JPH1072525A - プラスチック成形品 - Google Patents

プラスチック成形品

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JPH1072525A
JPH1072525A JP23031196A JP23031196A JPH1072525A JP H1072525 A JPH1072525 A JP H1072525A JP 23031196 A JP23031196 A JP 23031196A JP 23031196 A JP23031196 A JP 23031196A JP H1072525 A JPH1072525 A JP H1072525A
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JP
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group
plastic molded
molded article
article according
polymer
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JP23031196A
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English (en)
Inventor
Nobuo Saito
伸郎 斉藤
Mitsuru Yokota
満 横田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】透明性、酸素透過性に優れると共に、汚れが付
きにくく、耐衝撃性に優れたプラスチック成形品を提供
する。 【解決手段】重合可能な二重結合を有する基、水酸基、
および、オルガノシロキサン基を有するアミン化合物を
重合成分としてなることを特徴とするプラスチック成形
品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明性、酸素透過
性に優れ、良好な力学的特性を持つプラスチック成形品
に関し、特に、コンタクトレンズ、眼内レンズなどの眼
用レンズに好適なプラスチック成形品に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、トリス(トリメチルシロキシ)シ
リルプロピルメタクリレートなどのシリル置換メタクリ
レートや変性ポリシロキサンを成分とするポリマーが開
発され、高い酸素透過性を有するプラスチック成形品と
して利用されている(特開昭60−142324号、特
開昭54−24047号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のモノマー(マクロマー)からなるポリマーは、酸素透
過性を向上させる目的で導入されているシリコーン特有
の性質、即ち疎水性で分子間相互作用が小さいという性
質のため、表面が疎水性となりやすく、水をはじいたり
汚れが付きやすい、耐衝撃性に劣る等の物性上の欠点が
存在していた。
【0004】本発明は、透明性、酸素透過性に優れると
共に、汚れが付きにくく、耐衝撃性に優れたプラスチッ
ク成形品を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を重ね、特定の単量体を構成成分
とする共重合体からなるプラスチック成形品は、汚れが
付きにくく、高い透明性および酸素透過性、良好な水濡
れ性および力学的特性を有することを見出し、本発明に
至った。
【0006】すなわち、本発明は、重合可能な二重結合
を有する基、水酸基、および、オルガノシロキサン基を
有するアミン化合物を重合して得られるポリマーからな
るプラスチック成形品である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のプラスチック成形品は、
重合可能な二重結合を有する基、水酸基、および、オル
ガノシロキサン基を有するアミン化合物を重合成分とし
てなる。
【0008】本発明のプラスチック成形品は、好ましく
は、下記一般式
【化7】 で示されるアミン化合物を重合して得られるポリマーか
らなる。このうち、nは1から6の整数であり、nが3
であることがより好ましい。
【0009】上記一般式中、R1 は重合可能な二重結合
を有する基であり、好ましくは、下記一般式
【化8】 (式中、R4 は水素原子またはメチル基である。)で示
され、R4 はメチル基であることが好ましい。
【0010】また、R2 は、水素原子、アルキル基、ま
たは、アリール基であり、その一部が置換されてもよ
い。アルキル基としては直鎖状であっても分岐状であっ
てもよく、特に限定されないが、炭素数1〜20のもの
が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブ
