JP4121601B2 - 鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品の型抜き作業時に、ＨＥＭＡ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）からなる余分ポリマーＨＥＭＡのリング（excess polymer HEMA ring）が前面カーブと共に除去されるように、その余分ポリマーＨＥＭＡリングが型抜き作業時に前面カーブによく付着するように設計した前面カーブのデザイン（設計）を提供する。
【０００２】
本発明は、各々が前面カーブと離れたベースカーブを備え、これらカーブの間に成形レンズを形成する鋳型アセンブリ（mold assembly)内でキャストコンタクトレンズを成形する方法において、前面カーブに余分ポリマーＨＥＭＡリングが付着されたままにする前面カーブ鋳型のデザイン（設計）に一般的に関する。本発明はキャストコンタクトレンズ鋳型アセンブリで眼鏡コンタクトレンズを製造する装置一般に関し、成形品型抜き作業時にベースカーブ鋳型と共に余分ポリマーＨＥＭＡリングを除去する改良した除去方法を提供する。
【０００３】
本発明は、眼内レンズのような他の小さな、高精度の眼鏡レンズに対しても適するが、ヒドロゲルコンタクトレンズなどの成形した眼鏡レンズに対して特によく適するものである。
【０００４】
【従来の技術】
眼鏡レンズ工業、特に、頻繁に周期的に取り替えるコンタクトレンズの供給に関するレンズ工業が発展するにつれ、製造が必要なコンタクトレンズの数も劇的に増大している。これは自動化とそれに伴う実施に適用できる自動化方法と装置を改良するようにメーカーは拍車をかけた。
【０００５】
ポリスチレンあるいはポリプロピレンから作られた鋳型（モールド）などの鋳型でモノマーあるいはモノマー混合物を成形することにより、ソフトヒドロゲルコンタクトレンズなどの眼鏡レンズを製造することは、先行技術で一般に知られている。
【０００６】
この先行技術の実施例は、米国特許第５，０３９，４５９号、第４，８８９，６６４号および第４，５６５，３４８号に見ることができる。これらの特許はポリスチレン鋳型の要件をその中で検討しており、鋳型部分が余分な力を必要とせずにレンズにあるいは互いに粘着して分離するように、材料、化学的性質および方法（プロセス）が制御される。上記ポリスチレン鋳型に対し、米国特許第４，１２１，８９６号に開示されているように、別の実施例としてポリプロピレン鋳型あるいはポリエチレン鋳型が使用されている。
【０００７】
眼のコンタクトレンズを成形するための鋳型アセンブリは、前面カーブと称する下凹鋳型部分と、後面カーブと称する上凸鋳型部分を通常備えている。下前面カーブの凹面と上後面カーブの凸面は、コンタクトレンズの鋳型キャビティ（mold cavity)をその間に形成する。
【０００８】
先行技術での特定の問題は、前面カーブと後面カーブが通常、フランジで包囲され、モノマーあるいはモノマー混合物が鋳型の組み立て前に凹前面カーブ鋳型に余分に供給されることである。レンズを規定しエッジを形成するように上記鋳型を共に配置すると、余分なモノマーあるいはモノマー混合物は、鋳型キャビティから排出され、１方の鋳型部分あるいは双方の鋳型部分のフランジにあるいはその間に滞留する。重合と同時に、この余分な材料は、鋳型アセンブリの周囲に環状リングを形成して、成形品型抜き時の鋳型部分の分離を妨げる。
【０００９】
そのようなコンタクトレンズ製造プロセスにおける問題点、即ち、レンズの紛失や傷、亀裂などのレンズの欠陥は困難な型抜き作業から一部生じるものと考えられる。
成形品型抜き作業では、前面カーブを取り出しキャストコンタクトレンズだけを前面カーブに残す際に、余分ポリマーＨＥＭＡリングをベースカーブと共に除去するため、余分ポリマーＨＥＭＡリングがベースカーブに付着したままであることが望ましい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の第１の目的は、成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングが前面カーブと共に除去されるように、その余分ポリマーＨＥＭＡリングが型抜き作業時に前面カーブによく付着するように設計した前面カーブのデザインを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、ベースカーブ鋳型が前面カーブ鋳型に付着した余分ポリマーＨＥＭＡリングと共にその間に形成されたコンタクトレンズを損傷させないで、前面カーブ鋳型から容易に繰返して分離でき、それにより欠陥の無いコンタクトレンズの製造を向上させレンズ亀裂やレンズ鋳型部品の破損を最小にする鋳型アセンブリで、キャストコンタクトレンズを製造する改良された装置を提供することである。
【００１２】
本発明はベースカーブ面を機械的な仕上がりあるいは特徴にすることを基本的に開示し教示するものであり、そのことは余分ポリマーＨＥＭＡリングをベースカーブに付着するのを助ける。機械的な仕上がりあるいは特徴は、余分ポリマーＨＥＭＡリングが通常形成される領域のベースカーブに付与される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本明細書での教示によれば、本発明は、周囲フランジと共に中央レンズ鋳型部分を有する前面カーブ鋳型と、周囲フランジを備えた中央レンズ鋳型部分を有する対応するベースカーブを含み、成形された眼鏡レンズが前記前面カーブ鋳型と前記ベースカーブ鋳型の間で形成されるような鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置を提供する。
【００１４】
成形プロセス時に、余分ポリマーＨＥＭＡリングは前記中央レンズ鋳型部分周囲に形成され、前記ベースカーブ鋳型はある表面外形（surface contour)を有して形成された、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングに隣接する環状領域を含み、これが前記余分ポリマーＨＥＭＡリングと接触する前記ベースカーブ鋳型の表面積を増やし、そのＨＥＭＡリングのメニスカス効果（meniscus effect)を幾何学的に高めてベースカーブの表面を上げる。これによりレンズ鋳型アセンブリの型抜き時に前記余分ポリマーＨＥＭＡリングがベースカーブ鋳型で除去されるように、余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブ鋳型との付着を高める。
