(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を輸送し脱酸素するためのシステムにおいて、
コンピュータシステムと、
コンピュータシステムの制御下で溶液を脱酸素するためのインライン酸素脱気装置（１０３）と、
酸素濃度を監視し、溶液の適切な脱酸素が確実に行われるようにシステムの動作を調整するように、コンピュータシステムにフィードバックを提供するための酸素分析装置（１０５）と、
適切に脱酸素された溶液を収集するための溶液収集システム（２００）と、
溶液収集システム（２００）から溶液を排出し、溶液収集システム（２００）から適切に脱酸素された規定量の溶液を複数の受液器の各々の中に分配するための溶液分配システム（２５０）と、
モーター速度の調整が可能であり、コンピュータシステムの制御下で、コンテナからインライン酸素脱気装置（１０３）及び酸素分析装置（１０５）を通って溶液収集システム（２００）に溶液を送り込む液体ポンプ（１０４）と、
を含むシステム。
【請求項２】
液体ポンプ（１０４）のモーター速度は、溶液の適切な脱酸素が確実に行なわれるようにするために酸素分析装置（１０５）からのフィードバックに従ってコンピュータシステムによって調整される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
溶液収集システム（２００）及び溶液分配システム（２５０）が、不活性ガスの充填された気密箱（１０６）の内部に配置されている、請求項１又は２記載のシステム。
【請求項４】
溶液分配システム（２５０）が、複数の受液器の中に溶液を分配するため並列動作できる複数の分配ポンプを含んで成る、請求項１〜３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項５】
溶液収集システム（２００）が多重液体レベルスイッチ（２０１〜２０４）を含んで成る、請求項１〜４のいずれか１項記載のシステム。
【請求項６】
さらに廃棄物収集用の廃棄物コンテナ（２８０）を含んで成り、該廃棄物コンテナ（２８０）が、正圧を有するように不活性ガスが充填された気密箱（１０６）の中に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のシステム。
【請求項７】
酸素脱気装置（１０３）、液体ポンプ（１０４）及び酸素分析装置（１０５）が不活性ガスが充填された気密箱（１０６）の中に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項記載のシステム。
【請求項８】
不活性ガスが窒素である、請求項６又は７記載のシステム。
【請求項９】
溶液を脱酸素し輸送するための方法において、
ａ）溶液から酸素を除去し輸送するためのシステムを提供するステップであって、システムが、コンピュータシステムと、コンピュータシステムの制御下で溶液から酸素を除去するためのインライン酸素脱気装置（１０３）と、酸素濃度を監視し、溶液の適切な脱酸素が確実に行われるようにシステムの動作を調整するように、コンピュータシステムにフィードバックを提供するための酸素分析装置（１０５）と、適切に脱酸素された溶液を収集するための溶液収集システム（２００）と、溶液収集システム（２００）から溶液を排出し、溶液収集システム（２００）から適切に脱酸素された溶液の規定量を複数の受液器の各々の中に分配するための溶液分配システム（２５０）と、モーター速度の調整が可能であり、コンピュータシステムの制御下で、コンテナからインライン酸素脱気装置（１０３）及び酸素分析装置（１０５）を通って溶液収集システム（２００）に溶液を送り込む液体ポンプ（１０４）と、を含み、
ｂ）溶液を脱酸素し輸送するためのシステム内に捕獲されている酸素を、該溶液を調製するために使用される第２の溶剤と混和可能な第１の溶剤で置換するステップであって、酸素の置換が、第１の溶剤を脱酸素する間に、第１の溶剤を含む第２のコンテナの接続によって実行されるステップ；
ｃ）第２のコンテナを、溶液を含む第１のコンテナに入れ替えるステップ；
ｄ）システム内の第１の溶剤の全てを排出し、溶液収集システムが適切に脱酸素された溶液で充填されるまで、溶液を脱酸素する間にシステムを溶液で満たすことによってシステムを再補充するステップ；及び
ｅ）脱酸素された規定量の溶液を複数の受液器の各々の中に分配するステップ
