JP5621117B2 - 多層コンタクトレンズおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、厚み方向に多層構造を有するコンタクトレンズを製造する方法に係り、成形型内で各層を形成する部分を順次重合して積層されたコンタクトレンズの製造方法、およびそのような製造方法から得られる多層コンタクトレンズに関するものである。

成形型内でコンタクトレンズを重合する方法（以下、単に「モールド製法」という）は一般に、レンズの前面側を形成する雌型と後面側を形成する雄型との間に重合性モノマーを充填して、加熱あるいは紫外線等を照射することによりコンタクトレンズ完成品を得るというものである。このように工程が簡略かつ短時間であるため、近年の主流となっている使い捨てタイプのコンタクトレンズの製法として広く採用されている。この製法は文字で記載すれば、極めて単純に思えるが、コンタクトレンズ（以下、単に「レンズ」という）は高度管理医療機器であり、眼に装用するための形状、表面の滑らかさなど品質が高いものを製造できなければならない。

モールド製法に関する克服すべき主要な課題としては、例えばレンズを形成する組成物の重合収縮がある。レンズ素材は、液体であるモノマー等を重合して形成されるので、液体から固体へと状態が変化するに際して、構成分子或いは原子間距離が相対的に接近し、全体の体積が収縮するからである。この課題の解決策としては、重合収縮に追随するように可撓性のリムを備えた型を用いる方法（特許文献１）や、重合に関与しない非水系溶媒を使用して重合収縮を吸収するようにした置換可能な不活性希釈剤を用いる方法（特許文献２）、重合収縮を補償するために予めレンズ形成空間よりも余分な材料を収容する押湯を保持する型を用いる方法（特許文献３）などがある。

また、レンズのエッジ部分におけるバリや欠けも解決すべき重要な課題である。レンズの前面および背面は、平滑な表面を有する型を用いることで、製品への転写が可能である。しかし、雄型と雌型との接点においては、レンズ形成部分と余剰材料とを確実に遮断しないと、バリや欠けが発生する可能性があるからである。この課題への対応としては、一方の型の周縁部に設けられたナイフエッジが、他方の型に貫入するように構成されたもの（特許文献４）や、押湯を保持する型を用いた場合に、余剰モノマー部分が一方の型に確実に接着するように表面処理し、レンズ成形品を他方の型に選択的に接着させて型を分離するようにした方法（特許文献５、６）、雄型と雌型との間の相互的な横方向の移動を実質的に阻止するインターロック手段を有する成形型を使用するもの（特許文献７）などがある。

これらの技術によってモールド製法における主要な課題が次々と解決され、低価格でレンズが提供できるようになった。そして現在ではモールド製法の特徴を生かして新しい機能を付与し、レンズの付加価値を高めたり、新規なレンズ素材を適用することが要求されるようになったのである。

レンズの付加価値を高める例としては、瞳の色又は質感を他覚的に変化させる着色レンズがある。虹彩付きレンズとも呼ばれるが、これらのレンズの製造方法としては、レンズ成形金型表面の虹彩部分を形成する部位に色付きモノマー成分を被覆してフィルム形成後、レンズ用モノマー成分を充填・重合して金型から取り出されたときには着色レンズが形成されている方法（特許文献８）、着色部分がレンズ素材の内部に埋め込まれたレンズ（特許文献９）などがある。これらの製法によれば、着色部分がレンズ表面に突出することなく、装用者のまぶた等に直接違和感を生じさせることはない。しかし、レンズ表面には着色部分が現れることがあり、レンズ本体の素材との結合力によっては、着色部分が剥落して結果的に刺激を生じさせたり、着色部分とその周辺部分との硬さの違いを感じたり、あるいは着色部分への汚れ付着のおそれもあった。

そこで、着色部分がコート層で被覆された着色レンズが提案されている（特許文献１０）。このレンズでは、着色部分が完全に被覆された状態であることから、前記のようなおそれはないが、別工程においてコート層をプラズマ表面処理やＵＶ照射によりグラフト重合で形成している点で、製造上の課題がある。モールド製法は低コストでレンズを製造できることが特徴であり、系統の異なる別工程が加わることで、コストがかかることが予想されるからである。

ところで使い捨てレンズは、殆ど軟質レンズである。軟質レンズは、レンズ規格（特にベースカーブ）が硬質レンズに比して少ないことから、必要な成形型の種類が少ないという点でモールド製法に適しており、コストを抑えて多量に製造することができるからである。従来、軟質レンズの素材は含水率の高さによって酸素透過性を確保してきたが、シロキサン含有マクロモノマー等を使用した、より高い酸素透過性を示す新規なレンズ素材へとシフトしている。シロキサン含有マクロモノマー等を使用すれば、非常に高い酸素透過性を示すのであるが、別工程として例えば表面親水化処理（特許文献１１）が必要とされる。

特公昭５９−２９４１１号公報 特開平７−１０９４１５号公報 特公昭６３−３６４８４号公報 特開平６−２０８０９０号公報 特開平６−２３８６８２号公報 特開平１０−３０９７２８号公報 特表２００３−５１６２４７号公報 特開平２−１３４６１２号公報 特開平３−１５０２０号公報 特表２００５−５３１８１０号公報 特表２００１−５１７７３１号公報

本発明の課題は、モールド製法を使用して新たな機能を付与し、レンズの付加価値を高める製造方法を提供することであり、系統の異なる処理を経ることなく一連のモールド製法の中で製造が完結するようなレンズの製造方法および該製造方法を利用したレンズを提供することを目的とする。

