(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工程：モノマーを受容手段に供給し、
前記モノマーを受容手段からガス透過性管の中に前記ガス透過性管の一方の端を経てかつ前記ガス透過性管の内部長さに沿ってポンピングによって移送し、
前記ガス透過性管の外部の回りを大気圧より低い圧力に減圧に引きかつ維持し、
前記モノマーを前記ガス透過性管の他方の端から取り出し、
前記モノマーを型の中に入れそしてモノマーを眼のレンズの形状を取るようにさせ、
前記モノマーをポリマーの眼のレンズに重合し、そして
前記重合した眼のレンズを前記型から取り出す、
ことを含む眼のレンズを製造する方法。
【請求項２】
モノマーを供給する手段、
前記モノマーを内部に供給するために前記モノマーを供給する手段に一方の端において接続されているガス透過性管、
前記ガス透過性管の回りのチャンバー、
前記チャンバーに接続されている大気圧より低い圧力に引きかつそれを維持する手段、及び
前記モノマーを前記ガス透過性管の他方の端から取り出しそしてレンズの型に移送する手段、
を具備することを特徴とする眼のレンズを製造する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、眼のレンズを製造する改良された方法および装置に関する。とくに、本発明は成形された眼のレンズ、例えば、ヒドロゲルのコンタクトレンズに適するが、この方法は、また、他の小さい、高い精度の眼のレンズ、例えば、眼内レンズおよび他の製造方法、例えば、回転注型に適する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
角膜上にまたは眼内に配置するためのソフトの眼のレンズ、例えば、コンタクトレンズまたはソフト眼内レンズは種々の技術により製造することができる。眼のレンズはモノマー材料を回転する型中で回転注型し、次いでそのように造形された材料を重合することによって製造することができる。コンタクトレンズおよび眼内レンズの両者を製造するために使用される他の方法は、材料片を精密旋盤にかけ、次いでこれを磨きそしてレンズとして使用することである。
【０００３】
最近、ソフトコンタクトレンズおよびソフト眼内レンズの成形は好まれるようになった。この技術は以前のレンズの製造方法により優れる反復性および速度の利点を有する。ヒドロゲルのレンズを首尾よく成形する技術は、ラーゼン（Ｌａｒｓｅｎ）への米国特許第４，４９５，３１３号および米国特許第４，６４０，４８９号およびラーゼン（Ｌａｒｓｅｎ）らへの米国特許第４，８８９，６６４号、米国特許４，６８０，３３６号および米国特許第５，０３９，４５９号に記載されている。これらの特許は許容されるモノマー、成形法の間に水の代わりに使用されそして成形の完結後に水と置換される希釈剤の使用を詳しく記載している。この技術の利点は、こうして作られたレンズの光学的性質、大きさおよび形状がこのような希釈剤を使用しない方法の場合より半径方向に変化しないことである。
【０００４】
さらに、モノマーまたはモノマー混合物を型、例えば、ポリスチレンまたはポリプロピレンから作られた型の中で形成することによって、このような眼のレンズを成形することはこの分野において知られている。この技術の１例はラーゼン（Ｌａｒｓｅｎ）への米国特許第４，５６５，３４８号の中に見出すことができ、ここでポリスチレンの型材料のための要件、化学および方法が論じられている。上のポリスチレンの型と対照的に、他の例はポリプロピレンまたはポリエチレンの型、例えば、シェファード（Ｓｈｅｐｈｅｒｄ）への米国特許第４，１２１，８９６号に記載されている型である。
【０００５】
しかしながら、特定の問題は、モノマーまたはモノマー混合物が通常空気から溶解したガス（Ｏ2およびＮ2）を含有し、これらのガスが最小において不活性ガスから気泡を発生させたか、あるいはガスが重合の間に利用可能な遊離基と反応性である場合、重合を妨害することがあるということである。
【０００６】