を含んで成る方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、溶液を輸送し脱酸素するためのシステム及び方法を提供している。このシステムは、溶液の輸送及び脱酸素が関与する製造のために有用である。
【０００２】
近年、角膜の健康に最小限の影響しかもたらさず装用者に最大の快適性を与える長時間装用コンタクトレンズの製造に有用な重合体材料を開発するために、さまざまな研究が実施されてきた。理想的には、長時間装用コンタクトレンズは、すべて角膜の健康及び装用の快適性を維持するのに必要とされるものである高い酸素透過性、高いイオン透過性、優れた湿潤性、適切な眼内移動性、及び涙交換能力を発揮する。
【０００３】
上述の所望の特性のいくつかを備えた長時間装用レンズを作るために、異なる特性をもつ異なる重合体を配合する試みが数多くなされてきた。例えば、ＵＳ−Ａ−５，８４９，８１１号は、長時間装用レンズを作るためのプロセス及び重合体組成物について教示している。ＵＳ−Ａ−５，８４９，８１１号中で開示されている方法に従って作られた長時間装用レンズは、レンズと眼の間で優れた涙交換が行われるように、優れた眼内移動性を提供するのに充分なイオン又は水の透過性がある状態で、酸素透過性及びイオン又は水の透過性の平衡を有することができる。ＵＳ−Ａ−５，８４９，８１１号は、実質的に酸素を含まない雰囲気内で重合を開始させ完了させることによって、レンズ材料のイオン及び／又は水透過性を増大させることができるということを開示している。成形により長時間装用レンズを作る前に、かかる長時間装用レンズの製造においては、重合体組成物（コンパウンド）を脱酸素し、脱酸素された重合体組成物（コンパウンド）を輸送することが必要となる可能性がある。
【０００４】
したがって、コンタクトレンズを製造するための産業的環境の中で、コンパウンドを脱酸素しかつ脱酸素されたコンパウンドを輸送するためのシステム及び方法に対するニーズが存在する。かかるシステム及び方法は好ましくは、自動化された実践に適合させることができまた一貫性ある性能を示すことができる。
【０００５】
本発明の目的は、例えば重合体溶液といった溶液を脱酸素し、脱酸素された溶液を輸送し、溶液中の酸素含有量を連続的に監視し、溶液中の酸素含有量を低レベルに維持し、溶液を型（mold）内に送り出すことのできるシステムを開発することにある。
【０００６】
本発明の１つの実施形態は、溶液を輸送し脱酸素するための自動システムである。該システムは、次の目的で設計されている：
１）  脱酸素装置を通して溶液を輸送する；
２）  脱酸素された溶液の酸素濃度を連続的に監視する；
３）  タンク内に溶液を充填し、溶液レベルを自動的に維持する；
４）  要請に応じて溶液を自動的に送り出す；
５）  溶液調製、及び運転開始と停止動作を自動的に実施する。
【０００７】
本発明のシステムの１実施形態は、
脱酸素手段、圧送手段、酸素分析装置、溶液収集システム、溶液送り出しシステム及びコンピュータシステムを含んで成り、該コンピュータシステムは：
ａ）  内部で溶液から酸素をパージする脱酸素手段を通り、かつシステム内の酸素濃度を監視し溶液が適切に脱酸素されるようにシステムの動作を調整するために、コンピュータシステムにフィードバックを提供する酸素分析装置を通って、コンテナから溶液を圧送するために、ポンプ手段を制御し；
ｂ）  溶液を脱酸素するために脱酸素手段を制御し；
ｃ）  溶液収集システムに溶液を充填するためにポンプ手段を制御し、
ｄ）  溶液収集システムから溶液を排出し、溶液収集システムから規定量の脱酸素された溶液を単数又は複数の受液器の各々の中に分配するために、溶液分配システムを制御する、システム。
【０００８】
本発明のさらなる実施形態は、溶液を脱酸素し輸送するための方法にある。該方法は、以下のステップを含んで成る：
（ａ）  上述の本発明のシステム内に捕獲されている酸素を、該溶液を調製するために使用される第２の溶剤と混和可能な脱酸素された第１の溶剤で置換し、かつ溶液収集システムから脱酸素された第１の溶剤を排出するステップ；
（ｂ）  脱酸素された溶液とシステム内の脱酸素された第１の溶剤を入れ替えるステップ、及び
