JPS641006B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS641006B2
JPS641006B2 JP56029303A JP2930381A JPS641006B2 JP S641006 B2 JPS641006 B2 JP S641006B2 JP 56029303 A JP56029303 A JP 56029303A JP 2930381 A JP2930381 A JP 2930381A JP S641006 B2 JPS641006 B2 JP S641006B2
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JP
Japan
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mold
basic composition
lens
manufacturing
polymerization
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JP56029303A
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JPS57608A (en
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Fure Berunaaru
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Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
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Publication of JPS641006B2 publication Critical patent/JPS641006B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G02B1/043—Contact lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00038—Production of contact lenses
    • B29D11/00125—Auxiliary operations, e.g. removing oxygen from the mould, conveying moulds from a storage to the production line in an inert atmosphere
    • B29D11/00134—Curing of the contact lens material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/808—Lens mold

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、眼球と接触配置されまた必要な修正
を成すために要求される光学特性を有する仕上り
製品としてのコンタクトレンズを成形によつて製
造する方法に関するものである。
周知のように、コンタクトレンズは、伝統的
に、合成単量体組成物の重合によつて作られた素
材またはデイスクから切削加工によつて製作さ
れ、この種のデイスクまたは素材は一般に型内部
での重合によつて得られ、その型の製造には特殊
の困難を伴わない。何故ならばレンズの光学面は
素材の切削加工によつて加工されるからである。
このようなレンズに対して所要の光学特性を備
えた最終的形状を与える切削加工は、時間のかか
る、微妙な、また骨の折れる作業であつて、多く
の専門要員を必要とする。このような切削加工を
排除するため、所望の最終レンズ形状を凹面とし
て再現する閉鎖型の中で基本組成物を重合するこ
とによつて、コンタクトレンズを直接に成形する
方法が研究された。
しかしながら、この種の製造方法においては、
所要の光学特性を有する面を備え、また眼球によ
つて肉体的に支持するのに適した薄さと輪郭の縁
部を有するレンズをうるために、実際上きわめて
解決困難な問題に遭遇している。事実、一般に60
〜70℃の範囲の温度で実施される重合工程に際し
て、型に対するレンズ素材の剥離が生じ、その結
果、レンズと型側壁との中間に微細なポケツトが
形成される。このようにして製作されたレンズは
使用不能であり、従つてこのような成形法は、一
見有利ではあるが今日まで工業面で実際に使用さ
れるに至つていない。
この問題を考察した専門家は、レンズの剥離と
ポケツトの形成を、重合反応中に素材が熱間受け
る収縮現象によつて説明した。
即ち、フランス特許第7708393号においては、
前記のレンズの剥離とポケツトの形成を防止する
ため、レンズの外周部に現われる傾向のある空隙
部を埋める役割を果たす弾性リツプを輪郭上に備
えた特殊の型を製作することによつてこの問題を
解決することを試みた。
このようにしてある程度の成果を得たのである
が、このことは、重合中の素材の収縮の結果とし
