JPH09183131A

JPH09183131A - コンタクトレンズの製造時におけるレンズホール欠陥を減少させる方法

Info

Publication number: JPH09183131A
Application number: JP8275344A
Authority: JP
Inventors: James Jen; ジェイムズ・ジェン; Michael Widman; マイケル・ウィドマン; Mehmet Burduroglu; メフメット・バーダログル
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Products Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: US5849222A; JP4121577B2; EP0765733A2; SG102521A1; DE69621090D1; AU722583B2; AU6556696A; EP0765733B1; ATE217255T1; TW527276B; EP0765733A3; MX9604513A; CA2186566C; DE69621090T2; CA2186566A1

Abstract

(57)【要約】【課題】コンタクトレンズの製造時に、レンズホール
として知られるコンタクトレンズの欠陥を抑制し、不良
品を減少させて歩留りを改善する方法を提供すること。【解決手段】親水性コンタクトレンズの製造におい
て、型片の表面にTween 80のような界面活性剤を一時的
に適用することにより型片表面の表面エネルギーの均質
性と均一性を向上させ、型片、特に凸型型片における光
学面の反応性モノマー混合物に対する濡れ性を改善す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンタクトレンズ
の製造時に不良品を減少させ、歩留りを改善するための
方法に係り、特にレンズホールとして知られるレンズの
欠陥を抑制し最小にする手段を提供する。

【０００２】

【従来の技術】親水性ポリマー材料から製造されるコン
タクトレンズは今ではよく知られており、高度に自動化
された製造装置を使って大量に商品化されている。これ
らの製品は目と密着するため、厳密な品質管理基準に合
致するよう細心の注意がなされている。このため、製品
が不良品となる割合は比較的高く、製造時の経済性はあ
まり高くない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、レ
ンズの欠陥、特にレンズホールを抑制し、最小にするこ
とを目的とする。さらに、本発明は、レンズホールが原
因の不合格で低下する歩留りを改善する、高速自動製造
工程に適用可能な方法を提供することも目的とする。ま
た、充填工程で、レンズ材料たる反応性モノマー混合物
の不均一な分布に起因して生ずるレンズホール欠陥を減
らす手段を提供することも本発明の目的である。そし
て、本発明は、凸レンズあるいは後面の型上およびこの
回りで反応性モノマー混合物の均一な分布を実現する方
法を提供することも目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】親水性ヒドロゲルコンタ
クトレンズブランクを製造するプロセスは、種々の文献
に記されている。簡単にいうと、親水性コンタクトレン
ズの材料たる反応性モノマー混合物（ＲＭＭ）を、充填
ステーションにおいて、ポリスチレンのような疎水性ポ
リマーから形成される凹型あるいは前面用の型片に分散
させるのである。ついで、この凹型あるいは前面用の型
片に凸型あるいは後面用型片を合わせ、両型片の間でレ
ンズブランクを形成し、形を整える。この後は、前面用
型片、ＲＭＭおよび後面用型片を機械的に組合せ、この
組合せ体を所定条件の下に紫外線硬化トンネルを通し
て、反応性モノマー混合物を硬化させる。次に、二つの
型片と一緒にして硬化させたレンズブランクを後面用型
片から取り外す。硬化したレンズと前面用型片の組合せ
体は、この後滲出・水和用の水槽に通し、コンタクトレ
ンズが完成する。

【０００５】完結型のコンタクトレンズ製造プロセスを
実行する連続プロセスは、凹型および凸型のレンズ型片
をそれぞれ形成するための第１および第２の射出成形ス
テーションを含むレンズ成形用型片の製造ゾーンを備え
る。このプロセスはまた、凹型および凸型の型片を一つ
のゾーンから他のゾーンへコンベアで運ぶ移送ラインお
よび、型片あるいはその一部をガス抜きするための窒素
雰囲気下に維持された封止ゾーン（窒素トンネル）、こ
のプロセスはさらに、凹型の型片に反応性モノマー組成
物を充填し、凹型および凸型の型片を整列位置に配置
し、これら両型片を、所望により真空条件下で、成形用
の位置関係に係合させ、さらに前記反応性モノマー組成
物を紫外線を使ってゲル状に予備硬化させる充填ゾーン
と、硬化を完結させ、でき上がったレンズブランクを型
外しができる状態にする硬化ゾーンを具備する。全プロ
セスは、移送手段（通常は一またはそれ以上のコンベ
ア）を介して連結されることは理解できるであろう。レ
ンズ成形用の二つの型片は、このコンベアにより、前記
連続製造プロセスにおける各ゾーンあるいはステーショ
ンを通って移送される間に、組立てられ、配置され、ま
た差し挟まれたりされる。レンズ成形用の型片は、多数
のレンズ用型片（例えば８個）を処理ステーションおよ
び材料自動移送装置に対応するよう整列状態で収めるミ
ニパレット（例えばキャストアルミニウム、ステンレス
スチールなどから製造される）の上に載せてもよい。コ
ンベアベルトあるいはトンネルはすべて、窒素ガスある
いは不活性ガスによるガスシールの中を通される。

