RO113540B1 - Procedeu pentru tratamentul formelor de turnare pentru lentile oculare şi dispozitiv pentru realizarea acestuia - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu pentru tratamentul formelor de turnare pentru lentile oculare turnate şi polimerizate, turnate într-o formă de turnare ce cuprinde cel puţin două piese; o piesă concavă (40) şi o piesă convexă (20), care formează între ele, când sunt împerecheate, o cavitate care, într-o primă fază, realizează o creştere a energiei superficiale pe cel puţin o porţiune a suprafeţei uneia din piesele formei de turnare; în următoarea fază se realizează umplerea piesei concave (40) a formei respective de turnare cu monomer, urmând o împerechere a piesei convexe (20) a formei de turnare cu piesa concavă (40) şi îndepărtarea excesului de monomer din cavitatea formei de turnare, şi a materialului din forma de turnare pe care s-au accelerat electronii, după care se efectuează polimerizarea respectivului monomer. Dispozitivul pentru tratamentul unei forme de turnare de lentilă oculară, în vederea realizării procedeului de mai sus, este compus dintr-o piesă-suport (22) ce susţi ne un electrod (24), amplasat în imediata apropiere a suprafeţei formei de turnare ce trebuie tratată, un contraelectrod (26) fixat pe o piesă-suport (27), contraelectrod ce este dispus pe sau aproape de suprafaţa părţii opuse a suprafeţei tratate şi o sursă de energie electrică cu o tensiune de circa 10 KV sau mai mare, şi cu o frecvenţă de circa 20 Khz sau mai mare, sursă conectată electric la electrodul (24) şi contraelectrodul (26), energia electrică fiind trasmisă electrodului (24) printr-o placă electrică (30), şi contraelectrodului (26), printr-o montură (36).

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu pentru tratamentul formelor de turnare, în vederea scoaterii în condiții ameliorate a lentilelor oculare turnate și la un dispozitiv pentru realizarea acestora.

Acest procedeu este destinat lentilelor oculare turnate cum ar fi, lentilele de contact din hidrogel ,dar poate fi folosit, la fel de bine și pentru lentilele oculare mici, de înaltă precizie cum ar fi, de exemplu, lentilele intraoculare.

Lentilele oculare moi, pentru fixare pe cornee sau în interiorul ochiului cum ar fi, de exemplu, lentilele de contact sau lentilele moi intraoculare, se pot obține printr-o varietate de tehnici.

Lentilele de contact se realizează prin turnarea centrifugală a unui material monomer într-o formă ce se rotește, apoi, având loc polimerizarea materialului.

O altă metodă de fabricare a lentilelor de contact, cât și a lentilelor intraoculare, constă în strunjirea de precizie a unei piese din material adecvat, ce este, apoi polizată și utilizată ca lentilă.

Se mai cunosc procedee de turnare a lentilelor de contact moi și a lentilelor intraoculare, conform Brevetelor US 4495313, 4640468, 4889664, 4680330 și 5039459, ce folosesc în timpul procesului de turnare, un diluant respectiv ,un material substituit al apei, iar după termianarea turnării este înlocuit cu apa.

Se mai cunoaște, în tehnica respectivă, conform brevetului US 4565348, obținerea lentilelor oculare prin turnarea într-o formă, a unui monomer sau a unui amestec de monomeri, ca de exemplu, polistiren sau polipropilenă.

Conform Brevetului US 4121896, formele de turnare a lentilelor oculare pot fi, din polipropilenă sau polietilenă.

Dezavantajul acestor procedee, de realizare a lentilelor, constă în furnizarea în exces, în forma de turnare, a amestecului de monomer. După împerecherea pieselor formei, ce definesc lentila, excesul de monomer sau amestec de monomer este eliminat din cavitatea formei, rămânând pe, sau între flanșa uneia sau a ambelor piese, ale formei de turnare, formând un inel circular sau un contur în jurul lentilei turnate.