て種々の結果が生じるという仮説を証明したので
ある。
しかしながら、前記特許に述べた方法は、急速
に破壊される傾向のある非常に薄い弾性リツプを
備えた特殊構造の型の製作を必要としている。さ
らに、また特に、このような型の中で作られたレ
ンズの縁部は比較的厚く、またほとんど規則的で
はない。従つて、これらのレンズが眼球上に設置
されたときに、その縁部に引掛つた眼瞼の運動に
よつてしばしば移動させられる欠点を示す。
さらに、外周部に開いた縁部を備えた非気密性
型を使用する二、三の方法がある。これらの方法
は、その型の中に余分の材料を流し込み、この材
料が開いた縁部から排出されるように成すにある
（例：フランス特許第2270082号）。しかしこれら
の方法は、レンズ成形後にその縁部を加工するた
めの再処理が必要である。さらに、この型の方法
においては、成形工程ははるかに複雑微妙にな
り、重合反応は型の中心部から縁部に向かつて段
階的に実施されなければならない。一般に、重合
が２段階で実施され、まず型の中心部で重合が開
始し（その間は縁部の重合を防止する）、次に外
周部の重合を実施するように重合条件を調整す
る。
本発明は成形による製造工程において、相互に
密封され所望のレンズ形状を凹面において再現し
入子状に密封された複数部分から成る型の中にお
いて基本組成物を重合するようにした方法を目的
としている。
本発明は、公知方法の欠陥を伴わずに前記の成
形上の問題点を解決しようとするものである。
さらに詳しくは、本発明の目的は、適切な品質
の光学面と薄い縁部とを有するレンズを閉じた型
の中で１段階成形によつて製作するにある。
本発明の他の目的は、急速摩耗のおそれのない
簡単な構造の型の中で実施することのできる方法
を提供するにある。
このため、閉鎖型の内部での基本組成物の重合
により適切な光学品質の適切な角膜レンズを製造
する本発明による方法は、 ●約１乃至10-6マイクロメートルの範囲内の波長
の、マイクロ波とも呼ばれる超高周波電磁波に
対して透過性またはほとんど吸収性でない材料
をもつて、レンズを製作するために必要とされ
る基本組成物量よりもはるかに高い熱慣性
（inertie thermique）を有するように型を製作
する段階と、 ●上述の超高周波に対して吸収特性を有する一種
または複数の重合性二重結合単量体から基本組
成物を調整する段階と、 ●型の水準において約40℃以下の温度を保持する
に適した電力密度を有する前記周波数の超高周
波をもつて閉鎖型の内部に前記基本組成物を配
置した組立体を照射することによつて前記組成
物を重合する段階とから成る。
このような方法の実施中において、レンズ素材
は型に対して圧着された状態に留まり、レンズの
中心部においても縁部においても型の形状に完全
に従うことが確認される。重合反応の終わつたと
き、レンズは光学面において満足な表面状態を有
し、特にその縁部の水準における型の不変形状を
再現した規則的縁部を備えている。型の適切な形
状の故に、これらの縁部は薄い厚さを有し、この
厚さは角膜レンズの必要条件に対応して段階的に
低減し、しかもこれは一連のレンズの順次成形中
に常に再現可能である。
このような予想外の結果が得られたことは次の
二つの事実から説明されるであろう。一方では、
これまで考えられていたのとは異なり、従来法に
おけるポケツトの形成は、少なくとも型と基本組
成物の熱間膨張度の相違と、基本組成物の収縮と
から生じるのに対して、他方、低温重合中の基本
組成物の収縮はそれだけでは剥離を生じるには不
十分なことである。
本発明の方法は、レンズの過度の加熱を避けな
がら、また特にエネルギーを実際上吸収せずまた
レンズの素材に比して高い熱慣性を有する型を用
いてその加熱を避けながら、レンズ素材の中心部
から重合に必要なエネルギーを放散させるに至
る。
このような条件において、従来法に見られた
種々の問題点の主要な原因の１つであると考えら
れる型の顕著な膨張が防止され、同時にレンズ収
縮は容認できる程度になる。
好ましくは、照射は、0.2〜0.4マイクロメート
ルの範囲の波長の紫外線によつて実施される。実
際上、この波長帯は、使用者にとつて無害な通常
型の装置に導く。さらにこの波長帯においては、
その型について、非常に弱吸収性の材料、たとえ
ばポリプロピレンまたはポリエチレン等の非電荷
性（non charge′）重合体を選定することは容易
である。これに対して、多くの重合性二重結合単
量体組成物はこれらの電磁波に対して吸収特性を
示す。特にビニル単量体とアリル単量体はこの吸
収特性を示す。必要な場合には、ベンゾイン、ア
ゾビスイソブチロニトリル等の感光剤を基本組成
物に対して加えることにより、吸収力を増大する
ことができる。
もちろん型の材料は重合可能基本組成物と両立
しなければならない。即ち基本組成物に対して完
全に中性でなければならない。
好ましくは照射は、型／基本組成物組立体の水
準における電力密度が0.1・10-3〜1000・
10-3W／cm2の範囲内に含まれるように実施されな
ければならない。
一般的に、この程度の電力水準は、40℃以下、
特に10゜〜35℃の中程度の温度を保持しながら重
合反応を開始し、また適当にこれを保持するのに
十分である。
