JPH03257421A - ソフト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。更に詳しく言えば、本発明は、酸素透過性及び光
学的機械的特性に優れ、且つ汚れ付着が少なく、角膜と
の固着の恐れがない実質的に非含水性なソフトコンタク
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、破損等しやすく耐久性が劣ること、涙
液中の成分によって汚染されやすく、細菌の繁殖を起こ
す恐れがある為、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。

非含水性ソフト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ボリシロキ
ザンとの混合物に、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たシリコーンラバー
レンズや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７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
−１２７９１４号公報）。

またメタクリル酸、又はアクリル酸とメタクリル酸エス
テル、又は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）。

これら非含水性ソフトコンタクトレンズにも次のような
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
、レンズ表面の疏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、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いるものの、まだ
必ずＬ７も十分に満足しうるものではなく、広く一般に
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。

またメタクリル酸エステル、又は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、長時間の装用には適していない。

多官能ポリシロキサンを主体とＬまた酸素透過性の高い
コンタクトレンズ材料が特開昭５４−２４０４７号公報
、特開昭５６−５１７１５号公報に記載されている。

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近い材料であるので角膜との固
着の恐れがあり、実用化に到っていない。

近年は酸素透過性が高いだけでなく、それに加えて耐汚
れ付着性や安全性の高い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値が高く、光学的、機械的特性に優れ
、且つ良好な耐汚れ付着性を有し７、角膜への固着の心
配がないレンズを与えうる、実質的に非含水なソフトコ
ンタクトレンズ材料を捉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〕

本発明者らはこのような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、メタクリル酸アルキルエステル単量体、アクリ
ル酸アルキルエステル単量体、及びメタクリル酸フルオ
ロアルキルエステル単量体の群から選ばれた１種以上の
単量体、架橋性単量体及び親水性単量体とを特定の範囲
で含有させて得られる共重合体から成る材６ 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 （Ａ）−能代 ： （式中のＲＩ＋　ＲＺＩ　Ｒ３，及びＲ４はそれぞれメ
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２〜５の整数、ｍは４〜６０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１５〜６０
重量％ （Ｂ）アクリル酸フルオロアルキルエステル単量体１０
〜６０重量％、 （Ｃ）アルキル基の炭素数が１〜２０であるアクリル酸
アルキルエステル単量体、アルキル基の炭素数が６〜１
５であるメタクリル酸アルキルエステル単量体、及びア
ルキル基の炭素数が６〜１５であるメタクリル酸フルオ
ロアルキルエステル単量体の群から選ばれた１種以上の
単量体５〜５０重量％ （Ｄ）架橋性単量体０．５〜１０重量％（Ｅ）親水性単
量体０．５〜１０重量％の範囲で混合し、重合させて得
られる共重合体から成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。

前記−能代（１）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によ
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。しかも側鎖にトリフルオロプロピル基を持つため
、フッ素原子に基因する臨界表面張力の低下により、撥
水、掲油性の性質を持ち、該性質はコンタクトレンズ表
面が涙液中のクンバ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。

しかしながら、該単量体の３．３．３　トリフルオロプ
ロピルメチルシロキサニル単位の繰り返し数ｍが５０を
越えると他種単量体との相溶性が悪化し７、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がある程
度の数（約５０程度）になるとそれ以上増しても顕著な
差が見られなくなる。また繰り返し数ｍが４以下になる
と酸素透過性が低下し、機械的性質もソフトコンタクト
レンズに必要な柔らかさや戻り性が悪化する。以上の理
由で分子量を決定する３、３．３　）リフルオロプロピ
ルメチルシロキサニル単位の繰り返し、数ｍの値は４〜
６０好ましくは１０〜５０の範囲が最もバランスのとれ
た材料を提供する。

前記−能代（Ｉ）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α、ω−ビス（３−メタクリロ
キシプロピルジメチルシロキシ）３．３．３）リフルオ
ロプロピルメチルポリシロキサン、α、ω−ビス（３−
メタクリロキシプロビル）テトラキス（トリメチルシロ
キシ）シリル３，３．３トリフルオロブロピルメチルボ
リシロキザン、α、ω−ビス（２メタクリロキシプロピ
ルジメチルシロキシ）　３，３．３　トリフルオロプロ
ピルメチルポリシロキサンなどが挙げられる。

