JP3754277B2 - コンタクトレンズ製造用成形型およびコンタクトレンズの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトレンズ製造用成形型およ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。より具体的には、数少ない種類の成形型で各種類のパラメーターを有するコンタクトレンズを製造することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンタクトレンズの製造方法には、レースカット製法と成形型によるモールド製法がある。
モールド製法は大量生産に適していることから、近年需要を伸ばしている使い捨てタイプや頻回交換タイプなどのソフトコンタクトレンズの製造に用いられている。
一般的にモールド製法の種類は、コンタクトレンズの前後面共に成形型で製造する両面モールド製法と、後面部のみ成形型で製造しコンタクトレンズ前面部は切削加工により形成する片面モールド製法に分類できる。
従来の両面モールド製法に用いる成形型の多くは、線接触にて両成形型の嵌合部分を構成して嵌合部分がコンタクトレンズのエッジ先端部分となるように設計していた。そのためコンタクトレンズのエッジ先端形状が鋭角になったり、先端の部分にバリが生じたり、コンタクトレンズとして良好なエッジ形状を得られない場合があった。
【０００３】
エッジ先端形状に関しては、片面モールド製法の場合も様々な検討がなされている。例えば、特公平４ー１１０８５号は、図６に示すような雄型１５と雌型１６からなるキャビティ内にモノマーを充填してコンタクトレンズを成形するものである。このときのエッジ部の断面形状を図７に示す。この型の特徴はエッジ先端部分１９とエッジ後面部分１７およびエッジ前面部分１８を成形型で成形し、それ以外の光学面などの前面部分は切削加工を施してコンタクトレンズを製造するものである。
特開平９ー６１７５７号では、図８に示すような雄型２０を用いてコンタクトレンズ後面部分２１および、図９に示すエッジ部断面形状においてエッジ後面部分２３のみを成形型で成形し、残りの部分についてはエッジ先端部分２４、エッジ前面部分２５および光学面とからなるコンタクトレンズ前面部分は切削加工を施してコンタクトレンズを製造するものである。
【０００４】
このようにモールド製法における成形型は、両面モールド製法ではコンタクトレンズのエッジ先端形状に対応する成形型の嵌合部分の形状が課題であり、片面モールド製法では成形型にエッジ成形部分を設けた場合に、成形型のエッジ部分の形状あるいは、切削加工によるエッジ先端部分２４、エッジ前面部分２５の切削によるエッジ部分の形成が課題となる。したがって、両面モールド製法と片面モールド製法における成形型は、全く別々の課題として検討がされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、同じモールド製法であっても、両面モールド製法と片面モールド製法とでは異なる成形型を使用するため、製造工程も異なり別々に検討が行われていた。
すなわち、両面モールド製法と片面モールド製法とでは固有の利点と欠点を持っている。例えば、生産効率面では、切削工程が不要であるため両面モールド製法の方が優れている。しかしながら、両面モールド製法は、レンズ屈折力ごとに成形型光学面の曲率半径を変えて成形する必要があり、その種類だけ雌型の金型を用意しなければならない。このため初期設備投資が多大なものとなる。一方、片面モールド製法では、雌型の種類はある程度限定できるので、コンタクトレンズのベースカーブおよび直径分だけの金型を用意すれば良いため、初期設備投資面では両面モールド製法に比べ大幅低減できる。しかし、前面部分を切削加工する必要があり生産効率は両面モールド製法に比べると大幅にに劣るという欠点があった。
【０００６】
特公平４ー１１０８５号は、エッジ部分すべてを成形型によって形成するため、金型を精密に加工する必要があり、特にその成形型を射出成形で得る場合は、より精密な成型技術が必要となり実施が困難であった。
特開平９ー６１７５７号では、金型のエッジ部分を精密に加工する必要がある上に、更に図８に示す脚部２２を旋盤に取り付けて切削加工によりエッジ前面部の加工を行う際に、均一なエッジ厚みとする為に、エッジ前面部分２５とレンズ後面部分２１に高精度な同軸度が必要とされる。
