片東西被彈簧夾夾在一起。
用上面介紹的方法在水合之后對熟化材料做表面測量的結果如下nd %H2O(a)兩塊玻璃板 1.3895 66.81.390 66.6(b)兩塊聚丙烯板 1.376 74.81.376 74.8(c)兩塊玻璃板 1.383 70.5(紫外光熟化) 1.383 70.5(d)玻璃板 1.3865 68.6聚丙烯板 1.376 74.8(e)玻璃板 1.3775 74聚丙烯板 1.3445 7950℃水中熟化24小時(測定時材料熟化不充分)(f)玻璃板(紫外光熟化) 1.38 72.4聚丙烯板 1.356 87.2
前三個試驗顯示用相同表面在相同條件下所得的含水量是如何相近。后三個試驗只說明即使熟化條件不同，所得值會有差異，但所用的不同模表面仍會產(chǎn)生不同的固體/水含量。這些例子還顯示了使用平板鑄造表面來比較各鑄造表面的價值。
例16我們做了一系列試驗檢查熟化之后改變對玻璃/聚丙烯模具的處理方法所產(chǎn)生的效果。在試驗中用標準方法來熟化單體混合物，但第二熟化(120℃、30分鐘)步驟被其它方法取代，而且水合方法也改變了。在所有下列例子中，當模具被打開時，鏡片是粘附在聚丙烯模上的。所用之條件及其結果如下nd %H2O(a)模具通宵浸在 前1.359 85.465℃水中，用 后1.376 74.8標準方法開啟并水合(b)與(a)相同，但 前1.385 69.4開啟后用食鹽 后1.405 60.5水進行水合(c)模具通宵浸在 前1.355 87.8室溫下水中，用 后1.379 73.0標準方法開啟并水合(d)與(c)相同，但 前1.376 74.8開啟后用食鹽水進行水合 后1.402 60.6上述例子說明，從模中分離鏡片的方法和水合方法都會引起總平均含水量的變化，但比較(a)與(b)和(c)與(d)可見這些對含水量差的影響極小。這說明鑄造表面對決定兩鑄造表面之間的含水量差起重要作用。
從凹狀聚丙烯模中分離鏡片更容易損壞鏡片，所以我們傾向于在用玻璃凸狀模和凹狀聚丙烯模時第二次熟化在120℃下進行，這樣當分離模具時鏡片將粘附在凸狀玻璃模上。
例17為確定在熟化時溫度是否可能影響表面的含水量，我們進行了兩次鑄造并在熟化過程中測定聚合物表面的溫度。在這二次鑄造中都使用了玻璃板和聚丙烯板作為鑄造表面，其中一次在40℃水浴中熟化36小時，另一次在40℃空氣中熟化36小時。鑄板用標準方法水合，用阿貝折射儀所測的結果如下nd %H2O水熟化聚丙烯 1.352 89.6玻璃 1.3775 74.0空氣熟化聚丙烯 1.345 79.0玻璃 1.379 73.0在兩種過程中都沒有測到聚合物表面溫度的明顯差異。
例18下述例子顯示了在標準條件下用不同板時的效果nd %H2O(a)尼龍 1.371 78.9聚丙烯 1.362 83.5(b)玻璃 1.379 73.0聚乙烯(添加劑未知) 1.377 74.2(c)玻璃 1.3791 73聚四氟乙烯 1.367 80.4與聚四氟乙烯板相接觸的表面很難測量，上面給出的值是近似值。
(d)玻璃A 1.3783 73.5玻璃B 1.3783 73.5玻璃A的厚度是玻璃B的兩倍。
由上面可以看出，在尼龍和聚丙烯以及玻璃和PTFE之間進行鑄造是可以得到顯著的含水量差的，但在玻璃和特殊聚乙烯樣品之間卻不可能。因此，在考慮使用模表面的替換材料時，用上述的方式鑄造試件并將其與在諸如玻璃和聚丙烯之間制出的試件的性能作比較是十分重要的。
由于例18(b)中在玻璃板和聚乙烯板之間制出的樣品的測定結果給出了折射指數(shù)差，而這可能是一面或兩面的實驗誤差造成的，我們又用高密度聚乙烯(赫希斯特GA 72604)(Hoechst)以注塑成型法制做了三個凹狀模，并用它們和凸狀玻璃模一起按例14的鏡片制造法制造鏡片。所得結果如下nd %H2O(a)組模 聚乙烯 1.374 76玻璃 1.376 75.8(b)組模聚乙烯 1.371 77.8玻璃 1.374 76.0(c)組模 聚乙烯 1.3700 78.5玻璃 1.3765 75.5與例14比較，甚至拿(c)組模所產(chǎn)生的差做比較，結果說明玻璃/聚丙烯模組可產(chǎn)生顯著的折射指數(shù)差。所用這一等級的聚乙烯的行為顯然與聚丙烯不相等，而且盡管某些種聚乙烯有可能造出可用的鏡片，顯然它不會比聚丙烯受歡迎。
權利要求
1.用水合聚合物制成的軟隱形眼鏡，它有一個前表面和一個與角膜相接觸的背面，其總含水量在40%至90%(重量)之內(nèi)，其特征在于用阿貝折射儀測定時，鏡片前表面的含水量比鏡片與角膜接觸的背面的含水量高至少百分三。