チル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル
基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-ヒドロキシエチル
基、2-ヒドロキシプロピル基、2,3-ジヒドロキシプロピ
ル基、2-ヒドロキシブチル基、2-ヒドロキシペンチル
基、2-ヒドロキシヘキシル基、3-メトキシ-2-ヒドロキ
シプロピル基、3-エトキシ-2-ヒドロキシプロピル基、
アリル基などが挙げられる。アリール基としても特に限
定されないが、炭素数6〜20のものが好ましく、具体
的にはフェニル基、4-ヒドロキシフェニル基、4-カルボ
キシフェニル基、2-メトキシフェニル基、4-メトキシフ
ェニル基、2-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、
ナフチル基などが挙げられる。これらの中で、R2 は、
水素原子、または、水酸基を有するアルキル基が好まし
い。さらに、水酸基を有するアルキル基としては、下記
一般式
【化9】 で示され、式中Zは、水素原子、アルキル基、または、
アリール基であり、その一部が置換されてもよい。好ま
しいZとしては、水素原子、または、−CH2 OHが挙
げられる。
【0011】さらに、R3 は、シロキサン結合が1つ以
上存在するオルガノシロキサン基を含む置換基であり、
好ましくは、下記一般式
【化10】 (式中、A,Bはそれぞれ、炭素数が1から5のアルキ
ル基、フェニル基、または、フルオロアルキル基であ
り、mは0から200の整数、a、b、cはそれぞれ0
〜20の整数であり(ただし、m=a=b=c=0の場
合を除く)、R5 は、炭素数が1以上の置換基であ
る。)で示され、アルキル基としては、メチル基、エチ
ル基が好ましく、また、フルオロアルキル基としてはト
リフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が好まし
い。さらに、本発明のプラスチック成形品のオルガノシ
ロキサン基を含む置換基は、mが0から50の整数、お
よび/または、a、b、cが1から5の整数であること
が好ましく、mが0から10の整数、および/または、
a=b=c=1であることがさらに好ましい。また、A
はメチル基であることが好ましい。
【0012】炭素数が1以上の置換基R5 は、好ましく
は、炭素数が1から5のアルキル基、フェニル基、およ
びフルオロアルキル基から選ばれる。
【0013】また、炭素数が1以上の置換基R5 は、好
ましくは、下記一般式
【化11】 (式中、R6 、R7 、R8 は、それぞれ、水素原子、ア
ルキル基、または、アリール基であり、その一部が置換
されてもよく、R9 は、重合可能な二重結合を有する基
であり、Xは、酸素原子、アルキル基、アリール基、ま
たは、エーテル結合を有するアルキル基を示し、Bは、
炭素数が1から5のアルキル基、フェニル基、または、
フルオロアルキル基であり、lは0から50の整数、m
は0から200の整数、nは1から6の整数である。)
で示され、より好ましくは、lは、0である。さらに、
Xとしては、-O-Y-O- で示されるエーテル結合を有する
アルキル基が例示され、Yは、アルキル基、アリール
基、または、エーテル結合を有するアルキル基である。
【0014】さらに、上記一般式中、R9 は、好ましく
は、下記一般式
【化12】 (式中、R10は水素原子またはメチル基である。)で示
され、R10は、より好ましくは、メチル基である。
【0015】本発明のプラスチック成形品を得るための
アミン化合物としては、下記の化学式で示される化合物
【化13】
【化14】 がより好ましく例示される。
【0016】本発明に用いるプラスチック成形品は、他
の構成単位として共重合可能な二重結合を有するモノマ
ーに由来する構成単位を有することができ、これらの構
成単位として、(メタ)アクリロイル基、スチリル基、
アリル基、または、ビニル基を有するモノマーが好まし
い。これらの例として、メチル(メタ)アクリレート、
エチル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)ア
クリレート類に由来する構成単位、トリフルオロエチル
(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル
(メタ)アクリレートなどのハロゲン化アルキル(メ
タ)アクリレート類に由来する構成単位、2-ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有するヒドロキ
シアルキル(メタ)アクリレート類に由来する構成単
位、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリ
ルアミドなどのジアルキルアクリルアミド類に由来する
構成単位、スチレン、ビニルピリジンなどの芳香族ビニ
ルモノマーに由来する構成単位、更にはN-ビニルピロリ
