水溶性封閉蠟製品的製作方法

2023-10-18 15:45:54 7

專利名稱：水溶性封閉蠟製品的製作方法
技術領域：
本發明涉及接觸透鏡加工，更具體地說是涉及用於封閉接觸透鏡鈕扣狀物(也稱作接觸透鏡坯料或前體)的改進組合物和方法，應用於將所述鈕扣狀物形成為可戴用的接觸透鏡的加工操作中。
背景技術：
接觸透鏡的一種常規製備方法是由圓柱形接觸透鏡鈕扣狀物車削成接觸透鏡。接觸透鏡鈕扣狀物可以由杆狀原料或片狀材料經切割，或者使用可固化液體單體在杯中單個澆注而得到。儘管可以將該鈕扣狀物直接粘附到車床卡盤上，但是當切割透鏡的前部曲面(frontcurve)時經常不這麼做，因為車床的卡盤使用徑向壓力保持加工薄片在原地被車削，這樣會給破壞鈕扣狀物的光學特性。另一方面，底部曲面(base curve)可以通過夾住鈕扣狀物或者通過如下所述粘連安裝鈕扣狀物來切割。
為了車削前部曲面和/或底部曲面，通常將鈕扣狀物安裝在單獨的金屬釘，也稱之為「砧釘」或「心軸」的一端，該砧釘的另一端構造成可移動插入到車床卡盤中的轉軸。鈕扣狀物與砧釘之間典型地用粘合劑或特定類型的蠟(在本領域稱作「封閉蠟」)相連。在將砧釘和鈕扣狀物轉動的同時，將凹面(或「底部曲面」)加工成與粘合端相對的鈕扣狀物的暴露端。儘管仍然與卡盤相連並旋轉，但是切割的第二「突出部分」可以在鈕扣狀物的圓柱形外表面製成以便於接下來與前部曲面砧釘對準，這種切割典型地稱作「底部曲面參照」。然後將「前部曲面」砧釘可移動地固定到已加工的底部曲面表面，同時試圖保持與第一「底部曲面」砧釘軸向對準，然後將該第一砧釘從鈕扣狀物取下。將該前部曲面砧釘安裝到車床卡盤上以將鈕扣狀物的凸面或前部曲面加工形成最終透鏡。也可以在透鏡的每一表面上進行透鏡鑲邊和拋光操作，然後從每一砧釘取下。
在加工期間，透鏡車床切割器頭向透鏡坯料的表面施加正常力(與加工表面的平面垂直)。響應該正常力，透鏡坯料彈性變形。如果在坯料中的彈性變形量恆定，那麼車床操作者理論上可以調整車床設置，從而可靠地計算該變形。因此彈性變形的程度理想地是在接觸透鏡鈕扣狀物的批次內保持恆定。如果在加工中必須考慮彈性變形的校準的影響，那麼對該校準而言理想地是儘可能小，從而使潛在誤差最小化。因此在加工期間理想地是使接觸透鏡鈕扣狀物的彈性變形最小化。
傳統封閉蠟是可變形的粘合劑。車削剛性的、氣體可透過的(RGP)接觸透鏡的有用的封閉蠟的一個實例是來自Universal Photonics ofHicksville，N.Y的Kerr光學水溶性蠟6502-A。
RGP接觸透鏡的傳統加工方式將少量封閉蠟塗敷到心軸端或者塗敷到RGP透鏡鈕扣狀物，然後將該RGP鈕扣狀物壓在心軸上。在整個加工過程中鈕扣狀物在砧釘上的安裝和除去操作消耗大量時間並且趨於產生誤差，特別是在在底部曲面砧釘和前部曲面砧釘之間保持必需的軸向對準時。如果底部曲面砧釘和前部曲面砧釘沒有精確對準，那麼不希望的稜角可能引入到最終透鏡中，這樣必須廢棄。
從心軸取下透鏡鈕扣狀物的常規方式包括從心軸機械地撬掉鈕扣狀物，或者將心軸加熱以便封閉蠟熔融。這些額外步驟使加工過程的費用更高。
因此希望配製一種封閉蠟組合物，它提供一種穩定的粘合基礎，將透鏡坯料與心軸牢固固定。還希望提供一種封閉蠟組合物，它既降低了加工期間透鏡坯料的彈性變形度，又使該彈性變形更可預測。最終，希望提供一種封閉蠟組合物，在加工操作結束之後它能夠容易地從透鏡鈕扣狀物和車床心軸取下。
發明概述本發明在第一個實施方式中提供了一種封閉蠟組合物。所述封閉蠟包括約50-約90重量％的可變形的水溶性連續相和約10-約50重量％的不連續固體相填料，所述填料與所述連續相粘合劑基本上不反應。所述連續相優選易於與眼用透鏡材料粘合，也稱之為連續相粘合劑材料。
