JPH06503373A - ポリマー物質の表面改変 - Google Patents
ポリマー物質の表面改変Info
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- JPH06503373A JPH06503373A JP4502642A JP50264292A JPH06503373A JP H06503373 A JPH06503373 A JP H06503373A JP 4502642 A JP4502642 A JP 4502642A JP 50264292 A JP50264292 A JP 50264292A JP H06503373 A JPH06503373 A JP H06503373A
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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
ボIマー の
^l目と1景
本発明は、固体材料の表面を改変すること、より特定すればそのような改変のた
めの重合可能な界面活性剤の使用法に関する。
表面構造および組成は、固体物質の物理的性質および最終的な用途の多くを決定
する。ぬれ、摩擦、静電的帯電および付着のような特性は、表面特性によって大
いに影響を受ける。
そのような表面特性の生体適合性に対する効果は、特に関心が持たれる。従って
、表面特性の変更は、生物工学の応用において特に重要である。それゆえに、固
体表面、特にポリマー性物質の表面を改変ための改良された方法が、探索されて
いる。
ランダム盟、グラフト型、重合型の界面活性剤が、水性分散液からポリマー性物
質の表面上への界面活性剤の吸着による、疎水性ポリマーの表面の改変に用いら
れてきた。Lee、 J、 H,、Interactions of PE0−
Containjn Pol mer’c Su factants With
dro hobie Su faces、ユタ大学(1988) (これ以降
rLeeJ)。Leeは、特に疎水性表面における血液の血漿タンパク質の吸収
を低減することに関し、疎水性のメタクリレート(ヘキシルメタクリレート、あ
るいはラウリルメタクリレート)、親水性のメタクリレート(ポリエチレンオキ
シドメタクリレート)およびメチルメタクリレートのランダムフリーラジカル共
重合によるポリマー性界面活性剤の合成を教示する。
Akashi、 M、ら、「疎水性骨格と親水性分枝とを有するグラフトコポリ
マー、■、水溶性すりゴビニルビロリドンマクロモノマーの共重合の研究J、
J、 mersc’、: atA: oftse Cem’str 、 Vol
、 27. pp、 3521−3530 (191+9) (これ以降”Ak
ashi”)は、カルボ牛シル基末端を有するオリゴビニルピロリドンの、メチ
ルメタクリレートあるいはスチレンとのランダムフリーラジカル共重合により調
製される、両親媒性物質を教示する。ビニルフェニル末端およびメタクリロイル
末端を有するオリゴビニルピロリドンマクロモノマーの合成が記載される。
重合可能な界面活性剤は、ポリマーの性質を水溶液中で改変するために用いられ
てきた。例えば、5chulzら、「アクリルアミドと界面活性マクロモノマー
とのコポリマー二合成および溶液の性質J 、 PiLLJf、 Vol、 2
11. pp、 2110−2115 (Nov、、 1987) (これ以降
r 5chulzJ )には、少量の疎水性官能基(例えば、ノニルフェノール
)の水溶性ポリエチレンオキシド鎖への付加により界面活性が得られた、マクロ
モノマー界面活性剤が、記載される。関連する物質および手段は、米国特許第4
,075,411号に開示される。
また、重合可能な界面活性剤は、固体表面の改質に用いられてきた。この目的に
用いられる物質の一つは、脂質(非ポリマー性物質)である。脂質は、メタクリ
レート基[Ringsd。
rf、 H,ら、「重合可能な脂質における親水性スペーサー基:バルク重合し
た指貫からの生体膜モデルの形成J 、 J、 Am、 C勧121匹工、 V
ol、 10?、 pp、 4134−4141 (1985)]および各種の
ビニル基[Ringsdorf、 )!、ら、「フルオロカーボン鎖を有する飽
和でかつ重合可能な両親媒性物質、単分子膜およびリポソームの研究J 、 J
Am、 Chew、 Soc、、 Vol、 106. pp、 7687−
7692 (1984)]のような種々の官能基の付加により重合可能となる。
これら重合可能な脂質界面活性剤は、生体膜モデルの形成および安定化に用いら
れるリポソームの調製に使用されてきた(しばしばポリマー性リポソームと称さ
れる)。
コンタクトレンズは、従来3つの一般的な技法、すなわちラス(lathing
)、スタティックキャスティングおよびスピンキャスティングの内の一つを使っ
て製造される。またそれらの組み合わせも知られている。例えば、半製品ボタン
(一方に最終的なレンズ表面を有する)は、スタティックあるいはスピンキャス
ティングにより形成し得、そしてもう片方のレンズ表面は、ラスにより作り得る
。スタティックおよびスピンキャスティングは、ラスより少ない製造工程でレン
ズを作り得る点で有利である。これら成形技法のどちらでも、レンズの前面およ
び背面は、1段階で形成し得る。スタティックキャスティングは、2つの成形面
を提供することにより表面を形成する;スピンキャスティングは、前面を形成す
るために1つの成形面を与え、また背面を形成するために液状モノマーを回転さ
せて生じる力を使うことにより表面を形成する。
成形によるレンズ製造時に直面する課題の一つは、レンズ表面にダメージを与え
ることなくレンズを鋳型からはずすことである。レンズ付着の現象は、重合中の
鋳型表面とモノマー混合物との間の化学的相互作用の結果である。この課題に応
じる提案のうちの1つは、米国特許第4.534.916号である。
この米国特許は、(重合可能でない)界面活性剤を七ツマー混合物に加えること
を教示する。この界面活性剤の添加は、鋳型からの脱離の際生じる表面欠陥の数
を減少させることにより、レンズ表面の質を改良する(特に、キセロゲルレンズ
に関して)。
°916号特許は、成形脱離の間のレンズのダメージを減らすことにより表面の
質の改良を得ようとするものである。他は、表面の改変によって、より直接的に
表面の質の改良をめてきた。例えば、米国特許第4.546.123号は、(重
合可能でない)界面活性剤分子をヒドロゲルレンズの表面に共有結合によって付
着させることを教示する。
制御された構造を有するグラフトコポリマーを調製するためのマクロモノマーの
技法は、公知である。マクロモノマーあるいはマクロマーは、末端基の一つがさ
らに重合できるように官能化された、数百から数百の範囲の分子量を有するポリ
マーである。Milkovich、 Chiangおよび5chu l tzは
、種々のマクロマーの合成および応用を示す。 R,Milkovich、 M
。
T、 Chiang、米国特許第3.842.050号(1974); 5ch
ultz、 G。
0.およびMilkovich、 R,、J、 、 Pal t Sc’、、
27.4773(1982); 5chultz、 G、 O,およびMilk
ovich、 R1,LユIJ、Sc’、o t Chew、Ed、、H,16
33(1984)。
Yamashita、 Y、; rフッ素含有グラフトコポリマーの合成および
応用J 、 Pol rier Bull、、 ’4.335−340 (19
81); rvクロモノマー法による官能性グラフトコポリマーの合成および特
性評価J 、 J、 1. Pol t Sc’、、 36.193−199
(1981): rN−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミドの合成
およびマクコモ/マー合成でのその使用J 、 J、 Pa m、 Set、。
Lユ虹江姐」L、 19.629−636 (1981); (これ以降r Y
amashitaJ )は、マクロマーの作製法およびグラフトコポリマーを作
るためのマクロマーの使用を教示する。Yallashitaは、有効な連鎖移
動剤の存在下でのフリーラジカル重合を用いた。
この連鎖移動剤は、最終的なマクロマーの分子量を制御し、また官能性の末端基
を提供した。例えば、チオグリコール酸は、有効な連鎖移動剤であり、カルボキ
シル酸官能性末端基を提供する。この末端基は続いて、例えばグリシジルメタク
リレートと反応して、末端にメタクリレート重合性基を与え得る。Yamash
itaは、MMAのマクロマーを使用して、フルオロアルキルアクリレートのポ
リMMAグラフトとのグラフトコポリマーを調製した。YlBsbi taは、
マクロモノマー法による重合可能な界面活性剤の合成を教示していない。
l豆座!1
ポリマー性物質の表面特性は、ポリマー性物質を形成するのに使われたモノマー
の混合物に重合可能な界面活性剤を添加することにより改変され得るということ
を見い出した。すべての重合可能な界面活性剤が使用され得るが、より好適な界
面活性剤は、以下の式で表される新規な表面活性のマクロモノマーである:
DC[A−Bv]
ここで、Aは少なくとも1つのエチレン型不飽和親水性モノマーであり、Bは少
なくとも1つのエチレン型不飽和疎水性モノマーであり、Cは官能性連鎖移動剤
であり、Dはエチレン型不飽和末端基であり、yは約0.1から約0.9の範囲
内であり、かつx+y=1である。より好適な実施態様では、ポリv−性mit
は、コンタクトレンズである。
λ匪旦1皿星鳳旦
[(メタ)アクリレート((meth)aerylate) Jまたは「(メタ
