Colored contact lenses and its manufacturing method

【発明の詳細な説明】 本発明は、着色パターンがヒトの虹彩の天然の色構成を擬しているコンタクトレンズに関する。

種々の目的のために、しばしば、着色コンタクトレンズが望まれる。 着色は識別の目的のため、及び使用者を眩しい光りから保護するために有用でありうる。 レンズは、又、美容の目的のために、目の本来の色を強調するばかりでなく、度々、醜い外観を目立たなくするためにも着色することができる。

この種の材料の着色は要求課題である。 着色剤は、最終製品の光学特性を妨害することなく配合されなければならない。 それらは、貯蔵時及びオートクレーブ処理時に浸出に耐えなければならず、そして、日常的なレンズ材料の洗浄及び滅菌に使用される薬剤の存在下で分解を受けてはならない。 それらは、光りへの持続した露出において褪色してはならず、そして、非毒性且つ生理学的に不活性でなければならない上に、物理的に刺激性でないものでなければならない。 工業的な見地からは、実用的でない程度に非常に複雑でないか、時間浪費的でないか、又は労働集約的ではない方法で着色剤が適用されることが必要である。

ヒト虹彩の通常の外観が一様の色合いでなく、多くの形及び色を含むパターン構造から構成されているという事実が、特殊な問題をもたらす。 従って、虹彩領域の一様な色合いのみの着色レンズには、眼に装着したとき、
不自然な外観を生じさせる欠点がある。

米国特許第4,640,805号明細書は、製造中にレンズに色をつけ、虹彩領域に着色剤の塗布を正確に限定するために回転流し込み成形法を使用する方法を開示する。 しかし、ヒトの虹彩の色パターンに合わせる試みをしないで、着色材料を一様な色としてモノマー材料に溶解させている。 米国特許第4,252,431号明細書には、着色した中心コアと透明な外側レンズ要素を個別に製造し集成することによる、虹彩領域のみを着色するが、白色周縁部は着色しないことを確実にする方法を開示する。 しかし、ここでも着色中心コアは、本来の虹彩パターンを擬することなく、一様な色が与えられている。

米国特許第4,582,402号及び第4,704,017号各明細書では、オフセットパッド印刷技術を使用して、虹彩の自然の構成を擬するようにデザインされたパターンになるよう、虹彩領域のレンズ表面に、水不溶性の不透明顔料粒子を沈着させている。 しかし、これらの特許明細書に開示されている方法では、レンズを先ず製造し、次いで、
追加された製造工程で、顔料パターンを調製し、予じめ製造されたレンズの表面に転写させなければならない。
これに続いて、レンズを、更に、レンズの表面に顔料が定着させる処理に付し、レンズに浸出、磨耗、褪色等に対する抵抗性を与える。 米国特許第4,668,240号明細書も、コンタクトレンズの表面上で虹彩パターン状態に着色物質及び結合剤をプリントする方法を開示する。 しかし、ここでもレンズを最初に製造しなければならず、次いで、後の製造工程部分に、このプリントを一連の追加工程で実施達成する。

本発明の目的は、単一又は多数着色パターンを、レンズ自身の実際の製造中にレンズにプリントし定着させる方法を提供することであり、従って、製造時間を顕著に減少でき、更に労働費及び材料費の節減ができる。

本発明の別の目的は、プリントされたパターンがレンズの表面の隣接部でレンズマトリックスの一部となり、
レンズマトリックスにより保護されている光学レンズを提供することである。

本発明の更なる目的は、プリントされたパターンがレンズの製造仕上げ工程又は日常的なレンズの保持の間にレンズに接触する、眼からの分泌液、漂白剤、過酸化水素、沸騰水及びその他の化学薬品（例えば、アルコール、アセトン、フレオン等）に対して優れた抵抗性を示す光学レンズを提供することである。

更に、本発明の別の目的は、着色材料以外の活性材料（例えば、治療剤）を、後述する特殊な方法を使用して、レンズ自身の実際の製造中にレンズ内に固定している光学レンズを提供することである。

