JP4183418B2

JP4183418B2 - コンタクトレンズ材の製造方法及び装置並びにそれに用いられる射出成形用金型

Info

Publication number: JP4183418B2
Application number: JP2001520277A
Authority: JP
Inventors: 誠中川
Original assignee: Tomey Co Ltd
Current assignee: Tomey Co Ltd
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: EP1136222B1; US6475410B1; EP1136222A4; EP1136222A1; DE60035666T2; WO2001015883A1; DE60035666D1

Description

技術分野
本発明は、コンタクトレンズ材の製造方法及び装置並びにそれに用いられる射出成形用金型に係り、特に、コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材の成形用樹脂型を射出成形するための金型内において、そのような樹脂型の射出成形、また樹脂型へのコンタクトレンズ材用成形材料の充填、更には、成形用樹脂型の型合わせまで、金型から成形用樹脂型を取り外すことなく行なうようにしたコンタクトレンズ材の製造方法及び、そのための製造装置、更には、そのような製造装置に用いられる射出成形用金型に関するものである。
背景技術
近年、使い捨て用のコンタクトレンズが登場し、その使い勝手の良さと、汚れたら捨てて、常に新しいレンズを装用することが出来るという、眼に対する高い安全性の面とから、コンタクトレンズ装用者の多くの支持を得て、その市場が急激に拡大しつつある。
ところで、こうしたコンタクトレンズを、大量に、しかも安価に製造する一つの手法として、コンタクトレンズの内面側（ベースカーブ面）と外面側（フロントカーブ面）をそれぞれ形成する一対の協動する型（半型）により形成された空間である成形キャビティ内に、所定の重合性モノマー組成物を成形材料として充填して、重合せしめることにより、目的する形状のコンタクトレンズを成形するようにした方法（モールド重合法）の採用が検討されている。また、コンタクトレンズの内面側及び外面側の何れか一方の面を備えたレンズブランクを、かかるモールド重合法と同様にして重合成形したり、更には、コンタクトレンズの内面側及び／又は外面側の面に近似した面を有するレンズブランクを同様なモールド重合法にて成形した後、そのようなレンズブランクの一方の面、或いは両方の面に対して、簡単な切削加工を行なうだけで、目的とするコンタクトレンズを得ることが出来るようにした手法も検討されている。
そして、このようなコンタクトレンズ若しくはこれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を成形する方法は、ポリマーブロックから目的形状のコンタクトレンズを削り出す従来の切削加工法に比較して、必要なモノマー量の削減や製造工程の簡略化により、市場が必要とする大量のコンタクトレンズの供給を可能ならしめているのである。
具体的には、上述せるような成形方法に関しては、幾つかの提案が為されており、例えば、特開平９−１９９７２号公報や特開平９−３２３３６６号公報には、コンタクトレンズをモールド重合法により成形するに際して、モールド内に重合可能なモノマー混合物を充填して、モールドを組み立てるための装置が明らかにされており、そこでは、コンタクトレンズ成形用のモールドを搬送しつつモノマーを充填し、そして、モールドの対を結合せしめるようにした構造が採用されているのである。また、特開平１０−１５６８８７号公報や特開平１０−１８０８３０号公報には、そのようなモノマーを重合してモールド成形するためのモールドの均一な射出成形手法についての提案が為されている。
このようにコンタクトレンズをモールド重合法にて製造するに際して、その製造面にて種々の工夫が為されることで、コンタクトレンズの製造原価を下げることが出来るようになり、実際に安価な使い捨てレンズとして市場に流されているのであるが、上記した製造手法は、何れも、コンタクトレンズ成形用の樹脂型となるレンズ前面側成形型とレンズ後面側成形型とを金型成形した後、それらの型を金型の成形キャビティから取り出して、かかるレンズ前面側成形型とレンズ後面側成形型の何れか一方（一般に、レンズ前面側成形型となる）の凹所内に、コンタクトレンズ形成用モノマー若しくはその混合物を収容（充填）せしめた後、それら対となる二つの型を嵌合して型合わせし、更にその充填されたモノマー若しくは混合物のモールド重合を行ない、そしてその重合が完結した後に、それらの型の型開きを行ない、次いでその得られたコンタクトレンズ成形物を水和処理し、更にレンズ検査工程を経由せしめて、目的とするコンタクトレンズが製造されている。
しかしながら、このようにレンズ成形の為の二つの型を嵌合せしめて、型閉じさせる際には、時として、レンズ前面側成形型とレンズ後面側成形型とが偏心或いは芯ズレを起こして、得られるコンタクトレンズの寸法、特に中心厚み等に悪影響を及ぼし、規格内に収まらずに製品不良の原因となったり、良品率の低下を招く等という問題を内在するものであった。
また、レンズ成形型を射出成形した後、それを金型から取り出して、コンタクトレンズ用重合モノマーの充填に移行するまでの型の移動中に、レンズ成形型を構成する樹脂表面への酸素の吸着乃至は吸収や、埃等の付着に基づいて、重合不良が惹起されたり、得られるレンズ内に異物が混入したりする等といった問題が惹起され易くなるのである。
発明の開示
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、コンタクトレンズ材を寸法精度良く製造し得る方法及び装置、更には、それに好適に用いられ得る射出成形用金型を提供することにあり、また、他の課題とするところは、コンタクトレンズ材の製造に用いられる二つの樹脂型を精度良く嵌合乃至は型合わせするための手法や装置を提供することにあり、加えて、別の課題とするところは、コンタクトレンズ材のサイズ等を高精度において実現し、また、樹脂型を用いることによって惹起され易い、重合不良の問題や埃等の付着によって惹起される問題を、効果的に解消乃至は抑制するようにしたコンタクトレンズ材の製造方法及び装置を提供することにある。
