JP3644177B2

JP3644177B2 - プラスチック成形品

Info

Publication number: JP3644177B2
Application number: JP01861097A
Authority: JP
Inventors: 伸郎斉藤; 満横田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: JPH10212355A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なポリマーから成るプラスチック成形品に関し、透明性、水濡れ性、酸素透過性に優れると共に良好な力学的特性を併せ持つプラスチック成形品として、例えばコンタクトレンズ、眼内レンズなどの眼用レンズに好適に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年高い酸素透過性を有するプラスチック成形品としてトリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートなどのシリル置換メタクリレートや変性ポリシロキサンを一成分とするポリマーが開発され利用されている（特開昭６０−１４２３２４号、特開昭５４−２４０４７号）。
【０００３】
しかしながらこれらのモノマー（マクロマー）からなるポリマーは、酸素透過性を向上させる目的で導入されているシリコーンが持つ性質、即ち疎水性と分子間相互作用が小さいという性質のために表面が疎水性となりやすく水をはじいたり汚れが付きやすい、対衝撃性に劣る等の物性上の欠点が存在していた。
【０００４】
また、親水性を向上させるために、２−ヒドロキシエチルメタクリレートのような親水性モノマーと前記モノマー（マクロマー）とを共重合させた場合には、極性基である水酸基と非極性基であるシリコン部分との静電的な反発のために相分離が起こり透明なポリマーが得られないという欠点を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の欠点を解決しようとするものであり、高い透明性、高い酸素透過性を有し、水濡れ性が良く、かつ、力学的特性にも優れたプラスチック成形品を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ね、特定の単量体を構成成分として有するプラスチック成形品が高い透明性および酸素透過性、良好な水濡れ性および力学的特性を有することを見出し、本発明に至った。
【０００７】
即ち本発明は、重合可能な二重結合を有する基、水酸基、オルガノシロキサン基およびアミド結合を有する下記一般式（Ｉ）で示される化合物を重合成分としてなるプラスチック成形品である。
【化２】

（式中 R ¹ は水素原子またはメチル基を示し、 R ² は水酸基を有するアルキル基および水酸基を有するアリール基から選ばれる。 n は１から６の整数である。 A 、 B はそれぞれが互いに独立に、 C1 〜 C5 のアルキル基、フェニル基およびフルオロアルキル基から選ばれる。 m=0 〜 200 、 a 、 b 、 c はそれぞれが互いに独立に 0 〜 20 の整数である。但し、ｍ、ａ、ｂ、ｃは同時に０となることはない。 )
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のプラスチック成形品は、上記のとおり、重合可能な二重結合を有する基、水酸基、オルガノシロキサン基およびアミド結合を有する次の化合物を重合成分として用いる。
【００１０】
【化３】

ここでR¹は水素原子またはメチル基であり、R²は水酸基を有するアルキル基および水酸基を有するアリール基から選ばれる。nは1から6の整数である。A、Bはそれぞれが互いに独立に、C1〜C5のアルキル基、フェニル基、およびフルオロアルキル基から選ばれる。m=0〜200、a、b、cはそれぞれが互いに独立に0〜20の整数である。但し、ｍ、ａ、ｂ、ｃは同時に０となることはない。
【００１１】
R²は水酸基を有するアルキル基および水酸基を有するアリール基から選ばれる。水酸基を有するアルキル基としては直鎖状であっても分岐状であっても特に限定されるものではないが、炭素数1〜10のものが好ましい。具体的にはヒドロキシメチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、2,3-ジヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシブチル基、4-ヒドロキシブチル基、2-ヒドロキシペンチル基、5-ヒドロキシペンチル基、2-ヒドロキシヘキシル基、6-ヒドロキシヘキシル基、3-メトキシ-2-ヒドロキシプロピル基、3-エトキシ-2-ヒドロキシプロピル基などが挙げられる。水酸基を有するアリール基としても特に限定されるものではないが、炭素数6〜20のものが好ましく、具体的には4-ヒドロキシフェニル基、2-ヒドロキシフェニル基などが挙げられる。
【００１２】
さらに、R²としては、-CH₂CH(OH)-Z(Z基は、アルキル基、アリール基および一部が置換されているアルキル基、アリール基から選ばれる)で表わされる置換基であることが好ましい。
【００１３】
オルガノシロキサン基の例としては、
【化４】