その他の目的及び利点は次の記述及び実施例から明らかになるであろう。

本発明は、虹彩パターンのような非常に有用な着色プリントしたパターンをレンズ自身の製造をしている間に光学レンズに適用できるという驚くべき発見を基礎にしている。 特に調製された着色用分散物を使用してレンズ用注型用型の一表面又は両表面上にパターンを形成し、
次いで、モノマーを型に充填し、重合させ、そして仕上げる普通の工程で進行させることにより、光学レンズの表面の隣接部でレンズマトリックス中に埋め込まれた高品質のパターンを備えている光学レンズを製造できることが見いだされた。 この方式でパターンを付けることにより、製造方法の精密度と再現性をが向上させるばかりでなく、最終製品の品質も又向上させる。 更に、中型用型にプリントさせたパターンを利用することにより、着色工程を、続いて行う別の製造操作として予定するのではなくて、一貫製造の工程の一部として組み入れることができる。 従って、本発明では、プラスチックレンズ材料の繰り返しの取り扱いを著しく減少させ、完全操作の有効な自動化を可能にする。 前述で有用であることが判明されていた着色剤は、樹脂系に分散される不溶性の顔料又は染料である。

従って、本発明は、一般的に言えば、 （ａ）コンタクトレンズに使用しようとするモノマー材料に不溶性である着色材料を選択し； （ｂ）前記モノマー材料と相容性である樹脂系中に前記着色材料を分散させ； （ｃ）得られた分散物を使用して注型用型の一またはそれ以上の表面にパターンを形成し； （ｄ）前記パターンを形成した一又はそれ以上の表面と接触するように、前記型中にレンズ形成性モノマー液を導入し；そして （ｅ）前記液を重合させて、片面又は両面の光学表面の隣接部に着色したパターンが含浸されているレンズブランクを生成させる； 各工程からなる着色コンタクトレンズの製造法として記載できる。

本発明の好適な実施態様は、（ａ）約10〜30重量％の熱可塑性樹脂、例えば、ポリビニルアルコールを、約90
〜70重量％の溶媒、例えばブタノール中に溶解させることにより、樹脂系を与え； （ｂ）得られた溶液中に、約１〜80重量％の不溶性顔料、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、二酸化チタン、酸化鉄、又はそれらの混合物を分散させ； （ｃ）得られた分散物を使用して中型用型の一表面または両面に虹彩パターンを形成し； （ｄ）前記パターンを形成処理した一表面又は両面と接触するように、前記型中にヒドロゲル形成性モノマー、
例えばヒドロキシエチルメタクリレートモノマーを導入し；そして （ｅ）前記モノマーを重合させて、光学表面の一又は両面の隣接部に、着色した虹彩パターンが含浸されているレンズブランクを生成させる； 各工程からなる着色されているソフトコンタクトレンズの製造法である。

本発明の別の実施態様は、レンズブランクの両面に白色と着色された点又はリングとを合致させて記しを付けることからなり、レンズの外側凸面上で白色点と白色強膜との色が合うが、着色点又は標しはレンズの内側凹面上に見え、装着者が軟質レンズが裏返しになっているかどうか（即ち、レンズが所定通りななっているかどうか）を決定するのを助ける。

本発明は、又、新規な製品、即ち、光学レンズの光学表面の片面又は両面の隣接部で、レンズ中に含浸されている樹脂カプセル中にカプセル封入されている活性材料を有する光学レンズを包含する。 本明細書の目的のため、「活性材料」という用語は、 （１）レンズ中で色を与えるか又はuv照射等の放射を制御する手段を与える不溶性材料、又は （２）溶解性治療剤 を含む。

本発明の実際では、溶媒中に樹脂を溶解させ、次いで、得られる溶液に不溶性の顔料又は染料を分散させて、注型用型上にパターンをプリントするのに使用できる特殊な着色性液体又はインクを生じさせることにより、本方法を開始する。

樹脂は、レンズを形成するのに使用しようとするモノマーと相容性であるいずれのプラスチック材料であってもよい。 樹脂は、レンズ材料と接触状態になるとき、曇り、沈澱若しくは凝集を起こさないか、又はレンズに狂いを起こさせないか、或はレンズの光学的に完全な状態に悪影響を与えないという意味で、前記モノマーと相容性でなければならない。 勿論、樹脂が非毒性で且つ非刺激性であることも必須である。

本発明で使用するのに適当な樹脂には熱可塑性材料がある。 この種の材料で特に有用であることが判明しているものは、ポリビニルアルコール及びポリメチルメタクリレートである。 その他の適当な材料には、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル、セルロース樹脂、熱可塑性ポリエステル、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリジメチルアクリルアミド等がある。 架橋又は硬化前の先駆段階の熱硬化性樹脂を使用してもよい。 例えば、スチレンと架橋して熱硬化性生成物を形成する前の不飽和ポリエステル類を使用できる。 天然樹脂類も使用できる。

樹脂材料を溶液にするためにいずれの適当な溶媒も使用できる。 樹脂の溶解特性に応じて、例えば、アルコール、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、２−エトキシエチルアセテート（セロソルブアセテート：商標）等の溶媒が本方法に有用である。

