DE69834191T2 - Verfahren zum herstellen von kontaktlinsen auf der basis von polyvinylalkohol - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen und genauer gesagt, ein neues Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen, hergestellt aus einem vernetztem Polyvinylalkohol.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Allgemein wird Polyvinylalkohol durch Hydrolyse eines Polyvinylesters, wie z.B. Polyvinylacetat erhalten und es ist nicht einfach den Polyvinylalkohol zu vernetzen.
- Bis zum jetzigen Zeitpunkt wird das Vernetzen von Polyvinylalkohol durch Hydrolyse von Polyvinylacetat zur Erzeugung von Polyvinylalkohol, gefolgt von einem Vernetzen des Polyvinylalkohols unter Verwendung eines Aldehyds usw. durchgeführt. Bei diesem Verfahren ist es jedoch nicht einfach einen Vernetzungsgrad des Polyvinylalkohols genau zu kontrollieren.
- Außerdem können Kontaktlinsen aus einem Polyvinylalkohol als Material nicht praktisch sein, da es schwierig ist, Polyvinylalkohol aufgrund seiner besonderen Eigenschaften zu Linsen zu formen.
- Demgegenüber offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. Hei 40719/1997 vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen, erhalten durch Verarbeitung eines Copolymers, bestehend aus Vinylacetat und Triallylisocyanurat zur Bildung eines linsenähnlichen Copolymers unter Kühlen, gefolgt von einer Hydrolyse des resultierenden Polymers.
- In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 40719/1997 werden Triallylisocyanurat als Vernetzungsmittel und Vinylacetat in einem Teströhrchen massepolymerisiert, dann wird das Copolymer einer Maschinenverarbeitung durch Mahlen und Polieren unter Kühlen unterzogen, um ein linsenförmiges Polymer zu erzeugen, gefolgt von einer Hydrolyse und das linsenförmige Polymer, das erhalten wird, ist als vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinse mit hohem Feuchtigkeitsgehalt nützlich.
- Es ist jedoch schwierig Vinylacetat mit einer vergleichsweise geringen relativen Dichte und einfacher Verdampfung zu behandeln und es ist nicht einfach eine Polymerisation des Vinylacetats mit Triallylisocyanurat mit einer vergleichsweise großen relativen Dichte und schwieriger Verdampfung aufgrund eines thermischen Polymerisationsverfahren in einem Teströhr chen zu kontrollieren. D.h., im Fall des Schneidens etlicher Linsen aus einem Stück eines stäbchenförmigen massigen Polymers hat die Linse in einem geschwollenen Zustand eine Vielzahl von Formen und eine Formstabilität, so dass dies zu Schwierigkeiten eines Erhalts von Linsen mit gleichbleibender Qualität führt.
- Da auch kein Vinylacetatcopolymer mit ausreichender Härte bei Normaltemperatur erhalten werden könnte, werden Maschinenverarbeitungen unter Kühlen benötigt und daher werden die Herstellungsschritte kompliziert, um die Verarbeitungsbedingungen aufrecht zu erhalten und es ist daher schwierig, Linsen sukzessiv bei niedrigen Kosten in Masse zu erzeugen. Weiterhin hat, obwohl die Maschinenverarbeitungen unter Kühlen durchgeführt werden, eine Verarbeitungswärme, die während der Verarbeitungen auftritt, einen schlechten Einfluss auf das Vinylacetatcopolymer und im Ergebnis raut sich die Linsenoberfläche auf und die Linsen können nicht optisch zufriedenstellend sein.
- Daher besteht ein starker Wunsch nach einem Verfahren, das einfach betrieben werden könnte, zur Herstellung von vernetzen PolyvinylalkoholKontaktlinsen mit guter Formstabilität.
- Andere Verfahren, um Kontaktlinsen herzustellen, werden in der JP 09-93547 A, JP 09-90720 A, JP 01-250923 A diskutiert.
- Die vorliegende Erfindung stellt unter Erfüllung der oben erwähnten Bedürfnisse ein praktisches und neues Verfahren zur Herstellung von vernetzen Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen bereit. D.h., diese Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung vernetzter Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen bereit, wobei die Linsenoberfläche nicht aufgeraut wird und die Verarbeitbarkeit der Linsen durch Verbesserung der Formstabilität der vervollständigten Linsen im geschwollenen Zustand verbessert und wobei die Linsen mit gleichbleibender Qualität in Masse erzeugt werden können, als Ergebnis dessen, dass man die Polymerisation auf die Form von Linsen ohne maschinelle Bearbeitungen durchführen lässt.
- OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- Ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen der vorliegenden Erfindung umfasst die Herstellung von 100 Gew.-Teilen eines Vinylesters, ausgedrückt durch die folgende Strukturformel (1):worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, und 0,05 bis 5 Gew.-Teilen Triallylisocyanurat, Befüllen einer Form, bestehend aus einer Positiv- und Negativform, mit der Mischung, Anwendung von Ultraviolettstrahlen zur Bildung eines linsenförmigen Polymers, und Hydrolyse des resultierenden Polymers.
- Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung raut sich die Linsenoberfläche nicht auf und eine Formstabilität der vollständigen Linse im geschwollenen Zustand ist so ausgezeichnet, dass ihre Verarbeitbarkeit gut ist und die Linsen können mit gleichförmiger Qualität in Masse erzeugt werden, da die Polymerisation zu einer Linsenform ohne maschinelle Bearbeitung durchgeführt werden kann.
- Bei diesem Verfahren wird angenommen, da die linsenförmigen Polymere zu Beginn des Verfahrens durch die Form in kurzer Zeit gebildet werden können, dass das Triallylisocyanurat den Polyvinylester effektiv vernetzen kann, um die Form der Linse zu erhalten.
- BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
- In der vorliegenden Erfindung wird der Vinylester, der eine Hauptkomponente des Polyvinylalkohols wird durch die Strukturformel (1) ausgedrückt und die durch R angegebene Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine Alkylgruppe von C1-C8, eine Alkenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe oder eine Arylgruppe.
- Beispiele für die Alkylgruppe beinhalten eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Isopropylgruppe und Hexylgruppe, Beispiele für die Alkenylgruppe beinhalten eine Vinylgruppe, Propenylgruppe, Butenylgruppe und Hexadienylgruppe, Beispiele für die Cycloalkylgruppe beinhalten eine Cyclopentylgruppe und Cyclohexylgruppe und Beispiele für die Arylgruppe beinhalten eine Phenylgruppe.
- Der Vinylester ist vorzugsweise Vinylacetat, wovon R eine Methylgruppe ist und Vinylacetat kann auch in einer Mischung mit anderen Vinylestern verwendet werden, worin R die Alkylgruppe mit C1 bis C8, die Alkenylgruppe, die Cycloalkylgruppe und die Arylgruppe ist, zur Einstellung einer Polymerisationsrate, der Monomerviskosität und einer Hydrolyserate.
- Der Fall, worin R eine Alkylgruppe von mehr als C8 ist wird nicht bevorzugt, da dadurch die Hydrolyse des Vinylesters schwierig werden kann und es besteht eine Tendenz, dass es schwierig wird, den Polyvinylalkohol mit einem Verseifungsverhältnis von 80% oder mehr zu erhalten.
- Beispiele für den Vinylester können Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylpivalat, Vinylacrylat, Vinylmethacrylat und Vinylsorbat beinhalten.
- Wenn der Gehalt des Triallylisocyanurats als Vernetzungsbestandteil weniger als 0,05 Gew.-Teile beträgt, kann der Polyvinylalkohol nach Abschluss der Hydrolyse nicht ausreichend genug als Gel vernetzt sein und so wird es schwierig die Form der Kontaktlinsen aufrecht zu erhalten. Wenn der Gehalt mehr als 5 Gew.-Teile beträgt, ist die Vernetzungsdichte so groß, dass keine flexiblen Kontaktlinsen erhalten werden können und auch der Feuchtigkeitsgehalt abfällt. Daher wird in der vorliegenden Erfindung Triallylisocyanurat in einem Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-Teilen und vorzugsweise 0,06 bis 2 Gew.-Teilen verwendet.
- Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Formen sind Formen, die aus Kunststoff hergestellt wurden, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol oder ABS-Harz oder aus Glas hergestellte Formen oder solche Formen in Kombination mit einer Form, hergestellt aus Metall, die eine optisch hohe Präzision aufweisen. Da weiterhin der Vinylester, worin R eine geringe Kohlenstoffzahl aufweist, wie z.B. Vinylacetat, einfach verdampft ist es nötig, im Hinblick auf die Luftdichte größte Sorgfalt walten zu lassen.
- Das Polymerisationsverfahren ist eine radikalische Polymerisation durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen. Bei dem thermischen Polymerisationsverfahren unter Verwendung der Form tritt, wenn ein Vinylester, wie z.B. Vinylacetat zu Beginn der Polymerisation verdampft wird und in dem Fall, dass die Form eine hohe Luftdichte aufweist und der Druck der Form zu hoch ist unter bestimmten Umständen eine Explosion auf. In diesem Punkt kann die Polymerisation durch ultraviolette Strahlen die Polymerisationswärme im Vergleich mit der thermischen Polymerisation einfach kontrollieren.
