JPH06510496A - レンズの成形方法および装置 - Google Patents

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】 凡豆立各亦 レンズの　５　および Ｒ朋ヱリＬ晟 ＆朋ヱし九肚 本発明は、レンズの成形方法および装置、特に仕上げられたエツジを有し、目に 直接つけるために適したレンズの成形方法および装置に関する。

る　′　の：　Ｉ レンズ、特にフンタクトレンズであるが他の種類のレンズも、旋盤加工またはそ の他の工程によるよりも成形により形成することが望ましい。成形されたレンズ が望ましい理由はいくつかある。例えば、良好な反復精度により、すなわち同一 の形状および光学的特性を有するレンズを数多（製造することが可能である。さ らに、成形されたレンズは、いかなる所望の形状にもすることができ、製造上の 制約は型のみである。

一般に成形レンズは、重合性モノマーなどの硬化性液体を型キャビティ（＋＊ｏ ｌｄ　ｃａｖｉｔｙ）に注入し、液体を硬化させて固体にし、型キャビティを開 放してレンズを取り出すことにより形成される。他の工程、例えば水和も行い得 る。いずれにしても、レンズの材料は、液体または半液体状態から固体状態に移 行する間に収縮する。例えば、レンズ材料がヒドロキシエチルメタクリレート（ 「■ＥＭＡＪ　）のような重合性モノマーである場合、材料が硬化する間に約１ ５％〜２５％の体積減少が予想され得る。

材料の収縮は重要な関心事であり、成形中に調整されなければならない。収縮が うま（調整されなければ、硬化中のレンズ材料が、関連する型表面から剥離する 可能性がある。このような分離は如何なるものでも、許容できない光学的表面を 製造し、使用不可能なレンズを製造することになる。たとえ分離が起こらなくて も、内部応力によってレンズに許容できない歪みがもたらされることがよくある 。

これまで、硬化中のレンズ材料の収縮という問題のために、追加の仕上げ工程を 必要としない許容できない成形レンズを提供することが困難であった。Ｌａｒｓ ｅｎによる米国特許第４，５６５、３４８号に記載されているような従来の成形 技術は、硬化中でも柔軟である半型（ｍｏｌｄ　ｈａｌｖｅｓ）により収縮を調 整する。このような技術は、硬化中に型内で起こる予想不可能な歪みにより反復 精度の面で許容できない。特に、レンズの形状は硬化中でも柔軟である半型によ り規定されるため、レンズの光学的倍率を規定する半径が予想不可能に変化し、 そのため、レンズを反復的に製造することが困難になる。

コンタクトレンズの形状は、収縮に関連する問題をより深刻にする。図１は、コ ンタクトレンズ１１の断面図であり、フンタクトレンズ１１は、図示するように 中央光学領域１２と周辺キャリア領域１４とを有する。典型的には、光学領域１ ２は直径７ｍｍ〜１１ｍｍであり、レンズ１１全体の直径は１３ｍｍ−１５ｍｍ である。図１に示すように、レンズは後方側１５と前方側１６との両方において 異なる半径領域において形成されている。したがって、中央光学領域１２から外 方に向けて、前方側１６はまず、レンズの所望の光学的倍率に応じて選択される 半径Ｒ１により形成され、レンズのキャリア領域１４における半径Ｒ２に合流し 、その後、エツジのテーパ部に向けて適切に移行するように選択された半径Ｒ３ に合流する。後方側１５においては、光学的領域１２は、これもまたレンズの所 望の光学的倍率に応じて選択され、レンズのキャリア領域１４における半径Ｒ５ に合流する半径Ｒ４により形成される。

この構成により、レンズ１１は、中央光学領域１２におけるよりも、周辺キャリ ア領域１４において、実質的に体積が大きくなるように形成される。すなわち、 キャリア領域１４はより大きな直径で光学的領域１２を囲んでいるため、光学領 域１２が正の光学的倍率を供給するか負の光学的倍率を供給するかにかかわらず 、キャリア領域においてより多量の材料がある。その結果、レンズの中央部にお けるよりも周辺部において、調整されるべき収縮が大幅に大きく存在し、レンズ の材料は不均一に収縮する。

上記のＬａｒｓｅｎによる米国特許第４．５６５．３４８号に記載の従来の成形 技術は、この不均一な収縮を十分に補償しない。軟質型は型キャビティの中央に おいて最も大きく補償し、上記したように最も大きな収縮が起こる周辺部におい ては全く補償しない。

型キャビティの周辺領域に好適な重合性モノマーの貯蔵部（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ）を提供することにより、収縮を調整することも考えられている。米国特許第４ ．１１３．２２４号および同第４．１９７．２６６号参照。原理的には、収縮中 のモノマーが、重合中に貯蔵部から追加のモノマーを引き込む。実際には、仕上 げられたエツジをレンズに成形することは困難であるため、この構成は良好であ るということが判明していない。したがって、このようなレンズが、さらなる機 械加工および旋盤加工工程を必要とすることは避けられない。さらに、はとんど の収縮がレンズ材料がゲル化した後に起こるため、貯蔵部を設ける技術は効果が 限られる。

及豆立旦！ 本発明の１つの態様では、型アセンブリとそれを使用する方法を提供することに よって従来技術に伴う問題に取り組んでいる。該アセンブリは、各々第１および 第２の型キャピテイ規定表面を有する第１および第２の型部であって、該第１の 型キヤビテイ規定表面が包囲する周囲リムで終結しかつ第２の型キャピテイ規定 表面が周囲リムに対応する直径に設けられた変形可能な合せ面において終結する 第１および第２の型部と、第１および第２の型部の各々に対して設けられたセン タリング手段とを有する。該型キャビティは、中央光学領域と、中央光学領域よ りも実質的に大きな体積を有する周辺キャリア領域とを有するように形成される 。該合せ面は第２の型キャピテイ規定表面に対して逆方向に屈曲した環である。

