(57)【要約】本願は、雄型（３）および雌型（５）を使用してコンタクトレンズを成形する方法に関する。該方法は、液状のレンズ形成材料を雌型内に導入するステップを含む。次いで雄型が雌型内に第一相対位置まで挿入され、雄型および雌型の組立体が形成され、型が一緒に成形キャビティ（１１）およびレンズ形成材料のためのリザーバ（２１）を画定する。雄型の第一位置への挿入中に、液状レンズ形成材料の一部分は、成形キャビティからリザーバへ追い出される。次いで、硬化中のレンズ形成材料の収縮を補償するためにレンズ形成材料がリザーバから成形キャビティ内へ流入することができるように、成形キャビティとリザーバとの間の通路を開いた状態に維持しながら、レンズ形成材料の硬化が成形キャビティ内で開始される。雄型をさらに雌型内に挿入するように、外力が型の組立体に加えられ、それによって成形キャビティを閉じ、かつ成形キャビティをリザーバから封止する。レンズ形成材料は、密閉された成形キャビティ内で最終的なガラス状固体状態への変態を完了することができる。形成されたコンタクトレンズは、レンズ形成材料がその最終的ガラス状固体状態に達した後、雄型および雌型の組立体から取り出される。本発明はまた、コンタクトレンズを成形するための装置にも関する。【選択図】図１
2007504018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型および雌型を使用してコンタクトレンズを成形する方法であって、
（ａ）液状のレンズ形成材料を前記雌型内に導入するステップと、
（ｂ）前記雄型を前記雌型内に第一相対位置まで挿入して、前記雄型および雌型の組立体を形成し、そこで前記両型が一緒に成形キャビティおよびレンズ形成材料用のリザーバを画定するステップと、
（ｃ）前記雄型のその前記第一位置への挿入中に、前記液状レンズ形成材料の一部を前記成形キャビティから前記リザーバへ追い出すステップと、
（ｄ）レンズ形成材料が前記リザーバから前記成形キャビティ内へ流動して、硬化中の前記レンズ形成材料の収縮を補償することができるように、前記成形キャビティと前記リザーバとの間の通路を開いた状態に維持しながら、前記成形キャビティ内の前記レンズ形成材料の硬化を開始するステップと、
（ｅ）前記型の組立体に外力を加えて前記雄型を前記雌型内にさらに挿入させ、それによって前記成形キャビティを閉じ、前記成形キャビティを前記リザーバから封止させるステップと、
（ｆ）前記密閉された成形キャビティ内で前記レンズ形成材料に最終的なガラス状の固体状態への変態を完成させるステップと、
（ｇ）前記レンズ形成材料がその最終的なガラス状固体状態に達した後、形成されたコンタクトレンズを前記雄型および雌型の組立体から取り出すステップと、を含むコンタクトレンズ成形方法。
【請求項２】
前記雄型および雌形の組立体を加熱して前記レンズ形成材料の硬化を開始させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも前記成形キャビティを閉止するまで前記雄型および雌型を加熱し、前記成形キャビティを閉止する前は、前記レンズ形成材料を前記レンズ形成材料のガラス転移温度より高い温度に維持し、
前記レンズ形成材料を前記閉止された成形キャビティでガラス転移温度未満に冷却し、
前記レンズ形成材料がそのガラス転移温度未満に冷却した後、前記成形キャビティから形成されたコンタクトレンズの取出しが行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記レンズ形成材料に増粘剤を添加して前記レンズ形成材料の粘度を増加させる、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
射出成形工程によって前記雄型および雌型を形成し、射出成形された雄型および雌型の各対を、単一のコンタクトレンズの形成に一度だけ使用するステップを含む、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
雄型および雌型の複数の対を射出成形し、
液状レンズ形成材料を前記複数の雌型内に堆積し、
前記複数の雄型を前記雌型内に挿入し、各々がそれぞれの雌型内の第一位置まで挿入される状態で、雄型および雌型の複数の組立体を形成し、
前記複数の雄型を全て同時にその第一位置からその第二位置まで変位させる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記雄型および雌型の組立体を硬化炉内に配置し、
タイミング手段を使用して前記硬化炉内の前記型の滞留期間のタイミングを図り、
第一測定された期間後に、各雄型に外力を加えて各雄型をその第一位置からその第二位置へ移動させる、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
雄型と、
雌型と、
前記雄型を前記雌型内に前記雌型に対する第一位置まで挿入し、それによって雌型および雄型の組立体を形成し、そこに前記レンズ形成材料の保持のための成形キャビティおよび余分のレンズ形成材料を貯蔵するためのリザーバが画定され、前記雄型が前記第一相対位置にあるときに前記成形キャビティおよび前記リザーバが流体連通するように構成された挿入手段と、
前記雄型を前記雌型内に前記雌型に対する第二位置までさらに挿入し、そこで成形キャビティが閉じられリザーバから封止されるように、前記雄型および雌型の組立体に外力を加えるためのラム手段と、を含むコンタクトレンズ成形装置。
【請求項９】