本発明は、多層構造を有するコンタクトレンズを型によって製造する方法であって、（ａ）第１型と第２型を組み合わせて形成される空間内に、第一重合性組成物を充填し、全ての重合工程を終えた後であって離型直前のコンタクトレンズ（以下、重合レンズという）よりも薄い厚みで、かつ、外径も小さい第一半製品を重合する工程、（ｂ）前記第１型と第２型を開く工程、（ｃ）前記第一半製品が固定された一方の型と第３型とを組み合わせて形成される空間内に、第二重合性組成物を充填し、重合する工程を含み、前記（ｂ）工程において、第一半製品が第１型又は第２型のいずれかに選択的に固定されるように、（Ｉ）（ａ）工程の前に、型材料と第一半製品との接着力が高い材料を、固定させたい側の型材料として採用し、他方を接着力が低い材料から成形する工程（例えば、含水性のレンズを製造する場合には、第一重合性組成物には親水性のモノマー等が配合されているので、固定させる型材料をポリアミドなどの親水性型材料で作成し、露出させる型材料をポリプロピレンなどの疎水性型材料で作成するなど）、（ＩＩ）（ａ）工程の前に、第１型と第２型の型材料を同じもので作成し、一方の型表面に処理（例えばプラズマ、ＵＶ照射、コロナ放電、レーザー或いは、界面活性剤を塗布するなど）を施して第一半製品を接着しやすくする、又は離型しやすくする工程、（ＩＩＩ）（ｂ）工程において、常に一方の型に選択的に固定するような型を開く工程（例えば、第１型から第２型へと温度勾配を持たせて型を開くと、熱の低い方に選択的に第一半製品が残るようにするなど）、の前記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の各工程のうち、少なくとも一つの工程が行われることを特徴とする。また、本発明は、この製造方法によって製造された多層構造を有するコンタクトレンズを提供することも特徴とする。

本明細書において「重合レンズ」とは、前記のとおりモールド製法により製造されたコンタクトレンズであって、全ての重合工程終了後、離型直前の状態のものをいい、コンタクトレンズ製品とは区別して用いている。モールド製法には、重合性組成物に重合収縮を補償するために予め希釈剤などが添加されるいわゆるウェットモールド製法と、希釈剤などが添加されないドライモールド製法がある。例えばドライモールド製法で製造されたレンズは、型から取りだした状態では未だ水を含んでいないが、含水処理によってサイズが膨潤して市場に流通するコンタクトレンズ製品となる。ウェットモールド製法で製造されたレンズにしても、型から取りだした後に希釈剤を水と置換するなどして、含水状態にする。従って、重合レンズのサイズは、商品として市場に流通するコンタクトレンズ製品のサイズとは一般的に異なる。このように特に含水性レンズの場合、状態によってサイズの変化が大きいため、径の大小を比較するには基準状態を特定する必要がある。そして本発明では前記のように先に重合される層が、後に重合される層よりも常に径を小さくするという製造方法を採用した関係で、基準状態を「重合レンズ」の径と特定した。

「半製品」とは、重合レンズとして得られるよりも前の状態の製品で、これ自体を含水処理等しても完成品としてのレンズを得ることはできない。（ａ）工程で重合される層の外径は、後に重合される層の外径よりも小さく設定されている。すなわち、初めに重合される層は、後に重合される層よりも常に小さい外径を有しており、好ましくは、５〜４０００μｍ小さく、より好ましくは１０〜２０００μｍ小さく、最も好ましくは１５〜１０００μｍ小さい。本発明の方法により製造されたレンズは、最後に重合された層がコンタクトレンズ製品のエッジを形成することとなる。これによって、製品としたときのレンズのエッジ部の欠損やバリ等の不良発生を抑制するという効果を奏する。

また本発明は、前記（ｃ）工程の代わりに、（ｅ−１）第３型と第４型を組み合わせて形成される空間内に、第三重合性組成物を充填する工程、（ｅ−２）第三重合性組成物を重合し、重合レンズよりも薄い厚みで、かつ、外径も小さい第二半製品を得る工程、（ｅ−３）前記第３型と第４型を開く工程、（ｃ'）前記第一半製品が固定された一方の型と、前記第二半製品が固定された第３型とを組み合わせて形成される空間内に、第二重合性組成物を充填し、重合する工程を含むことができる。この方法では、それぞれコンタクトレンズ製品となったときのレンズ内面側と、レンズ外面側の層を先に重合し、両者で挟むようにして厚み方向に三層構造を有するレンズを得ることができる。

さらに前記（ｃ）工程の代わりに、（ｆ−１）前記第一半製品が固定された一方の型と第５型とを組み合わせて形成される空間内に、第三重合性組成物を充填する工程、（ｆ−２）第三重合性組成物を重合し、第一半製品と第三重合性組成物重合体を合わせた二層構造の重合体（以下、第三半製品という）として、その厚みが重合レンズよりも薄くかつ外径も小さい第三半製品を得る工程、（ｃ''）前記第三半製品が固定された一方の型と第３型とを組み合わせて形成される空間内に、第二重合性組成物を充填し、重合する工程を採用することもできる。この方法は、順次層を塗り重ねていくというものであり、三層構造を有するレンズの製造方法としては前記と同様である。これらの製法によれば、例えば中間層に酸素透過性の高いシリコン系モノマー等を使用し、それを親水性モノマーでサンドイッチしたような構造のレンズを得ることができる。すなわち、従来別工程で表面親水化を行っていた製法のように系統の異なる処理を必要とすることなく、一連のモールド製法の中で完結させることができるという効果がある。

前記（ａ）工程の第一半製品、（ｅ−２）工程の第二半製品、（ｆ−２）工程の第三半製品のいずれの外径も、重合レンズより５〜４０００μｍ小さい。好ましくは１０〜２０００μｍ小さく、最も好ましくは１５〜１０００μｍ小さいサイズで重合される。要するに最後に重合させる層をコンタクトレンズ製品のエッジ部分に相当させることで、最終的に得られるレンズのエッジ部の欠損やバリ等の不良発生を抑制するのである。

また、（ｄ）前記第一半製品、第二半製品、第三半製品の少なくともひとつの半製品の表面であって、型に固定されていない側の表面に着色成分を塗布する工程、を含むことが好ましい。この工程（ｄ）により製造されるレンズは、いわゆる虹彩付きレンズとなる。この製造工程によって、一連のモールド製法の中で、着色部分を完全にサンドイッチした構造のレンズを得ることができる。着色成分には不透明部分を一部に有していることが好ましい。瞳の色又は質感を他覚的に変化させる効果が高いからである。

前記記載の各製造方法によって製造されたレンズは、厚み方向に多層構造を有するコンタクトレンズとして、従来と同様のレンズ素材を使用したとしても追加機能を付加することができる。また層構造に組み合わせることで、個々の素材の優れた点を引き出しつつ欠点を補うようにして、全体としては付加価値の高いレンズ素材を提供することができる。