眼のレンズ、とくにコンタクトレンズの製造において、酸素は重合反応を妨害するので、モノマー混合物から酸素を排除することが望ましいことが認識されてきている。これは希釈剤を使用する成形されたコンタクトレンズの製造についてなお真実であることが発見された。１つの実施は、モノマーまたはモノマー混合物を回転蒸発ユニット（例えば、スイス国フラウィルのブチ・ロタベイパー・インコーポレーテッド（Ｂｕｃｈｉ  Ｒｏｔａｖａｐｏｒ）から入手可能である；ニュージャージイ州スプリングフィールドのフィッシャー・サイエンティフィック（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）から販売されているロトバップ（Ｒｏｔｏｖａｐ））の中に入れて過剰のガスを除去することである。この方法は、例えば、米国特許第４，８８９，６６４号および米国特許第４，４９５，３１３号に記載されているモノマー混合物に適用可能であり、ここで混合物を大気圧より低い圧力下に回転する。次いでモノマー混合物を含有する容器を窒素でフラッシュし、そして使用するまで窒素雰囲気下に保持する。
【０００７】
これはモノマーで充填された丸いフラスコの中で実施する。ロトバップ（Ｒｏｔｏｖａｐ）ユニットはモノマーを回転して表面を増加しそしてガスの減少はより低いポリスチレン／大気圧、すなわち、７６０ｍｍＨｇの比に比例する。
【０００８】
全体のガス含量は上の比に減少するが、Ｎ2／Ｏ2の比は空気中と同一に止まる。
【０００９】
次いで容器をＮ2で逆充填されるので、窒素ガスはモノマー混合物の中に再溶解する機会を有する。次いでこの方法の最終結果は実際にＯ2除去のプロセスである。この方法はモノマーとのＯ2の反応および重合法の問題を解決するが、重合の間に気泡を形成させる溶解窒素に関連する問題を排除しない。さらに、いったんモノマーの酸素含量が減少すると、引き続く取り扱いの間の空気中の酸素への暴露はＯ2の再吸収を引き起こすことがある。
【００１０】
さらに、低い圧力（４０ｍｍＨｇより低い）において、モノマー混合物の揮発性成分は蒸発してモノマーの組成を変化させることがある。
【００１１】
最後に、バッチ式方法における製造されたガスが減少したモノマー混合物の回りに窒素の環境を維持することに関連する、追加の保持および製造の問題が存在する。
【００１２】
したがって、本発明の目的は眼のレンズの製造に使用されるモノマー混合物中の溶解酸素の量を大きく減少することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、眼のレンズの製造に使用されるモノマー混合物中の溶解窒素の量を減少することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、モノマーの処理および取り扱いの間のＮ2ガスの取り扱いの必要性を減少または排除することである。
【００１５】
本発明のほかの目的は、溶解ガスの除去の間のモノマー混合物からの揮発性成分の蒸発を最小することである。
【００１６】
最後に、本発明の目的は、眼のレンズの製造に使用する前に、脱ガスしたモノマー混合物が大気条件、とくに酸素に暴露するのを最小にすることである。さらに、脱ガスしたモノマーが取り扱いおよび酸素暴露時間をさらに減少するために有効であるとき脱ガスしたモノマーが使用されるように、バッチ式基準で脱ガス操作を実施する必要性を排除することが望ましい。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上の目的は、モノマーを受容されたものとして取り、このモノマーをそれが受容されている容器から、ガス透過性管の一方の端の中にその内部の長さを通してかつそれに沿ってポンピングする方法および装置により達成される。ガス透過性管を取り囲むチャンバーを真空ポンプにより大気圧より低い圧力に維持し、この真空ポンプは大気圧より低い圧力を引きかつ維持するためのチャンバーに接続されている。ガス透過性管中のこのような条件下に、モノマー内の溶解ガスの大部分はモノマーから除去され、そしてチャンバーに接続されたポンプによりチャンバーから抜き出され続ける。
【００１８】
チャンバー内のガス透過性管を通る移動を完結した後、モノマーはガス透過性管の反対の端を出、次いでモノマーはレンズの型の中に移され、レンズの型内で眼のレンズに重合し、次いでこの型から取り出される。
【００１９】
本発明の好ましい実施において、装置は前記管内のモノマーの流れの中に混合を導入して、モノマーの全体を前記管のガス透過性壁に暴露する手段を包含する。