【０００６】より詳しくいうと、凹型あるいは前面用の
型片は、レンズの光学面形成用の面と、凸型あるいは後
面用の型片と相互に係合させるための周縁ゾーンあるい
はフランジを備える。そして、この凹型あるいは前面用
の型片は、スタンプステーションを通される。型片のフ
ランジ部分は、界面活性剤で処理される。この界面活性
剤は型片の光学面には触れないようにする。凹型あるい
は前面用の型片はついで、反応性モノマー混合物を充填
される（ときにはあふれ出るくらいまで充填する）。こ
のとき前面用の型片は、凸型あるいは後面用の型片（こ
の型片の光学面は通常未処理である）と対をなして合わ
せられる。対になって並列された型片の組立て体（間に
成形されたＲＭＭを挟んでいる）は、硬化ステーション
を通され、次いで両型片を分離する第１の型外しステー
ションに送られる。前面用型片のフランジには界面活性
剤が存在するため、過剰のレンズ材料は、硬化したレン
ズブランクからは分離され、凸型あるいは後面用の型片
とともに保持される。レンズの光学部分はついで、前面
用型片に保持され、このとき過剰のレンズ材料は、適当
な機械的手段を使って後面用型片から取り除かれる。周
縁に過剰な部分がないレンズブランクを保持している前
面用の型片は、滲出・水和ステーションを通され、最終
的には型外しを行う。そして完成したコンタクトレンズ
は集められて、包装の準備にかける。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に図１と図２を参照して説明
する。図１の流れ図における工程１０１と１０２でいう
射出成形用型＃１と＃２（それぞれレンズの前面と後面
の型片）は、図２に示すように直列に配置するか、また
は大気への暴露時間を短縮するため、二股の搬送ライン
が交差する共面上に配置するか、さらには同じ面で互い
に垂直に配置してもよい。

【０００８】ロボット１０３，１０４は、凹レンズと凸
レンズの型をそれぞれ受け取り、工程１０５に示すよう
に型の一部を高速生産周期で低酸素雰囲気中に移行させ
る型の登録・設置ステーションに隣接して設けられる。

【０００９】図１の工程１０６に示すレンズ用型片を完
全にガス抜きする際には、凹レンズと凸レンズ用の型片
を収める各パレットは、搬送コンベアに載せてまわりか
ら包囲されるときに、この自動装填による相互の係合関
係がそのまま成形時の配置につながるよう、互いに織り
なす（インターリーフ）ように配置され、ガス抜きされ
る。

【００１０】インターリーフステーション４０を通過す
るシーケンスコンベア３２はまわりから包囲され、その
全過程において不活性ガス（便利なのは窒素）により加
圧される。窒素の量は重要ではない。経験的な操作条件
の下で大気を効果的に排除するだけの窒素圧を使用すれ
ば十分である。シーケンスコンベア３２を取り囲む窒素
トンネルにおいては、製造されたばかりのレンズ用型片
が、図１の工程１０６にあるようにガス抜きされる。

【００１１】工程１０７においては、凹レンズの型は反
応性モノマー組成物で充填される。そして、凹レンズお
よび凸レンズの型は、所定の場所に載置され、互いに相
補的な成形位置に置かれる。充填・組立てゾーン５０
は、このゾーン５２にあるパレットに凹レンズと凸レン
ズの型片をそれぞれ移送するシーケンスコンベア３２の
一部を包囲する。そして、このゾーン５０の終点では、
対になって反応性モノマー組成物を充填された型を載せ
たパレットを予備硬化ゾーンに移送する。図２に示す充
填・組立てゾーン５０は、幾何学的に適当な形状（通常
は断面が矩形）をした透明な囲い（適当な熱可塑性ある
いは金属と熱可塑性材料で構成される）で区画される。

【００１２】図１の工程１０７においては、凹レンズの
型片は、工程１０８でガス抜きをしたモノマー組成物で
充填される。凹レンズの型片はついで、組立てモジュー
ルに送られる。この組立てモジュールには、窒素トンネ
ルの中に、一定間隔で真空チャンバを付けてもよい。窒
素トンネルの中では、モノマーを充填した凹レンズの型
片を凸レンズの型片と係合させるが、両型片は、反応性
モノマー組成物が各型片の光学面の間にとらえ、また各
型片の周縁に形成される分離縁を係合させることにより
少なくとも一部は封止されるよう、垂直方向に整列され
る。真空チャンバがある場合は、真空は解除しておく、
ついで、合わせた型片を、予備硬化ステープルまで窒素
中（窒素トンネルの一部）を通過させる。

【００１３】型片を組立てた後は、工程１０９にあるよ
うに、レンズモノマーを、本発明の予備硬化モジュール
６０において予備硬化させる。予備硬化のプロセスにお
いては、二つの型片をクランプで挟み、ついでモノマー
あるいはモノマーの混合物をゲルに近い状態まで予備硬
化させる。

【００１４】予備硬化の後は、工程１１０にあるよう
に、硬化トンネル７５において放射線を照射し、モノマ
ーあるいはモノマー混合物の重合を完結させる。

【００１５】すなわち、硬化ゾーン７５においては、モ
ノマーと希釈剤の混合物を紫外線オーブン中で硬化し、
モノマーの重合を完成させる。このように化学作用を及
ぼす可視光あるいは紫外線を照射すると、ポリマーと溶
媒の混合物が最終的な所望のヒドロゲル形状になる。さ
らに、硬化ゾーンは、重合可能な組成物の温度を、重合
の伝播を助け、紫外線に曝されている間に重合可能な組
成物が収縮する傾向に抗するのに十分な温度まで上昇さ
せるのに効果的な熱源ももっている。

【００１６】重合プロセスが完了したら、二つの型片
は、第１のあるいは前面用の型片１０から中に収まって
いるコンタクトレンズを取り外す型外し工程の際に分離
する。ここで、前面と後面用の二つの型片は一回だけ使
い、後は廃棄されることに留意されたい。

【００１７】後面用のレンズ型を熱すると、加熱された
型のポリマーは、より温度が低いレンズ材料のポリマー
に比べて膨脹し、一面をもう一方の面に対して変位させ
る。その結果剪断力が発生し、重合したレンズとポリマ
ー製の型の間の接着を破って、型片を分離するのを助け
る。型片の両面の間の温度勾配が大きければ大きいほ
ど、剪断力は大きくなって、型片を外すのが容易にな
る。この効果は、温度勾配が最大になったときに最も大
きくなる。この後は、熱は、型の後面からレンズポリマ
ー、さらには前面にある型片に伝導し、最終的には周囲
の環境に放散することによって失われる。したがって、
加熱された後方の型片は、直ちに取り外され、ポリマー
レンズにはほとんどエネルギーは移行せず、レンズが熱
変形をおこすおそれは回避される。型片の加熱は、スチ
ーム、レーザ等を使う当業者にはよく知られた技術で行
うことができる。レーザを使った型外しの技術は、米国
特許第５，２９４，３７９号（ロス他）に開示されてい
る。