本発明の厚み方向に多層構造を有するコンタクトレンズを製造する方法は、先に重合する層（以下「先層」という）が後に重合する層（以下「後層」という）の外径よりも小さく設定してあるために、先層は、後層を形成するための空間内に包含されることになる。この際、雄型と雌型とは、レンズ端の全周で接触することが可能になる。この状態で後層を形成する液を重合すると、重合収縮により一方の型が他方の型に食い込み、レンズ端の全周で、重合レンズと外側の環状部分の重合物（レンズを構成しない余計な環状重合物）とが確実に分離される。雄型と雌型を分割し、重合レンズを取り出すと、レンズと外側の環状部分の重合物とは完全に分離され、所望のレンズが得られるのである。

一方、先層が後層の外径と、同じもしくは大きい場合には、芯合わせの精度が悪いと、雄型と雌型とが一部で接触し、他部で先層を挟むことがある。また、先層の全周を挟んでも、挟んだ厚みが異なったりすることがある。この状態で後層を形成する液を重合すると、先層と接触する部分の型は、先層に食い込むことができず、型と先層の間で、重合レンズと外側の環状部分の重合物との縁を切ることが難しくなる。次いで雄型と雌型を分割し、重合レンズを取り出すと、重合レンズに外側の環状部分の重合物が強く付着し、重合レンズとの分離が困難になりやすい。無理に分離すれば、レンズに欠損、破れ、キズ等の欠点が生じることになるのである。

従って、先層が後層の外径よりも小さく設定してあると、製造後のレンズに変形や、バリなどの発生を効果的に抑制することができる。また、別途系統の異なる工程を準備する必要がなく、モールド製法による一連の流れのなかで製造が完結するので、付加価値を向上させたレンズを低価格で提供できるのである。

さらに、多層構造を有することから、各層に適当な素材をあてはめることにより、単一の素材では解決できない課題を、複数の素材を組み合わせることによって全体として解決した、有用なレンズ素材を提供することができる。

図１は本発明の製造方法の一例について各工程を説明する図である。 図２は本発明の２層構造を有する重合レンズの一例について、直径方向の断面を示す図である。 図３は本発明の製造方法の他の例について各工程を説明する図である。 図４は本発明の３層構造を有する重合レンズの一例について、直径方向の断面を示す図である。 図５は本発明の製造方法の他の例について各工程を説明する図である。 図６は本発明の３層構造を有する重合レンズの一例について、直径方向の断面を示す図である。 図７は第一半製品の外径を、重合レンズの外径よりも小さくした場合と、同じに設定した場合において、レンズの端部断面を拡大して示す図である。

本発明は、厚み方向に多層構造を有するレンズおよびその製造方法に関するもので、多段階で層ごとに重合するに際して、先に重合される層の外径が、後に重合される層の外径よりも小さいことを特徴とする。以下、添付図面を参照しつつ具体的に説明する。

本発明ではレンズが多層構造を有するように、少なくとも２段階の重合工程を経て製造される。図１には、２層構造のレンズを製造する工程が図示されている。初めに第１型（１）と第２型（２）を準備する。この図では第１型が雌型、第２型が雄型であるが、これは逆であっても良い。いずれか一方が第１型、他方が第２型と考えれば良いのである。本発明に使用する型の材料は、汎用の熱可塑性樹脂から成形され、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル等が使用可能である。これらの樹脂を組み合わせて各型に使用することも、また、同じ樹脂材料で成形された型を使用することもできる。樹脂としては、ポリプロピレン、ポリスチレンやポリアミド等が価格、透明性、成形性に優れる等の理由で好ましく用いられる。また各型の成形方法としては射出成形の他、圧縮成形、真空成形など公知の方法が適宜採用可能である。

準備された型のうち雌型に第一重合性組成物（６）を充填する（図１の（ａ−１））。次に雄型と組み合わせて形成された空間内（４）で重合させる（図１の（ａ−２））。なお、図１の（ａ−１）と（ａ−２）を合わせて、本発明における（ａ）工程という。得られた重合体は、モールド製法で最終的に得られる重合レンズ（１０）よりも、薄い厚みで、かつ、外径も小さい第一半製品（５）となる。第一半製品の厚みは全体に渡って必ずしも一定である必要はない。例えば、多焦点レンズを作成したいような場合には、屈折率の異なる第一重合性組成物と第二重合性組成物の（厚み方向の）分布を、レンズの下方から上方へ、或いは周辺から中心部へとグラデーションさせることが好ましいからである。

重合レンズに対する、第一半製品が占める厚みについては一概には言えないが、グラデーションさせない場合には３〜９７％の厚み、好ましくは５〜９５％の厚み、より好ましくは７〜３５％の厚み、最も好ましくは１０〜２５％の厚みである。第一半製品の厚みが２％以下の場合、厚みが薄くなり過ぎて一部に欠損等の欠陥が生じやすいため不適切である。また、一方の層の厚みが他方の層の厚みより薄いと、水和時に薄い層の形状は厚い層の形状に従う傾向があり、厚い層を安定して製作できる重合性組成物より形成すると、レンズの形状が安定するために有利である。そこで、第一半製品が占める厚みは３５％以下がより好ましい。グラデーションさせる場合には薄い所で３〜２０％、厚いところで７〜４０％程度が適当である。

第一半製品の外径は重合レンズの外径よりも常に小さい外径を有しており、好ましくは５〜４０００μｍ小さく、より好ましくは１０〜２０００μｍ小さく、最も好ましくは１５〜１０００μｍ小さい。本発明では、このように外径を「小さく」設計することが特徴である。後に重合させる第二重合性組成物の型をレンズの外縁形成に使用することによって、多層構造のレンズを作成しても、レンズの変形やエッジ部分の欠損、バリの発生などが効果的に抑制されるからである。