【００２０】
チャンバー内で処理されかつガス透過性管を出るが、それが処理されるときレンズの成形に不必要である過剰のモノマーはもとの容器に戻され、これからそれは抜き出され、そして後に脱ガスシステムを通して再処理される。
【００２１】
好ましくは、ガス透過性管はシリコーンゴムから作られる。この方法は、好ましくは、モノマーが眼のレンズに重合されるまで、ガス透過性管から取り出されたモノマーの回りに不活性ガスの環境を維持する工程を含む。
【００２２】
【実施例】
それぞれ、フローチャートおよび物理的形態で本発明の好ましい態様を示す図１および図２を次に参照すると、モノマーを典型的には１５リットルの体積の容器１０の中に準備する。容器をライン１２によりモノマー脱ガスシステムに接続する。ポンプ１４により吸引を発生させてドラム１０からライン１２を通してポンプ１４により抜き出し、そしてポンプの排出１６から出す。
【００２３】
ここにおいて特記しない限り、モノマーと化学的に非反応性の任意のガス不透過性材料から、システムを通るモノマーの流れのために使用するラインを製作することができる。
【００２４】
排出ライン１６を通る間、モノマーをフィルター１８に通してモノマーの中に存在しうる外部の粒子の汚染物質を除去する。
【００２５】
次いで、脱ガスユニット２２の入口２０にモノマーを入れる。脱ガスユニット内で、モノマーを複数の管６０の間に分割し、次いで脱ガスユニットの排出２６に再び組み合わせる。典型的には真空ポンプ２８により得られる約４トル付近の低い周囲圧力下に、脱ガスユニットを作動させる。この真空ポンプを脱ガスユニット２２にライン３０により取り付け、そしてこのポンプは過剰の空気をライン３２を経て排出する。
【００２６】
モノマーは排出ライン２６により脱ガスユニット２２を出た後、酸素モニター３４を通過する。このモニターはモノマー中の残留酸素を測定して、脱ガスユニットが適切に機能していることを保証する。モノマーの酸素含量が高過ぎることが示された場合、この問題が関係づけられるまで、眼のレンズの生産ラインの作動を停止して欠陥のあるレンズの生産を回避する。
【００２７】
いったんモノマーの酸素含量が十分に低いことをモニター３４が決定すると、モノマーはライン３６を通過してマニホールド３８の中に入る。このマニホールドは複数の精密投与ポンプ４０へのモノマーの供給源として使用され、そして精密投与ポンプ４０はポンプ制御装置４１により調節されそしてモノマー投与ステーション４３における個々のコンタクトレンズの型を充填するために使用される。マニホールド３８に送出された処理されたモノマーをポンプするために使用されるポンプ４０は、パシフィック・サイエンス（Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）（イリノイ州ロックフォード）のモーター・アンド・コントロール・ディビジョン（Ｍｏｔｏｒ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）製のＩＶＥＫポンプである。これらのポンプは正確な投与量の脱ガスされたモノマーを型キャビティ７４にノズル７２を経て供給する。
【００２８】
このシステムにより処理される過剰の脱ガスモノマーは戻りライン４２に沿って移動してモノマーのドラム１０へ行く。この戻りライン４２は、十分なモノマーが処理されてレンズの製造に使用される充填装置を供給することを確実にすることに加えて、充填装置がいずれかの理由で一時的に運転停止した場合、モノマー脱ガスシステムを連続的に作動させる。このようにして、レンズ製造システムの残部が不作動である場合、モノマー脱ガスシステムの運転停止は不必要である。
【００２９】
次に図３を参照すると、モノマー脱ガスユニット２２が詳細に示されている。脱ガスユニットは外側シリンダー状壁４４、上部プレート４６および下部プレート４８から成る圧力境界から構成されていることが示されている。シリンダー状側壁４４内に口３０が含有されており、この口３０は真空ポンプ２８（図示せず）に接続されている。
【００３０】
