JPH03240021A - コンタクトレンズ材料 - 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、新規なコンタクトレンズ材料に関するもので
ある。更に詳しくいえば、本発明は酸素透過性及び光学
的、機械的特性に優れ、且つ良好な装用感を有し、角膜
への固着の恐れがない、実質的に非含水なソフトコンタ
クトレンズの材料に関するものである。

〔従来の技術〕

ソフトコンタクトレンズは含水性ソフトコンタクトレン
ズと非含水性ソフトコンタクトレンズに分けられる。

含水性ソフトコンタクトレンズは、柔らかく装用感が良
好で、高含水型になると酸素透過性が高くなる等の長所
を持っているが、破損しやすく、耐久性が劣ること、及
び涙液中の成分によって汚染されやすく細菌の繁殖の恐
れがある為、定期的に煮沸消毒をしなければならない等
、取扱い上、不便なことが多い。

非含水性コンタクトレンズとしては、例えば、分子鎖両
末端がビニルジメチルシリル基で封鎖されたポリジメチ
ルシロキサンとメチルハイドロジエンポリシロキサンと
の混合物に、白金系の触媒を加え、モールディング法で
加熱硬化させる方法で得られるシリコーンラバーレンズ
と両末端にメタクリロキシ基のような重合性基を付加し
たポリパーフルオロエーテルを主成分とした重合体から
なる、ソフトコンタクトレンズとハードコンタクトレン
ズとの中間の弾性率を有する可撓性レンズが知られてい
る。（特開昭５４−８１３６３号公報、特開昭５８−１
２７９１４号公報） また（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸エステル
とを共重合させたハードな基体より、切削してレンズを
作成し、これをエステル化及び／又はエステル交換処理
を行い、装用感の良好な非含水性ソフトコンタクトレン
ズも製造されている。

（特開昭４８−７５０４７号公報） これらの非含水性コンタクトレンズにも、それぞれ次の
ような問題点が見られる。

まず、シリコーンラバーレンズについては、開発当初は
レンズ表面の疎水性を改善するために施した親水化処理
層が剥離したり、弾力性が大きすぎるために角膜への固
着が起こるなどの欠点があって、広く実用化されるまで
には到らなかったが、最近では表面親水化処理技術の進
歩、レンズデザインの変更、及び機械的性質の改良など
により、前記欠点はかなり改善されてはいるものの、ま
だ必ずしも十分に満足しうるものではなく、広（−般に
用いられるに到っていないのが実状である。

次に、ポリパーフルオロポリエーテルを主成分とした非
含水性レンズは、ソフトコンタクトレンズというよりも
セミハードタイプに近いため、とてもソフトコンタクト
レンズのような装用感が得られず、角膜上でのレンズの
動きも満足できるものでない。

また（メタ）アクリル酸エステルを主体としたソフトコ
ンタクトレンズは、酸素透過性に劣る為、長時間の装用
には通していない。

多官能ポリシロキサンを主体とした酸素透過性の高いコ
ンタクトレンズ材料も特開昭５４−２４０４７号公報、
特開昭５６−５１７１５号公報に記載されているが、こ
れらの多官能ポリシロキサンを主体とする材料は、いず
れも涙液中の成分による汚染性を考慮しておらず、シリ
コーンラバーレンズに、より近い材料であるにもかかわ
らず、角膜との固着の問題にも触れていない。近年、酸
素透過性は高いにこしたことはないが、むしろ耐汚れ付
着性や装用性能のよいものが望まれている。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような実状のもとで、酸素透過性を表わす
酸素透過係数（ＤＫ値）が非常に高く、光学的、機械的
特性に優れ、且つ良好な装用感と耐汚れ付着性を有し、
角膜への固着の心配がない、実質的に非含水なソフトコ
ンタクトレンズ材料を提供することを目的としてなされ
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは前記の好ましい性質を有する、非含水性ソ
フトコンタクトレンズ材料を開発すべく、鋭意研究を重
ねた結果、特定の構造と分子量を有する二官能性有機シ
ロキサン単量体と、アクリル酸フルオロアルキルエステ
ル単量体とを、特定の範囲で反応させて得られる共重合
体から成る材料により、その目的を達成しうろことを見
い出し、この知見に基づいて本発明を完成することがで
きた。

