JPH066609B2 - コンタクトレンズ材料 - Google Patents

コンタクトレンズ材料

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JPH066609B2
JPH066609B2 JP62113312A JP11331287A JPH066609B2 JP H066609 B2 JPH066609 B2 JP H066609B2 JP 62113312 A JP62113312 A JP 62113312A JP 11331287 A JP11331287 A JP 11331287A JP H066609 B2 JPH066609 B2 JP H066609B2
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lens material
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雄也 山下
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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材料に関する。さらに詳しく
は、本発明は酸素透過性に優れた透明なコンタクトレン
ズ材料に関する。
[従来の技術およびその問題点] 近年、高分子材料の医用材料分野への応用が進むにつれ
て気体透過性材料に対する関心が高まりつつあり、とく
に該医用材料分野のなかでもコンタクトレンズ用材料や
人工角膜用材料などに適用される気体透過性の光学材料
が注目されてきている。
前記コンタクトレンズ材料や人工角膜用材料には、角膜
組織の新陳代謝機能を阻害しないだけの充分な量の酸素
を材料を通して角膜に供給する必要があることから、気
体透過性、とくに酸素透過性に優れることがもっとも重
要な条件のひとつとして要求されている。
そこで気体透過性を高めるために従来よりおもに (イ)気体透過性に優れた素材として知られている、たと
えばシリコーンラバー系素材などを材料として適用する
方法、 (ロ)気体透過性モノマーとして知られているシリコン含
有モノマー、たとえばシロキサニルメタクリレート系モ
ノマーなどを主成分とする共重合体を材料として使用す
る方法および (ハ)材料の含水率を高めることによって材料内に含浸さ
れた水の挙動を利用して気体透過性を高めようとする方
法が提案されている。
前記(イ)の方法では、シリコーンラバー系材料特有の撥
水性の問題があり、たとえばコンタクトレンズ材料とし
て用いたばあい、角膜表面や涙液とのなじみがわるく、
また親油性の汚れが表面に固着しやすいために角膜組織
に損傷を与えたり、材質の白濁化現象を生起しやすいと
いう問題がある。
前記(ロ)の方法では、ある程度優れた気体透過性を有す
る材料がえられているが、コンタクトレンズ材料として
用いたばあいには長期間にわたる装用という点ではまだ
不充分である。
また前記(ハ)の方法では、水分を吸収して軟化するため
に装用感が良好であり、含水率を高めることによって気
体透過性を高めることできる。しかしながら、含水率を
高めたばあい、含水時の機械的強度が著しく低下し、破
損することがあり、耐久性に問題がある。
[発明が解決しようとする問題点] そこで本発明者らは、前記した従来技術の問題点に鑑み
てかかる問題点を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、
酸素透過性に優れた適度な機械的強度を有する透明なコ
ンタクトレンズ材料を見出し、本発明を完成するにいた
った。
[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明は、一般式(I): (式中、Rはシアノ基またはカルボメトキシ基、R
はオルガノオリゴシラニル基、オルガノオリゴシロキサ
ニル基、オルガノオリゴシラニルアルチル基およびオル
ガノオリゴシロキサニルアルキル基よりなる群からえら
ばれた基を示す)で表わされるノルボルネン誘導体を重
合してえられる重合体からなる気体透過性材料に関す
る。
[作用および実施例] 本発明のコンタクトレンズ材料は、一般式(I): (式中、Rはシアノ基またはカルボメトキシ基、R
はオルガノオリゴシラニル基、オルガノオリゴシロキサ
ニル基、オルガノオリゴシラニルアルキル基およびオル
ガノオリゴシロキサニルアルキル基よりなる群からえら
ばれた基を示す)で表わされるノルボルネン誘導体を重
合することによりえられる重合体からなる。
本発明においては、前記した重合体が用いられているの