2.根據(jù)權利要求
1的隱形眼鏡，其特征在于其前表面的含水量比其與角膜接觸的背面的含水量高百分之四至百分之二十五。
3.根據(jù)權利要求
2的隱形眼鏡，其特征在于用阿貝折射儀測定時，其前表面的含水量在74%至91%(重量)之內(nèi)，而其背面的含水量在60%至82%(重量)之內(nèi)。
4.制造軟隱形眼鏡的方法，其特征在于下述步驟(a)向鏡片鑄造模中加入一種混合物，該混合物包括至少一種能聚合生成清晰、透明、部分溶脹的水凝膠聚合物的單體和一種稀釋劑，稀釋劑占混合物重量的15%至50%，再使單體聚合形成所述水凝膠聚合物，模腔形成于一個凸狀模件和一個凹狀模件之間，所述模件的相對著的模表面是由不同的材料制成的，模表面材料經(jīng)過選擇使在模中由水凝膠聚合物形成的鏡片在在用阿貝折射儀射測定時其凸狀前表面的含水量比其凹狀背面的含水量高至少百分三，(b)分離模件，凸狀模件上粘附著部分溶脹了的鏡片，(c)把粘附在凸狀模件上的部分溶脹了的鏡片浸入到水溶液介質(zhì)中以使鏡片從凸狀模件上分離下來、使鏡片中所有可置換出的非水溶液稀釋劑用水置換出來并使鏡片基本溶脹到其充分水合狀態(tài)，(d)把溶脹了的鏡片移入到食鹽水溶液中，用食鹽水溶液把水基本置換出來，(e)把鏡片包裝并密封在含有食鹽水溶液的容器中。
5.根據(jù)權利要求
4的方法，其特征在于在包裝密封之前和/或之后把鏡片在蒸壓釜內(nèi)消毒。
6.根據(jù)權利要求
4的方法，其特征在于鏡片被浸入到弱堿溶液中，用堿陽離子置換聚合物骨架上羧基上的氫。
7.根據(jù)權利要求
6的方法，其特征在于用弱堿溶液作為水溶液介質(zhì)，把附著在凸狀模件上的部分溶脹了的鏡片浸入此弱堿溶液中來完成弱堿溶液浸泡步驟。
8.根據(jù)權利要求
4至7中所述的任一種方法，其特征在于凸狀模表面所用的材料比所對應著的凹狀模表面所用材料的表面能高。
9.根據(jù)權利要求
4至7中所述的任一種方法，其特征在于凸狀模表面是用親水性材料制成的并具有精細的表面層，而與之對應著的凹狀模表面所用材料當與模制混合物接觸時為憎水性的并具有疏松的表面形態(tài)。
10.根據(jù)權利要求
4至7所述的任一種方法，其特征在于凸狀模表面是用玻璃制造的，而相對應的凹狀模表面是用聚丙烯制造的。
11.根據(jù)權利要求
4至7中所述的任一種方法，其特征在于模制混合物中含有有機聚合引發(fā)劑。
12.根據(jù)權利要求
4至7中所述的任一種方法，其特征在于模塑混合物的主要單體組分為甲基丙烯酸羥乙酯。
13.根據(jù)權利要求
12的方法，其特征在于模塑混合物中還包括一種或幾種N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸及其酯。
14.根據(jù)權利要求
12的方法，其特征在于模塑混合物中還包括有少量雙官能或多官能可聚合的單體以促進水凝膠聚合物的交聯(lián)。
15.根據(jù)權利要求
14的方法，其特征在于所述的雙官能或多官能單體選自二乙烯基苯，乙二醇丙烯酸二酯，乙二醇甲基丙烯酸二酯，丙二醇丙烯酸二酯，丙二醇甲基丙烯酸二酯以及三羥甲基丙烷甲基丙烯酸三酯。
16.根據(jù)權利要求
12的方法，其特征在于聚合反應是在下述條件下進行的把模中的模塑混合物在11/4小時內(nèi)由大約65℃升溫至大約100℃，然后在大約120℃下第二次熟化大約1/2小時。
專利摘要
一種由水凝膠聚合物制成的軟隱形眼鏡，其總含水量在40％至90％之間，鏡片的前表面的含水量比后表面高至少百分之三。模塑混合物中含15％至50％稀釋劑。模塑混合物在一個凸狀模件和一個凹狀模件之間進行熟化。兩模件由不同材料制造，結果使所制鏡片的兩個表面上出現(xiàn)含水量差。熟化之后，把粘在凸狀模上的鏡片浸入水溶液(或弱堿溶液)中，再置入食鹽水溶液中，最后封裝在盛有食鹽水的容器中。在封裝之前或之后可使鏡片在蒸壓釜內(nèi)消毒。
文檔編號G02C7/04GK86102021SQ86102021
公開日1987年1月28日 申請日期1986年3月27日
發(fā)明者萬·坦·特魯昂格, 羅德尼·丹尼斯·威金斯 申請人:索拉國際控股有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan