JPS6313721A - コンタクトレンズの製造方法 - Google Patents

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

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はコンタクトレンズの製造方法に関する。 更に詳しくは、予めレンズ素材をプレポリマーの状態に
調製しておき、このプレポリマーを鋳型中で重合硬化さ
せる］ンタクｉ〜レンズの製造方法に関する。 ［従来の技術］ コンタクトレンズは所望の物性を有する重合体をレンズ
素材として、これに切削、研磨等の機械加工を施ずこと
により主として製造され〔きた。 このようなコンタクトレンズの製造法は切削研磨法と呼
ばれているが、切削ω１磨法に於いては良好な光学性能
を有し、しかも機械加工ができるような十分硬質なレン
ズ素材を必要とする。そして、このようなレンズ素材は
コンタクトレンズに必要な物性を与えるモノマー又はモ
ノマーの混合物を、重合容器中で重合硬化さＶる方法に
より製造されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、モノマー又はモノマーの混合物を重合硬
化さけることにより、上述のように光学性能が良好で、
かつ硬質なレンズ素材を得るには、加熱昇温過程に長時
間を必要とし、生産性に乏しいという問題点があった。 例えば、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミドやＮ−ビニル
ピロリドンのような重合性の高い七ツマ−を主成分とす
るモノマー混合物から所望のレンズ素材を製造するため
には、３日ないし７日間の重合時間を必要とし、１日以
内の短時間で重合を行なった場合には、重合反応の安定
した制御が困難なため、重合中に発泡が生じて重合物が
レンズ素材として適性に欠けるものになったり、あるい
は非常に軟質な重合物となって切削、研磨等の機械加工
ができない不都合があった。また、たとえ機械加工が可
能な場合でも、比較的短い重合時間で製造されたレンズ
素材には、重合過程で生じた歪がしばしば残留する。こ
のため、機械加工後レンズを水和膨潤セしめて含水状態
のソフト−１ンタクトレンズとしても、含水率が不安定
になり所望の物性が得られない場合が多く、更には変形
が生じて設定したサイズおよび形状のレンズを取得でき
ない欠点がある。 本発明は上述のような問題点を解決し、短時間の内に優
れた物性を有するレンズ素材を製造して、従来品よりも
更に浸れた性能を右するハードないしはソフトコンタク
トレンズをＩ　Ｂする方法を提供することを目的とする
。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るコンタクトレンズの￥Ｊ造方法は、ハード
またはソフトコンタクトレンズの原料となる七ツマ−な
いしはモノマー混合物を、重合開始剤および架橋剤の存
在下に撹拌しながら加熱して反応させ、反応液の粘度が
１０〜２０００ｃｐｓの範囲に上昇した時点で反応液を
冷却することによって反応を中断させて上記の粘度範囲
にあるプレポリマーを調製し、このプレポリマーを鋳型
に収めて重合硬化させることを特徴とする。 本発明に於けるプレポリマーは単一成分のモノマーから
調製されたものであっても良いが、少なくとも２種以上
のモノマー成分で構成させることが実用上より効果的で
ある。 Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリド
ン、２−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび２−ヒ
ドロキシプロピルメタクリレートから選ばれるモノマー
を主成分としたプレポリマーを［１し、含水率６０％以
上のソフトコンタクトレンズを製造する場合には、主成
分となるモノマーは全モノマーの少なくとも５０重間％
を占めるのが通常であるが、主成分となるモノマーと共
に重合可能な他のＰツマ−としては、疎水性メタクリル
酸ニスデル、疎水性アクリル酸エステル、ケイ素含有メ
タクリル酸系モノマー、同じくケイ水含イｉアクリル酸
系モノマー、親水性メタクリル酸エステル、親水性アク
リル酸エステル等が使用可能り である。 一方、疎水性メタクリル酸エステルを主成分としたプレ
ポリマーを調製し、ハードコンタクトレンズを製造する
