JP2002166436A - コンタクトレンズ製造用の樹脂型およびそれを用いたコンタクトレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学性に優れ、角膜にやさしい滑らかな表面と
円味を帯びたレンズの縁を有する高品質のコンタクトレ
ンズを、低コストで製造する。 【解決手段】本発明の注型重合法によるコンタクトレン
ズ製造用の樹脂型は、ＢＣ工学面１、直径およびエッジ
カーブ規正接触部２、およびエッジカーブ成形面３を有
する雄型と、ＦＣ成形面４および雄型との接触面５を有
する雌型から成り、これを組み立てて出来るキヤビティ
ー６に重合性モノマーを充填し、荷重を載せ加圧重合す
ることによりコンタクトレンズを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は注型重合法に関するもの
であり、光学性に優れ、角膜にやさしい滑らかな表面と
円味を帯びたエッジ形状を有する高品質のコンタクトレ
ンズを、低コストで製造するために用いられるコンタク
トレンズ製造用の樹脂型、およびそれを用いたコンタク
トレンズの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンタクトレンズの製造方法は大きく分
けて３種類あり、レースカット法（切削研磨法）、モー
ルド法（注型法）、スピンキャスト法（遠心注型法）が
ある。レースカット法は現在最も一般的に用いられてい
る方法であり、棒状またはボタン状の材料を旋盤により
レンズ状に切削加工し、研磨を行ってコンタクトレンズ
を製造する方法である。この方法は多品種少量製造法と
しての利点はあるが、製造工程数が多く繁雑であり、コ
ストが高いという問題がある。

【０００３】スピンキャスト法は、重合性モノマーを回
転する型の中に流れ込み遠心力で原料が薄く広がるのを
利用してコンタクトレンズを製造する方法であり、大量
生産には適しているが、コンタクトレンズとして重要な
規格形状の一つであるベースカーブ面の充分な精度を得
るのが難しいという欠点を有している。

【０００４】注型重合法は、所望のレンズが得られるよ
うに成形された樹脂型の中へモノマーを注入し、熱また
は光によりモノマーを重合し、重合後、樹脂型内からレ
ンズを取り出す製造法である。この方法の利点は低コス
トでコンタクトレンズを製造することができることであ
るが、形状の異なった多品種のコンタクトレンズを製造
する場合多種類の樹脂型が必要であり、そういった製造
には不利な面もある。しかし、ソフトコンタクトレンズ
の場合は、ＢＣ（ベースカーブ：コンタクトレンズが角
膜に接する面の曲率）の種類が少なく、必要とされる型
の種類が少ないため、この方法の適用が可能となる。さ
らに注型重合法の問題点として、レンズの縁の形状エッ
ジの円味、レンズの重合または離型の際のクラック発生
の問題レンズの重合時の気泡生成の問題、及び重合体レ
ンズと樹脂型との離型性（または適度の接着性）などが
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】近年、装用感の良
さからソフトコンタクトレンズは多くの人々に使用され
て来ている。さらに、コンタクトレンズの洗浄、消毒処
理などの面倒なケアを必要とせず手軽で衛生的であると
いう理由からディスポーザブルソフトコンタクトレンズ
が急速に普及してきている。このディスポーザブルレン
ズは価格が安いということが大きな特長であり、同一規
格のコンタクトレンズを大量に、しかも低コストで製造
することができる注型重合法がこれに適している。

【０００６】注型重合法の品質的な問題点の一つとし
て、レンズの緑の形状があげられる。元々、ソフトコン
タクトレンズは材質自体が柔軟であり、角膜に柔らかく
装着されるが、装用感を上げるためには、レンズの縁は
滑らかな円味をおび、角膜にやさしく接触することが望
ましい。注型重合法では、雄型と雌型を組み合わせた樹
脂型の空間に重合性モノマーを充填し、重合することに
よってコンタクトレンズを製造するので、レンズの縁は
角張った形が一般的である。本発明は光学性に優れ、角
膜にやさしい滑らかな表面と、円味を帯びたレンズの緑
を有する高品質のコンタクトレンズを低コストで製造す
ることを目的とするものである。

【０００７】また注型重合法の製造上の問題として、レ
ンズの重合時または樹脂型からの離型時に発生するクラ
ック（ひび、欠け、割れ）があり、製造収率低下の大き
な要因となっている。さらに製造上の問題としてレンズ
の重合時、レンズ内に気泡が生成する点があげられる。
これについてはモノマーの減圧脱気あるいは樹脂型ヘの
モノマー注入の際、注入ノズルの先端を樹脂型へ軽く接
触させながら注入する、などの対策がとられているが十
分ではない。もう一つの問題として、樹脂型の雄型と雌
型を組み合わせた空間に重合性モノマーを充填し、光ま
たは熱重合により重合した後、雌型を取り外し、雄型を
切削用旋盤に取り付け、レンズのフロントカーブ側を切
削加工してコンタクトレンズを製造する方法（ブランク
モールド法）の場合、雄型と雌型を分離する際レンズ状
重合体は雄型側に付着していることが必須条件である。
この対策として雄型あるいは雌型をそれぞれ別の樹脂で
製造処理する方法、またはプラズマ、化学的による表面
処理などの方法がとられているが必ずしも十分ではな
い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の注型重合法によ
る、コンタクトレンズの製造方法は、角膜にやさしい滑
らかな表面と円味を帯びたエッジ形状を有するコンタク
トレンズ製造用の樹脂型とその樹脂型に重合性モノマー
を充填し、光または熱重合によりコンタクトレンズを製
造する方法、あるいは雄型と雌型を組み合わせた空間に
重合性モノマーを充填し、光または熱重合により重合し
た後、雌型を取り外し、雄型を切削用旋盤に取り付けレ
ンズのフロントカーブ側を切削加工してコンタクトレン
ズを製造する方法及びその際スフェリカルレンズの他ト
ーリックレンズも製造できることを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明のコンタクトレンズ製造用樹脂型
は、雄型と雌型を組み合わせた空間に重合性モノマーを
充填し、光または熱重合によりコンタクトレンズを製造
する方法、あるいは雄型と雌型を組み合わせた空間に重
合性モノマーを充填し、光または熱重合により重合した
後、雌型を取り外し、雄型をレンズ切削用旋盤に取り付
け、レンズのフロントカーブ側を切削加工してコンタク
トレンズを製造する方法の何れの方法にも使用できる。

【００１０】次に本発明によるコンタクトレンズ製造用
樹脂型について説明する。図１及び図２は本発明による
コンタクトレンズ製造用雄型の断面図であり、図３は雌
型の断面図、図４は本発明によるコンタクトレンズ製造
用樹脂型の組立断面図である。図５は本発明によるコン
タクトレンズ製造用樹脂型の雄型と雌型を組み合わせた
際の重合前後の接触部の拡大図である。

【００１１】コンタクトレンズ製造用雄型は、図１及び
図２に示されるように重合性モノマーを充填し、重合し
てレンズ形状に成形したとき、ＢＣを成形するＢＣ光学
面１、レンズの直径及びエッジカーブを規正する雌型と
の鋭角な接触部２、及びレンズのエッジカーブを成形す
る曲面３から構成される。一方雌型は図３に示されるよ
うにレンズ形状に成形したときＦＣ（フロントカーブ）
を形成するＦＣ光学面４、重合性モノマーを充填してか
ら雄型を挿入し、型を組み合わせるときの接触面５、か
ら構成される。コンタクトレンズ形状を成形する雄型の
ＢＣ光学面１及び雌型のＦＣ光学面４は十分に滑らかな
鏡面に加工されている。

【００１２】これらの雄型と雌型を組み合わせると、図
４に示される組立断面図のようになり、ＢＣ光学面１と
ＦＣ光学面４の間にレンズ形状となる空間（キャビティ
ー）６が形成され、このキャビティー内に重合性モノマ
ーを充填し、重合することにより、コンタクトレンズが
得られる。

【００１３】一方、コンタクトレンズのＢＣのみを形成
したコンタクトレンズの半完成品（ブランク）をモール
ド法によって作成し、その後ブランクを旋盤に装着し、
ＦＣを切削加工することによりコンタクトレンズを製造
することもできる。この場合、図４に示されるキャビテ
ィー６を切削加工できる厚さにする必要がり、図１及び
図２で示される雄型の雌型との接触部２の長さ（深さ）
を調節することにより達成できる。

【００１４】図５は雄型と雌型を組み合わせた際の重合
前、重合後のエッジカーブ規正接触部の拡大図である
が、後述する加重、加圧、重合、温度条件などにより鋭
角な接触部８が内側にカーブして曲げられ、そのことに
より円味を帯びたエッジが形成される。

【００１５】次に、本発明によるコンタクトレンズの重
合方法について説明する。本発明の重合は、重合性モノ
マーに重合開始剤を添加し、加熱あるいは紫外線の照射
によって行われる。具体的には、先ず所定量の重合性モ
ノマー、架橋剤及び重合開始剤を調合し、この重合液を
雌型の凹状面に一定量注入した後、雄型の凸状面を重ね
合わせる。この際、雄型の接触部と雌型の接触面が完全
に接触することが重要であり、場合によっては雄型に荷
重を載せて接触の完全を図ることが大切である。このよ
うにして重合液を注入し組み立てた型を加熱して熱重合
させるか、あるいは紫外線により光重合させることによ
ってコンタクトレンズを得ることができる。重合に使用
する重合装置は、内部を窒素置換できる構造になってお
り、場合によっては低圧（数kg/cm2以内）での加圧重合
ができる構造が望ましい。さらに重合温度と時間を自由
に調節できる制御装置が取り付けられていることが必要
である。

【００１６】本発明に用いられる重合性モノマーは通常
コンタクトレンズ素材として用いられるモノマーであれ
ば、特して制限はなく、一種または二種以上の組み合わ
せで用いられる。モノマーの例として（メタ）アクリル
酸、またはそのエステル類があげられる。具体的にはメ
チル（メタ）クリレート、エチル（メタ）クリレート等
の炭化水素系誘導体、２―トリフロロエチル（メタ）ク
リレート、ヘキサフロロ―プロピル（メタ）クリレー
ト、２，２，２−トリフルオロエチル−２−メチル−２
−プロペノエ−ト等のフッ素含有（メタ）クリレート類
及び、トリス（トリメチルシロキン）シリルプロピル
（メタ）クリレート、トリス（ジメチルシロキン）シリ
ルプロピル（メタ）クリレート３−（３，３，３−トリ
メチル−１，１−ビス（トリメチルシロキシ）ジシラノ
キシル）プロピルメタクリレート等のケイ素含有（メ
タ）クリレート類、さらに２―ヒドロキンエチル（メ
タ）クリレート、２―ヒドロキンプロピル（メタ）クリ
レート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，―ジメチル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ―ビニルピロリドン等の親水性
モノマーがあげられる。

【００１７】さらに架橋剤として、エチレングリコール
ジ（メタ）クリレート、ジェチレングリコージ（メタ）
クリレート、プロピレングリーコールジ（メタ）クリレ
ート等の多官能モノマーを用いることができる。上記の
モノマーは、一種又は二種以上の組み合わせで、ラジカ
ル重合開始剤の存在下で重合される。ラジカル重合開始
剤は、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキ
サイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２．
４―ジメチルバレロニトリル）等があげられる。また光
重合の場合には２．４、６―トリメチルベンゾイルジフ
ェニルホスフィンオキサイド等のベンゾインエーテル類
が用いられる。これらの開始剤の使用量は、使用する全
モノマー量に対して０．０１〜２重量パーセントが好ま
しい。

