JP2016043506A - コンタクトレンズ用成形型、及びそれを用いたコンタクトレンズ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトレンズのモールド成形を安定して行うことができ、新規な構造の成形型、及びそれを用いたコンタクトレンズの製造方法の提供。【解決手段】雄型１が上方になり、フロントカーブ部１５を有する雌型２が下方になるように、雄型１と雌型２が組み合わされたコンタクトレンズ用成形型であり、雌型２はその外側に環状の山型部１８を有し、山型部１８は型中心軸４を含む平面で雌型２を切断した断面に頂点を有する山型形状を有し、雄型１は、山型部の外側では雌型との間に環状の補助空間１８を形成し、補助空間１８に面する曲率半径よりも小さい曲率半径を有する湾曲形状、補助空間１８に面する曲率半径よりも小さい半径の外接円を有する凸型の多角形状、又は、それらを組み合わせた形状であり、雄型と雌型２との間に形成された成形空間に原料が充填され、該原料が重合するとコンタクトレンズが成形される、コンタクトレンズ用成形型。【選択図】図１

Description

本発明は、コンタクトレンズをモールド法によって製造するためのコンタクトレンズ用成形型、及びそれを用いたコンタクトレンズの製造方法に関するものであり、特に成形空間におけるレンズエッジ部分を安定して閉塞することができ、目的とするコンタクトレンズのモールド成形を安定して行うことができるコンタクトレンズ用成形型、及びそれを用いたコンタクトレンズの製造方法に関するものである。

従来から、ハードコンタクトレンズとソフトコンタクトレンズのいずれにも採用可能な製造方法の一種として、モールド法が知られている。かかるモールド法は、凸状の湾曲面形状とされた型面を有する雄型と、凹状の湾曲面形状とされた型面を有する雌型との二つの型を、雌型を下方に雄型を上方に配して組み合わせて形成された空間（成形空間）に、原料を充填し、重合せしめてコンタクトレンズを製造する方法である。モールド法は、他の公知のコンタクトレンズ製造方法であるレースカット法（切削研磨法）やスピンキャスト法（遠心注型法）と比較して、目的とするコンタクトレンズを低コストで大量生産することができることから、例えば使い捨てコンタクトレンズ（ディスポーザブルコンタクトレンズ）等の生産への適用が検討されている。

モールド法において、所定の成形空間の周辺部には、組み合わされる二つの型の接触領域が存在する。接触領域は、成形されるコンタクトレンズ外周のエッジ部の外形を規定すると共に、成形空間内に充填されるコンタクトレンズ材料のシール部としての機能を必要とする。

接触領域を構成する方式としては、線接触方式と面接触方式とが考えられている。即ち、線接触方式は、二つの型の一方に設けられた鋭利な突起部を他方の型に線接触せしめることにより、目的とする成形空間を形成するものである。また、面接触方式は、二つの型の両者に共有する面が設けられ、その共有面を面接触させて型合わせすることにより、目的とする成形空間を形成するものである。

ところで、モールド法では、コンタクトレンズ外周のエッジ部に雄雌両型の接触領域が位置することから、成形品であるコンタクトレンズにおけるバリ等の成形不良を軽減ないし回避するためには、接触領域の閉塞状態を安定して得ることが重要とされる。

例えば特許文献１では、雌型と雄型が相互に面接触方式で型合わせされることにより、0.01 mm以上の幅で広がる環状かつ面状の平坦な接触領域が形成されるようにしたコンタクトレンズ用成形型を用いたコンタクトレンズ製造方法が提案されている。

ところが、特許文献1に示されているように雄雌両型の接触領域が面接触であると、接触領域が平行な面であるために、嵌合せしめる際の僅かな角度のズレにより雄雌両型接触面に浮き、隙間を生じやすくなる。そのようにして生じた浮き、隙間に重合性モノマーが入り込んだ状態で重合することにより、バリの発生等の成形不良が起こりやすくなることが知られている。したがって、特にコンタクトレンズ外周のエッジ部の成形において充分な成形安定性を持つ成形型を得ることは困難であった。