「逆方向に屈曲した」とは、合せ面が外方に、第２の型キヤビテイ規定表面から 離れる方向であって、第１の型キヤビテイ規定表面に向かう方向に屈曲するとい う意味である。環は、平坦でもよいし、円環体の断面に似た丸みを帯びたもので もよい。

第１および第２の型部は、硬化されたレンズ材料に対して異なる親和力を有する 異なる材料から形成され得る。このことは、型アセンブリの分離後に成形レンズ が型部のうちの一方に優先的に残るという点で有利である。また、型部に異なる 材料を選択することは、硬化レンズの表面特性に望ましい影響を与え得る。

他の態様において、本発明は、後方型とそれを使用する方法を提供する。型は、 好適には、前方型のレンズのエツジを規定するリムと嵌合するのに適した逆方向 に屈曲した変形可能な合せ面を、周囲に有する、略球形の型キヤビテイ規定表面 を有する。後方型の合せ面は、環の形状に形成され、環は、型キヤビテイ規定表 面に対して逆方向に屈曲している。環は、円環体に似た丸みを帯びたものでもよ い。後方型には、前方型と正確に整合するための、合せ面から垂れ下がるセンタ リング手段と、レンズ材料の硬化中にクランプ圧力を受ける圧力受は面とが設け られる。

本発明の他の態様において、本発明は、前方型とそれを使用する方法を提供する 。型は、周囲にリムを有する略球形の型キヤビテイ規定表面を有する。好適には 、カラーが余分なレンズ材料を閉じ込める貯蔵部を形成するようにリムを包囲し 、後方型をセンタリングするセンタリング手段がカラーから垂れ下がる。リムは 、型キヤビテイ規定表面における直円筒状壁と、カラーと型キヤビテイ規定表面 との間のコーナーにおいて半径方向に延びるフランジとして規定され得る。

本発明についての、この簡潔な概要は、本発明の性質がすばやく理解され得るよ うに提供されたものである。実施態様とともに本明細書の全部を形成する添付図 面に関連させながら、本発明の実施態様を以下に詳しく述べる。

区五Δ囚星星且更 図１は、コンタクトレンズの断面図である。

図２は、コンタクトレンズを含む型アセンブリの分解斜視図である。

図３は、コンタクトレンズのエツジの拡大図である。

図４は、後方型部の断面図である。

図５は、前方型部の断面図である。

図６は、前方型部と組み立てられた後方型部の断面図である。

図７は、本発明のレンズ成形方法を説明するために有用なフローチャートである 。

図８は、型材料の寸法安定性を説明するためのグラフである。

図９は、レンズ材料の位置を示すための、組立型部の拡大断面図である。

図１Ｏは、余分なレンズ材料の貯蔵部の形成を示す、組立型部の断面図である。

図１１は、組立型部用のクランプ装置の模式的断面図である。

図１２は、クランプ圧力下にある組合型部のエツジの詳細を示す拡大図である。

図１３は、硬化後の組立型部の拡大断面図である。

図１４は、硬化後の組立型部のエツジの詳細を示す拡大図である。

図１５〜図１７は、型の分解およびレンズの取り出しを説明する図である。

図１８および図１９は、余分な重合性モノマーを保持する後方型部の他の実施態 様を説明する図である。

図２０は、本発明の第１の他の実施態様である。

図２１〜図２４は、硬化中に型をクランプする必要がない、本発明の第２の他の 実施態様を説明する図である。

な　、の−　な１日 図２は、後方（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）型部２１に対する前方（ａｎｔｅｒｆｏｒ ）型部２０の全体的構成を示す。

図示するように、前方型２０は、テーパーヘッド２４に合流する円筒状ベース２ ２を有する。テーパーヘッドは、後方型２１における相捕的に付形されたテーパ ー内で前方型２゜をセンタリングするセンタリング手段として機能する。また、 前方型は、図１に示す所望の半径Ｒ１〜Ｒ３を与えるために形成された前方型キ ヤビテイ規定表面２５を有する。好適には、この構成において、センタリング手 段として機能するテーパーヘッドと型キヤビテイ規定表面とが互いに近接してお り、それにより、余分な構造を介入させることなく最大限のセンタリング効果を 提供する。

後方型２１は円筒状シェル２６を有し、円筒状シェル２６は、後方型２０がシェ ル内において相補的に何形されたテーパーに適合するようなサイズを有する。上 平面２７は、クランプ圧力を受けて、それを組立型に均一に分布させるために設 けられる。後方型２１は後方型キャピテイ規定表面を有し、その裏面は２９で示 され、図１の半径Ｒ４およびＲ５を規定する。上記のように、後方型２０用のセ ンタリング手段は、最大限のセンタリング効果を提供するために型キヤビテイ規 定表面に近接している。

後方および前方の型キヤビテイ規定表面は、コンタクトレンズ１１の所望のエツ ジ構造を供給するように形成されている。図３に示すように、レンズ１１の工・ ノブ構造はテーパーエツジ３０を有し、それにより、目またはまぶたの内表面の いずれかに接触する鋭角のまたは不快なエツジがないことが保証される。特に、 テーパ状エツジ３０は、目から離れるように輪郭が形成された逆に屈曲したリッ プ３２を有し、その表面は模式的に３１により示される。リップ３２は、例えば 図３の破線Ｒ７で示されるように丸みを帯びていてもよいし、平坦でもよい。い ずれの場合も、リップ３２とレンズ１１の後方側１５との接合部は、３４で示さ れるように丸みを帯びて快適になっている。

テーパ状エツジ３０の前方部は、これもまたまぶたの内表面に対して快適である ように丸みを帯びたコーナ部３５を有する。コーナ部は垂直壁３６につながり、 垂直壁３６は先端部においてリップ３２につながっている。この構造により、先 端部３７は、目またはまぶたの内表面のいずれとも接触することがな（、それに より、使用者の快適さを最大にしている。