適宜的連續相材料包括纖維素和纖維素衍生物，例如澱粉、改性澱粉、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥丙基纖維素、阿拉伯膠、黃蓍膠、果膠、明膠、聚乙二醇、和水溶性羧乙烯基聚合物。在一優選實施方式中，所述連續相粘合劑選自聚環氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚乙烯醇。在一個實施方式中，所述連續相粘合劑具有約1200-約3500的分子量。在一優選實施方式中，所述連續相粘合劑包括聚環氧乙烷。本發明的聚環氧乙烷粘合劑優選具有約1200-約2000的分子量。
可用於本發明的連續相材料的實例包括6502-A Kerr光學水溶性蠟，可從Universal Photonics of Hicksville，NY獲得；Crystal Bond555HMP蠟，可從AREMCO of Valley Cottage，NY獲得；水溶性條狀蠟2-M40，可從DAC Vision of Carpintera，CA獲得；光學水溶性蠟，可從Lamda PolyTech of Brackley，England獲得；AquaWax NCRS-3，可從Nikka Seiko Co.，Ltd.of Tokyo，Japan獲得；和Sol-U-Carv，可從Kerr Jewelery Specialty Products of Orange，CA獲得。
可用於本發明的連續相材料也可以通過將含有聚環氧乙烷的蠟產品如Carbowax PEG-1 450(可從Union Carbide of Danbury，CT獲得)與適宜的抗氧化劑如Irganox 1076(可從Ciba-Geigy Corporation ofTarrytown，NY獲得)混合配製而成。
本發明的連續相可以適宜地包括增粘劑如Zoneste85，可從Arizona Chemical of Panama City，FL獲得；Uni-Tac R85，可從UnionCamp of Savannah，GA獲得；或可商購獲得的聚(醋酸乙烯酯)。
有用的連續相材料的其它實例在以下文獻中有教導Benjamin等的美國專利US 5,754,269；Benjamin等的美國專利US 5,763,075；Benjamin等的美國專利US 5,827,390；Weldon等的美國專利US5,885,700；Sedlock的美國專利US 5,916,017；Parish，Jr.等的美國專利US 5,919,563；Sedlock的美國專利US 6,126,528；Benjamin等的美國專利US 6,107,366；Payne等的美國專利US 5,096,969；Esemplare等的美國專利US 5,326,413；Benjamin等的美國專利US 6,036,313；Bunnelle等的美國專利US 5,459,184；Parish等的美國專利US6,149,750；Tomesko的美國專利US 4,502,909；Salamon等的美國專利US 5,380,387；Ku等的美國專利US 6,074,290；Yoshikawa等的美國專利US 5,096,937；和Yoshikawa的美國專利US 5,009,731，將它們都加入本文作為參考，好象本文最後所述的。
本發明的固體不連續相材料優選基本上不與聚環氧乙烷反應。本文所用的術語「基本上不反應」意思是將本發明的連續相粘合劑與本發明的不連續相填料混合時觀察不到化學反應的物理現象。本發明的不連續相的有用材料包括任何惰性固體，優選金屬氧化物和碳酸鹽。這些材料的實例包括鋁、鈣、鈦和矽氧化物，例如Al2O3、CaCO3、TiO2和SiO2。特別優選氧化鋁(Al2O3)。
根據本發明，已發現用約10-約50重量％的不連續相填料配製本發明的封閉蠟提高了接觸透鏡加工操作的精確性和可重複性。組合物優選含有約20-約40重量％的不連續相填料，更優選含有約30-約40重量％的不連續相填料。在一個特別優選的實施方式中，組合物含有約33 and約37重量％的不連續相填料。