（ｃ）  単数又は複数の受液器の各々の中に規定量の脱酸素された溶液を送り出すステップ。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態は、図１に概略的に示される。図１を参照すると、溶液を脱酸素し分配するためのシステムは、コンテナ１０２から溶液を引き出すことのできるポンプ手段１０４（例えば、SciLog（登録商標）液体ポンプ）を含む。溶液は、撹拌手段（例えば磁気撹拌板）を用いて混合され、脱酸素手段１０３（例えば、GASTORR インライン脱気装置）及び酸素分析装置１０５（例えば、ORBISPHERE インライン酸素分析装置）を通って圧送される。溶液中の酸素濃度は、酸素分析装置１０５によって常時監視され、酸素濃度についての情報は、システム全体の動作を制御するコンピュータシステム（例えば、図示されていないＨＭＩ(human machine interface)コンピュータ）に供給される。コンピュータシステムは、酸素濃度に関する受信情報に従って、脱酸素手段内の溶液滞留時間を調整するために、溶液圧送速度を調整することができる。滞留時間が長くなればなるほど、より多くの酸素が溶液から除去されることになる。換言すると、滞留時間が短くなると、溶液から除去される酸素は少なくなる。酸素分析装置１０５の中で試験された後、溶液は、多数の液体レベルスイッチ２０１、２０２、２０３及び２０４を含む溶液Ｓ２００（受液器）の中に供給される。分配システム２５０（例えば、ＩＶＥＫ精密液体計量及び送り出しシステム）が、溶液収集システム２００から溶液を圧送し、管類２６０を通して、例えば、充填ステーション２７０内のレンズ型（図示せず）といった受液器まで一定の与えられた量の溶液を分配する。好ましくは、脱酸素手段１０３、ポンプ手段１０４、酸素分析装置１０５、溶液収集システム２００及び分配システム２５０は、気密でかつ例えば窒素又はアルゴンといった不活性ガスが充填されたグローブボックス１０６の内部に配置されている。溶液は規定量で複数の受液器の各々の中に分配される。受液器は好ましくは、正圧を有するように不活性ガスが充填された充填ステーション２７０の中に位置設定されている。システムは同様にさらに、グローブボックスの内部にある廃棄物コンテナ２８０を含むこともできる。
【００１０】
好ましくは、溶液収集システム２００は、ＩＶＥＫタンクアセンブリであってよく、４つのスイッチを含んで成る。これら４つのスイッチは以下のとおりに配置されている：すなわち、スイッチ２０１と２０２の間の距離Ｙ１は１５．９mm（５/８″）以下である；スイッチ２０２と２０３の間の距離Ｙ２は約７６mm（３″）及び９５mm（３/８″）である；スイッチ２０３と２０４の間の距離Ｙ３は約１５．９mm（５/８″）そしてスイッチ２０４と排出レベル２０５の間の距離Ｙ４は約２２．２mm（７/８″）である。
【００１１】
図１に示されているような構成をもつシステムは、コンピュータ制御下において以下のモードで動作する。
【００１２】
準備：このモードでは、溶液供給コンテナ１０２を、エタノール充填済みのものと入れ替える。ＰＲＥＰＡＲＥボタンがＨＭＩコンピュータ端末で選択された時点で、SciLog（登録商標）液体ポンプ１０４はコンテナからGASTORR インライン脱気装置１０３及びORBISPHERE インライン酸素分析装置１０５を通して、タンク２００内へと１００％のポンプ速度でエタノールを引き出す。ポンプ１０４は、エタノールがオーバーフィルラインを超えて、グローブボックス１０６の内側の廃棄物コンテナ２８０内に集まり始めるまで、タンク２００を充填し続ける。この要領で、システム内に（タンクを通って上方に）存在する、あらゆる酸素がエタノールにより置換される。（予めプログラミングされたタイマーによって決定されるとおりに）ひとたびサイクルが終了すると、オペレータは、ＨＭＩにおいてＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥボタンを選択して動作を完了する。
【００１３】
運転開始：酸素置換の後、システムから全エタノールを排出させ、型内への分配の準備として脱酸素されたコンパウンドを補充しなければならない。このモードでは、エタノールコンテナは、溶液供給コンテナと入れ替えられ、サイクルは、ＨＭＩでＳＴＡＲＴボタンを選択することによって開始される。ひとたび開始されたならば、ＩＶＥＫ送り出しポンプ２５０が自動的にオンに切り替わり、スイッチ＃４を規定量だけ超えたところで、タンク２００の排出（ドレン）を行なう。排出（ドレン）実行中に、タンク２００は、わずかに正圧のグローブボックス１０６から供給された窒素で自動的に再充填される。ひとたび空になると、システムは、次のようにタンク２００を補充し排出することにより、エタノールから純粋コンパウンドへと遷移するよう多段階プロセスを自動的に行なう。