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。

次に前記（Ｂ）単量体成分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臨界表
面張力の低下により、撥水、擺油性の性質を持ち、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、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９ １　〇− 具体例としては、トリフルオロエチルアクリレト、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、オクク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７．２
種以上組み合わせて用いてもよい。

次に前記（Ｃ）単量体成分として用いるメタクリル酸エ
ステル及びアクリル酸エステル単量体は、二官能性有機
シロキサン（Ａ）とアクリル酸フルオロアルキルエステ
ル（Ｂ）との相溶性を改善する効果が有り、該二成分の
使用範囲を広げる役割をする。その結果、共重合体のガ
ラス転移点を室温あるいは０°Ｃ以下まで下げ、且つ凝
集エネルギーを低下させるので、共重合体にゴム弾性と
柔らかさを与える効果がある。

これらメタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アル
キルエステル及びメタクリル酸フルオロアルキルエステ
ルの具体例としては、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−
ブチルアクリレート、ｎヘキシルアクリレート、ｎ−オ
クチルアクリレト、ｎ−へブチルアクリレート、ｎ−ノ
ニルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−へキ
シルメタクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ
−ドデシルメタクリレート、トリフルオロエチルメタク
リレート、ヘキサフルオロプロピルメタクリレート等を
挙げることができ、これら単量体は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。

次に前記（Ｄ）単量体成分として用いる架橋性単量体は
、レンズの寸法安定性を向上させるために必要である。

これら架橋性単量体としては、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１ １２− リレート、ビニルメタクリレート、アリルメタクリレー
ト及びこれらのメタクリレート類に対応するアクリレー
ト類、ジビニルヘンゼン、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。

更に前記（Ｅ）単量体成分として用いる親水性単量体は
、レンズの表面濡れ性を向上させるために必要である。

これら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−ヒ
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
メタクリレト、ポリエチレングリコールメタクリレート
、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。

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
キサン単量体の含有量は１５〜６０ｆｆｉ１％（１１）
成分のアクリル酸フルオロアルキルエステル単量体の含
有量は１０〜６０重量％（Ｃ）成分のメタクリル酸エス
テル単量体、及び／又はアクリル酸エステル単量体の含
有量は５〜５０重景％重量Ｄ）成分の架橋性単量体の含
有量は０．５〜１０重量％（Ｅ）成分の親水性単量体の
含有量は０．５〜１０重量％の範囲で共重合させたもの
である。

それぞれの成分の使用量が前記範囲を越えると例えばＡ
成分の場合相溶性の影響で重合時に白濁が起こったり、
単量体の混合時に２相分離を起こしたりする。Ｂ成分や
Ｃ成分、Ｄ成分の場合も、それぞれ酸素透過性が低下し
たり、耐汚れ付着性が低下したり、柔らかさや戻り性が
悪化したりする。また使用量が前記範囲未満でも酸素透
過性や物性に悪影響を及ぼす。

本発明の共重合体はその共重合比等を変えることにより
、３０Ｘ１０−”　〜１００ＸＩＯ”ｍｆｆ１　ｃｎ＋
／ｃＴｌｌｓｅｃｍｍｌ１ｇ程度の酸素透過係数を直し
７、光学的、機械３ ＝１４ 的に優れ、且つ市販品又はそれ以上の涙液に対する耐汚
れ付着性を有する、物性バランスのとれた非含水ソフト
コンタクトレンズ材料である。

本発明のコンタクトレンズ材料とし７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
重合によるキャスト重合法、回転する半面鋳型内に単量
体混合物を仕込んで重合させる方法、又は共重合体を低
温で冷凍切削する方法等によりコンタクトレンズに成形
することができる。

共重合は、ベンゾイン、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７て重合させる方法、又は
アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイドなどのアゾ化合物や有機
過酸化物を用いて熱重合させる方法がよい。

本発明による共重合体は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（Ｓｈｏｒｅ　Ａ
）を６０〜６５以上に容易にすることができる。

コンタクトレンズの角膜固着については種々の論議がな
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（Ｓｈｏｒｅ　Ａ）を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。

この事から考えても、本発明の共重合体は、角膜固着が
無いことが予測される。材質面もフッ素化アルキル基で
置換したものを使用しているので、固着に対してより安
全なものとなっている。