図４および図５は、このエツジ構造を供給する前方および後方型の拡大図である 。図４に示しかつ上述したように、後方型２１は円筒状シェル２６と、上平面２ ７と、後方型キヤビテイ規定表面の裏面２９とを有する。後方型の厚みは、型キ ヤビテイ規定表面が硬質であり、硬化または重合応力下で変形しないような十分 な値が選択されている。円筒状シェル２６は、肩部４０において上平面２７に接 合されている。後方型２１はさらに、型の残りの部分により規定されるよりも大 きい内径を与えるために、型の残りの部分よりも薄くなったベース４１を有する 。これにより、前方型２０へのアクセスが容易になる。ベース４１は、テーパ部 ４４につながる段付直径４２を有する。テーパ部４４は、前方型２０を後方型２ １に対して整合およびセンタリングするセンタリング手段を提供する。

テーパー４４は、４５において裏返り、略球状の表面を有する後方型キヤビテイ 規定表面４６につながる。「略球状」とは、非球面または円環体のような厳密に は球形ではない形状も含むものと理解される。図４に示すように、表面４６は、 中央光学領域と周辺キャリア領域とに各々必要とされる半径Ｒ４およびＲ５（図 １）により形づくられている。型キヤビテイ規定表面４６の周辺には、図３に示 すす・ノブ３２に対応する環４７により形成された合せ面（ｍａｔｉｎｇ　５ｕ ｒｆａｃｅ）がある。この面は平坦でもよいし、上記したように丸みを帯びてい てもよい。環４７は、型キヤビテイ規定表面４６に対して逆に屈曲し、それによ り、す・、ブ３２が、目から離れて型キヤビテイ規定表面４６との接合部におい て平滑であるように形成される。

図５は、上述したように、円筒状ベース２２と、テーノイ−へ、ド２４と、「略 球状」　（上記で定義した）の前方型キヤビテイ規定表面２５とを有する前方型 ２０を示す。表面２５は、各々中央光学領域および周辺キャリア領域用の半径Ｒ １、Ｒ２、およびＲ３（図１）により形づくられている。チー／＜−２４の直径 は、後方型２１におけるテーパー４４の対応する直径よりもわずかに小さくなる ように選択されて０る。これにより、型部が干渉されることがなく、正しくセン タリングされることが保証される。好適には、型はテーノく−２４と４４との間 に０〜２０ミクロン、より好適には１０ミクロンのクリアランスがある状態で設 けられる。

テーパー２４は、内側に傾斜する領域４９および領域５１における貯蔵部を形成 するカラー５０につながる。内側に傾斜する領域４９は後方型２１の段付直径と 相互作用することにより、組立てを容易にする。鋭角のリム５２は、型キヤビテ イ規定表面２５の周辺を包囲する。リム５２は、図３の垂直壁３６に対応する直 円筒状壁５４のコーナー接続部と、カラー５０からつながり半径方向に延びるフ ランジ５３との接続部によって形成される。

前方型の裏面５６は概して、上記表面の輪郭に従う。前方型−〇の厚みは、重合 または硬化応力下で型キヤビテイ規定表面が軟質となるのを阻止するために十分 であるように選択される。

図６は、後方型２１と前方型２０とを組み立てた状態を模式的に示す。図６に示 すように、リム５２が環４７に嵌まるように、後方型２１は前方型２０に対して 滑り嵌合する。テーパ部４４および２４は、前方および後方型をセンタリングす るように上記のクリアランスに適合し、それにより、センタリングのずれにより 引き起こされるプリズムまたは他の望ましくない欠陥を阻止する。このように組 み立てられた場合、型部は、重合性ＨＥＭＡのような硬化性レンズ材料が硬化中 に保持される型キャビティ５７を形成する。

組み立てられた場合、型はまた、カラー５０の後方の領域５１内で貯蔵部（ｒｅ ｃｅｐｔａｃｌｅ）　５９を形成する。貯蔵部５９は、型が保持されたときに型 キャピテイ５７から押し出される余分なレンズ材料を受け取るように設けられて いる。このようす余分な材料は如何なるものでも、貯蔵部５９内に保持され、貯 蔵部５９においては、余分なレンズ材料はチーツク部２４と４４との接合部に達 することが阻止される。もし余分なレンズ材料が接合部に達すると、不都合にも 毛管現象により余分な材料が貯蔵部５９から逃げるということが判明している。

型キャビティ５７が上述のように密閉されるまでは、レンズ材料が型キャビティ ５７から逃げる可能性もある。カラー５０がこれを阻止する。

後方型２１および前方型２０用の材料は、硬化したレンズ材料に対する変形性お よび親和力を考慮して選択されるべきである。特に、硬化中は、環４７とリム５ ２とが互いに変形しあうことが望まれる。これら２つの表面の相対的変形性はそ れに応じて選択されるべきである。後方型２１にポリプロピレン（例えばＰｈ１ ｌｌｉｐｓ　６６から）ＭＡＲＬＥＸ）、前方型２０に硬質（無可塑）ポリ塩化 ビニル（例えばＢ、　Ｆ、ＧｏｏｄｒｉｃｈからのＧＥＯＮ）を用いることは、 環４７とリム５２−とが硬化中に相対的に変形するような適切な組合せであるこ とが判明している。