【００１５】
さらに詳細に説明する。１つの実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、ベースカーブ鋳型をキャストするために使用される主鋳型（マスター鋳型）の対応する環状領域をレーザー加工することによって作られたレーザー加工傷で鋳型に形成される。第２の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、ベースカーブ鋳型をキャストするために使用される主鋳型の対応する環状領域を放電加工することによって作られた放電加工傷で鋳型に形成される。他の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、余分ポリマーＨＥＭＡリング内に突出した突出歯で形成される。また別の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、余分ポリマーＨＥＭＡリングに接触する環状段差で形成される。さらに、その環状段差は余分ポリマーＨＥＭＡリングに突出した複数の突出歯をその周囲に有することができる。また別の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、スポーク付きデザインあるいはエッジをカットしたデザインとすることができる。
【００１６】
ＨＥＭＡリング／ベースカーブの付着を維持するためのベースカーブ鋳型デザインの本発明の前述の目的と利点は、図に基づく幾つかの好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を参照すれば当業者は容易に理解できる。図では同様の要素は同一の参照番号で示してある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面、特に、図１及び図２を先ず詳細に参照する。図１は支持パレット１０の正面図であり、その支持パレット１０は、図２にさらに詳細に示されているコンタクトレンズ鋳型アセンブリ１２の１つのアレー、典型的にはツーバイフォー（２×４）アレーをその上面に支持する。
【００１８】
図２は１つのコンタクトレンズ鋳型アセンブリ１２の拡大側面断面図であり、その鋳型アセンブリは、間でコンタクトレンズ１８の鋳型キャビティを区画（形成）する下前面カーブ鋳型１４と上ベースカーブ鋳型１６からなる。
【００１９】
下前面カーブ鋳型１４と上ベースカーブ鋳型１６はポリスチレンで形成するのが好ましいが、光を照射させてソフトコンタクトレンズの連続的な重合を促進するために、紫外線に対し充分に透過性がある、適切ないかなる熱可塑性ポリマーでもよいだろう。ポリスチレン等のふさわしい熱可塑性樹脂は、比較的低い温度で光学的特性を有する面に成形することができ、優れた流れ特性を有し、成形時に結晶化しないで非晶質ままであり、しかも冷却時には収縮が最小であるような望ましい特性をも備えている。
【００２０】
下前面カーブ鋳型１４は、光学的特性の凹面２０を備えた中央のカーブした部分（湾曲部）を定める。光学的特性の凹面２０には周囲に延在する丸い円周方向のナイフエッジ２２が付いている。ナイフエッジ２２は、連続的に成形したソフトコンタクトレンズ１８のために鮮鋭で均一なプラスチックの丸い分割線（エッジ）を形成するのが通常好ましい。一般に平行な凸面２４は凹面２０から離れており、環状の本質的に一平面フランジ２６は凹面２０と凸面２４から半径方向外側に延在して形成される。凹面２０は、鋳型アセンブリによって製造されるコンタクトレンズの前面カーブ（屈折力カーブ）の寸法を有し、コンタクトレンズの表面に接触する重合可能な成形材料の重合により形成されるそのコンタクトレンズの表面が、光学的に許容できる特性を有するように十分滑らかである。前面カーブ鋳型は、通常０．８ｍｍの薄さであり、熱を急速に全体に伝達させるのに効果的であると共に、型抜き時に前面カーブ鋳型を鋳型アセンブリから分離するのにかけられる梃子の力に耐えるのに効果的な剛性とを備えるように設計（デザイン）される。下前面カーブ鋳型１４はさらに、フランジ２６と一体で、フランジ２６の片側から突出た一般に三角形のタブ２８を定める。タブ２８は本質的に一平面上にあり、溶融熱可塑性樹脂を供給する射出熱先端（ホットチップ）まで延在して前面カーブ鋳型を形成する。
【００２１】
上ベースカーブ鋳型１６は、光学的特性の凸面３２と凸面３２から離れた一般に平行な凹面３４とを備えた中央のカーブ領域（湾曲部）および凸面３２と凹面３４から半径方向に外側に延在して形成された環状の本質的に一平面のフランジ３６を定める。凸面３２は、ベースカーブ鋳型によって製造されるコンタクトレンズの後面カーブ（目の角膜に載る）の寸法を有し、コンタクトレンズの表面に接触する重合可能な成形材料の重合により形成されるそのコンタクトレンズの表面が光学的に許容できる特性を有するように十分滑らかである。ベースカーブ鋳型は通常０．６ｍｍの薄さと、熱を急速に全体に伝達させるのに効果的であると共に、型抜き時にベースカーブ鋳型を鋳型アセンブリから分離するのにかけられる梃子の力に耐えるのに効果的な剛性を備えて設計（デザイン）される。ベースカーブ鋳型１６はさらに、フランジ３６と一体でフランジ３６の片側から突出する三角形のタブ２８と同様の一般に三角形のタブ３８を定める。タブ３８は、溶融熱可塑性樹脂を供給する射出熱先端まで延在してベースカーブ鋳型を形成する。
【００２２】
先行技術プロセスでコンタクトレンズを成形するプロセス時に、余分な量のポリマーあるいはポリマー混合物を、初めは前面カーブ鋳型に配置し、次に、ベースカーブ鋳型を前面カーブ鋳型の上に置き、それに押し付ける。これにより鋳型キャビティ内の余分なポリマーが移動し、鋳型キャビティから排除され、ナイフエッジ２２の外部に余分ポリマーリング４２を作る。
【００２３】
