TW200306214A - Polymerization process and materials for biomedical applications - Google Patents
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Description
200306214
玖、發明說明 (發明說明應敘明:發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 相關申請案之前後參照 本申請案係請求2002年2月15曰提出申請之共待審美國臨 時專利申請案60/357,578與2002年3月22日提出申請之60/366,828 之利益,以提供法律上能夠藉以適用之所有目的。各此等 臨時專利申請案之内容,係以其全文併於本文供參考,於 整個本專利說明書中所引用之所有其他專利與文獻參考資 料亦然。 技術領域 本發明係關於用於製造聚合體模製品之聚合方法,該模 製品譬如醫療元件模製品與光學鏡片,較佳為隱形鏡片、 眼球内鏡片及眼用鏡片,其中係合成與模製可交聯聚合體 先質混合物。本發明亦關於新穎可交聯聚合體先質混合物 及可根據該方法獲得之模製品。 先前技術 聚合材料已被廣泛地使用於生物醫學應用上,譬如隱形 鏡片、眼球内鏡片及眼用鏡片。其他聚合體生物醫學模製 品之實例係為繃帶或傷口閉合元件、心臟瓣膜、冠狀移植 膜、人造組織與器官及薄膜與細胞膜。聚合材料之優點為 經由選擇材料之成份與組成,可採用極大數目之材料,以 獲得產物所要之機械、物理、化學及光學性質。聚合材料 之性質亦依其f態學而定,其可經由調整加工處理條件譬 如混合而操控。 在聚合材料之生物醫學應用中,主要顧慮是生物相容性 -7- (2) 200306214
與毒性。因此·,所有生物醫聲 卜 w子兀件均需要符合由 藥物管理局(FDA)所管理之嚴 51食⑽ ,^ 規疋。生物相容性與毒攸之 顧慮’會影嚮材料以及製程設計之選擇。 … 為確保生物相容性與安入祕 王 —般實務是對生物醫興# 用之聚合材料,採用製造後處理 即,單體為基礎之鑄造手 、履悲早體(意 Λ 、系統)《直接聚合之實體而言,妙 常需要冗長萃取處理,龙中 〇 …、、 ,、中係知生物醫學產物或元件,$ /又於水或其他無毒性液體中,古、 队 甲 在向溫下歷經長時間,細鬯 是數小時。在萃取過程5 、、二吊 ^ 期間,殘留單體、觸媒及其他右貪 物種,係藉由慢慢進行之# 有p 時,經處理之聚合體配件 耳步騍 、土 上不$母性成份,且可奋 全地用於生物醫學用途。 Q此’在生物醫學應用之人 料製造中’以單體為基礎之鑄造系統是很眚 口 製造後萃取步騾,其需要額供 /、、因對於 八而要頜外設備、時間及勞力, 加成本並顯著地降低生產效率。 /、曰增 ㈣精密:件之製造,譬如隱形鏡片、眼球内鏡片及眼 用叙片’ Μ早體為基礎之鑄造系統之另一項缺點,是細煞 化物件之形狀經常未能精確地複製模穴之幾何形狀,:: 因為在熟化單體時所獲得之收縮率所致。 化疋 當收縮率為模製品之主要顧慮時,聚合體產物 射出成型、壓縮成型或於此項技藝中所習知且^、 t 其他技術,製自聚合體樹脂’她心 、、四声,日T t m 此寺技秦需要高處理 Μ度且不通用於處理熱敏感性聚合體,譬如 鏡片之高折射率聚合體。 万;眼用 (3) 200306214 麵_: 因此,-般·期望具有一種有效方式,可藉其製造供 醫學應用 < 聚合體產物,而不會有昂貴之純化、過度 率或使聚合體曝露至嚴厲之加工處理條件。 登明内容 本發明之目的在於緩和或減少上述問題。本發明係 一種製造模製品之方法,該模製品特別是醫療^件模 ’更特別疋光學鏡片模製品’與此項技藝中已知之可 液體配方比較,其在熟化時顯示低收縮率,及/或在 意欲用途《丽’不需要萃取步騾。較佳模製品為隱形 、眼球内鏡片及眼用鏡彳。其他可應用模製品之^例 物醫學模製品,譬如端帶或傷口閉合元件、心臟瓣膜 狀移植膜、人造組織與器官及薄膜與細胞膜。 聚合體在模製階段期間之收縮率,係根據本發明而 低或排除,其方式是使用一種模製組合物,其包冬能 聯之預成形非水溶性聚合體,代替單體。此組合:亦 對交聯反應呈惰性之非水性輪M如 a, 开生稀釋劑。非水性稀釋劑在 組合物中之體積計量比例,係得自聚合體已被交聯並 飽和後聚合體將顯示之已知特性。明確言之,此聚告 -旦經交聯,並以水或水性液體,譬如生理食鹽水截 ’會形成水凝膠’其含有已知體積計量比例之水,, 交聯聚合體本身之分予特性測得,且此體積計量比· 為在具有尚未經交聯聚合體之模製組合物中之非水七 劑之體積計量比例使用。於是,模製組合物在模製p 間之交聯’會產生非永,Μ:…B贺 -玍非水性欺膠,其在後續步驟中係4 生物 收縮 關於 製品 熟4匕 其所 鏡片 為生 、冠 被降 夠交 含有 模製 以水 體, 和後 由經 係作 .稀釋 1段期 〔水性 200306214
液體置換,以形成水凝膠,水在水凝膠中之體積計量比例 ’係貫質上與被放置在模具内之組合物中之非水性稀釋劑 之體積計量比例相同。其結果是,水或水性液體對非水性 稀釋劑之實質上等容積交換。於本文中使用之”水性液體,, 一碉,係表示無論是水或水溶液,特別是稀水溶液,譬如 生理食鹽水。 當於本文中使用時,與非 例有關聯之f’實質上等於,,一 小差異,且因此是在以水性 能發生之小體積變化,且仍 制是任何此種變化應在由其 及由適用於此產物之任何管 。因此,例如對隱形鏡片而 體積間之任何偏差,其係在 許範圍内,是可接受的。關 範圍,除了可容易地從適當 外,在熟諳此藝者之中係為 此方法係利用低溫下合成 製成所要之幾何形狀且經熟 由將先質混合物放置在兩個 模具釋離,以製造吾人感興 面係關於可根據本發明方法 及關於如此製成之模製品。 較佳之具體實施例,係更詳 水性稀釋劑及水之體積計量比 詞’係表示體積計量比例間之 液體取代非水性稀釋劑時,可 然在本發明之範圍内。唯一限 中氣造與銷售此產物之工業, 理限制,所建立之容許範圍内 言’於非水性凝膠與水凝膠之 對隱形鏡片之工業所接受之容 於各類型模製產物之此種容許 官理機構所出版之文獻測定以 已知。 之聚合體先質混合物,其係被 化。進行成形作用,較佳係經 半模之間’然後使其熟化並自 趣之模製品。本發明之其他方 獲彳于 < 聚合體先質混合物,以 本發明之此等方面與數項目前 細地描述於下文。
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(5) 更特定言之,本發明於一方面係針對一種新穎可交聯聚 合體先質混合物,其包含一種含有可交聯基團之預聚合體 ,此預聚合體係根據本發明獲得。此先質混合物可視情況 含有無活性聚合體、非反應性稀釋劑及/或反應性增塑劑。 於另一方面,本發明係關於一種新穎方法,其中係將可 交聯聚合體先質材料建構成含有該聚合體與非水性稀釋劑 之組合物,製成所要之幾何形狀,較佳係呈現藉由,兩個或 多個模具部份間之模穴所界定之尺寸,藉由聚合能量之來 源進行熟化,自模具釋離,及浸沒在水性液體中,譬如水 或生理食鹽水,以此液體取代非水性稀釋劑,以製造吾人 感興趣之模製品。 於另一方面,本發明係針對一種製備模製品之方法,其 包括以下步騾,首先獲得一種含有可交聯預聚合體之先質 混合物。此可交聯預聚合體係根據本發明,藉以下方法獲 得,1)將i) 一或多種不同類型之單體,ii)視情況選用之一 或多種非反應性稀釋劑,及Hi)視情況選用之溶劑混合在一 起;2)使此等單體聚合,以獲得聚合體;3)添加一或多種 不同類型之官能基化或衍化劑;4)使該聚合體官能基化或 衍化;5)視情況添加一或多種物質,包括反應性增塑劑及 與步騾2)中所合成之預聚合體不同之預聚合體;及6)移除 溶劑、殘留雜質、未反應之官能基化或衍化劑及副產物, 獲得含有可交聯預聚合體之先質混合物。視情況亦將一種 實質上非反應性之無活性聚合體,在移除溶劑之前,於所 要之時點下,添加至先質混合物中。 -η - 200306214
(6) 然後’將所形成之可交聯預聚合體製備物引進具有所要 幾何形狀之模具中;壓縮模具以致使可交聯預聚合體製備 物呈現模具之内部模穴形狀;並使此可交聯預聚合體製備 物曝露至聚合能量來源;以獲得經熟化模製物。 根據本發明之方法包括連續方法與逐步方法兩種。連續 方法包括其中第一個階段係為單體或單體組合於非水性稀 釋劑及視情況選用之另一種溶劑存在下之聚合反應,而在 後續階段中,係使所形成之聚合體官能基化,以使得聚合 體能夠交聯。於此等連續方法中之溶劑與雜質(譬如未反 應單體與官能基化劑、殘留引發劑、聚合反應觸媒及任何 反應副產物),係藉真空蒸餾移除,只留下可交聯聚合體 與非水性稀釋劑,呈鑄造與等容積交換用之適當比例。 逐步方法允許對每一反應以及在各反應間之單離與純化 程序,使用不同溶劑。因此,不想要之成份,譬如殘留單 體、寡聚物及聚合溶劑,可於聚合步驟後移除,而未反應 之官能基化劑、不想要反應之產物及溶劑,可於官能基化 步騾後移除。不同溶劑之使用亦允許吾人選擇最適合各階 段之溶劑。 本發明係提供一種用於製造新穎聚合體先質混合物之有 效方式。反應媒質之成份與組成係經選擇,以達成製造先 質混合物之所要處理條件。先質混合物之成份係經選擇, 且組成係據此經碉整,達成先質混合物之所要操作性能、 所要程度之反應性(包括對於熟化時間與收縮率之作用), 以及如此製成模製品之最後物理、化學及光學性質。 -12- 200306214
本發明方法.之一項優點是低收縮率,其可在熟化時獲得 。正如即將於下文更詳細地討論者,反應性物種之整體濃 度,在聚合體先質混合物中是十分低的。另一項優點是聚 合體先質混合物可被熟化之速度。因此,所要之反應程度 可使用適當反應引發劑與聚合能量來源,極迅速地達成。 在本發明之一項具體實施例中,係設計一種方法,以製 造用於生物醫學應用之聚合體先質混合物,譬如隱形鏡片 ,其在熟化時不需要純化步騾,且在生理鹽溶液中達成平 衡後,於體積上顯示幾乎無淨變化。 於本發明之另一項具體實施例中,係將先質混合物調配 成半固體可聚合組合物。此半固體先質混合物之使用,具 有勝過液體先質混合物之優點,在於模具充填期間之習用 液體處理問題,譬如蒸發環,氣泡或孔隙之加入,及Schlieren 效應,均可避免,且半固體先質混合物在模具組裝中不需 要墊片以製造物件,譬如眼用鏡片。本發明半固體先質混 合物之其他優點,將討論於下文。 於本發明之又另一項具體實施例中,先質混合物係包含 預聚合體、無活性聚合體及視情況選用之反應性增塑劑及 /或非反應性稀釋劑。此先質混合物之成份與組成係據此 經選擇,以產生所要之相形態學,其係藉由本發明方法所 達成之快速熟化而被鎖住。 關於在經熟化模製品中之交聯聚合體網狀組織之結構, 本發明之聚合體先質混合物係提供經交聯之聚合體網狀組 織,其係與藉由習用單體為基礎之鑄造方法所獲得者不同 -13- 200306214
(8) ,於該習用方法中,模製品係藉由直接聚合包含多官能性 單體(意即交聯劑)與單官能性單體之單體混合物而製成。 由於多官能性單體係比單官能性單體較具反應性,故多官 能性單體之群集作用經常在單體混合物之直接聚合以製造 模製品之期間發生。於本發明中,交聯鍵結係在預聚合體 主鏈上之官能基化位置處形成。由於聚合體可被均勻地官 能基化,故在本發明聚合體網狀組織中之交聯键結,係比 習用單體為基礎之鑄造系統更均勻地分佈。因此,於又另 一方面,本發明亦關於製自本發明聚合體先質混合物之模 製品。 發明詳述與較佳具體實施例 當於本文及隨文所附之申請專利範圍中使用時,’’ 一種 ”(”a”與”an”)之術語,係意謂” 一或多個”。 於本文中使用之’’單體π —詞,係包括會聚合以形成共聚 物之兩種或多種不同單體之混合物,以及會形成僅由單一 重複單位所組成之聚合體之單一物種。於本文中使用之π 聚合體π —詞,係包括共聚物以及僅由單一重複單位組成 之聚合體。 於本發明中,可聚合基團係經過本發明之連續方法所獲 得之預聚合體,被併入先質混合物中,該方法包括聚合步 騾與官能基化或衍化步騾。聚合步騾首先產生得自單體混 合物之聚合體。然後,以反應性基團使如此製成之聚合體 官能基化或衍化,獲得預聚合體,其係為經官能基化之可 交聯聚合體。先質混合物亦視情況包含反應性增塑劑與其 -14- 200306214
(9) 他預聚合體,.其係與本發明方法中合成之預聚合體不同。 π官能基化π與π衍化π兩術語,係於本文中交換使用,而 於本文中使用之’’以反應性基團官能基化π —詞,係指聚合 體之改質,以在主鏈聚合體上提供多個反應性基團,特別 是可交聯基團。’’可交聯π —詞係指無論是無交聯但能夠在 交聯條件下交聯,或含有有限交聯度且能夠在適當條件下 進一步交聯之聚合體。 此外,聚合體先質混合物可包含非反應性或實質上非反 應性稀釋劑。稀釋劑可充作膨鬆化劑,其並無助於系統之 反應性,或其可充作相容劑,以減少其他成份在混合物中 之相分離傾向。雖然稀釋劑可在聚合方法中扮演某種角色 ,但其典型上係被假定為非反應性,意即,其不會顯著地 對聚合反應時所形成之聚合體鏈或網狀組織有所貢獻。 具有反應性基團或者為反應性之寡聚物或聚合體,在本 文中之某些場合係被稱為”預聚合體”。對本揭示内容之目 的而言,預聚合體係進一步指具有式量大於300之分子, 或包含超過一個被連結在一起之重複單位之分子。具有式 量低於300且只包含一個重複單位之官能基化分子,係被 稱為如下文所討論之’’反應性增塑劑’’。此預聚合體可具有 末端及/或懸垂反應性官能基,或其在用以構成聚合體先 質混合物之聚合系統存在下,可僅只是傾向於接枝或其他 反應。本發明之聚合體先質混合物含有至少一種預聚合體 ,其係經由使根據本發明方法由單體混合物所合成之聚合 體官能基化而獲得。此先質混合物亦可含有其他預聚合體 -15- 200306214
(ίο) ,其係與在本.發明方法中合成之預聚合體不同。 或者,可視情況將小分子反應性物種(意即具有式量低 於約300之單體)添加至聚合體先質混合物中,以賦予外加 之反應度,及/或達成所要之半固態稠度與相容性,於此 種情況中,小分子反應性物種可用以使聚合體成份塑化。 小分子物種可在反應期間另外充作聚合增量劑、加速劑或 鏈終止劑。不管其對於聚合體先質混合物及後續聚合反應 之最終作用為何,此種成份將於後文稱為’’反應性增塑劑π。 聚合體先質混合物可進一步包含非反應性或實質上非反 應性聚合體,其將於後文稱為’’無活性聚合體’’。無活性聚 合體可用以增加聚合體先質混合物之膨鬆度,而無需增加 實質量之反應性基團,或無活性聚合體可經選擇,以對吾 人感興趣之模製品賦予不同化學、物理、光學及/或機械 性質。無活性聚合體亦可藉由降低反應媒質中之單體濃度 ,而充作聚合步驟之稀釋劑。對半固體先質混合物而言, 無活性聚合體可進一步用以對先質混合物賦予所要程度之 半固態稠度。 非反應性,意即惰性之稀釋劑,可有利地添加至本發明 之聚合體先質混合物中,以達成混合物成份之相容性,達 成所要之反應性官能基濃度,及達成所要之半固態稠度。 稀釋劑係以其與半固體先質混合物中之預聚合體、無活性 聚合體及反應性增塑劑組份之相容性,及對彼等之塑化作 用為基礎作選擇。典型上,可相容混合物係為製造吾人感 興趣之模製品所需要的,除非其中相分離係為無論是不可 -16- (11) (11)200306214
