制备隐形眼镜的注塑反应方法技术

本发明专利技术涉及使用ＲＩＭ方法制备隐形眼镜。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
制备隐形眼镜的注塑反应方法本专利技术涉及通过注塑反应方法制备由聚脲和聚丙烯酸互穿聚合物网络(IPN)组成的隐形眼镜的方法。隐形眼镜是精密的眼科器具。制备隐形眼镜需要能够制备出这样一种器具，该器具具有二个弧形表面，其曲率半径所具有的精度超过10微米。该表面必须是有光学性质的、而且该镜片的边缘必须光滑而具有最小的缺陷。由于人们对于作为可以校正眼睛的隐形眼镜的不断增长的喜爱，提倡使用要求可以频繁更换的耐磨型的、这样一类的镜片，从而真正需要制备出高质量精度的镜片的、成本上可以接受的高速方法。根据历来的方法，已经由聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)来制备隐形眼镜。一般使用三种制备方法：车削法、旋转铸造和铸塑方法。不幸的是，这些方法的每一种均由于其本身所具有的缺陷而使其不能以有效率的和快速的方式来制备出高精度的眼科器具。对于要求高速制备方法来说，车削法很慢，而且缺乏精度。透镜一般应制成最好的尺寸规格，测定成品透镜的各种参数，然后刨削该成品透镜使其达到最接近的透镜放大-->率，并包装出售。然而这种车削法不能满足高速大量生产的需要。旋转铸造方法能够制备出精密的镜片。可以将一种含有交联剂的液体单体注射到精密塑性模的模腔中，并将模在预先确定的速率下进行旋转。产生的离心力使液体单体散布在成型为隐形眼镜的膜腔中的表面。该离心力可以通过塑性模具的旋转速率而进行调节。因此，通过调节模的旋转速率而可以制备出具有精确厚度和质量要求的隐形眼镜。如此由旋转铸造所制备出的镜片需要在其水合作用和由模中取出之前对其边缘部分进行精加工。更详细的说，在旋转铸造方法中，隐形眼镜的前表面由模型来成型，而其背面则由自由旋转的模型来成形。由旋转模型所产生的离心力通常在隐形眼镜的背面产生球形的基本曲面，这些基本曲面的性质影响了具光学品质和影响该精加工的镜片的装配。尽管旋转铸造的方法能够产生精密的镜片，但是不可能采用它来满足能兼顾高速制备方法可以接受的成本这二者的制备方法和要求。铸塑方法是越来越被使用的方法，以用于制备刚性的气体可以渗透的镜片(如硅氧烷橡胶)和由聚(甲基丙烯酸羟乙酯)制备柔软的水凝胶隐形眼镜。从而它是至今为止用于制备隐形眼镜的最成功的高速、高精度的方法，这是一种封闭模塑法。该铸塑方法需要使用环形-->接触的二块模具，其中，所使用的模型由各种塑料制成。在铸塑方法中，阴模形成镜片的前表面的凸面，而阳模则形成镜片的背面的凹面。液体单体被放于模腔中，并通过二块模具之间经环形接触而密闭。在密闭的模腔中发生聚合反应，并将此聚合硬化的镜片由该装配的模具中取出。接着使用与旋转铸造相似的制备镜片的方法加工镜片。用注塑方法制备的镜片，由于聚合反应而收缩产生许多缺陷。伴随着聚合反应而产生的负熵导致了与原料单体的体积相比较而降低了的聚合物体积。该体积的收缩发生在该方法中所使用的二个装配的模具的密闭模腔的内部。所得到的镜片通常具有表面空洞的不规则的边缘，结果使得不能使用的镜片百分率提高。已经使用了各种方法以试图消除由于收缩而造成的缺陷，例如，在美国专利US4,640,480中，将模型进行了改进以改进这类收缩缺陷。另外一种方法是使用一种稀释剂以调节由于聚合反应而产生的收缩作用。由上述的讨论可以清楚的看出，需要一种有效的制备隐形眼镜的方法，该方法应能满足兼顾以下几个方面的目标，即成本上可以接受，高速的制备过程、高质量精度及最小的镜片收缩作用。为了克服上述各种方法的不足，已经使用了各种不同的材料进行了广泛的研究，以用于制备隐形眼镜，已经考虑并注意到通过使用生成-->互穿聚合物网络(IPN)的方法来改进聚合物性质的作法。互穿聚合物网络(IPN)被定义作紧密结合的二种或多种聚合物，二者均为网络形式，至少其中的一种在另一种直接存在下合成或交联。在这种同时进行的合成中，二种或多种不同聚合物单体按照不干扰机理被交联和聚合。至少一种聚合物交联体系由化学掺混而表现出IPN特性。这种二种或多种结构不同的聚合物的物理结合提供了各种不同性质聚合物相结合的方法途径。有关互穿聚合物网络的综述被公开于vol 8 Encyclopedia ofpolyner Science and Engineering.PP 279-341(1985)中，其内容被结合作为参照。通常在对用作隐形眼镜的IPN材料的研究工作中，均努力追求疏水性聚合物优异的机械性能和亲水性聚合物的柔软性，可润湿性和透氧性的结合。例如，Liu在美国专利US4,618,649中，公开了在聚硅氧烷聚合物存在下的甲基丙烯酸甲酯的聚合反应来得到改进其韧性的产品的方法。