【０００７】
コンタクトレンズのエッジの厚みは、通常０．０５ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲で設定するのが一般的であるが、レンズ後面部分２１と脚部２２の同軸度が欠けると、コンタクトレンズの周辺部厚みが不均一に切削加工されるため、図９に示すようなエッジ先端まで切削加工するエッジデザインの場合、切削面とモールド面の交点であるエッジ先端部分２４の位置がずれるため、エッジ厚みにばらつきが生じるという欠点を有していた。
特に射出成形でこの成形型を成形する場合には、コンタクトレンズ後面部分２１と脚部２２に対応する金型が固定側と可動側に分離してしまうため、同軸度を保持して成形するのは理論的に難易度が高かった。
したがって、容易に両面モールド製法と片面モールド製法いずれの製法でも使用できる成形型が求められていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、凸面部分を有する雄型と凹面部分を有する雌型からなる成形型において、該雌型の凹面部分を少なくとも異なる２つ以上の曲率を有する面で形成したことを特徴とする成形型を用いてコンタクトレンズを製造するものである。
さらに、本発明は成形型を用いてコンタクトレンズを製造する際に、片面モールド製法と両面モールド製法において雄型は同一形状の型を使用し、雌型のみを適宜に選択して両製法に対応する製造方法である。
片面モールド製法の場合は、成形型のキャビティ部分にモノマーを充填して重合した後に、コンタクトレンズ前面光学部および隣接する前面中間周辺部分のみ切削加工を行い、最外周辺部分は、雄型と雌型にて成形することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、片面モールド製法と両面モールド製法において、同一形状の雄型を用いる。そのために、図２に示すように雌型１は、コンタクトレンズの最外周辺部分ならびに前面エッジ部分に相当する部分３を両面モールド製法、片面モールド製法共に同一の形状とする。より具体的には図３および図４で示すように片面モールド製法での前面エッジ部分であるコンタクトレンズ最外周辺部分４と両面モールド製法での前面エッジ部分に相当する最外周辺部分８を同一の設計とするものである。
このように、片面モールド製法と両面モールド製法において同一形状部分を有するので両製法への対応が容易となる。すなわち、片面モールド製法の場合は図３で示すように最外周辺部分４を延長して切削可能部分を十分に取れるレンズ厚みとなるように曲面部分６を設けて少なくとも異なる２つの曲面で構成し、光学部分７と中間周辺部分５を切削加工して最終的には異なる３つの曲面を有する面で構成する。この際、切削面となる中間周辺部分５とモールド成形面である最外周部分４との交点は、エッジ先端部分ではなく、最外周辺部分４上に位置することになる。よって、雄型の同軸度が多少ずれていたとしても最外周辺部分４の位置がずれるだけであり、エッジ形状自体はモールドのみで成型しているため、常に均一な形状を保つことができる。したがって、多少の加工誤差も許容してしまう機構となっている。
【００１０】
一方、両面モールド製法の場合は、図４に示すように雌型の凹面有効部分はあらかじめ異なる３つの曲面で形成させる。ここで、必要なレンズ度数を付与する光学部分１０は、図３で示す片面モールド製法において切削加工を行う光学部分７に対応している。その周りは指定のコンタクトレンズ中心厚みとなるように設計した中間周辺部分９で構成されており、この部分は図３で示す片面モールド製法において切削加工を行う中間周辺部分５に対応している。よって、両面モールド製法の雌型の有効面はレンズ度数により設定される光学部分、コンタクトレンズ中心厚みによって設定される中間周辺部分、エッジ部分につながる最外周辺部分で構成されており、最終的に得られるコンタクトレンズの前面形状は、片面モールド製法と同様に異なる３つの曲面を有する面で構成されることになる。
【００１１】
さらに、詳細に製造工程について説明を行う。図１に本発明のフローを示す。図で示すように、両面モールド製法と片面モールド製法の相違部分は、雄型と雌型の離型後である。両面モールド製法の場合はそのまま雄型からレンズを剥離できるのに対して、片面モールド製法は光学部分並びに中間周辺部分の切削加工が必要となる。