他の材料、例えば、アイオノマー、ポリアリールスルホン、ポリエーテルイミド 、ポリエステル、ポリスチレン、ゴム改質共重合体、または硬質ポリウレタンを 用いてもよ０゜前方および後方型には異なる材料を用いることが好ましいが、同 一の材料も用いられ得る。硬度については、後方型の材料は約シ１アＤ５Ｑ〜ロ ックウェル１１１Ｇ、好適にはシ言アＤ６Ｓ〜ロックウェルＭ　６５の範囲であ るべきである。　（ポリプロピレンは約ショアＤ７５である。）前方型の材料は 約シ望アＤ７０〜ロックウェルＭ　１２０、好適にはシ嘗アＤ　８０〜口ツクウ ェルＭ　１１０の範囲であるべきである。　（ＰＶＣは約ショアＤ　８７である 。）後方および前方型に各々ポリプロピレンおよびＰｖＣとを選択することは、 これらの材料が硬質型キャビティ規定表面も供給し、それにより、硬化中の光学 領域変形という悪影響が排除されるという点でも有利である。このことにより、 型によ゛り製造されたレンズは予想可能な特性を有し、型から型に反復可能であ るということが保証される。

ＨＥＭＡがレンズ材料に用いられた場合、硬化レンズ材料は後方型２１のポリプ ロピレンに対してよりも前方型２０　（７）ＰＩｌｏｉ、：対してより親和力が 強いということが判明している。したがって、ＰｖＣとポリプロピレンとの組合 せは、例えば水和による取り出しがより簡単に達成可能である前方型内に硬化さ れたレンズが残ることが保証されるという点で有利である。

最後に、ポリプロピレンは、硬化または重合を開始するために一般に用いられる 媒体である紫外線を透過するということに注目されたい。

型は、リム５２と周辺環４７とが互いに変形しあうように設計されているため、 型は好適には一度のみ用いられる。型は、当業者にとって周知である標準的な射 出成形技術によって形成され得る。

図７は、本発明のレンズの成形方法を説明するフローチャートである。

工程Ｓ１では、前方および後方型が、好都合にも上述の射出成形により形成され る。このようにして形成された型、特に上述のポリプロピレン材料によるものは 、本発明の実施において維持されるべき光学的許容差にとって重要な寸法上の不 安定性を特に被る傾向にある。例えば図８に示すよう（こ、射出成形後、時間ｔ １までの最初の期間にお（＼て、型４家熱的および他の寸法上の歪みに曝され、 それによりその寸法カイ大幅に変化する。この期間中は、型は使用不可能である 。ｔｌ後の期間において、型は寸法上の変化を続けるが、より遅０速度で変化す る。寸法面での動作許容範囲により決定される時間的範囲内に型を使用すること が望まい）と（１うこと力ＩＩ明している。これは、図８中のｔｌとｔ２との間 で表されている。典型的には、ポリプロピレンの場合、ｔｌは約１時間であり、 ｔ２は約４時間である。

したがって、図７に戻って、工程Ｓ２は、ｔｌとｔ２との間のウィンドウ（ｗｉ ｎｄｏｗ）までの、型が用０られな０遅延時間を示している。その後、工程Ｓ３ において、レンズ材料、この場合はＨＥＭＡの、所定のまたは計量された量が、 前方型（こ注入される。型に注入されるレンズ材料の量は、型の形成蕎こ関わる いかなる寸法上の許容差、計量型ポンプの計量性能のいかなる変化、および他の 影響をも調整するよう（こ計算される。さらに、上で計算されたよりも僅かに多 い量のレンズ材料が注入される。余分な量のレンズ材料は、組み立てられた型キ ャビティの周囲に沿って小量の超過分が形成されることを保証するために供給さ れる。余分な量のレンズ材料は、レンズキャビティ５７が密閉されたときに、レ ンズのエツジ領域において、泡または他のエツジ欠陥が形成されないことを保証 する。

工程Ｓ４において、図９および図１０に示すように、後方型が組み立てられ、前 方型に嵌められる。図９に示すように、型部はまず、互いに比較的すばやく近づ き得る。このことは、後方型２１の段付直径と前方型２０の屈曲表面４９との間 の相互作用により容易になる。後方型キヤビテイ規定表面が、前方型に注入され たレンズ材料６０に近づくにつれて、型は、レンズ材料６０が泡を形成すること なく、または他の影響をもたらすことなく、前方および後方型中ヤピティ規定表 面全体を湿らせることを保証するために、非常に遅い速度で移動しなければなら ない。２つの型の移動は、図１Ｏに示すように、リム５２が環４７に嵌まるまで 続（。テーバ部２４および４４は、２つの型部を互いにセンタリングするように 機能する。余分なレンズ材料６１は、貯蔵部５９に注入され、そこにおいてカラ ー５０が余分な材料が表面２４と４４との間に流入することを阻止する。

工程Ｓ５において、型アセンブリがクランプされる。図１１に、適切なりランプ 構造を模式的に示す。ここに見られるように、クランプ構造は、ベース６４と、 ピストン６５と、上板６７とを有する。上板は開口６９を有し、開口６９を介し てレンズ材料６ｏを硬化するための紫外線が照射され得る。

開口６９は、型キヤビテイ５７内のレンズ材料だけでな（、貯蔵部５９内の余分 なレンズ材料６１も暴露させるのに好適な直径を有する。

組み立てられた前方および後方型は、ピストン６５上に配置され、その後、図示 しないエアシリンダがピストンを上方に摺動し、上板６７に対して平坦部２７を クランプし、それにより、組立型に所定のクランプ力を付与する。好適には、エ アシリンダが、この目的のために、これに続く動きの量に関わらず、特に、硬化 中に前方型と後方型との間において、クランプ力が実質的に同一に維持されるよ うに用いられる。

型アセンブリをクランプする力は、液体密閉部を形成するために、リム５２が型 キャビティのエツジ周囲において連続ラインで環４７を保持するように、選択さ れる。クランプ力は、このような密閉部が隙間なく達成されることを保証するた めには十分大きいが、この力によって環４７およびリム５２が変形され過ぎない ために十分小さいように、選択される。

