KR20060050718A - 콘택트 렌즈의 차폐된 예비경화물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본원에는 착색된 콘택트 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 시스템이 제공되어 있다. 하나 이상의 착색제를 포함하는 콘택트 렌즈 반금형을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립품이 기재되어 있다. 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 부분이, 착색제가 렌즈로 확산되는 것을 억제하기 위해 실질적으로 경화되지 않고 남아 있는 동안에, 경화성 렌즈 성형 물질의 부분이 예비경화된다.

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Description

콘택트 렌즈의 차폐된 예비경화물 및 이의 제조방법{Masked precure of contact lenses and methods thereof}

도 1은 소프트 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 예비경화하기 위한 하나의 실시양태의 정면도를 부분적으로 절단한 것이다.

도 2는 도 1에서 예시한 장치의 최종 정면도이다.

도 3은 본 발명의 하나의 양태의 도식적이고 개략적인 실례이다.

도 4는 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 갖는 다수의 콘택트 렌즈 금형을 이들 사이에서 예비경화 영역으로 및 예비경화 영역으로부터 수송하는 데 사용되는 팔레트 담체의 평면도이다.

도 4(a)는 도 4의 팔레트 담체에서 한쌍의 반금형의 도식적인 횡단면도이다.

도 5(a)는 방사선을 차폐시키고 반금형을 함께 지지하기 위한 공기 구동 마스크의 도식적인 예시이다.

도 5(b)는 방사선을 차폐시키고 반금형을 함께 지지하기 위한 스프링 구동 마스크의 도식적인 예시이다.

도 5(c)는 본 발명에서 사용되는 마스크의 상부 투시도이다. 도시한 바와 같은 마스크는 개구부를 통해 방사선 지시용 원뿔을 포함한다.

도 5(d)는 도 (c)에서 도시한 마스크의 저부 투시도이다.

도 5(e)는 도 5(c)에서 도시한 마스크의 정면도이다.

도 5(f)는 도 5(e)에서 도시한 마스크의 저부도이다.

도 5(g)는 도 5(f)에서 도시한 마스크의 B-B 라인을 따르는 단면도이다.

도 5(h)는 본 발명의 시스템의 하나의 양태의 도식적인 예시이다.

도 5(i)는 마스크가 후면 곡면 금형으로부터 풀리는, 도 5(h)에서 도시한 시스템의 도식적인 예시이다.

도 6은 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 경화성 렌즈 성형 물질을 예비경화하기 위한 장치의 왕복 부분의 평면도이다.

도 7은 도 6에서 도시한 장치의 정면도이다.

도 8은 도 6에서 도시한 장치의 최종 정면도이다.

도 9는 소프트 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 경화성 렌즈 성형 물질을 예비경화하는 데 사용되는 본 발명의 제2 양태의 정면도이다.

도 10은 도 9에서 도시한 장치의 정면도이다.

도 11은 다수의 마스크를 지지하는 지지 트레이의 사진이다.

본 발명은 일반적으로 소프트 콘택트 렌즈를 성형하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 소프트 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 압력하에 착색된 중합체성 단량체를 선택적으로 예비경화(precure)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

소프트 콘택트 렌즈의 개발 및 제조는 고분자 과학 기술의 중요한 의학적 적용을 의미한다. 소프트[예: "하이드로겔(hydrogel)"] 콘택트 렌즈는 전형적으로 렌즈 금형을 사용하여 단량체 혼합물을 중합시킴으로써 제조된다. 렌즈 금형의 기하학적 형태와 렌즈 조성물은 통상 완성된 렌즈의 광학 특성을 설정한다. 전형적으로, 전면 곡면 렌즈 금형은 액체 단량체 혼합물을 수집하며 후면 곡면 렌즈 금형은 액체 단량체 혼합물 속에서 압축된다. 단량체 혼합물의 중합은 전형적으로 자외선을 사용하여, 예를 들면, 자외선 촉매를 사용하여 활성화된다. 중합을 본질적으로 완료한 후, 렌즈 금형을 제거하고, 렌즈를 세척한 다음, 수화시킨다.

착색된 콘택트 렌즈는 사람 눈의 색상을 화장용으로 향상시키거나 변경시키는 방법으로서 매우 대중적인 것으로 되어 왔다. 수많은 착색제는 전형적으로 착색 렌즈를 제조하기 위해 결하 중합체 및 착색제로 이루어져 있다. 착색제는 일반적으로 금형 표면으로부터 렌즈 물질로 확산시켜 경화되지 않은 렌즈 물질에 도포시키고, 렌즈 물질은 후속적으로 경화시킨다. 착색된 콘택트 렌즈를 제조하는 다양한 방법은 전문이 본원에 참고로 인용되어 있는 문헌[참조: 몰록(Molock) 등의 미국 공개특허공보 제2003/0000028호, "Colorants for use in tinted contact and methods for their production"]에 기재되어 있다. 예를 들면, 착색제 이동은 광 학 금형의 성형 표면에 대해 압착되는 착색제 조성물을 함유하는 날염 패드를 사용하여 수행될 수 있다. 전형적으로 용매 성분을 포함하는 착색제 조성물은 착색된 렌즈 금형을 제공하기 위해 건조된다. 단량체 혼합물은 착색된 렌즈 금형에 첨가되며, 착색제는 렌즈 물질로 확산되고, 단량체 혼합물이 중합된다.

착색된 콘택트 렌즈에서 소프트 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 단량체를 자외선으로 중합시키는 것은 특허 문헌에서 익히 기재되어 있다. 예를 들면, 마틴(Martin) 등의 미국 특허 제6,220,845호는 "중합체성 하이드로겔의 금형 클램핑 및 예비경화(Mold Clamping and Precure of a Polymerizable Hydrogel)"에 관한 것이다. 전문이 본원에 참고로 인용되어 있는 당해 문헌의 요약서에는 소프트 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 부분적으로 경화시키기 위한 장치 및 방법이 기재되어 있다. 또한, 다수의 콘택트 렌즈 금형을 낮은 산소 환경에서 예비경화 영역으로 이동시키는 장치가 기재되어 있으며, 각각의 콘택트 렌즈 금형은 이들 사이에 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 함유하는 제1 반금형과 제2 반금형을 포함한다. 제1 콘택트 렌즈 반금형을 소정의 압력 및 시간 동안 제2 콘택트 렌즈 반금형에 클램핑하는 다수의 금형 결합 부재를 갖는 마스크가 기재되어 있다. 콘택트 렌즈 금형의 반금형이 클램핑되는 동안, 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물은 각각의 콘택트 렌즈 금형 속에 함유되어 있는 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 중합시키기 위한 방사선 에너지 공급원에 노출된다.

현재의 콘택트 렌즈 제조 기술은 다양한 파장의 빛을 반응성 단량체 혼합물에 조사한다. 예비경화 조사에 필요한 시간은 본질적으로 완전 중합에 요구되는 시간에 비하여 짧다. 그러나, 본 발명에 이르러, 이러한 단량체 예비경화가 착색된 콘택트 렌즈를 제조하는 데 있어서 단량체와 착색제의 확산을 감소시키거나 억제하는 것으로 밝혀졌다. 특별한 조작 이론으로 국한하려는 것은 아니지만, 예비경화는 렌즈 성형 물질의 점도를 증가시키고 단량체가 예비날염된 착색제 층으로 확산되는 것을 억제하는 것으로 나타난다.

본 발명자들은, 본 발명에 이르러, 착색제와 단량체를 확산시키는 동안에 콘택트 렌즈 금형을 안전하게 밀폐시키는 것과 관련된 문제점을 극복하는, 착색된 콘택트 렌즈를 차폐하는 방법 및 시스템을 밝혀내었다. 따라서, 본 발명은

제1 콘택트 렌즈 반금형,

당해 제1 콘택트 렌즈 반금형에 근접하게 위치한 제2 콘택트 렌즈 반금형(여기서, 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은 색상층을 포함한다) 및

제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형 사이에 위치하며 콘택트 렌즈 반금형 중의 하나 이상 및 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립품을 제공하는 단계 및

콘택트 렌즈 반금형 중의 하나 이상과 접촉하고 있으며 실질적으로 경화되지 않고 남아 있는 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 경화시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 착색된 콘택트 렌즈를 제조하기 위해 개발된 시스템을 갖는다. 이러한 시스템은

제1 콘택트 렌즈 반금형과

당해 제1 콘택트 렌즈 반금형에 근접하게 위치한 제2 콘택트 렌즈 반금형(여기서, 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은 색상층을 포함한다)을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립체,

하나 이상의 반금형과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 조사하도록 위치하며 이를 통해 방사선을 통과시킬 수 있는 다수의 개구부를 포함하며 하나 이상의 반금형과 접촉하고 있는 마스크 및

경화성 렌즈 성형 물질을 경화시킬 수 있는 방사선을 제공하기 위한 방사선 공급원을 포함한다.

