(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成する方法は、
硬化システムのハウジング内に配置された第１光源と第２光源の間に複数のコンタクトレンズ型アセンブリを配置する段階であって、複数のコンタクトレンズ型アセンブリは各々がシリコーンヒドロゲルレンズ前駆体組成物を有しており、硬化システムはハウジングにより外郭が画定されたチャンバ内を移動可能であるとともに複数のコンタクトレンズ型アセンブリを保持するよう構成されたキャリアを有しており、第１光源はハウジング内に配置されるにあたりキャリアの第１の側から離隔した位置にあって全体的にキャリアの第１の側に対面していることで、複数のコンタクトレンズ型アセンブリ内の前駆体組成物の重合化を容易にするのに有効な光を供与し、第２光源はハウジング内に配置されるにあたりキャリアの第２の側から離隔した位置にあって全体的にキャリアの第２の側に対面していることで、複数のコンタクトレンズ型アセンブリ内の前駆体組成物の重合化を容易にするのに有効な光を供与し、硬化システムは第１の概ね平坦な光学面と第２の概ね平坦な光学面を更に有しており、第１の概ね平坦な光学面は複数のコンタクトレンズ型アセンブリから離隔した位置にあってハウジング内に設置されることで、チャンバの縦長方向に対して概ね直交して配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリの上に第１光源からの光を概ね均一な強度で供与し、第２の概ね平坦な光学面は複数のコンタクトレンズ型アセンブリから離隔した位置にあってハウジング内に設置されることで、チャンバの縦長方向に対して概ね直交して配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリの上に第２光源からの光を概ね均一な強度で供与するようにした段階であって、前記第１の概ね平坦な光学面および前記第２の概ね平坦な光学面は互いに異なる反射率を有している該段階と、
複数の重合したシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを形成するのに有効な紫外線強度でキャリアによって保持された複数のコンタクトレンズ型アセンブリを紫外線に露出するようにした段階とを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記前駆体組成物が露出される前記紫外線強度は、３μＷ／ｃｍ２と６００μＷ／ｃｍ２の間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コンタクトレンズ型アセンブリの前記表面で測定される前記紫外線強度は、１００μＷ／ｃｍ２と２０００μＷ／ｃｍ２の間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記コンタクトレンズ型アセンブリの前記表面で測定される前記紫外線強度は、５０μＷ／ｃｍ２と２０００μＷ／ｃｍ２の間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記前駆体組成物が露出される前記紫外線強度は、５μＷ／ｃｍ２と４００μＷ／ｃｍ２の間であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１の光学面および第２の光学面は各々が概ね平坦な面を有しており、概ね平坦な面はチャンバの縦長方向に対して概ね直交してキャリア上に配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリに亘って延びているとともに、チャンバの縦長方向に対して概ね平行にキャリア上に配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリに亘って延びていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記紫外線強度は、前記露出中に平均光強度値から５％から３０％変動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの光センサ装置を用いて前記紫外線強度をモニタする段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記露出する段階は、少なくとも４０分間行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のコンタクトレンズ型アセンブリを前記露出段階の前に時期尚早に紫外線に露出されないように遮蔽する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
重合可能な組成物から複数のシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成するためのシステムであって、システムは、
入口部分および出口部分が設けられているとともに入口部分から出口部分まで延びているチャンバの外郭を画定しているハウジングと、
チャンバ内において入口部分と出口部分との間を移動可能であり、複数のコンタクトレンズ型アセンブリを保持するよう構成されたキャリアと、
重合可能なシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズ前駆体組成物を包含してキャリア上に設けられた複数のコンタクトレンズ型アセンブリであって、その各々の前面型部分および背面型部分を一緒に集成することで凹型レンズ成形面および凸型レンズ成形面を設けるようにしたコンタクトレンズ型アセンブリと、
ハウジング内に配置されるにあたりキャリアの第１の側から離隔した位置にあって全体的にキャリアの第１の側に対面していることで複数のコンタクトレンズ型アセンブリ内の重合可能な組成物の重合化を容易にするのに有効な光を供与するようにした第１紫外線源と、ハウジング内に配置されるにあたりキャリアの第２の側から離隔した位置にあって全体的にキャリアの第２の側に対面していることで、複数のコンタクトレンズ型アセンブリ内の重合可能な組成物の重合化を容易にするのに有効な光を供与するようにした第２紫外線源と、
複数のコンタクトレンズ型アセンブリから離隔した位置にあってハウジング内に設置されることで、チャンバの縦長方向に対して概ね直交して配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリの上に第１紫外線源からの光を概ね均一な強度で供与するようにした第１光学面と、
複数のコンタクトレンズ型アセンブリから離隔した位置にあってハウジング内に設置されることで、チャンバの縦長方向に対して概ね直交して配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリの上に第２紫外線源からの光を概ね均一な強度で供与するようにした第２光学面とを備えており、
第１光学面および第２光学面は各々が概ね平坦な面を有しており、概ね平坦な面はチャンバの縦長方向に対して概ね直交してキャリア上に配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリに亘って延びているとともに、チャンバの縦長方向に対して概ね平行にキャリア上に配置された複数のコンタクトレンズ型アセンブリに亘って延びており、
前記第１光学面および前記第２光学面は互いに異なる反射率を有しており、
キャリアは、その上に設けられた複数のコンタクトレンズ型アセンブリの各々を第１紫外線源と第２紫外線源の両方の光源からの光に露出させることができるよう構成されている、システム。
【請求項１２】
前記キャリアには複数の貫通穴が設けられており、貫通穴は各々が、キャリア上に設けられた複数のコンタクトレンズ型アセンブリのうちの１つをその中に載置することができるようにするのに好適な寸法および形状に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記キャリアに前記チャンバを通過させるように構成されたコンベヤアセンブリを更に備えている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ハウジングの前記入口部分は、前記キャリアが前記入口部分の中に置かれると、有効な光を前記キャリアが受光しないように遮断するよう構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記入口部分は閉鎖可能な前庭を有していることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
ＤＩＸ  ３６５Ａ  センサを備えたスペクトロ二クス社製のデジタル放射計ＤＲＣ−１００Ｘを用いて測定された場合には１００μＷ／ｃｍ２から２０００μＷ／ｃｍ２の範囲の強度で前記キャリアに光を供与するよう構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１光学面および前記第２光学面は、紫外線強度の変動性を平均光強度値から５％から３０％までに制御するのに有効な互いに異なる反射率を有していることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記紫外線強度をモニタする少なくとも１つの光センサ装置を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コンベヤアセンブリは、少なくとも４０分にわたって光の露出をもたらすために、前記複数のコンタクトレンズ型アセンブリを前記紫外線源を越えて搬送することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コンタクトレンズ型アセンブリを時期尚早に紫外線に露出されないように遮蔽するのに有効な少なくとも１つの遮蔽体を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている２００５年８月９日出願の米国特許出願第１１／２００，６４４号に対する優先権を主張するものである。
本発明は、一般的に、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズのようなコンタクトレンズを生成するためのシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は、レンズ前駆体組成物を硬化又は重合させてシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを形成するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の強度及び／又は波長の紫外線放射に反応する少量であるが有効な量の重合開始剤と共に１つ又はそれよりも多くのオレフィン的不飽和モノマーを含む組成物は、その示された強度及び／又は波長の紫外線放射に組成物を露出することによって開始又は重合させることができることは公知である。また、重合の開始及び伝播の制御が困難であることも一般的に認識されている。従って、多くの従来の紫外線開始重合の適用においては、重合は、紫外線開始剤のアイデンティティ及び／又は量、重合阻害剤の存在及び／又は量、及び重合自体を開始するのに用いられる紫外線放射の特性を変化させることによって制御されるように求められてきた。
【０００３】
重合特性及び得られる重合物品の性質を制御することが比較的困難であるために、紫外線開始重合は、寸法と、構造的一体性、表面の滑らかさ、内部構造及び表面仕上げにおける識別可能な不規則性がないこと、明澄性、及び透明性などのような物理的性質とに関する厳格な要件に合格すべきである重合物品を生成するための手段としては完全に満足できるものではないと一般的に考えられている。コンタクトレンズは、コンタクトレンズに小さな欠陥でもあれば装着不能と考えられるという物理的現実と、国内及び国際機関の中でもとりわけ米国食品医薬品局により規定されたこのような物品に適用される規制との両方により、実際に多くの厳密な判断基準を適用される物品の顕著な例になっている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１１／２００，６４４号
【特許文献２】米国特許第５，５９７，５１９号
【特許文献３】米国特許第５，７５９，３１８号
【特許文献４】米国特許第６，３３３，６０５号
【特許文献５】米国特許第６，３５９，０２４号
【特許文献６】米国特許第６，４６５，５３８号
【特許文献７】米国特許公開第２００２／００１６３８３号
【特許文献８】米国特許公開第２００３／００９００１４号
【特許文献９】欧州特許出願番号ＥＰ１３１４５２７
【特許文献１０】欧州特許出願公開第０６８６４８４号
【特許文献１１】ＰＣＴ公開番号ＷＯ２００６０２６４７４
【特許文献１２】米国特許出願第１１／２００，８４８号
【特許文献１３】米国特許出願第１１／２００，６４８号
【特許文献１４】米国特許出願第１１／２０１，４１０号
【特許文献１５】米国特許出願第１１／２００，８６３号
【特許文献１６】米国特許出願第１１／２００，８６２号
【特許文献１７】米国特許出願第６０／７０７，０２９号
【特許文献１８】米国特許出願第１１／２０１，４０９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、紫外線誘発重合によってコンタクトレンズのような物品を生成するための有効な方法及びシステムに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、コンタクトレンズ、例えばシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを製造するための新しいシステム及び方法が提供される。このシステム及び方法は、重合可能なレンズ前駆体組成物、例えば、感光性開始剤を含むモノマー組成物を収容するコンタクトレンズ型内で成形されるレンズの製造に特に有用である。
本発明はまた、重合条件を正確又は厳密にさえ制御することが必要な材料から形成されるコンタクトレンズの製造、例えば、レンズ前駆体組成物の重合を引き起こすか又は開始するのに非常に低強度の光、例えば紫外線を必要とする材料から形成されるレンズの製造に対して特に有用である。
【０００７】
本発明のシステムは、重合工程中に、充填したコンタクトレンズ型に実質的に一定で連続した照射を行うものである。本発明のシステムには、レンズ前駆体組成物を収容するコンタクトレンズ型をレンズ型内のレンズ前駆体組成物を重合させるのに有効な時間にわたって均一な強度の紫外線に迅速に露出するための１つ又はそれよりも多くの特徴又は要素が含まれる。本発明のシステムは、自動化することができ、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズのようなコンタクトレンズを大量に処理するように構成される。
【０００８】
一実施形態では、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズのようなコンタクトレンズを生成するためのシステムは、ハウジングと、ハウジング内の第１の領域に配置された第１の組の紫外線ランプと、ハウジング内の第２の領域に配置された第２の組の紫外線ランプとを含み、第２の組のランプが、第１の組のランプから離間してレンズ前駆体組成物を含む複数のコンタクトレンズ型アセンブリを収容する空間を形成し、レンズ前駆体組成物を第１及び第２の組のランプから放出される紫外線に実施的に均一に露出するように理解することができる。
【０００９】
一実施形態では、コンタクトレンズ型アセンブリは、アセンブリを保持して同時にアセンブリの２つの実質的に対向する表面をランプから放出された紫外線に露出するように構成されたトレイ又はキャリア上に配置される。いくつかの実施形態では、ハウジングは、コンタクトレンズ型アセンブリ又はコンタクトレンズ型アセンブリのトレイをハウジングの投入端部から排出端部に向けるためのコンベヤシステムを含む。他の実施形態では、ハウジングは、コンベヤシステムが欠いている場合があり、型アセンブリは、紫外線に露出される間、ハウジングに対して実質的に固定した位置に留まるようにすることができる。
【００１０】
本発明のシステムは、硬化工程の挿入及び除去段階中を含む硬化工程を通してコンタクトレンズ型アセンブリの全てを均一な量の紫外線に実質的に同時に露出するように構造化される。例えば、型アセンブリに収容されたレンズ前駆体組成物は、レンズ前駆体組成物を時期尚早に重合させるほど十分な紫外線の量には露出されない。硬化工程の前の型アセンブリのレンズ前駆体組成物の露出は、いずれも最終的な重合化製品に悪影響を及ぼすと考えられるレンズ前駆体組成物の重合又は硬化を引き起こすには不十分であろう。いくつかの実施形態では、ハウジングは、レンズ前駆体組成物が紫外線に時期尚早に露出されることを減少又は防止するのに有効な１つ又はそれよりも多くの光遮蔽体を含む。光遮蔽体は、レンズ前駆体組成物を重合させることができる場所であるハウジング内への経路を形成するプレート又は他の実質的に平坦な表面とすることができる。あるいは、光遮蔽体は、型アセンブリの移動を妨げ、及び／又はレンズ前駆体組成物を時期尚早に光に露出させる可能性があると考えられるハウジングからの光が通過するのを妨げるゲートとすることができる。これに加えて又は代替的に、本発明のシステムは、全硬化工程に比較して比較的高速にレンズ型アセンブリをハウジング内に移動させるのに有効な１つ又はそれよりも多くの案内装置を含むことができる。
【００１１】
本発明の広義の態様では、長期間装着及び一日装着シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを含む眼科用レンズ、例えば、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを製造する方法が提供される。本方法は、一般的に、レンズ形状空洞を形成する型を準備する段階と、レンズ形状空洞に重合可能組成物を供給する段階と、型内の重合可能組成物の重合を引き起こすのを容易にするか又は少なくとも助けるか又はそれを引き起こすために、型及びそこにある重合可能組成物を重合化放射線、例えば紫外線に露出する段階とを含む。
【００１２】