第一半製品に第二重合性組成物を接触させると、第一半製品に第二重合性組成物が浸透する。この状態で第二重合性組成物を重合させると、両層間が剥がれない強い強度が得られる。このとき、第二重合性組成物が形成する径が重合レンズよりも小さくなる（すなわち第一半製品の外径が重合レンズの外径と同じになる）ように設計されていると、重合レンズを形成するための両型間の空間部分から第二重合性組成物が漏れ出た場合に、第一半製品の少なくとも一部の周辺部と接触して浸み込み、そこでも重合が進行する。前述の通り、この結合は強固であるために、漏れ出た余分な第二重合性組成物の重合物を分離する際に、第一半製品の周辺部に欠損等の欠陥が生じることになる。このような状況を、より具体的に示したものが図７である。図７（ｉ）は、第一半製品（３５）の外径が重合レンズの外径よりも小さくした場合を示し、図７（ｉｉ）は、第一半製品の外径が重合レンズの外径と同じで、第二重合性組成物（３７）が形成する径が重合レンズの外径よりも小さい場合を示している。第一半製品の周辺部（３６）に余分な第二重合性組成物（３７’）が接触していることが理解できると思う。

図７に示すように、後に重合する組成物が形成する径よりも、先に重合する組成物が形成する径を「小さく」設計することが、エッジ部分の欠損やバリの発生を効果的に抑制することがわかる。なお、後に重合する組成物について、図７（ｉｉ）に示す余剰部分（３７’）が生じることのないように正確に充填したり、先に重合する組成物が形成する径と後に重合する組成物が形成する径とが「同じ」サイズになって外縁を一致するように設計すれば、前記の周辺部の欠損等の問題を解消することは可能である。しかし、そのような正確な充填や、外縁を一致させるような操作は、製造工程管理に負荷がかかるためにコスト上昇を招きやすいという傾向があり好ましくないのである。

本発明の重合性組成物には従来公知のモノマー等を使用することができ、例えば含水性ソフトレンズを得る場合には、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、アルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、ジメチル（メタ）アクリルアミド、グリセロール（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、（メタ）アクリル酸等が、また非含水性ソフトレンズを得るにはガラス転移点の低い高分子重合体を与えるモノマー、例えばｎ−ブチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ〉アクリレート等が使用できる。酸素透過性の素材としては、シリコーン含有アルキル（メタ）アクリレート等のモノマーやシリコーン含有マクロマーなどが前記モノマー等と組み合わせて用いることができる。第一、第二、或いは第三重合性組成物のいずれも必須のモノマー等がある訳ではなく、得ようとするレンズ製品に応じて種類、組成比などが適宜選択可能である。なお、上記モノマー等は本発明に使用できるモノマー等の一部を例示したものにすぎず、本発明に使用できるモノマー等を限定するものではないことは言うまでもない。

図１に戻って説明を続ける。第一半製品（５）の型に固定された側の面は、重合レンズ（１０）の一方の面を構成することになるが、露出した側の面は、後に重合される第二重合性組成物（７）によって被覆され、二層構造のレンズができあがることになる。従って、第一半製品の型に固定される面を重合レンズの内面側に使用することを意図する場合には、図１（ｂ）に示されるように、第１型と第２型を開く工程において、第一半製品が雄型に選択的に固定されていることが好ましい。逆に、第一半製品を重合レンズの外面側に使用する場合には、第一半製品が雌型に選択的に固定されていることが好ましい。このような選択性を確実にコントロールする方法としては、（Ｉ）型材料と第一半製品との接着力が高い材料を、固定させたい側の型材料として採用し、他方を接着力が低い材料から成形する方法（例えば、含水性のレンズを製造する場合には、第一重合性組成物には親水性のモノマー等が配合されているので、固定させる型材料をポリアミドなどの親水性型材料で作成し、露出させる型材料をポリプロピレンなどの疎水性型材料で作成するなど）がある。また、（II）第１型と第２型の型材料を同じもので作成し、一方の型表面に何らかの処理（例えばプラズマ、ＵＶ照射、コロナ放電、レーザー或いは、界面活性剤を塗布するなど）を施して第一半製品を接着しやすくする、又は離型しやすくする方法でもよい。或いは、（III）本発明の（ｂ）工程において、常に一方の型に選択的に固定するような型を開く方法（例えば、第１型から第２型へと温度勾配を持たせて型を開くと、熱の低い方に選択的に第一半製品が残るようにする方法）を採用してもよい。

第一半製品の表面と、第１型および第２型表面との接着面が、反対称（凸面に対して凹面、凹面に対して凸面）の関係にあることから、通常は一方の型に第一半製品が選択的に固定された状態で型を開くことができる。前述したコントロールの方法は、より確実に制御することが可能となる技術であり、その採否はコスト等総合的な判断から決定すれば良い。

空間（４）には、第一重合性組成物（６）が充填されているのであるが、過剰量の第一重合性組成物を収容する別の空隙部が第１型と第２型を組み合わせた際に形成されるようにしても良い。図１には示されていないが、過剰量を押湯として収容することにより、重合過程で生じうる収縮を抑制することができるからである。重合収縮の回避方法は他にも、重合性組成物中に予め重合に関与しない非反応性物質を添加しておく方法や、第１型及び（又は）第２型が収縮を吸収できる程度の可撓性を有する材料で成形されたものを使用する方法などがある。本発明の（ａ）工程では、第一半製品の型に固定された面が重合レンズの内面または外面のいずれかの表面を形成する。型に固定されずに露出する側の面は、第二重合性組成物で被覆される。第二重合性組成物で被覆される面については、必ずしも正確な表面形状である必要がないため、この面を形成することになる第１型又は第２型に、十分な可撓性を持たせて重合収縮を吸収できるのである。

また、本発明における重合性組成物の重合については、公知の方法を採用できる。例えば、加熱による熱重合や、紫外線のような光を照射した光重合、これらの併用などである。熱重合は、室温付近から徐々に昇温し、数分乃至数時間で３０〜１２０℃の温度範囲の熱をかける。熱重合開始剤としては、過硫酸塩や過酸化物、アゾ系開始剤などが挙げられる。一方、光重合の場合には、紫外線、電子線などの活性エネルギー照射により重合を進行させる。光重合開始剤としては、アルキルフェノン系、アシルフォスフィンオキサイド系開始剤等が挙げられる。これらの重合法および開始剤の選択は、重合性組成物と型材料などを考慮して適宜選択することができる。