場合には、主成分となる七ツマ−は全モノマーの３０〜
１００重量％を占めることができ、疎水性メタクリル酸
エステル以外のモノマー成分としては、ソフトコンタク
トレンズの場合と同様、疎水性アクリル酸エステル、ケ
イ素含有メタクリル酸系またはアクリル酸系モノマー、
親水性メタクリル酸ニスデル、親水性アクリル酸エステ
ル等が使用可能である。 そして疎水性メタクリル酸エステルとし“Ｃは、メタク
リル酸のメチル」ニスチル、エヂル工ステル、ｎ−ブチ
ルｌステル、イソブヂルエステル、ターシャリ−ブチル
エステル、ｎ−１１」ビルニスデル、イソプロピルエス
テル、ラウリルエステル、シクロへキシルニスデル、ベ
ンジルエステル、メチルベンジルニスデル、イソボルニ
ルエステル等で例示れる各エステルを挙げることができ
る。 疎水性アクリル酸エステルとしては、アクリル酸のメチ
ルエステル、エチルエステル、ｎ−ブチルエステル、イ
ソブチルエステル、ターシャリ−ブチルエステル、ｎ−
プロピルニスデル、イソプロピルエステル、シフ

【−１
ヘキシルエステル、ベンジルエステル等で例示される各
アクリル酸エステルを挙げることができる。 またケイ素含有メタクリル酸系モノマーとしては、トリ
メデルシリルメタクリレート、トリメチルシロキサニル
メタクリレート、トリスートリメチルシロギサニルシリ
ルーブロビルメタクリレート等を、同じくケイ素含有ア
クリル酸系七ツマ−としては、トリメチルシリルアクリ
レート、トリメチルシロキサニルアクリレート、トリス
−トリメデルシロキサニルシリル−プロビルアクリレー
ト等をそれぞれ挙げることができる。 親水性のメタクリル酸エステルおよびアクリル酸エステ
ルとしては、メタクリル酸又はアクリル酸の２−ヒドロ
キシエチルエステル、２−ヒドロキシプロピルエステル
、２−ヒドロキシブチルエステル、グリセリルエステル
、グリシジルエステル等の各エステルを挙げることがで
きる。 このほか、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−メチルメタ
クリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルメタクリアミド等のＮ
−アルキル置換アクリルアミド又はＮ−アルキル置換メ
タクリルアミドもコモノマー成分として使用することが
できる。 上記した各コモノマー成分の使用いは、製造セんとする
コンタクトレンズの含水率や機械的強度等を勘案して所
定の範囲で任意に選ぶことができる。そしたまた、本発
明のプレポリマーを調製するに際しては、コンタクトレ
ンズの製造に際して通常使用される紫外線吸収剤、酸化
防Ｗ剤等の添加剤を必要に応じて加えることができる。 架橋剤としては当業界で慣用の架橋剤がいずれも使用可
能であって、その典型例を挙げれば、Ｌチレングリコー
ルジメタクリレート、ジ］、ヂ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、
テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチ
レングリニ】−ルージメタクリレート、トリメチロール
プロパントリメタクレート、ビニルメタクレート、アリ
ルメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ビニ
ルアクリレート、ジビニルベンゼン等の多官能性架橋剤
を例示することができる。架橋剤は重合に供する七ツマ
−１ｏｏａ　ａ部当り０．１〜１０重徂部の範囲で使用
するのが通例である。 重合開始剤にも当業界で周知のものが使用可能であって
、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメ
チルバレロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−タ
ーシャリ−ブチル、過酸化ラウロイル等がモノマー　１
００重吊部当り一般に　１．０重＾）部以下の聞で使用
される。 次に本発明におけるプレポリマーの調整方法を説明する
。 反応容＾内に」−述のモノマーもしくはモノマーの混合
液に、架橋剤、１３よび重合開始剤を適量添加した重合
原液を準備する。こうして準備された重合原液を適当な
攪拌装置で撹拌しながら、恒温水槽あるいは加熱ヒータ
ー４１どを用いて一定温度ぐ加熱する。重合原液を加熱
する温度は重合原液の組成、使用する重合開始剤の種類
や添加楢により異なるが、重合開始剤の分解反応の半減