După separarea celor două piese ale formei de turnare, excesul de material periferic, acum polimerizat, rămâne de obicei, pe piesa concavă a formei de turnare, aceeași piesă, care conține lentila. în scopul procesării ulterioare a lentilei prin, hidratare, control, împachetare, sterilizare, etc., este necesar să se îndepărteze materialul polimerizat de pe piesa concavă a formei de turnare. Când materialul polimerizat rămâne pe piesa concavă, împreună cu lentila, el este rupt cu degetele.

Prezenta invenție, înlătură dezavantajele procedeelor menționate, prin aceea că, excesul de material polimerizat, ce rămâne pe piesa concavă, împreună cu lentila sau separarea lentilelor oculare, de un contur periferic .atunci, când are loc separarea părților, care constituie forma de turnare, se realizează fără intervenție umană.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, este de a promova o metodă și un dispozitiv pentru separarea unei lentile oculare, de pe un contur periferic, atunci, când are loc separarea părților, care constituie farma de turnare.

Procedeul, pentru tratamentul formelor de turnare a lentilelor oculare, constă, în mărirea energiei superficiale și direcționarea de electroni accelerați spre, cel puțin o parte a uneia din piesele formei de turnare, înaintea umplerii cu monomer și polimerizarea lentilei.

Pe una din piesele constitutive, ale formei de turnare, este prevăzută o muchie ce constituie linia de contact, a celor două piese ale formei, astfel, ca, atunci când cele două piese sunt împerecheate, ele să formeze o cavitate la interior, în care se obține lentila. Generarea de oxigen ionizat, cu ajutorul unui efect corona de tratament cu electrod, mărește suficient aderența [polimerilor]

RO 113540 B monomerului, la piesa din forma de turnare, astfel tratată.

Este de preferat, ca flanșa piesei convexe a formei de turnare să fie tratată cu efect corona. La separarea pieselor formei de turnare, după polimerizarea lentilei, conturul de exces de material polimerizat, ce înconjoară cavitatea lentilei, aderă la flanșa piesei convexe și, între timp, lentila este scoasă cu partea concavă a piesei, din forma de turnare.

Dispozitivul, pentru tratamentul unei forme de turnare de lentilă oculară, cuprinde o piesă suport ce susține un electrod, un contra electrod fixat pe o altă piesă suport, energia electrică fiind transmisă electrodului printr-o placă electrică și contraelectrodului, printr-o montură.

în cele ce urmează, se dă un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1...6, care reprezintă:

- fig.1 , scală goniometrică tipică;

- fig.2 ,o picătură de lichid pe un substrat, cu o capacitate de umezire scăzută;

- fig.3 , o picătură de lichid pe un substrat, cu o capacitate de umezire bună;

- fig.4 , secțiune transversală prin electrozi și forma convexă a formei de turnare;

- fig.5 , secțiune transversală prin dispozitiv;

- fig.6 , secțiune transversală a unei perechi de piese ale formei de turnare.

Procedeul pentru tratamentul formelor de turnare, pentru lentilele oculare polimerizate, turnate într-o formă de turnare, ce cuprinde cel puțin două piese, o piesă concavă și o piesă convexă, ambele formând o cavitate, constă într-o primă fază în realizarea unei creșteri a energiei superficiale, pe cel puțin o porțiune a suprafeței uneia din piesele formei de turnare; în faza următoare se realizează umplerea unei piese concave 40, a formei respective de turnare cu monomer, urmând împerecherea unei piese convexe 20, a formei de turnare cu piesa concavă 40 și îndepărtarea excesului de monomer din cavitatea formei de turnare și a materialului din forma de turnare, pe care s-au accelerat electronii, după care, într-o ultimă fază, are loc polimerizarea respectivului polimer.

S-a constatat că, aderența de material monomer polimerizat la forma în, care este turnat și polimerizat, este în legătură cu energia superficială a materialului formei de turnare.

Energia superficială, o propietate a materialului, analogă cu tensiunea superficială a unui lichid, determină capacitatea de umezire a materialului fiind măsurată în dyn/cm.

