JPH0286643A - 接触光学部材用素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接触光学部材用の素材、その製造法並びに使用
法に関する。

本発明はこれを要約すると、Ｎ−ビニルピロリドン、ビ
ニル単量体及び交叉結合剤から共重合体をつくり、次い
でヒドロゲルをつくった後これを成形、抽出、乾燥して
つくられた接触光学部材の素材に関する。

本発明においては接触光学部材は好ましくはコンタクト
・レンズ及び電膜レンズである。

重合体を基質にしたコンタクト・レンスは種々の方法で
つくることができる。工業的に重要な可能性をもつ一つ
の方法では、素材即ちボタンを先ずつくり、次にこれか
ら機械加工により接触光学部材をつくる。

ヨーロッパ特許明細書第０．１８６，７８９号において
は、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−アルキル−Ｎ−ビニル
カルボキシアミド、メタクリレート、及び随時他の単量
体を存在させてつくられた接触光学部材用の交叉結合し
た共重合体の記載があり、これらの共重合体は水溶性の
膨潤剤の存在下においてつくり得ることが述べられてい
る。重合させた後膨潤剤は水で置換えられる。素材は注
形用の成形型中で重合させる（１３頁、最終節）か、ま
たは共重合体のシートを打抜く（１５頁、１４及び１５
行）かのいずれかの方法でつくられる。素材を乾燥させ
た後、種々の厚さのコンタクト・レンズを削り出し、研
磨する。

ドイツ特許公開明細書第３，６３９．１８６号にはコン
タクト・レンズ用素材の製造法が記載されている。

素材は注形型中で適当な単量体混合物を重合させること
により膨潤状態でつくられる。膨潤した素材を次に膨潤
剤（水または低級アルコール）で抽出した後乾燥する。

乾燥は膨潤した素材を乾燥炉に入れて行い、対応する共
重合体のガラス転移温度以上の、好ましくは１０２〜１
８０℃の高温の親木性膨潤剤流の雰囲気中において、随
時空気または不活性ガスを存在させて恒量によるまで乾
燥した後冷却する。必要に応じ最後に素材を再び恒量に
なるまで乾燥し、デシケータ−に移して、実際に最終的
な機械加工を行ってコンタク］・・レンズにするまでこ
の中に貯蔵する（ドイツ特許公開明細書第３，６３０．
１８６号第４欄３４〜４７行）。

接触光学部材をつくる際に起る問題は重合体マトリ７ク
ス中の内部応力であり、これは成形中、不完全な抽出工
程中及び乾燥中に生じる。内部応力は接触光学部材の不
均一性及び光学的性質の低下の原因になる。公知の接触
光学部材はこの種の損傷を免かれない。

本発明においては（ａ）　Ｎ−ビニルピロリドン、共重
合可能ビニル単量体及び交叉結合剤を、適宜溶媒及びフ
リーラジカル反応開始剤を存在させて共重合させ、 （ｂ）水の中で膨潤させてヒドロゲルをつくり、（Ｃ）
このヒドロゲルから素材を成形し、（ｄ）この素材を水
及び／又は低級アルコール水溶液で抽出し、 （ｅ）シかる後温度を２０〜１７０℃の範囲で上昇させ
、相対湿度を９０〜５％の範囲で減少させ、この際適宜
最高４バールの圧力をかけて乾燥する方法により接触光
学部材の素材を製造することができることが見出だされ
た。

本発明の素材から光学的な損傷が認められない歪みのな
い等方的な接触光学部材をつくることができる。

Ｎ−ビニルピロリドン、ビニル単量体及び交叉結合剤か
ら成る共重合体は公知であり、例えばヨローツバ特許明
細方第０．１８４，７２９号、ドイツ特許公開明細書第
３，４４５．０９３号、米国特許第４，４０５，８４９
号及びヨローソパ特許明細書第０．０７９，７２０号に
記載されている。

共重合可能なビニル単量体は例えばエステル部分の炭素
数か１〜８の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香脂肪族のメ
タクリレートであることかできる。

これらの例としてはメタクリル酸メチル及びメタクリル
酸ブチルがある。他の好適な単量体の種類は上述のビニ
ルラクタム、特にＮ−ビニルピロリドンである。

それ自身は公知の単量体の他の例としては、般にアクリ
ル酸またはメタクリル酸のＣ３〜Ｃ１２アルキルまたは
シクロアルキルエステル、メタクリル酸、アクリル酸、
（メタ）アクリル酸のモノヒドロキシまたはジヒドロキ
シ−Ｃ，−Ｃ，−アルキルエステル及びそれらのアルキ
ルエーテル、例えばメタクリル酸２−ヒドロキシエチル
、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２，
３−ジヒドロキ／プロピル、モノアクリル酸１．４−ブ
タンジオル及びメタクリル酸２−エトキシエチル、メタ
クリル酸グリシジル、酢酸ビニル、ラウリン酸ヒニル、
プロピオン酸ヒニル、ヒニルヴアーセート及びメタクリ
ル酸２−オキシエチルがある。