フランジ２６，３６は、型抜きと鋳型の取扱いを補助し、また光学的表面とナイフエッジ２２を保護するようにも設計されている。三角形のタブ２８，３８の形態は、型抜き前に組み立てられた前面カーブ／ベースカーブのアセンブリ１２を真っ直ぐにし、一定方向に向ける補助機能の役割を果たす。下前面カーブ鋳型あるいはカーブ１４を上ベースカーブ鋳型あるいはカーブ１６と組立てると、ギャップ４０が２つの離れたフランジと突き出たタブとの間に形成されるが、このことは型抜きに重要である。タブ間のギャップは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあるのが好ましく、型抜き作業を補助するために必要である。
【００２４】
図１及び図２を参照すると、コンタクトレンズ鋳型アセンブリ１２は、パレット１０の上面の下にわずかに窪んだ下前面カーブ鋳型１４の環状フランジ２６とタブ２８でパレット１０内に支持されている。上ベースカーブ鋳型１６の環状フランジ３６とタブ３８は、パレット１０の上面上方に上げられており、機械的な分離部材を下前面カーブ鋳型１４と上ベースカーブ鋳型１６のそれぞれ離れたフランジ２６，３６との間に挿入することができる。
【００２５】
図３は、成形品型抜き時に余分ポリマーＨＥＭＡリングを形成してその余分ポリマーリングのベースカーブに対する付着を高める周囲環状領域５０に粗面をベースカーブ鋳型が有する鋳型アセンブリの概略図を示す。ベースカーブ鋳型の粗い環状領域５０は、ベースカーブ鋳型をキャストするのに使用される主鋳型の粗い環状領域をレーザー加工することによって形成される。その粗い環状領域は、その周囲を走査するレーザービームによってリング状の融蝕用金属で形成された１つあるいは２つ以上のレーザー加工リングで主鋳型に形成することができる。
【００２６】
図４は、ベースカーブ鋳型をキャストするのに使用される主鋳型を環状領域５２に放電加工（ＥＤＭ）して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブのＥＤＭ面に対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【００２７】
図５は、ベースカーブ鋳型がその周囲の環状領域の表面にサメの歯５４のデザインを有して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【００２８】
図６は、ベースカーブ鋳型がその周囲に形成した環状段差６０（三角形に近い断面を有する）を有して、余分ポリマーＨＥＭＡリングに接触するベースカーブ鋳型の環状面積６２を増やし、成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【００２９】
図７は、環状段差７０が突出歯７２の環状リングを有して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図６に示した鋳型アセンブリと同様の環状段差７０を有する鋳型アセンブリを示す。
【００３０】
図８及び図９は、それぞれ図７のベースカーブの環状段差７０の底面図と、図８の矢印９−９に沿って切断した拡大断面図である。図９では、歯７２を囲む断面領域９０が、突出歯周囲に形成された余分ポリマーＨＥＭＡリングとして想定できる。
【００３１】
図１０は、突出歯１００の環状リングが環状段差１０２の外側半径方向エッジへ半径方向外側に置き換えられて成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図７−９に示した鋳型アセンブリと同様の鋳型アセンブリを示す。
【００３２】
図１１及び図１２は、それぞれ図１０のベースカーブの底面図と図１１の矢印１２−１２に沿って切断した拡大断面図である。同様に図１２では、歯１００を囲む断面領域１２０が、突出歯周囲に形成された余分ポリマーＨＥＭＡリングとして想定できる。
【００３３】
図１３乃至図１７は、成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高めるように設計されたベースカーブ表面の種々の実施形態のそれぞれ断面図である。図１３乃至図１７の実施形態では、その断面積は余分ポリマ−ＨＥＭＡリングとして想定することができる。これらの実施形態の各々は、それぞれスポークデザイン１３０、歯デザイン１４０、エッジカットデザイン１５０、レーザー加工デザイン１６０、およびＥＤＭデザイン１７０が形成される図６の環状段差と同様の環状段差を有する。
【００３４】
ＨＥＭＡリング／ベースカーブの付着を維持するためのベースカーブ鋳型デザインの本発明による幾つかの実施態様と変形を本明細書に詳細に説明したが、本発明の開示と教示によって当業者に対し別のデザインの多くが示唆されることが明らかになるはずである。
【００３５】
発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（Ｉ）周囲フランジと共に中央レンズ鋳型部分を有する前面カーブ鋳型と、周囲フランジと共に中央レンズ鋳型部分を有する対応するベースカーブを含み、成形された眼鏡レンズが前記前面カーブ鋳型と前記ベースカーブ鋳型の間で形成される鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置であって、
成形プロセス時に余分ポリマーＨＥＭＡリングが前記中央レンズ鋳型部分の周囲に形成され、前記ベースカーブ鋳型は、表面外形を有して形成された、前記余分なポリマーＨＥＭＡリングに隣接する環状領域を含み、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングと接触する前記ベースカーブ鋳型の表面積を増やし、レンズ鋳型アセンブリの型抜き時に前記余分ポリマーＨＥＭＡリングが前記ベースカーブ鋳型で除去されるように、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングの前記ベースカーブ鋳型に対する付着を高めることを特徴とするキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（１）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、そのベースカーブ鋳型をキャストするのに使用された主鋳型の対応する環状領域をレーザー加工することによって形成されたその部分へのレーザー加工傷で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（２）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、そのベースカーブ鋳型をキャストするのに使用された主鋳型の対応する環状領域を放電加工することによって形成されたその部分への放電加工傷で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
