JPH0635161Y2 - コンタクトレンズ・ガス透過量測定用セル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はコンタクトレンズのガス透過量を直接測定する
装置に用いられ、コンタクトレンズが内部に配置される
コンタクトレンズ・ガス透過量測定用セルに関する。

［従来の技術］ コンタクトレンズを長時間連続装用可能にするために
は、酸素透過性の高い材料を用いる必要がある。これ
は、大気から角膜に供給される酸素が不足すると、乳酸
が蓄積して角膜が厚くなり、その透明度が減少するから
である。

コンタクトレンズのガスの透過性を測定する装置では、
従来、酸素透過量を電流に変換する電極法が一般に用い
られている。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、再現性が悪く、未知の検体を測定するときには
必ず、酸素透過率が既知の同一材料について事前に測定
し、装置が正常に動作しているかどうかを確認する必要
があるという問題点があった。

また、電極法では試料と電極との間に抵抗層が生成し、
実際のガス透過率より小さな値となってしまい、本来の
ガス透過率を求める為には、試料の厚さを変えて測定を
行い、得られたガス透過率を基に、（試料厚さ）／（測
定されたガス透過率）と（試料厚さ）とをグラフにプロ
ットして得られる直線の傾きの逆数から実際のガス透過
率を求めなければならない。すなわち、測定しようとす
る１枚のコンタクトレンズのみでガス透過率を求めるこ
とができない。

さらに、測定精度が低く、公表されているコンタクトレ
ンズ酸素透過率の測定値は一般に信頼性がないと言われ
ている（「新しい眼科」Vol.4,No.3,1987年,315頁）。

本考案の目的は、上記問題点に鑑み、再現性が高く、測
定しようとする１枚のコンタクトレンズのみを用いれば
よく、かつ、測定精度の高いコンタクトレンズ・ガス透
過量測定装置を構成するためのコンタクトレンズ・ガス
透過量測定用セルを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本考案に係る第１のコンタ
クトレンズ・ガス透過量測定用セルでは、内部に室が形
成されたセルブロックと、内周面にコンタクトレンズの
周部が接着される孔が形成され、該室内に装填されて該
室を高圧側１次室と低圧側２次室とに分割するコンタク
トレンズ周部保持部材と、該２次室内に装填され該コン
タクトレンズ表面に密着される多孔性部材と、該多孔性
部材に当接され、該多孔性部材に当接される面とこれに
対向する面との間を貫通する入口路及び出口路が形成さ
れ、該１次室と該２次室との差圧に対抗して、該多孔性
部材を介し該コンタクトレンズ表面を保持するコンタク
トレンズ表面保持部材とを有し、該セルブロックに、外
部と該コンタクトレンズ表面保持部材の該入口路及び該
出口路とをそれぞれ連通する入口路及び出口路が形成さ
れている。

また、本考案に係る第２のコンタクトレンズ・ガス透過
量測定用セルでは、内部に室が形成されたセルブロック
と、内周面にコンタクトレンズの周部が接着される孔が
形成され、該室内に装填されて該室を、該コンタクトレ
ンズの凸部側の高圧側１次室と、該コンタクトレンズの
凹部である低圧側２次室とに分割するコンタクトレンズ
周部保持部材と、該２次室内に装填される多孔性部材と
を有し、該セルブロックに、外部と該２次室とを連通す
る入口路及び出口路が形成されている。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

（１）第１実施例 第２図は、本考案に係るガス透過量測定用セルが適用さ
れたコンタクトレンズ・ガス透過量測定装置の全体構成
を示す。

タンク６に蓄えられた加圧ガスは、抵抗管８、電磁弁10
を通ってシリンダ12内に蓄えられる。このシリンダ12内
の圧力は、パルスモータ14を作動させてねじ棒16を回転
駆動することにより、ねじ棒16が螺着される螺孔が付設
されたピストン18がシリンダ12内を軸方向に移動して調
節され、シリンダ12の出口に接続された圧力センサ20に
より検出される。

一方、ガス透過量測定セル22は、セルブロック24内に形
成された室が、コンタクトレンズ26及びコンタクトレン
ズ26の周部を接着保持するレンズ前面周部保持板28によ
り、１次室30と２次室32とに分割されている。この１次
室30は、入口路34及び出口路36により外部と連通され、
２次室32は、出口路38及び入口路40により外部と連通さ
れている。

入口路34は、配管によりシリンダ12の出口に接続され、
出口路36は、配管及び電磁弁41、ニードル弁42を介しま
たは配管及び電磁弁44、46を介して大気と連通／遮断可
能にされ、出口路36と入口路40とは、配管及び電磁弁4
4、48を介して互いに連通／遮断可能にされている。