- In der vorliegenden Erfindung ist es auch wichtig, die Polymerisationsreaktion durch ultraviolette Strahlen in der Form zu kontrollieren. D.h., es ist im Hinblick auf die Polymerisation in der Form und unter Verwendung einer geringen Menge an Monomeren nötig, eine Polymerisationsreaktionsrate von Vinylester und eine Polymerisationsreaktionsrate von Triallylisocyanurat als Vernetzungsmittel strikt einzustellen. Der obige Zweck kann erreicht werden, indem eine Bestrahlungsdosis von ultravioletten Strahlen eingestellt wird, korrespondierend zu einer Menge des ultravioletten Strahlungspolymerisationsinitiators. D.h., dass im Hinblick auf die Bedingungen der Polymerisationsreaktion in einem Fall, in dem ein ultravioletter Strahlpolymerisationsintiator nicht verwendet wird, die Bestrah lungsenergie vorzugsweise im Bereich von 30 bis 300 mW/cm2 liegt und in dem Fall, in dem ein ultravioletter Strahlenpolymerisationsinitiator in einem Bereich von ungefähr 5.000 bis 25.000 ppm verwendet wird, die Bestrahlungsenergie vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 mW/cm2 liegt.
- Das erhaltene Polymer wird zusammen mit der Form auf eine Temperatur des Erweichungspunkts oder weniger abgekühlt und das Polymer wird aus der Form genommen.
- Beispiele für den ultravioletten Strahlungspolymerisationsinitiator beinhalten 4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)keton, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 2-Methyl-2-morpholino-(4-thiomethylphenyl)propan-1-on, 1-Hydroxycyclohexyl-phenylketon, 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanon und benzyldimethylketal.
- Die in der Form polymerisierten linsenförmigen Vinylestercopolymere werden zu den beabsichtigten Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen, indem die Hydrolyse durchgeführt wird.
- Obwohl das Hydrolyseverfahren nicht begrenzt ist, wird die Reaktion üblicherweise durch Eintauchen des geformten linsenförmigen Polymers in einer alkalischen Lösung durchgeführt. Beispielsweise wird die geformte Linse vorzugsweise vorher durch einen niederen Alkohol, wie Methanol, geschwollen und dann durch Eintauchen in eine Mischlösung aus einer Natriumhydroxidlösung und einem niederen Alkohol, wie z.B. Methanol hydrolysiert. Wenn die Hydrolyse nicht ausreichend durchgeführt wird, besteht in diesem Fall eine Tendenz, dass ein hoher Feuchtigkeitsgehalt, der für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist, nicht erhalten wird und dass das Polymer außerdem im Hinblick auf die Transparenz reduziert ist und so ist es schwierig, es als Kontaktlinse zu verwenden und daher liegt ein Hydrolyseverhältnis vorzugsweise bei 80% oder mehr.
- Wie oben erwähnt, können gemäß der vorliegenden Erfindung, Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen mit ausgezeichneter Flexibilität, hohem Feuchtigkeitsgehalt und ausgezeichneter Formstabilität und Linsenqualität einfach hergestellt werden.
- Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele illustriert.
- BEISPIEL 1
- Zu 20 g Vinylacetat werden 0,2 g Triallylisocyanurat und 20.000 ppm 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (DAROCUR 1173: Handelsname, erhältlich von CIBA-GEIGY (Japan) Limited) als ein ultravioletter Strahleninitiator zugefügt und ausreichend gerührt. Danach wird die flüssige Mischung in eine Form, hergestellt aus Polypropylen, gegeben, gefolgt von einer Anwen dung von ultravioletten Strahlen mit einer Strahlungsenergie von 15,3 mW/cm2 durch eine Hochdruck-Quecksilberlampe in einer ultravioletten Bestrahlungsausrüstung für 30 Minuten, um ein linsenförmiges Polymer zu erhalten. Weiterhin wird die Hydrolyse durch Eintauchen des geformten linsenförmigen Polymers bei 40°C für 2 Stunden oder mehr in eine Lösung durchgeführt, die durch das Vermischen von Methanol und destilliertem Wasser in einem Verhältnis von 8:2 und weiter Zugabe von Natriumhydroxid auf 1,0 molare Konzentration erhalten wird. Danach wird das geformte linsenförmige Polymer herausgenommen und ausreichend mit einer großen Menge Wasser gewaschen, um eine vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinse zu erhalten.
- Für das geformte linsenförmige Polymer wird durch ein Infrarotspektrophotometer bestätigt, dass ein Verseifungsverhältnis von Vinylalkohol von einem Vinylester auf 90% oder mehr fortgeschritten ist. Die Linse hat einer Transparenz einer Strahlungstransmission von 95% oder mehr und einen Feuchtigkeitsgehalt von 84%; eine Rauhigkeit der Linsenoberfläche wird nicht beobachtet; die Formstabilität der vollständigen Linse in geschwollenem Zustand ist ausgezeichnet und ihre Handhabbarkeit ist gut und die Linsenqualität ist ausgezeichnet.
