(57)【要約】【課題】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のようなコンタクトレンズを生成するための装置、システム、及び方法を提供する。【解決手段】眼科用レンズを製造する方法及び装置。コンタクトレンズ成形アセンブリのコンタクトレンズ形状空洞を充填するための装置が提供される。コンタクトレンズ型断面を連結して融合する方法も提供され、一般的に、互いに連結された時に型断面の間にレンズ形状空洞及び接触領域を形成するのに有効な第１及び第２の型断面を準備する段階を含む。型断面の一方又は両方は、型断面がコンタクトレンズ前駆材料で充填されていて、例えば集束超音波エネルギによって互いに融合される時に、それぞれ非融合区域及び融合区域をもたらす１つ又はそれよりも多くの凹部領域又は突起を含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズを製造する方法であって、
各々がレンズ形状表面と該レンズ形状表面を囲むフランジ領域とを含む第１及び第２の型断面を準備する段階と、
重合可能な組成物を前記型断面の一方の前記レンズ形状表面上に供給する段階と、
前記型断面が、該型断面の一方の前記レンズ形状表面と他方の型断面の該レンズ形状表面との間にレンズ形状空洞を形成し、かつ前記第１の型断面の前記フランジ領域が前記第２の型断面の該フランジ領域と接触するように、該第１及び第２の型断面を互いに連結する段階と、
前記連結した型断面を融合させて、前記フランジ領域の間に非円周融合領域を形成する段階と、
前記レンズ形状空洞内の前記重合可能な組成物を重合させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記融合させる段階は、前記連結した第１及び第２の型断面にエネルギを印加する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギは、超音波エネルギであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の型断面は、前記フランジ領域内に縦方向に延びる複数の離間した凹部領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の型断面は、前記フランジ領域から縦方向に延びる実質的に環状の突起を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の型断面は、前記実質的に環状の突起に向けて前記フランジ領域内に縦方向に延びる複数の凹部領域を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の型断面は、実質的に同一に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記融合させる段階は、前記第１及び第２の型断面が、界面を形成するフランジ表面の接触領域に沿って互いに融合されるように、かつ該接触領域が、前記フランジ領域の一方の前記凹部領域によって形成された間隙だけ離間されるように実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
コンタクトレンズの前面又は後面のネガであるレンズ形状表面を有する第１の型断面と、
前記第１の型断面と実質的に同一に構造化され、前記レンズ形状表面から半径方向外向きに位置する非円周融合領域で該第１の型断面に融合される第２の型断面と、
を含むことを特徴とするコンタクトレンズ型アセンブリ。
【請求項１０】
各型断面は、前記レンズ形状表面を実質的を囲む実質的に環状の突起を備えたフランジ領域を含むことを特徴とする請求項９に記載の型アセンブリ。
【請求項１１】
前記フランジ領域は、前記実質的に環状の突起に向う方向に該フランジ領域内に縦方向に延びる少なくとも１つの凹部領域を含むことを特徴とする請求項１０に記載の型アセンブリ。
【請求項１２】
前記型断面は、前記レンズ形状表面から半径方向外向きに位置する複数の周方向に離間した凹部領域を含むことを特徴とする請求項９に記載の型アセンブリ。
【請求項１３】
重合可能な組成物をコンタクトレンズ成形アセンブリのレンズ形状空洞に供給するのに有用な装置であって、
ある一定量の重合可能組成物をコンタクトレンズ成形アセンブリの少なくとも一部分に分配する大きさにされた分配先端を有し、該重合可能組成物の紫外線への露出を低減するのに有効な材料を含む分配ユニットと、
ある一定量の前記重合可能組成物を収容するように構造化され、前記分配ユニットに連結可能かつそれから連結解除可能であり、該分配ユニットに連結された時に該重合可能組成物を該分配ユニットに供給するのに有効であるシリンジアセンブリと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記シリンジアセンブリ及び前記分配ユニットの連結及び連結解除を容易にするように構造化され、かつそのように位置決めされた取り付け部品を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記取り付け部品は、エルボ形導管を含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記シリンジアセンブリは、中空バレルと、該バレル内で移動可能なように構造化され、かつそのように位置決めされたピストンとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記バレルは、紫外線の通過を遮断するのに有効な材料を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記バレルは、容積が約２０ｃｃから約２００ｃｃの範囲の中空空間を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記分配ユニットと作動的に連結され、前記分配先端を通る前記重合可能組成物の分配を制御するように構造化された制御アセンブリを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記分配ユニットは、ダイヤフラム弁を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記重合可能組成物を約２０°Ｃと約２５°Ｃの間の温度に維持するのに有効な温度調節器を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【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１１／２００，８４８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のようなコンタクトレンズを生成するための装置、システム、及び方法に関する。より詳細には、本発明は、重合可能な組成物を型断面に供給するためのシステム、型断面を互いに融合して型アセンブリを形成するためのシステム、及びそれから生成される型アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼内レンズ及びコンタクトレンズのような眼科用レンズを製造する１つの方法は、注型によるものである。
コンタクトレンズの注型は公知である。例えば、Ａｐｐｌｅｔｏｎ他の米国特許第５，４６６，１４７号、Ｍｏｒｒｉｓの米国特許第６，４０５，９９３号、及びＤｅａｎの米国特許第６，７３２，９９３号を参照されたい。
典型的には、単一のコンタクトレンズ製品を成形するための単一の型アセンブリには、製造するレンズの前面を形成する凹型光学面を有する雌の型断面と、製造するレンズの後面を形成する凸型光学面を有する雄の型断面とが含まれる。すなわち、雄及び雌の型断面が互いに組み立てられると、雌断面の凹型表面と雄断面の凸型表面の間にコンタクトレンズ形状空洞が形成される。
雌及び雄型断面は、一般的に射出成形技術により生成される。レンズ型断面を形成する一般的な方法は、望ましいコンタクトレンズ表面を形成するために典型的に機械旋盤加工された金属ツーリングインサートを利用し、型断面の成形表面を形成することである。
【０００３】
レンズを注型する工程は以下の通りである。重合可能なレンズ材料、例えばモノマー材料又は他のレンズ前駆材料をコンタクトレンズ型断面の凹型表面上に置く。これは、通常は、レンズ前駆材料を収容する大容積容器から前駆材料をエッペンドルフチューブを用いて手動で引き抜き、ある一定の容積の前駆材料を型半分又は型断面上に分配することにより行われる。典型的には、エッペンドルフチューブに材料を充填して、約３０μＬと約５０μＬの間で型断面の凹型表面上に分配することができる。この方法は、労働集約的になる可能性があり、前駆材料を処理する人々に実質的に危険性を呈する可能性があり、長期間にわたって大量の材料が広口びんに残り、時間が経つとこれが劣化又は変質する可能性があるために、前駆材料の無駄の増大をもたらす可能性がある。