)アクリルアミド((Meth)acrylamide) Jのような表記は、
本明細書において任意のメチル置換を示すために用いる。
従って、メチル(メタ)アクリレートは、メチルアクリレートおよびメチルメタ
クリレートの両方を含み、N−アルキル(メタ)アクリルアミドは、N−アルキ
ルアクリルアミドおよびN−アルキルメタアクリルアミドの両方を含む。
本発明の実施において有用な重合可能な界面活性剤は、当業者に公知のすべての
重合可能な界面活性剤を含む。そのような界面活性剤の例は以下のものを含む:
アルケンニ酸(alkendioic acid)のモノフルオロアルキルエス
テル
−1−スルホン酸、α,ω−(メタ)アクリルアミドアルカノイック
チルヘキサデシル[11−(メタクリルオイロキシ)ウンデジルコ77モニウム
ノ1ライド(dimethylhexadecyl[11−(metbacry
loyloxy)undecyllammonium halide) 、ジメ
チルヘキサデシル[11−(メタクリルオイロキシ)ウンデシJレコアンモニウ
ムジメチルホスフエート、1−ノ旬しミトイル−2−[11−(メタクリルオイ
ロキシ)ウンデシル]−sn−グリセロ−3−ホスホコリン、1,2−ビス[1
1−(メタクリルオイロキン)ウンデシル] −sn−グリセロ−3−ホスホコ
リン、1.2−ビス(ヘプタデカ−10.12−ジョ/イル)−sn−グリセロ
−3−ホスホコリン( 1. 2−bis(heptadeca−1 0、 1
2−d iynoy 1)− sn−g lycero−3−phospho
chol i ne)、1.2−ビス(ヘンイコサー10.12ージョノイル)
−sn−グリセロ−3−ホスホコリン( 1. 2−bis(heneicos
a−10. 12−dirnoyl)−sn−glycero−3−phosp
hocholine)、1. 2−ビス(ヘキサコサ−10.12−ジョノイル
) −sn−グリセロ−3−ホスホコリン、ビス[10−(メタクリルレオイロ
キシ)デシル]ハロゲンホスフェート、ビス[11−(メック1ノルオイロキン
)ウンデシル]ジメチルアンモニウムノ1ライドおよびビス[11−(メタクリ
ルオイロキシ)ウンデジルコ ジメチルアンモニウムジメチルホスフェート。
本発明の工程で有用な特に好適な重合可能な界面活性剤は、以下の式で表される
界面活性のマクロモノマーである:DC [A.B,]
ここで、Aは少なくとも1つのエチレン型不飽和親水性モノマーであり、Bは少
なくとも1つのエチレン型不飽和疎水性モノマーであり、Cは官能性連鎖移動剤
であり、Dはエチレン型不飽和末端基であり、yは約0.1から約0.9の範囲
内であり、かつz+y= 1である。
好適なエチレン型不飽和親水性モノマー(上式の「A」)は、エチレン型不飽和
ポリオキシアルキレン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルアルコール、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート)またはポリ(HEMA
)、およびN−アルキル−トビニルアセトアミドを含む。エチレン型不飽和は、
(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、スチレニル、アルケニル、
ビニルカルボネートおよびビニルカルバメート基によって、提供し得る。好まし
い親水性マクロモノマーは、分子量が200から10, 000のメトキシポリ
オキシエチレンメタクリレート、より好ましくは、分子量範囲が200からs,
oooのメトキシポリオキシエチレンメタクリレート、最も好ましくは、分子
量範囲が400からs,oooのメトキシポリオキシエチレンメタクリレートを
含む。他の好ましい親水性マクロモノマーは、分子量が500から10, 00
0の、ポリ−N−ビニルピロリドンメタクリレートを含む。より好ましくは、分
子量が500からs, oooのポリ−N−ビニルピロリドンメタクリレートで
あリ、最も好ましくは、分子量が1000からs、oooのポリ−N−ビニルピ
ロリドンメタクリレートである。他の好ましい親水性マクロモノマーは、分子量
が5ooがら10.GooのポリーN、N−ジメチルアクリルアミドメタクリレ
ートを含む。より好ましくは、分子量が5ooからs、 oooのポリーN、N
−ジメチルアクリルアミドメタクリレートであり、最も好ましくは、分子量が1
°oooから5゜000のポリーN、N−ジメチルアクリルアミドメタクリレー
トである。
好適なエチレン型不飽和疎水性モノマー(上式の「B」)は、アルキル(メタ)
アクリレート、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、アルキルビニルカルボネ
ート、アルキルビニルカルバメート、フルオロアルキル(メタ)アクリレート、
N−フルオロアルキル(メタ)アクリルアミド、N−フルオロアルキルビニルカ
ルボネート、N−フルオロアルキルビニルカルバメート、シリコーン含有(メタ
)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルカルボネート、ビニルカルバ
メート、[スチレン、アルファーメチルスチレン、パラ−メチルスチレン、パラ
−t−ブチルモノクロロスチレン、およびパラ−t−ブチルジクロロスチレンカ
ラなる群より選択されるコスチレン型モノマーおよびポリオ牛ジプロピレン(メ
タ)アクリレートを、含む。好ましい疎水性モノマーは、メチルメタクリレート
、ドデシルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、パーフル
オロオクチルメタクリレート、メタクリオイルオキシプロピルトリス(トリメチ
ルシロキシ)シラン(TRIS)を含む。
官能性連鎖移動剤(−上式の[す)は、コポリマーの分子量を制御し、重合可能
な基を次に付加するための適切な官能性を提供する。好適な官能性連鎖移動剤は
、メルカプトカルボン酸、メルカプトアルコール(ヒドロキシメルカプタンとし
ても知られる)、およびアミノメルカプタンを含む。好ましい連鎖移動剤は、チ
オグリコール酸、2−メルカプトエタノールおよび2−アミノエタンチオールを
含む。共重合に用いる全モノマーに対する連鎖移動剤のモル比は、好ましくは約
0.01から約3、より好ましくは約0.02から約2、さらに好ましくは約0
.05から約1である。
エチレン型不飽和末端基(上式の「D」)の選択は、官能性連鎖移動剤の官能基
によって決定される。例えば、もし連鎖移動剤がカルボン酸基を含むなら、グリ
シジルメタクリレートはメタクリレート末端基を提供し得る。連鎖移動剤がヒド
ロキシまたはアミン官能性を有するとき、インシアナトエチルメタクリレートま
たは(メタ)アクリロイルクロリドはメタクリレート末端基を提供し得、ビニル
クロロホルメートはビニル末端基を提供し得る。他の組合せは、当業者によって
知られる。
親水性モノマーと疎水性モノマーとの比率を変えれば、その界面活性マクロマー
からなるポリマー性物質の表面特性が変わる。例えば、本発明のある界面活性マ
クロマーを含むコンタクトレンズを調製するときには、以下のことがわかった。
より多量の親水性成分はレンズの鋳型からの脱離特性を最適化するが、最適の臨
床動態は比較的少量の親水性成分から得られる。従って、特定の比率の選択は、
そのポリマー性物質のために最終的にめられる特定の表面特性によって決定され
る。しかしながら、一般には、yは好ましくは約0.1から約0.9の範囲にあ
り、より好ましくは約0.3から約0.9の範囲にあり、さらに好ましくは約0
.5から約0.8の範囲にある。
界面活性なマクロマーが得られるランダムコポリマーは、官能性連鎖移動剤の存
在下で、少なくとも1つのエチレン型不飽和疎水性モノマーおよび少なくとも1
つのエチレン型不飽和親水性モノマーを共重合化することによって調製される。
ランダムコポリマーは、多様な既知のフリーラジカル触媒を用いる、フリーラジ
カル機構によって形成される。そのような触媒は例えばニジアシルパーオキシド
(例えば、ベンゾイルパーオキシド);ジアルキルパーオキシド(例えば、ジー
tert−ブチルバーオキシド);ケトンパーオキシド(例えば、メチルエチル
ケトンパーオキシド);および容易に加水分解されるパーエステル(例えば、t
ert−ブチルパーアセテート、tert−ブチルパーベンゾエート、ジーte
rt−ブチルシバーフタレート)である。特に有用な種類のパーオキシ開始剤は
、クメンハイドロパーオキシド、メチルエチルケトンハイドロパーオキシド、t
ert−ブチルハイドロパーオキシドなどの、有機ハイドロパーオキシドである
。開始剤は、全組成物の重量に対して約0.01から約1oz、好ましくは約0
.1から約5%の濃度で用いるべきである。他の種類の開始剤は、アセトフェノ
ン、ベンゾフェノン、およびベンゾインエステルなどの、カルボニル含有の紫外
活性化フリーラジカル発生剤を含む。他の好適なUV開始剤および開始剤混合物
は、当業者によって知られる。
工程では溶媒を用い得る。溶媒は用いられるコモノマーの溶解度パラメーターに
基づいて選択し、全ての重合化組成物を完全に溶解するように選ぶべきである。
好ましい溶媒は、テトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメ
タン、メタノールおよびこれらの溶媒の混合物を含む。
界面活性なマクロマーを含む上記の重合可能な界面活性剤は、ポリマー性物質を
形成するのに使われるモノマー混合物に重合可能な界面活性剤を添加することに
よってポリマー性物質の表面を改変するのに使用し得る。モノマー混合物に添加
される量は、通常ポリマー性物質のバルク特性にさほど影響を与えずに所望の表