【００１８】加熱工程が熱風あるいは蒸気を使って行わ
れる場合は、加熱工程の後に、工程１１１に示すよう
に、成形組立て体の後面を前面から折り曲げて成形す
る。他方、加熱をレーザあるいは赤外線を使って行う場
合は、折り曲げ操作は必要なく、後面は自然に前面から
離れる。

【００１９】型片分離装置９０の各型外しアセンブリは
それぞれ、各コンタクトレンズの型の後面の型片３０を
前面の型片１０から物理的に折り曲げ、レンズを水和化
する水和ステーションに搬送するため、レンズの型に収
まっている各コンタクトレンズを物理的に露出させる。
この折り曲げプロセスは、後面用の型片３０を、レンズ
型の中に形成したレンズの形を壊さないで前面の型片１
０から引き剥がすため、注意して制御した条件下で行
う。

【００２０】型外し装置９０で型片の組合せが引き離さ
れた後は、重合を終え大気に露出されたコンタクトレン
ズが収まった前面用の型片を載せたパレットは、工程１
１２にあるように、水和およびレンズを前面用の型片か
ら取り外すため、ならびに検査と包装のために順次水和
ステーションに搬送される。

【００２１】レンズの大量高速生産の過程においては、
小さな欠陥でも歩留りと生産プロセスの経済性に重大な
影響を及ぼす。これは特に、自動製造装置を使用した結
果、ただ一個のレンズの欠陥でも、大量のレンズの損失
につながる場合に当てはまる。これは例えば、一つの製
造ステーションから他の製造ステーションへパレットあ
るいはフレームを使って移送が行われているときのこと
を想定してみればよい。

【００２２】レンズの欠陥が起こる原因は、製造装置の
単純な配置ミスなど様々であるが、配置ミスならば技術
的な調整によって容易に修正し得る。そこで関心の的と
なるのは、反応性モノマー混合物（Reactive Monomer M
ix；ＲＭＭ）を用いた場合に充填・硬化工程の最中に発
生するレンズホールとレンズ表面のくぼみ（puddle；パ
ドル）である。

【００２３】レンズホールは、気泡（すなわちモノマー
を含まない領域）、ピット（小穴厚さが一定でない領
域）、および他の似たような不規則性（例えば周縁の不
均一；これは二つの型片を合わせる際に反応性モノマー
混合物が凸面（後面）用型片の表面上に拡散する効率の
関数である）を包含する事態である。

【００２４】もう一つのレンズの欠陥であるパドルは、
通常レンズの周縁に沿って見られる不揃いあるいは木の
枝状の形をしている。このパドルは、硬化工程の最中
に、凹レンズあるいは前面用の型片に見られる。

【００２５】高速写真で見ると、充填工程中に凸面ある
いは後面用の型上でＲＭＭをメニスカス状に拡散させる
際のレンズホール形成のもようが分る。しかし、この欠
陥は、同じ装置で同じ方法で生産したレンズのうちの欠
陥のないレンズの数を考えると、特定の因果関係なしに
無差別に発生することは明らかである。巨視的な観点か
らは、ＲＭＭはポリスチレンの型片表面をよく湿らせる
ことが分っている。

【００２６】しかし、基本的な研究（Ｒ．Ｈ．デトルと
Ｒ．Ｅ．ジョンソン，ジュニア、「Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈ
ｅｍ．」、第６８号、第１５０７頁（１９９６年）の報
告、Ｅ．マティジェヴィク編、「Ｓｕｒｆａｃｅａｎ
ｄＣｏｌｌｏｉｄＳｃｉｅｎｃｅ」、ウィリー−イ
ンターサイエンス（ニューヨーク）、１９６９年、１６
１．２、第８５頁、およびＳ．Ｐ．ウェッソン、「ＴＲ
ＩＰｒｏｇｒｅｓｓＲｅｐｏｒｔ」、第４９号、テキ
スタイル・リサーチ・インスティテュート、プリンスト
ン、ニュージャージー州、１９９２年８月２３日）によ
れば、ポリスチレンのような疎水性ポリマーでできた型
片の表面は、高エネルギーの表面領域を一部に有する低
エネルギーの不均質面であることが分っている。これ
は、成形用の樹脂は典型的には射出成形用に調製され、
型の表面に高エネルギー領域を形成する型剥離剤などの
一定量の添加物を含むという公知の事実と整合するもの
である。

【００２７】したがって、成形により特に最初にＲＭＭ
と接触させ、ついで凸面の型にメニスカス状に拡散させ
ていくという動的なレンズの形成方法をとる際には、凸
面あるいは後面の型片と反応性モノマー混合物の間の境
界面には表面の作用を修正する手段を設ける必要があ
る。とりわけ、凸面の型を使った成形の最中に、高エネ
ルギー表面領域を増加させることが求められている。

【００２８】親水性コンタクトレンズの高速そして大量
の成形を実現するため、例えば米国特許第４，６４０，
４８９号（ラーセン）に開示されているような二つの型
片（パレットに支持される型片の配列）や、所定形状の
ポリマー製ヒドロゲル製品（例えば米国特許第４，６８
０，３３６号および同第５，０３９，４５９号（ラーセ
ン他）に開示されている親水性コンタクトレンズ）を製
造する方法が開発された。

