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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Kunststofflinse und insbesondere auf eine Kunststofflinse
mit hohem Brechungsindex, welche sich für die Verwendung
als Augenlinse eignet.
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Kunststoffaugenlinsen sind herkömmlicherweise hergestellt
worden, indem Diethylenglykol-bis(allylcarbonat) (DEGBAC)
- Monomer oder Methylmethacrylat (MMA)-Monomer in eine Form
oder dergl. gegossen wird und eines dieser Monomeren
polymerisiert wird. Diese Kunststofflinsen sind im
Vergleich zu herkömmlichen anorganischen Glaslinsen
(Kronenglaslinsen) in Bezug auf Leichtgewichtigkeit,
Sicherheit und Färbbarkeit überlegen. Diese
Kunststofflinsen haben jedoch einen Brechungsindex (nD) von
etwa 1,50, welcher niedriger als der Brechungsindex (nD)
von herkömmlichen anorganischen Glaslinsen, d.h. 1,523 ist;
demgemäß besitzen die Kunststofflinsen insofern einen
Nachteil, als daß ihre Zentrumsdicke und Eckendicke groß
gemacht werden müssen. Für die Beseitigung eines derartigen
Nachteils ist es wünschenswert, eine Kunststofflinse mit
hohem Brechungsindex zu entwickeln.
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Als Verfahren zum Vergrößern des Brechungsindex einer
Kunststofflinse ist ein Verfahren bekannt, welches
Copolymerisieren einer Monomermischung umfaßt, die erhalten
worden ist durch Hinzugeben eines weiteren Monomeren,
welches ermöglicht, daß das sich ergebende Polymer einen
hohen Brechungsindex besitzt, zu einem herkömmlichen
Monomeren (beispielsweise DEGBAC). Von der auf diese Weise
erhaltenen Kunststofflinse mit hohem Brechungsindex wird
nicht nur verlangt, daß sie einen hohen Brechungsindex
besitzt, sondern auch, daß sie gute physikalische und
chemische Eigenschaften als Augenlinse und weiterhin gute
Formbarkeit besitzt. Als Kunststofflinse, die diesen
Anforderungen genügt, wird eine Kunststofflinse genannt,
die aus einem Terpolymeren besteht, welches durch
Polymerisieren von Diethylenglykol-bis(allylcarbonat)
(DEGBAC), Diallylphthalat (DAP) und Benzylmethacrylat
(BzMA) erhalten worden ist, wie beispielsweise in der
offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 212401/1982
beschrieben ist. Diese Kunststofflinse wird erhalten, indem
eine Monomermischung aus DEGBAC, DAP und BzMA in eine
Formvorrichtung gegossen wird, die aus oberen und unteren
Glas- oder Metallformen und Harzdichtungsring besteht, die
Mischung mittels Erhitzen, ultravioletter Bestrahlung oder
dergl. polymerisiert und gehärtet wird, und das sich
ergebende Polymer aus der Form entfernt wird.
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Das gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren des Standes der
Technik hergestellte Copolymer besitzt einen hohen
Brechungsindex (nD = etwa 1,55), gute physikalische und
chemische Eigenschaften und gute Formbarkeit. Wenn jedoch
bei dessen Herstellung die Monomermischung in eine
Formvorrichtung gegossen wird, die aus der oberen und
unteren Form und einem Dichtungsring besteht, haftet die
Monomermischung leicht an den Außenflächen der Formen; wenn
Wärmehärtung bewirkt wird, wobei die Außenflächen in einem
derartigen Zustand belassen werden, wird die an den Formen
anhaftende Monomermischung erhitzt und als Ergebnis werden
die Formaußenflächen mit daran anhaftender halbgehärteter
viskoser Flüssigkeit gefärbt. Wenn bei diesem Zustand der
gefärbten Außenflächen der Formen ein Vorgang zum Entfernen
der geformten Kunststofflinse von der Form durchgeführt
wird, tritt Adhäsion der viskosen Flüssigkeit an die
Kunststofflinse als Ergebnis des Kontakts zwischen der
Kunststofflinse und den Formaußenflächen auf, wodurch
Färben, Trübung und Streifen der Linse erzeugt werden.