Energia superficială a unui material poate fi determinată prin măsurarea unui unghi de contact. Prin măsurarea unghiului de contact, al unei picături pe o suprafață solidă, utilizând un goniometru, se poate determina energia superficială. Cu cât unghiul de contact măsurat este mai mic, cu atât, suprafața este mai hidrofilă.

în fig. 1, se prezintă o scală goniometrică tipică 10, ce indică un unghi de contact a format de o picătură de lichid 14.

în fig. 2, picătura de lichid 14, de pe un substrat 1B are capacitate de umezire scăzută, formând un unghi a ,mai mare de 90°C.

în fig. 3, este prezentată picătura de lichid 14, pe substratul 16, cu o bună capacitate de umezire. Unghiul de contact a este mai mic BDP, lucru ce ne indică un material, care are o energie superficială, ce depășește energia superficială a lichidelor de umezire cu cel puțin 10 dyn/cm.

Capacitatea de umezire a unui lichid pe un substrat de suprafață nu este strict, în funcție de energia superficială a substratului, ci mai degrabă rezultatul diferenței dintre substrat și lichidul de umezire. De aceea, energia superficială nu poate fi folosită ca ultim indicator al unghiului de contact pentru toate lichidele.

în cazul, în care se utilizează forme de turnare din polistiren pentru a

RO 113540 B forma un etafilcon A, respectiv o lentilă de contact din hidrogel cu 58% apă, polistirenul are o energie superficială de 40 dyn/cm.

Pe cale experimentală s-a arătat că, prepolimerul pentru materialul etafilcon A [în combinație cu diluant de ester al acidului boric, care ia locul apei, în timpul procesului de turnare], în cotact cu suprafața de polistiren, are un unghi de contact a cuprins între 28 și 30°,

Metode pentru creșterea energiei superficiale a polistirenului și a altor materiale plastice, includ tratamentul cu flacără, tratamente superficiale cu plasmă, atacul chimic și electric.

în prezenta invenție este preferat tratamentul electric superficial, cunoscut ca tratament prin efect corona.

S-a constatat că, dacă monomerul este polimerizat pe o suprafață, pe care s-au aplicat electroni accelerați, acesta se leagă de suprafața tratată. în mod special, un monomer, care cuprinde metacrilat de hidroxietil [HEMA], acid metacrilic (MAA), metacrilat de etilenglicol (EGDMA) și trimetacrilat de trimetol-propan [TMPTMA], când polimerizează, formând grupul ionic, cu un conținut de 58% apă, grupa IV de polimer de hidrogel, cunoscută sub numele de etafilcon A, va adera la suprafața formei de turnare făcută din polistiren de calitate superioară, atunci, când se aplică pe suprafața de polistiren electroni accelerați, prin tratament cu efect corona. Acest efect este produs, în mod indirect de electronii din ionizarea oxigenului, care interacționează cu forma de turnare din polimer.

Pentru aplicarea acestei metode se folosește un set de electrozi, care corespund suprafeței, pe care se dorește să se facă tratamentul, un transformator de înaltă tensiune și un generator de înaltă frecvență, cu o impedanță adaptată. Frecvența de lucru se ajustează bazându-se pe impedanță, frecvența fiind de până la 25 kHz, lucrând de la 14 la 50 kV.

Cu această combinație de frecvență și tensiune ridicată este posibil să se mențină o distanță de cca.1¹/2 țoii {aproximativ 38 mm] și un timp relativ scurt de tratament, producând plasma între electrozi foarte intens.

După tratament, unghiul de contact dintre monomerul etafilcon A, descris mai sus, și polistiren este de 6 și 12°. Acesta corespunde la o creștere a energiei superficiale din polistiren, între 65-70 dyn/cm.

Referindu-ne la fig.4, aceasta ne prezintă piesa convexă 20, a formei de turnare, destinată tratamentului. Aceasta este menținută în locaș printr-o piesă suport 22 de formă cilindrică, fiind confecționată dintr-un material ,care nu este bun conducător electric (ca, de exemplu, teraftalat de polietilen). Piesa suport 22 susține un electrod 24, care este aproape, dar nu atinge piesa convexă 20.

