具有可变结构色的隐形眼镜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有可变结构色的隐形眼镜及其制备方法，属于隐形眼镜技术领域。本发明专利技术提供的隐形眼镜的虹膜区和/或瞳孔区具有褶皱微结构，其为周期性排布的微纳米级凸起结构和凹陷结构，凸起结构或凹陷结构的高度为1nm

【技术实现步骤摘要】
具有可变结构色的隐形眼镜及其制备方法


[0001]本专利技术属于隐形眼镜
，尤其涉及一种具有可变结构色的隐形眼镜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们对于眼镜不再单纯地追求实用性，而更加追求美观性和安全性，其中隐形眼镜在过去的几十年内快速发展，市场份额增长至超过1.4亿人，成为人们在追求能看清世界之外，同时兼具美感、便利的象征。最初由强生公司推出、为亚洲市场设计的美容镜片(又称“美瞳”)通过在隐形眼镜中添加色素或颜料，使得眼睛看上去膜颜色发生了改变从而更加迷人，逐渐受到爱美人士的欢迎。
[0003]目前市场上的美瞳产品存在两个问题：一是添加的色素或颜料易造成人体角膜的不适(如异物感、充血、疲劳感、产生分泌物等症状)，严重的甚至引起患者的过敏反应，继而引发感染；二是目前市面上美瞳的颜色较为单一，无法满足人们对多色美瞳的需求。最近，Shen et al.报道了一种制备结构色隐形眼镜的制备方法：将核壳结构的聚合物胶体粒子引入到隐形眼镜中形成蛋白石光子晶体结构，制备得到的隐形眼镜能够呈现出艳丽的结构色(Shen,X.,Du,J.,Sun,J.,Guo,J.,Hu,X.,&Wang,C.(2020).ACS Applied Materials&Interfaces,12(35),39639
‑
39648)。然而，采用化学合成的聚合物微球存在以下两个问题：其一是胶体粒子在自组装过程中容易形成缺陷，影响结构色质量，难以大批量制备，降低低成，且得到的结构色隐形眼镜可靠性、安全性无法得到保障；其二是胶体粒子与隐形眼镜基材折射率存在差异，从而影响到隐形眼镜的透光率，尤其在光线不足的场景中降低了实用性。因此，研发新型结构色隐形眼镜材料尤为迫切。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有可变结构色的隐形眼镜及其制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一方面，本专利技术提供一种具有可变结构色的隐形眼镜，所述隐形眼镜的虹膜区和/或瞳孔区具有褶皱微结构，所述褶皱微结构为周期性排布的微纳米级凸起结构和凹陷结构，所述凸起结构或凹陷结构的高度为50nm
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50μm，所述凸起结构或凹陷结构的周期为10nm
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20μm；所述褶皱微结构在所述隐形眼镜中形成结构色。
[0007]在本专利技术的技术方案中，所述褶皱微结构为周期性排布的微纳米级凸起结构或凹陷结构，所述周期即相邻两个凸起/或凹陷中心的距离。
[0008]在某些具体的实施例中，所述凸起结构或凹陷结构的高度为10nm、50nm、100nm、500nm、1μm、20μm、50μm或它们之间的任意高度。
[0009]在某些具体的实施例中，所述凸起结构或凹陷结构的宽度为10nm、100nm、500nm、1μm、20μm、50μm、100μm或它们之间的任意宽度。
[0010]优选地，所述隐形眼镜包括低模量层、高模量层和褶皱微结构，所述高模量层分布
于所述低模量层的一侧或两侧，所述褶皱微结构分布于所述高模量层的外表面。
[0011]优选地，所述高模量层厚度为1nm
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50μm；所述低模量层厚度为10nm
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1000μm。
[0012]在某些具体的实施例中，所述高模量层厚度为1nm、50nm、100nm、500nm、1μm、20μm、50μm或它们之间的任意厚度。
[0013]在某些具体的实施例中，所述高模量层厚度为10nm、50nm、100nm、500nm、1μm、100μm、500μm、1000μm或它们之间的任意厚度。
[0014]优选地，所述高模量层与所述低模量层的模量比为2
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10000。
[0015]在某些具体的实施例中，所述高模量层与所述低模量层的模量比为2、100、1000、5000、10000或它们之间的任意模量比。
[0016]在本专利技术的技术方案中，所述隐形眼镜为温度响应性可变结构色隐形眼镜或渗透压响应性可变结构色隐形眼镜。具体地，所述褶皱微结构在环境变化过程中如：外界环境温度改变、体液渗透压改变等情况下，高模量层与低模量层厚度、模量发生相应地变化，进而改变褶皱微结构的周期性，从而改变结构色。
[0017]本专利技术提供的具有可变结构色的隐形眼镜，具有如下有益效果或优点：
[0018]1.本专利技术提供的隐形眼镜，通过镜片材料的层间模量差引入周期性褶皱微结构，其结构稳定，对人体安全可靠；
[0019]2.本专利技术提供的隐形眼镜，周期性褶皱微结构赋予其结构色，在矫正视力的同时能够美化瞳孔，同时褶皱微结构能够提高比表面积，促进氧气的投过，保障角膜健康；
[0020]3.本专利技术提供的隐形眼镜，由于引入褶皱微结构，在眼内及眼外环境变化过程(如：含盐量、环境温度等)中褶皱周期会随之变化，进而引起结构色改变，实现结构色可变的特性。
[0021]另一方面，本专利技术提供了上述具有可变结构色的隐形眼镜的制备方法，包括如下步骤：
[0022](1)将隐形眼镜前驱体溶液I加入到隐形眼镜模具中，聚合固化得到隐形眼镜初片；
[0023](2)将隐形眼镜前驱体溶液II和步骤(1)中得到的隐形眼镜初片置于隐形眼镜模具中进行二次聚合后，使隐形眼镜前驱体溶液II在隐形眼镜初片表面聚合固化得到具有周期性褶皱微结构的隐形眼镜初片；
[0024](3)将步骤(2)得到的具有周期性褶皱微结构的隐形眼镜初片置于盐水中浸泡，即可得到具有可变结构色的隐形眼镜。
[0025]或如下步骤：
[0026](1)将隐形眼镜前驱体溶液I加入到隐形眼镜模具中，聚合固化得到隐形眼镜初片；
[0027](2)对步骤(1)中得到的隐形眼镜初片进行表面处理，得到具有周期性褶皱微结构的隐形眼镜初片；
[0028](3)将步骤(2)中得到的具有周期性褶皱微结构的隐形眼镜初片置于盐水中浸泡，即可得到具有可变结构色的隐形眼镜。
[0029]在本专利技术的技术方案中，通过分步聚合固化制备多层凝胶，控制引发剂的浓度、聚合反应条件如时间等以控制聚合物的分子量、交联度或者对固化后的单层凝胶进行表面处
