JP4980573B2 - Transparent gel and ophthalmic lens material comprising the same - Google Patents
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Description
本発明は、特定のポリイミドシリコーン樹脂と、親水性モノマーを重合した親水性ポリマーの相互網目構造を有する透明ゲル、とくに細胞や臓器などの培養基材、保存に利用するための容器および眼用レンズ材料(たとえば、コンタクトレンズ(以下、「CL」と略記)材料、眼内レンズ材料、角膜インレー材料など)に関する。 The present invention relates to a transparent gel having a mutual network structure of a specific polyimide silicone resin and a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer, particularly a culture substrate for cells and organs, a container for use in storage, and an ophthalmic lens. The present invention relates to materials (for example, contact lens (hereinafter abbreviated as “CL”) materials, intraocular lens materials, corneal inlay materials, etc.).
従来より、CLの材料として、ポリジメチルシロキサンの両末端に重合性基を導入したマクロモノマーが使用されてきた。しかし、マクロモノマーは合成が煩雑であり、分子量の制御や重合性基の導入率に課題があり、さらには、架橋剤として機能することから好ましい物性を得る上で制約があった。また、高分子量であるので、その重合性も確実なものではなく、場合によっては安定した重合が達成されないという問題も指摘されている。 Conventionally, as a material for CL, a macromonomer having a polymerizable group introduced at both ends of polydimethylsiloxane has been used. However, the synthesis of the macromonomer is complicated, and there are problems in the control of the molecular weight and the rate of introduction of the polymerizable group. Further, since the macromonomer functions as a crosslinking agent, there are limitations in obtaining preferable physical properties. In addition, since it has a high molecular weight, its polymerizability is not assured, and in some cases, a problem that stable polymerization cannot be achieved has been pointed out.
重合性基を有しないシリコーン樹脂として、特許文献1には、耐熱性、機械的強度、耐溶剤性などに優れるポリイミドシリコーン樹脂が記載されている。しかし、この樹脂については、CLとして利用するために必要とされる酸素透過性や含水性などの特性については検討されておらず、また、これらの材料はそれ自体が硬く透明ゲルではないので、培養基材や眼用レンズ材料としては不向きであった。さらに、ここでは、半導体装置中のカラーフィルターや発光ダイオード、レーザーダイオードの保護膜、液晶配光膜、液晶表示装置などに用いることのみが記載されており、この樹脂をCL材料などの眼用レンズ材料に利用することは想定されていなかった。 As a silicone resin having no polymerizable group, Patent Document 1 describes a polyimide silicone resin having excellent heat resistance, mechanical strength, solvent resistance, and the like. However, for this resin, properties such as oxygen permeability and water content required for use as CL have not been studied, and since these materials are not hard and transparent gels themselves, It was not suitable as a culture substrate or ophthalmic lens material. Furthermore, it is described here only for use in color filters, light emitting diodes, laser diode protective films, liquid crystal light distribution films, liquid crystal display devices, etc. in semiconductor devices, and this resin is used for ophthalmic lenses such as CL materials. It was not supposed to be used as a material.
また、眼用レンズの別の材料として、親水性モノマーを重合して得られる親水性ポリマーがある。特許文献2には、CLや細胞培養基材に用いることができる透明性に優れるポリビニルアルコールハイドロゲルが記載されている。しかし、このハイドロゲルは、ポリビニルアルコールをホルマール化した後に放射線を照射することで得られるものであって、酸素透過性や形状保持性などの特性については検討されておらず、このゲルから満足のいく眼用レンズ材料を得ることはできなかった。 Another material for ophthalmic lenses is a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer. Patent Document 2 describes a polyvinyl alcohol hydrogel excellent in transparency that can be used for CL or a cell culture substrate. However, this hydrogel is obtained by irradiating radiation after formalizing polyvinyl alcohol, and properties such as oxygen permeability and shape retention have not been studied. I couldn't get any ophthalmic lens material.
これ以外にも、ゲル強度を向上させるために、親水性モノマーにポリマー、とくにポリアクリレートを添加して重合する方法が知られている。しかし、ここで、ポリマーとして、たとえば、前記ポリジメチルシロキサンを用いると、シリコーン特有のべたつきが生じるという問題があり、ポリイミドを用いた場合には、強度は向上するが所望のガス透過性は得られないという問題があった。また、添加量を増やすと、透明性が確保できず、レンズ材料としては不向きであった。 In addition to this, in order to improve gel strength, a method of polymerizing by adding a polymer, particularly polyacrylate, to a hydrophilic monomer is known. However, when the polydimethylsiloxane is used as the polymer, for example, there is a problem that the stickiness peculiar to silicone occurs. When polyimide is used, the strength is improved but the desired gas permeability is obtained. There was no problem. Further, when the addition amount is increased, transparency cannot be ensured and it is not suitable as a lens material.
特許文献3には、親水性ポリマーとポリイミド樹脂からなる眼用レンズ材料、すなわち、ポリイミド樹脂と窒素原子含有モノマーを含有してなる重合成分を重合して得られた共重合体からなる眼用レンズ材料が記載されている。しかし、ここに記載のポリイミド樹脂を用いて眼用レンズ材料を製造すると材料に色が付くため、透明性に劣るものとなっていた。また、酸素透過性についても検討されていなかった。そのため、満足のいく眼用レンズ材料を得るためには、透明性や酸素透過性についてさらなる改良が必要であった。 Patent Document 3 discloses an ophthalmic lens material comprising a hydrophilic polymer and a polyimide resin, that is, an ophthalmic lens comprising a copolymer obtained by polymerizing a polymerization component comprising a polyimide resin and a nitrogen atom-containing monomer. The materials are listed. However, when an ophthalmic lens material is produced using the polyimide resin described herein, the material is colored, and thus the transparency is poor. Further, oxygen permeability has not been studied. Therefore, in order to obtain a satisfactory ophthalmic lens material, further improvements in transparency and oxygen permeability were required.
本発明は、合成および精製が容易であるポリイミドシリコーン樹脂と、親水性モノマーを重合した親水性ポリマーからなり、ゲル強度、透明性、酸素透過性、屈折率などの特性に優れる、細胞や臓器などの培養基材、保存に利用するための容器および眼用レンズ材料などに用いることができる透明ゲルを提供することを目的とする。 The present invention comprises a polyimide silicone resin that is easy to synthesize and purify, and a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer, and has excellent properties such as gel strength, transparency, oxygen permeability, and refractive index, cells, organs, etc. It is an object of the present invention to provide a transparent gel that can be used as a culture substrate, a container for use in storage, and an ophthalmic lens material.
前記の課題を解決するために鋭意研究した結果、特定のポリイミドシリコーン樹脂と親水性モノマーを重合した親水性ポリマーからなり、該ポリイミドシリコーン樹脂と親水性ポリマーの相互網目構造を有する透明ゲルが、ゲル強度、透明性、酸素透過性、屈折率などに優れることを見出し、本発明に至った。 As a result of diligent research to solve the above problems, a transparent gel comprising a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a specific polyimide silicone resin and a hydrophilic monomer, and having a mutual network structure of the polyimide silicone resin and the hydrophilic polymer is a gel. The present inventors have found that it is excellent in strength, transparency, oxygen permeability, refractive index, and the like, and have reached the present invention.