溶媒中の樹脂の濃度は重要でない。 概して言えば、目的は着色材料とインクに配合しようとするその他の添加剤を分散させるのに足る低さの粘度を有する溶液を調製することにある。 通常、溶媒中で約１〜90重量％の樹脂の濃度が適当である。 好適な濃度は１〜35重量％の範囲である。 最適には１〜10重量％の範囲である。

上述したように調製した溶液を、次いで、着色材料と混合して適当な分散物を調製する。 着色材料は、レンズを形成するのに使用しようとするモノマーに不溶性であるいずれの着色剤であってもよい。 好適な着色剤には、
フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、クロミック−アルミナ−コバルト質酸化物、酸化クロム、並びに赤色、黄色、褐色及び黒色用の種々の酸化鉄等がある。 二酸化チタン等の不透明剤も包含されうる。 最も多い応用について、虹彩の自然な外観により良く似せるために、複数の着色剤の混合物を使用するのが望ましい。
顔料が着色剤の好適な形体であるが、レンズのモノマー材料に不溶性であり且つ重合される樹脂に分散できる染料を使用することもできる。

樹脂溶液に添加される着色剤の濃度は、着色剤の強さと種類により決定される。 目的は、約10〜40ミクロンのプリント性フイルム厚さに塗布するとき、最適な隠蔽力を与えるのに足る顔料又は染料を添加することである。
通常、着色剤は、樹脂溶液の約１〜80重量％の濃度で添加できる。

樹脂溶液中の着色剤の分散は、高速ブレンダー中で激しく混合するかロール若しくはボールミル中で粉砕する等の通常の手段によるか、又は超音波プローブにより達成する。 粉砕及び分散は、混合物が均質になり且つ粒子寸法が10ミクロン以下になるまで継続する。 成分の添加及び分散技術は、続いて行うオフセット印刷操作の使用に適した粘度を有するプリント用インクを調製する目的で実施する。 必要なら、この段階で通常のチキソトロープ剤を加えることにより、必要な垂れ下がり抵抗を与えるか、又は、続いて行う注型用型の表面に塗布するとき、インクのたるみを防ぐのに足る高いチキソトロープインデックスを与えることができる。

次の段階として、上記のプリント用分散物を、レンズを製造するのに使用しようとする注型用型の片面又は両面上にパターン（虹彩のそれのような）を形成するのに使用する。 パターンを、周知のエッチング技術を使用して鋼板上にエッチングすることにより作り、次いで、市販されているパッド転写機を型表面にパターンを形成するのに使用する。 鋼板上のパターンは、コンピューターデザインにより作り出すことができ、それはエッチング処理したくぼみの配列からなり、最終の色の強度はくぼみの頻度と深さにより調節できる。 エッチングは、光りに露出されたとき不溶性にする材料からなる溶液を鋼板に塗り、パターンマトリックスで鋼板を覆い、鋼板を光りに露出させてパターンにより覆われない領域を不溶性にし、溶解性の領域を洗い去り、次いで、残りの領域を所望の深さまでエッチングすることにより達成する。

パッド転写機の操作では、ドクターブレッドが鋼板上にインクを塗り、次いでシリコーン製パッドを適用してインクパターンを拾い、それを注型用型の表面に移す。
好適な実施態様では、パターンを凸面型部材に形成するが、それを凹面部材に、又は両部材にも形成できる。 レンズが、注型用型中で一光学表面のみが作られ、他の面が旋盤で工作することにより作られる技術により製造されるならば、本発明の目的は、注型用型中に使用される単一面にパターンを形成することにより達成できる。 所望の場合、プリント方法は、目的の色合い又は強度を達成するために、異なる色又は異なるパターンを使用して繰り返すことができる。 パターンは、その他のプリント技術、例えば、ジェットスプレー、シルクスクリーン又は液晶シャッターを含むレーザープリンティングにより型表面に形成してもよいことが理解される。

上記のように、パターンを注型用型の片表面又は両表面上に形成したとき、インク注の溶媒を蒸発させてもよく、そのとき、型表面上に、不溶性着色剤粒子が樹脂中にカプセル封入されている沈着物を残す。 次いで、レンズの形成に使用しようとするモノマーを、適当な通常の硬化触媒と共に型中に注ぐ。 モノマーがこのようにして導入されると、モノマーは、樹脂／着色剤カプセル個々の表面の機械的変化及び軟化を起こし、モノマーがカプセル間の隙間に浸透し、カプセルを取り囲むことができ、その結果、カプセルが、パターンを完全に維持したまま、モノマーマトリックス中に含浸されるようになる。 この現象が進展すると、モノマーの薄い層が、それ自身、樹脂／着色剤カプセルと注型用型の表面との間に入り込み、その結果、最終レンズを、後続する工程で型から取り外すと、表面はレンズ形成性材料の実質的に無傷な層であり、該表面の下であるがそこに非常に隣接した位置に樹脂／着色剤カプセルからなるプリントされているパターンがある。