面特性改変を得るのに十分な、比較的低いレベルに保たれる。それゆえ、本発明
で利用される重合可能な界面活性剤の好適な濃度は、0.025重量%から10
重量%である。より好適な濃度範囲は、0.05重量%から8重量%であり、そ
して最も好適な範囲は、0.1から5重量%である。
これらの技術によって表面を改変され得るポリマー性物質は、多様な組成および
形状を有するポリマーを含む。本発明の開発において特に重要なポリマー性物質
はコンタクトレンズであった。そして、特にめられた表面改変は、ポリマー性材
料の他の有益なバルク特性(特に酸素透過性)を犠牲にすることな(、表面の湿
潤性を増大することであった。本発明のマクロモノマーの有用性は、特にコンタ
クトレンズへのこれらの導入に関してさらに例示されるが、本発明のマクロモノ
マーの有用性はそれに限定されるものではないことが理解される。
本発明のマクロモノマーによって表面を有用に改変され得るコンタクトレンズの
1つの種類は、ソフトヒドロゲルレンズである。そのようなレンズのための慣用
的なモノマー系は、親水性モノオレフィン型モノマー(例えば、モノエチレン型
不飽和モノマー)、および、生成する親水性ヒドロゲルを不溶化するためには十
分だがその親水性を破壊するには不十分な量のポリオレフィン型(通常ジオレフ
ィン型)モノマー(例えば、架橋剤として機能するポリエチレン盟不飽和化合物
)を用いる。親水性モノオレフィン型モノマーの混合物は、架橋剤の混合物と同
様に用いられる。当該分野で公知のように、親水性モノマーと共重合可能な他の
モノマーもまた、ポリマー性物質の種々の特性を調節するために用いられる。
親水性モノマーの例は、以下のものを含む。(メタ)アクリル酸のモノおよびポ
リアルキレングリコールモノエステルのような、エステル化し得るヒドロキシル
基および少なくとももう1つのヒドロキシル基を有するアルコールとの(メタ)
アクリル酸の水溶性モノエステル、そのような水溶性モノエステルは、例えばエ
チレングリコールモ/(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ
)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレートなど;N−メチル(メタ)アクリルアミ
ド、N、N−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどのような、N−アルキルおよ
びN、N−ジアルキル置換(メタ)アクリルアミド;N−ビニルピロリドンおよ
びアルキル置換N−ビニルピロリドン;グリシジル(メタ)アクリレート;不飽
和7ミン;アルコキシエチルアクリレート;それらの混合物;および当該分野で
知られる他のモノマー。
架橋剤として用いられる二官能性またはより高次の多官能性種の例は、ジビニル
ベンゼン、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、ならびに、トリエタノールアミン、グリセロール、ペ
ンタエリスリトール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、テトラエチレングリコール、マンニトール、およびソルビトール
のようなポリオールの(メタ)アクリレートエステルである。さらなる例は、N
、N−メチレン−ビス−(メタ)アクリルアミド、スルホン化ジビニルベンゼン
、およびジビニルスルホンを含む。
他の共重合可能なモノマーの例は、そのアルキル部分が1から5個の炭素原子を
含む、アルキル(メタ)アクリレートのような、疎水性の(メタ)アクリル酸エ
ステルである。
ソフトな、親水性の、ゲル型のレンズが本発明のマクロモノマーによって改変さ
れ得る一方で、少な(とも1つのシリコーンモノマーおよび少なくとも1つの親
水性モノマーを含む組成物から調製されるレンズの改変が、より興味深い。この
材料種に含まれるのは、ソフトコンタクトレンズ組成物(ヒドロゲルおよびノン
ヒドロゲルの両方)、および硬い通気性コンタクトレンズ組成物である。
好ましいソフトヒドロゲル組成物は、1989年6月7日出願の第077363
.662号および1989年5月2日出願の第07/364.204号米固持許
出願に記載されており、それらの全文をここに参考として援用する。他の使用可
能な組成物の例は、米国特許第4゜136、250号;第4.740.533号
;第4.711.943号;第4.189.546号;および第4.153.6
41号に見られる。
本発明において好ましいヒドロゲル組成物の1つのタイプは、以下の一般式のウ
レタンプレポリマーを含む:E(★D*A*D*G)、★D*A*D*E’また
はE(★D*G*D*A)、★D*G*D*E’ここで、
Aは、次の一般式で表される群から選ばれる二価のポリマー性ラジカルを表す:
ここで、R″′はアルキルラジカル、または1から3個の炭素原子を有する短鎖
のフ、素化アルキルラジカルを表し;および
pは40Gからto、oooの部分量を提供し;Dは、6から30個の炭素原子
を有するアルキルジラジカル、アルキルンクロアルキルジラジカル、シクロアル
キルジラジGは、1から40個の炭素原子を有し、主鎖にエーテル、チオ、また
はアミン結合を有し得る、アルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、ア
ルキルシクロアルキルジラジカル、芳香族ジラジカルまたはアルキル芳香族ジラ
ジカルを表し;★はウレタンまたはウレイド結合を表し;およびEおよびE゛は
、以下の一般化学式で表される重合可能な不飽和有機ラジカルを表し;
R’CH=C(CH2)−(Xb(Z)z(Ar)y−R”ここで、R1は1か
ら10個の炭素原子を有する二価のアルキレンラジカルを表し;
R2は−Hまたは−C113ラジカルを表し;R3は一■ラジカル、または1か
ら6個の炭素原子を有するアルキルラジカル、または
−CY−R’ ラジカルを表し、ここでYは−0−1−S−1または−Nl+−
1およびR4は1から12個の炭素原子を有するアルキルラジカルを表し;
Xは一〇−1または一〇−C−を表し;2は一〇−1−S−1または−NH−を
表し;Arは6から30個の炭素原子を有する芳香族ラジカルを表し;
aは少なくとも1;
Wは0から6;
Xは0または1;
yは0または1;および
2は0または1である。
これらのウレタンプレポリマーの調製↓こ用t1得るイソシアネートは、以下の
ものを含む。トルエンジイソシアネート、4.4′−ジフェニルジイソシアネー
)、4.4’−ジフェニレンメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシ
アネート、ジアニシジンジイソシアネート、1,5ナフタレンシイ゛ノシアネー
ト、4.4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4.4’ (ジシクロヘ
キシル)メタンジイソシアネート、1.3−ビス−(イソシアナトメチル)シク
ロヘキサン、シクロヘキサンシイソシアネート(diisocyanato)、
テトラクロロフェニレンシイ゛ノシアネート、イソホロンジイソシアネート、お
よび3.5−ジエチル−4,4゛−ジイソシアナトジフェニルメタン。
用い得る他のジイソシアネートは、−級また(ま二級アミンで末端をキャップし
たポリアミン、または多価アルコールを、上記のジイソシアネートのいずれかの
過剰量と反応させることにより形成した、より分子量の高いジイソシアネートで
ある。一般には、これらの高分子量ジイソシアネートは以下の一般式を有する:
[0=C!N−R−N−C−Xl12−8ここで、Rは2から20個の炭素原子
を有する二価の有機ラジカル、Xは一〇−1または−NR’−1Rは−■または
低級アルキル、およびBは二価の有機ラジカルである。
このジイソシアネートは以下のような低分子量のジオールまたはグリコールと反
応させる。例えば、2.2−(4,4’ ジヒドロキシジフェニル)−プロパン
(ビスフェノール−A);4.4’−イソ−プロピリジンジシクロヘキサノール
(水素化ビフェノール−A); エトキシル化ビスフェノール−A;プロポキシ
ル化ビスフェノール−A; 2,2−(4,4″−ジヒドロキシジフェニル)−
ペンタン;α、α’−(4,4゛−ジヒドロキシジフェニル)−p−ジイソプロ
ピルベンゼン;1.3シクロヘキサンジオール;1.4−シクロへ牛サンジオー
ルー1.4−シクロヘキサンジメタツール;4.8−ビス−(ヒドロキシメチル
)−トリシクロ[5,2,1,02°6]デカンのような二環または二環のジオ
ール、ネオペンチルグリコール、1゜4ブタンジオール、1.3−プロパンジオ
ール、1.5−ベンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ールなこれらのハード区分は、水素結合を介して他の硬質区分と会合することに
より、最終的なポリマーまたはコポリマーのハード領域を形成する。ハード領域
における会合の度合は、区分間の水素結合の量を以下のいずれかによって制御す
ることにより改変し得る。1)ソフト区分の分子量を増加させることにより、プ
レポリマー中でのハード区分の全体としての重量含量を減少させる、または2)
相対的にソフトな、より長鎖のジオールを用いるか、もしくはジオールよりもむ
しろ一級または二級アミンをキャップした低分子量化合物をジイソシアネートと
共に用いることにより、ハード区分での水素結合密度の量を減少させる。
ハード区分は次に、2個の活性水素、通常ヒドロキシル基でα、ω−エンドキャ
ップした比較的に高分子量のポリマーと反応させる。これらの区分はいわゆるプ
レポリマーのソフト区分を形成する。以下の式のポリマーを一般的に含む、種々
