JPH0629918B2 - 酸素透過性コンタクトレンズ材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばコンタクトレンズの材料として有用な酸
素透過性材料に関するものである。

〔発明の背景〕

例えばコンタクトレンズはポリメタクリル酸エステルを
主成分とするハードコンタクトレンズ、ポリヒドロキシ
エチルメタクリレートを主成分とするソフトコンタクト
レンズに大別されている。

上記ハードコンタクトレンズは切削、研磨等の加工性が
容易であること、寸法安定性、機械的強度、透明性等が
良好であること、洗浄が容易で保存性が良好であること
等の利点を有し広く使用されているものであるが、上記
ハードコンタクトレンズは硬調なために角膜に刺激があ
り異物感を与える。更に最近では角膜への酸素供給の必
要性が論じられるようになり、上記ハードコンタクトレ
ンズはこのような観点からみると酸素透過性の低さが欠
点と考えられるようになって来ている。一方上記ソフト
コンタクトレンズは水で膨潤してヒドロゲルとなり柔軟
で良好な装用感を有し酸素透過性も良好であるが寸法安
定性および機械的強度に劣り、また水を多く含むために
カビ、細菌の感染を受け易いために煮沸滅菌が義務づけ
られており取扱かいが煩雑である。

〔従来の技術〕

上記コンタクトレンズの問題点を解決する目的で従来か
ら非含水性の酸素透過性コンタクトレンズの開発が行わ
れている。上記非含水性の酸素透過性コンタクトレンズ
の材料として従来提供されているものとしてはケイ素含
有合成樹脂（特公昭５２−３３５０２号、特開昭５４−
１１８４５５号、特開昭５５−１０２６１３号、特開昭
５８−７４１８号）、フッ素含有合成樹脂（特開昭５６
−１１８４０８号、特開昭５７−５１７０５号、特開昭
５８−１２７９１４号）がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしケイ素含有合成樹脂のうち軟調なものは撥水性の
ために涙とのなじみが悪くかつ角膜に吸着してしまうの
で障害を起す危険性が大であり現在では硬調なもののみ
実用化されているが耐汚染性に劣り、非常に傷つきやす
い欠点を有している。一方フッ素含有合成樹脂は耐汚染
性を有するけれでも酸素透過性が充分でなくかつ脆い性
質を有しているので破損しやすく、加工性に劣るもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、 一般式 （式中Ｒ₁はＣＨ₃またはＨ、Ｒ₂は炭素数１〜４のアル
キル基、ｎは５〜１０の整数、ｍは１０〜２０の整数で
ある。） で示されるフッ素含有アクリル酸エステルもしくはメタ
クリル酸エステル８〜６０重量％、 一般式 （式中ＸおよびＹは炭素数１〜４のアルキル基、 またはフェニル基、またはＺ基、 ここにＺは一般式 で表される基である。

Ａは炭素数１〜４のアルキル基またはフェニル基、Ｒ₃
はＣＨ₃またはＨ，Ｋは１〜５の整数、ｌは０〜３の整
数である。） で表されるケイ素含有アクリル酸エステルもしくはメタ
クリル酸エステル２０〜９０重量％アルキルアクリル酸
エステルもしくはメタクリル酸エステル０〜５０重量
％、親水性ビニル化合物３〜１０重量％、および多価ビ
ニル化合物を１〜１０重量％の共重合体からなる酸素透
過性コンタクトレンズ材料を提供するものである。

合成樹脂の酸素透過性は酸素分子の樹脂への溶解度係数
と拡散係数の積であらわされる。

一般に分子中に強い極性基を有する化合物は酸素分子の
溶解度が小さく、分子が動き難いので酸素透過性が低下
する傾向がある。しかし驚くべきことに一般式〔Ｉ〕で
示されるフッ素含有メタクリル酸エステルもしくはアク
リル酸エステルが極性の強いスルホン酸アミド基を有し
ているにもかかわらず酸素透過性を阻害しない事実を見
出し本発明に到った。

本発明を以下に詳細に説明する。

本発明において用いられるフッ素含有アクリル酸エステ
ルもしくはメタクリル酸エステルは一般式 を有するものであり、式中Ｒ₁はＣＨ₃またはＨ、Ｒ₂は
炭素数１〜４のアルキル基、Ｃ_nＦ_mはｎが５〜１０の整
数、ｍが１０〜２０の整数である直鎖または分枝のパー
フルオロアルキル基である。上記メタクリル酸エステル
の具体例は下記の通りである。

上記フッ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル
酸エステルと共重合可能なケイ素含有アクリル酸エステ
ルもしくはメタクリル酸エステルとは一般式 （式中ＸおよびＹは炭素数１〜４のアルキル基、または
フェニル基、またはＺ基、 ここにＺは一般式 で表される基である。