図１では、（ｂ）工程で型を開くときに、第２型（２）に第一半製品（５）が固定された状態で型が開かれるために、第３型（３）に第二重合性組成物が注がれることになる。第１型（１）に第一半製品が固定された状態で型が開かれる場合には、第３型は雄型として第２型の代わりに用意され、第一半製品の上に第二重合性組成物が注がれることになる。従って図１に示すように、第３型は必ずしも雌型ではない。（ｂ）工程で第一半製品が固定される型と組み合わせて形成される空間が、重合レンズの形となるような型を第３型として用意することが必要である。

第二重合性組成物と第一重合性組成物は、異なる組成物であるとは限らない。例えば、後述する虹彩付きレンズを製造するような場合であれば、第一半製品の露出表面に着色成分を塗布した後に第一重合性組成物と同じ組成物を第二重合性組成物として使用することもあるからである。一方、上述した多焦点レンズを作成するような場合には、各重合性組成物はそれぞれ異なる屈折率の重合体を形成させることが望まれるため、必然的に異種の重合性組成物を使用することになる。

異種の重合性組成物を組み合わせる例として、屈折率以外にそれぞれの層の硬さが異なるレンズを製造することもできる。従来、中心部分がハードレンズで、周辺部分をソフトレンズにするという二種材が提案されている。このような二種材の特徴は、視力矯正に優れるハードで中心部を形成すると同時に、周辺部分をソフトにして装用感を向上させ、ハードレンズとソフトレンズの長所を併せ持つレンズが提供されることにあった。その製造方法は種々のものがあるが、基本的には中心部と環状周辺部という材料の分布を有するものであった。二種材には二つの課題がある。一つには、レンズをいかにして外すのか、二つには、異種の材料を接合する面積が小さいために両材料の結合力が弱い、ということである。レンズの外し方として、一般にハードレンズは上下のまぶたを中心に向けて寄せ集めるようにして外すが、これはレンズのエッジ部が硬いから可能なのである。一方、ソフトレンズはレンズを親指と人差し指で挟むように折り曲げて、眼から外す。しかし、二種材を外す際は、ソフトレンズのように折り曲げるにはハード部分が邪魔をして思うように挟めず、周辺部がソフトのためハードレンズのようにまぶたの力で外すことも困難である。

それに対して、本発明の製造方法によって得られる、各層の硬さが異なるレンズを製造した場合について説明する。ソフトレンズがハードレンズよりも視力矯正に劣るのは、ソフトレンズが角膜表面の凹凸に倣ってしまうからである。すなわち乱視矯正力に劣る。そこで、本発明のレンズ内面側を硬めの層で、レンズ外面側をソフトな層に製造する。レンズ内面側の硬さによって、角膜の凹凸に倣うことが防止され、レンズ内面と角膜の間に涙液を溜めて視力を矯正することができる。一方、レンズ外面側をソフトにすることでレンズの装用感を維持し、レンズを外す際にも挟める程度にレンズ全体としては柔軟性を示すようにすることができる。

しかも、レンズの中心部とその周辺部とを異種素材で接合させた多種材のように各素材の接合面が狭いわけではなく、厚み方向に層状構造を有するために、両材料の接合力は飛躍的に向上される。このように視力矯正、装用感、レンズの外し易さ、耐久性など、総合的に優れたレンズを設計することができるのである。

第３型の型材料、型の成形方法などは、前記第１型および第２型の場合と同様であるため、説明は省略する。図１において第二重合性組成物（７）を第３型（３）に注いだのち（図１（ｃ−１））、第一半製品（５）を固定した第２型（２）と第３型（３）を組み合わせると、形成される空間（８）には、第二重合性組成物（７）が満たされた状態となる。この第二重合性組成物を重合する（図１（ｃ−２））ことによって、重合レンズ（１０）が形成される。図１の（ｃ−１）と（ｃ−２）を合わせて、本発明における（ｃ）工程という。

第二重合性組成物の重合方法、重合開始剤、重合収縮への対応などは第一重合性組成物と同様である。ただし、第３型で形成される面は、重合レンズの表面となるので、重合収縮への対応は重要である。前記の型材料の可撓性による回避では、製品の規格が安定しないからである。図１には、重合レンズ（１０）が第一半製品（５）を内面に第二重合性組成物の重合体（９）が外面を形成していることが示されている。もちろん、この逆であっても良いが、第二重合性組成物の重合体が重合レンズの外縁部を形成することについては変わりがない。重合レンズの直径方向の断面図を図２に示す。

図２に示すように第一半製品（５）は重合レンズ（１０）の外径よりも（ｒ１＋ｒ２）だけ小さい。図２(ｉ)の（ｒ１＋ｒ２）と、図２（ｉｉ）の（ｒ１＋ｒ２）とは、同等であるように示されているが、相違していても良い。本発明では（ｒ１＋ｒ２）が、前記の通り５〜４０００μｍの範囲内、好ましくは１０〜２０００μｍ、最も好ましくは１５〜１０００μｍである。図２では、ｒ１とｒ２とは同一すなわち第一半製品（５）と重合レンズ（１０）とが同心円であるが、ｒ１とｒ２に差を設けて、第一半製品を偏心させることも可能である。

次に、（ｂ）工程と（ｃ）工程の間に、（ｄ）第一半製品の表面に着色成分を塗布する工程、を介在させる場合について説明する。（ｂ）工程で型を開いた後に、第一半製品の露出した表面に対して所望のデザインで着色成分が塗布される。デザインは、ドット、線、平面のいずれか若しくはこれらの組み合わせで構成され、単に着色する他に、文字、図形、記号、虹彩模様などを表すこともできる。（ｄ）工程の塗布方法は、従来の方法が適宜採用でき、例えば、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェット印刷などがある。いずれの塗布方法を選択するかは、着色成分の物性や第一半製品の物性、凸面か凹面かなどを勘案して定められる。第一半製品へ塗布したのち、第二重合性組成物の添加によって着色成分が分散しないように固定することが望ましい。着色成分の固定方法は、各種（加熱、乾燥、電子線照射など）の方法があり、これも適宜選択可能である。