のタイプの高分子量ポリマーを用い得る:a) [0(CH2) (RPO)、
(CH2) OH;b) 80 (CH2) (RPO)−(CH2) OH;
および式a)は、ポリオキシアルキレングリコールを示す。これらのジオールは
、以下のエポキシドから得られたポリマーを含む:エチレンオキシド1.2−プ
ロピレンオキシド、1.2−ブチレンオキシド、2.2エポキシデカン、1.2
−エポキシオクタン、2゜3−エポキシノルボラン、1.2−エポキシ−3−エ
トキシプロパン、2.2−エポキシ−3−フェノキシプロパン、2.3−エポキ
シプロピル−4−メト牛ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン(tetra
hydrof furan)、1.2−エポキシ−3−シクロへキシルオキシプ
ロパン、オキセタン、1.2−エポキシ−5−ヘキセン、1.2−エポキシエチ
ルベンゼン、1.2−二ポキシー1−メトキシー2−メチルブロノ4ン、ベンジ
ルオキシプロピレンオキシドなど、およびそれらの組合せ。
この種類の好ましいポリマーは、分子量が2000. 3000および4000
およびそれ以上のポリプロピレングリコール、および分子量が2000より大き
いポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーである。
式b)は、α、ω−活性水素を伴うポリフルオロエーテルを示す。この種類のポ
リマーは、米国特許第3.810.874号に教示されるように合成し得る。一
般に、これらのポリマーは400から10、000の間の分子量を有すべきであ
る。
式C)は、α、ω−ジヒドロキジルアルキルで末端をブロックしたポリシロキサ
ンを示す。それは本発明の目的のためには400から10.000の範囲の分子
量を宵すべきである。これらのポリシロキサンは、酸性条件下で次の一般式のジ
シロキサン:CH3CHa
HO(CH2)+−asi−0−Si (CH2)l−40HCH3CH3
をシクロポリジメチルシロキサンと反応させて合成し得る。
その代わりに、ジシロキサンをジメトキシジメチルシランまたはジェトキシジメ
チルシランに置き換えて、α、ω−ジヒドロキシでエンドキャップされたポリシ
ロキサンを生成し得る。
プレポリマーに用いられるエンドキャッピングモノマーは、一般に、上記の定義
に従った次式で表される。
R3CH=C(CH2)、 (X)−(Z)z (Ar)v−R’ −B段階の
反応生成物は、モノマーの非アクリレートまたは非メタクリレート部分上に上式
のエンドキャップを形成するように、ヒドロキシまたはアミン基を含む好適なア
クリル酸またはメタクリル酸エステルの過剰量と反応させる。好適なエンドキャ
ップモノマーは、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、アミンエチルメタクリレート、3 ヒドロキシプロピルメタクリレート、
アミノプロピルメタクリレート、ヒドロキシへキシルアクリレート、t−ブチル
アミノエチルメタクリレート、ビスフェノール−Aおよび/またはビスフェノー
ル−Bのモノアクリレートまたはモノメタクリレートエステルを含む。
ウレタンプレポリマーは、2つの一般的な合成法により形成する。1つの方法は
、ハード−ソフト−ハードプレポリマーを生成し、第二の方法はソフト−ハード
−ソフトプレポリマーを生成する。
ハード−ソフト−ハードウレタンプレポリマーを生成するために用いたスキーム
は、3つの段階を含む。第一段階(A段階)では、2モル当量のジイソシアネー
トを約1モル当量の低分子量ジオールと反応させる。これらのジオールを記号◆
G◆で表し、ここで◆はヒドロキシルラジカルを表しGはジオール化合物の残り
の部分を表し、そしてジインシアネート官能性化合物を・D・で表し、ここで・
はインシアネートラジカルを表すとき、A段階の反応は以下のように図示される
:2・D・+◆G◆ −・D*G*D・
ここで、★はウレタンまたはウレイド結合を表す。A段階は、いわゆる「ハード
」区分を生成する。ポリマー化学の当業者に知られるように、生成物・D* G
* D・は、すべての反応生成物分子の数学的平均値である。実際の反応の反応
生成物は、・0・およびC20の・D(★G*D)c*G*Dを含む。この式も
また、計算上の平均値である。
B段階は、約172モル当量のα、ω−ジオールエンド牛ヤノプされた長鎖ポリ
マーを、A段階の反応生成物と反応させることを含む。◆A◆が長鎖ジオールを
表すとき、B段階の反応はC段階では、B段階からの反応生成物を、1)ヒドロ
キシルまたはアミン官能性;および2)なんらかの重合可能な不飽和を宵する、
1モル過剰のエンドキャッピングモノマーと反応させる。このエンドキャップ剤
を記号E◆で表し、ここで◆は−OHまたは−NH2または−NH−であるとき
、反応は一般的に以下のように進行する:
[・D*G*D★12A + 2E◆ → [E*D*G*D★]2A任意に、
B段階をモル過剰の◆A◆を用いて実行して、aが少なくと61である一般式・
(D*G*D*A>l★D*G*D・のマルチブロックポリマーを生成し得る。
この反応生成物は上記C段階でエンドキャップされる。
上記と同じ命名法を用いる第二の一般的な合成スキームを、以下の一般式で表す
:
L」石萱
2 ・ D・ + ◆A◆ → [・D★]2A2[・D★コ2A + ◆G◆
−[・D* A* D★]2G一般には、反応段階のそれぞれを、その反応工
程が完了するまで続行する。AおよびB段階の反応物の反応経過は、酸塩基滴定
によりモニターし得る。インシアネート含量は、ジブチルアミン保存溶液と、そ
のジイソシアネート反応中間体との反応生成物との間の、酸価の差によって計算
した。反応はまた、ATR−IRを用いて1700 am−’および2250
c+a−’のピークの出現/消失によってモニターした。1700 am−’の
ピークは−C(−〇)−の存在を示し、2250 cm−’のピークは−N=C
=Oの消費を示す。
プレポリマーの合成は、無溶媒であるいは溶液中で行い得る。広範囲な非プロト
ン性溶媒を、本発明のプレポリマーの合成に用い得る。この合成に有用な溶媒は
、トルエン、塩化メチレンなど、ベンゼン、ンクロヘ牛サン、ヘキサン、ヘプタ
ンなどを含む。好ましい溶媒は、トルエン、塩化メチレン、およびそれらの混合
物である。
プレポリマー前駆体の反応は、ウレタン反応のための当該分野において公知の触
媒の存在下または非存在下に行い得る。
ジイソシアネートが最初に短炭素鎖(2から30炭素原子)ジオールと反応する
、特に芳香族ジイソシアネートを用いる、プレポリマー合成の第一段階は、触媒
が全くなくても非常に速く進行する。実際には、ジイソシアネートと短鎖ジオー
ルを反応させる工程の間、副反応を避ける/最小にするための温度制御が要求さ
れ得る。
好ましくは、本発明によるプレポリマー合成の第一段階は、約100℃より低い
温度、最も好適には約60℃から約90℃の範囲内で行う。その後は、反応の第
二段階を、同等の温度で、好ましくは約40℃から70°Cの範囲内で行う。プ
レポリマー形成の最終工程は、好適にはおよそ室温から約100℃の温度、最も
好ましくは約40℃から約50°Cの狭い範囲で行う。当業者に明らかであるよ
うに、温度および反応時間などの最適反応条件を、それぞれの個々の反応系につ
いて、望ましくない副反応を促進することなく好ましい反応速度を生じる条件を
達成するように選ぶ。
プレポリマー形成に用いる好適な触媒は、ジブチル錫ジラウレートのような錫塩
または有機錫エステル、トリエチルジアミンのような三級アミン、および1.4
−ジアザ(2,2,2)−ビシクロオクタン(DABCO)のような他の認識さ
れた触媒を含む。
これらのシリコーン含有ウレタンプレポリマーは、多様な親水性モノマーと共重
合して、ソフトヒドロゲルコンタクトレンズを産生じ得る。この使用に好適な親
水性モノマーは、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、N−ビニルEロリドン
、(メタ)アクリルアミド、ビニルアセトアミド、および他のエチレン型不飽和
親水性モノマーを含む。当業者に一般的に知られるように、さらに他のコモノマ
ーを、ぬれの増大または他の特性の改変のために加え得る。
本発明における他の好ましいヒドロゲル組成物は、以下の一般式の、シリコーン
を含有するビニルカルボネートあるいはビニルカルバメートプレポリマーを含む
:ここで、Xは、−0−1−S−あるいは−NR”−二価ラジカルを示す;1<
Siは、シリコーン含有有機ラジカルを示す;R2は、−■あるいは−CH5を
示す;Aは、1.2.3、あるいは4である;およびbは、0あるいは1である
。
好適なシリコーン含有有機ラジカル(R”)は、以下を含む:ここでs R’は
、lから6個の炭素原子を有するアルキルラジカル、あるいは1から6個の炭素
原子を有するフルオロアルキルラジカルのような、1価の有機ラジカルを示す;
R”は、−(CF12)o−0−C−CH;CH2ヲ示tpは、1から6である
;および
dは、lから200である、および
ここでnは、1.2.3、あるいは4であり、およびmは、0.1.2.3.4
、あるいは5である。
シリコーン含有ビニルカルボネート/カルバメートモノマーは、特に以下を含む
。3−〔トリス(トリメチルシロキシ)シリル〕プロピルビニルカルボネート:
1,3−ビス[4−(ビニルオキシカルボニルオキシ)ブチ−1−イルコテトラ
メチルジシロキサン;3−(1−リスチルシリル)プロピルビニルカルボネート
;t−ブチルジメチルシロキシエチルビニルカルボネート:トリメチルシリルメ
チルビニルカルボネート;トリメチルシリルエチルビニルカルボネート; 2.