交叉結合剤は例えば（Ａ）（メタ）アクリレート交叉結
合及び／又は（Ｂ）ビニルまたはアリル交叉結合剤であ
ることができる。交叉結合剤は（メタ）アクリレート基
の他に、少なくとも１個の同一または相異なるオレフィ
ン型不飽和基を含む化合物であり、これらの化合物はそ
れ自身公知である。

これらの化合物の中には多官能性アルコールのアクリレ
ートまたはメタクリレート、例えはエチレングリコール
ジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレ
ート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエ
チレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリ
コールジメタクリレート、１．４−ブタンジオールジメ
タクリレート、１．６−ヘキサンシオールジメタクリレ
ート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート及びテトラメタク
リレート、メチル−１，５−ベンタンジオールジメタク
リレート、ジヒドロジシクロペンタジェニルモノメタク
リレート、アリルメタクリレート、ビニルメタクリレー
ト、ビスフェノールＡジメタクリレート、及び対応する
アクリレートがある。　交叉結合剤（Ｂ）は少なくとも
２個の不飽和基（ビニルまたはアリル基）を含んでいる
が、（メタ）アクリルエステル基を含んでいない。この
種の単量体の例はそれ自身公知であり、ブタンジオール
ジヒニルエーテル、ジビニルエチレン尿素、シヒニルプ
ロピレン尿素、アジピン酸ジビニル、ジビニルベンゼン
、フタル酸ジビニル、シアヌール酸トリアリル、イソシ
アヌール酸トリアリル、ジエチレングリコールジアリル
カーボネート、マレイン酸ジアリル、イタコン酸ジアリ
ル、トリメチロールプロパンジアリル及びトリアリルエ
ーテル、トリメリチン酸トリアリル、Ｎ、Ｎ−ジアリル
メラミン等である。

溶媒は例えばアルコール、例えばメタノール、エタノー
ル、グリコール、グリコールモノメチルエーテル、また
はジメチルフォルムアミド、ジメチルスル７オキシド、
メチルピロリドン及び多くの他のアルコールであること
ができる。

フリーラジカル反応開始剤は例えば光を光反応開始剤、
例えば２．２−ジメチル−２−フェニルアセトフェノン
、ジェトキシアセトフェノン、１〜ヒドロキシシクロへ
キシルフェニルケトンまたはベンゾインプロピルエーテ
ル チルエーテルと組み合わせたものであることができる［
ジャーナル・オヴ・ラジジエーション畳キユアリング（
Ｊ．　Ｒａｄａｒ．　Ｃｕｒｉｎｇ）誌１４巻（１９８
７）３号、６〜１６頁、及び同誌１４巻（、１９８７）
３号１８〜３１頁参照］。

また熱的にラジカルを生成する物質、例えば過酸化物ま
たはアゾ化合物、例えば過ピヴアリン酸１ーブチル、過
酸化ジラウロイル、過炭酸ジイソプロピル、過酸化ベン
ゾイル及びアゾジイソブチロニトリルを用いることもで
きる［ツーベン働ワイル（Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ）の
メトーデン・デア・オルガニツシエン・ヘミ−（Ｍｅｔ
ｈｏｄｅｎ　ｄｅｒ　ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃｈｅ
＋ｌｉｅ）第４版、Ｅ　２０、ｌ−７４頁参照１。

本発明に従えば、少なくとも８４％、好ましくは９０％
の重合体への変化率が得られるまで重合を行うことが好
適である。重合体への変化率を決定するためには、ソッ
クスレー装置中でエタノールを用いて完全に抽出を行い
、Ｉ２０℃で乾燥して再秤量する。

一般に重合は２５〜１２０℃で行われる。重合時間は一
般に３０分〜３日である。

一般に重合はブロック重合として行われる。

ヒドロゲルをつくるためには、水に関し吸収平衡か得ら
れるまで、温度θ〜８０℃、好ましくは２５〜５０℃に
おいて共重合体を水中で膨潤させる。ブロックの層の厚
さに依存してこれに１〜７日を要する。こうすればヒド
ロゲルは一般に５５〜８０重量％の水を含む。