で主鎖の剛直な構造により自己補強性と高い分離係数が
発現され、同時に側鎖にオルガノシロキサンなどの鎖状
置換基が導入されているのでガラス転移温度が低く、主
鎖間隔を拡げる効果により高い酸素ガスの透過性が発現
されるのである。
一般式(I)において、式中のRは前記したようにオル
ガノオリゴシラニル基、オルガノオリゴシロキサニル
基、オルガノオリゴシラニルアルキル基およびオルガノ
オリゴシロキサニルアルキル基よりなる群からえらばれ
た基である。
前記オルガノオリゴシラニル基としては、たとえば一般
(式中、R、RおよびRは同種または異種の炭素
数1〜3のアルキル基またはトリメチルシリルオキシル
基、mは1〜10の整数を示す)で表わされる基;前記オ
ルガノオリゴシロキサニル基としては、たとえば一般式 (式中、R、R71、R72、R73およびRは同種また
は異種の炭素数1〜3のアルキル基またはトリメチルシ
リルオキシル基、nは1〜10の整数を示す)で表わされ
る基;前記オルガノオリゴシラニルアルキル基として
は、たとえば一般式 (式中、R、R10およびR11は同種または異種の炭素
数1〜3のアルキル基またはメチルシリルオキシル基、
pおよびqは1〜10であってp+q≦11を満足する整数
を示す)で表わされる基;前記オルガノオリゴシロキサ
ニルアルキル基としては、たとえば一般式 式中、R12、R131、R132、R133およびR14は同種ま
たは異種の炭素数1〜3のアルキル基またはトリメチル
シリルオキシル基、rおよびsは1〜10であってr+s
≦11を満足する整数を示す)で表わされる基があげられ
る。
前記ノルボルネン誘導体は、1種または2種以上を選択
した重合に供され、単独重合体または共重合体とされ
る。
一般式(I)で示されるノルボルネン誘導体は以下の方法
でうることができる。
すなわち、ジシクロペンタジエンを熱分解してえられる
シクロペンタジエンと、アクリロニトリルあるいは各種
アクリル酸エステルのディールス-アルダー反応により
2位にシアノ基あるいはカルボエステル基を導入したノ
ルボルネンをうる。つぎにこれをリチウムジイソプロピ
ルアミド(LDA)と反応させ、2位の水素をリチウム化し
た後、各種ハロゲン化合物と反応させることによりうる
ことができる。
このようにしてえられたノルボルネン誘導体は下記のス
キームにしたがって開環重合する。
本発明に用いられるノルボルネン誘導体の重合触媒とし
ては、たとえば6塩化タングステン、5塩化モリブデ
ン、5塩化ニオブ、5塩化タンタル、5塩化レニウム、
3塩化ルテニウム、3塩化オスミウム、3塩化イリジウ
ムなどのメタセシス重合触媒などの主触媒やたとえば、
トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウ
ム、テトラメチルスズ、テトラエチルスズ、テトラブチ
ルスズなどの助触媒があげられ、これら主触媒および助
触媒は通常、混合して用いられる。主触媒と助触媒の比
率は、重合比率を高めるために主触媒1モル部に対して
助触媒1〜5モル部、好ましくは2〜4モル部となるよ
うに調製するのが望ましく、またノルボルネン誘導体と
主触媒との比率は、該ノルボルネン誘導体1モル部に対
して主触媒0.001〜0.1モル部となるように調製するのが
好ましい。主触媒をこの範囲よりも多く使用したばあ
い、えられるポリマーが着色することがあり、この範囲
よりも少ないばあいには重合収率が低くなる傾向があ
る。またえられるポリマーの分子量を制御する目的で連
鎖移動剤として、1-オクテン、1-ノネンなどの末端2重
結合をもつアルケン類を使用することもできる。またノ
ルボルネン誘導体の重合を均一に進めるために溶媒中で
重合するのが好ましい。溶媒としてはクロロベンゼン、
1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化合物やベンゼン、
トルエンなどの芳香族系の溶媒を用いることができる。
溶媒とノルボルネン誘導体との比率はノルボルネン誘導
体1容量部に対して溶媒を1〜20容量部の範囲で使用す
るのが望ましい。重合温度は30〜100℃で行なうのが望
ましい。また反応時間は前記ノルボルネン誘導体、溶
媒、触媒などの種類や濃度により異なるが、通常数分〜
200時間程度である。
本発明に用いられるノルボルネン誘導体の重合体の分子
量は100,000〜1,000,000であることが望ましい。分子量
が前記範囲よりも小さすぎるとフィルムを成形するのが
困難になるか、あるいは成形をすることができたとして
も機械的強度の小さいものとなってしまう。一方、分子