そして、本発明にあっては、上述の如き課題を解決するために、（１）コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を製造する方法にして、（２）第一の半型と第二の半型とを型閉じして、それらの型間に形成される少なくとも一つの成形キャビティ内に、所定の樹脂材料を射出、充填せしめ、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形する工程と、（３）第三の半型と第四の半型とを型閉じして、それらの型間に形成される少なくとも一つの成形キャビティ内に、所定の樹脂材料を射出、充填せしめ、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形する工程と、（４）前記第一の半型と前記第二の半型とを型開きして、前記成形された第一の樹脂型を、そのコンタクトレンズ材成形キャビティ面側の半型が開放されるようにして、それら二つの半型の一方に保持せしめる工程と、（５）前記第三の半型と前記第四の半型とを型開きして、前記成形された第二の樹脂型を、そのコンタクトレンズ材成形キャビティ面側の半型が開放されるようにして、それら二つの半型の一方に保持せしめる工程と、（６）それぞれの半型に保持された前記第一の樹脂型及び第二の樹脂型の何れか一方に、前記コンタクトレンズ材を与える成形材料を供給して、収容・保持せしめる工程と、（７）該第一の樹脂型を保持する半型と該第二の樹脂型を保持する半型とを相対的に移動せしめ、それら第一の樹脂型と第二の樹脂型とを型合わせすることにより、それら樹脂型の間に形成されるコンタクトレンズ材成形キャビティ内に前記成形材料を充填せしめる工程とを、有することからなるコンタクトレンズ材の製造方法を、その特徴としているのである。
このように、本発明に従うコンタクトレンズ材の製造方法にあっては、コンタクトレンズ材を成形するための第一の樹脂型及び第二の樹脂型が、それぞれを射出成形した一対の半型の一方に、それぞれ、保持（固定）された状態のままにおいて、次の工程に移行せしめられ、所定の作業が実施されることとなるところから、必然的に形状が小さくなる樹脂型の取扱いが容易となり、またその位置決めも正確に且つ容易に行ない得ることとなるのである。例えば、樹脂型の固定によって、コンタクトレンズ材を与える成形材料の樹脂型に対する注入位置が確実に定まることとなり、それ故に、注入時の成形材料の漏れ等の心配がなく、また成形材料が注入されるまでの時間間隔が短縮され得るので、樹脂型表面に吸収される酸素（成形材料としてモノマー組成物を用いた場合において、そのようなモノマー組成物の後の重合反応の妨げになる）が少ない上に、移動途中での埃等の付着が効果的に防止乃至は抑制され得て、得られるコンタクトレンズ材内への異物の混入といった問題の発生を回避することが出来るのである。更に、金型の温度は制御されており、その型内に固定されている樹脂型の温度もそれに準じているため、重合工程までの熱変動を最小にすることが可能となり、熱に起因する歩留まりの悪化を低減させている。
また、第一の樹脂型と第二の樹脂型とがそれぞれ半型に固定・保持された状態において、相対的に移動せしめられて、型合わせされるようになっているところから、それら樹脂型を固定・保持する半型の正確な位置決めを行なえば、樹脂型の正確な位置決めも同時に容易に実現され得、以て、偏心或いは芯ズレ等の問題を惹起することがないところから、得られるコンタクトレンズ材の形状精度をより一層高めることが出来るのである。
なお、かかる本発明に従うコンタクトレンズ材の製造方法の好ましい態様の一つによれば、前記第一の半型と前記第三の半型とが一つの固定型にて構成されている一方、前記第二の半型と前記第四の半型とが一つの可動型にて構成され、それら固定型と可動型との型合わせによって、それらの型間に、前記第一の樹脂型及び前記第二の樹脂型をそれぞれ成形するための２種の成形キャビティの各一つ以上が形成されると共に、それら２種の成形キャビティにて射出成形せしめられる第一の樹脂型及び第二の樹脂型の何れか一方が、それら固定型と可動型の型開きによって、該固定型に保持せしめられるようになっている一方、他方の樹脂型が該可動型に保持せしめられるようになっている。このような態様の採用によって、一つの射出成形装置にセットされる固定型と可動型との間において、第一の樹脂型と第二の樹脂型が同時に成形されることとなり、そのため、射出成形操作が一回で済む利点があることに加えて、それら固定型と可動型との相対的な移動も容易であり、装置構成的にコンパクト化し得る利点がある。
また、本発明に従うコンタクトレンズ材の製造方法の他の好ましい態様の一つによれば、前記第一の半型と第二の半型とを用いる前記第一の樹脂型の射出成形工程と、前記第三の半型と第四の半型とを用いる前記第二の樹脂型の射出成形工程とが、異なる別個の装置における射出成形操作によって、それぞれ実施されることとなる。このような態様によれば、第一の樹脂型と第二の樹脂型が別々の射出成形装置にて射出成形されることとなるところから、それら樹脂型の多数を一挙に成形することが出来、また、そのような多数の第一の樹脂型と多数の第二の樹脂型とを型合わせしてコンタクトレンズ材の成形操作を同時に実施することにより、多数のコンタクトレンズ材を一挙に得ることが出来るところから、その製造コストの低減を効果的に図り得ることとなる。
さらに、本発明に従うコンタクトレンズ材の製造方法の更に他の好ましい態様によれば、前記第二の樹脂型のコンタクトレンズ材成形キャビティ面が凹面にて構成され、該凹面にて与えられる該第二の樹脂型の凹所内に、前記成形材料が流動状態において供給されることとなる。これによって、コンタクトレンズ材を与える成形材料の樹脂型に対する収容・保持を容易と為し得るのである。
更にまた、本発明の異なる望ましい態様によれば、前記成形材料が流動可能な重合性材料であり、前記第一及び第二の樹脂型の型合わせにて形成される前記コンタクトレンズ材成形キャビティ内において、該重合性材料を重合せしめることにより、前記目的とするコンタクトレンズ材が形成されることとなる。このような重合性材料の重合によって、目的とするコンタクトレンズ材をモールド成形することによって、従来の切削加工方法に比して、市場の大量生産の要請に有利に応え得ることとなる。
