JPH10507418A - プラスチック製の型部品の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 レンズを注型成形する前に、実質的にすべての酸素をプラスチック型部品から取り除くことにより、注型成形されたコンタクトレンズの表面特性が改良される。

Description

【発明の詳細な説明】 プラスチック製の型部品の処理方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、コンタクトレンズを注型成形する際に使用されるプラスチック型（ mold）部品の処理方法に関する。さらに特に、１つの局面では、本発明は、プラ スチック型部品から酸素を除去する方法に関し、そして別の局面では、フリーラ ジカル重合プロセスによって重合される、注型成形されたコンタクトレンズの表 面特性の改良方法に関する。技術の説明 コンタクトレンズの注型成形は、周知である。代表的には、適切なポリマーを 形成し得るモノマーを含有するモノマー混合物、架橋剤、触媒、重合開始剤など を、希釈せずに混合し、または適切な希釈剤または溶媒中で混合し、そして雌型 の中に置く。次いで、雄型を、雌型の中にプレスし、そしてモノマー混合物を重 合させる。このプロセスにより得られるレンズは、その２つの型の間に形成され たキャビティの形状に従い、そして型表面に一致する表面特性を示す。レンズの 注型後、必要に応じて、例えば、洗浄、研磨、および／またはバリ取り（edging ）および水和のようなさらなる工程が容易である。 コンタクトレンズの注型に使用される型部品は、一般的には、使用されるモノ マーおよび使用される重合プロセスに対して実質的に不活性なプラスチック材料 により作製される。代表的には、これらのプラスチック型部品は、１回使用した 後に廃棄する。 注型成形プロセスにより製造される特定のコンタクトレンズ、特にヒドロゲル として知られるものは、著しい頻度の表面外観欠陥（cosmetic defect）を有す る。本明細書中で用いる外観欠陥とは、光を散乱し得、そしてレンズの表面の残 りと比較して不規則な表面領域が発生することを示し得るレンズの表面に見られ る部位または領域を描写することが意図される。これらの外観欠陥は、通常は肉 眼では見え得ないが、スリットランプ（slit lamp）または拡大により試験する 場合に現われる。これらの外観欠陥は一般的に医学関連または健康関連には結び 付かないが、レンズの最良の視覚特性にわずかな欠陥を導き得る。さらに、これ らの外観欠陥は、プロセス、出荷、および取扱いの問題に結び付き得る。なぜな らこれらの欠陥を含有するレンズは、より容易にレンズどうし付着し、および包 装材料に付着する傾向があるからである。結局、レンズ表面の重合の改良は、注 型成形プロセスから得られる、受容可能なレンズの収量の改良をもたらす。 酸素の存在が完全なフリーラジカル重合を阻害することは、長く知られている 。したがって、従来の注型成形プロセスは、重合プロセスにおける酸素の効果を 除去するために不活性な環境下で行われる。これらの注型成形プロセスは、バル ク（bulk）レンズの約99％を超える重合度をもたらす重合の全般に適切であるこ とが見いだされていた。このような注型成形技術は広く商業的に使用されている 。 しかし、重合が不活性な雰囲気条件下で行われるときでさえ、酸素が、コンタ クトレンズ材料のフリーラジカル重合に依然として影響を有することが現在わか っている。驚くべきことに、特定のプラスチック型部品が、十分な酸素をプラス チックの構造マトリックス内に含有して、型の表面とレンズの表面との間の界面 における重合に悪く影響することが見いだされた。酸素は、フリーラジカル重合 の間にプラスチック型部品の表面に移動し、そしてレンズ表面における完全な重 合を阻害すると考えられる。酸素の存在はまた、レンズの表面での架橋密度を減 少させる原因となると考えられる。レンズ表面でのこの不完全な重合または架橋 密度の減少が、上述した外観欠陥の原因となると考えられる。 