JP3083359B2 - 酸素透過性硬質コンタクトレンズ - Google Patents

酸素透過性硬質コンタクトレンズ

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JP3083359B2 JP03226405A JP22640591A JP3083359B2 JP 3083359 B2 JP3083359 B2 JP 3083359B2 JP 03226405 A JP03226405 A JP 03226405A JP 22640591 A JP22640591 A JP 22640591A JP 3083359 B2 JP3083359 B2 JP 3083359B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素透過性が優れた硬
質コンタクトレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】コンタクトレンズ材料として使用されて
いる素材の中には、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)又は種々のメタクリル酸エステル系重合体がある。
これらは、優れた光学的性質、寸法安定性を有し、レン
ズの耐用年数も長いという利点を有している。しかし、
これらの大部分は、酸素透過性が乏しく、角膜上皮への
酸素の供給はほとんど期待できない。このため長時間装
用したり、装着したまま眠ってしまったりした場合に
は、角膜が酸素欠乏状態となり充血、浮腫又はその他角
膜障害を生ずることがある。このため、ハードコンタク
トレンズを通して角膜に酸素が供給されることは、角膜
代謝に対して好ましいことである。
【0003】このような問題点を解決すべく、酸素透過
性が優れ、更にレンズを製作する際の機械加工性が良好
で、レンズとしての強度、弾性力、寸法安定性及び濡れ
性等の諸特性がバランス良く備わったコンタクトレンズ
素材の開発が望まれていた。このような目的に応えるも
のとして、シロキサニルアルキルメタアクリレート系共
重合体、シロキサニルメタアクリレートとフルオロアル
キルメタアクリレートとを必須成分とした共重合体、フ
ッ素含有シロキサニルアルキルメタアクリレート系共重
合体等からなるコンタクトレンズ材料が開示されてい
る。しかしながら、これらの重合体は従来のPMMA等
のメタクリル酸エステル系重合体に比べれば、酸素透過
性は改善されているが、いまだ充分ではなく、更に高い
酸素透過性を有するコンタクトレンズ材料が求められて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
を解決し、従来の酸素透過性の硬質コンタクトレンズに
比べ、更に高い酸素透過性を有すると共に、望ましい硬
度、硬質性を有する硬質コンタクトレンズを提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の一般式
(I)
【0006】
【化2】
【0007】(式中、R1、X、Y及びZは、いずれも
ビニルフェニル基含有基が結合するケイ素原子に結合し
ており;かつR1は、置換又は非置換の1価の炭化水素
基を表し、Xは、アルコキシル基又はハロゲン原子を表
し、Yは、−〔O−Si(CH3)2p−R2で表される
1価のシロキサニル基であり、Zは、−〔O−Si(C
3)2q−O−で表され、両端がともに前記のケイ素原
子に結合する2価のシロキサンジイル基であり、R
2は、置換又は非置換の1価の炭化水素基を表し、p
は、1以上の整数、qは、2〜11の整数、nは、0〜
2の整数、kは、0〜3の整数をそれぞれ表し、そして
rは、0又は1で、k及びrが同時に0であることはな
く、k+2r+nは、2又は3である)で示される、ビ
ニルフェニル基を有する有機ケイ素化合物の重合体、又
は該化合物と他の重合性モノマーとの共重合体から実質
的になる酸素透過性硬質コンタクトレンズである。
【0008】以下に、本発明を更に詳しく説明する。本
発明に用いる一般式(I)で示すビニルフェニル基を有
する有機ケイ素化合物は反応性の高い二重結合を有し、
その重合体は高い酸素透過性を有する。式中のR1 及び
2 は、置換又は非置換の1価の炭化水素基を表し、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、へキシルのようなア
ルキル基;シクロペンチル、シクロへキシルのようなシ
クロアルキル基;2−フェニルエチル、2−ビニルフェ
ニルエチル、1−ビニルフェニルエチルのようなアルケ
ニル基又はクロロメチル、クロロフェニル、3,3,3
−トリフルオロプロピルのような置換炭化水素基が例示
されるが、特にメチル基、ブチル基、フェニル基、1−
ビニルフェニルエチル基、ビニル基が合成の容易さから
好ましい。また式中、Xはアルコキシル基又はハロゲン
原子であり、アルコキシル基としては、メトキシ、エト
キシ、プロポキシ、ブトキシなどが例示される。ハロゲ
ン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが例示