【０００４】
第１の型断面が充填された状態で、第２の型断面が第１の型断面の上に載せられ、レンズ前駆材料を収容するレンズ形状空洞を形成する。コンタクトレンズ前駆材料は、例えば、熱及び／又は光、又は他の適切な重合手段を充填した型アセンブリに適用することによって硬化され、それによって型断面間にコンタクトレンズ製品又はコンタクトレンズが生成される。次に、コンタクトレンズ製品は、型断面から除去される。型断面は、多くの場合にこの除去段階中に破壊される。このコンタクトレンズ製品は、多くの場合に未完成コンタクトレンズであり、これには、完成コンタクトレンズを生成するために１つ又はそれよりも多くの仕上げ段階、例えば水和のような従来の仕上げ段階が行われる。
【０００５】
注型工程に伴う１つの障害は、特に、レンズ前駆材料が型断面間に配置された後及びその重合の前に、型断面を適切に配置して固定することである。例えば、２つの型断面を互いに固定して、レンズカップ（例えば、レンズ前駆材料を収容する型断面の領域）に混濁化、点食、又は気泡形成を起こすことなく型アセンブリを形成するのは困難な場合がある。更に、レンズ前駆材料の厚さが実質的に均一であるか、又は言い換えると、レンズが別の異なる領域と比較してレンズカップの一領域でレンズ前駆材料が肥厚化することによる望ましくないプリズムを持たない型アセンブリを形成するのも困難であろう。
【０００６】
更に、重合したコンタクトレンズ製品の潜在的に脆弱な性質のために、型断面は、レンズ製品を破壊又は損傷させることなく分離可能であるべきである。
非自動化生産実験室環境では、１つの型断面を別の型断面の上に置き、次に加重又は締め付けになどによって２つの断面を比較的一定した位置に固定するための様々な従来的な方法が用いられる。これは、小規模生産ベースではある程度満足できる慣例であろうが、それは、コンタクトレンズの大規模及び／又は自動化された高速製造生産の要件の全てを満足しない場合がある。
【０００７】
ポリマーのような材料をその後の分離を考慮することなく永久的に接合するための超音波溶接のような指向性エネルギ技術が当業技術で公知である。
Ｇａｌａｓの米国特許第５，７５９，３１８号は、組み立てた断面間に収容したコンタクトレンズ形成材料を完全を囲む超音波的に生成された融合環を用いてレンズ成形アセンブリの組み立てた断面を取外し可能に固定するための超音波エネルギの使用を含む装置及び方法を説明している。
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第１１／２００，８４８号
【特許文献２】米国特許第５，４６６，１４７号
【特許文献３】米国特許第６，４０５，９９３号
【特許文献４】米国特許第６，７３２，９９３号
【特許文献５】米国特許第５，７５９，３１８号
【特許文献６】米国特許出願第１１／２００，６４４号
【特許文献７】米国特許出願第１１／２０１，４１０号
【特許文献８】米国特許出願第１１／２００，８６３号
【特許文献９】米国特許出願第１１／２００，８６２号
【特許文献１０】米国特許出願第６０／７０７，０２９号
【特許文献１１】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】
【０００９】
例えばコンタクトレンズの製造中に型断面を充填して連結する、レンズを製造するための更に有効で更に信頼できる方法及びシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のシステム及び方法は、個々のコンタクトレンズ型断面をコンタクトレンズ前駆材料、例えば光開始重合可能組成物で充填し、充填した型断面を別の合わせ型断面を用いて閉鎖し、１つ又はそれよりも多くの下流コンタクトレンズ製造段階中に充填して組み立てた型断面が固定されたままになるように、組み立てた型断面を互いに融合した状態にすることに関する。
このシステム及び方法は、一日装着レンズ及び長時間又は連続装着レンズを含む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の自動製造に適切である。例えば、本発明のシステムは、比較的大量のコンタクトレンズ前駆組成物を保持する取外し可能で交換可能な紫外線（ＵＶ）遮断リザーバと、比較的少量のコンタクトレンズ前駆組成物を保持するリザーバに直接接続された分配機構とを含むアセンブリを用いてコンタクトレンズ型断面を充填することができる。リザーバは、シリンジのバレルとすることができる。リザーバと分配アセンブリの間に、ダイヤフラム弁を作動可能に配置することができる。分配機構は、分配先端を含む。分配機構の下に未充填型断面を通過させるためにコンベヤが設けられる。ステッパモータを用いて、分配先端から分配先端の下を通る各望ましいレンズカップ又は雌型断面内に実質的に正確かつ精密な量の前駆組成物を分配機構に自動的に分配させることができる。分配装置が空の場合には、リザーバとそれに接続した分配機構との間のバルブが開き、分配機構が補充される。リザーバ自体が空になった場合には、リザーバは、充填したリザーバと容易かつ迅速に取り替えることができる。
【００１１】
従って、本発明の広義の態様では、コンタクトレンズのようなレンズ、例えばシリコーンヒドロゲルレンズを製造する方法及びシステムが提供される。
本発明の様々な態様によれば、コンタクトレンズ型断面のレンズ形状空洞が、重合可能な材料で充填され、充填された型断面は、合わせコンタクトレンズ型断面と共に組み立てられ、組み立てた型断面は、互いに固定されて型アセンブリを形成する。いくつかの実施形態では、型断面は、超音波エネルギのような振動エネルギを用いて互いに融合又は溶接され、重合可能材料の周りに非環状又は不連続円周溶接部位を形成する。非超音波の方法及び装置を用いて型アセンブリを形成する他の実施形態では、型断面を互いに連結して連続的な環状リングにすることができる。
【００１２】
各コンタクトレンズ型断面は、レンズ形状部分又は表面と、レンズ形状部分又は表面を囲むフランジ領域とを含む。例えば、コンタクトレンズを形成するための型アセンブリは、第１及び第２の型断面を含むことができ、第１の型断面は、コンタクトレンズの前面を形成するほぼ凹型のレンズ形状表面を含み、型断面の他方は、コンタクトレンズの後面を形成するほぼ凸型のレンズ形状表面を含む。互いに連結されると、第１及び第２の型断面は、第１の型断面のレンズ形状表面と他方の型断面のレンズ形状表面との間にレンズ形状空洞と、組み立てた型断面のフランジの表面が互いに接触する１つ又はそれよりも多くの領域とを形成する。本発明の実施形態によれば、互いに連結されると、フランジに沿う非円周接触領域と非円周接触領域を分離する１つ又はそれよりも多くの間隙とを形成する第１及び第２の型断面が設けられる。非円周接触領域又は融合領域とは、２つの型断面が互いに接触するか又は融合され、中断されることなく型アセンブリのレンズ形状空洞の円周の周りに完全には延びないコンタクトレンズ型アセンブリの１つ又は複数の部分を意味する。
【００１３】
本発明の特に有利な実施形態では、第１及び第２の型断面の少なくとも一方、好ましくはその両方は、「万能」型断面である。言い換えると、第１の型断面及び第２の型断面の各々は、重さ又は半径、又は他の特性の差が互いに約５％未満であるような実質的に同一なものとすることができる。この実施形態では、各型断面には、コンタクトレンズの前面を形成する第１のレンズ形状表面、及びコンタクトレンズの後面を形成する実質的に対向する第２のレンズ形状表面の両方が含まれる。
本発明によりコンタクトレンズを形成するために、複数のこのような型断面が生産ラインに沿って移動される時に、重合可能な組成物が、個々の型断面の凹型レンズ形状表面上に堆積される。重合可能な組成物は、少なくとも１つのモノマー成分、例えばシリコン含有モノマー成分を有するコンタクトレンズ前駆材料を含むことができる。
【００１４】
本発明の１つの態様によれば、重合可能な組成物をコンタクトレンズ型断面のレンズ形状表面に供給するのに有用な分配装置が提供される。分配装置には、一般的に、ある一定の量の重合可能組成物を型断面又はその一部分に分配する大きさにされた分配先端を有する分配ユニットと、ある一定量の重合可能組成物を収容するように構造化され、分配ユニットに連結可能及びそこから連結解除可能であるシリンジアセンブリとが含まれる。分配ユニットは、ダイヤフラム弁を含むことができる。シリンジアセンブリは、分配ユニットに直接連結されると重合可能組成物をそれに供給するように構造化される。