量が前記範囲よりも大きすぎると成形が困難になるかま
たは成形方法が限られてしまい好ましくない。
かくしてえられる本発明のノルボルネン誘導体の重合体
からなるコンタクトレンズ材料は通常、テトラヒドロフ
ラン、クロロホルム、ジメチルホルムアミドなどの溶媒
の単独または混合物に溶解し、溶液を流延した後、適当
な速度で溶媒を蒸発させることにより、所望の形状を有
する成形体あるいはフィルムに成形される。
つぎに本発明のコンタクトレンズ材料を製造例および実
施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかか
る製造例および実施例のみに限定されるものではない。
製造例1 ジシクロペンタジエン50gを190℃で熱分解し、直接反
応器から蒸留することによりシクロペンタジエン(沸
点:40〜42℃)39gをえた。内容量200mlの三口フラス
コにアクリル酸メチル49.2gと無水エチルエーテル20ml
を入れ、ついでこれにシクロペンタジエン35.8gを無水
エチルエーテル20mlに溶解した溶液を室温で滴下した
後、2時間還流した。つぎに反応液から溶媒を除去した
後、減圧蒸留し、2-カルボメトキシ-5-ノルボルネン
(沸点:46〜52℃/5mmHg)58.5gをえた。
内容量100mlの三口フラスコにジイソプロピルアミン4.0
3gとテトラヒドロフラン40mlを入れ、つぎにこれを-78
℃に冷却し、ついでn-ブチルリチウムの15重量%ヘキサ
ン溶液15.0gを滴下し、その後0℃で30分間攪拌し、再
び-78℃に冷却した。つぎにこれに2-カルボメトキシ-5-
ノルボルネン5.15gを滴下し、2時間攪拌した後、トリ
メチルクロロシラン3.80gを加え、1時間攪拌し、さら
に室温(約20℃)で3時間攪拌した。えられた反応混合
物から溶媒を除去した後、エチルエーテルを加え、沈殿
を濾過した後に減圧蒸留により2-トリメチルシリル-2-
カルボメトキシ-5-ノルボルネン(沸点:77〜78℃/7mm
Hg)5.33gをえた。えられたノルボルネンの収率および
沸点を第1表に示す。
製造例2 ジシクロペンタジエン25gを190℃で熱分解し、直接反
応容器から蒸留することによりシクロペンタジエン(沸
点:40〜42℃)19.6gをえた。
内容量100mlの三口フラスコにアクリロニトリル20.1g
の無水エチルエーテル25mlを入れ、シクロペンタジエン
19.3gを室温(約20℃)で滴下した後、4時間還流し
た。反応液から溶媒を除去した後、減圧蒸留することに
より5-ノルボルネン-2-カルボニトリル(沸点:47.0〜4
9.7℃/1.8mmHg)29.2gをえた。
内容量100mlの三口フラスコにジイソプロピルアミン36.
2gと無水テトラヒドロフラン30mlを入れ、-78℃に冷却
した。これにn-ブチルリチウムの15重量%ヘキサン溶液
11.97gを滴下し、その後0℃で30分間攪拌し、再び-78
℃に冷却した。つぎにこれを無水テトラヒドロフラン15
mlに溶解した5-ノルボルネン-2-カルボニトリル2.94g
を滴下し、同温で2時間攪拌した後、トリメチルクロロ
シラン4.29gを滴下した。1時間攪拌後、室温でさらに
11時間攪拌した。えられた反応物から溶媒を除去した
後、水を加えてエチルエーテルで抽出し、その後、無水
硫酸マグネシウムで一昼夜乾燥した。硫酸マグネシウム
を濾過した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフ
(シリカゲルWacogel C-200;和光純薬工業(株)製、ヘ
キサン:酢酸エチル(容量比)=19:1)で精製した
後、さらに減圧蒸留して2-トリメチルシリル-5-ノルボ
ルネン-2-カルボニトリル(沸点:61〜65℃/0.33mmH
g)3.58gをえた。えられたノルボルネンの収率および
沸点を第1表に示す。
製造例3〜7 トリクロロシランのかわりに各種の塩化物を用い、製造
例2と同様に処理してノルボルネン誘導体を調製した。
えられたノルボルネンの収率および沸点を第1表に示
す。
実施例1 チッ素置換された200ml容のナス型フラスコに6塩化タ
ングステンの無水クロロベンゼン溶液155ml(0.00792mo
l/)、トリイソブチルアルミニウムの無水クロロベ
ンゼン溶液17.7ml(0.2083mol/)、1-オクテンの無
水クロロベンゼン溶液6ml(0.1034mol/)をこの順に
加え、触媒溶液を調製した。
チッ素置換されたアンプル管に前記でえられた触媒溶液
10.5mlを入れ、つぎに製造例3でえられた2-ペンタメチ
ルジシロキサニル-5-ノルボルネン-2-カルボニトリル0.