前記雄型が前記雌型内にその前記第一相対位置まで挿入されたときに押し退けられる余分な液状レンズ形成材料を、前記リザーバが受容することができる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記雄型および雌型が、三角形の断面の縁領域を持つ閉止された成形キャビティを提供するように形成される、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記雌型に環状リップが設けられる、請求項８または９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記環状リップが前記成形キャビティの半径方向に延びる面内に存する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記雄型には前記型の球状中心領域に隣接して円錐台形領域が設けられ、前記雄型がその前記第二位置にあるときに、前記円錐台形領域が前記雌型の前記環状リップと当接する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記雄型が円筒部を有し、前記雌型が合わせ円筒部を有し、合わされた円筒部は協働して前記雌型内の前記雄型の正しい配置を確実にする、請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記雄型および雌型の各々が射出成形された型であり、型の組立体が単一のコンタクトレンズの形成用である、請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記雄型および雌型の組立体の位置決めが可能な硬化炉を含む、請求項８ないし１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記硬化炉内の前記雄型および雌型の組立体の滞留期間のタイミングを図るためのタイミング手段と、選択された滞留時間に達したときに前記ラム手段による外力の適用を始動するためのトリガ手段とを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ラム手段が、前記雄型より上の上昇位置に質量を保持するための質量保持手段を含み、前記トリガ手段によってトリガされたときに前記保持手段が前記質量を解放し、次いで前記質量が落下して前記型の組立体に外力を加えるように構成された、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記質量をその前記上昇位置まで持ち上げるための持上げ機構をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記硬化炉の基部に複数列のローラが設けられ、前記列のうちの少なくとも一列内の少なくとも一つのローラが他の列内のローラより垂直方向に上向きに変位する、請求項１６ないし１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記ローラがローラボールである、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記雄型および雌型の組立体を前記硬化炉内で移送させるためのトレイを含み、前記トレイが、前記他のローラ列より垂直方向に上向きに変位した前記ローラ列内の各ローラの少なくとも一部分を受容するために、その下面に形成された凹所を有する、請求項２０または２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記トレイが、前記トレイの温度を制御するための少なくとも一つの一体化加熱素子を有する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
添付の図面に関連して本書で実質的に記載したステップを含む、コンタクトレンズを成形する方法。
【請求項２５】
添付の図面に関連して本書で実質的に記載しかつ図面に示した、コンタクトレンズを成形するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトレンズを成形する方法および該方法で使用するための成形装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、コンタクトレズを鋳型成形のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンタクトレンズの成形に使用されるモノマは一般的に、硬化中に体積が最高２０％収縮する。該収縮に対処することのできる成形方法および成形装置を考案することは技術的課題である。さもなければ、レンズ材は型表面から離反するかもしれない。また、成形されたレンズが非常に正確な形状であり、離型後にさらなる整形作業をほとんどまたは全く必要としないことを確実にすることも、技術的課題である。成形工程の信頼性は鍵であり、成形後不良率が大きければ、いかなる技術も実務的な見地から役に立たない。
【０００３】
国際公開特許第93/04848号（下記特許文献１）から、コンタクトレンズを雄型と雌型との間に形成される成形キャビティで鋳型成形することは公知である。型部分が適切に中心合わせされることも確実にしながら、それらが干渉することなく着座することを確実にするために、雌型の外周面は、雄型の内面を受容するようにテーパが付けられる。計量された量の液状モノマが成形キャビティ内に導入され、雄型および雌型が型締めされる。次いでモノマは紫外線に暴露させることにより重合され、型は解放される。しかし、この成形シーケンスは、成形キャビティが閉じられるときに気泡をその内部に捕捉させることがあり、捕捉されたガスは気泡として液状モノマ内に導入され、これは成形されたレンズの欠陥を導くことがある。液状モノマは粘度が低いので、成形キャビティが閉じられたときに、型の濡れ性は、表面張力および毛管効果のため問題を引き起こす。さらに、型が型締めされたときの成形キャビティの密閉は、モノマが収縮を補償するためにキャビティ内に引き戻されるのを妨げる。