虹彩付きレンズの製造に際しては、レンズ装用者の虹彩を隠蔽して、瞳の色や質感を他覚的に変化させるために、着色成分に不透明材料として酸化鉄や酸化チタンなど、流動性を制御するための増粘剤などが添加される。さらに、モノマー等を添加して、第一、第二重合性組成物とより強固に結合させることができる。第一、第二重合性組成物によって完全にサンドイッチ構造となるので、着色成分の溶出などは効果的に抑制される。しかし、着色成分を介して第一、第二の重合性組成物が隔てられていることを考慮すると、モノマー等を添加しておくことが好ましい。

前記不透明材料を添加しないで、着色透明レンズを製造することも勿論可能である。全体を同一色に着色する場合は、初めから第一及び（または）第二重合性組成物に添加すれば済むが、部分的に異なる色に着色したい場合や、文字、図形などをレンズ全体に現したい場合には、本発明の製造方法が有効である。前記（ｄ）工程をレンズ製造ラインの中に組み込むか否かは、状況に応じて切り替えることができる。通常は透明レンズを製造しつつ、例えば、装用者のオーダーメイドでキャラクターなどをレンズに表現するといった対応が可能であるため、在庫管理の必要がなく、レンズの付加価値を高めることが容易となる。

以上がいわゆる２層構造のレンズに関する具体例である。当然、３層或いは、それ以上の層構造を有するレンズも製造可能である。以下には３層構造のレンズを製造する場合について述べる。

（ｂ）工程までは、前記と同様である。３層構造を形成するには大きく二通りの経路がある。第一半製品を被覆するようにして第三半製品を重合しさらに第三半製品を被覆して順次形成する経路と、第一半製品と組み合わせる第二半製品を別途重合してから両者を中間層により結合させる経路である。図３には、雄型である第２型（２）に第一半製品（５）が固定されている場合において、（ｂ）工程以降の製造工程について、第一半製品（５）と組み合わせる第二半製品（１５）を重合する工程が示されている。この工程における第４型（１４）は、雌型の第３型（３）と組み合わせるため雄型である。図３（ｅ−１）では第３型（３）に第三重合性組成物（１６）が注がれている。次に第３型（３）に第４型（１４）を組み合わせて、空間（１８）を形成し、第二半製品（１５）が重合される（図３（ｅ−２））。

第二半製品（１５）を第３型（３）に固定した状態で、第４型（１４）と第３型（３）を開く（図３（ｅ−３））。第二半製品（１５）の上に第二重合性組成物（７）を注ぎ（図３（ｃ’−１））、第一半製品（５）を固定した第２型（２）と組み合わせることによって重合レンズ（２０）が形成される（図３（ｃ’−２））。この工程では、第二重合性組成物の重合体（９）が、第一重合性組成物の重合体（５）と第三重合性組成物の重合体（１５）にサンドイッチされた構造の、３層構造を有する重合レンズ（２０）が形成される。中間層が他の二層の接着層として作用するので、各層間の結合力が均等であるという利点がある。なお、図３の（ｃ’−１）と（ｃ’−２）を併せて本発明の（ｃ’）工程といい、（ｅ−１）、（ｅ−２）、（ｅ−３）を併せて本発明の（ｅ）工程という。

重合レンズ（２０）の直径方向の断面図を図４に示す。この図から明らかなように第一半製品（５）、第二半製品（１５）ともに重合レンズ（２０）よりも外径が小さい。すなわち、先に重合されるものの外径は後に重合されるものの外径よりも小さくなるよう設計された空間で重合が進行する。なお、第一半製品と第二半製品とは別々の経路で重合されるために、その前後を特定することはできないので、両者の径は同一であっても良く、また一方が他方の径より小さくても良い。図４に示すような構造を考えたとき、レンズの内面側を形成する第一半製品（５）よりもレンズの外面側を形成する第二半製品（１５）の方がレンズの形状への影響が大きいと考えられる。そのような観点からは、レンズ全体に占める各層の厚みの割合が、内面側の層≦中間層≦外面側の準に大きくさせることが好ましい場合がある。

一方、第一半製品（５）を被覆するように二層構造の第三半製品を重合する工程について、図５に示す。図５においては、第５型（１４’）は雄型の第２型（２）と組み合わせるので、雌型である。第５型（１４’）に第三重合性組成物（１６）を注ぎ（図５（ｆ−１））、第２型（２）と組み合わせた空間（２６）内で重合させる（図５（ｆ−２））。このとき第三重合性組成物の重合体（１５’）は、第一半製品（５）を被覆するように重合し、二層構造の第三半製品を形成する。

第３型（３）に第二重合性組成物（７）を注ぎ（図５（ｃ''−１）、第一半製品（５）および第三重合性組成物の重合体（１５’）を固定した第２型（２）と組み合わせて、空間（２８）内で第二重合性組成物を重合する（図５（ｃ''−２）。この工程では、第三重合性組成物の重合体（１５’）が、第一半製品（５）と、第二重合性組成物の重合体（９’）にサンドイッチされた構造の、３層構造を有する重合レンズ（２０’）が形成される。なお、図５の（ｃ''−１）と（ｃ''−２）を併せて本発明の（ｃ''）工程といい、（ｆ−１）と（ｆ−２）を併せて本発明の（ｆ）工程という。

重合レンズ（２０’）の直径方向の断面図を図６に示す。この図から明らかなように第一半製品（５）は第三重合性組成物の重合体（１５’）よりも外径が小さく、第三重合性組成物の重合体は重合レンズ（２０’）よりも外径が小さい。すなわち、先に重合されるものの外径は、常に後に重合されるものの外径よりも小さくなるように設計された空間で重合が進行する。

なお前記各工程における、第４型、第５型の材質などの条件は他の型と同様であり、重合性組成物の重合条件等も同様である。こうして得られる、図４および図６に示す３層構造のレンズの好適な例としては、酸素透過性の高い材料を使用した中間層と、親水性材料で表面層を構成したレンズがある。酸素透過性の高い素材はシリコーン含有アルキル（メタ）アクリレート等のモノマーやシリコーン含有マクロマーなどを使用することで得られるが、これらは一般に表面の撥水性が問題となる。そこで、この材料を中間層としレンズ表面には、親水性を示すモノマー等を使用する。このような構成によって、酸素透過性が高く、表面親水性に優れた理想のレンズを提供することができるのである。このようなレンズを製造する場合には、酸素透過性の高い材料を使用した中間層の厚みが最も大きくすることが好ましい。