好ましくは、重合可能組成物は、１つ又はそれよりも多くのシリコン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロマーを含む製剤を含む。従って、本発明のシステム及び方法は、シリコン含有モノマー組成物からシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを形成するのに有効であることが理解されるであろう。一実施形態では、重合可能組成物は、組成物を露出する段階、例えば、型及びそこにある重合可能組成物を照度が約１００μＷ／ｃｍ2又は約２００μＷ／ｃｍ2又は約３００μＷ／ｃｍ2と、約９００μＷ／ｃｍ2又は約１０００μＷ／ｃｍ2又は約２０００μＷ／ｃｍ2との間の紫外線スペクトルの光に露出する段階を含む方法により実質的に重合される。好ましい実施形態では、重合可能組成物は、型及び重合可能組成物を照度が約３００μＷ／ｃｍ2と約１０００μＷ／ｃｍ2の間の紫外線スペクトルの光に露出することにより実質的に重合される。いくつかの実施形態では、光放出装置により与えられる照度は、３０００μＷ／ｃｍ2よりも大きくすることができる。例えば、照度は、約３０００μＷ／ｃｍ2から約８０００μＷ／ｃｍ2とすることができる。
【００１３】
本明細書で特に示さなければ、照度値は、型の外面での測定値に基づいて、「ＤＩＸ  ３６５Ａ」センサを備えた「Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」デジタル放射計「ＤＲＣ−１００Ｘ」を用いて測定する。これは、米国ニューヨーク所在の「Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」によりＮＩＳＴ規格に対して較正される。放射計は、波長約３２０ｎｍと約４００ｎｍの間の積算強度を記録する。
【００１４】
本発明の一実施形態では、重合可能組成物が充填された型は、実質的に一貫した紫外線のような紫外線に、重合可能組成物を実質的に重合するのに十分な期間、例えば、約５分又は約１５分又は約３０分から、約４５分又は約６０分又は約１２０分又はそれよりも長い時間までの範囲にわたって露出される。紫外線露出の開始及び終了の両方は、急速又は実質的に瞬間、又はできるだけ瞬間に近いことが好ましい。重合光は、型空洞内の重合可能組成物の重合及び重合物品の形成を引き起こすのを容易にするか又は少なくとも助け、又はそれを引き起こす。本発明のシステム及び方法は、最終的な重合物品内の非重合モノマー成分又は他の非重合成分の量を低減しようとするものである。
【００１５】
一部の実施形態では、本方法は、型又は複数の型を型又は複数の型の表面での強度が、約１００μＷ／ｃｍ2、又は約３００μＷ／ｃｍ2、又は約５００μＷ／ｃｍ2から、約７００μＷ／ｃｍ2、又は約９００μＷ／ｃｍ2、又は約１１００μＷ／ｃｍ2又はそれよりも大きい値までの範囲の紫外線に露出する段階を含む。他の実施形態では、型又は複数の型は、約１３００μＷ／ｃｍ2、又は約１５００μＷ／ｃｍ2、又は約２０００μＷ／ｃｍ2、又は約３０００μＷ／ｃｍ2、又は約４０００μＷ／ｃｍ2、又は約６０００μＷ／ｃｍ2、又は約８０００μＷ／ｃｍ2の紫外線強度に露出される。例えば、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の型の表面は、強度が約１００μＷ／ｃｍ2から約２０００μＷ／ｃｍ2の紫外線に露出される。これらの強度は、「Ｄｉｘ  ３６５Ａ」センサを備えた「ＤＲＣ１００Ｘ」放射計を用いて判断することができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の各表面は、強度が５０μＷ／ｃｍ2から２０００μＷ／ｃｍ2の紫外線に露出される。本発明の好ましい実施形態では、型又は複数の型は、強度が約４００μＷ／ｃｍ2よりも大きくない、例えば強度が約３４０μＷ／ｃｍ2の紫外線に露出される。いくつかの実施形態では、光の強度は、平均又は中間値に対して様々とすることができる。例えば、光の強度は、約５０μＷ／ｃｍ2だけ変化させることができる。平均ＵＶ光強度が約３４０μＷ／ｃｍ2である実施形態では、光強度は、約１５％だけ変化させることができる（例えば、３４０±５０μＷ／ｃｍ2）。平均光強度が約９００μＷ／ｃｍ2である他の実施形態では、光強度は、約５％変化させることができる（例えば、９００±５０μＷ／ｃｍ2）。本発明のシステムから放射される光の強度は、型に存在するレンズ前駆体組成物により様々とすることができる。例えば、１つのシリコン含有レンズ前駆体組成物は、強度が約９００μＷ／ｃｍ2であることを必要とする場合があるが、別の異なるシリコン含有組成物は、約３４０μＷ／ｃｍ2の強度しか必要としないであろう。ある一定の本発明のシリコーンヒドロゲル材料では、５０μＷ／ｃｍ2未満又は２０００μＷ／ｃｍ2よりも大きい紫外線への露出は、満足できるシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成しない。言い換えると、これらのシリコーンヒドロゲル材料は、型表面での紫外線強度が５０μＷ／ｃｍ2と２０００μＷ／ｃｍ2との間である場合にのみ、重合させて満足できるシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズにすることができる。強度は、もしあれば開始剤の特性、及びレンズ前駆体組成物のモノマー成分のような因子を考慮して経験的に選択することができる。
【００１６】
本発明の別の広義の態様では、重合可能組成物を収容する複数の型に光エネルギを印加することにより、重合可能組成物を重合させるか又は硬化するためのシステムが提供される。例えば、複数の型に保持されている重合可能組成物を重合させてそれから複数の眼科用レンズを形成するためのシステムが提供される。各型は、重合可能組成物が重合すると、眼科用レンズ、例えばコンタクトレンズの望ましい形状を組成物に付与するように構成されることが好ましい。
【００１７】
本発明の１つの態様では、システムは、充填された型の各々が他の型の各々と実質的に同じ重合化放射線に露出されるような方法で、実質的に一貫した、より好ましくは実質的に均一な用量又は量又は強度の光、好ましくは紫外線を複数の充填した型に供給するように構造化され、かつそのように設計される。システムは、レンズ、例えばコンタクトレンズの大規模生産が可能であるように設計される。本発明のシステムは、均一で一貫した及び／又は再現可能な品質の比較的多数のコンタクトレンズを製造するのに用いることができる。
【００１８】
本発明の一実施形態では、チャンバ、入口、及び出口を有するハウジングと、複数の型を保持するように構成されたトレイとを一般的に含み、かつ各型が重合可能組成物を収容するレンズ形状空洞を含むシステムが提供される。トレイは、ハウジング内でチャンバを通って入口から出口まで移動可能である。
システムは、チャンバ内の型及び型に収容された重合可能組成物に重合化放射線を供給するために、チャンバを照射するための光源、例えば紫外線源を更に含む。例えば、光源は、ハウジングチャンバを照射するように構造化され、及び／又は位置決めされた複数の光放出要素又はランプを含むことができる。
【００１９】
本発明のシステムは、長期間装着及び一日装着コンタクトレンズを含むコンタクトレンズ、例えば、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズ又はシリコーンヒドロゲル材料を含むコンタクトレンズを製造するのに特に有用である。各型は、互いに組み立てられると、その間にコンタクトレンズ形状空洞を形成する第１の型断面及び第２の型断面を含むことができる。重合可能組成物は、空洞内に配置されてそれを充填することができる。重合可能組成物は、紫外線に露出されると重合してシリコーンヒドロゲルポリマー組成物を形成するコンタクトレンズ前駆材料、例えばシリコン含有モノマー組成物であると理解することができる。
【００２０】
本発明の別の態様では、光アセンブリ、例えば、複数の型アセンブリを支持するトレイの第１の表面に向けて又はその上に光を放射するための第１の光源と、型アセンブリがそこから先に延びる実質的に対向するトレイの第２の表面に向けて又はその上に光を放射するための第２の光源とを含む光アセンブリを含むシステムが提供される。有利な態様においては、システムは、好ましくは、トレイにより担持された型の各々が第１の光源及び第２の光源の両方から放射される光、例えば紫外線に露出されるように構造化されている。
【００２１】
第１の光源及び第２の光源の各々は、複数の光源、例えば複数の光放出要素、例えば、ハウジング内に装着されたランプ及び管などのような複数の紫外線放出要素を含むことができる。例えば、第１の光源は、トレイの上面から離間してトレイの上面に光を供給するように位置決めされた複数の紫外線ランプを含むことができる。同様に、第２の光源は、トレイの底面から離間してトレイの底面に光を供給するように位置決めされた複数の紫外線ランプを含むことができる。有利な態様においては、トレイに保持された型は、型の上下両方から紫外線放射に露出される。
各型の上部及び下部主表面の両方が最大に露出されるように、トレイは、複数の開口又は貫通孔を含むことができ、各開口は、単一の型又はその一部分を開口内に着座させ、かつ各型の上部及び下部主表面がトレイにより実質的に覆われず又は隠蔽もされないような大きさ及び構造にされる。
【００２２】
システムは、トレイ及びそれによって担持された型を例えば重合工程中にハウジングチャンバを通して移動又は輸送するための運搬手段又はアセンブリ、例えばコンベヤアセンブリを更に含むことができる。重合工程中に、型は、実質的に一貫した又は場合によっては実質的に均一な強度で実質的に一貫して照射されることが望ましく、有利な態様においては、コンベヤアセンブリのいずれの構成要素によっても実質的に影で覆われたり又は遮蔽されない。例えば、コンベヤアセンブリは、移動縁コンベヤ、例えば、トレイ、例えば型充填トレイの対向する周縁部分を収容するための一対の対向する軌道又はベルトを含むコンベヤを含むことができる。
【００２３】
本発明の１つの態様では、コンベヤアセンブリは、それによって輸送されている各型に対して実質的に一貫した実質的に均一な照度を与えるように位置決めされ、かつそのように構造化されている。例えば、システムは、成形アセンブリが照射チャンバを通過する時に型を紫外線から遮蔽する効果を最小にするか又は低減するように構造化されている。
本発明の１つの態様によれば、コンベヤアセンブリは、型を有効な量の光又は重合化放射線に実質的に一貫して実質的に均一に露出するような方法で、１つ又は複数の支持構造によりハウジング内又はそれに装着することができる。例えば、本発明の一部の実施形態では、支持構造には、１つ又は複数のコンベヤベルトをコンベヤアセンブリの主要支持構造のいずれからも離して保持し、主要支持構造によるいずれの影からも離して型をトレイ上に位置決めする構造が含まれる。
【００２４】
本発明の一部の実施形態では、コンベヤ支持体により引き起こされるあらゆる影の影響から離して１つ又は複数のコンベヤベルトを一緒に保持する４つの支持要素が存在する。例えば、構成の１つでは、支持構造は、ハウジングに固定された第１の構造的要素と、第１の構造的要素に固定され、第１の構造的要素から離れて実質的にそれに垂直に延びる第１の張出し要素とを含む。更に、第１の張出し要素に固定されて第１の構造的要素と実質的に平行な第２の支持要素と、第２の構造的要素に固定され、第２の構造的要素から離れて実質的にそれに垂直に延びる第２の張出し要素も含まれる。第１及び第２の張出し要素は、互いに実質的に平行であり、影が生じる危険性が増大するシステムの縁部から幾分離れた位置にコンベヤを支持するための構造をもたらしている。
【００２５】
本発明の別の態様では、本発明のシステムは、型及びそこに収容された重合可能組成物を有効な量の光に露出する段階を実質的に瞬間的に開始させ及び／又は実質的に瞬間的に終了又は完了させるアセンブリを含む。このように開始及び／又は終了又は完了を達成するのに様々な構造を用いることができる。
システムは、型充填トレイが有効な光、すなわち、型内の重合可能組成物の重合を開始するか又は引き起こすのに有効な強度の光に時期尚早に露出されないように遮蔽又は遮断するのに有効な構造を含むことができる。
【００２６】
例えば、本発明の一部の実施形態では、トレイを照射チャンバに入れる前に、新しく充填されたトレイ内の型を収容するか又は保持するためのＵＶ光を防御する入口前庭が設けられる。入口前庭は、チャンバの入口に直接隣接して配置することができる。更に、ＵＶ光が照射チャンバから入口前庭に入るのを実質的に防ぐためのＵＶ光遮蔽体を設けることができる。光遮蔽体は、ゲートの形、例えば、通常は閉鎖され、型充填トレイが入口前庭から光チャンバ内に移動する時に開放される、例えば自動開放される可動空気圧ゲートの形とすることができる。
重合工程の直後に型充填トレイを保持するために、照射されたチャンバの出口に隣接して入口前庭と同様か又は同一の出口前庭を設けることができる。入口前庭のように、出口前庭には、通常閉鎖されて、トレイが光トンネルから出口前庭内に移動すると自動的に開放することができる空気圧ゲートを含むことができる。
【００２７】
型が光トンネルに置かれる前及び型が光トンネル内で硬化された後に充填型がＵＶに露出されることを実質的に排除させるか又は少なくとも減少させるために、追加的又は代替的な要素、構造、及び／又は機構を設けることができる。例えば、本明細書で先に説明した前庭ではなく、照射チャンバ入口は、以降、時に「郵便受け」入口又は開口部と呼ぶ内向きに延びるスロットの形に構造化することができる。例えば、光トンネルへの入口は、内向きに延びる上側及び下側パネル、遮蔽体、又は他の構造を有するスロットにより形成することができ、スロットは、その間に少なくとも１つの型充填トレイを保持する大きさにされる。
【００２８】
郵便受け入口を用いる本発明の実施形態では、型アセンブリが出入りする間に光トンネル内の照度の一貫性を改善するために、１つ又はそれよりも多くの、好ましくは少なくとも２つの光放出要素が、内向きに延びる構造の直ぐ上及び直ぐ下に配置される。
ハウジング内には、郵便受け型構造を有する実質的に同一の出口部分を設けることができる。更に、ハウジングチャンバ内に実質的に一貫した、有利な態様においては実質的に均一な照度を維持するために、チャンバ内の光を反射及び／又は拡散するための少なくとも１つの光学面を設けることができる。
【００２９】
本発明の一部の実施形態では、光学面は、チャンバハウジングの１つ又はそれよりも多くの内壁上に配置、例えば塗布された反射性材料及び／又は実質的に非反射性材料を含むことができる。光学面は、例えば、強化された程度の一貫した照射を型へ供給することにより重合工程を促進することになる方法で、光、例えば紫外線を反射するように光源に対して構造化及び／又は位置決めされることが好ましい。
【００３０】
有利な態様においては、本発明の一部の実施形態では、複数の異なる反射率を有する光学面が設けられる。高反射率表面、及び／又は低反射率表面、又はその組合せを適切に選択することにより、ハウジングに実質的に最適な硬化条件を達成することができる。言い換えると、光学面は、光放出要素と併せて、型に供給される光を型の全てにわたって実質的に均一にするための手段として用いることができる。
【００３１】
本発明の一部の実施形態では、システムは、異なる程度の反射率をもたらす複数の異なる光学面を含み、この光学面は、光をトレイ及びそれに担持される型の表面にわたって実質的に均一に分配させるようにハウジング内に有効に位置決めされる。複数の光学面は、これよりも少ない光学面を有する同一のシステム、例えば単一の反射率のみを有する光学面を有するシステムに比較し、１つ又は複数のトレイ及びそれによって担持された型に供給される光の均一性を増大させるのに有効であることが好ましい。
【００３２】
例えば、複数の光学面には、第１の反射率を有する第１の光学面と、第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有する第２の光学面とを含むことができる。一部の実施形態では、第２の反射率よりも大きな第３の反射率を有する第３の光学面を設けることができる。
より詳細には、第１の光学面は、光源から放出される光を約０％及び約３０％反射することができ、第２の光学面は、約１０％と約５０％との間で反射することができる。
【００３３】
本発明の特定的な実施形態では、第１の光学面は、約０％反射性であり、第２の光学面は、約３０％反射性である。例えば、第１の光学面は、「艶消し黒色」表面とすることができ、第２の光学面は、「艶消し灰色」表面とすることができる。
光を更に均一に分配することが望ましい場合には、反射アルミニウムなどを含む第３の光学面を設けることができる。
【００３４】
本発明の別の態様では、１つ又は複数の光学面は、光学面を含まないチャンバに比較して光のチャンバ内分散の制御を改善するのに有効である。光学面を使用して、型及びそれに収容された重合可能組成物の各々を、好ましくは硬化期間中に実質的に最適な硬化強度を有する実質的に一貫した、好ましくは実質的に均一な分布の光に露出させることによって最適な硬化条件をもたらす。
様々な構造を用いて光学面を設けることができる。例えば、光を実質的に均一に分布させるのに有効なハウジング内の位置に反射要素を設けることができる。望ましい反射率の光学面は、金属性材料、例えば、アルミニウム材料又はアルミニウム含有材料、塗料、例えば、「艶消し黒色」、「艶消し灰色」、不透明、又は半透明など、艶出し剤、及び／又はチャンバ内に入れられると望ましい程度の反射率をもたらすことができるあらゆる他の適切な材料から選択された１つ又はそれよりも多くの材料を含むことができる。
【００３５】
本発明のより特定的な態様では、光学面を用いて、光源、例えば紫外線ランプ、例えば紫外線蛍光管のアセンブリを含む光源から放出された不均一な光を補償する。本明細書の他所で示したように、蛍光管は、型アセンブリ内の組成物を重合させるか又は重合を開始させるために有効な光を供給するのに本発明で有用である。蛍光管は、一般的に、高強度光の領域及び低強度光の領域を有する傾向がある。一般的に、蛍光管は、管の端部部分に低強度の光を生じ、管の中央部分には比較的高強度の光を生じる。このために、本発明のシステムの光源が紫外線ランプのアセンブリである場合には、管の端部部分に隣接して位置決めされるか又はそこを通過する型への照度を増大させるために、ランプの端部部分に隣接して比較的高反射率である１つ又はそれよりも多くの光学面を位置決めすることが望ましい。