ヒドロゲルは蒸留水または無機質を除去した水の中でつ
くることが好適である。

ヒドロゲルは柔らかい状態にある。

ヒドロゲル上の成形を行うには、鋭い切断装置で切断す
るか打抜きを行い、円筒形の素材をつくることができる
。この素材は例えば直径が１４〜約３Ｑｍｍ，厚さが６
〜約２０ｍｍである。

次に水または低級アルコール（メタノールまたはエタノ
ール）を用いて素材の抽出を行うことができる。

素材の抽出は一般に温度２０〜８０℃、好ましくは２５
〜５０℃で行われる。

好ましくは連続法またはバッチ法により水を置換する方
法で抽出を行う。

純エタノールで抽出し得る成分の割合がヒドロゲルに関
し０．１重量％より少なくなるまで抽出を続ける。

最終工程においてヒドロゲルの素材を再乾燥する。この
乾燥は最初大気中の相対湿度９０〜８０％、温度２０〜
９０℃１対応する露点温度１６．４〜８７．２℃におい
て開始し、含水量が１０〜２０重量％に低下するまで続
ける。次に相対湿度を５０〜５％、温度を９０〜１７０
℃１対応する露点温度を２５〜９８℃に変える。

この場合最高４バールまでの高圧をかけることができる
。

乾燥時間は材料中における水の拡散速度に依存し、従っ
て素材の厚さに依存している。乾燥工程には全部で最高
６日間必要である。

本発明の素材は等方性をもった構造をしており、著しく
均一な網状構造をもっている。空間的なすべての方向に
おいて材料特性は同じである。素材の残留水分含量はす
べての方向に亙り約０．１〜２重量％、好ましくは０．
５〜１重量％である。

本発明においてはＮ−ビニルピロリドン、共重合可能ビ
ニル単量体及び交叉結合剤を、適宜溶媒及びフリーラジ
カル反応開始剤を存在させて共重合させ、水の中で膨潤
させてヒドロゲルをつくり、このヒドロゲルから素材を
つくり、この素材を水及び／又は低級アルコール水溶液
で抽出し、しかる後温度を２０〜＋７０℃の範囲で上昇
させ、相対湿度を９０〜５％の範囲で減少させ、この際
適宜最高４バールの圧力をかけて乾燥することを特徴と
する接触光学部材の素材の製造法が見出だされた。

本発明の素材は好ましくはコンタクト・レンズに使用さ
れる。

驚くべきことには、水で膨潤させ、しかる後本発明の条
件下で乾燥するとゲル構造は損傷せず、かえって安定化
する。また驚くべきことにはヒドロゲルの状態で素材を
成形する際に応力が生Ｌ７ない。

本発明の素材は旋盤及び研磨機上の加工性が優れており
、特に乾燥状態における中心の厚さが０゜０２〜０　、
０３ｎ＋ｍの極端に薄いレンズをつくる場合の加工性が
優れている。水の膨潤によりレンズが変化（重量及び寸
法の変化）して柔らかいヒドロゲルのレンズになる過程
は、本発明の素材の場合には素材のすべての空間的な方
向において極めて均に且つ再現性良く進行する。本発明
の素材は均一な網状構造をもっており、異方性を示さな
い。従ってレンズには、比較的長期間かかって摩耗した
後でも、形状及び半径に関し優れた安定性が認められる
。

本発明の素材は医学的な要求に答えることができ、それ
以上清浄化せずに使用できる。

実施例 下記第１表に示す組成の単量体混合物を、密封用の紐を
備えた寸法２５０　Ｘ２５０　ｘｉ３　ｍｍのガラス板
の箱の中に、注意して脱ガスした後窒素雰囲気下におい
てに入れ、６日間紫外線ランプで照射する。

この箱を２４時間８０℃でコンディショニングした後１
４０℃で２時間保つ。ガラス板の箱を開き、ガラス板か
ら重合体のブロックをはがす。イオン交換剤により塩を
除いた４０℃の流水中で４日間重合体ブロックを膨潤さ
せる。ヒドロゲルが得られる。

中空のパンチを用いて直径２２ｃｍの素材をゲルから切
出し、さらに４日間４０℃のイオン交換処理した流水中
で処理した。試験のためそれぞれ１ｍの素材試料を室温
で３日間乾燥した後、１２６℃で２４時間乾燥する。秤
量した素材をソックスレー装置中において３日間エタノ
ールで抽出し、ｌＯＯｏＣで２５時間乾燥して秤量する
。各々の場合素材の重量損失は０．０５％よりも少なか
った。残りの素材を次のように加工した。