【００１５】
一部の実施形態では、分配装置には、分配ユニットと作動的に連結されて、分配先端を通して重合可能組成物の分配を制御するように構造化された制御アセンブリが含まれる。好ましくは、分配装置は、分配ユニットとシリンジアセンブリの間に配置されてそれらを接続する取り付け部品を更に含む。取り付け部品は、シリンジアセンブリ及び分配ユニットを容易に連結及び連結解除するように構造化されて位置決めされる。取り付け部品は、エルボ形導管を含むことができる。
シリンジアセンブリには、重合可能組成物を保持するのに適切なバレルと、バレル内に位置決めされてその内部で移動可能なピストンとを含むことができる。一部の実施形態では、バレルは、容積又は容量が約２０ｃｃと約２００ｃｃの間、又は約４０ｃｃと約１００ｃｃの間の範囲の中空空間を含む。特定的な実施形態では、バレルは、約５５ｃｃの重合可能組成物を保持する。
【００１６】
一部の実施形態では、シリンジアセンブリ、取り付け部品、及び／又は分配ユニットは、重合化放射線、例えば、分配装置に収容されるか又はそれを通過する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の通過を遮断するのに有効な１つ又はそれよりも多くの材料を含むことが好ましい。例えば、シリンジアセンブリ、取り付け部品、及び／又は分配ユニットは、紫外線の通過を実質的に遮断するのに有効な材料を含むことができる。
型断面が重合可能組成物で充填された状態で、合わせ型断面が、充填された型断面上に置かれて、コンタクトレンズ型アセンブリを形成する。
【００１７】
本発明の別の態様では、連結された型断面間を接合する、例えば、その間の融合を引き起こす方法及びシステムが提供される。
好ましい実施形態では、型断面は、組み立てた型断面を振動エネルギ、例えば超音波エネルギを用いて互いに融合することができるように構造化される。１つの態様によれば、超音波ホーンにより、集束超音波エネルギが合わせ型断面フランジとの接触領域内に放射される。
【００１８】
型断面は、このような集束超音波エネルギを用いて実質的に接合することができる材料を含むことができる。一部の実施形態では、型断面は、超音波溶接に適切な材料であるポリエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）を含む。本発明のレンズ型断面を作るのに、他の材料を用いることができることは認められるものとする。例えば、本発明に有用な材料には、ポリマー材料、例えば熱可塑性ポリマー材料、例えば、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン組成物、環状オレフィンコポリマー、アクリル、及び／又はポリスルホンのような非晶質ポリマー材料が含まれる。更に、アセタール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、他のポリオレフィン、及び液晶ポリマーのような半晶質樹脂も適切である。ある一定の材料では、型断面に１つ又はそれよりも多くの添加物を供給し、コンタクトレンズの特性を改善させることができる。有利な態様においては、ＥＶＯＨを含む型断面は、濡れ性促進剤などのような添加物を必要としない。
【００１９】
本発明の他の方法は、異なる種類のエネルギ、例えば、集束赤外線放射、高周波エネルギ、及び／又は他の摩擦の形態の加熱を型アセンブリ内に導くことを用いて型断面の融合を引き起こすことができる。更に、いくつかの実施形態では、型断面は、プレート又は他の適切な構造を用いる機械的締め付けによるか又は雄及び雌の型断面の間に締り嵌めを設けることによるような代替的な装置又は方法を用いて一緒に保持することができる。超音波エネルギを用いる実施形態では、融合又は溶接は、型断面のレンズカップの周りの連続リング内にはない。非超音波エネルギ連結技術を用いる実施形態では、雄及び雌の型断面の間の接触は、レンズカップの周りで連続的とすることができる。
【００２０】
一部の実施形態では、型断面は、連結した型断面の融合を容易にするように構造化される。
例えば、型断面は、レンズ形状表面の半径方向外向きに配置された１つ又はそれよりも多くの縦方向に延びる突起を含むことができる。一部の実施形態では、少なくとも１つの縦方向に延びる突起は、型断面の複数のレンズ形状表面の一部分のみの半径方向外向きに配置される。例えば、突起は、複数の縦方向に延びる突起、例えば、３つ又はそれよりも多くの縦方向に延びる突起を含むことができ、これらの突起は、周方向に間隔を空けて、例えば互いから等距離に周方向に間隔を空けて配置される。
【００２１】
他の実施形態では、この少なくとも１つの突起は、第１の型断面のレンズ形状表面を実質的に完全を囲む実質的に完全に環状の突起を含む。
突起は、振動エネルギが実質的に集束することになる型断面間の個別の接触領域を設けることによって型断面の融合を容易にするのに有効である。
型断面の他の実施形態は、型断面の一部分に配置された１つ又はそれよりも多くの凹部を含むことができる。例えば、型断面のフランジは、レンズカップから半径方向外向きに間隔を空けて配置された複数の凹部を含むことができる。リッジ部分のような型断面の一部分が、凹部が位置するフランジ表面と接触する時に、フランジ表面がリッジ部分に超音波接合されることにより、連続又は環状超音波ホーンのような環状超音波送出装置を有する超音波装置を用いる場合でさえも、レンズカップの周囲の周りに不連続接触領域がもたらされる。
【００２２】
本発明の方法は、１つ又は複数の突起が第２の型断面に近接するか又はそれと直接接触するように、第１の型断面及び第２の型断面を互いに連結させる段階を含むことができる。一部の実施形態によれば、連結した型断面は、１つ又は複数の突起の少なくとも一部分に融合され、第１及び第２の型断面の間に少なくとも１つの融合領域を形成する。
有利な態様においては、１つ又は複数の融合領域は、型アセンブリが不注意でずれたり分離することなく型アセンブリに１つ又はそれよりも多くの融合後の手順を行うことを可能にするほど十分に確実に型断面を互いに保持する。このような融合後の手順は、例えば、型アセンブリに重合化放射線を受けさせてレンズ形状空洞内のレンズ前駆材料を重合させること、及び様々な融合後の処理ステーション間での型アセンブリの機械的持ち上げ及び他の搬送を含むことができる。
【００２３】
例えば、型断面が充填され、組み立てられ、かつ接合された状態で、型アセンブリのレンズ形状空洞内の重合可能組成物は、重合させられて重合コンタクトレンズ製品を形成する。一部の実施形態では、重合可能組成物を重合させる段階には、充填した型アセンブリを重合化光、例えば紫外線に露出する段階が含まれる。型断面は、次に、例えば、切断装置、例えば刃を１つ又は複数の融合領域に通して型断面の１つをコンタクトレンズ製品から除去することにより、連結解除するか又は分離してコンタクトレンズ製品を露出することができる。
【００２４】
本明細書に説明するように、本発明の特に有利な実施形態では、型断面のフランジ領域には、１つ又はそれよりも多くの凹部領域、好ましくは、フランジの全円周の長さには延びない少なくとも１つの非円周凹部領域が含まれる。例えば、フランジの周囲表面に沿って、３つの離間した凹部領域を設けることができる。
このような凹部領域は、縦方向に延びる突起に加えて又はその代わりとして設けることができる。
【００２５】
典型的には、本発明によれば、突起は、型断面のレンズ形状表面側に設けられることが好ましいが、凹部領域は、型断面のレンズ形状表面側に対向する型断面の側に設けられる。例えば、レンズカップ部分の周りの型断面のフランジの上面上に環状リッジのような突起を設けることができ、型断面のフランジの下面上に凹部を設けることができる。
このような凹部領域を有するこのような型断面の２つが互いに組み立てられて型アセンブリを形成する時に、凹部領域によって型断面間の接触領域を分割する間隙が設けられる。本発明のいかなる特定の理論にも縛られることを望まないが、間隙は、場合によっては界面を形成する非融合フランジ表面間からガスを逃がすことにより、超音波融合段階中の非重合レンズ材料のキャビテーションを防ぐのに有利であると考えられる。更に、接触領域に間隙が存在することにより、他の恩典も達成することができる。
【００２６】
本発明の更に別の態様では、連結されたコンタクトレンズ型断面を互いに融合するのに有用な装置が提供される。装置は、一般的に、振動エネルギ、例えば超音波エネルギを供給するのに有効であるように構造化されたエネルギアセンブリと、エネルギアセンブリと作動的に連結され、振動エネルギをエネルギアセンブリから組み立てた第１及び第２の型断面内に移送してその間を融合させるのに有効な接触アセンブリとを含む。