【００２９】コンタクトレンズの成形プロセスが完了し
た後、親水性コンタクトレンズを接着している型片の表
面から引き離す工程は、米国特許第５，２６４，１６１
号（ドラスキス他）に記載されているように、容易にす
るかもしくは改善することができる。この方法は、界面
活性剤を溶液にして、親水性ポリマーの製品あるいはコ
ンタクトレンズを成形するための成形用の空隙にある水
和浴に混入させるものである。水和浴に分散される界面
活性剤（１０重量％の濃度を超えない）は、レンズをこ
れが接触している接着性の型片表面（すでに二つに分離
されている）から剥離するのを助ける。この界面活性剤
の機能は、水もしくは液体の表面張力を減少させて、コ
ンタクトレンズと、成形工程中に接着性をもつにいたる
型片表面の二つの要素間の接着強度を減じることであ
る。界面活性剤は、この米国特許第５，２６４，１６１
号には、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸
（まったく損傷のない状態でプラスチック材料でできた
接着性の型片からどんな親水性ポリマー製品を剥離する
のにもきわめて適している）を含むポリマー製の界面活
性剤などきわめて多くの種類が開示されている。

【００３０】米国特許第４，１５９，２９２号は、プラ
スチック製の型片からコンタクトレンズを剥離する工程
を改善するため、プラスチック性型片組成物用の添加物
としてシリコーンワックス、ステアリン酸および鉱油を
教示している。

【００３１】ヒドロゲルコンタクトレンズの製造時に、
型片の表面に剥離剤として界面活性剤を使用するアイデ
アは、米国特許第５，５４２，９７８号（特許権者は本
出願人）に記載されている。この特許では、Tween 80の
ような界面活性剤の薄い層または膜を、スタンプヘッド
を使って、例えばコンタクトレンズ製造用型片の表面周
縁の表面領域に、反応性モノマー混合物の周縁リング
（充填工程中にあふれ出て型片の外にはみ出している部
分）のすべてあるいは一部を型片から外す際に、レンズ
の剥離を容易にする目的で適用する。この場合は、レン
ズの光学面を区画する型片の一部に、界面活性材料を適
当することはない。

【００３２】本発明は、疎水性コンタクトレンズの型片
における表面エネルギーを変化させて、主としてアクリ
レートモノマーからなる親水性ヒドロゲルコンタクトレ
ンズの材料である反応性モノマー混合物に対するその濡
れ性と剥離特性を改善する方法に関する。この方法は、
型片の表面を反応性モノマー混合物に接触させる前に、
型片の対になる光学表面の少なくとも一方を０．０５〜
０．５重量％の有効量の界面活性剤でコーティングする
工程を含む。

【００３３】本発明はまた、凸型型片と凹型型片の両面
の間に挟んだヒドロゲルコンタクトレンズ用に調製した
紫外線硬化性モノマー組成物からレンズブランクを製造
するヒドロゲルコンタクトレンズのブランクを製造する
方法にも関する。この方法は、モノマー組成物を凹型型
片の表面上に付着させ、モノマー組成物を、対にした凸
型型片の表面にも接着させ、紫外線硬化によってコンタ
クトレンズの形状に仕上げる。改良点は、高表面エネル
ギー域を含む表面領域を増加させるため、凸型型片の接
触面に、形成したコンタクトレンズブランクに発生する
レンズホール欠陥を減少させるのに十分な量だけ界面活
性剤を適用した点にある。

【００３４】本発明はさらに、ヒドロゲルコンタクトレ
ンズブランク製造用のポリスチレン製凸型型片の接触表
面を改良する方法にも関する。この方法は、高表面エネ
ルギー域を含む表面領域を増加させて、ヒドロゲルコン
タクトレンズブランク成形用の親水性モノマー組成物に
対する凸型型片表面の濡れ性を増加させることを目的と
する。この方法は、成形工程の最中またはその前に、凸
型型片表面の接触面に、コンタクトレンズブランクにお
けるレンズホール欠陥を減少させるのに十分な量の界面
活性剤を均一に適用する工程を含む。

【００３５】本発明によれば、ヒドロゲルコンタクトレ
ンズの材料となる反応性モノマー混合物と接触する凸面
もしくは後面用の型片表面の表面エネルギー特性を変え
て、ヒドロゲルコンタクトレンズの製造時にレンズホー
ル欠陥を最小にする方法を提供する。より詳しくいう
と、凸面もしくは後面用の型片表面の接触面における高
エネルギー表面領域に、反応性モノマー混合物に対する
濡れ性を増加させるべく手を加える。好ましい態様にお
いては、凸型の型片は、型片の少なくとも接触面に、ス
プレー、浸漬あるいは他の適当な手段により界面活性剤
を適用して前処理される。

【００３６】このような前処理は、例えば凸型型片の接
触面にTween 80、Glucam P40あるいはGlucam DOE 120の
ような界面活性剤を、水、アルコールあるいはこれらの
混合物などの適当な溶媒とともに、濃度を０．０５〜
０．５容量％にしてスプレーすることにより行われる。
この前処理は、レンズホール欠陥を削減するのに必要な
所望の表面エネルギーを維持するため、各成形サイクル
に先立って行われるか、または一定の間隔をおいて行わ
れる。用いる界面活性剤の量は、この工程における好ま
しくは凸型型片からのレンズの剥離の容易さと、硬化プ
ロセス後のレンズの凹面あるいは前面用型片からの取り
外しの容易さを勘案し、適当な計量装置を使って測定さ
れる。したがって、他の態様においては、凸面あるいは
後面用の型片表面が上述のように定期的に本発明の界面
活性剤で処理する一方、凹面あるいは前面用型片は、ス
テアリン酸亜鉛などの相容性の薬剤を含む組成物で形成
する。

【００３７】こうして、レンズホール欠陥は、高速自動
パイロット生産ラインにおいても数％減らせることがで
き、製造効率を上げる一方で経済的な損失をかなりの程
度縮小できることが分った。

【００３８】本発明によれば、反応性モノマー混合物と
凸面あるいは後面用型の光学面（より詳しくはメニスカ
ス面）の間の界面張力は、凸型型片の接触面における高
表面エネルギー域を含む表面領域をならし、拡大してい
くことによって制御し、最小にすることができる。これ
は、界面活性剤を凸型型片表面における高表面エネルギ
ー領域を拡大するのに十分な量だけ凸型片面の光学面に
一時的・瞬間的に適用することによって達成される。こ
の目的は、反応性モノマー混合物に対する濡れ性を改善
し、前面用型片光学レンズ部の保持力に好ましい影響を
与えて二つの型片を引き離すのに必要なエネルギーを上
回るよう、各型片の間の表面エネルギーに差をつくり出
すことにある。

