JP2532405B2 - 高酸素透過性ハ−ドコンタクトレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は高酸素透過性ハードコンタクトレンズに関す
るものであり、更に詳しくは不飽和カルボン酸を、かた
さ向上及び親水性向上のための必須成分とし、また分子
量の異なる二種類以上のフツ素含有モノマーを用いる、
かたさ及び親水性にすぐれた高酸素透過性ハードコンタ
クトレンズに関するものである。

＜従来の技術＞ 従来ハードコンタクトレンズはPMMA（ポリメチルメタ
クリレート）を主成分とした材料を使用し、そのすぐれ
た光学特性、機構的強度、寸法安定性、機械加工性を利
用し、広く普及して来た。しかし近年角膜の酸素呼吸が
角膜代謝に重要であることが判明するにつれ、コンタク
トレンズ材質を通して角膜へ酸素供給することが望まれ
て来た。PMMAのハードコンタクトレンズでは、レンズ材
質を通しては角膜上皮へ酸素を殆ど供給できないため、
長時間の装用や、不注意にレンズを装用したまま睡眠し
た場合、角膜が酸素不足状態になり、充血、浮腫あるい
はその他の角膜障害を発生することがある。このため材
質の酸素透過性を高めたハードコンタクトレンズを目的
として、近年PMMAを主体とするハードコンタクトレンズ
に代わり、レンズ材料自身が酸素透過性を有するシリコ
ーン含有（メタ）アクリレートを用いたハードコンタク
トレンズ、CAB（セルロースアセテートブチレート）等
のセルロース誘導体を主成分とするハードコンタクトレ
ンズ、フツ素含有（メタ）アクリレートから成るハード
コンタクトレンズなどが報告されて来た。

しかしながら、現状のハードコンタクトレンズは酸素
透過性においてPMMAよりはすぐれているが、角膜の正常
な代謝に必要とされる酸素量を充分に供給するものでは
なく、更に酸素透過性を高めたハードコンタクトレンズ
が望まれている。

酸素透過性を向上させるために、シリコーン含有（メ
タ）アクリレートまたはフツ素含有（メタ）アクリレー
トを用い、その組成成分量を増加させた場合、重合物が
PMMAに比べ柔らかく、またもろくなりやすく、加工性の
低下やレンズ表面に傷が入り易くなるという欠点を有す
る。更に寸法安定性も低下し、酸素透過性は向上するも
ののレンズとしての評価は低下する。特にシリコーン含
有（メタ）アクリレートはこの様な性質が顕著である。
シリコーン含有（メタ）アクリレート及びフツ素含有
（メタ）アクリレートは共に疎水性であり、重合物中の
組成成分量が増加するに従い、レンズの水濡れ性が低下
する欠点がある。水濡れを改善するために、親水性モノ
マー（例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、
Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルアミド等）を組成成分
に用いて親水性向上をはかる方法が提案されているが、
実際これら親水性モノマーが水濡れ向上効果を発揮する
には、通常30重量％以上の使用が必要である。更に悪い
ことに親水性成分が増加すると、モノマー同志の相溶性
が低下するため混合物が不均一になり易く、重合物が相
分離をおこし、白濁することが多く、レンズとしての光
学的透明性を損うことになりかねない。また吸水し易く
なるため、レンズの吸水による寸法変化を生じ易くな
る。別の方法として、レンズ表面を親水化処理すること
により水濡れ性を改善する方法も提案されているが、親
水化層が非常に薄いため、レンズ取り扱い時の摩耗によ
り処理層のはがれ、消失が生じ易く、再処理を必要とす
る場合が多い。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明者らは以上述べた様な事実に鑑み、従来のハー
ドコンタクトレンズの酸素透過性を更に向上させ、しか
もかたさ及び親水性の向上したハードコンタクトレンズ
を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至つた。

即ち本発明の目的は、かたさ及び親水性のすぐれた高
酸素透過性ハードコンタクトレンズを提供することにあ
る。具体的には、不飽和カルボン酸及び分子量の異なる
二種以上のフツ素含有モノマーを必須成分として使用す
ることにより、かたさ及び親水性の向上した高酸素透過
性ハードコンタクトレンズを提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の高酸素透過性ハードコンタクトレンズは、不
飽和カルボン酸５〜30重量％、分子量の異なる少なくと
も二種のフツ素含有モノマー15〜70重量％、シリコーン
含有（メタ）アクリレート10〜50重量％、少なくとも一
種の多官能（メタ）アクリレート１〜15重量％を主成分
とする共重合体よりなるハードコンタクトレンズであ
る。

