JPH0261884B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はレンズ、デイスクバルブ等のような軸
に対して対称または非対称の多数の製品を遠心注
型するための装置へモールドを送るための装置お
よび方法に関する。

更に詳細には、本発明は、重合カラム中に垂直
に配列された多数のモールドを収容するのに適し
た回転可能な重合カラムを使用し、そして、重合
性または硬化性組成物を含有するモールドを重合
カラムの入口端に整合状態に位置させる前進手
段；前進モールドを重合カラムの入口端中に送る
ための移動手段ならびに装置制御および原動手段
を有する装置にモールドを送るための装置および
方法の改良に関する。

背景技術 現時点において、レンズ、人工心臓弁代用品の
ような軸に対して対称な物品の重合注型のような
遠心注型は二、三の方法によつて実施できる。

このような方法のうちの一つは、重合反応化合
物を含有し、そして、鉛直軸のまわりで回転しえ
る、個々に回転しえるモールドを有する装置を使
用する。特に規定された速度で各モールドが回転
すると遠心力が生じ、この遠心力はモールド中の
液状反応化合物を、この反応組成物が接触してい
るモールドのキヤビテイーの形状と同じ形状に付
形する。モールドは線状配列の形でグループ化す
ることができる。また別法として、回転式コンベ
ヤーに配列し、そして、各々を回転させることも
できる。この操作技術は各種物品の回転注型に使
用できる各種組成物と共に1972年５月２日に発効
した米国特許第3660545号明細書に開示されてい
る。

別の方法では、回転可能な重合管を使用する。
この管は互いに緊密にはまりあい、そして、各々
重合反応化合物を含有する多数のモールドを収容
する。モールドは重力で重合管の上端に給送さ
れ、そして、管中を自由に落下する。管の出口端
は管に回転力を与える回転部材上にしつかりと設
置されている。重合管が回転するにつれて、ガス
が重合管中を上方に向けて自由落下回転モールド
のまわりに供給される。

本発明の目的は前記のような装置と共に使用さ
れる新規なモールド前進手段およびこれらと協働
的に併用されるモールド給送手段を提供すること
である。この装置は重合カラムまたは管中に垂直
に配列された多数のモールドを収容するのに適し
た重合管を使用する。

本発明の別の目的は、レンズのような品質再現
性のある対称または非対称製品を連続的に遠心注
型するための装置および方法を提供することであ
る。

本発明の値の目的は、重合カラムの入口に配列
されたとき水平角変位をおこすことなくモールド
を前進させることができるモールド前進手段とモ
ールド給送手段との新規な組合せを使用した遠心
注型装置および方法を提供することである。

発明の開示 対称または非対称製品を遠心注型するための装
置であり、前記装置は重合カラム中に多数のモー
ルドを収容する回転可能な重合カラム；重合性ま
たは硬化性組成物を含有するモールドを前記重合
カラムの入口端に整合状態に配置する前進手段；
前記前進モールドを前記重合カラムの前記入口端
に送る移動手段；および、前記前進手段および移
動手段を操作し、そして、前記重合カラムを回転
させる制御および電動手段を有しており、 前記前進手段は前記モールドを前記重合カラム
の入口端に整合状態に前進させる押出手段および
前記押出手段と協働する顎手段とを有しており、 前記押出手段は前記モールドの一部を収容する
ことができ、 前記顎手段は前記モールドを係合し、前記モー
ルドが前記入口端と整合状態にあるとき前記モー
ルドの水平角変位を阻止し、 前記前進モールドを前記入口端に送る前記移動
手段は前記モールドを前記重合カラムの前記入口
端へ向わせるための、前記モールド内へ挿入する
のに適した端部を有する押出要素を有している、
ことを特徴とする前記遠心注型装置が本発明によ
り提供される。

押出手段は、滑動関係にてモールドの一部を収
容する一対のフインガーを画成する“Ｕ”字形の
形状をした端部を有する押出アームを、有してい
る。

顎手段は、重合カラムの入口端中にモールドを
突き出す位置にモールドが到着するまでモールド
を係合しておくのに適した、対向バネ負荷“Ｖ”
字形顎を有する。

一般的に、顎手段は押出手段と協働し、モール
ドがカラムの入口端中に突き出されることを防
ぎ、また、モールドがカラムの入口端上に位置し
たとき、移動手段はモールドを入口端中に駆りた
てる体勢に入る。

