JPH0641336A - プラスティック成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ケイ素原子を含有するプラスティック成形品を
アルカリ溶液に浸漬処理することにより、ケイ素原子の
少なくとも一部を除去することを特徴とするプラスティ
ック成形品の製造方法。 【効果】本発明により、硬度、硬質性、透明性、ガス透
過性などの諸性能を維持しつつ、その表面に優れた親水
性を有するプラスティック成形品を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はケイ素原子を含有するプ
ラスティック成形品の製造方法に関し、水濡れ性に優れ
たプラスティック成形品として、例えば、コンタクトレ
ンズ、眼内レンズなどに好適に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々のケイ素原子を含有するプラ
スティック成形品が開発されている。しかし、ケイ素原
子を含有するプラスティック成形品は、水濡れ性が不十
分であり、水濡れ性の向上が望まれてきた。そこで、例
えば、ケイ素原子を含有するプラスティック成形品の１
種であるコンタクトレンズの表面に水濡れ性を付与する
手段の例として、米国特許４，２１４，０１４号明細書
には、酸素雰囲気中でプラズマ処理を施してコンタクト
レンズに親水性を付与する方法が開示されている。しか
しながら、かかる方法を採用した場合には、酸素ガスに
よってコンタクトレンズの材質が劣化するという問題が
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、プラスティッ
ク本来の物性を維持しつつ、表面の水濡れ性が改善され
たプラスティック成形品の製造方法を提供するものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために下記の構成を有する。

【０００５】「ケイ素原子を含有するプラスティック成
形品をアルカリ溶液に浸漬処理することにより、ケイ素
原子の少なくとも一部を除去することを特徴とするプラ
スティック成形品の製造方法。」本発明においてケイ素
原子を含有するプラスティック成形品とは、主鎖および
／または側鎖にケイ素原子を含有するポリマからなれば
よく、例えばシロキサン結合や、トリメチルシリル基な
どの有機シラン基を含有するポリマを主成分としてなる
成形品である。これら、ケイ素原子を含有するポリマに
おいて酸素透過性の点からケイ素原子がシロキサン結合
によりポリマ中に含有される長鎖状のものが好ましい。
かかるポリマの具体例としては、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、両末端に二重
結合を持ったポリジメチルシロキサン、シリコーン含有
（メタ）アクリレートなどを用いたホモポリマ、あるい
はこれらのモノマと他のモノマとのコポリマなどが挙げ
られる。

【０００６】共重合可能なモノマとしては、（メタ）ア
クリロイル基を有するモノマ、芳香族ビニルモノマ、ヘ
テロ環ビニルモノマなどの単官能モノマ、あるいは２，
３，４個の（メタ）アクリロイル基を有するモノマ、芳
香族ジビニルモノマ、芳香族ジアリルモノマなどの多官
能モノマなどが挙げられる。（メタ）アクリロイル基を
有するモノマとしては、メチル（メタ）アクリレート、
エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレ
ート、などのアルキル（メタ）アクリレート類、（メ
タ）アクリル酸、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのヒド
ロキシアルキル（メタ）アクリレート類、トリフルオロ
エチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロエチル
（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、シクロヘキシル（メタ）アクリレ
ートなどのシクロアルキル（メタ）アクリレート類など
が挙げられる。中でも、メチルメタクリレートを用いる
と耐熱性、強度を付与することができ、また、フルオロ
アルキル（メタ）アクリレートを用いると、酸素ガス透
過性と強度の両機能を満足するポリマとすることができ
る点から好ましい。また、芳香族ビニルモノマとして
は、ビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ビニルエチル
ベンゼンなどの例を挙げることができる。さらに、ヘテ
ロ環ビニルモノマとしては、ビニルカルバゾール、マレ
イミド、無水マレイン酸などの例を挙げることができ
る。これら共重合可能なモノマとしては、共重合性、透
明性などの点から（メタ）アクリロイル基を有するモノ
マが好ましい。中でも、強度の点からメチル（メタ）ア
クリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アクリル酸が最も好ましい。次に共重合可
能な多官能性モノマについて説明する。２個の（メタ）
アクリロイル基を有するモノマの例としては、エチレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メ
タ）アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノー
ルＡジ（メタ）アクリレートおよびそのウレタン変性ジ
（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートな
どが挙げられる。３個の（メタ）アクリロイル基を有す
るモノマとしては、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレートなどの例が挙げられる。４個の（メタ）ア
クリロイル基を有するモノマとしては、テトラメチロー
ルメタンテトラ（メタ）アクリレートなどが挙げられ
る。芳香族ジビニル化合物としては、ｏ−、ｍ−、ｐ−
のジアリルフタレートなどが挙げられる。その他の多官
能モノマの例としては、ビスマレイミド、アリル（メ
タ）アクリレートなども挙げることができる。共重合
性、透明性などの点からジ−、トリ−、テトラ−、（メ
タ）アクリレートが好ましい。中でも、強度の点からト
リ（メタ）アクリレートが最も好ましい。