【００３６】
本発明の別の態様では、１つ又はそれよりも多くの光学面が、１つ又はそれよりも多くの他の反射要素に対して異なる距離に紫外線源から離間した複数の光学面が提供される。例えば、蛍光管の端部部分又はその近辺の照度を増大させるために、蛍光管の中央部分からの光を反射させるために配置された１つ又は複数の光学面に比較して端部部分の近くに光学面を配置することができる。
本発明の更に別の態様では、本発明のシステムは、好ましくは、レンズ歪みを最小にすること、及び／又は完成レンズの縁部の形状を改善することに関する特徴を含む。例えば、システムは、第１の光源が第１の強度の光でトレイの一方の表面及び充填型を照射し、第２の光源が第１の強度と異なる第２の強度の光でトレイの対向する表面及び充填型を照射するように構造化することができる。
【００３７】
有利な態様においては、第１及び第２の光源それぞれの第１及び第２の強度は、組成物の重合後に歪みを低減し、及び／又は複数の型に収容された重合可能組成物から形成されるレンズの縁部の形状を改善するように選択される。例えば、本発明の一実施形態では、トレイの上面及び充填型は、第１の強度の紫外線に露出され、トレイの底面及び充填型は、第２の強度の紫外線に露出され、第２の照度は、第１の照度よりも小さいか又はそれに比較して低減されている。
【００３８】
本発明の別の態様では、システムは、ハウジング内を望ましい温度に維持するように構造化されている。本発明の好ましい実施形態では、ハウジング内、例えばハウジングのチャンバ内に維持される望ましい温度は、約１５°Ｃ又は約２０°Ｃから約３０°Ｃ又は約３５°Ｃの間である。一実施形態では、ハウジング内の望ましい温度は、実質的に約２５°Ｃに維持される。温度を実質的に維持することは、システムに実装した温度センサ及び／又は冷却装置を用いることにより達成することができる。好ましくは、システムは、組成物に実質的に熱誘発性の重合を何ら起こすことなく、光エネルギ、例えば紫外線エネルギによって重合可能組成物の重合又は硬化を実行するように設計される。
【００３９】
本発明の１つの態様では、チャンバ内の光強度をモニタするための装置が提供される。例えば、トレイがチャンバを通して運ばれる間に光強度を検知して記録することができる遠隔データロガーを１つ又はそれよりも多くのトレイ上の様々な位置に配置することができる。
本発明の更に別の態様では、本発明のシステムには、個々の光源の故障を検出するための検出手段又はアセンブリが含まれる。このようなアセンブリには、一対の光放出要素に接続した電子安定器と、ランプ故障を識別してオペレータに警告するために「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術を用いる制御アセンブリとを含むことが好ましい。
【００４０】
本明細書に説明した各及び全ての特徴、及びこのような特徴の２つ又はそれよりも多くの各及び全ての組合せは、このような組合せに含まれるそのような特徴が互いに矛盾しないという条件で本発明の範囲に含まれる。更に、いずれの特徴又は特徴の組合せも、本発明のいずれかの実施形態から具体的に除外される場合がある。
本発明のこれら及び他の態様は、特に、同じ部分には同じ参照数字を付けている添付図面と共に考える時に、以下の詳細説明及び特許請求の範囲に明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明は、一般的に、コンタクトレンズを製造するのに有用な方法及びシステムに関して以下に説明するが、本方法及びシステムは、適切に変更を加えると、他の種類の眼科用レンズ及び他の光重合可能な物品全般を製造するのに有用とすることができることは認められるものとする。
以下の文書は、その全内容が引用により組み込まれている：Ｍａｒｔｉｎ他の米国特許第５，５９７，５１９号、Ｇａｌａｓの米国特許第５，７５９，３１８号、Ｇｒｏｕｅｖ他の米国特許第６，３３３，６０５号、Ｌａｉの米国特許第６，３５９，０２４号、Ｌａｉの米国特許第６，４６５，５３８号、Ｉｗａｔａ他の米国特許公開第２００２／００１６３８３号、Ｈｅｉｎｒｉｃｈ他の米国特許公開第２００３／００９００１４号、欧州特許出願番号ＥＰ１３１４５２７、及び欧州特許出願公開第０６８６４８４号。
【００４２】
「コンタクトレンズ」という用語は、本明細書で用いる場合、それが作られた型からそれを除去すると、眼の角膜上に装着することができる構造、大きさ、及び屈折力である眼科用レンズを意味する。更に、「コンタクトレンズ」という用語はまた、型から除去すると、処理されて、例えば水和及び膨潤されて、眼に装着可能な大きさ、形状、及び屈折力のレンズにすることが必要な物品を意味するように理解することができる。
好ましくは、コンタクトレンズは、ヒドロゲル含有レンズ、より好ましくは、シリコーンヒドロゲル含有レンズである。
【００４３】
本発明の広義の態様では、眼科用レンズ、例えば、限定ではないがソフトシリコーンヒドロゲルレンズを製造する方法が提供される。本方法は、全体的的に、図１の断面図に示されている型アセンブリ２のような型アセンブリ２を準備する段階を含む。型アセンブリ２は、第１のレンズ形成表面４を有する第１の型断面３と、第２のレンズ形成表面６を有する第２の型断面５とを含むレンズ型を含むことができる。図１および図１Ａに例示されているように、第１及び第２の型断面３及び５は、第１の型断面３及び第２の型断面５が互いに組み立てられると、第１の凸型レンズ形成表面４と第２の凹型レンズ形成表面６との間にレンズ形状空洞８を形成する。
【００４４】
今度は図１Ａを参照すると、重合可能組成物９がレンズ形状空洞８に供給される。重合可能組成物９は、レンズ前駆体組成物であると理解することができる。重合可能組成物９は、コンタクトレンズを生成するのに適する１つ又はそれよりも多くのモノマー成分を含む組成物とすることができる。重合可能組成物９は、いくつかの異なる方法により、例えば、重合可能組成物９をレンズ形状空洞内に注入、分取、又は他の方法で導入することにより、レンズ形状空洞８に供給することができる。
【００４５】
本発明のシステム及び方法を用いて製造される眼科用レンズには、生体適合性のある非ヒドロゲル材料又は成分から作る眼科用レンズを含むことができる。非ヒドロゲル材料の例には、以下に限定されるものではないが、アクリルポリマー、ポリオレフィン、フルオロポリマー、シリコーン、スチレンポリマー、ビニルポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、セルロース誘導体、コラーゲンベース材料を含むタンパク質等、及びその混合物が含まれる。
【００４６】
好ましくは、本発明によるコンタクトレンズの製造では、重合可能組成物は、１つ又はそれよりも多くのシリコン含有モノマー及び／又はシリコーン含有マクロマーを含む製剤を含む。
本発明のシステム及び方法に用いるのに適するシリコーンヒドロゲルレンズを製造するのに好ましい重合可能組成物は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている、ＰＣＴ公開番号ＷＯ２００６０２６４７４に説明されている。重合可能組成物には、着色成分及び／又はＵＶ遮断成分などのような成分を含むことができる。
【００４７】
本発明の方法には、閉鎖した型アセンブリ２を好ましくは紫外線の形の重合開始放射線に露出し、型アセンブリ２内の重合可能組成物９に重合を開始及び誘発させる段階を含むことができる。露出する段階には、型内の重合可能組成物に完全重合を引き起こすことになる有効量の光を型アセンブリ２に露出する段階が含まれる。
一実施形態では、重合可能組成物９は、組成物を露出する段階、例えば、型アセンブリ２及びそこにある重合可能組成物９を照度が約１００μＷ／ｃｍ2又は約２００μＷ／ｃｍ2又は約３００μＷ／ｃｍ2と、約９００μＷ／ｃｍ2又は約１０００μＷ／ｃｍ2又は約２０００μＷ／ｃｍ2との間の紫外線スペクトル内の光に露出する段階を含む方法により実質的に重合される。より好ましくは、重合可能組成物９は、型アセンブリ２及びそこにある重合可能組成物９を光、例えば照度が約２００μＷ／ｃｍ2と約１０００μＷ／ｃｍ2との間、より好ましくは約４００μＷ／ｃｍ2よりも大きくない紫外線スペクトル内の光に露出することにより、実質的に重合され、例えば実質的に完全に重合される。
【００４８】
本発明の範囲内で可視光開始剤及び／又は他の形態の光エネルギを追加的に又は代替的に用いることができることは認められるものとする。このような開始剤及び／又は他の形態の光エネルギ及び本明細書に説明した方法及びシステムに対する対応する適切な修正は、当業者には公知であり、本発明の範囲に含まれると見なされる。
本明細書で特に述べなければ、本明細書の詳細な説明で与えられる照度値は、型内の重合可能組成物内に生じる光の強度と区別して、型の外面に生じる照度を意味する。更に、本明細書で特に述べなければ、本明細書で与えられる照度値は、「ＤＩＸ  ３６５Ａ」センサを備えた「Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」デジタル放射計「ＤＲＣ  １００Ｘ」のような光センサを用いて強度を測定する時に得られるか又は得ることができる値である。これは、米国ニューヨーク所在の「Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」によりＮＩＳＴ規格又は同等の機器較正に対して較正される。放射計は、波長３２０ｎｍと４００ｎｍの間の積算強度を記録する。例えば、異なる供給元からのデジタル放射計及び／又は別に較正されたか又は異なる規格に対して較正された放射計では、異なる強度値を得ることができる。
【００４９】
型断面３及び５は、当業技術で公知のあらゆる適切な成形技術によって作ることができる。
型アセンブリ２及び好ましくは各個々の型断面３及び５は、重合可能な放射線、例えば光、例えば紫外線に少なくとも部分的に透過性の適切な材料を含む。「少なくとも部分的に透過性」とは、本明細書では、重合可能組成物９の重合を開始するか又は重合可能組成物９を重合させるのに有効な強度及び／又は波長を有する放射の一部及び実質的に全てが型部分３及び５通過し、重合可能組成物９を重合又は硬化させることを意味する。
【００５０】
好ましい実施形態では、エチレンビニルアルコール樹脂（以降、通常はＥＶＯＨ）を含むか又はそれで作られた型断面３及び５は、本発明のシステム及び方法で加工される。本型に有用な適切なＥＶＯＨポリマー又はコポリマーの例の１つは、商品名「ＳＯＡＲＬＩＴＥ」で入手可能である。「ＳＯＡＲＬＩＴＥ」は、高機械的強度、帯電防止性、成形中の低収縮性、耐油及び耐溶媒性、小さな熱膨張係数、良好な耐摩耗性、及び優れた成形加工性を有する。すなわち、本発明のシステムに有用な型を生成するのに、１つ又はそれよりも多くの同様の特性を有する他のポリマー材料も有用とすることができる。
【００５１】
代替的に、型部分３及び５は、その型部分が光の重合開始波長に少なくとも部分的に透過性であり、材料が重合工程後に成形物品、例えばレンズを除去できる限り、ポリスチレン又は他の適切なポリマー材料で作ることができる。型部分３及び５に適切な材料の他の例には、以下に限定されるものではないが、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレンとアクリロニトリル又はブタジエンとのコポリマー又は混合物、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル等が含まれる。
【００５２】
好ましくは、露出する段階は、型及びそこにある重合可能組成物を実質的に一貫した、好ましくは実質的に均一な強度の光に露出する段階を含む。例えば、このような実質的に一貫して露出することは、重合期間中に変動する強度を有する光に露出するよりも好ましい。更に、実質的に最適な硬化条件、例えば重合は、紫外線への露出期間が実質的に瞬間的である時に達成することができることが見出されている。
【００５３】
型アセンブリを重合紫外線へ露出する持続時間は、連続的な露出期間であることが好ましい。露出期間又は硬化期間は、好ましくは型内又は型上に残る非重合材料の残留物をほとんど又は実質的に全く含まずに空洞内の重合可能な材料を実質的に完全に重合させるのに少なくとも十分に長いものである。露出持続時間は、重合可能組成物の特定の製剤のような因子に応じてある程度変化させることができる。
【００５４】
本発明の一実施形態では、露出持続時間又は露出期間は、少なくとも約５分、又は約１０分、又は約３０分から、約４５分、又は約６０分、又は約９０分、又はそれよりも長い時間までの長さである。本発明の一部の実施形態では、露出期間は、少なくとも約２０分、例えば少なくとも約３０分から約１時間であり、照度は、２０００μＷ／ｃｍ2未満、例えば約９００μＷ／ｃｍ2未満、例えば４００μＷ／ｃｍ2未満である。本発明のより具体的な実施形態では、硬化期間は、約１０分と約１時間の間の長さであり、その時間中に、型は、照度約３４０μＷ／ｃｍ2の実質的に一貫した光に露出される。
【００５５】
本発明の別の態様では、レンズ形のモノマー充填空洞を内部に有する型アセンブリを準備し、型を照度が約８μＷ／ｃｍ2から約４００μＷ／ｃｍ2の紫外線に露出することにより、コンタクトレンズを製造する方法が提供され、この場合、強度は、モノマー充填レンズ形状空洞内に生じる照度である。
本発明の一実施形態では、本明細書の他所により詳細に説明するようなＥＶＯＨベースの材料で作られる型アセンブリ２が提供される。型及びその個々の型断面では、減衰値が入射光の約８０％から約９２％の間である。
型内の光の強度、例えば、型内の重合可能組成物における又はその内部での光の強度は、光が通過する必要がある型の特性に依存することは、当業者には認められるであろう。
【００５６】
型表面での強度値は、約１００μＷ／ｃｍ2と約２０００μＷ／ｃｍ2の間、型と重合可能組成物の界面での紫外線の強度範囲の値は、約８μＷ／ｃｍ2と約４００μＷ／ｃｍ2の間であることが見出されている。
例えば、型の減衰が入射光の約８０％と約９２％の間であると計算される場合には、型表面での強度範囲３００μＷ／ｃｍ2から１０００μＷ／ｃｍ2は、組成物／型断面界面での強度値が約２４μＷ／ｃｍ2と約２００μＷ／ｃｍ2の間の範囲内であることを意味する。
【００５７】
当業者が認める理由により、型の空洞内の重合可能な材料に生じる紫外線の強度を直接測定することは困難である。しかし、空洞内の光の強度は、型による入射光の減衰が分かれば計算することができる。一般的に、型空洞内の強度値は、型表面での入射光の強度値（これは、従来の機器を用いて直接測定可能である）にパーセント値として与えられる型減衰値を掛けることにより計算される。
型による光の減衰は、型材料の組成、型部分の厚さ及び形状、入射光の波長及び角度などのような多くの因子に依存する。減衰値の測定は、注意深く置いた光ファイバを用い、従来の分光測定機器を用いて達成することができる。
型表面での光強度、例えば紫外線強度は、本明細書で説明するように「Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｅ」積算放射計を用いて測定することができる。
【００５８】
以下は、コンタクトレンズ型の外部表面で測定した強度値と比較した、型空洞内の紫外線強度を判断するための技術を説明するものである。
上述のように、モノマー充填型空洞内の紫外線の強度は、パーセント単位で得られる測定可能な値である型材料の減衰に基づき計算することができることを認めるべきである。型による入射光の減衰は、型材料の種類、型の厚さ、型の形状、紫外線源の下の型の位置、測定角度、及び入射光の波長のような既知の情報から演繹することができる。
型材料による紫外線の減衰の値を用いると、型空洞内部の紫外線強度値を推定することができる。理論的には幾分簡単な計算ではあるが、実際には、これは相当複雑な手順である可能性がある。
【００５９】
型を通る波長３７０ｎｍの入射光の減衰は、次のように計算することができる。説明のために、ＥＶＯＨ型は、以下の公知の又は直接測定可能なパラメータを有する。各ＥＶＯＨ型断面は、型断面の外面とそのレンズ形成表面の間を測定すると厚さ約１．６ｍｍの実質的に連続な型断面を有する。光源は、単一の紫外線ランプである。強度値の測定は、測定ファイバ、詳細には光ファイバ、例えば直径５０μｍ光ファイバを型空洞を垂直に横切りそれに入るように配置したものを用い、型の中心線を通して行う。強度測定値は、分光計、例えば「ＳｔｅｌｌａｒＮｅｔ、Ｉｎｃ．」製の「ＥＰＰ２０００」分光計を用いて判断する。更に、ソフトウエア、例えば「ＳｔｅｌｌａｒＮｅｔ、Ｉｎｃ．」の「Ｓｐｅｃｔｒａｗｉｚ」ソフトウエアも用いて計算を容易にする。
これらの公知又は直接測定可能なパラメータを用いると、型を通る入射光の減衰は、約８５％であると計算される。言い換えると、型空洞内部の光強度の値は、入射光強度の値の約１５％であると判断される。
【００６０】
型空洞内部の光の強度は、他の変数を考慮すると本明細書の上述の強度と異なる可能性があることに注意されたい。例えば、光が直接光ではなく間接光であれば、光ファイバセンサは、紫外線ランプを直接「見て」おらず、減衰は、低めに計算される可能性があると仮定される。例えば、光ファイバのセンサが間接的な散乱光を記録している場合には、「拡散」光と説明することができ、型空洞での強度値に影響を及ぼすことになると考えられている。例えば、光ファイバが直接光源に向いていないことを除けば本明細書で上述のものと同じパラメータを用いると、入射光の減衰の値は、約２０％であることになり、空洞内部の光は、入射光強度の約８０％である。
【００６１】
以上を鑑みて、本発明は、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを作る方法を含むことを理解することができる。本方法の実施形態は、重合可能なシリコーンヒドロゲルレンズ前駆体組成物を含むコンタクトレンズ型を紫外線に露出する段階を含む。紫外線の強度は、約１００μＷ／ｃｍ2から約２０００μＷ／ｃｍ2、例えば、５０μＷ／ｃｍ2と２０００μＷ／ｃｍ2の間とすることができる。これらの実施形態に用いられる型材料では、型のレンズ形状空洞内の重合可能なシリコーンヒドロゲルレンズ前駆体組成物は、約８μＷ／ｃｍ2から約４００μＷ／ｃｍ2、例えば、８μＷ／ｃｍ2と４００μＷ／ｃｍ2の間の紫外線の強度に露出される。レンズ形状空洞内の紫外線の強度は、型材料の減衰係数に型の実際の厚さを掛けることにより計算される。これらの実施形態では、これらのシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズ材料を用いる場合、満足できるシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成するために紫外線強度をこれらの範囲以内にすべきである。
