JPS61293816A - 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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JPS61293816A
JPS61293816A JP61059643A JP5964386A JPS61293816A JP S61293816 A JPS61293816 A JP S61293816A JP 61059643 A JP61059643 A JP 61059643A JP 5964386 A JP5964386 A JP 5964386A JP S61293816 A JPS61293816 A JP S61293816A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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(ゲイト)が発生した
シ、表面またはエツジの歪みが生じることであシ、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
ェフアート(T、H,Sh*pherd )氏は、注型
レンズのエツジを通常雄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。
シェフアート氏によって提案された方法によれば、雄半
型に適当な重合性液状組成物を充填し、余分な重合液が
排除されるまで雄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、仁の収縮量はモノマ
ー混合物の性質に依存し、通常10と20容積チの間に
あると考えられている。注星レンズは、気泡または空隙
を含むことが観察されることが多いが、シェフアート氏
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
しながらシェフアート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1.気泡および空隙は解消されてい
ない。
米国特許第4469.646号でローリング(Row 
ling s )氏は、シェフア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パラツ中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。
それにも拘す、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
、一方過度にゆりくシ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雄半型を使用し、雄半型に重合性
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雄半型に雄半型
を挿入し、雄半型を雄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。
本発明は更に雄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雄半型に向けてかつ
辷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忙含む。
本発明の型締め法では、型締めを開始したときから雄半
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、反転する仁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
触する瞬間に雄牛をを解放し、雄半型に降下させる。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ととにより検出でき、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凰t−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υ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、雄半型と雄半型から成る型
内に重合性液状モノマー組成物を充填し、七ツマー組成
物が固体状態に重合するまで型内にモノマー組成物を維
持するレンズ注型方法であって、液状モノマー組成物の
導入後所定荷重で型を締め、前記荷重をかけながら(好
ましくは溶接によって)半型を共に接合するレンズ注型
方法が提供される。仁の方法は、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
不要にする。そのかわりに、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、半型のリムのまわシ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p
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、雄半型
2を支持するためのテーブルを含む。鵬1図は、テーブ
ル1よシ上方に取付けられた型締めヘッド4から雄半型
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、離間したシするよう配置され
、雄半型を保持するための吸引ホルダ5(実際には、 
A−A軸のまわルに等間隔に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6&と同軸状の内側
チー−プ7の間の環状通路6に沿ってかつ一一ト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ー−プ(図示せず)が設
けられ、このチーーツは雄半型に進入するよう配置され
、計量ポンプを使って雄半型に計量した量の液状重合性
組成物を雄半型内に導入する。
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tA−A線に
沿って雄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雄半型
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シ、このような
検出は、赤外線ビームをA−A線に沿って内部チー−ブ
7乞通過させ、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アイバーセンサ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^−プ5に供給される吸引力をし中断
し、雄半型を雄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デンスが生じ
る理由は、雄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
は正しい軸に正しく心合わせされた雄半型内に進入する
よう2つの半型上の嵌合面に上って案内される。
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のまわシには
等間隔に隔置された3つの支持ピン11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
定されるキャピテイ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、雄半型2の7ランゾの対応する部
分に接触させる。この点で、高温ワイヤ溶着グローブ1
2はキャリッジ13上にて降下し、盤のまわりの3つ以
上の離間した位置で雄半型および雄半型のフランジの接
触しているエツジ部分を溶接する。次にグローブ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、空気循環オープ
ンまたは水浴)へ型を移動する。七ツマ−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口金参照すると、この図は雄半型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
部分のペース領域の表面は、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290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ちれる空間に
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ツジの輪郭は所望の形状
に密に合致する。この結果、エツ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・・・雄半型、3・・・雄半型、
4・・・型締めヘッド、5・・・吸引ホルダ、9・・・
センサ、10・・・7ランノ。 Fig、1 Fig、2

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (3)半型を共に接合することによって型締の圧力を維
    持する特許請求の範囲第2項記載の方法。
  4. (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. (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. (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. (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、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
    半型を共に接合するレンズ注型方法。
  8. (8)熱可塑性ポリマーから半型を成形し、これら半型
    を溶接によって共に接合する特許請求の範囲第7項記載
    の方法。
  9. (9)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、雄半型のための実質
    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
    って雄半型に向けかつ、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。
  10. (10)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ホルダ手段に接続されている特
    許請求の範囲第9項記載の装置。
  11. (11)型締の後、雄半型と雄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9項または10項記載の装置。
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