上部プレート４６および下部プレート４８は、それぞれ、上部および下部のプレート上に見出されるＯリング５２および５４上に圧縮されたフランジ５０の使用によりシリンダー状側壁４４に取り付けられている。Ｏリングの圧縮およびフランジ５０へのプレート４６および４８の取り付けは、プレートをフランジに取り付けるボルト５６により達成される。
【００３１】
モノマー入口ライン２０は上部プレート４６を通過する。この入口ラインは上部プレート４６を通過し、チャンバー２２内を「Ｙ」字形コネクターにより等しい長さの２つのライン５７に分割する。ライン５７は好ましくは等しい長さであって、２つの別々のヘッダー５８への両者のラインを通して流れる等しいモノマーの流れを発生させる。これらのヘッダーの各々は、酸素に対して透過性の１０本のシリコン管６０に接続されている。管６０は３−４−３のオフセットの配列で、０．３００の中心対中心の間隔で配置されている。管を通る流れは下部から上にであって管を充填し、そして液体の中にボイドを連行しない。
【００３２】
脱ガスユニットの内部の構造はチャンバー２２の下部からステンレス鋼パイプ６６により直立する。ステンレス鋼パイプ６７はデルリン（Ｄｅｒｌｉｎ）のブロック６８を所望の分離において支持しそして、これらのブロックは、引き続いて、それらの間で延びるガス透過性管６０を含有するマニホールド５８および６２を支持する。
【００３３】
低い圧力の脱ガスチャンバー４４内のシリコン管６０中の滞留時間の間に、酸素および窒素はモノマーから外方に管壁６０を通して移動し、真空ポンプによりチャンバーの出口３０を通して抜き出される。モノマーがチャンバーの上部に到達するとき、モノマーは溶解したガスを本質的に含有しない。
【００３４】
チャンバーの上部付近のシリコン管は第２ヘッダー６２に接続されており、これらのヘッダーはシリコン管６０を共通の管６４の中に結合し戻す。これらの管は不透過性材料から作られており、そして流れの不均衡を生ずることがある圧力差を回避するために同一長さである。次いで管６４は「Ｙ」字形に接続されて単一の脱ガスユニットの出口２６を提供する。次いでモノマーは図１および図２を参照して説明したように続く。
【００３５】
次に図４を参照すると、ガス透過性管６０が詳細に示されている。このガス透過性管内に静止フローミキサー７０が含有されている。このようなフローミキサー７０が存在しないと、ガス透過性管６０の内側管表面に暴露されるモノマーの量は大きく減少するであろう。静止ミキサーが存在しない管を通るモノマーの流れはプラグ流れ、すなわち、混合がまったくない、ではないが、層流が起こるであろうことが現実に期待される。多少の混合が存在するであろうが、境界層は管壁の内側表面に沿って形成するであろう。静止フローミキサー７０の導入は境界層を破壊し、そして管の全長に沿った流れの全断面にわたって乱流を引き起こす。
【００３６】
使用するガス透過性管の型は注意して選択しなくてはならない。逆に多孔質ポリプロピレンから作られた血液酸素化管の使用（ガスを供給する代わりにそれを除去するために）は試みられ、そしてモノマーの酸素含量を減少するとき適切であることが発見されたが、ポリプロピレン管を通してモノマーを浸出させるドローバックを有した。モノマーの浸出を防止するために固体の膜を必要とする。
【００３７】
他の血液酸素化材料、シリコン膜を使用し、そして酸素および窒素の両者に対して透過性であると同時にモノマーを管壁を通して浸出することが発見された。しかしながら、シリコン膜への色の添加剤は処理の間にモノマーの中に浸出することが発見された。
【００３８】
この理由で、ガス透過性管のために好ましい材料は、ミシガン州ミドランドのダウ・コーニング（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）製のＱ７４７８０医学等級のシリコーンゴムからニュージャージイ州アンドバーのサニテク・インコーポレーテッド（Ｓａｎｉｔｅｃｈ  Ｉｎｃ．）により製造されたＳＴＨＴ管である。このシリコン管はモノマーの中に取り入れられることがある添加剤を含有しない。
【００３９】
この装置は、各組の管６０が各々内径１／４インチおよび壁厚さ１／３２インチの１０本の管を含有するように配置される。６０ジュロメーター硬度をもつ本来使用された管は、ポンピングされるモノマーの背圧に対して不適切な抵抗を有することが発見された。管の壁は膨張し、そして静止混合の機能を妨げるであろう。さらに、作動の真空条件下に、モノマーの圧力は管を膨張させそして引き続いてそれを破裂させるであろう。