본 발명의 기타 국면은 본원에 제공된 본 발명의 상세한 설명 및 도면을 참고하여 당해 분야의 숙련가에게는 명백할 것이다.

예시적인 양태의 상세한 설명

본 발명은 다음의 상세한 설명과 첨부되는 도면 및 실시예를 참고하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 이는 본 발명이 본원에 기재되고/거나 나타낸 구체적인 장치, 방법, 조건 또는 파라메터에 제한되지 않는 것으로 이해된다. 본원에서 사 용되는 기술은 단지 예로서 특정 양태를 언급하며 청구된 발명을 제한하는 것으로 생각되지 않는다. 또한, 첨부된 청구의 범위를 포함하는 명세서에서 사용된 바와 같이, 특정 형태 "a", "an" 및 "the"는 복수를 포함한다. 또한, 특정 수치 값에 대한 언급은 그 상황이 달리 명백하게 지시하지 않는 한, 적어도 이러한 특정 값을 포함하며, 모든 범위는 함축적이며 조합적이다. 마찬가지로, 값이 앞의 "약"을 사용하여 근사치로서 표현되는 경우, 이는 특정 값이 또 다른 양태를 형성하는 것으로 이해된다.

한 가지 국면에 있어서, 본 발명은

제1 콘택트 렌즈 반금형, 제2 당해 제1 콘택트 렌즈 반금형에 근접하게 위치한 제2 콘택트 렌즈 반금형(여기서, 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은 색상층을 포함한다) 및 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형 사이에 위치하며 하나 이상의 콘택트 렌즈 반금형 및 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립체를 제공함을 포함하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 콘택트 렌즈 반금형 중의 하나 이상과 접촉하고 있으며 실질적으로 경화되지 않고 남아 있는 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 예비경화시킴을 포함한다. 예비경화된 렌즈 성형 물질의 부분은 전형적으로 방사선 조사되지 않은 경우 추가의 가열 영역을 통하여 수송하거나, 방사선 조사되는 경우 하나 이상의 경화 영역 속으로 수송하는 등의 후속적인 가공 단계 동안에 콘택트 렌즈 금형 조립체를 손상되지 않게 유지시켜 렌즈 성형 물질을 완전 경화시키는 데 도움이 된다.

본 발명의 특정 양태에 있어서, 당해 방법은 색상층, 제1 반금형, 제2 반금형, 경화성 렌즈 성형 물질 또는 이들의 임의의 조합물을 가열함을 포함한다. 이들 성분들의 가열은 전형적으로 전도에 의해, 예를 들면, 적합한 팔레트 또는 홀더 속에 삽입된 가열 카트리지 또는 가열 코일을 사용함으로써 수행되거나, 대류에 의해, 예를 들면, 가열된 가스를 사용함으로써 수행된다. 가열은 전형적으로 착색제 및 경화성 렌즈 성형 물질의 확산을 성취하는 데 도움이 된다. 특정 양태에 있어서, 가열함으로써 전형적으로는 약 5 내지 약 50℃, 보다 전형적으로는 약 10 내지 약 40℃의 범위로 온도를 증가시킨다. 특정 양태에 있어서, 경화성 렌즈 성형 물질은 약 25 내지 약 95℃, 보다 전형적으로는 약 35 내지 약 85℃, 보다 더 전형적으로는 약 40 내지 약 70℃, 가장 전형적으로는 약 45 내지 약 60℃의 범위의 온도에서 경화된다.

본 발명의 특정 양태에 있어서, 예비경화는 화학 반응을 일으키거나 개시할 수 있는 전자기 방사선 또는 입자 빔의 형태로 제1 콘택트 렌즈 금형과 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 접촉시킴으로써 수행된다. 적합한 유형의 방사선은 화학선을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "화학선"은 자외선, 적외선, 가시광선 및 X선과 같은 광화학 반응을 일으킬 수 있는 전자기 방사선을 의미한다. 적합한 입자 빔은 전자를 포함한다. 방사선은 바람직하게는 약 5 내지 약 60초당, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 40초당 약 2 내지 4mW/cm²에서 경화성 렌즈 성형 물질을 조사하는 자외선 램프에 의해 공급된다. 방사선은 또한 펄스화되 거나 사이클링되는 고강도 UV 공급원에 의해 제공될 수 있다.

색상층과 접촉하고 있는 렌즈 성형 물질의 조사를 피하면서 렌즈 금형과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 부분을 조사하는 것은 전형적으로 마스크를 사용함으로써 수행된다. 다수의 양태에 있어서, 자외선은 다수의 개구부를 갖는 마스크와 같은 마스크를 사용하여 형성된다. 특정 양태에 있어서, 다수의 개구부는 슬릿, 홀 또는 이들의 임의의 조합물을 포함한다. 전형적으로, 마스크 위의 다수의 개구부는 방사선을 렌즈 금형과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 부분에 통과시키는 방식으로 방사선 공급원과 렌즈 금형 사이에 정렬된다. 콘택트 렌즈에서 중심부에 위치한 라운드 층의 경우, 개구부는 전형적으로 색상층 주변에 방위각으로 배열된다. 마스크가 방사선을 차단(예: 흡수, 반사 또는 흡수와 반사 모두)하기 위해 적합한 물질이 선택된다. 적합한 마스크 물질은, 예를 들면, 머시닝 또는 석판인쇄에 의해 용이하게 제조되어 다수의 개구부를 제조한다. 적합한 마스크 물질은 전형적으로 금속, 예를 들면, 황동, 스테인레스 강, 텅스텐 또는 금속 복합재 물질을 포함한다. 마스크 물질은 또한, 예를 들면, 적합한 금속 또는 플라스틱 기판을 질화티탄 또는 크롬으로 도금시킴으로써 기판 위에 피복될 수 있다.

본 발명의 특정한 바람직한 양태에 있어서, 마스크는 적합한 압력을 사용하여 콘택트 렌즈 반금형을 함께 지지한다. 콘택트 렌즈 금형을 함께 지지하는 2개의 마스크가 공급될 수 있으나, 전형적인 양태는 하나의 마스크와 팔레트와 같은 적합한 금형 홀더 사이에 콘택트 렌즈 금형을 지지한다. "적합한 압력"이란 마스크가, 경화성 렌즈 성형 물질을 콘택트 렌즈의 형태로 형성하기 위해 콘택트 렌즈 반금형을 함께 충분히 지지하기 위한 영역에 힘을 가할 수 있음을 의미한다. 압력은 전형적으로 압력이 해제된 후 반금형을 함께 지지하기에 충분한 수준으로 렌즈 성형 물질이 예비경화될 때까지 충분히 오래 동안 유지된다. 반금형을 함께 지지하기 위한 임의의 유형의 힘은, 예를 들면, 클램핑력, 공기 실린더, 스프링 구동 실린더, 자기력, 정전력, 분자력, 추진력, 중력 또는 이들의 임의의 조합물을 사용함으로써 적합하다.

적합한 마스크는 중력 또는 가속도의 영향하에 압력을 가하기에 충분한 질량을 포함한다. 마스크에 의해 발휘되는 압력은 콘택트 렌즈 반금형 중의 하나를 경화성 렌즈 성형 물질로 적합하게 압착시킨다. 한 가지 양태에 있어서, 제1 렌즈 반금형은 팔레트에 의해 적소에 지지된다. 제1 렌즈 반금형(예: 전면 곡면 금형)은 요면 부분에 색상층을 포함하며, 액체 경화성 렌즈 성형 물질은 요면 부분으로 침착된다. 제2 렌즈 반금형(예: 후면 곡면 금형)은 액체 경화성 렌즈 성형 물질 속으로 철면에 위치한다. 다수의 방위각으로 정렬된 슬릿과 충분한 질량을 갖는 마스크는 제2 반금형의 상부에 위치하며, 이의 질량은 중력의 영향하에 제2 반금형을 제1 반금형에 압착시킨다. 반금형 사이에 생성된 공간에 콘택트 렌즈가 형성된다. 렌즈 금형을 접촉시키고 실질적으로 색상층을 접촉시키지 않는 렌즈 물질의 부분은 다수의 마스크 개구부로 통과시키는 자외선의 작용에 의해 예비경화된다.