【００６２】
歪みが最小限又は無視することができる程であり、縁部の形状が良好な高品質レンズ形状製品は、ＥＶＯＨ型の外面に望ましい範囲の強度値を用いて生成することができる。適切な範囲の値は、次のように判断することができる。
上述のパラメータを有するいくつかの同一又は実質的に同一のＥＶＯＨコンタクトレンズ型を準備する。各型には、特定の型が露出されることになる照度を識別するラベルが与えられる。各々が２０μＷ／ｃｍ2から８０００μＷ／ｃｍ2の範囲の特定の強度値でラベル付けされた別々に識別された型が存在するように、各型は、異なる特定の紫外線強度値でラベル付けされる。
【００６３】
各型のレンズ形状空洞は、同一量のコンタクトレンズ前駆材料、詳細には、ポリシロキサニルジメタクリレートシリコーンモノマーとポリジメチルシロキサンメタクリレート誘導体とを含むシリコーンヒドロゲルレンズ前駆体組成物で充填される。
各充填型は、望ましい照度を有する紫外線チャンバに入れられる。チャンバは、一定の照度の連続光で照射される。この光は、型の上下に配置された１つ又はそれよりも多くの紫外線放出要素から供給される。型は、紫外線放出要素から約７０ｍｍ離間している。この例では、「Ｐｈｉｌｉｐｓ」２０ワット紫外線蛍光管により、２０μＷ／ｃｍ2と１５００μＷ／ｃｍ2の間の強度を供給した。２０００μＷ／ｃｍ2と８０００μＷ／ｃｍ2の間の強度は、４００ワット紫外線照明ランプにより提供される。ランプは、英国Ｂ８６ＯＢＳバーミンガム所在の「ＵＶ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｉｍｉｔｅｄ」により提供することができる。ランプは、望ましい一定の照度をチャンバ内に設定して維持するために制御機器に接続される。紫外線強度は、波長約３２０ｎｍから約４００ｎｍの間の積算強度の値である。
【００６４】
型の外面での紫外線値の精度を保証するために、紫外線放出要素の表面から約７０ｍｍに配置されたセンサヘッドを有するセンサ機構を用いて、対照測定値が与えられるか又はそれを得ることができる。型表面での強度値は、ニューヨーク州１１５９０、ウエストベリー、ブラッシュホローロード９５６所在の「Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」により製造された「Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｅデジタル放射計ＤＲＣ−１００Ｘ」、「Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｅ  ＵＶＡ−センサＤｉｘ  ３６５Ａ」を用いて測定される。
【００６５】
各充填型は、型にラベル付けされた適切な強度値に露出される。より詳細には、各型は、２０μＷ／ｃｍ2、１００μＷ／ｃｍ2、１８０μＷ／ｃｍ2、３００μＷ／ｃｍ2、５３０μＷ／ｃｍ2、７００μＷ／ｃｍ2、９００μＷ／ｃｍ2、１１００μＷ／ｃｍ2、１３００μＷ／ｃｍ2、１５００μＷ／ｃｍ2、２０００μＷ／ｃｍ2、３０００μＷ／ｃｍ2、４０００μＷ／ｃｍ2、６０００μＷ／ｃｍ2、及び８０００μＷ／ｃｍ2から成る群から選択される少なくとも１つの値を有する紫外線強度に露出される。型の紫外線放射への露出持続時間は、ほぼ１０分間の識別可能な時間であり、それによって各空洞内のモノマーを重合させる。
また、対照型も設けられる。対照型には、レンズ形状空洞内にレンズ前駆材料が含まれない閉鎖型が含まれる。対照型は、強度８０００μＷ／ｃｍ2の紫外線に充填型と同じ露出期間、すなわち、ほぼ１０分間の期間にわたって露出される。
露出段階の後、各型は、当業技術では典型的な水和／除去段階を受ける。それによって重合レンズ製品が得られ、観察される。
【００６６】
強度約２０μＷ／ｃｍ2又はそれ未満の紫外線で硬化された上述の材料から形成された各重合レンズ製品と、強度が約４０００μＷ／ｃｍ2よりも大きな紫外線で硬化された各重合レンズ製品とは全て、型の表面上に望ましくない白い堆積物を示すことが見出されている。強度が２０μＷ／ｃｍ2よりも大きいが４０００μＷ／ｃｍ2よりも小さい紫外線で硬化された重合レンズ製品は、観察可能な白い残留物を示している。これらの結果は、少なくとも部分的には特定の製剤のモノマー成分に関するものであり、他の製剤のモノマー組成物では僅かに異なる可能性があることに注意されたい。当業者は、過度の実験を行うことなく、特定の製剤のモノマー組成物に基づいて、白色残留物又は他の可視的残留物が存在しないような望ましい硬化結果を達成するのに有効な強度を見出すことができる。例えば、本明細書で説明するように、紫外線が５０μＷ／ｃｍ2と２０００μＷ／ｃｍ2の間の強度で型表面に供給される場合には、満足できるシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズが、本発明のシリコーンヒドロゲル材料で生成される。これらのレンズは、白色の可視的残留物を持っていない。本明細書で説明したように、レンズ材料がこのような型表面強度で露出される光強度は、５μＷ／ｃｍ2と４００μＷ／ｃｍ2の間である。
また、対照型（強度値８０００μＷ／ｃｍ2、空洞内にレンズ前駆材料を含まない）は、紫外線に露出した後に検出可能な白色堆積物を持っていないことが見出されている。
【００６７】
いかなる特定の作動理論にも縛られたり制限されたりすることは意図しないが、型上の白色堆積物は、水和段階での温水と残留前駆材料又は紫外線露出期間中に重合されなかった非反応モノマー成分との間の重合反応により生じると考えられる。この理論は、対照型上に白色残留物がないことを説明するであろう。従って、約２０μＷ／ｃｍ2又はそれ未満に露出されるこれらの型上、及び４０００μＷ／ｃｍ2よりも大きい光に露出されるこれらの型上の白色堆積物は、型材料自体ではなく、レンズ形状空洞内のレンズ前駆材料組成物によるものであると考えられる。
【００６８】
この「白色残留物」は、コンタクトレンズ上に粗い表面を生成する傾向があるために一般的に望ましくないものである。また、白色残留物が存在することは、紫外線に露出される間に型空洞内でコンタクトレンズ製品が実質的に及び／又は完全に重合されなかったことを示すと考えられる。白色残留材料が存在することは、白色残留物を示さないレンズ製品に比較してこれらのレンズ製品に組み込まれる重合材料が少ないことを示すと仮定することができる。完全に又はそうでなければ実質的に重合されなかったレンズ製品は、望ましい特性とは異なる特性、例えば膨潤性を有することになる。
【００６９】
本発明の別の態様では、本方法は、有意に熱を加えることなく、重合化放射線を型内のレンズ前駆材料に供給するように設計される。より詳細には、レンズ製品の重合を引き起こすのに有意な熱は介入せず、光エネルギのみであることが好ましい。
例えば、本発明の一実施形態では、眼科用レンズを製造する方法は、硬化温度を約２０°Ｃと約３０°Ｃの間、例えば約２５°Ｃに維持する段階を更に含む。例えば、本発明のこの態様は、内部に紫外線放出要素を有する実質的に閉鎖されたハウジングを含む紫外線箱により供給される紫外線に充填型を露出することによりコンタクトレンズ前駆材料を硬化することに関する段階を含むことができる。露出する段階は、例えば、温度センサ、冷却機構、及び／又はハウジング内を望ましい温度に維持するための他の手段を用いてハウジングを望ましい温度範囲に維持している間に行われる。
【００７０】
代替的に、本方法は、何ら温度制御装置を用いることなく室温で実施することができる。例えば、レンズ前駆体組成物の硬化は、温度約２０°Ｃと約２５°Ｃの間、例えば約２２°Ｃで成功させることができる。しかし、レンズ前駆体組成物の硬化は、１４°Ｃのような温度２０°Ｃ未満で成功させることも可能である。
本発明の更に別の態様では、型を紫外線に露出する段階は、型の第１の表面及び実質的に対向する第２の表面の両方を紫外線に露出する段階を含むことができる。より詳細には、本方法は、型の上面に重合化放射線を放射すると共に、型の底面上に実質的に同時に重合可能放射線を放射する段階を含む。これは、例えば、型の上面から離間した上側紫外線源と、型の底面から離間した下側紫外線源とを設けることにより達成することができる。
【００７１】
例えば、本発明の一実施形態では、紫外線箱又は照射チャンバを有するハウジングを設けることができ、この紫外線箱は、複数のこのような型を受け取るように構造化されている。本発明による適切な紫外線箱の好ましい実施形態は、本明細書の他所により詳細に説明されている。しかし、一般的に、本発明の方法を行うためには、第１の組の光放出要素及び実質的に対向する第２の組の光放出要素を装備した紫外線箱が設けられる。型は、紫外線箱の第１及び第２の組の光放出要素の間に置かれるように構造化された適切なトレイ、ラック、又はキャリアにより、第１及び第２の組の光放出要素の間に位置決めすることができる。
【００７２】
本発明のより具体的な態様では、本方法には、複数の貫通孔又は開口を有するトレイに型を入れる段階が含まれ、各開口は、そこに型を取外し可能に着座させるような大きさ及び構造にされる。この配置により、複数の充填成形アセンブリを上側紫外線源及び下側紫外線源の両方からの紫外線放射に最適に露出することができる。従って、型は、成形アセンブリの上面及び底面がモノマー組成物を有効に硬化する光に露出されるように紫外線箱内に容易に配置することができる。
【００７３】
本発明の関連する態様では、眼科用レンズを製造する方法は、型又は型アセンブリの第１の表面を第１の照度を有する紫外線に露出する段階と、型の第２の実質的に対向する表面を第２の異なる強度を有する紫外線に露出する段階とを含む。本方法は、型の異なる表面を紫外線の異なる照射強度に露出する段階を含むことができ、この強度は、異なる照射強度を用いない実質的に同一の方法を用いて生成されたレンズ形状製品に比較し、重合レンズ形状製品の歪みの減少、例えば、より望ましい縁部形状を達成するように選択される。
【００７４】
本発明の目的は、歪みが減少し、例えば、楕円率が約０．０４ｍｍよりも大きくないレンズ製品を達成することである。
例えば、本発明の一実施形態では、型の上面は、第１の照度を有する紫外線に露出され、型の底面は、第１の照度よりも小さい第２の照度を有する紫外線に露出される。本発明のより具体的な実施形態では、第１の照度は約４００μＷ／ｃｍ2であり、第２の照度は、約１００μＷ／ｃｍ2又は約１５０μＷ／ｃｍ2から約３００μＷ／ｃｍ2未満又は約４００μＷ／ｃｍ2未満の間の範囲である。本発明の別の関連実施形態では、重合可能組成物には、紫外線遮断剤成分が含まれ、第２の照度は、第１の照度よりも小さい。
【００７５】
本発明のシステム及び方法を開発する間の様々な試験から得られるレンズ測定値が以下の表１から表６に示されている。これらの表は、異なる設定の上側及び下側ランプ強度が、レンズ歪み及び縁部形状にどのように影響を及ぼすかを示している。表１から表６のデータは、紫外線遮断剤成分を含むモノマー組成物を用いて得たものである。
レンズ歪みは、モノマー材料のストリップサンプルの楕円率及び歪みの両方として測定される。楕円率を最小化する、例えば、楕円率が約０．０４ｍｍよりも大きくなく、良好な縁部形状を生じる強度設定が存在することが見出された。
【００７６】
【表１】
0005377823.tif 000002
【００７７】
【表２】
0005377823.tif 000003
【００７８】
【表３】
0005377823.tif 000004
【００７９】
【表４】
0005377823.tif 000005
【００８０】
【表５】
0005377823.tif 000006
【００８１】
【表６】
0005377823.tif 000007
【００８２】
すなわち、本発明の一部の実施形態では、露出する段階は、型の上面を第１の強度の重合光に露出する段階と、それと同時に、型の底面を第１の強度と異なる第２の強度の重合光に露出する段階とを含む。
【００８３】
今度は図２に移ると、重合可能組成物の光誘発重合によって物品、例えば眼科用レンズ、例えばコンタクトレンズを生成するための本発明によるシステムが全体的に１０で示されている。システム１０は、本明細書の他所に説明した本発明の方法の少なくとも一部を実施するのに特に有用である。
システム１０は、重合可能組成物９、例えばレンズ前駆材料を収容する図ＩＡに示すような型アセンブリ２に光、例えば紫外線の形の重合化放射線をもたらすように構造化することができる。
【００８４】
システム１０は、一般的に、チャンバ１４と、入口部分１６と、出口部分１８と、ハウジングチャンバ１４内に位置決めされて入口部分１６と出口部分１８の間で移動可能に構造化されたトレイ２４（図１Ａにも示される）とを有するハウジング１２を含む。トレイ２４は、複数の型又は型アセンブリ２を保持又は担持するように構成され、各型アセンブリ２は、本明細書の他所に説明した重合可能組成物を収容する。図２に示す実施形態では、システム１０は、２つのトレイ２４を並列位置に収容するように構造化され、各トレイ２４は、２５６の型を保持するように構造化される。本発明の他の実施形態では、１つのトレイのみ、又は２つよりも多いトレイを保持するように構造化されて、各トレイがあらゆる数の型を保持するように構造化されたシステムが提供される。
【００８５】
少し図ＩＡに戻ると、各型アセンブリ２は、トレイ２４内に形成された適切に構成された開口又は貫通穴３０に保持される。例えば、トレイ２４は、複数の貫通孔３０を含み、各貫通孔３０は、トレイ２４に担持された型アセンブリ２をそこに着座させる大きさ及び構造にされる。各型アセンブリ２は、上側に向く第１の型部分３の凹型外面３２又は上面と、下側に向く第２の型部分５の凸型外面３４又は底面とで保持することができる。
本発明によれば、型２は、レンズ形状空洞内に配置され、好ましくはレンズ形状空洞を完全に満たすある一定の量の重合可能組成物９を更に含む。
【００８６】
重合可能組成物は、本明細書の他所により詳細に説明するように、光、例えば紫外線、例えば非常に低強度の紫外線に露出されると重合する、例えば、実質的に完全に重合する組成物を含むことが好ましい。重合可能組成物には、着色成分及び／又はＵＶ遮断剤成分などのような成分を含むことができる。いくつかの実施形態では、組成物は、ＵＶ遮断剤成分を含まない。本発明のシステムに特に有用な重合可能組成物には、ＰＣＴ公開番号Ｗ０２００６０２６４７４に説明されている組成物が含まれる。
【００８７】
同様に今度は図３に移ると、システム１０は、型２内の重合可能組成物の重合を容易にする、例えば開始するのに有効な重合化放射線、好ましくは光、例えば紫外線の供給源を更に含む。
図３に示すシステム１０では、重合化放射線源は、ハウジング１２に配置され、重合可能組成物の重合を容易にするのに有効な強度の光でトレイの第１の側及びトレイの実質的に対向する第２の側を照射するように構造化された光アセンブリ５０を含む。光アセンブリ５０は、例えば、複数の光源、例えば、ハウジング１２内に配置されてトレイ２４の第１の側から離間した第１の光源５０ａ、及びトレイ２４の実質的に対向する第２の側から離間した第２の光源５０ｂを含む。
【００８８】
システム１０は、有利な態様においては、型２内の重合可能組成物の重合を開始する及び／又は重合を引き起こす、例えば実質的に完全に重合させるのに有効な強度の光で、トレイ２４上又はその中に配置された型又は型アセンブリ２の全てを露出するように構造化される。
本発明の一部のシステムでは、トレイ２４及びそこに担持された型２の表面での重合光の強度は、約２０００μＷ／ｃｍ2よりも大きくない。例えば、重合光は、トレイ及び型の表面での強度が約１００μＷ／ｃｍ2、又は約３００μＷ／ｃｍ2、又は約５００μＷ／ｃｍ2から、約７００μＷ／ｃｍ2、又は約９００μＷ／ｃｍ2、又は約１１００μＷ／ｃｍ2までの範囲の紫外線を含む。本発明の他の実施形態では、重合光は、強度が約１３００μＷ／ｃｍ2、又は約１５００μＷ／ｃｍ2、又は約２０００μＷ／ｃｍ2、又は約３０００μＷ／ｃｍ2、又は約４０００μＷ／ｃｍ2、又は約６０００μＷ／ｃｍ2、又は約８０００μＷ／ｃｍ2の紫外線を含む。本発明の一部の実施形態では、重合光は、強度が約４００μＷ／ｃｍ2よりも大きくない、例えば強度約３４０μＷ／ｃｍ2の紫外線を含む。
【００８９】
本発明の特に有利な実施形態では、第１及び第２の光源５０ａ及び５０ｂにより供給される重合化放射線は、トレイ２４内に配置される２５６の型の実質的に全てに重合、好ましくは実質的に完全な重合を引き起こすのに有効であるように構造化されている。
有利な態様においては、システム１０は、トレイ及びそこに担持された型に供給される重合光が、型内の組成物に実質的に完全に重合を引き起こすのに有効な量であるように構造化されている。好ましくは、トレイ及びそこに担持された型に供給される重合光は、レンズが有効な光に最適よりも長い時間過度に露出されたままになることによって重合レンズに負の構造的影響を引き起こすことになる量よりも少ない量である。
【００９０】
図２及び図３を更に参照すると、第１の光源５０ａ及び５０ｂは各々が紫外線放出要素を備えており、これら紫外線放出要素は、例えば、互いに概ね平行に配置されているとともにシステム１０の長さに対して概ね直交して配置されている円筒形にしたランプ又はＵＶ管５４であるとよい。本発明の特定的な実施形態では、各第１の光源５０ａ及び第２の光源５０ｂは、約６又は約１０と約８０又は約１００又はそれよりも多い数との間のランプ５４を含む。例えば、１つの特に有利な実施形態では、各第１及び第２の光源５０ａ及び５０ｂは、約４０のランプを含む。各ランプ５４は、例えば、紫外線蛍光ランプ５４、例えば４０ワット紫外線蛍光ランプ５４を含むことができる。各ランプ５４は、標準長さランプとすることができ、例えば、各ランプは、長さ約１．２０メートルとすることができる。
【００９１】