発明の要旨 本発明に従って、プラスチック型部品を成形する前に実質的にすべての酸素を 熱可塑性樹脂から除去すること、成形後、実質的にすべての酸素をプラスチック 型部品から除去すること、またはその両方が、より少ないレンズの表面の外観欠 陥を有し、およびレンズの表面でのより完全な重合により注型成形されたコンタ クトレンズをもたらすことが、現在見出されている。さらに、上述のように、実 質的にすべての酸素を除去することは、注型成形プロセスから作製される受容可 能なコンタクトレンズの収量を増加させる。 したがって、本発明は、予定された形状を有する可塑性の成形された部材に可 塑性樹脂を成形する前に、実質的にすべての酸素を除去するのに十分な時間の間 、可塑性樹脂を不活性ガスに接触させる工程を含む、プラスチック型部品から酸 素を除去するための方法である。あるいは、成形されたプラスチック型部品を不 活性ガスに、実質的にすべての酸素を除去するのに十分な時間の間、接触させる ことにより、酸素を除去し得る。さらに、熱可塑性樹脂またはプラスチック型部 品を不活性ガスに接触させることの代わりに、またはそれと組合せて、真空状態 を用いることにより酸素を除去し得る。好ましくは、可塑性樹脂およびプラスチ ック型部品を、レンズを注型する前に、不活性ガスに接触させ、そして不活性環 境下で維持する。 発明の詳細な説明 本発明は、フリーラジカル重合技術を用いる注型成形プロセスにより製造され るコンタクトレンズの表面品質の改良に関する。一般的に、コンタクトレンズの 組成物、成形プロセス、および重合プロセスは、周知であり、そして本発明は、 表面特性の改良および外観欠陥の頻度の減少を伴うコンタクトレンズを達成する ためのプラスチック型部品を処理することに主に関する。もちろん、本発明はま た、プラスチック型部品を使用して予定の形状を最終的な重合製品に与える任意 のフリーラジカル重合プロセスでの表面品質を改良するために使用され得る。 本発明はすべてのコンタクトレンズ（例えば、従来のハード、ソフトおよびリ ジッド（rigid）なガス透過性のあるレンズ）に使用可能であり、そしてレンズ の形成に用いられるモノマー混合物の組成物および特定のモノマーは、決定的な ものではない。本発明は好ましくはソフトコンタクトレンズ、例えば一般的にヒ ドロゲルレンズの名で呼ばれるレンズ（ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニ ルピロリドン、グリセロールメタクリレート、メタクリル酸、および酸エステル が例として挙げられるが、しかしこれらには限定されないモノマーから調製され る）などに使用される。しかし、コンタクトレンズを製造するのに有用なポリマ ーを形成し得るレンズ形成モノマーの任意の組合せが使用され得る。例えばシリ コン部分を含有するモノマーのような疎水性レンズ形成モノマーもまた含まれる 。 レンズ表面の重合度および／または架橋密度は、すべてのコンタクトレンズで改 良され、代表的には外観欠陥を示さないコンタクトレンズでさえ、改良されると 考えられる。従って、本明細書で用いる用語「コンタクトレンズ」は、ハード、 ソフト、およびリジッド気体透過性コンタクトレンズ、ならびに眼内（inocular ）レンズ、削られて完成品コンタクトレンズとなるレンズ半加工品、および他の 光学的移植組織片を包含する。 本発明に有用なコンタクトレンズの形成に使用されるモノマー混合物としては 、代表的には架橋剤、強化剤、フリーラジカル開始剤および／または触媒などが 挙げられ、それらは当該分野で周知である。さらに、適切な溶媒または希釈剤が （そのような溶媒または希釈剤が重合プロセスに悪影響を及ぼすかまたは妨害す ることがないという条件で）、モノマー混合物に使用され得る。 本発明が、コンタクトレンズの分野で周知のフリーラジカル重合システムに制 限される以外は、重合または硬化のプロセスは、本発明の実施に決定的なもので はない。したがって、重合は、使用される特定の組成物に依存して、様々な機構 で起こり得る。例えば、フリーラジカル重合技術である熱、光、Ｘ線、マイクロ 波、およびそれらの組合せが本明細書中で使用され得る。