本発明に使用される不飽和カルボン酸は、材質のかた
さ向上効果と親水性向上効果を兼ね備えたものであり、
アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、フマル酸、
マレイン酸、ケイ皮酸、及びα−フルオロアクリル酸が
これに相当する。特にメタクリル酸が好適であり、その
組成成分量は５〜30重量％、特に10〜25重量％の場合、
かたさ向上と親水性向上効果が顕著であり、重合物の吸
水変化を小さい。

フツ素含有モノマーは、2,2,2−トリフルオロエチル
（メタ）アクリレート、2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフ
ルオロイソプロピル（メタ）アクリレート、2,2,3,3,4,
4,4,8−ペンタフルオロブチル（メタ）アクリレート、
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオロ
オクチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸
のフツ素含有脂肪族アルキルエステル類または2,3,4,5,
6−ペンタフルオロスチレン、ｏ−、ｍ−またはｐ−置
換のモノフルオロスチレンあるいはトリフルオロメチル
スチレンのフツ素置換スチレン類等のフツ素含有モノマ
ーの中から分子量の異なる少なくとも二種類のフツ素含
有モノマーを使用する。本発明構成要件として２種以上
のフツ素含有モノマーの共用を限定した理由は下記の効
果を得るためである。2,2,2−トリフルオロエチル（メ
タ）アクリレートまたは2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフ
ルオロイソプロピル（メタ）アクリレート、2,3,4,5,6
−ペンタフルオロスチレン等の分子量の小さいフツ素含
有モノマーは、重合物の酸素透過性向上効果を持つもの
であるが、フツ素含有長鎖アルキル（メタ）アクリレー
トに比べその効果は小さい。またフツ素含有長鎖アルキ
ル（メタ）アクリレートは組成成分量が増すに従い重合
物に白濁が生じ易く、特にシリコーン含有（メタ）アク
リレートと共用した場合に顕著になる。更に重合物を柔
らかくしてしまい、加工性及び寸法安定性を著しく低下
させる性質がある。従つてフツ素含有（メタ）アクリレ
ートを使用する場合、モノマーの相溶性に特に配慮が必
要になる。本発明者らは、分子量の小さいフツ素含有モ
ノマーは、本発明に用いるコモノマーとの相溶性を良好
にし、更に他のフツ素含有モノマーを共用することによ
り、重合物にかたさを与えることを見出した。即ち、透
明性、酸素透過性向上、かたさ維持のそれぞれの性質を
バランスよく調和のとれたものにするために、二種以上
のフツ素含有モノマーを使用することが有効であること
を見出したのである。

しかして分子量の小さいフツ素含有モノマーと少なく
とも他の一種のフツ素含有モノマーを用いるのが好まし
い。

分子量の小さいフツ素含有モノマーとしては前記した
如く、2,2,2−トリフルオロエチル（メタ）アクリレー
ト、2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフルオロイソプロピル
（メタ）アクリレート、2,3,4,5,6−ペンタフルオロス
チレンが好ましい。尚、本発明においては、これらの分
子量の小さいフツ素含有モノマーのみを、分子量の異な
る少なくとも二種以上のフツ素含有モノマーとして用い
てもよい。本発明において用いるフツ素含有モノマーの
好ましい組合わせは、2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフル
オロイソプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,
6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオロオクチル（メタ）ア
クリレート及び2,3,4,5,6−ペンタフルオロスチレンか
らなる群より選ばれる１種のフッ素含有モノマーと、2,
2,2−トリフルオロエチルメタクリレートを用いる組み
合せである。また他の好ましい組合わせは、2,2,2,2′,
2′,2′−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート
と2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオ
ロオクチルメタクリレートを用いる組み合わせである。
特に2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフルオロイソプロピル
（メタ）アクリレートを用いる態様が好ましく、相溶性
向上、かたさ向上にすぐれた効果がある。

分子量の異なる少なくとも二種のフツ素含有モノマー
の使用量は、15〜70重量％であり、かたさ向上及び高酸
素透過性のために、特に40重量％より大きくかつ60重量
％以下が好ましい。