好ましくは、基本組成物を構成するためには、
高分子量を有する単量体、または単量体混合物を
選定する。特に、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロ
キシエチルアクリレート、エチレングリコールジ
メタクリレート、ビニルピロリドン、グリシジル
メタクリレート、メタクリルアミド、ビスフエノ
ールＡジメタクリレート、ビスフエノールＡビス
（２ヒドロキシプロピルメタクリレート）の群か
ら選定する。これらの単量体は低温重合工程中
に、わずかの収縮を示し、これはレンズの完全に
満足な品質をうることを可能にするものである。
基本組成物を構成する単量体または単量体混合
物を線状重合体と混合することができ、この混合
はさらに重合中の収縮を低減させ、また二、三の
応用においては結果を改良することができる。特
に下記の線状重合体を混合することができる：ポ
リグリシジルメタクリレート、ポリメチルメタク
リレート、ポリビニルピロリドン。
大気圧で本発明の方法を実施することができ、
一般に必要装置の原価を低減させるために実際上
大気圧で操作する。しかし圧力の増大も好ましい
要因であることが観察され、二、三の応用におい
ては、２〜10バールのオーダの圧力で操作するこ
とができよう。
実際上、使用される型は、レンズの製作に必要
とされる基本組成物の量の少なくとも20倍以上の
材料を使用して、熱慣性によつて満足な温度調整
を成しうるようにしなければならない。たとえ
ば、0.03ｇのレンズについては、それぞれ１ｇの
オーダの質量を有する二つの部分から成る型を使
用することができる。必要な場合、型の外面を運
動流体によつて冷却させることができる。
以下本発明を図面に示す実施例について詳細に
説明する。
各実施例のそれぞれの実施条件を記述する前
に、その実施に使用される材料の特性と、各例に
共通な実施方法の条件について下記に説明する。
実施例に示す方法は、加工工程またはその他の
仕上げ操作を加える必要なく、成形後にすべての
特性（幾何学的特性、機械的特性、および光学的
特性）を備える親水性コンタクトレンズ（または
可撓性レンズ）を成形工程によつて製造しようと
するものである。
このため、二つの部分１と２（第１図）から成
る型を使用する。この型は、超高周波に対して透
過性で、一般に親水性レンズの製造に使用される
基本組成物（ビニル単量体とアリル単量体の混合
物）と化学反応しない材料で製造される。
さらに、この型の材料は、レンズの型抜きを簡
単に実施できるものでなければならない。またこ
の材料は、最終レンズに必要とされる光学特性と
両立する“光沢”性を持つ型面を与えるものでな
ければならない。
下記の実施例において、型は、非電荷性純粋ポ
リプロピレンから成る。すなわち、使用される放
射線に対して吸収特性を有する添剤を全く含有し
ないポリプロピレンから成る。型の二つの部分
は、噴射成形によつて得られる。もちろん、これ
らの型は必要に応じて加工研摩され、またその他
の任意の方法によつて得られる。
型の第１部分１は、製造されるレンズの凸面半
径に等しい半径Raの凹面を示す。この凹面１ａ
から、外側に向かつて傾斜した外周面部１ｂが延
長されている。
この外周面部の外側に少し円錐形の側壁部１ｃ
を備え、この側壁部はその上部において外周切欠
き１ｅを成すために中断され、この切欠きは、型
の第２部分との嵌合のために排除される基本組成
物余剰分を受けるためのものである。
実施例において、型部分１はその正確な噴射成
形のために不必要な体積が中空に成され、外周フ
ランジ１ｄによつて支持されている。
この型部分１の全直径は15mmのオーダであり、
その重量は１ｇのオーダである。
型の第２部分２は第１部分１にかぶさるための
ものであつて、同一オーダの重量を有する。この
第２部分は、製作されるレンズの凹面半径に等し
い半径Rpを有する凸面２ａを含む。
この凸面２ａから、前記の外周面部１ｂと共役
しこれに当接するための外周面部２ｂが延長され
ている。
またこの型部分２は円錐形２ｃを含み、この側
壁２ｃは側壁１ｃに当接し、大面に対する当接作
用で良好な密封性を保証するに適した形状を有す
る。
操作第１段階において、第２図に示す様に型第
１部分１の凹形面１ａによつて限られた収納部の
中に基本組成物が少し余分に配置される。
次に型の孫２部分２を型第１部分１の上に、そ
れぞれの外周平面部１ｂと２ｂ、および円錐形外
壁部１ｃと２ｃが相互に当接するまで嵌合させ
る。
この操作中に、基本組成物の余剰分が切欠き１
ｅの中に排除される。一般に、対応の面１ａと２
ａとの間に残存する基本組成物の重量は通常型の
親水性レンズの場合約0.05ｇを超えない。
次に、相互に圧着された型の二つの部分を保持
するため、締付部材を設置する（第３図）。もち
ろん、この部材は使用される放射線に対して非吸
収性材料から成る。
そこでこの組立体は重合の準備ができている。
この型を同様に製作された他の複数の型と共に、
囲障３の中の、放射線に対して非吸収性の材料か
ら成る支持体５の上に導入する。この囲障は、囲
障中に13・10-3のオーダの電力密度を有する紫外
線を放射することのできる多数の水銀蒸気管４を
備えている。この放射線の波長は0.3〜0.35マイ