【００１８】次に本発明によるコンタクトレンズの重合
方法についてさらに詳しく説明する。先ず射出成型法に
より本発明のデザインによる樹脂型を製造する。次いで
所定量の重合性モノマー、架橋剤及び重合開始剤を調合
し、真空ポンプにより減圧脱気する。この重合液を分注
器によって先に成型下雌の樹脂型の凹状面に一定量に注
入した後、雄型の凸状面を重ね合わせる。この際、雄型
の鋭角な接触部と雌型の接触面が完全に接触することが
本発明では重要であり、雄型に荷重を載せて接触の完全
を図る。次ぎに重合液を充填し組立てられ荷重を載せた
樹脂型は、トレイに載せ重合装置に入れられる。重合装
置は窒素ラインと結ばれており、装置内を窒素置換した
後、窒素で０〜５kg/cm2に加圧するが、圧力は重合中変
化させることもあるので圧力制御装置が取り付けられて
いることが好ましい。次いで重合装置の温度を上げ重合
を開始するが、重合温度は３０℃〜１２０℃にわたり徐
々に昇温することが望ましく、重合時間は重合温度と連
動させて１２時間ないし２４時間かけるのが好ましい。
一般に重合性モノマーは、重合の進行と共に収縮し、こ
れが原因で重合体にひずみや気泡が生成したりクラック
が発生したりすることがある。本発明は、図４に示され
るキャビティー６に充填された重合性モノマーが、重合
の進行と共に収縮するのに合わせて温度と圧力を調節
し、図５の８で示されるように雄型の鋭角な接触部８が
内側にカーブして曲げられ、円味を帯びたエッジカーブ
が形成されると共にひずみや気泡の生成、及びクラック
の発生を防止できることを特徴とするものである。さら
に、雄型の鋭角な接触部８が内側にカーブして曲げられ
ていることによりレンズ状重合体は雄型に抱きかかえら
れるようになり、ブランクモールド法の場合レンズ状重
合体は必ず雄型側に付着しているという利点もある。

【００１９】

【実施例】以下実施例により、さらに詳しく説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２０】（実施例１）樹脂型の成形材料としてポリ
プロピレン樹脂を使用し、図１の雄型のＢＣ光学面の曲
率を７．８４ｍｍ、直径を１２．３ｍｍとし、図３の雌
型のＦＣ光学面の曲率を８．３３ｍｍとして射出成形に
よって樹脂方を製造した。重合に用いるモノマーとし
て、２―ヒドロキシエチルメタクリレート９８重量部、
エチレングリコールジメタクリレート２重量部、アゾビ
ス（２．４―ジメチルバレロニトリル）０．２重量部を
よく混合し、脱気、窒素置換を行ったものを図４に示す
組立断面図のキャビティー部に充填した。さらにこのモ
ノマーを充填した樹脂型に３ｇの荷重を載せ、これを熱
風循環式恒温槽に投入し、窒素置換を行った後、窒素で
０．３kg/cm2に加圧し、４０℃で２時間、５０℃で２時
間、７０℃で５時間、９０℃で５時間加熱した。得られ
をコンタクトレンズを樹脂型から取り出し、純水中で膨
潤させ、洗浄した後生理食塩水中に浸漬して吸水と膨潤
を完結させた。こうして得られたソフトコンタクトレン
ズは、表面が滑らかで円味を帯びたエッジ形状を有して
おり、ひずみ、気泡、クラックの生成は認められず直径
は１４．０ｍｍ、ＢＣは８．７０ｍｍ、パワーは−３．
００であった。