본 발명의 특정 양태에 있어서, 예비경화는 공기 환경, 저산소 환경, 불활성 환경 또는 이들의 임의의 조합에서 발생할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "저산소 환경"은 20℃에서 하나의 대기압 공기 속에서 존재하는 산소 농도가 약 절반 미만인 대기를 의미한다. 본원에서 사용되는 용어 "불활성 환경"은 20℃에서 하나의 대기압 공기 속에서 존재하는 산소 농도가 약 1중량% 미만인 대기를 의미한다. 다양한 환경은 예비경화 렌즈 금형이 변하는 대기 조성물을 갖는 제조 라인을 통해 이동하는 양태에서 충족될 수 있다. 특정 양태에서, 예를 들면, 대기 조성물은 렌즈 반금형 사이에 경화성 렌즈 성형 물질의 조립(예: 충전 및 압축) 동안에 불활성이다. 후속적인 예비경화 단계에서, 조립된 렌즈 금형은 자외선을 사용하여 예비경화되며, 이 위치에서 주위 대기의 산소 함량은 불활성 대기의 산소 함량보다 높을 수 있다. 예를 들면, 적합한 콘택트 렌즈 제조 라인은 성형, 날염, 충전, 조립, 예비경화, 경화, 수화, 세척 및 패키징 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 대기 산소 함량의 변화(예: 기울기)가 조립(예: 불활성 조건하에) 및 경화(예: 대기 공기 속에서) 사이에서 예상된다.

본 발명의 한 가지 양태에 있어서, 하나 이상의 제1 렌즈 반금형과 제2 렌즈 반금형은 색상층과 접촉하고 있는 투명층을 포함한다. 적합한 투명층은 전형적으로 경화성 렌즈 성형 물질과 접촉하고 있는 중합체 필름을 포함하며, 바람직하게는 투명층은 제1 렌즈 반금형과 제2 렌즈 반금형 중의 하나 이상과 접촉하고 있다. 투명층과 색상층이 각각 상이한 반금형에 존재하더라도, 투명층은 전형적으로 색상층과 동일한 반금형에 위치한다. 투명층은 전형적으로 투명층과 인접한 색상층에 전면 곡면 렌즈 금형과 접촉된 상태로 위치한다. 경화성 렌즈 성형 물질의 첨가, 2개의 렌즈 반금형의 조립 및 예비경화는 본원에 기재되어 있는 바와 같이 수행된다.

본 발명의 특정 국면에 있어서, 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 점도는 본질적으로 동일하게 유지하거나 반금형 예비경화물 중의 하나 이상과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질로서 감소한다. 이러한 양태에 있어서, 방사선은 적합하게 차폐되어 색상층과 접촉하고 있는 렌즈 성형 물질이 방사선을 거의 수신하지 않거나 전혀 수신하지 않는다. 임의의 특별한 조작 이론으로 국한하려는 것은 아니지만, 방사선을 거의 수신하지 않거나 전혀 수신하지 않으면서 렌즈 성형 물질이 본질적으로 경화되지 않고 남아 있어서 색상층의 부근에 렌즈 물질의 점도가 변하지 않고 남아 있다. 본질적으로 경화되지 않은 렌즈 성형 물질을 유지시키는 것은 착색제를 렌즈 성형 물질로 확산시키는 데 도움이 된다. 렌즈 성형 물질을 가열하는 특정 양태에 있어서, 점도는 실제로 렌즈 성형 물질이 예비경화됨에 따라 감소한다. 유사한 양태에 있어서, 광학 표면과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 점도는 예비경화 도중에 증가하며, 이러한 증가는 후속적인 가공 단계 동안에 렌즈 금형 조립체가 손상되지 않고 남아 있게 한다.

본 발명은 또한 제1 콘택트 렌즈 반금형, 당해 제1 콘택트 렌즈 반금형에 근접하게 위치한 제2 콘택트 렌즈 반금형을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립체(여기서, 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은, 색상층, 및 하나 이상의 반금형과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 조사하도록 위치되어 있으며 이를 통해 방사선을 통과시킬 수 있는 다수의 개구부를 포함하며 반금형 중의 하나 이상과 접촉하고 있는 마스크를 포함한다) 및 당해 경화성 렌즈 성형 물질을 예비경화시킬 수 있는 방사선을 제공하는 방사선 공급원을 포함하는 시스템을 제공한다. 이러한 시스템에서, 색상층을 포함하는 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은 전형적으로 콘택트 렌즈 반금형과 색상층 사이에 위치한 투명층을 포함한다. 적합한 차폐된 압축 장치(예: "마스크")는 전형적으로 다수의 개구부, 예를 들면, 슬릿, 홀 또는 이들의 임의의 조합물을 포함한다. 다수의 개구부는 전형적으로, 예를 들면, 콘택트 렌즈의 색상층 주변에 환 형태로 방위각으로 배열된다. 적합한 마스크는 전형적으로 중력 또는 가속도의 영향하에 반금형 사이에 압력을 가하기에 충분한 질량을 포함한다.

특정한 바람직한 시스템은 추가로 색상층, 제1 반금형, 제2 반금형, 경화성 렌즈 성형 물질 또는 이들의 임의의 조합물을 가열하기 위한 하나 이상의 가열기를 포함한다. 적합한 가열기는 적합한 팔레트 또는 홀더 속에 삽입된 가열 카트리지 또는 가열 코일, 에어 검 및 조사 가열용 가열 램프를 포함한다. 특별한 조작 이론으로 국한하고자 하지 않는 한, 가열하는 것이 전형적으로 착색제를 경화성 렌즈 성형 물질로 확산시키는 데 도움이 된다.

특정한 바람직한 시스템 및 방법에 있어서, 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물은 제1 요면 반금형과 제2 철면 반금형을 갖는 렌즈 금형으로 침착된다. 반금형은 전형적으로 폴리스티렌 또는 폴리올레핀 등의 자외선 또는 가시광선에 적어도 부분적으로 투명한 물질로 형성된다. 반금형은 침착 및 금형 조립으로부터 예비경화 영역으로 수송되고 소정의 시간 동안 소정의 압력하에 함께 유지된다. 반금형은 전형적으로 저산소 환경에서 수송된다. 제2 반금형 또는 철면 반금형은 단량체가 중합되면서 경화되는 동안에 금형 순응을 가능하게 하도록 제1 반금형 또는 요 면 반금형보다 약간 얇을 수 있다. 압력 정렬 플랜지는 각각의 금형 곡면을 정렬시키는 데 도움이 되는 제1 반금형과 제2 반금형에 존재한다. 바람직한 양태에 있어서, 압력은 또한 제1 반금형에 형성된 환상 에지에 대해 제2 철면 반금형을 설치하여 본질적으로 금형내에 함유되어 있는 단량체로부터 임의의 과량의 단량체를 분리시킨다. 소정에 시간이 지난 후, 단량체 혼합물 함유 안료는 UV선 공급원과 같은 방사선에 노출되어 주로 금형 조립체의 둘레 주변에 잔류하는 단량체를 부분적으로 경화(예비경화)시킨다. 이러한 시간 동안, 가열된 공기는 요면 반금형에 직접 취입시켜 중합체성 단량체 혼합물 및 착색된 중합체 물질을 소정의 온도로 신속하게 가열한다. 압력하에 소정의 제2 UV 노출 시간이 지난 후, 압력 및 방사선이 통상 제거되고, 선택적으로 예비경화된 렌즈 물질을 함유하는 콘택트 렌즈 금형 조립체는 가열된 영역을 통해 수송된다. 중합체성 단량체 혼합물을 요면 금형 표면 위에 함유되어 있는 착색된 중합체성 착색제 속으로 확산시키면 전형적으로 광원 또는 가시광선이 본질적으로 없는 적합한 가열 영역 속에서 수행된다. 금형 조립체는 후속적으로 렌즈 성형 물질을 추가로 중합시키고 경화시키기 위한 경화 영역으로 수송된다.

본 발명의 특정한 시스템은 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 선택적으로 예비경화하여 착색된 중합체성 착색제 층의 확산을 저해하지 않는 소프트 콘택트 렌즈를 제조한다. 이러한 시스템은 전형적으로 다수의 콘택트 렌즈 금형 조립체를 저산소 또는 공기 충전된 환경에서 예비경화 영역으로 간헐적으로 이동하기 위한 수송을 포함한다. 콘택트 렌즈 금형 조립체는 적합하게는 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 함유하는 제1 반금형 및 제2 반금형과 이들 사이에 착색된 중합체성 착색제를 포함한다. 이러한 양태는 또한 불활성 저산소 또는 공기 환경에서 소정의 시간 동안 제1 반금형과 제2 반금형을 지지하기 위한 다수의 장치를 포함한다. 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물의 선택된 영역은 선택된 노출 영역에서 단량체 또는 단량체 혼합물을 부분적으로 또는 완전히 경화시키고자 압력하에 소정의 시간 동안 방사선에 노출된다. 압력은 전형적으로 환상 공기 실린더, 스프링 구동 환상 실린더, 물리적 중량 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 적합한 장치에 의해 인가된다. 이러한 장치는 전형적으로 적합한 개구부 또는 반금형의 중심으로부터 떨어져서 방사선을 유도하는 장치에서의 개구부를 통해 방사선을 통과시키는 마스크를 포함한다. 시스템은 또한 전형적으로 압력(지지 압력) 기간 및 강도와 방사선 기간 및 강도를 조절하기 위한 컨트롤러를 포함한다. 전형적으로, 본 발명의 시스템은 방사선 균일 압력을 제공하는 지지 장치를 포함하여 콘택트 렌즈 반금형을 함께 균등하게 지지한다.