【０００４】
米国特許第4113224号（下記特許文献２）および第4197266号（下記特許文献３）から、硬化中に成形キャビティ内のモノマが収縮すると、リザーバのモノマが成形キャビティ内に引き込まれるように、成形キャビティの外部にモノマのリザーバを提供することも公知である。しかし、これらの特許の方法では、モノマをリザーバから型内に逆流させることのできる、障害物の無い流路がもたらされない。代わりに、モノマは、型の不規則部（例えば小さい空隙および欠陥）を通して、リザーバから成形キャビティ内に引き戻されることがある。したがって、形成されたレンズは不規則な縁を有し、使用前にさらなる加工を必要とする。そうでなければ、型は密閉され、リザーバから成形キャビティへのモノマの移送ができず、収縮の補償が得られない。
【０００５】
さらに、欧州特許第0383425号（下記特許文献４）から、雌型の内部で滑り嵌めされる雄型を提供することは公知である。該方法は、収縮による成形キャビティの減圧に頼って型を一つに引き寄せる。雄型と雌型との間にヒンジ効果が形成され、それに頼って型締めさせることができる。ヒンジは移動に対する抵抗をもたらす。これは、成形キャビティ内部の比較的高い負圧を導くことがある。
【０００６】
雄型および雌型が軸方向に整列するように緊密に滑り嵌めする表面を有する、さらなる構成が米国特許第5,143,660号（下記特許文献５）から公知である。レンズは加圧容器内で硬化され、増大した圧力が雄型および雌型を一つに結合させる。しかし、増大した圧力は型を屈曲させ、これは成形されたレンズの不正確さを導くことがある。
【特許文献１】国際公開特許第93/04848号
【特許文献２】米国特許第4113224号
【特許文献３】米国特許第4197266号
【特許文献４】欧州特許第0383425号
【特許文献５】米国特許第5,143,660号
【発明の開示】
【０００７】
第一の側面では、本発明は、雄型および雌型を使用してコンタクトレンズを成形する方法であって、
（ａ）液状のレンズ形成材料を雌型内に導入するステップと、
（ｂ）雄型を雌型内に第一相対位置まで挿入して、雄型および雌型の組立体を形成し、そこで型が一緒に成形キャビティおよびレンズ形成材料用のリザーバを画定するステップと、
（ｃ）雄型のその第一位置への挿入中に、液状レンズ形成材料の一部を成形キャビティからリザーバへ追い出すステップと、
（ｄ）レンズ形成材料がリザーバから成形キャビティ内へ流動して、硬化中のレンズ形成材料の収縮を補償することができるように、成形キャビティとリザーバとの間の通路を開いた状態に維持しながら、成形キャビティ内でレンズ形成材料の硬化を開始するステップと、
（ｅ）型の組立体に外力を加えて雄型を雌型内にさらに挿入させ、それによって成形キャビティを閉じ、成形キャビティをリザーバから封止させるステップと、
（ｆ）密閉させた成形キャビティ内でレンズ形成材料に最終的なガラス状の固体状態への変態を完成させるステップと、
（ｇ）レンズ形成材料がその最終的なガラス状固体状態に達した後、形成されたコンタクトレンズを雄型および雌型の組立体から取り出すステップと、を含むコンタクトレンズ成形方法を提供する。
【０００８】
成形キャビティは、中の材料が硬化するまで（少なくとも部分的に）開いた状態に維持され、これは、雄型および雌型に応力を誘発することなく、材料の収縮を発生させることを可能にし、好都合である。
【０００９】
型の組立体に外力を加えることにより、結果的に雄型が第二相対位置に変位することは理解させるであろう。雄型が前記第二位置にあるときに、成形キャビティはリザーバから封止される。
【００１０】
成形キャビティ内の減圧は、溶解ガスを溶液から放出させ、レンズ形成材料に気泡を形成させるおそれがある。これらの気泡は、それが硬化するときに材料内に捕捉され、次いでレンズの欠陥を引き起こすおそれがある。しかし、成形キャビティを開いた状態に維持することにより、気泡は溶液から放出され、材料内に捕捉されることなく、成形キャビティから排出される。したがって、問題は改善される。
【００１１】
さらに、レンズ形成材料は（少なくとも部分的に）、雄型が前記第二位置に変位する前に硬化するので、レンズ形成材料は、成形キャビティが閉じる前に粘着性になっており、したがって成形キャビティが閉じるときに、気泡が捕捉される可能性は低減される。表面張力および毛管力の悪影響は大幅に改善される。
【００１２】
レンズを形成するための材料はモノマであることが好ましい。レンズを形成するための材料は、雌型内に液体として導入される。収縮は特に、材料が例えば液体からゲルへ、かつゲルから固体へ相変化を受けるときに発生する傾向がある。したがって、成形キャビティは材料が液状からゲル状への相変化を受けるまで開いた状態に維持される。
【００１３】
レンズ形成材料の粘度を高めるために、レンズ形成材料に増粘剤を添加することが好ましい。レンズ形成材料は、重合が完了するまで、材料のガラス転移温度より上の温度で型内に維持することが好ましい。成形キャビティ内のポリマは、それがガラス転移温度未満になるまで、真のガラス状固体にはならない。ガラス転移温度より上に維持される間、ポリマは変形可能であり、温度が高ければ高いほど、材料は柔軟である。
【００１４】