すなわち、本発明は一般式 （式中のＲ，Ｒ，Ｒ，及びＲ４はそれぞれ同−又は異な
るメチル基、又はトリメチルシロキシ基を表わし、２及
びｎはそれぞれ同一、又は異なる２〜５の整数であり、
ｍは１０〜１００の整数である）で表わされる二官能性
有機シロキサン単重体（＾）とアクリル酸フルオロアル
キルエステル単量体（Ｂ）とを、必須モノマー成分とし
、該２成分を重量比２０：８０ないし８５：１５の割合
で重合させて得られる共重合体からなる実質的に非含水
なソフトコンタクトレンズ材料を提供するものである。

以下本発明の詳細な説明する。

（１） 前記一般式（八）で表わされる二官能性有機シロキサン
単量体は、その分子量が増大する程、官能基開鎖が長く
なる為、酸素透過性が向上し、また凝集エネルギーを低
下させると共にガラス転移点も低くなる為、ソフトコン
タクトレンズとしたとき、柔らかさ、並びにゴム弾性で
示される形状保持性、及び戻り性等の物性に大きな効果
をもたらす。しかしながら、８亥単量体（八）のジメチ
ルシロキサニル単位の繰り返し数ｍが１００を越えると
単量体（Ｂ）との相溶性が悪化し、白濁したり相分離し
たりする。酸素透過性も繰り返し数ｍが増大すればする
程、顕著な差がなくなり、ｍを１００以上にしても大差
は見られないばかりか、シリコーンラバーレンズの性質
が強くなり、涙液中の成分による汚染性が増す原因とな
る。また操り返し＠ｍが１０以下になると酸素透過性が
かなり低下するばかりでなく、ソフトコンタクトレンズ
に必要な柔らかさや屈曲性が劣る原因となる。以上の理
由で分子量を決定する繰り返し数ｍの値は１０〜１００
好ましくは２０〜８０の範囲が最もバランスのとれた材
料を提供する。

前記一般式（Ａ）で表わされる二官能性有機シロキサン
単量体としては、例えば、ビス（３−メタクリロキシプ
ロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（３−メタクリ
ロキシプロピル）テトラキス（トリメチルシロキシ）ポ
リジメチルシロキサン、ビス（２−メタクリロキシエチ
ル）ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。

これらの単量体は１種だけ用いてもよいし、２種以上組
み合わせて用いてもよい。

次に前記単量体成分（Ｂ）として用いるアクリル酸フル
オロアルキルエステルは、フッ素原子に起因するしｎ界
表面張力の低下により、撥水、撥油性の性質を持ち、こ
れは、コンタクトレンズ表面が涙液中のタンパク質や脂
質などの成分によって汚染されることを抑える効果があ
る。また、この単量体成分は、物性的にガラス転移点が
室温以下であるものが多い為共重合した場合、ソフトコ
ンタクトレンズに必要な柔らかさや屈曲性を発現するこ
とができる。

これらアクリル酸フルオロアルキルエステルの具体例と
しては、トリフルオロエチルアクリレート、テトラフル
オロエチルアクリレート、テトラフルオロプロピルアク
リレート、ペンタフルオロプロピルアクリレート、ヘキ
サフルオロブチルアクリレート、ヘキサフルオロイソプ
ロピルアクリレート、ヘプタフルオロブチルアクリレー
ト、オクタフルオロペンチルアクリレートなどが挙げら
れ、これらの単量体は１種用いてもよいし、２種以上組
み合わせて用いてもよい。

本発明の非含水性ソフトコンタクトレンズ材料として用
いられる共重合体は前記（Ａ）成分の二官能性有機シロ
キサン単量体と（Ｂ）成分のアクリル酸フルオロアルキ
ルエステル単量体とを重量比２０：８０ないし８５：１
５好ましくは３０ニア０ないし７０：３０の割合で共重
合させることが必要である。二官能性有機シロキサン単
量体の使用量が前記範囲を越えると重合時に白濁が起こ
ったり、単量体の混合時に２相分離したりする。

