JPH08294936A - コンタクトレンズを製造する方法としての反応射出成形法 - Google Patents

コンタクトレンズを製造する方法としての反応射出成形法

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JPH08294936A JP8099533A JP9953396A JPH08294936A JP H08294936 A JPH08294936 A JP H08294936A JP 8099533 A JP8099533 A JP 8099533A JP 9953396 A JP9953396 A JP 9953396A JP H08294936 A JPH08294936 A JP H08294936A
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バヒド・センデイジヤレビク
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトレンズを製造する方法としての反
応射出成形法。 【解決手段】 本方法はRIM方法を用いてコンタクト
レンズを製造することに向けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、ポリ尿素とポリアクリル系の
相互貫入ポリマー網状組織(interpenetra
ting polymeric network)(I
PN)で構成させたコンタクトレンズを反応射出成形法
(reaction injection moldi
ng process)で製造する方法に関する。
【0002】
【従来技術の考察】コンタクトレンズは精密な眼用デバ
イスである。コンタクトレンズの製造では、10ミクロ
ンより良好な精度で、ある曲率半径に湾曲した2つの表
面を有するデバイスを製造することができなければなら
ない。この表面に光学品質を持たせる必要があり、そし
てこのレンズの縁は滑らかで、欠陥は最小限でなければ
ならない。
【0003】眼矯正デバイスとしてコンタクトレンズを
用いる好みが増しそして上記レンズを頻繁に取り替える
必要のある着用様式が導入されたことから、高品質で精
密なレンズを製造する費用効果的高速方法が実際に求め
られている。
【0004】歴史的に、コンタクトレンズはポリメタア
クリル酸ヒドロキシエチル(PHEMA)で製造されて
来た。下記の3つの製造方法が一般に利用されてきた:
旋盤加工、スピンキャスティング(spincasti
ng)および注型成形。不幸なことには、上記方法は各
々それに関連した欠点を有し、これが、高精度の眼デバ
イスを有効かつ迅速な様式で製造することを妨げてい
た。
【0005】旋盤加工は遅く、これで高速製造を行うと
精度が不足する。典型的には、最良の仕様になるように
レンズを製造する。その仕上げレンズに関してパラメー
ターを決定する。次に、この仕上げレンズをそれの最も
近い力(power)に「区分け(slotted)」
し、包装して販売することが行われる。しかしながら、
この旋盤加工方法を高速大量生産の要求に合致させるの
は不適当である。
【0006】スピンキャスティング技術は精密なレンズ
の製造を可能にする技術である。架橋剤を入れた液状モ
ノマーを、精密なプラスチック製鋳型の凹型空洞に注入
した後、前以て決めた速度でその鋳型を高速回転させ
る。その結果として生じる遠心分離力により、コンタク
トレンズの形状をした凹型鋳型の表面に上記液状モノマ
ーが広がる。上記プラスチック製鋳型の回転率を用いて
遠心分離力を調節する。このように鋳型の回転速度を調
整することで、正確に処方されそして正確な厚みを有す
るコンタクトレンズを製造することができる。このよう
にして製造されたスピンキャストレンズでは、水和に先
立って、その縁を磨いた後その鋳型から取り出す必要が
ある。
【0007】より具体的には、このスピンキャスティン
グ技術の場合、コンタクトレンズの前表面は鋳型で成形
される一方、その裏表面は鋳型の自由回転で成形され
る。この回転する鋳型が作り出す遠心分離力は、しばし
ば、そのコンタクトレンズの裏面に球形の基底曲面(b
ase curve)を作り出す。この基底曲面の性質
がその仕上げレンズの光学品質および適合性に影響を与
え得る。スピンキャスティング技術は精密なレンズの製
造を可能にする技術ではあるが、高速と費用効果の要求
を組み合わせた生産に合致させるのは不適当である。
【0008】注型成形は、シロキサンゴムの如き硬質の
気体透過性レンズおよびポリ(メタアクリル酸ヒドロキ
シエチル)製のソフトヒドロゲルコンタクトレンズの製
造で益々使用されてきている方法である。今までのとこ
ろ、この方法がコンタクトレンズの製造で最も成功した
高速高精度方法である。これは密封鋳型方法である。注
型成形では、2つの鋳型を環状に接触させて用いる必要
があり、ここで用いられる鋳型は多様なプラスチックか
ら誘導された鋳型である。
【0009】注型成形では、メス鋳型でレンズの凸型前
表面を成形する一方、オス鋳型でレンズの凹型後表面を
成形する。この空洞に液状モノマーを入れた後、2つの
鋳型を環状に接触させることでその空洞を密封する。こ
の密封された空洞の中で重合を起こさせ、そして重合し
て堅くなったレンズをその対にした鋳型から取り出す。
その後のレンズ加工は、スピンキャスティングによるレ
ンズの製造で用いられる方法と同様である。
【0010】注型成形で製造されたレンズは、重合が原
因で収縮が起こる結果として欠陥を多数有する。重合反
応が負のエントロピーを伴う結果として、ポリマーの体
積が出発モノマーの体積に比較して小さくなる。この方
法で用いられる対になった2つの鋳型が作る密封空洞の
内側でそのような体積収縮が起こる。その結果として得
られるレンズはしばしば表面に空隙を有すると共に縁に
不規則さを有し、その結果として、このような部分が、
使用不能レンズが有する理想的な部分より多くなってし
まう。このような収縮による欠陥をなくす試みで種々の
方法が用いられた。例えば米国特許第4,640,48
0号の場合、このような収縮による欠陥を改善する目的
で鋳型の改良が行われた。別の技術は、重合中に起こる
収縮の影響を軽減する目的で希釈剤を使用する技術であ
る。
【0011】費用効果と高速生産と高品質精度を組み合
わせそしてレンズに対する収縮の影響を最小限にする目
的に合致するコンタクトレンズ製造方法が実際に求めら
れていることは、上に示した考察から明らかである。そ
のような種々の技術の不充分さを克服する目的で、コン
タクトレンズの製造でいろいろな材料を使用する調査を
行った。相互貫入ポリマー網状組織(IPN)の生成を
伴う手順を用いてポリマー特性の改良を行うことをかな
り注目した。
【0012】2種以上のポリマー類(両方とも網状組織
形態にある)の密な組み合わせ[このポリマーの少なく
とも1つを、もう1つのポリマーを直ぐ近くに存在させ
て合成または架橋させる]として相互貫入ポリマー網状
組織(IPN)を定義する。このように同時合成する場
合、異なる2種以上のポリマー類のモノマー類を、非干
渉(non−interfering)機構で架橋およ
び重合させる。このポリマー系の少なくとも1つを架橋
させることで、IPNは化学的ブレンド物から区別され
る。このように構造的に異なる2種以上のポリマー類を
物理的に組み合わせる方法は、個々のポリマーが有する
いろいろな特性を組み合わせる便利な方法である。相互
貫入ポリマー網状組織に関する包括的論評が「Ency
clopedia of Polymer Scien
ce and Engineering」、8巻、27
9−341頁(1985)(これの内容は引用すること
によって本明細書に組み入れられる)の中に記述されて
いる。コンタクトレンズ用IPN材料の開発で現在行わ
れている努力は、親水性ポリマー類が有する柔らかさ、
湿潤性および酸素透過性と疎水性ポリマー類が有する優
れた機械的特性を組み合わせる努力である。
【0013】Liuは、例えば米国特許第4,618,
644号の中で、シリコンポリマーの存在下でメタアク
リル酸メチルを重合させて改良されたじん性を示す製品
を得ることを記述している。ジメタアクリル酸エチレン
グリコールと架橋性ポリ−(ジメチルシロキサン)の存
在下でメタアクリル酸ヒドロキシエチルを重合させて生
成物(これは、コンタクトレンズの製造で用いるに有用
であると述べられている)を生じさせることをFalc
ettaが記述している(ドイツ特許出願公開第2,5