De cealaltă parte a piesei convexe 20, a formei de turnare față de electrodul 24 este un cotraelectrod 26. Acesta este, în general ,de formă cilindrică cu o gaură în interior. Acest contraelectrod 26 atinge suprafața flanșei piesei convexe 20, a formei de turnare și are o suprafață, care se extinde la suprafața convexă interioară a piesei, dar nu atinge suprafața din spate a piesei convexe a formei de turnare, în general .opusă poziției electrodului 24. Aceasta conduce la o suprafață de tratament 28.

Spațiul dintre electrod și suprafața de tratat se situează între 0,0 și 0,5 țoii (aproximativ 1,25 mm], în timp ce suprafața dintre contraelectrodul 26 și suprafața din spate a piesei convexe 20 se situează de la O [în contact], la circa 0,075 țoii (aproximativ 2 mm], în zona de tratament.

în fig. 5, se prezintă o multitudine de electrozi și contra electrozi într-un ansamblu utilizat pentru a trata mai multe piese, în forme de turnare. Electrozilor 22, li se furnizează tensiunea obișnuită, printr-o placă electrică 30. Aceasta este montată pe un suport izolator 32 atașat la placa electrică 30. Contraelectrozii 26 sunt fixați pe o

RO 113540 B montură 36 și un ansamblu de ancore, pe niște tije de ghidare 38. Prin mișcarea tijelor de ghidare 38, montura 36, poate îndepărta contraelectrozii 26 și electrozii 24,de piesa suport 22, permițând introducerea și scoaterea, ușor, a pieselor formei de turnare.

Pentru realizarea tratamentului efectiv, electrozii sunt plasați la o distanță de 0,25 mm și 0,5 mm ,de la suprafața piesei de tratat.

în timp ce nu se cunoaște exact mecanismul ,care face ca, materialul polimerizat să adere la polistirenul tratat prin efectul corona, eficacitatea tratamentului electric superficial a fost corelat de teoria unui fenomen, ca de exemplu, ablația (degradarea suprafeței), legătura transversală a polimerului, oxidarea, legătura de hidrogen și formarea de electret. în timp ce, mecanismul este neclar, s-a constatat că, unii din parametrii, care contribuie la eficacitatea adeziunii, între polistiren și lentila de polimer este cantitatea de oxigen prezent înainte și în timpul tratamentului formei de turnare. în general, cu cât nivelul de oxigen este mai scăzut, cu atât este mai mică legătura de oxigen la suprafață, și mai mică, adeziunea între polistiren și lentila de polimer, din acest motiv, cel mai bine este ca, contactul oxigenului la formele de turnare din polistiren să fie micșorat înaintea tratamentului.

Pentru invenția de față s-a constatat că, un tratament la o tensiune de 10 kV și la o frecvență de 20 kHz, cu o putere între 10 W și 80 W de preferat, cu 30 W pe o perioadă de cel puțin 0,2 s, a dat cele mai bune rezultate. în reprezentarea preferată cu un diametru al electrodului de 0,79 țoii (20 mm) cu o putere de 22 W și o durată de tratament de 0,3 s, în atmosfera ambiantă s-a îndepărtat 100% din conturul de exces al piesei convexe a piesei formei de turnare 20, în timp ce numai 0,5% a fost reținută incorect de lentilă, în piesa convexă 20, a formei de turnare.

în fig. 6 sunt prezentate piesele formei de turnare împerechiate, incluzând piesa concavă 40, a formei de turnare. în piesa convexă 20 și piesa concavă 40 împerechiate, se află o lentilă 42, iar în partea externă a lentilei, de-a lungul periferiei și între flanșele acestor piese este materialul expulzat 44. Poziția relativă a suprafeței expusă tratamentului efect corona 28, față de lentilă și conturul expulzat este acum vizibilă.

Așa cum se poate aprecia de către specialist, în tehnica respectivă, o creștere excesivă, a oricăruia dintre acești parametri, produce deplasarea tratamentului la suprafața lentilei piesei convexe, a formei de turnare^ ceea ce conduce la aderența lentilei la piesa convexă a formei de turnare.