본 발명의 특정 방법은 소프트 콘택트 렌즈를 형성함에 있어서 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물을 선택적으로 예비경화한다. 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물은 단량체 및 착색된 중합체성 착색제를 이들 사이에 함유하는 제1 요면 반금형과 제2 요면 반금형을 갖는 콘택트 렌즈 금형 조립체 속에 침착된다. 반금형은 가압하에 함께 지지되고 방사선에 노출되어 예비경화된 겔형 영역에 단량체 또는 단량체 혼합물의 선택된 영역을 부분적으로 중화시킨다. 지지 압력은 완화되고 렌즈는 추가의 방사선 또는 가열 및 방사선의 조합물로 경화된다. 전형적으로, 반금형은 암께 지지되고 압력하에 정렬되며, 이는 과량의 단량체를 금형 공동에서 발산시킨다. 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물의 적어도 한 부분은 선택된 영역에서, 바람직하게는 발산된 부분에서 겔형 상태로 예비경화된다. 단량체의 수축으로 전형적으로 반금형의 순응을 야기시켜 나머지 경화 기간 동안 함께 반금형을 밀폐시키고 지지한다. 이러한 현상은 후면 곡면 반금형이 경화 전에 전면 곡면 반금형에 대해 팁핑하고 회전시키는 경우, 발생할 수 있는 것보다 더 분산 결함을 피하는 데 도움이 된다. 지지 압력은 예비경화 단계 동안에, 예를 들면, 차폐에 관여하거나 이에 필수적인 공압 실린더 또는 전자기 솔레노이드를 사용함으로써 변할 수 있다. 적합하게, 표면 에너지 인력은 예비경화 동안에 방사선 균일 지지 압력을 제공함과 동시에 지지 장치(예: "클램핑 장치") 및 반금형 사이에 최소화된다. 본원에서 사용되는 "클램핑 장치는 금형 조립체를 함께 지지하는 데 적합한 임의의 장치 또는 힘을 의미한다. 바람직한 양태에 있어서, 본 발명에 사용되는 마스크는, 기타 양태가 클램핑 장치와는 다른 양을 가질 수 있지만 클램핑 장치를 포함한다. 한다.

한 가지 양태에 있어서, 당해 공정은 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물로부터 소프트 콘택트 렌즈를 제조한다. 소프트 콘택트 렌즈는 제1 요면 반금형과 제2 철면 반금형을 갖는 금형 조립체 속에서 형성된다. 도 4(a)에서 예시한 바와 같이, 가시광선 및 자외선에 투과되는 물질(예: 폴리스티렌)로 형성되어 있는 반금형은 요면 표면(31), 철면 표면(33) 및 환상 원주 에지(31c)를 정의하는 중심 곡면 단면을 가지며, 본질적으로 단일평면, 환상, 플랜지(31a)는 에지(31c)에 연결된다. 요면 표면(31) 및 철면 표면(33)의 하나 이상의 부분은 각각 금형 조립체에서 제조되는 콘택트 렌즈의 전면 곡면 또는 후면 곡면의 차원를 가지며, 표면과 접촉하고 있는 중합체성 조성물을 중합시킴으로써 형성된 콘택트 렌즈의 표면이 광학적으로 허용되도록 평활하다. 이러한 금형은 이를 통해 급속히 열을 전달하기에 충분히 얇으며 제조 공정에서 경화 단계 후 전형적으로 발생하는 이형 단계 동안에 반금형을 분리시키는 데 인가되는 도입력을 견디기에 충분한 강도를 갖는다.

제1 반금형의 요면 표면(31)은 전형적으로 착색제 층을 포함한다. 적합한 착색제 층은 잉크젯, 분무 또는 패드 날염 등과 같은 적합한 날염 방법을 사용하여 제공된다. 착색된 렌즈를 제조하는 데 적합하게 사용되는 다수의 착색제는 일반적으로 결합 중합체 및 착색제로 구성된다. 착색제 층을 포함하는 적합한 반금형은 미국 특허원 제10/027,579("579 출원")에 기재되어 있으며, 현재 본원에 참고로 인용되어 있는, 2003년 1월 2일에 공개된 미국 특허 제2003/0000028호에 기재되어 있다. 착색제는 전형적으로 이를 금형 표면으로부터 렌즈 물질로 이동시키고 렌즈 물질을 후속적으로 경화시킴으로써 경화되지 않은 렌즈 물질에 도포시킨다. '579 출원에는, 착색제 이동이 광학 금형의 성형 표면에 대해 압착되는 착색제 조성물을 함유하는 날염 패드를 사용하여 수행될 수 있다는 것이 기재되어 있다. 전형적으로, 용매 성분을 함유하는 착색제 조성물은 착색된 콘택트 렌즈 제조용의 착색된 렌즈 금형을 제공하기 위해 건조된다.

예비경화는 전형적으로 점성 겔로 중합체성 단량체 또는 단량체 혼합물의 선택된 영역을 부분적으로 경화시킴을 포함한다. 예비경화 도중에, 반금형은 전형적 으로 부분적으로 중합된 단량체 겔의 점성 겔형 특성에 의해 고정된다. 이러한 예비경화는 반금형의 평행 정렬을 유지시키는 데 도움이 된다. 겔 점도는 중심이탈을 충분히 억제하며 나머지 경화 기간 동안에 가열 및 경화를 수행되지 않고 고려하지 않게 한다. 이러한 가압 단계의 첨가는 전통적인 제조방법에 비하여 검출 렌즈의 수를 감소시킨다.

다양한 양태에 있어서, 예비경화는 전형적으로 중합체성 조성물이 전면 곡면 반금형에 존재하고 반금형이 조립된 직후 수행된다. 도 4(a)를 참고하면, 목적하는 최종 렌즈의 형성을 한정하는 제1 반금형(31)과 제2 반금형(33)의 상보적인 쌍이 사용되어 단량체 혼합물을 성형시킨다. 적합한 단량체 혼합물은 비수성 수 치환 가능한 희석제 속에서 용해될 수 있다. 전면 요면 반금형(31)이 실질적으로 중합체 혼합물로 충전되는 충전 또는 투여 단계 후, 요면 전면 반금형(31)은 기저 반금형(33)으로 피복된다. 기저 반금형은 요면 전면 반금형의 원주 에지(31c)에 정치시켜 생성된 렌즈가 변형 없이 적절하게 정렬되어 있는 것을 보증한다.

제1 반금형과 제2 반금형은 함께 지지되고, 예비경화 도중에 반금형 또는 이들 모두를 조립할 수 있다. 반금형은 전형적으로 정렬되지 않고 남아 있는 금형 플랜지 및 금형 영역으로부터 여분의 단량체를 치환시킨다. 금형이 예비경화 공정 도중에 함께 지지되는 경우, 단량체 또는 단량체 혼합물은 전형적으로 방사선, 전형적으로는 화학선, 바람직하게는 UV 램프에 노출된다. 전형적으로, 반금형은 화학선 약 30초당 약 40초 동안 함께 지지된다. 예비경화 단계의 완료시, 단량체 또는 단량체 혼합물은 바람직하게는 선택된 노출 영역에서 부분적으로 중합된 겔을 형성한다.

예비경화 후, 특정 양태에 있어서, 단량체/희석제 혼합물은, 예를 들면, UV 오븐 속에서 가열 및 경화되어 단량체(들)의 중합을 완료시킨다. 경화는 목적하는 최종 하이드로겔 렌즈의 형성시 중합체/희석제 혼합물을 제조한다. 경화(예: 중합)를 완료한 후, 2개의 반금형은 전형적으로 제1 (전면 곡면) 반금형에서 콘택트 렌즈를 남기는 이형 단계에서 분리된다. 콘택트 렌즈는 전면 곡면 금형으로부터 후속적으로 제거된다. 전면 및 기저 곡면 반금형은 전형적으로 단일 금형에 사용된 다음 폐기된다. 이형 단계 후, 희석제를 물로 치환시켜 수화된 렌즈를 제조하고, 이것이 완전히 수화되고 완충되는 경우, 최종 형태 및 크기로 되며, 대부분의 경우, 통상 최초 성형된 중합체/희석제 렌즈보다 10% 더 크다.