18,904号)。ポリ−N−ビニルピロリドンの存在
下でメタアクリル酸2−ヒドロキシエチルを重合させる
結果として生じる相互貫入網状組織ポリマーからもコン
タクトレンズが製造された(Ewell、米国特許第
3,647,736号)。
【0014】Neefe(米国特許第4,632,77
3号)は、重合したメタアクリルオキシプロピル−トリ
メトキシシランと蛍光色顔料が入っているシロップの存
在下でメタアクリル酸メチルを重合させて容易に同定可
能な固体状のコンタクトレンズ半加工材料を得ることを
示している。TigheおよびGee(米国特許第4,
430,458号)は、射出成形工程の最終的な圧縮を
行っている間にN−ビニル−2−ピロリドンコポリマー
のポリマー状ヒドロゲルを架橋させることでソフトコン
タクトレンズ材料を製造することを開示している。Li
m他(米国特許第4,536,554号)は、親水性モ
ノマーと疎水性モノマーと少なくとも2種の架橋剤を含
む混合物を重合させることで得られた相互貫入網状組織
ポリマーから作られるソフトコンタクトレンズの製造を
記述している。
【0015】しかしながら、コンタクトレンズの製造で
は、IPN網状組織を用いる場合でも上述した技術が利
用されてきた。例えば、Pettigrew他の米国特
許第5,170,192号の場合、そこに記述されてい
る2焦点コンタクトレンズの製造では注型成形が利用さ
れ、そしてBurke他の米国特許第5,087,39
2号に記述されているコンタクトレンズの製造でも注型
成形が利用されている。
【0016】IPNを用いると収縮による影響を改良す
ることができるが、まだこの問題を完全に克服するとこ
ろに至っていない。更に、今までのところ、コンタクト
レンズの製造時間はIPNを用いたとしても有意には短
縮されなかった。例えば、Lim他の米国特許第4,5
36,554号の場合、ビニルピロリドンと5−アルキ
レン−m−ジオキサニルアクリル酸エステルを共重合さ
せてIPNを生じさせるに少なくとも6−8時間要し
た。
【0017】このように、光学産業では、収縮による影
響が最小限であるか或は実質的に影響がないコンタクト
レンズを製造する要求そしてコンタクトレンズを簡単で
経済的な手順で製造する要求はまだ満たされていない。
本発明の意図はこのような要求に向けたものである。
【0018】本発明者らはこのような要求を処理する解
決方法を見い出した。本発明では反応射出成形(RI
M)法を用いて精密なコンタクトレンズを製造する。
【0019】このRIM法は、プラスチック技術、特に
自動車産業で特にバンパーおよびダッシュボードを製造
する時に用いられてきたが、本発明まで、精密なコンタ
クトレンズを製造する目的では利用されていなかった。
このRIM方法の一般的利用技術は、L.T.Manz
ioneが「14 Encyclopedia ofP
olymer Science and Techno
logy」の74−100頁に書いた論文(これの内容
は引用することによって本明細書に組み入れられる)の
中に記述されている。
【0020】このRIM方法はポリマー加工操作であ
り、ここでは典型的に衝突で反応性低粘液状成分を混合
し、鋳型に注入した後、その中で重合させてポリマー品
を生じさせる。典型的なRIM方法の図式を、双流方法
(two stream process)に関して図
1および2に示す。典型的には、このRIM方法を下記
の如く進行させる。
【0021】図1を参照して、モノマー類(1)を、通
常、窒素または乾燥空気ブランケット(9)下、個別の
貯蔵槽またはタンク(14)内に貯蔵する。このモノマ
ー類を指定温度範囲に維持する目的で、上記タンクにジ
ャケットおよび撹拌機(2)を取り付ける。このモノマ
ー類は上記タンク内で液状状態にある。
【0022】計量シリンダーまたはポンプ(5)を用
い、前以て決めた正確な量で各液状成分を各タンクから
入り口ライン(4)を通して取り出し、連結手段(1
0)を通して混合チャンバ、即ち高圧のミックスヘッド
(7)に送り込む。再循環ライン(6)で上記ミックス
ヘッドは貯蔵タンクライン(3)に連結しており、それ
を通して過剰材料を上記貯蔵槽に戻すことができる。
【0023】2種のモノマー類を完全に混ぜ合わせるに
充分に高い材料速度および乱流を達成するには高い圧力
を用いる必要がある。
【0024】このモノマー類を上記ミックスヘッド(こ
の中でモノマー類が合流する)に入れる前に、これを上
記混合チャンバの側壁に開けた小さい開口部に通す。典
型的なミックスヘッドの場合、ロッド(15)の引き戻
しで円柱形空洞を生じさせることで上記混合チャンバを
作り出す。オリフィスを用い、しばしば上記空洞の後部
に180°の角度で高圧の流体流れを衝突させる。この
衝突の結果、上記ロッドが作動して前方に動くことで、
反応流体が上記チャンバから鋳型の空洞(8)(これは
ミックスヘッドに取り付けられている)(図2参照)の
中に押し出される。この反応性材料はゲート(13)を
通って鋳型の中に入り、この中で重合が完結する。上記
鋳型内に空気が捕捉されないようにする目的で、典型的
には、この鋳型に、鋳型壁(11)から鋳型空洞(8)
に通じる排気口(12)を含める。
【0025】本発明者らは、IPN材料を用いたコンタ
クトレンズの製造で上記RIM方法を利用する手段を見
付け出した。この方法は迅速かつ有効であり、高速生産
に極めて適切である。更に、このRIM方法は、コンタ
クトレンズにおける収縮に関連した欠陥を少なくするか
或はなくす能力を有する。この方法を用いると、アクリ
ル系ポリマー類またはウレタンポリマー類を個別に用い
たのでは達成不可能な特性を有するコンタクトレンズを
得るに適切なヒドロゲルの製造でIPNを用いることが
可能になる。
【0026】
【発明の要約】従って、本発明は、コンタクトレンズの
製造方法に向けたものであり、この方法は、 (a)硬化すると相互貫入ポリマー網状組織を形成す
る、ポリ尿素網状組織とポリアクリル系網状組織の前駆
体の混合物が最初に生じるに充分な条件下、RIM機
で、反応性混合物を混合するが、ここで、上記反応性混
合物に、(i)アミン類AおよびB[ここで、Aは、
【0027】
【化5】
【0028】であり、そしてBは、
【0029】
【化6】
【0030】であり、ここで、f1は、1−75の整数
であり、Rは、炭素原子を3個含むアルキレンであり、
そして各Rは同じであり、fは、含めて1から150の
範囲の整数であり、R10、R11、R12、R13およびR14
は、独立して、水素または低級アルキルであり、Z1
よびZ2は、独立して、化学結合または低級アルキレン
である]の混合物を含んでいてAとBが60/40から
約100%Aの範囲の相対的重量比で存在するアミン末
端鎖伸長剤(amine terminated ch
ain extender)であって、上記アミン類が
上記反応性混合物中に約20−60重量%の量で存在す
るアミン末端鎖伸長剤、(ii)上記(i)のアミン末
端鎖伸長剤と反応するに充分な量で存在する有機ジもし
くはポリイソシアネート、(iii)上記反応性混合物
中に約10−50重量%の量で存在する式:
【0031】
【化7】
【0032】[式中、mは、0から150の整数であ
り、R3は、水素または低級アルキルであり、Z3および
5は、独立して、アルキレンであり、Z4およびZ
6は、独立して、化学結合または低級アルキレンであ
り、R4は、水素、低級アルキルまたは
【0033】
【化8】
【0034】であり、R5は、水素または低級アルキル
であり、R6およびR8は、低級アルキルであり、R
7は、低級アルキレン、化学結合または−CH2(OCH
2CH2qであり、qは、含めて0から200の整数で
あり、そしてpは、1から3の整数である]で表される
アクリル酸エステル、および(iv)(iii)のアク
リル酸エステルを重合させてポリアクリル系網状組織
[ここで、ポリ尿素とポリアクリル系の比率は約60:
40から約85:15の範囲である]を形成させるに充
分な量で存在するフリーラジカル開始剤、を含め、 (b)上記液状の相互貫入ポリマー網状組織を、この液
体がゲル化して堅くなるに充分な条件下、該RIM機と
流体伝達状態にあってコンタクトレンズの形状を限定す
る空洞を有する密封鋳型の中に注入し、 (c)(b)の生成物を該鋳型から取り出し、 (d)(c)の生成物の後硬化を行い、そして (e)平衡に到達するまで(d)の生成物を水または水
系媒体に浸漬することでヒドロゲル形態のコンタクトレ