外力は、油圧式または空気圧式ラムによるなど、機械的装置によって直接加えることが好ましい。しかし、外力は、一方の型が支持されている間に他方の型に対して下方に作用するおもりによって加えることが最も好ましい。一方の型は他方の型の上に配設され、おもりは、必要な閉止力がもたらすように型に直接作用することが最も好ましい。力は、成形キャビティ内でレンズを形成するレンズ形成材料がリザーバ内の材料から分断されることを確実にしながら、雄型または雌型の合わせ面に沿ったどちらの変形（それは結果的に形成されたレンズの欠陥を生じる）も回避するように、選択しなければならない。
【００１５】
さらなる側面では、本発明は、コンタクトレンズを成形するための装置であって、
雄型と、
雌型と、
雄型を雌型内に雌型に対する第一位置まで挿入し、それによって雄型および雌型の組立体を形成し、そこにレンズ形成材料の保持のための成形キャビティおよび余分のレンズ形成材料を貯蔵するためのリザーバが画定され、雄型が第一相対位置にあるときに成形キャビティおよびリザーバが流体連通するように構成された挿入手段と、
雄型を雌型内に雌型に対する第二位置までさらに挿入し、そこで成形キャビティが閉じられリザーバから封止されるように、雄型および雌型の組立体に外力を加えるためのラム手段と、を含むコンタクトレンズ成形装置を提供する。
【００１６】
雄型と雌型との間により確実な環状シールを形成するために、雌型は雄型に当接するのに適した環状リップを設ける（または逆に雄型が雌型に当接するのに適した環状リップを設ける）ことが好ましい。さらに、雄型は、雌型の環状リップに当接するための円錐台形領域を設ける（または逆に雌型が雄型の環状リップに当接するための円錐台形領域を設ける）ことが好ましい。
【００１７】
合わせ型は合わせ円筒部を有することが好ましい。この構成は雄型および雌型を軸方向に好都合に整列させ、また加えられる閉止力が雄型および雌型の相互に対する移動中ずっと一定に維持されることを確実にするのに役立つ。
【００１８】
ラム手段は、使用中に型の組立体に作用する質量を含むことが好ましい。単一の質量を（例えば雄型および雌型の各組立体に関連付けられる突起を設けることにより）型の複数の組立体に作用するために使用することができるが、雄型および雌型の各組立体に単一の質量を設けることが好ましい。
【００１９】
重力荷重を利用する構成では、装置は、単数または複数の質量を持ち上げるための持上げ機構をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
雄型および雌型の単数または複数の組立体は、トレイ内に入れて炉内を移送されることが好ましく、炉はトレイを移動させるための複数列のローラを含むことが好ましい。さらに好ましくは、前記列内の少なくとも一つのローラは、他の列内のローラから垂直方向に上向きに変位することが好ましい。ローラの列の少なくとも一つの垂直方向の変位はトレイ用のガイドとして作用し、横方向のトレイの熱膨張を促進する。ローラはローラボールであることが好ましい。
【００２１】
トレイは、トレイ全体の温度のより正確な制御を可能とするように、それに組み込まれた少なくとも一つの加熱素子を有することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
これから、本発明に係る好適な方法を、単なる例として、該方法で使用するための成形装置の好適な実施形態を示す添付の図面を参照しながら説明する。
【００２３】
成形装置１は雄型３および雌型５を含む。雄型３および雌型５はポリプロピレンから射出成形され、実質的に非可撓性であることが好ましい。型３および５は、単一のコンタクトレンズの製造に一回だけ使用されるためのものであるが、型３および５は高い寸法精度で形成される。
【００２４】
雄型３は凸状成形面７を有し、雌型は凹状成形面９を有する。成形面７および９は、横断面が略円形である。
【００２５】
モノマからコンタクトレンズ（図示せず）がその中で成形される成形キャビティ１１は、凸面７と凹面９との間に画定される。雄型３の凸面７はコンタクトレンズの内面を画定し、雌型５の凹面９は外面を画定する。
【００２６】
雄型３は外側円筒面１３を備え、雌型５は合わせ内側円筒面１５を備える。円筒面１３および１５は、雄型３が雌型５内に締まり嵌めされるような大きさに作られる。表面１３および１５の相互作用は、雄型３および雌型５が軸方向に整列されることを確実にする。
【００２７】
環状リップ１７は、雌型５の凹面９の周りに設けられる。リップ１７は約９０°の内角を有し、外縁１９を画定する。外縁１９は平面図では円形であり、成形キャビティ１１の縁を画定する。したがって、レンズの半径方向最外縁は縁１９によって画定される。
【００２８】
雄型３の凸面７の周りには環体２０が設けられる。環体２０および雄型３の凸面７はつなぎ目２２に沿って会合する。
【００２９】
リップ１７および環体２０は略均等なプロファイルを有し、縁１９はつなぎ目２２の半径方向外側で環体２０に当接し、雄型３が図２ａおよび２ｂに示すように雌型５内に完全に変位したときに、成形キャビティ１１を密閉する。約７０°の内角は成形キャビティ１１で、リップ１７および環体２０が当接したときに、それらの間に画定される。
【００３０】
縁１９がつなぎ目２２から半径方向外側で環体２０と係合すると、環体２０の一部分２８は、成形キャビティ１１内で形成されるレンズの内面の外周部分を画定する。この部分２８は雄型３の凸面７から角度的に偏位し、結果的に得られるレンズには、レンズの半径方向に延びる断面で見たときに三角形のテーパ縁が形成される。縁は、隣接するレンズ面から内向きに延びてレンズの円形リムで会合する二つの表面を含む。この構成はレンズの付け心地が良くなるので好ましい。図では、テーパ縁の二つの表面が事実上円錐台形として図示されるが、それらは丸みを帯びたリムで会合するＲ面とすることができる。
