JPH0645146B2 - レンズ注型方法およびその装置 - Google Patents

レンズ注型方法およびその装置

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JPH0645146B2
JPH0645146B2 JP61059643A JP5964386A JPH0645146B2 JP H0645146 B2 JPH0645146 B2 JP H0645146B2 JP 61059643 A JP61059643 A JP 61059643A JP 5964386 A JP5964386 A JP 5964386A JP H0645146 B2 JPH0645146 B2 JP H0645146B2
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コパ−ビジヨン オプテイクス リミテイツド
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、注型法によるレンズ、特にコンタクトレンズ
の製造に関する。
（従来技術及びその問題点） 注型法は、潜在的には最も安価なコンタクトレンズ製造
法の一つであるが、バラツキのない品質のレンズを製造
するには困難であるので、製造業者によるこの方法の採
用は、限られていた。代表的な問題は、レンズの硬化し
たポリマー中に気泡すなわち空隙（ボイド）が発生した
り、表面またはエッジの歪みが生じることであり、これ
らの問題のすべては検査段階で成形済みレンズの大部分
を不合格にさせてしまう。
英国特許第1,575,694号でティー・エイチ・シェファー
ド（T.H.Shepherd）氏は、注型レンズのエッジを通常雌
半型上の一体的可撓性リムで画定するポリプロピレンの
型を使用することを提案している。
シェファード氏によって提案された方法によれば、雌半
型に適当な重合性液状組成物を充填し、余分な重合液が
排除されるまで雌半型に雄半型を押圧することによって
レンズを注型する。充填された型は、組成物が透明な固
体に重合するまで制御された温度に維持される。重合
中、モノマー混合物は収縮するが、この収縮量はモノマ
ー混合物の性質に依存し、通常１０と２０容積％の間に
あると考えられている。注型レンズは、気泡または空隙
を含むことが観察されることが多いが、シェファード氏
はこのような不良は重合時の収縮によるものと考えた。
従って、彼の提案した可撓性リムは、重合時に内側へ偏
向して容積収縮を補償しようとするものであった。しか
しながらシェファード特許に記載の方法では、特にヒド
ロキシメチル・メタクリレート(HEMA)から注型されたレ
ンズの場合、気泡および空隙は解消されていない。
英国特許第4469,646号でローリング（Rowlings）氏は、
シェファード方法を実施するとき気泡および空隙が生じ
るのは、２つの半型を合わせる態様によるものと考え
た。確かに型を閉じる態様を制御することは重要である
が、ローリング氏の方法は気泡および空隙を防止しかつ
バラツキのない良好な品質の注型レンズを製造すること
を保証できない。
それにも拘ず、型を満たし、閉じる態様はある程度重要
である。型を過度に速く合わせると常に気泡が形成さ
れ、一方過度にゆっくりと閉じると空隙が形成されるこ
とを我々は見出した。更に２つの半型は型の中心線に正
しく心合わせしなければならないと判断した。
（発明の構成） 本発明の特徴の一つによれば、プラスチック材料から成
形された雄半型および雌半型を使用し、雌半型に重合性
液状組成物を入れてレンズを注型する方法であって、液
状組成物の表面に雄半型が接触するまで雌半型に雄半型
を挿入し、雄半型を雌半型内に自重で降下させ、次いで
この結果生じる型縮め圧力を組成物が重合するまで維持
することから成るレンズ注型方法が提供される。
本発明は更に雌半型用の実質的に水平な支持体と、雄半
型を解放自在に保持するためのホルダと、半型の軸を貫
通する実質的に垂直な通路に沿って雌半型に向けてかつ
この中へホルダを移動させる手段と、雄半型と液状組成
物の表面との接触を検出すると共に前記ホルダが雄半型
を解放するようにさせる手段とを更に含む。
本発明の型締め法では、型締めを開始したときから雌半
型に向って雄半型が連続的に移動する。この方法は、雄
半型が液状モノマーの表面に接触するとき、型締めを阻
止し、反転することが好ましいローリング氏提案の方法
と対照的である。液状モノマー表面と接触する前の接近
速度は、重要でない。雄半型が液面に接触する瞬間に雄
半型を解放し、雌半型に降下させる。モノマーで湿潤さ
れている場合、表面張力は２つの半型の引き寄せを助け
るので、この段階で２つの半型は自ら正しく一致する。
雄半型と液体との接触は、例えば半型の軸に沿って赤外
線ビームを発射することにより検出でき、雄半型は接触
の瞬間に解放される。
一定の品質のレンズを製造するには、型締めからモノマ
ー組成物の重合が完了するまでの全期間にわたって型に
かかる圧力を一定に維持することも重要である。これま
でに、このような製造では、所定重量の荷重がかけられ
た特別の治具内に充填済の型を維持することによってレ