すなわち、本発明は、以下の一般式(1)で表される構造単位を有し、有機溶剤に可溶である透明ポリイミドシリコーン樹脂と、親水性モノマーを重合した親水性ポリマーからなり、該透明ポリイミドシリコーン樹脂と親水性ポリマーの相互網目構造を有する透明ゲルに関する。 That is, the present invention comprises a transparent polyimide silicone resin having a structural unit represented by the following general formula (1) and soluble in an organic solvent, and a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer. The present invention relates to a transparent gel having a mutual network structure of a polyimide silicone resin and a hydrophilic polymer.
[式中、Xは炭素数4個以上の4価の有機基であって、複数個の−CO−基がXの1つの炭素原子に結合していることはなく、Zは一般式(2)で表されるジアミン残基である [Wherein X is a tetravalent organic group having 4 or more carbon atoms, and a plurality of —CO— groups are not bonded to one carbon atom of X, and Z is represented by the general formula (2 Is a diamine residue represented by
(式中のR9〜R12は炭素数1〜8の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、これらは同一でも異なっていてもよい。またaは1〜100の整数である)]
前記一般式(1)中のXは
(In the formula, R 9 to R 12 are substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, and these may be the same or different. A is an integer of 1 to 100. )]
X in the general formula (1) is
であることが好ましい。 It is preferable that
前記透明ポリイミドシリコーン樹脂に以下の一般式(3)で表される構造単位がさらに含まれることがより好ましい。 More preferably, the transparent polyimide silicone resin further contains a structural unit represented by the following general formula (3).
[式中、Xは炭素数4個以上の4価の有機基であって、複数個の−CO−基がXの1つの炭素原子に結合していることはなく、Yは一般式(4)、一般式(5)または一般式(6)で表されるジアミン残基から選ばれる1種以上である [In the formula, X is a tetravalent organic group having 4 or more carbon atoms, and a plurality of —CO— groups are not bonded to one carbon atom of X; ), One or more selected from diamine residues represented by general formula (5) or general formula (6)
(式中、R1〜R6は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、これらは同一でも異なってもよい) (Wherein R 1 to R 6 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may be the same or different)
(式中、R7およびR8は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、これらは同一でも異なってもよい) (Wherein R 7 and R 8 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may be the same or different)
前記一般式(3)中のXは X in the general formula (3) is
であることがさらに好ましい。 More preferably.
全ジアミン残基に対して、前記一般式(2)で表されるジアミン残基が5〜95モル%であり、前記一般式(4)、一般式(5)または一般式(6)で表されるジアミン残基が5〜95モル%であることが好ましい。 The diamine residue represented by the general formula (2) is 5 to 95 mol% with respect to all diamine residues, and is represented by the general formula (4), the general formula (5), or the general formula (6). It is preferable that the diamine residue is 5 to 95 mol%.
前記親水性モノマーは窒素原子含有モノマーであることが好ましい。 The hydrophilic monomer is preferably a nitrogen atom-containing monomer.
前記窒素原子含有モノマーは、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミドおよび/またはN−メチル−3−メチリデンピロリドンであることがより好ましい。 The nitrogen atom-containing monomer is more preferably N-vinylpyrrolidone, N, N-dimethylacrylamide and / or N-methyl-3-methylidenepyrrolidone.
前記一般式(2)中のaは5〜80であることが好ましい。 A in the general formula (2) is preferably 5 to 80.
前記透明ポリイミドシリコーン樹脂:親水性ポリマーの割合は、重量比で10:90〜40:60であることがより好ましい。 As for the ratio of the said transparent polyimide silicone resin: hydrophilic polymer, it is more preferable that it is 10: 90-40: 60 by weight ratio.
本発明はまた、前記一般式(1)で表される構造単位を有し、有機溶剤に可溶である透明ポリイミドシリコーン樹脂を、親水性モノマー溶液に溶解した後に親水性モノマーを重合する工程を含む透明ゲルの製造方法に関する。 The present invention also includes a step of polymerizing a hydrophilic monomer after dissolving a transparent polyimide silicone resin having a structural unit represented by the general formula (1) and soluble in an organic solvent in a hydrophilic monomer solution. It is related with the manufacturing method of the transparent gel containing.
前記製造方法において、透明ポリイミドシリコーン樹脂に、前記一般式(3)で表される構造単位がさらに含まれることが好ましい。 In the said manufacturing method, it is preferable that the structural unit represented by the said General formula (3) is further contained in transparent polyimide silicone resin.
前記製造方法において、前記透明ポリイミドシリコーン樹脂を親水性モノマー溶液に溶解させる際に、さらに架橋剤を加える工程を含むことが好ましく、架橋剤としては、アリルメタクリレートまたはジエチレングリコールジアリルエーテルであることがより好ましい。架橋剤の配合量としては、全混合物中0.1〜10重量%であることが好ましい。 In the manufacturing method, when the transparent polyimide silicone resin is dissolved in the hydrophilic monomer solution, it is preferable to further include a step of adding a crosslinking agent, and the crosslinking agent is more preferably allyl methacrylate or diethylene glycol diallyl ether. . As a compounding quantity of a crosslinking agent, it is preferable that it is 0.1 to 10 weight% in all the mixtures.
前記重合は型内で行われることが好ましい。 The polymerization is preferably performed in a mold.
本発明はさらに、前記透明ゲルからなる眼用レンズ材料に関する。 The present invention further relates to an ophthalmic lens material comprising the transparent gel.
本発明によれば、特定のポリイミドシリコーン樹脂と、親水性モノマーを重合した親水性ポリマーの相互網目構造を有する、ゲル強度、透明性、酸素透過性、屈折率などの特性に優れる透明ゲルが得られる。また、この透明ゲルは紫外線吸収能にも優れるので、CLや眼内レンズをはじめ、さまざまな眼用レンズ材料として使用することができる。 According to the present invention, a transparent gel having a mutual network structure of a specific polyimide silicone resin and a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer and having excellent properties such as gel strength, transparency, oxygen permeability, and refractive index is obtained. It is done. Moreover, since this transparent gel is excellent also in the ultraviolet absorptivity, it can be used as various ophthalmic lens materials including CL and intraocular lenses.
本発明において用いられるポリイミドシリコーン樹脂は合成および精製が容易であり、分子量制御の点でも優れる。また、重合性基を有しないため、樹脂型内で重合(モールド重合)する際の重合収縮を抑え、形状精度を向上させることができる。ソフトセグメント(シリコーン成分)とハードセグメントの比や、ソフトセグメントの長さやハードセグメントの構造、コポリマーの分子量などを調節することによってガス透過性、ゲル強度などを所望の程度とすることができる。さらに、レンズ表面の粘着性が抑制されるので、眼用レンズ材料として用いる場合、角膜への吸着を回避することができる。 The polyimide silicone resin used in the present invention is easily synthesized and purified, and is excellent in terms of molecular weight control. Moreover, since it does not have a polymerizable group, it is possible to suppress polymerization shrinkage during polymerization (mold polymerization) in a resin mold and improve shape accuracy. By adjusting the ratio between the soft segment (silicone component) and the hard segment, the length of the soft segment, the structure of the hard segment, the molecular weight of the copolymer, etc., the gas permeability, gel strength, and the like can be set to desired levels. Furthermore, since the adhesiveness of the lens surface is suppressed, when used as an ophthalmic lens material, adsorption to the cornea can be avoided.