一方、特許文献２の図８に示されている成形型は線接触方式によるものであり、面接触方式の成形型と比較するとバリの発生等の割合は改善される。しかしながら、それでもなお一定の割合でバリの発生等の成形不良がみられることから、成形型のさらなる改良が望まれていた。

国際公開第２００４／０３９５５５号 特開２００３−２９１１５８号公報

本発明は、上述のごとき事情を背景としてなされたものであって、その解決課題とするところは、線接触方式においてバリの発生等の割合を改善すること、すなわち、型合せに際して成形空間を安定して閉塞することができ、目的とするコンタクトレンズのモールド成形を安定して行うことができる、新規な構造のコンタクトレンズ用成形型、及びそれを用いたコンタクトレンズの製造方法を提供することにある。

発明者らは特許文献２の図８の成形型、すなわち線接触方式において、バリが生じるメカニズムを検討した。特許文献２の図８の成形型では、所定の成形空間の周辺部には、組み合わされる二つの型の接触領域が存在し、さらにその周辺部には、成形に際して成形空間から溢れた原料（重合性モノマー）を捕捉する環状の液溜部38（補助空間）が配されている。バリは、前記液溜部38に捕捉された原料が重合することにより発生すると考えられる。

通常、コンタクトレンズは離型する際、雄型に付着する。一方、特許文献２の図８の成形型では液溜部38で生成したバリ（正確にはバリになる可能性を有した重合物）が、離型時に雄雌いずれの型にも付着しうる。発明者らは広義のバリが雌型に付着した場合は形成不良につながらない、すなわち狭義のバリとならないが、コンタクトレンズと同じ雄型に付着した場合に形成不良につながる狭義のバリとなることに着目した。

前記課題を解決するため、発明者らは鋭意検討を重ね、バリがより曲率の小さい湾曲面や多角形に付着しやすいことを見いだした。その性質を利用して、ベースカーブ部を有する雄型とフロントカーブ部を有する雌型とを、雄型を上方に雌型を下方に組み合わせて形成された空間に充填された原料を重合してコンタクトレンズを成形するためのコンタクトレンズ用成形型であり、前記雌型はフロントカーブ部の外側に環状の山型部を有し、前記山型部を頂点に有する山型線接触方式で、かつ接触領域のすぐ外側に補助空間を有する成形型において、前記補助空間に面するベースカーブ部の曲率半径より小さい曲率半径を有するバリ付着補助用突起を有することで、離型時にコンタクトレンズと反対側の雌型側にバリが付着しやすくなることから、コンタクトレンズにバリの発生等の形成不良を低減できることを見いだした。

本発明の一態様は、ベースカーブ部を有する雄型が上方になり、フロントカーブ部を有する雌型が下方になるように、前記雄型と前記雌型が組み合わされて形成されたコンタクトレンズ用成形型であり、前記雌型は、前記フロントカーブ部の外側に環状の山型部を有し、前記山型部は、型中心軸を含む平面で前記雌型を切断した断面に頂点を有する山型形状を有し、前記雄型は、前記山型部と接触して、前記ベースカーブ部上で環状の接触領域を形成し、前記山型部の外側では、前記雌型との間に環状の補助空間を形成し、前記雌型が前記補助空間を形成する面は、前記雄型と接触しないバリ付着補助用突起を有し、前記バリ付着補助用突起の形状は、前記補助空間に面する前記ベースカーブ部の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する湾曲形状、前記補助空間に面する前記ベースカーブ部の曲率半径よりも小さい半径の外接円を有する凸型の多角形状、又は、それらを組み合わせた形状であり、前記雄型と前記雌型との間に形成された成形空間に原料が充填され、該原料が重合するとコンタクトレンズが成形される、コンタクトレンズ用成形型である。