- BEISPIEL 2
- Mit der Ausnahme, dass 18 g Vinylacetat, 2 g Vinylpropionat, 0,2 g Triallylisocyanurat und 20.000 ppm des ultravioletten Strahlenpolymerisationsinitiators (DAROCUR 1173: CIBA-GEIGY(Japan) Limited) zugefügt werden, wird das Verfahren auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, um vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen zu erhalten. Es wird durch Infrarotspektrophotometer für das geformte linsenförmige Polymer bestätigt, dass das Verseifungsverhältnis von Polyvinylalkohol von einem Vinylester auf 90% oder mehr fortgeschritten ist. Die Linse hat einer Transparenz einer Strahlungstransmission von 95% oder mehr und einen Feuchtigkeitsgehalt von 76%; eine Rauhigkeit der Linsenoberfläche wird nicht beobachtet; die Formstabilität der vollständigen Linse in geschwollenem Zustand ist ausgezeichnet und ihre Handhabbarkeit ist gut und die Linsenqualität ist ausgezeichnet.
- BEISPIEL 3
- Mit 20 g Vinylacetat werden 0,2 g Triallylisocyanurat vermischt und ausreichend gerührt. Danach wird die flüssige Mischung in eine Form, hergestellt aus Polypropylen, gegeben gefolgt von der Anwendung einer ultravioletten Strahenbeleuchtungsenergie von 107 mW/cm2 durch eine Hochdruck-Quecksilberlampe in einer ultravioletten Strahlungsausrüstung für 10 Minuten in Abwesenheit eines ultravioletten Strahlenpolymerisationsini tiators um ein linsenförmiges Polymer zu erhalten. Weiterhin wird das Verfahren auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, um vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen zu erhalten.
- Es wird durch Infrarotspektrophotometer für das geformte linsenförmige Polymer bestätigt, dass das Verseifungsverhältnis von Polyvinylalkohol von einem Vinylester auf 90% oder mehr fortgeschritten ist. Die Linse hat einer Transparenz einer Strahlungstransmission von 95% oder mehr und einen Feuchtigkeitsgehalt von 84%; eine Rauhigkeit der Linsenoberfläche wird nicht beobachtet; die Formstabilität der vollständigen Linse in geschwollenem Zustand ist ausgezeichnet und ihre Handhabbarkeit ist gut und die Linsenqualität ist ausgezeichnet.
- VERGLEICHSBEISPIEL 1
- Eine flüssige Mischung, bestehend aus 99 g Vinylacetat, 1 g Triallylisocyanurat und 0,5 g Laurylperoxid wird in ein Teströhrchen gegeben und einer thermischen Polymerisation unterzogen, um ein Stück eines stäbchenförmigen Polymers zu erhalten und dann werden unter Verwendung des stäbchenförmigen Polymers zehn Stücke des geformten linsenförmigen Polymers unter Kühlung erhalten. Da die Oberfläche jeder Linse aufgeraut ist, ist jede Linse als ein optisches Material nicht zufriedenstellend. Außerdem haben die zehn Stücke der Linsen im geschwollenen Zustand eine Vielzahl von Formen und können die Form als Linse nicht beibehalten.
- INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
- Linsen, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, sind als vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt nützlich.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, da vernetzte Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen mit hoher Transparenz und hohem Feuchtigkeitsgehalt durch Bildung eines linsenförmigen Polymers in einer Form unter kontrollierten Polymerisationsbedingungen in kurzer Zeit erhalten werden, keine Rauhigkeit der Linsenoberfläche beobachtet und die Formstabilität der vollständigen Linse in geschwollenem Zustand ist so gut, dass ihre Handhabbarkeit gut ist und dass sie praktisch verwendbar ist und weiterhin können die Linsen mit gleicher Qualität in Masse hergestellt werden.
Claims (3)
- Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Kontaktlinsen durch Hydrolyse eines Copolymers eines Vinylesters, ausgedrückt durch die folgende Strukturformel (1):worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, und Triallylisocyanurat, was die Herstellung einer Mischung von 100 Gew.-Teilen des Vinylesters und 0,05 bis 5 Gew.-Teilen des Triallylisocyanurats, Befüllen einer Form, bestehend aus einer Positiv- und Negativform, mit der Mischung, Anwendung von Ultraviolettstrahlen zur Bildung eines linsenförmigen Polymers, und Hydrolyse des resultierenden Polymers umfasst.
- Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei die Kohlenwasserstoffgruppe eine C1-8-Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe oder eine Arylgruppe ist.
- Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei der Vinylester eine Mischung von zwei oder mehr Vinylestern ist.
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