本発明の透明ゲルは、特定のポリイミドシリコーン樹脂と、親水性モノマーを重合した親水性ポリマーからなり、該ポリイミドシリコーン樹脂と親水性ポリマーの相互網目(IPN)構造を有している。 The transparent gel of the present invention comprises a specific polyimide silicone resin and a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer, and has an inter-network (IPN) structure of the polyimide silicone resin and the hydrophilic polymer.
本発明において「透明」とは可視光線透過率(%T)が80%以上であることをいう。 In the present invention, “transparent” means that the visible light transmittance (% T) is 80% or more.
本発明で用いられるポリイミドシリコーン樹脂は、以下の一般式(1)で表される構造単位を含有する。 The polyimide silicone resin used in the present invention contains a structural unit represented by the following general formula (1).
[式中、Xは炭素数4個以上の4価の有機基であって、複数個の−CO−基がXの1つの炭素原子に結合していることはなく、Zは一般式(2)で表されるジアミン残基である [Wherein X is a tetravalent organic group having 4 or more carbon atoms, and a plurality of —CO— groups are not bonded to one carbon atom of X, and Z is represented by the general formula (2 Is a diamine residue represented by
(式中のR9〜R12は炭素数1〜8の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、これらは同一でも異なっていてもよい。またaは1〜100の整数である)] (In the formula, R 9 to R 12 are substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, and these may be the same or different. A is an integer of 1 to 100. )]
本発明においては、また、前記透明ポリイミドシリコーン樹脂に、以下の一般式(3)で表される構造単位がさらに含まれることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the transparent polyimide silicone resin further includes a structural unit represented by the following general formula (3).
[式中、Xは炭素数4個以上の4価の有機基であって、複数個の−CO−基がXの1つの炭素原子に結合していることはなく、Yは一般式(4)、一般式(5)または一般式(6)で表されるジアミン残基から選ばれる1種以上である [In the formula, X is a tetravalent organic group having 4 or more carbon atoms, and a plurality of —CO— groups are not bonded to one carbon atom of X; ), One or more selected from diamine residues represented by general formula (5) or general formula (6)
(式中、R1〜R6は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、これらは同一でも異なってもよい) (Wherein R 1 to R 6 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may be the same or different)
(式中、R7およびR8は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、これらは同一でも異なってもよい) (Wherein R 7 and R 8 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may be the same or different)
本発明において使用されるポリイミドシリコーン樹脂は、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の反応生成物であって、反応生成物の構造中に熱硬化性基が含まれること、有機溶剤に可溶であること、および透明であることを特徴としている。 The polyimide silicone resin used in the present invention is a reaction product of a diamine and a tetracarboxylic dianhydride, and includes a thermosetting group in the structure of the reaction product and is soluble in an organic solvent. It is characterized by being transparent.
熱硬化性基としてはカルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、水酸基などが一般的に知られているが、ポリイミドの製造工程を考慮するとカルボキシル基およびアミノ基と容易に反応しない点でフェノール基が好ましい。 As the thermosetting group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, a hydroxyl group, etc. are generally known, but a phenol group is preferable in that it does not easily react with a carboxyl group and an amino group in consideration of the production process of polyimide. .
ポリイミドシリコーン樹脂の原料であるジアミンについて説明する。 A diamine that is a raw material of the polyimide silicone resin will be described.
本発明においては、ジアミン残基としてジアミノシロキサン残基を含有するジアミンを使用することを特徴としている。ジアミノシロキサン残基としては、たとえば、一般式(2)で表されるものがあげられる。 In the present invention, a diamine containing a diaminosiloxane residue is used as the diamine residue. Examples of the diaminosiloxane residue include those represented by the general formula (2).
(式中のR9〜R12は非置換または置換の炭素原子数1〜8の1価炭化水素基、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基、キシリル基などのアリール基、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−クロロプロピル基などのハロゲン化アルキル基、2−(トリメトキシシリル)エチル基などのトリアルコキシシリル化アルキル基などの他、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基などのアリーロキシ基、シアノ基などをあげることができる。なかでも、メチル基、エチル基またはフェニル基が好ましい。また、aは1〜100の整数である。前記一般式(2)のaが100を超えると、透明ポリイミドシリコーン樹脂の粘度が上昇し、取り扱いにくくなり、透明ゲルを製造するのが困難となる。また、0であると、透明ゲルの剛直性が過度に増加したり、酸素透過性が低下する。透明ゲルの製造のしやすさや、透明ゲルの剛直性、酸素透過性の点から、aは5〜80が好ましく、10〜20がさらに好ましい。) (In the formula, R 9 to R 12 are unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, etc. alkyl groups such as Group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, aryl group such as phenyl group and xylyl group, aralkyl group such as benzyl group and phenethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 3-chloropropyl group, etc. In addition to trialkoxysilylated alkyl groups such as 2- (trimethoxysilyl) ethyl groups, alkoxy groups such as methoxy groups, ethoxy groups, and propoxy groups, aryloxy groups such as phenoxy groups, cyano groups, etc. Of these, a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group is preferable, and a is 1 to 1. It is an integer of 00. When a in the general formula (2) exceeds 100, the viscosity of the transparent polyimide silicone resin increases, it becomes difficult to handle, and it becomes difficult to produce a transparent gel. From the viewpoint of ease of production of the transparent gel, rigidity of the transparent gel, and oxygen permeability, a is preferably from 5 to 80. 10 to 20 are more preferable.)
ジアミノシロキサン残基は、全ジアミン残基中、好ましくは5〜100モル%含まれる。より好ましくは5〜95モル%、さらに好ましくは50〜95モル%、もっとも好ましくは60〜90モル%である。5モル%未満であると、透明ゲルの剛直性が過度に増加し、また酸素透過性が低下する傾向がある。 The diaminosiloxane residue is preferably included in the total diamine residue in an amount of 5 to 100 mol%. More preferably, it is 5-95 mol%, More preferably, it is 50-95 mol%, Most preferably, it is 60-90 mol%. If it is less than 5 mol%, the rigidity of the transparent gel increases excessively and the oxygen permeability tends to decrease.
本発明においては、さらに、たとえば、一般式(4)、一般式(5)または一般式(6)などで表されるジアミン残基を含有するジアミンを使用するのが好ましい。 In the present invention, for example, it is preferable to use a diamine containing a diamine residue represented by the general formula (4), the general formula (5), or the general formula (6).
(式中、R1〜R6は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、これらは同一でも異なっていてもよい。上記R1〜R6としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基があげられるが、なかでもメチル基が好ましい。) (In the formula, R 1 to R 6 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and these may be the same or different. Examples of R 1 to R 6 include a methyl group and an ethyl group. , A propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like, and a methyl group is preferred.