本発明の別の態様は、前記断面における前記山型部の前記頂点外側を形成する線と前記頂点の内側を形成する線とがなす角度が10°以上90°以下である、コンタクトレンズ用成形型である。本発明の別の態様は、前記雄型と雌型との接触領域の径方向の幅が0.01mm以上0.05 mm以下である、コンタクトレンズ用成形型である。本発明の別の態様は、前記補助空間の少なくとも一部が接触領域より下方に位置する、コンタクトレンズ用成形型である。本発明の別の態様は前記コンタクトレンズ用成形型のいずれかを用いて原料を重合し、コンタクトレンズを成形する工程を含む、コンタクトレンズ製造方法である。

本発明のコンタクトレンズ用成形型は、それを構成する雄型と雌型との二つの型を型合わせするものであり、接触領域の一方の形状が頂点を有する山型で、かつもう一方の形状が緩やかな湾曲面であるため、型合せに際して成形空間を安定して閉塞することができ、両型嵌合時レンズ外周のエッジ部が高精度に位置決めされた状態で接触することができる。また、接触領域の外側に、対向する雄型の湾曲面の曲率半径より小さな曲率半径を有するバリ付着用補助突起を有する補助空間を有することにより、余剰の重合性モノマーから生ずるバリを雌型側に付着させ、レンズのバリ等の形成不良を低減することができる。本発明により、目的とする形状のコンタクトレンズを高精度に安定してモールド成形することができる。本発明の別の態様は、前記頂点を有する山型の頂点の外側を形成する線と内側を形成する線とがなす角度を鋭利にすることにより、レンズ周辺部のバリを効果的に分離することができるコンタクトレンズ用成形型である。本発明のさらに別の態様は、少なくとも一部が接触領域より下方に位置する補助空間を有することにより、バリを効果的に分離することができるコンタクトレンズ用成形型である。

本発明に用いられるコンタクトレンズ用成形型の一態様の断面図を示す。 本発明に用いられるコンタクトレンズ用成形型の要部であるエッジ部分の一態様の拡大断面図を示す。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

まず、図１には、本発明の一実施形態としてのコンタクトレンズの製造方法に用いられるコンタクトレンズ用成形型の断面図が示されている。かかる成形型は雄型1と雌型2によって構成されており、雄雌両型が、雌型を下方に雄型を上方に配して互いに型合せされることによって、図示されているように、それら雄雌両型の型合せ面間にコンタクトレンズの成形空間3を形成するようになっている。

より詳細には、雄型1及び雌型2は、成形に際して成形空間3の形状を一定に保ち得るに充分な剛性を有する材料と形状、寸法をもって形成されている。なお、雄型1及び雌型2には、同じ材料を採用しても良く、あるいは、互いに異なる材料を採用しても良い。ここで言う材料には、熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ナイロン、ポリアセタール、フッ素樹脂等の合成樹脂が成形材料として好適に採用される。

このように合成樹脂の成形品として形成された雄型1は、全体として下方に向かって突出する凸形状を有しており、型中心軸4回りの略回転体形状とされている。詳しくは、雄型1の中央部分が下方に向かって突出する雄型球殻状部5とされており、該雄型球殻状部5の外側には段差状部6を介して、上方に向かって延び出すテーパ筒部7が一体形成されていると共に、テーパ筒部7の上端開口縁部には外側に広がるフランジ状部8が一体形成されている。なお、本発明において下方とは雄型と雌型を組み合わせた成形型の型中心軸4に沿って雌型方向を表す。また、本発明において上方とは雄型と雌型を組み合わせた成形型の型中心軸4に沿って雄型方向を表す。本発明において外側とは型中心軸4と垂直、かつ型中心軸から遠ざかる方向を表す。また、本発明において内側とは型中心軸4と垂直、かつ型中心軸に近づく方向を表す。

ここにおいて、雄型球殻状部5には、下方に向かって突出せしめられた、軸方向一方（図１中の下方）の面である凸側表面によって、目的とするコンタクトレンズのベースカーブに対応した凸形成形面であるベースカーブ部9が形成されている。また、段差状部6は、雄型球殻状部5の外周縁部から上方、次いで外側に屈曲して窪んだ略L字形断面で周方向に延びている。