【００３１】
オーバフローキャビティまたはリザーバ２１は、雄型３および雌型５の間にリップ１７および環体２０の半径方向外側、および協働する面１３および１５の半径方向内側に画定される。図示した実施形態では、リザーバ２１は環状であるが、代替実施形態では、キャビティ２１は成形キャビティ１１全体の周囲に延在する必要はない。
【００３２】
雄型および雌型２および５に、それらの取扱いを補助するために外周フランジ２２および２４が設けられる。したがって、モノマの硬化をより正確に制御することができる。
【００３３】
雄型３および雌型５は、成形工程中に型が著しく屈曲しないように選択された厚さに形成される。本発明の意図は、表面を形成する球面レンズがレンズの成形中に撓まないように、型を事実上非可撓性にすることである。
【００３４】
コンタクトレンズを硬化させるための炉２５を図３に示す。雄型３および雌型５は、トレイ２６の上面に形成された凹所内に嵌め込まれる。トレイ２６は、炉内を図３の面に垂直な軸に沿って移動し、例えば１００対の雄型３および雌型５を１０×１０の配列で収容することができる。
【００３５】
トレイ全体の温度制御を容易にするために、少なくとも一つの加熱素子（図示せず）がトレイ２６の内部に設けられる。この構成は、トレイ２６内の全ての型３および５に対して温度を一定に維持することを可能にする。
【００３６】
トレイ２６は、平行な三列のローラボール２７Ａ、２７Ｂ、および２７Ｃ上に摺動自在に装着される。中央の例２７Ｂは、両側の列２７Ａおよび２７Ｃに対して上方に変位し、トレイ２６の基部にある長手方向の溝２９内に受容される。この構成は、トレイ２６の横方向の熱膨張を可能にしながら、炉２５中でトレイ２６を有利に誘導する。
【００３７】
おもり３１は、（分かり易くするために一つのおもりしか図示しないが）トレイ２６内の型３および５の各対に関連付けられる。おもり３１はヘッド部３５と、テーブル３３内に摺動自在に装着される軸部３７とを有する。テーブル３３はそれ自体、油圧式ラムによって垂直方向に変位可能である。
【００３８】
テーブル３３はラム３９によって持ち上げられるときに、ヘッド部３５の下面に係合して、おもり３１を持ち上げる。テーブル３３が下降されるときに、おもり３１は関連付けられる雄型３の上面に載置し、それによって閉止力を外部から加える。その最下位置で、おもりのヘッド部３５は、テーブル３３の上面から上方に間隔を置いて配置され（つまりテーブル３３は過剰移動する）、それがテーブル３３の上に載置されないことを確実にする。したがって、均等な外部荷重がおもり３１によって加えられる。
【００３９】
本発明に従ってレンズを製造する方法について、これから、単一のレンズを参照しながら説明するが、実際には、多数のレンズ（例えば１００個）が同時に生産されることは理解されるであろう。
【００４０】
第一段階は、公知の技法に従ってプラスチック材から雄型および雌型５を射出成形することである。下述する理由のため、ポリプロピレンを使用することが好ましい。ポリプロピレン型は、それらが成形機から取り出されたときに比較的高温であり（一般的に８０℃）、したがってそれらを使用する前に冷却される。型を冷却させなければ、型の温度は、液状モノマがそれらに導入されたときに、その重合を偶発的にトリガさせるかもしれない。
【００４１】
雌型５は次いでトレイ２６内に配置され、予め定められた量の液状モノマ（例えばヒドロキシメチルメタクリレート）が雌型内に導入される。次いで、雄型３が雌型５内に第一位置まで挿入され、そこで成形キャビティ１１は図１に示すようにその上端で開いた状態に維持される。雌型５内への雄型３の挿入は、モノマ材の一部を成形キャビティ１１からリザーバ２１へ押し退ける。実際には、液状モノマは単一の雌型５内に導入され、次の対の雄型および雌型に対して工程が繰り返される前に、雄型３がその雌型内に導入される。つまり雄型および雌型の組立体は、同時にではなく、連続的に形成される。
【００４２】
次いで、トレイ２６は炉２５へ移送され、モノマを硬化させるために１００℃を超える温度に加熱される。各成形キャビティ内の液状モノマは、炉の熱によってトリガされると重合する。硬化炉内の加熱後、熱開始剤は遊離基を放出させ、それが重合反応を開始させる。放出される遊離基の量は、温度と共に指数関数的に増大する。一般的に、大気温度で熱開始剤が利用可能な遊離基の半分を放出するために要する時間（半減期）は、数日または数ヶ月である。１００℃では、それは非常に短い。つまり数分である。
【００４３】
重合中にポリマ鎖は長さが増大し、絡合し、次いで架橋し、この結果粘度が増大する。
【００４４】
モノマは硬化すると（つまりそれが重合すると）、特にそれが相変化を受けるときに、収縮する。雄型３が第一位置にあるときに、成形キャビティ１１は開いた状態に維持され、収縮が発生したときに、モノマ（前にレンズ形成キャビティ１１から追い出された）をリザーバ２１からレンズ形成キャビティ１１に引き戻すことができる。さらに、成形キャビティ１１を開いた状態に維持することにより、モノマ中の気泡（モノマの硬化および収縮中に形成される）を成形キャビティ１１から逃がすことができる。モノマが液体からゲルへの相変化を受ける少なくとも初期期間中は、成形キャビティ１１は開いた状態に維持される。モノマが重合を開始する間、雄型３は第一位置に維持され、成形キャビティ１１は開いた状態である。この工程中、最初にポリマ鎖が形成され、次いで長さが成長し、次いで強化され、粘度を増大して最終的に架橋が形成される。
【００４５】
炉２５の温度は、結果的に得られるポリマが変形可能に維持されるように、液状モノマの重合から発生するポリマのガラス転移温度（Ｔｇ）より高く維持される。