9937gを加え、真空下で封管し、80℃で45時間重合し
た。つぎにえられたゲル状ポリマーをテトラヒドロフラ
ンに溶解させ大量のメタノールに投入して沈殿物として
ポリマーを回収した。回収されたポリマーを数回テトラ
ヒドロフラン-メタノール系で繰り返して再沈精製し、
白色ポリマー0.375gをえた(収率:38%)。
つぎにゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以
下、GPCという)によりえられたポリマーの重合平均分
子量を測定したところ、576000であった。
えられたポリマー0.1gをテトラヒドロフラン4mlに溶
解し、これを注射器にとり、水平に置いた直径6cmのガ
ラス板に静かに注いだ後、室温で12時間静置した後、ガ
ラス板からフィルムを剥し、室温(約20℃)で24時間真
空乾燥し、膜厚44μmの透明で丈夫なフィルムをえた。
このフィルムについてガスクロマトグラフ法(柳本ガス
透過率測定装置、Model GTR-10;(株)柳本製作所製およ
び日立ガスクロマトグラフK23型;(株)日立製作所製)
により酸素ガスおよびチッ素ガスの透過性を評価したと
ころ酸素ガスの透過係数は1.53×10-9cm3(STP)・cm/
[cm2・sec・cmHg]、チッ素ガスの透過係数は3.54×10
-10cm3(STP)・cm/[cm2・sec・cmHg]、分離係数は4.3
2であった。
実施例2〜5 2-ペンタメチルジシクロキサニル-5-ノルボルネン-2-カ
ルボニトリルのかわりに第2表に示すノルボルネン誘導
体を用いたほかは実施例1と同様に重合、製膜して透明
で丈夫なフィルムを作製した。えられたフィルムの酸素
ガスおよびチッ素ガスの透過係数ならびに分離係数を求
めた。その結果を第2表に示す。
実施例6 実施例1でえられた2-ペンタメチルジシロキサニル-5-
ノルボルネン-2-カルボニトリルのポリマーをテトラヒ
ドロフラン溶液から製膜し膜厚0.2mmの透明で丈夫な膜
をえた。このフィルムを理科精製工業(株)製の製科研式
フィルム酸素透過率計を使用し、35℃で0.9%生理食塩
水中にて、酸素透過係数を測定したところ75.5×10-11c
m3(STP)・cm/[cm2・sec・cmHg]であった。
上記のように本発明の実施例でえられた気体透過性材料
は、酸素透過係数が大きくかつ分離係数が従来のシリコ
ーンゴム膜の分離係数(約2.1)と比べて約2倍以上も
大きいことがわかる。
[発明の効果] 本発明のコンタクトレンズ材料は酸素透過係数が高く、
透明であり、しかも丈夫な材料であるので、コンタクト
レンズ材料に好適に使用しうるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I): (式中、Rはシアノ基またはカルボメトキシ基、R
    はオルガノオリゴシラニル基、オルガノオリゴシロキサ
    ニル基、オルガノオリゴシラニルアルキル基およびオル
    ガノオリゴシロキサニルアルキル基よりなる群からえら
    ばれた基を示す)で表わされるノルボルネン誘導体を重
    合してえられる重合体からなるコンタクトレンズ材料。
JP62113312A 1987-05-08 1987-05-08 コンタクトレンズ材料 Expired - Lifetime JPH066609B2 (ja)

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