一方、雄型1と同様に合成樹脂の成形品で構成された雌型2は、全体として上方に向かって開口する凹形状を有しており、型中心軸4回りの略回転体形状とされている。詳しくは雌型1の中央部分が下方に向かって突出する雌型球殻状部11とされており、該雌型球殻状部11の外側には段差状部12を介して、上方に向かって延び出すテーパ筒部13が一体形成されていると共に、テーパ筒部13の上端開口縁部には外側に広がるフランジ状部14が一体形成されている。

ここにおいて、雌型球殻状部11には、上方に向かって開口せしめられた、軸方向一方（図１中の上方）の面である凹側表面によって、目的とするコンタクトレンズのフロントカーブに対応した凹形成形面であるフロントカーブ部15が形成されている。また、段差状部12は、雌型球殻状部11の外周縁部から外側に僅かに突出してから上方に屈曲して突出する略L字形断面で外側に延びている。

雌型2の山型部は頂点を有する山型形状であり、図２に示されている如く、レンズを形成するための湾曲面であるフロントカーブ部15の延長から、下方に屈曲する傾斜対向面17を形成し、接触領域10において線接触するナイフエッジが形成されている。その頂点の外側を形成する線と内側を形成する線とのなす角度（以下、頂点の角度という）は、10°以上90°以下が好ましく、10°以上80°以下がより好ましく、10°以上70°以下がさらに好ましい。前記頂点の角度が10°以上であるとナイフエッジ部分が十分な厚みを有することからナイフエッジの形状が安定しやすくなり、90°以下、より好ましくは80°以下、さらに好ましくは70°以下であるとナイフエッジが鋭角になることからバリ等が残りにくくなる。なお、前記頂点の角度がばらつきを有する場合は、型中心軸を含む平面で前記雌型を互いに異なる方向に２回切断して得られる合計４つの切断面における前記頂点の角度の平均を前記頂点の角度とする。また、あるコンタクトレンズ用成形型の前記頂点の角度の平均が前記頂点の角度の範囲に含まれるような２回の切断方向の組み合わせを有すれば、そのコンタクトレンズ用成形型は前記頂点の角度の範囲の要件を満たすこととする。また、前記接触領域の径方向の幅は、0.01mm以上0.05mm以下が好ましい。前記接触領域の径方向の幅が0.01mm以上であるとナイフエッジの形状が安定しやすくなり、0.05mm以下であるとバリ等が残りにくくなる。なお、前記接触領域の径方向の幅がばらつきを有する場合は、接触領域の周上の任意の４カ所で測定した径方向の幅の平均値を前記接触領域の径方向の幅とする。また、あるコンタクトレンズ用成形型の前記接触領域の径方向の幅の平均が前記接触領域の径方向の幅の範囲に含まれるような４カ所の組み合わせを有すれば、そのコンタクトレンズ用成形型は前記接触領域の径方向の幅の範囲の要件を満たすこととする。接触領域10は雄型1においてレンズを形成するための湾曲面であるベースカーブ部9上に形成され、雄雌両型の第一の接触領域となり、レンズ外周のエッジ部が位置決めされる。

更に、雌雄両型の嵌合時、傾斜対向面17は接触領域10のすぐ外側で、接触領域10に対して下方に向かって延びており、所定距離をもって外側に凸状のバリ付着補助用突起21を形成しながら屈曲し、上方に向かって屈曲する傾斜面22を形成することによって雄型1と接触面（筒状嵌合部19）を形成する。前記バリ付着補助用突起21は、湾曲した傾斜対向面16の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する湾曲形状、湾曲した傾斜対向面16の曲率半径よりも小さい半径の外接円を有する凸型の多角形状、もしくはそれらを組み合わせた形状である。すなわち傾斜対向面17、バリ付着補助用突起21、傾斜面22からなる空間は周方向の全周に亘って環状に形成される。なお、補助空間内に複数の突起を有する場合、離型時にコンタクトレンズとバリを雄型と雌型に分けるためには前記バリ付着用突起は補助空間内の最も内側の雌型表面に位置することになる。