下記の温度／湿度条件をもつ調温、調湿室の中で乾燥す
る。

方法人 ０．５　　　　　１６５ ９０　　　　　　　　７７．４ ８０　　　　　　　　７４．６ ７０　　　　　　　　７１．４ ５０　　　　　　　　６３．８ ４０　　　　　　　　６７．６ ＜　　　１０　　　　　　　９８．０ ５０　　　　　　　　９８．０ 下記第１表記載の各処方Ａ−Ｅからこのように加工した
素材の両側を、前面に垂直に削り、研磨した。偏光（透
過光）で検査し、歪みがないことま明らかであった。

方法Ｂ ７２　　　　　　４０　　　　　　　　８０　　　　　
　　３５．９２４　　　　　　８０　　　　　　＜１０
　　　　　　　２５０．５　　　　１６５　　　　　　
＜１０　　　　　　　９８この処理後素材をカリウス（
Ｃａｒ　１ｕｓ）管に移し、これを密封して２４時間４
バールの内圧をかけて１２６℃の温度に保ち、素材中の
水分を平衡化させる。

下記第１表記載の各処方Ａ−ＥからこのようＬコ加工し
た素材の両側を、前面に垂直に削り、研磨した。偏光で
検査し、歪みがないことは明らかであった。残留水分は
［２，５］％であった。

本発明の主な特徴及び態様は次の通りである。

１　（ａ）　Ｎ−ビニルピロリドン、共重合可能ビニル
単量体及び交叉結合剤を、適宜溶媒及び７り−ラジカル
反応開始剤を存在させて共重合させ、（ｂ）水の中で膨
潤させてヒドロゲルをつくり、（ｃ）このヒドロゲルか
ら素材を成形し、（ｄ）この素材を水及び／又は低級ア
ルコール水溶液で抽出し、 （ｅ）シかる後温度を２０〜１７０℃の範囲で上昇させ
、相対湿度を９０〜５％の範囲で減少させ、この際適宜
最高４バールの圧力をかけて乾燥する方法によってつく
られた接触光学部材の素材。

２、重合体への変化率が少なくとも８４Ｍ量％になるよ
うに共重合を行う上記第１項記載の素材。

３、ヒドロゲルの製造は０〜８０℃の温度範囲で行われ
る上記第１〜２項記載の素材。

４、ヒドロゲルの成形はヒドロゲルの切断または打抜き
によって行われる上記第１〜３項記載の素材。

５、抽出は２０〜８０℃の温度範囲で行われる上記第１
〜４項記載の素材。

６、抽出可能な成分の割合がヒドロゲルに関し０．１重
量％より少なくなるまで抽出を行う上記第１〜５項記載
の素材。

７、乾燥は水分含量が０．１〜５重量％、好ましくは１
〜３重量％になるまで行われる上記第１〜６項記載の素
材。

８、乾燥は最初大気中の相対湿度９０〜８０％、温度２
０〜９０℃１露点温度１６．４〜８７．２℃において開
始され、含水量が１０〜２０重量％に低下するまで続け
、次に相対湿度５０〜５％、温度９０〜１７０℃１露点
温度２５〜９８℃において最高４バールの高圧をかけて
行われる上記第１〜７項記載の素材。

９、　（ａ）　Ｎ−ビニルピロリドン、共重合可能ビニ
ル単量体及び交叉結合剤を、適宜溶媒及びフリーラジカ
ル反応開始剤を存在させて共重合させ、（ｂ）水の中で
膨潤させてヒドロゲルをつくり、（Ｃ）このヒドロゲル
から素材を成形し、（ｄ）この素材を水及び／又は低級
アルコール水溶液で抽出し、 （ｅ）シかる後温度を２０−１７０℃の範囲で上昇させ
、相対湿度を９０〜５％の範囲で減少させ、この際適宜
最高４バールの圧力をかけて乾燥する接触光学部材の製
造法。

１０、コンタクト・レンズをつくるのに上記第１〜８項
記載の素材を使用する方法。

特許出願人　バイエル・アクチェンゲゼルシャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）Ｎ−ビニルピロリドン、共重合可能ビニル単
   量体及び交叉結合剤を、適宜溶媒及びフリーラジカル反
   応開始剤を存在させて共重合させ、 （ｂ）水の中で膨潤させてヒドロゲルをつくり、 （ｃ）このヒドロゲルから素材を成形し、 （ｄ）この素材を水及び／又は低級アルコール水溶液で
   抽出し、しかる後 （ｅ）温度を２０〜１７０℃の範囲で上昇させ、相対湿
   度を９０％〜５％の範囲で減少させ、この際適宜最高４
   バールの圧力をかけて、乾燥する、ことによって製造し
   うる接触光学部材用の素材。