(式中、R7およびR8は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、これらは同一でも異なっていてもよい。上記R7〜R8としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基があげられるが、なかでもメチル基が好ましい。) (In the formula, R 7 and R 8 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and these may be the same or different. Examples of R 7 to R 8 include a methyl group and an ethyl group. , A propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like, and a methyl group is preferred.
このようなジアミノシロキサン残基以外のジアミン残基は、全ジアミン残基中、好ましくは95モル%以下含まれている。より好ましくは5〜95モル%、さらに好ましくは5〜50モル%、もっとも好ましくは10〜40モル%である。95モル%をこえると、ジアミノシロキサン残基の含有量が少なくなり、有機溶剤への溶解性が低下する傾向があるうえ、透明ゲルの剛直性が過度に増加し、また酸素透過性が低下してしまう。 Such diamine residues other than diaminosiloxane residues are preferably contained in an amount of 95 mol% or less in all diamine residues. More preferably, it is 5-95 mol%, More preferably, it is 5-50 mol%, Most preferably, it is 10-40 mol%. If it exceeds 95 mol%, the content of diaminosiloxane residue will decrease, the solubility in organic solvents will tend to decrease, the rigidity of the transparent gel will increase excessively, and the oxygen permeability will decrease. End up.
前記ジアミンにおいて、本発明で用いられるポリイミドシリコーン樹脂が可視光領域において透明であることからその原料であるジアミンは着色していないことが好ましい。 In the diamine, since the polyimide silicone resin used in the present invention is transparent in the visible light region, it is preferable that the diamine as the raw material is not colored.
本発明で用いられるポリイミドシリコーン樹脂の合成原料として前記以外にも公知の一般的なジアミンを、透明性を損なわない程度で同時に使用することができる。たとえば、テトラメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサンや4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンなどの脂肪族ジアミンやフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパンなどの芳香族ジアミンがあげられ、単独もしくは2種以上組み合わせて使用することができる。 In addition to the above, a known general diamine can be used simultaneously as a raw material for synthesizing the polyimide silicone resin used in the present invention as long as the transparency is not impaired. For example, aliphatic diamines such as tetramethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane and 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane Aromatic diamines such as these can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
ついで、本発明で使用されるポリイミドシリコーン樹脂の原料であるテトラカルボン酸二無水物について説明する。本発明のポリイミドシリコーン樹脂は可視光領域において透明であることを特徴としており、その原料であるテトラカルボン酸二無水物は着色していないこと、また、着色の原因として知られている電荷移動錯体を形成しにくいものが好ましい。透明性に優れるという点で脂肪族テトラカルボン酸二無水物または脂環式テトラカルボン酸二無水物が好ましいが、着色をしない範囲で耐熱性により優れる芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いてもよい。 Next, the tetracarboxylic dianhydride that is a raw material of the polyimide silicone resin used in the present invention will be described. The polyimide silicone resin of the present invention is characterized in that it is transparent in the visible light region, and the raw material tetracarboxylic dianhydride is not colored, and the charge transfer complex known as the cause of coloring Those that are difficult to form are preferred. Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides or alicyclic tetracarboxylic dianhydrides are preferred in terms of excellent transparency, but aromatic tetracarboxylic dianhydrides that are superior in heat resistance within the range not colored may be used. Good.
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、たとえば、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物またはペンタン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物などがあげられ、脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物などがあげられ、芳香族テトラカルボン酸二無水物としてはピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物などがあげられる。また、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンなどの芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物を用いてもよい。これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。なかでも、透明性や耐熱性、透明ゲルの適度な剛直性、屈折率の点で、芳香族を有する脂肪族テトラカルボン酸が好ましく、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンがより好ましい。 Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride or pentane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride. As the alicyclic tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3, 4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetra Carboxylic dianhydrides are exemplified, and examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 4,4′-hexafluoropropylidenebisphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, and the like. . 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, Fragrances such as 3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione An aliphatic tetracarboxylic dianhydride having a ring may be used. These tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more. Of these, aromatic tetracarboxylic acids having an aromatic group are preferred in terms of transparency, heat resistance, moderate rigidity of the transparent gel, and refractive index, and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 is preferred. -(Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione is more preferred.
前記ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物を用いて得られた透明ポリイミドシリコーン樹脂は、前記一般式(1)、さらには一般式(3)で表される構造単位を有する。これら一般式(1)および(3)中のXは、透明性や耐熱性、透明ゲルの適度な剛直性、屈折率の点で、 The transparent polyimide silicone resin obtained using the diamine and tetracarboxylic dianhydride has a structural unit represented by the general formula (1) and further the general formula (3). X in these general formulas (1) and (3) is in terms of transparency and heat resistance, appropriate rigidity of the transparent gel, and refractive index.
であることが好ましい。 It is preferable that
ポリイミドシリコーン樹脂の製造は、溶媒存在下でジアミンとテトラカルボン酸二無水物をほぼ等モル数で使用し、高温のみで重合させる一段重合法によっても、または、まず低温でアミック酸を合成し、その後に高温でイミド化する二段重合法のいずれによってもよい。 Polyimide silicone resin can be produced by a one-step polymerization method in which diamine and tetracarboxylic dianhydride are used in approximately equimolar numbers in the presence of a solvent and polymerized only at a high temperature, or first, an amic acid is synthesized at a low temperature, Thereafter, any of two-stage polymerization methods in which imidization is performed at a high temperature may be used.
テトラカルボン酸二無水物成分に対するジアミン成分の割合は、ポリイミドシリコーン樹脂の分子量の調整などに応じて適宜決められ、通常モル比で0.95〜1.05、好ましくは0.98〜1.02の範囲である。なお、ポリイミドシリコーン樹脂の分子量を調整するために、無水フタル酸、アニリンなどの一官能の原料を添加することも可能である。この場合の添加量は全イミド骨格に対して2モル%以下が好ましい。 The ratio of the diamine component to the tetracarboxylic dianhydride component is appropriately determined according to the adjustment of the molecular weight of the polyimide silicone resin, and is usually 0.95 to 1.05, preferably 0.98 to 1.02 in molar ratio. Range. In order to adjust the molecular weight of the polyimide silicone resin, a monofunctional raw material such as phthalic anhydride and aniline can be added. In this case, the addition amount is preferably 2 mol% or less with respect to the total imide skeleton.
一段重合法による場合、反応温度は150〜300℃であり、反応時間は1〜15時間で行う。また、二段重合法による場合は、ポリアミック酸合成を0〜120℃の温度で1〜100時間行い、その後イミド化を0〜300℃の温度で1〜15時間行う。 In the case of the one-stage polymerization method, the reaction temperature is 150 to 300 ° C., and the reaction time is 1 to 15 hours. When the two-stage polymerization method is used, polyamic acid synthesis is performed at a temperature of 0 to 120 ° C. for 1 to 100 hours, and then imidization is performed at a temperature of 0 to 300 ° C. for 1 to 15 hours.