적합한 경화성 렌즈 성형 물질은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA") 및 하나 이상의 공단량체를 기본으로 한 공중합체, 예를 들면, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 비닐 피롤리돈, N-비닐 아크릴아미드, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 스티렌, 에톡시에틸 메타크릴레이트, 메톡시 트리에틸렌글리콜 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디아세톤 아크릴아미드, 비닐 아세테이트, 아크릴아미드, 하이드록시메틸렌 아크릴레이트, 메톡시에틸 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 글리세릴 메타크릴레이트 및 디메틸아미노 에틸 아크릴레이트를 포함한다. 바람직한 경화성 렌즈 성형 물질은, 예를 들면, 전문이 본원에 참고로 인용되어 있는, 라르센(Larsen)의 미국 특허 제4,495,313호, 라르센 등의 미국 특허 제5,039,459호 및 라르센 등의 미국 특허 제4,680,336호에 기재되어 있는 중합체성 조성물을 포함한다. 적합한 조성물은 전형적으로 아크릴산 또는 메타크릴산 및 다가 알콜의 중합체성 친수성 하이드록시 에스테르와 바람직하게는 하이드록실 그룹을 3개 이상 갖는 폴리하이드록실 및 붕산의 수 치환 가능한 에스테르와의 무수 혼합물을 포함한다. 적합한 조성물을 중합시킨 후, 붕산 에스테르를 물로 치환시키면 친수성 콘택트 렌즈를 제조한다. 본원에 기재된 본 발명의 금형 조립체는 소수성 또는 강성 콘택트 렌즈를 제조하는 데 사용될 수 있으며, 친수성 렌즈의 제조가 바람직하다.

적합한 렌즈 성형 물질은 바람직하게는 소량의 가교결합제, 통상 디에스테르 또는 트리에스테르 약 0.05 내지 약 2%, 가장 흔히 약 0.05 내지 약 1.0%를 함유한다. 대표적인 가교결합제의 예로는 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,2-부틸렌 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 디메타크릴레이트, 1,4-부틸렌 디메타크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸글리콜 디메타크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 글리세린 트리메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트 등을 포함한다. 전형적인 가교결합제는 통상적이지만, 필수적인 것은 아니며, 2개 이상의 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는다.

적합한 경화성 렌즈 성형 물질은 일반적으로 또한 촉매, 통상 유리 라디칼 촉매 약 0.05 내지 약 1%를 포함한다. 이러한 촉매의 전형적인 예로는 라우릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 이소프로필 퍼카보네이트, 이조비스이소부티로니트 릴 및 공지된 산화환원 시스템, 예를 들면, 암모늄 퍼설페이트-나트륨 메타비설파이트 조합물 등을 포함한다. 자외선 조사하면, 전자 빔 또는 방사선 공급원은 또한 임의로 중합 개시제의 첨가로 중합 반응을 촉매하는 데 사용될 수 있다. 대표적인 개시제는 캄포르퀴논, 에틸-4-(N,N-디메틸아미노)벤조에이트 및 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-2-하이드록실-2-프로필 케톤을 포함한다.

금형 조립체에서 경화성 렌즈 성형 물질의 경화, 예를 들면, 중합은 바람직하게는 조성물을 중합 개시 조건에 노출시켜 수행한다. 바람직한 기술은 광활성 개시제를 조성물 속에 포함하고 당해 조성물을 렌즈 성형 물질을 개시하고 중합시키는 유효한 강도 및 기간의 자외선 또는 가시광선에 노출시킴을 포함한다. 이러한 이유 때문에, 반금형은 바람직하게는 자외선 또는 가시광선에 투과된다. 예비경화 단계 후, 공단량체는 다시 중합이 진행되어 완료되는 경화 단계에서 자외선 또는 가시광선에 노출된다. 반응의 나머지 가간은 임의의 조성물에 실험적으로 용이하게 확인될 수 있다.

경화성 렌즈 성형 물질이 경화된 후(예: 중합체성 조성물이 중합된 후), 금형 조립체가 분해되어 중합된 하이드로겔을 콘택트 렌즈(이러한 가공은, 예를 들면, 렌즈의 세척 및 수화와 포장을 포함한다)로 처리한다. 바람직하게는, 전면 및 후면 곡면 반금형의 플랜지는 프라잉(prying) 유형의 운동에서 직접 반대 방향으로 또는 일정 각도로 서로 떨어져서 그립핑(gripping)하고 당긴다. 유리하게는, 후면 곡면은 먼저 적당하게 가열하여 중합된 제품의 분리를 촉진시킨다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명을 수행하기 위한 시스템의 한 가지 양태의 측 면 정면도와 최종 정면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2에서 도시한 다리(12)달린 지지 프레임(11)은 인피드(infeed) 컨베이어(13)의 정면도에서 당해 장치에 대한 지지체를 제공한다. 도 3에서 도시한 예비경화 장치는 다수의 팔레트(30)를 수신하는데, 이 중의 하나는 도 4에 도시되며, 인피드 컨베이어(13)로부터 다수의 콘택트 렌즈 금형을 갖는다. 도 3에서 도시한 인피드 컨베이어(93)는 팔레트(30) 및 금형(31),(33)으로 전달하여 예비경화 단계 동안에 다수의 팔레트를 수신하는 일반적으로 도시한 축적 단면(18)으로 전달한다. 도 1 내지 도 2와 도 6 내지 도 8에 도시한 양태에서, 도 4에 도시한 양태의 3개의 팔레트는 각각의 배치 조작에서 총 24개의 금형에 축적된다. 도 9 및 도 10에서 도시한 양태에 있어서, 콘택트 렌즈 금형을 24개 갖는 총 3개의 팔레트는 각각의 예비중합 조작 동안에 배치된다.

한 가지 양태에 있어서, 적합한 예비중합 조립체(19)는 도 1의 파선 부분에서 부분적으로 나타나며, 도 6 내지 8에 관하여 추가로 기재되어 있다. 예비경화 조립체는 중간체 지지체 빔(21) 및 왕복 축 부재(22)를 상승시키고 하락시키는 공압 실린더(20) 및 이후에 보다 상세하게 후속적으로 기재되는 부재(23)에서 왕복 지지체용으로 저널링되는 왕복 축 부재(22)에 의해 콘택트 렌즈 금형을 포함하는 팔레트와 결합하여 상승시키고 하락시킨다. 예비경화 후, 콘택트 렌즈 금형을 갖는 팔레트는 화학선이 존재하지 않는 가열 영역으로 옮긴 다음, 열 및 방사선에 의해 후속적인 경화용 영역으로 옮긴다.

특정 양태에 있어서, 도 4 및 도 4a에서 도시한 다수의 팔레트는 다수의 콘택트 렌즈 금형을 수신하기 위한 다수의 공동을 갖는다. 도 4a에 도시한 콘택트 렌즈는 제1 반금형 또는 요면 반금형(31)에서 중합체성 조성물의 양을 일반적으로 약 60 내지 100㎖의 순서로 위치시킴으로써 제조될 수 있다. 목적하는 양은 목적하는 렌즈의 치수(예: 직경 및 두께), 경우에 따라, 희석제의 양, 및, 경우에 따라, 중합 부산물용 물의 교환에 의존한다. 제2 반금형 또는 철면 반금형(33)은 정렬된 제1 반금형 및 제2 반금형을 사용하여 중합체성 조성물(32)에 위치시켜 회전 축이 동일 직성상이고 각각의 플랜지(31a)(33a)가 평행이다. 반금형(31)은 제1 반금형 또는 요면 반금형의 환상 플랜지(31a)를 수신하고 지지하는 환상 리세스(30a)에서 운반된다. 팔레트(30)는 또한 금형의 요면 부분을 수신하기 위한 다수의 리세스(30b)를 갖는다. 팔레트는 또한 기저 반금형의 삼각 타브 부분(31c)을 수신하는 다수의 배향 리세스(30c)를 수반하여 예비한정된 각 부분을 제공한다. 제2 반금형 또는 철면 반금형(33)은 또한 타브(31c) 위에 놓여 있는 삼각 타브(33c)를 포함하여 2개의 반금형에 관하여 동일 직선상의 회전축을 제공한다. 도 4에 예시한 팔레트(30)는 또한 평행하게 트래킹 및 품질 조절 과정을 사용하기 위한 유일한 바 코드 수 또는 식별 칩(35)을 포함한다. 바람직한 팔레트는 공기 또는 질소와 같은 가열된 가스를 취입하기 위한 홀을 포함한다. 가열된 가스는 전형적으로 예비경화 동안에 렌즈 금형을 가열하는 데 사용된다.