好ましくは、熱および 光重合が本発明に使用され、UV重合が最も好ましい。 注型成形技術もまた、周知である。一般的に、従来の注型成形技術は、あらか じめ決定された形態の熱可塑性樹脂の雄型および雌型（それらの間で形成される レンズに所望の形状および表面形態を与える）を使用する。注型成形プロセスの 例としては、米国特許第4,113,224号；第4,121,896号；4,208,364号；および4,2 08,365号に教示されており、これらは、本明細書中で参考として全体的に援用さ れる。もちろん、本発明とともに使用し得る他の多くの注型成形技術は、型が熱 可塑性樹脂材料から作製されることを条件として、本発明に使用可能である。 上記のように、コンタクトレンズを注型するのに使用される型部品は、一般的 に、レンズに特定の物理学的特性を提供するプラスチック材料で作製される。本 発明に使用され得るプラスチック材料は、一般的に高酸素透過性を有する熱可塑 性プラスチックである。上述したように、溶解または遊離した酸素は、プラスチ ック材料を通り、そして型部品の表面とレンズ表面との間の界面へ移動すると考 えられる。本発明により除去されるのは、この溶解または遊離した酸素である。 重合性材料（熱可塑性プラスチック材料）の酸素透過性は、その材料固有の特性 であり、そしてフィルムの両側の酸素の分圧の差により測定される単位推進力を 受けて、単位厚みを有する重合性材料のフィルムを透過して移動する酸素の量と して定義される。実際の透過性値は、気体の量を表現するために使用される単位 、フィルムの厚み、およびその推進力に依存する。最も一般的な熱可塑性プラス チック材料または樹脂の酸素透過性は、容易に得られ得、そしてJ.Brandrupおよ びE.H.Immergudの The Polymer Handbook、第３版、J.Wiley＆Sons、1989（これ は、本明細書中で参考として援用される）に見いだされ得る。 より大きい酸素透過性を有するプラスチック材料が本発明において有用であるこ とが、見いだされた。好ましくは、本明細書中で使用されるプラスチック材料の 酸素透過性は、0.035×10^-13（cm³・STP・cm）／（cm²・S・Pa）より大きく、最も好 ましくは1.0×10^-13（cm³・STP・cm）／（cm²・S・Pa）より大きい。好ましいプラス チック材料は、主にポリオレフィン（例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレ ン、ならびにポリスチレン）を含むこれらのポリマーおよびコポリマーである。 ポリプロピレンが、プラスチック型材料として最も好ましい。 プラスチック型部品は、一般的には、しばしばペレットの形状の熱可塑性樹脂 から、仕上げされた金属マスター型またはダイにおいて射出成形される。しかし 、プラスチック型部品の製造方法は、任意の公知技術に従って変わり得る。好ま しくは、樹脂は、実質的に酸素のない雰囲気下で射出成形される。従来は、射出 成形技術は、成形前に熱可塑性樹脂から酸素の除去を必要としなかった。しかし 、本発明の１つの実施態様においては、酸素濃度は、成形前に樹脂を不活性ガス に接触させることにより実質的に除去される。 したがって、１つの本発明の実施方法は、樹脂を不活性ガスに接触させること により樹脂から実質的にすべての酸素を除去することである。樹脂から酸素を除 去するのに任意の不活性ガスが使用され得るが、窒素が、その入手しやすさ、安 全性、およびコストの点で好ましい。しかし、任意の不活性ガス（例えば、アル ゴンまたはヘリウムならびに二酸化炭素）が使用され得る。さらに、酸素は、真 空状態を用いることによっても除去され得る。 樹脂内から実質的にすべての酸素を除去することが好ましいことは、理解され るべきである。レンズ表面の最適な重合に必要な正確な酸素濃度を定量するのは 困難であるが、環境に含まれる通常の酸素と平衡状態である場合に、プラスチッ ク材料に通常含有される酸素の約51％から約99％が、コンタクトレンズを注型す る前に除去されると考えられる。