【０００７】成形品は、透明であっても不透明であって
も良いが、前述のとおり、本発明で用いられるケイ素原
子を含有するポリマは、酸素ガス透過性に優れることか
ら、光学材料などに適用することが好ましく、この用途
には透明性を有するものが好ましい。 本発明のプラス
ティック成形品をコンタクトレンズに適用した場合、そ
の酸素透過係数は１０×１０^-11 cm³ (STP)cm/cm² ・se
c ・mmHg以上であることが好ましい。かかる値より小さ
ければ、角膜表面よりレンズを介して角膜に必要な酸素
を十分に供給できることが困難になり、長期装用した場
合、角膜の生理的負担が大きくなる傾向がある。本発明
でいうところの酸素透過係数の測定は、電極法や真空法
などにて行われる。

【０００８】本発明のアルカリ溶液とは水溶液でも有機
溶液でも良いが、多くのプラスティックが有機溶剤に侵
されることがあることから、水溶液が望ましい。有機溶
液とした場合、用いることができる有機溶剤としては、
処理するプラスティックが侵されない非溶媒が用いられ
る。

【０００９】かかるアルカリ水溶液に用いるアルカリと
しては、無機塩基、有機塩基どちらでも用いることがで
きる。無機塩基の例としては水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水
素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、アン
モニアなどの水溶性塩基類が挙げられる。このなかでも
水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの様な強塩基が
効果が大きく好ましい。有機塩基としては酢酸ナトリウ
ム、酢酸カリウムなど有機酸の塩、アニリン、トリエチ
ルアミン、ブチルアミンなどのアミン類、ピリジン、ピ
ロリジンなどのヘテロ環化合物類が挙げられる。これら
の塩基類の中で非水溶性のものは有機溶剤と組合せて使
用することができる。これらアルカリ溶液の中で、処理
するプラスティックの物性に影響することが少ないこと
から、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液
が最も好ましい。

【００１０】次にアルカリ処理の方法について述べる。
処理に用いるアルカリ溶液の濃度は特に限定されるもの
ではないが、通常、０．１mol/l から２０mol/l が使用
され、濃度が大きくなるほど処理効果が大きくなる傾向
にあり、処理時間を短縮することができる。この中でも
処理されるプラスティックへの影響なく十分な処理効果
を得るためには、４mol/l から１５mol/l が最も好まし
い。処理温度はその溶液が液体状態である温度範囲で、
かつ処理するプラスティック成形品が安定な温度範囲で
あれば可能であり、温度が高くなるほど処理効果が大き
く、処理時間を短縮することができる。通常、０℃から
９０℃の温度で処理をおこなうことが好ましい、中でも
３０℃から９０℃の範囲が好ましい。この様なアルカリ
溶液に処理しようとするプラスティック成形品を浸漬す
ることにより、処理がなされる。攪拌はしてもしなくて
も良く、浸漬、放置だけでも十分な効果を得ることがで
きる。処理時間はアルカリ濃度、処理温度によって異な
り、時間が長いほど効果が大きい傾向にある。通常、１
時間から、１週間の範囲で行われることが好ましいが、
これらの条件に限定されるものではない。

【００１１】本発明において、アルカリ処理する前のプ
ラスティック成形品の製造方法としては、キャスト重
合、射出成形、押出し成形など特に限定することなく用
いることができる。とくにプラスティックが３次元架橋
を有する場合には、キャスト重合が好ましく用いられて
いる。所定の形状を得るためには、適当なモールドを用
いて、成形と同時に所望の形状を形成せしめることも可
能であるが、コンタクトレンズなどの様に多種多様な形
状を作成する必要がある場合には、まず円柱状や平板状
の成形品を作成した後、切削、研磨法などを用いること
も有用な方法である。本発明によって得られる成形品
は、表面のケイ素原子が内部に比べて少ないことから、
表面の水濡れ性が著しく向上する。特に、親水性表面を
有し、かつ内部のケイ素原子による酸素透過性を損わな
いことから、コンタクトレンズや眼内レンズなどとして
好適に用いることができる。