されるが、加水分解性や入手の容易さから塩素原子が特
に好ましい。
【0009】また、Yのシロキサニル基は、例えば、−
[O−Si(CH3)2]t −CH3 、−[O−Si(CH
3)2]s −CH2 CH2 CH2 CH3 (t、sは0以上の
整数)などが例示されるが、合成の容易さから−O−S
i(CH3)3 、−[O−Si(CH3)2]3 −CH2 CH
2 CH2 CH3、−[O−Si(CH3)2]6 −CH2CH
2 CH2 CH3 が好ましい。
【0010】また、Zのシロキサンジイル基としては、
−[O−Si(CH3)2]3 −O−、−[O−Si(CH
3)2]4 −O−、−[O−Si(CH3)2]5 −O−などが
例示され、特に−[O−Si(CH3)2]3 −O−が原料
の入手の容易さから好ましい。
【0011】p及びqはシロキサン骨格の長さに関わる
数であり、8以上では重合体の強度が低下するため0〜
7の整数であることが好ましい。Yは1価シロキサニル
基の数、kは0〜3であり、3がより好ましい。Zの2
価シロキサンジイル基の数rは0又は1であるが、シロ
キサン部位を持つことが必要であるため、kとrが同時
に0であることはない。また、Xの加水分解性基の数
[3−(k+2r+n)]は0又は1である。
【0012】本発明におけるビニルフェニル基を有する
有機ケイ素化合物(I)は単独又は2種類以上を用いて
重合体を得ることが可能である。その重合体は従来の酸
素透過性硬質コンタクトレンズより高い酸素透過性を示
す。また、重合体に、優れた機械加工性並びにレンズと
しての強度及び弾性力を付与することを目的として他の
重合性モノマーを共重合させることも可能である。共重
合に使用するモノマーの具体例としては、メチルアクリ
レート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、
イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミ
ルアクリレート、ヘキシルアクリレート又はデシルアク
リレート等のアルキルアクリレート;シクロヘキシルア
クリレート等のシクロアルキルアクリレート;ベンジル
アクリレート又はフェネチルアクリレート等のアラルキ
ルアクリレート;トリフルオロエチルアクリレート又は
パーフルオロアルキルアクリレート等のフッ素原子置換
アクリレート;フェニルアクリレート等のアリールアク
リレート;あるいはこれらに対応するメタアクリレート
等が挙げられる。
【0013】また、親水性基を有するモノマーを用いる
ことで、重合体に適度の湿潤性を付与することも可能で
ある。かかる親水性モノマーの具体例としては、2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピル
アクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレー
ト、グリセリルモノアクリレート又はこれらに対応する
メタアクリレート;あるいはアクリル酸、メタアクリル
酸、アクリルアミド、メタクリルアミド又はN−ビニル
ピロリドン等が挙げられる。
【0014】また、重合体の耐薬品性を向上させ、寸法
安定性と機械的強度を付与する目的で、分子中に少なく
とも2個のビニル性二重結合を有するモノマーを架橋剤
として共重合させることも可能である。かかる架橋剤の
具体例としては、アリルアクリレート等のアルケニルア
クリレート;エチレングリコールジアクリレート、ジエ
チレンジアクリレート、テトラエチレングリコールジア
クリレート又はポリエチレングリコールジアクリレート
等のグリコールジアクリレート;トリメチロールプロパ
ントリアクリレート又はペンタエリスリトールテトラア
クリレート等の多価アルコールアクリレート;あるいは
これらに対応するメタクリレート等が挙げられる。
【0015】本発明のコンタクトレンズは、ビニルフェ
ニル基を有する有機ケイ素化合物又は該化合物と上記の
モノマーを重合又は共重合させて得られるものである。
重合反応は、ラジカル重合開始剤の存在下で行われる
が、ラジカル重合開始剤としては、ビニル重合に使用さ
れるものであれば特に制限はなく、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、過酸化ラウロイル、過酸化メチルエ
チルケトン又はペルオキシ炭酸ジイソプロピル等が挙げ
られる。かかる重合開始剤の添加量は、使用モノマー量
に対し、0.05〜0.2重量%であることが好まし
い。
【0016】重合条件としては、通常、40〜60℃の
範囲で2日間徐々に重合を進行させた後、更に90〜1
10℃で1〜3日間重合するのが好ましい。
【0017】本発明のコンタクトレンズを製造する方法
としては、前記の重合反応を重合型枠内で行うことによ
り得られる重合体を切削研磨することによって、又は所
望の形状を有するコンタクトレンズ成形型を用いて重合
成形する等の通常の成形方法により、所望の形状のコン