2.2−)リフルオロエチルビニルカルボネート;t−ブチルビニルカルボネー
ト;3−[)リス(トリメチルシロキシ)ンリル]プロピルビニルカルボネート
;2.2.2−)リフルオロエチルビニルカルバメート; 1.1,1,3゜3
.3−ヘキサフルオロ−2−プロピルビニルカルボネー);3−(ビニルオキシ
カルボニルチオ)プロピル−[トリス(トリメチルシロキシ)シラン];3−[
)リス−(トリメチルシロキシ)シリル〕プロピルビニルカルバメート;”V2
D2 s”、2.2.2− トリフルオロ−1−フェニルエチルビニルカルボ
ネート;1−アダマンタンビニルカルボ不−)、1−アダマンタンエチルビニル
カルボネート、1−アダマンタンエチルビニルカルボネート;および1−アダマ
ンタンビニルカルバメート。
好ましいノンヒドロゲルソフトコンタクトレンズ組成物は、フッ素化側鎖を含む
重合可能なポリシロキサンと内部湿潤剤との混合物である。さらに、米国特許第
4.810,764号が教示するように、強化剤、架橋剤、および他の補助改変
剤のような成分が存在することが望ましい。この特許の全内容は、参考文献とし
て本願に援用する。
本発明の本実施例で用いられる重合可能なフ・ノ素化ポリシロキサンは、以下の
一般式で表される:ここで、Aは、活性化された不飽和基を示し、−R1および
R2は、lから6個の炭素原子を有するアルキルラジカル、あるいはフェニルラ
ジカルを独立して示す、 R3およびR1は、1から6個の炭素原子を有するア
ルキルラジカル、フェニルラジカル、あるいは1から6個の炭素原子を有するフ
ッ素化アルキルラジカルを独立して示し、ただしR3あるいはR4の少なくとも
一つは、1から6個の炭素原子を有するフッ素化アルキルラジカルであり; m
anは、少なくとも1であり;およびnは、少なくとも!である。
本発明の本実施例において有用な内部湿潤剤(「親水性モノマー」)であるN−
アルキエノイルトリアルキルシリルアミネート(これ以降rNATAJ ) (
米国特許第4,652,622号)は、以下の一般式で表される。
Eは、■あるいはCH3であり、
Gは、(C)12)xC(0)OSi (R)3あるいはHであり、Rは、CH
z、C2B5あるいはC31’17であり、mは、lから15までの整数であり
、
Xは、lから10までの整数であり、および曹+Xは、lから15までの整数で
ある。
アクリロイル−およびメタクリロイル−、モノ−およびジカルボキシルアミノ酸
、これ以降NAA、は、ポリシロキサンポリマーに所望の表面ぬれ特性を与える
が、重合完了前にシロキサンモノマーの混合物から析出する。NAAは、ポリシ
ロカンポリマーにより容易に導入し得るトリアルキルシリルエステルを形成する
ように、改変し得る。好ましいNA TAは、トリメチルシリル−N−メタクリ
ロイルグルタメート、トリエチルシリル−N−メタクリロイルグルタメート、ト
リメチル−N−メタクリロイル−ドアミノヘキサノエート、トリメチルシリル−
N−メタクリロイルーアミノドデカノエート、およびビス−トリメチルシリル−
N−メタクリロイルアスパルテートである。
好ましい内部湿潤剤は、以下の一般式を有するオキサシロンである
R1およびR2は、独立してHあるいはCH3を示す;およびR3およびR4は
、独立してメチルあるいはシクロヘキシルラジカルを示す。
これらの好ましい内部湿潤剤は、特に以下を含む。2−インプロペニル−4,4
−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン(IPDMO)、2−ビニル−4,4
−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン(VDMO)、シクロヘキサンスピロ
−4−(2°イソプロペニル−2°−オキサゾール−5°−オン) (IPCO
)、シクロへ牛サンースピロ−4°−(2°−ビニル−2゛−オキサゾール−5
−オフ ) (VCO)、および2−(−1−プロペニル)−4,4−ジメチル
−オキサゾール−5−オン(PDMO)である。
これらの好ましい内部湿潤剤は、以下の2つの重要な特徴を有することにより、
特に所望される湿潤剤となる: (1)相対的に非極性であり、疎水性モノマー
(ポリシロキサンおよび強化剤)と適合すること、および(2)かなりのぬれ特
性を与える高極性のアミノ酸に、温和な加水分解で変換されること。他の成分の
存在下で重合すると、コポリマーが形成される。これらの内部湿潤剤は、ポリシ
ロキサンモノマーのエンドキャップおよび強化剤と炭素−炭素二重結合を生じ、
生体医学器具、特にコンタクトレンズにおいて特に有用なコポリマー物質を形成
する。
これらオキサシロンは、以下の一般的な反応経路により調製される。
最初の工程は、アミノ酸のシップテンバウマンアクリル化である。この工程の完
了により、重合可能な官能基が、アクリロイルか、あるいはメタクリロイルクロ
ライドの使用により、導入される。
本発明の実施に適した、硬質の気体透過性コンタクトレンズ組成物は、シリコー
ンベースのコポリマーである。このコポリマーは、メタクリル酸および他のアク
リレート、メタクリレート、あるいはイタコネートモノマーのシロキサニルアル
キルエステルから、多くの既知の組成で調製される。そのような組成物の例とし
て、米国特許第4.424.328号; 4.463.149号:4.664.
479号;および4.686.267号を参照せよ。
本発明を、さらに以下の実施例によって示すが、それらは、限定ではなく例示を
意図する。
(ν・人1−4ヤ;゛bン
爽施り一
実1すを上
し」ら三−火fづ二〈」已−9−Z乙j6の」1金蒸留された1−ビニル−2−
ピロリジノン、(MVP)40g、 2−メルカプトエタノール、2.80g
およびアゾビスイソブチロニトリル(AIBN、エタノールから再結晶)0.5
9gを、25h+Lの三ツロフラスコ中で100mLの無水テトラヒドロフラン
(THF)と混ぜ合わせた。さらに、フラスコには、メカニカルスターラーおよ
び還流冷却器を取り付けた。緩やかな窒素気流により、溶液の脱酸素を15分間
行った。窒素雰囲気下で24時間還流後には、ビニルプロトンは、60Mhz
NMRスペクトルで検出できなかった(6、5−7.0ppm)。ヒドロキシ末
端ポリマーを、2Lの無水エチルエーテルから析出させた。固体を、20h+l
のTHF中に溶解し、析出を、2度繰り返した。白色の固体、29.37g (
収率69%)を、減圧下で乾燥した。
支血勇ユ
炙去旦三途ピロリジノンPvPマクロマーのムヒドロキシ末端PVP、9.0g
(実施例1から)を、マグネノチノクスターラー、還流冷却器、および滴下ロ
ートを取り付けた250+aLの三ツロフラスコ中で90mLのクロロホルムに
溶解した。
ジブチル錫ジラウレート、32.5B1gs およびブチル化ヒドロキシトルエ
ン、2.11mg(BIT)、を加えた。1hLのCHCl3中のイソシアナト
エチルメタクリレ−1・、0.86g(ICEM)、を−滴ずつ加えた。滴下に
続いて、溶液を還流加熱した。3時間後、icEMは、赤外分析によって検出さ
れなか−)た。次いで、反応混合物を6Lの無水エチルエーテルに徐々に加え、
固体を集めた。エタノールから4Lのエチルエーテル中へと、PVPマクロマー
の析出を繰り返した。減圧下で、30°Cで乾燥させた後のマクロマー〇収量は
、7.1g<78%)であった。Mn (数平均分子量)およびPd(多分散性