避免的或所想要的,以在最後模製品中達成某種所要之材 料性貝。對眼用鏡片之製造而言,於熟化時之透明系統係 為所期望的’其可容易地經由選擇可與聚合體先質混合物 之預聚合體及無活性聚合體相容之非反應性稀釋劑而達成。 雖然惰性稀釋劑在聚合體先質材料之聚合系統中係為表 面上非反應性,但事實上可發生一些少許程度之反應,且 此種反應一般是可接受且不可避免的。稀釋劑亦可藉由充 作鏈終止劑(例如,當水存在於陰離子聚合系統中時之一 種已知現象),而影嚮聚合反應,因此,減緩熟化速率、 最後熟化度或最後獲得之分子量分佈。很幸運地,由於本 發明之聚合體系統,與主要為單體性之系統比較,從開始 至完成幾乎不需要整體反應,故稀釋劑之干擾作用將大為 降低’經常達到對於熟化反應未具有可度量衝擊之程度。 这大為有助於選擇可被採用於本發明方法中之稀釋劑,因 為反應抑制作用較不可能發生。 舉例言之’非反應性稀釋劑可包括但不限於··醇類,譬 如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇等,及其甲氧基與乙氧 基醚類;二醇類,譬如單、二…三…四〜·.聚乙二醇, 及其單與一-甲氧基及-乙氧基醚類,單_、二_、三_、四_·. 聚丙二醇’及其單-與二-甲氧基及-乙氧基醚類,單-、二- 、三·•、四-"··聚丁二醇,及其單-與二-甲氧基及-乙氧基醚 類菩,里_、--、一 、’、 一 二·、四-····聚甘油,及其單-與二-甲氧基 及-乙氧基醚類;、經烷氧基化之葡萄糖苷,譬如乙氧基化 舁丙氧基化葡萄糖苷’其係描述於美國專利案號5,684,058中 -17- 200306214
(12) ,及/或以"Glucam"商標名由Amerchol公司銷售;酮類,譬如 丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基異丁基酮;酯類, 譬如醋酸乙酯或醋酸異丙酯;二甲亞砜、N_甲基四氫吡咯 酉同、N,N•二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、環己烷、二 丙酮二醇、硼酸酯類(譬如與甘油、花楸醇或其他多羥基 化合物’如在美國專利案號4,495,313、4,680,336及5,039,459中 所揭示者)等。 製造隱形鏡片所採用之稀釋劑,最後應為水可置換,惟 用於製造吾人感興趣模製品之稀釋劑,可先使用水以外之 备劑萃取,接著若需要則在第二個步驟中為水萃取。 和潤劑在眼用組合物内之”非處方”用途,係由美國食品 茱物管理局(FDA)所管制。例如,聯邦記錄(21 CFR部份349) 、矣爆兔h用於非處方用途之眼用藥物產物··最後專題論 戈’列出所接受之和潤劑,伴隨著其每一種之適當濃度範 圍 明確1之,§ 349.12列出下列經許可之,,專題論文,,和潤 劑:(a)纖維素衍生物:⑴羧甲基纖維素鈉,⑺羥乙基纖維 素’⑶經丙甲基纖維素、甲基纖維素;⑻右旋醣酐7〇 ; (c) 明膠;(d)多元醇液體:⑴甘油,⑺聚乙二醇3〇〇,⑶聚乙 醇400 ’⑷聚花楸酸酯,⑶丙二醇;⑷聚乙烯醇;及⑺ 波威顯I (povidone^聚乙晞基四氫p比嘻g同)。容349·⑽進一步提供 的疋’為能夠落在該專題論文内,只可合併不超過三種上 文所確認之和潤劑。 根據本發明使用之稀釋劑’較佳為FDA許可之眼用和潤 劑或眼用和潤劑與水或鹽水溶液之混合物。在水會干擾聚 -18- (13) 200306214
、 ^馮中(與在使用液態單體先質之習用聚合體系 相較,其較不可能使用本發明之聚合體先質混合物),: 知用純和潤劑’或和潤劑與預聚合ff、無活性聚合體及/ 或反$性iW塑劑之混合物。在熟化期間,於模製品中之和 潤浏,度’、在模製品將在使用之前由消費者於水或鹽水溶
、 衡心^況中’可遠高於FDA所允許之濃 =如在將隱形鏡片模製品置於具有過量鹽水溶液之包 裝物中,以供儲存與運輸之情況中。
,若需要半固體先質混合物,則亦據此調整成份與組合物 二:達成所要之半固態稠度。所謂”半固體”係指混合物係 貫質上未經交聯、彳變形及可熔融,又可在短暫操作期間 ^ =不連續、自由站立實體處理,譬如***模具中。對純 水口把系統而g ’純聚合材料之彈性模數,關於分子量係 大致上恒疋高於某—數值,稱為分子量截土值。因此,對 本揭π内容之目的而言,且在本發明之一方面,半固體係 被定義為一種材料,其在固定條件譬如溫度與壓力下,顯 示模數低於特定純聚合體系統在高分子量下所見及之恒定 模數值’意即高於分子量截止值。用以達成半固態稠度之 才吴數上之降低’可藉由換入增塑劑(反應性或非反應性稀 釋劑)至半固體先質混合物中而達成,其係用以使一或多 種預聚合體或無活性聚合體成份塑化。或者’可使用低於 特定預聚合體分子量截止值之低分子量類似物,取代經充 分聚合之變塑,以在處理溫度下達成模數上之降低。將此 等考量放在心中,較佳分子量係在約1〇,〇〇0至約i,000,000, -19- (14)200306214
更佳^ 範圍内 %發劑 温度, 。各此 分子量 使用 術是有 p且力, 與靜態 縮模具 續及變 抵抗性 需要過 用習用 ’本發 固體之 收縮率 相對: 模具充 孔隙之 免。此 模具組 利用 佳為約50,〇〇〇至約15〇,〇〇〇之 之系統參數,係為所使用 &劑之存在或缺乏,反應 所使用之溶劑類型與濃度 之適當選擇,以達成特定 靖此藝者所立即明瞭的。 明方法相對於習用模製技 對於流動提供少但有限之 材料不會流出模具,不像 先焉。又,當兩個靜態壓 係足夠順應性,容易被壓 狀或表面特徵,而無不當 膠不同,半固體材料並不 或壓縮力,其係為關於使 術典型上所見及者。因此 結合液體之容易變形性與 其係為反應性(但顯示低 •為經交聯之實體。 r約10,0Q0至約300,000,而最 。可被改變以控制分子量 相對於單體量之量,鏈轉 允許反應進行之時間,及 等因素之影嚮,及每一個 範圍之聚合體,均將為熟 半固體先質混合物,本發 利,因為半固體先質材料 以致在其引進時,半固體 鑄造技術一起使用之液體 合在一起時,半固體材料 形’以呈現所要之模穴形 。再者,與典型熱塑性塑 量或不期望量之加熱及/ 材料之壓縮或射出成型技 明之半固體材料可被視為 容易處理方面至系統中, )’並可在熟化時被熟化始 ※液體先質混合物,半固體先質混合物之優點是在 填期間之習用液體處理問題,譬如蒸發環、氣泡或 加入及Schlieren效應,可利用半固體先質混合物而避 外,對眼用鏡片之模製而言,半固體先質混合物在 裝中並不需要墊片。 半固體先質混合物之模製方法,亦具有勝過先前方 -20· 200306214 (15)
法之優點 份熟化凝 膠為基礎 物首先經 近吾人感 膠預成形 一步模製 故在部份 在模製操 凝膠預成 物,係克 性及可熔 半固體 礎之聚合 制作用係 習用液體 之前及期 目前用以 模具之模 5,753,150 中 時方式進 於本發 迅速地進 有少數交 ’孩.先前方法係使用美國專利4,260,564所揭示之部 膠預成形物’以製造眼用鏡片。在此部份熟化凝 <模製方法中’係使模具組裝中之液態單體混合 部份热化’以形成凝膠,其呈現之幾何形狀係接 興趣最後物件之形狀。然後,使此部份熟化之凝 物轉移至另一個模具組裝,於其中使預成形物進 成所要 < 形狀及充分熟化。由於凝膠不可熔融, 熟化凝膠預成形物表面上之缺陷,譬如刮痕,及 作期間引進又内部應力,仍然留在製自部份熟化 形物之經熟化物件中。本發明之半固體先質混合 服此等問題,因為半固體係實質上未經交聯、韌 融。 先質混合物 < 另一項優點是,當使用自由基為基 體系以熟化半固體先質混合物時,歸因於氧之抑 被降低。雖然不希望被理論所束縛,但咸信當與 為基礎之鑄造系統比較時,此作用係由於在熟化 間,半固體材料内之低氧移動性所造成。因此, 從模製方法中排除氧之複雜與昂貴體系(例如, 製以及最後配件之模製,如在美國專利5,922,249與 所述者)可以免除,而反應將仍然以如上述之適 行至完成。 明中’其較佳係利用半固體先質混合物,反應係 行,因為此反應為交聯反應,且先質聚合體只本 聯位置,而歸因於氧之抑制作用,在半固體先質 -21 - (16) (16)200306214 混合物中係玫降低。所 胃η M、 明快速熟化時間"係指在液體配方 具有相同類型艾反應性 ^ ^ . ^ 此基,且其他熟化參數,譬如能 量強度與配件幾何形狀, 體先質混合物係比液體=…情況中,本發明之聚合 包含半固體先質之光引::物更快熟化。典型[當使用 需要約K)分鐘或較„、系執時,曝露至聚合能量來源係 發生在少於約^達成所要之熟化度。熟化更佳係 最佳係發生在少於約二、、,%又更佳係少於約10秒。熟化 快速熟化時間可更::曝露至聚合能量來源下。此種 由於半固體材料可迅2現於薄模製品,譬如隱形鏡片。 體,故大的處理利^ ,且含有相對較少量之單 再彳盾f 1 奴可在各模製循環之後,於鏡片模具之 冉循%或再使用上獲木 ^ 體先質混合物“、、、 後自模具釋離時,半固 於模I 口 h纟液體先質混合物留下遠較少之殘留單體 其y面上。因此,本發明之-項具體實施例係為一種 :法形與眼用鏡片模具係被再使用超過一次之模製循環 如 /、有視情況選用之清理步.驟在兩次使用之間,根據 口又中所討論之半固體先質混合物之用途而定。 發明所揭不之聚合體先質混合物可有利地用以製造經 聚 . 口久/或經交聯之模製品。因此,於又另一方面,本發 明係Μ、 备於製自聚合體先質混合物熟化之模製品。為達製造 隱形鎊g _V、„ , , 片或眼球内鏡片之目的,經充分熟化模製品之組成 係經撰# ^ ^ 义釋,以致當其被置於基本上水性溶液中時,使其變 成水趣膠;意即,此模製品在純含水環境中建立平衡時, 欠約10至90重量百分比之水’但不會溶解於水溶液中 -22- 200306214
(Π) 。該模製品將·於後文稱為’’水凝膠,,。 本發明之聚合體先質混合物亦可有利地用以製造均勻水 凝膠,於其中交聯鍵結係均勻地或實質上均勻地分佈。如 先前所述,在藉由單體混合物之直接聚合所合成之先前技 藝凝膠中,由於多官能性單體之群集,故交聯鍵結可能不 會均勻地分佈。 對本揭示内容之目的而言,基本上水性之溶液係包括含 有水作為大部份成份之溶液,且特別是含水鹽溶液。應明 瞭的是,某些生理鹽溶液,意即鹽水溶液,可較佳地取代 純水,用以達成平衡或儲存模製品。特定言之,較佳鹽水 溶液具有體積滲莫濃度,在一升中為約2〇〇至45〇毫體積滲 莫濃度;更隹溶液為約250至350毫滲莫/升。此鹽水溶液 係有利地為生理學上可接受鹽(譬如磷酸鹽)之溶液,其係 為隱形鏡片護理領域中所習知。此種溶液可進一步包八等 滲化劑,譬如氯化鈉,其係再一次為隱形鏡片護理領域中 所習知。此種溶液將於後文一般性地稱為鹽 — 个/谷硬,在隱 形鏡片護理領域中,對於在目前已知技藝外由 " J哥利地將本發明之模製品製成會顯示” ^ η ^ 取少膨脹或 縮’’之隱形鏡片或眼球内鏡片;意即,在妥 夏於鹽水溶 千時’其會顯示極少或無水凝膠之膨脹或收 、 二固奴女a 、,。這可經 凋正存在之稀釋劑量而達成,以致當模製 於鹽水環辱 達成平衡時,無水凝膠之淨體積變化發生。 ^ 此目的可| 地利用鹽水作為單獨稀釋劑而達成,只要复 - /、保在與水凑 -23- (18) 200306214 形成後之平衡含量相 一 』辰度下摻入半固體 可,這可容易地藉由簡易赍 %㈢式錯誤實驗術 優先使用其他稀釋劑,Α …、哪鹽水存在或不 質混$物中’則當盘躏永 两/、鹽水達成平衡時,會: 體積變化之稀釋劑濃度,可能不會與平衡£ 但t 一次’可容易地藉由簡易嘗試錯誤㈣ π萃取”為在所音% 1 所忍奴用途之前,藉以從已賽 移除不想要或不期访私 一 4主物種(通常為小分子部 物、未經聚合或部份、 、、 ' |切氷合 < 單體等,有時赛 質)之方法。所謂”,並 在/、所思欲用途之前”係 鏡片***眼晴前之情 ^ ^ /兄。萃取步騾係為用& 之先别技藝方法所需要 而要 < 特徵,例如(參閱美 與 4,347,198),其會辦 4 、 ,、㈢~加複雜化、加工處理時 之費用。 本發明之優點是可製成模製品,一旦聚合 並不需要萃取步驟或僅需要最少萃取步驟 取步驟M與’’最少萃且 y卒取係指可萃取物質之量 /或可萃取組合物係足夠無毒性,任何所漂 由其中包裝銃片以供運輸至消費者之容器p 最少萃取步驟,,與,,最少萃取,,之措辭,可i 洗;或冲冼,其係作為脫模操作之任何方€ 步驟之-部份而發生。例如,有時使用液, 片從一個容器移動至另一個,從一或多個《 等,邊噴射通常包括聚焦之水或鹽水溶液:
質混合物中即 丨定。若吾人較 F在於半固體先 ,致無水凝膠淨 水濃度相同, 術確定。 化之水凝膠中 質、聚合副產 稱為可萃取物 指例如在隱形 製造隱形鏡片 國專利3,4〇8,429 間及模製方法 步驟完成時, 所謂’’最少萃 係足夠低,及 要之萃取可藉 之流體調節。 一步包括任何 以及任何處理 [噴射以幫助鏡 ί片模中脫模等 [。在此等方法 -24- 200306214
(19) 期間’可合珲地預期會發生任何可萃取鏡片物質之一些萃 取或沖洗出來,但在任何情況中,將被視為落在需要最少 萃取步驟之材料種類與方法下,如在本揭示内容中所提出 者。 以下述作為實例,在本發明之一項具體實施例中,聚合 體先質混合物係包含30_70重量%預聚合體、光引發劑及非 反應性稀釋劑,此稀釋劑係選自包括水與FDA許可之眼用 和潤劑。在熟化時,可將模製物直接置於含有約3·5毫升鹽 水流體之隱形鏡片包裝容器中,以供儲存,其係藉助於一 或多個液體噴射,以幫助脫模程序,及進一步幫助鏡片處 理’而無需機械接觸(參閱,例如美國專利5,836,323),於其 中板製物將與包裝物中之圍繞流體達成平衡。由於隱形鏡 片之模製物體積(例如約0 050毫升)相對於鏡片包裝物中之 流體體積是很小的,故在達成平衡後,於溶液與鏡片兩者 中义和潤劑濃度,將為至少約1重量%或較低,此濃度對 糸由消費者直接施用至眼睛是可接受的。因此,雖然從嚴 格觀點看來,萃取步驟係被使用於此項具體實施例中,但 此萃取步驟係被降至最少萃取步騾-其係固有地發生在脫 模、處理及包裝程序期間。本質上未使用個別萃取步驟之 事貫’表示本文中所揭示本發明之一項重要優點。 於一項具體實施例中,本發明係關於實質上不為水緣性 '^預聚合體。所謂”水溶性”係指預聚合體能夠溶於水或崎 水溶液中,在環境條件下,涵蓋整個濃度範圍為約Ui〇重 1 %預聚合體,或更佳為約1-7〇%預聚合體,在水或鹽水 -25- 200306214 (20) 溶液中。因此ί,對本揭示内容之目的而言,,,τ 水不溶性,,或 π非水溶性’’預聚合體,係為不會完全溶解於 一 、水中者,於環 境條件下,在水中涵蓋之濃度範圍為约。I _ 〇。I 一项較 佳具體實施例中,製自水不溶性預聚合體泛^ _ 7 \水叛:膠,可為 水可溶脹性,以致其在吸收10至90%水時,〜、 … τ 吨夠屋生均勻 混合物。一般而言,此種水可溶脹性水凝膠-曰 夕对_示最大吸 水率(意即平衡水含量),其係為構成水凝膠士取 心岭 < 聚合體之化 學組成,以及水凝膠交聯密度之函數。根攄太 I氏铢尽發明之較佳 水凝膠,係為在水或鹽水溶液中顯示平衡水本旦 〇里為約2〇至 8〇重量%水者。當經交聯時,此種水不溶性但永 ^ 一 >』>谷脹性 之材料’會令人滿意地產生透明水凝膠,其係為日、 有用產物。 在本發明之一項較佳具體實施例中,係構成一或多種預 聚合體與一或多種非反應性稀釋劑之均勾混合物,其係實 質上不含被使用於製備預聚合體之單體、寡聚合或聚合之 化合物(及在其製備期間形成之副產物),以及不含任何其 他不想要之組份,譬如雜質或不為眼用和潤劑之稀釋劑。 所謂’’實質上不含’’,於本文中係指不想要組份在半固體先 質混合物中之濃度,較佳係低於〇 〇〇1重量%,且更佳係低 於0.0001% (1 ppm)。此種不想要組份之可接受濃度範園,根 本上係藉由最後產物所意欲之用途決定。此混合物較佳係 僅含有稀釋劑,其係為水,或係為由FDA認定為可接受之 眼用和潤劑,於眼睛中在受限濃度内。此混合物係進一步 被構成,以致不含任何其他共單體或反應性增塑劑。依此 -26 - 200306214