【００２７】
より詳細には、接触アセンブリは、型断面の一方の円周域の１つ又はそれよりも多くの個別の離間した部分をレンズ形状空洞の周りに接触させるように構造化された遠位端を含む超音波ホーンを含むことができる。例えば、超音波ホーンの遠位端は、複数の遠位方向に突出する領域、例えば約３つ又はそれよりも多くの遠位方向に突出する領域を含むことができる。本発明の一部の実施形態では、接触アセンブリの遠位端は、遠位端が引っ込んだノッチによって分離された複数の突出領域、例えば矩形の突出領域によって形成された構成を有するという点で、幾分「城郭風」の外観を有すると説明することができる。超音波ホーンは、超音波エネルギを突出領域とそれに連結された型アセンブリとの界面で型アセンブリ内に放射し、型アセンブリ内の複数の個別の離間した位置で型断面間に融合を引き起こすものである。
しかし、本明細書に説明するように、他の超音波装置は、連続環状リング超音波ホーン、又は平面的な遠位端表面を有する超音波ホーンを有することができ、それでも、本明細書に説明する凹部が存在するために型断面間に望ましい不連続な融合を達成する。
【００２８】
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】
【００２９】
本発明は、本明細書では典型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、それを適切に変更すると、本方法及びシステムは、他の種類の眼科用レンズ及び一般的に他の光重合可能な物品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。好ましい実施形態では、本発明のシステム、方法、及びその構成要素は、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有用である。例えば、本発明のシステム、方法、及びその構成要素は、長期間装着シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズ及び／又は一日装着シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを生成するのに特に有用とすることができる。
【００３０】
本発明の広義の態様では、コンタクトレンズを製造する方法が提供され、本方法は、一般的に、各型断面がレンズ形状表面を含み、第１及び第２の型断面が連結されるか又は互いに配置されてその間にレンズ形状空洞を形成するように構造化される、第１及び第２の型断面を準備する段階、重合可能組成物を一方の型断面のレンズ形状空洞に供給する段階、第１及び第２の型断面を互いに連結又は配置させる段階、連結した第１及び第２の型断面を互いに融合する段階、及びレンズ形状空洞内の重合可能組成物を重合させてレンズ形製品を形成する段階の少なくとも１つを含む。
【００３１】
ここで図１を参照すると、本発明による方法は、一般的に、コンタクトレンズ形状空洞を形成する連結した型断面を互いに融合するのに有用な装置を準備する段階を含む。装置１０は、一般的に、振動エネルギ、例えば超音波エネルギを供給するように構造化されてそれに対して有効なエネルギアセンブリ１２と、エネルギアセンブリ１２と作動的に連結され、振動エネルギをエネルギアセンブリ１２からレンズ形状空洞を形成する一対の連結した型断面に移送するのに有効な接触アセンブリ１４とを含む。好ましくは、接触アセンブリ１４は、連結した型断面間の個別の好ましくは離間した領域を融合させるような方法で、連結した型断面内に振動エネルギを放射するように構造化される。
【００３２】
接触アセンブリ１４は、コンタクトレンズ型アセンブリ又はその一部分上に連結可能又は配置可能であるように構造化された遠位端を有するホーン１８を含む。ホーン１８は、個別の離間した領域を型断面の界面を形成する表面で融合又は溶接させるために超音波エネルギを一対の型断面内に伝達するのに有効であるように構造化されることが好ましい。
装置１０は、エネルギアセンブリ１２に接続した電源２０を更に含むことができる。例えば、電源２０は、半導体電力装置を用いることにより、６０Ｈｚのライン電流を約２０ｋＨｚから約４０ｋＨｚの周波数範囲まで変換するのに有用な電源とすることができる。この高周波数電気エネルギは、コンバータ２２に供給される。コンバータ２２は、典型的に約２０ｋＨｚから約４０ｋＨｚである変換電気エネルギ供給の周波数で、電気エネルギを超音波機械振動エネルギに変化させる。
次に、振幅変更装置又はブースタ２４を通して、振動性超音波音響エネルギを伝達させることができる。ブースタ２４は、コンバータ２２の出力振幅をそれがホーン１８に到達する前に変更するのに用いられる受動的（すなわち、非動力）装置である。
【００３３】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、ホーン１８は、振動エネルギの実質的に個別の領域、例えば集束超音波の個別の領域をもたらすように構造化される。例えば、接触アセンブリ１４のホーン１８は、連結した型断面の円周領域の一部分のみと接触するか、又は更に正確にはそれと音響的に連結されるように有利に構造化することができる。
例えば、図１Ａは、図１に示すホーン１８の遠位端の平面図を示している。この実施形態では、接触アセンブリ１４には、凹部領域１８ｃにより離間した突出領域１８ｂを有する遠位端１８ａが含まれる。ホーン１８の遠位端１８ａと一対のコンタクトレンズ型断面との間の音響連結の領域は、音響連結の中実「リング」又は円周領域によっては形成されない。
【００３４】
図１Ｂは、本発明の実施形態による一対の連結したコンタクトレンズ型断面４２ａ及び４２ｂを含むコンタクトレンズ成形アセンブリ４０に整列した接触アセンブリ１４の遠位端１８ａを示している。超音波ホーン１８の幾分「城郭風」な構造は、一般的に型断面４２ａ及び４２ｂの界面を形成する表面における個別の離間した位置で成形アセンブリ４０の型断面４２ａ及び４２ｂを互いに融合するのに有効である。ホーン１８の遠位端１８ａの構造は、連続リングホーンのような平面的な遠位端表面を有するホーンのような適切な大きさにした従来の超音波ホーンの遠位端を機械加工することによって作ることができる。
【００３５】
ホーン１８の遠位端を融合される型アセンブリ４０と接触するように配置すると、ホーン１８の突出領域１８ｂの遠位端表面のみが成形アセンブリ４０に連結される。エネルギアセンブリ（図１ｂには示さず）からホーン１８へ及び型アセンブリ４０へ伝達される超音波エネルギは、一般的にホーン１８の突出領域１８ｂと縦方向に整列した領域として、成形アセンブリ４０内の個別の離間した領域、例えば局所領域に集束されることになる。
【００３６】
図１Ａには３つの突起１８ｂのみが示されているが、本発明の他の実施形態には、３つよりも少ない突起、又は３つよりも多い突起を含むことができることは認められるものとする。例えば、本発明の他の実施形態では、ホーンの遠位端には、単一の非環状突起、例えば、融合領域を非環状、例えばＣ字形融合にするのに有効な実質的にＣ字形の断面を有する突起を含むことができる。別の例として、６つの突起１８ｂを有する本発明の別の実施形態の端面図（図１Ａの図に類似）が図１Ｃに示されている。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態では、型アセンブリ４０及びその型断面４２ａ及び４２ｂは、超音波溶接に適切な材料であるポリエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）を含む。本発明のレンズ型断面を作るために他の材料を用いることができることは認められるものとする。例えば、このような他の材料には、ポリマー材料、例えば熱可塑性ポリマー材料、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン組成物、環状オレフィンコポリマー、アクリル、及びポリスルホンのような非晶質ポリマー材料が含まれる。更に、アセタール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、他のポリオレフィン、及び液晶ポリマーのような半晶質樹脂も超音波エネルギで接合することができる。
【００３８】