Ａは炭素数１〜４のアルキル基またはフェニル基、Ｒ₃
はＣＨ₃またはＨ、Ｋは１〜５の整数、ｌは０〜３の整
数である。） で示されるポリシロキサニルエステルである。上記ポリ
シロキサニルアルキルエステルを例示すれば、ペンタメ
チルジシロキサニルメチルメタクリレート、ヘプタメチ
ルトリシロキサニルエチルアクリレート、トリス（トリ
メチルシロキシ）−γ−メタクリルオキシプロピルシラ
ン、フェニルテトラメルチルジシロキサニルエチルアク
リレート、フェニルテトラエチルジシロキサニルエチル
メタクリレート、トリフェニルジメチルジシロキサニル
メチルアクリレート、イソブチルヘキサメチルトリシロ
キサニルメチルメタクリレート、メチルジ（トリメチル
シロキシ）−メタクリルオキシメチルシラン、ペンタメ
チルジ（トリメチルシロキシ）−アクリルオキシメチル
シラン、ｔ−ブチルテトラメチルジシロキサニルエチル
アクリレート、ｎ−ペンチルヘキサメチルトリシロキサ
ニルメチルメタクリレート、トリ−ｉｓｏ−プロピルテ
トラメチルトリシロキサニルエチルアクリレート、ｎ−
プロピルオクタメチルテトラシロキサニルプロピルメタ
クリレート等である。

上記フッ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル
酸エステルと共重合可能な親水性ビニル化合物とはカル
ボキシル基、水酸基、アミノ基、酸アミド基等の親水性
を有するビニル化合物であり、例えばアクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、シト
ラコン酸等のカルボキシル酸含有ビニル化合物、β−ハ
イドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシプロ
ピルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレ
ート、β−ハイドロキシプロピルメタクリレート、アリ
ルアルコール等の水酸基含有ビニル化合物、ジメチルア
ミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアク
リレート、ジメタルアミノエチルメタクリレート、ジメ
チルアミノプロピルメタクリレート等のアミノ基含有ビ
ニル化合物、アクリルアミド、メタクリルアミドの酸ア
ミド基含有ビニル化合物等である。

本発明に用いられる多価ビニル化合物とはビニル基を一
分子に二個以上含む化合物であり、例えばジビニルベン
ゼン、ジアリルフタレート、エチレングルコールジアク
リレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリ
エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコ
ールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリ
レート、グリセリントリアクリレート、エチレングリコ
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、
プロピレングリコールジメタクリレート、ネオペンチル
グリコールジメタクリレート、グリセリントリメタクリ
レート等である。

上記単量体以外に硬さを調節するために所望なれば上記
単量体と共重合可能な他の単量体、例えばメチルアクリ
レート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレー
ト、ｉｓｏブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリ
レート、２−エチルヘキシルアクリレート等のアクリル
酸エステル、メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉｓｏ−ブチルメタ
クリレート、シクロヘキシルメタクリレート、２−エチ
ルヘキシルメタクリレート等のメタクリル酸エステル、
その他酢酸ビニル、スチレン、ビニルトルエン、エチル
ビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｉｓｏ−
ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル等が用いられてもよい。

上記フッ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル
酸エステルは一種もしくは二種以上用いられてもよく、
望ましくは共重合体中に８〜６０重量％の範囲で含有せ
られるべきである。何となれば該アクリル酸エステルも
しくはメタクリル酸エステルが８重量％以下で含有する
共重合体は酸素透過性、耐汚染性に劣り、６０重量％以
上含有する共重合体は硬く脆くなって加工性に劣るよう
になる。

上記ケイ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル
酸エステルは一種もしくは二種以上用いられてもよく、
望ましくは共重合体中に２０〜９０重量％の範囲で含有
せられるべきである。何となれば、該アクリル酸エステ
ルもしくはメタクリル酸エステルが２０重量％以下で含
有する共重合体は硬く脆くなって加工性、酸素透過性に
劣り、９０重量％以上で含有する共重合体は柔調となり
加工性に劣り、耐汚染性も劣る。該ケイ素含有カクリル
酸エステルもしくはメタクリル酸エステルは柔軟すぎて
加工性の悪い重合体を与えるが上記フッ素含有アクリル
酸エステルもしくはメタクリル酸エステルと共重合する
ことによって硬調となり加工性が改善されて耐汚染性も
向上する。更に本発明のフッ素含有アクリル酸エステル
もしくはメタクリル酸エステルは該ケイ素含有アクリル
酸エステルもしくはメタクリル酸エステルと共重合して
も該ケイ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル
酸エステルの酸素透過性を全く阻害しない。