(21) 方式,構成聚.合體先質混合物,其未含有或基本上未含有 不想要之組份’因&自其製成之模製物未含有或基本上未 含有不想要之組份。因此製成模製品,除了在經熟化模製 物已被製成後,發生於包裝容器内與脫模期間及中間物處 理步驟之萃取/平衡方法之外,纟並不需要使用個別萃取 步驟。 在本發明之另1較佳具體實施例中,於聚合體先質混 合物中之稀釋劑組成與濃度係經選擇,以致在熟化時及在 鹽水溶液中之後續平衡時,在水凝膠體積上發生極少淨變 化。較佳情況是,纟生理學上可接受之鹽水溶液中達成平 衡時,水凝膠體積係變化達不超過10%。更佳情況是,水 凝膠體積係變化達低於5%,而又更佳係達低於2%。最佳 情況是’於模製、熟化及脫模後,在鹽水中達成平衡時, 水凝膠體積係變化達低於1%。 在鹽水中達成平衡時,最少水凝膠體積變化,係藉由本 發明之新穎聚合體先質混合物而成為可能,因為此聚合體 可水合組合物⑴在熟化時顯示低收縮率,與(2)可被調配以 包含為補償水平衡含量所必須之稀釋劑量。 方;又另 員車乂佳具體實施例中,稀釋劑濃度係經調整, 以致使固疋量之水凝膠溶脹係在水中達成平衡時發生。這 時¥有助表脫模程序,而水凝膠體積變化又可藉由適當= /、λ计作凋節’其係將最後完成模製品之小但固定量之、、容 脹作用納入考量。 在一項目前-較佳之具體實施例中,聚合體先質混合物係 -27- 200306214
(22) 包含水不溶性但水可溶脹性預聚合體,其係為甲基丙晞酸 多羥基乙酯(pHEMA)之官能基化共聚物。此共聚物可包含甲 基丙烯酸、丙晞酸、N-乙烯基四氫吡咯酮、二甲基丙烯醯 胺、乙晞醇及其他單體,伴隨著HEMA。一項目前較佳具 體實施例係包含與大約2%甲基丙諦酸(MAA)共聚合之 pHEMA。此外,可聚合添加劑,譬如反應性染料與反應性 UV吸收劑,亦可與單體共聚合。此共聚物係接著以甲基 丙烯酸酯基或丙烯酸酯基官能基化,以產生反應性預聚合 體,適用於製造可作為隱形鏡片使用之眼用模製品。反應 性基團係經過HEMA之羥基,以共價方式連接至聚合體主 鏈。將此pHEMA-共-MAA共聚物以具有平均分子量為400之聚 乙二醇(PEG 400),在約50重量%之濃度下稀釋,並在大約1 重量%之濃度下,添加光引發劑,譬如IRGACURE®184、 DAROCUR^im 及 / 或 IRGACUi^nSO。 在本發明之一項較佳具體實施例中,含有pHEMA-共-MAA 共聚物之聚合體先質混合物,係藉由包括以下步騾之方法 獲得: 將以下物質混合在一起,i) 一或多種不同類型之單體, 與一種熱引發劑,i〇至少一種非反應性低揮發性稀 釋劑,其量係致使於模製後,其可提供與鹽水溶液 之等容積交換,及iii)揮發性非水溶劑,其量係防止 不溶性凝膠在隨後進行之聚合與官能基化步騾期間 形成; 使單體聚合,而得聚合體; -28- 200306214
(23) 添加一或多種不同類型之官能基化或衍化劑; 使該聚合體官能基化或衍化,並添加光引發劑;及 - 蒸離溶劑、殘留雜質、未反應之官能基化或衍化劑及副 _ 產物,而仔含有非反應性稀釋劑之聚合體先質混合 物0 本發明方法之優點是在聚合步驟後,不必回收與純化聚 合體及將聚合體與非反應性稀釋劑摻合,因為聚合體係在 、 構成取後先質混合物之非反應性稀釋劑存在下,經連續地參 合成與官能基化。揮發性溶劑之使用,對於產生聚合體先 質混合物是有利的,其中聚合體係合成自單體,譬如HEMA ’其含有多官能性單體作為雜質。揮發性溶劑之存在,會 防止不落性凝膠形成,即使當少量多官能性單體存在於反 應媒質中亦然。而且,其揮發特性使其易於被移除,而無 需過度之額外加工處理。 依此方式獲得之材料係為均勻先質混合物,其係為光學 上透明。可將數份小量先質混合物自整體團料中移除,並 · 以不連續量***模穴中。在將模具關閉時,此先質會變形 並採取被半模所界定之内部模穴之形狀。當試樣以聚合能 量來源譬如熱或UV光照射時,先質混合物會熟化成水可 溶服之經交聯凝膠,接著可使其脫模並放置於鹽水溶液中 以達成平衡。所形成之水凝膠可經設計,以在平衡下吸收 · 大約30-70%水,同時顯示類似市購可得隱形鏡片材料之機 , 械性^ ,譬如斷裂伸長率與模數。因此,如此製成之模製 , to可作為眼用鏡片使用,尤其是隱形或眼球内鏡片,該鏡^ -29- 200306214
(24) 片係以聚合鐵先質材料製成,此材料在快速熟化步騾期間 係顯示低收縮率,且該鏡片除了在包裝物中之平衡步騾以 外,不需要個別萃取步騾。 另一種較佳具體實施例係使用聚矽氧為基礎之單體與親 水性聚矽氧,其係為顯示高氧透氣性之親水性成份與聚矽 氧成份之共聚物,作為起始單體、無活性聚合體,或當具 有其他官能基時,作為預聚合體或反應性增塑劑。此等材 料特別可用於隱形鏡片。用於製造本發明聚合體先質混合 物之適當聚矽氧為基礎之單體與預聚合體,係揭示於美國 專利 4,136,250, 4,153,641,4,740,533, 5,010,141,5,034,461,5,057,578, 5,070,215, 5,314,960, 5,336,797, 5,356,797, 5,371,147, 5,387,632, 5,451,617, 5,486,579, 5,789,461,5,807,944,5,962,548,5,998,498,6,020,445 及 6,031,059,以及 PCT 申請案 W0094/15980, W0097/22019, W0099/60048, W0099/60029 及 W0001/ 02881,及歐洲專利申請案 EP00940447,EP00940693,EP00989418 及 EP00990668 中。 另一項較佳具體實施例係使用全氟烷基聚醚,其係經氟 化,以獲得良好氧透氣性與惰性,又顯示可接受程度之親 水性,此係由於聚合體主鏈結構及/或親水性懸垂基團所 致。此種材料可容易地摻入本發明之聚合體先質混合物中 ,作為無活性聚合體,或當具有其他官能基時,作為預聚 合體或反應性增塑劑。此種材料之實例可參閱美國專利 5,965,631,5,973,089, 6,060,530, 6,160,030 及 6,225,367。 原則上,任何單體之混合物均可用於本發明之聚合步驟 中,其條件是經合成之聚合體含有可官能基化基團。所謂 -30- (25) (25) 200306214 可,广基化棊團’’係指能夠進行官能基化或衍化反應,以 引c官牝基万、氷合體王鏈上之基團。此單體可為丙烯酸酯 、甲基丙埽酸醋、丙埽酸奸、丙婦醯胺、乙埽基、乙埽基 鍵、乙缔酿、乙缔基自化物、乙物燒、乙浠基樣 、(甲基)丙埽酸化聚砍氧、乙晞基雜冑、二埽、烯丙基等 。可採用其他較不習知 、仁可聚5 <系統,譬如環氧類(使 用硬化劑)與聚贿:其田缺^ ^ 土甲&酉曰類(於異氰酸酯與醇類間之反應)。 '被本發明知用(聚合機制,僅舉例言之,係包括自由 土 r 口 it離子性或陰離子聚合、環加成、此ls_Alder反應 、開環-複分解聚合反應及硫化。聚合體可為線性、分枝 狀、樹枝狀或經輕微交聯結構之均聚物或共聚物。 為說明極多種不同單髀 、 早把可使用於本發明中,吾人將從數 以百计至數以千計市購 m # 了仵化合物之清單中僅指稱少數。 例如’單官能性單體包 括(甲基)丙埽酸酯類,譬如(甲基)兩 烯鉍甲酯與甲基丙婦酸2 XT L乙酉曰(ΗΕΜΑ),乙烯基内醯胺, 吾如Ν-乙埽基-2-四氫吡咯酮 座 (甲基)丙缔醯胺及其類似物, 吕如Ν-井丙基丙婦醯胺, 婦酸、醋酸乙婦妒、…錢類,譬如(甲基)丙 酿以乙#酉日、丰甲酸乙埽酯、 婦、順丁嬌- 丰乙埽、…甲基苯乙 :?希一…缔腈。注意,符號表示法, 代。 )丙“"'用以表示選用之甲基取 其他早Ί*能性(甲基)丙埽酸系單體,包括 乙酯;(甲基)丙烯酸丙酯;(甲 土 、布酸 r (甲基)丙埽酸丁酿;(甲基)丙綠 (甲基)丙h異癸酿;(甲基)丙缔酸十六酯;(甲 -31- 屬 214 基)丙埽酸硬脂酯 •(甲其β μ 暴)丙烯酸丙酯;(甲基)丙缔酸戊酯 ,(甲基)丙少布酸四氫呋 ^ 吴)而,膝# 南甲酉曰,(甲基)丙烯酸己内酯;(甲 基)丙晞故苄酯;( S§ ; (Ψ ^ 土)丙烯鉍苯酯;(曱基)丙烯酸2-苯基苯 加,(甲基)丙埽酸苯氧 个 ;ίΨ Α ^ . 乳丞乙酉日,(甲基)丙晞酸1-莕氧基乙酯 (甲基)丙缔酸環己酯 酸正宿Κ甲基)丙埽酸Κ 基)丙缔 [5.2丄〇2,6]_癸_8_基酿;乙 H (甲基)丙婦酸三環并 丙埽酸3-幾基-2_革5旨·二二丰基趟(甲基)丙缔酸酿;(甲基) 羥丁酯.(甲A 希I 2-羥乙酯(HEA);(甲基)丙埽酸2_ 其笑备I 7 内1曰,(甲基)丙婦酸3-苯氧基冬羥 基-丰虱基乙酯;(甲基)丙 丁萨· π I、 布丙酯;(甲基)丙埽酸4-羥 丁酉日,(甲基)丙埽酸4·第三 歹工 酩9 r 1 ^ — 基_2·羥基環己酯;(甲基)丙烯 鉍2-乙基己酯;(甲基)丙 备i 7此· 乙乳基乙酯;(甲基)丙婦酸乙 乳基乙酉曰,(甲基)丙婦酸甲氧其 · 土乙酉旨;(甲基)丙婦酸甲氯其 三乙二醇酉旨;(甲基)丙烯酸羥=β田 Τ虱基 一亞甲酯,(甲基)丙烯酸二甲 胺基乙酯;(甲基)丙烯酸縮水 ^ ^ w ,由酉曰,(甲基)丙烯酸2-磷酸 基乙酯;單(甲基)丙埽酸單-、_ 一 —-、二 _、四 _、五 聚乙一 醇醋;(甲基)丙婦酸1,2-次丁基匕 酉曰,(甲基)丙婦酸1,3-次丁其 酯;(甲基)丙烯酸1,4-次丁基酯· 土 一 %,早(甲基)丙埽酸單…二、 三-、四聚丙二醇叫甲基)丙缔酸甘油酷;單(甲基 酸甘油醋;(甲基)丙婦酸2_乙基姆基·甲基H,3_丙二醇三甲 酉旨。 其他類型之單體亦包括:甲A尤& 、 甲基丙埽醯胺;N具二甲基 基)丙烯醯胺;二丙酮(甲基)¾焙& 希醯,N-甲基(甲基)丙埽酶 胺;N,N-二甲基-二丙酮(甲基)丙煸 ^ 一 胸埽醯胺,队(1,1-二甲基彳酮基 -32- 200306214
(27) 丁基)(甲基)丙.烯醯胺;N-(甲醯基甲基)(甲基)丙烯醯胺;4_ 與2-甲基-5-乙婦基p比淀;N-(3-(甲基)丙烯醯胺基丙基)_N,N^ 甲胺,N_(3-(甲基)丙婦酸胺基丙基)_n,n,N-三甲胺;Ν-(3·(甲基) 丙婦酿胺基-3-甲基丁基)-Ν,Ν-二甲胺;1-乙埽基-與2_甲基-1β 乙烯基咪峻,Ν-乙烯基咪唑;Ν-乙烯基琥珀醯亞胺;Ν-乙 埽基二乙二醇醯亞胺;Ν-乙烯基戊二醯亞胺;乙烯基各 嗎福琳酮;Ν-乙烯基-5-甲基各嗎福琳酮;二甲基二苯甲基 乙婦基矽氧烷;α-(二甲基乙埽基矽烷基>ω-[(二甲基乙烯基 -石夕烷基)氧基]二甲基二苯甲基乙烯基矽氧烷;丙酸乙埽酯 :乙烯醇;碳酸2-((甲基)丙埽醯基氧基)乙基乙烯酉旨;碳酸 乙晞基[3-[3,3,3-三甲基-1,1_雙(三甲基矽烷氧基)二矽氧烷基]丙 基]酿;4,4’-(五十四基甲基廿七次矽氧烷基)二丁醇;队羧 基-(3-丙胺酸Ν-乙晞酯;2-曱基丙烯醯基乙基磷醯膽鹼;甲 基丙烯醯氧基乙基乙烯基脲;乙烯基甲苯;丨_乙烯基萘;( 甲基)丙晞酸之金屬鹽;含有四級銨鹽之單體;及其類似 物。 符號表示法”單-二聚體、三聚體、 之聚合體。 、二·、三_、四-…聚,,係用以表示單體、 四聚體等,至高達且包含特定重複單位 當需要高折射率材料時,單體可據此經選擇,以具有高 折射率。此種單體之實例,㊉了上文所,及者之外,包: 經邊化或經氯化之(甲基)丙婦㉟苯醋(例如五溴基甲基丙缔 酸醋、三溪基丙稀酸醋等)、經溴化或經氯化之(甲基)丙 酸茶基或聯苯基醋、(甲基)丙缔酸三溴基苯氧基乙醋、(甲 -33- 200306214
(28)
基)丙烯酸三溴苯基二(氧基乙基)酯、(甲基)丙烯酸三溴基 新戊酯、(甲基)丙烯酸三溴基苄酯、(甲基)丙婦酸溴基乙酯 、經溴化或經氯化之苯乙烯類、乙烯基莕、乙晞基聯苯、 乙烯基酚、乙婦基咔唑、溴化或氯化乙晞、二溴或二氯亞 乙晞、異氰酸溴苯酯、(甲基)丙烯酸苯基硫醇酯、(甲基)丙 晞酸4-氯苯基硫醇酯、(甲基)丙烯酸五-氯苯基硫醇酯、(甲 基)丙婦酸萘基硫醇酯等。增加單體之芳族、硫及/或鹵素 含量,係為達成高折射率性質之習知技術。