いくつかの因子は、振動エネルギ、例えば超音波エネルギによる材料の溶接性に影響を及ぼす可能性がある。因子の１つは、型断面材料の融点又は軟化温度であり、材料の融点又は軟化温度が高くなれば、溶接を起こすのに大きなエネルギが必要になる。別の因子は、溶接する材料の剛度であり、これは、一般的に材料がエネルギを接合界面に伝達する機能に影響を及ぼす。典型的には、剛度の高い材料は、伝達機能が良好である。
【００３９】
本発明は、本明細書では振動エネルギ、より詳細には、超音波エネルギを用いてコンタクトレンズ型断面を互いに融合又は溶接するように説明されているが、いくつかの他の指向性エネルギ技術及び装置をその代わり又はそれに加えて用いることができる。
例えば、線形振動溶接を適切な型材料と共に用いて型断面を互いに接合することができる。線形振動溶接は、１つの断面が静止して保持され、別の断面が接触力の方向に垂直な方向に振動するように、型断面が適切な力で互いに保持される装置により達成される。振動により生じた摩擦により材料が接触点で融解又は軟化し、この断面が互いに融合される。線形振動溶接エミッタの典型的な周波数は、２００Ｈｚから３００Ｈｚである。線形振動溶接に適切な型断面を作るのに好ましい材料には、ポリアミド、ポリスチレン、又はポリスチレンを含む組成物が含まれる。
【００４０】
適切な材料の型断面を接合するための別の方法は、成形される断面の１つが加熱されたプラテンエミッタ上又はその近くに配置される、制御された温度及び熱移送の加熱プラテンを収容する装置を用いる熱板溶接である。１つ又は複数の型断面の表面が軟化又は融解すると、プラテンから除去した後にプレスに入れて迅速に互いに押し付ける。熱板溶接するのに好ましく、コンタクトレンズ型断面として用いるのに適する材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリ塩化ビニルが含まれる。
【００４１】
本発明の範囲に含まれる別の方法及び装置は、適切な材料の型断面が、約１ＭＨｚから約２００ＭＨｚの範囲の周波数で電磁エネルギを生成するエミッタの場に配置される高周波溶接である。電磁エネルギにより、型断面を軟化又は融解させるのに十分な熱を生成する点まで、材料内のある一定の分子の分子振動が増大される。型断面は、圧力下で互いに締め付けられ、送出されるエネルギは、特定の深さに制御されるか、又はレンズ型断面の一部として用いられる特定の材料に合せて型断面を互いに融合させるようにする。高周波溶接のためのレンズ型断面を作るのに適する好ましい材料は、ポリ塩化ビニルである。
【００４２】
溶接レンズ型断面に適する別の方法は、共通平面内の個別の領域に赤外線エネルギを照射して集束させることにより、共通平面内の個別の領域に個別の離間した領域を融解又は軟化させるが、平面型断面全体は軟化させない装置である。集束赤外線溶接では、照射エネルギにより、レンズ型材料が軟化又は融解する。照射エネルギ源が所定位置にある間又は除去された直後に、融合されるまで型断面をプレスに入れて締め付ける。集束赤外線溶接に適切な好ましいレンズ型材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、又はポリスチレンを含有する組成物が含まれる。
【００４３】
本発明の別の態様では、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズのような眼科用レンズを作るのに有用な型アセンブリ４０が提供される。本発明の更に別の関連する態様では、別の型断面に連結されると超音波エネルギを用いて互いに融合することができる型アセンブリを形成する型断面が提供される。
例えば、図１８に示して図２及び図３に更に明瞭に示す成形アセンブリ４０は、一般的に、凸型レンズ形状領域を有する第１の型断面４２ａと、凹型レンズ形状領域４８を有する第２の型断面４２ｂとを含む。凸型レンズ形状領域４６は、眼科用レンズの前面のネガであり、凹型レンズ形状領域４８は、眼科用レンズの後面のネガである。互いに溶接される前には、これらの型断面４２ａ及び４２ｂは、構造及び形が実質的に同一とすることができる。更に、レンズ形状領域は、型断面のレンズカップと呼ぶことができる。
【００４４】
図２は、型アセンブリ４０の上面を示している。第１の型断面４２ａは、型アセンブリ４０内のモノマー充填レンズ形状空洞を囲むフランジ領域４９を含む。このフランジ領域４９には、型断面４２ａ及び４２ｂが融合される間に超音波ホーンが連結されるか又は配置されることが好ましい。図３に最も明瞭に示すように、前記第１の型断面４２ａが第２の型断面４２ｂに連結されると、第１の型断面４２ａの凸型レンズ形状領域４６及び第２の型断面の凹型レンズ形状領域４８は、モノマー充填レンズ形状空洞５０を形成する。
【００４５】
図４及び図５は、型断面４２ａのそれぞれ上面図及び底面図を表す。図４及び図５は、ここに示す実施形態では、融合前には型断面４２ａ及び型断面４２ｂは互いに実質的に同一であるために、型断面４２ｂをいうことができることを認めるべきである。
型断面４２ａには、レンズの後面のネガ圧痕及びレンズの前面のネガ圧痕の両方が含まれる。例えば、型断面４２ａには、凸型レンズ形成表面４６（図５に示す）に実質的に対向する凹型レンズ形成表面４８’（図４に示す）が含まれる。
【００４６】
レンズ形成表面４６及び４８’を囲むフランジ領域４９は、一般的に、凹型レンズ形成表面４８’（図４参照）を囲んで半径方向外向きに位置する第１のフランジ表面５８を含む。フランジ領域４９は、凸型レンズ形成表面４６（図５参照）を囲んで半径方向外向きに位置する実質的に対向する第２のフランジ表面５９を更に含む。図示の実施形態では、第１のフランジ表面５８は、型断面の上側表面又は上面と理解することができ、第２のフランジ表面５９は、型断面の下側表面又は底面と理解することができる。
【００４７】
一部の実施形態では、第１のフランジ表面５８及び第２のフランジ表面５９の少なくとも一方は、縦方向に延びる突起、例えば、図１８に示すような１つ又はそれよりも多くの縦方向に延びる突起、又は代替的に、実質的に環状であり、レンズ形状表面を囲む縦方向に延びる突起を含む。
例えば、図１Ｂに示すように、縦方向に延びる突起は、少なくとも３つの個々の離間した突起６０（以降、時に「ピップ６０」と呼ぶ）を含むことができる。この特定的な実施形態では、３つのピップ６０が設けられ、これは、凸型レンズ形成表面４８の一部分だけに半径方向外向きに配置された縦方向に延びる突起である。図５に示すように、ピップ６０は、凸型レンズ形成表面４６を囲む第２のフランジ表面５９に配置される。ピップ６０は、間隔を空けて配置され、ピップ６０の間の半径方向表面の部分に対して隆起浮き出し域を形成する。ピップ６０は、ほぼ円形の構造で示されているが、ピップは、代替的に、隆起浮き出しの直線域又は円形以外の形状を含むことができる。例えば、ピップは、弓形セグメントを含むことができ、各弓形セグメントは、レンズ形状表面を部分的を囲んでいる。多くの他の形状、大きさ、及び数のピップ６０を設けることができ、集合的に、ピップ６０は、レンズ形状表面を囲む完全な円周を形成せず、例えば、ピップは、レンズ形状表面を囲む連続環状リングを形成しない。
【００４８】
ピップ６０又は他の縦方向に延びる突起の高さは、ピップ６０の間のフランジの表面から測定すると約０．２ｍｍと約１．２ｍｍの間、好ましくは、約０．６ｍｍとすることができる。ここに示す本発明の実施形態では、３つのピップ６０は、周方向に実質的に等距離に間隔を空けて互いに約１２０°離して配置される。
少し図２に戻ると、成形アセンブリ４０は、型断面４２ａ及び４２ｂが実質的に同一であるという点で一対の「万能型断面」を含むことができる。各型断面４２ａ及び４２ｂには、複数のピップ６０が含まれ、第１の型断面４２ａのピップ６０は、型断面が組み立てられると、第２の型断面４２ｂのピップ６０と実質的に整列する。
【００４９】
図５Ａは、レンズ形成表面１５４の半径方向外向きに位置する型断面１４０に６つのピップ１６０（３つではなく）が設けられていることを除けば、型断面４０と同様の本発明による別の型断面１４０を示している。この型断面１４０は、図１ｃに示されて本明細書の他所に説明される遠位端を有する本発明による超音波ホーンを用いて、ピップ１６０により形成される６つの領域で実質的に融合することができる。
【００５０】
本発明の他の実施形態による型断面には、あらゆる適切な高さ、幅、及び形状を有するあらゆる数のピップを設けることができることを認めるべきである。例えば、本発明は、３つ未満のピップ、３つを超えるピップ、例えば４つのピップ又はそれよりも多くを有する型断面を提供することができる。
有利な態様においては、各ピップ６０は、超音波エネルギが与えられた時に、型断面４２ａ及び４２ｂの間を融合する個別の又は局所的領域として有用であるように構造化されて位置決めされる。
【００５１】