期が数；１５間から数十時間て゛あるｍ度範囲に選ばれ
、その温度は一般に４０〜７０℃の範囲にある。加熱撹
拌を行なうと重合反応液の粘度は次第に増加してくので
、その粘度を一定時間毎に測定する。重合反応液の粘度
が所望の粘度達した時に加熱撹拌を停止し、直ちに冷却
することにより重合反応を停止させて所望のプレポリマ
ーを得る。冷却は反応容器を十分に低温に保持された冷
却剤中に浸漬したり、あるいは冷凍機を用いて反応容器
を冷ｆＪＩするなどの手段が用いられる。 加熱過程における撹拌は反応を均一に進行ざＵるために
重要であり、加熱によって重合原液の重合反応が進行す
る過程に於いて、粘度の増加が全体に渡って均一に進行
するのに必要である。 また、加熱撹拌に必要な時間は製造往んとづるプレポリ
マーの粘度に応じてＷなるが、重合開始剤の添加間や加
熱撹拌の温度を調節することによリコン］・ロールする
ことができ、重合開始剤の添加量を増加したり、加熱温
度を高くすることによって、より短時間の内に所望の粘
度を得ることができる。加熱撹拌の時間は数十分から数
時間の範囲に選ぶことが実用上好ましい。 プレポリマーの調製は、必要に応じて窒素ガス気流中で
行なうことができ、これによって重合原液の酸化を防止
することできると共に、所望のプレポリマーを取得する
のに要する反応時間を短縮することかできる。 こうして得られたプレポリマーは冷凍庫等を用いて低温
で保持することにより一定の粘度を保ちながら保存する
ことができる。このようにして保存されたプレポリマー
は、再び室温に戻すだけでコンタクトレンズの＠造に使
用することができるため、実用上、非常に便利である。 本発明におけるプレポリマーは、その粘度は１０〜２０
００ＣｐＳの範囲内にあることを敢する。一般に液状重
合物の粘度は温度によって変動する。本発明で言うプレ
ポリマーの粘度は、回転粘度計を使用して温度２０℃で
測定した粘度を意味する。そしてこの粘度が１０ｃｐｓ
以下であると、プレポリマーを鋳型に注入した後の重合
時間を大幅に短縮することができず、また２０００ｃｐ
ｓ以上であると、鋳型注入中に混入した気泡を取除くこ
とが著しく困難になると言う不都合が生じる。本発明に
於いて、プレポリマーの特に好ましい粘度範囲は、３０
〜１５００ＣｐＳの範囲である。できるだけ重合時間を
短縮するためには、所定の粘度範囲でできるだけ高粘度
のプレポリマーをｍ製した方が好ましい。 プレポリマーを注入し、重合硬化反応を進行させるのに
使用される鋳型には、ガラスあるいはプラスチック類の
試験管や円筒状の重合容器を挙げることができる。特に
該鋳型に、雄の成形部材と雌の成形部材とがスペーサー
を介して主軸に沿って結合される構造を有し、しかも雄
及び雌の成形部材がコンタクトレンズの光学面を形成す
る為の光学的成形面を有しているようなものを使用した
場合には、切削研磨等の機械加工を行なわなくてもコン
タクトレンズの光学面を形成することができるので、製
造時間短縮の効果が著しい。 鋳型内でのプレポリマーの重合硬化反応は、３０〜１５
０℃の温度範囲で進行させることができ、特に重合硬化
反応の過程で温度を上記の範囲で段階的に上昇させるこ
とが好ましい。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づき、更に詳細に説明する。 なお、以下の実施例は本発明の詳細な説明するものであ
り、本発明の範囲を限定するものではない。 実施例１ Ｎ、Ｎ−ジメヂアクリルアミド　　　５２重り部Ｎ、Ｎ
−ジメチルメタクリレート　　１０重量部シクロへキシ
ルメタクリレート　　　３４重量部アクリルｌｖ　　　
　　　　　　　　　　４重分部エチレングリコール ジメタクリレート　　　　０．２重量部アゾビスジメチ
ルバレロニトリル　０．１ｍＵ部よりなるｔツマ−混合
物を３０フシス」に入れ窒素ガス気流下で５０°Ｃの恒
温水檜中に撹拌しながら、３時間保持した。次いで、該
３日フラスコを直ちに一１０℃の冷却槽に浸すことによ
り、７６ｃｐｓのプレポリマーを得た。このプレポリマ
ーをポリプロピレン製の重合容器に２ｃｃ注入し、上部
を密１１１シた後、４０℃にて５．５時間、８０℃にて
７．５時間、合計１３３時間加熱ることにより、重合硬
化させて透明で歪のない、かつ硬質なレンズ素材を得た
。 このレンズ素材を、切削、研磨することによりレンズ形
状に加工し、その後生理食塩水にて水和膨潤させた。ｍ
られたソフトコンタクトレンズは、変形がなく、その引