本發明方法包括聚合與官能基化或衍化步騾,以製造預 聚合體。單體混合物之成份係經選擇,以致使所形成之聚 合體含有可官能基化或可衍化之基團。在官能基化或衍化 步騾中,官能基化劑係與聚合體反應,藉由引進反應性基 團於聚合體主鏈上,以產生預聚合體。所謂”官能基化劑π 係指一些分子,其具有對聚合體具反應性之基團,且在與 聚合體反應時,會引進反應性基團於聚合體主鏈上,於是 使得聚合體能夠交聯。此官能基化反應可以單步驟,使用 適當官能基化劑進行。或者,於聚合體主鏈上之基團係經 由與一種分子反應,然後與官能基化劑反應,而被進一步 轉移成另一類型之官能基化基團。可官能基化基團之實例 ,包括但不限於:羥基、胺類、羧酸酯類、硫醇類(二硫 化物)、酐類、聚胺基甲酸酯類及環氧化物類。 為使含有羥基之聚合體官能基化,官能基化劑係包含羥 基反應性基團,譬如但不限於環氧化物類與環氧乙燒類、 窥基二咪峻,與過破酸鹽之氧化作用,酵素氧化作用,鹵 -34- 200306214 (29) 化醯類、fe基.鹵化物、異氰酸酯類、鹵丙二醇類及酐類。 為使含有胺基之聚合體官能基化,官能基化劑係包含胺反 應性基團’譬如異硫氰酸酯類、異氰酸酯類、醯基疊氮化 物、N-經基琥珀醯亞胺酯類、氯化磺醯類、酮類、醛類與 乙二酸類、環氧化物類與環氧乙烷類、碳酸酯類、芳基化 劑、亞胺基目旨類、碳化二亞胺類、奸類及_丙二醇類。 為使含有硫醇基之聚合體官能基化,硫基反應性化學反應 之貫例為i乙醯基與烷基_化物衍生物、順丁烯二醯亞胺 類、氮丙淀類、丙晞醯基衍生物、芳基化劑及硫醇二硫化 物交換試劑(譬如吡啶基二硫化物、二硫化物還原劑及5_硫 基-2-硝基苯甲酸)。 在一項目前較佳之具體實施例中,於預聚合體主鏈上之 反應性基團’係為丙烯酸酯、曱基丙埽酸酯、丙晞醯胺及 /或乙烯基醚部份基團,已發現其會獲得合宜、快速熟化 UV-觸發系統。 為製造用於高折射率眼用鏡片之預聚合體,一項較佳具 體實施例係使用含有自原子與可官能基化基團譬如羥基之 單體。實例包括但不限於:(甲基)丙晞酸3-(2,4,6_三溴_3_甲基 苯氧基)-2-經丙酯;(甲基)丙晞酸3_(2,4_二溴各甲基苯氧基)-2-羥丙酿;(甲基)丙烯酸3-(3·甲基-5-溴基苯氧基)-2-¾丙酯;2-(4-羥乙氧基-3,5-二溴苯基)-2-(4-丙晞醯氧基乙氧基_3,5_二溴苯基) 丙燒;2-(4-羥乙氧基-3,5-二溴苯基)-2-(4-丙晞醯氧基_3,5_二溴苯 基)丙烷;及2-(4-羥基二乙氧基-3,5-二溴苯基)-2-(4-甲基丙烯醯 氧基二乙氧基-3,5-二溴苯基)丙烷。 -35- 200306214
(30) 單體混合物,亦可含有多官能性單體。於該情況中,非反 應性稀釋劑及/或溶劑之組成與成份係據此經選擇,以防 止不溶性凝膠在聚合與官能基化步騾期間形成。 視情況,可將可聚合添加劑,譬如反應性(意即可聚合) 染料與反應性(意即可聚合)UV吸收劑,加入單體混合物中 。在本發明之某些較佳具體實施例中,預聚合體係合成自 單體混合物,其亦包含反應性染料與反應性UV吸收劑, 以製造經微染之UV可吸收隱形鏡片。一種此類單體混合 物係包含甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙缔酸,及被稱為”藍 色甲基丙婦酸羥乙酯π或π藍色HEMA”之反應性染料。另一 種此類單體混合物係包含此三種成份,加上被稱為"Norbloc” 之反應性UV吸收劑。藍色HEMA之化學名稱為2-甲基-丙烯 酸2-{4-[5-(4-胺基-9,10-二酮基-3-磺酸基-4^9,9\10-四氫蒽-1-基胺基 )-2-磺苯基胺基]-6-氯-[1,3,5]三畊-2-基氧基}-乙酯,且化學式為:
Norbloc之化學名稱為2-甲基-丙烯酸2-(3-苯并***-2-基-4-羥苯 基)-乙酯,且化學式為: -36- 200306214 (31)
一組較佳預聚合體係包括聚合體或共聚物,其包含亞颯 、硫化物及/或颯基在聚合體主鏈結構内或懸垂於其上, 其已使用其他反應性基團官能基化。由含有亞颯-、硫化 物-及/或颯之單體所形成之凝膠(在初始聚合後無外加之 反應性基團),已在習用隱形鏡片配方中証實降低蛋白質 吸附作用(參閱,美國專利6,107,365與PCT國際公報WO00/02937) 。此等單體係作為預聚合體之起始單體及/或經過無活性 聚合體,容易地摻入本發明之聚合體先質混合物中。 另一組較佳預聚合體包括含有一或多個懸垂或末端羥基 之預聚合體,其中一部份已被能夠進行自由基為基礎之聚 合反應之反應性基團官能基化。此種預聚合體之實例包括 (甲基)丙晞酸多羥基乙酯、(甲基)丙婦酸多羥基丙酯、聚乙 二醇、纖維素、右旋醣酐、葡萄糖、蔗糖、聚乙晞醇、聚 乙締-共-乙婦醇’早-、二-、二-、四-…聚雙酉分A ’及e -己 内酯與C2_6烷二醇類和三醇類之加成物之經官能基化變型 。上文所提及聚合體之共聚物、乙氧基化與丙氧基化變型 ,亦為較佳預聚合體(參閱,例如PCT國際公報WO098/37441)。 特佳預聚合體為甲基丙烯酸酯-或丙烯酸酯-官能基化之 聚(甲基丙烯酸羥乙酯-共-甲基丙烯酸)共聚物。最佳預聚合 體為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)與約0-2%甲基丙晞酸(MAA)之 -37- 200306214
(32) 共聚物,其中共聚物之懸垂羥基之約0.2-5%已被甲基丙烯 酸酯基官能基化,而得適用於本發明聚合體先質混合物與 方法之反應性預聚合體。更佳甲基丙晞酸酯官能基化度為 羥基之約0.5-2%。為使HEMA之羥基官能基化,官能基化劑 之實例係包括甲基丙婦酸酐與甲基丙埽酸縮水甘油酯。 在另一項較佳具體實施例中,預聚合體係為甲基丙晞酸 酯-或丙晞酸酯-官能基化之pHEMA-共 _MAA共聚物,其係與 反應性染料及反應性UV吸收劑共聚合,包含約0-2% MAA, 其中共聚物之懸垂羥基之約0.2-5%已被甲基丙埽酸酯或丙 烯酸酯基官能基化,而得適用於本發明聚合體先質混合物 與方法之反應性預聚合體。甲基丙婦酸酯官能基化度,更 佳為羥基之約0.5-2%,且官能基為甲基丙烯酸酯。 當高折射率預聚合體為一項重要考量時,如先前所述, 增加芳族含量、齒素含量(尤其是溴)及/或硫含量,通常 是此項技藝中所習知用於增加聚合材料折射率之有效方式。 於本發明中,聚合體先質混合物亦可含有反應性增塑劑 。反應性增塑劑係在完成官能基化或衍化反應時,添加至 反應媒質中。在模製與熟化操作期間,反應性增塑劑之存 在可經由降低先質混合物之軟化溫度,而改良加工性能。 關於軟化溫度之降低,反應性增塑劑特別可用於眼用鏡片 之先質混合物,其未包含非反應性稀釋劑,但含有溫度敏 感性高折射率聚合體。因此,在本發明之一項具體實施例 中,聚合體先質混合物係包含高折射率預聚合體與反應性 增塑劑。此先質混合物更佳為半固體。 -38- 200306214 反應 或增加 膠之預 形成不 模製品 可能必 此,於 係包含 性稀釋 會熟化 當在 份(意ϊ 性稀釋 相同折 不可得 劑,以 光線之 其已是 改良衝 之混合 反應 為但不 胺、乙 矽烷、 (33) 性增塑.劑亦可用以加速預聚合體之交聯反應,及/ 經熟化模製品之交聯密度。本身不會形成經交聯凝 聚合體,可於少量反應性增塑劑存在下,被交聯而 溶性水凝膠。對一些生物醫學應用而言,於經熟化 中之殘留反應性基團,因為降低之生物相容性,故 須被降至最低,此係由於反應性基團存在所致。因 本發明之另一項具體實施例中,聚合體先質混合物 預聚合體與反應性增塑劑,及視情況選用之非反應 劑,其中先質混合物於反應性增塑劑不存在下,不 而形成不溶性凝膠。 相分離系統中,需要光學上透明材料時,混合物成 預聚合體、無活性聚合體、衝擊改質劑、非反應 劑及/或反應性增塑劑)可經選擇,以在相間產生 射率(等折射),以致使光散射減少。當等折射成份 時’雖然如此,稀釋劑與反應性增塑劑可充作相容 督助降低兩種不可溶混聚合體間之相域大小至低於 波長’因此產生光學上透明之聚合體混合物,否則 不透明。反應性增塑劑之存在,亦可在一些情況中 擊改質劑與無活性聚合體間之黏著性,改良所形成 物性質。 曰塑劑可單獨或以混合物使用。反應性官能基可 、丙烯酸酯、甲基丙埽酸酯、丙烯酸酐、丙烯醯 、希基乙烯基醚、乙烯酯、乙雄基_化物、乙烯基 乙埽基矽氧烷、(甲基)丙晞酸化聚矽氧、乙烯基雜 -39- (34) (34)200306214 壤、二缔、婦丙基等。可接151甘 了私用其他較不習知但可聚合官能 基’ 如ί衣乳類(使用硬化劑)鱼取卜甘 又L d )興聚胺基甲酸酯類(於異氰 酸醋類與醇類間之反應)。原則i,任何單體均可作為根 據本發明之反應性增塑劑使用,惟較佳係為在環境溫度或 稍微較高溫度下,α液體存在者,且其在施加聚合能量來 源下,譬如光或熱,於適當引發劑存在下,係容易且迅速 地聚合。 含有丙烯酸S旨或甲基丙埽酸酯官能基之反應性單體、寡 聚物及交聯劑’係為習知且可市購得自Sart0mer、Radcure及 Henkel。同樣地,乙烯基醚類可市購得自AUied signal/M〇rflex公 司。Radcure亦供應UV可熟化環脂族環氧樹脂。乙晞基、二 烯與婦丙基化合物,可得自大數目之化學供應商。反應性 增塑劑之實例,係討論於例如PCT公報WO 00/55653中。 當需要高折射率材料時,反應性增塑劑可據此經選擇, 以具有高折射率。如先前所述,增加反應性增塑劑之芳族 、破及/或1¾素含量,係為達成聚合材料之高折射率性質 之習知技術。 在一項目前較佳之具體實施例中,已發現含有丙烯酸酯 、甲基丙婦酸酯、丙烯醯胺及/或乙婦基醚部份基團之反 應性增塑劑,會獲得合宜、快速熟化UV-觸發系統。 反應性增塑劑可為混合物本身’由單官能性、雙官能性 、三官能性或其他多官能性實體所組成。例如,摻入單官 能性與多官能性反應性增塑劑之混合物,將在聚合反應時 導致反應性增塑劑聚合體網狀組織,其中反應性增塑劑聚 一 40- 200306214
(35) 合體鏈係交聯至彼此(意即,半-IPN)。於聚合期間,生長 中之反應性增塑劑聚合體鏈可與預聚合體反應,以產生IPN 。反應性增塑劑與預聚合體亦可接枝至無活性聚合體或與 其反應,產生一種IPN類型,即使沒有不飽和或其他顯著 反應性實體存在於無活性聚合體鏈内亦然。因此,預聚合 體與無活性聚合體鏈,可在熟化期間充作交聯實體,而造 成經交聯反應性增塑劑聚合體網狀組織之形成,即使當只 有單官能性反應性增塑劑存在於具有預聚合體及/或無活 性聚合體之混合物内時亦然。 除了預聚合體以外,本申請案所感興趣之系統可包含一 或多種實質上非反應性聚合體成份,意即無活性聚合體。 無活性聚合體可用以對聚合體先質混合物增加膨鬆度,而 無需添加實質量之反應性基團,或無活性聚合體可經選擇 ,以對吾人感興趣之模製品賦予不同化學、物理、光學及 /或機械性質。 無活性聚合體可為線性、分枝狀或經交聯。最簡單之此 種系統可考慮為一般均聚物。在此種情況中,無活性聚合 體一般係經選擇為可與吾人感興趣之先質混合物中之預聚 合體相容,至少在溫度與壓力之一些所要加工處理條件下 。”相容性”係指熱力學狀態,其中含有無活性聚合體與預 聚合體之混合物,係形成均句混合物。實際上,已發現具 有結構類似性之分子鏈段會促進相互溶解。因此,於無活 性聚合體上之芳族部份基團,通常會促進與芳族預聚合體 之相容性,且反之亦然。親水性與疏水性為在選擇聚合體 -41 - 200306214 (36) 先質混合物用之無活性聚合體與預聚合體對上之其他考量 。在混合時呈現澄清或透明之系統,一般可假定係為相容 性’惟對本發明之目的而言,並不需要相容性,但僅只是 較佳,尤其是當欲製成透明物體時。 即使當在室溫下發現只有部份相容性時,混合物在稍微 增加之溫度下經常變成均勻;意即,許多系統在稍微提高 溫度下會變成透明。此種溫度可稍微高於環境溫度,或可 延伸至高達100。(:附近或更高。在此種情況中,由於本發明 方法所達成之快速熟化時間,故反應性成份可在提高溫度 下,快速地熟化,以在系統冷卻之前,”鎖定"可相容相狀 態於經熟化之樹脂中。因此,相形態學捕獲作用可用以產 生光學上透明之材料,代替將在其他情況下於冷卻時形成 之半透明或不透明材料。 相形態學捕獲作用為在本揭示内容中所提出之又另一項 優點。光學上透明材料之產生,儘管如此,實際上任何熱 塑性塑膠均可作為用於產生形態學捕獲材料之無活性聚合 體使用。熱塑性聚合體可經選擇,以獲得光學透明性、高 折射率、低雙折射、異常耐衝擊性、熱安定性、透明 性,或黏連、撕裂或穿刺抵抗性,所要之程度或孔隙度, 在鹽水中達成平衡時所要之水含量,對於所要可透過物之 選擇透氣性(例如高氧透氣性),對變形之抵抗性,低成本 或此等及/或其他性質在最後完成物體中之組合。 舉例言之,熱塑性聚合體可包括但不限於:聚苯乙烯、 聚苯乙烯-共-甲基丙烯酸曱酯、聚苯乙晞_共_丙烯腈、聚0 -42- (37)”川6214 甲基笨
、 乙烯)·、聚順丁烯二酸酐、聚苯乙烯·共-順丁埽一 I (甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯、聚 7少希酸W 〖甲基、 埽酸2/、—丁酯、聚(甲基)丙晞酸丁氧基乙醋、聚(甲基) 乙氧基乙酯、聚(曱基)丙烯酸(2-(2-乙氧基)乙氣甘丙 9曰、聚rr初 平、暴)乙 认甲基)丙烯酸2-羥乙酯)、聚((甲基)丙烯酸_ 7 ^ W 酉&、 聚((甲 p -F败逻内 基)基)丙埽酸環己酯)、聚((甲基)丙缔酸異莰酯)、 酸2_乙基己酿)、聚(甲基)丙埽酸四氫呋喃甲酿 、聚丙烯、聚異戊二烯、聚屮丁烯)、聚異 曰、 聚((甲 聚、希、聚(4_甲基小戊晞)、聚乙埽_共_(甲基)丙烯酸^來 缔酸乙醋酸乙婦酿、聚乙晞夺乙埽醇、聚乙埽^曱^乙 乙酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙埽醇縮丁醛、取 土 Μ 勒丄、w 一 · · 氷丁酸乙缔 醇酉旨 酉旨、聚+ p ^ 萊丁 、聚壬, T略水己—酸乙二摩 士一酸乙埽酯、聚十八晞-共,丁埽二酸轩、取、 Μ腈、聚丙稀腈·共_丁二晞、聚丙埽腈_共_ =(甲基 甲酷、聚(丙缔腈-丁二烯-苯乙晞)、聚氯丁、: : ~ _ Λ 取-知 氷氯乙、域 來二氯亞乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚氧化 、 部 月矣、;=r社 氷鍵驢0Ϊ 尼龍(6, 6/6, 6/9, 6/10, 6/12, 11 及 12)、聚(己二酸 3 聚4几、广 ,丁二酯)、 化π鼠丙晞、苯氧基樹脂、縮醛樹脂、 聚门。 _私樹脂 ^ V,3-二氫呋喃)、聚二苯氧基磷腈,單_、 、 乙一醇,單-、二_、三_、四-…聚丙二醇,單·、一 四-…聚甘油,聚乙晞醇、聚-2或4-乙埽基吡啶其 埽基四氫吡咯酮、聚2-乙基-2-喝唑啉,吡啶、吡咯氷从 吡唑、吡畊、嘧啶、嗒畊、六氫吡啶、唑米 ^ Χτ ^ 久嗎揭啉 水队氧化物,聚己内酯、聚(己内酯 - 氷(己内酯)三 -43- 200306214
(38) 、聚(甲基)丙烯醯胺、聚(甲基)丙烯酸、聚半乳糖醛酸、聚 ((甲基)丙烯酸第三-丁基胺基乙酯)、聚((甲基)丙烯酸二甲胺 基乙酯)、聚乙烯亞胺、聚咪唑啉、聚甲基乙烯基醚、聚 乙基乙烯基醚、聚甲基乙婦基醚-共-順丁烯二酸酐、纖維 素、醋酸纖維素、硝酸纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維 素、乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羥丁基纖維素、羥 丙基纖維素、羥丙甲基纖維素、澱粉、右旋醣酐、明膠, 多醣/葡萄糖甞,譬如葡萄糖與蔗糖,聚花楸酸酯80、玉 米醇溶蛋白、聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽烷、聚二乙氧 基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷-共-甲基苯基矽氧烷、聚二甲 基參氧坑-共-二苯基碎氧fe、聚甲基氯碎氧坑、聚(4-甲基 戊晞-1),及環婦烴共聚物,譬如得自JSR之ARTON®,得自 Nippon Zeon 之 ZEONEX® 與 ZEONOR®,及得自 Ticona 之 TOPAS㊣。上 文所提及聚合體之乙氧基化及/或丙氧基化變型,亦將被 包含在本揭示内容中,作為適當無活性聚合體。 在一項較佳具體實施例中,聚合體先質混合物係包含預 聚合體、無活性聚合體及視情況選用之反應性增塑劑及/ 或非反應性增塑劑,其在熟化時,獲得光學上透明之均句 模製品。較佳先質混合物為半固體。 一組較佳無活性聚合體包括聚合體或共聚物,其包含亞 颯、硫化物及/或颯基在聚合體主鏈結構内或懸垂至其上 。含有此等基團之凝膠,在習用隱形鏡片配方中,已証實 降低之蛋白質吸附(參閱,美國專利6,107,365與PCT公報 WO00/02937)。此等聚合體與共聚物係容易地被摻入本發明 -44- (39) 200306214