しかし、酸素のすべてを除去することは望まし くないことがあり得る。酸素の過剰な除去は、特定の熱可塑性プラスチック材料 についてプラスチック型部品からのレンズの取り外しを困難にし得ると考えられ る。したがって、生産中の型からのコンタクトレンズの最適な離型を得るための プラスチック型部品の組成物、重合技術、および注型成形プロセス全体に依存し て、プラスチック型部品中の少量の酸素の存在が、望ましくあり得る。 したがって、任意の特定のプラスチック型部品について除去されるべき酸素の 量は、いくつかの変動因子（例えば、プラスチック型組成物、レンズ組成物、重 合方法など）に依存する。レンズ表面の所望の重合度および最適な離型性を達成 するために、除去されるべき酸素の量は、当業者に明らかで、そして十分に当業 者の技術の範囲内であるような単純な試行錯誤試験により、任意の特定の型材料 について、決定され得る。好ましくは、熱可塑性樹脂は、不活性環境に置かれ、 または他の方法で、約２時間から約96時間の間、室温および大気圧にて、不活性 ガスに接触させられる。もちろん、不活性ガスに曝露される時間は、選択される 温度条件および圧力に依存して変化し得る。高温を用いることで、ポリプロピレ ン成形プロセスについての曝露時間が短縮されることがわかった。 上記で議論されたような樹脂からの酸素の除去に加えてか、またはこの初期の 工程の代わりのいずれかで、プラスチック型部品が形成された後の型部品からの 酸素の除去が、効果的に使用され得ることもまたわかった。一般的に、成形され たプラスチック型部品からの酸素の除去は、単独で使用されたときには、プラス チック型部品を、使用する熱可塑性材料に依存して、室温および大気圧で、不活 性環境中に約10時間から約48時間、好ましくは約20時間から40時間置くことを必 要とする。成形されたプラスチック型部品からの酸素の除去が、最初の酸素除去 工程とともに使用されたときには、プラスチック型部品は、不活性ガスに約0.5 時間から約６時間の間、好ましくは、室温および大気圧にて１時間から４時間接 触させられる。上記のように、真空もまた、酸素を除去するのに用いられ得る。 本発明に使用するプラスチック型部品を調製することにおいて、上記の２つの 工程の両方を使用することが最も好ましい。本発明の最も好ましい実施態様にお いては、ポリプロピレン樹脂を、不活性環境中に８時間から72時間置く。次いで 、処理された樹脂を成形してプラスチック型部品とし、不活性環境中に約0.5時 間から４時間の間維持する。次いで、プラスチック型部品を、これもまた不活性 環境中で行われる注型成形プロセスに直接移行する。 以下の実施例は、本発明の特定の実施態様の例示を与える。 実施例 型の処方 本発明のプラスチック型部品の製造に使用するポリプロピレン樹脂の数バッチ を、室温および大気圧にて、表１に示すように、窒素に12時間、48時間、および 72時間、接触させた。樹脂の別のバッチを処理せずにコントロールとした。ポリ プロピレンの雌型および雄型をスチール製のマスター型内で射出成形により調製 した。窒素処理した樹脂を、本発明の一例である半型に使用し、そして未処理の 樹脂をコントロールとして使用される半型に使用し、そして他の未処理の樹脂を 以下のように使用した。窒素処理した樹脂から作製した半型を、室温および大気 圧にて、表Ｉに示すように、窒素に0.5時間から６時間の間接触させてさらなる 酸素を除去した。未処理の樹脂から作製した型のいくつかを、室温および大気圧 にて窒素に16時間から72時間の間接触させて酸素を除去した。 レンズの処方 上記で調製された、処理したおよび未処理のポリプロピレン型中で、レンズを 重合した。２-ヒドロキシエチルメタクリレート85重量％、グリセリン15重量％ 、エチレングリコールジメタクリレート0.3重量％、およびベンゾインメチルエ ー テル0.2重量％からなるモノマー混合物を雌型のキャビティに入れ、そして雄型 を挿入してモノマー混合物の過剰量を排除した。両方の型に圧力をかけて確実に 適切な位置決めを行い、そしてUVエネルギーを用いてモノマー混合物を重合した 。