前記（ｃ）工程と、（ｃ’）工程および（ｃ''）工程とはその内容がそれぞれ近似している。従って、前記三層構造のそれぞれの製造工程は、二層構造の製造工程中における（ｂ）工程と（ｃ）工程の間に、（ｅ）工程或いは（ｆ）工程を挿入した工程に近似しているとも言えるのである。
以下に幾つかの実施例を示して、本発明をより具体的に明らかにする。

（実施例１）
雌型（第１型）に第一重合性組成物（２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２−ＨＥＭＡ）５９ｗ／ｗ％、グリセロールメタクリレート（ＧＭＡ）３０ｗ／ｗ％、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＤＭＡ）０．５ｗ／ｗ％、光重合開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（ＨＭＰＰ）を０．５ｗ／ｗ％、グリセリン（溶媒として添加）１０ｗ／ｗ％）を２３μｌ充填した。プラズマ表面処理した雄型（第２型）を嵌合し、窒素雰囲気下で、雌型側から光（３６５ｎｍ、１ｍＷ／ｃｍ^２）を５分間照射して重合した（ａ工程）。

両型を分離（ｂ工程）したところ第一半製品は雄型に付着されており、前面曲率６．６ｍｍ、後面曲率６．６ｍｍ、厚み０．０２４ｍｍ、外径１０．８８ｍｍであった。第一半製品の露出表面（例えば図１（ｂ）の第一半製品（５）の凸面側）に光遮蔽物質（２−ＨＥＭＡ３０ｗ／ｗ％、酸化鉄４０ｗ／ｗ％、酸化チタン２０ｗ／ｗ％、増粘剤１０ｗ／ｗ％）を厚み１０μｍになるように印刷し、送風器中で１０分間約２５℃にて放置した。塗布した光遮蔽物質の表面は乾燥したように観察された（ｄ工程）。

別途用意した雌型（第３型）に第一重合性組成物と同じ組成の組成物を３５μｌ入れ、第一半製品の付着した雄型（第２型）を嵌合し、窒素雰囲気下で、雌型側から光（３６５ｎｍ、３ｍＷ／ｃｍ^２）を５分間照射して重合し、重合工程を終了した（ｃ工程）。第３型と第２型が形成するキャビティ内では、外径１０．９２ｍｍの重合レンズが得られるようになっている。型を開くと雄型に付着した状態で得られた。この重合レンズを精製水５ｍｌに浸漬すると、含水して膨潤し雄型より外れた。新たな精製水５ｍｌに交換して１０分間室温で浸漬し、この操作を５回繰り返して、溶出性成分を除去した。ＮａＣｌ０．９ｗ／ｗ％とエチレンジアミン３ナトリウム（ＥＤＴＡ３Ｎａ）０．０３ｗ／ｗ％とを加えた精製水１ｍｌ入りのポリプロピレン製容器内の窪みに、含水した重合物を入れ、多層フィルムで容器の窪みをシールし、１２１℃で２０分間オートクレーブ滅菌した。冷後、多層フィルムを剥がし、コンタクトレンズ製品を検査したが、設計通り度数−３．００Ｄ、中心厚み０．１１ｍｍ、直径１４．２ｍｍで歪のない良品のコンタクトレンズが得られた。

前記一連の製造工程を８回繰り返して、重合レンズを８枚製造した。これらすべては前記規格を示し、良品のコンタクトレンズ製品が得られた。

（比較例１） 雌型（第１型）と雄型（第２型）によって製造される第一半製品の外径を１０．９２ｍｍ（すなわち、雌型（第３型）と雄型（第２型）によって形成される重合レンズの外径と同じ１０．９２ｍｍとなるように設計されている）とした他は、実施例１と同様にしてレンズを製造した。その結果、３枚は実施例１と同様に、歪のない良品のコンタクトレンズになったが、５枚は第一半製品の周辺部にｃ工程で充填した重合性組成物が含浸重合して、含水処理後の形状が変形し、レンズ形状にならなかった。従って、８枚の製作を試みたが、５枚は不良品として廃棄せざるを得なかった。

（比較例２） 雌型（第１型）と雄型（第２型）によって製造される第一半製品の外径を１１．１２ｍｍ（すなわち、雌型（第３型）と雄型（第２型）によって形成される重合レンズの外径よりも０．２ｍｍおおきくなるように設計されている）とした他は、実施例１と同様にしてレンズを製造した。その結果、８枚ともに比較例１の不良品と同様に変形し、レンズ形状にならなかった。従って、８枚の製作を試みたが、８枚とも不良品として廃棄せざるを得なかった。

（実施例２）
雌型（第１型）に第一重合性組成物（２−ＨＥＭＡ ９９ｗ／ｗ％、ＥＤＭＡ ０．５ｗ／ｗ％、ＨＭＰＰ ０．５ｗ／ｗ％）を２３μｌ充填した。プラズマ表面処理した雄型（第２型）を嵌合し、窒素雰囲気下で、雌型側から光（３６５ｎｍ、１ｍＷ／ｃｍ^２）を５分間照射して重合した（ａ工程）。

両型を分離（ｂ工程）したところ第一半製品は雄型（第２型）に付着されており、前面曲率６．６ｍｍ、後面曲率６．６ｍｍ、厚み０．００５ｍｍ、外径１０．８８ｍｍであった。

別途用意した雌型（第５型）に第三重合性組成物（平均分子量が５千のポリジメチルシロキサンの両末端がプロピルメタクリレート基である化合物３０ｗ／ｗ％、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレート３０ｗ／ｗ％、ジメチルアクリルアミド３９ｗ／ｗ％、ＥＤＭＡ ０．５ｗ／ｗ％、ＨＭＰＰ ０．５ｗ／ｗ％）を３０μｌ入れ、第一半製品の付着した雄型（第２型）にて嵌合し、窒素雰囲気下で、雌型側から光（３６５ｎｍ、３ｍＷ／ｃｍ^２）を５分間照射して重合した。こうして得られた二層構造の第三半製品は、第一半製品を被覆して含み、中心厚み０．０４ｍｍ、外径１０．９２ｍｍになるように設計されている。両型（第５型と第２型）を開いたところ、第三半製品は雄型（第２型）に付着していた（ｆ工程）。