好ましい実施態様では、移動手段は自由に回転
しうる端部を有する。この自由回転端部の外周形
状はモールドの内側形状と相応し、また、モール
ドの直径よりも小さな直径を有する。その端部は
移動手段が入口端方向に前駆されたときモールド
の内側フランジ部分と接触する終端部を有する。

顎手段およびフインガーの寸法は、モールドが
カラムの入口端中に挿入された後、移動手段の端
部が顎手段と接触しないような寸法である。

本発明により次の工程からなる、遠心注型装置
の入口端中にモールドを給送する方法が提供され
る。

(a) 前記入口端の縦軸に対して実質的に垂直にモ
ールドを前進させる工程； (b) モールドが入口端に対して整合状態にあるよ
うな位置に前記モールドを維持しながら、前記
モールドを前記入口端上の位置に向わせる工
程； (c) 前記モールドを前記入口端に対して整合状態
に維持しながら前記モールドを前記入口中に向
わせる工程。

望ましくは、図示されていないが、本発明の装
置は、回転モールドを含有する回転カラム中にガ
ス媒体を送るための常用のガス供給手段を有す
る。ソフトコンタクトレンズの回転注型では、ガ
ス媒体はアルゴンまたはチツ素のような不活性ガ
スが好ましい。なぜなら、重合中にカラム内に酸
素がとりこまれると重合反応を妨害し、粗悪な品
質をもつた製品がもたらされることがあるからで
ある。チツ素のような不活性ガスを重合カラム中
に供給すると、連行酸素は全て放逐され、そし
て、重合反応用の好ましい不活性雰囲気が形成さ
れる。

本明細書で使用される“重合カラム（管）”と
いう用語は、少なくとも重合帯域ならびに状態調
節帯域からなる部分を有する管、または、重合帯
域および該帯域と非連携源からの状態調節帯域を
有する管と連携するか、または該管と同軸上に取
付けられた状態調節帯域を有する管および同様な
管などを含む。状態調節管（帯域）は好ましく
は、重合管（帯域）と同じ速度で回転できる。重
合管と状態調節管を併用する主たる効果は、管の
回転により発生した遠心力がモールドキヤビテイ
ー中の液状重合性または硬化性組成物を外方向に
向つて放射状に位置させ、重合管中で重合をおこ
させる前に生成すべき製品の所望の形状を帯有ま
たは保持させることである。モールドが本明細書
に開示された顎手段および押出手段によつて入口
端上の位置にモールドを保持できれば、管の中空
断面部分およびモールドの水平方向または横方向
断面部分は円形、正方形、長方形、三角形等のよ
うな規則的または不規則的な任意の多角形状を帯
有できる。本発明は自由落下モールドタイプまた
はモールド締り嵌めタイプなどのような様々なタ
イプの回転注型装置で実施できるが、本発明はモ
ールド締り嵌めタイプのものに特に好適である。
従つて、重合カラムおよびモールドの要件は、重
合カラムとモールドが協働して拘束手段を構成
し、垂直に配列された一連のモールドが重力によ
りカラムの出口端から出ていかないように確保し
ておくことである。従つて、モールドは、モール
ドをカラム中に給送する力により付与された正の
力によつてのみカラムから放逐される。

好ましい装置中で使用される制御手段はステツ
プホイール、タイマー、カム機構等のような常用
タイプのものを使用できる。ただし、制御手段は
前進手段の動作、続いて、移動手段を同調させ、
そして、カラムの一番底にあるモールド中の反応
体組成物の重合反応が完了するのに十分な時間が
経過した後、このサイクルを反復させなければな
らない。本発明の装置の使用を開始するにあたつ
ては、重合カラムをダミーモールド（即ち、重合
組成物または硬化性組成物を含有しないモール
ド）で満たすことが望ましい。次いで、重合性ま
たは硬化性組成物を含有する最初のモールドをダ
ミーモールドで充満されたカラム中に強制給送
し、そして、モールド中の重合性または硬化性組
成物が少なくとも所定の形状の製品に形成される
のに十分な時間にわたつて重合カラム中を断続的
に下降させていく。