【００３６】
（３）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、前記余分ポリマーＨＥＭＡリング内に突出する突出歯で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（４）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングに接触する環状段差で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（５）前記環状段差は、前記余分ポリマーＨＥＭＡリング内に突出して環状段差周囲に形成された複数の突出歯を有する実施態様（４）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
【００３７】
（６）前記ベースカーブ鋳型の環状領域はスポーク付きデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（７）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は歯のデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（８）前記ベースカーブ鋳型の環状領域はエッジカットのデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（９）前記ベースカーブ鋳型の環状領域はレーザー加工のデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（１０）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は放電加工のデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置によれば、成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高めることができる。これによりレンズの紛失や、傷、亀裂等のレンズの欠陥や、レンズ鋳型部品の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各々が下前面カーブ鋳型と上ベースカーブ鋳型からなり、その間でコンタクトレンズの鋳型キャビティを定める２×４アレーのコンタクトレンズ鋳型アセンブリを保持する支持パレットの正面図である。
【図２】典型的な先行技術のコンタクトレンズ鋳型アセンブリの拡大側面断面図であり、下前面カーブ鋳型と上ベースカーブ鋳型の詳細な構造を示す図である。
【図３】ベースカーブ鋳型をレーザー加工して成形品型抜き作業時に余分ポリマーリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図４】ベースカーブ鋳型を放電加工（ＥＤＭ）して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブのＥＤＭ面に対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図５】ベースカーブ鋳型がサメの歯デザイン表面を有して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図６】ベースカーブ鋳型が環状段差を有して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図７】環状段差が突出歯の環状リングを有して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図６に示した鋳型アセンブリと同様の環状段差を有する鋳型アセンブリを示す図である。
【図８】図７のベースカーブの環状段差７０の底面図である。
【図９】図８の矢印９−９に沿って切断した拡大断面図である。
【図１０】環状段差が、外側半径方向エッジへに沿った突出歯の環状リングを有して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図７乃至図９に示した鋳型アセンブリと同様の鋳型アセンブリを示す。
【図１１】図１０のベースカーブの底面図である。
【図１２】図１１の矢印１２−１２に沿って切断した拡大断面図である。
【図１３】成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高めるように設計されたベースカーブ表面の種々の実施形態の１つであるスポークデザインを示す断面図である。
【図１４】歯のデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【図１５】エッジカットのデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【図１６】レーザーデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【図１７】ＥＤＭデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品の型抜き作業時に、ＨＥＭＡ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）からなる余分ポリマーＨＥＭＡのリング（excess polymer HEMA ring）が前面カーブと共に除去されるように、その余分ポリマーＨＥＭＡリングが型抜き作業時に前面カーブによく付着するように設計した前面カーブのデザイン（設計）を提供する。
【０００２】