この予備硬化前の段階で変形され過ぎると、硬化中の収縮を調整するために必要 なレベル未満まで達成可能な、さらなる変形の量が減少する。上記のポリプロピ レン／ＰＶＣの組合せの場合、２０〜４０ポンドのクランプ力が好適であること が判明している。

図１２は、図１１の構造によるクランプの結果としての、前方型、後方型、型キ ャピテイ５７内のレンズ材料、および貯蔵部５９内のレンズ材料の状態を示す。

ここに見られるように、リム５２は環４７を密閉するが、リム５２も環４７も大 幅には変形していない。型キャビティ５７は、貯蔵部５９から効率的に密閉され 、貯蔵部５９内の余分なモノマー６１はカラー５０の作用により貯蔵部内に収容 される。

図７に戻って、工程Ｓ６において、レンズ材料は、その液体または半液体状態か ら固体または半固体状態に硬化される。

上述の特定の実施態様において、このような硬化は、クランプ用アセンブリにお ける開口６９を介した紫外線暴露を利用して、窒素雰囲気中で重合性■ＥＭＡモ ノマーを重合することにより達成される。他の硬化技術、例えば熱硬化も可能で ある。

上述のように、後方型２１に用いられるポリプロピレンプラスチックは、紫外線 照射を透過し、そのため、貯蔵部５９と型キャビティ５７との両方に収容される レンズ材料の硬化を効率的に行う。重合性ＨＥＭＡモノマーの十分な硬化を保証 するために、紫外線照射は、クランプ圧力下で約５分間続けられる。型がクラン プ圧力から解放され（工程Ｓ７）、残留した未反応成分を除去するため追加の重 合は、さらに５分間紫外線暴露することにより得られる（工程Ｓ８）。当業者に とって明かなように、硬化時間は、用いるモノマーミックスによって変化する。

図１３は、硬化後の型アセンブリを示す。ここに見られるように、リム５２と環 ４７とは、互いに比較的変形している。

特に、リム５２は７１で示すように、環４７の表面を変形し、環４７は７１で示 すように、リム５２のエツジに丸みを与えている。図１４に概念的に示すように 、リム５２は、垂直壁５４の元の高さが硬化後約半分になるような程度に、環４ ７に係合している。特定の実施例においては、壁５４の元の高さは約５０ミクロ ンであり、硬化後の変形されない高さは約２５ミクロンである。環４７のくぼみ は、約５ミクロンである。計算によって、この程度の変形が、型キヤビテイ５７ に収容されたレンズ材料に予想される全収縮を実質的に調整するために十分であ ることが示されている。

工程Ｓ９において、後方および前方の成形面が分解される。

図１５に示すように、これは好適には、硬化レンズ７２が損なわれないように、 如何なる角度を有する、または水平的移動をも含まない、厳密に垂直の移動によ り行われる。図１５にさらに示すように、硬化レンズ材料は、前方型２０に対し てより大きな親和力を有しているため、余分な硬化レンズ材料６１のみならず硬 化レンズ７２も前方型に残る。

図１５にさらに示すように、環４７の変形は塑性変形であるため、環の周囲の中 央部に沿って永久的かじり７３が起こる。同様に、リム５２は永久に丸いままで ある。型が好適には一度のみしか用いられないのは、これらの理由による。

工程Ｓ１０において、レンズは検査される。このような検査中に、成形工程にお いて異物または泡が型キャピテイ２７中に保持されたか否か、あるいは他の汚染 物または望ましくないレンズの特徴が得られたか否かを決定するこ、！：、６（ 可ｉである。

工程Ｓｌｌにおいて、レンズは水和されて型からの取り出しが容易になる。図１ ７に示すように、水和中、硬化レンズ材料は、水を吸収するにつれて、図１６に 示す、多少収縮した状態から膨張する。この膨張のために、硬化レンズのエツジ ７４は余分な硬化レンズ材料６１のエツジ７５と相互作用する。材料のこの部分 がエツジから分離して仕上げ後のレンズを汚染しないことを保証するために、通 常、表面活性剤が水和液に添加される。適切な表面活性剤は、蒸留または精製水 からなる水和液に０．５重量比の割合で添加されるポリオキシエチレンソルビタ ン−２０モノリエート（ＴＷＥＥＮ−８０）である。水和は好適には、高度、例 えば３０’Ｃ〜１００”Ｃの間で行われる。

工程３１２において、仕上げ後のレンズがパッケージに入れられる。パッケージ に入れる間に、追加の工程、例えば、追加の光学的検査の工程、滅菌、等級づけ 、色の添加または着色などが行われ得る。

言うまでもなく、上記の工程のいくつかは順を変えることが可能である。例えば 、工程ＳＩＯの検査は、後の段階で行ってもよいし、排除してもよい。さらに、 水和の前にいわゆる「乾燥離型」工程においてレンズを型から取り出すことも可 能である。この工程においては、余分な硬化材料６１が取出し工程を妨げないこ とを保証し、レンズが離型中に損なわれないことを保証するために注意が必要で ある。

図１８および図１９は、レンズ７２の乾燥離型に特に適した後方型２１の他の構 造を示す。図１８に示すように、後方型２１は、余分な硬化レンズ材料６１を保 持するための保持手段を含み、保持手段は、環４７に隣接する点および貯蔵部５ ９の領域において溝７５の形態にある。図１８および図１９に示すように、溝７ ５は、し、ンズ材料が液体または半液体状態にあるときに余分なレンズ材料によ って充填される。レンズ材料が硬化されると、溝７５は余分な硬化材料を保持し 、それにより、分解工程（工程Ｓ９）中に余分なレンズ材料が後方型２１に残る ことを保証する。好都合にも、これは、その工程が水和によって行われるか、乾 燥離型によって行われるかに関わらず、余分な硬化材料が、レンズの型からの取 り出し工程を妨げないことを保証する。