合成時に使用可能な溶媒は原料であるジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物ならびに生成物であるポリイミドシリコーンと相溶性のあるものであればよい。たとえば、フェノール、4−メトキシフェノー4−メトキシフェノール、2,6−ジメチルフェノール、m−クレゾールなどのフェノール類、テトラヒドロフラン、アニソールなどのエーテル類、シクロヘキサノン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、アセトフェノンなどのケトン類、酢酸ブチル、安息香酸メチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのセロソルブ類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミド類などがあげられる。 The solvent that can be used at the time of synthesis may be any one that is compatible with the raw material diamine and tetracarboxylic dianhydride and the product polyimide silicone. For example, phenols such as phenol, 4-methoxyphenol 4-methoxyphenol, 2,6-dimethylphenol, m-cresol, ethers such as tetrahydrofuran and anisole, cyclohexanone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, Ketones such as 2-octanone and acetophenone, esters such as butyl acetate, methyl benzoate and γ-butyrolactone, cellosolves such as butyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl Examples include amides such as acetamide and N-methyl-2-pyrrolidone.
また、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類を併用することでイミド化の際に生成する水を共沸により除去しやすくすることも可能である。これらの溶剤は、1種単独でも2種以上組み合わせて用いてもよい。 Moreover, it is also possible to make it easy to remove water generated during imidization by azeotropy by using together aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一方を複数種使用する場合も、反応方法はとくに限定されるものではなく、たとえば、原料を予め全て混合した後に共重縮合させる方法や、用いる2種以上のジアミンまたはテトラカルボン酸二無水物を個別に反応させながら順次添加する方法などがある。 When using at least one of diamine and at least one of tetracarboxylic dianhydrides, the reaction method is not particularly limited, for example, a method of co-condensation after mixing all the raw materials in advance, or two or more types used. In this method, the diamine or tetracarboxylic dianhydride is sequentially added while reacting separately.
また、イミド化過程において脱水剤およびイミド化触媒を添加し、必要に応じて加熱することにより、イミド化させる方法を用いてもよい。この方法において、脱水剤としては、たとえば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ジアミン1モルに対して1〜10モルとするのが好ましい。 Moreover, you may use the method of imidating by adding a dehydrating agent and an imidation catalyst in an imidation process, and heating as needed. In this method, as the dehydrating agent, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. The amount of the dehydrating agent used is preferably 1 to 10 mol per 1 mol of diamine.
また、イミド化触媒としては、たとえば、ピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの第3級アミンを用いることができる。イミド化触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.5〜10モルとするのが好ましい。 Moreover, as an imidation catalyst, tertiary amines, such as a pyridine, a collidine, a lutidine, a triethylamine, can be used, for example. The amount of the imidization catalyst used is preferably 0.5 to 10 mol with respect to 1 mol of the dehydrating agent to be used.
本発明で用いられるポリイミドシリコーン樹脂は、厚さ1mmのガラス板上に厚さ10μmのフィルムにして測定した紫外線・可視光吸収スペクトルにおいて、380〜780nmの波長領域、いわゆる可視光領域における透過率が80%以上という特徴を有する。 The polyimide silicone resin used in the present invention has a transmittance in a wavelength region of 380 to 780 nm, that is, a so-called visible light region in an ultraviolet / visible light absorption spectrum measured on a glass plate having a thickness of 1 mm and a film having a thickness of 10 μm. It has a feature of 80% or more.
前記ポリイミドシリコーン樹脂は、親水性モノマーなどの有機溶剤に対する溶解性に優れる。 The polyimide silicone resin is excellent in solubility in an organic solvent such as a hydrophilic monomer.
本発明の透明ゲルは、前記ポリイミドシリコーン樹脂と、親水性モノマーを重合した親水性ポリマーからなるが、これはポリイミドシリコーン樹脂を親水性モノマー溶液に溶解した混合物を重合することで得られる。 The transparent gel of the present invention comprises the polyimide silicone resin and a hydrophilic polymer obtained by polymerizing a hydrophilic monomer, and this is obtained by polymerizing a mixture obtained by dissolving a polyimide silicone resin in a hydrophilic monomer solution.
本発明で用いられる親水性モノマーとしては、とくに制限されないが、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチル−3−メチリデンピロリドンなどの窒素原子含有モノマー、メタクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどがあげられる。なかでも、重合時の相分離構造の抑制による白濁の抑制という点から、窒素原子含有モノマーが好ましく、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミドおよびN−メチル−3−メチリデンピロリドンがより好ましい。とくには、N−ビニルピロリドンが好ましい。これらの親水性モノマーは2種以上を併用することもできる。ここで、N−メチル−3−メチリデンピロリドンは、以下の構造式で表される。 The hydrophilic monomer used in the present invention is not particularly limited, but nitrogen atom-containing monomers such as N-vinylpyrrolidone, N, N-dimethylacrylamide, and N-methyl-3-methylidenepyrrolidone, methacrylic acid, hydroxyethyl ( And (meth) acrylate. Among these, from the viewpoint of suppression of white turbidity due to suppression of the phase separation structure during polymerization, a nitrogen atom-containing monomer is preferable, and N-vinylpyrrolidone, N, N-dimethylacrylamide and N-methyl-3-methylidenepyrrolidone are more preferable. . In particular, N-vinylpyrrolidone is preferable. Two or more of these hydrophilic monomers can be used in combination. Here, N-methyl-3-methylidenepyrrolidone is represented by the following structural formula.
本発明において、ポリイミドシリコーン樹脂と親水性ポリマーの割合は、重量比で10:90〜40:60であることが好ましく、20:80〜30:70であることがより好ましい。ポリイミドシリコーン樹脂が10重量%未満で、親水性ポリマーが90重量%をこえると、ポリイミドシリコーン樹脂による本発明の効果が得られなくなるうえ、透明ゲルの形状保持性が悪く、扁平となるため、CLなどの眼用レンズとしては装用が困難となる傾向がある。また、ポリイミドシリコーン樹脂が40重量%をこえ、親水性ポリマーが60重量%未満では、混合液の粘度が高くなり、重合性が低下するだけでなく、透明性、酸素透過性は満足できても、硬くなる傾向がある。 In the present invention, the ratio between the polyimide silicone resin and the hydrophilic polymer is preferably 10:90 to 40:60, and more preferably 20:80 to 30:70, by weight. If the polyimide silicone resin is less than 10% by weight and the hydrophilic polymer exceeds 90% by weight, the effect of the present invention by the polyimide silicone resin cannot be obtained, and the shape retention of the transparent gel is poor and flattened. As an ophthalmic lens, it tends to be difficult to wear. In addition, when the polyimide silicone resin exceeds 40% by weight and the hydrophilic polymer is less than 60% by weight, the viscosity of the mixed solution becomes high and not only the polymerizability is lowered but also transparency and oxygen permeability can be satisfied. , Tend to harden.
本発明においては、前記ポリイミドシリコーン樹脂が重合性基を有しないため、重合の際に生じる体積収縮を抑えることができる。そのため、樹脂型内でも良好に重合することができる。なお、重合する際には、熱重合開始剤や光重合開始剤などの既知の重合開始剤が使用される。 In the present invention, since the polyimide silicone resin does not have a polymerizable group, volume shrinkage that occurs during polymerization can be suppressed. Therefore, it can polymerize well even within the resin mold. In the polymerization, a known polymerization initiator such as a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator is used.