また、アクリル酸フルオロアルキルエステルの耐汚れ付
着性の効果が減じられ、涙液中の成分による汚染が心配
される。二官能性有機シロキサン単量体の使用量が前記
範囲未満では酸素透過性がかなり低下し、物性的にも戻
り性等が悪化する。

本発明の非含水性ソフトコンタクトレンズ材料として用
いられる共重合体においては、機械的性質、表面濡れ性
、レンズの寸法安定性などを向上させるために、所望に
応じ、全単量体の重量の５０重量％以下であれば、他の
単量体を共重合させることができる。

機械的性質を向上させるための単量体としては、例えば
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｔ−ブ
チルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、シク
ロへキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレートな
どのメタクリレート類、及びこれらに対応するアクリレ
ート類、スチレン、ｔ−ブチルスチレン、α−メチルス
チレンなどの芳香族ビニル化合物などが挙げられる。

表面濡れ性を向上させるための単量体としては、例えば
メタクリル酸、アクリル酸、・イタコン酸、２−とドロ
キシエチルメタクリレート、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メタクリレート、２
−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールメタ
クリレート、ポリエチレングリコールメククリレート、
Ｎ、Ｎ’　−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−メチルアク
リルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。

レンズの寸法安定性を向上させるための単量体としては
、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエチ
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、ポリエチレングリコールジメタ
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ビス
フェノールＡジメタクリレート、ビニルメタクリレート
、アクリルメタクリレート及びこれらのメタクリレート
ＩＩに対応するアクリレート類、ジビニルベンゼン、ト
リアリルイソシアヌレートなどが挙げられる。

これらの所望に応じて用いられる単量体は、１種用いて
もよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明のコンタクトレンズ材料として用いられる共重合
体は、単量体混合物を鋳型に充填して公知のラジカル重
合によって得られる。共重合の方法は、ヘンジイン、ベ
ンゾフェノン、ベンジルジメチルケタノールなどの光重
合開始剤を単量体混合物中に存在させ、紫外線を照射し
て重合させる方法、又はアゾビスイソブチロニトリル、
ペンゾイルパーオキサド、ラウロイルパーオキサイドな
どのアゾ化合物、若しくは有機過酸化物を用いてて熱重
合させる方法がよい。

（八）成分の三官能性能有機シロキサン単量体と（Ｂ）
成分のアルキル酸フルオロアルキルエステル単量体とを
必須上ツマー成分とし、該２成分の使用割合が重量比２
０　：　８０ないし８５　：　１５の範囲にある共重合
体は、その共重合比等を変えることにより、３０ＸｌＯ
−”　〜３００ＸＩＯ−”　ｄ　−ｃｍ／ｃｒＡｓｅｃ
ｔｕｍＨｇ程度の酸素透過係数を持ち、光学的、機械的
特性に優れ、且つ良好な装用感と市販品並の涙液による
汚染性を有する非常にバランスのとれた非含水ソフトコ
ンタクトレンズ材料を提供することができる。

コンタクトレンズの角膜固着については種々の議論がな
されており、例えば日本コンタクトレンズ学会誌、第２
８巻、第１９１〜１９７ページ（１９８６年）によれば
シリコーンラバーレンズの固着防止対策として、材質硬
度を高くし、ゴム硬度５ｈｏｒｅ　Ａ　６０〜６５以上
にし、且つレンズデザインを考慮することにより、はぼ
固着の心配が無くなることが報告されている。本発明に
よる共重合体も共重合比等を考慮することにより、他の
物性を低下させずに、ゴム硬度５ｈｏｒｅ　Ａを６０〜
６５以上に容易にすることができる。

〔実施例〕

次に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発
明はこれらの例によってなんら限定されるものではない
。