上記親水性ビニル化合物は一種もしくは二種以上用いら
れてもよく、望ましくは共重合体中に３〜１０重量％の
範囲で含有せられるべきである。何となれば該親水性ビ
ニル化合物を３重量％以下で含有する共重合体は湿潤性
に劣り涙とのなじみが悪く、１０重量％以上含有する共
重合体は水膨潤性が大となって吸水時の形状安定性に劣
るようになる。該親水性ビニル化合物の中で特に望まし
いものはカルボキシル基含有ビニル化合物である。

上記多価ビニル化合物は一種もしくは二種以上用いられ
てもよく、望ましくは共重合体中に１〜１０重量％の範
囲で含有せられるべきである。何となれば多価ビニル化
合物を１重量％以下で含有する共重合体は加工性、吸水
時形状安定性、耐熱性、耐化学薬品性が充分でなく、１
０重量％以上含有する共重合体はフッ素含有アクリル酸
エステルもしくはメタクリル酸エステルと該多価ビニル
化合物との相溶性の悪さにより透明性に劣るようにな
り、更に酸素透過性も充分なものではなくなる。

上記単量体以外に添加される上記単量体と共重合可能な
他の単量体として望ましいものはアクリル酸エステルも
しくはメタクリル酸エステルであり上記アクリル酸エス
テルもしくはメタクリル酸エステルは一種もしくは二種
以上用いられてもよく、上記アクリル酸エステルもしく
はメタクリル酸エステルは共重合体中に望ましくは５０
重量％以下に含有せられて共重合体に光学的安定性、寸
法安定性、強靱性を付与する。

本発明の共重合体は上記単量体混合物（共単量体）にベ
ンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、クメ
ンハイドロパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリ
ル、アゾビスイソバレロニトリル等のラジカル開始剤を
０．０５〜０．５重量％程度添加して加熱重合すること
により製造される。

上記塊状重合は所定の容器もしくは形内で行われ共重合
体は板状、筒状、円盤状等所望の形状で得られる。コン
タクトレンズに加工する場合には更に切削、研磨等の機
械的加工を行なうのが一般的であるがコンタクトレンズ
形状に直接注型重合してもよい。

上記塊状重合は上記のようにラジカル開始剤を用いて加
熱重合するのが一般的であるが該ラジカル開始剤の存在
もしくは不存在に紫外線、Ｘ線等を照射して行なっても
よい。

更に本発明の共重合体は塊状重合以外にメタノール、エ
タノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ト
ルオール、キシロール、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セロソ
ルブアセテート等の有機溶剤中での溶液重合、あるいは
ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界
面活性剤を用いて水中に分散させて重合する乳化重合等
を適用して製造せられてもよい。

〔作用〕

本発明の共重合体中フッ素含有アクリル酸エステルもし
くはメタクリル酸エステルは共重合体に良好な酸素透過
性と耐汚染性を与える。またケイ素含有アクリル酸エス
テルもしくはメタクリル酸エステルは共重合体に適度の
柔軟性を与え加工性が向上し、更に酸素透過性が向上す
るが、一方該ケイ素含有アクリル酸エステルもしくはメ
タクリル酸エステルの重合体の有する耐汚染性の悪さは
フッ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エ
ステルによって改良される。また親水性ビニル化合物は
共重合体に適度な湿潤性を与え涙とのなじみを良好にす
る。更に多価ビニル化合物は共重合体に架橋構造を与え
ることにより共重合体の切削・研磨等の機械的加工性を
向上させ、更に吸水時の形状安定性、耐熱性、耐化学薬
品性を向上させる。

〔考案の効果〕

したがって本発明の酸素透過性材料は酸素透過性が大き
く、かつ加工性および耐汚染性が良好であり、また形状
安定性、耐熱性、耐汚染性も良好であり、特にコンタク
トレンズの材料として使用された場合には硬度、透明
度、および湿潤性が良好で涙とのなじみも良く角膜を損
傷しない。

実施例１ フッ素含有メタクリル酸エステルもしくはアクリル酸エ
ステル（以下単量体Ａとする）として下記の化合物を用
いる。

ケイ素含有メタクリル酸エステルもしくはアクリル酸エ
ステル（以下単量体Ｂとする）としてトリス（トリメチ
ルシロキシ）−α−メタクリルオキシプロピルシランを
用いる。

親水性ビニル化合物（以下単量体Ｃとする）としてメタ
クリル酸を用いる。

多価ビニル化合物（以下単量体Ｄとする）としてエチレ
ングリコールジメタクリレートを用いる。

上記以上の単量体（以下単量体Ｅとする）としてメチル
メタクリレートを用いる。

単量体Ａ１２．７重量部（以下部とする）単量体Ｂ５１
部、単量体Ｃ４．５部、単量体Ｄ６．４部、単量体Ｅ２
５．５部からなる共単量体にアゾビスイソブチロニトリ
ル０．２部を添加混合して窒素ガスにて置換した後に、
重合管に封管し油浴中にて６０℃で１０時間、８０℃で
２時間の重合を行ない共重合体１を得た。