【００１２】以下に実施例をあげて本発明をより詳しく
説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるも
のではない。

【００１３】

【実施例】

実施例１ 両末端に二重結合を有するポリジメチルシロキサン４５
重量部、トリフルオロエチルメタクリレート４７．５重
量部、メタクリル酸３重量部、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート４．５重量部を均一に混合し、これ
にアゾビスイソブチロニトリル０．０５重量部、アゾビ
スシクロヒキサンカルボニトリル０．１５重量部を添加
した後、試験管に封入して、６０℃から１１０℃まで２
４時間かけて昇温させた後、１１０℃にて４時間保持し
重合体を得た。これから厚さ約０．２mmの円盤を２個、
切り出し両面を研磨した。５０℃の４０％水酸化ナトリ
ウム水溶液にこの円盤の１個を２４時間浸漬しアルカリ
処理をおこなった。このアルカリ処理をおこなう前の試
料の水濡れ接触角は１０５°であり、アルカリ処理後の
接触角は９５°となり、大幅な水濡れ性の向上が認めら
れた。また、硬度については、処理品、未処理品とも、
ヴィッカー硬度は４．２であり、差は認められなかっ
た。また、真空法により処理前後の酸素透過係数を測定
したが、いずれも２２０×１０^-11 cm³ (STP)cm/cm² ・
sec ・mmHgであり、差は認められなかった。更に、可視
光線透過率は、処理前後とも９０％以上であり、処理に
よるくもりの発生などはみられなかった。

【００１４】また、残り１個を４０℃の２４％水酸化ナ
トリウム水溶液に７２時間浸漬しアルカリ処理をおこな
った。このアルカリ処理をおこなう前の試料の水濡れ接
触角は１０６°であり、アルカリ処理後の接触角は９５
°となり、上記と同様、大幅な水濡れ性の向上が認めら
れた。

【００１５】これら塗れ性は液滴式接触角計により、ま
た、硬度は、ヴィッカース硬度計により測定した。

【００１６】実施例２ 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５０重量部、トリフルオロエチルメタクリレート
５０重量部、アゾビスイソブチルニトリル０．０５重量
部、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル０．１５重
量部を添加、溶解後、試験管に封入して、実施例１と同
様に重合して重合体を得た。この重合体から０．2mm の
円盤を切り出し両面を研磨した。６０℃の６０％水酸化
カリウム水溶液にこの円盤を６時間浸漬しアルカリ処理
をおこない、処理前後での接触角の変化を調べた。その
結果、アルカリ処理をおこなう前の試料の水濡れ接触角
は５８°であり、アルカリ処理後の接触角は４７°とな
り、アルカリ処理後の水濡れ性は、極めて良好であっ
た。

【００１７】実施例１、２の結果より、本発明によって
得られるケイ素原子を含有するプラスティック成形品
は、プラスティック成形品の硬度・硬質性を低下させる
ことなく、その表面に親水性を付与しうることが分る。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、硬度、硬質性、透明性、
ガス透過性などの諸性能を維持しつつ、その表面に優れ
た親水性を有するプラスティック成形品を得ることがで
きる。特に、ガス透過性に優れたコンタクトレンズの表
面に十分な水濡れ性を付与するのに好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｆ 230/08 ＭＮＵ 7242−4Ｊ Ｃ０８Ｇ 77/38 ＮＵＦ 8319−4Ｊ Ｇ０２Ｂ 1/04 7132−2Ｋ // Ｇ０２Ｃ 7/04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケイ素原子を含有するプラスティック成形
   品をアルカリ溶液に浸漬処理することにより、ケイ素原
   子の少なくとも一部を除去することを特徴とするプラス
   ティック成形品の製造方法。
2. 【請求項２】ケイ素原子を含有するプラスティック成形
   品が、二重結合を有するシロキサン化合物と（メタ）ア
   クリロイル基を有する化合物との共重合体であることを
   特徴とする請求項１記載のプラスティック成形品の製造
   方法。
3. 【請求項３】ケイ素原子を含有するプラスティック成形
   品の酸素透過係数が、１０×１０^-11 cm³ (STP)cm/cm²
   ・sec ・mmHg以上であることを特徴とする請求項１記載
   のプラスティック成形品の製造方法。
4. 【請求項４】ケイ素原子を含有するプラスティック成形
   品が、コンタクトレンズまたは眼内レンズであることを
   特徴とする請求項１記載のプラスティック成形品の製造
   方法。