本発明は、各々が前面カーブと離れたベースカーブを備え、これらカーブの間に成形レンズを形成する鋳型アセンブリ（mold assembly)内でキャストコンタクトレンズを成形する方法において、前面カーブに余分ポリマーＨＥＭＡリングが付着されたままにする前面カーブ鋳型のデザイン（設計）に一般的に関する。本発明はキャストコンタクトレンズ鋳型アセンブリで眼鏡コンタクトレンズを製造する装置一般に関し、成形品型抜き作業時にベースカーブ鋳型と共に余分ポリマーＨＥＭＡリングを除去する改良した除去方法を提供する。
【０００３】
本発明は、眼内レンズのような他の小さな、高精度の眼鏡レンズに対しても適するが、ヒドロゲルコンタクトレンズなどの成形した眼鏡レンズに対して特によく適するものである。
【０００４】
【従来の技術】
眼鏡レンズ工業、特に、頻繁に周期的に取り替えるコンタクトレンズの供給に関するレンズ工業が発展するにつれ、製造が必要なコンタクトレンズの数も劇的に増大している。これは自動化とそれに伴う実施に適用できる自動化方法と装置を改良するようにメーカーは拍車をかけた。
【０００５】
ポリスチレンあるいはポリプロピレンから作られた鋳型（モールド）などの鋳型でモノマーあるいはモノマー混合物を成形することにより、ソフトヒドロゲルコンタクトレンズなどの眼鏡レンズを製造することは、先行技術で一般に知られている。
【０００６】
この先行技術の実施例は、米国特許第５，０３９，４５９号、第４，８８９，６６４号および第４，５６５，３４８号に見ることができる。これらの特許はポリスチレン鋳型の要件をその中で検討しており、鋳型部分が余分な力を必要とせずにレンズにあるいは互いに粘着して分離するように、材料、化学的性質および方法（プロセス）が制御される。上記ポリスチレン鋳型に対し、米国特許第４，１２１，８９６号に開示されているように、別の実施例としてポリプロピレン鋳型あるいはポリエチレン鋳型が使用されている。
【０００７】
眼のコンタクトレンズを成形するための鋳型アセンブリは、前面カーブと称する下凹鋳型部分と、後面カーブと称する上凸鋳型部分を通常備えている。下前面カーブの凹面と上後面カーブの凸面は、コンタクトレンズの鋳型キャビティ（mold cavity)をその間に形成する。
【０００８】
先行技術での特定の問題は、前面カーブと後面カーブが通常、フランジで包囲され、モノマーあるいはモノマー混合物が鋳型の組み立て前に凹前面カーブ鋳型に余分に供給されることである。レンズを規定しエッジを形成するように上記鋳型を共に配置すると、余分なモノマーあるいはモノマー混合物は、鋳型キャビティから排出され、１方の鋳型部分あるいは双方の鋳型部分のフランジにあるいはその間に滞留する。重合と同時に、この余分な材料は、鋳型アセンブリの周囲に環状リングを形成して、成形品型抜き時の鋳型部分の分離を妨げる。
【０００９】
そのようなコンタクトレンズ製造プロセスにおける問題点、即ち、レンズの紛失や傷、亀裂などのレンズの欠陥は困難な型抜き作業から一部生じるものと考えられる。
成形品型抜き作業では、前面カーブを取り出しキャストコンタクトレンズだけを前面カーブに残す際に、余分ポリマーＨＥＭＡリングをベースカーブと共に除去するため、余分ポリマーＨＥＭＡリングがベースカーブに付着したままであることが望ましい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の第１の目的は、成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングが前面カーブと共に除去されるように、その余分ポリマーＨＥＭＡリングが型抜き作業時に前面カーブによく付着するように設計した前面カーブのデザインを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、ベースカーブ鋳型が前面カーブ鋳型に付着した余分ポリマーＨＥＭＡリングと共にその間に形成されたコンタクトレンズを損傷させないで、前面カーブ鋳型から容易に繰返して分離でき、それにより欠陥の無いコンタクトレンズの製造を向上させレンズ亀裂やレンズ鋳型部品の破損を最小にする鋳型アセンブリで、キャストコンタクトレンズを製造する改良された装置を提供することである。
【００１２】
本発明はベースカーブ面を機械的な仕上がりあるいは特徴にすることを基本的に開示し教示するものであり、そのことは余分ポリマーＨＥＭＡリングをベースカーブに付着するのを助ける。機械的な仕上がりあるいは特徴は、余分ポリマーＨＥＭＡリングが通常形成される領域のベースカーブに付与される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本明細書での教示によれば、本発明は、周囲フランジと共に中央レンズ鋳型部分を有する前面カーブ鋳型と、周囲フランジを備えた中央レンズ鋳型部分を有する対応するベースカーブを含み、成形された眼鏡レンズが前記前面カーブ鋳型と前記ベースカーブ鋳型の間で形成されるような鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置を提供する。
【００１４】
成形プロセス時に、余分ポリマーＨＥＭＡリングは前記中央レンズ鋳型部分周囲に形成され、前記ベースカーブ鋳型はある表面外形（surface contour)を有して形成された、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングに隣接する環状領域を含み、これが前記余分ポリマーＨＥＭＡリングと接触する前記ベースカーブ鋳型の表面積を増やし、そのＨＥＭＡリングのメニスカス効果（meniscus effect)を幾何学的に高めてベースカーブの表面を上げる。これによりレンズ鋳型アセンブリの型抜き時に前記余分ポリマーＨＥＭＡリングがベースカーブ鋳型で除去されるように、余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブ鋳型との付着を高める。
【００１５】