在乙二醇二甲基丙烯酸酯和可交联的聚(二甲基硅氧烷)的存在下，进行甲基丙烯酸羟乙基酯的聚合反应，来生产对于制造隐形眼镜有用的产品，这些内容已由Falcetta(Ger offen DE2,518,904)所公开。隐形眼镜也可以由在聚-N-乙烯基吡咯烷酮存在下的甲基丙烯酸2-羟乙基酯的聚合反应所得到的互穿网络聚合物来制造(Ewell，美国专利-->U.S.P3,647,736)。Neefe(U.S4,632,773)。公开了在含有聚合的甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和荧光颜料的浆液存在下，由甲基丙烯酸甲酯的聚合反应，而得到容易鉴别的固体隐形眼镜坯料。Tighe和Gee(U.S.P4,430,458)公开了N-乙烯基-2-吡咯烷酮共聚物的聚合物水凝胶，在最后的压注成型过程中交联形成柔软的隐形眼镜材料。Kim等人(U.S.4,536,554)公开了由含亲水和疏水单体的混合物和至少二种交联剂混合物的聚合反应所得到的互穿网络聚合物制备柔软的隐形眼镜的方法。而且，与使用IPN网络制备隐形眼镜相等同，上述所说的铸塑方法也已经使用了。例如，Pettigrew等人在美国专利U.S.P5,170,192中已经使用了铸塑方法来制备双光接触透镜，及由Burke等人在美国专利U.S.P5,087,392中已经公开制备隐形眼镜的方法。虽然使用IPN′S可以改进收缩作用，但是仍然不能完全克服这一问题。此外，使用IPN′S依然不能显著的减少制备隐形眼镜的时间。例如在Lim等人的美国专利U.S.4,536,554中，由乙烯基吡咯烷酮和5-亚烷基-m-二噁烷基丙烯酸酯生成IPN的共聚合反应需至少6-8小时。因此，在光学工业上仍然未能满足制备出最少或基本上能消除收缩作用的隐形眼镜，和未满足以简单及经-->济的方法来制备出隐形眼镜的要求。这正是本专利技术需要涉及的方面。本专利技术人已经发现了满足这一要求的解决方案。即，本专利技术使用了反应注塑(RIM)方法来制备精密隐形眼镜。该RIM方法已经被用于塑料加工技术，特别被用于汽车工业中，并特别被用于制造减震器和档板，但是直到本专利技术之前，还没有被用于制备精密的隐形眼镜。使用RIM的一般方法被L.T.Manzione公开于Encyclopedia of polymer Science and Technology，第14册PP74-100的文章中，该内容被结合于此处以作为参考。该RIM方法是一种聚合物操作方法，其中，将活性低粘度液体组分相混合(通常通过接触而混合)，并将其注入模具并在其中聚合，而生成聚合物产品。作为二种物流方法的一般RIM方法被示于图1和图2的简图中。参照图1，单体(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隐形眼镜的反应注塑制备方法，包括：（ａ）在ＲＩＭ机械中，在足以形成作为聚脲网络和聚丙烯酸网络的前体物的条件下，混合反应混合物中的各组分，经固化而生成互穿聚合物网络，该反应混合物包括：（ｉ）一种端基链为胺的增量剂，它包括胺类Ａ和Ｂ的混合物，存在于该反应混合物中的胺类为大约２０－６０％重量，其中，Ａ是而Ｂ是其中，ｆ１为１－７５的整数，Ｒ为含有３个碳原子的亚烷基，而且每个Ｒ相同，ｆ是在１和１５０之间的整数；Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及Ｒ１４独立的为氢或低级烷基；Ｚ１和Ｚ２独立的为化学键或低级亚烷基；及Ａ和Ｂ的相对重量比范围是由６０／４０至大约１００％Ａ；（ｉｉ）含有足够量的有机二或多－异氰酸酯，它与端基链为胺的增量剂（ｉ）反应，从而生成聚脲网络；（ｉｉｉ）一种丙烯酸酯，通式为：或式中，Ｒ３为氢或低级烷基；ｍ为由０至１５０的整数；Ｚ３和Ｚ５独立的为亚烷基；Ｚ４和Ｚ６独立的为化学键或亚烷基；Ｒ５是氢或低级烷基；Ｒ６和Ｒ８独立的是氢或低级烷基；；ｑ是包括０和２００在内的０和２００之间的整数；ｐ是１－３的整数。存在于该反应混合物中的丙烯酸酯为大约１０－５０％重量。（ｉｖ）一种自由基引发剂，它以足够的量存在于该反应混合物中，以聚合丙烯酸酯（ｉｉｉ），而生成聚丙烯酸网络；及（ｖ）一种三胺，它以足够的量来交联端基链为胺的增量剂（ｉ），其中，聚脲与聚丙烯酸的比例范围为由大约９０∶１０至大约５０∶５０，在反应混合物中各组分相加的总重量为１００％；（ｂ）将反应混合物（ａ）在足以生成凝胶的条件下，以流体状注射到具有隐形眼镜成型的模腔并与ＲＩＭ机械相连接的密闭的模子中，并硬化该液体成为互穿聚合物网络；（ｃ）将（ｂ）的产品由模子中取出；（ｄ）选择性的对（ｃ）的产品进行后固化及（ｅ）将（ｄ）的产品浸渍在水或水介质中以生成水凝胶。２．按照权利要求１所述的方法，其中，Ｂ是聚氧丙烯二胺，其通式为：或...