本明細書に述べたとおり、本発明を実施するこ
とにより、モールドを正確に給送し、心臓弁およ
び隔膜、コンタクトレンズ等のような微小な医療
用具のような、所定の正確な細部と寸法を有する
精密な製品を製造できる。このような製品は、そ
の究極的用途に応じて、硬質、可撓性または軟質
などにすることもでき、また、親水性あるいは疎
水性などにすることもできる。特に、新規な給送
手段および方法は、対称性あるいは非対称性の、
また、更には、硬質、可撓性または軟質の吸水性
あるいは非吸水性の様々なコンタクトレンズを製
造するための新規な装置中で使用できる。

レンズ生成用液状混合物はモノマー、プレポリ
マーまたはプレポリマー成分からなる。特に好適
な成分は米国特許第3822089号明細書に開示され
ているような、好ましくはわずかに、または中程
度に架橋した三次元網状構造を形成する親水性モ
ノマーである。代表的な親水性モノマー類は、エ
ステル形成性ヒドロキシル基および更に少なくと
も１個のヒドロキシ基を有するアルコールによる
アクリル酸またはメタクリル酸の水溶性モノエス
テル類、例えば、メタクリル酸およびアクリル酸
のモノおよびポリアルキレングリコールモノエス
テル類（具体的には、エチレングリコールモノメ
タクリレート、エチレングリコールモノアクリレ
ート、ジエチレングリコールモノメタクリレー
ト、ジエチレングリコールモノアクリレート、プ
ロピレングリコールモノメタクリレート、ジプロ
ピレングリコールモノアクリレート等）；Ｎ−メ
チルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタアク
リルアミド等のようなＮ−アルキルおよびＮ，Ｎ
−ジアルキル置換アクリルアミド類；Ｎ−ビニル
ピロリドン；アルキル置換Ｎ−ビニルピロリドン
類（例えば、メチル置換Ｎ−ビニルピロリド
ン）；グリシジルメタクリレート；グリシジルア
クリレート；これらの混合物；および当分野で公
知のその他の化合物類である。アルキルエーテル
アクリレート類およびメタクリレート類および加
硫性シリコン油またはエラストマー類なども同様
に有用である。前記の化合物類中で特に好適なア
ルキル部分は炭素原子を１〜５個有するものであ
る。

コンタクトレンズを製造するのに本発明で実施
するのに特に有用な疎水性モノマー類は疎水性ア
クリル酸エステル類、好適にはアクリル酸の低級
アルキルエステル類（好ましくは、該アルキル部
分は炭素原子を１〜５個有する）である。具体的
には、メチルアクリレートまたはメタクリレー
ト、エチルアクリレートまたはメタクリレート、
ｎ−プロピルアクリレートまたはメタクリレー
ト、イソプロピルアクリレートまたはメタクリレ
ート、イソブチルアクリレートまたはメタクリレ
ート、ｎ−ブチルアクリレートまたはメタクリレ
ート、またはこれらの混合物である。

好ましいモノマー混合物は少なくとも１種類の
メタクリル酸のアルキレングリコールモノエステ
ル（特に、エチレングリコールモノメタクリレー
ト）およびメタクリル酸のアルキレングリコール
ジエステルのような少なくとも１種類の架橋性モ
ノマー（特に、エチレングリコールジメタクリレ
ート）を含有する。このような混合物はその他の
重合性モノマー類、好ましくは少量のＮ−ビニル
ピロリドン、メチルメタクリレート、アクリルア
ミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、ジエチレング
リコールモノメタクリレートおよびその他の前記
化合物を含有することもできる。