好ましくは、システム１０は、トレイ２４及びそこに担持された型２の第１の（例えば、上部）表面及び第２の（例えば、下部）表面の両方が重合工程中に重合光に露出されるように構造化されている。本発明の他の実施形態では、１つ又は複数のトレイ２４の上面のみ、又は代替的に底面のみが重合工程中に重合光に露出される。
光アセンブリ５０は、適切な電流をランプ５４に供給するための電気制御手段（図示せず）に接続されることが好ましい。
【００９２】
今度は特に図３を参照すると、システム１０は、ハウジング１２を通してトレイ２４を移動又は輸送するように構造化されたコンベヤアセンブリ７０を含むことが好ましい。コンベヤアセンブリ７０は、チャンバ１４を通って第１及び第２の光源５０ａ及び５０ｂの間にトレイ２４を移動させるためのあらゆる適切な機構を含むことができる。コンベヤアセンブリ７０は、チャンバ１４が光源５０により、好ましくは光源５０のランプ５４の完全に全てによって照らされる間に、１つ又は複数のトレイ２４をハウジング１２の入口部分１６から出口部分１８まで移動する。好ましくは、コンベヤアセンブリ７０及び光アセンブリ５０は、１つ又は複数のトレイ２４の上面及び底面の両方、好ましくは１つ又は複数のトレイ２４に保持された各及び全ての型２の上面及び底面を実質的に一貫して実質的に均一に照らすように構造化される。
【００９３】
例えば、コンベヤアセンブリ７０は、好ましくは、例えば型２がチャンバ１４を通して移動する時に型２に供給される有効な光に実質的に干渉しない、例えば実質的に影を作らない互いに１つ又は複数のトレイ２４を支持するのに十分な距離を置いて配置された移動要素、例えばコンベヤベルト７２を含むことができる。例えば、コンベヤベルト７２は、トレイ２４の対向する周囲部分を支持するように配置することができる。ベルト７２は、好ましくはランプ５４の縦方向アラインメントに実質的に垂直に進む方向に入口部分１６から出口部分１８の間で照射チャンバ１４を通り、充填型２を積んだトレイ２４を運ぶ。図３では、ベルト７２は、ページの平面に垂直な方向に型充填トレイ２４を運ぶように構造化されている。
【００９４】
コンベヤアセンブリ７０は、例えば、複数のコンベヤ要素、例えば、１つ又はそれよりも多くのトレイ２４を収容するためのコンベヤベルト７２を含むことができる。好ましい実施形態では、コンベヤアセンブリ７０は、複数のコンベヤサブアセンブリを含み、各サブアセンブリは、チャンバ１４を通して１つ又はそれよりも多くのトレイ２４を運ぶか又は運ぶのに有効である。例えば、ここに示すシステム１０では、システム１０は、２つの「並列」の実質的に平行なコンベヤサブアセンブリ７０ａ及び７０ｂを収容する大きさ及び構造にされ、上述の各コンベヤサブアセンブリは、第１の光源５０ａと第２の光源５０ｂの間に配置された２つのモータ駆動式の離間したベルト７２を含む。
【００９５】
コンベヤアセンブリ７０は、照射チャンバ１４を通してトレイ２４を運ぶ間に、１つ又は複数のトレイ２４の周囲部分又は周縁が、対向するベルト７２上に置かれて運ばれるように構造化されている。
紫外線蛍光管５４を含む光放出要素の問題は、このような管から放出される照度が一貫していない傾向があることである。通常は、照度は、照明強度が一番大きい管の中心から照明強度が小さい管の端部部分に向けて減少する傾向がある。一般的に、各管は、最高レベルの放射強度を放出する少なくとも１つの領域及びそれより強度が小さい隣接領域を典型的に有している。
【００９６】
従って、管又はランプの端部部分に整列して配置又は運ばれる型２は、一般的に、管の中心部分に整列して配置又は運ばれる型２よりも受ける光強度が小さいことになることを認めることができる。従って、蛍光管の端部部分の下を通過するトレイ２４内の型は、同じトレイ２４内の中心寄りに配置された型と異なる強度を「見る」ことができる。
【００９７】
単一バッチで硬化される異なる型間に一貫性がないことは、一般的に望ましくない。硬化工程の有効性がトレイ２４上のその位置に関してどこに型が位置決めされるかに依存しないことを保証する、本明細書の他所に記載の光学面のような構造が提供されることが好ましい。好ましくは、システム１０は、トレイ上の充填して閉鎖した型の各々が、他の充填して閉鎖した型の各々と実質的に同じ強度の紫外線を受けることになるように構造化される。本明細書に説明するように、このような均一又は実質的に均一な光に露出されると、重合レンズの一貫性及び品質に関する利点を得ることができる。
【００９８】
本発明の目的は、１つ又は複数のトレイ２４上の複数の型２を均一で一貫して照らし、型の各々が同じ強度の光を同じ持続時間にわたって「見る」か又はそれに露出され、従って、全ての型アセンブリ２が実質的に同一の重合又は硬化条件に露出されるようにするシステムを提供することである。
本発明の重要な態様では、システム１０は、型２に生じる照度に一貫性、例えば均一性を与えるのに有効な構造を含む。
【００９９】
例えば、システム１０は、望ましい実質的に一貫した照度を促進するようにランプからの光を反射するのに有効な１つ又はそれよりも多くの光学面をハウジング内に含むことができる。このような光学面は、ハウジング内に配置された１つ又はそれよりも多くの反射要素により設けることができる。複数の反射要素を設ける場合には、要素は、１つ又はそれよりも多くの異なる反射率を有することも同じ反射率を有することもできるが、光源に対して異なる位置に配置される。
【０１００】
例えば、本発明の一部の実施形態では、システム１０には、単一の均一な反射面のみを有する同一のシステムに対して、光源からトレイまでの光に更に一貫して、好ましくは更に均一に露出するようにハウジングに位置決めされた複数の反射面が含まれる。例えば、本発明の一部の実施形態では、管の端部部分に隣接して配置された光学面の反射率は、管の中心部分に隣接して配置された光学面のものよりも大きい。本発明の特に有利な実施形態では、管の端部部分の上に配置された１つ又はそれよりも多くの反射要素は、管の中間部又は中心部分の上に配置された反射要素よりも反射率が約９．７５％大きいように選択される。
【０１０１】
図２及び図３に示すシステム１０では、システム１０は、有利な態様においては、トレイ２４及びそこに担持された型２に供給される重合光強度の一貫性を改善するために、好ましくは均一性を改善するための構造、例えば、１つ又はそれよりも多くの光学面８０を含む。光学面８０は、例えば、型２がハウジング１２を通って移動する時に型２に供給される照射の一貫性を改善することにより重合を有効にするか又は少なくとも改善するあらゆる適切な構造を含むことができる。図２および図３に例示されているように、概ねフラットまたは概ね平坦な複数の光学面８０は各々が、トレイ２４により保持されてチャンバ１４の長さに対して概ね直交している複数の型２に亘って延びているとともに、トレイ２４に保持されてチャンバ１４の長さに対して概ね平行である複数の型２に亘って延びている。
【０１０２】
光学面８０は、ハウジング１２内に、例えば、第１及び第２の光源それぞれ５０ａ及び５０ｂの上及び下に反射要素８０ａ及び８０ｂを含むことができる。代替例を挙げると、図３に例示されているように、第１光源５０ａはおよび型２と概ね平坦な表面の部材８０ａの間に配置され、第２光源５０ｂは型２と概ね平坦な表面の部材８０ｂの間に配置される。
【０１０３】
図４は、本発明のこの特徴の変形を示すために提供されている。より詳細には、図４は、システム１０と同様の本発明のシステム１０ａを示している。システム１０ａとシステム１０の間の主な差異は、システム１０ａでは、第１の複数の反射面１８０ａ及び第２の複数の反射面１８０ｂを含む光学面１８０が設けられることである。第１の複数の反射面１８０ａは、例えば、第１の光源１５０ａから様々な距離で離間した反射要素１８１、１８２、１８３を含む。例えば、周囲に位置決めされた反射の要素１８１及び１８３は、中間部に位置決めされた反射要素１８２よりもランプ１５４ａに近く位置決めされる。ここに示す特定のシステムｌ０ａでは、管１５４ａの端部部分に隣接して配置された反射要素１８１及び１８３は、管１５４ａの中心部分に隣接して配置された反射面１８２よりも管１５４に近く位置決めされる。ランプ１５４に対する反射面１８１、１８２、１８３の間隔の変動は、型アセンブリ２の表面での照度の均一性を最適化するように選択されることが好ましい。
【０１０４】
同様に、反射要素１８４、１８５、１８６を含む第２の複数の反射面１８０ｂは、第２の光源１５０ｂから様々な距離で離間している。より詳細には、例えば、周囲に位置決めされた反射要素１８４及び１８６は、中間部に位置決めされた反射要素１６５よりもランプ１５４ｂに近く位置決めされる。
一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの光学面は、アルミニウムの等級に基づき選択される反射率を有するアルミニウムシートを含む。アルミニウムシートは、例えば、異なる等級のアルミニウムシートを供給している、連合王国、ミルトンケインズＭＫ１０ＯＡＮ、キングストン、チッペンハムドライブ所在の供給元「Ａｌａｎｏｄ  Ｌｔｄ」から市販されている。このようなシートは、一般的に、等級９０４０ＧＰ、等級４１２ＧＳ、等級６１０Ｇ３、等級６２０Ｇ、等級１１００Ｇ、及び等級４２７０ＡＧを含む等級により識別される。
また、本発明の範囲内で他の反射要素を用いることができる。例えば、ＰＴＦＥ、ポリカーボネート、及び光輝焼なまし鋼から選択される材料で作られたシートを用いて望ましい反射率を得ることができる。
【０１０５】
以下の説明は、システムが異なる反射率又は異なる相対反射率を有する反射要素を含む場合の本発明のシステムでの照度の変動又は範囲の例を提供するものである。
図４Ａは、５００μＷ／ｃｍ2の紫外線を送出するように設定された紫外線ランプ管５４に沿って整列した３２の型（番号１から３２）の上面での照度を示している。この実施形態では、単一の等級の反射アルミニウムシートで作られた反射面Ｒ１が、紫外線ランプと離間した関係で設けられている。アルミニウムシートの等級は６１０Ｇ３である。このシステムでは、システムが単一の反射率を有する光学面を含むように理解することができる。図示のように、型表面で測定される照度は変動する。この変動は、管５４の端部部分近辺（型番号１及び３２）での最小照度約４５０μＷ／ｃｍ2から、管５４の中心部分近辺（型番号８から２５）での最大約５００μＷ／ｃｍ2までの範囲である。従って、複数の充填された型は、紫外線の均一な一貫した照明に露出されていないことを認めることができる。
【０１０６】
図４Ｂは、５００μＷ／ｃｍ2に設定された紫外線ランプ管５４に沿って整列した３２の型（番号１から３２）の表面での照度を示している。本発明のこの実施形態では、２つの異なる等級のアルミニウムシートを含む反射面Ｒ２が設けられている。より詳細には、反射面Ｒ２は、管の中心部分近辺は等級６１０Ｇ３のアルミニウムシートで作られ、管５４の端部部分近辺ではいずれも等級４２７０ＡＧのアルミニウムシートで作られている。このシステムは、複数の異なる反射率又は光学特性を有する光学面を含むように理解することができる。図示のように、型表面で測定される照度は変動する。この変動は、管の端部部分近辺（型番号１及び３２）の最小照度約９８０μＷ／ｃｍ2から、管の中心部分近辺（型番号４から２９）の最大約５００μＷ／ｃｍ2までの範囲である。
【０１０７】
図４Ａ及び図４８を比較すると、複数の充填型が紫外線の均一な一貫した照明に露出されていないのに、照度の変動は、図４Ｂに示す本発明の実施形態では、図４Ａに示すシステムの照度の変動よりも有意に小さいことを認めることができる。更に、図４Ａに示すシステムで最大照度に露出される型の数に比較して、最大照度（５００μＷ／ｃｍ2）に露出される型の数が多い。
【０１０８】
図４Ｃは、５００μＷ／ｃｍ2に設定された紫外線ランプ管５４に沿って整列した３２の型（番号１から３２）の表面での照度を示している。本発明のこの実施形態では、実施例４Ｃの設定のように、２つの異なる等級のアルミニウムシートを含む反射面Ｒ３が設けられる。しかし、反射面Ｒ３は、紫外線放出管５４の中心部分近辺は等級６１０Ｇ３のアルミニウムシートを含み、管の端部部分近辺ではいずれも等９０４０ＧＰのアルミニウムシートを含む。図示のように、型表面で測定される照度は変動する。この変動は、管５４の端部部分近辺（型番号１、２、３１、及び３２）の最小照度約４７０μＷ／ｃｍ2から、管の中心部分近辺（型番号８から２５）の最大約５００μＷ／ｃｍ2までの範囲である。
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃから、照度は、図４Ｂに示すシステムの型表面では比較的均一であることを認めることができる。図４Ａの紫外線管に沿う強度の範囲は、４５０μＷ／ｃｍ2から５００μＷ／ｃｍ2であり、図４Ｃの紫外線に沿う強度範囲は、４７０μＷ／ｃｍ2から５００μＷ／ｃｍ2である。
【０１０９】
図３に戻ると、本発明の一実施形態では、各反射要素８０ａ及び８０ｂは、光放出要素５４の端部部分に隣接して配置された第１の反射面Ｒ１と、光放出要素の中心部分に隣接して配置された第２の反射面Ｒ２とを含み、第１の反射面Ｒ１の反射率は、第２の反射面Ｒ２よりも高い。
本発明の好ましい実施形態では、２つの第１の反射面Ｒ１が提供され、これは、各々蛍光ランプの端部部分の近辺に配置され、各々反射率が、蛍光ランプの中心部分の近辺に位置決めされた第２の反射面Ｒ２の反射率よりも約６３から約１０％高く、第１の及び第２の反射面は、ランプからほぼ等距離に離間している。より好ましくは、第１の反射面Ｒ１の反射率は、第２の反射面Ｒ２の反射率よりも少なくとも６．７５％高い。より好ましくは、第１の反射面Ｒ１の反射率は、第２の反射面Ｒ２の反射率よりも約９．７５％高い。
【０１１０】
以下の表７は、反射体材料を直接比較したものを示している。この表は、本発明のシステムで反射要素として有用な異なる材料の差を識別するために提供されている。各異なる反射体材料に対して、型トレイで見られる最大紫外線強度を測定した。各材料に対して、反射要素は、紫外線管の背後又はそれから離間した異なる２つの距離に配置した。
表面仕上げには、一般的に、艶消し又は鏡面のいずれかの２つカテゴリが存在する。艶消し表面仕上げでは、拡散型の反射が得られる。鏡面表面仕上げでは、鏡型反射が得られる。「光学面」という用語は、本明細書で用いる場合、システムのチャンバ内の光の分布を制御するのに用いられるあらゆる表面を意味する。この用語は、以下に限定されるものではないが、非常に低反射率の値を有する表面及び非常に高反射率の値を有する表面を含む表面の範囲を含むように意図されている。
【０１１１】
本発明の１つの態様では、拡散反射が、一般的に光の方向成分を分解し、それによってハウジングチャンバ内を更に均一に照らすために、主反射体に対しては拡散表面が好ましい。
本発明の別の態様では、１つ又はそれよりも多くの異なる低反射率表面が提供され、これは、時にこれよりも高反射の表面と併せて用いられる。
表７は、反射面が紫外線ランプの上方０ｍｍ又は約４０ｍｍのいずれかの距離に位置決めされる時に充填型トレイで記録される最大紫外線強度を示している。トレイは、紫外線ランプの下面の下方約７２．５ｍｍに位置決めされる。紫外線ランプは、最大出力に設定した４０ワットランプである。強度は、ランプのほぼ中点で記録する。
【０１１２】
【表７】
0005377823.tif 000008
【０１１３】
本発明の特に有利なシステム１０Ｂが図４Ｄに部分的に示されている。本明細書で特に示さない限り、システム１０Ｂは、実質的にシステム１０と同じである。一般的に、図４Ｄは、図４に示す図に幾分類似したシステムの前部断面図を示している。システム１０及び１０Ａのように、システム１０Ｂには、各々複数の光放出管５４を含む上側及び下側光源５０ａ及び５０ｂと、型（図示せず）を収容する左及び右トレイ２４をハウジング（図示せず）を通して移動するためのコンベヤアセンブリ（図示せず）とが含まれる。トレイ２４は、ページにほぼ垂直な方向に移動する。
【０１１４】
トレイ上、例えば、トレイ上面及び底面上に光が実質的に均一に分布されるように促進することに有効であるように構造化され、かつそのように位置決めされた光学面が提供される。
この特定の例では、光学面は、上側光学面５８０ａ及び下側光学面５８０ｂから成る。各上側及び下側光学面それぞれ５８０ａ及び５８０ｂは、第１の反射率を有する第１の光学面ＲＲ１と、第１の反射率よりも大きい第２の反射率を有する少なくとも１つの第２の光学面ＲＲ２とを含む。
【０１１５】
任意的に、第１の光学面５８０ａ及び／又は第２の光学面５８０ｂは、第３の反射率を有する第３の光学面ＲＲ３を更に含むことができる。この特定の例では、第３の反射率は、第２の反射率よりも大きい。
例えば、第１の光学面ＲＲ１は、約０％と約３０％の間で反射する。例えば、第１の光学面ＲＲ１は、０％反射率とすることができる。より詳細には、第１の光学面ＲＲ１は、例えば、「艶消し黒色」塗装の表面又は黒色の陽極処理表面を含むことができる。
【０１１６】
第２の光学面ＲＲ２は、約１０％と約５０％の間又はそれよりも大きく反射する。例えば、第２の光学面ＲＲ２は、３０％反射率とすることができる。より詳細には、第２の光学面ＲＲ２は、例えば、「艶消し灰色」塗装の表面又は灰色の陽極処理表面を含むことができる。
いくつかの実施形態では、本発明のシステム及び方法は、「ＡＮＯＬＯＫ」黒色陽極処理表面及び「ＡＮＯＬＯＫ」灰色陽極処理表面用いる（「ＡＮＯＬＯＫ」は、「Ａｌｃａｎ  Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  ＵＫ  Ｌｉｍｉｔｅｄ」の商標である）。陽極処理表面を用いると、レンズ材料の硬化特性に悪影響を及ぼす可能性があるＵＶへの露出からもたらされる退色を減少又は消失させるのを助けることができる。
【０１１７】
第１及び第２の光学面ＲＲ１及びＲＲ２の両方は、光源それぞれ５０ａ及び５０ｂから実質的に平行で実質的に均一に離間した実質的に平坦な表面を例えば平面内に含むことができる。光学面ＲＲ１及びＲＲ２は、あらゆる適切な材料及び構造を含むことができ、例えば、光学面ＲＲ１及びＲＲ２は、例えば、ハウジングの上部及び下部内壁上又はそれに隣接して配置された塗料、フィルム、コーティング等の層を含むことができる。従って、光学面は、金属シートのような硬質基板上に配置された層又はコーティングとすることができる。
【０１１８】