本發明的封閉蠟也溶於水。因此在加工之後可以通過用溫水漂洗鈕扣狀物容易地將該接觸透鏡鈕扣狀物從心軸除去。
本發明在第二個實施方式中提供了一種眼用透鏡坯料的安裝方法。本發明的該方法包括，用一封閉蠟組合物使眼用透鏡坯料和安裝表面接觸，將眼用透鏡坯料可釋放地粘附在安裝表面上，所述封閉蠟組合物含有約50-約90重量％的可變形的連續相粘合劑和約10-約50重量％的不連續固體相填料，所述填料與所述連續相粘合劑基本上不反應。
本發明的封閉蠟優選在低於其熔點的溫度下貯藏。在一特別優選的實施方式中，用於可釋放地將眼用透鏡粘附到透鏡砧釘上的本發明的該方法包括步驟將所述封閉蠟的溫度升高至流動溫度，在流動溫度下將部分封閉蠟塗敷到透鏡砧釘上或者塗敷到眼用透鏡坯料上並將眼用透鏡坯料和透鏡砧釘保持接觸以可釋放地將眼用透鏡坯料與透鏡砧釘相連。可以使用傳統熱熔融粘合劑塗敷器將本發明的封閉蠟塗敷。在該優選實施方式中，封閉蠟可以固體形式提供，例如以固體圓柱條形式，並將其加入到傳統熱熔融粘合劑塗敷器中。因此第一(主要)部分的封閉蠟保持在固體狀態，而第二(次要)部分熔融使用。在最優選實施方式中，封閉蠟保持在固體狀態直到使用前即刻，這時塗敷器熔融單份劑量的封閉蠟並將熔融的封閉蠟塗敷到心軸或眼用透鏡坯料上。
或者，封閉蠟可以通過在一容器(通常稱之為「熔融罐」)中熔融封閉蠟並用塗敷設備如刷或刮刀將熔融的封閉蠟塗敷到心軸或眼用透鏡鈕扣狀物上而塗敷。或者，可以通過將心軸或鈕扣狀物浸泡到熔融的封閉蠟中將封閉蠟塗敷到心軸或眼用透鏡鈕扣狀物上。
本發明的封閉蠟優選在最小有用流動溫度下塗敷。本發明封閉蠟的適宜的流動溫度是45-85℃，優選55-60℃。
在以下文獻中教導了接觸透鏡的澆鑄和加工方法Salamon等的美國專利US 5,380,387；Jones的美國專利US 5,347,896；Council，Jr.的美國專利US 4,455,901；Ademovic的美國專利US 4,924,739；Durazo等的美國專利US 6,122,999；Shannon的美國專利US 5,972,251；Magnante的美國專利US 6,086,204；Vayntraub的美國專利US5,815,236；Vayntraub的美國專利US 5,815,237；Council，Jr.等的美國專利US 5,931,068；Vayntraub的美國專利US 5,975,694；Doke等的美國專利US 6,071,111；Martin等的美國專利US 5,777,717；Freeman的美國專利US 5,748,282；Wickes等的美國專利US 5,620,717；Wickes等的美國專利US 5,456,864；Nandu等的美國專利US 5,260,000；Jones的美國專利US 5,347,896；Ducharme的美國專利US 5,452,031；Sealey等的美國專利US 5,115,553；Harrison的美國專利US 5,024,527；Neefe的美國專利US 4,865,440；Kaetsu等的美國專利US 4,839,109；Kunzler的美國專利US 4,749,530；Freeman的美國專利US 4,637,697；Neefe的美國專利US 4,406,189；Trombley等的美國專利US 4,193,672；Galley的美國專利US 4,084,458；Sorrells的美國專利US 4,382,351；和Sorrells的美國專利US 4,267,672，將它們都引入本文作為參考，化學本文最後所述的。
實施例實施例1將66.5克PEG-1450加熱至剛好在其熔點之上的溫度並與33克Al2O3和0.5克Irganox 1076抗氧化劑混合製備第一封閉蠟。最終組成如下所示。