)の値は、1,986および1.4であった(標準ポリエチレングリコールに対
して)。
見血五1
0FPMAおよびPVPマクロマーの A11(、IFI、5Hオクタフルオロ
ペンチルメタクリレート、(OFPMA) 0.75g、 PVpマクoマー
(実施例2) 、5.0g、 2−メルカプトエタノール、105μL1 およ
びAIBN (エタノールから再結晶)、8.2mgを、250mLの三ツロフ
ラスコ中で、無水テトラヒドロフラン(THF) 100mLと混合した。さら
に、フラスコには、メカニカルスターラーおよび還流冷却器に取り付けた。緩や
かな窒素気流により、15分間、溶液の脱酸素を行った。窒素雰囲気下で20時
間還流後、ヒドロキシ末端ポリマーを2Lの無水エチルエーテルから析出させた
。固体を、200IIllのTHFに溶解し、析出を1回繰り返した。白色固体
を減圧下で乾燥し、4゜14g、72%の収率を得た。
爽血且ま
NNニ二2ノー±ノにヱーク リルアミ ド DMA の ム蒸留DMA、 2
0g、 2−) ルヵプトエタノール、280AtL、およびAIBN (x
夕7−ルから再結晶) 、0.33gを、250mLノ三ツロフラスコ中で、無
水テトラヒドロフラン(THF) 100mLと混合した。さらに、フラスコに
は、メカニカルスターラーおよび還流冷却器を取り付けた。緩やかな窒素気流に
より、15分間、溶液の脱酸素を行った。窒素環境下で20時間還流後、ビニル
プロトンは、60Mhz NMRスペクトル(6,5−7,0ppm)で検出さ
れなかった。ヒドロキシ末端ポリマーを2Lの無水エチルエーテルから析出させ
た。固体を、100m1のTHFに溶解し、析出を繰り返した。白色固体を、減
圧下、30’Cで乾燥した。収量は155gとなり、Mn(数平均分子量) 、
My (fljl平均分子量)およびPd(多分散性)の値は6,700.11
,318および1.7(標準ポリエチレングリコールに対して)であった。
爽血勇盈
DMAマクロモノマーの 7
ヒドロキシ末端コポリマー、12g(実施例4より)を、メカニカルスターラー
および還流冷却器および滴下ロートを取り付けた250mL三ツロフラスコ中で
、90IIILのクロロホルムに溶解した。ジブチル錫ジラウレート、36.9
B、ブチル化ヒドロキシトルエン(BIT) 、 10.2Bを加えた。インシ
アナトエチルメタクリレート、o、30g (IcEM)の10mLりooホル
ム溶液を、滴下した。滴下に続いて、溶液を加熱還流した。48時間後、IOE
Mは、赤外分析で検出されなかった。次に、反応混合物を2Lの無水エチルエー
テルに徐々に加え、固体を集めた。析出を2回繰り返した後、減圧下30 ’C
で乾燥した。マクロマーの収量は、8.6gであった。Mn、 MyおよびPd
の値は4.400.7.900および1.8 ([4ポリエチレングリコールに
対して)であった。
爽施亘亙
OFPMAおよびDMAマクロマーの ム1.2gのOFPMA、 6.7gの
DMAマクロマー(実施例5)、105μLの2−メルカプトエタノールおよび
8mgのAIBN(エタノールより再結晶した)を、250mLの三ツロフラス
コ中で100mLの無水テトラヒドロフラン(THF)に加えた。フラスコには
またマグネチノクスターラーおよび還流冷却器を装着した。緩やかな窒素気流を
用いて溶液を15分間脱酸素した。窒素雰囲気下で72時間還流後、コポリマー
への変換は44%であった(NIR分析による)。25mgのAIBNを追加し
更に48時間還流(合計120時間)することにより、60%がコポリマーに変
換された。2Lの無水エチルエーテル中で析出させ、次に減圧下で乾燥し、Mn
、 My、およびPd値が4,600.3,100、および1.8(標準PEG
に対して)のコポリマー6gを得た。
支五五1ニュユ
181H5Ht 7タフルオーQ2チルメタクリレートとL尺軽ポリエチレング
リ千」モノメタクリレート との左i合
支施−鯉ヱ
9.1gのメトキシポリエチレングリコール1,000モノメタクリレートを1
00mLのトルエンに溶解することにより溶液を調製した。その溶液を、マグ不
チ、クスターラーおよび冷却器を装着した250mLの三ツロフラスコ中に注意
して移し入れた。これに、91gのIFl、 IH,51(オクタフルオロペン
チルメタクリレート(OFPMA)、1.26gの蒸留チオグリコール酸(TG
A)および0.071gのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN>を加えた。
AIBNは使用に先立ち、エタノールから再結晶した。次に溶液を窒素を用いて
15分間脱酸素した後、受動的な(passive)窒素プランケノl−の下に
置いた。60゛Cで16時間攪拌した後、変換率は近赤外線(NIR)分析によ
って測定するとき95−98%であった0数平均分子量は、ポリスチレンに対す
るサイズ排除クロマトグラフィー(”SEC”)、および末端基の滴定により測
定した。Mn値はそれぞれ2.902およびl、 815であった。結果を表I
に示す。
支皿匠l二主
実施例7の操作を、相対的により多量のメトキシポリエチレングリコール100
0モノメタクリレートを用いて繰り返シタ。
実施例9においては、溶媒をトルエンからTIIPに置き換えた。
結果を表Iに示す。
爽施旧ユ亙
実施例7の操作を、メトキシポリエチレングリコール5000モ/メタクリレー
トを用いて、また溶媒としてTI(Fを用いて繰り返した。結果を表Iに示す。
(上人下余白)
5オク フルオロペンチルメ り「レートメト牛シボ1エチレング電コールモノ
メ クーレート の良!金
実U
15gのOPPMA、 50gのメトキシポリエチレングリコール1.000モ
ノメタクリレ−+−12,34gの2−メルカプトエタノール、および0.16
4gのAIBN (エタノールから再結晶した)を、ILの三ツロフラスコ中で
500■LのTHFおよびメタノール(MEOH)の1:1混合物に加えた。フ
ラスコにはまたマグネチックスタークーおよび還流冷却器を装着した。混合物は
、すべての反応剤が溶液となるまで攪拌した。緩やかな窒素気流により溶液を1
5分間脱酸素した。窒素雰囲気下で72時間還流後、コポリマーへの変換は99
+%であった(NIR分析による)。溶媒をフラッシュエバポレーションにより
除去し、粘性の油状物を得た。この油状物は、放置するとワックス様の固形物と
なった。Mn1M11%およびPd値をポリスチレンに対して測定した(Mn1
13.700、My爽血五上主二上り
実施例12の操作を、表Hに示すような種々の分子量および相対量のメトキシポ
リエチレングリコールモノメタクリレートを用いて繰り返した。表■はまた、得
られた結果を要約する。
爽施!口」L二り上
′ マクロモノマーの−
爽血且上盈
1.83gの蒸留グリンジルメタクリレート、2.5BLvp−メトキンフェノ
ール(MEEIQ)、および2滴のN、N−ジメチルドデシルアミンを、実施例
7で得た溶液に加えた。混合物を窒素雰囲気下でS時間還流した。溶液を希炭酸
ナトリウム溶液で3回、水で1回洗浄した。宵機層を硫酸マグネシウムにより乾
燥し、次に減圧のフラッシコエバボレーシ1ンによりトルエンを除いた。
残留物は18.12g(収率85z)の粘性で黄色のマクロモノマーで、Mn値
3,353(ポリスチレンに対するSECによる)および3,416(気相浸透
圧法、VpOによる)であった。このマクロモノマーの多分散性(Pd)は1.