ポリイミドシリコーン樹脂を親水性モノマーに溶解させた混合物に、補強効果付与のために架橋剤を含ませてもよい。架橋剤としては既知のものが用いられるが、得られる材料の透明性を向上させる効果を有することから、アリルメタクリレートおよび/またはジエチレングリコールジアリルエーテルが好ましく、アリルメタクリレートがとくに好ましい。架橋剤を配合する場合には、全混合物の0.1〜10重量%であるのが好ましく、0.1〜5重量%以下であるのがより好ましく、0.2〜0.6重量%であるのがさらに好ましい。架橋剤の配合量が、全混合物の0.1重量%未満であると、透明ゲルの形状保持性が悪く、扁平となるため、CLなどの眼用レンズとしての装用が困難となる傾向がある。また、10重量%をこえると、形状保持性は高いものの、曇りを生じ、かつ剛直となるので、CLなどの眼用レンズとしては装用感に劣る傾向がある。 A cross-linking agent may be included in the mixture obtained by dissolving the polyimide silicone resin in the hydrophilic monomer in order to impart a reinforcing effect. Although a known crosslinking agent is used, allyl methacrylate and / or diethylene glycol diallyl ether are preferable, and allyl methacrylate is particularly preferable because it has an effect of improving the transparency of the obtained material. When the crosslinking agent is blended, it is preferably 0.1 to 10% by weight of the total mixture, more preferably 0.1 to 5% by weight or less, and 0.2 to 0.6% by weight. More preferably. If the blending amount of the cross-linking agent is less than 0.1% by weight of the total mixture, the shape retention of the transparent gel is poor and flattened, so that it tends to be difficult to wear as an ophthalmic lens such as CL. . On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the shape retainability is high, but it is cloudy and rigid, so that it tends to be inferior in wearing feeling as an ophthalmic lens such as CL.
また、混合物には、他のシリコーン含有モノマーや溶媒をさらに配合してもよい。溶媒としては、テトラヒドロフラン、イソプロパノール、アセトン、ヘキサンなどがあげられる。 Moreover, you may further mix | blend another silicone containing monomer and solvent with a mixture. Examples of the solvent include tetrahydrofuran, isopropanol, acetone, hexane and the like.
本発明の透明ゲルを製造する際には、従来のエレクトロニクスおよび光学の分野における使用と同様に、高度に精製されることが好ましい。具体的には、直径50μm以上のダストが実質上検出されず、直径0.5〜50μmのダストが3×104以下、無機および有機残留塩素が2ppm以下、残留アルカリ金属が2ppm以下、残存水酸基が200ppm以下、残存窒素量が5ppm以下、残存モノマーが20ppm以下などの基準を、可能な限り満たすように精製される。また、低分子量体除去や溶媒除去の目的で、抽出などの後処理が行なわれる場合もある。また、ポリイミドシリコーン樹脂の原材料についても、不純物や異性体などを極力低減した材料を用いることが好ましい。 In producing the transparent gel of the present invention, it is preferable that the gel is highly purified as in the conventional electronics and optical fields. Specifically, dust having a diameter of 50 μm or more is substantially not detected, dust having a diameter of 0.5 to 50 μm is 3 × 10 4 or less, inorganic and organic residual chlorine is 2 ppm or less, residual alkali metal is 2 ppm or less, residual hydroxyl group Is 200 ppm or less, the amount of residual nitrogen is 5 ppm or less, and the residual monomer is 20 ppm or less. In addition, post-treatment such as extraction may be performed for the purpose of removing low molecular weight substances or removing solvents. Moreover, it is preferable to use the material which reduced impurities, isomers, etc. as much as possible about the raw material of a polyimide silicone resin.
本発明の透明ゲルを製造する際には、安定性や離型性を確保するために、必要に応じて、ヒンダードフェノール系やホスファイト系酸化防止剤;シリコン系、脂肪酸エステル系、脂肪酸系、脂肪酸グリセリド系、蜜ろうなどの天然油脂などの滑剤や離型剤;ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ジベンゾイルメタン系、サリチレート系などの光安定剤;ポリアルキレングリコール、脂肪酸グリセリドなどの帯電防止剤などを適宜添加してもよい。 When producing the transparent gel of the present invention, a hindered phenol-based or phosphite-based antioxidant; silicon-based, fatty acid ester-based, fatty acid-based, if necessary, to ensure stability and releasability , Fatty acid glycerides, beeswax and other natural oils and mold release agents; benzotriazole, benzophenone, dibenzoylmethane, salicylate, and other light stabilizers; polyalkylene glycol, fatty acid glycerides, and other antistatic agents Etc. may be added as appropriate.
さらには、コスト低減や強度、耐熱性などの目的で、従来のポリイミドシリコーン樹脂を、透明ゲルの性能を損なわない範囲で任意に混合して使用することも可能である。前述の成形材料としての物性を満たすことに加えて、CLにおいては鮮明な視力を得る上で、具体的には30度斜め入射光の複屈折が50nm以下、さらには25nm以下であることが望ましく、透明ゲルの可視光線透過率が少なくとも80%以上、さらには90%以上であることが望ましい。また、安全なCL装用を提供するには、透明ゲルの酸素透過係数(Dk値)が50×10-11(cm2/秒)・(mLO2/(mL・mmHg))以上、連続装用を行なうために、さらには70×10-11(cm2/秒)・(mLO2/(mL・mmHg))以上であることが望ましい。 Furthermore, for the purpose of cost reduction, strength, heat resistance, etc., conventional polyimide silicone resins can be arbitrarily mixed and used as long as the performance of the transparent gel is not impaired. In addition to satisfying the physical properties as the molding material described above, in CL, in order to obtain a clear visual acuity, specifically, the birefringence of 30 ° obliquely incident light is preferably 50 nm or less, more preferably 25 nm or less. The visible light transmittance of the transparent gel is preferably at least 80% or more, more preferably 90% or more. In order to provide safe CL wear, the transparent gel has an oxygen permeability coefficient (Dk value) of 50 × 10 −11 (cm 2 / sec) · (mLO 2 / (mL · mmHg)) or more, and continuous wear is required. In order to carry out, it is further desirable that it is 70 × 10 −11 (cm 2 / sec) · (mLO 2 / (mL · mmHg)) or more.
本発明の透明ゲルからCLを得る場合、透明ゲルを外径10〜15mm、厚さ2〜5mmのボタン状のレンズブランクスに成形し、これを切削などの従来の方法やレーザなどの光加工によりレンズに加工して製造することができる。本発明の透明ゲルは、成形性に優れ、複屈折が小さいことから、レンズ形状に近い成形品とすることも可能である。このとき、周辺に加工用の保持のためのツバ部を設けても良い。いずれの場合も成形歪みを極力抑え、歪みの存在する部位はCLとして用いないような成形品形状とすることが必要となる。 When CL is obtained from the transparent gel of the present invention, the transparent gel is formed into button-shaped lens blanks having an outer diameter of 10 to 15 mm and a thickness of 2 to 5 mm, and this is formed by conventional methods such as cutting or optical processing such as laser. It can be manufactured by processing into a lens. Since the transparent gel of the present invention is excellent in moldability and has a small birefringence, it can be formed into a molded product close to a lens shape. At this time, a brim portion for holding for processing may be provided around the periphery. In either case, it is necessary to suppress the molding distortion as much as possible, and to form a molded product shape in which the portion where the distortion exists is not used as CL.