【００４０】
８０ジュロメーター硬度のシリコン管の使用は上の問題を排除することが発見された。
【００４１】
それゆえこの装置は、管の各々が静止ミキサーを含有する、２組の１０本の３フィートの長さの管から究極的に成る。これらの静止ミキサーは、イリノイ州カリーのＫＯＦＬＯインコーポレーテッド製のデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）、直径１／４インチおよび長さ６インチから作られる。
【００４２】
作動において、モノマーは１７ｐｐｍの酸素濃度で脱ガスユニットの流入し、そしてチャンバーを０．６ｐｐｍで出る。チャンバーの中の好ましい真空レベル（管の外側）は２〜５トルである。
【００４３】
次に図５を参照すると、モノマー投与ステーション４３が詳細に示されている。精密投与ポンプ４０（図示せず）からこのステーションに、ガス不透過性およびモノマーに関する化学的不活性の上の確立された基準を満足する外径１／８インチの管７６が導かれている。この入口管７６は１／８インチの刻みをつけたナイロンのつまみねじ８０を有する取付部品７８により外径１／１６の管８２に接続されている。
【００４４】
これらの管は引き続いて１／１６インチのプラスチックのフェルール８１に１／１６インチのナイロンの刻みをつけたつまみねじ８４により取り付けられている。フェルール８１はノズル７２に接続されており、ここでノズル７２は投与量のモノマーをキャビティ７４（図示せず、図１参照）に供給する。
【００４５】
投与ノズル７２は４５°±１５°の角度でカットされたその出口表面を有する。ノズルは投与されるキャビティより上の０．５０ｍｍ±０．２ｍｍに位置する。このシステムの性能を下表に示す。
【００４６】
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上のモノマーの流れを処理するためにシリコン管の長さは合計６０メートルである。静止ミキサーが存在しないと、ほぼ２〜３ｋｍの管が要求されると計算された。
【００４７】
作動において、ユニットに１５リットルの容器中のモノマーを供給し、そしてユニットを前述したようにかつ図１および図２に描写するように作動させる。この方法は、好ましくは、モノマーが眼のレンズに重合するまで、ガス透過性管から取り出されたモノマーの回りに不活性ガスの環境を維持する工程を包含する。これはガス不透過性ラインを通してモノマーを移動させるか、あるいは脱ガスしたモノマーの回りに不活性ガスの環境を維持することによって実施する。さらに図１および図２を参照すると、処理されたかつマニホールド３８に送出されたモノマーは精密投与ポンプ４０によりポンピングする。これらのポンプおよび制御装置４１は、パシフィック・サイエンス（Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）（イリノイ州ロックフォード）のモーター・アンド・コントロール・ディビジョン（Ｍｏｔｏｒ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）製のＩＶＥＫポンプである。これらのポンプはノズル７２に供給し、次いでこれらのノズルは正確な投与量の脱ガスしたモノマーを型キャビティ７４の中に小出しする。
【００４８】
次いでこれらの型キャビティを対向する型部分とかみ合わせて、脱ガスしたモノマーを含有しかつレンズの形状を形成するキャビティを形成する。次いで紫外線への露出により重合を開始し、次いで型の半分を分離しそして眼のレンズを取り出す。レンズを型から取り出す方法はこの分野において知られており、そして使用する成形法および材料に依存する。レンズの取り出しを達成する１つの例は、米国特許第５，０９４，６０９号および米国特許第５，０８０，８３９号（両者共キンド−ラーゼン［Ｋｉｎｄｔ−Ｌａｒｓｅｎ］に対する）に記載されている。
【００４９】
前述の好ましい方法は型の注型法を利用するが、別法として、回転注型法を使用し、ここで型の一方の部分のみに適当量の脱ガスしたモノマーを投与する。モノマーの閉じてない表面が所望の形状を取るようにさせる角速度で回転し、次いで紫外線または熱により重合を開始する。