さらに詳細に説明する。１つの実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、ベースカーブ鋳型をキャストするために使用される主鋳型（マスター鋳型）の対応する環状領域をレーザー加工することによって作られたレーザー加工傷で鋳型に形成される。第２の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、ベースカーブ鋳型をキャストするために使用される主鋳型の対応する環状領域を放電加工することによって作られた放電加工傷で鋳型に形成される。他の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、余分ポリマーＨＥＭＡリング内に突出した突出歯で形成される。また別の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、余分ポリマーＨＥＭＡリングに接触する環状段差で形成される。さらに、その環状段差は余分ポリマーＨＥＭＡリングに突出した複数の突出歯をその周囲に有することができる。また別の実施形態ではベースカーブ鋳型の環状領域は、スポーク付きデザインあるいはエッジをカットしたデザインとすることができる。
【００１６】
ＨＥＭＡリング／ベースカーブの付着を維持するためのベースカーブ鋳型デザインの本発明の前述の目的と利点は、図に基づく幾つかの好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を参照すれば当業者は容易に理解できる。図では同様の要素は同一の参照番号で示してある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面、特に、図１及び図２を先ず詳細に参照する。図１は支持パレット１０の正面図であり、その支持パレット１０は、図２にさらに詳細に示されているコンタクトレンズ鋳型アセンブリ１２の１つのアレー、典型的にはツーバイフォー（２×４）アレーをその上面に支持する。
【００１８】
図２は１つのコンタクトレンズ鋳型アセンブリ１２の拡大側面断面図であり、その鋳型アセンブリは、間でコンタクトレンズ１８の鋳型キャビティを区画（形成）する下前面カーブ鋳型１４と上ベースカーブ鋳型１６からなる。
【００１９】
下前面カーブ鋳型１４と上ベースカーブ鋳型１６はポリスチレンで形成するのが好ましいが、光を照射させてソフトコンタクトレンズの連続的な重合を促進するために、紫外線に対し充分に透過性がある、適切ないかなる熱可塑性ポリマーでもよいだろう。ポリスチレン等のふさわしい熱可塑性樹脂は、比較的低い温度で光学的特性を有する面に成形することができ、優れた流れ特性を有し、成形時に結晶化しないで非晶質ままであり、しかも冷却時には収縮が最小であるような望ましい特性をも備えている。
【００２０】
下前面カーブ鋳型１４は、光学的特性の凹面２０を備えた中央のカーブした部分（湾曲部）を定める。光学的特性の凹面２０には周囲に延在する丸い円周方向のナイフエッジ２２が付いている。ナイフエッジ２２は、連続的に成形したソフトコンタクトレンズ１８のために鮮鋭で均一なプラスチックの丸い分割線（エッジ）を形成するのが通常好ましい。一般に平行な凸面２４は凹面２０から離れており、環状の本質的に一平面フランジ２６は凹面２０と凸面２４から半径方向外側に延在して形成される。凹面２０は、鋳型アセンブリによって製造されるコンタクトレンズの前面カーブ（屈折力カーブ）の寸法を有し、コンタクトレンズの表面に接触する重合可能な成形材料の重合により形成されるそのコンタクトレンズの表面が、光学的に許容できる特性を有するように十分滑らかである。前面カーブ鋳型は、通常０．８ｍｍの薄さであり、熱を急速に全体に伝達させるのに効果的であると共に、型抜き時に前面カーブ鋳型を鋳型アセンブリから分離するのにかけられる梃子の力に耐えるのに効果的な剛性とを備えるように設計（デザイン）される。下前面カーブ鋳型１４はさらに、フランジ２６と一体で、フランジ２６の片側から突出た一般に三角形のタブ２８を定める。タブ２８は本質的に一平面上にあり、溶融熱可塑性樹脂を供給する射出熱先端（ホットチップ）まで延在して前面カーブ鋳型を形成する。
【００２１】
上ベースカーブ鋳型１６は、光学的特性の凸面３２と凸面３２から離れた一般に平行な凹面３４とを備えた中央のカーブ領域（湾曲部）および凸面３２と凹面３４から半径方向に外側に延在して形成された環状の本質的に一平面のフランジ３６を定める。凸面３２は、ベースカーブ鋳型によって製造されるコンタクトレンズの後面カーブ（目の角膜に載る）の寸法を有し、コンタクトレンズの表面に接触する重合可能な成形材料の重合により形成されるそのコンタクトレンズの表面が光学的に許容できる特性を有するように十分滑らかである。ベースカーブ鋳型は通常０．６ｍｍの薄さと、熱を急速に全体に伝達させるのに効果的であると共に、型抜き時にベースカーブ鋳型を鋳型アセンブリから分離するのにかけられる梃子の力に耐えるのに効果的な剛性を備えて設計（デザイン）される。ベースカーブ鋳型１６はさらに、フランジ３６と一体でフランジ３６の片側から突出する三角形のタブ２８と同様の一般に三角形のタブ３８を定める。タブ３８は、溶融熱可塑性樹脂を供給する射出熱先端まで延在してベースカーブ鋳型を形成する。
【００２２】
先行技術プロセスでコンタクトレンズを成形するプロセス時に、余分な量のポリマーあるいはポリマー混合物を、初めは前面カーブ鋳型に配置し、次に、ベースカーブ鋳型を前面カーブ鋳型の上に置き、それに押し付ける。これにより鋳型キャビティ内の余分なポリマーが移動し、鋳型キャビティから排除され、ナイフエッジ２２の外部に余分ポリマーリング４２を作る。
【００２３】
フランジ２６，３６は、型抜きと鋳型の取扱いを補助し、また光学的表面とナイフエッジ２２を保護するようにも設計されている。三角形のタブ２８，３８の形態は、型抜き前に組み立てられた前面カーブ／ベースカーブのアセンブリ１２を真っ直ぐにし、一定方向に向ける補助機能の役割を果たす。下前面カーブ鋳型あるいはカーブ１４を上ベースカーブ鋳型あるいはカーブ１６と組立てると、ギャップ４０が２つの離れたフランジと突き出たタブとの間に形成されるが、このことは型抜きに重要である。タブ間のギャップは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあるのが好ましく、型抜き作業を補助するために必要である。
【００２４】
図１及び図２を参照すると、コンタクトレンズ鋳型アセンブリ１２は、パレット１０の上面の下にわずかに窪んだ下前面カーブ鋳型１４の環状フランジ２６とタブ２８でパレット１０内に支持されている。上ベースカーブ鋳型１６の環状フランジ３６とタブ３８は、パレット１０の上面上方に上げられており、機械的な分離部材を下前面カーブ鋳型１４と上ベースカーブ鋳型１６のそれぞれ離れたフランジ２６，３６との間に挿入することができる。