ンズを生じさせる、ことを含む。
【0035】
【発明の詳細な記述】ポリ尿素網状組織とポリアクリル
系網状組織で構成させた、本発明で製造する相互貫入ポ
リマー網状組織は、表題が「Interpenetra
ting Polymer Network for
Contact Lens Product」で連続番
号が08/415,001の同時系属中出願(これの内
容は引用することによって本明細書に組み入れられる)
の中に記述されている。このIPNは完全に均一であり
そして単一のガラス転移温度を示す。
【0036】このポリ尿素網状組織は、アミン類、即ち
アミン末端鎖伸長剤と有機ジ−もしくはポリイソシアネ
ート類がトリアミン類の存在下で自然発生的に反応する
ことで生じる網状組織である。
【0037】本発明で用いるに適切なアミン類は、2つ
以上の末端アミノ官能性または第二級アミンか或は末端
アミンと第二級アミンの組み合わせを有するポリマー類
である。最も好適なアミン類はアミノ末端を有するポリ
エーテル類である。このアミン類の例にはポリ(オキシ
エチレン)ジアミン、ポリ(オキシプロピレン)ジアミ
ン、トリエチレングリコールジアミンなどが含まれる。
【0038】このアミン成分をアミン類であるポリオキ
シエチレンジアミンとポリオキシプロピレンジアミンの
混合物で構成させる。本発明者らは、IPNエラストマ
ー類が示す透明性および水吸収能力にとってポリオキシ
エチレンジアミンとポリオキシプロピレンジアミンの均
衡が非常に重要であることを見い出した。ヒドロゲルに
水を吸収させるには、その調合物にポリ(オキシエチレ
ン)アミン類を存在させる必要がある。このポリオキシ
エチレンアミンの含有量および分子量を高めるにつれ
て、その結果として生じるヒドロゲルはより多くの水を
吸収するようになる。不幸なことには、このポリ(オキ
シエチレン)アミン類は結晶化する傾向があることか
ら、透明性に欠点が生じる。透明なヒドロゲルを得るに
はその調合物にポリ(オキシプロピレン)アミン類を存
在させる必要がある。
【0039】本発明で用いるポリ(オキシエチレン)ア
ミン類は式:
【0040】
【化9】
【0041】[式中、R13、R14、R10、R11、R12
f、Z1およびZ2は本明細書で定義した通りである]で
表される。
【0042】fは30−70であるのが好適である。
【0043】これの好適な態様は、式:
【0044】
【化10】
【0045】で表される。
【0046】本明細書で用いるポリ(オキシプロピレ
ン)アミンは、好適には式:
【0047】
【化11】
【0048】[式中、Rは、炭素原子を3個含むアルキ
レン鎖であり、そして各Rは同じであり、そしてf
1は、1−50の整数である]で表される。好適なRは
イソプロピレンであり、そしてf1の好適な値は1−3
0であり、fは30−70である。
【0049】本発明の好適な態様では、アミン類の混合
物に、好適には、式I:
【0050】
【化12】
【0051】[式中、fは、30−70の整数である]
で表されるポリ(オキシエチレン)ジアミンと式IB:
【0052】
【化13】
【0053】[式中、f1は、1−30の整数である]
で表されるポリ(オキシプロピレン)ジアミンを含め
る。
【0054】このアミンを出発モノマー混合物中に約2
0−60重量%の量で存在させるのが好適である。IA
とIBの好適な相対的重量比はそれぞれ約60/40か
ら約100%Aの範囲である。
【0055】特に異なるとして明記しない限りパーセン
トおよび比率は重量であることを注目すべきである。
【0056】本発明のポリ尿素網状組織の形成で用いる
有機ジもしくはポリイソシアネート類は、式Q(NC
O)t[式中、tは、好適には1−4であり、そしてQ
はヒドロカルビル基、即ち炭素原子と水素原子のみから
成る有機基である]で表される。Qは、脂肪族、脂環
式、芳香族または上記基いずれかの組み合わせ、例えば
脂肪族−芳香族基、脂肪族−脂環式基などであってもよ
い。このQ基は未置換であるか或は低級アルキル、ヒド
ロキシ、低級アルコキシなどで置換されていてもよい。
このイソシアネートは脂肪族であるのが好適である。好
適な態様では、Qに3−26個の炭素原子、より好適に
は4−20個の炭素原子、最も好適には6から14個の
炭素原子を含めるのが好適である。上記式において、t
は1より大きい整数、好適には2−4である。上記イソ
シアネート類の代表的例には、テトラメチレンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチ
ルヘキサメチレンジイソシアネート、二量体酸ジイソシ
アネート、イソホロンジイソシアネート、ジエチルベン
ゼンジイソシアネート、デカメチレン1,10−ジイソ
シアネート、シクロヘキシレン1,2−ジイソシアネー
ト、シクロヘキシレン1,4−ジイソシアネート、2,
4−および2,6−トリレンジイソシアネート、4,4
−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタ
レンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネー
ト、トルイジンジイソシアネート、4,4’−メチレン
ビス(シクロヘキシルイソシアネート)、ネオペンチル
テトライソシアネート、m−キシリレンジイソシアネー
ト、テトラヒドロナフタレン−1,5−ジイソシアネー
トおよびビス−(4−イソシアナトフェニル)メタンな
どが含まれる。
【0057】最も好適なイソシアネートは4,4’−メ
チレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)である。
他の好適なイソシアネート類はトリメチルヘキサメチレ
ンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネート
である。
【0058】本発明で用いるイソシアネート類を該アミ
ン類と反応させることでポリ尿素網状組織を生じさせ
る。存在させるアミン類と反応するような量でこのイソ
シアネート類を存在させる。好適な態様では、このジイ
ソシアネートを出発モノマー混合物の15−50重量
%、好適には25−40重量%の量で存在させる。
【0059】このイソシアネートと該アミン類の反応は
自然発生的であり、従ってこのポリ尿素生成では触媒を
用いる必要はない。更に、この反応は発熱反応である。
このアミン−イソシアネートの反応で発生する熱によ
り、該アクリレートのフリーラジカル開始重合、即ち本
発明で製造する相互貫入網状組織ポリマーのもう1つの
網状組織の形成が助長され得る。
【0060】もう1つの網状組織をアクリル酸エステル
で構成させる。本発明で用いるに適切なアクリル酸エス
テルは、多価アルコール類の重合性ポリアクリレート誘
導体である。
【0061】このアクリル酸エステルは、下記の式:
【0062】
【化14】
【0063】[式中、R3は水素または低級アルキルで
ある]で表されるアクリル酸のエステル誘導体である。
3がメチルである時の酸がメタアクリル酸であること
を注目すべきである。
【0064】本明細書の上に記述したアクリル酸を用い
たエステル化を受け易くかつ7,000ダルトン未満の
分子量を有する一価アルコール類および多価アルコール
類が本発明で用いるに適切である。好適なアルコール類
には、モノメトキシポリエチレングリコール、エトキシ
エチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ポリ(オキシエ
チレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコ
ール、ポリ(オキシプロピレン)トリオール、グリセロ
ール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、1,4−シクロヘキサンジオール、ペンタエリスリ
トールなどが含まれる。
【0065】この多価アルコール類はヒドロキシ基を2
個以上有することから、これらに2個以上のアクリル系
単位がエステル化し得る。従って、本発明のアクリル酸
エステルには、本明細書の上に記述したアルコール類の
モノ−、ジ−およびポリアクリレート誘導体が含まれ、
特にこれらのメタアクリレート誘導体が含まれる。
【0066】本発明で用いるに有用なアクリル酸エステ
ルは、式IIIまたはIV:
【0067】
【化15】
【0068】[式中、R3は、本明細書の上で定義した