【００５０】
前述の説明は例示のみを目的とし、本発明はその最も広い意味において特許請求の範囲に規定されている。
【００５１】
本発明の主な特徴および態様は、次の通りである。
【００５２】
１．工程：
モノマーを受容手段に供給し、
前記モノマーを受容手段からガス透過性管の中に前記管の一方の端を経てかつ前記管の内部長さに沿ってポンピングし、
前記管の外部の回りに大気圧より低い圧力に減圧下に引きかつ維持し、
前記モノマーを前記管の他方の端から取り出し、
前記モノマーを型の中に入れそしてモノマーを眼のレンズの形状を取るようにさせ、
前記モノマーをポリマーの眼のレンズに重合し、そして
前記重合した眼のレンズを前記型から取り出す、
ことを含む眼のレンズを製造する方法。
【００５３】
２．前記管内のモノマーの混合を誘発する工程をさらに含む上記第１項記載の方法。
【００５４】
３．前記型キャビティに要求される量より過剰の前記管から取り出される量のモノマーを前記受容手段に戻す工程をさらに含む上記第１項記載の方法。
【００５５】
４．前記モノマーがレンズに重合するまで、前記ガス透過性管から取り出された前記モノマーのための不活性の環境を維持する工程をさらに含む上記第１項記載の方法。
【００５６】
５．前記モノマーのポンピングをシリコーンゴムの管の中に行う上記第１項記載の方法。
【００５７】
６．モノマーを供給する手段、
前記モノマーを前記管の内部に供給するために前記モノマーを供給する前記手段に一方の端において接続されているガス透過性管、
前記ガス透過性管の回りのチャンバー、
前記チャンバーに接続されている大気圧より低い圧力を引きかつそれを維持する手段、及び
前記モノマーを前記管の他方の端から取り出しそしてレンズの型に移送する手段、
を具備することを特徴とする眼のレンズを製造する装置。
【００５８】
７．前記管内のモノマーの混合を誘発する手段をさらに含む上記第６項記載の装置。
【００５９】
８．前記混合を誘発する手段が静止ミキサーである上記第７項記載の装置。
【００６０】
９．前記型キャビティに要求される量より過剰の前記管の他方の端から取り出される量のモノマーを前記受容手段に戻す手段をさらに含む上記第６項記載の装置。
【００６１】
１０．前記ガス透過性管がシリコーンゴムから構成されている上記第６項記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】モノマーの脱ガスの種々の成分およびレンズ製造システムを示す簡素化フローチャートである。
【図２】図１の脱ガスのフローチャートの中に示す物理的装置の斜視図である。
【図３】脱ガスシステムの一部分からなる脱ガスユニットを断面で示す詳細な平面図である。
【図４】図２の脱ガスユニットの中に示しかつ静止フローミキサーチューブを管内に含む、個々のガス透過性管の１つを詳細に示す。
【図５】本発明のシステムのモノマー投与部分の部分断面斜視図である。
【符号の説明】
１０  容器
１２  ライン
１４  ポンプ
１６  ポンプの排出
１８  フィルター
２０  入口
２２  チャンバー
２４  管
２６  排出ライン
２８  真空ポンプ
３０  チャンバーの出口
３２  ライン
３４  酸素モニター
３６  ライン
３８  マニホールド
４０  精密投与ポンプ
４１  ポンプ制御装置
４２  戻りライン
４３  モノマー投与ステーション
４４  外側シリンダー状壁
４６  上部プレート
４８  下部プレート
５０  フランジ
５２  Ｏリング
５４  Ｏリング
５６  ボルト
５７  ライン
５８  マニホールド
６０  ガス透過性管
６２  マニホールド
６４  共通の管
６６  ステンレス鋼パイプ
６７  ステンレス鋼パイプ
６８  デルリンのブロック
７０  静止フローミキサーチューブ、静止フローミキサー
７２  ノズル
７４  型キャビティ
７６  入口管
７８  取付部品
８０  刻みをつけたナイロンのつまみねじ
８１  プラスチックのフェルール
８２  管
８４  ナイロンの刻みをつけたつまみねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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