【００２１】（実施例２）樹脂型の成形材料としてポリ
プロピレン樹脂を使用して、図２で示される雄型の雌型
との接触部２を実施例１に比べて０．５ｍｍ長くし、Ｂ
Ｃ光学面の曲率を７．８４ｍｍ、直径を１２．３ｍｍと
し、図３の雌型のＦＣ光学面の曲率を８．００ｍｍとし
て射出成形によって樹脂型を製造した。重合に用いるモ
ノマーとして、２―ヒドロキンエチルメタクリレート９
８重量部、エチレングリコールジメタクリレート２重量
部、アゾビス（２．４―ジメチルバレロニトリル）０．
２重量部をよく混合し、脱気、窒素置換を行ったものを
図４に示す組立断面図のキャビティー部に充填した。さ
らにこのモノマーを充填した樹脂型に５ｇの荷重を載
せ、これを熱風循環式恒温槽に投入し、窒素置換を行っ
た後、窒素で０．５kg/cm2に加圧し、４０℃で２時間、
５０℃で２時間、７０℃で５時間、９０℃で５時間加熱
した。得られた樹脂型から雌型を取り外したところレン
ズ状重合体は雄型に付着しており、この雄型をレンズ切
削加工用旋盤に取り付け、レンズのＦＣ側を曲率８．３
３ｍｍに加工した。得られたコンタクトレンズを樹脂型
から取り出し、純水中で膨潤させ、洗浄した後、生理食
塩水中に浸漬して吸水と膨潤を完結させた。こうして得
られたソフトコンタクトレンズは表面が滑らかで円味を
帯びたエッジ形状を有しており、ひずみ、気泡、クラッ
クの生成は認められず、直径１４．０ｍｍ、ＢＣは８．
７０ｍｍ、パワーは−３．００であった。同様にしてレ
ンズのＦＣ側の曲率を８．３７ｍｍに加工した後、吸水
膨潤させるとソフトコンタクトレンズのパワーは−３．
５０であった。このようにコンタクトレンズのＢＣのみ
を形成したコンタクトレンズの半完成品（ブランク）
を、モールド法によって作成し、ブランクを旋盤に装着
しＦＣを変化させて切削加工することにより多種類のパ
ワーのレンズが製造できる。この場合樹脂型の種類を大
幅に減らすことができ、経済的である。

【００２２】（実施例３）樹脂型の成形材料としてポリ
プロピレン樹脂を使用し、図１の雄型のＢＣ光学面の曲
率を７．７６ｍｍ、直径を１２．２ｍｍとし、図３の雌
型のＦＣ光学面の曲率を８．２６ｍｍとして射出成形に
よって樹脂型を製造した。重合に用いるモノマーとし
て、２―ヒドロキシエチルメタクリレート６５重量部、
Ｎ―ビニルピロリドン３０重量部、メタクリル酸３重量
部、エチレングリコールジメタクリレート２重量部、ア
ゾビス（２．４―ジメチルバレロニトリル）０．５重量
部をよく混合し、脱気、窒素置換を行ったものを図４に
示す組立断面図のキャビティー部に充填した。さらに、
このモノマーを充填した樹脂型に２ｇの荷重を載せ、こ
れを熱風循環恒温槽に投入し、窒素置換を行った後、窒
素で０．１kg/cm2に加圧し、４０℃で２時間、５０℃で
２時間、７０℃で５時間、９０℃で５時間加熱した。得
られたコンタクトレンズを樹脂型から取り出し、純水中
で膨潤させ、洗浄した後、生理食塩水中に浸漬して吸水
と膨潤を完結させた。こうして得られたソフトコンタク
トレンズは、表面が滑らかで円味を帯びたエッジ形状を
有しており、ひずみ、気泡、クラックの生成は認められ
ず、直径は１４．５ｍｍ、ＢＣは９．００ｍｍ、パワー
は−３．００であった。

【００２３】（実施例４） 樹脂型の成形材料をポリプ
ロピレン樹脂を使用し、図１の雄型のＢＣ光学面の曲率
を７．８０mm直径を８．００mmとし、図３の雄型のＦＣ
光学面の曲率を８．１０mmとして、射出成形によって樹
脂型を製造した。重合に用いるモノマーとして、メチルメタク
リレート １２重量部、メタクリル酸 ８重量部、2,2,2,-トリ
フルオロエチル-2-メチル-2-フ゜ロヘ゜ノエート ２４重量部、3-(3,3,3-トリ
メチルー1,1-ヒ゛ス（トリメチルシロキシ）シ゛シラノキシル)フ゜ロヒ゜ルメタクリレート ５
０重量部、エチレンク゛リコールシ゛メタクリレート ６重量部、アソ゛ヒ゛ス(2,4
-シ゛メチルハ゛レロニトリル) ０．５重量部を良く混合し、脱気、
窒素置換を行ったものを図４に示す組立断面図のキャヒ゛ティ
ー部に充填した。さらにこのモノマーを充填し組み立て
られた樹脂型の上に２ｇの荷重を載せ、これを熱風循環
式恒温槽に投入し、窒素置換を行った後、窒素で０．２
kg/cm2に加圧し、６０℃で１０時間、９０℃で５時間加
熱した。こうして得られたコンタクトレンズは、表面が
滑らかで丸みを帯びたエッジ形状を有しており、歪み、
気泡、クラックの生成は認められなかった。またこのコ
ンタクトレンズの球面精度、光学性能は非常に優れてい
た。