【技术特征摘要】
US 1995-3-31 4150001.一种隐形眼镜的反应注塑制备方法，包括：(a)在RIM机械中，在足以形成作为聚脲网络和聚丙烯酸网络的前体物的条件下，混合反应混合物中的各组分，经固化而生成互穿聚合物网络，该反应混合物包括：(i)一种端基链为胺的增量剂，它包括胺类A和B的混合物，存在于该反应混合物中的胺类为大约20-60％重量，其中，A是而B是H2N-R-(O-R)f1-NH2其中，f1为1-75的整数，R为含有3个碳原子的亚烷基，而且每个R相同，f是在1和150之间的整数；R10、R11、R12、R13及R14独立的为氢或低级烷基；Z1和Z2独立的为化学键或低级亚烷基；及A和B的相对重量比范围是由60/40至大约100％A；(ii)含有足够量的有机二或多-异氰酸酯，它与端基链为胺的增量剂(i)反应，从而生成聚脲网络；(iii)一种丙烯酸酯，通式为：或式中，R3为氢或低级烷基；m为由0至150的整数；Z3和Z5独立的为亚烷基；Z4和Z6独立的为化学键或亚烷基；R4是氢、低级烷基或R5是氢或低级烷基；R6和R8独立的是氢或低级烷基；R7是低级亚烷基，化学键或为-CH2(OCH2CH2)q-；q是包括0和200在内的0和200之间的整数；p是1-3的整数。存在于该反应混合物中的丙烯酸酯为大约10-50％重量。(iv)一种自由基引发剂，它以足够的量存在于该反应混合物中，以聚合丙烯酸酯(iii)，而生成聚丙烯酸网络；及(v)一种三胺，它以足够的量来交联端基链为胺的增量剂(i)，其中，聚脲与聚丙烯酸的比例范围为由大约90∶10至大约50∶50，在反应混合物中各组分相加的总重量为100％；(b)将反应混合物(a)在足以生成凝胶的条件下，以流体状注射到具有隐形眼镜成型的模腔并与RIM机械相连接的密闭的模子中，并硬化该液体成为互穿聚合物网络；(c)将(b)的产品由模子中取出；(d)选择性的对(c)的产品进行后固化及(e)将(d)的产品浸渍在水或水介质中以生成水凝胶。2.按照权利要求1所述的方法，其中，B是聚氧丙烯二胺，其通式为：或3.按照权利要求1所述的方法，其中在该混合物中，三胺的含量范围为胺总当量的30至50％。4.按照权利要求3所述的方法，其中，三胺是二亚乙基三胺或聚(氧丙烯)三胺。5.按照权利要求1所述的方法，其中，异氰酸酯是亚甲基-双(4，4′-环己基异氰酸酯)或异佛尔酮二异氰酸酯。6.按照权利要求1所述的方法，其中，该自由基引发剂是2，5-二甲基-2，5-二-(2-乙基己酰基过氧化)己烷，过氧化苯甲酰、叔-丁基过氧化氢、叔-丁基过氧化物、或十二烷基过氧化物。7.按照权利要求1所述的方法，其中，聚脲/聚丙烯酸的重量比是大约80∶20至大约70∶30。8.按照权利要求1所述的方法，其中，聚脲/聚丙烯酸的重量比是大约75∶25。9.按照权利要求1所述的方法，其中，该模具含有许多排气口。10.按照权利要求1所述的方法，其中，存在于反应混合物中的异氰酸酯的重量在由大约15％至大约50％重量的范围内。11.按照权利要求10所述的方法，其中，存在于反应混合物中的异氰酸酯的含量范围为由大约25％至大约40％重量。12.按照权利要求1所述的方法，其中，含有的自由基引发剂的量为由大约0.01％至大约1％重量的范围。13.按照权利要求1所述的方法，其中，(a)将反应混合物在RIM机械中，在足够的压力下混合，以生成聚脲网络和聚丙烯酸网络的前体物，它们经固化而生成互穿聚合物网络，该反应混合物包括：(i)端基链为胺的增量剂，它包括胺类...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA希尔，KC弗里施，V森迪扎莱维克，SW王，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力产品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]