도 3은 예비경화 영역으로 및 이로부터 떨어져서 다수의 팔레트(30)를 수송하기 위한 컨베이어 시스템(13)을 포함하는 장치를 예시하는 도 6 내지 10에서 도시한 실시양태의 부분을 나타낸다. 배치 모드 포크(36a)(36b)는 다수의 팔레트를 예비경화 장치로 수집하고 이동하는 데 사용된다. 장치(19)는 다중 수직 왕복 운 동을 포함하며, 이 중의 첫째 운동은 공기 실린더(20a) 및 왕복 빔(21a)으로부터의 운동에 반응한다. 예비경화 장치(19)가 화살표 A로 예시한 방향으로 낮아지므로, 다수의 환성 클램핑 수단(41)은 팔레트(30)내에 함유되어 있는 각각의 반금형의 상부 환상 플랜지(33a)와 결합된다. 다수의 마스크(40)는 장치의 왕복 플랫폼(41)에 장착되며 이로써 운반되고, 도 3에서 예시한 화살표 B의 방향에 따라 제2 왕복 운동용으로 여기에 탄성적으로 장착된다.

도 3 및 도 5a 내지 도 5i에서 도시한 마스크(40)는 도 5a에서 도시한 공기 스프링(42a) 또는 도 5b에서 예시한 나선형 스프링(42)일 수 있는 스프링(42)(도식적으로 예시함)에 의해 프레임(41)내에 편중된다. 장치가 낮아짐에 따라, 마스크는 스프링(42)에 의해 측정된 힘과 함께 제1 반금형과 제2 반금형을 결합하고 지지한다. 공기 스프링을 사용하는 경우, 힘은 공기 실린더(42a)에 제공된 압력의 수준에 의해 측정되다. 마스크(40)가 예시적인 목적을 위해 도 3에서 4개의 부재로서 예시되지만, 도 6 내지 10에서 예시한 양태에서 각각의 반금형에 대해 개별 마스크와 약 96개의 별개의 마스크가 존재할 수 있다는 것이 이해된다.

도 5c 및 도 5d는 각각 본 발명에서 사용될 수 있는 원뿔을 포함하는 마스크(40)의 하나의 양태의 상부 및 하부 투시도이다. 예시된 마스크는 방사선(도시되지 않음)을 다수의 개구부(102)로 배향하기 위한 원뿔(120)을 포함한다. 도 5e는 플랜지 부재(51), 결합 부재(40a), 마스크 외부 환(110) 및 외부 환-플랜지 연장부(112)의 위치를 예시하는, 도 5c에서 예시한 마스크(40)의 정면도이다. 도 5e에서 예시한 마스크의 저면도는 도 5f에 제공된다. 이 도면은 마스크 저부 평면(104)의 둘레 주위에 방위각으로 다수의 개구부(102)의 치환을 추가로 예시한다. 마스크 저부 평면(104)은 지지 세그먼트(104)에 의해 마스크 외부 환(110)에 보증된다. 이 양태에서, 3개의 지지 세그먼트(108)는 다수의 개구부(102)를 보증한다. 지지 스크류(106)는 임의의 광학 원뿔(120)(도시되지 않음)에 부착되어 공급된다. 도 5g는 도 5f에서 예시한 마스크(40)의 B-B 라인을 따르는 단면도이다. 지지 스크류(106)를 사용하여 마스크 저부 평면(104)에 보증되며 원뿔 팁(122)을 갖는 임의의 원뿔(120)의 위치가 추가로 상세하게 예시되어 있다. 결합 부재(40a)는 마스크 저부에 위치되어 있다. 방사선(도시되지 않음)은 마스크로 안내되며, 원뿔(120)의 표면에서 반사되며 개구부(102)를 통해 배향된다.

마스크는 전형적으로 금속, 바람직하게는 중금속, 예를 들면, 스테인레스 강 또는 텅스텐, 또는 금속 함유 복합재로 구성된다. 임의로, 마스크의 질량은 공기 또는 스프링의 도움 없이 마스크를 중량 단독으로 적소에 지지시키(즉, 클램핑된)도록 증가될 수 있다. 그러나, 마스크(40)의 조합물 및 국소 구동 탄성 편향 장치는 전체 예비경화 조립체(19)의 질량을 이동시키는 데 필요한 힘의 양에 관계 없이 상부 금형의 플라스틱 플랜지(33a) 위에 발휘되는 지지 압력의 양의 정확한 조절을 가능하게 한다. 마스크(40)의 결합 환에서 형성시키면 마스크와 반금형 사이에 표면 결합 영역을 최소화하는 다수의 결합 부재(40a 내지 40c)이다. 이러한 결합 부재는 환상 부재의 부분을 절단해냄으로써, 하향으로 연장되는 정방형 치아 부재로서 환상 실린더로부터 전체적으로 형성된다. 도 5c 내지 도 5i에서 도시한 양태에 있어서, 플랜지 부재(51)는 사선 부분(51a 내지 51d)을 갖는 사각형이다.

본 발명의 특정 양태에 있어서, 마스크는 원뿔과 같은 광학 반사경을 포함할 수 있다. 이러한 양태에 있어서, 원뿔의 기저 영역은, 더 작은 원뿔 기저 영역이 가능하더라도, 마스크 저부 평면의 영역의 크기 이하이다. 원뿔 높이는 전형적으로 원뿔 기저의 직경보다 더 작건 크건, 이와 거의 동일하다. 전형적으로, 원뿔 또는 적합한 반사경의 끝은, 원뿔 끝이 마스크 밖으로 연장될 수 있는 것이 고려되더라도, 전체 마스크내에 있다. 라운드 기저를 갖는 원뿔이 전형적으로 사용되더라도, 기타 기저 형태(예: 삼각형, 사변형, 오각형, 육각형 및 기타 다각형 형태)는 반사경으로서의 기능에 적합하게 고려된다.

적합한 반사경은 전형적으로 마스크에 인접하게 위치되며, 적합한 기계적 장치를 사용하여, 예를 들면, 스크류, 리벳, 접착, 용접, 혀 및 홈 커플링 또는 기타 기계적 연결 장치에 의해 마스크에 밀폐된다. 반사경은 또한 마스크에서 강하 상태에 놓여 있는 원뿔과 같은 한 조각일 수 있다. 적합한 마스크는, 예를 들면, 금속 머시닝 또는 금속 사출 성형과 같은 고체 금속 또는 복합재 조각으로부터 제조될 수 있는 통합 반사경을 포함할 수 있다.

반사경은 전형적으로 렌즈 성형 물질을 개시 또는 경화하거나 개시하고 경화하는 데 사용되는 방사선을 반사하기에 적합한 표면을 갖는다. 적합한 반사 표면은 니켈 도금과 같은 300개의 시리즈 스테인레스 강 또는 금속 도금과 같은 연마 또는 피복 금속과 같은 연마 금속을 포함한다. 한 가지 양태에 있어서, 마스크는 적합한 기계적인 농도의 금속, 예를 들면, 질화티탄으로 도금된 텅스텐으로부터 형성되며, 반사경은 300개의 시리즈 스테인레스 강으로부터 원뿔 구조화된다. 원뿔 형 반사경은 전형적으로 스크류를 사용하여 마스크에 지지된다.

다른 양태에 있어서, 마스크 저부 평면에 인접하지 않는 반사경이 제공될 수 있다. 이러한 양태에 있어서, 마스크는 플랜지 또는 외부 환-플랜지 연장부에 인접한 것과 같은, 마스크의 내부 영역에 접착된 지지체에 의해 지지될 수 있다. 대안으로, 반사경은, 예를 들면, 방사선 공급원 및 마스크 사이에 위치한 금속 지지체를 사용함으로써 마스크 위에 지지될 수 있다.

특정 양태에 있어서, 마스크는 실질적으로 편평 디스크, 예를 들면, 도 5c 내지 5i에서 위에서 언급한 바와 같은 마스크 저부 평면이다. 마스크는 기타 다각형 마스크가 사용될 수 있지만, 원형일 수 있다. 바람직하게는, 마스크는 실질적으로 3개의 아크형 개구부에 인접한 편평 디스크를 포함하여 이를 통해 방사선을 통과시키기 위한 차폐하지 않은 영역을 형성한다. 전형적으로는, 개구부의 영역은 차폐된 영역의 약 25% 영역 미만, 보다 전형적으로는 약 10% 영역 미만이다.