9であった。結果を表■に要約する。
尖施JLLL二」」2
実施例18の操作を、実施例8−10で得た溶液を用いて繰り返した。実施例9
−10のコポリマーは単離して、界面活性マクロモノマーの調製のためにジオキ
サンに再溶解した。
得られた結果を表■に示す。
(以下余白)
裏JILLL二27−
° マ ロモノマーの
実1■LL1
41、744gのヒドロキシ末端コポリマー(実施例12による)を、マグネチ
ックスクーラー、還流冷却器、および滴下ロートを装着した500tの三ツロフ
ラスコ中で225■LのTHFに溶解した。1.57gのジブチル錫ジラウレー
トおよびlhgのブチル化ヒドロキシトルエンを加えた。25mLのCHCl3
中の1.98gのインシアナトエチルメタクリレ−、ト(ICEM)を、−滴ず
つ加えた。滴下に引き続き溶液を加熱して還流した。16時間後、0.2%のI
CEMが赤外分析で検出された。5tのメタノールを加えて、僅かに過剰のIC
EMと反応させた。次にクロロホルムをフラッシュエバポレーションにより除去
した。残留物を高減圧下に一夜放置して残留溶媒を除去し、42.4gのワック
ス様半固形物を得たa Mn%My、およびPdの値を標準ポリスチレンに対し
て測定した。結果を表■に要約する。
実mニュ二一
実施例22の操作を、実施例13−17で得たヒドロキシ末端コポリマー(クロ
ロホルムに溶解した)を用いて繰り返した。結果を表■に示す。
実fl
゛ マクロモノマーの−
1、58gの蒸留グリシジルメタクリレート、2.8mgのp−メトキシフェノ
ール(MEHQ)、および2滴のN、N−ジメチルドデシルアミンを実施例11
で得た溶液に加えた。混合物を窒素雰囲気下で5時間還流した。溶液を希炭酸す
) IJウム溶液で3回、水で1回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより
乾燥し、次に減圧のフラッシュエバポレーションによりトルエンを除いた。
残留物は17.64g(収率84%)の粘性で半固形のマクロモノマーで、Mn
値1,593(ポリスチレンに対するSECによる)および1,918(気相浸
透圧法、vpoによる)であった。このマクロモノマーの多分散性は1.6であ
った。
L敷史主工
゛ マクロモノマーの−
3,14gのヒドロキシ末端コポリマー(実施例3より得た)を、マグネチック
スターラー、還流冷却器、および滴下ロートを装着した250■Lの三ツロフラ
スコ中で90mLのクロロホルムに溶解した。3滴のジブチル錫ジラウレートお
よび3t1gのブチル化ヒドロキシトルエンを加えた。10mLLvCHCh中
の89μLのインシアナトエチルメタクリレート(IcEM)を、−滴ずつ加え
た。
滴下に引き続き溶液を加熱して還流した。12.5時間後、ICEMは赤外分析
で全(検出されなかった。次に反応混合物を2Lの無水エチルエーテルに徐々に
加え、固形物を集めた。減圧下30℃で乾燥後、マクロマーの収率は3gであっ
た。Mns MW%およびPdの値は4.900.5.900、および1.2で
あった(標準ポリエチレングリコールに対して)。
爽血且11
゛ マクロモノマーの−
4.5gのヒドロキシ末端コポリマー(実施例6より得た)を、マグネチックス
ターラー、還流冷却器、および滴下ロートを装着した250■Lの三ツロフラス
コ中で90mLのクロロポルムに溶解した。2滴のジブチル錫ジラウレートおよ
び3IIgのブチル化ヒドロキシトルエンを加えた。10mLのCHCl3中の
93μLのイソシアナトエチルメタクリレート(ICEM)を、−滴ずつ加えた
。
滴下に引き続き溶液を加熱して還流した。20時間後、ICEMの痕跡が赤外分
析で検出された。次に反応混合物を2Lの無水エチルエーテルに徐々に加え、固
形物を集めた。減圧下30’Cで乾燥後、マクロマーの収率は3.14gであっ
た。Mn、 My、およびPdの値は4.900.8.900、および1.8で
あった(標準PEGに対して)。
支敷匠1上二土l
ウィルヘルミー ゛を いた
10−2−10−’のモル濃度を有するマクロモノマーの蒸留水溶液を調製した
。それぞれの溶液の表面張力を、 Wettekの5FA−212盟装置を用い
るウィルヘルミー垂直板法により測定した。ジャケット付ビーカー内に、試料溶
液を入れた。ビーカーは、予め、クロム硫酸で40分間洗浄後、清浄な水ですす
いで、120℃で一夜乾燥した。以下の条件においてカバーガラス(火炎を通過
させて清浄化した)をそれぞれの溶液に数回浸して、データ収集した。ニ
ブラットホーム速度 0.16 mrn/秒浸漬深さ 20.0 +am
温度 34部1℃
データはNETTEK12ソフトウェアを用いて解析した。結果を下記の表Vに
示す。
(3−へ″1″白)
実1」L虹l
ポリウレタンモノマーの゛ ム
インホロンジイソシアネート、ジエチレングリコール、ポリシロキサンジオール
(分子量3,000)より調製して、2−ヒドロキシエチルメタクリレートでエ
ンドキャップしたウレタンプレポリマーを以下のものと結合させた;メタクリロ
イルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(TRIS)、N、N
−ジメチルアクリルアミド(DMA)、N−ヘキサノール、ベンゾインメチルエ
ーテル(BME)。比率を以下に示す。
ウレタンプレポリマー 35 部
TRl5 35部
DMA 30部
N−ヘキサノール 40 部
BME 0.2部
得られた澄明な混合物は1.2ミクロンフィルターを通して清浄なガラスバイア
ルに入れた。
大玉u1土」工
“ マクロマーW ポリウレ ンモノマー Δモノマー混合物を、0.25重量
部のSAM 80/20 (実施例18)を加える以外は実施例43の通りに調
製した。
実】1乳土」−
SAM ポリウレタンモノマー”4
モノマー混合物を、0.25重量部のSAM so/sO(実施例20)を加え
る以外は実施flI43の通りに調製した。
L敷史土亙
SAM ボ1ウレ ンモノマー“4
モノマー混合物を、0.25重量部のSAM 80/205k (実施例23)
を加える以外は実施例43の通りに調製した。
L置皿土工
SAM ポリウレ ンモノマ−4
モノマー混合物を、0.25重量部のSAM (実施例29)を加える以外は実
施例43の通りに調製した。
L凰五土1
SAM ポリウレ ンモノマ−4
モノマー混合物を、0.25重量部のSAM (実施例30)を加える以外は実
施例30の通りに調製した。
裏立匠土呈
モノベルフルオロイ コン
ボ1ウレ ンモノマー゛A
モノマー混合物を、モノペルフルオロイタコン酸の1f[11部を加える以外は
実施例43の通りに調製した。
支血史50
3[トリス(トリメチルシロキシ)シリルコプロビルビニルカルボキサミド(T
RISV)、1−ビニル−2−ピロリジ/ 7 (MVP)、ペンタコンタメチ
ル−alw−ビス(4−ビニルオキシカルボニルオキシブチル)ペンタコサシロ
キサン(V6O13,Mv範g2−4k) 、ノナノール、および2−ヒドロキ
シ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(DarocurR)を混合
して溶液を調製した。比率(重量による)を以下に示す。
TRl5v55部
MVP 30部
V6O1315部
ノナ/−ル 10 部
DaroeurR0,2部
溶液はフィルターを通してガラスバイアルに入れた。
爽血五l上
SM ビニルカルボネートモノマー゛Aモノマー混合物を、0.36重量部ノS
AM 80/205k (実施例24)を加える以外は実施例5oの通りに調製
した。
裏立且52
フルオロン1コーンプレポjマーの ム米国特許第4.l110.784号に記
載されたジメタクリレートでキャップしたフルオロアルキル側鎖M2D35F6
5を持つポリシロキサン(フルオロシリコーン)に、オクタフルオロペンチルメ
タクリレート(OFPMA)、2−ビニル−4,4−ジメチル−2−オキサザリ
ン−5−オン(VDMO)、およびベンゾインメチルエーテル(BME)を以下
に示す重量比率で混合した。
フルオロシリコーン 98 部
OFPMA 2部
VDMO5部
BME 0.2部
得られた溶液はフィルターを通した。使用したフルオロシリコーンモノマーは次
式によって表され、ここにおいてAはメタクリレート基; RI、R2、および
R3はメチル基;R4はトリフルオロプロピル基;mは36:およびnは65で
ある。
実fl
SAM フルオロンリコーンブレポリマー゛4モノマー混合物を、0.25重量
部のSAM 80/205k (実施例24)を加える以外は実施例52の通り
に調製した。
支五医工ま
SAM フルオロン1コーンプレポ
【マー′Aモノマー混合物を、VDMOをS
AM 80/205k (実施例24)に置き換える以外は実施例52の通りに
調製した。
支敷匠56二立エ
コン クトレンズのキャスト ≦
鋳型の前後の表面を大気中で静電消イオンによって洗浄し、不活性(窒素)雰囲
気に移した。次に鋳型前面を不活性雰囲気中で40−80μLのモノマー混合物
(実施例43−54)で満たし、キャスティング板上に置いた。次に鋳型後面を
配置した。キャスティング板が充満すると、最上板を合わせて18インチ−ポン
ドまで締め付けた。次にキャスティング板を4,000μワツト/c12(酸素
レベル<5opp■)の紫外線下に、1時間置いた。鋳型を分離した後、レンズ
を含む鋳型をエタノールと水との容量/容量が70730の溶液または100%
エタノール中に置いた。レンズおよび溶液を50℃の超音波槽中に置き、脱離さ
せた。次にレンズを無水エタノールに移した。1時間後、溶媒を新鮮なエタノー
ルと交換し、48時間静置した。次に水で抽出してエタノールを除いた。
支嵐史67
コン クトレンズにお(ル′ マクロマーの」践虹
化学分析用電子分光法(ESCA)は、低エネルギーX線の単色放射源を利用し
て核レベルのイオン化をひき起こす。放出された光子のエネルギーを測定し、そ
れを入射した光子のエネルギーから減じて、それらの結合エネルギーを得る。こ
れらのエネルギーは試料表面上または付近に存在する元素を同定する。
実施例56のポリウレタンレンズを、15.45、および90度のX線入射角で