【００２５】
図３は、成形品型抜き時に余分ポリマーＨＥＭＡリングを形成してその余分ポリマーリングのベースカーブに対する付着を高める周囲環状領域５０に粗面をベースカーブ鋳型が有する鋳型アセンブリの概略図を示す。ベースカーブ鋳型の粗い環状領域５０は、ベースカーブ鋳型をキャストするのに使用される主鋳型の粗い環状領域をレーザー加工することによって形成される。その粗い環状領域は、その周囲を走査するレーザービームによってリング状の融蝕用金属で形成された１つあるいは２つ以上のレーザー加工リングで主鋳型に形成することができる。
【００２６】
図４は、ベースカーブ鋳型をキャストするのに使用される主鋳型を環状領域５２に放電加工（ＥＤＭ）して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブのＥＤＭ面に対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【００２７】
図５は、ベースカーブ鋳型がその周囲の環状領域の表面にサメの歯５４のデザインを有して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【００２８】
図６は、ベースカーブ鋳型がその周囲に形成した環状段差６０（三角形に近い断面を有する）を有して、余分ポリマーＨＥＭＡリングに接触するベースカーブ鋳型の環状面積６２を増やし、成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【００２９】
図７は、環状段差７０が突出歯７２の環状リングを有して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図６に示した鋳型アセンブリと同様の環状段差７０を有する鋳型アセンブリを示す。
【００３０】
図８及び図９は、それぞれ図７のベースカーブの環状段差７０の底面図と、図８の矢印９−９に沿って切断した拡大断面図である。図９では、歯７２を囲む断面領域９０が、突出歯周囲に形成された余分ポリマーＨＥＭＡリングとして想定できる。
【００３１】
図１０は、突出歯１００の環状リングが環状段差１０２の外側半径方向エッジへ半径方向外側に置き換えられて成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図７−９に示した鋳型アセンブリと同様の鋳型アセンブリを示す。
【００３２】
図１１及び図１２は、それぞれ図１０のベースカーブの底面図と図１１の矢印１２−１２に沿って切断した拡大断面図である。同様に図１２では、歯１００を囲む断面領域１２０が、突出歯周囲に形成された余分ポリマーＨＥＭＡリングとして想定できる。
【００３３】
図１３乃至図１７は、成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高めるように設計されたベースカーブ表面の種々の実施形態のそれぞれ断面図である。図１３乃至図１７の実施形態では、その断面積は余分ポリマ−ＨＥＭＡリングとして想定することができる。これらの実施形態の各々は、それぞれスポークデザイン１３０、歯デザイン１４０、エッジカットデザイン１５０、レーザー加工デザイン１６０、およびＥＤＭデザイン１７０が形成される図６の環状段差と同様の環状段差を有する。
【００３４】
ＨＥＭＡリング／ベースカーブの付着を維持するためのベースカーブ鋳型デザインの本発明による幾つかの実施態様と変形を本明細書に詳細に説明したが、本発明の開示と教示によって当業者に対し別のデザインの多くが示唆されることが明らかになるはずである。
【００３５】
発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（Ｉ）周囲フランジと共に中央レンズ鋳型部分を有する前面カーブ鋳型と、周囲フランジと共に中央レンズ鋳型部分を有する対応するベースカーブを含み、成形された眼鏡レンズが前記前面カーブ鋳型と前記ベースカーブ鋳型の間で形成される鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置であって、
成形プロセス時に余分ポリマーＨＥＭＡリングが前記中央レンズ鋳型部分の周囲に形成され、前記ベースカーブ鋳型は、表面外形を有して形成された、前記余分なポリマーＨＥＭＡリングに隣接する環状領域を含み、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングと接触する前記ベースカーブ鋳型の表面積を増やし、レンズ鋳型アセンブリの型抜き時に前記余分ポリマーＨＥＭＡリングが前記ベースカーブ鋳型で除去されるように、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングの前記ベースカーブ鋳型に対する付着を高めることを特徴とするキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（１）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、そのベースカーブ鋳型をキャストするのに使用された主鋳型の対応する環状領域をレーザー加工することによって形成されたその部分へのレーザー加工傷で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（２）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、そのベースカーブ鋳型をキャストするのに使用された主鋳型の対応する環状領域を放電加工することによって形成されたその部分への放電加工傷で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
【００３６】
（３）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、前記余分ポリマーＨＥＭＡリング内に突出する突出歯で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（４）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は、前記余分ポリマーＨＥＭＡリングに接触する環状段差で形成される実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（５）前記環状段差は、前記余分ポリマーＨＥＭＡリング内に突出して環状段差周囲に形成された複数の突出歯を有する実施態様（４）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