ンズの閉じ込めおよび重合工程を注意深く維持してい
た。このようなやり方はコストが高くつきかつ手間のか
かる方法であった。
本発明の別の特徴によれば、雄半型と雌半型から成る型
内に重合性液状モノマー組成物を入れ、組成物が固体状
態となるまで型内に保をするレンズ注型方法であって、
該雄半型と雌半型が熱可塑性ポリマーから成形され、液
状組成物導入後、所定の荷重で型を締め、前記荷重をか
けている間２つの半型を溶接によって共に接合するレン
ズ注型方法が提供される。この方法は、重量またはスプ
リング圧力で得られる一定の荷重によって型を維持する
ことを不要にし、溶接部は正しい圧縮荷重度で半型を共
にロックすることを保証する。
好ましくは半型の周辺領域内で溶接することによって半
型を接合する。
半型は、加熱された金属工具によって容易に溶接される
熱可塑性ポリマー、好ましくはポリオレフィン、例えば
ポリプロピレンから成形することが好ましい。しかしな
がら連続した溶接ラインにて半型を共に溶接する必要は
ない。むしろ、半型のリムのまわりの離間した位置で半
型のリム部分をスポット溶接することが好ましい。
本発明の型充填および型締め方法は、上記の荷重により
型を共に接合する方法を組合わせることが好ましい。
（実施例） 以下添附図面を参照して本発明の図示した一例について
述べる。
添附図面、特に第１図を参照すると、本装置は、雌半型
２を支持するためのテーブルを含む。第１図は、テーブ
ル１より上方に取付けられた型締めヘッド４から雌半型
にすでに支持された雄半型３を示す。型締めヘッド４
は、例えば液圧ラム（図示せず）によってＡ−Ａ軸に沿
ってテーブル１に向ったり、離間したりするよう配置さ
れ、雄半型を保持するための吸引ホルダ５（実際には、
Ａ−Ａ軸のまわりに等間隔に３つのホルダが隔置されて
いる）が設けられており、チューブ６ａと同軸状の内側
チューブ７の間の環状通路６に沿ってかつポート８を通
してホルダ５に吸引圧が供給される。型締めヘッドに隣
接して充填チューブ（図示せず）が設けられ、このチュ
ーブは雌半型に進入するよう配置され、計算ポンプを使
って雌半型に計量した量の液状重合性組成物を雌半型内
に導入する。英国特許出願第８５０７０６４号には適当
なポンプが記載されている。充填チューブが離間された
後、ヘッド４は、吸引ホルダ５上に雄半型を担持したま
まＡ−Ａ線に沿って雌半型に向って下方へ移動する。
第５図は、雄半型が吸引ホルダに支持されたまま雌半型
内に移動する状態を示す。
雄半型の先端が第６図に示すように液状モノマーの表面
に接触する時を検出することは重要であり、このような
検出は、赤外線ビームをＡ−Ａ線に沿って内部チューブ
７を通過させ、次に２つの半型を通過させ、テーブルの
下方に取付けた光ファイバーセンサ９へ入射させること
によって行う。雄半型が液面に接触する時センサは鋭い
レスポンスを与えるが、このようなセンサのレスポンス
のシャープな不連続性は、保持チューブ５に供給される
吸引力をしゃ断し、雄半型を雌半型に降下させる信号と
して使用することが好ましい。このようなシャープなレ
スポンスが生じる理由は、雌半型内の液状モノマーのプ
ールが正の度のレンズとして働き、赤外線源からの赤外
線をセンサ上に合焦するからである。雄半型が液面に接
触すると、このレンズは変形され、センサに入射する赤
外線が鋭敏に低下する。このような移動はおそらく、重
力と表面張力の組合わせによって生じるもので、この移
動の間、雄半型は正しく軸に正しく心合わせされた雌半
型内に進入するよう２つの半型上の嵌合面によって案内
される。
ヘッド４は、雄半型が支持ピン１１を介して上部フラン
ジ上に載るまで雄半型の下方運動に従う。チューブ５の
場合と同じように、ヘッド４のまわりには等間隔に隔置
された３つの支持ピン１１を設けることが好ましい。ヘ
ッド４の重量は、２つの半型に印加される所定の型締め
圧力を発生するので、２つの半型によって画定されるキ
ャビティはモノマーによって完全に満される。
第７図および第８図には、２つの半型が共に押圧された
後の状態を示す。
第２図および第３図から明らかなようにピン１１を介し
てフランジ１０に印加される荷重は、雄半型のフランジ
部分を下方に変形し、雌半型２のフランジの対応する部
分に接触させる。この点で、高温ワイヤ溶着プローブ１
２はキャリッジ１３上にて降下し、型のまわりの３つ以
上の離間した位置で雄半型および雌半型のフランジの接
触しているエッジ部分を溶接する。次にプローブ１２が
引込まれ、溶接部が硬化するよう数秒間金属ブロックを
所定位置に保持することによって型締め圧力を維持す
る。次にキャリッジ１３を引込み、次に重合が完了する
まで熱力学的に制御された環境（例えば、空気循環オー
ブンまたは水浴）へ型を移動する。モノマーが固体レン
ズに重合した後、溶接点を切断し、型を開け、レンズを
取出す。
第８図を参照すると、この図は雌半型２とこの中に挿入
された雄半型３から成る完全に閉じた状態にある型を示
す。これら２つの半型は、例えばポリプロピレンのよう
な堅い熱可塑性ポリマーから形成され、各半型はフラン
ジ部分２４および２５と、一体成形された中空本体部分
２６および２７から成る。図に示すように本体部分２６