通りであり、mは、0から50の整数であり、Z3およ
びZ5は、独立して、低級アルキレンであり、Z4および
6は、独立して、化学結合または低級アルキレンであ
り、R4は、水素、低級アルキルまたは
【0069】
【化16】
【0070】であり、R5は、水素または低級アルキル
であり、R6およびR8は、低級アルキルであり、pは、
1から3の整数であり、R7は、低級アルキレン、化学
結合またはCH2(OCH2CH2qであり、そしてq
は、含めて0から200の整数である]で表される。
【0071】本明細書で用いる如き言葉「低級アルキ
ル」は、これを単独または他の基との組み合わせで用い
る場合、1−6個の炭素原子を含むアルキル鎖を指す。
このアルキル基は直鎖もしくは分枝していてもよい。こ
の例にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブ
チル、s−ブチル、t−ブチル、イソブチル、ペンチ
ル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシルなどが含ま
れる。このアルキル基に炭素原子を1−3個含めるのが
好適である。
【0072】本明細書で用いる如き言葉「アルキレン」
は、上記式から水素を脱落させることでアルキル基から
派生するヒドロカルビル基を指す。このアルキレンは主
要鎖中の他の2つの基と結合する。この例には
【0073】
【化17】
【0074】などが含まれる。このアルキレン基に炭素
原子を1−3個含めるのが好適である。
【0075】R3、R5およびR8は1−3個の炭素原子
を有するアルキル、特にメチルであるのが最も好適であ
る。
【0076】R6およびR8の好適な値は1−3個の炭素
原子を有する低級アルキルである。好適なR6はエチル
であり、そして好適なR8はメチルである。R7はメチレ
ンであるのが好適である。
【0077】R4の好適な値は水素、1−3個の炭素原
子を有する低級アルキルおよび
【0078】
【化18】
【0079】、特にメタアクリレートである。
【0080】mは0から30であるのが好適であり、特
別には0から20である。
【0081】Z4およびZ6の好適な値は独立して化学結
合および1−3個の炭素原子を有するアルキレン基であ
る。Z3およびZ5は独立して1−3個の炭素原子を有す
るアルキレン基であるのが好適である。また、Z3がZ6
と同じでありそしてZ4がZ5と同じであるのが好適であ
る。
【0082】qの好適な値は0から100、より好適に
は0から50、最も好適には0から25である。
【0083】式IIIの好適な態様は、式IIIA:
【0084】
【化19】
【0085】[式中、m、R3およびR4は、本明細書の
上で定義した通りである]で表される。R4が水素また
は低級アルキルであり、R3が低級アルキル、特にメチ
ルであり、そしてmが0−20であるのが好ましい。
【0086】式IIIで表される別の好適なアクリレー
トモノマーは、式:
【0087】
【化20】
【0088】[式中、R9は、水素または低級アルキル
であり、R5は、本明細書の上で定義した通りで、好適
にはメチルであり、そしてnは0から30である]で表
されるジアクリレートである。
【0089】このアクリル酸エステルを出発モノマー混
合物中に約10から約50重量%、より好適には約15
から約35重量%の量で存在させる。
【0090】このアクリル酸エステルをアクリル系モノ
マー類の混合物で構成させるのが好適である。1番目の
アクリル系モノマーを式IIIAのアクリレートで構成
させる一方、2番目のアクリル系モノマーを式IIIB
の化合物、IVの化合物またはこれらの混合物で構成さ
せる。この1番目および2番目のアクリル系モノマー類
をそれぞれ約80/20から約95/5の範囲の相対的
重量比で存在させる。
【0091】アクリル系モノマー類の例は、式:
【0092】
【化21】
【0093】で表されるメタアクリル酸ヒドロキシエチ
ル(HEMA)を含むメタアクリレート類である。
【0094】別の好適なモノメタアクリレートは、式
【0095】
【化22】
【0096】で表されるモノメタアクリル酸ポリ(エチ
レングリコール)であり、ここで、mは0から20の整
数である。
【0097】別の好適なモノメタアクリレートは、式
【0098】
【化23】
【0099】で表されるモノメタアクリル酸ポリ(プロ
ピレングリコール)であり、ここで、mは0から20の
整数である。
【0100】好適なジメタアクリレートは、式
【0101】
【化24】
【0102】で表されるジメタアクリル酸ポリ(エチレ
ングリコール)であり、ここで、nは0から20の整数
である。
【0103】別の好適なジメタアクリレートは、式
【0104】
【化25】
【0105】で表されるジメタアクリル酸ポリ(プロピ
レングリコール)であり、ここで、nは0から20の整
数である。
【0106】好適なトリメタアクリレートは、式
【0107】
【化26】
【0108】で表されるトリメタアクリル酸トリメチロ
ールプロパンである。
【0109】アクリル系網状組織の形成では、本明細書
の上に記述したアクリル酸エステルを重合条件下でフリ
ーラジカル開始剤と反応させる。エチレン化合物の重合
で通常用いられる種類のフリーラジカル重合開始剤が本
発明で用いるに適切である。これらには、ベンゾイルパ
ーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、t−
ブチルパーオキサイド、アゾ−ビス(イソブチロニトリ
ル)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキ
サノイルパーオキシ)ヘキサン、1,1−ジ(t−ブチ
ルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、ジ−t−ブチル−ジパーオキシフタレート、パーオ
キサイド類、ヒドロパーオキサイド類、パーオキサイド
とヒドロパーオキサイドの混合物(Lupersol
DDM−9)、1,1’−アゾビス−(1−シクロヘキ
サンカルボニトリル)、二塩酸2,2’−アゾビス[2
−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチル
バレロニトリル)などの如き代表的な開始剤が含まれ
る。
【0110】このフリーラジカル開始剤を反応混合物の
0重量%以上から約2重量%、好適にはこの混合物の
0.01重量%から約1重量%、より好適には0.02
重量%から約0.5重量%、最も好適には0.03重量
%から約0.1重量%の範囲の量で存在させる。
【0111】加うるに、このモノマー混合物中にトリア
ミンを存在させる。このトリアミン類はポリ尿素−アク
リル系IPNにおける架橋剤である。また、特にRIM
機に混合デバイスが備わっていない場合、これらを該ポ
リアミン混合物中の相溶剤としても用いる。該ポリオキ
シエチレンジアミンとポリオキシプロピレンジアミンの
混合物が均一なままであるのを確保する目的で、該ジア
ミン混合物を絶えず撹拌するのが好適である。このIP
Nを撹拌デバイスなしで製造する場合、例えばある種の
ミニ−リム(Mini−Rims)などの場合、架橋
剤、即ち上記トリアミンを添加することで均一性を確保
する。このトリアミン類を全アミン当量の約30から約
50%の範囲の量で存在させる。このトリアミン類を1
重量%から約20重量%、より好適には約3−5重量%
の範囲の量で存在させるのが好適である。このトリアミ
ン類の例にはジエチレントリアミン、ポリ(オキシプロ
ピレン)トリアミンなどが含まれる。
【0112】典型的な反応射出成形装置を用い、最初
に、反応性成分、即ちポリアミン類、イソシアネート
類、アクリル酸エステル、フリーラジカル開始剤、トリ
アミンを一緒にして密に混合する。障害となる副反応、
例えば変色、沈澱および重合をもたらす副反応が生じな
いように、貯蔵槽、従って反応体成分の流れを組み立て
る。
【0113】このRIM方法では、最小限少なくとも2
つの反応成分流れを、この反応成分が入っている各貯蔵
槽からミックスヘッドに送り込む。成分の流れを2つ含
めるこの態様では、貯蔵槽の1つに該ポリアミン類の混
合物を液体として貯蔵する。トリアミン架橋剤を存在さ
せる場合、これもまた上記第一貯蔵槽内に貯蔵し、上記
ポリアミン類とトリアミンの両方を一緒に第一流れとし
て上記ミックスヘッドに送り込む。アクリル酸エステル
とイソシアネートとフリーラジカル開始剤から成る混合
物を第二貯蔵槽に入れ、この混合物を第二成分流れとし