クロメートルのオーダである。
下記のすべての実施例において、重合時間は数
時間（５乃至７時間）であつて、またすべての瞬
間において温度は40℃以下であつた。
重合中に型と素材との間にポケツトは全く見ら
れず、また製作されたレンズは完全に満足な幾何
学特性と光学特性を示した。重合の終了時に得ら
れた重合体はレンズ全体に亘つてきわめて均一で
あつて、これは光学面から非常に好ましい品質で
ある。
型は剛性であつて、脆性部分を全く含んでいな
いので、明白な損壊なしに多数回のテストに使用
することができた。
３・３・10-3W／cm3のオーダの電力密度をもつ
て0.36マイクロメートルに等しい波長の放射線を
与えるフイラメントランプをもつて、同様のテス
トを実施した。
重合時間はより長かつた（７乃至９時間のオー
ダ）。レンズ品質は同等であつた。
例 １ 閉鎖型の中に配置された基本組成物は下記の通
りである。
ヒドロキシエチル （重量） メタクリレート（Hema） ：72.18％ ヒドロキシプロピルメタクリレート（Hpma）
：23.75％ ヒドロキシエチルアクリレート（Hea） ：2.00％ エチレングリコールジメタクリレート（Egdma）
：0.05％ ポリビニルピロリドン（PVP） ：2.00％ アゾビスイソブチロニトリル（AIBN） ：0.016％ 周囲温度は20℃であり、また型の水準における
囲障３の中の最大温度は30℃のオーダであつた。
水銀蒸気管の場合、重合は約５時間続き、フイラ
メントランプの場合、７時間続いた。
この様にして得られた重合体は約40％の水分を
吸収することができる（水和レンズの最終重量に
対する重量）。
例 ２ ビニルピロリドン（VP） ：59.8％ グリシジルメタクリレート（GMA） ：35％ メタクリルアミド（MC） ：５％ AIBN ：0.016％ 周囲温度 ：20℃ 重合中の最高温度 ：25℃ 重合時間 ：水銀蒸気管で６時間 重合時間 ：フイラメントランプで８時間 仕上りレンズによる吸収可能水分の割合 ：70％ この実施例において、囲障温度を25℃に調整す
るため、囲障下部に空気流を送つた。
例 ３ VP ：63.8％ GMA ：20.0％ ポリグリシジルメタクリレート（PGMA）
：16.0％ ビスフエノールＡジメタクリレート（BPAD）
：0.20％ 周囲温度 ：20℃ 重合中の最高温度 ：30℃ 重合時間 ：５時間（水銀蒸気管） 重合時間 ：７時間（フイラメントランプ） 吸収可能水分の割合 ：70％ 例 ４ VP ：59.8％ PGMA ：39.9％ BPAD ：0.1％ AIBN ：0.016％ 周囲温度 ：20℃ 重合中の最高温度 ：30℃ 重合時間 ：５時間（水銀蒸気管） 重合時間 ：７時間（フイラメントランプ） 吸収可能水分の割合 ：84％ 例 ５ VP ：60％ ポリメチルメタクリレート ：10％ Hpma ：30％ 周囲温度 ：10℃ 重合中の最高温度 ：18℃ 重合時間 ：７時間（水銀蒸気管） 重合時間 ：９時間（フイラメントランプ） 吸収可能水分の割合 ：73％ 例３、例４、例５は本発明の方法にとつて望ま
しい材料を使用している。なぜなら、それ自体で
収縮を示さない線状重合体の存在により、これら
の材料の冷間収縮はきわめて小さいからである。
例１と例２は非常に大きな収縮率の材料を使用す
る。しかし、これらの単量体の分子の初期大きさ
は、満足な結果が得られる程度に大きく、また本
発明の工程中に型の膨張が存在しないが故に、こ
れらの材料の冷間収縮は適性品質のレンズの製作
と両立する。
また基本組成物に対して適当水分を添加するこ
とにより、親水性レンズを乾燥状態、部分水和状
態または完全水和状態で得ることができる。
言うまでもなく、本発明の方法は基本単量体を
適当に選定することにより非親水性レンズを得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の型の二つの部分の分離配置状
態を示す軸方向断面図、第２図は第１の部分の中
に基本組成物を配置した状態を示す図、第３図は
両部分を嵌合した状態を示す図、また第４図は本
発明の方法を実施するための照射装置の略示図で
ある。 １……型の第１の部分、１ａ……凹面、１ｂ…
…外周面、１ｃ……側壁部、１ｄ……フランジ、
１ｅ……切欠、２……型の第２の部分、２ａ……
凸面、２ｂ……外周面、２ｃ……側壁部、４……
水銀蒸気管、３……囲障、５……支持体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 所望のレンズ形状を凹面において再現する閉
    鎖密封成形型の中において基本組成物を重合する
    型の、適当な光学品質のコンタクトレンズの製造
    法において、 約１マイクロメートル乃至10-6マイクロメート
    ルの範囲の波長の電磁波に対して透過性または弱
    吸収性の材料でもつて、レンズの製作に必要な基
    本組成物量の熱慣性よりも非常に高い熱慣性を有
    するように型を製作する段階と、 前記の電磁波に対する吸収特性を有する１種ま
    たは複数の重合可能二重結合単量体から基本組成
    物を調製する段階と、 型の水準において大体40℃以下の温度を保持す