ところで、本発明は、また、上述の如き方法を有利に実施するための装置として、（Ａ）コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を製造するための装置にして、（Ｂ）位置固定の固定型と該固定型に対して接近・離隔可能な可動型とが上下に配されて、それら型間に、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形するための第一の成形キャビティと、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形するための第二の成形キャビティとが、少なくとも一つずつ形成されるように構成すると共に、それら第一、第二の成形キャビティにおいて射出成形された第一及び第二の樹脂型が、固定型と可動型との型開きに際して、それぞれのコンタクトレンズ材成形キャビティ面側の型が開放されるようにして、別個に固定型または可動型に保持されるように構成した射出成形手段と、（Ｃ）該射出成形手段における固定型と可動型とを相対的に移動せしめて、それらの型に別個に保持されている前記第一の樹脂型と前記第二の樹脂型とが上下に対向位置するようにする移動機構と、（Ｄ）前記可動型上に保持された前記何れか一方の樹脂型に、前記コンタクトレンズ材を与える成形材料を供給して、収容・保持せしめる成形材料供給手段とを、有することを特徴とするコンタクトレンズ材の製造装置をも、その対象とするものである。
なお、このようなコンタクトレンズ材の製造装置において、前記移動機構は、前記固定型と前記可動型とを相対的な直線運動乃至は一軸回りの回動作動によって移動せしめるものであり、これによって、前記第一の樹脂型と前記第二の樹脂型との型合わせを効果的に行ない得るのである。
加えて、本発明は、前記した本発明に従うコンタクトレンズ材の製造方法を有利に実施するための装置の他の一つとして、（ａ）コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を製造するための装置にして、（ｂ）位置固定の固定型と該固定型に対して接近・離隔可能な可動型とが上下に配されて、それら型間に、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形するための第一の成形キャビティが少なくとも一つ形成されるように構成すると共に、該第一の成形キャビティにおいて射出成形された第一の樹脂型がそれら固定型と可動型との型開きに際して、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面側の可動型が開放されるようにして、前記固定型に保持されるように構成した第一の射出成形手段と、（ｃ）位置固定の固定型と該固定型に対して接近・離隔可能な可動型とが上下に配されて、それら型間に、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形するための第二の成形キャビティが少なくとも一つ形成されるように構成すると共に、該第二の成形キャビティにおいて射出成形された第二の樹脂型が、それら固定型と可動型との型開きに際して、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面側の固定型が開放されるようにして、前記可動型に保持されるように構成した第二の射出成形手段と、（ｄ）前記第一の樹脂型を保持する第一の射出成形手段における固定型と前記第二の樹脂型を保持する第二の射出成形手段における可動型とを相対的に移動せしめて、それらの型に別個に保持されている前記第一の樹脂型と前記第二の樹脂型とが上下に対向位置するようにする移動機構と、（ｅ）前記第二の射出成形手段の可動型上に保持された第二の樹脂型に、前記コンタクトレンズ材を与える成形材料を供給して、収容・保持せしめる成形材料供給手段とを、有することを特徴とするコンタクトレンズ材の製造装置をも、その対象とするものである。
そして、このようなコンタクトレンズ材の製造装置にあっても、前記移動機構は、前記固定型と前記可動型とを相対的な直線運動乃至は一軸回りの回動作動によって移動せしめるものであり、これによって、二つの樹脂型の効果的な型合わせが実現され得ることとなる。
また、本発明は、上記したコンタクトレンズ材の製造方法や製造装置に用いられる射出成形用金型も、その対象とするものであって、そのような射出成形用金型は、位置固定に配される固定型と該固定型に対して接近・離隔可能に配される可動型とからなり、それら固定型と可動型との型合わせによって、それら型間に形成される、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形するための第一の成形キャビティと、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形するための第二の成形キャビティとを、それぞれ少なくとも１つずつ有し、且つそれら固定型と可動型との型開きに際して、該第一の成形キャビティにおいて射出成形された前記第一の樹脂型が、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面に対向する可動型より開放されるようにして、固定型に保持されるように構成されている一方、該第二の成形キャビティにおいて射出成形された前記第二の樹脂型が、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面に対向する固定型より開放されるようにして、可動型に保持されるように構成されていることを特徴としている。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明をより詳細に明らかにするために、図面に示される本発明の具体例に言及しつつ、本発明の具体的構成を詳細に説明することとする。
先ず、本発明において対象とされるコンタクトレンズ材は、装用者にそのまま装用され得る、最終レンズ形状を有するコンタクトレンズの他、そのようなコンタクトレンズを与えるレンズブランク、具体的には、片側の面のみ、或いは両面を機械加工することにより、目的とするコンタクトレンズを得ることが出来るレンズブランクをも含むものであって、そのようなコンタクトレンズ材は、対応する二つのレンズ形成面を有する形状を呈している。