図１８および図１９は溝としての保持手段を示しているが、他の形態も可能であ る。したがって、保持手段は、後方型２１内の複数の開口、後方型２１から貯蔵 部５９に延びる足部、または単に後方型用の粗い表面という形態を取り得る。同 様に、硬化レンズが前方型よりもむしろ後方型に残ることが望ましいなら、保持 手段は、逆に前方型に設けられ得る。

図２０はセンタリング手段が垂直に延びる円筒状壁２４゜および４４′によって 設けられる、本発明の第１の他の実施態様を示す。図２０の実施態様は、他のす べての面において、上記したものと実質的に類似しておりその詳細な説明は簡潔 のため省略する。

図２１〜図２４は、組み立てられた型を硬化中に外方からクランプする必要のな いテーバロック壓クランプ手段を用いた本発明の第２の他の実施態様を示す。表 面的には、図２０〜図２３の実施態様は、図１〜図１９のものに類似しており、 同様の参照符号が用いられてきた。したがって、図２１において、後方型１２１ は、垂直型円筒状シェル１２６と、上平面１２７と、後方型キャピテイ規定表面 １４６の裏面１２９と、肩部１４０と、テーパー１４４と、裏面１４５と、後方 型規定表面１４６と、環１４７とを有する。前方型１２０は、円筒状１２２と、 テーパーへソド１２４と、前方型キャビティ規定表面１２５と、内方に傾斜する 領域１４９と、カラー１５０と、貯蔵部を形成する領域１５１と、リム１５２と 、直円筒状壁１５４とを有する。

この実施態様においては、後方型１２１および前方型１２０に各々フランジ１５ ６および１５７が設けられている。このようなフランジは型部の剛性を高め、機 械的操作を容易にし、さらにそれにより、上記の他の実施態様にも用いられ得る 。

図２１において、テーパー１４４および１２４のテーパー角度、そしてテーパー １２４および１４４の領域における型の相対直径は、テーパーの作用により前方 および後方型が互いにロックされるように選択される。したがって、例えばテー パー１４４は垂直から２１７２度の角度に選択される一方、テーパー１２４は、 垂直から３度の角度に選択される。しだがって、図２２に示すように、ベース１ ４１の最も内側の部分は、リム１５２が環１４７に接する前に、まず点１５８に おいてテーパー１２４の表面に接する。後方型１２１が前方型１２０に対してさ らに下方に移動すると、リム１５２が環１４７を保持して、図２３に示すように 、テーパー１２４と１４４とが互いにロックする。好適な実施態様においては、 ロックは、約７５ミクロンの下方への移動または「テーパー干渉」の後に達成さ れる。テーパーのロック作用によって引き起こされる下方および外方への圧縮力 により、円筒状シェル１２６が肩部１４０の回りで外方に回転し、それにより下 向きの密閉力を発生する。例えば限定された構成要件による方法を率直に分析す ると、第１の実施態様におけるものに等しい下向きの密閉力を発生するために必 要な量のテーパーのロック圧縮力が生ずる。図２１〜図２４に示す実施態様にお いては、１５〜２５ボンドの型締め力により、３５ボンドのクランプまたは密閉 力が生じ、型部がロックされることを保証する。

第１の実施態様と同様の方法により、レンズ材料１６０を適所に有する組立型は 硬化される。テーパ部のロックによる下方および外方向きの圧縮力により発生し た密閉力と、収縮により引き起こされた真空力との組合せは、リム１５２と環１ ４７とが、硬化中に収縮を調整するように相対変形されるということを保証する のに十分である。したがって、クランプ用アセンブリは、もちろん使用され得る が、排除してもよぃ。硬化後、リム１５２と環１４７との相対変形に対する明か な反作用として、図２４の一点鎖線により示すように、表面１４０とフランジ１ ５６とが肩部１４０の回りで上方に回転することが判明している。

硬化後、図７の工程８９〜Ｓ１２が、本発明の第１の実施態様に関して上述した ように実行され、それにより、任意の所望の形状を有する、仕上げられたエツジ を有するレンズが形成される。

以上、本発明の性質を容易に理解できるように、述べてきた。しかし、本発明の 性質および範囲を逸脱することなく、上記実施態様の修飾がなされ得ることは明 かである。例えば、本発明の第１に述べられた実施態様を、テーパー２４と４４ のテーパ一度を不等価にして提供することが可能である。なぜなら、これらのテ ーパーは、単に整合およびセンタリングを目的として設けられており、必ずしも 第２の変形実施態様におけるようにテーパーのロソクカを供給するためのもので はないからである。第２の変形実施態様に、第１の実施態様に関して述べたよう な保持手段を設けることも可能である。

したがって、本発明の範囲は、上記した特定のものに制限さレルことなく、添付 の請求の範囲にしたがって測られるべきである。

補正書の写しく翻訳文）提出書く特許法第１８４条の８）

Claims (70)