また、透明ゲルの表面の濡れ性を向上させるために、大気圧あるいは減圧下でプラズマ処理またはグロー放電処理することもできる。さらに、グラフト重合を施してもよい。 In order to improve the wettability of the surface of the transparent gel, plasma treatment or glow discharge treatment can also be performed under atmospheric pressure or reduced pressure. Further, graft polymerization may be performed.
本発明の透明ゲルは、ゲル強度、透明性、酸素透過性などの特性に優れるので、細胞や臓器などの培養基材、保存に利用するための容器および眼用レンズ材料(たとえば、CL材料、眼内レンズ材料、角膜インレー材料)などに好ましく用いることができる。 Since the transparent gel of the present invention is excellent in properties such as gel strength, transparency and oxygen permeability, culture substrates such as cells and organs, containers for use in storage, and ophthalmic lens materials (for example, CL materials, (Intraocular lens material, corneal inlay material) and the like.
つぎに、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1〜13で用いるポリイミドシリコーン樹脂(PISi)を以下のとおり合成した。 The polyimide silicone resin (PISi) used in Examples 1 to 13 was synthesized as follows.
合成例1(PISiAの合成)
撹拌機、温度計および窒素置換装置を備えたフラスコ内に、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン30.0g(0.1モル)およびN,N−ジメチルアセトアミド250gを仕込み、撹拌して溶解した。ついで、フラスコ内に2.2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン7.4g(0.018モル)を添加し反応系の温度を50℃で3時間保持した。さらに、ジアミノシロキサン(aの平均が10)74.0g(0.082モル)を室温で滴下した。滴下終了後、室温で12時間撹拌した。
Synthesis Example 1 (Synthesis of PISiA)
In a flask equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen displacement apparatus, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] 30.0 g (0.1 mol) of furan-1,3-dione and 250 g of N, N-dimethylacetamide were charged and dissolved by stirring. Next, 7.4 g (0.018 mol) of 2.2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane was added to the flask, and the temperature of the reaction system was maintained at 50 ° C. for 3 hours. Further, 74.0 g (0.082 mol) of diaminosiloxane (average of a is 10) was added dropwise at room temperature. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 12 hours.
つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、無水酢酸20.4gとピリジン26.4gを添加して50℃まで昇温してその温度を3時間保持した。 Next, after attaching a reflux condenser with a moisture receiver to the flask, 20.4 g of acetic anhydride and 26.4 g of pyridine were added, the temperature was raised to 50 ° C., and the temperature was maintained for 3 hours.
得られた溶液を貧溶媒であるメタノール中に投じ、樹脂を再沈殿させた。この樹脂の赤外吸光スペクトルを測定したところ、未反応の官能基があることを示すポリアミック酸にもとづく吸収は現れず、1770cm-1および1710cm-1にイミド基にもとづく吸収を確認した。 The obtained solution was poured into methanol as a poor solvent to reprecipitate the resin. When the infrared absorption spectrum of this resin was measured, the absorption based on the polyamic acid which shows that there existed an unreacted functional group did not appear, but the absorption based on an imide group was confirmed at 1770 cm < -1 > and 1710 cm < -1 >.
また、テトラヒドロフランを溶媒とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、該樹脂の重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定したところ、31000であった。この樹脂をメチルイソブチルケトンに溶解して、ガラス基板上に塗布し、乾燥させ、膜厚50μmのフィルムを作成した。このフィルムの光線透過率を測定したところ、波長400〜700nmの光線透過率が80%以上であった。 Moreover, it was 31000 when the weight average molecular weight (polystyrene conversion) of this resin was measured by the gel permeation chromatography (GPC) which uses tetrahydrofuran as a solvent. This resin was dissolved in methyl isobutyl ketone, applied onto a glass substrate, and dried to prepare a film having a thickness of 50 μm. When the light transmittance of this film was measured, the light transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm was 80% or more.
合成例2(PISiBの合成)
撹拌機、温度計および窒素置換装置を備えたフラスコ内に、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン30.0g(0.1モル)およびN,N−ジメチルアセトアミド250gを仕込み、撹拌して溶解した。ついで、フラスコ内に2.2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン14.4g(0.035モル)を添加し反応系の温度を50℃で3時間保持した。さらに、ジアミノシロキサン(aの平均が15)82.4g(0.065モル)を室温で滴下した。滴下終了後、室温で12時間撹拌した。
Synthesis Example 2 (Synthesis of PISiB)
In a flask equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen displacement apparatus, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] 30.0 g (0.1 mol) of furan-1,3-dione and 250 g of N, N-dimethylacetamide were charged and dissolved by stirring. Then, 14.4 g (0.035 mol) of 2.2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane was added into the flask, and the temperature of the reaction system was maintained at 50 ° C. for 3 hours. Furthermore, 82.4 g (0.065 mol) of diaminosiloxane (average of a is 15) was added dropwise at room temperature. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 12 hours.
つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、無水酢酸20.4gとピリジン26.4gを添加して50℃まで昇温してその温度を3時間保持した。 Next, after attaching a reflux condenser with a moisture receiver to the flask, 20.4 g of acetic anhydride and 26.4 g of pyridine were added, the temperature was raised to 50 ° C., and the temperature was maintained for 3 hours.
得られた溶液を貧溶媒であるメタノール中に投じ、樹脂を再沈殿させた。この樹脂の赤外吸光スペクトルを測定したところ、未反応の官能基があることを示すポリアミック酸にもとづく吸収は現れず、1770cm-1および1710cm-1にイミド基にもとづく吸収を確認した。 The obtained solution was poured into methanol as a poor solvent to reprecipitate the resin. When the infrared absorption spectrum of this resin was measured, the absorption based on the polyamic acid which shows that there existed an unreacted functional group did not appear, but the absorption based on an imide group was confirmed at 1770 cm < -1 > and 1710 cm < -1 >.
また、テトラヒドロフランを溶媒とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、該樹脂の重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定したところ、40000であった。この樹脂をメチルイソブチルケトンに溶解して、ガラス基板上に塗布し、乾燥させ、膜厚50μmのフィルムを作成した。このフィルムの光線透過率を測定したところ、波長400〜700nmの光線透過率が80%以上であった。 Moreover, it was 40000 when the weight average molecular weight (polystyrene conversion) of this resin was measured by the gel permeation chromatography (GPC) which uses tetrahydrofuran as a solvent. This resin was dissolved in methyl isobutyl ketone, applied onto a glass substrate, and dried to prepare a film having a thickness of 50 μm. When the light transmittance of this film was measured, the light transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm was 80% or more.