そして、図１には、そのようなコンタクトレンズ材として、ソフトコンタクトレンズの片側の面（ベースカーブ面）を型により成形し、他方の面（フロントカーブ面）を機械加工によって形成するようにしたレンズブランクを、モールド成形するためのレンズ成形型２が示されている。このレンズ成形型２は、本発明における第一の樹脂型及び第二の樹脂型にそれぞれ相当する上型（レンズ後面側成形型）４と下型（レンズ前面側成形型）６とから構成され、それら上型４と下型６との型合せにて、それらの型間に、目的とするコンタクトレンズ材を与える形状の空間たる成形キャビティ８が形成されるようになっている。従って、上型４の下型６に対向する側の凸面４ａは、レンズブランクの一方のレンズ形成面である、目的とするソフトコンタクトレンズのベースカーブ面に対応した形状の成形キャビティ面とされている一方、下型６の上型４に対向する側の凹陥した凹面６ａは、レンズブランクの他方のレンズ形成面である、機械加工の施される加工面に相当する成形キャビティ面とされているのである。また、上型４には、ソフトコンタクトレンズのベースカーブ面に対応する凸面４ａのみならず、そのような凸面４ａの周囲には、ソフトコンタクトレンズの外周縁部のベベル部やエッジ部を形成するための縁部形成部４ｂが環状に設けられている。
なお、かかるレンズ形成型２を構成する上型４及び下型６は、何れも、所定の樹脂材料からなる樹脂型とされているのであるが、用いる樹脂材料としては、その価格、成形容易性、レンズブランクを成形するための成形材料との親和性、更には、成形材料として用いられるモノマーの光重合を行なう場合にあっては、紫外線透過性を基準にして、公知のものの中より選択されることとなる。また、樹脂の価格は、当然、得られる製品の価格に影響することから、出来るだけ低価格の樹脂を選択することが好ましく、更に、成形容易性については、それら上型４や下型６を成形するための金型から、その凸面４ａや凹面６ａを正確に転写しなければ、最終製品たるコンタクトレンズの光学特性、視力矯正力が低下するために、成形し易い樹脂材料が、有利に選択される。更に、成形材料との親和性については、成形後にレンズブランクを取り出すときの離型性がよくなければ、破損や亀裂が生じて、目的とする成形品（製品）が得られず、また紫外線透過性は、モノマーの重合に際して光重合法を採用する場合には、重要な選択基準となるものである。これらの各条件等を考慮して、上型４や下型６を与える樹脂材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテートポリマー、プロピレンコポリマー、ポリスチレン、ナイロン等から、適宜に選択されることとなる。
また、下型６における中央部の湾曲した凹面６ａは、本具体例においては、レンズブランク用成形材料の重合によるモールド成形の後に、機械加工される側のレンズブランク面を与える成形キャビティ面に相当し、種々の矯正力（レンズ側）のコンタクトレンズに対応するようなフロントカーブを形成することの出来る曲率を有する面に設定されている。一方、上型４における中央部の凸面４ａは、レンズブランクのモールド成形時に、最終のベースカーブ面を形成することの出来る曲率を有する面に設定されており、モールド成形されるレンズブランクの表面が充分に滑らかなものになるように配慮されている。なお、かかるモールド成形のための重合工程で、加熱重合を採用する場合や、光重合を採用する場合には、熱を伝達させ、或いは光を効率よく透過させるために、上型４や下型６の成形キャビティ形成部位は充分に薄く構成されている一方、型開きした後、機械加工用に旋盤にしっかりと固定し得るように、それら上型４や下型６の周縁部は、充分な剛性を有する構造とされている。
ところで、この図１に示される如き上型４と下型６とを用いて、本発明に従うレンズブランク（コンタクトレンズ材）の製造を行なうに際しては、例えば図２に示される如き竪型の射出成形装置１０が用いられることとなる。そのような射出成形装置１０においては、固定盤１２が、台盤１４上に立設された４本のステー１６にて四角を支持された状態において、所定の高さ位置に配置されている。また、可動盤１８も、ステー１６に対して摺動可能に取り付けられて、サーボモータにて駆動せしめられるボールネジ機構２０によって、上下方向に移動せしめられ得るようになっている。そして、固定盤１２の下面には、一つの半型を構成する固定型２２が取り付けられている一方、可動盤１８上には、他の半型を構成する可動型２４が配置されて、それら固定型２２と可動型２４にて、射出成形用金型が構成されている。また、固定盤１２上には、射出装置２６が配置されており、この射出装置２６を通じて、所定の樹脂材料が可塑化、溶融せしめられて、固定型２２を通じて、それら固定型２２と可動型２４との間に形成される成形キャビティ内に射出せしめられるようになっている。更に、このような射出成形装置１０において、ボールネジ機構２０による可動盤１８の上下移動（型閉じ作動、型開き作動）や射出装置２６による樹脂材料の射出作動は、従来と同様な機構において実現することが可能である。
なお、かかる射出成形装置１０においては、可動型２４が可動盤１８上に設けられたスライドテーブル動作用ガイドレール２８上に載置された構造とされており、図３に示される如く、固定型２２と可動型２４とが型開きされた状態において、サーボモータにて駆動せしめられるボールネジ機構３０にて、可動型２４が水平方向に直線的に移動せしめられ得るようになっている。即ち、可動型２４は、ガイドレール２８にて案内されて、ボールネジ機構３０にて直線的に移動せしめられ、水平方向の所定位置に配置せしめられ得るようになっているのである。また、それら固定型２２と可動型２４との型合わせによって、所定の成形キャビティが形成されることとなるのであるが、ここでは、図１に示される上型４と下型６を成形するための２種の成形キャビティの複数が形成されるようになっている。即ち、図４の（ａ）には、可動型２４の平面（上面）形態が示され、また（ｂ）には、固定型２２の底面（下面）形態が示されているように、それら固定型２２と可動型２４の型合わせによって、三つの上型４用成形キャビティ３２と三つの下型６用成形キャビティ３４とが、スプルー３６若しくはスプルー対向孔３８を間にして、対称的に形成されるようになっている。なお、それらそれぞれ三つの成形キャビティ３２、３４には、スプルー３６を通じて射出される樹脂材料が、ランナー４０を通じて、それぞれの成形キャビティ３２、３４内に導かれるようになっている。