【００４６】
液状モノマからポリマへの転化中に、雄型３は雌型５に対してその第二位置まで変位し、それによって成形キャビティ１１は閉止され、成形キャビティ内のレンズ材は過剰レンズ材のリザーバ内の材料から分断される。型の閉止のタイミングは実験に基づいて決定される。一方で、前に追い出された材料のリザーバから型への逆流によって、できるだけ多くの重合収縮を吸収するように、型の閉止をできるだけ遅らせることが最良である。他方、転化があまり進みすぎると、型の閉止がレンズ材に応力を誘発する危険性がある。したがって、材料がまだ充分に移動可能でありリザーバから引き込むことができる間は、型を開いておくことによって、型内の材料の早期収縮を補償することが最良である。次いで、型を閉止することによって材料に応力を誘発するかなりの危険性があるというレベルまで材料の粘度が増大する前に、型を閉じる。
【００４７】
成形キャビティの閉止後、モノマからポリマへの転化が完了するまで、材料の温度はそのガラス転移温度（Ｔｇ）より高く維持される。
【００４８】
転化が完了した後、次いで材料は冷却され、温度がＴｇ未満まで低下すると、材料はそのガラス状態に入る。
【００４９】
材料がガラス転移温度（Ｔｇ）未満まで冷却されると、レンズ形成材料の体積収縮はかなりのものになるかもしれないが、レンズの形状はすでに完全に形成されているので、例えばさらなる収縮がレンズを型面から引き離しても、レンズの品質は低下しない。
【００５０】
ガラス転移温度（Ｔｇ）を超える温度が高ければ高いほど、レンズ形成材料は軟質になる。しかし、型３および５が前記第二位置まで相互に対して変位したときに、レンズ形成材料に残留正圧が形成されるように、温度は、雄型および雌型が合わされたときに、レンズ形成材料が粘性であることを確実にするように制御することが好ましい。この残留正圧は、後で発生するかもしれない収縮に備え、かつ成形キャビティ１１内の負圧によって生じるかもしれない型３および５の変形を最小化するのに役立つことができる。成形キャビティ１１が閉じられるときのレンズ形成材料の粘度もまた、レンズ形成材料内に形成される気泡の数および大きさを低減するのに役立つことができる。成形工程中にレンズ形成材料の粘度を高めるように、レンズ形成材料に増粘剤を添加することが望ましいかもしれない。増粘剤は、グリセロールのような可塑剤でもあることが好ましい。増粘剤はポリマのガラス転移温度（Ｔｇ）を降下させ、レンズ形成材料の全体的収縮をも低減することが好都合である。
【００５１】
工程全体を通して、炉温は雄型３および雌型５の溶融温度（ポリプロピレン型の場合は１７０℃）未満に維持しなければならない。
【００５２】
雄型３が雌型５に対して第二位置まで変位すると、リップ１７および環体２０は相互に当接して、成形キャビティ１１を密閉する。雄型３は、おもり３１によって外部閉止力を加えることによって、その第二位置まで変位される。特に、トレイ３３はその最下位置まで変位され、おもり３１は雄型３の上に載置される。上述の通り、テーブル３３は過剰移動して、（テーブル３３が持ち上げられているときを除いて）おもり３１がテーブル３３の上に載置しないことを確実にし、一定荷重が加えられることを確実にする。重力荷重を使用して外力を加えることにより、所定の荷重が高い精度および再現性で加えられることが確保される。
【００５３】
雄型３がその第二位置にある状態で、上述の通り、成形キャビティ内のポリマは冷却され、ガラス状固体になる。雄型３および雌型５は次いで分離され、成形されたコンタクトレンズが取り出され、公知の技術に従って処理される。しかし、雄型および雌型の構成、特に本書で述べたリップ１７の配置は、成形レンズの縁の正確な画定を促進する。したがって、本発明に従って成形されたレンズに対する成形後の加工を低減することができる。
【００５４】
二つの型３および５は一緒に使い捨てキャストを形成する。それらは、単一のレンズの形成に使用され、次いで処分されるか、あるいはリサイクルされて新しい型の形成用の原料になる。二つの型３および５は実質的に非可撓性であり、該成形法は、成形工程の重要な要素として型の屈曲に依存しない。これは、工程が高い精度で再現可能であること、つまりは排斥しなければならない不良形状のレンズを容認できないほど高い率で発生しないことを、確実にするために重要である。該工程は縁１９の変形を回避し、縁１９の対向面への侵入を回避する。これは工程の精度および再現性を高める。
【００５５】
本発明の工程では、雌型に対する雄型の最終移動が、モノマの収縮によって成形キャビティ内に形成される真空のみによるのではなく、外力によってもたらされることが重要である。該方法は、硬化の初期部分に形成される真空を利用して、型部材の移動または屈曲をもたらすのではなく、前に追い出されたモノマをキャビティ内に逆流させる。これは、そのままでは形成されるコンタクトレンズ内に気泡を形成するガスのためのキャビティ１１からの解放経路を可能にするという追加の利点を有する。
【００５６】
外力を使用して二つの型部品を当接させる最終段階は、形成されるレンズの縁が、粗くかつ不適切に画定されるのではなく、明瞭に画定され、かつ平滑であることを確実にする。三角形の断面（半径方向に延びる面の断面で見たとき）の縁の形成は、結果的に得られるコンタクトレンズの付け心地にとって非常に重要である。外力は、成形キャビティ内のレンズ形成材料をリザーバ内の材料から分断するのに充分であるが、結果的に仕上げられたレンズに望ましくない不規則性をもたらすような、雄型および雌型の変形（特にそれらの間の係合線に沿って）を生じさせるには充分でないように選択される。閉止力は、レンズが過剰レンズ材のリザーバから効果的に分断されることを確実にするように維持される。