第３の光学面ＲＲ３は、設けられた場合には、第２の光学面ＲＲ２と比較して比較的高反射率の金属表面であることが好ましい。例えば、第３の光学面ＲＲ３は、「Ａｌａｎｏｄ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓｉｌｖｅｒ  ４２７０」反射面を含むことができる。
第３の光学面ＲＲ３は、内向きにハウジングチャンバ内に移動トレイに向けて、例えば、実質的にランプに垂直な方向に向くように配置される。図４Ｅに示すように、光学面ＲＲ３は、ランプ５４の円周領域を受け取る大きさ及び形状にされたスロット領域を含むことができる。スロット付き構造によりランプ交換が容易になる。
【０１１９】
図４Ｄ’は、図４Ｄの線４Ｄ’−４Ｄ’に沿う光学面の平面図を示している。この実施形態では、光学面ＲＡ１、ＲＲ２、及びＲＲ３は、型を担持するトレイが動く方向に平行な複数のストリップ内に設けられているのを見ることができる。本明細書で説明したように、表面ＲＲ１は、艶消し黒色であり、表面ＲＲ２及びＲＲ３は、艶消し灰色である。紫外線ランプが約３フィートの長さの一実施形態では、ＲＲ３領域の幅は、約１０インチであり、ＲＲ２領域の幅は、約１６インチである。しかし、これらの値は、説明のために挙げたものであり、本発明を制限するように解釈すべきではない。
【０１２０】
本発明のシステムに用いられる光学面は、以下の目的の少なくとも１つ、及び好ましくはその全てを達成するように位置決めされ、かつそのように構造化されることが好ましい：ランプ端部近辺でのランプ強度の自然損失を補償するための手段、例えば機構を設けること、下側ランプからの光が上側ランプの後部の表面により反射されにくくすること、上側ランプからの光が下側ランプの後部の表面により反射されにくくすること、及びコンベヤ上にあるトレイの数及び／又はコンベヤ上のトレイの位置決めに関わらず、トレイの表面にわたって実質的に均等な光強度が分布されるようにすること。従って、本発明のシステムには、望ましい量又は所定の量の制御照明を型アセンブリ２に供給するのに有効な１つ又はそれよりも多くの要素又は特徴を含むことを理解することができる。
【０１２１】
従って、システム１０ｂは、トレイに配置された型に配置されたレンズ前駆材料を重合させるために、ハウジングを通して複数のトレイを移動させるためのコンベヤを含むことを理解することができる。光アセンブリは、型を担持するトレイの上下の両方に配置された紫外線ランプを含む。
この配置により、特に、システムが、例えば本明細書の他所に説明されているように特に低強度の紫外線を用いてレンズを重合するのに用いられるように構成されている場合には、システムの光学要素に関してある一定の配慮が生じる。本発明によるこのようなシステムでは、製造工程中に型に供給される光を厳格に制御することにより、生成されるレンズの品質の一貫性が促進されることになる。
【０１２２】
コンベヤに沿って移動する隣接するトレイ間の間隙（図に示すようなもの、例えば図６）は、トレイの縁部部分に供給される一貫した照明を引き起こすことができるか又はそれに関連付けることができる。例えば、本明細書の他所に説明したように、高反射性アルミニウム表面をランプの後部に用いてランプからの光を反射させる場合には、間隙により、各トレイの上面の前縁及び後縁がトレイの下のランプからの反射に露出されるようにすることができる。同様に、各トレイの下面の前縁及び後縁は、トレイの上のランプからの反射に露出される。
【０１２３】
これらの望ましくない反射効果を軽減させるか又は最小にするために、システムの光学要素は、「Ｐｈｏｔｏｐｉａ」という名称で製造販売されている光線追跡ソフトウエアパッケージを用いるようにモデル化される。光線追跡分析を行い、その結果から、上述の効果は、比較的低反射率の光学面を用いることによって最小にするか又は少なくとも軽減することができ、例えば、実質的に軽減することができることが示されている。
【０１２４】
システムのランプ端部近辺でのランプ強度の損失を補償することが依然として望ましいと考えられている。本明細書の他所で示したように、典型的な蛍光管の特性は、管の端部領域近辺に放出される光強度が、管の中心寄り領域に放出される光強度よりも相対的に低いことである。その結果、管の端部領域の下の充填して閉鎖した型は、管の中心領域よりも低い光強度を受けることになる。管の長さに沿うこの変動を補償するために、比較的反射率が高い管端部に隣接して、例えばその後部に光学面を加えることにより、光の均一性を促進することができることが判っている。
【０１２５】
光線追跡ソフトウエアパッケージ「Ｐｈｏｔｏｐｉａ」を用いるコンピュータシミュレーションでは、図４Ｄ及び図４Ｄ’に示すように配置された約０％反射率の「艶消し黒色」表面と約３０％反射率の「艶消し灰色」表面との組合せにランプに約６０％出力で電力を供給すると、上の目的を満たすことができることが示されている。この配置はまた、システムの光学要素を更に改善するために、図４Ｅに示すように配置された側部反射体を含むこともできる。
適切な光学面を適切な位置に用いてシステムに変更が行われた後、光線追跡分析を再び行い、トレイの数又はトレイの位置に関係なく、ハウジングを通って移動する各トレイ又はトレイ上に配置された型に実質的に一貫した照度がもたらされているか否かを判断することができる。
【０１２６】
本発明の別の態様によれば、システム１０は、重合が開始される時、各充填型が実質的に瞬間的に又は実質的に瞬時に正確な強度を有する有効な光で照明されるように構造化されている。同様に、システムは、重合が完了又は実質的に完了すると、各型が実質的に瞬間的に又は実質的に瞬時に有効な光への露出から除去されるように構造化されている。言い換えると、システムは、有効な光、例えば最適に有効な光を実質的に瞬時に開始し、実質的に瞬時に終了するための手段、例えば機構を設けるように設計される。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、型アセンブリを放射線又は紫外線にほぼ瞬時に露出することは、以下の１つ又はそれよりも多くによってもたらすことができる：固定パネル及び可動ゲートなどのような光遮蔽体、及びコンベヤシステムに対して本発明のシステムのいくつかのより高速の移動をもたらす牽引機構のようなトレイ移動装置。
例えば、システム１０の別の有利な特徴は、簡略断面図で図５に示されている。図示のように、ハウジング１２は、入口１６がハウジング１２内に実質的な陰影領域１８９を設けるように構造化されている。より詳細には、実質的な陰影領域１８９は、望ましい照度よりも低い照度の領域にならないように遮蔽されるハウジング１２内の領域である。
【０１２８】
例えば、本発明の好ましい実施形態では、ハウジングの入口部分は、トレイが入口部分に位置決めされる時、トレイが有効な光（すなわち、型に収容された組成物の重合を引き起こすか、開始するか、又は他の方法で実行するのに有効な照度の光）を受け取らないように遮蔽する構造にされる。入口部分は、少なくとも１つのトレイを含む大きさにされた閉鎖可能な前庭を含むことができる。前庭の内部は、型充填トレイがコンベヤ上及びハウジングの照明部分内に容易に移動するように開放、例えば自動的に開放することができる障壁、例えば空気制御ゲートのような可動ゲートにより、ハウジングの照明部分の内部からの光から遮蔽される。
【０１２９】
ハウジングの出口部分は、組成物が硬化された後に型アセンブリが有効な光に過剰露出されないように同様の閉鎖可能前庭を含むことが好ましい。
型が有効な光に時期尚早に露出される及び／又は過剰に露出されることを防ぐための本発明の別の特徴は、入口前庭から内向きに配置された入口遮蔽領域と、出口前庭から内向きに配置された出口遮蔽領域とを含む。
例えば、ハウジング１２は、ハウジング１２内の各入口１６及び出口（図５には示さず）に有効な光から遮蔽される領域を設けるように構造化することができる。言い換えると、領域１８９は、型が領域１８９に位置決めされる時に、型に収容された重合可能組成物の重合を引き起こすか又は開始するのに有効な光を実質的に受け取らない。
【０１３０】
より詳細には、ハウジング１２は、トレイ３４が遮蔽領域１８９内に位置決めされる時に、光源５０放出要素５４’の周囲領域とトレイ３４上又は内の型２との間に配置された好ましくは内向きに延びる構造１９０を含む「郵便受け」型入口１６及び／又は出口を含むことができる。
より詳細には、遮蔽構造１９０は、各々内向きにハウジング１２内に延びる上側遮蔽部分１９０ａ及び下側遮蔽部分１９０ｂを含むことができる。遮蔽部分１９０ａ及び１９０ｂは、遮蔽部分１９０ａ及び１９０ｂの間を型充填トレイが通過することができるのに十分な距離だけ離間している。
好ましくは、少なくとも１つの光放出管５４’、例えば２つの光放出管５４’が、遮蔽部分１９０ａの直ぐ上に配置され、同様に、少なくとも１つの光放出管５４’、例えば２つの光放出管５４’が、内向きに延びる遮蔽部分１９０ｂの下に配置される。
【０１３１】
遮蔽構造１９０の利点は、以下のように更に良好に理解することができると考えられる。例えば、第１の光源５０ａの各ランプ５４近辺、例えば各ランプ５４の下の照度は、ランプの各側に直接隣接するか又は側方に置かれる２つのランプにより増強される。その結果、周囲に位置決めされたランプ又は端部ランプ、例えばランプ５４’の下の照度は、周囲ランプ５４’がその一方の側に２つの直接隣接する側方ランプを持たないという点で、これよりも中心寄りに位置決めされたランプの下の照度よりも小さい。
【０１３２】
その結果、遮蔽構造１９０がなければ、システム１０は、相対的に照度が低い周囲領域又は端部領域の側方に位置する中心に配置されたランプの間にハウジングチャンバ１４の完全に照らされた部分を含むことになる。型は、開口部１６内に通るべきであるために、型がこの照度の低い領域に露出されると考えられる危険性がある。この照度が小さい領域に短期間の露出でも露出される結果、型が正しく重合されない可能性がある。遮蔽構造１９０は、１つ又はそれよりも多くの型が最も有効又は最適な照度と異なる、例えばそれよりも小さい照度に露出されると考えられる可能性を低減する有効な手段の１つになる。遮蔽構造１９０は、特に、例えば型がチャンバ１４の完全に照らされた部分内に通されるか又はそれを通って出る工程にある時に、型が有意に時期尚早に低強度光に露出されないように実質的に「影」を付けるために設けられる。
例えば、今度は図２及び図６を参照すると、ここに示されているシステム１０は、コンベヤアセンブリ７０の上に配置された約４０の紫外線ランプ５４又は管と、コンベヤアセンブリ７０の下に配置された約４０の紫外線ランプ５４とを含む。
【０１３３】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明のシステムの実施形態の遮蔽構造１９０の特徴の有効性を示している。図７Ａは、遮蔽特徴がない場合の照明強度を示している。システムの入口では、型は、コンベヤに沿ってランプ１（Ｌ１）に接近する（この場合には、右から左に移動する）。この目盛りは、μＷ／ｃｍ2の単位により、コンベヤに沿うある一定の地点で測定した４０のランプ配置の第１の３つのランプにより供給される紫外線強度レベルを示している。目標照度は、９００μＷ／ｃｍ2である。この目盛りは、第１及び第２のランプ（Ｌ１及びＬ２）の下での照度を表しており、Ｌ１に接近するにつれ（０から１８０ｍｍ）、照明レベルは、目標照度レベルである９００μＷ／ｃｍ2を有意に下回る。
【０１３４】
今度は図７Ｂを参照すると、入口部分１６の郵便受けデザイン又は遮蔽構造は、型アセンブリ２が第３のランプに到達するまで、各充填されて閉鎖された型アセンブリ２を低強度紫外線（例えば、照明強度９００μＷ／ｃｍ2未満）から遮蔽する。有利な態様においては、郵便受けデザインは、第１及び第２のランプからの光が、依然として第３のランプからの光を増強することを可能にする。従って、第３のランプの下にある時、各充填されて閉鎖された型は、実質的に瞬時に正しい強度で紫外線に露出されることを認めることができる。
郵便受け入口を作り上げる内向きに延びる構造１９０は、低紫外線強度域がこのような内向きに延びる構造によって型に届かないように遮蔽される限り、時に、ハウジングチャンバまでよりも短く、又はここに示すよりもその内部まで、及び詳細には本明細書に説明するように延びることができることは認められるものとする。このような他の配置も本発明の範囲に含まれると考えられる。
【０１３５】
本発明の更に別の態様では、システム１０は、エッジベルトコンベヤアセンブリ構成要素、例えばベルト支持体が、トレイの縁部上の充填型２が正しい又は望ましい又は所定の光強度を受け取ることを実質的に遮蔽しないように構造化されることが好ましい。図３に示す本発明の実施形態では、照明の遮蔽を低減するために、エッジベルトコンベヤアセンブリ７０は、トレイ２４をシステム１０の周囲支持構成要素から離して位置決めされるように構造化された張出し部及び支持体を用いて構成される。
【０１３６】
チャンバ１４内の照明の遮蔽を低減することは、あらゆる適切な構造的手段で達成することができ、その１つが図３に及び線図の形で図８に示されている。エッジベルトコンベヤアセンブリ７０には、支柱９６に接続した第１及び第２の張出し部９２及び９４が含まれる。支柱９６は、システムの長さに延びる支持ビーム９５を保持する複数の離間した柱の１つである。支持ビーム９５は、コンベヤベルト７２を保持する第１の張出し部９２を支持する。支持ビーム９５は、ハウジングの側壁から離れて延びる第２の張出し部９４により、離間した支柱９６に装着される。
【０１３７】
この構造の利点は、図８を参照して更に大きく評価することができる。線図の形では、第１及び第２の張出し部９２及び９４が支持体９５及び９６に実質的に垂直であり、型を完全照明領域に有効に位置決めすることを見ることができる。このアセンブリは、コンベヤアセンブリ７０に様々な構成要素が存在することによるあらゆる実質的な照明遮蔽又は陰影が型上に生じるのを防ぐのに有効である。この構造により、充填型が重合光から遮蔽されることを消失させるか又は少なくとも低減し、各トレイ２４はそのままにされる。
照明を最適にし、照明遮蔽を低減するという同じ原則を本発明によるシステム１０の他の部分又は構成要素を構成する際に適用することができると考えられる。
【０１３８】
今度は詳細に図３を参照すると、システム１０の内部で充填型の遮蔽が起こる率を低減する大きさ及び形状にされた中央コンベヤ支持体９８が設けられる。この実施形態では、中央支持体９８は、張出し部９８ｂを有する離間した主要支柱９８ａを含む（この図では、１つの支柱９８ａ及び張出し部９８ｂのみを示す）。これらの柱９８ａは、規則的な間隔で位置決めされ、その上の構造を支持する。その上の構造には、システム１０の長さに延びる支持ビーム９８ｃが含まれる。
中央コンベヤ支持体９８の長さに沿って、左方支柱９８ａ及び右方支柱の両方が存在する。これらは、左方、右方、左方、右方などのように交替する。片持ちばり９８ｄは、図示のように、中間支持ビーム９８ｃの上部に装着される。片持ちばり９８ｄには、右方アーム及び左方アームが含まれ、その各々が、図示のようにコンベヤベルト７２を支持する。
【０１３９】
型内のレンズ前駆体モノマー組成物を有効に硬化するためには、型照明の開始及び終了が実質的に瞬時であることが好ましい。重要なレンズ特性の多くは、硬化サイクルの最初の数分で決定されると考えられているために、瞬時で一貫した照明は、硬化の開始時又は初期で特に重要である。また、本明細書の他所で説明したように、硬化期間を通して照度の一貫性を維持するようにシステムを設計することも好ましい。
【０１４０】
本発明のシステム１０のデザインに向けられる別の重要な考慮点は、瞬時照明を達成する恩典であり、この恩典は、型を最初にコンベヤアセンブリ７０に載せた時の各型に関して本明細書の他所に説明されている。本発明の一部の実施形態では、コンベヤアセンブリは、速度約２メートル／時間から約５メートル／時間、例えば約３メートル／時間で進む。
コンベヤアセンブリ７０がほぼ３メートル／時間のみでハウジング１２を通してトレイ２４を移動させる本発明の実施形態では、これは、直径が２０ｍｍの個々の充填コンタクトレンズ型が、入口を通ってチャンバ１４の完全に照らされる領域まで移動するのに約２４秒かかることになることを意味する。同様に、型がチャンバ１４の完全に照らされる領域を出るのにもほぼ同じ長さの時間かかることになる。従って、充填型は、型の前縁が型の後縁よりも先に有効な光に露出されないという点で、望ましい瞬時の照明に露出されないことになる。
好ましくは、システム１０は、レンズ型が有効な光の領域に移動して入る時間を低減するための機構又は装置を含む。例えば、システムは、硬化開始時に型に実質的に瞬時に望ましい又は最適な強度の照明を与え、硬化終了時に実質的に瞬時に光への露出を終了させるのに有効な「高速牽引」機構又は装置を更に含むことができる。
【０１４１】
図６は、本発明のシステムのこの態様を示している。型に望ましい「瞬時の照明」を達成するためには、システム１０は、硬化期間中に型に望ましい照度が供給されることを達成するためにハウジングチャンバ１４の入口及び出口部分を通るトレイの速度を制御するための機構を更に含むことが好ましい。
例えば、システム１０は、型を収容するトレイ２４を、遮蔽構造１９０を含むことが好ましい入口部分１６から完全に照射されるチャンバまで急速に移動させるための機構２００を含むことができる。機構２００は、以降、時に「高速牽引」機構と呼ぶことがある。
【０１４２】
例えば、図６に示すように、型充填トレイは、トレイがシステム１０を通って移動する別々の時間で示される。型充填トレイは、番号２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、及び２４ｅで表され、これは、異なる時点での型充填トレイを表している。高速牽引機構２００は、トレイ２４ａが入口１６内に配置される間にトレイ２４ａを掴むか、又は締め付けるか、又は他の方法で一時的にそれと係合するように構造化された牽引アーム２０２を含むことができる（トレイ２４ａは、図６の破線で牽引アーム２０２に掴まれて示されている）。機構２００は、ハウジング１２の入口部分１６を通ってハウジングチャンバの完全に照らされる部分（例えば、第３から３８番目のランプにより照らされるチャンバの部分）内まで、牽引アーム２０２及びそれに係合されたトレイ２４ａを急速に移動させるように構造化された牽引アームガイド２０４を更に含むことができる。一般的に、高速牽引機構２００は、実質的に紫外線が放射されない郵便受け様式の入口部分１６又はハウジングの入口に隣接する前庭から、望ましい一貫した照度で完全に照らされるハウジングチャンバの中央に配置された部分内まで、型充填トレイ２４ａを非常に急速に引張るか又は急速に牽引するように設計される。