본 발명의 한 가지 양태에서 마스크와 콘택트 렌즈 금형 조립체 사이의 위치 관계는 도 5h 및 5i에 예시되어 있다. 마스크(40)는 예비경화 도중에 도 5(h)에서 UV 방사선(화살표)에 노출되는 동안에, 제1 반금형(31)의 조립체와 함께, 경화성 렌즈 성형 물질(중합체성 조성물)(32) 및 제2 반금형(33)을 지지하는 것으로 나타낸다. 예비경화가 완결된 후, 마스크(40)가 올려진 후면 곡면 금형(도 5i)으로부터 분리되며 후속적인 경화 동안에 함께 반금형을 유지시키는 데 도움이 된다.

바람직한 양태에 있어서, 충분량의 마스크는 금형 조립품 위로 낮추고 중력의 영향하에 마스크의 질량을 사용하여 적소에 지지된다. 도 11을 참고하면, 다수 의 마스크(40)는 다수의 금형 조립품(도시되지 않음) 위에 위로 아래로 왕복하는 지지 트레이(110)에 함유되어 있다. 방사선(도시되지 않음) 공급원은 전형적으로 트레이(110) 위에 위치시킨다.

클램핑 장치 또는 지지 트레이(110) 위에 위치시키면 UV 램프일 수 있는 다수의 화학선 공급원(44)이다. 예비경화 장치의 작용(19)은 바람직하게는 공기 실린더(20a)가 이의 왕복 하향 위치에 활성화되는 시간의 길이에 의해 지지 기간의 지속을 조절하는 조절 회로(10)에 의해 설정된다. 조절 회로는 또한 화학광선 공급원을 온 및 오프로 전환시키는 조작을 통해 노출 기간의 지속을 조절함으로써 금형에 의해 수신된 방사선의 양을 조절한다. 강도는 또한 램프(44)를 금형(31),(33)에 대하여 상승 또는 하락시킴으로써 수동으로 조절할 수 있다. 임의로, 방사선은 원격으로 발생하며 노출 시간 및 에너지 준위의 조절을 제공하는 제어 시스템(10)을 사용하여 광섬유 시스템을 통해 반금형 및 중합체성 물질로 발송된다.

마스크(40)에 의해 도포되는 힘의 양은 전형적으로 렌즈당 약 0.25 내지 약 2.0Kgf로 변하며 제2 철면 반금형의 플랜지(33a)를 노출 기간 동안에 제1 요면 반금형의 플랜지(31a)에 평행하게 유지되도록 적용된다. 마스크는 컨트롤러(10)에 의해 약 10 내지 약 60초 동안, 보다 전형적으로는 약 30 내지 약 50초의 기간 동안 적용된다. 약 0 내지 약 20초 동안, 바람직하게는 약 5 내지 약 15초 후, UV 램프(44)로부터 화학선의 차폐되지 않은 부분은 조립된 금형 및 중합체성 단량체의 부분에 적용된다. UV 광 공급원의 강도는 전형적으로는 약 2 내지 약 4mW/cm²이다. 이러한 강도는 약 10 내지 약 50초, 바람직하게는 약 20 내지 약 40초 동안 적용된다.

바람직한 양태에 있어서, 방사선 공급원은 320 내지 390nm의 고도로 농축된 방사선을 갖는 장파 자외선 방사선을 방출하는 관형 저압 수은 증기 형광 UV 램프를 포함한다. 한 가지 양태에 있어서, 예로써, 램프는 목적하는 스펙트럼에서 정상 와트가 14watt이고 평균 방사선이 1.8watt인 모델 'TL' 29D 16/09 N의 필립스(Philips)에 의해 제조된 것이다.

다양한 양태에 있어서, 반금형은 전형적으로 예비경화 방사선에 노출하기 전, 소정의 시간 동안 함께 지지되어 단량체 및 금형 공동 사이에 평형을 일으킨다. 이러한 평형 시간은 또한, 일반적으로, 하이드록시에틸메타크릴레이트 단량체가 사용되는 경우, "HEMA" 환이라고 불리는 과량의 단량체(33a)의 환을 형성하는 경우, 금형 공동이 플랜지(31a) 및 (32a) 사이의 공간으로 압출되도록 임의의 과량의 단량체를 허용한다. 바람직한 양태에 있어서, 제1 반금형 또는 요면 반금형은 반금형(33)의 철면 부분을 정확하게 접촉시키도록 급격한 환상 에지(31c)를 포함하여 콘택트 렌즈(32)를 HEMA 환(32a)으로부터 분리시킨다. 예비 노출 지지 기간(예: 클램핑 기간)은 과량의 단량체를 금형 공동으로부터 HEMA 환으로 이동시키며, 제2 반금형을 분리 에지(31c)에 정확하게 위치시키며 평형을 반금형과 단량체 사이에 발생시킨다. 반금형이 경화성 렌즈 성형 물질이 완전히 경화될 때까지 함께 지지될 수 있지만, 바람직한 양태에서 약 2 내지 약 4mW/cm²의 차수에서의 화학선은 예 비경화를 위해 약 30초 동안 적용된다. 노출 시간 약 5 내지 약 60초에서 약 10 내지 약 150mW/cm²의 펄스화되고 사이클링된 고강도 UV를 포함하는 회절 강도 및 노출 시간이 사용될 수 있다. 펄스화되거나 사이클링된 노출에서, 화학선은 약 3 내지 약 10초 동안 사이클링된 후 방사선을 총 약 1 내지 약 10주기 동안 약 3 내지 약 10초 동안 사이클링된다. 방사선 기간의 종결시, 화학선이 전환되고 마스크가 제거된다. 조립품(19)이 상승됨에 따라, 마스크(40)는 투명한 금형 및 팔레트를 상승시켜 이들을 컨베이어(13a)를 사용하여 예비경화 장치에서 수송시킨다. 바람직한 양태에서 예비경화 동안에, 가열된 가스를 요면 반금형 위로 취입하여 이를 바람직하게는 약 40 내지 약 60℃의 범위에서 소정의 온도로 이르게 한다. 전형적으로, 가열된 가스는, 바람직하게는 금형 조립품을 팔레트로부터 방출시키지 않도록 하는 지지 기간 동안에 팔레트에서 홀을 통해 취입시킨다.

예비경화 공정의 결론으로서, 경화성 렌즈 성형 물질(예: 단량체 또는 단량체 혼합물)의 선택된 영역은 전형적으로 개시되고 일정한 중합도를 갖는다. 렌즈 성형 물질의 예비경화된 부분은 전형적으로 겔 상태이며 주로 렌즈 금형 물질의 두께가 최소인 경우, 렌즈 금형 조립품의 둘레와 "HEMA" 환 주위에 위치한다. 렌즈 조립품의 보다 중앙의 몸체가 방사선으로부터 차폐되는 경우, 전형적으로 렌즈 성형 물질이 요면 반금형에 함유되어 있는 착색된 중합체성 착색제 속으로 계속 확산될 수 있도록 중합되지 않은 채 남아 있다. 단량체가 중합됨에 따라, 전형적으로 분리 에지(31c)와 함께 밀봉물을 형성하며, 이는 중합으로부터 단량체의 고유 수축 과 함께, 예를 들면, 열을 가함으로써 경화될 수 있는 안전한 금형 패키지를 형성한다.

특정 양태에 있어서, 지지 압력은 금형 플랜지를 정렬시켜 플랜지의 실질적으로 평행한 정렬을 제공한다. 밀봉은 예비경화 및 작용기로부터 발생하며, 지지 압력이 해제된 후, 평행 정렬을 유지한다. 바람직한 양태에서, 지지 압력 및 생성된 밀봉은 농도를 유지시키며 렌즈의 원주에서 투명 에지를 제공한다. 기타 양태에 있어서, 도 5b에서 예시한 칭량 마스크(40)는 탄성 코일 스프링(42)에 의해 결합되는 플랜지(51)를 포함하며 정지 플레이트(55)에 대해 하향으로 구동된다. 코일 스프링(42)의 기타 말단은 상부 정지 플레이트(56a)내에 장착된다. 스페이서 플레이트(52)와 상부 정지 플레이트(56)는 마스크(40)의 수직 왕복용 지지 및 안내를 제공한다.

특정한 바람직한 양태에 있어서, 도 4a에서 제공한 결합 부재(40a 내지 40c)는 크기가 약 1mm이며, 나이프 에지(31c) 주위에 심지어는 압력의 분포를 보증하기에 충분한 것으로 밝혀졌다. 결합 부재는 반금형으로부터 마스크로의 오일의 인력 또는 이동을 최소화하는 데 도움이 된다. 결합 부재에 대한 하나의 배위가 도 5d에서 예시되었지만, 결합 부재(40a 내지 40c)의 임의의 배위는 작용할 것이다. 결합 부재는 전형적으로 원형 나이프 에지(31c)에 대해 방사선 균일 방식으로 분포된다. 지지 압력의 불균일 분포는 상부 또는 후면 곡면 반금형을 저부 또는 전면 곡면 반금형에 대하여 착색시킬 수 있다.