【００５７】
硬化したレンズは、希望する場合、数ヶ月間、ポリプロピレンの内部に保存することができる。しかし、ポリプロピレンは年月と共に脆化し、したがってレンズは過度の期間にわたって型内に保存しないことが好ましい。
【００５８】
モノマの重合は酸素の存在によって阻害されることがあり、この理由のため、ポリプロピレンは優れた酸素障壁を提供するので、雄型３および雌型５を作成するのに特に適した材料である。さらに、ポリプロピレンは、モノマの重合活性化温度より高い、約１７０℃の溶融温度を有する。ポリプロピレンはまた優れた離型性を有するので、成形レンズの雄型３および雌型５からの抜取りがより容易に促進される。
【００５９】
上述した方法は、硬化段階の終了（つまり重合の終了）の判断にセンサを使用せず、代わりに実験を行って硬化段階の期間のタイミングを図る。タイマは、硬化炉内の型の配置の期間を記録し、かつトレイ３３の下降を硬化／重合中の最適時間に発生させるようにタイミングを図るために使用される。言うまでもなく、代替的方法では、センサを使用して、いつ外力を加えて成形キャビティを閉止するかを決定することができる。
【００６０】
重合が開始する前、それが行われている間、またはそれが実質的に完了した後で、結果的に得られるポリマのガラス転移温度（Ｔｇ）より高いレンズ形成材料の加熱を発生させることができる。実際、（他の開始方法も考えられるが）レンズ形成材料の加熱で重合を開始させることができる。
【００６１】
本発明を雄型３および雌型５ならびに炉２３の特定の実施形態に関連して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形を施すことができることを熟練者は理解されるであろう。例えば、炉２５は従来の炉に置き換えることができる。
【００６２】
本書で使用する用語ポリマは、コポリマを含む。さらに、レンズを形成するための出発材料は必ずしもモノマではなく、ポリマとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】型が第一相対位置に配置され、成形キャビティが開いた状態にある、成形装置の好適な実施形態における雄型および雌型の断面図である。
【図２】図２ａおよび２ｂは、第二相対位置で成形キャビティが閉じた状態にある、図１の雄型および雌型の断面図である。
【図３】本発明に従ってレンズを硬化させるための炉の横断面図である。
【図１】
2007504018.tif 000003
【図２】
2007504018.tif 000004
【図３】
2007504018.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月24日(2005.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型および雌型を使用してコンタクトレンズを成形する方法であって、
（ａ）液状のレンズ形成材料を前記雌型内に導入するステップと、
（ｂ）前記雄型を前記雌型内に第一相対位置まで挿入して、前記雄型および雌型の組立体を形成し、そこで前記両型が一緒に成形キャビティおよびレンズ形成材料用のリザーバを画定するステップと、
（ｃ）前記雄型のその前記第一位置への挿入中に、前記液状レンズ形成材料の一部を前記成形キャビティから前記リザーバへ追い出すステップと、
（ｄ）レンズ形成材料が前記リザーバから前記成形キャビティ内へ流動して、硬化中の前記レンズ形成材料の収縮を補償することができるように、前記成形キャビティと前記リザーバとの間の通路を開いた状態に維持しながら、前記成形キャビティ内の前記レンズ形成材料の硬化を開始するステップと、
（ｅ）前記型の組立体に外力を加えて、前記雄型を前記雌型内に前記雌型に対する第二位置までさらに挿入させ、そこで前記成形キャビティが閉じられ、かつ前記リザーバから封止されるようにしたステップと、
（ｆ）前記密閉された成形キャビティ内で前記レンズ形成材料に最終的なガラス状の固体状態への変態を完成させるステップと、
（ｇ）前記レンズ形成材料がその最終的なガラス状固体状態に達した後、形成されたコンタクトレンズを前記雄型および雌型の組立体から取り出すステップと、を含むコンタクトレンズ成形方法。
【請求項２】
前記雄型および雌形の組立体を加熱して前記レンズ形成材料の硬化を開始させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも前記成形キャビティを閉止するまで前記雄型および雌型を加熱し、前記成形キャビティを閉止する前は、前記レンズ形成材料を前記レンズ形成材料のガラス転移温度より高い温度に維持し、
前記レンズ形成材料を前記閉止された成形キャビティでガラス転移温度未満に冷却し、
前記レンズ形成材料がそのガラス転移温度未満に冷却した後、前記成形キャビティから形成されたコンタクトレンズの取出しが行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記レンズ形成材料に増粘剤を添加して前記レンズ形成材料の粘度を増加させる、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
射出成形工程によって前記雄型および雌型を形成し、射出成形された雄型および雌型の各対を、単一のコンタクトレンズの形成に一度だけ使用するステップを含む、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
雄型および雌型の複数の対を射出成形し、
液状レンズ形成材料を前記複数の雌型内に堆積し、