(式中、A、Bはそれぞれが互いに独立に、C1〜C5のアルキル基、フェニル基、およびフルオロアルキル基から選ばれる。m=0〜200、a、b、cはそれぞれが互いに独立に0〜20の整数である。但し、ｍ、ａ、ｂ、ｃは同時に０となることはない。)が挙げられる。A、BはC1〜C5のアルキル基、フェニル基、およびフルオロアルキル基から選ばれるが、アルキル基としてはメチル基、エチル基が好ましく、また、フルオロアルキル基としてはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が好ましい。mは0〜200の整数であるが、好ましくは0〜50、さらに好ましくは0〜10である。a、b、cはそれぞれが互いに独立に0〜20の整数であるが、好ましくはa、b、cがそれぞれが互いに独立に0〜5の整数、さらに好ましくはa=b=c=1である。但し、ｍ、ａ、ｂ、ｃは同時に０となることはない。
【００１４】
一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、
【化４】

などが挙げられる。
【００１５】
本発明に用いるプラスチック成形品は、他の構成単位として(メタ)アクリロイル基、スチリル基、アリル基、ビニル基等、他の共重合可能な二重結合を有するモノマーに由来する構成単位を有することができる。その例を挙げれば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類に由来する構成単位、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレートなどのハロゲン化アルキル(メタ)アクリレート類に由来する構成単位、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類に由来する構成単位、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミドなどのジアルキルアクリルアミド類に由来する構成単位、トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピル(メタ)アクリレートなどのシロキサニル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類に由来する構成単位、スチレン、ビニルピリジンなどの芳香族ビニルモノマーに由来する構成単位、更にはN-ビニルピロリドンなどのヘテロ環ビニルモノマーに由来する構成単位などである。
【００１６】
プラスチック成形品中、一般式（Ｉ）で表わされる構成単位の含有量は特に限定されるものではないが、少なくとも5重量％含有されていることが好ましく、また、100重量％であっても良い。5重量％未満であれば、酸素透過性と機械的特性との優れたバランスを維持できなくなる傾向がある。
【００１７】
本発明の水酸基、オルガノシロキサン基等を有する化合物は、分子中に水酸基、アミド結合を有するという特徴を有しているため、親水性モノマーとの相溶性がよく、重合によって良好な光学的特性を有するポリマーを与える。
【００１８】
本発明のプラスチック成形品の製造方法の一例を以下に示す。一般式（Ｉ）で表わされる構成単位を含むポリマーを切削加工によって所望の形状に加工するか、または、一般式（Ｉ）で表わされる構成単位および修飾可能な官能基を有する構成単位を含むポリマーを、所望の形状に加工した後に高分子反応によって改質することもできる。軟質のプラスチック成形品の場合、モールド重合やスピンキャスト重合などの手法も用いることができる。その他には、本発明のポリマーを溶融もしくは溶媒などで溶解し、繊維、フィルム等に成形することもできる。
【００１９】
また、本発明のプラスチック成形品においては、紫外線吸収剤や色素、着色剤などを添加することも可能である。
【００２０】
本発明により、良好な光学的特性、高い酸素透過性、良好な水濡れ性及び力学的特性を併せ持ったプラスチック成形品を提供することができる。これらは、コンタクトレンズ、プラスチックレンズなどの光学物品として好ましく用いられる。
【００２１】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００２２】
尚、含水率は次のとおり求めた。
【００２３】
重合体を水和処理した後、次式にしたがって重合体の含水率(%)を測定した。
【００２４】
含水率(%) = (W-W0)/W ｘ100
ただし、Wは水和処理後の重合体の重量(g)、W0は乾燥状態での重合体の重量(g)を表す。
【００２５】
合成例1(中間体Aの合成)
500 mlのナス型フラスコにエタノールアミン26.2 g(0.428 mol)、3-ヨードプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン50.0 g(0.107 mol)、エタノール300 mlを加えて60 ℃で20時間撹拌した。反応終了後、減圧下でエタノール、エタノールアミンを除去した後、水酸化ナトリウム水溶液を加え酢酸エチルで抽出した。酢酸エチルを減圧下で除去した後、減圧蒸留を行い透明な液体を得た。この液体のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定し分析した結果、式：
【化５】