て上記ミックスヘッドに送り込む。この貯蔵槽に入って
いる材料の温度を、この材料を安定させることに加えて
これが示す流動性の維持を確保するような温度に保持す
べきである。従って、この貯蔵槽を室温またはほぼ室温
に維持するか或は若干加熱してもよい。2つの流れを混
合する好適な態様では、第一貯蔵槽を若干加熱して約7
5−100℃、より好適には80℃の温度に加熱する一
方、第二流れを室温に保持するのが好適である。計量シ
リンダーまたはポンプを用い、本明細書の上に記述した
量に従って前以て決めた正確な量で各タンクから液体を
取り出して上記ミックスヘッドの区分室に送り込む。
【0114】勿論、このRIM装置に3基以上の貯蔵槽
を取り付けることも可能であり、従って3つ以上の材料
流れを上記ミックスヘッドに送り込むことも可能であ
る。理論的問題として、無数の反応性成分流れを使用す
ることも可能であるが、実際問題として、流れの数を8
のみ、より好適には流れの数を5のみにすべきである。
調査したところ、このアミン類は他の非アミノ成分と反
応すると思われる。従って、このアミン類はそれら自身
の個々の貯蔵槽内に貯蔵すべきであるか、或はこれらを
一緒にして1つの貯蔵槽に貯蔵することも可能である。
他の成分、即ちアクリレート、イソシアネートおよびフ
リーラジカル開始剤を一緒に貯蔵するか或は個々の貯蔵
槽に貯蔵してもよい。従って、本発明の1つの態様は流
れを3つ用いたシステムであり、これには、1つの流れ
としてアミン類、1つの流れとしてアクリル酸エステ
ル、そして3番目の流れとしてフリーラジカルとイソシ
アネートを含める一方、流れを4つ用いたシステムの態
様では、2つの個別流れとしてアミン類、3番目の流れ
としてアクリル酸エステル、そして4番目の流れとして
フリーラジカル開始剤と混合したイソシアネートを含め
る。このRIM方法では、各流れから分与される材料の
量を同様な量にすることが重要である。
【0115】貯蔵槽の数に関係なく、各成分を各貯蔵槽
から前以て決めた量で取り出して「流れ」の中に入れ、
上記ミックスヘッドの区分室に送り込み、この中で種々
の流れを合流させる。この種々の流れを、上記ミックス
ヘッド区分室の所で、該反応性成分の密な接触と混合を
確保するに充分な圧力下で衝突させる。典型的には、約
400から約3000psi、より好適には1500か
ら約3000psiの範囲の圧力でこれらを上記ミック
スヘッドの所で衝突させて混ぜ合わせる。
【0116】本発明のIPNを生じる重合が最初に起こ
る場所はミックスヘッド区分室の所である。しかしなが
ら、ランナーチャンネル(runner chane
l)[これはスプルー(sprue)を通ってレンズ用
鋳型アセンブリに入る]で上記RIMに連結させたコン
タクトレンズ用鋳型アセンブリの中で重合を完結させ
る。ゲート(gate)の開閉で上記スプルーの開口を
調整する。
【0117】一般にほぼ室温から約145℃の温度で重
合を実施する。比較的低い温度、例えば約45℃から8
0℃の温度で重合を開始させた後、温度を上昇させて約
110℃から130℃にするのが一般に好適である。
【0118】本発明のポリマー類の生成に悪影響を与え
る酸素をその雰囲気から排除する目的で、通常、不活性
な窒素雰囲気下で重合を実施する。
【0119】このコンタクトレンズ用鋳型アセンブリ
は、上記ミックスヘッドと流体伝達状態にあり、そして
本明細書の上に記述したように、スプルーを通ってレン
ズ用鋳型アセンブリに入る連結手段で、上記RIMに連
結している。この使用する鋳型アセンブリ(本明細書の
以下において「鋳型」と互換的に用いる)は、コンタク
トレンズの製造で典型的に用いられる鋳型アセンブリで
ある。好適な態様では、この鋳型アセンブリをコンタク
トレンズ[即ち、予め着用寸法を持たせたレンズか、或
は膨潤させて(水和させて)着用できる最終寸法にする
必要があるレンズ]の製造で用いるに有用な2つの半鋳
型で構成させる。各半鋳型は、この鋳型アセンブリを用
いて製造するコンタクトレンズが有する前曲面または後
曲面の収縮寸法をそれぞれが有する(即ち未膨潤レンズ
の直径は12.7mmであるのに対して、膨潤後のレン
ズの直径は14.0−14.4mmになる)凹面、凸面
を限定する中心の湾曲部分を有し、そしてこの鋳型アセ
ンブリは、上記円形周囲縁を取り巻いていてそれと一体
になっておりそして上記凹面の軸に垂直な平面内を広が
る環状のフランジを有する。コンタクトレンズの製造で
は、この2つの半鋳型を連結手段、例えばクランプ、ス
プリングまたはボルトなどで一緒に保持することで鋳型
アセンブリを形成させるが、ここで、この鋳型アセンブ
リに、互いに接触した前方の半鋳型と後方の半鋳型を含
め、それによって、これらの間に空洞を限定して封じ込
める。前方半鋳型の凹面に、この鋳型アセンブリ内で生
じさせるべきコンタクトレンズの前曲面の曲率を持た
せ、そしてこれの表面を、この表面に接触させてIPN
を重合させると生じるコンタクトレンズの表面が光学的
に満足される表面になるに充分なほど滑らかにする。後
方半鋳型の凸面に、この鋳型アセンブリ内で生じさせる
べきコンタクトレンズの後曲面の曲率を持たせ、そして
これの表面を、この表面に接触させてIPNを重合させ
ると生じるコンタクトレンズの表面が光学的に満足され
る表面になるに充分なほど滑らかにする。
【0120】この鋳型の材料を、ガラス、ステンレス
鋼、アルミニウム、或はコンタクトレンズ用鋳型として
通常用いられる他の材料で構成させるが、この鋳型の材
料をアルミニウムまたはステンレス鋼、特に磨きステン
レス鋼にするのが好適である。本明細書の上に記述した
ように、この鋳型アセンブリにコンタクトレンズ形状の
中心空洞部を持たせる。正確な屈折力を与える必要に応
じて、この空洞にいろいろな厚みを持たせることができ
る。本分野の技術者によく知られている光学式を用い
て、このいろいろな厚さを計算することができる。この
空洞の中心厚を約0.00039インチから約0.01
18インチの範囲にする。
【0121】これにまた中心スプルーを含めるが、これ
の開口部が上記鋳型をRIM機につなげており、その中
を、このRIM機を該鋳型アセンブリにつなげているラ
ンナーチャンネルが通っている。この鋳型アセンブリに
また排気口を多数含め、これを鋳型アセンブリ表面のい
ろいろな地点に位置させ、そしてこれは上記空洞の中に
伸びている。本明細書の以下に記述するように、この排
気口は、過剰量の反応性液体を逃がしそして液状の重合
性材料流れを前に進めることで周囲の大気をその鋳型か
た追い出す働きをする。
【0122】本発明の好適な態様では、この鋳型アセン
ブリに中心スプルーを含め、そして厚さが約0.000
39から0.0118インチ、より好適には約0.00
18から約0.0039インチの対称形鋳型空洞を持た
せる。この鋳型に、この鋳型の4端各々に位置させた排
気ラインを含める。
【0123】別の態様では、この鋳型の空洞に、2種類
の厚さを有する空洞を持たせ、この空洞の厚さを0.0
04インチから0.032インチで変化させる。
【0124】更に別の態様では、この鋳型アセンブリに
鋳型空洞を含めるが、これをこの鋳型のスプルーと反対
側に位置する1つの表面に機械加工する。これに、上記
スプルーの数インチ、例えば4−6インチ以内に排気ラ
インを含める。この鋳型に上記の如き排気口を取り付け
ることにより、材料が硬化し得る前に空気をその空洞か
ら追い出すことが可能になり、それによって、レンズに
空気が捕捉されないようにすることができる。
【0125】この鋳型アセンブリおよび鋳型で他の修飾
形も利用できそしてこのような他の修飾形も本発明の範
囲内であることは本分野の技術者に明らかであろう。
【0126】本明細書の上に示したように、上記ミック
スヘッド区分室の所で重合が始まる。その結果として生
じる液状生成物、即ち低い粘度を有する反応性液体は、
注入圧力により、ランナーシステムを通って押しやら
れ、鋳型空洞を横切り、そして最終的に、この鋳型はそ
の最初に重合した生成物で満たされる。この鋳型内で重
合を継続し、そこで重合が完了すると、固体状の相互貫
入ポリマー網状組織が生じる。
【0127】範囲を限定することを望むものでないが、
本方法を用いると収縮に関連した欠陥を少なくするか或
はなくすことができることに排気口の位置が影響を与え
ると考えている。より具体的には、最初に注入した材料
は空洞の背後に位置する鋳型内のある地点、即ち排気口
内でゲル化するであろう。この材料がゲル化した時点