そして、かくの如き射出成形装置１０における固定型２２と可動型２４の間に形成される２種の成形キャビティ３２、３４内において、それぞれ、目的とする上型４及び下型６を射出成形するに際しては、先ず、ボールネジ機構２０を作動せしめて、可動盤１８を上昇せしめることにより、固定型２２と可動型２４とを型合わせして、型閉じすることにより、図５に示される如く、それら２つの型２２、２４間に、２種の成形キャビティ３２、３４を形成せしめ、更にその後、射出装置２６の作動により、可塑化溶融された樹脂材料を射出して、固定型２２に設けたスプルー３６を通じて、金型内に導き、そして、それぞれのランナー４０から、各成形キャビティ３２、３４内に充填せしめるようにすることにより、目的とする上型４及び下型６の複数（ここでは３つ）の射出成形が行なわれ得るのである。
次いで、かかる上型４及び下型６の射出成形操作が終了すると、固定型２２と可動型２４の型開きが行なわれる。即ち、図２におけるボールネジ機構２０の駆動にて可動盤１８を下降せしめることにより、それらの型２２、２４の型開きが実現され得るのであるが、その際、射出成形された上型４と下型６とは、固定型２２と可動型２４の何れか一方に別個に保持されるようにして、その型開きが行なわれることとなる。具体的には、図６に示される如く、固定型２２には、上型４が、レンズブランクのベースカーブ面を成形する成形キャビティ面である凸面４ａが可動型２４から解放された状態において、保持されている一方、可動型２４には、下型６が、その凹面６ａ、即ちレンズブランクのフロントカーブ側の面を成形するための成形キャビティ面が固定型２２から解放されるようにして、スプルー部樹脂４２と共に保持されるようになっている。
また、固定型２２と可動型２４の型開きに際して、成形された上型４及び下型６を、それぞれ、目的とする固定型２２及び可動型２４に保持せしめるには、公知の各種の手段を採用することが可能であり、例えば、保持させたい型の側にアンダーカット部を設けたり、開放させたい型の側からのエジェクタピンによる突き出し作動によって、目的とする側の型に射出成形品（上型４、下型６）を、効果的に保持せしめ得るのである。なお、図６においては、固定型２２と可動型２４の型開きに際して、可動型２４側からのエジェクタピンによる上型４の突き出し作動にて、そのような上型４は、固定型２２側に良好に保持され得るのであり、また下型６は、可動型２４のスプルー対向孔３８がアンダーカット形状において形成されていることにより、そこに射出樹脂が入り込み、固化することによって、スプルー部樹脂４２と共に、可動型２４側に良好に保持されるようになっている。なお、かかる下型６に対する可動型２４におけるエジェクタピンによる突き出し作動は、この段階では行なわれないようになっている。
次いで、かくの如くして、固定型２２と可動型２４とが型開きされた後、可動型２４に保持された下型６の凹面６ａにて形成される凹所４４内に、目的とするレンズブランクを与える成形材料が収容、保持せしめられることとなる。なお、そのような成形材料の収容のために、必要に応じて、固定型２２と可動型２４とが相対的に移動せしめられて、そのような成形材料の収容操作が容易に行ない得るようにされる。そして、図７に示される例においては、可動型２４が、ガイドレール２８上を、ボールネジ機構３０にて移動せしめられた後、適当な成形材料供給源４６から、所定の成形材料４８が、下型６の凹所４４内に供給されて、目的とするレンズブランクを与えるに必要な量において収容せしめられるようになっている。
なお、かかる成形材料４８には、レンズブランクを与える公知の各種の材料が用いられ得るものであるが、一般に、流動可能な重合性材料、特に液状のモノマー若しくはその混合物が有利に用いられることとなる。勿論、そのようなモノマーとしては、レンズブランクの材質（樹脂）を与え得る公知の各種のモノマー類が用いられ得る他、重合性のオリゴマーやマクロマー等も用いることが出来る。ここでは、ソフトコンタクトレンズを与えるレンズブランクを得るために、成形材料４８として、ヒドロキシエチルメタクリレートとメタクリル酸とからなるモノマー混合物が用いられている。なお、そのようなモノマー混合物（４８）は、下型６の凹所４４内に、ポンプ等によって送り込むことが出来るが、事前に重合反応の妨げとなる酸素のガス抜きをすることが有効である。このガス抜きにより、重合不良や上型乃至は下型とモノマーとの界面にガスがトラップされたり、レンズブランク中に気泡が発生する等の問題を解決することが出来る。
このように、可動型２４に保持されて固定された下型６に対して、成形材料４８を供給し、その凹所４４内に注入するようにすることは、可動型から分離された下型に対して成形材料４８を注入する方法よりも、機械的に容易となるのである。コンタクトレンズを与えるレンズブランクのように、小さな物品を成形するために、その成形型を構成する下型６も、当然に、小さな形状のものとなるのであるが、本発明の如く、そのような下型６を可動型２４に保持、固定せしめておけば、そのような下型６の位置が正確に定まった状態となるのであり、そしてそのような状態においては、液状の成形材料４８が他所へ漏れないように注入することが、極めて容易となるのである。
また、加熱溶融された樹脂は、その内部に存在するガスが、その溶融過程で除去され、成形後は樹脂の表面が酸素を吸収し易くなっているのであって、それ故に、そのような吸収酸素による成形材料４８の重合に対する悪影響を回避する上において、可及的に速やかに、樹脂型を成形材料４８の重合に供するのが望ましいところ、下型６は、可動型２４に保持された状態において、成形材料４８の注入操作が迅速に行なわれ得て、後のレンズブランクのモールド成形操作に迅速に移行せしめられ得るという、有利な構成となっているのである。しかも、樹脂型（下型６）の表面は、埃等の付着物が付き易いのであるが、それを可動型２４から取り外して移動させる工程がないので、そのような影響を受けることもない利点がある。