之聚合體先質混合物中。 此外,較佳無活性聚合體係為含有一或多個懸垂或末、山 羥基者。此種聚合體之實例包栝聚(甲基)丙埽酸羥乙酽令 聚(甲基)丙晞酸羥丙酯、聚乙二醇、纖維素、 曰 石旋_酐、 葡萄糖、蔗糖、聚乙埽醇、聚乙埽_共_乙烯醇,單·、 、二_、四- .··聚雙酚A,及ε-己内酯與C2_6烷二醇類與二·合 類之加成物。上文所提及聚合體之共聚物、 醇 u年u卷化與 氧基化變型’亦為較佳預聚合體。 亦揭示此等聚合體與適合作為眼用鏡片材料使用之龙 單體與材料之共聚物。用於無活性聚合體之业 /、也 6作用之 八他單體,可包括以下作為實例而非限制,乙 ,丞内_胺 頒,譬如Ν-乙烯基-2-四氫吡咯酮,(甲基)丙埽醯胺類,譬士 Ν,Ν-二甲基(甲基)丙烯醯胺與二丙酮(甲基)丙烯醯胺,乙士 基丙埽酸類,譬如(甲基)丙晞酸,丙婦酸酯類與甲基烯 酸酯類,譬如(甲基)丙埽酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸=$ 酿、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙晞酸異莰酯 已 ^ V Τ暴)丙埽 酞乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲 一 二 土周碲酸甲 土二乙二醇酯、(曱基)丙晞酸羥三亞甲酯、(甲笑 j». μ 土)内埽酸 油^、(甲基)丙晞酸二甲胺基乙酯及(甲基)丙烯酸縮水 油酯、苯乙烯及含有四級銨鹽之單體/主鏈單位。 被連接(經 鏈,以在熟 曰曰#丨生。其可 亞胺、聚砜 ”九塑性塑膠可視情況具有少量反應性實體, 共聚合、接枝或以其他方式併入)至聚合體主 化時促進交聯。其可為非晶質、半結晶性或結 被刀類為高性能工程熱塑性塑膠(例如聚醚醯 -45- (40) (40)200306214
、聚醚酮等)·,或其可為生物可降解、天然生 例如澱粉、醇溶榖蛋白及纖維素)。其在本性上=聚合體( 合物或巨冑。此等實例並非意謂限制本發明實、可為寡聚 組合物之範圍,而僅只是說明在本發明揭示内:期間可能 弄熱塑性化學物質之寬廣選擇。 ’、下,所允 於本發明中,形態學捕獲作用之實施,並 統。光學上透明相分離系統,亦可有利地藉由:於均質系 入相分離等折射預聚合體、預聚合體混合物或‘系統中加 體與預聚合體之混合物而製成。在該情況中=活性聚合 合體成份之相容性。當添加非反應性稀 並不需要聚 大約相等地分配於兩相之間,在熟化 其本身係 樣地,當添加反應性增塑劑時,其無論是件。同 地分配於兩相之間,或(2)於聚合時具有類(似)== 混合物《折射率’在熟化時亦造成透明配二 應性增塑劑本身未相等地分配於兩相之間,且 具有類似聚合體混合^切 ☆、化時未 可藉由聚合體組成之適當選擇而被改變::: =率 等折射混合物。此種操作 又侍所形成之 特定材料系統獲得迄今雞成 本發明進行,以對 機械、光學及加工處理=)成<性質(意即,同時獲得 使:=?_,獲作用,-項較佳具體實施例係 2:::合體先質混合物,其包含預聚合體、無活性 劑,::丨"’兄選用〈反應性增塑劑及/或非反應性增塑 其在热化時會產生相分離等折射模製品。此先質混告 -46- 200306214 (41) 物更佳為半固體。此先質混合物最佳為具有高折射率之半 固體。 本發明之相形態學捕獲作用,並不限於光學透明系統。 事實上,本發明可應用於實質上任何可在本發明聚合體先 質混合物中產生之形態學。大部份聚合體掺合物與嵌段丑 聚物’及許多其他共聚物,均會造成相分離系、统,提供幽 富相型態,以待材料設計者開#。藉㈣理方式混合兩種 或多種聚合體所達成之聚合體接合物,經常被使用於特定 材料系統中’以引出所要之機械性質。例…將衝擊改 質劑(經常為經輕微交聯之粒予或線性聚合體鏈)摻合至各 種熱塑性塑膠或熱塑性彈性體中,以改良最後熟化樹脂之 :予強度。實際上,此種摻合物可為機械、乳膠或溶劑鑄 ,摻合物"矣枝類型掺合物(表面改質接枝物、偶然接枝 :㈣,機械化學摻合物))或嵌段共聚物。依聚合體之化 學結構 '分子大小及分子結構而I,摻合物可造成包含可 相容與不相容、非晶質、半結晶性或結晶性組份之混合物。 相位域之物理排列可為簡單或複雜,並可顯示連續、分 立/不連續及/或雙連續形態學。其中—部份係藉下列實 例說明:被分散在相Π中之相[球體;被分散在相n中之相 圓柱fa,互連圓柱體;相I在相II中之有規則雙連續、雙 重菱开;ί互連圓柱體(如已對於星形喪段共聚物所記載者); 支替薄層(關於幾乎相等鏈長之二嵌段共聚物所習知),環 禾成集聚球形殼層或螺旋;相在一相内在一相内(Hips與ABS) ,及此等形態學之同時多重性,由於相分離之熱力學所造 -47- 200306214 (42) 成(成核作用與生長兩者,以及旋節分解機制),相分離動 力學及混合方法,或其組合。 另一材料種類係利用’’熱塑性彈性體π作為無活性聚合體 或預聚合體。舉例之熱塑性彈性體為一般結構ΠΑ-Β-Α”之三 嵌段共聚物,其中Α為熱塑性剛性聚合體(意即具有玻璃轉 移溫度高於環境溫度),而B為彈性(橡膠態)聚合體(玻璃 轉移溫度低於環境溫度)。於純狀態中,ΑΒΑ係形成微相分 離或毫微相分離形態學。此形態學包含被橡膠態鏈(Β)連接 與圍繞之剛性玻璃態聚合體區域(Α),,或被玻璃態(Α)連 續相圍繞之橡膠態相⑼之納藏。依(Α)與(Β)在聚合體中之 相對量、聚合體鏈之形狀或型態(意即線性、分枝狀、星 形、不對稱性星形等)及所使用之加工處理條件而定,可 在熱塑性彈性體材料中發現交替薄層、半連續棒狀物或其 他相域結構。在某些組成與加工處理條件下,此形態學係 致使有關聯之相域大小低於可見光波長。因此,製自此種 ΑΒΑ共聚物之配件可為透明或最差為半透明。未經硫化之 熱塑性彈性體,具有類似習用橡膠硫化物之橡膠狀性質, 但在溫度高於玻璃態聚合體區域之玻璃轉移點下,係如熱 塑性塑膠一樣流動。商業上重要之熱塑性彈性體之實例為 SBS、SIS及SEBS,其中S為聚苯乙晞,而Β為聚丁二烯,I 為聚異戊二晞,及EB為乙烯丁婦共聚物。許多其他二嵌段 或三嵌段候選者係為已知,譬如聚(芳族醯胺)碎氧烷、聚 醯亞胺-矽氧烷及聚胺基甲酸酯。SBS與經氫化之SBS (意即 SEBS)係為得自Kraton聚合體業務公司之習知產物(KRATON®) -48- (43) (43) 200306214
LYCR^亦為嵌段共聚物。 當選擇熱塑性彈性體作為無活性聚合體以供調配時,可 製造異常耐衝擊性,而又㈣之配件n轉性體本身 並未經化學趸聯’ &需要相對較高溫度處理步驟以供模製 。在冷卻日寺’此種溫度波動會導致尺寸上不安定、縮水或 广配件。預聚合體,若本身議匕,則可經選擇以形 ::目對較具破璃態、剛性網狀組織…對較柔軟、橡膠 了、罔,組’織’但在任-情況中,具有相對較低收縮率。但 :二:熱塑性彈性體(意即無活性聚合體)與預聚合體混合 動吸二:反應而形成熟化樹脂’其係形成具有優越振 Λ及收性與耐衝盤 顯示相對極少收喃皁所織,同時在熟化期間 碰撞時,對斷ΓΠ 耐衝擊性”係指在被入射物體 ,以W 砰〈抵抗性。亦可加人反應性增塑劑 性r之手:聯反應,並達成半固態稠纟。對含有熱塑性彈 物:二’衝擊強度可藉由在熟化之前將先質混合 &、、個成型,而被進一步增加。 依使用於gp 士丄、 /今及虛、中《預桌合體、無活性聚合體、稀釋劑及 之性質而I最後熟化樹脂可比無二 或較不具可挽性(或者,較堅…^ 團沿著聚合rVT,複合物件可利用本身含 化口植鏈《熱塑性彈性體而製成。關於此點之〜 車又佳組合物為例 _ 择塑二欲段或星形共聚物,纟中反應性 广紅係以SBS聚合體之丁二埽鏈段中之 -地交聯。_含有此等聚合體之最後經熟化模製品,= -49- 200306214
(44) 示良好耐刮傷性與耐溶劑性,因為經熟化之模製品包含預 聚合體與無活性聚合體之交聯網狀組織。 在本發明之一項較佳具體實施例中,聚合體先質混合物 係包含預聚合體、熱塑性彈性體及視情況選用之反應性增 塑劑及/或非反應性稀釋劑。較佳熱塑性彈性體為SBS共 聚物。 用於發展光學透明與高度耐衝擊性材料之一種較佳配方 ,係使用富含苯乙晞之SBS三嵌段共聚物,其含有至高約75 %之苯乙烯。此等SBS共聚物可市購得自Kratcm聚合體業務 公司(KRATON®)、Phillips 化學公司(K-RESIN®)、BASF (STYROLUX⑧) 、Fina 化學公司(FINACLEAR®)、Asahi 化學公司(ASAFLEX®)及其 他。除了高耐衝擊性與良好光學透明性以外,此種富含苯 乙婦之共聚物會產生材料系統,其顯示其他有時期望之性 質,譬如相對較高折射率(意即,折射率等於或大於約1.54) 及/或低密度(具有30%或較少之反應性增塑劑,其密度係 低於約1.2克/立方公分,且更典型上為約1.0克/立方公分)。 於本發明之另一項具體實施例中,先質混合物係為包含 預聚合體、熱塑性彈性體及視情況選用之反應性增塑劑及 /或非反應性增塑劑之相分離系統,其在熟化時會產生光 學上透明之相分離等折射模製品。此先質混合物更佳為半 固體。此先質混合物最佳為具有高折射率之半固體。 當混合物折射率為一項特別重要考量時,可使用高折射 率聚合體作為一或多種無活性聚合體成份。此種聚合體之 實例包括聚碳酸酯與經||化及/或磺酸化之聚碳酸酯,聚 -50- 200306214
(45) 苯乙晞與經齒化及/或磺酸化之聚苯乙晞,聚苯乙晞-聚 丁二晞嵌段共聚物及其經氫化、磺酸化及/或|§化之變型 (其全部可為線性、分枝狀、星形,或非對稱分枝狀或星 形等),聚苯乙婦-聚異戊二晞嵌段共聚物及其經氫化、磺 酸化及/或自化之變型(包括線性、分枝狀、星形,及非 對稱分枝狀與星形變型等),聚對苯二甲酸乙二酯或丁二 酯(或其他變型)、聚((甲基)丙晞酸五溴苯酯)、聚乙婦基咔 唑、聚乙晞基莕、聚乙晞基聯苯基、聚(甲基)丙晞酸莕酯 、聚乙婦基嘧吩、聚颯、聚苯硫或聚苯醚、聚氧化膦或含 氧化膦之聚醚,尿素-、酚-或莕基甲醛樹脂,聚乙烯基酚 、經氯化或溴化之聚苯乙晞、聚(α-或/3-溴基丙晞酸苯酯) 、聚二氯亞乙烯或聚二溴亞乙晞等。 如先前所述,增加芳族含量、素含量(尤其是溴)及/ 或硫含量,通常為此項技藝中所習知,用於增加聚合材料 折射率之有效方式。高折射率、低密度及對衝擊之抵抗性 ,係為眼用鏡片之尤佳性質,因其能夠產生超薄、輕質眼 鏡用鏡片,其係為配戴者之低形態外觀及舒適性與安全性 所期望的。 或者,彈性體、熱固性材料(例如環氧類、三聚氰胺類 、丙烯酸化環氧類、丙晞酸化聚胺基甲酸酯類等,呈其未 熟化狀態)及其他非熱塑性聚合體組合物,可在本發明之 實施期間,令人滿意地作為無活性聚合體使用。 本發明方法之一項具體實施例包括三個步騾:1)聚合反 應,2)官能基化或衍化作用,及3)模製與熟化。聚合體先 -51 - 200306214
(46) 質混合物係鞔由包括聚合與官能基化或衍化步騾之連續方 法製成。本發明之連續方法係為經濟的,因其免除單離與 回收預聚合體之昂貴步騾。本發明方法亦免除預聚合體與 無活性聚合體、非反應性增塑劑及/或反應性增塑劑之混 合,其經常必須在高溫下進行,其中聚合體之降解會變成 一項問題。 在聚合步騾中,聚合觸媒可為熱引發劑,其會在適度提 高溫度下產生自由基。熱引發劑,譬如過氧化月桂醯、過 氧化二苯甲醯、過氧化二異丙苯、氫過氧化第三-丁烷、 偶氮雙異丁腈(AIBN)、過硫酸鉀或銨係為習知,並可得自 化學供應商,譬如Aldrich。可使用光引發劑,以取代或併 用一或多種熱引發劑,以致使聚合反應可藉由光化或離子 輻射之來源觸發。光引發劑,譬如Irgacure®與Darocur®系列係 為習知,並可市購得自Ciba Geigy,Esacure®系列,係得自Sartomer 。光引發劑系統之實例為雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-2,4,4-三甲 基戊基氧化膦、安息香甲基醚、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷小酮(以商標名DAROCUR 1173,由Ciba 特用化學品銷售),及4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸),可得自Aldrich 化學公司。關於引發劑之參考資料,可參閱例如聚合體手 冊,J. Brandrup,Ε· H· Immergut,第 3 版,Wiley,New York,1989。 聚合反應可使用溶劑及/或於構成最後先質混合物之非 反應性稀釋劑存在下進行。溶劑係在官能基化或衍化步驟 之後被移除。較佳溶劑為揮發性溶劑,其可容易地藉蒸發 或真空蒸餾移除。若需要供等容積鑄造用之先質混合物, -52- 200306214
(47) 則非反應性稀釋劑之量係經調整,以致模製品在生理鹽溶 液中達成平衡後,於體積上顯示幾乎無淨變化。 ▲劑可有利地用以降低反應媒質之黏度,提供溶液之良 好混合。溶液黏度之降低亦避免在高溫下及/或以高剪切 混合,其經常會使聚合體降解。此外,對於含有多官能性 單體之單體混合物而言,溶劑之存在係藉由降低單體濃度 ’而排除不溶性凝膠在聚合反應期間形成,或使其降至最 低。揮發性溶劑亦在官能基化步·驟之後,藉蒸發或真空蒸 餾,幫助殘留雜質之移除。 聚合體在此方法之任何階段下純化,意即無論是在官能 基化之前或之後,彳藉習用方法達成,其實例為蒸發、真 空蒸餾及真空乾燥。純化亦可藉㈣達成,包括微過滤以 移除微粒子,及超過濾以移除低於特定分子量之物質,其 係決定於超過濾薄膜之選擇。 怒過遽方法之實例為在美國專利6,072,〇2〇中所揭示 (A_a等人,2_年6月6日),併於本文供參考。根據此種 :[於官能基化後’且仍然溶於其中已進行官能基化之 劑中之聚合體,係藉由具有 . ,孔隙在0·05彳政米至0.5微米範 内 < 半透膜過濾,接著使用且有 , 百孔隙在5-500 kDa分子量 圍'^薄膜進行第二階段過濾。筐― a u、、 " 罘一隖叙過濾係於第二種 發性溶劑譬如乙醇或甲醇之 罢 度,夜下進伃。以第二種溶 換所有第一種溶劑,相對於 _ ^ 乎男二 了万、罘一種洛劑之最初體積, v及π體積之第二種溶劑。炊 沛蕤、士广 …、後’可添加非水性稀釋劑 並精减壓蒸發移除溶劑,而 一 于半備供鑄造與熟化之組合物 -53. 200306214