張強度は、４３ｋｇ／Ｃ１２、含水率は８０％であった
。 実施例２ Ｎ−ビニルビＯリドン　　　　　　　８８重量部ペンイ
ジルメタクリレート　　　　　１２重量部トリエチレン
グリコール ジメタクリレート　　　　０１１１部 アゾビスイソブチロニトリル　　　　０．２重量部より
なるモノマー混合物を５０℃の水浴中にて撹拌しながら
４時間加熱し、直らに冷却することにＪ：り粘度１１２
ｃｐｓのプレポリマーを得た。このプレポリマーをポリ
プロピレン類の重合容器に２ＣＣ注入し、上部を密］１
した後、４０℃にて７時間、８０℃にて８時間、合計１
５時間加熱することにより、透明で歪のない、かつ硬質
なレンズ素材を得た。 このレンズ素材を、切削、研磨することによりレンズ形
状に加工し、その後生理食塩水にて水和膨潤させた。得
られたソフトコンタクトレンズは、変形がなく、その引
張強度は３６ｋｇ／ｃ１、含水率は７８％であった。 実施例３〜８ 実施例１及び２の方法に準じて、各種組成のモノマーの
混合液を４０℃ないし６０℃の水浴中で撹拌しながら数
時間加熱した後、冷却することにより各種粘度のプレポ
リマーを調製した。次いで各プレポリマーを適当な鋳型
に注入し、温度３０〜１５０℃、加熱時間５〜２０時間
の条件で重合硬化せしめてレンズ素材を得た。これらを
機械加工し、水和膨潤することにより得られたソフトコ
ンタクトレンズの物性を表１に示す。 実施例１） エヂルメタクリレート　　　　　　６０重量部ジメタク
リレート　　　　　５　ｉ？量郡部過酸化ベンゾイル　
　　　　　　０．３重石部よりなるモノマー混合物を３
日フラスコに入れ、窒素気流下６０℃の恒温水酒中で撹
拌しながら、２時間加熱した。次いで、該３日フラスコ
を一１６℃の冷却槽を用いて急冷し、粘度１３０ｃｐｓ
のプレポリマーを得た。このプレポリマーをガラス製の
円筒状容置に３ｃｃ注入して密封した侵、恒温槽中で５
０℃にて１０時間、７０℃にて５時間、９０℃にて２時
間、合計１７時間加熱することによりｖＪ！質なレンズ
素材を得た。 次いで、このレンズ素材を切削、研磨することによりコ
ンタクトレンズとした。このレンズ素材は優れた切削加
工性を有しており、得られたレンズの表面は滑らかであ
って欠陥がなかった。更に、偏光式歪計で観察したとこ
ろ、光学的に均質で歪のないものであった。 実施例１０ メチルメタクリレート　　　　　　９５重重石アゾビス
ジメチルバレ口二　　　０．３ｆｆｉＭ部トリル よりなるモノマー混合液を実施例９と同様に、恒温水酒
中で撹拌しながら、４５℃で２．５時間加熱した侵、−
１０℃の冷却槽中にて急冷し粘度１８０ｃｐｓのプレポ
リマーを得た。 このプレポリマーをポリプロピレン類の重合容器に２ｃ
ｃ注入し、恒温槽中で４５℃にて８時間、６０℃にて５
時間、８０℃にて２時間、合計１５時間加熱することに
より、重合硬化させた。 得られたレンズ素材は硬質であり、切削研磨性に優れた
ものであった。また、通常用いられる方法でコンタクト
レンズに加工したところ、レンズの表面は極めて滑らか
であり、欠陥がなかった。 比較例１ 実施例１と同一組成のモノマー混合物をポリプロピレン
類の重合容器に２ｃｃ注入し、上部を密閉した復、４０
℃にて５．５時間、８０℃にて７５時間、合計１３時間
加熱し重合させた場合は、良好＜２物性を与えるレンズ
素材を得ることができないばかりでなく（表１参照）、
本比較例で得られた円柱状重合体は軟質であり、機械加
工性が実施例１と比べて著しく劣っていた。 比較例２ 実施例１と同一組成のモノマー混合物をポリプロピレン
類の重合容器に２ＣＧ注入し、上部を密閉した後、４０
℃にて２０時間、４２℃で２０時間、４６℃で１０時間
、５５℃で８時間、７０℃で８時間、９０℃で８時間、
合計７２時間加熱することにより透明で歪のない、かつ
硬質なレンズ素材を得た。 このレンズ素材を、切削、研磨することによりレンズ形
状に加工し、その後生理食塩水にて水和膨潤させた。得
られたソフトコンタクトレンズは変形がなく、その引張
強度は３９ｋｇ／ｃｍ２、含水率は７９％であり、実施
例１とほぼ同等の物性を有していた。即ち、七ツマ−の
混合液を用いてプレポリマーから得たちのと同等の物性
を与えるレンズ素材を得るためには、７２時間の重合時
間が必要であった（第１参照）。 比較例３ 実施例２と同一組成のモノマー混合物をポリプロピレン
製の重合容器に２ＣＣ注入し、上部を密閉した後、４０
℃にて７時間、８０℃にて８時間、合計１５時間加熱し