PEG-1450 66.5重量％(聚環氧乙烷封閉蠟)Al2O333重量％(無機填料)Irganox 1076 0.5重量％(抗氧化劑以防止降解)實施例2將66.5克PEG-1450加熱至剛好在其熔點之上的溫度並與33克CaCO3和0.5克Irganox 1076抗氧化劑混合製備第二封閉蠟。最終組成如下所示。
PEG-1450 66.5重量％CaCO333重量％Irganox 1076 0.5重量％本發明的各種其它實施方式是顯而易見的並且其它改變和實施方式對本領域技術人員將是顯而易見的。
權利要求
1.一種封閉蠟，含有約50-約90重量％的水溶性連續相和約10-約50重量％的不連續固體相填料。
2.權利要求1的封閉蠟，其中所述不連續固體相填料基本上不與所述水溶性連續相反應。
3.權利要求1的封閉蠟，其中所述連續相選自纖維素和纖維素衍生物。
4.權利要求1的封閉蠟，其中所述連續相包括至少一種水溶性羧乙烯基聚合物。
5.權利要求1的封閉蠟，其中所述連續相含有至少一種選自以下的物質澱粉、改性澱粉、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥丙基纖維素、阿拉伯膠、黃蓍膠、果膠、明膠和聚乙二醇。
6.權利要求1的封閉蠟，其中所述連續相含有至少一種選自以下的物質聚環氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚乙烯醇。
7.權利要求1的封閉蠟，其中所述連續相具有約1200-約3500的分子量。
8.權利要求1的封閉蠟，其中所述連續相含有聚環氧乙烷。
9.權利要求1的封閉蠟，其中所述聚環氧乙烷具有約1200-約2000的分子量。
10.一種將眼用透鏡坯料可釋放地粘附在安裝表面上的方法，通過用一封閉蠟組合物使眼用透鏡坯料和安裝表面接觸，所述封閉蠟組合物含有約50-約90重量％的水溶性連續相和約10-約50重量％的不連續固體相填料
11.權利要求10的方法，其中所述不連續相填料與所述連續相基本上不反應。
12.權利要求10的方法，其中所述連續相選自纖維素和纖維素衍生物。
13.權利要求10的方法，其中所述連續相包括至少一種水溶性羧乙烯基聚合物。
14.權利要求10的方法，其中所述連續相含有至少一種選自以下的物質澱粉、改性澱粉、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥丙基纖維素、阿拉伯膠、黃蓍膠、果膠、明膠和聚(乙二醇)。
15.權利要求10的方法，其中所述連續相含有至少一種選自以下的物質聚環氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚乙烯醇。
16.權利要求10的方法，其中所述連續相具有約1200-約3500的分子量。
17.權利要求10的方法，其中所述連續相含有聚環氧乙烷。
18.權利要求16的封閉蠟，其中所述聚環氧乙烷具有約1200-約2000的分子量。
19.權利要求10的方法，還包括將所述封閉蠟的溫度升高至流動溫度，在流動溫度下將部分封閉蠟塗敷到安裝表面上或者塗敷到眼用透鏡坯料上並將眼用透鏡坯料與透鏡砧釘保持接觸以可釋放地將眼用透鏡坯料與安裝表面相連。
20.權利要求19的方法，還包括將第一部分的封閉蠟升高至流動溫度，而將第二部分保持為固體狀態。
全文摘要
本發明在第一個實施方式中提供一種封閉蠟組合物，所述封閉蠟含有約50－約90重量％的水溶性連續相和約10－約50重量％的不連續固體相填料，所述不連續相填料與所述連續相基本上不反應。本發明還提供了一種用於加工的接觸透鏡坯料的安裝方法。
文檔編號C08L89/00GK1481417SQ01820853
公開日2004年3月10日 申請日期2001年12月3日 優先權日2000年12月19日
發明者小詹姆士·A·博納菲尼, 安東尼·D·帕裡內洛, 彼得·J·蒂尼奧斯, D 帕裡內洛, J 蒂尼奧斯, 小詹姆士 A 博納菲尼 申請人:博士倫公司