(48) 於本發明中,亦可將無活性聚合體於所要之時間下,在 聚合反應之前、期間及/或之後,及/或在官能基化反應 之後,添加至反應媒質中。如先前所述,無活性聚合體可 有利地用以產生所要之形態學,其係依反應配方之成份與 組成,以及依加工處理條件,譬如溫度、壓力及混合條件 而定。當反應進行時,反應媒質之組成會改變。因此,在 本發明之方法中,聚合體先質混合物之所要形態學,可經 由操控添加無活性聚合體至反應媒質中之時間而獲得,其 係為在本揭示内容中所提出之又另一項優點。 於聚合反應後,聚合體係以反應性基團官能基化,獲得 預聚合體。官能基化之反應化學,係依聚合體主鏈上之可 官能基化基團類型而定,而反應條件係據此作選擇。例如 ,經基藉由甲基丙婦酸纤之官能基化反應,係自發性地在 室溫下進行,而未使用觸媒。 本發明方法特別可用於製造半固體先質混合物,其含有 熱敏性聚合體,譬如高折射率聚合體,供包含硫及/或鹵 素之眼用鏡片使用。當半固體先質混合物係經由掺合預聚 合體與反應性增塑劑而獲得時,混合經常必須在高溫下進 行(例如高於250°C ),其中聚合體之降解變成一項問題。於 本發明中,半固體先質混合物係於適當溫度下獲得,較佳 係在低於150°C之溫度下,且更佳係低於l〇〇°C。 在官能基化或衍化反應完成時,典型上亦將引發劑或聚 合反應觸媒添加至聚合體先質混合物中,以在使先質混合 物曝露至聚合能量來源譬如光或熱時,幫助熟化。可視情 -54- (49) 200306214
>“子添加劑加入先質混合物中,#㈣模劑、防腐劑、顏 枓、染料(包括光致變色染料)、有機或無機纖維狀或微粒 子補強或增量填料、觸變劑、指示劑、抑制劑或安定劑 耐候或不變黃劑)、UV吸收劑、界面活性劑、流動助劑、 鏈轉移劑、發泡劑、孔隙度改質劑等。引發劑及其他選用
添加劑可在與無活性聚合體及/或預聚合體合併之前,被 溶解或分散於反應性增塑劑及/或稀釋劑成份中,以幫助 完全溶解於聚合體成份中,並與其均勻混合。 關於眼用模製品之製造’在決定聚合體先質混合物是否 可被採用於本發明之新穎方法中之決定性標準,是該先質 混合物必須均勻達足夠程度,以允許在熟化時之光學透明 性,混合物應能夠在施加光、熱或一些其他形式之聚合能 量或聚合反應觸發機制時進行聚合反應;及,對半固體先 質而言,在用以製造吾人感興趣之模製品之至少一部份製 程期間,混合物應顯示半固態稠度。 本發明之半固體先質材料,可有利地藉由此項技藝中所 習知且經常實施之數種不同模製技術進行模製。例如,靜 態鑄造技術,其中係將模製材料放置在兩個半模之間,然 後關閉以界定内部模穴,其因而界定欲被製造之模製品形 狀’其係為眼用鏡片製造領域中所習知。參閱,例如美國 專利4,113,224,4,197,266及4,347,198。同樣地,壓縮模製技術, 其中係將兩個半模再一次合在一起,但未必彼此接觸,以 界定一或多個模製表面,其係為熱塑性模製領域中所習知 。射出成型為適合與本發明半固體先質材料一起使用之另 -55- 200306214 (50) 一種技術 經溫度控 況經熟化 ,半固體 定形與或 此種於i 適用於預 即可。此 式,其可 化,以製 ,靜態鑄 行於此項 與壓縮成 提出下i 於裝有i 四頸燒瓶 (PEG 400, 酮作為揮 甲基丙晞 毫克偶氮 純氮滌氣 將此溶
’其中半固體材料可迅速地被強迫進入藉由兩個 制半扠所界定之模穴中,材料係趁在模具中視情 然後自半模射出,若需要(若於射出成型機中 並未經熱化或僅部份經熟化),則伴隨著後續之 熟化步騾。 丨吴具中未使用熟化或僅使用部份熟化之方法,係 成形物之製造,只要該預成形物保持半固態稠度 預成形物可採取例如平板、圓盤、球或薄片之形 在稍後用於靜態鑄造或壓縮成型方法,伴隨著熟 造吾人感興趣之最後物體。關於眼用鏡片之製造 造γ壓縮及射出成型均為較佳方法,因其目前盛 技云中,使用供論是非反應性熱塑性材料(射出 型),或呈液態之反應性先質(靜態鑄造)。 在實例作為說明,並非意欲限制本發明之範園。 實施方式 實例1 墓度計、冷凝器及氮氣入口管之v ^ & /皿度控制250亳升 中’裝填具有平均分子量400之1〇克聚乙二醇
Aldrich)作為非反應性非揮發性稀釋劑,及扣克 發性溶劑。將混合物攪拌數分鐘,钬 丙 …、後添加10克 酸…酿(腿八)、0.15克?基丙埽酸(_及12 雙異丁腈(綱作為引發劑。然後,將混合物以 ,同時攪拌大約15分鐘。 液慢慢加熱並保持在60°C下,歷經2小日寺 以進行 -56- 200306214
(51) 聚合反應。於聚合後,形成透明且高度黏稠液體、半固體 或水凝膠。然後,使混合物冷卻至室溫,並注入0.21克甲 基丙烯酸酐(MA)作為官能基化劑。於HEMA之羥基與MA間 之反應,係自發性地在室溫下進行,未使用觸媒。將此溶 液攪拌12小時,以進行官能基化反應,其中係將反應性甲 基丙烯酸基引進於聚合體主鏈上。在完成官能基化反應時 ,藉由蒸發或真空蒸餾移除揮發性丙酮與殘留雜質,而得 包含PEG 400與甲基丙烯酸酯官能基化之pHEMA-共-MAA共聚 物之聚合體先質混合物。所形成之材料為高度黏稠液體、 半固體或水凝膠。 在此實例中,丙酮在反應混合物中之濃度可從10重量% 改變至80重量%。當丙酮濃度高於80重量%時,pHEMA-共-MAA共聚物係在聚合反應期間沉澱。當丙酮濃度低於10重 量%時,發生顯著膠凝作用。膠凝作用係因共聚物之交聯 所造成,此係由於少量雙官能性單體存在於HEMA中作為 雜質所致。此先質混合物之性質,可藉由溶劑之選擇、溶 劑濃度、反應時間、反應溫度及稀釋劑濃度上之變異而改 0 官能基化程度可容易地經由調整被添加至反應混合物中 作為官能基化劑之MA量而改變。在保持HEMA與MAA之量 不變下,亦已根據上述程序,藉由調整MA之量,合成具 有官能基度為0.3至5%之各種pHEMA-共-MAA共聚物。使用 適當取代劑,亦可將其他類型之反應性基團(例如丙烯酸 酯與甲基丙婦醯胺)引進pHEMA-共-MAA之主鏈上。 -57- 200306214 (52)
實例2 在與實例1相同之反應容器中,裝填15克PEG 400與18克丙 酮。將混合物攪拌數分鐘,然後添加15克HEMA、0.21克MAA 及15當克AIBN。然後’將混合物以氮務氣,同時揽掉大約 15分鐘。接著,將此溶液慢慢加熱並保持在60°C下,歷經3 小時,以進行聚合反應。由於反應媒質之黏度在聚合反應 期間會增加,故可有利地在聚合反應期間添加更多溶劑至 反應媒質中,以確保反應完成,並降低共聚物之交聯作用 。在此實例中,係於聚合反應開始一小時後,進一步將1〇 克丙酮添加至反應混合物中,並在聚合反應開始2小時後 ,亦將另外10克之丙酮添加至溶液中。 於聚合後,使反應混合物冷卻至室溫,並添加0·32亳升MA 。將溶液在激烈攪拌下保持12小時,以進行官能基化反應 。最後,藉真空蒸餾移除揮發性丙酮與殘留雜質。 實例3 共聚物ρΗΕΜΑ-共-MAA係根據實例1中所述之複序合成。於 聚合後,將作為官能基化劑之〇·18克甲基丙烯酸縮水甘油 酯注入反應混合物中,並使此官能基化反應於室溫下,在 激烈攪拌下進行24小時。然後,藉真空蒸餾移除揮發性溶 劑與殘留雜質。所形成之先質混合物為透明半固體,其適 用於生物醫學產物與元件,其在其所意欲用途之前,需要 最少純化步驟。 實例4 於反應容器,裝填10克PEG 400與2〇克丙酮。將混合物攪 -58- 200306214
(53) 拌數分鐘,雄後添加10克HEMA、0·15克MAA及10毫克AIBN 。接著,將反應混合物以純氮滌氣,同時攪拌大約15分鐘 。然後,將此溶液慢慢加熱並保持在60°C下,歷經2小時, 以進行聚合反應。於聚合後,獲得透明混合物,其係為高 度黏稠液體、半固體或水凝膠。使混合物冷卻至室溫,並 注入0.21克MA。將此溶液攪拌12小時,藉由引進反應性甲 基丙婦酸基至共聚物主鏈,進行官能基化反應。在官能基 化反應完成時,將光引發劑,譬如IRGACURE 184、DAROCUR 1173 或IRGACURE 1750,與該溶液,在相對於總單體含量為1重量 %下混合。最後,藉真空蒸餾移除揮發性丙酮與殘留雜質。 依反應條件而定,所形成之先質混合物為含有光引發劑 之高度黏稠液體、半固體或水凝膠。在此實例中獲得之先 質混合物係準備供模製及熟化,而無需進一步與引發劑混 合0 實例5 使用類似實例1至4中使用之程序,利用不同溶劑,合成 pHEMA或pHEMA-共-MAA。反應混合物其他組份之成份與組 成保持不變。代替丙酮,將甲基乙基酮(MEK)、四氫呋喃(THF) 或兩者之組合,添加至反應混合物中作為揮發性溶劑。使 用MEK或THF勝過丙酮之優點,是因此等溶劑具有相對較 高沸點,故聚合反應可在溫度約70°C下進行,其不能夠以 較具揮發性之丙酮達成。但是,MEK與THF仍然足夠揮發 性,以容易地藉蒸發或真空蒸餾移除。聚合反應,特別是 自由基聚合反應,在較高溫度下,係進行得較快且較接近 -59- 200306214
(54) 完成。對於在此實例中合成之pHEMA與pHEMA-共-MAA而言 ,其缺點是此等聚合體在MEK與THF中係比在丙酮中具有 較低溶解度。為防止共聚物沉澱,MEK或THF之濃度,相 對於反應混合物之總量,應保持低於50-60%,較佳係低於50 % 〇 實例6 在與實例1相同之反應容器中,裝填10克PEG 400與40克乙 醇。將混合物攪拌數分鐘,然後添加10克HEMA、0.15克MAA 及10毫克AIBN。接著,將混合物以氮滌氣,同時攪拌大約 15分鐘。然後,將此溶液慢慢加熱並保持在60°C,歷經2.5 小時,以進行聚合反應。由於對此處合成之共聚物而言, 乙醇係為比丙酮更佳之溶劑,故使用乙醇作為溶劑,可增 加反應混合物中之溶劑量,以降低單體濃度,低於使用丙 酮作為溶劑可達成之最低單體濃度。於聚合後,獲得透明 且黏稠之液體。 但是,乙醇之羥基,在下述官能基化步騾中,會優先與 作為官能基化劑使用之MA反應。為使乙醇與MA間之副反 應降至最低,故於真空下移除乙醇,並將一或多種非水性 溶劑,譬如丙酮、THF及MEK,添加至含有pHEMA-共-MAA 共聚物與PEG 400之混合物中。 藉由添加0.32克MA至溶液中,使共聚物官能基化。將混 合物在室溫下激烈攪拌12小時。於官能基化反應完成後, 藉真空蒸餾移除揮發性溶劑與殘留雜質。 所形成之先質混合物為高度黏稠液體、半固體或水凝膠 -60- 200306214
(55) 。與實例1至_4中合成之共聚物比較,在此實例中合成之共 聚物係較少經交聯,因為在聚合反應期間使用較低單體濃 度。 實例7 在與實例1相同之反應容器中,裝填10克PEG 400與20克丙 酮。將混合物攪拌數分鐘,然後添加8克HEMA、1.5克N-乙 晞基-2-四氫吡咯酮、0.5克MAA及10毫克AIBN。接著,將混 合物以氮滌氣,同時攪拌大約15分鐘。然後,將此溶液慢 慢加熱並保持在60°C,歷經大約3小時,以進行聚合反應。 於聚合後,混合物為透明且為半固體,或獲得水凝膠。使 混合物冷卻至室溫,並注入0.55克MA。然後,將此溶液攪 拌12小時,藉由引進反應性甲基丙晞酸基於共聚物主鏈上 ,進行官能基化反應。在官能基化反應完成時,藉真空蒸 餾移除揮發性丙酮與殘留雜質。 所形成之先質混合物為高度黏稠液體、半固體或水凝膠 。在此實例中合成之預聚合體具有相對較高程度之官能基 化,因此將在熟化時交聯,超過在先前實例中合成之預聚 合體。 實例8 此實例係說明製造隱形鏡片之模製與熟化方法。先質混 合物包含50重量%之0.75%官能基化之pHEMA-共-MAA與50重 量% PEG 400。首先以手將0.1克此先質混合物,與0.002克 IRGACURE 184 (光引發劑),在兩塊玻璃板之間混合數分鐘。 對於已含有光引發劑之先質混合物,在模製之前,不必將 -61- 200306214 (56) 此先質混合物與光引發劑混合。 然後,將大約0.08克所形成之材料置 缔之隱形鏡片模之間。將此組裝置於5 使用輕微壓力,以可控制地致使模具之 兩個模具靠在一起時,過量材料係被擠 量係藉由最初被置入模具中之材料量對 對於製自聚苯乙烯之模具,可利用至高 溫度,而不會使模具變形。 已發現上述模製程序會擠壓出氣泡, 動万式轉移至模具時,偶然被捕獲在先 般期望在關閉模具之前,從先質混 泡。自模具中之先質混合物移除氣泡之 知材料放置在後方隱形鏡片模中,並於 真空’歷經大約10分鐘。或者,可將此 具中’歷經數小時至一天,於此段期間 k ·&地沉降下來,而氣泡經常會自發性 出來’而無需施加真空,或許多小氣泡 為’其係容易地經由僅只是關閉模具而 種處理方式,在從模具之先質混合物中 氣/包土,是十分有效的。但是,後述處 周半固體先質混合物,可能並非有效。 一旦模具被壓r縮在一起,立即使眼用^ 光源下,使用D-、H-或V-燈泡,熟化大 光引發劑,燈泡類型係據此經選擇,以 於兩個製自聚苯乙 ^機上,在50°C下, 周圍彼此接觸。當 壓出模具,而溢流 模穴體積而測得。 約80°C之較高模製 其係在混合物以手 質混合物中。但是 合物中完全排除氣 一種處理方式,是 此模具上施加稍微 材料留置在後方模 内,先質混合物會 地從先質混合物中 會聚結成少數大氣 被擠壓出來。此兩 移除被捕獲之空氣 理方式對於高度黏 莫製品,於Fusion UV 約20秒。對一特定 達成被光引發劑之 200306214
(57) 最適宜光吸收。應注意的是,較短熟化時間是可能的,且 20秒係充作熟化此特定模製組合物與幾何形狀所需時間量 之上限。然後,將模具組裝移離UV燈,並將溢流材料自 鏡片模之邊緣剪除。在使其冷卻至室溫後,將鏡片模打開 ,因此獲得眼用隱形鏡片。 本實例之眼用鏡片含有平衡水含量為大約50-60%,其係 取決於共聚物組成、決定經熟化鏡片交聯密度之共聚物官 能基度。在約0.5至1%下官能基化之聚合體,顯示類似於 具有類似水含量之市售隱形鏡片材料所見及之機械模數, 且能夠在斷裂之前,伸長至其原長之2-4倍。 在此實例中所述之模製與熟化程序,係為一般程序,其 可應用於任何藉由本發明所獲得之供隱形鏡片用之先質混 合物。 實例9 在與實例8中所述之方法稍微不同之模製與熟化方法中 ,將可見光引發劑4,4M禹氮雙(4-氰基戊酸)與實例1至3之先 質混合物,於1重量%下混合。含有先質混合物之眼用模 具係根據實例8中所述之程序製成,並藉由高強度照射源 (Fiber-Lite Ringlight 系統,Dolan-Jenner)熟化 20 分鐘。熟化時間可利 用較強可見光源而縮短。 實例10 將得自實例4之0.08克先質混合物置於一對隱形鏡片模具 中。對此先質混合物而言,不必與引發劑混合,因為在先 質混合物製備期間,光引發劑已經溶於混合物中。將鏡片 -63 - 200306214 (58) 模具藉由實例8中所述之程序關閉,並使模 散UY光源(Blak-Ray 100 AP,UVP公司)熟化10分鐘 利用較強UV光源縮短。 將經熟化之鏡片移離模具,並於缓衝鹽水 平衡水含量為54%,且試樣鏡片具有斷裂伸 %。 實例11 稀釋劑之數目與量,可根據要求條件與所 擇。特定言之,稀釋劑之數目與量可經調整 與生理食鹽水之間達成等容積交換。最容易 在聚合步驟中,添加所要量之稀釋劑。在極 釋劑可在模製程序之前調整。 以下述作為實例,將〇·1克異丙醇與〇·15克 葡萄糖苷與0.167克根據實例5合成之材料混 混合物置於後方隱形鏡片模具中,並脫氣5 將模具組裝稍微壓縮,並經UV熟化20秒。 一般而言,經如此獲得之隱形鏡片具有基 片模具之精確形狀與直徑,因為模製材料含 ,係與一旦將鏡片浸沒在生理食鹽水中時之 。因此,達成稀釋劑與水之等容積交換。 實例12 製備包含10毫升PEG 400、33毫升丙酮、10毫 毫升MA之透明溶液。於此混合物中添加1.5 > 、50毫克UV阻斷劑N7966及12毫克AIBN。將混