で、この材料はもはや流れなくなるであろう。これによ
り、上記空洞内に背圧が作り出される。この空洞内に存
在する材料が反応するにつれて、体積が小さくなり、そ
れによって空洞内の圧力が減じる。上記空洞内に追加的
材料が押し込まれて空隙が満たされることで、収縮に関
連した欠陥が少なくなる。
【0128】また、追加的機構が起こると考えている。
範囲を限定することを望むものでないが、この機構は本
RIM方法で作動すると考えている。注入のモーメント
で反応が始まることから、材料の実質的部分の反応は、
これが空洞に到達する前に起こる。従って、上記空洞内
で起こる残りの収縮は若干のみになる。
【0129】また、このRIM方法を用いると、収縮に
関連した縁の欠陥も少なくなる。範囲を限定することを
望むものでないが、可動式の環状ゲートを用いて光学空
洞を閉じることで接眼レンズの縁が肯定的な様式で生じ
得ると考えている。このゲートを閉じるタイミングによ
り、収縮の実質的部分が起こった後に縁を生じさせるこ
とができ、それによって、収縮に関連した縁の欠陥を少
なくすることができる。
【0130】重合過程が完了した後に行う離型段階で、
2つの半鋳型を分離させる。手を用いるか或は装置を利
用したてこ手段で鋳型を開けてIPNフィルムを取り出
す。外部の離型剤、特に本技術分野で知られている水溶
性離型剤を利用することができる。その例には、Fre
koteまたはHysol Ac 4368などの如き
離型剤が含まれ、これを鋳型表面に塗布して離型を容易
にすることができる。また、この鋳型の内側表面にポリ
エチレンを内張りしてもよい。このポリエチレンフィル
ムは、成形エラストマーを注入した後、その鋳型表面か
ら容易に剥がれる。取り出しを更に容易にする補助で、
ポリエチレンフィルムを取り付けた鋳型を若干加熱して
50−70℃の温度にする。
【0131】別の離型処理では水を利用し、ここでは水
を不活性な希釈剤として、含めて50℃−70℃の範囲
の温度で離型を起こさせるに有効な濃度でアクリル系モ
ノマー流れの中に混合する。この水を約3から約7重量
パーセント、より好適には約5重量パーセントの濃度で
存在させるのが好適である。
【0132】この鋳型から取り出したIPNフィルムを
約60℃から約125℃、より好適には約75℃から約
110℃の範囲の温度、最も好適には100℃に加熱す
ることによる、フィルム(レンズ)の後硬化を行うこと
で、重合を完結させてもよい。
【0133】最後に、この成形したIPNフィルムを水
または水系媒体、例えば食塩水溶液などに、平衡に到達
するまで浸漬する。このポリマー材料は、水または水系
媒体中で膨潤した時点で、長期着用コンタクトレンズの
製造で用いるに特に適切なヒドロゲルの形態になる。こ
のヒドロゲルの水含有量は約30重量%またはそれ以上
である(ヒドロゲルの重量を基準にした水の重量として
水含有量を測定する)。
【0134】本発明の方法を用いると、従来技術の方法
が直面していた困難さを回避した新規で簡潔な経済的手
順で高品質のコンタクトレンズを製造することができ
る。このRIM方法は、コンタクトレンズにおける収縮
に関連した欠陥を少なくするか或はなくす能力を有す
る。この方法はまた迅速で高効率で経済的な方法であ
る。上述したように、粘度が低い液体を鋳型に注入す
る。従って、この操作で用いるに適切な成形機は低圧の
成形機である。また、このように要求される圧力が低い
ことから、鋳型に要する費用がより低くなる。使用する
機械がより小型でありそして使用する鋳型がより安価な
ことから、結果としてコストが低くなる。また、この方
法を用いると、これを構成する部分を単独、即ちアクリ
ル系ポリマーまたはウレタンポリマーを個別に用いたの
では達成不可能な最高品質のコンタクトレンズを得るに
適切なヒドロゲルの製造でIPNを用いることが可能に
なる。
【0135】本方法で製造したコンタクトレンズは卓越
した物性を示す。これは高い引張りおよびせん断強度を
有すると共に優れた機械的特性を示す。このコンタクト
レンズは高い湿潤性および高い酸素透過性を示す。本方
法で製造したコンタクトレンズは可視光を透過する。こ
の方法で製造したコンタクトレンズは均一であり、この
均一さは、本発明のコンタクトレンズ材料が示すガラス
転移温度が1つであることで実証される。
【0136】以下に示す実施例を本発明の原理および範
囲の説明で役立たせる。
【0137】以下に示す実施例では種々の省略形を用い
る。以下の表に、本実施例で言及する省略形を含める。
【0138】
【表1】
【0139】
【実施例】実施例I 589.5部のED−900、400部のD−200
0、155.4部のEDR−148および34.3部の
DETAからブレンド物を製造した。このブレンド物を
流れ1と呼ぶ。589.5部のH12MDI、560.1
部のHEMA、29.48部のTEGDMAおよび1
1.9部のL−256から第二ブレンド物を製造した。
このブレンド物を流れ2と呼ぶ。実験室規模の双流RI
M機に備わっている材料貯蔵槽に上記流れを入れた。流
れ1を約80℃に加熱することでこの材料の流動性を維
持した。流れ2を室温に維持することでこの材料の安定
性を確保した。これらの流れを2500psiの圧力で
衝突させることでこれらを混合した後、2片から成るア
ルミニウム製鋳型の中に注入した。この混合比を、1部
の流れ2に対して1.010部の流れ1にした。注入時
間を0.20秒にした。この条件下でポリマーが約20
g生じ、このポリマー内で両方の網状組織が個別かつ同
時に生じた。
【0140】この鋳型は2枚のアルミニウム板から成っ
ていた。この板の1枚を、これに区分室を2つ持たせる
ように機械加工した。厚さが100ミクロンのフィルム
をもたらすように1つの区分室を設計した。厚さが80
0ミクロンのフィルムをもたらすようにもう1つの区分
室を設計した。この鋳型をボルトで一緒に保持した。こ
の鋳型を外部オーブン内で100℃に加熱した。この鋳
型が100℃に到達した時点で、この鋳型を上記RIM
機に取り付けた。射出成形操作の後、この材料の後硬化
を上記鋳型内で10分間行った。
【0141】この鋳型を手で開けて、この鋳型からエラ
ストマー状のフィルムを取り出す。この鋳型から取り出
したフィルムの後硬化を100℃のオーブン中で1時間
行った。このフィルムを緩衝食塩水溶液に浸漬すること
でこのフィルムをヒドロゲルに変化させた。
【0142】この製造した材料は、尿素成分が75%
(重量)でメタアクリル系部分が25%(重量)の透明
なIPNヒドロゲルであった。水和後、この材料は下記
の特性を示した: 水含有量 34% 引張り応力 262psi 引張り強度 300psi 破壊伸び 238% この材料はコンタクトレンズとして用いるに適切であ
る。
【0143】実施例IIからV 実施例Iの方法を用いて一連のIPNエラストマーを製
造した。この組成および特性を表IIに示す。
【0144】
【表2】
【0145】実施例IIおよび実施例Vの材料はコンタ
クトレンズで用いるに適切である。
【0146】実施例VI 471.6部のED−900、228部のED−200
0、400部のD−2000および34.3部のDET
Aからブレンド物を製造した。このブレンド物を流れ1
と呼ぶ。314.4部のH12MDI、454.0部のH
EMA、23.91部のTEGDMAおよび9.6部の
L−256から第二ブレンド物を製造した。このブレン
ド物を流れ2と呼ぶ。実験室規模の双流RIM機に備わ
っている材料貯蔵槽に上記流れを入れた。流れ1を約8
0℃に加熱することでこの材料の流動性を維持した。流
れ2を室温に維持することでこの材料の安定性を確保し
た。これらの流れを900psiの圧力で衝突させるこ
とでこれらを混合した後、2片から成るアルミニウム製
鋳型の中に注入した。この混合比を、1部の流れ2に対
して1.37部の流れ1にした。注入時間を0.25秒
にした。この条件下でポリマーが約25g生じ、このポ
リマー内で両方の網状組織が個別かつ同時に生じた。
【0147】この実施例で用いた鋳型は実施例Iに記述
した鋳型であった。
【0148】注入から1分以内にこの鋳型を手で開け
て、この鋳型からエラストマー状のフィルムを取り出
す。この鋳型から取り出したフィルムの後硬化を100
℃のオーブン中で約40分間行った。このフィルムを緩
衝食塩水溶液に浸漬することでこのフィルムをヒドロゲ
ルに変化させた。
【0149】この製造した材料は、尿素成分が75%
(重量)でメタアクリル系部分が25%(重量)の透明