タクトレンズを得ることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明のコンタクトレンズは、従来の酸
素透過性硬質コンタクトレンズに比べて、更に高い酸素
透過性を有するものである。したがって、本発明のコン
タクトレンズを装用した場合は、レンズを通して角膜に
十分な酸素が供給され、角膜代謝に対しても好ましい効
果を有する。また、その装用を極めて裸眼に近い状態に
することができる。
【0019】更に、本発明のコンタクトレンズは、望ま
しい高度、硬質性を有し、透明性、機械加工性にも優
れ、レンズとしての強度、弾性力、寸法安定性及び濡れ
性等の諸特性がバランス良く備わったコンタクトレンズ
である。
【0020】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づき説明する
が、本発明はこれらによって何ら限定されるものではな
い。なお、以下の合成例及び実施例において、部は重量
部を、また、%は重量%をそれぞれ表す。
【0021】合成例1:1−(4−ビニルフェニル)エ
チルトリクロロシランの合成 滴下漏斗、温度計、冷却管の付いた三つ口フラスコにト
ルエン25部とジクロロビス(トリフェニルホスフィ
ン)パラジウム(II)0.08部を入れ、40℃に加熱
撹拌、そこにp−ジビニルベンゼン32.5部とトリク
ロロシラン27.1部及び2,6−ジ−tert−ブチルハ
イドロキノン0.033部の混合物を1時間かけて滴下
した。その後約45℃で3時間撹拌し、低沸点分を除去
した。この未精製物のガスクロマトグラフ、核磁気共鳴
スペクトル(NMR)、赤外線吸収スペクトル(IR)
の測定によると、主成分は1−(4−ビニルフェニル)
エチルトリクロロシランであり、異性体である2−(4
−ビニルフェニル)エチルトリクロロシランは全く得ら
れていないことが確認できた。この未精製物から減圧蒸
留(95〜96℃/1.0Torr)により無色透明の液体
38.5部を得た。このものの、NMR、IR、質量分
析(Mass)、元素分析の測定から、得られた化合物は1
−(4−ビニルフェニル)エチルトリクロロシランであ
ることが確認された。収率は72%であった。
【0022】合成例2:1−(4−ビニルフェニル)エ
チルトリメトキシシランの合成 滴下漏斗、温度計、冷却管の付いた三つ口フラスコにへ
キサン130部、ピリジン31.6部、メタノール1
2.8部を入れ、撹拌しながら、合成例1で製造した1
−(4−ビニルフェニル)エチルトリクロロシランを2
6.6部を滴下した。撹拌2時間後、生成した塩を除去
し、減圧蒸留(95〜97℃/1.0Torr)により無色
透明の液体21.5部を得た。NMR、IR、Mass、元
素分析の測定から得られた化合物は1−(4−ビニルフ
ェニル)エチルトリメトキシシランであることが確認さ
れた。収率は85%であった。
【0023】合成例3:1−(4−ビニルフェニル)エ
チルジメチルクロロシランの合成 トリクロロシラン27.1部をジメチルクロロシラン1
8.9部に代えて合成例1と同様に反応させた。減圧蒸
留(85〜86℃/1.0Torr)により無色透明の液体
31.4部を得た。NMR、IR、Mass、元素分析の測
定から、得られた化合物は1−(4−ビニルフェニル)
エチルジメチルクロロシランであることが確認された。
収率は70%であった。
【0024】合成例4:1−(4−ビニルフェニル)エ
チルトリス(トリメチルシロキシ)シランの合成 滴下漏斗、温度計、冷却管の付いた三つ口フラスコに水
500部、ヘキサン500部、メタノール500部を入
れた。この混合物中に、合成例2で製造した1−(4−
ビニルフェニル)エチルトリメトキシシラン145部と
トリメチルクロロシラン390部の混合物を5時間かけ
て滴下した。滴下終了後、更に3時間撹拌を続け、静置
した。有機層を分離後、水洗を3回行い、減圧下で低沸
点分を除去し、無色透明の液体を249部得た。NM
R、IR、Mass、元素分析の測定から、得られた化合物
は、1−(4−ビニルフェニル)エチルトリス(トリメ
チルシロキシ)シランであることが確認された。収率は
97%であった。このモノマーをSt−とする。
【0025】合成例5:窒素雰囲気下で、乾燥テトラヒ
ドロフラン400部、1,1,3,3,5,5−ヘキサ
メチルシクロトリシロキサン88.8部の混合物中にn
−ブチルリチウムの1.6Mへキサン溶液125部を加
え、室温で3時間撹拌した。更に合成例3で製造した1
−(4−ビニルフェニル)エチルジメチルクロロシラン
44.9部を1時間かけて滴下し、更に2時間撹拌し
た。この反応混合物をメタノールで4回洗浄し、減圧下
で低沸点分を除去して、無色透明の液体131.1部を
得た。NMR、IR、ゲルパーミエーションクロマトグ
ラフ(GPC)、元素分析の測定から、得られた化合物
は、次の構造(II)を有することが確認された。収率は
95%であった。このモノマーをSt−とする。
【0026】
【化3】
【0027】実施例1:St−70部、メチルメタク
リレート12部、メタクリル酸10部、トリフルオロエ
チルメタクリレート8部、テトラエチレングリコールジ