実施例２ 実施例１の単量体Ａ１２．７重量部、単量体Ｂ３８．２
部、単量体Ｃ４．５部、単量体Ｄ６．４部、単量体Ｅ３
８．２部からなる共重単量を実施例１と同様にして共重
合体２を得た。

実施例３ 実施例１の単量体Ａ２５．５重量部、単量体Ｂ５１部、
単量体Ｃ４．５部、単量体Ｄ６．４部、単量体Ｅ１２．
７部からなる共単量体を実施例１と同様にして共重合体
３を得た。

実施例４ 実施例１の単量体Ａ３８．２重量部、単量体Ｂ３８．２
部、単量体Ｃ４．５部、単量体Ｄ６．４部、単量体Ｅ１
２．７部からなる共単量体を実施例１と同様にして共重
合体４を得た。

実施例５ 単量体Ａとして下記の化合物を用いる。

単量体Ｂとしてトリス（トリメチルシロキシ）−α−タ
メクリロオキシプロピルシランを用いる。

単量体Ｃとしてイタコン酸を用いる。

単量体Ｄとしてトリエチレングリコールジメタクリレー
トを用いる。

単量体Ａ５１重量部、単量体Ｂ３８部、単量体Ｃ５部、
単量体Ｄ６部からなる共単量体にベンゾイルパー−オキ
サイド０．２部を添加混合して実施例１と同様にして重
合管に封管した後、油浴中にて７５℃で１０時間、９０
℃で２時間重合を行ない共重合体５を得た。

実施例６ 単量体Ａとして下記の化合物を用いる。

単量体Ｂとしてペンタメチルジ（トリメチルシロキシ）
アクリルオキシメチルシランを用いる。

単量体Ｃとしてクロトン酸を用いる。

単量体Ｄとしてグリセリントリメタクリレートを用い
る。

単量体Ｅとしてｔ−ブチルメタクリレートを用いる。

単量体Ａ２０重量部、単量体Ｂ５１部、単量体Ｃ５部、
単量体Ｄ６部、単量体Ｅ１８部からなる共単量体にアゾ
ビスイソブチロニトリル０．２部を添加混合して実施例
１と同様にして共重合体６を得た。

比較例１ 実施例２で用いた単量体Ａをメチルメタクリレートにか
え、実施例２と同様にして比較共重合体１を得た。

比較例２ 比較例１で用いた単量体Ａを５１部から３０部に減少
し、単量体Ｂを３８．２部から５９部に増加して比較例
１と同様にして比較共重合体２を得た。

比較例３ 実施例３の単量体Ａをトリフロロエチルメタクリレート
にかえ、実施例３と同様にして比較共重合体３を得た。

試験 上記共重合体１〜６、比較共重合体１〜３から試験片を
取出し酸素透過係数(cc（ＳＴＰ）・cm／cm³・sec・cm
Ｈｇ）、鉛筆硬度、切削・研磨性を測定した。なお酸素
透過係数は製科研式フィルム酸素透過率計（理科精機株
式会社製）で行ない、鉛筆硬度はＪＩＳ試験法により行
なった。結果を第１表に示す。

共重合体２と比較共重合体１を比較するとフッ素含有ア
クリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルを含ま
ない比較共重合体１は酸素透過性に劣り、フッ素含有ア
クリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルを含ま
ずケイ素含有アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸
エステルを５０重量部以上含む比較共重合体２は柔調で
加工性に劣り、本発明で用いるフッ素含有アクリル酸エ
ステルもしくはメタクリル酸エステルをフッ素を含有す
るトリフロロエチルメタクリレートに替えた比較共重合
体３はやはり柔調で加工性に劣る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｆ 230/08 ＭＮＵ 7242−4Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(1)一般式 １〜４のアルキル基、ｎは５〜１０の整数、 ｍは１０〜２０の整数である。） で示されるフッ素含有アクリル酸エステルもしくはメタ
   クリル酸エステル８〜６０重量％、 一般式 （式中ＸおよびＹは炭素数１〜４のアルキル基、 またはフェニル基、またはＺ基、 ここにＺは一般式 で表される基である。 Ａは炭素数１〜４のアルキル基またはフェニル基、Ｒ₃
   はＣＨ₃またはＨ，Ｋは１〜５の整数、ｌは０〜３の整
   数である。） で表されるケイ素含有アクリル酸エステルもしくはメタ
   クリル酸エステル２０〜９０重量％アルキルアクリル酸
   エステルもしくはメタクリル酸エステル０〜５０重量
   ％、親水性ビニル化合物３〜１０重量％、および多価ビ
   ニル化合物を１〜１０重量％の共重合体からなる酸素透
   過性コンタクトレンズ材料