なIPNヒドロゲルであった。水和後、この材料は下記
の特性を示した: 水含有量 50% 引張り応力 93psi 引張り強度 91psi 破壊伸び 239% この材料はコンタクトレンズとして用いるに適切であ
る。
【0150】実施例VIIからIX 実施例VIの方法を用いて一連のIPNエラストマーを
製造した。この組成および特性を表IIIに示す。
【0151】
【表3】
【0152】実施例VII、VIIIおよびIXの材料
はコンタクトレンズで用いるに適切である。
【0153】実施例X この実施例では3流れのHi−Tech RIM機を用
いた。この機械に4成分用のEdge−Sweetsミ
ックスヘッドを取り付けた。衝突で混合を行った。
【0154】化学品系を個別の化学品8種で構成させ
た。これらの材料を下記の如くブレンドした。
【0155】流れ1 870.9gのJeffamine ED−900[ポ
リ(オキシエチレン)ジアミン、MW 1179] 420.9gのJeffamine ED−2000
[ポリ(オキシエチレン)ジアミン、MW 2277] 738.7gのJeffamine D−2000[ポ
リ(オキシプロピレン)ジアミン、MW 2000] 63.5gのEDTA[ジエチレントリアミン] (JeffamineはTexaco Chemica
l Companyの商標である)流れ2 3502gのHEMA[メタアクリル酸ヒドロキシエチ
ル] 72.4gのTMPTMA[トリメタアクリル酸トリメ
チロールプロパン]流れ3 3140gのH12MDI[4,4’−メチレンビス(シ
クロヘキシルイソシアネート)] 96.6gのベンゾイルパーオキサイド 工程条件は下記の通りであった: 流れ 圧力 オリフィス 流量 粘度 1 2700psi 0.75mm 99.3g/秒 52cps 2 1900psi 1.25mm 42.30g/秒 6cps 3 1900psi 0.50mm 28.4g/秒 24cps 流れ1を分割して個別の2つの口に注入した。90°離
れた口を選択した。これにより、アミン流れの半分とイ
ソシアネート流れを直接衝突させた。
【0156】注入時間を0.03秒に設定し、そして1
3.6gのショット重量が得られた。
【0157】RIM機のインジェクションヘッドを焼込
れ鋼製鋳型に取り付けた。この鋳型には、コンタクトレ
ンズの形状をした空洞に通じる幅が2mmで深さが4m
mのチャンネルが備わっていた。この鋳型に上記調合物
を注入することでコンタクトレンズを製造した。
【0158】実施例XI、XII、XIII 実施例XI、XII、XIIIは、流れ2の流量を変化
させてIPNの尿素部分対アクリル系部分の比率を変化
させる以外は実施例Xの反復であった。一定のショット
サイズが得られるように流れ1および流れ3の流量を調
整した。実施例Xの圧力に維持するようにオリフィスサ
イズを調節した。
【0159】
【表4】
【0160】コンタクトレンズの形状をした空洞(環状
ゲートを有する)が備わっている鋳型を加熱し、この中
に上記調合物を注入することで、コンタクトレンズを製
造した。
【0161】実施例XIV、XV、XVI 実施例XIV、XV、XVIは、実施例Iの平板鋳型を
用いる以外は実施例XI、XIIおよびXIIIの反復
であった。
【0162】
【表5】
【0163】結果として得られる材料はコンタクトレン
ズとして用いるに有用である。
【0164】上に示した好適な態様および実施例は本発
明の範囲および精神を説明する目的で与えたものであ
る。これらの態様および実施例から他の態様および例が
本分野の技術者に明らかになるであろう。このような他
の態様および例は本発明の意図の範囲内である。従っ
て、本発明は添付請求の範囲でのみ制限されるべきもの
である。
【0165】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0166】1. 反応射出成形コンタクトレンズの製
造方法であって、 (a)硬化すると相互貫入ポリマー網状組織を形成す
る、ポリ尿素網状組織とポリアクリル系網状組織の前駆
体が生じるに充分な条件下、RIM機で、反応性混合物
中の成分を混合するが、ここで、この反応性混合物に、
(i)アミン類AおよびB[ここで、Aは、
【0167】
【化27】
【0168】であり、そしてBは、
【0169】
【化28】
【0170】であり、ここで、f1は、独立して、1−
75の整数であり、Rは、炭素原子を3個含むアルキレ
ンであり、そして各Rは同じであり、fは、1から15
0の範囲の整数であり、R10、R11、R12、R13および
14は、独立して、水素または低級アルキルであり、Z
1およびZ2は、独立して、化学結合または低級アルキレ
ンである]の混合物を含んでいてAとBが約60/40
から約100%Aの範囲の相対的重量比で存在するアミ
ン末端鎖伸長剤であって、上記アミン類が上記反応性混
合物中に約20−60重量%の量で存在するアミン末端
鎖伸長剤、(ii)上記(i)のアミン末端鎖伸長剤と
反応してポリ尿素網状組織を形成するに充分な量で存在
する有機ジ−もしくはポリ−イソシアネート、(ii
i)上記反応性混合物中に約10−50重量%の量で存
在する式:
【0171】
【化29】
【0172】[式中、R3は、水素または低級アルキル
であり、mは、0から150の整数であり、Z3および
5は、独立して、アルキレンであり、Z4およびZ
6は、独立して、化学結合またはアルキレンであり、R4
は、水素、低級アルキルまたは
【0173】
【化30】
【0174】であり、R5は、水素または低級アルキル
であり、R6およびR8は、独立して、水素または低級ア
ルキルであり、R7は、低級アルキレン、化学結合また
は−CH2(OCH2CH2q−であり、qは、含めて0
から200の整数であり、pは、1−3の整数である]
で表されるアクリル酸エステル、(iv)(iii)の
アクリル酸エステルを重合させてポリアクリル系網状組
織を形成させるに充分な量で上記反応性混合物中に存在
するフリーラジカル開始剤、および(v)上記(i)の
アミン末端鎖伸長剤を架橋させるに充分な量で存在する
トリアミン、を含め、ここで、ポリ尿素とポリアクリル
系の比率を約90:10から約50:50の範囲にし、
そしてここで、該反応性混合物中の成分の重量を合計す
ると100%になり、 (b)上記(a)の反応性混合物を、この液体がゲル化
して堅くなって相互貫入ポリマー網状組織を生じるに充
分な条件下、該RIM機と流体伝達状態にあってコンタ
クトレンズ形状の空洞を有する密封鋳型の中に注入し、 (c)(b)の生成物を該鋳型から取り出し、 (d)任意に(c)の生成物の後硬化を行い、そして (e)(d)の生成物を水または水系媒体に浸漬するこ
とでヒドロゲルを生じさせる、ことを含む方法。
【0175】2. Bが式:
【0176】
【化31】
【0177】で表されるポリオキシプロピレンジアミン
である第1項記載の方法。
【0178】3. 該トリアミンを上記混合物中に存在
する全アミン当量の30から50%の範囲の量で存在さ
せる第1項記載の方法。
【0179】4. 該トリアミンがジエチレントリアミ
ンまたはポリ(オキシプロピレン)トリアミンである第
3項記載の方法。
【0180】5. 該イソシアネートがメチレン−ビス
(4,4’−シクロヘキシルイソシアネート)またはイ
ソホロンジイソシアネートである第1項記載の方法。
【0181】6. 該フリーラジカル開始剤が2,5−
ジメチル−2,5−ジ−(2−エチルヘキサノイルパー
オキシ)ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブ
チルヒドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド
またはラウリルパーオキサイドである第1項記載の方
法。
【0182】7. 該ポリ尿素/ポリアクリル系の重量
比を約80:20から約70:30にする第1項記載の
方法。
【0183】8. 該ポリ尿素/ポリアクリル系の重量
比を約75:25にする第1項記載の方法。
【0184】9. 該鋳型に排気口を複数含める第1項
記載の方法。
【0185】10. 該イソシアネートを約15から約
50重量%の範囲の量で該反応性混合物中に存在させる
第1項記載の方法。
【0186】11. 該イソシアネートを約25から約
40重量%の範囲の量で該反応性混合物中に存在させる
第10項記載の方法。
【0187】12. 該フリーラジカル開始剤を約0.