【００３９】そこで、本発明の原理を適当するに当っ
て、レンズブランクが製造プロセス全体にわたって一貫
して一方の型片（通常はすでに述べているように凸型の
型片）表面から優先的に剥離されて、残りの工程に移行
できるよう、凹型・前面用型片におけるレンズブランク
の保持力を得るのが望まれているため、前面用型片の表
面特性を考察してみる。その結果、凸型型片の表面に適
用する界面活性剤の類型と量を決めるに際して、前面あ
るいは凹面用型片が、型片の剥離特性を変えるため、内
部添加剤（通常はステアリン酸亜鉛など）によって前処
理されているかを考慮に入れることが必要と分った。よ
り詳しくいうと、本発明の実施に当っては、一方の型片
の表面エネルギー保持特性に関して、製造プロセス全体
にわたって一貫して好ましい変位が行われるようにする
には、第２の型片表面に一定の効果的な差をつけるよう
にすればよい。すでに述べたように、特に凸面のＲＭＭ
に対する濡れ性が乏しいことから起こるレンズの欠陥を
減らすという利点が得られることから、表面エネルギー
の差異が凸面からの剥離に有利に働くのが好ましいこと
が分った。

【００４０】本発明においては、用いる界面活性剤の性
質は、ＲＭＭに関する濡れ性が実現でき、本発明の効果
を得るために界面活性剤を適用しない型片表面との間で
剥離特性に差が生まれるならば、重要ではない。当然の
ことながら、水和の後界面活性剤が反応性モノマー混合
物に吸収されるかまたはレンズの表面に一定限度まで残
留する限り、ヒトの眼に対する生理学的あるいは薬理学
的受容性を考慮して選択される。界面活性剤が周囲の環
境の表面張力を変化させる性質は、所望の種々の剥離特
性に関して評価することができる。そして、この表面エ
ネルギーを変化させる性質は、型片表面（特に、すでに
述べたように凸型の型片）の反応性モノマー混合物に対
する濡れ性の増大に関しても当業者にはよく知られた方
法で評価することができる。界面活性剤は、型片材料お
よび反応性モノマー混合物との相容性の観点から選択さ
れる。この結果、界面活性剤の使用量は、その性質に応
じて異なるが、最も一般的な場合で、型片表面への適用
量は、０．０５〜５．０重量％溶液で十分であり、通常
は０．０５〜２．０重量％溶液でよいことが分った。

【００４１】本発明においては、硬化工程の最中または
この後に型片の剥離特性を利用してレンズホールの欠陥
を減らすという利点に加えて、前面用型片に界面活性剤
を適用すると、水和の後コンタクトレンズブランクを型
片（すなわち、凹面あるいは前面用型片）の表面から剥
離するのが容易になる（熱を使ったり特別な機械操作を
施す必要はない）。

【００４２】適当な界面活性剤の中では、帯電防止界面
活性剤、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、
あるいは潤滑剤配合物は本発明で用いることができる。
界面活性剤は好ましくは、スプレー、すり込み、蒸着、
スポンジング（sponging）、浸漬等で型片へ適用するの
を容易にするため、不活性な担体中で溶液あるいは分散
液の形にする。したがって、界面活性剤の溶液ないし分
散液をつくるには、水、アルカノールあるいはこれらの
混合物を用いると、満足のいくものが、経済的につくれ
る。

【００４３】型片表面の濡れ性の改善に役立つだけでな
く、前面用型片（この型片に適用した場合）からレンズ
を取り外す際に効果的な剥離特性を有すると分った材料
には、Tween 80、ポリエチレンオキシドスロビタンモノ
オレエート、グルカメートＤＯＥ−１２０、エトキシレ
ート（１２０）メチルグルコシドジオレエート、グルカ
ンＰ−１０（Amerchol社が販売している１０モルのメチ
ルグルコースのプロポキシレート）がある。一般に水溶
性あるいは水分散性の材料は、適用が容易なため望まし
い材料である。型片の材料は、典型的にはポリプロピレ
ンやポリスチレンなどの疎水性材料からつくられるた
め、これらの材料に対する濡れ性は重要である。

【００４４】好ましくは、界面活性剤は、Tween 80（ポ
リソルベート８０の商品名）がよい。これは、基本的に
はポリエチレンオキシドソルビタンモノモレエートある
いはこの等価物で、ソルビトールのオレエートエステル
と、ソルビトール１モルにつき約２０モルのエチレンオ
キシドと共重合した無水物、ならびに下記の式で表され
るソルビトール無水物。

【化１】［ｗ，ｘ，ｙおよびｚの合計は２０で、Ｒは（Ｃ
₁₇Ｈ₃₃）ＣＯＯ］

【００４５】適当な界面活性剤としては他に、薬理学的
に許容されるエトキシレート化アミンならびに、Larost
at 264 A（ＰＰＧが販売しているソイジメチルエチルア
ンモニウムエトスルフェート）、Armostat 4101 （Akzo
が販売しているエトキシレート化第３級アミン）、Cyst
at SN （Cytec が販売している３−ラウルアミドプロピ
ルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート）および
Atmer 163 （Ｎ，Ｎ−ビル（２−ヒドロキシエチル）ア
ルキルアミン）などの第４級アンモニウム化合物があ
る。また、他の第４級化合物としては、ジアミドアミ
ン、イジダゾーリニウム、ジアルキルジメチル第４級
物、およびモノアルキルトリメチル第４級物がある。こ
れらの材料のいくつかは、反応性モノマー組成物に溶解
するという他の利点も有し、レンズ材料にも都合よく再
吸収される。このため型片の表面は剥離に際しても影響
を受けず、塩基性あるいは中性条件下での洗浄なしに、
容易に再使用に回せる。