ドンなどのヘテロ環ビニルモノマーに由来する構成単位
などが挙げられる。
【0017】本発明に用いるプラスチック成形品中の重
合可能な二重結合を有する基、水酸基、および、オルガ
ノシロキサン基を有するアミン化合物の含有量は特に限
定されないが、少なくとも5重量%含有されていること
が好ましく、また、100重量%であっても良い。5重
量%未満であれば、酸素透過性と機械的特性との優れた
バランスを維持できなくなる傾向がある。
【0018】本発明の重合可能な二重結合を有する基、
水酸基、および、オルガノシロキサン基を有するアミン
化合物は、分子中に水酸基を有しているため親水性モノ
マーとの相溶性が良く重合によって良好な光学的特性を
有するポリマーを与え、さらに、窒素原子上の置換基を
自由に設計できるため、酸素透過性を有すると共に良好
な力学特性を有するプラスチック成形品として特に有用
に用いられる。
【0019】本発明のプラスチック成形品は、以下の方
法により製造することができる。重合可能な二重結合を
有する基、水酸基、オルガノシロキサン基を有するアミ
ン化合物を重合して得られるポリマーを切削加工によっ
て所望の形状に加工するか、または、重合可能な二重結
合を有する基、水酸基、オルガノシロキサン基を有する
アミン化合物を重合して得られるポリマー、および修飾
可能な官能基を有する構成単位を含むポリマーを、所望
の形状に加工した後に高分子反応によって改質すること
もできる。軟質のプラスチック成形体の場合、モールド
重合やスピンキャスト重合などの手法を用いることもで
きる。また、本発明の重合可能な二重結合を有する基、
水酸基、オルガノシロキサン基を有するアミン化合物を
重合して得られるポリマーを、溶融または溶媒などで溶
解し、繊維、フィルム等に成形することもできる。
【0020】また、本発明のプラスチック成形品には、
必要に応じて、紫外線吸収剤や色素、着色剤などを添加
することもできる。
【0021】本発明により、高い透明性および酸素透過
性、良好な水濡れ性および光学的特性や力学的特性を有
するプラスチック成形品を提供することができる。本発
明のプラスチック成形品は、コンタクトレンズ、プラス
チックレンズなどのレンズ材料、ディスプレイ材料等の
光学物品として好適であり、特に、コンタクトレンズと
して好適である。
【0022】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【0023】合成例1(モノマーAの合成) 100 mlのナス型フラスコにメタクリル酸グリシジル12.1
g(0.085 mol)、3-アミノプロピルトリス(トリメチルシ
ロキシ)シラン30.0 g(0.085 mol)を加えて60℃で8時間
撹拌した。この反応生成物のプロトン核磁気共鳴スペク
トルを測定し分析した結果、下記の化学式
【化15】 で表される化合物(以下、モノマーAという)であること
を確認した。
【0024】合成例2(モノマーBの合成) 100 mlのナス型フラスコに2,3-エポキシ-1-プロパノー
ル6.3 g(0.085 mol)、3-アミノプロピルトリス(トリメ
チルシロキシ)シラン30.0 g(0.085 mol)を加えて60℃で
8時間撹拌した後、メタクリル酸グリシジル12.1 g(0.08
5 mol)を加えてさらに60℃で16時間撹拌した。この反応
生成物のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定し分析し
た結果、式:
【化16】 で表される化合物(以下、モノマーBという)であること
を確認した。
【0025】合成例3(モノマーCの合成) 200 mlのナス型フラスコにメタクリル酸グリシジル8.5
g、分子量約1500の両末端にアミノ基を有するシリコー
ンオイル(信越化学工業(株)X-22-161A)50 gを加えて60
℃で8時間撹拌した。この反応生成物のプロトン核磁気
共鳴スペクトルを測定し分析した結果、式:
【化17】 で表される化合物(以下、モノマーCという)であること
を確認した。
【0026】合成例4(モノマーDの合成) 200 mlのナス型フラスコにメタクリル酸グリシジル8.5
g、分子量約1500の両末端にアミノ基を有するシリコー
ンオイル(信越化学工業(株)X-22-161A)50 gを加えて60
℃で8時間撹拌した後、2,3-エポキシ-1-プロパノール4.
4 gを加えて60℃で8時間撹拌した。この反応生成物のプ
ロトン核磁気共鳴スペクトルを測定し分析した結果、
式:
【化18】 で表される化合物(以下、モノマーDという)であること
を確認した。
【0027】合成例5(モノマーEの合成) 200 mlのナス型フラスコにメタクリル酸グリシジル2.9
g、分子量約3000の両末端にアミノ基を有するシリコー
ンオイル(信越化学工業(株)X-22-161B)30 gを加えて60
℃で8時間撹拌した後、2,3-エポキシ-1-プロパノール1.