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Um diese Probleme zu lösen, ist gegenwärtig ein Verfahren
entwickelt worden, welches beispielsweise Reinigen einer
mit starkem Alkali gemischten
Methylenchloridreinigungslösung und anschließendes
Entfernen einer Kunststofflinse von der Form umfaßt.
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Jedoch besitzt das DEGBAC-DAP-BzMA-Copolymer schwache
Adhäsion an die Form selbst dann, wenn kein Abgabemittel
wie beispielsweise Silikon, Fluor oder ein Freigabemittel
eines anderen Typs verwendet wird, und deshalb hat das
Copolymer folgenden Nachteil. Das heißt, wenn die aus der
oberen und unteren Form und einem Dichtungsring bestehende
Formvorrichtung auseinandergenommen wird, um nur den
Dichtungsring zu entfernen, und die Formen und das
dazwischen vorhandene Copolymer in die zuvor beschriebene
mit starkem Alkali gemischte Methylenchlorid-
Reinigungslösung getaucht werden, tritt Abtrennung zwischen
den Formen und dem Copolymeren auf, wodurch die
Reinigungslösung in die Formen eindringt, was leicht
Aufrauhen der Oberfläche, Trübung und Streifen der
Kunststofflinse, erzeugt durch die zuvor beschriebene
Reinigungslösung, hervorruft.
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EP-A-0 082 204 offenbart eine Kunststofflinse, umfassend
ein Copolymer aus Diethylenglykol-bisallylcarbonat,
Benzylmethacrylat und Diallylisophthalat.
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JP-59-191 708 (A) offenbart ein Harz für Linsen mit hohem
Brechungsindex, welches durch Copolymerisation eines
definierten Monomeren, welches von Bisphenyl A abstammt,
mit Diallylisophthalat und Benzylmethacrylat erhalten
worden ist. Das definierte Monomer wird durch Umsetzen von
Ethylenoxid mit Bisphenyl A in Anwesenheit eines Alkalis
und anschließend mit einem Alkyl(meth)acrylat erhalten.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
eine Kunststofflinse mit hohem Brechungsindex zur Verfügung
zu stellen, welche verbesserte Adhäsion an die Form
besitzt, folglich keine Ablösung von der Form selbst dann
erzeugt, wenn sie in die zuvor beschriebene
Reinigungslösung eingetaucht wird, und kein Aufrauhen der
Oberfläche, keine Trübung und keine Streifen zuläßt.
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Die zuvor genannte Aufgabe ist durch eine Kunststofflinse
gelöst worden, welche aus einem Copolymeren besteht,
welches durch Copolymerisieren einer Monomermischung
erhalten worden ist, die (A) 5 bis 40 Gew.-%
Diethylenglykol-bis(allylcarbonat) (DEGBAC), (B) 5 bis 40
Gew.-% Benzylmethacrylat (BzMA), (C) 14 bis 88 Gew.-%
Diallylterephthalat (DAP) und (D) 2 bis 6 Gew.-% eines
C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylmethacrylats (AMA) enthält.
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Diese Kunststofflinse besitzt einen hohen Brechungsindex
von beispielsweise nD = 1,54 oder mehr und eignet sich für
die Verwendung als Augenlinse.
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In Bezug auf die erfindungsgemäße Kunststofflinse ist es
wesentlich, daß jedes Monomer, welches die Kunststofflinse
bildet, in einem bestimmten Mengenbereich vorliegt. Das
bedeutet, daß der Mengenbereich von
Diethylenglykolbis(allylcarbonat) (DEGBAC), welches die Komponente (A)
ist, 5 bis 40 Gew.-% beträgt. Die Gründe sind folgende.