さらに、かかる図７に示される如き成形材料４８の注入工程が終了すると、次いで、図８に示されるように、固定型２２と可動型２４とを相対的に移動せしめて、固定型２２に保持されている上型４と可動型２４に保持されている下型６とを、互いに対向するように位置せしめ、そして、それらの型４、６の型合わせ（型閉じ）が行なわれることとなる。ここでは、可動型２４が、ガイドレール２８上を摺動せしめられて、可動型２４に保持されているスプルー部樹脂４２が固定型２２に設けられた位置決め孔５０内に嵌入せしめられることにより、上型４と下型６との位置合わせが行なわれるようになっている。また、そのような上型４と下型６との位置合わせは、可動型２４をガイドレール２８に沿って摺動せしめるボールネジ機構３０を駆動せしめるサーボモータによって、正確な移動距離において、可動型２４の移動を行ない得るところから、サーボモータの電気的な制御にて、上型４と下型６との位置合わせを行なうことも、可能である。
このような上型４と下型６との型合わせに際して、上型４は固定型２２に、また下型６は可動型２４に、それぞれ、保持された状態において移動せしめられるものであるために、それら上型４及び下型６を、偏心や芯擦れ等の問題を惹起することなく、正確に型合わせすることが出来るのである。このような工程においても、上型４及び下型６が、それぞれ、固定型２２及び可動型２４に固定されているところから、正確な位置を出し易く、従って機械的に精度よく、それら二つの型４、６を嵌合せしめることが出来るのである。なお、この嵌合工程は、空気泡が、それら上型４と下型６との間に閉じ込められないように、真空下で行なうことも可能である。また、それら上型４及び下型６は、互いに対向位置せしめられた状態において、可動型２４を上昇せしめることにより、型閉じが行なわれ、更に、固定型２２に向かって移動せしめることにより、それら上型４と下型６との締め付けが行なわれる。
そして、このような上型４と下型６との型合わせによって、それらの型の間には、成形材料４８の充填されたレンズブランク成形キャビティ（８）が形成されることとなるのであり、そしてその状態において、レンズブランクの成形操作が実施されるのであるが、そのような成形材料４８が、モノマー混合物の如き重合性材料の場合にあっては、その重合を行なわしめることにより、目的とするレンズブランクがモールド成形されることとなる。
また、図９に示されるように、固定型２２と可動型２４とを再度型開きして、固定型２２に保持されている上型４及び可動型２４に保持されている下型６を、エジェクタピンの突き出し作動等によって、それらの型２２、２４から、上型４及び下型６とを嵌合せしめた状態において取り出し、別異の場所において、加熱や紫外線照射等による重合操作を加えるようにすることも、可能である。なお、樹脂は、加熱により膨張変形し易いが、固定型２２及び可動型２４に、上型４及び下型６をそれぞれ保持せしめた状態において、成形材料４８のモールド成形（重合）操作を実施することによって、それら上型４や下型６の熱による変形を抑制して、極めて高い精度をもって、目的とするレンズブランクを得ることが出来るのである。
さらに、上記の重合工程は、前述せるように、熱重合又は紫外線照射による光重合によって実施され得るのみならず、例えば、固定型２２と可動型２４とからなる射出成形用金型内に存在するときは、加熱により予備的な重合を進行させ、そのような射出成形用金型から取り出した後において、紫外光に充分な時間の間晒すことで、重合を完結せしめる方法や、重合の進行に伴って生じる重合収縮を解消するために、固定型２２と可動型２４を型閉じする際の型締め力を徐々に上昇させて、重合を完結せしめる方法等、公知の各種の手法を適宜に採用することが出来る。
また、上型４と下型６との型合わせにて形成されるレンズブランク成形キャビティ（８）内に充填された成形材料４８の重合が完了した後において、上型４と下型６との型外し工程に移行され、そこでは、モールド成形されたレンズブランクが、上型４側に保持された状態において、下型６が分離せしめられる。上型４には、コンタクトレンズのベースカーブ光学領域及びベベル部やエッジ部が形成される形状となっているところから、成形されたレンズブランクは、上型４に確実に保持されることとなるのであり、そしてその状態において、レンズブランクのフロントカーブ側の光学領域が、目的とするコンタクトレンズのパワーを示すように、機械加工されるのである。また、そのような機械加工が終了することによって得られたコンタクトレンズは、従来と同様にして、上型４から離脱せしめられることとなるのである。
ところで、上記の具体例では、レンズブランクの片側の面に対して機械加工を施して、目的とするコンタクトレンズを得る手法を明らかにしているが、その他、成形材料の重合の完了（モールド成形）によって、コンタクトレンズの両側の面が成形されて、最終的なコンタクトレンズが得られるようにした方法を採用する場合にあっては、上型４及び下型６から分離されたコンタクトレンズが、機械加工の工程を経ることなく、最終的なコンタクトレンズとして、そのまま用いられるべく、例えば、レンズの洗浄、水和、検査、包装、殺菌等の処理が、従来と同様にして実施されることとなる。
なお、本発明は、以上に例示の具体例に限定して解釈されるものでは決してなく、また以上の記載によって何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、上記の具体例の他にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
例えば、上例においては、固定型２２と可動型２４の間に形成される上型４及び下型６形成用の成形キャビティ３２、３４は、三つとされているが、少なくとも１つ以上であれば、本発明は、同様に適用可能である。尤も、より多くの成形キャビティ３２、３４が同数において形成されるようにすれば、１回の射出成形にて、多数の上型４と下型６とが成形されることとなり、そのために、それら多数の上型４と下型６とを用いて、多数のコンタクトレンズ材（レンズブランク）をモールド成形することが出来る利点が生じる。
また、上例においては、可動型２４が直線的に移動せしめられて、上型４と下型６との型合わせが出来るようになっているが、固定型２２に対して可動型２４を相対的に回動せしめることにより、上型４と下型６との嵌合を行なうようにすることも、可能である。例えば、図１０には、上型成形キャビティ３２と下型成形キャビティ３４とが、交互に、９０°の位相角をもって、それぞれ二つ設けられていることにより、そこでは、可動型２４に９０°の回動を行なわしめることにより、上型４に対向するように、下型６を配置せしめることが出来、以てそれら二つの型４、６の型合わせを行なうことが出来るのである。