疎水性および親水性化合物の混合物を含む前記
モノマー類、モノマー混合物類には更に、重合ま
たは硬化が進むにつれて重合体マトリツクスの架
橋を生じさせる二官能性または多官能性重合性化
合物を少量配合することもできる。このような二
官能性または多官能性化合物は例えば、ジビニル
ベンゼン、エチレングリコールジアクリレートま
たはメタクリレート、プロピレングリコールジア
クリレートまたはジメタクリレートおよび下記の
ポリオール類のアクリレートまたはメタクリレー
トポリエステル類などである。ポリオールはトリ
エタノールアミン、グリセロール、ペンタエリス
リトール、ブチレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、テトラエチレ
ングリコール、マンニトール、ソルビトール等で
ある。その他の架橋性モノマーは例えばＮ，Ｎ−
メチレン−ビス−アクリルアミドまたはメタクリ
ルアミド、スルホン化ジビニルベンゼンおよびジ
ビニルスルホンなどがあげられる。

重合反応は塊で、または、不活性溶剤を用いて
実施できる。好適な溶剤は水；水溶性低級脂肪族
１価アルコール類および多価アルコール類、例え
ば、グリコール、グリセロール、ジオキサン等の
ような有機溶剤類；これらの混合物などである。
一般的に、溶剤を使用する場合、溶剤は反応媒体
の補助量、即ち、約50wt％未満を構成できる。

モノマー混合物の重合はビニル重合に常用され
るタイプの遊離基触媒を用いて実施することもで
きる。このような触媒としては例えば有機過酸化
物類、アルキルパーカーボネート類、過酸化水
素、および無機化合物類（例えば、過硫酸アンモ
ニウム、ナトリウムまたはカリウム）などがあげ
られる。このような触媒を用いた重合は所望の重
合速度に依存して、室温（例えば約20℃）〜約
100℃の範囲内の温度で実施できる。

重合はまた、高温および／または照射（U.V.、
Ｘ−線、またはその公知の放射能系）の影響下
で、周知の開始剤を使用して、または、使用せず
に、モノマーまたはプレポリマー混合物間で行な
わせることもできる。

コンタクトレンズの製造に有用なレンズ生成用
材料は米国特許第27401号；3639524号；3699089
号；3700761号；3822089号；4121896号；4208365
号；および4223984号などにも例示されている。

発明の開示 第１図を参照する。第１図には回転可能な重合
カラム２が示されている。重合カラム２は重合管
４の上に同軸的に取付けられた状態調節管６を有
する重合管４からなる。重合管４と状態調節管６
は常用のベアリング８により一体化されている。
重合カラム２を垂直な位置に維持するために、入
口端１０は常用のベアリング１２中に取付けら
れ、そして、このベアリング１２は支持部材１４
に固定されている。常用のモーター１６はホイー
ル１３を回転させ、これにより、重合反応をおこ
させるのに必要な所望の速度で重合カラム２が回
転される。

支持部材１４上に配設されているのは多数のモ
ールド２２を含有するモールドマガジン２０であ
る。この各モールドは第２図に示されるように
各々、計量された量の重合性または硬化性組成物
１９を含有している。

液圧、空気圧または同様な手段で常法どおりに
運動される正動前進手段２４は支持部材１４上に
載置され、そして、マガジン２０から排出された
モールド２２を押出アーム２６が並列させるよう
に、配置されている。特に第５図を参照すると、
押出アーム２６はフインガー２９を画成する
“Ｕ”字形の形状をした端部２７を有する。この
フインガー２９はフインガーの間にモールド２２
を収容するように設計されている。また、支持部
材１４上に滑動可能な状態に載置されているのは
顎手段である。この顎手段は支持部材上に滑動可
能な状態に配設された顎要素３１を有する。これ
はバネ部材３３により非運転位置にあるとき、入
口端１０からはなれた場所に位置する。

顎要素３１は第６図および第７図に示されるよ
うにＶ字形の形状をした末端部を有している。

第７図に明示されているように、顎要素３１と
端部２７のフインガー２９は協動してモールド２
２を包囲し、押出アーム２６がモールド２２を押
して顎要素のＶ字形末端に係合させ、モールド２
２を入口開口端１０に整合状態にさせるときモー
ルド２２の水平角変位を防止する。