および２７は若干内側にテーパが付けられている。本体
部分のベース領域の表面は、これら型を製造する射出成
形機の金属製マスター型の高度に研磨された表面に対応
する平滑な表面を有する。
表面２８の曲率は、レンズのベース部のカーブを決定
し、表面２９の曲率はレンズの度を決定する。レンズの
キャビティは、表面２８および２９および雄半型３と一
体的な周辺スカート３０によって境界が定められる空間
によって画定される。
本発明は、電気的に加熱される溶接プローブの使用のみ
に限定されるものではなく、２つの半型を一時的に溶接
するのに他の加熱法も使用できると解されたい。２つの
半型の間で接合部を形成するのに溶接以外の他の手段、
例えばホットメルト接着剤を使用することも可能である
が、スポット溶接が実用的な利点を有する。
本発明の方法によって達成される２つの半型の高精度の
心合わせにより注型レンズのエッジの輪郭は所望の形状
に密に合致する。この結果、エッジをほとんどまたは全
く研磨する必要がないレンズを製造できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、型充填および型締め装置の側面図、第２図は
溶接によって２つの半型を接合する工程を示す締めた後
の型の部分側面図、第３図は溶接具の細部および溶接中
の雄型（上部半型）のフランジの偏向を示す部分図、第
４図は第２図中のＸ−Ｘ線上に取った横断面図、第５，
６および７図は充填および型締めの工程を示す型の略
図、第８図は第７図の完全に締められかつ充填された型
の拡大図である。 １…テーブル、２…雌半型、３…雄半型、４…型締めヘ
ッド、５…吸引ホルダ、９…センサ、１０…フランジ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 11:00 4Ｆ (56)参考文献 特開 昭59−109325（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】雄半型および雌半型を使用してレンズを注
    型するための方法において、 雌半型に重合性液状組成物を入れ、雄半型が液状組成物
    の表面に接触するまで実質的に垂直な軸に沿って雌型内
    へ雄型を導入し、次に自重により雄型を雌半型内へ降下
    させ、重合性組成物を硬化させることから成るレンズ注
    型方法。
  2. 【請求項２】雄半型が雌半型内に降下した後、これら半
    型を押圧し、その結果生じる型締め圧力を組成物が重合
    するまで維持する工程を含む特許請求の範囲第１項記載
    の方法。
  3. 【請求項３】半型を共に接合することによって型締め圧
    力を維持する特許請求の範囲第２項記載の方法。
  4. 【請求項４】溶接によって半型を共に接合する特許請求
    の範囲第３項記載の方法。
  5. 【請求項５】雄半型の先端が液状組成物の表面に接触す
    るまで雄半型を雌半型に向けてかつ雌半型内に連続的に
    移動し、接触時にすぐに雄半型を解放し、雌半型内に降
    下させる特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の
    方法。
  6. 【請求項６】型の心合わせされた中心線に沿って光ビー
    ムを向け、雌半型内の液体により検出器上に合焦された
    光量の低下を検出することにより接触の瞬間を検出する
    特許請求の範囲第５項記載の方法。
  7. 【請求項７】雄半型と雌半型から成る型内に重合性液状
    モノマー組成物を入れ、組成物が固体状態となるまで型
    内に保持するレンズ注型方法において、 該雄半型と雌半型は熱可塑性ポリマーから成形され、液
    状組成物導入後、所定の荷重で型を締め、前記荷重をか
    けている間２つの半型を溶接によって共に接合するレン
    ズ注型方法。
  8. 【請求項８】光透過性雌半型内に所定容積の液状重合性
    組成物を入れ、雌半型内に光透過性雄半型を配置するこ
    とによりレンズを注型する装置において、 雌半型のための実質的に水平な支持体と、雄半型を解放
    自在に保持するためのホルダと、型の軸を貫通する実質
    的に垂直な通路に沿って雌半型に向けかつこの中へホル
    ダを移動するための手段と、雄半型と液状組成物の表面
    との接触を検出し、前記ホルダが雄半型を解放するよう
    にさせる手段とから成るレンズ注型装置。
  9. 【請求項９】雄半型と雌半型内の液体の表面との接触を
    検出するための手段は、型の軸と心合わせされた赤外線
    源と、型の赤外線源と反対側に配置された赤外線検出器
    とから成り、前記検出器からの出力は液面との接触時に
    ホルダが雄半型を解放するようにホルダ手段に接続され
    ている特許請求の範囲第８項記載の装置。
  10. 【請求項１０】型締めの後、雄半型と雌半型のフランジ
    をスポット溶接するよう働く保持手段に関連する溶接ヘ
    ッドを含む特許請求の範囲第８項又は第９項記載の装
    置。
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