本発明の構造の目的、態様、及び利点は、図１、図１Ｂ、及び図６を参照すると更に明瞭に理解されるであろう。図示のように、装置１０の城郭風超音波ホーン１８は、眼科用レンズ成形アセンブリの型断面、例えば成形アセンブリ４０の型断面４２ａ及び４２ｂを互いに取外し可能に融合するように構造化される。超音波ホーン１８は、ホーン１８の出力領域１８が型断面４２ａの周囲部分５８に緊密に適合するような大きさ及び構造にすることができる。例えば、超音波ホーン１８の外径は、各型断面４２ａ及び４２ｂの外径にほぼ等しく、例えば直径約２０ｍｍとすることができる。より好ましくは、ホーン１８の出力領域１８ａは、突出領域１８ｂが型断面突起６０と実質的に整列することになるような大きさ及び構造とされる。
【００５２】
また、本発明によりコンタクトレンズを作る方法も提供される。例えば、本発明による方法は、一般的に、凸型レンズ形状表面とレンズ形状表面の周りに周方向に配置されたフランジ領域とを有する第１の型断面と、凹型レンズ形状表面とレンズ形状表面の周りに周方向に配置されたフランジ領域とを有する第２の型断面とを準備する段階を含む。第１及び第２の型断面の少なくとも一方には、突起、例えば、レンズ形状領域を囲む実質的に環状の突起、又は本明細書の他所に説明したような複数の離間した突起が含まれる。本方法には、凹型レンズ形状表面の第２の型断面にモノマー成分を供給する段階と、型断面の一方のフランジ領域の少なくとも一部分が型断面の他方のフランジ領域の少なくとも一部分と接触するように型断面を互いに組み立てる段階とが更に含まれる。
【００５３】
より詳細には、１つ又はそれよりも多くの縦方向に延びる１つ又は複数の突起が型断面の間に配置されて型断面の間に接触点を設けるように、第１及び第２の型断面が互いに連結される。本方法には、振動エネルギ、例えば超音波エネルギを１つ又はそれよりも多くの突起の少なくとも一部分を含む連結した第１及び第２の型断面の１つ又はそれよりも多くの個別の領域に与え、好ましくは個別の離間した領域において第１及び第２の型断面を互いに軟化して融合する段階が更に含まれ、融合の領域は、レンズ形状空洞の周りに完全に環状の融合領域を形成するようには組み合わされない。本方法は、更に、レンズ形状空洞内のモノマー成分を重合させてレンズ製品を形成する段階を含むことができる。
【００５４】
例えば、ここで図１Ｂ及び図６を特に参照すると、雄及び雌成形表面の両方を各々含む２つの同様又は同一の「万能」型断面を含む型アセンブリ４０が提供される。各型断面４２ａ及び４２ｂは、各々３つの等距離に離間した突起又はピップ６０を含む。この実施形態では、ホーン１８の突出領域１８ｂがピップ６０に整列するように、アセンブリ４０上に超音波ホーン１８が位置決めされる。超音波ホーン１８に近接する型断面４２ａは、超音波ホーン１８から放出される音響エネルギで振動する。他の型断面４２ｂは、型断面４２ａ及び４２ｂの界面での相対運動がピップ６０で起こるように、比較的固定位置に保持される。型アセンブリは、溶接工程中にあらゆる適切な方式で拘束することができる。ピップ６０を含む成形アセンブリ４０の個別の領域での振動エネルギは、摩擦により熱に変換され、それによって組み立てた型断面のプラスチック材料が軟化して変形することによりピップ６０が軟化する。
【００５５】
今度は図１Ｂを特に参照すると、ピップ６０（一般的に、ホーン１８の凹部領域１８ｃに整列する）間に配置された領域６６は、有意レベルの振動エネルギに何ら露出されず、すなわち、これらの領域６６は、互いに融合されないか、又は少なくとも有意な程度までは互いに融合されないことを認めることができる。
軟化状態が型断面突起６０に到達すると、音響振動を停止することができる。圧力は、短期間、型アセンブリ上に（図１Ｂ及び図６の矢印７０の方向に）維持することができ、その間に、個別の離間した領域では、型断面４２ａ及び４２ｂ間のポリマー材料が固化して分子結合を生じる。全サイクルは、非常に短時間に達成することができる。例えば、本発明の一部の実施形態では、断面間の融合は、約０．３秒から約１秒で達成される。特に、熱可塑性材料であれば、材料の融解及びその後の固化がその機械的特性に実質的に影響を及ぼさないために、個別の領域での接合の強度は、ほぼ親材料の強度である。
眼科用レンズの分野の専門家には容易に理解されるように、型断面４２ａ及び４２ｂが互いに対して適切に整列することが重要である。
【００５６】
今度は図７に移ると、融合型断面４２ａ及び４２ｂを含む成形アセンブリ４０が示されている。型断面４２ａの融解ピップ６０’は固化され、型断面４２ａ及び４２ｂの間で個別の離間した領域に融合が起こる。
融合された型断面４２ａ及び４２ｂの間の充填された空洞５０は、融合工程を通じて変化しないことが好ましい。一般的に、モノマーが充填された空洞５０にいかなる変形を引き起こすことも望ましくない。型断面４２ｂの突起７４は、突起７４を変形又は融合させることなく、レンズ周囲を形成する型断面４２ａと緊密に接触する。また、図示のように、突起７４の半径方向外向きに配置された別の突起、例えば環状突起７６も設けられる。本発明の一部の実施形態では、この構造は、隣接する型断面４２ａの構造７８に対して締り嵌めをもたらし、及び／又はこの構造は、それが組み立てられる時に型断面の適正なアラインメントを容易にするのに有用である。環状突起７６により、互いに対する型断面４２ａ及び４２ｂの位置が安定する。
【００５７】
本発明の成形アセンブリは、有利な態様においては、超音波エネルギがモノマー充填空洞５０に伝達される結果引き起こされる場合がある有意な悪影響を何ら引き起こすことなく、型断面４２ａ及び４２ｂを超音波的に融合するための手段を提供するように構造化される。例えば、空洞５０から離れた位置に振動エネルギを与え、重合可能組成物にキャビテーションが起こらないようにすることが望ましい。有利な態様においては、突起７４及び突起７６は、ピップ６０’と充填空洞５０の間に配置される吐出保持域８２を形成する。吐出保持域の別の適切な構造的配置は、Ｍｏｒｒｉｓの米国特許第６，４０５，９９３号に詳細に説明されている。
【００５８】
図８及び図９には、それぞれ代替的な成形アセンブリ２４０及び３４０が示されている。これらの成形アセンブリ２４０及び３４０は、成形アセンブリ４０と実質的に同様であるが、主な違いは、ピップの形状及びピップの位置である。より詳細には、成形アセンブリ２４０には、互いに実質的に同一の型断面２４２ａ及び２４２ｂが含まれ、また、テーパ付又は円錐状のピップ２６０’が含まれ、このピップ２６０’は、型断面本体２４２ａに直接固定された第１の端部と、第１の端部から縦方向に延びる第２の端部とを有し、第１の端部の断面は、第２の端部又はその近辺の断面よりも大きい。成形アセンブリ３４０には、実質的に互いに同一の型断面３４２ａ及び３４２ｂが含まれ、ピップ２６０’と同様であるが、型断面３４２ａの外周縁９０の更に内側に配置されたテーパ付又は円錐状ピップ３６０’が含まれる。
成形アセンブリ３４０の利点の１つは、上部型断面３４２ａの雌側が、ピップ３６０’の上方に城郭風ホーン１８を更に容易に収容することができる周囲領域を有することである。
【００５９】
重合可能組成物は、従来の２部スプルー及びライザーにより空洞に供給することができ、又は断面を真空下で所定位置に接合又は保持し、モノマーをポートに注入することができる。重合可能組成物は、ピペット又はシリンジを用いて凹型レンズ形状雌型表面上に分配することができる。型断面４２ｂには、シリコーンヒドロゲル形成混合物又は気体透過性の従来のヒドロゲル材料のようなコンタクトレンズに用いることができるあらゆるモノマー混合物、又はあらゆる埋め込み型レンズ装置に用いることができるあらゆるモノマー混合物を供給することができ、その後、本明細書の他所に説明するように型断面４２ａ及び４２ｂを溶接又は融合することができる。重合可能組成物は、当業技術で公知のように、適切な長さの時間にわたって紫外線への露出又は熱硬化のような適切な手段により重合される。
【００６０】
本発明の別の態様によるコンタクトレンズを製造するのに有用な別の成形アセンブリは、全体的に１４０で図９ａの平面図及び図９ｂの断面図に示されている。本明細書で特に述べなければ、型アセンブリ１４０は、型アセンブリ４０と実質的に同じか又は同一である。型アセンブリ４０のように、型アセンブリ１４０は、２つの「万能」型断面１５２ａ及び１５２ｂを含む。各型断面１５２ａ及び１５２ｂには、それぞれ凸型雄成形表面及び実質的に対向する凹型雌成形表面を含む光学領域１５８ａ及び１５８ｂが含まれる。各型断面１５２ａ及び１５２ｂには、光学領域１５８ａ及び１５８ｂをそれぞれ囲むフランジ領域１６１ａ及び１６１ｂが含まれる。
【００６１】