【０１４３】
牽引アーム２０２は、トレイ２４ｂがハウジングチャンバの完全に照らされる部分内に実質的に完全に位置決めされる瞬間にトレイ２４ａをコンベヤベルト（図６では示さず）上に放出することができるように構造化されている。この時点で、その時に牽引アーム２０２から放出されているトレイ２４ｂは、移動縁ベルト（図示せず）により、ハウジングチャンバの完全に照らされる部分を通って移動されるか又は運ばれ、それによってトレイ２４ｂ上の各型を硬化期間全体にわたって紫外線の完全照明に露出させることができる。チャンバの完全照明部分内のトレイは、図６ではトレイ２４ｂ、２４ｃ、及び２４ｄである。硬化期間の終了時には、出口１８近辺の別の高速牽引機構２００を同様に用いて、チャンバ１４の完全照明部分からトレイを急速に引っ張り（トレイ２４ｅの位置まで）、有効な光への露出を瞬時に終わらせる。
【０１４４】
システムがシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを製造するように設計される本発明の特定的な実施形態では、コンベヤアセンブリ７０は、硬化期間の持続時間を少なくとも約４０分から約１時間にするために、例えば定常速度約３メートル／時間でトレイ２４ｃを完全照射チャンバを通して連続的かつ定常的に安定して搬送する。
本発明のシステムを開発する間に行った様々な実験では、レンズは、照射チャンバ１４に僅か約２０分又は約３０分入れた後に作られたことに注意されたい。しかし、これらのレンズの一部は、望ましくない高レベルの抽出物又は未反応モノマーを有することが見出されており、これは、完全に重合されていなかったことを示している。好ましい実施形態では、１時間が好ましい硬化持続時間であり、４０分が好ましい最短硬化持続時間である。
【０１４５】
型内の組成物の硬化を瞬時に開始して瞬時に終了することの重要性に対処する本発明のシステム１０により、他の代替的又は付加的な機構を設けることができる。高速牽引機構２００は、モノマー充填型が実質的に重合化放射線がない領域（例えば、遮蔽入口部分又は前庭）から完全照射チャンバ内まで迅速に移動されるという点で、有効な手段、例えばこの目的を達成するための機構とされる。硬化、例えば、持続時間が約３０分から約１時間の間の硬化終了時には、型は、高速牽引アームにより完全照射チャンバから迅速に除去される。
本発明のシステムに高速牽引機構又は装置を設けることにより、ある一定の遮蔽構成要素が必要でない場合があることが見出された。例えば、「郵便受け」入口の部分は必要でない場合がある。従って、本発明のシステムのいくつかの実施形態では、図７Ｂに示されているパネル１９０ａのような郵便受け入口の上側パネルを省略することができ、それでも、レンズ前駆材料が望ましく重合される。
【０１４６】
本明細書の開示内容に鑑みて、本発明のシステムの１つの特定的な実施形態は、ハウジングと、ハウジング内に配置された複数の紫外線ランプとを含むように理解することができる。ハウジングは、入口及び出口を含む。ハウジングの各入口及び出口に前庭が設けられる。ハウジングはまた、紫外線ランプを越えて充填型アセンブリのトレイを移動させ、型アセンブリ内に配置されるレンズ前駆体組成物を重合させるための複数のコンベヤベルトも含む。ハウジングは、入口前庭とハウジング入口の間の可動光遮蔽ゲートと、ハウジング出口と出口前庭の間の可動光遮蔽ゲートとを含む。ハウジングはまた、本明細書で説明するような高速牽引機構も含む。ハウジングの入口及び出口には、ハウジング内の最初の２つの紫外線ランプを覆って延びる下側パネルが設けられ、ハウジング内の最後の２つの紫外線ランプを覆って延びる別の下側パネルが設けられる。この実施形態では、図７Ｂのパネル１９０ａのような上側パネルは存在しない。ハウジングはまた、０％反射率（例えば、艶消し黒色表面）の中央領域、及び３０％反射率（例えば、艶消し灰色表面）の周囲領域を含む光学面も含む。すなわち、このシステムは、レンズ前駆体組成物の硬化工程の前に望ましい光遮蔽体を設け、充填型アセンブリを担持するトレイが迅速に出し入れされるようにし、型アセンブリ及びそこに収容されたレンズ前駆体組成物を実質的に均一に照らして満足できる品質のコンタクトレンズ製品を生成する。
【０１４７】
今度は図８Ａを参照すると、例えば、品質を制御するためにシステム１０をモニタするのに有用な本発明の別の有利な特徴が示されている。より詳細には、本発明のシステム１０は、チャンバ１４内の様々な場所又は位置での光強度を確認及び／又はマップするために、光強度を測定及び／又はモニタするための手段を含むことができる。
例えば、システムハウジングを通して移動するのに適する少なくとも１つ、及び好ましくは複数のセンサ装置３００が設けられる。１つ又は複数のセンサ装置３００は、例えば、センサウィンドウ３０４を通してセンサ装置３００に供給される光強度を検知して記録するためのセンサウィンドウ３０４を有する遠隔データロガー３０２を含むことができる。
例えば、各センサ装置３００は、光強度値を検知し、記録し、時間を追って記録するのに適する積算放射計、又は当業者に公知の他の技術を含むことができる。
【０１４８】
有利な態様においては、センサ装置３００は、ハウジングチャンバ内に位置決め可能であり、かつそれを通って移動される大きさ及び構造にされる。より詳細には、データロガー３０２は、レンズを加工する間にシステムを通って移動することができるように構造化されている。
例えば、図８Ａに示すように、３つのデータロガー３０２がトレイ２４上に位置決めされて示されており、このトレイは、照射チャンバを通して充填型を保持して移動するのに用いられるトレイと同一である。ここに示す配置では、各縁部の位置の１つをモニタするために１つのセンサ３０４が用いられ、トレイ２４上の中間の位置をモニタするために１つのセンサ３０４が用いられている。
データロガー３０２は、図８Ａに示すように、３つのこのようなデータロガー３０２を単一のトレイ２４上に配置することができる大きさ及び構造にされる。例えば、各データロガー３０２の厚さは約２０ｍｍ、長さは１６０ｍｍ、幅は約１００ｍｍである。
【０１４９】
今度は図８Ｂに移ると、本明細書の他所（例えば、図６）に説明されて示されている本発明による８０のランプシステム１０の線図が示されている。この線図は、例えば、図８Ａに示すように１つ又は複数のトレイ２４上に位置決めされたセンサ装置３００を用いて照射チャンバ内の複数の位置をモニタする有効な手段を示している。図８Ｂでは、適切に位置決めされたデータロガー３０２のセンサウィンドウ３０４により、充填コンタクトレンズ型がシステムを通って移動する各「軌道」を追跡することができる。各軌道は、照射チャンバを通過する型の位置を表すものである。
【０１５０】
センサ装置の使用は、以下のように説明することができる。紫外線を用いてコンタクトレンズを製造するために、本明細書の他所に説明して示すシステム１０のようなシステムが提供される。単一のコンタクトレンズの型は、システムのハウジングを通過するのに１時間かかる。
６つのセンサ装置又はデータロガー３０２は、図８Ａに示すように、２つの型トレイ上に各トレイに３つのデータロガーで配置される。また、コンタクトレンズ型（図示せず）は、必要に応じてセンサ装置に沿ってトレイ上に配置することができる。代替的に、データロガーは、コンタクトレンズ型アセンブリのないそれ自体のトレイ上に設けることができ、トレイを収容するデータロガーは、システムを通過することができ、同時に充填コンタクトレンズ型アセンブリを収容するトレイもシステムを通過する。例えば、レンズ製造工程中に、通常はハウジングチャンバを通してコンタクトレンズ型を担持すると考えられるトレイの２つは、各々３つのデータロガーを保持する２つのトレイと置換される。データロガーを保持する２つのトレイは、レンズ型を保持するトレイと共にハウジングチャンバ内まで通過して入り、コンベヤによりハウジングチャンバを通って移動する。
【０１５１】
単一のデータロガーがシステムを通過するのに要する１時間の間に、データロガーのセンサウィンドウは、光強度の６５，５３６の値を検知して記録する。データロガーは、チャンバを出た後、次にコンピュータに接続される。６５，５３６の値は、ダウンロードしてソフトウエアパッケージに入れ、例えばグラフの形でコンピュータスクリーンに表示する。技術者は、データを分析することができ、完全硬化サイクルを通して所定の型位置でハウジング内の紫外線強度が望ましいレベルである（又は、そうでない）ことを確認する。
【０１５２】
本発明の一部の実施形態では、システム内の光をモニタするためには、データロガーを用いることは、本明細書の他所に説明するように光ファイバセンサ及び分光計を用いることよりも好ましい。例えば、遠隔データロガーは、一般的に光ファイバセンサよりも廉価である。本発明によるシステムに、光ファイバセンサ／分光計とデータロガーとの組合せを設けることができることを認めるべきである。
【０１５３】
本明細書に説明されるようなセンサ装置（例えば、データロガー）の有効性は、以下の１つ又はそれよりも多くを提供することにより改善することができるように考えられている：無線実時間通信のアップグレード、ネットワークノード、及びデータ処理機能の改善。これらのセンサ装置は、インテリジェントネットワークの一部として用いることができる。本発明の他の実施形態による機能の制御及びモニタリングを改善するために他の有利な追加物、修正、及び代替構成を提供することができる。
【０１５４】
本発明の別の態様では、個々の光源の故障を検出するための手段が提供される。例えば、図６に示して本発明の他所に説明する本発明の特定的な実施形態では、システム１０のオペレータは、レンズを硬化する間に、ある程度の確信をもってシステム１０の８０のランプの全てが適切に機能していることを認識して知ることが重要である。ランプのいずれか１つが機能していなければ、システム１０内で製造されたコンタクトレンズが最も有効な硬化を受けない可能性があるか、又は恐らくそうである。従って、システム１０は、個々のランプの１つ又はそれよりも多くが作動に失敗したか否かを容易に識別することができる有効で信頼できる制御システムを含むことが望ましい。
【０１５５】
本発明のシステム内のランプの制御は、電子制御ランプ故障検出機構を含む制御アセンブリによって提供されることが好ましい。制御アセンブリは、比較的低価格であまり複雑にすることなくシステムに実装することができる構成要素を含むことが好ましい。ランプエラーフィードバックソリューション制御アセンブリは、これよりも高価で複雑な及び／又は信頼性の低い手段、例えば放射測定センサ又は光ファイバセンサを用いると考えられる機構よりも好ましい。
【０１５６】
より詳細には、例えば、ランプエラーフィードバックは、一対の蛍光紫外線ランプをデジタル高周波数電子安定器に接続し、デジタルアドレス可能点灯インタフェースプロトコル（照明産業では、これは、通常は「ＤＡＬＩ」プロトコルと呼ばれる）を利用することによって本発明のシステム内に実施することができる。「ＤＡＬＩ」プロトコルは、紫外線を用いてモノマーを重合するいずれのシステムにもこれまで実施されていないと考えられている。しかし、「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術は公知であり、従って、本明細書ではより詳細に説明しないことにする。例えば、「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術は、従来、近代建築物の可視光ランプを制御する点灯システムに実施されている。
【０１５７】
「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術を本発明のシステムに実施する方法は、デジタル高周波数電子安定器と共に用いられる。「ＤＡＬＩ」プロトコルは、アナログ安定器と通信しない。従って、本発明のシステム内の紫外線源を制御するための手段には、アナログ安定器ではなく、ランプに接続したデジタル安定器、例えばデジタル高周波数電子安定器を含むことが好ましい。近代のデジタル電子安定器は、蛍光ランプを安定させる基本的な機能を力率及び効率などに関してアナログ安定器よりもかなり良好に行う。例えば、デジタル安定器は、同等のアナログ安定器に比較して放出する熱が少ない。
【０１５８】
例えば、電子安定器は、電力線からの交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変化させるための整流器と、直流を高周波数、典型的には２５−６０ｋＨｚの交流に変化させるためのインバータとを含むことができる。電子安定器によっては、整流器とインバータの間に配置されたブースト回路を含む。
一般的に、本発明の一部の実施形態による点灯制御の方法には、デジタル制御信号、好ましくは「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術を用いて、本発明のシステムに含まれる電子安定器、コントローラ、及び／又はセンサを制御する段階が含まれる。本発明の一部の実施形態では、ランプ制御及びランプ故障検出システムの各構成要素は、それ独自の装置特定のアドレスを有し、それによって個々の装置制御を行うことが可能になる。
【０１５９】
例えば、図９の概略図に示すように、本発明の好ましい実施形態によれば、一対のランプ５４に接続したデジタル安定器４２２を用いる制御アセンブリ４００が提供される。デジタル安定器４２２は、電子コントローラ４３０に接続される。制御アセンブリは、例えば、ランプ故障又は電気接続不良により紫外線ランプ５４の１つが消えると、デジタル安定器４２２が、「ＤＡＬＩ」プロトコルを用いて電子コントローラ４３０にエラーメッセージを送ることになるように設計される。電子コントローラ４３０は、この信号を受け取ってアラーム（図示せず）を鳴らし、どのランプが故障したかを示している。次に、オペレータは、修正処置を行うことができる。例えば、行う処置には、ランプ故障時にシステム１０を通過するコンタクトレンズを排出する段階を含むことができる。次に、オペレータは、不良ランプを取り替えるか又は不良接続を修理することができる。
【０１６０】
本発明の特定的な実施形態では、各紫外線ランプ５４には、「Ｐｈｉｌｉｐｓ  ＴＬ４０Ｗ／０５」紫外線蛍光ランプ又は同様の特性を有するランプが含まれる。各ランプ５４は、「Ｔｒｉｄｏｎｉｃ  ＰＣＡ  ２／３６  ＥＸＣＥＬ  ２２０−２４０Ｖ  ５０／６０／０  Ｈｚ」デジタル高周波数安定器４２２に接続される。
電子コントローラ４３０には、「Ｂｅｃｋｈｏｆｆ  ＢＣ９０００」プログラム可能論理コントローラに埋め込んだ「ＤＡＬＩ」プロトコルベースのソフトウエアを含むことができる。本発明のシステム及び方法に有用な「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術は、連合王国、オクソンＲＧ９１ＡＺ、ヘンリー・オン・テムズ、ザ・ボートハウス所在の「Ｈａｙｅｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｔｄ」、及び連合王国、ドーセットＢＨ２１７ＳＥ、ウィンボーン、フェルンサイドパーク、ジョンソンロード、マーリンハウス所在の「Ｍａｒｌｉｎ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」から入手可能である。
【０１６１】
個々のランプ故障の識別に加えて、本明細書で上述の制御アセンブリ４００は、ランプ強度を制御するようにも構成されることが好ましいことに注意されたい。これは、紫外線センサ、例えば約１０の紫外線センサを本明細書に詳細に説明する８０のランプシステムに加えることにより達成することができる。センサは、ＵＶＡ型センサとすることができる。供給電圧は、２４ボルト、出力電圧は、約０から１０ボルトとすることができる。センサからの出力を用いて、「ＤＡＬＩ」プロトコルに関して本明細書に説明したハードウエア構成要素によりランプ強度を制御することができる。センサには、隣接する１つ又はそれよりも多くの紫外線ランプを設けることができる。いくつかの実施形態では、センサは、充填型アセンブリが紫外線に露出される間の紫外線を検知する。例えば、ＵＶ強度のモニタ及び測定は、型がＵＶ光に露出されるのと同時に行われる。他の実施形態では、センサは、充填型アセンブリが光に露出されている間には紫外線を検知もモニタもしない。その代わりに、センサは、ハウジングに硬化工程を受けている型アセンブリがない時の光をモニタすることができる。
【０１６２】
図１０は、本発明による更に別のシステムを全体的に５１０で示している。本明細書で明示的に説明すること以外は、システム５１０は、システム１０と同様であり、システム１０の特徴に対応するシステム５１０の特徴は、対応する参照数字に５００を加えたもので示される。
システム５１０は、実質的に装置１０と同じであり、主な差は、システム５１０が、硬化期間中にハウジング５１２を通して型２を輸送するためのコンベヤシステムを含まないことである。言い換えると、重合工程又は硬化期間中に型２がハウジング５１２を通して移動するのではなく、システム５１０の型は、重合工程又は硬化期間中に比較的実質的に静止しているか、又は比較的実質的に静的なままである。この理由で、システム５１０は、本明細書で「静的光箱」システムと呼ぶことがある。
【０１６３】
システム５１０は、型２で充填されたトレイ５２４を受け取るための開口部５１６と、例えば６つの紫外線ランプ５５４ａを含む第１の光源５５０ａと、例えば６つの紫外線ランプ５５４ｂを含む第２の光源５５０ｂとを有するハウジング５１２を含む。システム５１０は、第１の光源５５０ａと第２の光源５５０ｂの間の位置に、ハウジング５１２の内側壁に沿って位置決めされ、トレイ５２４及びそこに担持された型を支持するように構造化された構造、例えばトレイガイド、例えばスロット付きトレイガイド２３６を更に含む。
【０１６４】
システム５１０は、硬化期間中に、トレイ５２４に保持された各成形アセンブリ２が、中央に配置された光放出要素５５４ａ及び５５４ｂの間に実質的に直接位置決めされるように構造化されている。トレイ５２４上の各充填型２は、ハウジング５１２の中央に実質的に直接位置決めされることが好ましい。例えば、ここに示す１２のランプ配置では、各型２は、第１及び第２の光源それぞれ５５０ａ及び５５０ｂの第３及び第４のランプの下及び上に位置決めされる。