特に本発明の様に、シリコーン含有（メタ）アクリレ
ートを共用する場合、顕著な効果が現れ、共重合物の分
子間のパツキングが密になる様に働くのではないかと推
定される。更にフツ素化合物の低表面エネルギーは、レ
ンズの耐汚染性付与の効果を合わせ持つものであること
は言うまでもない。

シリコーン含有（メタ）アクリレートは、ペンタメチ
ルジシロキサニルメチル（メタ）アクリレート、トリス
（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）アクリ
レート、３−メタクリロキシプロピルトリス（ビニルジ
メチルシロキシ）シラン、トリメチルシリル（メタ）ア
クリレート、ビス（メタクリロキシプロピル）テトラメ
チルジシロキサン、1,3−ビス（メタクリロキシプロピ
ル）テトラキス（トリメチルシロキシ）ジシロキサン等
が挙げられる。シリコーン含有（メタ）アクリレート
は、酸素透過性向上効果が大きく、本発明要件に必須の
ものであるが、過剰の使用は重合物の軟化及びもろさに
つながるため、必要最低量の使用が好ましい。好適には
フツ素含有モノマーの組成成分量以下が好ましい。具体
的には通常、10〜50重量％である。また本発明の高酸素
透過性ハードコンタクトレンズを得るためには、特にト
リス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メタ）ア
クリレート、ビス（メタクリロキシプロピル）テトラメ
チルジシロキサン、1,3−ビス（メタクリロキシプロピ
ル）テトラキス（トリメチルシロキシ）ジシロキサンが
好適である。

多官能（メタ）アクリレートは、エチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アク
リレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレ
ート、グリセリルジ（メタ）アクリレート等である。多
官能（メタ）アクリレートは本発明のかたさ向上に効果
がある。組成成分としては１〜15重量％が好ましく、特
にグリセリルジ（メタ）アクリレートが好ましい。

本発明においては、上記した成分以外に、メチルメタ
クリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等
の、通常本業界で使用する汎用モノマー成分を添加して
もよい。

本発明は以上の各成分を混合した後、重合開始剤0.1
〜１重量％添加混合し、これを金属、ガラス、プラスチ
ツク等の注型用容器に注入、密閉した後水浴中あるいは
熱風乾燥器中で40〜60℃で加熱重合し、更に90〜110℃
で重合を完結させる。重合物を室温まで冷却後容器から
取り出し、通常の機械加工及び研磨を行ないコンタクト
レンズに仕上げる。本発明の重合物を得るために行なう
重合は、上記加熱重合に限らず、紫外線重合等も可能で
ある。また直接レンズ形状に成形する注型重合を行なう
こともできる。

以上に詳述したごとき成分からなる共重合体は、通
常、酸素透過係数が15〜70×10^-10CC（STP）cm/cm²・se
c・cmHgであり、酸素透過性に優れたものである。

＜実施例＞ 以下に実施例を示し本発明を説明する。本発明の実施
にあたり、通常本業界で使用するメチルメタクリレート
あるいは２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の汎用
モノマー成分の添加により諸物性を調節することは差支
えない。

実施例１ メタクリル酸15重量部、2,2,2−トリフルオロエチル
メタクリレート35重量部、2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサ
フルオロイソプロピルメタクリレート15重量部、トリス
（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタアクリレー
ト15重量部、メチルメタクリレート15重量部、グリセリ
ルジメタクリレート５重量部の混合物に重合開始剤とし
てラウロイルパーオキサイド0.25重量部を添加混合した
液をプラスチツク製円筒容器に注入後密封し、恒温水槽
中50℃で40時間加熱重合し、更に熱風乾燥器中で50℃か
ら90℃まで10時間昇温加熱重合させ、90℃で10時間保持
し重合を完結させた。次に重合物を室温まで冷却した後
型から取り出して、通常の機械加工、研磨によりコンタ
クトレンズを作製した。装用テストの結果は良好であつ
た。

コンタクトレンズとは別に重合物から試験片を作製
し、酸素透過係数を測定した結果、15×10^-10CC（STP）
・cm/cm²・sec・cmHgであつた。またシヨア硬度H_DDは89
を示し、PMMA（比較例1:90）に近い非常に硬質な酸素透
過性ハードコンタクトレンズ材料であることがわかつ
た。水漏れ性を示す水の接触角は68゜であり良好であつ
た。