型アセンブリ１４０及び型断面４０の主な違いは、万能型断面１５２ａ及び１５２ｂが、複数の離間したピップ６０の代わりに、融合に適切な実質的に環状の縦方向に延びる突起１６５を含むことである。図示のように、型断面１５２ｂの環状突起１６５ｂは、実質的に環状の突起１６５ｂに沿う融合又は溶接領域１７１として（図９ａの破線により）示されるような個別の離間した位置で型断面１５２ｂのフランジ領域の一部分と融合する。同じく図９Ｂも参照すると、突起１６５ｂに沿う溶接部分１７１は、融合又は溶接されていない領域１７３により分離されている。融合又は溶接されていないこれらの領域１７３は、他の型断面１５２ａのフランジ領域１６１ａの対応する表面部分に接触するか又は面するが結合されていない突起１６５ｂの表面部分により形成される。融合領域１７１は、装置１０の接触アセンブリ１４を用いて個別の領域の融合を生成することによって作られることが好ましい。本明細書の他所には、城郭風構造（図１ｂに最も明瞭に示す）を有する装置１０の接触アセンブリ１４が示されて説明されている。
【００６２】
型アセンブリの１つの特定の例が、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されている。この実施形態では、型アセンブリ１４０の特徴は、領域１７１（破線で示される）が間隙又は溶接又は融合されていない領域であり、かつ領域１７３が溶接されていることを除けば、図９Ａ及び図９Ｂの実施形態と同様である。この実施形態では、フランジ表面は、フランジの上面上のレンズ形状空洞を囲む環状リッジ１６５を含む。フランジの下面は、フランジ領域内に延びる複数の凹部１７１を含む。第１の型断面が第２の型断面の上に置かれると、第１の型断面のフランジの下面は、環状リッジの上面と接触する。環状リッジにより、型アセンブリが形成される前及び型アセンブリの形成中にレンズカップを積み重ねることが容易になる。更に、環状リッジにより、型アセンブリの形成中にモノマー組成物のようなレンズ形成材料のプリズム化を実質的に低減することができる。
【００６３】
超音波ホーンは、第１の型断面のフランジのような上面と接触して置くことができる。超音波ホーンは、超音波エネルギを送出し、第１の型断面を第２の型断面に融合させる。２つの型断面の融合は、型断面のレンズカップ又はフランジ領域の周りで非連続的である。この非連続的融合は、連続リング型超音波ホーンのような実質的に平面的な遠位端表面を有する従来の超音波ホーンを用いて達成することができ、又は本明細書で開示したような城郭風超音波ホーンを用いて達成することもできる。融合は、リッジの外側縁部で発生することができ、又はリッジの上面に起こって外側縁部の一部分を含むことができ、又はリッジの内側縁部の一部分を含む場合がある。
【００６４】
第１の型断面が第２の型断面に不連続に融合することにより、レンズカップの周りに連続融合リングを有する型アセンブリのような他の種類の型アセンブリに比較して多大な利点をもたらすことができる。例えば、超音波ホーンを用いて、フランジ表面に配置された凹部を有する本発明の型断面を融合すると、レンズカップ内に混濁化、点食、又は気泡が形成されたとしても僅かな量とすることができる。
【００６５】
２つの型断面の融合は、不連続の場合があるとしても、２つの型断面は、更に別の製造段階中に型断面が容易に分離されないように互いに確実に固定される。
更に、本明細書に説明したように、１つの型断面を別の型断面に取り付けるのに超音波エネルギを用いない実施形態では、融合区域又は接触領域は、レンズカップの周りに連続とすることができる。例えば、２つの型断面間の締り嵌めにより第１の型断面が第２の型断面に係合する場合には、接触は、連続接触領域とすることができる。同様に、プレート又は他の締め付け装置により第１及び第２の型断面が互いに取り付けられる場合には、接触領域は、連続構造とすることができる。
【００６６】
今度は図１１に移ると、本発明は、シリコーンヒドロゲルレンズ前駆材料のようなモノマー組成物をコンタクトレンズ成形アセンブリ５１４のコンタクトレンズ形状空洞に供給するのに有用な装置５１０を更に提供する。コンタクトレンズ形状空洞は、本発明の他の態様により本明細書の他所に説明して示したような型断面の凹型レンズ形状空洞であることが好ましい。モノマー組成物を従来のコンタクトレンズ型半分に供給するために装置５１０を用いることもできることが認められるであろう。
【００６７】
装置５１０は、一般的に、ある一定量のモノマー組成物を型断面のコンタクトレンズ形状表面に分配する大きさ及び構造にされた分配先端５２２を有する分配ユニット５２０と、モノマー組成物を分配ユニット５２０に導くためのシリンジアセンブリ５３０とを含む。シリンジアセンブリ５３０は、例えば、取り付け部品５３２により分配ユニット５２０に直接連結される。取り付け部品５３６は、シリンジアセンブリ５３０を分配ユニット５２０に容易に連結及び連結解除する構造にされたエルボ継手又は同様のカプラを含むことができる。
分配ユニット５２０は、空気作動ダイヤフラム弁を含むことができる。
【００６８】
特定の例では、シリンジアセンブリ５３０は、バレル５４０及びそれに挿入されたピストン５４２を含む。例えば、シリコーンヒドロゲルレンズを生成するために光開始モノマーを分配するために、シリンジアセンブリ５３０は、ＵＶ遮断又はフィルタシリンジ、例えば、約９５％から１００％のＵＶ放射を遮断するシリンジアセンブリであることが好ましい。一実施形態では、シリンジアセンブリ５３０のバレル５４０は、約５５ｃｃのモノマー組成物５４４を保持する。分配されるモノマー組成物がＵＶ反応物質でない場合は、非ＵＶ遮断シリンジアセンブリを用いることができる。
【００６９】
その使用の前に、シリンジアセンブリ５３０は、モノマー組成物で充填される一方、バレル５４０内に空気が確実に捕捉されないようにするために、ピストン５４２は、完全に挿入された位置にされる。シリンジアセンブリ５３０及びキャップ５４８は、モノマー組成物が粒子などにより汚染されないように、また酸素を取り込まないように設計される。バレル５４０が充填された後、キャップ５４８は、次にバレル５４０上に置かれる。キャップ５４８は、「ｌｕｅｒ」固定機構を用いてバレルに固定される。充填シリンジアセンブリ５３０は、次に、必要になるまで保管することができる。
【００７０】
モノマー組成物は、空気と接触すると最終的なコンタクトレンズ製品に気泡／空隙を引き起こす可能性があると考えられるために、型アセンブリ内に分配される前に空気に接触しないことが重要である。すなわち、組成物をシリンジアセンブリ５３０内に入れる前に、モノマー組成物から酸素を除外するために、例えば、窒素又は他の不活性ガスを用いてモノマー組成物を一掃することが望ましい。充填シリンジアセンブリは、モノマー組成物を約４°Ｃと約３６°Ｃの間の望ましい温度に保持するのに有効な水冷ジャケット内に保管される。いくつかの実施形態では、モノマー混合物は、室温のような実質的に一定の温度、例えば約２０°Ｃと約２５°Ｃの間、例えば２０°Ｃと２２°Ｃの間に保つことができる。
【００７１】
特定の例では、装置５１０は、共に米国ロードアイランド州０２９１４イーストプロビデンス所在の「ＥＦＤ  Ｉｎｃ．」製である部品番号７５２Ｖ−ＣＬＴ−Ｅの「ＥＦＤ  ＣＬＴ」バルブ分配ユニットと、部品番号５１１３ＬＢＰ−Ｂの琥珀色５５ｃｃシリンジ及びピストンセットとを含む。また、適切な構成要素は、「ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ」と呼ばれる会社からも、例えば、薄青の５５ｃｃシリンジ部品番号３６５５２３及びピストン部品番号３６３０３５で入手可能である。両方の種類は、ＵＶ遮断性であり、同じ「ｌｕｅｒ」固定取り付け部品を有する。
特定の例では、分配ユニット５２０は、約３つのコンタクトレンズを作るのに十分なある一定量のモノマー組成物を保持する。プランジャ５４２は、空気圧力ライン５５２によって空気的に作動する。分配ユニット５２０は、空気圧力ライン５５４に接続される。
【００７２】
装置５１０には、シリンジアセンブリ５３０及び分配ユニット５２０の少なくとも一方、好ましくはその両方に対してバルブ開放時間を制御するような構造にされたバルブコントローラ５５８が含まれる。バルブコントローラ５５８は、マイクロプロセッサベースであり、装置５１０のバルブを確実で正確に開放及び閉鎖するようにプログラムされることが好ましい。適切なバルブコントローラは、「７０００  ＶＡＬＶＥＭＡＴＥ  コントローラ」という名前で市販されており、「ＥＦＤ、Ｉｎｃ．」から入手可能である。代替的に、シリンジアセンブリ５３０及び分配ユニット５２０を制御するための別々のバルブコントローラを設けることができる。