具組裝藉由擴 。熟化時間可 溶液中水合。 長率為大約250 · m 要之性質作選籲 ,以在稀釋劑 之處理方式是 少場合中,稀 經烷氧基化之 合。然後,將 分鐘。接著,
本上如隱形鏡 有之稀釋劑量 平衡水量相同 升 HEMA 及 0 21 6克藍色HEMA 合物於氮氣;:條 -64- 200306214
(59) 氣下攪拌大約15分鐘。接著,使溫度升高至58°C,並使單 體聚合90分鐘。於聚合後,形成透明帶藍色濃聚合體溶液 · 或半固體。為引進反應性位置,於濃溶液或凝膠冷卻至室 · 溫後,注入〇 35毫升甲基丙烯酸酐。將混合物攪拌12小時 以使其衍化。最後,藉真空蒸館移除揮發性溶劑與殘留雜 . 質。 % 將所形成之材料用於製造隱形鏡片、眼球内鏡片及生物 醫學元件。 鲁 實例13 對於具有高折射率之眼用鏡片,半固體先質混合物係得 自包含高折射率單體之預聚合體。以下述作為實例,起始 單體混合物係包含氯苯乙烯,其為一種高折射率單體,及 甲基丙烯酸3-苯氧基-2-羥丙酯,其含有可官能基化之羥基 。單體混合物之另一項實例係包含溴苯乙烯,其為一種高 折射率單體,及(甲基)丙烯酸3-(2,4-二溴各甲基苯氧基)-2-羥 丙酯,其亦賦予高折射率且具有可官能基化之羥基。 φ 在適當溶劑中完成聚合反應時,將甲基丙晞酸酐添加至 聚合體溶液中,以進行官能基化,獲得被反應性甲基丙烯 酸酯基官能基化之預聚合體。接著,將反應性增塑劑與光 引發劑添加至預聚合體溶液中。反應性增塑劑之類型與相 對量係據此經選擇,以獲得先質混合物與經熟化物件之所 . 要性質,譬如半固態稠度、高耐衝擊強度及高折射率,同 時保持光學透明性。然後,移除溶劑,而得供高折射率眼 用鏡片使用之半固體先質混合物,其可藉由UY迅速熟化。 -65- 200306214
(60) 實例14 適用於眼用鏡片之半固體先質混合物,亦製自相分離等 折射系統,其係使用富含苯乙烯之SBS嵌段共聚物作為無 活性聚合體,其顯示良好耐衝擊強度。市購可得之富含苯 乙烯之SBS嵌段共聚物,譬如得自Kraton聚合體業務公司之 KRATON⑧與得自Phillips化學公司之K-RESIN®,具有折射率約 1.57。與SBS嵌段共聚物不相容之預聚合體實例為苯乙烯-甲基丙烯酸曱酯(SMMA)共聚物、苯乙烯-丙烯腊(SAN)共聚 物及苯乙烯-順丁晞二酸酐(SMA)共聚物之官能基化變型, 其中共聚物組成係經調整,以致使預聚合體之折射率,在 室溫下,符合SBS嵌段共聚物之折射率。SMMA與SAN共聚 物亦與含有可官能基化基團之單體共聚合。SMA之酐基可 被適當官能基化劑,譬如含有經基者,進行官能基化。 以下述作為實例,共聚物係在適當溶劑中,自包含苯乙 烯、甲基丙晞酸曱酯及甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)之單體 混合物合成而得。聚合反應可於作為無活性聚合體之SBS 嵌段共聚物存在下進行。若需要則在官能基化完成後,使 無活性聚合體與預聚合體溶液混合。所形成之形態學可依 添加無活性聚合體至反應混合物中之時間而定。
HEMA之羥基係被反應性甲基丙烯酸酯基官能基化,使用 甲基丙烯酸酐作為官能基化劑。在官能基化完成時,將反 應性增塑劑與光引發劑添加至反應混合物中。反應性增塑 劑之類型與相對量係據此經選擇,以達成所要之半固態稠 度,而不會損失光學透明性。對於SBS嵌段共聚物與SMMA -66- 200306214
(61) 共聚物之混合物而言,反應性增塑劑之實例係包括乙氧基 化雙酚A二(甲基)丙晞酸酯與(甲基)丙烯酸芊酯。 然後,自混合物中移除溶劑,而得相分離等折射半固體 先質混合物。對於含有SBS嵌段共聚物之系統,經熟化物 件之财衝擊強度,可在熟化之前,經由在半固體先質混合 物上進行壓縮成型,而進一步增加。因此,可有利地對含 有SBS嵌段共聚物之半固體先質混合物,獲得壓縮模製之 預成形物。此等預成形係於稍後用以製造吾人感興趣之最 後物體,譬如眼用鏡片,其具有相對較高折射率與良好耐 衝擊強度。 實例15 此實例係說明甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸及藍色 HEMA之共聚物之製備,使用乙醇作為聚合反應之溶劑。 於裝有溫度計、冷凝器、氮氣入口管及熱電偶之10⑻毫 升四頸燒瓶中,裝填53.65克甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)、1 07 克甲基丙晞酸(MAA)、6毫克藍色HEMA及500毫升乙醇。將 混合物以高純度氮氣滌氣,並攪拌大約15分鐘。接著,添 加0.82克偶氮雙異丁腈(AIBN),並將溶液攪拌直到AIBN溶解 為止。經由將溶液加熱至70°C,並保持該溫度5小時,進行 聚合反應。 在聚合反應完成後,使溶液冷卻至室溫。然後,將溶液 轉移至漏斗,並慢慢地滴入3000毫升經攪拌之己燒中。帶 藍色固體共聚物沉澱出來,並藉過濾收集,接著將其置於 真空烘箱中24小時,留下乾燥固體。經乾燥固體之產率為 -67- 200306214
(62) 90%。 實例16 k 此實例係說明實例15中製成之共聚物以甲基丙烯酸奸官 、 能基化,使用p比咬作為耳能基化反應之溶劑。 在惰性大氣下,於裝有攪摔棒與中隔足250亳升圓底燒瓶 中,裝填5.29克根據實例15合成之聚(HEMA-共-MAA)。添加 無水吡啶(50毫升),ϋ將混合物檀拌’直到聚合體已完全 溶解為止。然後,添加甲基丙烯酸肝(94毫克)’並將所形 鲁 成之混合物於環境溫度下攪拌過夜。接著將所形成之以甲 基丙烯酸酐官能基化之聚(ΗΕΜΑ-共-ΜΑΑ)溶液慢慢倒入含有 450毫升經激烈攪拌己完之燒杯中,造成經官能基化之共 聚物以膠黏性黏稠油沉殿。使如此獲得之產物再溶解於1〇〇 毫升乙醇中’並攪;拌’然後藉由緩慢添加至550毫升經激 烈攪拌之己挺中’使其再沉殿為經良好分散之固體。將此 固體傾析’並以另外雨份己虎洗務’接著於真空中乾燥, 獲得4.57克自由流動性淡藍色粉末。 0 實例17 此實例係說明實例16中製成之官能基化共聚物之進一步 加工處理’以製備共聚物’以在模具中交聯,使用甲醇以 幫助共聚物之溶解,及共聚物之轉移至模具中。 將實例16中製成之官能基化共聚物(〇.6克)與PEG 400 (0.9克) · 及在甲醇(2克)溶液中之IRGACURE 184 (0.006克)合併。將大約 · 瓤 〇 2克此溶液置於模具前半中,然後將其放置在真空烘箱中 ,以移除甲醇。其結果為黏稠或半固體組合物,準備供最 -68- 200306214
(63) 後模製與熟化。 前文主要是提供說明之目的。仍在本發明範圍内之其他 變型與取代,將為熟諸此藝者所立即明暸。
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Claims (1)
- 200306214 拾、申請專利範圍 1. 一種製造模製水凝膠之方法,該方法包括: (a) 鍀造一種組合物,其包含 (i)可交聯之非水溶性聚合體,當藉由交聯反應交 聯及以水飽和時,其會形成含有預定體積計量 比例水之水凝膠,與 (π)非水性稀釋劑,其對該交聯反應係呈惰性,該 非水性稀釋劑係呈體積計量比例,實質上等於 水在該水凝膠中之預定體積計量比例, 在模具中,於會造成該組合物轉化成非水性凝膠之 條件下,經由使該可交聯非水溶性聚合體交聯;與 (b) 以一種水性液體取代該非水性凝膠中之非水性稀釋 劑,以形成該水凝膠。 2. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該組合物為半固 體。 3. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該組合物為黏稠 液體。 4. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該水性液體為生 理食鹽水溶液。 5. 根據申請專利範圍第1項之方法,其進一步包括(A)經由 使官能基化劑偶合至非水溶性先質聚合體,以形成該可 交聯非水溶性聚合體,該官能基化劑係被定義為一種當 如此偶合時能夠進行交聯反應之作用劑。 6. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中步驟(A)包括在該 非水性稀釋劑中,使該官能基化劑偶合至該非水溶性先 200306214非水性稀釋劑中,使該官能基化劑偶合至該非水溶性先 質聚合體,以形成該組合物。 7.根據申請專利範圍第5項之方法,其中步驟(A)包括(A.1) 使該官能基化劑偶合至該非水溶性先質聚合體,以形成 該可交聯非水溶性聚合體,與(A.2)於該偶合之後,將該 可交聯非水溶性聚合體與該非水性稀釋劑合併,以形成 該組合物。 8,根據申請專利範圍第1項之方法,其中該組合物進一步 包含無活性聚合體。 9. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該組合物進一步 包含無活性聚合體,且步驟(A)包括(A.1)使該官能基化劑 偶合至該非水溶性先質聚合體,以形成該可交聯非水溶 性聚合體,與(A.2)於該偶合之後,將該可交聯非水溶性 聚合體與該非水性稀釋劑及該無活性聚合體合併,以形 成該組合物。 10. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該組合物進一步 包含反應性增塑劑。 11根據申請專利範圍第5項之方法,其中該半固體組合物 進一步包含反應性增塑劑,且步驟(A)包括(A.1)使該官能 基化劑偶合至該非水溶性先質聚合體,以形成該可交聯 非水溶性聚合體,與(A.2)於該偶合之後,將該可交聯非 水溶性聚合體與該非水性稀釋劑及該反應性增塑劑合併 ,以形成該组合物。 12.根據申請專利範圍第1項之方法,其中該組合物進一步 200306214包含無活性聚合體與反應性增塑劑。 13. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該組合物進一步 包含無活性聚合體與反應性增塑劑,且步騾(1)包括(丨.1) 使該官能基化劑偶合至該非水溶性先質聚合體,以形成 該可交聯非水溶性聚合體,與(1.2)於該偶合之後,將該 可交聯非水溶性聚合體與該非水性稀釋劑、該無活性聚 合體及該反應性增塑劑合併,以形成該組合物。 14. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該非水溶性先質 聚合體含有多個能夠偶合至該官能基化劑之位置,且步 驟(1)包括使該官能基化劑偶合至該位置之約0.2%至約5 %。 15. 根據申請專利範圍第14項之方法,其中該位置包含反應 性基團,選自包括羥基、胺基、羧酸酯、硫醇、二硫化 物、酐、胺基甲酸酯及環氧化基團。 16. 根據申請專利範圍第15項之方法,其中該反應性基團為 羥基。 17. 根據申請專利範圍第16項之方法,其中該官能基化劑係 為選自包括環氧化物類、環氧乙烷類、羰基二咪唑類、 過碘酸鹽類、函化醯類、烷基iS化物類、異氰酸酯類、 鹵丙二醇類及酐類之一成員。 18. 根據申請專利範圍第17項之方法,其中該官能基化劑為 Sf 〇 19. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該非水溶性先質 聚合體為單體之聚合體,該單體係選自包括丙烯酸羥乙 200306214酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯及甲基丙烯酸羥 丙酉旨。 20. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該非水溶性先質 聚合體係為包含甲基丙烯酸羥乙酯之單體之聚合體。 21. 根據申請專利範圍第5項之方法,其中該非水溶性先質 聚合體係為甲基丙烯酸羥乙酯、藍色甲基丙烯酸羥乙酯 及曱基丙稀·酸之共聚物。 22. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該可交聯非水溶 性聚合體係為⑴選自包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸 超乙酯、丙晞酸超丙醋及甲基丙稀酸經丙醋之單體之聚 合體,與(2)甲基丙烯酸酐之產物。 23. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該可交聯非水溶 性聚合體係為⑴包含甲基丙烯酸羥乙酯之單體之聚合 體,與(2)甲基丙烯酸酐之反應產物。 24. 根據申請專利範圍第15項之方法,其中該位置係為硫醇 基,而該官能基化劑係為選自包括鹵乙醯基類、函化醯 類、烷基鹵化物類、順丁烯二醯亞胺類、氮丙啶類、丙 烯龜基化劑類、p比淀基二硫化物類、二硫化物還原劑類 及5-硫基2-硝基苯甲酸之一成員。 25. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該可交聯非水溶 性聚合體係為以下物質間之反應之產物 (1)單體之聚合體,該單體係選自包括(甲基)丙烯酸3-(2,4,6-三溴-3-甲基苯氧基)-2-羥丙酯,(甲基)丙烯酸3-(2,4-二 溴基-3-甲基苯氧基>2-羥丙醋,(甲基)丙烯酸3-(3-甲基-5-溴 200306214基麥乳基)-2-¾丙酿’ 2-(4-¾乙氧j基-3,5-二〉臭苯基)-2-(4-丙缔 醯氧基乙氧基-3,5-二溴苯基)丙烷,2-(4-羥乙氧基二溴 ’ 苯基)-2-(4-丙烯醯氧基-3,5-二溴苯基)丙烷及2-(4-羥基二乙氧 基-3,5-二溴苯基)-2-(4-甲基丙烯醯氧基二乙氧基-3,5-二溴苯 基)丙燒,與 # (2)官能基化劑,選自包括環氧化物類、環氧乙烷類 、羰基二咪唑類、過碘酸鹽類、_化醯類、烷基函化物 類、異氰酸酯類、鹵丙二醇類及酐類。 