上記のように、型に注がれる注型用モノマー液は、プラスチック製コンタクトレンズの製造のために当業界で公知である通常のモノマー又はそれらの混合物のいずれでもよい。 例えば、ソフトコンタクトレンズの領域では、米国特許第2,976,576号及び再発行特許第27,401号明細書に記載されているヒドロキシエチルメタクリレート及びエチレングリコールジメタクリレートモノマー混合物を使用でき、更に、米国特許第3,503,393号明細書に記載されているヒドロキシアルキルメタクリレート及びビニルピロリドンも使用できる。 特定の適当なモノマー材料には、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２
−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセリンメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、コラーゲン、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等がある。 テフイルコン、フェムフイルコン、ヘフイルコンＡ、ヘフイルコンＢ、パーフイルコンＡ、リドフイルコンＢ、テトラフイルコンＡ、ドロキシフイルコンＡ、オクフイルコンＢ、ブフイルコンＡ、クロルフイルコンＡ、デルタフイルコンＡ、ナトラフイルコンＡ、及びエタフイルコンＡ等のポリマーをもたらす、モノマー材料も含まれる。 これらは、米国承認薬物名（USAN）である。

レンズ形成性モノマーは、硬質レンズ、特に気体透過性硬質レンズを製するのに使用される種類のものからも選択してもよい。 その例には、ポリメチルメタクリレート等の疎水性アクリル酸型のポリマー類等がある。 レンズ形成性モノマーは、ポリシロキサン等のエラストマー材料から選択してもよい。

次の工程として、モノマー液の重合を適当な公知の硬化条件下で開始し終了させることであり、該条件には、
オーブン中の硬化、又はその他の技術の使用、例えば、
放射線（uv及びマイクロ波を含む）、或は、水及びシリコーン油等の熱溶媒の入った浴の使用等がある。

この次に、レンズを型からはずし、次いで普通のやり方で仕上げる。 ヒドロゲルソフトレンズの場合、仕上げには、通例の水和技術が含まれる。 最後に、レンズを品質管理手順により精査し、次いで、最終製品は包装及び表示の準備が整う。

パターンの形成を、レンズ形成操作の一貫製造の一部として実施することが本発明の特徴である。 従って、レンズ材料を流し込み硬化させた後、レンズブラックに着色剤パターンを形成するために再び取り扱わなければならない別の製造工程はない。 もう一つの特徴は、パターンがレンズマトリックス中に定着して含浸される結果、
着色パターンが滲出に対して保護され、優れた外観、色合い保持及び耐久性を示すことである。

本発明の別の実施態様では、上記した方法を、光学ソフトレンズの凹面の隣接部に確認用着色点又は標を配置するのに使用してもよい。 ソフトレンズは時々裏返しになる傾向にあり、使用者にとって裏返しなったか否かを決めることが重要であるが、それはしばしば困難をともなう。 凹面上（凸面上ではなく）の視覚可能な着色点は、眼に装着しようとする適切な面を容易に確かめることのできる識別を与える。 本発明では、かかる標をレンズの凹面用の型部材の表面上に形成することができ、次いで、続く着色層の形成により標が覆われる。 その結果、仕上げされたレンズでは、眼に装着前（装着後ではなく）に、識別用標を見ることができる。 その他のアプローチでは、白眼を覆うレンズ部分の凹面上に着色標をプリントし、次いでレンズの凸面上に白点を合致させてプリントし着色標をマスクする等により視覚化してもよい。

本発明の別の実施態様では、上記した方法を、ソフトコンタクトレンズの表面の隣接部に水溶性治療剤の層又はカプセル封入されている水溶性治療剤を配置するのに使用してもよい。 この系は、制御され持続化された治療剤の最適の放出を与えることを予定できる。 このような治療剤には、これらに限定されないが、ピロカルピン、
エピネフィリン、クロモリンナトリウム（chromolyn so
dium）及びイドクスウリジン等がある。

次の実施例は本発明を例証する特定の実施態様を記載するが、いか様にも本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきでない。 別に特記しない限り、総ての部及びパーセントは重量を基準にする。