実施例1〜12および比較例1〜3
表1に示す成分を、コンタクトレンズ形状を有する鋳型(ポリプロピレン製、直径約14mmおよび中心厚み0.1mmのコンタクトレンズに対応)内に注入した。次いで、この鋳型にUV光を照射して光重合を行い、コンタクトレンズ形状の重合体を得た。得られた重合体について以下の評価を行なった。結果を表1に示す。
Examples 1-12 and Comparative Examples 1-3
The components shown in Table 1 were injected into a mold having a contact lens shape (made of polypropylene, corresponding to a contact lens having a diameter of about 14 mm and a center thickness of 0.1 mm). Next, the mold was irradiated with UV light for photopolymerization to obtain a contact lens-shaped polymer. The following evaluation was performed about the obtained polymer. The results are shown in Table 1.
(可視光線透過率(%T))
作製したレンズを生理食塩水中で状態調節した後、(株)島津製作所製の紫外可視分光光度計UV3150を用いて波長範囲380〜780nmでの光線透過率を測定した。
(Visible light transmittance (% T))
After the prepared lens was conditioned in physiological saline, the light transmittance in a wavelength range of 380 to 780 nm was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer UV3150 manufactured by Shimadzu Corporation.
(含水率)
ゲルを水和させた後に表面の水を軽くふき取り、重量を測定した(W1:g)。105℃に設定した乾燥機にゲルを16時間入れ、その後、デシケーター中で室温まで冷却した後に乾燥したゲルの重量を測定した(W2:g)。以下の式により含水率を算出した。
(W1−W2)/W1×100 (%)
(Moisture content)
After hydrating the gel, the water on the surface was gently wiped and the weight was measured (W1: g). The gel was put into a dryer set at 105 ° C. for 16 hours, and then the gel was dried after cooling to room temperature in a desiccator (W2: g). The water content was calculated by the following formula.
(W1-W2) / W1 × 100 (%)
(酸素透過係数(Dk))
電極法により作製したレンズのDkを測定した。測定単位は×10-11(cm2/秒)・(mLO2/(mL・mmHg))である。
(Oxygen permeability coefficient (Dk))
Dk of the lens produced by the electrode method was measured. The unit of measurement is × 10 -11 (cm 2 / sec) · (mLO 2 / (mL · mmHg)).
(屈折率)
作製したレンズについて、(株)アタゴ社製のアッベ屈折計(1−T)を使用し、20℃における屈折率(Na−D線)を測定した。
(Refractive index)
About the produced lens, the Abbe refractometer (1-T) made from Atago Co., Ltd. was used, and the refractive index (Na-D line) in 20 degreeC was measured.
(外観)
作製したレンズの指先上での外観を目視で確認した。
◎:完全に透明
○:ほとんど透明
△:やや白濁が認められる
×:白濁して不透明
(appearance)
The appearance of the produced lens on the fingertip was confirmed visually.
◎: Completely transparent ○: Almost transparent △: Some cloudiness is observed ×: Cloudy and opaque
(形状保持性)
作製したレンズの指先上での形状保持を目視で確認した。
◎:完全に形状を維持している
○:ほぼ形状を維持している
△:やや扁平に変形している
×:扁平となり装用困難
(Shape retention)
The shape retention on the fingertip of the produced lens was confirmed visually.
◎: The shape is completely maintained. ○: The shape is substantially maintained. △: The shape is slightly flat. ×: It is flat and difficult to wear.
なお、表1〜3中の略語は、以下の化合物を示す。
PISi:ポリイミドシリコーン樹脂
PIA:ポリイミド樹脂
NVP:N−ビニルピロリドン
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート
DMAA:ジメチルアクリルアミド
MMA:メチルメタクリレート
TRIAM:ジエチレングリコールジアリルエーテル
AMA:アリルメタクリレート
EDMA:エチレングリコールジメタクリレート
D.1173:ダロキュア1173(チバスペシャルティーケミカル社製)
V−65:2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロトニリル)
In addition, the abbreviation in Tables 1-3 shows the following compounds.
PISi: polyimide silicone resin PIA: polyimide resin NVP: N-vinylpyrrolidone HEMA: hydroxyethyl methacrylate DMAA: dimethylacrylamide MMA: methyl methacrylate TRIAM: diethylene glycol diallyl ether AMA: allyl methacrylate EDMA: ethylene glycol dimethacrylate 1173: Darocur 1173 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
V-65: 2,2′-azobis (2,4-dimethylvalerotonyl)
実施例13ならびに比較例4および5
表2に示す成分を用いる以外は、実施例1と同様の方法によりコンタクトレンズ形状の重合体を得た。得られた重合体の着色を目視にて確認した。結果を表2に示す。なお、比較例4および5で用いたPIAは、以下に示す繰返し構造を有する重量平均分子量1.2×104のポリイミド樹脂である。
Example 13 and Comparative Examples 4 and 5
A contact lens-shaped polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 2 were used. The color of the obtained polymer was confirmed visually. The results are shown in Table 2. The PIA used in Comparative Examples 4 and 5 is a polyimide resin having a repeating structure shown below and having a weight average molecular weight of 1.2 × 10 4 .
実施例14および15
PISi/NVP(=20/80)混合液に、表3および4に記載された配合比(重量%)の架橋剤(AMA)および開始剤(D.1173)を加えた後、実施例1と同様の方法によりコンタクトレンズ形状の重合体を得た。得られた重合体の外観および形状保持性を前記の方法にしたがって評価した。結果を表3および4に示す。
Examples 14 and 15
After adding the cross-linking agent (AMA) and initiator (D. 1173) in the blending ratio (wt%) described in Tables 3 and 4 to the PISi / NVP (= 20/80) mixture, Example 1 and A contact lens-shaped polymer was obtained in the same manner. The appearance and shape retention of the resulting polymer were evaluated according to the methods described above. The results are shown in Tables 3 and 4.
本発明による透明ゲルは、光透過性、Dk値、屈折率、形状保持性ともに優れていることが分かる。それに対して、比較例4や5のように、ポリイミドシリコーン樹脂以外のポリイミドを使用すると黄色に着色され、透明ゲルには不向きであることが分かる。 It can be seen that the transparent gel according to the present invention is excellent in light transmittance, Dk value, refractive index, and shape retention. In contrast, when a polyimide other than the polyimide silicone resin is used as in Comparative Examples 4 and 5, it is colored yellow and is not suitable for a transparent gel.
さらに、実施例14および15から、架橋剤および開始剤の分量によって透明性が変化し、透明性は架橋剤の配合量が0.2〜0.6重量%の場合にとくに優れることが分かる。架橋剤が、たとえば0.7重量%以上となると、曇りを生じていく傾向があり(外観:△)、形状保持性は高いが(形状保持性:◎)、剛直となるのでCLとして用いる場合には装用性に劣る傾向がある。 Furthermore, it can be seen from Examples 14 and 15 that the transparency varies depending on the amounts of the crosslinking agent and the initiator, and the transparency is particularly excellent when the blending amount of the crosslinking agent is 0.2 to 0.6% by weight. When the cross-linking agent is 0.7% by weight or more, for example, it tends to become cloudy (appearance: Δ) and shape retention is high (shape retention:)). Tend to be less wearable.
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