鲁 26. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該可交聯非水溶 性聚合體係為以下物質間之偶合反應之產物 (1) 甲基丙烯酸羥乙酯與一種選自包括甲基丙烯酸、 丙烯酸、N-乙晞基四氫p比洛酮、二甲基丙稀' S&胺及乙烯 醇之成員之共聚物,與 (2) 當偶合至該共聚物時能夠進行交聯反應之官能基 化劑。 27. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該可交聯非水溶 φ 性聚合體係為以下物質間之偶合反應之產物 (1) 甲基丙烯酸羥乙酯與甲基丙烯酸之共聚物,與 (2) 甲基丙烯酸酐。 28. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該非水性稀釋劑 為選自包括聚乙二醇,與聚乙二醇之單甲氧基、二甲氧 _ 基、單乙氧基及二乙氧基醚類,聚丙二醇,與聚丙二醇 胃 之單甲氧基、二甲氧基、單乙氧基及二乙氧基醚類,聚 丁二醇,與聚丁二醇之單甲氧基、二甲氧基、單乙氧基 200306214 及二乙氧基醚類,聚甘油,與聚甘油之單甲氧基、二甲 氧基、單乙氧基及二乙氧基醚類,及燒基化葡萄糖苷之 b 口 瓤 一成貝。 29. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該非水性稀釋劑 係為選自包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚甘油 . 及燒基化葡萄糖答之一成員。 30. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該非水性稀釋劑 為聚乙二醇。 _ 31 —種製造經模製水凝膠物件之方法,該方法包括: (a) 達成單體之聚合反應,以形成非水溶性聚合體,當 經交聯且以水飽和時,其係形成水凝膠,含有預定 體積計量比例之水,該單體具有反應性基團,於該 單體之聚合反應後,其能夠偶合至官能基化劑,此 官能基化劑係被定義為一種當被偶合至該反應性基 團時能夠進行交聯反應之作用劑; (b) 使該非水溶性聚合體與如上文定義之官能基化劑接 鲁 觸,以使該非水溶性聚合體轉化成可交聯非水溶性 聚合體; (c) 鑄造一種組合物,其包含: (i) 該可交聯非水溶性聚合體,與 m (ii) 非水性稀釋劑,其對該交聯反應係呈惰性,該 / 非水性稀釋劑係呈體積計量比例,實質上等於 < 水在該水凝膠中之體積計量比例, 在模具中,於會造成該交聯反應發生之條件下進行 200306214,並使該組合物轉化成非水性凝膠;及 (d)以一種水性液體取代該非水性稀釋劑,以使該非水 性凝膠轉化成水凝膠。 32. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該永性液體為生 理食鹽水溶液。 33. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中步驟(b)包括使該 液體預聚合體混合物與一數量經選擇之官能基化劑接觸 ,以造成該官能基化劑偶合至該反應性基團之約0.2%至 約5%。 34. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該反應性基團係 為選自包括羥基、胺基、羧酸酯、硫醇、二硫化物、酐 、胺基甲酸酯及環氧化基團之一成員。 35. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該反應性基團為 羥基。 36. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體係為一種 單體或單體混合物,其係聚合至選自包括聚(丙烯酸羥 乙酯)、聚(甲基丙烯酸羥乙酯)、聚(丙烯酸羥丙酯)、聚 (甲基丙晞酸經丙醋)、聚乙二醇、纖維素、右旋_纤、 聚乙烯醇、聚(醋酸乙烯酯-共-乙烯醇)、聚乙烯-共-乙烯 醇及聚雙酚A之一成員。 37. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體係為選自 包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯 及甲基丙烯酸羥丙酯之一成員。 38. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體為甲基丙 200306214烯酸羥乙酯。 39. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體為甲基丙 烯酸羥乙酯、藍色甲基丙烯酸羥乙酯及甲基丙烯酸之混 合物。 40. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該反應性基團為 羥基,而該官能基化劑為選自包括環氧化物類、環氧乙 烷類、羰基二咪唑類、過碘酸鹽類、鹵化醯類、烷基鹵 化物類、異氰酸酯類、函丙二醇類及酐類之一成員。 41. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該反應性基團為 羥基,而該官能基化劑為酐。 42. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體為甲基丙 晞酸羥乙酯,而該官能基化劑為甲基丙烯酸酐。 43. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該反應性基團為 硫醇基,而該官能基化劑為選自包括齒乙酸基類、鹵化 醯類、烷基函化物類、順丁烯二醯亞胺類、氮丙啶類、 丙晞醯氧基丙稀酸化劑、p比淀基二硫化物類、二硫化物 還原劑及5-硫基-2-硝基苯甲酸之一成員。 44. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體係為選自 包括(甲基)丙烯酸3-(2,4,6-三溴各甲基苯氧基)-2-羥丙酯,( 甲基)丙烯酸3-(2,4-二溴-3-甲基苯氧基)-2-羥丙酯,(甲基)丙 烯酸3-(3-甲基-5-溴基苯氧基)-2-羥丙酯,2-(4-羥乙氧基-3,5-二溴苯基>2-(4-丙烯醯氧基乙氧基-3,5-二溴苯基)丙烷,2-(4-羥乙氧基-3,5-二溴苯基)-2-(4-丙晞醯氧基-3,5-二溴苯基)丙烷 及2-(4-羥基二乙氧基-3,5-二溴苯基)-2-(4-曱基丙晞醯氧基二 200306214乙氧基-3,5-二溴苯基)丙烷之一成員,而該官能基化劑係 為選自包括環氧化物類、環氧乙燒類、羧基二咪p坐類、 過碘酸鹽類、i化醯類、烷基i化物類、異氰酸酯類、 鹵丙二醇類及酐類之一成員。 45. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體為曱基丙 烯酸羥乙酯,且步驟⑷係於共單體存在下進行,該共單 體係選自包括甲基丙烯酸、丙婦酸、N-乙晞基四氫吡咯 酮、二甲基丙烯醯胺及乙烯醇,且該非水溶性先質聚合 體為共聚物。 46. 根據申請專利範圍第45項之方法,其中該共單體為甲基 丙婦酸。 47. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該單體為甲基丙 晞酸羥乙酯,且步驟(a)係於藍色曱基丙烯酸羥乙酯與曱 基丙晞酸共單體存在下進行。 48. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該非水性稀釋劑 係為選自包括聚乙二醇,與聚乙二醇之單甲氧基、二甲 氧基、單乙氧基及二乙氧基醚類,聚丙二醇,與聚丙二 醇之單甲氧基、二甲氧基、單乙氧基及二乙氧基醚類, 聚丁二醇,與聚丁二醇之單甲氧基、二甲氧基、單乙氧 基及二乙氧基醚類,聚甘油,與聚甘油之單曱氧基、二 甲氧基、單乙氧基及二乙氧基醚類,及烷基化葡萄糖苷 之一成員。 49. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該非水性稀釋劑 係為選自包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚甘油 200306214及烷基化葡萄糖苷之一成員。 50. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該非水性稀釋劑 ' 為聚乙二醇。 〃 51. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中步,驟⑻包括於熱 聚合引發劑存在下,使該單體曝露至高溫。 52. 根據申請專利範圍第51項之方法,其中該熱聚合引發劑 皺 係為選自包括過氧化月桂醯、過氧化二苯甲醯、過氧化 二異丙苯、氫過氧化第三-丁烷、偶氮雙異丁腈、過硫 φ 酸鉀及過硫酸銨之一成員。 53. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中步騾⑷包括於光 引發劑存在下,使該組合物曝露至光。 54. 根據申請專利範圍第53項之方法,其中該光引發劑係為 選自包括安息香甲基醚、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基小苯基丙烷小S同、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)及雙(2,6-二 甲氧苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦之一成員。 55. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該非水溶性先質 φ 聚合體具有分子量為約10,000至約1,000,000。 56. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該非水溶性先質 聚合體具有分子量為約1〇,〇〇〇至約300,000。 57. 根據申請專利範圍第31項之方法,其中該非水溶性先質 聚合體具有分子量為約50,000至約150,000。 58. —種可熟化成非水性凝膠之組合物,該組合物包含已溶 於非水性稀釋劑中之可交聯非水溶性聚合體,以形成半 固體,該可交聯聚合體帶有官能基,其能夠使該可交聯 -10- 200306214聚合體在該非水性稀釋劑對其呈惰性之交聯反應中交聯。 59. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體為一種聚合體,其係經由一種羥基取代之先質聚合體,選自包括聚(丙烯酸羥乙酯)、聚(甲基丙烯酸羥乙酯) 、聚(丙稀酸輕丙酯)、聚(甲基丙晞酸輕丙酯)、聚乙二 醇、纖維素、右旋醣酐、聚乙烯醇、聚(醋酸乙烯酯-共-乙烯醇)、聚乙婦-共-乙婦醇及聚雙酚A,與一種選自包 括環氧化物類、環氧乙烷類、羰基二咪唑類、過碘酸鹽 類、鹵化醯類、烷基鹵化物類、異氰酸酯類、卣丙二醇 類及纤類之一成員之反應所獲得。 60. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體為一種經由選自包括聚(丙晞酸羥乙酯)、聚(甲基丙烯 酸羥乙酯)、聚(丙烯酸羥丙酯)及聚(曱綦丙晞酸羥丙酯) 之經羥基取代先質聚合體與酐反應所獲得之聚合體。61. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體係為包含甲基丙晞酸羥乙酯之單體經由與甲基丙烯酸 酐反應而被官能基化之聚合體。 62. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體係為包含甲基丙烯酸羥乙酯與甲基丙晞酸之單體經由 與甲基丙烯酸酐反應而被官能基化之共聚物。 A > 63. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體為甲基丙烯酸羥乙酯、藍色甲基丙烯酸羥乙酯及甲基 丙晞酸之共聚物,經由與甲基丙晞酸酐·反應而被官能基 化。 -11 - 20030621464. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其進一步包含無活 性聚合體。 65. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其進一步包含反應 十生增塑劑。 66. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其進一步包含無活 性聚合體與反應性增塑劑。67. 根據申請專利範圍第61項之組合物,其中該聚合體之羥 基之約0.2%至約5%,係偶合至該官能基。 68. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體具有分子量為約1〇,〇⑻至約1,⑻〇,〇〇〇。 69. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體具有分子量為約ι〇,〇〇〇至約3〇〇5〇〇〇。 70. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體具有分子量為約50,000至約150,000。71. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該非水性稀釋 劑係為選自包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚甘 油及烷基化葡萄糖甞之一成員。 72. 根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體係為包含甲基丙婦酸羥甲酯與曱基丙烯酸之單體之共 聚物,其中該羥基之約〇·2%至約5%係被甲基丙晞酸酐 官能基化。 73根據申請專利範圍第58項之組合物,其中該可交聯聚合 體係為包含甲基丙烯酸羥甲酯與甲基丙烯酸單體之共聚 物,其中該羥基之約0.2%至約5%係被甲基丙烯酸酐官 能基化,且其分子量為約50,000至約150,000。 -12- 200306214 陸、(一)、本案指定代表圖為:第__膚 (二)、本^[戈表圖之元件代表符號簡單說明:柒、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
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