도 6 내지 8은 본 발명을 수행하기 위한 장치의 한 가지 양태의 상부면 및 말단 정면도이다. 도 6 내지 8에서 도시한 예비중합 조립체(19)는 프레임에 고정적으로 장착된 지지 부재(23)내에 왕복 운동을 위해 저널링되는 왕복 지지축(22)에 장착되어 있다. 각각의 지지 부재(23)는 상부 및 저부 베어링 또는 저널(23a)(23b)를 포함하여 왕복 축(22)의 정확한 안내를 제공한다. 축(22)은 이전에 언급한 공기 실린더(20)에 의해 회전 구동되는 중간체 지지 프레임(21)에 의해 구동된다. 압력 조립체(19)는 도 7 및 도 8에서 개략적으로 예시한 컨베이어(13)의 최상부 표면에 대하여 수직으로 왕복운동된다. 압력 조립체(19)는 도 7에서 (61)(62)으로 일반적으로 예시되고 도 8에서 (62)(63)으로 예시한 각각의 코너에서 중간체 지지 부재에 의해 현탁된다. 이러한 부재는 왕복 플랫폼(41)을 현탁시키고, 마스크(40)를 동일한 축에 따라 2차 왕복을 위해 고정된다. 별도의 서브프레임(65)은 플랫폼(41) 위에 장착되며, UV 램프용 고전압 및 형광성을 개시하는 데 사용되는 스타터(67)을 제공하는 밸러스트 부재(66) 및 자외선 램프(44)용 지지체와 형광성을 개시하는 데 사용되는 스타터(67)를 제공한다. 한 가지 양태에 있어서, 예로써, 밸러스트 부재는 필립스가 제조한 바와 같은, BTP 30C05S이다. 중간체 지지체 프레임(65)은 이에(65) 스트랩(68)을 통해 장착되어 있는 다수의 핸들(67)을 사용하여 왕복 플랫폼(41) 없이 상승될 수 있다.

착색된 콘택트 렌즈를 제조하는 방법, 물질 및 장치가 제공되어 있다. 본 발명이 다양한 당야한 도면 및 실시예를 참고로 기재되었으나, 당해 발명으로부터 벗어나지 않으면서 이와 동일한 기능을 수행하기 위해 기타 유사한 양태가 사용되거나 변경 및 추가가 기재된 양태에 만들어질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들 면, 당해 분야의 숙련가는 본원에 기재된 본 발명의 방법이, 예를 들면, 추가의 처리 단계를 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 마찬가지로, 본원에 기재된 마스크가, 예를 들면, 경화성 렌즈 성형 물질의 한 부분의 예비경화를 달성하기 위해 다수의 개구부에 대한 임의의 유형의 고안을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 단일한 양태에 국한되어서는 않되며, 넓이 및 범위에 있어서 첨부된 청구범위에 따르는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은, 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 부분이, 착색제가 렌즈로 확산되는 것을 억제하기 위해 실질적으로 경화되지 않고 남아 있는 동안에, 경화성 렌즈 성형 물질의 부분이 예비경화된다.

Claims (31)

1. 제1 콘택트 렌즈 반금형,

   당해 제1 콘택트 렌즈 반금형에 근접하게 위치한 제2 콘택트 렌즈 반금형(여기서, 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은 색상층을 포함한다) 및

   제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형 사이에 위치하며 콘택트 렌즈 반금형 중의 하나 이상 및 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립품을 제공하는 단계 및

   콘택트 렌즈 반금형 중의 하나 이상과 접촉하고 있으며 실질적으로 경화되지 않고 남아 있는 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 경화시키는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 색상층, 제1 반금형, 제2 반금형, 경화성 렌즈 성형 물질 또는 이들의 임의의 조합물을 가열하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 가열 단계가 하나 이상의 색상층, 제1 반금형, 제2 반금형 또는 경화성 렌즈 성형 물질 중의 하나 이상의 온도를 약 5 내지 약 50℃로 상승시키는 방법.
4. 제1항에 있어서, 경화 단계가 제1 콘택트 렌즈 금형과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분에 자외선을 조사함으로써 수행되는 방법.
5. 제4항에 있어서, 자외선이, 제1 콘택트 렌즈 금형과 자외선을 제공하는 공급원 사이에 광학적으로 위치하는 마스크를 사용하여 선택되는 방법.
6. 제5항에 있어서, 자외선의 적어도 일부가, 제1 콘택트 렌즈 금형과 자외선을 제공하는 공급원 사이에 광학적으로 위치하는 반사경에 의해 반사되는 방법.
7. 제6항에 있어서, 반사경이 마스크에 인접하는 방법.
8. 제5항에 있어서, 마스크가 다수의 개구부를 포함하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 다수의 개구부가 슬릿, 홀 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 다수의 개구부가 방위적으로 정렬되는 방법.
11. 제5항에 있어서, 마스크가 콘택트 렌즈 반금형을 함께 지지하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 마스크가 중력 또는 가속도의 영향하에 압력을 가하기에 충분한 질량을 포함하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 마스크가 제2 콘택트 렌즈 반금형을 단량체 혼합물 속으로 압착시키는 방법.
14. 제1항에 있어서, 경화가 공기 환경, 저산소 환경, 불활성 환경 또는 이들의 임의의 조합에서 수행되는 방법.
15. 제1항에 있어서, 제1 반금형과 제2 반금형 중의 하나 이상이, 금형 표면과 접촉하고 있는 투명층과 성형 표면을 포함하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 투명층이 경화성 렌즈 성형 물질과 접촉하는 방법.
17. 제15항에 있어서, 색상층이 투명층과 접촉하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 투명층이 렌즈 반금형 중의 하나와 접촉하는 방법.
19. 제1항에 있어서, 색상층과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 점도가 반금형 예비경화물 중의 하나 이상과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질과 본질 적으로 동일하거나 이보다 감소되어 남아 있는 방법.
20. 제1항에 있어서, 광학 표면과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 점도가 경화 동안에 증가하는 방법.
21. 제1 콘택트 렌즈 반금형과

    당해 제1 콘택트 렌즈 반금형에 근접하게 위치한 제2 콘택트 렌즈 반금형(여기서, 하나 이상의 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형은 색상층을 포함한다)을 포함하는 콘택트 렌즈 금형 조립체,

    하나 이상의 반금형과 접촉하고 있는 경화성 렌즈 성형 물질의 적어도 일부분을 조사하도록 위치하며 이를 통해 방사선을 통과시킬 수 있는 다수의 개구부를 포함하며 하나 이상의 반금형과 근접하게 위치하는 마스크 및

    경화성 렌즈 성형 물질을 경화시킬 수 있는 방사선을 제공하기 위한 방사선 공급원을 포함하는 시스템.
22. 제21항에 있어서, 색상층을 포함하는 제1 콘택트 렌즈 반금형과 제2 콘택트 렌즈 반금형 중의 하나 이상이 콘택트 렌즈 반금형과 색상층 사이에 위치하는 투명층을 포함하는 시스템.
23. 제21항에 있어서, 마스크가 하나 이상의 반금형에 인접하게 위치하는 시스 템.
24. 제23항에 있어서, 다수의 개구부가 슬릿, 홀 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는 시스템.
25. 제24항에 있어서, 다수의 개구부가 방위적으로 정렬되어 있는 시스템.
26. 제21항에 있어서, 마스크가 방사선 반사경을 포함하는 시스템.
27. 제26항에 있어서, 방사선 반사경이 원뿔형 형상을 포함하는 시스템.
28. 제21항에 있어서, 마스크가 중력 또는 가속도의 영향하에 반금형 사이에 압력을 가하기에 충분한 질량을 포함하는 시스템.
29. 제21항에 있어서, 색상층, 제1 반금형, 제2 반금형, 경화성 렌즈 성형 물질 또는 이들의 임의의 조합물을 가열하기 위한 가열기를 포함하는 시스템.
30. 제29항에 있어서, 가열기가 하나 이상의 색상층, 제1 반금형, 제2 반금형 또는 경화성 렌즈 성형 물질을 약 5 내지 약 50℃의 양으로 온도를 상승시킬 수 있는 시스템.
31. 제21항에 있어서, 다수의 콘택트 렌즈 금형 조립품을 포함하는 시스템.

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