【特許請求の範囲】
1. １．第１の型部にレンズ材料を注入する工程と；該第１の型部のエッジにおいて 密閉される型キャビティを規定するように、第２の型部を該第１の型部に隣接し て嵌めて、余分なレンズ材料を密閉部に隣接して受け取るようにした工程と； 該レンズ材料を液体または半液体状態から固体または半固体状態に硬化させる工 程と； 硬化工程中に、該第１および該第２の型部のうちの一方のリムと、該第１および 該第２の型部のうちの他方の変形可能な合せ面とを相対変形させることによって 、該レンズ材料の収縮を調整する工程と； 該リムおよび該合せ面の変形点でレンズのエッジを形成する工程とを有してなる ことを特徴とするレンズ成形方法。
2. ２．前記注入工程で注入されるレンズ材料の量が、余分なレンズ材料が前記第１ の型部に注入されるように計量される、請求項１に記載の方法。
3. ３．前記余分なレンズ材料が閉じ込め手段によって前記密閉部に隣接して閉じ込 められる、請求項１に記載の方法。
4. ４．前記硬化工程中に、前記第１および前記第２の型部をクランプする工程をさ らに含む、請求項１に記載の方法。
5. ５．クランプ力が過度の変形なしに前記型キャビティを密閉するのに十分である 、請求項４に記載の方法。
6. ６．前記クランプ力が約２０〜４０ポンドの範囲内である、請求項５に記載の方 法。
7. ７．前記第１および前記第２の型部が外部クランプ手段によりクランプされる、 請求項４に記載の方法。
8. ８．前記クランプ力がレンズ材料の硬化中に一定のレベルに維持される、請求項 ７に記載の方法。
9. ９．前記第１および前記第２の型部がテーパロッククランプ手段によりクランプ される、請求項４に記載の方法。
10. １０．硬化レンズが、前記第１および前記第２の型部のうちの一方に残るように 、該第１および該第２の型部を分解する工程をさらに有する、請求項１に記載の 方法。
11. １１．前記硬化レンズが、前記型部の分解後、該型部のうちの一方に優先的に残 るように、該型部が各々異なる材料から形成される、請求項１０に記載の方法。
12. １２．前記余分なレンズ材料が前記第１および前記第２の型部のうちの他方に保 持される、請求項１０に記載の方法。
13. １３．前記成形レンズを水和する工程をさらに有する、請求項１０に記載の方法 。
14. １４．前記嵌合工程中に、前記第２の型部に対して前記第１の型部をセンタリン グする工程をさらに有する、請求項１に記載の方法。
15. １５．前記センタリング工程が、前記第１および前記第２の型部のうちの一方の 略円筒状のシェルを、該第１および該第２の型部のうちの他方の、対応する形状 の略円筒状のシェルに挿入する工程を有する、請求項１４に記載の方法。
16. １６．前記円筒状のシェルがテーパ状であり、テーパーが実質的に同じである、 請求項１５に記載の方法。
17. １７．前記円筒状のシェルがテーパ状であり、テーパーが異なる、請求項１５に 記載の方法。
18. １８．前記リムが前記型キャビティ内の直円筒状壁のコーナーにより規定される 、請求項１０に記載の方法。
19. １９．請求項１〜１８のいずれかの方法にしたがって製造されるコンタクトレン ズ。
20. ２０．レンズを成形する型部であって、該型部が中央光学領域を有する硬質の略 球形の型キャビティ規定表面を有し、該型部が該型キャビティ規定表面に隣接す る逆方向に屈曲した変形可能な合せ面と、それから垂れ下がるセンタリング手段 とを有することを特徴とする型部。
21. ２１．クランプ圧力を受けかつ該圧力を均一に分散する圧力受け表面をさらに有 する、請求項２０に記載の型部。
22. ２２．前記センタリング手段が、前記変形可能な合わ面から垂れ下がる肩部と、 略円筒状のシェルとを有する、請求項２０に記載の型部。
23. ２３．前記円筒状シェルがテーパ状である、請求項２２に記載の型部。
24. ２４．前記変形可能な合せ面が環を有する、請求項２０に記載の型部。
25. ２５．前記環が丸みを帯びている、請求項２４に記載の型部。
26. ２６．前記型部が約ショアＤ５０〜ロックウェルＭ１１０の硬度を有する材料に より構成される、請求項２０に記載の型部。
27. ２７．前記型部が約ショアＤ６５〜ロックウニルＭ６５の硬度を有する材料によ り構成される、請求項２６に記載の型部。
28. ２８．前記型部がポリプロピレンから形成される、請求項２７に記載の型部。
29. ２９．レンズを成形する型部であって、該型部が中央光学領域を有する硬質の略 球形の型キャビティ規定表面を有し、該型キャビティ規定表面が、そのコーナ部 が該型キャビティ規定表面の周囲におけるリムを規定する直円筒状壁と、それか ら垂れ下がるセンタリング手段とを有する型部。
30. ３０．前記リムを包囲するカラーをさらに有する、請求項２９に記載の型部。
31. ３１．前記センタリング手段が略円筒状のベースと、テーパーヘッドとを有する 、請求項２９に記載の型部。
32. ３２．前記型部が約ショアＤ７０〜ロックウェルＭ１２０の硬度を有する材料に より構成される、請求項２９に記載の型部。
33. ３３．前記型部が約ショアＤ８０〜ロックウェルＭ１１０の硬度を有する材料に より構成される、請求項３２に記載の型部。
34. ３４．前記型部がＰＶＣから形成される、請求項３３に記載の型部。
35. ３５．第１および第２の型キャビティ規定表面を各々有する第１および第２の型 部であって、該第１の型キャビティ規定表面が取りまき形状の周囲リムで終結し 、該第２の型キャビティ規定表面が該周囲リムに対応する直径に設けられた変形 可能な周囲合せ面において終結する第１および第２の型部と、 該第１および該第２の型部の各々に対して設けられた、互いに協同するセンタリ ング手段とを有することを特徴とする型アセンブリ。
36. ３６．前記合せ面が環である、請求項３５に記載の型アセンブリ。