理，使隐形眼镜镜片凝胶材料上下层具有不同的交联度，从而在隐形眼镜镜片内产生层间模量差。其中，分步聚合固化时，高模量层的凝胶分布于低模量层凝胶的一侧或两侧，由于尺寸与力学性能差异，最终在具有高模量层凝胶的外表面界面处产生褶皱微结构，褶皱微结构在隐形眼镜中形成结构色。
[0030]优选地，所述隐形眼镜前驱体溶液I选自选自(a)包含聚合物的溶液；或，(b)包含聚合物单体、引发剂和交联剂的聚合溶液；
[0031]优选地，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸
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羟基丙酯、聚乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、聚羟丙基甲基纤维素、聚羟甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有可变结构色的隐形眼镜，其特征在于，所述隐形眼镜的虹膜区和/或瞳孔区具有褶皱微结构，所述褶皱微结构为周期性排布的微纳米级凸起结构和凹陷结构，所述凸起结构或凹陷结构的高度为1nm
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100μm，所述凸起结构或凹陷结构的周期为1nm
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100μm；所述褶皱微结构在所述隐形眼镜中形成结构色。2.根据权利要求1所述的具有可变结构色的隐形眼镜，其特征在于，所述隐形眼镜包括低模量层、高模量层和褶皱微结构，所述高模量层分布于所述低模量层的一侧或两侧，所述褶皱微结构分布于所述高模量层的外表面。3.根据权利要求2所述的具有可变结构色的隐形眼镜，其特征在于，所述高模量层厚度为1nm
‑
50μm；所述低模量层厚度为10nm
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1000μm。4.根据权利要求2所述的具有可变结构色的隐形眼镜，其特征在于，所述高模量层与所述低模量层的模量比为2
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10000。5.权利要求1
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4任一所述的具有可变结构色的隐形眼镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将隐形眼镜前驱体溶液I加入到隐形眼镜模具中，聚合固化得到隐形眼镜初片；(2)将隐形眼镜前驱体溶液II和步骤(1)中得到的隐形眼镜初片置于隐形眼镜模具中进行二次聚合后，使隐形眼镜前驱体溶液II在隐形眼镜初片表面聚合固化得到具有周期性褶皱微结构的隐形眼镜初片；(3)将步骤(2)得到的具有周期性褶皱微结构的隐形眼镜初片置于盐水中浸泡，即可得到具有可变结构色的隐形眼镜。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述隐形眼镜前驱体溶液I选自(a)包含聚合物的溶液；或，(b)包含聚合物单体、引发剂和交联剂的聚合溶液；优选地，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸
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羟基丙酯、聚乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、聚羟丙基甲基纤维素、聚羟甲基纤维素、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸异冰片酯、聚醋酸丁酸纤维素、聚硅氧烷甲基丙烯酸酯、聚氟硅甲基丙烯酸酯、聚全氟醚、聚N
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乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、硅胶、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚乳酸、聚乙二醇、聚环氧丙烷、聚己内酯
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聚丙烯酸、聚丙交酯、聚(丙交酯
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乙交酯)、聚丙烯酰胺、聚N
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异丙基丙烯酰胺、胶原、明胶、瓜胶、聚磷腈、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸、海藻酸、纤维素、琼脂糖、聚葡萄糖、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸、胆碱、聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚磷酸盐、聚硅酸盐、聚氨基酸和纤维蛋白中的任一种或任意几种的共聚物；优选地，所述引发剂选自无机过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和光引发剂中的任意一种；优选地，所述交联剂选自甲叉双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯及其衍生物中的至少一种。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述隐形眼镜前驱体溶液II选自(a)包含聚合物的溶液；或，(b)包含聚合物单体、引发剂和交联剂的聚合溶液；优选地，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸
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羟基丙酯、聚乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、聚羟丙基甲基纤维素、聚羟甲基纤维素、聚甲基丙
烯酸二甲氨基乙酯、聚二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸异冰片酯、聚醋酸丁酸纤维素、聚硅氧烷甲基丙烯酸酯、聚氟硅甲基丙烯酸酯、聚全氟醚、聚N
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乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜学敏，黄超，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：