JP2565036B2 - プラスチック成形品およびその製造方法 - Google Patents

プラスチック成形品およびその製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケイ素原子を含有する
プラスチック成形品およびプラスチック成形品の製造方
法に関し、水濡れ性に優れたプラスチック成形品とし
て、例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズなどに好適
に用いられる。
【0002】
【従来の技術】近年種々のケイ素を含有するプラスチッ
ク成形品が開発されている。しかし、ケイ素を含有する
プラスチック成形品は、水濡れ性が不十分であり、水濡
れ性の向上が望まれてきた。そこで、例えば、ケイ素を
含有するプラスチック成形品の1種であるコンタクトレ
ンズの表面に水濡れ性を付与する手段の例として、米国
特許第4,214,014号明細書には、酸素雰囲気中
でプラズマ処理を施してコンタクトレンズに親水性を付
与する方法が開示されている。しかしながら、かかる方
法を採用した場合には、酸素ガスによってコンタクトレ
ンズの材質が劣化するという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解消しようとするものであり、プラスチック本来の物性
を維持しつつ、表面の水濡れ性が改善されたプラスチッ
ク成形品およびその製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために下記の構成を有する。
【0005】「(1) ケイ素を含有するプラスチック成形
品において、表層部1mμ以内における炭素原子数に対
するケイ素原子数比が、内部における炭素原子数に対す
るケイ素原子数比の99%以下であることを特徴するプ
ラスチック成形品。
【0006】(2) ケイ素を含有するプラスチック成形品
フレオンガスの雰囲気下でプラズマ処理することを
徴とするプラスチック成形品の製造方法。」 本発明においてケイ素を含有するプラスチック成形品と
は、ポリマの主鎖および/または側鎖にケイ素を含有し
ていればよく、例えば、シロキサン結合や、トリメチ
シロキシシリル基などの有機シラン基を含有するポリマ
を主成分としてなる成形品である。かかるポリマの具体
例としては、トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロ
ピルメタクリレート、両末端に二重結合を持ったポリジ
メチルシロキサン、シリコーン含有(メタ)アクリレー
トなどを用いたホモポリマ、あるいはこれらのモノマと
他のモノマとのコポリマなどが挙げられる。共重合可能
なモノマとしては、(メタ)アクリルモノマ、芳香族ビ
ニルモノマ、ヘテロ環ビニルモノマなどの単官能モノ
マ、あるいは、ジ−、トリ−、テトラ−(メタ)アクリ
ルモノマ、芳香族ジビニルモノマ、芳香族ジアリルモノ
マなどの多官能モノマなどが挙げられる。(メタ)アク
リルモノマとしては、メチル(メタ)アクリレート、エ
チル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレー
ト、などのアルキル(メタ)アクリレート類、(メタ)
アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキ
シアルキル(メタ)アクリレート類、トリフロロエチル
(メタ)アクリレート、テトラフロロエチル(メタ)ア
クリレートなどのハロゲン化アルキル(メタ)アクリレ
ート類、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのシ
クロアルキル(メタ)アクリレート類などが例として挙
げられる。中でも、メチルメタクリレーを用いると耐熱
性、強度を付与することができ、また、フロロアルキル
(メタ)アクリレートを用いると、酸素ガス透過性と強
度の両機能を満足するポリマとすることができる点から
好ましい。また、芳香族ビニルモノマとしては、ビニル
ベンゼン、ビニルナフタレン、ビニルエチルベンゼンな
どの例を挙げることができる。さらに、ヘテロ環ビニル
モノマとしては、ビニルガルバゾール、マレイミド、無
水マレイン酸などの例を挙げることができる。
【0007】次に共重合可能な多官能モノマについて説
明する。ジ(メタ)アクリルモノマの例としては、エチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ビスヒェノールAジ
(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジ(メ
タ)アクリレート、およびそのウレタン変性体プロピレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、フォスファゼン