5 gを加えて60℃で8時間撹拌した。この反応生成物のプ
ロトン核磁気共鳴スペクトルを測定し分析した結果、
式:
【化19】 で表される化合物(以下、モノマーEという)であること
を確認した。
【0028】実施例1 モノマーA50部、N,N-ジメチルアクリルアミド50部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、直径18 mm、高さ180 mmの試験管へ移した。こ
のモノマー混合物をアルゴン雰囲気下で脱気、密封し、
まず40℃で48時間重合させ、続いて40℃から110℃まで2
4時間かけて昇温させた後、110℃において4時間保持し
重合体を得た。得られた重合体は均質で透明であり、べ
た付きはみられなかった。重合体の硬度、含水率を測定
した。
【0029】含水率は、重合体を水和処理した後、次式
にしたがって重合体の含水率(%)を測定した。
【0030】 含水率(%) =((W−W0 )/W)×100 ただし、Wは水和処理後の重合体の重量(g) 、W0は乾
燥状態での重合体の重量(g)を表す。
【0031】重合体の硬度はショアーD硬度80であっ
た。この重合体を水和処理したときの硬度はショアーA
硬度10であり、含水率は55 %であった。
【0032】また、理科製機工業(株)製の製科研式フイ
ルム酸素透過率計を用いて35℃の水中にて重合体の酸素
透過係数を測定したところ、水和処理した重合体の酸素
透過係数は47×10-11 ml(STP)cm/(cm2 ・s
ec・mmHg)[3.5×10-12 ml(STP)cm/
(cm2 ・sec・Pa)]であった。
【0033】実施例2 モノマーA60部、N,N-ジメチルアクリルアミド40部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は
均質で透明であり、べた付きはみられなかった。
【0034】実施例1と同様にして、硬度と含水率、酸
素透過係数を測定した。重合体の硬度はショアーD硬度7
0であった。この重合体を水和処理したときの硬度はシ
ョアーA硬度15であり、含水率は44 %であった。水和処
理した重合体の酸素透過係数は、77×10-11 ml(S
TP) cm/(cm2 ・sec・mmHg)[5.8×10
-12 ml(STP) cm/(cm2 ・sec・Pa)]であっ
た。
【0035】実施例3 モノマーA60部、N,N-ジメチルアクリルアミド20部、2-
ヒドロキシエチルメタクリレート20部、エチレングリコ
ールジメタクリレート1部を混合し、重合開始剤として
アゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加した後、実施
例1と同様に重合した。得られた重合体は均質で透明で
あり、べた付きはみられなかった。
【0036】実施例1と同様にして、硬度と含水率、酸
素透過係数を測定した。重合体の硬度はショアーD硬度6
5であった。この重合体を水和処理した時の硬度はショ
アーA硬度15であり、含水率は26%であった。水和
処理した重合体の酸素透過係数は59×10-11 ml(S
TP)cm/(cm2 ・sec・mmHg)[4.4×10
-12 ml(STP)cm/(cm2 ・sec・Pa)]であっ
た。
【0037】実施例4 モノマーB50部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート50
部、エチレングリコールジメタクリレート1部を混合
し、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3
部を添加した後、実施例1と同様に重合した。得られた
重合体は均質で透明であり、べた付きはみられなかっ
た。実施例1と同様に 硬度と含水率を測定した。重合体
の硬度はショアーD硬度82であった。この重合体を水和
処理したときの硬度はショアーA硬度75であり、含水率
は15 %であった。
【0038】実施例5 モノマーB50部、N,N-ジメチルアクリルアミド50部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は
均質で透明であり、べた付きはみられなかった。実施例
1と同様にして硬度と含水率を測定した。重合体の硬度
はショアーD硬度82であった。この重合体を水和処理し
たときの硬度はショアーA硬度55であり、含水率は41 %
であった。
【0039】実施例6 モノマーC40部、N,N-ジメチルアクリルアミド60部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、直径18 mm、高さ180 mmの試験管へ移した。こ
のモノマー混合物をアルゴン雰囲気下で脱気、密封し、
まず40℃で48時間重合させ、続いて40℃から110℃まで2
4時間かけて昇温させた後、110℃において4時間保持し
重合体を得た。得られた重合体は均質で透明であり、べ
た付きはみられなかった。重合体の硬度はショアーD硬
度70であった。この重合体を水和処理したときの硬度は
ショアーA硬度10であり、含水率は48 %であった。
【0040】実施例7 モノマーD40部、N,N-ジメチルアクリルアミド60部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は
均質で透明であり、べた付きはみられなかった。重合体
の硬度はショアーD硬度70であった。この重合体を水和
処理したときの硬度はショアーA硬度15であり、含水率
は53 %であった。
【0041】実施例8 モノマーE40部、N,N-ジメチルアクリルアミド60部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は
均質で透明であり、べた付きはみられなかった。重合体
の硬度はショアーD硬度69であった。この重合体を水和
処理したときの硬度はショアーA硬度15であり、含水率
は49 %であった。