さらに、上例においては、一つの射出成形装置１０に装備される固定型２２と可動型２４との間に、２種の成形キャビティ３２、３４が形成されるようになっているが、それら２種の成形キャビティ３２、３４を、別々の射出成形装置における固定型と可動型との間に形成することも可能である。
例えば、図１１には、２台の射出成形装置を用いて、上型４と下型６とを別個に射出成形する場合の可動型（２４）上における２種の成形キャビティ３２、３４の配設形態の一例が示されている。即ち、図１１の（ａ）に示される一方の可動型２４ａ上には、下型６を成形するための４つの成形キャビティ３４が、スプルー対向孔３８の周りに等間隔に設けられている一方、図１１の（ｂ）に示される他方の射出成形装置の可動型２４ｂ上には、４つの上型４を射出成形するための成形キャビティ３２が形成され、そして、それら二つの可動型２４ａ、２４ｂを、それぞれ、別個の射出成形装置にセットして、対応する固定型２２ａ、２２ｂとの間において、従来と同様な操作により、それぞれ、上型４と下型６とを射出成形し、更に、図１２に示される如く、２つの可動型２６ａ、２６ｂを、適当な連結部材５２にて連結せしめ、ボールネジ機構３０にて、両者（２４ａ、２４ｂ）を同時に移動せしめて、固定型２２ｂに保持された上型４に対して、可動型２４ａに保持された下型６とを位置合わせして、それらの嵌合（型閉じ）を行なうようにすることも、可能である。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、本発明は、コンタクトレンズやレンズブランクの如きコンタクトレンズ材を製造するに際して、そのようなコンタクトレンズ材をモールド成形するための二つの樹脂型を精度よく嵌合せしめるための方法及び装置を提供することが出来、また、モールド成形されるコンタクトレンズ材の形状精度をより一層高め、更には、樹脂型を用いることによって惹起される重合不良や埃等の付着の問題を効果的に解消し得る手法と、そのための装置並びに射出成形用金型を、有利に提供し得るものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に従うコンタクトレンズ材の製造方法において用いられる上型と下型の一例を示す縦断面説明図である。
図２は、図１に示される上型及び下型を射出成形するための射出成形装置の一例を示す正面説明図である。
図３は、図２に示される射出成形装置の主要部の右側面説明図である。
図４は、図２の射出成形装置に配設される金型を構成する固定型と可動型のそれぞれの対向面に形成される成形キャビティの配設パターンを模式的に示す略図であって、（ａ）は固定型の下面の模式図であり、（ｂ）は可動型の上面の模式図である。
図５は、図２に示される射出成形装置に配設された金型を構成する可動型と固定型との型合わせにて形成される２種の成形キャビティを示す金型の縦断面説明図であり、また、そのような２種の成形キャビティにおける樹脂の射出成形状態を示す金型断面説明図である。
図６は、可動型と固定型とを型開きした際に、下型が可動型に、上型が固定型に、それぞれ、保持されている状態を示す金型断面説明図である。
図７は、可動型に保持された下型の凹所に対して、モノマー混合物が注入されている状態を示す金型要部断面説明図である。
図８は、可動型と固定型とが相対的に移動せしめられて、上型と下型とが対向位置せしめられた状態を示す金型要部断面説明図である。
図９は、上型と下型との間に形成される成形キャビティ内においてモノマー混合物が重合せしめられることにより、コンタクトレンズ材がモールド成形された状態において、下型が可動型より離型せしめられた状態を示す要部断面説明図である。
図１０は、一軸回りの回動によって上型及び下型を型合わせすることの出来る２種の成形キャビティの配設形態を示す説明図であって、（ａ）は固定型の下面における２種の成形キャビティの配設形態を示す説明図であり、（ｂ）は可動型の上面における２種の成形キャビティの配設形態を示す説明図である。
図１１は、二つの別個の射出成形装置を用いた本発明に従うコンタクトレンズ材の製造装置において、それぞれの射出成形装置の可動型上に形成される２種の成形キャビティの配設形態をモデル的に示す略図である。
図１２は、射出成形装置の二つを用いた本発明に従うコンタクトレンズ材の製造装置において、可動型を移動せしめるための移動機構を概略的に示す説明図である。

Claims

コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を製造する方法にして、
第一の半型と第二の半型とを型閉じして、それらの型間に形成される少なくとも一つの成形キャビティ内に、所定の樹脂材料を射出、充填せしめ、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形する工程と、
第三の半型と第四の半型とを型閉じして、それらの型間に形成される少なくとも一つの成形キャビティ内に、所定の樹脂材料を射出、充填せしめ、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形する工程と、
前記第一の半型と前記第二の半型とを型開きして、前記成形された第一の樹脂型を、そのコンタクトレンズ材成形キャビティ面側の半型が開放されるようにして、それら二つの半型の一方に保持せしめる工程と、
前記第三の半型と前記第四の半型とを型開きして、前記成形された第二の樹脂型を、そのコンタクトレンズ材成形キャビティ面側の半型が開放されるようにして、それら二つの半型の一方に保持せしめる工程と、
それぞれの半型に保持された前記第一の樹脂型及び第二の樹脂型の何れか一方に、前記コンタクトレンズ材を与える成形材料を供給して、収容・保持せしめる工程と、
該第一の樹脂型を保持する半型と該第二の樹脂型を保持する半型とを相対的に移動せしめ、それら第一の樹脂型と第二の樹脂型とを型合わせすることにより、それら樹脂型の間に形成されるコンタクトレンズ材成形キャビティ内に前記成形材料を充填せしめる工程とを、
有することを特徴とするコンタクトレンズ材の製造方法。