別途用意した雌型（第３型）に第一重合性組成物と同じ組成の第二重合性組成物を３５μｌ入れ、第三半製品の付着した雄型（第２型）を嵌合し、窒素雰囲気下で、雌型側から光（３６５ｎｍ、３ｍＷ／ｃｍ^２）を５分間照射して重合し、重合工程を終了した（ｃ''工程）。第３型と第２型が形成するキャビティ内では、中心厚み０．０４５ｍｍ（第三半製品の中心厚みを含む）、外径１０．９６ｍｍの重合レンズが得られるようになっている。両型（第３型と第２型）を開くと、３層構造に形成されている重合レンズは雄型（第２型）に付着していた。この重合レンズを精製水５ｍｌに浸漬すると、含水して膨潤し雄型より外れた。以下、実施例１と同様に水和処理を施した。

水和処理後のコンタクトレンズ製品を検査したが、設計通り度数−３．００Ｄ、中心厚み０．０７ｍｍ、直径１４．２ｍｍで歪のない良品のコンタクトレンズが得られた。このレンズは、シリコーンヒドロゲルを２−ＨＥＭＡ系の材料で挟んだ３層構造を有し、シリコン系のレンズで課題となる表面水濡れ性を改善したものとして得られる。

本発明は、厚み方向に多層構造を有するレンズおよびその製造方法に関するもので、各層に適当な素材を採用することにより、単一の素材では解決できない課題を、複数の素材を組み合わせることによって全体として解決した、有用なレンズ素材を提供することができる。

１ 第１型
２ 第２型
３ 第３型
１４ 第４型
１４’ 第５型
５、３５ 第一半製品
６ 第一重合性組成物
７、３７ 第二重合性組成物
９、９’ 第二重合性組成物の重合体
１０、２０ 重合レンズ
１５ 第二半製品
１５’ 第三重合性組成物の重合体
３７’ 余分な第二重合性組成物

Claims (8)

1. 多層構造を有するコンタクトレンズを３〜５種の型によって製造する方法であって、
   （ａ）第１型と第２型を組み合わせて形成される空間内に、過剰量の第一重合性組成物を充填し、全ての重合工程を終えた後であって離型直前のコンタクトレンズ（以下、重合レンズという）よりも薄い厚みで、かつ、外径も１５〜１０００μｍ小さい第一半製品を重合する工程、
   （ｂ）前記第１型と第２型を開く工程、
   （ｃ）前記第一半製品が固定された一方の型と第３型とを組み合わせて形成される空間内に、第二重合性組成物を充填し、重合する工程を含み、
   前記（ｂ）工程において、第一半製品の型に固定された側の面が、重合レンズの内面または外面のいずれかの表面を形成し、該第一半製品が第１型又は第２型のいずれかに選択的に固定されるように、以下、
   （Ｉ）（ａ）工程の前に、型材料と第一半製品との接着力が高い材料を、固定させたい側の型材料として採用し、他方を接着力が低い材料から成形する工程、
   （II）（ａ）工程の前に、第１型と第２型の型材料を同じもので作成し、一方の型表面に処理を施して第一半製品を接着しやすくする、又は離型しやすくする工程、
   （III）（ｂ）工程において、常に一方の型に選択的に固定するような型を開く工程、
   の前記（I）〜（III）の各工程のうち、少なくとも一つの工程が行われること、
   及び第二重合性組成物重合体がエッジを形成することを特徴とする、多層コンタクトレンズの製造方法。
2. 前記（Ｉ）〜（III）の各工程が、
   （Ｉ）（ａ）工程の前に、第一半製品を固定させたい側の型材料を親水性型材料とし、他方を疎水性型材料から選択して、各型を成形する工程、
   （II）（ａ）工程の前に、一方の型表面に、プラズマ、ＵＶ照射、コロナ放電、レーザー、或いは界面活性剤を塗布、のいずれかの処理を施して、第一半製品を接着しやすくし、又は離型しやすくする工程、
   （III）（ｂ）工程において、温度勾配を持たせて型を開き、熱の低い方に選択的に第一半製品が残るようにする工程、
   であることを特徴とする請求項１に記載の多層コンタクトレンズの製造方法。
3. 前記（ａ）工程における第一半製品が、重合レンズの７〜３５％の厚みを有することを特徴とする請求項１または２に記載の多層コンタクトレンズの製造方法。
4. 前記（ｃ）工程の代わりに、
   （ｅ−１）第３型と第４型を組み合わせて形成される空間内に、第三重合性組成物を充填する工程、
   （ｅ−２）第三重合性組成物を重合し、重合レンズよりも薄い厚みで、かつ、外径も小さい第二半製品を得る工程、
   （ｅ−３）前記第３型と第４型を開く工程、
   （ｃ'）前記第一半製品が固定された一方の型と、 前記第二半製品が固定された第３型とを組み合わせて形成される空間内に、第二重合性組成物を充填し、重合する工程、
   を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の多層コンタクトレンズの製造方法。
5. 前記（ｃ）工程の代わりに、
   （ｆ−１）前記第一半製品が固定された一方の型と第５型とを組み合わせて形成される空間内に、第三重合性組成物を充填する工程、
   （ｆ−２）第三重合性組成物を重合し、第一半製品と第三重合性組成物重合体を合わせた二層構造の重合体（以下、第三半製品という）であって、当該第三半製品が（ｂ）工程で第一半製品が固定された型側に固定された状態で、その厚みが重合レンズよりも薄くかつ外径も小さい第三半製品を得る工程、
   （ｃ''）前記第三半製品が固定された型と第３型とを組み合わせて形成される空間内に、第二重合性組成物を充填し、重合する工程、
   を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の多層コンタクトレンズの製造方法。
6. 前記第一半製品、第二半製品、第三半製品のいずれの外径も、重合レンズより１５〜１０００μｍ小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多層コンタクトレンズの製造方法。
7. （ｄ）前記第一半製品、第二半製品、第三半製品の少なくともひとつの、型に固定されていない側の半製品の表面に着色成分を塗布する工程、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の多層コンタクトレンズの製造方法。
8. 前記請求項１乃至７のいずれかに記載の製造方法によって製造された多層構造を有するコンタクトレンズ。

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