【００４６】一般的にいって、本発明に適した界面活性
剤は、カーク・オスマー、「Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ
ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」，
第４巻，第３７９〜３８４頁（１９８３年）に上げられ
た中から選ぶことができる。

【００４７】界面活性剤は、型片に均一に塗布されるよ
う、すでに述べたようにスプレー、モップ掛けあるいは
浸漬によって型片に適用される。型片は、熱を使うかま
たは熱を使うことなく、単に風乾（drip-dry）するだけ
で、製造プロセスに備えて積み上げておく。使用する界
面活性剤の量は、すでに述べたように型片表面に０．０
５〜０．５重量％溶液の均一な塗布が行えるよう調製さ
れる。

【００４８】界面活性剤の適用は、型片が移送機構へ送
り込む直前あるいは充填操作の直前に処理すべく、また
型片の表面が十分に湿るよう、すなわち反応性モノマー
混合物と接触する時点で乾燥していないよう、他の製造
プロセスと調整することもできる。他の態様において
は、Tween 80のような界面活性剤は、凹面用型片の表面
を波立たせることなく、レンズホールの欠陥を抑制・減
少すべく定めた濃度で反応性モノマー混合物に混入する
こともできる。

【００４９】型片は、大量生産に向く熱可塑性材料なら
どんなものからでもつくることができ、高品質の光学面
に成形することができる。また型片は、その機械的性質
により、この型片は重要な寸法を以下に詳述するプロセ
ス条件の範囲内に維持することができる。さらに、重合
開始剤と照射エネルギー源があれば、型片の重合を起こ
すことができる。凹面および凸面用の型片は、このよう
にして熱可塑性樹脂からつくることができる。型片材料
の好適例としては、低、中および高密度ポリエチレン、
ポリプロピレンおよびこれらのコポリマーのようなポリ
オレフィン、ポリ−４−メチルペンテン、ならびにポリ
スチレンなどがある。他の適当な材料としては、ポリア
セタル樹脂、ポリアクリルエーテル、ポリアリールエー
テル、ポリアリールエーテルスルホーン、ナイロン６、
ナイロン６６およびナイロン１１がある。熱可塑性ポリ
エステルならびに、種々のフッ化エチレン−ポリプロピ
レンのコポリマー、エチレン−フッ化エチレンのコポリ
マーなどの種々のフッ化物も用いることができる。

【００５０】高品質、型片の安定性、そして特に大量生
産で複数の型片を使用したいという要求に対しては、型
片材料の選択が重要である。本発明においては、製品の
品質管理は、レンズを屈折率と曲率別に仕分けし個々に
検査することによってなされるのではない。その代わ
り、品質は、各型片の寸法を非常に厳格な公差内に維持
し、型片を特別なシーケンス工程にしたがってすべての
レンズに均等な処理を施すことによって保証される。ポ
リエチレンとポリプロピレンは溶融状態から冷却される
と一部が結晶化するため、制御が困難なくらいの寸法の
変化を生ずる比較的大きな収縮が起こる。したがって、
本発明にとって最も好ましい型片材料は、結晶化を起こ
さず、収縮率が小さく、そして比較的低温度で射出成形
により高品質の光学面を成形することが可能なポリスチ
レンである。すでに述べた他の熱可塑性樹脂も、これと
同じ性質を有する限り、用いることができることは分る
であろう。米国特許第４，５６５，３４８号に詳しく記
載されているような性質を有するポリスチレンコポリマ
ーやブレンドのような、望ましい性質を示すいくつかの
コポリマーやポリオレフィンのブレンドも、本発明の目
的には適している。

【００５１】ソフトコンタクトレンズブランクは典型的
には、親水性レンズを形成する場合は反応性モノマーに
水で代替可能な希釈剤、さらに反応性モノマーの硬化を
補助するための重合触媒、架橋剤、そしてしばしば型片
の剥離を容易にするため界面活性剤を加えた反応性モノ
マー組成物から形成される。

【００５２】硬化可能な組成物は好ましくは、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）などのコポリ
マーならびに、２−ヒドロキシエチルアクリレート、メ
チルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルピロ
リドン、Ｎ−ビニルアクリルアミド、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、ヒ
ドロキシプロピルアクリレート、イソブチルメタクリレ
ート、スチレン、エトキシエチルメタクリレート、メト
キシトリエチレングリコールメタクリレート、グリシジ
ルメタクリレート、ジアセトンアクリルアミド、酢酸ビ
ニル、アクリルアミド、ヒドロキシトリメチレンアクリ
レート、メトキシエチルメタクリレート、アクリル酸、
メタクリル酸、グリセリルメタクリレートおよびジメチ
ルアミノエチルアクリレートなどの一またはそれ以上の
コモノマーを含む。

【００５３】好ましい重合可能組成物は、米国特許第
４，４９５，３１３号（ラーセン）、米国特許第５，０
３９，４５９号（ラーセン他）、および米国特許第４，
６８０，３３６号（ラーセン他）に記載されている。こ
のような組成物には、アクリル酸の重合可能親水性ヒド
ロキシエステルの無水混合物、ホウ酸の置換可能なエス
テル、および好ましくは少なくとも３つのヒドロキシル
基を含むポリヒドリキシル化合物がある。このような組
成物をホウ酸エステルの置換の後に重合するとコンタク
トレンズが得られる。本発明においては、疎水性あるい
は剛性のコンタクトレンズをつくる場合は、型片の組立
てを行うが、親水性レンズの方が好ましい。