また、ガス透過量測定セル22の出口路38は、配管により
シリンダ50内に連通されている。シリンダ50内の圧力
は、パルスモータ52を作動させてねじ棒54を回転駆動す
ることにより、ねじ棒54が螺貫される螺孔が付設された
ピストン56がシリンダ50内を軸方向へ移動して調整され
る。ピストン56の上限位置（第２図のシリンダ50底面側
への移動限度位置）は上限検出器58により検出され、こ
の位置を基準位置として、パルスモータ52の回転軸に接
続されたパルスジェネレータ59の出力パルスを計数する
ことにより、ピストン56の軸方向位置が検出される。シ
リンダ50の出口には、配管により差圧センサ60及び電磁
弁62が直列接続され、この差圧センサ60に電磁弁64が並
列接続されている。

圧力センサ20、上限検出器58、パルスジェネレータ59及
び差圧センサ60からの検出信号並びに圧力設定器68から
の設定値はコントロール66へ供給され、コントローラ66
は、これらの入力値及びシーケンスプログラムに基づい
て、パルスモータ14及び52を回転駆動させ、電磁弁10、
44〜48、62、64（第２図ではコントローラ66との接続線
の図示を省略）をオン・オフし、経過時間及び測定され
たガス透過量を表示器70に表示する。

次に、ガス透過量測定セル22の詳細な構成を第１図に基
づいて説明する。

セルブロック24は、一端に開口を有する円筒状のセル筒
24aと、セル筒24aの開口部を閉じて内部に室を形成する
セル蓋24bとからなる。この室は円柱状であり、例えば
直径50mm、深さ12mmである。セル筒24aの内周面と対応
するセル蓋24bの外周面にはリング状の溝が形成され、
これにシール用のＯリング72が嵌入されている。

セルブロック24内には、セル筒24aの底面側から順に、
円板状のガスケット74、レンズ後面保持板76、濾紙78、
レンズ前面周部保持板28及びガスケット80が重合されて
装填されている。セルブロック24、レンズ前面周部保持
板28、ガスケット74、レンズ後面保持板76及びガスケッ
ト80の材料は、ガス透過係数がコンタクトレンズ26のそ
れに比し無視できる程度に小さいものが用いられ、例え
ば、セルブロック24、レンズ前面周部保持板28及びレン
ズ後面保持板76は加工が容易な真鍮等で形成され、ガス
ケット74及び80は塩化ビニリデン樹脂又はクロロプレン
ゴム等で形成されている。

レンズ前面周部保持板28の中央部には、内周面がコンタ
クトレンズ26の凸面周部形状に略等しい孔28aが形成さ
れ、この孔28aの内周面に、コンタクトレンズ26の凸側
周部が接着剤により接着されている。コンタクトレンズ
26の凹部に対応して、レンズ後面保持板76の中央部には
この凹部表面と略同一形状の表面を有する凸部76aが形
成されている。

レンズ前面周部保持板28とレンズ後面保持板76との間に
介在される濾紙78は、２次室32を形成するとともに、コ
ンタクトレンズ26に対するクッション材及びパッドの役
割を果たしており、濾紙78は、凸部76aの表面形状とコ
ンタクトレンズ26の凹部表面形状とのわずかな差を吸収
する。濾紙78のガス透過率はコンタクトレンズ26のそれ
よりも充分大きく、コンタクトレンズ26のガス透過量測
定値に影響しない。

セル筒24aの底面、ガスケット74及びレンズ後面保持板7
6の中央及びその側部には、それぞれ、外部と２次室32
とを連通する孔38a、38b、38cからなる出口路38及び孔4
0a、40b、40cからなる入口路40が形成されている。

ガスケット80の中央部には、内径が孔28aの最小内径よ
りも僅かに大きい孔80aが穿設され、１次室30が形成さ
れている。この１次室30と外部とは、セル蓋24bを貫通
する孔34aとセル蓋24の内端面に形成された溝34bとから
なる入口路34、及び、セル蓋24bを貫通する孔36aとセル
蓋24の内端面に形成された溝36bとからなる出口路36に
より連通されている。なお、第２図ではセルブロック24
の入口路及び出口路に取着されるジョイントを図示省略
している。また、使用時には、セルブロック24は不図示
の保持機構により、セル蓋24bがねじによる締付けによ
ってセル筒24a側に押圧されている。

本実施例では、コントクトレンズ26の各種形状に合わせ
て複数個のレンズ前面周部保持板28、レンズ後面保持板
76を備えておくことにより、各種形状のコントクトレン
ズについて酸素透過量を測定することができる。