(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0008】トリ(メタ)アクリルモノマとしては、ト
リメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリ
セロール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール
(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メ
タ)アクリレート、ソルビトール(メタ)アクリレー
ト、フォスファゼントリ(メタ)アクリレートなどの例
が挙げられる。テトラ(メタ)アクリルモノマとして
は、テトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ
(メタ)アクリレートなどが挙げられる。芳香族ジビニ
ル化合物としては、o−,m−,p−のジビニルベンゼ
ンなどが、また、芳香族ジアリル化合物の例としては、
o−,m−,p−のジアリルフタレートなどが挙げられ
る。その他の多官能モノマの例として、ビスマレイミ
ド、アリル(メタ)アクリレートなども挙げることがで
きる。共重合性、透明性などの点から、ジ−、トリ−、
テトラ−、(メタ)アクリレートモノマが好ましい。な
かでも、強度の点からトリ(メタ)アクリレートが最も
好ましい。
【0009】成形品は、透明であっても不透明であって
もよいが、前述の本発明で用いられるケイ素を含有する
ポリマは、酸素ガス透過性に優れることから、光学材料
などに適用するこどか好ましく、透明性を付与したもの
が好ましい。また、ケイ素原子の存在は、ポリマ全体に
均一であっても、いわゆるミクロ相分離構造を有する不
均一系であってもよい。とくに、ポリマの強度と酸素ガ
ス透過性のバランスが良好となることから不均一系がと
くに好ましい。不均一系の島成分の径は、透明性の点か
ら100mμ以上、1000mμ以下の範囲が好まし
い。100mμ未満の場合には、酸素ガス透過性と強度
のバランスが不良となる傾向にあり、また1000mμ
を越えると成形品が濁り、透明性が低下する傾向があ
る。島成分の形状は球状、楕円状、針状、角状など種々
の形状を取り得るが、ここで径とは、最も長い径を意味
し、その測定方法としては、透過電子顕微鏡によって観
察することが可能である。
【0010】本発明においては、表層部1mμ以内にお
ける炭素原子数に対するケイ素原子数比が、内部におけ
る炭素原子数に対するケイ素原子数比の99%以下であ
ることが必要である。さらには、95%以下、さらには
92%以下であることが好ましい。99%を越えると水
濡れ性についての表面特性が改良されない。
【0011】本発明でいうところのケイ素原子数の測定
は、X線光電子分光法にて行われるものである。
【0012】本発明においては、表層部の炭素原子数に
対するケイ素原子数比を内部の同比の99%以下とする
方法としては、フレオンガスを用いてプラズマ処理する
方法が用いられる。中でも、低温プラズマ処理法が好ま
しい。
【0013】さらに、その効果を大とするためには、第
一回目にフレオンガス雰囲気下においてプラズマ処理
し、続いて第二回目にフレオンガスまたは別のガスを用
いてプラズマ処理することが好ましい。レオンとはC
4 ガスを意味し、特に長時間プラスチック成形品表面
に処理を施してもレンズの材質を劣化させないので好適
である。前記ガス雰囲気の圧力は、通常0.01〜5.
0torrの範囲内であることが好ましい。プラズマ処理す
る雰囲気下において少量の酸素、窒素、他のフッ化炭素
化合物などを含んでいても問題はない。
【0014】前記プラズマ処理を施すための装置として
は、高周波、低周波などの発振器を備えた真空チャンバ
ーを用いることが好ましい。中でも、高周波による処理
は、効果が著しく、通常は、13.56MHz のものが
用いられる。また、出力としては、装置の大きさ、被処
理成形品によって適宜選択されるものであるが、通常は
10〜500Wで行われる。処理時間についても同様で
あるが、通常は10〜20分程度で十分な効果が得られ
る。本発明はこれらの条件によって限定されるものでは
ない。
【0015】本発明のプラスチック成形品の製造方法と
して、最も好ましい低温プラズマ装置についてさらに詳
細に説明すると、例えば、導入口および所定の減圧状態
に排気するための排気手段を有する減圧容器を用い、陽
陰両極にプラスチック成形品を配置し、所定の減圧状態
に保持した後、陽陰両極でフレオンガスを放電させてプ
ラズマ状態をつくり、成形品をプラズマ処理することに
より行われる。
【0016】本発明において、プラズマ処理する前のプ