なお、各物性及び分子量は次のようにして求めた。

（１）酸素透過係数 理化精機工業株式会社製の気体透過率測定装置に−３１
５−Ｎを用いた。試料片は直径３０調、厚さ０．３胴の
円盤状のものを測定に供し、得られたチャート上の直線
の傾きから、酸素透過係数を計算によって求めた。測定
は２５°Ｃの恒温室内、試料片セット場所３５°Ｃで実
施した。

（２）接触角 協和界面科学株式会社製、Ｃｏｎｔａｃｔ　Ａｎｇｌｅ
　ＭｅｔｅｒＣＡ−Ａを用いた。試料片は測定の前に鏡
面研磨を施し、界面活性剤を使って表面の汚れを落とし
たのち、生理食塩水中に２４時間浸せきしてから測定に
供した。測定は試料片を純水中に静置し、シリンジによ
り直径１．５〜２．０　ｔｍｍの気泡を試料片下面に接
触させ、その気泡と試料片が形成する角度を読み取り、
計算によって接触角を求めた。

（３）引張り強度 株式会社今田製作所製の万能引張圧縮試験機５Ｖ−５０
を用いた。試料片は厚さ０．３　ａｍ、中５．０ｍ。

長さ３０ｍｍのものを測定に供した。引張り速度は１０
　ｍｍ／ｍｉｎであった。測定は同一試料片について３
回行い、得られた値からＪ　Ｉｓ−に−６３０１記載の
計算方法に従って引張り強度を求めた。

（４）汚れ付着性 日本コンタクトレンズ学会誌、第２４巻、第２７７〜２
８３ページ（１９８２年〕に記載の方法により、汚れ付
着試験を行った。試料片は厚さ２１１ＩＩ１１、巾５加
、長さ３０ＩＴＩＩＴｌのものを用いた。判定は対照と
してＰＭＭＡの試料片を同様に操作したときの汚れ付着
を基準として、肉眼観察でそれより汚れ付着の程度が少
ない場合を「少」、多い場合を「多」、同等の場合を［
同等Ｊとした。なお、汚れ物質のモデルとしてムチン（
生前粘膜）、リゾチーム（卯白）、レシチン（卵黄）の
３種類を使用した。

（５）硬度 ＪＩＳ−に−６３０１記載の方法に準じ、硬度（Ｓｈｏ
ｒｅ　Ａ）測定した。

（６）二官能性有機シロキサン単量体（八）の分子量Ｍ
ｎの測定 液体クロマトグラフ：　ＬＣ−３Ａ型（島津製作所■製
） カ　　ラ　　ム　　　　　　　　　：　　５ｈｏｄｅｘ
　　８０２＋８０３　　＋８０５（昭和電工■製） 検出器　　：　ＥＲＣ−７５１０Ｓ （エルマ光学■製） インチグレーター　ニア０００Ａ　　（システムインス
ツルメンツ社製） 展　開　溶　媒　　：　トルエン 温　　　　度　　　　　　：　　２５°Ｃ分子量検量線
用標準ポリマー ：単分散ポリスチレン各種 （東洋曹達■製） （Ｍｗ／Ｍｎ＝１．２（ｏ＋ａｘ）） Ｍｎ及びｍは上記分析結果より計算で求める。

実施例１ ビス（３−メタクリロキシプロピル）ポリジメチルシロ
キサン（分子量Ｍｎ中２５００．ｍ＊３０）　　５０重
量部、ＡＡ−ＦＩＰ５０重量部、ベンジルジメチルケタ
ノール０．５重部をマグネチックスクーラーにて１時間
かきまぜ混合して重合用単量体混合物を調整した。前記
共重合用単量体混合物を、シリコーンゴム製のガスケッ
トを間に入れた２枚のガラス板（厚さ１０胴、巾５０１
１Ｉ１１、長さ１１００ａ＋）で組んだセル中に注入し
、該セルを５０〜６０°Ｃの温度において、紫外線を２
時間照射して共重合体を得た。このようにして得られた
共重合体について、酸素透過係数、接触角、引張り強度
、汚れ付着性、硬度を測定した。その結果を表１に示す
。