前記第一の半型と前記第三の半型とが一つの固定型にて構成されている一方、前記第二の半型と前記第四の半型とが一つの可動型にて構成され、それら固定型と可動型との型合わせによって、それらの型間に、前記第一の樹脂型及び前記第二の樹脂型をそれぞれ成形するための２種の成形キャビティの各一つ以上が形成されると共に、それら２種の成形キャビティにて射出成形せしめられる第一の樹脂型及び第二の樹脂型の何れか一方が、それら固定型と可動型の型開きによって、該固定型に保持せしめられるようになっている一方、他方の樹脂型が該可動型に保持せしめられるようになっている請求項１に記載のコンタクトレンズ材の製造方法。
前記第一の半型と第二の半型とを用いる前記第一の樹脂型の射出成形工程と、前記第三の半型と第四の半型とを用いる前記第二の樹脂型の射出成形工程とが、異なる別個の装置における射出成形操作によって実施される請求項１に記載のコンタクトレンズ材の製造方法。
前記第二の樹脂型のコンタクトレンズ材成形キャビティ面が凹面にて構成され、該凹面にて与えられる該第二の樹脂型の凹所内に、前記成形材料が流動状態において供給される請求項１乃至請求項３の何れかに記載のコンタクトレンズ材の製造方法。
前記成形材料が流動可能な重合性材料であり、前記第一及び第二の樹脂型の型合わせにて形成される前記コンタクトレンズ材成形キャビティ内において、該重合性材料を重合せしめることにより、前記目的とするコンタクトレンズ材が形成される請求項１乃至請求項４の何れかに記載のコンタクトレンズ材の製造方法。
コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を製造するための装置にして、
位置固定の固定型と該固定型に対して接近・離隔可能な可動型とが上下に配されて、それら型間に、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形するための第一の成形キャビティと、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形するための第二の成形キャビティとが、少なくとも一つずつ形成されるように構成すると共に、それら第一、第二の成形キャビティにおいて射出成形された第一及び第二の樹脂型が、固定型と可動型との型開きに際して、それぞれのコンタクトレンズ材成形キャビティ面側の型が開放されるようにして、別個に固定型または可動型に保持されるように構成した射出成形手段と、
該射出成形手段における固定型と可動型とを相対的に移動せしめて、それらの型に別個に保持されている前記第一の樹脂型と前記第二の樹脂型とが上下に対向位置するようにする移動機構と、
前記可動型上に保持された前記何れか一方の樹脂型に、前記コンタクトレンズ材を与える成形材料を供給して、収容・保持せしめる成形材料供給手段とを、
有することを特徴とするコンタクトレンズ材の製造装置。
前記移動機構が、前記固定型と前記可動型とを相対的な直線運動乃至は一軸回りの回動作動によって移動せしめるものである請求項６に記載のコンタクトレンズ材の製造装置。
コンタクトレンズ若しくはそれを与えるレンズブランクからなる、対応する二つのレンズ形成面を備えたコンタクトレンズ材を製造するための装置にして、
位置固定の固定型と該固定型に対して接近・離隔可能な可動型とが上下に配されて、それら型間に、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形するための第一の成形キャビティが、少なくとも一つ形成されるように構成すると共に、該第一の成形キャビティにおいて射出成形された第一の樹脂型が、それら固定型と可動型との型開きに際して、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面側の可動型が開放されるようにして、前記固定型に保持されるように構成した第一の射出成形手段と、
位置固定の固定型と該固定型に対して接近・離隔可能な可動型とが上下に配されて、それら型間に、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形するための第二の成形キャビティが、少なくとも一つ形成されるように構成すると共に、該第二の成形キャビティにおいて射出成形された第二の樹脂型が、それら固定型と可動型との型開きに際して、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面側の固定型が開放されるようにして、前記可動型に保持されるように構成した第二の射出成形手段と、
前記第一の樹脂型を保持する第一の射出成形手段における固定型と前記第二の樹脂型を保持する第二の射出成形手段における可動型とを相対的に移動せしめて、それらの型に別個に保持されている前記第一の樹脂型と前記第二の樹脂型とが上下に対向位置するようにする移動機構と、
前記第二の射出成形手段の可動型上に保持された第二の樹脂型に、前記コンタクトレンズ材を与える成形材料を供給して、収容・保持せしめる成形材料供給手段とを、
有することを特徴とするコンタクトレンズ材の製造装置。
前記移動機構が、前記固定型と前記可動型とを相対的な直線運動乃至は一軸回りの回動作動によって移動せしめるものである請求項８に記載のコンタクトレンズ材の製造装置。
位置固定に配される固定型と該固定型に対して接近・離隔可能に配される可動型とからなり、それら固定型と可動型との型合わせによって、それら型間に形成される、前記コンタクトレンズ材の一方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第一の樹脂型を射出成形するための第一の成形キャビティと、前記コンタクトレンズ材の他方のレンズ形成面を成形するキャビティ面を有する第二の樹脂型を射出成形するための第二の成形キャビティとを、それぞれ少なくとも一つずつ有し、且つそれら固定型と可動型との型開きに際して、該第一の成形キャビティにおいて射出成形された前記第一の樹脂型が、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面に対向する可動型より開放されるようにして、固定型に保持されるように構成されている一方、該第二の成形キャビティにおいて射出成形された前記第二の樹脂型が、前記コンタクトレンズ材成形キャビティ面に対向する固定型より開放されるようにして、可動型に保持されるように構成されていることを特徴とする射出成形用金型。