すべての雌型およびすべての雄型は同一の形状であり、すべての重合条件は同 一であった。冷却後、レンズを型から取り外し、水和させ、そしてプラスチック ブリスター容器で包装した。オートクレーブした後、レンズをブリスター包装か ら取り出し、そして外観欠陥の発生を検査した。光学的比較測定器検査により見 られる外観欠陥のパーセントを、表Ｉに示す。コントロール（処理していない樹 脂およびプラスチック型部品から成形されたレンズ）を記号Ａ〜Ｌとして表示す る。以下の実施例の各々は、約50個から約200個までのレンズを含むコンタクト レンズのロットを示す。 表Ｉに示すように、酸素が除去されたプラスチック型部品から成形されたコン タクトレンズは、未処理のプラスチック型部品から成形されたコンタクトレンズ よりも外観欠陥が顕著に少なかった。 本発明は、本明細書中に具体的に開示された実施態様により限定されるべきで はない。本発明の範囲が、添付した請求の範囲の範囲内にあるすべての改変、変 更および等価物を含むことが理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ジョシ， マカランド ジー. アメリカ合衆国 ニューヨーク 14626, ロチェスター，オルデ エリー トレイ ル 30 (72)発明者 ルシオ， ドミニク ブイ. アメリカ合衆国 ニューヨーク 14580, ウェブスター，ジョセフ サークル 487

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．0.035×10^-13（cm³gas・STP・cm）／（cm²・S・Pa）より大きい酸素透過性を 有するプラスチック型部品の間で、フリーラジカル重合プロセスを用いて、レン ズを注型する工程を包含するコンタクトレンズを注型成形する方法において、該 コンタクトレンズを注型成形する前に、該プラスチック型部品から、実質的にす べての酸素が除去されることを特徴とする、方法。 ２．0.035×10^-13（cm³gas・STP・cm）／（cm²・S・Pa）より大きい酸素透過性を 有する熱可塑性樹脂を、該樹脂内から実質的にすべての酸素を除去するに十分な 時間、不活性ガスに接触させる工程； その後、該樹脂を成形してプラスチック型部品とする工程；および その後、コンタクトレンズを、該プラスチック型部品中で注型成形する工程 を包含する、請求項１に記載の方法。 ３．前記樹脂を、室温および大気圧にて約２時間から約96時間までの間、不活 性ガスに接触させる、請求項１に記載の方法。 ４．前記レンズを注型する前に、前記プラスチック型部品を、室温および大気 圧にて約0.5時間から約６時間までの間、不活性ガスに接触させる工程をさらに 包含する、請求項３に記載の方法。 ５．前記プラスチック型部品が、0.35×10^-13（cm³gas・STP・cm）／（cm²・S・Pa ）より大きい酸素透過性を有する、請求項４に記載の方法。 ６．前記樹脂が、ポリオレフィンである、請求項１に記載の方法。 ７．前記樹脂が、ポリプロピレンである、請求項６に記載の方法。 ８．前記酸素が、前記プラスチック型部品を不活性ガスに接触させることによ り除去される、請求項１に記載の方法。 ９．前記酸素が、前記プラスチック型部品を、室温および大気圧にて約10時間 から約48時間の間、不活性ガスに接触させることにより除去される、請求項８に 記載の方法。 １０．前記酸素が、真空状態を用いることで除去される、請求項１に記載の方 法。 １１．0.035×10^-13（cm³gas・STP・cm）／（cm²・S・Pa）より大きい酸素透過性 を有する樹脂を、コンタクトレンズの注型に使用されるプラスチック型部品に成 形する工程； その後、該プラスチック型部品を、該プラスチック型部品内から実質的にすべ ての前記酸素を除去するに十分な時間、不活性ガスに接触させる工程；および その後、コンタクトレンズを、該型部品中で注型する工程 を包含する、請求項１に記載の方法。 １２．前記プラスチック型部品を、室温および大気圧にて約10時間と約48時間 との間、不活性ガスに接触させる、請求項１１に記載の方法。