実施例２ ビス（３−メタクリロキシプロピル）ポリジメチルシロ
キサン（以下ＰＤＭＳと略す）　分子量Ｍｎ中２５００
、ＩＩＩ中３０）　５０重量部、ヘキサフルオロイソプ
ロピルアクリレート（以下Ａ＾−ＰＩＰと略す）４０重
量部、ｎ−ブチルアクリレート（以下ｎ−ＨＡと略すＮ
０重量部、メタクリル酸（以下ＭＡＡと略す）５重量部
、ジエチレングリコールジメタクリレート（以下２ＥＩ
）と略す）５重量部、及びベンジルジメチルケタノール
（チバガイギー社ｌ−６５１）　０．５重量部を混合し
たものを実施例１と同様な操作を行い共重合体を得た。

その物性を測定した結果を表１に示す。

前記共重合用単量体混合物を、射出成形によって作成し
たポリプロピレン製の凹凸鋳型に充填し、紫外線を２時
間照射した。照射後、鋳型からとり出したレンズは、透
明で柔らかく、その強度、戻り性も良好であった。この
レンズを界面活性剤の入った水溶液で洗浄し、純水中で
保管すると水濡れ性の良いレンズが得られた。

実施例３及び４ 実施例２において使用したビス（３−メタクリロキシプ
ロピル）ポリジメチルシロキサン（分子１Ｍｎ中２５０
０．ｓ＋中３０）の分子量を実施例３はＭｎ中３５００
、ｍ中４３とし、実施例４はＭｎ中４８００．−申６０
としたものを用いた以外は、実施例２と同様にして共重
合体を得、その物性を測定した。結果を表１に示す。

実施例５ 実施例２において使用したＡＡ−ＦＩＰをトリフルオロ
エチルアクリレート（以下３ＦＡと略す）にした以外は
、実施例２と同様にして共重合体を得、その物性を測定
した。結果を表１に示す。

実施例６〜１１ ビス（３−メタクリロキシプロピル）ポリジメチルシロ
キサン（分子量Ｍｎ中２５００．ｍ中３０）　、ＡへＦ
ＩＰ　、　３ＦＡ　、　ｎ−ＢＡ、　ＭＡＡ　、２ＥＤ
の単量体を表１に記載の割合でまぜ合わゼ混合物を作成
し、実施例１と同様にして共重合体を得、その物性を測
定した。結果を表１に示す。

比較例１ 実施例１において使用したビス（３−メタクリロキシプ
ロピル）ポリジメチルシロキサン（分子量Ｍｎ中２５０
０．ｍ中３０）単量体１００重量部にベンジルジメチル
ケタノール０．５重量部を加えまぜ合わせ、実施例１と
同様にして重合体を得、その物性を測定した。その結果
を表１に示す。

（以下余白） 〔発明の効果〕 本発明のコンタクトレンズ材料は特定の構造を有する二
官能性ポリジメチルシロキサン単量体と、アクリル酸フ
ルオロアルキルエステル単量体とを、特定の範囲内で必
須成分として含む単量体混合物を、重合して得られるも
のであって、酸素透過性が高く、親水性に優れ、機械的
性質が良好である上に、耐汚れ付着性がＰＭＭＡ系ハー
ドコンタクトレンズに匹敵するレンズを与えることがで
きる。また硬度の調整が容易で、角膜への固着のおそれ
がないレンズを提供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のＲ＿１Ｒ＿２Ｒ＿３及びＲ＿４はそれぞれ同一
   又は異なるメチル基又はトリメチルシロキシ基を表わし
   、ｌ及びｎはそれぞれ同一、又は異なる２〜５の整数で
   あり、ｍは１０〜１００の整数である）で表わされる二
   官能性有機シロキサン単量体（Ａ）とアクリル酸フルオ
   ロアルキルエステル単量体（Ｂ）とを、必須モノマー成
   分とし、該２成分を重量比２０：８０ないし８５：１５
   の割合で重合させて得られる共重合体から成るコンタク
   トレンズ材料。