    るに適した電力密度を有する前記波長の電磁波を
    もつて、閉鎖型の内部に前記基本組成物を配置し
    た組立体を照射することによつて基本組成物を重
    合する段階とを含むことを特徴とする方法。 ２ 基本組成物はビニル系またはアリル系単量体
    または単量体混合物、またはこれら単量体と線状
    重合体との混合物であつて、この重合は0.2乃至
    0.4マイクロメートルの範囲の波長の紫外線によ
    る照射によつて実施されるようにした、特許請求
    の範囲第１項に記載の製造方法。 ３ 型の材料はポリプロピレンまたはポリエチレ
    ン等の非電荷性重合体であつて、基本組成物の重
    合は、0.2乃至0.4マイクロメートルの波長の紫外
    線による照射によつて実施される、特許請求の範
    囲第１項または第２項のいずれかに記載の製造方
    法。 ４ 基本組成物の吸収力を増大するための感光剤
    をこの組成物に添加する、特許請求の範囲第２項
    または第３項のいずれかに記載の製造方法。 ５ 基本組成物は、ヒドロキシエチルメタクリレ
    ート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒド
    ロキシエチルアクリレート、エチレングリコール
    ジメタクリレート、ビニルピロリドン、グリシジ
    ルメタクリレート、メタクリルアミド、ビスフエ
    ノールＡビス（２ヒドロキシプロピルメタクリレ
    ート）から成る群の、高分子量の単量体または単
    量体混合物である、特許請求の範囲第１項、第２
    項、第３項または第４項のいずれかに記載の製造
    方法。 ６ 基本組成物に対して、少なくとも１種の線状
    重合体、特にポリグリシジルメタクリレート、ポ
    リメチルメタクリレート、ポリビニルピロリドン
    を混合する、特許請求の範囲第５項に記載の製造
    方法。 ７ 照射は、型／基本組成物組立体の水準におけ
    る電力密度が約0.1×10-3乃至100×10-3W／cm3の
    範囲内に含まれるように成される、特許請求の範
    囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の製造方
    法。 ８ 大気圧に等しい圧で操作する、特許請求の範
    囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の製造方
    法。 ９ ２乃至10バールのオーダの、大気圧以上の圧
    で操作する、特許請求の範囲第１項乃至第７項の
    いずれかに記載の製造方法。 １０ レンズを製作するのに必要な基本組成物量
    の少なくとも20倍の材料を用いた型を使用する、
    特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれかに記
    載の製造方法。 １１ 二つの部分から成る型を利用し、一方の部
    分はレンズをの凸面形成するための凹面を有し、
    他方の部分はレンズの他面を形成するための凸面
    を有し、前記凹面を有する部分の中に基本組成物
    を配置したのち、型の二つの部分をそれぞれの軽
    度円錐形の外周側面によつて入子状に密封する、
    特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに
    記載の製造方法。
JP2930381A 1980-02-28 1981-02-28 Method of manufacturing contact lens and contact lens manufactured thereby Granted JPS57608A (en)

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FR8004750A FR2477058A1 (fr) 1980-02-28 1980-02-28 Procede de fabrication par moulage de lentilles de contact, et lentilles obtenues

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Publication Number Publication Date
JPS57608A JPS57608A (en) 1982-01-05
JPS641006B2 true JPS641006B2 (ja) 1989-01-10

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US (1) US4382902A (ja)
EP (1) EP0035309B1 (ja)
JP (1) JPS57608A (ja)
AT (1) ATE5383T1 (ja)
BR (1) BR8101183A (ja)
DE (1) DE3161464D1 (ja)
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