次に、上記の如く構成された本実施例の動作を説明す
る。

（Ａ）単一O₂ガスを用いたガス透過量測定 第２図において、電磁弁44、48、62及び64を開にし、電
磁弁41、46を閉にする。

次に、電磁弁10を開にすると、タンク６からO₂ガスが抵
抗管８を通ってシリンダ12へ流れ込み、さらに入口路3
4、１次室30、出口路36、電磁弁44、48、入口路40、２
次室32、出口路38、シリンダ50内、電磁弁64、62を順次
通り、流路が測定時のO₂ガスにより洗浄され、高精度測
定が可能となる。この洗浄初期においては、シリンダ12
内を短時間で洗浄するためにピストン18を上限まで上昇
させた後下限位置（第２図に示す位置）まで移動させて
停止させ、これと同時にピストン56を上限まで移動させ
た後停止させる。

次に、全ての電磁弁を同時に閉にした後、電磁弁10を開
にし、圧力センサ20の検出圧力が圧力設定器68で設定さ
れた圧力に等しくなった時に電磁弁10を閉にする。設定
圧力は大気圧よりも高く、例えばゲージ圧0.1〜10.0kg/
cm²内の所定値である。コンタクトレンズ26のガス透過
量は１次室30と２次室32との差圧に比例するので、２次
室32側よりも１次室30側を高圧にすることにより測定時
間を短縮することができる。本装置は再現性がよく、か
つ、十回の測定結果を用いて±１％程度の高精度測定を
行うことができる。

１次室30内のO₂ガスは、その一部がコンタクトレンズ26
の表面に“溶解”され、この溶解されたものが次にコン
タクトレンズ26内を拡散し、全体として２次室32側へ移
動する。これによりシリンダ50内の圧力が上昇する。そ
こで、差圧センサ60の検出圧力が常に一定値になるよう
にパルスモータ52を回転駆動してピストン56を下方へ移
動させ、２次室32内の状態を一定に保って高精度測定を
可能する。パルスジェネレータ59からは、このパルスモ
ータ52の回転数に比例した数のパルスがコントローラ66
へ供給され、コントローラ66はこれを計数してO₂ガス透
過量を求める。

差圧センサ60のレファレンスガスは、測定開始時に差圧
センサ60の一面側と電磁弁62と電磁弁64との管の配管内
に閉じ込められたO₂ガスを用いているので、測定開始後
に周囲温度が変化（１回の測定時間は10分程度）して
も、ガス透過量を温度補正することなく高精度測定が可
能となる。

ガス透過により圧力センサ20の検出圧力が低下すると、
パルスモータ14を回転駆動してピストン18を上昇させ、
圧力センサ20の検出圧力を常に一定にして１次室30内の
状態を一定に保ち、高精度測定を可能にする。

（Ｂ）加圧空気（混合ガス）を用いたガス透過量測定 この場合も、測定中常に１次室30内及び２次室32内の状
態を一定に保つため、１次室30及び２次室32内のガス組
成及び圧力が測定中に変化しないようにする。

すなわち、電磁弁44、46、48を閉にし、他の全ての電磁
弁を開にして洗浄処理を行う。この洗浄処理では、混合
ガスはシリンダ12内から１次室30内へ導かれ、電磁弁4
1、ニードル弁42を通って大気中へ放出される。また、
コンタクトレンズ26を透過したガスで２次室32、出口路
38及びその下流側の流路、入口路40及びその下流側流路
を洗浄する。

次に、電磁弁10以外の全電磁弁を閉じ、圧力センサ20の
検出圧力が設定値になるようピストン18を上下動させ
る。ニードル弁42の開度は、ピストン18を固定した状態
で圧力センサ20の圧力が設定圧力に略一致するよう調整
されている。混合ガスはニードル弁42から漏れているの
で、１次室30内の混合ガスの一部がコンタクトレンズ26
を透過しても１次室30内の混合ガスの組成が一定に保た
れ、高精度測定が可能となる。

他の点については上述の単一ガスの場合と同一である。

（２）第２実施例 第３図は第２実施例のガス透過量測定セル22Aの断面構
成を示す。

このガス透過量測定セル22Aは、ガス透過量測定セル22
よりも構成が簡略化されている。

すなわち、レンズ前面周部保持板28Aはそれ自体ガスケ
ットの役割も果たしており、第１図に示すガスケット74
及び80を用いていない。また、第１図に示すガスケット
80の孔80aの代わりに、セル蓋24bのコンタクトレンズ26
に対向する部分に凹部82が形成されて、１次室30Aが形
成されている。セル蓋24b′に形成された溝34b及び36b
は、この凹部82に連通されている。さらに、第１図に示
す濾紙78の代わりに、コンタクトレンズ26の凹部に多孔
性パッド78Aが嵌合されている。多孔性パッド78Aの材料
は例えば濾紙または多孔性セラミックス等である。セル
筒24a′に形成された入口路38aと40aは、セル筒24a′の
内部底面に形成された溝84と多孔性パッド78Aを介して
連通されている。多孔性パッド78Aを介して連通したの
は、洗浄時にこの多孔性パッド78Aを洗浄するためであ
る。