【００５４】重合可能な組成物は、通常０．０５〜２
％、もっとも普通には０．０５〜１．０％の少量の架橋
剤（ジエステルあるいはトリエステル）を含むのが好ま
しい。架橋剤の例としては、エチレングリコールジアク
リレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，
２−ブチレンジメタクリレート、１，３−ブチレンジメ
タクリレート、１，４−ブチレンジメタクリレート、プ
ロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコ
ールジメタクリレート、ジエチルグリコールジメタクリ
レート、グリコールジメタクリレート、ジプロピレング
リコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジア
クリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、
グリセリントリメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート等がある。典型的な架橋剤は、通常少なくと
も二つのエチレン系不飽和二重結合を有するが、必ずし
もこれを有しなければならないわけではない。

【００５５】重合可能な組成物はまた、通常約０．０５
〜１％の触媒（フリーラジカル触媒）を含む。このよう
な触媒の典型例は、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイ
ル、ペルオクソ炭酸イソプロピルおよびアゾビスイソブ
チロニトリルおよび、ペルオクソ硫酸アンモニウム−メ
タ重亜硫酸ナトリウムの組合せなどの酸化還元系等であ
る。重合反応を促進するためには、適宜重合開始剤を用
いながら、紫外線、電子ビーム、あるいは放射線源から
の照射を行ってもよい。代表的な重合開始剤には、カン
ファーキノン、エチル−４−（Ｎ，Ｎ−ジメチル−アミ
ノ）ベンゾエート、および４−（２−ヒドロキシエトキ
シル）フェニル−２−ヒドロキシル−２−プロピルケト
ンがある。

【００５６】型片組立て中における重合可能組成物の重
合は、組成物を重合開始条件に曝すことによって行うの
が好ましい。望ましいのは、紫外線に曝すと同時に作用
し始める開始剤を組成物中に含ませておき、重合を開始
・進行させるのに十分な強度と時間をかけて紫外線に組
成物を曝す方法である。このため、型片は、紫外線を透
過する材料でつくるのが好ましい。予備硬化工程の後
は、モノマーは、再び紫外線に曝し、重合を完結するま
で進行させる硬化工程にかける。いかなる重合可能組成
物に対しても、重合反応の残りの分に必要な時間は、経
験から容易に割り出すことができる。

【００５７】型の組立てには、雌の凹型片（前面用）と
雄の凸型片（後面用）の少なくとも二つの型片を用い、
両型片の間に空隙を形成する。そしてこれらの型片を合
わせるときには、少なくとも一方の型片はその周囲にフ
ランジを有する。より詳しくいうと、型の組立ての際に
は、前面用の型片と後面用の型片を互いに接触させ、両
型片の間に空隙を区画し、この空隙にあって両型片と接
している重合可能組成物を包囲する。前面用の型片は、
中央に凹型の表面、凸型の表面および円形の周縁を有す
る凹型に湾曲した部分を有する。この前記重合可能組成
物と接する凹型に湾曲した型片部分の一部は、この型組
立て工程で製造するコンタクトレンズ前面の曲率と同じ
曲率を有し、この型片表面に接している重合可能組成物
の重合によって形成されるコンタクトレンズの表面が光
学的に使用可能なものになるよう、十分に滑らかであ
る。この前面用型片はまた、先述の円形の周縁を取り囲
んで、軸から法線方向に延びる平面内にこの周縁と一体
形成される冠状のフランジを有する。一方、後面用型片
は、中央に凹型の表面、凸型の表面および円形の周縁を
有する凹型に湾曲した部分を有する。この前記重合可能
組成物と接する凹型に湾曲した後面用型片部分の一部
は、この型組立て工程で製造するコンタクトレンズ後面
の曲率と同じ曲率を有し、この型片表面に接している重
合可能組成物の重合によって形成されるコンタクトレン
ズの表面が光学的に使用可能なものになるよう、十分に
滑らかである。この後面用型片もまた、先述の円形の周
縁を取り囲んで、この凸面部分の軸から法線方向に延び
る平面内にこの周縁と一体形成される冠状のフランジを
有する。そして、この後面用型片は通常、前述の軸と法
線をなす平面に、前述のフランジから延びる三角形のタ
ブを有し、ここでこの後面用型片の凸面部分は、前面用
型片の周縁と接触する。

【００５８】前面用型片の内側にある凹面は、コンタク
トレンズの外側面を区画し、ベースとなる型片の外側凸
面は、コンタクトレンズの、周縁にのっかる内側面を区
画する。このような構成の詳細については、米国特許第
４，６４０，４８９号を参照されたい。

【００５９】本発明によれば、前述のように界面活性剤
で前処理される凸型型片の表面は、前面用型片と合わさ
れ、両型片の間の空隙を充填する反応性モノマー混合物
が挿入される。このプロセスにおいては、凸型型片の光
学面は、すでに述べた処置を施したため、盛り上がった
メニスカスがレンズホール欠陥を生じることなく均一に
型片表面を塗布するよう、反応性モノマー組成物で効率
よく濡らされる。凸型の型片は、変形した表面を有する
ことから機械的に分離するときは、効率的に（およびプ
ロセスの間一貫して）レンズブランク（硬化用の凹型型
片にとどまっている）を、破ったり損傷したりすること
なく剥離する。

【００６０】好ましい態様においては、前面用の型片
は、水和後レンズブランクの型外しを補助するステアリ
ン酸亜鉛のような型片剥離剤を添加した組成物から形成
される。その結果、型片の表面エネルギーは変化し、凹
面あるいは前面用型片の表面で保持されるようにレンズ
ブランクを剥離できるよう、剥離特性の釣り合いをもた
せるため、さらに凸型型片の表面に界面活性剤を適用す
ることが必要となる。

【００６１】これまでの説明により、型外しに関連する
概念および理論的な考察は、モノマー組成物と接する型
の表面を適度に濡らすという問題とは、実際上は関連し
てはいるが、まったく別個のものであることが分るであ
ろう。すなわち、一個あるいはそれ以上のレンズホール
がある欠陥品のレンズブランクでもこれををうまく外す
ことは可能である。とりわけ、凸型レンズ用型片の接触
部分は、所定条件下での適用の際モノマー組成物を受け
入れ、ついで型片の接触面上での効率的な拡がりを制御
する重要な濡れ性が必要だという意味で、凸型型片の接
触面における高表面エネルギー域を含む表面積を増加さ
せることにより、これを取り込まなければならない。