メタクリレート3部、重合触媒としてアゾビスイソブチ
ロニトリル0.15部を撹拌混合し、ポリプロピレン製
試験管容器に入れ窒素ガス置換後密封した。55℃で4
8時間重合し、ついで67℃で16時間、更に90℃で
3日間、110℃で3時間と引き続き加熱重合を行っ
た。得られた無色透明な丸棒状の共重合体を機械加工に
より切削した。厚さの異った(0.2〜0.6mm)の円
盤5枚を作成し、科研式フィルム酸素透過率計により酸
素透過係数を求めたところ160×10-11 cm3 (0
2 )cm/cm2 /sec /mmHgであった。また、同様にして
厚さ6.0mmの円柱を切り出し、(株)明石製作所製微
小硬度計によりビッカース硬度を測定したところ8.1
であった。更に、径12×長さ3.5mmの円柱を切り出
し、レースカット法によりコンタクトレンズを作成した
ところ、切削研磨等の加工性は良好であった。
【0028】比較例1 実施例1で使用したSt−に代えてシロキサニルメタ
クリレートである3−メタクリロキシプロピルトリス
(トリメチルシロキシ)シランを使用した以外は、実施
例1と同様にして重合及び加工を行った。酸素透過係数
及びビッカース硬度を同様に測定し、実施例1の測定値
と併せて表1に示した。
【0029】
【表1】
【0030】実施例2:St−60部、メチルメタク
リレート12部、メタクリル酸10部、トリフルオロエ
チルメタクリレート15部、テトラエチレングリコール
ジメタクリレート3部、重合触媒としてアゾビスジメチ
ルバレロニトリル0.2部を撹拌混合し、ポリプロピレ
ン製試験管容器に入れ窒素ガス置換後密封した。55℃
で16時間重合し、ついで70℃で9時間、更に90℃
で3日間、110℃で3時間と引き続き加熱重合を行っ
た。実施例1と同様にして酸素透過係数を求めたところ
102×10-11 cm3 (02 )/cm/cm2 /sec /mmHg
であった。ビッカース硬度は8.3であった。また、コ
ンタクトレンズの加工性は良好であった。
【0031】比較例2 実施例2で使用したSt−に代えてシロキサニルメタ
クリレートである3−メタクリロキシプロピルトリス
(トリメチルシロキシ)シランを使用した以外は、実施
例2と同様に行い、物性を測定したところ、酸素透過係
数は85×10-1 1 cm3 (02 )/cm/cm2 /sec /mm
Hgであり、ビッカース硬度は8.6であった。
【0032】実施例3:St−60部、メチルメタク
リレート16部、メタクリル酸8部、トリフルオロエチ
ルメタクリレート13部、テトラエチレングリコールジ
メタクリレート3部、重合触媒としてアゾビスイソブチ
ロニトリル0.12部を使用した以外は、実施例1と同
様にして重合及び加工を行った。酸素透過係数は104
×10-1 1 cm3 (02 )/cm/cm2 /sec /mmHgであ
り、ビッカース硬度は7.7であった。
【0033】比較例3 実施例3で使用したSt−に代えてシロキサニルメタ
クリレートである3−メタクリロキシプロピルトリス
(トリメチルシロキシ)シランを使用した以外は、実施
例3と同様に行った。酸素透過係数は74×10-11 cm
3 (02 )/cm/cm2 /sec /mmHgであり、ビッカース
硬度は9.0であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 周藤 清明 東京都港区六本木6丁目2番31号 東芝 シリコーン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−296118(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02C 1/00 - 13/00 CAPLUS(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の一般式(I) 【化1】 (式中、R1、X、Y及びZは、いずれもビニルフェニ
    ル基含有基が結合するケイ素原子に結合しており;かつ
    1は、置換又は非置換の1価の炭化水素基を表し、X
    は、アルコキシル基又はハロゲン原子を表し、Yは、−
    〔O−Si(CH3)2p−R2で表される1価のシロキ
    サニル基であり、Zは、−〔O−Si(CH3)2q−O
    −で表され、両端がともに前記のケイ素原子に結合する
    2価のシロキサンジイル基であり、R2は、置換又は非
    置換の1価の炭化水素基を表し、pは、1以上の整数、
    qは、2〜11の整数、nは、0〜2の整数、kは、0
    〜3の整数をそれぞれ表し、そしてrは、0又は1で、
    k及びrが同時に0であることはなく、k+2r+n
    は、2又は3である)で示される、ビニルフェニル基を
    有する有機ケイ素化合物の重合体、又は該化合物と他の
    重合性モノマーとの共重合体から実質的になる酸素透過
    性硬質コンタクトレンズ。
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