コンタクトレンズ表面保持部材は、本実施例ではセル筒
24a′の底板が兼ねている。

この第２実施例は第１実施例よりも構成が簡単である
が、実用性では第１実施例の方が優れている。

なお、本考案には外にも種々の変形例が含まれる。

例えば、第１図でレンズ後面保持板76をセル筒24aの底
面で構成すればガスケット74は不要となる。

また、ガス透過量測定セルは第１図と第３図の構成要素
の各種組み合わせの構成であってもよい。

［考案の効果］ 以上説明した如く、本考案に係るコンタクトレンズ・ガ
ス透過量測定用セルを用いれば、再現性が高く、測定し
ようとする一枚のコンタクトレンズのみを用いればよ
く、かつ、測定精度の高いコンタクトレンズ・ガス透過
量測定装置を構成することができるという優れた効果を
奏し、酸素透過係数の高いコンタクトレンズの開発や信
頼性の高い酸素透過係数の検査等に寄与するところが大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の第１実施例に係り、第１図
はコンタクトレンズ・ガス透過量測定用セルの縦断面
図、 第２図はこのコンタクトレンズ・ガス透過量測定用セル
が適用されたコンタクトレンズ・ガス透過量測定装置の
全体構成を示す概略図である。 第３図は本考案の第２実施例に係るコンタクトレンズ・
ガス透過量測定用セルの縦断面図である。 図中、 10、44、46、48、62、64は電磁弁 12、50はシリンダ 14、52はパルスモータ 18、56はピストン 20は圧力センサ 22はガス透過量測定セル 24はセルブロック 26はコンタクトレンズ 28、28Aはレンズ前面周部保持板 30、30Aは１次室 32、32Aは２次室 34、40は入口路 36、38は出口路 42はニードル弁 59はパルスジェネレータ 60は差圧センサ 74、80はガスケット 76はレンズ後面保持板 78は濾紙 78Aは多孔性パッド

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に室が形成されたセルブロック（24）
   と、 内周面にコンタクトレンズ（26）の周部が接着される孔
   （28a）が形成され、該室内に装填されて該室を高圧側
   １次室（30）と低圧側２次室（32）とに分割するコンタ
   クトレンズ周部保持部材（28）と、 該２次室内に装填され該コンタクトレンズ表面に密着さ
   れる多孔性部材（78）と、 該多孔性部材に当接され、該多孔性部材に当接される面
   とこれに対向する面との間を貫通する入口路（40c）及
   び出口路（38c）が形成され、該１次室と該２次室との
   差圧に対抗して、該多孔性部材を介し該コンタクトレン
   ズ表面を保持するコンタクトレンズ表面保持部材（76）
   とを有し、 該セルブロックに、外部と該コンタクトレンズ表面保持
   部材の該入口路及び該出口路とをそれぞれ連通する入口
   路（40a）及び出口路（38a）が形成されていることを特
   徴とするコンタクトレンズ・ガス透過量測定用セル。
2. 【請求項２】前記多孔性部材は、濾紙（78）であって、
   前記コンタクトレンズ（26）及びコンタクトレンズ周部
   保持部材（28）の前記２次室側表面に密着され、 前記コンタクトレンズ表面保持部材は、該コンタクトレ
   ンズ及び該コンタクトレンズ周部保持部材の該２次室側
   表面と略同一形状の表面を有し、該濾紙を介して該表面
   が該２次室側表面に押し当てられることを特徴とする請
   求項１記載のコンタクトレンズ・ガス透過量測定用セ
   ル。
3. 【請求項３】内部に室が形成されたセルブロック（24
   A）と、 内周面にコンタクトレンズ（26）の周部が接着される孔
   （28a）が形成され、該室内に装填されて該室を、該コ
   ンタクトレンズの凸部側の高圧側１次室（30A）と、該
   コンタクトレンズの凹部である低圧側２次室（32A）と
   に分割するコンタクトレンズ周部保持部材（28A）と、 該２次室内に装填される多孔性部材（78A）とを有し、 該セルブロックに、外部と該２次室とを連通する入口路
   及び出口路が形成されていることを特徴とするコンタク
   トレンズ・ガス透過量測定用セル。