その他の工程に関しては、全く同一の製造工程並びに製造設備を使用していることを特徴としている。
【００１２】
図２に本発明における成形型の形状の一例を示す。成形型の全体的な形状及び雄型形状は、両面モールド製法と片面モールド製法とで同一のものとなる。雌型は製法の違いによって各々準備する。すなわち、片面モールド製法の場合には、切削加工部分が必要であるためキャビティ部分の体積が大きくなるような構造のものを用いる。この場合、雌型の有効面は異なる２つまたは３つの曲面で形成できるが、２つの曲面で構成するのがより好ましい。両面モールド製法の場合には異なる３つの曲面を有する雌型を用いる。
このように両製法において３つの曲面を有する雌型を用いることにすれば図４の中間周辺部９の部分を変えるでけで両製法に使用できる。
また、この型には図２の符号１１に示す部分で、エッジ部のバリやカケを防ぐ機構を有しており、コンタクトレンズのエッジとして適した形状になるように設計されている。
片面モールド製法と両面モールド製法での形状の異なる部分は、雌型のコンタクトレンズ上の光学部分と中間周辺部分のみである。
【００１３】
図３に片面モールド製法での雄型、雌型の嵌合時の断面図と切削加工される部分を点線で示す。図３に示すレンズ前面の構成は、レンズ光学部分７、中間周辺部分５とからなり、このレンズ光学部分７、中間周辺部分５を形成するために切削加工を行う。この際、レンズ光学部分７、中間周辺部分５は両面モールド製法の場合と同様、レンズ屈折力、レンズ中心厚みによって加工する曲率半径が異なる。最外周辺部分４は、雌型による成形部分であり、ベースカーブ、直径が同じであれば、どの屈折力でも同一の曲率となる。この部分は、両面モールド製法における図４の最外周辺部分８と同一の曲率半径を有することになる。
切削加工は、ＣＮＣ旋盤によって加工を行うことができる。まず、雌型を離型してその後に図２で示される脚部２を真空チャックなどにより旋盤の主軸に固定し、図３のレンズ光学部分７と図３の中間周辺部分５を形成するための指定の切削曲率にて切削加工を行う。
【００１４】
図４での両面モールド製法に用いる場合を説明する。成形型の設計値をレンズ屈折力及びレンズ中心厚みによって変える必要がある。すなわち、レンズ光学部分１０及び中間周辺部分９の曲率半径を変えることになる。一方、図４の最外周辺部分８はベースカーブ、サイズが同じであればどの屈折力でも同一の曲率半径となり、その値は片面モールド製法の場合と同一の設計値である。
【００１５】
図５に雌型の凹面に少なくとも２つ以上の異なる面を有する４つの例を示してある。
図５のＡは、異なる２つの曲面を有した例１を示してあり、光学面の曲率半径ａと周辺部分の曲率半径ｂとの関係がａ＞ｂである。これは両面モールド製法、片面モールド製法共に好ましい形状である。
図５のＢは、異なる２つの曲面を有した例２を示してあり、光学面の曲率半径ａと周辺部分の曲率半径ｂとの関係がａ＜ｂである。これはプラスの屈折力をもった両面モールド製法に好ましい形状である。
図５のＣは、異なる３つの曲面を有した例１を示してあり、光学面の曲率半径ａと、中間周辺部分の曲率半径ｂと、周辺部の曲率半径ｃとの関係がａ＞ｂ＞ｃである。これは両面モールド製法、片面モールド製法共に使用できるが、どちらかと云えば両面モールド製法に適して好ましい形状である。
図５のＤは、異なる３つの曲面を有した例２を示してあり、光学面の曲率半径ａと、中間周辺部分の曲率半径ｂと、最外周辺部分の曲率半径ｃとの関係がａ＞ｂかつｂ＜ｃである。これは両面モールド製法、片面モールド製法共に使用できるが、どちらかと云えば両面モールド製法に適して好ましい形状である。
【００１６】
以上のことにより、雌型を選択するだけで、片面モールド製法と両面モールド製法を容易に選択することができ、得られるコンタクトレンズの形状は、片面モールド製法、両面モールド製法共に同一の形状とすることができる。
【００１７】
【実施例１】
（片面モールド製法の場合）
ポリプロピレン製の雌型にコンタクトレンズの原材料であるモノマーを注入し、ポリプロピレン製の雄型を組合わせて重合する。成形型の有効部分は膨潤後のレンズサイズであるベースカーブ８．６ｍｍ、直径１４．０ｍｍを考慮して設計した。
重合完了後、雄型と雌型の離型をする。離型後の雄型には、ベースカーブが成形されたコンタクトレンズ形状のポリマーが付着している。