重合させた場合は、良好な物性を与えるレンズ素材を得
ることができずく表１参照）、しかも本比較例で得られ
た円柱状重合体は軟質であり、礪械加工性が実施例２と
比べて著しく劣っていた。 比較例４ 実施例２と同一組成のモノマー混合物をボリア［Ｊピレ
ン製の重合容器に２ｃｃ注入し、上部を密閉した後、４
５℃にて２０時間、５０℃で１２時間、５５℃で８時間
、７０℃で５時間、９０℃で３時間、合計４８時間加熱
することにより透明で歪みのない、かつ硬質なレンズ素
材を得た。 このレンズ素材を、切削、研磨することによりレンズ形
状に加工し、その後生理食塩水にて水和膨潤させた。得
られたソフトコンタクトレンズは変形がなく、その引張
強度は３４ｋａ／ｃｍ２、含水率は７８％であり、実施
例２とほぼ同等の物性を有していた。叩ら、七ツマ−の
混合液を用いてプレポリマーから得たものと同等の物性
を与えるレンズ素材を得るためには、４８時間の重合時
間が必要であった。 比較例５ 実施例９と同一の組成よりなるモノマー混合液を、ガラ
ス製の重合容器に３ｃｃ注入し、恒温槽中で実施例９と
同一の条件にて加熱した。得られた重合物はやや軟質で
あり、歪計による観察を行なったところ、光学歪を有す
るものであった。また、このレンズ素材を切削、研磨に
よりコンタクトレンズとしたところ、その表面は極めて
粗いものとなり、コンタクトレンズとして不適当なもの
であった。 比較例６ 実施例１０と同一の組成よりなる七ツマ−の混合液を、
ポリプロピレン製重合容器に２ＣＣ注入し、恒温槽中に
て実施例１０と同一の条件で加熱することにより重合硬
化させた。 得られたレンズ素材は硬質であったが、素材内部に多数
の気泡を含んでおり、コンタクトレンズとして使用でき
ないものであった。また、レンズ素材を歪計で観察した
ところ、著しい光学歪が見られた。 なお、実施例に於けるプレポリマーの粘度測定には回転
粘度計を使用しており、その値は２０℃における３回の
測定値の平均値である。 く↓Ｘ下余白） ［発明の効果］ 本発明のコンタクトレンズ製造法を採用することにより
、次のような優れた効果が得られる。 １）本発明を実施することにより、発泡や歪等の欠陥が
なく、かつ機械加工性に優れた硬質のレンズ素材を極め
て短時間の内に製造することができる。 ２）本発明を実ｆ！ｉすることにより、同一組成の七ツ
マ−もしくはその混合物から、従来法で得られたソフト
コンタクトレンズと比較して、優れた線域的特性性と安
定した含水率を有するソフトコンタクトレンズを製造す
ることができる。 ３）本発明を実施することにより、変形がなく寸法精度
に優れたソフトコンタクトレンズを、従来法で製造する
場合に比較して極めて短時間で製造することができる。 このような効果は予め粘度範囲を１０〜２０００ｃｐｓ
に調整したプレポリマーを使用することにより初めて術
られるものであり、本発明に特右のものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記の（ａ）または（ｂ）で示されるモノマーを、
   重合開始剤および架橋剤の存在下に撹拌しながら加熱し
   て反応させ、反応液の粘度が１０〜２０００ｃｐｓの範
   囲に上昇した時点で反応液を冷却することによつて反応
   を中断させて上記の粘度範囲にあるプレポリマーを調製
   し、このプレポリマーを鋳型に収めて重合硬化させるこ
   とを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。 （ａ）疎水性メタクリル酸エステル単独または疎水性メ
   タクリル酸エステルを３０重量％以上含み、残部がこれ
   と共重合可能なモノマーであるモノマー混合物。 （ｂ）Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピ
   ロリドン、２−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび
   ２−ヒドロキシプロピルメタクリレートから選ばれる１
   種のモノマー単独またはこれらから選ばれる少なくとも
   １種のモノマーを５０重量％以上含み、残部がこれと共
   重合可能なモノマーであるモノマー混合物。 ２　プレポリマー調製時の反応温度が４０〜７０℃であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコンタ
   クトレンズの製造方法。