再び第１図を参照する。第１図から明らかなよ
うに、支持部材１４は重合カラム２の入口端１０
上にわずかに勾配のついた開口部２８を画成して
いる。開口部２８はモールド２２の水平方向また
は横方向断面直径と同じか、またはこれよりも大
きな水平方向または横方向断面直径を有する。開
口部２８および入口端１０の上に配設されている
のが液圧、空気圧または同様な手段で常法どおり
に運動される正動移動手段３０である。これは押
出要素３２を有する。押出要素３２は終端部３５
を有する。終端部３５は好ましくは円筒形であ
り、モールド２２の水平断面直径よりもわずかに
小さな水平断面直径を有する。斯くして、伸長さ
れたとき、その終端部３５によつて押出要素はモ
ールド２２のフランジ部３７に接触し、そして、
前記モールド２２を重合カラム２の中に強制給送
する。重合カラムは通常、回転しているので、押
出要素３２は常用のボールベアリング手段の上に
取付けるか、または、別法として、押出要素３２
に対して終端部３５を回転可能し、斯くして、回
転重合カラム２の中へモールド２２を給送する場
合に終端部３５が自由に回転できるようにする。

この添付図面に示されたような装置の典型的な
操作法および使用法では、モールド２２は締り嵌
め関係で重合管４中に配設されているように図示
されている。これはモールド２２が重合管４中を
自由に落下して出口端３６からとび出していつて
しまうことを防いでいる。操作法では、制御手段
３８（ステツプホイール、タイマー、カム機構等
のようなもの）は前進手段２４および移動手段３
０の動作を同期させ、終端部２７およびフインガ
ー２９を有する押出アーム２６が最初に前進して
排出モールド２２を収容し、そして支持部材１４
にそつてＶ字形顎要素３１に押し込むような反復
動作をくりかえす。これにより、モールド２２は
フインガー２９および顎要素３１のＶ字形終端に
よつて形成される境界により包囲される。モール
ド２２の直径は顎要素３１のＶ字形終端が終端部
２７のフインガー２９と接触しないようにするよ
うな直径である。バネ３３は、第７図に示される
ように、点５６，５７および５８で接触するモー
ルドをしつかりと保持させる。間隙距離５５は、
モールド２２が回転重合カラム中に押出されたと
き、フインガー２９に対して停止する前に、顎要
素３１はこの間隙距離だけ動くように設計されて
いる。これら嵌め合せ顎間の内接円の直径は押出
要素３２の終端部３５の直径よりも大きい。従つ
て、顎要素３１と終端部３５との間で接触がおこ
ることはない（接触がおこると、カラムの回転が
妨害される）。バネ機構の寸法は、モールドが水
平位置にしつかりと保持され、それて、開口部２
８上に前進されるような寸法である。モールド２
２の位置決めを容易化するために、顎要素３１の
背面部に接触し、開口部２８を越えてモールドが
押出されることを防ぐための停止部材を配設でき
る。モールド２２が所定位置にまで前進すると、
移動手段３０が自動的に作動し、そして、押出要
素３２の終端部３５がモールド２２の中へ向つて
前進し、そして、フランジ部３７（第８図参照）
に接触し、モールド２２を重合カラム２の入口端
部中に強制的に押し込む。斯くして、カラム２内
の配列モールドがモールド２２の高さと同じ距離
だけ前進し、重合管４の終端部３６からモールド
２２が排出される。制御手段は、開口部２８上に
モールド２２を前進させ、そして、そのモールド
を重合カラム２の中へ押し込むまでの時間が、一
番底にあるモールド中の重合性または硬化性組成
物が所定形状の製品に形成されるのに十分である
ようにセツトされる。

常用の排出手段４２は重合管４の出口端３６に
隣接して配設される。斯くして、排出手段４２の
押出アーム４４は、生成製品を有するモールド２
２を収集用容器４６中に前進放逐できる。排出手
段４２は制御手段３８と組合わせ、そして、モー
ルド２２の重合カラム２への強制給送およびこれ
に基づくモールド２２の放逐とをコントロールす
ることができる。このような構成により、ソフト
コンタクトレンズのような回転注型製品を連続的
に製造するための完全自動化装置がもたらされ
る。