前記複数の雄型を前記雌型内に挿入し、各々がそれぞれの雌型内の第一位置まで挿入される状態で、雄型および雌型の複数の組立体を形成し、
前記複数の雄型を全て同時にその第一位置からその第二位置まで変位させる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記雄型および雌型の組立体を硬化炉内に配置し、
タイミング手段を使用して前記硬化炉内の前記型の滞留期間のタイミングを図り、
第一測定された期間後に、各雄型に外力を加えて各雄型をその第一位置からその第二位置へ移動させる、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法によってコンタクトレンズを成形するための装置であって、
雄型と、
雌型と、
前記雄型を前記雌型内に挿入するための挿入手段と、
ラム手段と、を含んでおり、
各コンタクトレンズの作成において、前記装置が、
前記雄型を前記雌型内に前記雌型に対する第一位置まで挿入し、前記雄型が前記雌型内に挿入されたときに、前記雄型および前記雌型が一緒に成形キャビティおよびレンズ形成材料用のリザーバを画定し、
事前に前記雌型内に導入された液状のレンズ形成材料は、一部が前記雄型および雌型によって画定された成形キャビティ内に閉じ込められ、かつ一部が前記雄型の前記雌型内への挿入中に前記成形キャビティから前記リザーバへ追い出され、
レンズ形成材料が前記リザーバから前記成形キャビティ内へ流動して、硬化中の前記レンズ形成材料の収縮を補償することができるように、前記雄型が前記第一位置にあり、それによって前記成形キャビティと前記リザーバとの間の通路が開いた状態に維持される間に、前記成形キャビティ内の前記レンズ形成材料の硬化を開始し、
前記ラム手段が前記型の組立体に外力を加えて、前記雄型を前記雌型内に前記雌型に対する第二位置までさらに挿入させ、そこで前記成形キャビティが前記リザーバから封止されるようにし、
前記レンズ形成材料を、前記密閉された成形キャビティ内で一定のガラス状固体状態への変態を完了させる、ことによって作動するように構成されているコンタクトレンズ成形装置。
【請求項９】
前記雄型および雌型が、三角形の断面の縁領域を持つ閉止された成形キャビティを提供するように形成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記雌型に環状リップが設けられる、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記環状リップが前記成形キャビティの半径方向に延びる面内に存する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記雄型には前記型の球状中心領域に隣接して円錐台形領域が設けられ、前記雄型がその前記第二位置にあるときに、前記円錐台形領域が前記雌型の前記環状リップと当接する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記雄型が円筒部を有し、前記雌型が合わせ円筒部を有し、合わされた円筒部は協働して前記雌型内の前記雄型の正しい配置を確実にする、請求項８ないし１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記雄型および雌型の各々が射出成形された型であり、型の組立体が単一のコンタクトレンズの形成用である、請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記雄型および雌型の組立体の位置決めが可能な硬化炉を含む、請求項８ないし１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記硬化炉内の前記雄型および雌型の組立体の滞留期間のタイミングを図るためのタイミング手段と、選択された滞留時間に達したときに前記ラム手段による外力の適用を始動するためのトリガ手段とを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ラム手段が、前記雄型より上の上昇位置に質量を保持するための質量保持手段を含み、前記トリガ手段によってトリガされたときに前記保持手段が前記質量を解放し、次いで前記質量が落下して前記型の組立体に外力を加えるように構成された、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記質量をその前記上昇位置まで持ち上げるための持上げ機構をさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記硬化炉の基部に複数列のローラが設けられ、前記列のうちの少なくとも一列内の少なくとも一つのローラが他の列内のローラより垂直方向に上向きに変位する、請求項１５ないし１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記ローラがローラボールである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記雄型および雌型の組立体を前記硬化炉内で移送させるためのトレイを含み、前記トレイが、前記他のローラ列より垂直方向に上向きに変位した前記ローラ列内の各ローラの少なくとも一部分を受容するために、その下面に形成された凹所を有する、請求項１９または２０に記載の装置。
【国際調査報告】
2007504018.tif 000006
2007504018.tif 000007
2007504018.tif 000008
2007504018.tif 000009
2007504018.tif 000010