実施例１ 80％部のブタノール中に20％部のポリビニルアルコールを溶解させ、そして、この溶液に、５％の二酸化チタン、0.1％のフタロシアニンブルー、0.1％のフタロシアニングリーン、及び１％の酸化鉄黄色顔料を、ウエーリングブレンダー（Waring blender）中で、顔料粒子が10
ミクロンの寸法未満に均質に分散されるような程度まで激しく混合することにより分散させた。 次いで、市販されているパッド転写機及び周知の写真エッチング技術を使用して、鋼板上にエッチングされているコンピューター作成虹彩様パターンを使用して、注型用型の凹面用半型の面に前記分散物を押し付けた。 溶媒を蒸発させた後、型部材を組み立て、ヒドロキシエチルメタクリレートモノマーを、0.5％のエチレングリコールジメチルアクリレート架橋剤及びIPP熱重合開始剤と共に型に入れた。 モノマーを、８時間55℃で熱処理して重合させた。
型をはずし、虹彩パターンが着色されているレンズを回収した。 次いで、通常の加工工程によりレンズを仕上げ、水和し、包装した。

実施例２ 30％部のポリメチルメタクリレート樹脂を、１−メトキシ−２−プロピルアセテート及びシクロヘキサノンの
50/50溶媒ブレンドに溶解させた。 この溶液中に、５％
の二酸化チタン、0.1％のフタロシアニンブルー、0.1％
のフタロシアニングリーン、及び１％の酸化鉄黄色顔料を、分散物が均質になり、粒子寸法が10ミクロン未満になるまでウエーリングブレンダーを使用して高速で分散させた。 市販されているパッド転写機及び虹彩様パターンがエッチングされている鋼板を使用して、型の半部材の双方にパターンをプリントさせた。 レンズを、グリシジルメタクリレート／メチルメタクリレートモノマーブレンドをエチレングリコールジメチルメタクリレート架橋剤及び光重合開始剤としてのBMEと共に使用して、流し込み、紫外線照射条件下で硬化させた。 型をはずし、
成形品を取り出すと、虹彩のパターンを備えたレンズを回収した。 次いで、業界で公知の日常的な方法により仕上げた。

実施例３ 35％部のポリ塩化ビニル樹脂を、シクロヘキサノン／
メチルエチルケトンの50/50溶媒ブレンドに溶解させた。 この溶液中に、７％の二酸化チタン、0.05％のフタロシアニンブルー及び0.5％の酸化鉄黄色顔料を、分散物が均質になり、粒子寸法が10ミクロン未満になるまでウエーリングブレンダーを使用して高速で分散させた。
市販されているパッド転写機及び虹彩様パターンがエッチングされている鋼板を使用して、型の半部材の双方にパターンをプリントした。 レンズを、メタクリロキシプロピルトリス（ペンタメチルジシロキサニル）シラン／
メチルメタクリレートモノマーブレンドをエチレングリコールジメチルメタクリレート架橋剤及びBME光重合開始剤と共に使用して、流し込み、紫外線照射条件下で硬化させた。 型をはずし、成形品を取り出し、虹彩のパターンを備えたレンズを回収した。 次いで、業界で公知の通常の方法により仕上げた。

実施例４ 15％のセルロースアセテートブチレートを85％のブトキシエチルアセテート溶媒中に溶解させた。 この混合物に、22％のコバルト−クロミウムアルミニウム酸化物、
20％黄色酸化鉄顔料及び0.4％の溶成シリカ（チキソトロープ剤）を加え、粒子が所望の寸法となり均質に分散されるまで高速混合条件下で分散させた。 市販されているパッド転写機及び所望のようにエッチングされたパターンを使用して、型の光学表面にプリントした。 溶媒を蒸発させた後、これらの単一部材からなる型に、99％のヒドロキシエチルメチルアクリレート、0.5％のエチレングリコールジメタクリレート及び0.5％のトリメチルペンチル−２−ペロキシネオデカノエートからなるモノマー混合物を充填した。 モノマー混合物をオーブン中で熱処理して重合させた。 レンズの前方曲面を旋盤加工して所望の屈折力を得た。 型から取り出して、所望のパターンを有するレンズを回収し、次いで、通常の製造方法により仕上げた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・イー・メイアーズ アメリカ合衆国カリフォルニア州94583, サン・ラモン，マーブル・キャニオン・ レーン 570 (56)参考文献 特開 平２−153313（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) G02C 7/04 B05C 3/09 B29C 39/02