で表される化合物(以下、中間体Aという)であることを確認した。
【００２６】
合成例2(モノマーAの合成)
窒素気流下で100 mlの3つ口フラスコに中間体A5.0 g(0.0126 mol)、トリエチルアミン1.27 g(0.0126 mol)、酢酸エチル20 mlを加えて0 ℃に冷却した。この溶液にアクリル酸クロライド1.14 g(0.0126 mol)を滴下し、0℃で6時間、室温で30分撹拌した。沈殿物をろ別した後、溶媒を減圧下で除去した。残存した液体をシリカゲルを用いてカラム分離し透明な液体を得た。この液体のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定し分析した結果、式：
【化５】

で表される化合物(以下、モノマーAという)であることを確認した。
【００２７】
実施例1
モノマーA60部、N,N-ジメチルアクリルアミド40部、エチレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加した後、直径18 mm、高さ180 mmの試験管へ移した。このモノマー混合物をアルゴン雰囲気下で脱気、密封し、まず40 ℃で48時間重合させ、続いて40 ℃から110 ℃まで24時間かけて昇温させた後、110 ℃において4時間保持し重合体を得た。得られた重合体は均質で透明であり、べた付きはみられなかった。重合体の硬度はショアーD硬度77であった。この重合体を水和処理したときの硬度はショアーA硬度32であり、含水率は35 %であった。
【００２８】
実施例2
モノマーA60部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート40部、エチレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は均質で透明であり、べた付きはみられなかった。重合体の硬度はショアーD硬度76であった。この重合体を水和処理したときの硬度はショアーA硬度95であり、含水率は10 %であった。
【００２９】
実施例3
モノマーA60部、N,N-ジメチルアクリルアミド20部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20部、エチレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は均質で透明であり、べた付きはみられなかった。重合体の硬度はショアーD硬度76であった。この重合体を水和処理したときの硬度はショアーA硬度60であり、含水率は21 %であった。
【００３０】
比較例1
トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート60部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート40部、エチレングリコールジメタクリレート1部を混合し、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.3部を添加した後、実施例1と同様に重合した。得られた重合体は白濁していた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、高い透明性、良好な水濡れ性および力学特性を有するプラスチック成形品を提供することができる。

Claims

重合可能な二重結合を有する基、水酸基、オルガノシロキサン基およびアミド結合を有する下記一般式（Ｉ）で示される化合物を重合成分としてなるプラスチック成形品。

（式中 R ¹ は水素原子またはメチル基を示し、 R ² は水酸基を有するアルキル基および水酸基を有するアリール基から選ばれる。 n は１から６の整数である。 A 、 B はそれぞれが互いに独立に、 C1 〜 C5 のアルキル基、フェニル基およびフルオロアルキル基から選ばれる。 m=0 〜 200 、 a 、 b 、 c はそれぞれが互いに独立に 0 〜 20 の整数である。但し、ｍ、ａ、ｂ、ｃは同時に０となることはない。 )
R¹が水素原子である請求項１記載のプラスチック成形品。
R²が水酸基を有するアルキル基である請求項１または２記載のプラスチック成形品。
R²が-(CH₂)d-OH(dは1から10の整数)で表わされる置換基である請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチック成形品。
dが2である請求項４記載のプラスチック成形品。
R²が-CH₂CH(OH)-Z(Z基はアルキル基、アリール基および一部が置換されているアルキル基、アリール基から選ばれる)で表わされる置換基である請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチック成形品。
Z基がメチル基である請求項６記載のプラスチック成形品。
Z基がエチル基である請求項６記載のプラスチック成形品。
Z基が-CH₂OH基である請求項６記載のプラスチック成形品。
他の構成単位として、(メタ)アクリロイル基、スチリル基、アリル基およびビニル基から選ばれる少なくも一つを有するモノマーに由来する構成単位を有することを特徴とする請求項１記載のプラスチック成形品。
プラスチック成形品がコンタクトレンズであることを特徴とする請求項１０記載のプラスチック成形品。