別法として、排出手段４２は常用の移動コンベ
ヤベルトでおきかえることもできる。このベルト
は放逐されたモールドを受けとめ、そして、該モ
ールドを収集ステーシヨンに前進させ、そして、
該モールドを第１図に４６で示されるような容器
中に給送することができる。別の態様では、光電
管、機械式スイツチ等のような常用のセンサー手
段を開口部２８のまわりに配置し、モールドが開
口部２８上に整合状態で位置したときに、移動手
段３０を作動させる信号を発生させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は改良された前進および移動手段を有
し、そして、回転注型製品を連続的に製造するの
に使用できる装置の部分的に断面が示された半ブ
ロツク側面図である。第２図は第１図の２−２線
にそつた横断面図である。第３図は内周面上に表
わされたフランジ部を有するモールドの斜視図で
ある。第４図は第３図の４−４線にそつた断面図
である。第５図は第１図に示した押出要素の平面
図であるが、モールドを収容した状態の押出要素
を示している。第６図はモールドの一部を係合し
ている状態を示す顎要素の平面図である。第７図
はカラムの入口端上の位置に前進されたときのモ
ールドを上から見おろした図であり、モールドを
収容する押出要素の終端と顎要素を示す。第８図
は押出アームの終端がモールドのフランジ部を係
合し、モールドを入口端中に押し込む態様を示す
断面図である。 ２……回転可能重合カラム、４……重合管、６
……状態調節管、８……ベアリング、１０……入
口端、１２……ベアリング、１４……支持部材、
１６……モーター、２０……モールドマガジン、
２２……モールド、２４……前進手段、２６……
押出アーム、２７……終端部、２８……傾斜開口
部、２９……フインガー、３０……移動手段、３
１……顎要素、３２……押出要素、３３……バ
ネ、３５……終端部、３６……出口端、３７……
フランジ部、３８……制御手段、４２……排出手
段、４４……排出アーム、４６……容器、５５…
…間隙距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対称または非対称製品を遠心注型するための
   装置であり、前記装置は： 重合カラム中に多数のモールドを収容するよう
   になつている回転可能な重合カラム； 重合性または硬化性組成物を含有するモールド
   を前記重合カラムの入口端に整合状態に配置する
   前進手段； 前記前進モールドを前記重合カラムの前記入口
   端に送る移動手段；および 前記前進手段および移動手段を操作し、そし
   て、前記重合カラムを回転させる制御および電動
   手段を有しており、 前記前進手段は前記モールドを前記重合カラム
   の入口端に整合状態に前進させる押出手段および
   前記押出手段と協働する顎手段とを有しており、 前記押出手段は前記モールドの一部を収容する
   ことができ、 前記顎手段は前記モールドを支承し、前記モー
   ルドが前記入口端と整合状態にあるとき前記モー
   ルドの水平角偏倚を阻止し、 前記前進モールドを前記入口端に送る前記移動
   手段は前記モールドを前記重合カラムの前記入口
   端へ向わせるための、前記モールド内へ挿入する
   のに適した端部を有している、ことを特徴とする
   前記遠心注型装置。 ２ 前記押出手段はＵ字形の構造をした押出アー
   ムを有している特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ３ 前記Ｕ字形の構造は滑動関係にて前記モール
   ドの一部を収容できる一対のフインガーを画成し
   ている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 前記顎手段は対向バネ負荷Ｖ字形顎を有する
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 前記対向バネ負荷Ｖ字形顎は、前記モールド
   が前記重合カラムの入口端に傾きながら入り込む
   位置へ到達する前に前記モールドに係合している
   特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 前記移動手段は自由に回転しうる端部部材を
   有している特許請求の範囲第１項記載の装置。 ７ 前記自由回転性端部部材の外周形状は前記モ
   ールドの内側の形状におおむね対応する特許請求
   の範囲第６項記載の装置。 ８ 前記端部部材の直径は前記モールドの直径よ
   りも小さい特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９ 前記端部部材は終端部を更に有しており、ま
   た、前記モールドは前記モールドの内側に配設さ
   れたフランジ部を有しており、前記移動手段が重
   合カラムの入口端に向つて前進されたとき前記終
   端部は前記フランジ部に接触する特許請求の範囲
   第８項記載の装置。