ESCA分析にがけた。入射角が小さくなるほど、試料表面の探査深さは浅くな
る。異なる入射角におけるフ。
素の原子百分率濃度はそれぞれ5.33.3.38、および3.33%であった
。フッ素原子に対するこれらのデータは、レンズ表面における高濃度の界面活性
マクロマーを示す。なぜなら、レンズ試料中の全マクロマー濃度は0.25重量
2に過ぎなかったからである。
支敷五立1
フン クトレンズにおζる ゛ マクロマーの表1度並方
実施例55.56.57、および59で調製したコンタクトレンズの表面の接触
角を係留気泡法により測定した。レンズを緩衝生理食塩水溶液中に浸して気泡を
レンズの下側の面に付けた。レンズと気泡の面との交差により生じた角度をゴニ
オメータ−を用いて測定した。接触角が小さくなるほどレンズ表面の親水性また
は水ぬれし易さが大きくなる。結果を表■に示す。実施例55のレンズは重合可
能な界面活性剤を含まないことに注意されたい。実施例56.57、および59
における重合可能な界面活性剤の添加は著しい接触角の減少をもたらした。
1旦
裏目匠J虹 1肱A
爽血史立旦
58の
5名の被験者が片方の目に1個の実施例58(実施例23の重合可能な界面活性
剤を含む)のコンタクトレンズを、他方の目に対照の実施例55のコンタクトレ
ンズ(重合可能な界面活性剤を含まない)を装着した。レンズは最低1時間装着
した後、ぬれ性および表面沈着に関する表面特性を分析した。
ぬれ性の評価の等級は0−4で、0はレンズ前面の273より大きい面が涙膜に
ぬれない、また4は涙膜で完全に(100%)ぬれることを示した。沈着の等級
は0−4で、0は表面沈着が全くないことを、4は直径0.5mm以上の多数の
沈着物を示した。実施例58のレンズに対する結果は、ぬれ性が3.2、沈着が
1.0で、実施例55の対照レンズではそれぞれ2.0および1.6であった。
支血史エエ
63の
6名の被験者が実施例63(実施例51のモノマー混合物より調製した、実施例
24の重合可能な界面活性剤を含む)のコンタクトレンズを両目に1時間装着し
た後、レンズを実施例69と同様に分析した。結果は、ぬれ性が3.2、沈着が
0.1で、実施例62(重合可能な界面活性剤を含まない)の対照レンズのぬれ
性および沈着に対するそれぞれの値、2.0および1.6に比較して好ましい値
であった。
支五五L±
571K 5050 PE0S Mの −8名の被験者が1個の実施例57(実
施例45のモノマー混合物より調製した、実施例20の重合可能な界面活性剤を
含む)のコンタクトレンズを、他方の目に対照のコンタク−トレンズ、実施例5
5(重合可能な界面活性剤を含まない)を装着した。レンズは最低1時間装着し
た後、ぬれ性および表面沈着に関する表面特性を、実施例69のようにして分析
した。
実施例57のレンズに対する結果は、ぬれ性が2.6、沈着が1.2で、実施例
55の対照レンズのぬれ性および沈着に対するそれぞれの値、2.1および1,
7に比較して好ましい値であった。
実11」ヱ」−
598020NVPSAM ノ、困11匠5名の被験者が実施例59(実施例4
7のモノマー混合物より調製した、実施例29の重合可能な界面活性剤を含む)
のコンタクトレンズを1時間装着した後、レンズを実施例69と同様に分析した
。結果は、ぬれ性が2.6、沈着が1.4で、実施例55の対照レンズのぬれ性
および沈着に対するそれぞれの値、2.0および1.6に比較して好ましい値で
あった。
見立且工立
61 MPFOIの
10人の被験者が、実施例61のコンタクトレンズ(実施例49のモノマー混合
物から調製される)を6時間の間着用し、そしてレンズを、実施例69における
ように分析した。
結果は、ぬれ性2.8、および沈着0.8であり、実施例55の対照レンズのぬ
れ性および沈着のそれぞれ2.0および1.6という値と首尾よく比較される。
実】1」ヱ」工
6 50501’ OS Mの
8名の被験者が1個の実施例56(実施例44のモノマー混合物より調製した、
実施例18の重合可能な界面活性剤を含む)のコンタクトレンズを一方の目に、
他方の目に対照のコンタクトレンズ、実施例55(重合可能な界面活性剤を含ま
ない)を装着した。レンズは最低1時間装着した後、ぬれ性および表面沈着に関
する表面特性を、実施例69のようにして分析した。実施例56のレンズに対す
る結果は、ぬれ性が2゜6、沈着が1.2で、実施例55の対照レンズのぬれ性
および沈着に対するそれぞれの値、2.1および1.7に比較して好ましい値で
あった。
補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の8)
Claims (30)
- 1.ポリマー性物質の表面を改変する方法であって、該方法は、ポリマー性物質 を形成するのに使用されるモノマー混合物に、重合可能な界面活性剤を添加する 工程を包含する。
- 2.前記重合可能な界面活性剤が、式:DC[AxBy] で示される界面活性なマクロマーであって、ここで、Aは少なくとも1つのエチ レン型不飽和親水性モノマーであり、Bは少なくとも1つのエチレン型不飽和疎 水性モノマーであり、Cは官能性連鎖移動剤であり、およびDはエチレン型不飲 和末端基である、請求項1に記載の方法。
- 3.前記Aが、エチレン型不飽和ポリオキシアルキレン、ポリアクリルアミド、 ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ(HEMA)、およびN− アルキル−N−ビニルアセトアミドからなる群から選択される、請求項2に記載 の方法。
- 4.前記Aが、(メタ)アクリレート化されたポリオキシアルキレン、(メタ) アクリルアミドポリオキシアルキレン、スチレニルポリオキシアルキレン、アル ケニルポリオキシアルキレン、ビニルカルボネートポリオキシアルキレンおよび ビニルカルバメートポリオキシアルキレンからなる群から選択されるエチレン型 不飽和ポリオキシアルキレンである、請求項2に記載の方法。
- 5.前記ポリオキシアルキレンが、ポリエチレンオキシドである、請求項4に記 載の方法。
- 6.前記Aが、(メタ)アクリレート化されたポリエチレンオキシドである、請 求項2に記載の方法。
- 7.前記Aが、メトキシポリエチレングリコールメタクリレートである、請求項 6に記載の方法。
- 8.前記Aが、メタクリレートでエンドキャップされたポリ−N−ビニルピロリ ジノンである、請求項3に記載の方法。
- 9.前記Aが、メタクリレートでエンドキャップされたポリ−N,N−ジメチル アクリルアミドである、請求項3に記載の方法。
- 10.前記Bが、アルキル(メタ)アクリレート、N−アルキル(メタ)アクリ ルアミド、アルキルビニルカルボネート、アルキルビニルカルバメート、フルオ ロアルキル(メタ)アクリレート、N−フルオロアルキル(メタ)アクリルアミ ド、N−フルオロアルキルビニルカルボネート、N−フルオロアルキルビニルカ ルバメート、シリコーン含有(メタ)アタリレート、(メタ)アクリルアミド、 ビニルカルボネート、ビニルカルバメート、スチレン性モノマーおよびポリオキ シプロピレン(メタ)アクリレートからなる群から選択される、請求項2に記載 の方法。
- 11.前記スチレン性モノマーが、スチレン、α−メチルスチレン、パラ−メチ ルスチレン、パラ−t−ブチルモノクロロスチレン、およびパラ−t−ブチルジ クロロスチレンからなる群から選択される、請求項10に記載の方法。
- 12.前記Bが、1−H,1−H,5−H−オクタフルオロペンチルメタクリレ ートである、請求項10に記載の方法。
- 13.前記Cが、メルカプトカルボン酸、メルカプトアルコール、およびアミノ メルカプタンからなる群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 14.前記Cが、チオグリコール酸である、請求項13に記載の方法。
- 15.前記Cが、2−メルカプトエタノールである、請求項13に記載の方法。
- 16.前記Cが、2−アミノエタンチオールである、請求項13に記載の方法。
- 17.前記Dが、グリシジル(メタ)アクリレートに由来する(メタ)アクリレ ート化されたヒドロキシエステル部分である、請求項14に記載の方法。
- 18.前記Dが、(メタ)アクリロイルクロライドに由来する(メタ)アクリレ ート化されたエステル部分である請求項15に記載の方法。
- 19.前記Dが、(メタ)アクリレート化されたイソシアネートに由来する(メ タ)アクリレート化されたウレタン部分である、請求項15に記載の方法。
- 20.前記Dが、(メタ)アクリレート化されたイソシアネートに由来する(メ タ)アクリレート化された尿素部分である、請求項16に記載の方法。
- 21.前記Dが、ビニルクロロホルメートに由来するビニルカルボネート部分で ある、請求項15に記載の方法。
- 22.前記Dが、(メタ)アクリロイルクロライドに由来する(メタ)アクリレ ート化されたアミド部分である、請求項16に記載の方法。
- 23.前記Dが、ビニルクロロホルメートに由来するビニルカルバメート部分で ある、請求項16に記載の方法。
- 24.前記ポリマー性物質が、コンタクトレンズである、請求項1に記載の方法 。
- 25.前記コンタクトレンズが、ヒドロゲルコンタクトレンズである、請求項2 4に記載の方法。
- 26.前記コンタクトレンズが、硬質のガス透過性コンタクトレンズである、請 求項24に記載の方法。
- 27.前記コンタクトレンズが、シリコーンエラストマーコンタクトレンズであ る、請求項24に記載の方法。
- 28.前記架橋剤が、2つ以上の重合可能な基を持つ疎水性分子からなる群から 選択される、請求項1に記載の方法。
- 29.ポリマー性物質を形成するのに使用されたモノマー混合物に、重合可能な 界面活性剤を添加する工程によって調製される、表面改変されたポリマー性物質 。
- 30.前記物質が、コンタクトレンズである、請求項29に記載の表面改変され た物質。
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