Wenn die Menge mehr als 40 Gew.-% beträgt, besitzt die
Linse, obwohl sie verbesserte physikalische und chemische
Eigenschaften, beispielsweise Abnutzungsbeständigkeit,
Schlagzähigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und
Wetterbeständigkeit besitzt, einen Brechnungsindex (nD) von
1,54 oder weniger, Trübung und Streifen und ist als
Augenlinse nicht gewünscht. Wenn die Menge geringer als 5
Gew.-% ist, weist die sich ergebende Linse unzureichende
physikalische und chemische Eigenschaften und verminderte
Formbarkeit auf, und es stellen sich Probleme in Bezug auf
die praktische Anwendung ein. Der Mengenbereich von
Benzylmethacrylat (BzMA), welches die Komponente (B) ist,
beträgt 5 bis 40 Gew.-%. Die Gründe sind folgende. Wenn die
Menge mehr als 40 Gew.-% beträgt, besitzt die sich
ergebende Linse Trübung und Streifen, und ihre Formbarkeit
ist sehr minderwertig. Wenn die Menge geringer als 5 Gew.-%
ist, besitzt die Linse Gelbfärbung. Der Mengenbereich der
Komponente (C) (Diallylterephthalat) (DATP) beträgt 14 bis
88 Gew.-%. Die Gründe sind folgende. Wenn die Menge mehr
als 88 Gew.-% beträgt, besitzt die sich ergebende Linse
minderwertige physikalische und chemische Eigenschaften und
ist in Bezug auf Formbarkeit unterlegen. Wenn die Menge
geringer als 14 Gew.-% ist, hat die Linse einen
verminderten Brechungsindex, Trübung, Streifen und
minderwertige Formbarkeit. Als C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylmethacrylat (AMA),
welches die Komponente (D) ist, wird mindestens eine
Komponente aus der Gruppe aus Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat und Butylmethacrylat
verwendet. Das Propylmethacrylat umfaßt n-Propylmethacrylat
und i-Propylmethacrylat, und das Butylmethacrylat umfaßt n-
Butylmethacrylat, i-Butylmethacrylat und
t-Butylmethacrylat. Der Mengenbereich von AMA beträgt 2 bis 6
Gew.-%. Die Gründe sind folgende. Wenn die Menge mehr als 6
Gew.-% beträgt, besitzt das sich ergebende Copolymer eine
zu starke Adhäsion an die Form, welches dessen Ablösung von
der Form schwierig macht; und das Copolymer besitzt
verminderte Färbbarkeit. Wenn die Menge geringer als 2
Gew.-% ist, besitzt das sich ergebende Copolymer schwache
Adhäsion an die Formen; wenn die Formen in eine
Reinigungslösung, wie beispielsweise eine mit starkem
Alkali gemischte Methylenchlorid-Reinigungslösung oder
dergl. getaucht werden, findet leicht Ablösung zwischen den
Formen und dem Copolymeren statt; als Ergebnis wird, wie
zuvor beschrieben, das Copolymer von der Reinigungslösung
angegriffen, und es tritt Oberflächenaufrauhung auf der
Oberfläche der Kunststofflinse auf. Wenn keine Komponente
(D) verwendet wird, und die Komponente (A), die Komponente
(B), die Komponente (C) und ein weiteres anderes Monomer
als die Komponente (D) verwendet werden, tritt Ablösung
auch leicht zwischen den Formen und dem sich ergebenden
Copolymeren auf; das Copolymer besitzt Trübung und
Streifen; auf diese Weise kann die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung nicht gelöst werden.
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Die erfindungsgemäße Kunststofflinse kann erhalten werden,
indem die Komponente (A), die Komponente (B), die
Komponente (C) und die Komponente (D) so gemischt werden,
daß jede Komponente in dem zuvor beschriebenen
Gewichtsbereich vorliegt, ein Polymerisationsinitiator
hinzugefügt wird, die sich ergebende Mischung in eine
Formvorrichtung, die aus oberen und unteren Glasformen und
einem Harzdichtungsring besteht, gegossen wird, und die
Mischung mittels Erhitzen, ultravioletter Bestrahlung oder
dergl. polymerisiert und gehärtet wird. Es ist auch
möglich, zu der zuvor beschriebenen Monomermischung nicht
nur einen Polymerisationsinitiator sondern auch ein UV-
Absorptionsmittel hinzuzufügen und die Polymerisation auf
die gleiche Weise, wie zuvor beschrieben, durchzuführen.
Als Polymerisationsinitiator können verschiedene bekannte
Verbindungen verwendet werden, aber der
Polymerisationsinitiator wird geeignetermaßen so
ausgewählt, daß er den gewünschten Reaktionsbedingungen
(beispielsweise Temperatur, Zeit) entspricht. Geeignete
Verbindungen sind beispielsweise 1,1-
Azobiscyclohexancarbonat, Diisopropylperoxycarbonat, 1,1'-
Azobiscyclohexannitrat und Di-tert-butylperoxid. Als UV-
Absorptionsmittel können verschiedene bekannte Verbindungen
verwendet werden. Geeignete Verbindungen sind
beispielsweise 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon und 2-
(2'-Hydroxy-5'-tert-octylphenyl)benzotriazol.