【0042】比較例1 トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレ
ート50部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート50部、エ
チレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加
した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は
白濁していた。
【0043】比較例2 下記化学式
【化20】 の分子量約3000のシリコーンマクロマー(信越化学工業
(株)X-22-164B)40部、N,N-ジメチルアクリルアミド60
部、エチレングリコールジメタクリレート1部を混合
し、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3
部を添加した後、実施例6と同様に重合した。得られた
重合体は白濁していた。
【0044】
【発明の効果】本発明により、高い透明性および酸素透
過性、良好な水濡れ性および力学特性を有するプラスチ
ック成形品を提供することができる。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合可能な二重結合を有する基、水酸
    基、および、オルガノシロキサン基を有するアミン化合
    物を重合成分としてなることを特徴とするプラスチック
    成形品。
  2. 【請求項2】 アミン化合物が、下記一般式 【化1】 (式中、R1 は重合可能な二重結合を有する基であり、
    2 は水素原子、アルキル基およびアリール基から選ば
    れ、その一部が置換されてもよい。nは1から6の整数
    であり、R3 はオルガノシロキサン基を含む置換基であ
    る。)で示されることを特徴とする請求項1に記載のプ
    ラスチック成形品。
  3. 【請求項3】 R1 が下記一般式 【化2】 (式中、R4 は水素原子またはメチル基である。)で示
    されることを特徴とする請求項2に記載のプラスチック
    成形品。
  4. 【請求項4】 R4 がメチル基であることを特徴とする
    請求項3に記載のプラスチック成形品。
  5. 【請求項5】 R2 が水素原子、または、水酸基を有す
    るアルキル基であることを特徴とする請求項2に記載の
    プラスチック成形品。
  6. 【請求項6】 R3 が、下記一般式 【化3】 (式中、A,Bはそれぞれ、炭素数が1から5のアルキ
    ル基、フェニル基およびフルオロアルキル基から選ば
    れ、mは0から200の整数、a、b、cはそれぞれ0
    〜20の整数であり(ただし、m=a=b=c=0の場
    合を除く))、R5は、炭素数が1以上の置換基であ
    る。)で示されることを特徴とする請求項2に記載のプ
    ラスチック成形品。
  7. 【請求項7】 mが、0から10の整数であることを特
    徴とする請求項6に記載のプラスチック成形品。
  8. 【請求項8】 a、b、cが、すべて1であることを特
    徴とする請求項6に記載のプラスチック成形品。
  9. 【請求項9】 Aが、メチル基であることを特徴とする
    請求項6に記載のプラスチック成形品。
  10. 【請求項10】 R5 が、炭素数が1から5のアルキル
    基、フェニル基、およびフルオロアルキル基から選ばれ
    ることを特徴とする請求項6に記載のプラスチック成形
    品。
  11. 【請求項11】 R5 が、下記一般式 【化4】 (式中、R6 、R7 、R8 は、それぞれ、水素原子、ア
    ルキル基およびアリール基から選ばれ、その一部が置換
    されてもよく、R9 は、重合可能な二重結合を有する基
    であり、Xは、酸素原子、アルキル基、アリール基およ
    びエーテル結合から選ばれる少なくとも1つを有するア
    ルキル基を示し、Bは、炭素数が1から5のアルキル
    基、フェニル基およびフルオロアルキル基から選ばれ、
    lは0から50の整数、mは0から200の整数、nは
    1から6の整数である。)で示されることを特徴とする
    請求項6に記載のプラスチック成形品。
  12. 【請求項12】 R9 が、下記一般式 【化5】 (式中、R10は水素原子またはメチル基である。)で示
    されることを特徴とする請求項11に記載のプラスチッ
    ク成形品。
  13. 【請求項13】 R10がメチル基であることを特徴とす
    る請求項12に記載のプラスチック成形品。
  14. 【請求項14】 lが、0であることを特徴とする請求
    項11に記載のプラスチック成形品。
  15. 【請求項15】 R2 が下記一般式 【化6】 (式中Zは、水素原子、アルキル基およびアリール基か
    ら選ばれ、その一部が置換されてもよい。)で示される
    ことを特徴とする請求項2に記載のプラスチック成形
    品。
  16. 【請求項16】 Zが、水素原子、または、−CH2
    Hであることを特徴とする請求項15に記載のプラスチ
    ック成形品。
  17. 【請求項17】 他の構成単位として、共重合可能な二
    重結合を有するモノマーに由来する構成単位を有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載のプラスチック成形品。
  18. 【請求項18】該他の構成単位が、(メタ)アクリロイ
    ル基、スチリル基、アリル基およびビニル基を有するモ
    ノマーから選ばれることを特徴とする請求項17に記載
    のプラスチック成形品。
  19. 【請求項19】 プラスチック成形品がコンタクトレン
    ズであることを特徴とする請求項1〜18のいずれかに
    記載のプラスチック成形品。
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