【００７３】
モノマー組成物の１つ又はそれよりも多くの増分が分配先端５２２を通して分配された後、分配ユニット５２０は、エルボ継手５３２を通してシリンジアセンブリ５３０から更に多くのモノマー組成物を引き抜く。シリンジバレル５４０内の全てのモノマー組成物５４４が実質的に消費されると、シリンジアセンブリ５３０は、分配ユニット５２０から切断され、新しいモノマー充填シリンジアセンブリと置換される。これは、シリンジアセンブリ５３０の上部のキャップ５４８に供給する空気ライン５５２の固定を外し、キャップ５４８を取り除くことにより達成することができる。次に、シリンジアセンブリ５３０は、単にエルボカプラ５３２から取り外され、既にピストンを配置した新しい予め充填したシリンジアセンブリ５３０をエルボ継手カプラ５３２に接続する。次に、キャップ５４８を新しいシリンジアセンブリ上に置いて固定する。次に、空気をライン５５２内に放出する。この切り換えは、達成するのに僅か数秒しかかからない。
装置５１０は、充填される型アセンブリ断面５１４を運ぶ移動テーブル５６８又はコンベヤに対して静止したままになるように、例えばブラケット５６６によるような方法で装着することができる。全装置５１０及び移動テーブル５６８の機能は、自動操作により制御することができる。
【００７４】
以上の開示内容に鑑みると、コンタクトレンズを生成するために型断面を充填して型アセンブリを形成する方法の１つの例は、次のように説明することができる。以下は、例示的に挙げたものであり、本発明を何ら限定するように解釈されるものではない。
６４の型断面の８つの積み重ねを含むカセットが、成形／離型モジュールから本明細書に説明する本発明の充填モジュール又はシステムに移される。
カセットは、フレームアセンブリ上に置かれる。フレームアセンブリは、型断面をプレートの表面に向ける構造にされる。より詳細には、フレームアセンブリには、漸増的に型断面を移動させ、各積み重ねの上側型断面が実質的に同じ平面上又は同じ高さに配置されるようにする構成要素が含まれる。一番上の型断面を同じ高さ又は１つの平面内に位置決めすることにより、ロボットプレートを用いて型断面を一度に８つ取り外して移送することができる。
【００７５】
一実施形態では、フレームアセンブリには、型断面の積み重ねを移動するのに有効な１つ又はそれよりも多くのバイアス部材が含まれる。例えば、フレームアセンブリは、複数のバネ荷重シリンダ又は空気制御シリンダを含むことができる。バイアス部材により、型断面は、プレートの穴を通るように強く押される。図示の実施形態では、型断面は、レンズ空洞又はフランジから半径方向外向きに延びる延長部材又はパンハンドルを有する。延長部材は、４つのレンズ型断面（２ｘ２）のアレイの中心に向う向きに置かれる。型断面は、バー又はプレートの穴の一部分にわたって延びる他の構造に接触するように強く押されるか又はそれに押し付けられる。バーは、型断面がプレート表面に向けて強く押される時の止めとして機能する。
【００７６】
４つの型断面の二組の間に配置されたロボットアームは、延長部材がアレイの中心から離れる方向を向くように延長部材間を移動する。ロボット制御真空装置は、型断面を取り上げ、個々の型断面を入れ子装置に移動する。型断面を収容する入れ子は、本明細書に記載の分配装置に渡される。空気を用いてシリンジピストンを駆動し、モノマー組成物を型断面の凹型レンズ空洞内に分配する。分配されたモノマー組成物の容積は、通常は、約２０μＬから約５０μＬ／型断面である。
【００７７】
充填された１つ又は複数の型断面を備えた入れ子は、ステーションに移動され、そこで、本明細書で説明したように、第２の充填されていない型断面が第１の充填された型断面の上部上に置かれ、レンズ前駆材料を収容する型アセンブリを形成する。型アセンブリを備えた入れ子は、溶接ステーションに移動し、そこで、超音波送出装置が、４０ｋＨｚの超音波エネルギを用いて２つの型断面を互いに融合する。溶接中に、過剰なモノマー混合物は、型断面から除去して廃棄することができる。
【００７８】
型アセンブリ（融合した型断面）は、次に、レンズ型アセンブリのレンズカップを収容するための複数の穴を有する装填トレイ上に載せられる。穴は、延長部材がトレイ上で互いに干渉しないように列間でオフセットされる。各トレイは、２５６の型アセンブリを保持することができる。また、他の構成も可能である。
以上の方法には、型断面の延長部材上に設けられた識別子を走査することなどによる１つ又はそれよりも多くの識別又は追跡段階を含むことができる。本方法はまた、型断面を融合又は閉鎖する前にモノマー組成物内の気泡を検査することなどによる１つ又はそれよりも多くの検査段階を含むこともできる。
【００７９】
以上の方法はまた、レンズカップにモノマー組成物を収容する第２の型断面を第１の型断面上に置く前に第２の型断面をモノマー組成物に浸漬又は接触させる段階を含むこともできる。
型アセンブリのトレイは、次に、硬化ステーションに移送することができ、そこで、例えば、型アセンブリを紫外線に露出することによって重合可能組成物が重合化又は硬化される。
【００８０】
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Ｄ−４１２６の「重合可能な組成物から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１１／２００，６４４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。
【００８１】
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。
本明細書でいくつかの好ましい実施形態を説明したが、本発明がこれに限定されず、当業者には修正及び変形が明らかであると考えられることは理解される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】２つのコンタクトレンズ型断面を互いに融合するのに有用な本発明による装置を示す分解概略図である。
【図１Ａ】図１に示す装置の遠位端の平面図である。
【図１Ｂ】図１及び図１Ａに示す装置の遠位端に整列した本発明の他の態様による成形アセンブリの一部分の斜視図である。
【図１Ｃ】図１に示す装置の代替的な遠位端の平面図である。
【図２】図１Ｂに示す成形アセンブリの一部分の斜視図である。
【図３】成形アセンブリが型断面の超音波融合前に示されている、図２の３−３の線に沿って取った成形アセンブリの断面図である。
【図４】図２に示す成形アセンブリの１つの型断面の上面図である。
【図５】型断面が３つの離間した縦方向に延びる突起を含むように示されている、図４に示す型断面の底面図である。
【図５Ａ】型断面が６つの離間した縦方向に延びる突起を含む、本発明の別の実施形態による型断面の底面図である。
【図６】図１及び図１ｂに示す装置の遠位端と係合している図３と同様の断面図である。
【図７】図１及び図１Ｂに示す装置と融合した後の成形アセンブリを示す図６と同様の断面図である。
【図８】本発明による別の成形アセンブリの断面図である。
【図９】本発明による更に別の成形アセンブリの断面図である。
【図９Ａ】成形アセンブリが、型断面間に破線で示す融合領域を設ける３つの離間した突起を各々有する一対の型断面を含む、本発明の実施形態による成形アセンブリの上面図である。
【図９Ｂ】成形アセンブリが、型断面間に融合領域を設ける３つの離間した突起を各々有する一対の型断面を含む、本発明の実施形態による成形アセンブリの断面図である。
【図１０Ａ】成形アセンブリが、型断面間の融合領域間に破線で示す間隙を設ける３つの離間した凹部領域を各々有する一対の型断面を含む、本発明の別の実施形態による成形アセンブリの上面図である。
【図１０Ｂ】成形アセンブリが、型断面間の融合領域間に間隙を設ける３つの離間した凹部領域を各々有する一対の型断面を含む、本発明の別の実施形態による成形アセンブリの断面図である。
【図１１】本発明の別の態様によるモノマー分配システムの概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  装置
１２  エネルギアセンブリ
１４  接触アセンブリ
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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【図５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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