これにより、傾斜対向面16と傾斜対向面17、バリ付着補助用突起21、傾斜面22の面間に周方向に延びる、少なくとも一部が接触領域10より下方に位置する環状の補助空間18が、線接触である接触領域10のすぐ外側に形成される。補助空間18の少なくとも一部が接触領域10より下方に位置することにより、生成する広義のバリを雄型から離すための空間を有しやすくなる。前記補助空間18のうち、接触領域10より下方に位置する空間の容量は、成形空間3の容量の5%以上200%以下が好ましく、10%以上150%以下がより好ましく、15％以上100％以下がさらに好ましい。前記接触領域10より下方に位置する空間の容量は、成形空間3の容量の5%以上、より好ましくは10%以上、さらに好ましくは15%以上であれば、生成する広義のバリを雄型から離すのに十分な空間を有しやすくなり、200%以下、より好ましくは150%以下、さらに好ましくは100%以下であれば無駄になる重合原液を減らしやすくなる。また、前記補助空間全体の容量は、成形空間3の容量の10%以上250%以下が好ましく、15%以上200%以下がより好ましく、20%以上150%以下がさらに好ましい。前記補助空間全体の容量は、補助空間3の容量の10％以上、より好ましくは15％以上、さらに好ましくは20％以上であれば重合原液の外部へのこぼれ出しを防止しやすくなり、250%以下、より好ましくは200％以下、さらに好ましくは150%以下であれば無駄になる重合原液を減らしやすくなる。そして、この補助空間18は、第一の接触領域として内側が雌雄両型の接触領域10で閉塞されていると共に、第二の接触領域として外側が雌雄両型の筒状嵌合部19で閉塞されていることにより、重合性モノマーが容易に漏れ出さない程度に実質的に密閉状態とされている。即ち、雌雄両型の接触領域10を挟んで、その内側に成形空間3が、外側に補助空間18 が、それぞれ、実質的に密閉構造をもって形成されているのである。

そして、雌雄両型の型合わせをすることによって、図２に示されているように、重合性モノマーが充填されて密閉された成形空間3と補助空間18がそれぞれ形成されることとなる。なお、成形空間3と補助空間18に充填された後に残った余剰の重合性モノマーは、モノマー溜り20に溜められて、成形型から外部へのこぼれ出しが回避され得るようになっている。前記モノマー溜り20の容量は、成形空間3の容量の5%以上300%以下が好ましく、10％以上200％以下がより好ましく、15%以上100%以下がさらに好ましい。前記モノマー溜り20の容量は、成形空間3の容量の5％以上、より好ましくは10％以上、さらに好ましくは15％以上であれば余剰の重合性モノマーの外部へのこぼれ出しを回避しやすくなり、300％以下、より好ましくは200％以下、さらに好ましくは100％以下であれば無駄になる重合原液を減らしやすくなる。

次いで、雌型2と雄型1を型合わせ状態に保持して、重合性モノマーの重合処理を行う。なお、かかる重合処理に際しては、雌雄両型間に所定の型合わせ力を及ぼすようにしても良い。前記雌型2の前記補助空間18に面する表面には、対面する型と接触しないバリ付着補助用突起21を有しており、重合後、収縮したバリの付着方向を選択的にコントロールすることができる。バリ付着補助用突起21がバリの付着方向をより選択的にコントロールするためには、バリ付着補助用突起21は補助空間18の下方の表面に位置することが好ましい。

このようにして、成形空間3で重合性モノマーを重合処理することによって、成形空間3の形状に対応した、目的とする形状のコンタクトレンズが形成されることとなる。そして、重合処理の後に雌雄両型を型開きして、形成されたコンタクトレンズを離型することにより、目的とするコンタクトレンズの製造を終了する。