【００６２】以上、本発明を、仰向けあるいは低い位置
にある初期のレンズブランクを支持する凹型の部材を備
えた対になる型片を一般的に垂直に付着させることを含
んで、コンタクトレンズ製造時に凸型型片の光学面に界
面活性剤を適用することに特に焦点を当てながら説明し
てきたが、レンズブランクを他の幾何配置に好みのよう
に変位させるには、界面活性剤をどちらかのレンズ用型
片の光学面に適用すればよいことは分るであろう。

【００６３】〔実施例１〕凸型の型片は、Larostat 264
A（ＰＰＧ）、Armostat 410（Akzo）、およびCystat S
N （Cytec ）の２％水溶液に浸漬し、ついで室温条件下
で４８時間乾燥する。こうして形成した塗布剤は、型片
の表面を反応性モノマー混合物（ＨＥＭＡ系の組成物）
に対してより濡れやすくする。

【００６４】こうして処理した型片を自動パイロット製
造装置に使ってみたところ、レンズ用型片の欠陥は、約
３４．６％減少した。

【００６５】〔実施例２〕ポリスチレン製コンタクトレ
ンズ用型片をGlucam P-10 、Tween 80およびGlucam DOE
120の水溶液でそれぞれぬぐい、さらにこの型片を、Ｈ
ＥＭＡ９６．８％、メタクリル酸１．９７％、エチレン
グリコールジメタクリレート０．７８％、およびトリメ
チロールプロパントリメタクリレート０．１％、ならび
にDarvocur1173 の０．３４％グリセリンホウ酸エステ
ル（水で置換可能な不活性な希釈剤として用いる）分散
液を含む反応性モノマー混合物からつくるコンタクトレ
ンズの成形に用いた。二つの型片は、レンズの欠陥もな
く容易に分け離すことができた。

【００６６】〔実施例３〕ジメチルム硬油アンモニウム
クロリドを溶媒／噴射剤とともに、後面用型片の光学面
にスプレーした。トーナーパウダーテストの結果、界面
活性剤は、型片の表面によく分散していることが分っ
た。

【００６７】本発明の具体的な実施態様は以下の通りで
ある。１）前記コンタクトレンズ用型片は、ポリスチレンを含
む請求項１記載の方法。２）前記モノマー組成物は親水性である請求項２記載の
方法。３）前記凸型型片は、疎水性ポリマーから形成される請
求項２記載の方法。４）前記疎水性ポリマーはポリスチレンである上記実施
態様３）記載の方法。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンタクトレンズの製造時に、レンズホールとして知ら
れるコンタクトレンズの欠陥が抑制され、不良品が減少
して歩留りが改善する。また、本発明によれば、レンズ
ホールが原因の不合格で低下する歩留りを改善する、高
速自動製造工程に適用可能な方法も提供される。さら
に、本発明によれば、凸レンズあるいは後面の型片上お
よびこの回りで反応性モノマー混合物の均一な分布を実
現する方法も提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形ならびに、型片およびコンタクトレンズの
低酸素雰囲気での処理・取扱いを含むコンタクトレンズ
の連続製造プロセスの流れ図である。

【図２】生産ラインシステムの平面図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｃ 7/04 Ｇ０２Ｃ 7/04 // Ｂ２９Ｋ 33:00 101:12 Ｂ２９Ｌ 11:00 (72)発明者ジェイムズ・ジェンアメリカ合衆国、フロリダ州、ジャクソンビル、イースト、デアクリーク・クラブ・ロード 10052 (72)発明者マイケル・ウィドマンアメリカ合衆国、フロリダ州、ジャクソンビル、イースト、ギャザリング・オークス・コート 5319 (72)発明者メフメット・バーダログルトルコ共和国、イスタンブール、イェニコイ、テクサー・エヴレリナンバー１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリレートモノマーを主成分とする親
水性ヒドロゲルコンタクトレンズの材料たる反応性モノ
マー混合物に対する濡れ性と剥離特性を改善するため、
複数の疎水性コンタクトレンズ用型片の表面エネルギー
を改善する方法であって、前記型片の表面を前記反応性モノマー混合物に接触させ
る前に、前記複数の型片の対をなす光学面の少なくとも
一方に有効量の０．０５〜０．５重量％の界面活性剤で
塗布する工程を含む方法。
【請求項２】ヒドロゲルコンタクトレンズの材料たる
紫外線硬化モノマー組成物から、対をなして合わせられ
る凹型および凸型の型片表面の間にレンズブランクを形
成するヒドロゲルコンタクトレンズブランクの製造方法
であって、前記モノマー組成物を前記凹型型片の表面に
付着させ、かつ、このモノマー組成物を対をなす凸型型
片の表面にも接触させて、このモノマー組成物を、紫外
線硬化させるコンタクトレンズの形状に適合させる工程
を含むヒドロゲルコンタクトレンズブランクの製造方法
において、高表面エネルギー域を含む表面積を増加させ
るために、凸型型片の接触面に、製造されるコンタクト
レンズブランクに生じるレンズホール欠陥を減少させる
のに十分な量の界面活性剤を適用することを特徴とする
方法。
【請求項３】ヒドロゲルコンタクトレンズブランク製
造用のポリスチレン製凸型型片におけるコンタクトレン
ズ接触面を改良する方法であって、高表面エネルギー域
を含む表面積を増加させて、ヒドロゲルコンタクトレン
ズの成形材料たる親水性モノマー組成物に対するこの型
片表面の濡れ性を増大させるために、コンタクトレンズ
成形工程の前またはこの成形工程の最中に、前記型片の
コンタクトレンズ接触面に、前記コンタクトレンズブラ
ンクにおいてレンズホール欠陥を減少させるのに十分な
量の界面活性剤を均一に適用する工程を含む方法。