01から約1重量%の範囲の量で存在させる第1項記載
の方法。
【0188】13. 第1項記載の方法であって、 (a)硬化すると相互貫入ポリマー網状組織を形成す
る、ポリ尿素網状組織とポリアクリル系網状組織の前駆
体が生じるに充分な圧力下、RIM機で、反応性混合物
を混合するが、ここで、上記反応性混合物に、(i)ア
ミン類AおよびB[ここで、Aは、
【0189】
【化32】
【0190】であり、そしてBは、
【0191】
【化33】
【0192】であり、ここで、f1は、1−75の整数
であり、Rは、炭素原子を3個含むアルキレンであり、
そして各Rは同じであり、R10、R11、R12、R13およ
びR14は、水素または低級アルキルであり、fは、含め
て1から150の範囲の整数であり、Z1およびZ2は、
独立して、化学結合または低級アルキレンである]の混
合物を含んでいてAとBが約60:40から約100%
Aの範囲の相対的重量比で存在するアミン末端鎖伸長剤
であって、上記アミン類が上記反応性混合物中に約20
−60重量%の量で存在するアミン末端鎖伸長剤、(i
i)上記(i)のアミン末端鎖伸長剤と反応してポリ尿
素網状組織を形成するに充分な量で存在する有機ジ−も
しくはポリ−イソシアネート、(iii)式:
【0193】
【化34】
【0194】で表される第一アクリレートと式
【0195】
【化35】
【0196】で表されるジアクリレートもしくは式
【0197】
【化36】
【0198】で表されるトリアクリレートまたはこれら
の混合物である第二アクリレートとの混合物[式中、R
3、R4、R5、R9およびR8は、独立して、水素または
低級アルキルであり、R6は、低級アルキルであり、R7
は、化学結合または低級アルキレンまたは−CH2(O
CH2CH2q−であり、qは、含めて0から200の
整数であり、mおよびnは、独立して、0−150の整
数であり、そしてpは、1−3の整数である]を含んで
いて第一アクリレートと第二アクリレートの比率が約8
0:20から約95:5の範囲である混合物のアクリル
酸エステル成分であって、上記反応性混合物中に約10
−50重量%の量で存在するアクリル酸エステル成分、
(iv)(iii)のアクリル酸エステルを重合させて
ポリアクリル系網状組織を形成させるに充分な量で上記
反応性混合物中に存在するフリーラジカル開始剤、
(v)上記アミン末端鎖伸長剤を架橋させるに充分な量
で存在するトリアミン、を含め、ここで、ポリ尿素とポ
リアクリレートの比率を約90:10から約50:50
の範囲にし、 (b)上記(a)の混合物を、この液体がゲル化して堅
くなって相互貫入ポリマー網状組織を生じるに充分な条
件下、該RIM機と流体伝達状態にあってコンタクトレ
ンズ形状の空洞を有する密封鋳型の中に注入し、 (c)(b)の生成物を該鋳型から取り出し、 (d)任意に(c)の生成物の後硬化を行い、そして (e)(d)で得られる材料を水または水系媒体に浸漬
することでヒドロゲルを生じさせる、ことを含む方法。
【0199】14. R3、R4、R5およびR9がCH3
である第13項の方法。
【0200】15. R3、R5およびR9がCH3であ
り、mが0であり、R4が水素でありそしてnが2であ
る第13項の方法。
【0201】16. R3、R9およびR5がCH3であ
り、mが4であり、R4が水素でありそしてnが2であ
る第13項の方法。
【0202】17. mが4であり、R4が水素であ
り、pが3であり、R6がエチルであり、R7がエチレン
であり、そしてR3およびR8がCH3である第13項の
方法。
【0203】18. Bが式:
【0204】
【化37】
【0205】で表されるポリオキシプロピレンジアミン
である第13項記載の方法。
【0206】19. トリアミンを全アミン当量の30
から50%の範囲の量で該反応性混合物中に存在させる
第13項記載の方法。
【0207】20. 該トリアミンがジエチレントリア
ミンまたはポリ(オキシプロピレン)トリアミンである
第19項記載の方法。
【0208】21. 該イソシアネートがメチレン−ビ
ス(4,4’−シクロヘキシルイソシアネート)または
イソホロンジイソシアネートである第13項記載の方
法。
【0209】22. 該フリーラジカル開始剤が2,5
−ジメチル−2,5−ジ−(2−エチルヘキサノイルパ
ーオキシ)ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド、t−
ブチルヒドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイ
ドまたはラウリルパーオキサイドである第13項記載の
方法。
【0210】23. 該ポリ尿素とポリアクリル系の重
量比を約75:25にする第13項記載の方法。
【0211】24. 該鋳型に排気口を複数含める第1
3項記載の方法。
【0212】25. 該イソシアネートを約15から約
50重量%の範囲の量で該反応性混合物中に存在させる
第13項記載の方法。
【0213】26. 該イソシアネートを約25から約
40重量%の範囲の量で該反応性混合物中に存在させる
第13項記載の方法。
【0214】27. 該フリーラジカル開始剤を約0.
01から約1重量%の範囲の量で該反応性混合物中に存
在させる第13項記載の方法。
【0215】28. 該反応性混合物中に更に水を存在
させる第1項記載の方法。
【0216】29. 水を約3から約7重量%の濃度で
存在させる第28項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】RIM方法の典型的な図式図である。
【図2】典型的な鋳型の図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 11:00 (72)発明者 クルト・シー・フリツシユ アメリカ合衆国ミシガン州48138グロスア イル・パークレイン17986 (72)発明者 バヒド・センデイジヤレビク アメリカ合衆国ミシガン州48098トロイ・ ウツドサイドトレイルドライブ1168 (72)発明者 シヤイオ−ウエン・ウオング アメリカ合衆国ミシガン州48081セントク レアシヨアズ・リオビスタ22518

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応射出成形コンタクトレンズの製造方
    法であって、 (a)硬化すると相互貫入ポリマー網状組織を形成す
    る、ポリ尿素網状組織とポリアクリル系網状組織の前駆
    体が生じるに充分な条件下、RIM機で、反応性混合物
    中の成分を混合するが、ここで、この反応性混合物に、
    (i)アミン類AおよびB[ここで、Aは、 【化1】 であり、そしてBは、 【化2】 であり、ここで、f1は、独立して、1−75の整数で
    あり、Rは、炭素原子を3個含むアルキレンであり、そ
    して各Rは同じであり、fは、1から150の範囲の整
    数であり、R10、R11、R12、R13およびR14は、独立
    して、水素または低級アルキルであり、Z1およびZ
    2は、独立して、化学結合または低級アルキレンであ
    る]の混合物を含んでいてAとBが約60/40から約
    100%Aの範囲の相対的重量比で存在するアミン末端
    鎖伸長剤であって、上記アミン類が上記反応性混合物中
    に約20−60重量%の量で存在するアミン末端鎖伸長
    剤、(ii)上記(i)のアミン末端鎖伸長剤と反応し
    てポリ尿素網状組織を形成するに充分な量で存在する有
    機ジ−もしくはポリ−イソシアネート、(iii)上記
    反応性混合物中に約10−50重量%の量で存在する
    式: 【化3】 [式中、R3は、水素または低級アルキルであり、m
    は、0から150の整数であり、Z3およびZ5は、独立
    して、アルキレンであり、Z4およびZ6は、独立して、
    化学結合またはアルキレンであり、R4は、水素、低級
    アルキルまたは 【化4】 であり、R5は、水素または低級アルキルであり、R6
    よびR8は、独立して、水素または低級アルキルであ
    り、R7は、低級アルキレン、化学結合または−CH
    2(OCH2CH2q−であり、qは、含めて0から20
    0の整数であり、pは、1−3の整数である]で表され
    るアクリル酸エステル、(iv)(iii)のアクリル
    酸エステルを重合させてポリアクリル系網状組織を形成
    させるに充分な量で上記反応性混合物中に存在するフリ
    ーラジカル開始剤、および(v)上記(i)のアミン末
    端鎖伸長剤を架橋させるに充分な量で存在するトリアミ
    ン、を含め、ここで、ポリ尿素とポリアクリル系の比率
    を約90:10から約50:50の範囲にし、そしてこ
    こで、該反応性混合物中の成分の重量を合計すると10
    0%になり、 (b)上記(a)の反応性混合物を、この液体がゲル化
    して堅くなって相互貫入ポリマー網状組織を生じるに充
    分な条件下、該RIM機と流体伝達状態にあってコンタ
    クトレンズ形状の空洞を有する密封鋳型の中に注入し、 (c)(b)の生成物を該鋳型から取り出し、 (d)任意に(c)の生成物の後硬化を行い、そして (e)(d)の生成物を水または水系媒体に浸漬するこ
    とでヒドロゲルを生じさせる、ことを含む方法。
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