【００２４】

【発明の効果】本発明によるコンタクトレンズ製造用の
樹脂型及びその樹脂型を用いたコンタクトレンズの製造
方法は、光学性に優れ、角膜にやさしい滑らかな表面と
円味を帯びたレンズの縁を有する高品質のコンタクトレ
ンズを、低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１及び実施例３で使用したコン
タクトレンズ製造用雄型の断面図。

【図２】本発明の実施例で使用したコンタクトレンズ製
造用雌型の断面図。

【図３】本発明の実施例で使用したコンタクトレンズ製
造用雌型の断面図。

【図４】本発明の実施例で使用したコンタクトレンズ製
造用樹脂型の組立断面図。

【図５】本発明の実施例で使用したコンタクトレンズ製
造用樹脂型の雄型と雌型を組み合わせた際の重合前後の
接触部の拡大図

【符号の説明】

１ ＢＣ光学面 ２ 直径及びエッジカーブ規正接触部 ３ エッジカーブ成形面 ４ ＦＣ成形面 ５ 雄型を挿入したときの接触面 ６ レンズ形状となる空間（キャビティー） ７ 旋盤に取り付けるときのアタッチメント ８ 直径及びエッジカーブ規正接触部の重合前と重合後
の状態

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】雄型と雌型を組み合わせた空間に重合性モ
   ノマー充填し、光重合または熱重合によりコンタクトレ
   ンズを製造する注型重合法において、角膜にやさしい滑
   らかな表面と円味を帯びたエッジ形状を有するコンタク
   トレンズ製造用の樹脂型。
2. 【請求項２】請求項１に記載された円味を帯びたエッジ
   を形成するために考案された雄型のエッジカーブ形成面
   （３）とエッジカーブを形成し易くするためのナイフエ
   ッジ型の雌型との接触部（２）及び雄型のナイフエッジ
   型接触部をスムームに受け入れるための曲面をもった雌
   型の接触部（５）を有するコンタクトレンズ製造用の樹
   脂型。
3. 【請求項３】雄型と雌型を組み合わせた空間に重合性モ
   ノマーを充填し、光重合または熱重合により重合した
   後、雌型を取り外し、レンズ状重合体が付着している雄
   型をレンズ切削用旋盤に取り付け、レンズのフロントカ
   ーブ側を切削加工してコンタクトレンズを製造すること
   を特徴とするコンタクトレンズ製造用の樹脂型。
4. 【請求項４】注型重合法により重合した後、雌型を取り
   外し、レンズ状重合体が付着している雄型をレンズ切削
   加工用旋盤に取り付け、レンズのフロントカーブ側を切
   削加工してコンタクトレンズを製造する際、スフェリカ
   ルレンズの他トーリックレンズも製造できることを特徴
   とするコンタクトレンズ製造用の樹脂型。
5. 【請求項５】樹脂型の材質がＰＰ（ポリプロピレン）、
   ＰＥ（ポリエチレン）等のポリオレフィン、ＰＳ（ポリ
   スチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポ
   リメチルメタクリレート）、ポリアセタール、ポリアミ
   ド等、射出成形可能な合成樹脂であることを特徴とする
   コンタクトレンズ製造用の樹脂型。
6. 【請求項６】コンタクトレンズの製造の際、製造工程を
   自動化し易い形状を有する請求項１、請求項２および請
   求項３に記載されているコンタクトレンズ製造用の樹脂
   型およびそれらの樹脂型を用いることを特徴とするコン
   タクトレンズの製造方法。