ラスチック成形品の製造方法としては、キャスト重合、
射出成形、押し出し成形など特に限定することなく用い
るこができる。とくにプラスチックが3次元架橋を有す
る場合には、キャスト重合が好ましく用いられる。所定
の形状を得るためには、適当なモールドを用いて、成形
と同時に所望の形状を形成せしめることも可能である
が、コンタクトレンズなどのように多種の形状を作成す
る必要がある場合には、まず平板状成形品を作成した
後、切削、研磨法などを用いることも有用な方法であ
る。本発明によって、得られる成形品は、表面のケイ素
原子が内部に比べて少ないことから、表面の水濡れ性が
著しく向上する。すなわち、親水性表面を有し、かつ、
内部のケイ素原子による酸素ガス透過性を損なわないこ
とから、コンタクトレンズや眼内レンズなどへの応用が
好ましい。
【0017】つぎに本発明を実施例に基づいて、さらに
詳しく説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定
されるものではない。
【0018】実施例1 両末端に二重結合を有するポリジメチルシロキサン45
重量部、トリフルオロエチルメタクリレート47.5重
量部、メタクリル酸3重量部、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート4.5重量部を均一に混合し、これ
にアゾビスイソブチロニトリル0.05重量部、アゾビ
スシクロヘキサンカルボニトリル0.15重量部を添加
した後、試験管に封入して、60℃から110℃まで2
4時間かけて昇温させた後、110℃にて4時間保持し
重合体を得た。これから厚さ約5mmの円板状を切り出し
両面を研磨した。この円板を高周波発振周波数13.5
6MHz ,高周波出力50w,ガス雰囲気1.0torrの
条件下で、フレオンを用いてプラズマ処理を行った。
【0019】その結果得られた試料の表層部のケイ素原
子/炭素原子比は、0.195であった。一方内部のケ
イ素原子/炭素原子比は、0.214であり表面におけ
るケイ素原子/炭素原子比は、内部の同比の91.1%
であった。このプラズマ処理した試料の接触角は8°で
あり、一方未処理の試料の接触角は、31°であって水
濡れ性が極めて良好であった。また硬度については、処
理、未処理とも差はみられなかった。
【0020】
【0021】実施例1結果より、本発明によって得ら
れるケイ素を含有するプラスチック成形品は、プラスチ
ック成形品の硬度・硬質性を低下させることなく、その
表面に親水性を付与しうることが分かる。
【0022】
【発明の効果】本発明により、硬度、硬質性、透明性な
どの諸性能を維持しつつ、その表面に優れた親水性を有
するプラスチック成形品を得ることができる。とくに、
ガス透過性に優れた、コンタクトレンズの表面に十分な
水濡れ性を付与することができる。
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 G02B 1/04 G02B 1/04

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケイ素を含有するプラスチック成形品にお
    いて、表層部1mμ以内における炭素原子数に対するケ
    イ素原子数比が、内部における炭素原子数に対するケイ
    素原子数比の99%以下であることを特徴するプラスチ
    ック成形品。
  2. 【請求項2】表層部1mμ以内における炭素原子数に対
    するケイ素原子数比が、内部における炭素原子数に対す
    るケイ素原子数比の95%以下であることを特徴とする
    請求項1記載のプラスチック成形品。
  3. 【請求項3】表層部1mμ以内における炭素原子数に対
    するケイ素原子数比が、内部における炭素原子数に対す
    るケイ素原子数比の92%以下であることを特徴とする
    請求項1記載のプラスチック成形品。
  4. 【請求項4】ケイ素がシロキサン結合によりプラスチッ
    ク成形品に含有されていることを特徴とする請求項1記
    載のプラスチック成形品。
  5. 【請求項5】ケイ素を含有するプラスチック成形品が、
    ガス透過硬質コンタクトレンズであることを特徴とする
    請求項1記載のプラスチック成形品。
  6. 【請求項6】ケイ素を含有するプラスチック成形品を
    レオンガスの雰囲気下でプラズマ処理することを特徴と
    するプラスチック成形品の製造方法。
  7. 【請求項7】プラスチック成形品が、ガス透過硬質コン
    タクトレンズであることを特徴とする請求項6記載のプ
    ラスチック成形品の製造方法。
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