上述の如きコンタクトレンズの製造方法に従えば、雌雄両型が、その型合わせに際して、筒状嵌合部19で同軸上に高精度に嵌合されて位置決めされ、所定の幅が設定された線接触の接触領域10で相互に密接状態で精度良く重ね合わせられることとなる。それによって、成形空間3 が高精度に画成され、成形空間3の外周縁部に形成された型合せ部位での樹脂材の食い切りが良好となって、目的とするコンタクトレンズを優れた寸法精度と安定性をもって製造することが可能となる。要するに、コンタクトレンズにおけるバリ等の不具合の発生部位となり易い、成形空間3の外周縁部における雌雄両型の接触領域10においては、単に雌雄両型の接触方式を線接触にしただけでなく、接触領域10のすぐ外側に位置する環状の補助空間18の内部表面に、バリ付着補助用突起21を有することにより、重合後、固化した余剰モノマー部（バリ）の付着方向を選択的にコントロールすることができ、更に、筒状嵌合部19で雌雄両型の相対的な傾きを防止して安定した密接状態が実現されるようにしたのであり、それによって、成形空間3の外周縁部が高精度に安定して密閉されると共に、成形面形状も高精度に安定して得ることが可能となって、目的とするコンタクトレンズを、バリ等の不良を回避しつつ、良好な精度をもって、製造することが出来るのである。

本発明のコンタクトレンズ用成形型を用いてコンタクトレンズを製造する方法の一例を以下に示す。

膨潤率を考慮したベースカーブ、フロントカーブで設計された曲率半径を有し、成形空間3の雄型1と雌型2の厚みが均一な図１の形状の成形型を用いて、フロントカーブ側である雌型2に揮発性の高いレンズ原材料100 mg分注する。その後ベースカーブ側である雄型1を雌型2に組み合わせ、補助空間18及びモノマー溜り20のオーバーフローした余分なレンズ原材料を実質的に密閉状態にさせた後に光重合を行う。重合終了後、成形型からレンズを離型して、膨潤処理を行うことにより、バリ、カケ、ヒケ等がなく良好なエッジを有するコンタクトレンズを得ることができる。

1. 雄型
2. 雌型
3. 成形空間
4. 型中心軸
5. 雄型球殻状部
6, 12. 段差状部
7, 13. テーパ筒部
8, 14. フランジ状部
9. ベースカーブ部
10. 接触領域
11. 雌型球殻状部
15. フロントカーブ部
16, 17. 傾斜対向面
18. 補助空間
19. 筒状嵌合部
20. モノマー溜り
21. バリ付着補助用突起
22. 傾斜面

Claims (5)

1. ベースカーブ部を有する雄型が上方になり、フロントカーブ部を有する雌型が下方になるように、前記雄型と前記雌型が組み合わされて形成されたコンタクトレンズ用成形型であり、
   前記雌型は、前記フロントカーブ部の外側に環状の山型部を有し、
   前記山型部は、型中心軸を含む平面で前記雌型を切断した断面に頂点を有する山型形状を有し、
   前記雄型は、前記山型部と接触して、前記ベースカーブ部上で環状の接触領域を形成し、前記山型部の外側では、前記雌型との間に環状の補助空間を形成し、
   前記雌型が前記補助空間を形成する面は、前記雄型と接触しないバリ付着補助用突起を有し、
   前記バリ付着補助用突起の形状は、前記補助空間に面する前記ベースカーブ部の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する湾曲形状、前記補助空間に面する前記ベースカーブ部の曲率半径よりも小さい半径の外接円を有する凸型の多角形状、又は、それらを組み合わせた形状であり、
   前記雄型と前記雌型との間に形成された成形空間に原料が充填され、該原料が重合するとコンタクトレンズが成形される、コンタクトレンズ用成形型。
2. 前記断面における前記山型部の前記頂点の外側を形成する線と前記頂点の内側を形成する線とがなす角度が10°以上90°以下である、請求項1記載のコンタクトレンズ用成形型。
3. 前記接触領域の径方向の幅が0.01ｍｍ以上0.05mm以下である、請求項１又は２記載のコンタクトレンズ用成形型。
4. 前記補助空間の少なくとも一部が前記接触領域より下方に位置する、請求項１〜３のいずれか一項記載のコンタクトレンズ用成形型。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載の成形型を用いて原料を重合し、コンタクトレンズを成形する工程を含む、コンタクトレンズの製造方法。
   

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