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Die erfindungsemäße Kunststofflinse besteht aus einem
Copolymeren, welches durch Copolymerisieren einer
Monomermischung erhalten worden ist, die aus festgelegten
Mengenbereichen von Diethylenglykol-bis (allylcarbonat)
(DEGBAC), Benzylmethacrylat (BzMA), Diallylterephthalat
(DATP) (diese drei Monomeren werden als Monomermischung für
herkömmliche Kunststofflinsen verwendet) und einem
Alkylmethacrylat (AMA) besteht. Dieses Copolymer besitzt
ausgezeichnete Adhäsion an Formen und erzeugt, selbst wenn
es in eine Reinigungslösungslösung, wie beispielsweise eine
mit starkem Alkali gemischten Methylenchlorid-
Reinigungslösung, getaucht wird, keine Ablösung von den
Formen. Demgemäß können bei diesem Copolymeren das
Auftreten von Oberflächenaufrauhung, Trübung und Streifen,
welche bei herkömmlichen Kunststofflinsen des DEGBAC-BzMA-
DAP-Typs Probleme darstellten, verhindert werden.
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Weil die Grundmonomerzusammensetzung aus DEGBAC, BzMA und
DATP besteht, erhält das zuvor beschriebene Copolymer
zusätzlich die Vorteile herkömmlicher Kunststofflinsen des
DEGBAC-BzMA-DATP-Typs, das bedeutet, einen hohen
Brechungsindex, gute physikalische und chemische
Eigenschaften und gute Formbarkeit.
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Die vorliegende Erfindung wird detaillierter im
Nachfolgenden anhand der Beispiele beschrieben. Jedoch ist
die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Beispiele
beschränkt. In diesen Beispielen beziehen sich "Teile" auf
"Gewichtsteile", sofern nicht etwas anderes angegeben ist.
Beispiele 1 bis 5
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Zu den Ausgangsmonomeren, d.h.
Diethylenglykolbis(allylcarbonat) (DEGBAC) [Komponente (A)],
Benzylmethacrylat (BzMA) [Komponente (B)],
Diallylterephthalat (DATP) [Komponente (C)] und
Methylmethacrylat (MMA) [Komponente (D)] in den in Tabelle
1A dargestellten Mengen wurden 3 Teile
Diisopropylperoxycarbonat als Polymerisationsinitiator
unter Herstellung einer Monomermischung hinzugefügt. Zu
dieser Monomermischung wurde kein Freigabemittel gegeben.
Anschließend wurde die Mischung in eine Formvorrichtung,
die aus oberen und unteren Glasformen und einem
Harzdichtungsring bestand, gegossen. Dabei haftete die
Monomermischung an den Außenoberflächen der Formen.
Anschließend wurde die Mischung erhitzt, indem ihre
Temperatur von 40ºC auf 90ºC in 24 Stunden unter
Polymerisierung der Monomeren erhöht wurde. Als Ergebnis
dieses Polymerisationsverfahrens erzeugte die an den
Außenoberflächen der Formen anhaftende Monomermischung
Teilpolymerisation und wurde eine viskose Flüssigkeit. Nach
dem Erhitzen und Polymerisieren wurde der Dichtungsring
entfernt, und die Formen und das Copolymer wurden in eine
mit Alkali gemischte Methylenchlorid-Reinigungslösung unter
Entfernung der an den Außenoberflächen der Formen
anhaftenden viskosen Flüssigkeit getaucht. Weil das sich
ergebende Copolymer gute Adhäsion an die Formen aufwies,
trat keine Ablösung des Copolymeren von den Formen auf, und
demgemäß gab es kein Eindringen der Reinigungslösung
zwischen die Formen und das Copolymer. Anschließend wurde
die aus einem gehärteten Quadripolymeren bestehende
Kunststofflinse aus den Formen genommen und einer
einstündigen Hitzebehandlung bei 120ºC ausgesetzt.