S-a constatat că, dacă nu există de loc oxigen prezent, în timpul descărcării electrodului pe suprafața anticatodului, nu are loc nici o prelungire a duratei de tratament și nici putere mai mare, care să producă lipirea conturului expulzat la suprafața anticatodului. Pe scurt, se crede că, tratamentul prin efect corona face ca oxigenul să se ionizeze și să altereze suprafața din punct de vedere chimic.

După tratament și umplerea cu monomer, monomerul este supus inițierii polimerizării prin metode chimice, termice sau ultraviolete. După ce s-a terminat polimerizarea, părțile pereche concavă și convexă - ale formei de turnare sunt separate, iar lentila este îndepărtată.

Claims (9)

1, caracterizat prin aceea că creșterea energiei superficiale a suprafețelor pieselor formei de turnare se realizează prin accelerarea de electroni pe una din piesele formei de turnare.

1. Procedeu pentru tratamentul formelor de turnare pentru lentile oculare turnate și polimerizate, turnate întro formă de turnare, respectiv, forma de turnare cuprinzând cel puțin două piese: o piesă concavă (40) și o piesă convexă (20), care formează între ele o cavitate, când cele două piese (20 și 40) sunt împerechiate, și excesul de material (44), care înconjoară lentila la exteriorul cavității formei de turnare, caracterizat

RO 113540 B prin aceea că intr-o primă fază, sa realizează o creștere a energiei superficiale, pe cel puțin o porțiune a suprafeței uneia din piesele formei de turnare; în următoarea fază se realizează umplerea uneia din piesele formei de turnare; în următoarea fază se realizează umplerea piesei concave (40), a formei respective de turnare cu monomer, urmând o împerechiere a piesei convexe (20], a formei de turnare cu piesa concavă (40), a formei de turnare și îndepărtarea excesului de monomer, din cavitatea formei de turnare și a materialului din forma de turnare, pe care s-au accelerat electronii; după care se efectuează polimerizarea respectivului monomer.

2. Procedeu, conform revendicării

3, caracterizat prin aceea că respectivul câmp, cu efect corona, expune suprafața la oxigen ionizat.

3. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că accelerarea electronilor, pe suprafața piesei de turnare se face aplicând pe una din piesele de turnare un câmp cu efect corona.

4, caracterizat prin aceea că câmpul cu efect corona este aplicat pe una din piesele formei de turnare printr-o descărcare electrică creată între doi electrozi.

4. Procedeu, conform revendicării

5, caracterizat prin aceea că puterea câmpului corona aplicat este de cel puțin 10 W.

5. Procedeu, conform revendicării

6. Procedeu, conform revendicării

7. Procedeu, conform revendicărilor 1-6, caracterizat prin aceea că umplerea cu monomer a piesei concave a formei de turnare, cuprinde umplerea cu amestec de metacrilat de hidroxietil, acid metacrilic, metacrilat de glicol etilena și bimetacrilat de trimetilolpropan.

8. Procedeu, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că câmpul cu efect corona se aplică pe o perioadă de cel puțin 0,2 s.

9. Dispozitiv pentru tratamentul unei forme de turnare de lentilă oculară, în vederea realizării procedeului, conform revendicărilor de la 1 la 8, caracterizat prin aceea că în vederea accelerării elec- tronilor și direcționarea acestora spre suprafața formei de turnare, acesta cuprinde o piesă suport (22) ce susține un electrod (24), amplsatîn imediata apropiere a suprafeței formei de turnare ce trebuie tratată, un contraelectrod (26] fixat pe □ piesă suport (27), contraelectrod ce este dispus, pe sau aproape de suprafața părții opuse, a suprafeței tratate și o sursă de energie electrică cu o tensiune, de circa sau mai mare de 10 kV și cu □ frecvență, de circa sau mai mare de 20 kHz, sursă conectată electric la electrodul (24) și contraelectrodul (26) energia electrică fiind transmisă electrodului (24] printr-o placă electrică (30) și contraelectrod ului (26) printr-o montură (36).