実施例及び以下に示す比較例における物性値は下記の
方法で測定した。

（酸素透過係数） 理科精機工業（株）製、製科研式フイルム酸素透過率
計を使用し、直径15mm、厚さ0.2mmの円板状試験片を35
℃、生理食塩水中にて測定した。

（かたさH_DD） ツビツク社製、シヨア式デユロメーター硬さ試験機を
使用し、直径15mm、厚さ3mmの試験片を測定した。

（親水性接触角） 直径15mm、厚さ1mmの円板を72時間時間水中浸漬後、
表面の水分を拭き取り、エルマ光学製エルマ接触角測定
機を用い、空気中液滴法で測定した。液滴滴下後１分後
の接触角で表示した。

実施例２〜11 実施例１と同様の手法により重合物を得た。酸素透過
係数、かたさ及び接触角を測定した結果、表−１に示す
通り高酸素透過性で、かたさ及び親水性にすぐれたもの
であつた。また透明性も良好であつた。いずれも通常の
レンズ加工を行ない、装用テストを行ない、良好な結果
が得られた。結果は表−１に示す。

＜発明の効果＞ 以上の通り、本発明の高酸素透過性ハードコンタクト
レンズは、高酸素透過性を有するばかりでなく、通常酸
素透過性向上に伴なつて生ずるかたさの低下、水濡れ性
の低下を来たすことなく、実用上極めて有用である。ま
た、高酸素透過性によつて角膜への酸素供給が十分行な
えるため、安全性が向上し角膜の正常な代謝を防げず、
連続装用も期待できる。一方、かたさの向上により、耐
久性が増し、長時間の装用が可能となることから経済的
価値も大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−194014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−28127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−19918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−214882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−165617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−123424（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不飽和カルボン酸５〜30重量％、分子量の
   異なる少なくとも二種のフッ素モノマーが40重量％より
   大きく、かつ60重量％以下、シリコーン含有（メタ）ア
   クリレート10〜50重量％、少なくとも一種の多官能（メ
   タ）アクリレート１〜15重量％を主成分とする共重合体
   よりなる高酸素透過性ハードコンタクトレンズであっ
   て、 前記分子量の異なる少なくとも二種のフッ素含有モノマ
   ーは、2,2,2,2′,2′,2′−ヘキサフルオロイソプロピ
   ルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−
   ペンタデカフルオロオクチル（メタ）アクリレート及び
   2,3,4,5,6−ペンタフルオロスチレンからなる群より選
   ばれる１種のフッ素含有モノマーと、2,2,2−トリフル
   オロエチルメタクリレートとの組み合せ、若しくは2,2,
   2,2′,2′,2′−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリ
   レートと2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカ
   フルオロオクチルメタクリレートの組み合せであること
   を特徴とする高酸素透過性ハードコンタクトレンズ。
2. 【請求項２】不飽和カルボン酸がアクリル酸、メタクリ
   ル酸、イタコン酸、フマル酸、マイレン酸、ケイ皮酸、
   及びα−フルオロアクリル酸より選ばれたモノマーであ
   る特許請求の範囲第１項記載の高酸素透過性ハードコン
   タクトレンズ。
3. 【請求項３】シリコーン含有（メタ）アクリレートがペ
   ンタメチルジシロキサニルメチル（メタ）アクリレー
   ト、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル（メ
   タ）アクリレート、３−メタクリロキシプロピルトリス
   （ビニルジメチルシロキシ）シラン、トリメチルシリル
   （メタ）アクリレート、フェニルジメチルシリルメチル
   （メタ）アクリレート、ビス（メタクリロキシプロピ
   ル）テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス（メタクリ
   ロキシプロピル）テトラキス（トリメチルシロキシ）ジ
   シロキサンより選ばれたモノマーである特許請求の範囲
   第１項〜第２項のいずれか１項記載の高酸素透過性ハー
   ドコンタクトレンズ。
4. 【請求項４】多官能（メタ）アクリレートがエチレング
   リコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコ
   ールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコー
   ルジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ
   （メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）
   アクリレート、グリセリルジ（メタ）アクリレート、ト
   リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペン
   タエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートより選ば
   れたモノマーである特許請求の範囲第１項〜第３項のい
   ずれか１項記載の高酸素透過性ハードコンタクトレン
   ズ。