【００１４】
１．７５％のSciLog（登録商標）液体ポンプモータ速度でレベルスイッチ＃２までコンパウンドを充填する。
２．前述したとおり、ＩＶＥＫを介してタンク及びラインを排出する。
３．１８％のSciLog（登録商標）液体ポンプモータ速度でレベルスイッチ＃２までコンパウンドを充填する。
４．前述のようにＩＶＥＫを介してタンク及びラインを排出する。
５．ステップ３及び４を３回くり返し、最終補充では（タンクを排出するのではなくむしろ）レベルスイッチ３までタンクを充填する。
６．ＩＶＥＫ送り出し装置にコンパウンドを投入し、１８％のSciLog（登録商標）液体ポンプモータ速度でレベルスイッチ３までタンクを補充する。
【００１５】
ＨＭＩは、コンパウンドの適切な脱酸素が確実に行われるように、この動作中、ORBISPHERE インライン酸素分析装置１０５の出力を連続的に監視する。該システムは、ＨＭＩでひとたびＡＫＮＯＷＬＥＤＧＥ、ＡＵＴＯ  ＣＹＣＬＥ及びＣＹＣＬＥ  ＳＴＡＲＴボタンが選択された時点で、自動分配動作を始めることができる。
【００１６】
送り出し：コンタクトレンズを収納したクランプ取り付け具の備わったパレットが、充填ステーション２７０に到着するにつれて、最初の４つの待機レンズ金型の中に規定量のコンパウンドを同時に分配するように、４つのＩＶＥＫすべてに信号が送られる。分配ヘッドは、パレットを横断して割出しを行ない、完了するまで残りの型を充填する。パレットは、充填及び型キャッピング動作がひとたび完了した時点で充填ステーション２７０を離れる。分配は、ＩＶＥＫポンプチャンバがほぼ空になるまで、連続したレンズ型上で続行する。溶液の最後のフルショット送り出しの後、すべてのＩＶＥＫは、タンク２００から溶液を引き出すことによって、そのチャンバを連続的に再充填する。SciLog（登録商標）液体ポンプ１０４は、次のチャンバ補充のための適量の脱酸素溶液を維持するために、スイッチ＃３までタンク２００を自動補充する。脱酸素／再充填動作は、次のチャンバ補充動作に完全に先立って完了する。
【００１７】
ＨＭＩは、自動運転中にすべてのタンクスイッチを故障条件について監視する。スイッチ＃１及び＃４は、自動運転中の高／低液体レベル警報装置、及びそれぞれＳＨＵＴＤＯＷＮ及びＳＴＡＲＴＵＰ指令中の、レベル制御装置としての２重の目的で役立つ。さらに、ＨＭＩはここでもまた、溶液が適切な脱酸素を確実に受けるように、ORBISPHERE インライン酸素分析装置１０５の状態を監視する。最後に、ＨＭＩは、分配システムのアイドル状態を連続的に監視し、そうでなければ発生すると思われる望ましくない材料重合を防ぐために、間隔タイマーに基づいて自動的にショットを送り出す。
【００１８】
運転停止：自動運転の完了後、溶液供給コンテナ１０２は、エタノールコンテナと入れ替えられ、ＨＭＩでＳＨＵＴ  ＤＯＷＮボタンを選択することにより、サイクルが開始される。ＳＴＡＲＴＵＰ動作と類似の要領で、システムは、以下のようにタンクを排出し、補充することによりコンパウンドからもとの純粋エタノールへと遷移させるために自動的に多段階プロセスを実施する。
【００１９】
１．前述のようにＩＶＥＫを介してタンク及びラインを排出する。
２．１００％のSciLog（登録商標）液体ポンプモータ速度で、レベルスイッチ＃１までエタノールを充填する。
３．ステップ１及び２を三回くり返す。
４．タンクをスイッチ＃３まで排出する。
【００２０】
ＨＭＩ上でひとたびＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥボタンが選択された時点で、システム動作は完了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従って溶液を脱酸素及び分配するための、自動化されたシステムの好ましい実施形態の概略的表示である。
【符号の説明】
１０２    コンテナ
１０３    脱酸素手段
１０４    ポンプ手段
１０５    酸素分析装置
１０６    気密箱
２００    溶液収集システム
２５０    溶液分配システム
２８０    廃棄物コンテナ
【図１】
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