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Die erhaltenen Kunststofflinsen hatten den in Tabelle 1B
dargestellten Brechungsindex (nD) und die dort
dargestellten Durchlässigkeiten und zeigten keine Trübung,
keine Oberflächenaufrauhung und keine Streifen und eigneten
sich als Kunststofflinse. Die physikalischen Eigenschaften
wie beispielsweise Oberflächenhärte, Färbbarkeit und
dergleichen der Kunststofflinsen entsprachen etwa
denjenigen einer aus einem Homopolymeren von DEGBAC
bestehenden Kunststofflinse (CR-39) und waren
zufriedenstellend.
Vergleichsbeispiele 1 bis 10
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Es wurden Kunststofflinsen auf die gleiche Weise wie in
Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß in
jedem Vergleichsbeispiel die Anteile an DEGBAC [Komponente
(A)], BzMA [Komponente (B)], DAP (DAIP oder DATP)
[Komponente (C)] und AMA (MMA) [Komponente (D)] außerhalb
der durch die vorliegende Erfindung angegebenen Bereiche,
wie in Tabelle 2A dargestellt, variiert wurden. Die
physikalischen Eigenschaften der erhaltenen
Kunststofflinsen sind in Tabelle 2B dargestellt.
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Die Kunststofflinsen der Vergleichsbeispiele 1 bis 10
besaßen Oberflächenaufrauhung, Trübung und Streifen und
waren beträchtlich minderwertiger als die erfindungsgemäßen
Kunststofflinsen.
TABELLE 1A
Zusammensetzung (Gewichtsteile)
Komponente
Diethylenglykolbis(allylcarbonat)
Benzylmethacrylat
Diallylisophthalat
Diallylterephthalat
Beispiel
Anmerkung: MMA: Methylmethacrylat
Tabelle 1B
Brechungsindex
durchlässigkeit
Trübung
Streifen
Oberflächenaufrauhung
Ablösung
Beipiel
keine
TABELLE 2A
Zusammensetzung (Gewichtsteile)
Komponente
Diethylenglykolbis(allylcarbonat)
Benzylmethacrylat
Diallylisophthalat
Diallylterephthalat
Vergleichsbeispiel
Anmerkung: MMA: Methylmethacrylat
Tabelle 2B
Brechungsindex
Durchlässigkeit
Trübung
Streifen
Oberflächenaufrauhung
Ablösung
Vergleichsbeispiel
keine
beobachtet
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Die Bewertungsverfahren der in Tabelle 1B und Tabelle 2B
dargestellten physikalischen Eigenschaften sind im
Nachfolgenden dargestellt.
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Brechungsindex: Gemessen mit Hilfe eines Abbe'schen
Refraktometers, hergestellt von Atago Co.
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Durchlässigkeit: Gemessen mit Hilfe eines von Hitachi,
Ltd. hergestellten Spektrophotometers.
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Trübung: Visuell unter einer Fluoreszenzlampe
untersucht.
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A: Es wird im wesentlichen keine
Trübung beobachtet.
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B: Es wird leichte Trübung beobachtet.
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C: Es wird beträchtliche Trübung
beobachtet.
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Streifen. Untersucht mit Hilfe eines
Streifenmeßgeräts.
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Oberflächenaufrauhung: Visuell unter einer
Fluoroeszenzlampe untersucht.
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A: Es wird im wesentlichen keine
Oberflächenaufrauhung beobachtet.
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B: Es wird leichte
Oberflächenaufrauhung beobachtet.
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C: Es wird beträchtliche
Oberflächenaufrauhung beobachtet.
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Ablösung: Visuell untersucht.
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Wie zuvor detailliert beschrieben, behält die
erfindungsgemäße Kunststofflinse die ausgezeichneten
physikalischen und chemischen Eigenschaften und die
ausgezeichnete Formbarkeit, welche herkömmliche
Kunststofflinsen mit hohem Brechungsindex aufweisen, bei,
eliminiert die Oberflächenaufrauhung, Trübung und Streifen,
welche Nachteile der herkömmlichen Kunststofflinsen mit
hohem Brechungsindex sind. Demgemäß eignet sie sich
beispielsweise für die Verwendung als Augenlinse.