雄型をＣＮＣ旋盤の主軸に真空チャックで固定し、膨潤後のレンズ屈折力ー３Ｄを考慮した光学部分曲率半径とレンズ中心厚み０．０７ｍｍを考慮した中間周辺部分曲率にて切削加工を行い研磨加工を行った。レンズ前面部分加工後、雄型からレンズを剥離する。
剥離されたレンズを生理食塩水等で膨潤させることにより含水したソフトコンタクトレンズが得られた。
得られたコンタクトレンズは、屈折力ー３Ｄ、ベースカーブ８．６ｍｍ、中心厚み０．０７ｍｍ、サイズ１４．０ｍｍであり、所望のコンタクトレンズが得られた。
【００１８】
【実施例２】
（両面モールド製法の場合）
ポリプロピレン製の雌型にコンタクトレンズの原材料であるモノマーを注入し、ポリプロピレン製の雄型を組合わせて重合する。成形型の有効部分は膨潤後のレンズサイズであるベースカーブ８．６ｍｍ、直径１４．０ｍｍを考慮して設計した。
さらに雄型においては、膨潤後のレンズ屈折力ー３Ｄを考慮した光学部分曲率半径とレンズ厚み０．０７ｍｍを考慮した中間周辺部分曲率に設計した。
重合完了後、雄型と雌型の離型をする。離型後の雄型には、コンタクトレンズ形状として形成されたレンズが付着している。その後、雄型からレンズを剥離する。
剥離されたレンズを生理食塩水等で膨潤させることにより含水したソフトコンタクトレンズが得られた。
得られたコンタクトレンズは、屈折力ー３Ｄ、ベースカーブ８．６ｍｍ、中心厚み０．０７ｍｍ、サイズ１４．０ｍｍであり、所望のコンタクトレンズが得られた。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、同一形状の雄型を使用し、製法によって雌型を選択するという従来にない方法を採用したことにより、片面モールド製法と両面モールド製法を容易に選択することができる。これにより、製造工程において切削加工工程以外の工程を同一とすることができる。このため実際の商品構成上、需要の多いレンズパラメーター（ベースカーブ、屈折力、直径等）では両面モールド製法にて製造し、需要の少ないレンズパラメーターに関しては、片面モールド製法によって製造することが可能となる。
したがって本発明は、各種類のレンズパラメーターのレンズを低コストで製造することが可能となり、使い捨てや頻回交換タイプのレンズ等の大量生産や、特注品などの個別生産も可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によるワークフロー
【図２】本発明の成形型の断面図
【図３】本発明の片面モールド製法におけるレンズ部の断面図
【図４】本発明の両面モールド製法におけるレンズ部の断面図
【図５】雌型の凹面に２つ以上の異なる面を有する例の図
【図６】従来の片面モールド製法における成形型の断面図
【図７】従来の片面モールド製法における成形型のレンズエッジ部の断面図
【図８】従来の片面モールド製法における成形型の断面図
【図９】従来の片面モールド製法における成形型のレンズエッジ部の断面図
【符号の説明】
１ 雌型
２ 脚部
３ 前面エッジ部分に相当する部分
４ コンタクトレンズ最外周辺部分
５ 中間周辺部分
６ 曲面部分
７ 光学部分
８ 最外周辺部分
９ 中間周辺部分
１０ 光学部分

Claims (3)

1. 両面モールド製法と片面モールド製法に使用できる凸面部分を有する雄型と凹面部分を有する雌型からなる成形型において、雌型を両面モールド用型と片面モールド用型として選択可能にするため、該雌型凹部分を少なくとも異なる２つ以上の曲面を有する面で形成し、かつ、最外周辺部分の形状は両面モールド用型と片面モールド用型の両型で同一であることを特徴とするコンタクトレンズ製造用成形型。
2. 前記請求項１に記載のコンタクトレンズ製造用成形型を用いてコンタクトレンズを製造する際に、雄型は片面モールド製法と両面モールド製法で同一の形状のものを用い、雌型は製法に応じて適宜に選択することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
3. 前記請求項２に記載の片面モールド製法において、前記成形型のキャビティ部分にモノマーを充填して重合した後に、レンズ前面光学部および隣接する前面中間周辺部分のみ切削加工を行い、最外周辺部分は、雄型と雌型にて成形することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。

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