【０１６５】
型２は、光強度が実質的に均一なトレイ５２４の中間領域の近辺で一緒にまとめられることが好ましい。例えば、ここに示す静的光箱システム５１０では、トレイ５２４の周囲領域５２４ａには型が保持されない。
重合可能組成物から眼科用レンズを製造するためのシステム５１０の利用には、ランプ５５４ａ及び５５４ｂを活性化することによりハウジングチャンバ５１２を照らす段階と、トレイ５２４がトレイガイド２３６内に係合するように、型充填トレイ５２４を開口部５１６に入れる段階とを含むことができる。
【０１６６】
好ましくは、本発明のシステムに用いられる重合可能組成物の一部が高度に感受性であるために、型充填トレイ５２４をハウジング５１２に入れる段階は、各型２を実質的に瞬時に照らすために、非常に迅速に好ましくはできるだけ瞬時に近く達成される。例えば、トレイ５２４は、トレイガイド２３６に沿って摺動させることにより非常に迅速に所定位置に移動することができる。トレイ５２４は、硬化持続時間の間、第１の光源５５０ａと第２の光源５５０ｂの間に放置されてハウジングチャンバ５１４内に実質的に静止したままとすることができる。硬化を終了するために、トレイ５２４は、ハウジング５１２から開口部５１６を通して迅速に引き出される。
【０１６７】
詳細に示してはいないが、システム５１０は、本発明の他の実施形態では、入口及び出口の両方として機能する単一の開口部５１６を有するのではなく、トレイ５２４をハウジング５１２内に受け取るための個別の入口開口部と、トレイ５２４をハウジング５１２から出すための個別の出口開口部とを含むことができることを認めるべきである。
好ましい実施形態では、トレイ５２４は、開口部５１６を通して簡単に手動で配置され、例えば摺ってハウジング５１２に入れられ、レンズの重合が完了すると開口部５１６を通してハウジング５１２から手動で取り出される。
【０１６８】
一部の実施形態では、係合機構２５５が設けられる。係合機構２５５は、硬化期間中にトレイ５２４を接触又は係合させ、かつ動かす、例えば振動させるのに有効であるように構造化されている。係合機構２５５には、取外し可能にトレイ５２４に連結されるように構造化された把持機構２５６を含むことができる。係合機構２５５には、例えば、把持機構２５６に連結されたアーム２５７を含むことができる。アーム２５７は、減衰空気圧シリンダ２５８に連結することができる。係合機構２５５は、モータ（図示せず）により駆動され、最も有効に硬化するために好ましい様式でトレイ５２４を動かす、例えば振動させることができる。
【０１６９】
低強度の光を用いて重合可能組成物を硬化する場合には、本明細書の他所に説明した本発明の他の実施形態に説明した事項からも理解されるように、トレイ５２４をハウジング５１２に入れる段階は、非常に迅速に、好ましくはできるだけ瞬時に近く達成することが好ましい。システム５１０は、トレイ５２４をシステム５１０内に及び／又はそれから容易に移動するように構造化されている。本発明の特定的な実施形態では、システム５１０は、システム５１０内で毎時約６４のレンズの加工を可能にするのに有効であるように構造化されている。
【０１７０】
一部の実施形態では、自動的にトレイ５２４をチャンバ５１４内に引き入れ及び／又はチャンバ５１４から引き出すための１つ又はそれよりも多くの機構を提供することができる。例えば、係合機構２５５は、トレイ５２４をチャンバ内に引き入れ及び／又はトレイをチャンバ５１４から押し出し、及び／又は振動が有利であると判断されれば、硬化期間中にチャンバ５１４内でトレイを穏やかに動かす、例えば前後に振動させるのに有用とすることができる。本発明の他の実施形態では、トレイ１２４を照射チャンバに引き入れ及び／又はそれから引き出すために、及びトレイ１２４を振動させるために別々の機構を用いることができる。
硬化期間中に、型２は、全てが、中央に配置されたランプのほぼその間でハウジングチャンバ５１４の完全照射領域に位置決めされる。次に、型２の重合可能組成物を特定の望ましい硬化期間にわたって重合させる。硬化期間の終了時には、トレイ５２４及びそこに担持された型２は、別の加工段階を行うために手動又は自動でシステム５１０から取り出される。
【０１７１】
今度は図１１に移ると、本発明によるコンタクトレンズを製造するためのシステム７１０が示されている。この例は、本発明によるシステムを総括するために挙げたものであり、本明細書で上述した異なる特徴を多く含んでいる。
この実施形態では、システム７１０は、幾分モジュール的な形態である。この実施形がモジュール的形態であることにより、システムの保守管理が容易になる。システム７１０には、図２に示すような型の並列型トレイを同時に加工するための２つの並列型「レーン」が含まれる。
システム７１０には、入口前庭７２２と、５つの光「ステーション」７２６を含む光トンネルアセンブリ７２４と、出口前庭７２８とが含まれる。別の実施形態では、システムは、６つの光ステーション７２６を含む。
【０１７２】
２つの前庭７２２及び７２８の各々は、一般的に、光トンネル７２４で起こる重合工程の前及び後の両方で実質的にＵＶのない位置に型充填トレイを収容するように構造化されたＵＶ防護チャンバを含む。入口前庭７２２の出口と第１のステーション７２６の間には、重合量のＵＶ光が前庭７２２に入って型に収容されたレンズ前駆体組成物を重合させることを防ぐように、ＵＶ光遮蔽体７３０が設けられる。遮蔽体７３０には、一般的に、上下又は水平に移動してトレイを前庭７２２から第１の光ステーション７２６まで通過させる空気圧ゲート７３２が含まれる。出口前庭７２８は、実質的に入口前庭７２６と同一である。出口前庭７２８は、６番目の光ステーションと前庭７２８への入口との間に配置された空気圧ゲートを含む光遮蔽体（図示せず）を含む。ＵＶ遮断前庭の構造的特徴及び目的に関する付加的な詳細は、本明細書の他所に説明している。前庭には、トレイ上の型に収容されたレンズ前駆体組成物が、システムが配置された環境に存在する周囲ＵＶ光によって時期尚早に重合されないように、ＵＶ遮断又はフィルタ材料が含まれる。ゲートのような光遮蔽体は、レンズ前駆体組成物がハウジングの硬化チャンバから通過する周囲光により時期尚早に重合されるのを防止するのに役立つものである。
【０１７３】
光ステーション７２６は、実質的に互いに同一とすることができ、かつ相互接続して光トンネルアセンブリ７２４の長さを形成するように構造化されている。
各光ステーション７２６には、８つのＵＶランプを保持する上側光フレームアセンブリ７４４を収容するハウジング７４０と、８つのＵＶランプを保持する実質的に対向する下側光フレームアセンブリ７４６とが含まれる。各ＵＶランプは、約２０００μＷ／ｃｍ2まで送出することができる蛍光球とすることができる。
本明細書の他所に説明して示すようなコンベヤシステムが光トンネルアセンブリ７２４内に配置され、入口前庭７２２から出口前庭７２８までの間で型充填トレイを移動するように構造化されている。コンベヤアセンブリは、トレイに担持された型が、実質的に一貫した強度のＵＶ光で上からと下からの両方から照らされるように設計される。
【０１７４】
各対のランプは、ステーションハウジングの背部側に装着された電子安定器（図示せず）に接続される。各安定器は、コントローラ７５６及び電源７５８に接続される。コントローラは、電子安定器からの入力を受け取るコンピュータである。「ＤＡＬＩ」ベースのプロトコル技術を用いて、ランプのいずれの故障をも検出し、ランプからの光強度を設定する。
光ステーションのハウジングの内面は、トレイが光ステーションを通過する時に、望ましい一貫した均一な照明をトレイ内の型に維持するために光を反射及び分散させるのに有効な「光学面」をもたらすように構造化されている。光学面は、反射面及び非反射面の有利な組合せ及び配置を含む。光学面に関する付加的な詳細は、本明細書の他所に提供されている。
【０１７５】
コンベヤシステムの移動ベルトは、短い距離、例えば入口前庭内に約６インチ、及び出口前庭内に約６インチ延びている。コンベヤシステムは、コンベヤに担持された型充填トレイに有意な影を落とすことなくコンベヤベルトを支持するように構成されて位置決めされた複数の注意深く配置された支持体により支持される。コンベヤシステムの中央に沿って延びているのは、中心支持体の均衡をとるために支持体の左から支持体の右に交替している片持ちばり部分を有する中央支持体である。支持アセンブリは、本明細書の他所により詳細に説明されている。
【０１７６】
使用時には、２５６の型を収容する（図２に示すように配置された）型充填トレイ２４を入口前庭７２２に挿入する。第１の光ステーションに入る準備ができている場合、例えば、第１のステーション内でコンベヤ上に十分なスペースを利用することができる場合には、空気圧ゲートは開放される。高速牽引アームの格納式ピンのようなピンは、トレイの一番外側に沿って開口と係合する。アームは、迅速にトレイを引っ張って第１の光ステーション内に入れ、ここでトレイをコンベヤに載せ、ピンを引っ込めてトレイから外す。トレイが前庭からコンベヤまで移動するのには、約１５秒かかる。高速牽引アームが入口前庭に戻り、空気圧ゲートが閉鎖する。高速牽引機構は、図１１に示されていないが、高速牽引機構の詳細は、本明細書の他所に説明されており、例えば図６に示されている。
【０１７７】
第１の光ステーション内のトレイは、次のステーションに運ばれる。光ステーションを通って移動する時、トレイは、各ステーションの各ランプをゆっくり移動する。トレイは、合計約１時間を費やして第１の光ステーションに対する入口から第６の光ステーションの出口まで移動する。トレイ上の型は、ＵＶ強度約３４０μＷ／ｃｍ2で照らされる。第６の光ステーションの終端部で、出口前庭の空気圧ゲートが開き、高速牽引アームがトレイと係合し、トレイが迅速に前庭に引き入れられる。高速牽引アームは、トレイから外れ、第６の光ステーションに戻る。空気圧ゲートが閉じる。ここで、トレイは、システムから除去され、離型、剥離、抽出、及び水和のような加工後の段階、及びレンズ包装を行うことができる。
【０１７８】
図１１に示す構成を用いると、約１０分毎に約２つの並列の型充填トレイの割合で、又は千鳥状にされる場合には、約５分毎に１つの型充填トレイ／レーンで入口前庭を通して新しい型充填トレイをシステム７１０内に供給することができる。
例えば、トレイは、トレイの１つがいつでも出口前庭から引き上げるために利用可能であるように、各レーン上に千鳥方式で配置される。
光ステーションは、１２のトレイ（すなわち、６つの光ステーションの各々に２つのトレイ）を保持することができ、各前庭は、２つのトレイを保持することができる。
【０１７９】
本発明のシステムの付加的な実施形態は、他の光遮蔽装置を利用することができる。例えば、システムは、型アセンブリ内のレンズ前駆体組成物に時期尚早な露出及び重合を引き起こす可能性があると考えられるＵＶ光の大部分を遮断又は濾過することができるあらゆる要素を含むことができる。１つ又は複数の要素は、型アセンブリをハウジング又は硬化チャンバに配置するのを妨げないように可動であるべきである。１つの付加的な例として、軸線の周りを回転して硬化チャンバを開閉し、そこへのアクセスを提供する光遮蔽体を設けることができる。別の例として、１つ又は複数の可撓性カーテンを用いて、硬化チャンバに光障壁をもたらすことができると考えられる。
【０１８０】
すなわち、本発明のシステム及び方法は、硬化工程全体の間にレンズ前駆体組成物を実質的に一定で均一な光強度に露出することにより、型アセンブリ内に存在するレンズ前駆体組成物を重合させるのに有効である。光強度は、本明細書で説明したように変えることができる。例えば、光強度は、使用されている特定の中間又は平均光強度に応じて、中間又は平均光強度値に対して約５％から約３０％だけ変動させることができる。
【０１８１】
本発明のいくつかの態様及び利点は、各開示内容が本明細書において全体的にこの特定の引用により組み込まれている、以下の本出願と同日付で出願された本出願人所有の米国特許出願を参照すると、更に明瞭に理解及び／又は評価することができる：代理人整理番号Ｄ−４１２４の「コンタクトレンズ型及びそれを生成するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願第１１／２００，８４８号、代理人整理番号第Ｄ−４１２５の「コンタクトレンズ型アセンブリ及びそれを生成するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願第１１／２００，６４８号、代理人整理番号Ｄ−４１２７の「レンズ型からレンズを除去するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願第１１／２０１，４１０号、代理人整理番号Ｄ−４１２８の「コンタクトレンズ抽出／水和システム及びそれに用いる流体を再処理する方法」という名称の米国特許出願第１１／２００，８６３号、代理人整理番号Ｄ−４１２９の「コンタクトレンズパッケージ」という名称の米国特許出願第１１／２００，８６２号、代理人整理番号Ｄ−４１５３Ｐの「シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成するための組成物及び方法」という名称の米国特許出願第６０／７０７，０２９号、及び代理人整理番号Ｄ−４１５４の「シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願第１１／２０１，４０９号。
多くの文献及び特許を上記において引用した。引用した各文献及び特許は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。
本発明を様々な特定の実施例及び実施形態に関して説明したが、本発明は、これに限定されず、特許請求の範囲内でそれを様々に実施することができることは理解されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】コンタクトレンズを形成するのに有用な型の簡略断面図である。
【図１Ａ】重合可能組成物が内部に配置され、トレイ内に位置決めされた本発明のシステムに有用な図１の型の断面図である。
【図２】本発明の方法の一部を実施するのに有用であり、一般的にハウジングと重合化放射線の供給源とコンベヤアセンブリとを含む本発明によるシステムの部分切欠き斜視図である。
【図３】図２に示すシステムの断面図である。
【図４】ハウジングチャンバでの照度の一貫性を改善するために光源から異なる距離だけ離間した光学面を含む本発明による別のシステムの図３の断面図と同様の断面図である。
【図４Ａ】ランプの強度が５００μＷ／ｃｍ2に設定され、単一の反射率を含む光学面がランプの上に設けられた、紫外線ランプから離間した複数の型の表面での照度値の線図である。
【図４Ｂ】光学面が２つの異なる反射率を含むことを除き、図４Ａと同様の線図である。
【図４Ｃ】光学面が２つの別の反射率を含むことを除き、図４Ｂと同様の線図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、異なる反射率の光学面を有する本発明の有利な実施形態の簡略断面図である。図４Ｄ’は、図４Ｄの線４Ｄ’−４Ｄ’でとった光学面の平面図である。
【図４Ｅ】ＵＶランプの端部部分を受け取るためのスロットを有する反射体を示す図４Ｄに示すシステムの一部分の態様図である。
【図５】望ましい照度よりも小さい照度の領域にならないように型及びそこにある重合可能組成物を遮蔽するための「郵便受け」型入口を示す図２に示すシステムの別の断面図である。
【図６】紫外線ランプと、ハウジングチャンバを通してトレイを移動させるように構造化されたコンベヤアセンブリと、有効な光を型に実質的に瞬時に照らすのを少なくとも助けるための高速牽引機構とのアラインメントを更に明確に示すためにハウジングの一部分を除去した図２に示すシステムの上面図である。
【図７Ａ】本発明のシステムの第１の３つのランプの下のコンベヤアセンブリに沿って異なる距離で測定した型表面での照明強度を示す線図である。
【図７Ｂ】図５に示す「郵便受け」型入口を設ける利点を示す線図である。
【図８】コンベヤアセンブリの構成要素によって影又は遮蔽が生じることを低減することによりハウジングチャンバ内の照度を最適にするコンベヤアセンブリ支持構造を示す図である。
【図８Ａ】レンズの加工中に本発明のシステム内の光の強度を測定及び／又はモニタするのに有用な光センサの配置を示す上面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す光センサ配置によりモニタされる複数の軌道を示す線図である。
【図９】本発明による「ＤＡＬＩ」プロトコルベースの技術を用いる好ましい光制御システムを示す線図である。
【図１０】本発明の別のシステムを示す断面図である。
【図１１】本発明のシステムの別の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
【０１８３】
２  型アセンブリ
３  第１の型断面
５  第２の型断面
８  レンズ形状空洞
【図１】
0005377823.tif 000009
【図１Ａ】
0005377823.tif 000010
【図２】
0005377823.tif 000011
【図３】
0005377823.tif 000012
【図４】
0005377823.tif 000013
【図４Ａ】
0005377823.tif 000014
【図４Ｂ】
0005377823.tif 000015
【図４Ｃ】
0005377823.tif 000016
【図４Ｄ】
0005377823.tif 000017
【図４Ｅ】
0005377823.tif 000018
【図５】
0005377823.tif 000019
【図６】
0005377823.tif 000020
【図７Ａ】
0005377823.tif 000021
【図７Ｂ】
0005377823.tif 000022
【図８】
0005377823.tif 000023
【図８Ａ】
0005377823.tif 000024
【図８Ｂ】
0005377823.tif 000025
【図９】
0005377823.tif 000026
【図１０】
0005377823.tif 000027
【図１１】
0005377823.tif 000028