〔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 １５ １６ 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馴、厚さ０．３ｍｍ
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
Ｍｅｔｅｒ　ＣＡ−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画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−５
０を用いた。試料片は厚さ０．３ｍｍ、巾５．０観、長
さ３０論のものを測定に供した。引張り速度は１０ｍｍ
／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ＪＩＳ−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２ｍｍ、巾５１１１ＩＩ
＋、長さ３０胴のものを用いた。判定は対照としてＰＭ
ＭＡ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「少ない」、多い場合を「多い」、同等の場合を「同
等」とした。なお、汚れ物質のモデルとし７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７た。

（５）硬度 ＪＩＳ−に−６３０１記載の方法に準じ硬度（Ｓｈｏｒ
ｅ　Ａ）を測定した。

（６）二官能性有機シロキサン却量体（Ａ）の分子量７ ８ Ｍｎの測定 液体クロマトグラフ　　：ＬＣ−３Ａ型（島津製作所■
製）カ　　ラ　　ム　　：　５ｈｏｃｌｅｘ　　８０２
＋８０３＋８０５　　（昭和電工（ｌ膨製） 検　出　器　：　ＥＲＣ−７５１Ｏ５（エルマ光学■製
）インチグレークー　７７０００Ａ　（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ボリマー： ：単分散ポリスチレン各種 （東洋曹達■製） （Ｍｗ／Ｍｎ＝１．２　（ｍａｘ）　）Ｍｎ及びｍは上
記分析結果より求める。

実施例１ α、ω−ビス（３−メタクリロキシプロピルジメチルシ
ロキシ）　３，３．３　トリフルオロプロピルメチルポ
リシロキサン（分子量Ｍ　ｎ　”、３５００　　ｍ　＃
２０）４０重置部、ヘキサフルオロイソプロピルアクリ
レ−１−（以下＾＾−ＰＩＰと略す）４０重量部、ｎブ
チルアクリレート（以下ｎ−ＢＡと略す）２０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２ＥＤ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
ー社製１−６５１　＞０．５重量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１０ｍｍ、巾
５０肛、長さ１００ｍｍ）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
。その結果を第１表に示す。

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、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９ ２０ 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２ 実施例１において使用したα、ω−ビス（３メタクリロ
キシプロピルジメチルシロキシ）　３，３゜３トリフル
オロプロピルメチルポリシロキサンの分子量をＭ　ｎ　
＃８０００、ｍ４＝ｉ５０としたものを用いて、同組成
の共重合用単量体混合物を作成し、実施例１と同様にし
て共重合体を得、その物性を測定し７た。結果を第１表
に示す。

実施例３ 実施例１において使用したＡ＾−ＦＴＰをトリフルオロ
エチルアクリレートに変更した以外は、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。結果を第１
表に示す。

実施例４ α、ω−ビス（３−メタクリロキシプロピルジメチルシ
ロキシ）３．３．３１−リフルオロプロピルメチルポリ
シロキサン（分子量Ｍｎ＃３５００　　ｒｎ’：２０）
５０重量部、静−ＦＩＰ４０重量部、ｎ−ＢＡ　１０重
量部、ＭＡＡ　　５重量％、２Ｅ０　５重量部及びベン
ジルジメチルケタノール０．５重量部を混合し、実施例
１と同様の操作を行い共重合体を得た。物性測定結果を
第１表に示す。

（以下余白） １ ２− 〔注）　　１）ＰＭＭＡ　　７１度 ＊　測定せず 〔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１体、（メタ）アクリル酸エス
テル、架橋性単量体、及び親水性単量体とを特定の範囲
内で混合したものを重合して得られる共重合体から成る
ものであって、酸素透過性が高く、機械的性質が良好で
あり、その上耐汚れ付着性が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、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
することかできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼…………（ I ） （式中のＲ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３及びＲ＿４はそれぞれ
   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２〜５の整数であり、ｍは４〜６０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１５〜６０
   重量％、 （Ｂ）アクリル酸フルオロアルキルエステル単量体１０
   〜６０重量％、 （Ｃ）アルキル基の炭素数が１〜２０であるアクリル酸
   アルキルエステル単量体、アルキル基の炭素数が６〜１
   ５であるメタクリル酸アルキルエステル単量体、及びア
   ルキル基の炭素数が６〜１５であるメタクリル酸フルオ
   ロアルキルエステル単量体の群から選ばれた１種以上の
   単量体５〜５０重量％ （Ｄ）架橋性単量体０．５〜１０重量％ （Ｅ）親水性単量体０．５〜１０重量％ の範囲で混合し、重合させて得られる共重合体から成る
   ソフトコンタクトレンズ材料。