37. ３７．前記環が丸みを帯びている、請求項３６に記載の型アセンブリ。
38. ３８．前記第１の型部が前記第２の型部とは異なる材料により形成される、請求 項３５に記載の型アセンブリ。
39. ３９．前記第２の型部が約ショアＤ５０〜ロックウニルＭ１１０の硬度を有し、 前記第１の型部が約ショアＤ７０〜ロクウェルＭ１２０の硬度を有する、請求項 ３８に記載の型アセンブリ。
40. ４０．前記第２の型部が約ショアＤ６５〜ロックウェルＭ６５の硬度を有し、前 記第１の型部が約ショアＤ８０〜ロックウェルＭ１１０の硬度を有する、請求項 ３９に記載の型アセンブリ。
41. ４１．前記第２の型部が約ショアＤ７５の硬度を有し、前記第１の型部が約ショ アＤ８７の硬度を有する、請求項４０に記載の型アセンブリ。
42. ４２．前記センタリング手段が、前記リムから垂れ下がる第１の円筒状シェルと 、前記合せ面から垂れ下がる該第１の円筒状シェルと嵌合可能な第２の円筒状シ ェルとを有する、請求項３５に記載の型アセンブリ。
43. ４３．前記第１および前記第２の円筒状シェルがテーパ状である、請求項４２に 記載の型アセンブリ。
44. ４４．前記第１および前記第２の円筒状シェルが同一のテーパ部を有する、請求 項４３に記載の型アセンブリ。
45. ４５．前記テーパ部が前記第１および前記第２の型部をロックする、請求項４３ に記載の型アセンブリ。
46. ４６．前記第１および前記第２の型部のうちの一方の略円筒状のシェルが段付直 径を有し、該第１および該第２の型部のうちの他方が該段付直径と相互作用する のに適した内方に傾斜する表面を有する、請求項４２に記載の型アセンブリ。
47. ４７．前記合せ面が前記第２の型キャビティ規定表面とは逆方向に屈曲する、請 求項３５に記載の型アセンブリ。
48. ４８．前記第１および前記第２の型キャビティ規定表面が中央光学領域を有する 硬質の型キャビティを規定する、請求項３５に記載の型アセンブリ。
49. ４９．前記第１および前記第２の型部のうちの一方が他方よりも硬化レンズを形 成する材料に対して大きな親和力を有する、請求項３５に記載の型アセンブリ。
50. ５０．前記第１および前記第２の型部のうちの一方が閉じ込め手段を有する、請 求項４９に記載の型アセンブリ。
51. ５１．前記第１および前記第２の型部のうちの他方が保持手段を有する、請求項 ４９に記載の型アセンブリ。
52. ５２．前記第１および前記第２の型部のうち、より大きい親和力を有する一方が ＰＶＣから形成され、該第１および該第２の型部のうちの他方がポリプロピレン から形成される、請求項４９に記載の型アセンブリ。
53. ５３．前記第１の型部が前記周囲リムを囲むカラーをさらに有する、請求項３５ に記載の型アセンブリ。
54. ５４．直円筒状壁と外方に延びるフランジとのコーナーによって規定される取り まき形状の周囲リムで終結する硬質の前方型キャビティ規定表面を有する前方型 と、該周囲リムに対応する直径に設けられた逆方向に屈曲した変形可能な周囲環 において終結する硬質の後方型キャビティ規定表面を有する後方型とを有し、 該剛性の型キャビティが該前方および該後方型キャビティ規定表面により規定さ れ、該型キャビティが中央光学領域を有する略球形の表面を有し、 該後方型が約ショアＤ５０〜ロックウェルＭ１１０の硬度を有し、該前方型が約 ショアＤ７０〜ロクウェルＭ１２０の硬度を有することを特徴とする型アセンブ リ。
55. ５５．前記環が丸みを帯びている、請求項５４に記載の型アセンブリ。
56. ５６．前記後方型が前記前方型よりも変形可能である、請求項５４に記載の型ア センブリ。
57. ５７．前記後方型が前記前方型と異なる材料により形成されている、請求項５６ に記載の型アセンブリ。
58. ５８．前記後方型が約ショアＤ６５〜ロックウェルＭ６５の硬度を有し、前記前 方型が約ショアＤ８０〜ロックウェルＭ１１０の硬度を有する、請求項５４に記 載の型アセンブリ。
59. ５９．前記後方型が約ショアＤ７５の硬度を有し、前記前方型が約ショアＤ８７ の硬度を有する、請求項５８に記載の型アセンブリ。
60. ６０．前記後方および前記前方型に各々設けられた相補的センタリング手段をさ らに有する、請求項５４に記載の型アセンブリ。
61. ６１．前記センタリング手段が、前記リムから垂れ下がる第１の円筒状シェルと 、該第１の円筒状シェルと嵌合可能であって前記環から垂れ下がる第２の円筒状 シェルとを有する、請求項６０に記載の型アセンブリ。
62. ６２．前記第１および前記第２の円筒状シェルがテーパ状である、請求項６１に 記載の型アセンブリ。
63. ６３．前記第１および前記第２の円筒状シェルが同じテーパーを有する、請求項 ６２に記載の型アセンブリ。
64. ６４．前記テーパーが前記後方および前記前方型をロックする、請求項６２に記 載の型アセンブリ。
65. ６５．前記後方および前記前方型のうちの一方の円筒状のシェルが段付直径を有 し、該後方および該前方型のうちの他方が該段付直径と相互作用するのに適した 内方に傾斜する表面を有する、請求項６１に記載の型アセンブリ。
66. ６６．前記環が前記後方型キャビティ規定表面とは逆方向に屈曲する、請求項５ ４に記載の型アセンブリ。
67. ６７．前記前方および前記後方型のうちの一方が他方よりも硬化レンズを形成す る材料に対して大きな親和力を有する、請求項５４に記載の型アセンブリ。
68. ６８．前記第１および前記第２の型部のうちの一方が閉じ込め手段を有する、請 求項６７に記載の型アセンブリ。
69. ６９．前記第１および前記第２の型部のうちの他方が保持手段を有する、請求項 ６７に記載の型アセンブリ。
70. ７０．前記後方および前記前方型のうち、より大きい親和力を有する一方がＰＶ Ｃから形成され、該後方および該前方型のうちの他方がポリプロピレンから形成 される、請求項６９に記載の型アセンブリ。