【００３７】
（６）前記ベースカーブ鋳型の環状領域はスポーク付きデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（７）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は歯のデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（８）前記ベースカーブ鋳型の環状領域はエッジカットのデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（９）前記ベースカーブ鋳型の環状領域はレーザー加工のデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
（１０）前記ベースカーブ鋳型の環状領域は放電加工のデザインを形成する実施態様（Ｉ）に記載の鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による鋳型アセンブリでキャスト眼鏡レンズを成形するための装置によれば、成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高めることができる。これによりレンズの紛失や、傷、亀裂等のレンズの欠陥や、レンズ鋳型部品の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各々が下前面カーブ鋳型と上ベースカーブ鋳型からなり、その間でコンタクトレンズの鋳型キャビティを定める２×４アレーのコンタクトレンズ鋳型アセンブリを保持する支持パレットの正面図である。
【図２】典型的な先行技術のコンタクトレンズ鋳型アセンブリの拡大側面断面図であり、下前面カーブ鋳型と上ベースカーブ鋳型の詳細な構造を示す図である。
【図３】ベースカーブ鋳型をレーザー加工して成形品型抜き作業時に余分ポリマーリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図４】ベースカーブ鋳型を放電加工（ＥＤＭ）して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブのＥＤＭ面に対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図５】ベースカーブ鋳型がサメの歯デザイン表面を有して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図６】ベースカーブ鋳型が環状段差を有して成形品の型抜き作業時に余分なポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める鋳型アセンブリの概略図である。
【図７】環状段差が突出歯の環状リングを有して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図６に示した鋳型アセンブリと同様の環状段差を有する鋳型アセンブリを示す図である。
【図８】図７のベースカーブの環状段差７０の底面図である。
【図９】図８の矢印９−９に沿って切断した拡大断面図である。
【図１０】環状段差が、外側半径方向エッジへに沿った突出歯の環状リングを有して成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高める図７乃至図９に示した鋳型アセンブリと同様の鋳型アセンブリを示す。
【図１１】図１０のベースカーブの底面図である。
【図１２】図１１の矢印１２−１２に沿って切断した拡大断面図である。
【図１３】成形品の型抜き作業時に余分ポリマーＨＥＭＡリングのベースカーブに対する付着を高めるように設計されたベースカーブ表面の種々の実施形態の１つであるスポークデザインを示す断面図である。
【図１４】歯のデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【図１５】エッジカットのデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【図１６】レーザーデザインを示す図１３と同様の断面図である。
【図１７】ＥＤＭデザインを示す図１３と同様の断面図である。
Claims (2)
- レンズ鋳型アセンブリで眼鏡成形レンズを成形するための装置において、
該装置は、周囲フランジを備えた中央レンズ鋳型部分を有する前面カーブ鋳型と、周囲フランジを備えた中央レンズ鋳型部分を有し、かつ前記前面カーブ鋳型に対応するベースカーブ鋳型とを含み、
前記眼鏡成形レンズが前記前面カーブ鋳型と前記ベースカーブ鋳型の間で形成され、かつ、眼鏡成形レンズの成形時に、前記両鋳型間から排出された２−ヒドロキシエチルメタクリレートからなる余分ポリマーリングが前記ベースカーブ鋳型の前記中央レンズ鋳型部分の周囲に形成され、前記ベースカーブ鋳型は、該ベースカーブ鋳型の前記周囲フランジと前記中央レンズ鋳型部分との間に形成された環状領域を含むものであり、該環状領域は、表面外形を備えており、前記余分ポリマーリングと接触する前記ベースカーブ鋳型の表面積を増やすことで、前記レンズ鋳型アセンブリの型抜き時に前記余分ポリマーリングが前記ベースカーブ鋳型と共に除去されるように、前記余分ポリマーリングの前記ベースカーブ鋳型に対する付着力を高めることができ、前記ベースカーブ鋳型の前記環状領域は、環状段差を備えており、該環状段差は、該環状段差の周囲に形成され、かつ、前記余分ポリマーリング内に突出する複数の突出歯を含むことを特徴とする装置。 - 請求項１記載の装置において、前記環状段差は、半径方向外方へ延在するエッジ部分を含み、前記突出歯は、半径方向外方へ移動した前記エッジ部分に置き換えられている、装置。
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