(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記少なくとも1種のポリマーが、ポリアクリル、ポリオール、ポリアミン、ポリアミド、ポリアンヒドリド、ポリカルボン酸、ポリエポキシド、ポリイソシアネート、ポリノルボルネン、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリカーボネート、ポリアリル、ポリスルフィド、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテル、ポリアリーレン、ポリオキシド、ポリスルホン、ポリシクロオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、及びポリペンテンからなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
前記プレポリマーが、ポリアクリル、ポリオール、ポリアミン、ポリアミド、ポリアンヒドリド、ポリカルボン酸、ポリエポキシド、ポリイソシアネート、ポリノルボルネン、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリカーボネート、ポリアリル、ポリスルフィド、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテル、ポリアリーレン、ポリオキシド、及びポリスルホン、ポリシクロオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリペンテンからなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
前記少なくとも1種の熱可塑性物質が、ポリオレフィン、たとえば、シクロオレフィンポリマー、ポリアクリレート、たとえば、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリイソブチル(メタ)アクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリカーボネート、ポリアリル、ポリスルフィド、ポリビニル、ポリアリーレン、ポリオキシド、及びポリスルホン、並びにそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項8又は9に記載の方法。
付加製造プロセスが、走査レーザー焼結(SLS)、走査レーザー溶融(SLM)、溶融堆積モデリング(FDM)、及びインクジェットプリンティングからなる群から選択される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
工程(4)が、少なくとも1つのボクセル及び少なくとも1つのインクリメンタル中間エレメントを少なくとも1つの機械的処理、物理的処理、又は化学的処理に付すことをさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
前記処理が、熱放射、対流加熱、伝導加熱、冷却、チリング、赤外線、マイクロ波、UV線、可視光線、蒸発、又は前記ボクセルの少なくとも1つの構成工程で使用される温度未満の温度への前記少なくとも1つのボクセルの暴露をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本明細書で用いられる単語又は用語は、本開示で明示的且つ明確に規定された場合を除いて又は特に文脈上異なる意味を必要としないかぎり、本開示の分野でのそれらの明白な通常の意味を有する。
【0032】
本開示及び参照により組み込まれうる1つ以上の特許又は他の文献で単語又は用語の使用法になんらかの矛盾がある場合、本明細書に一致する定義を採用すべきである。
【0033】
「〜を含む(comprising)」、「〜を含有する(containing)」、「〜を含む(including)」、「〜を有する(having)」という単語及びすべてのそれらの文法的変化形は、オープンな非限定的意味を有することが意図される。たとえば、成分を含む組成物は、追加の成分を有することを除外するものではなく、部品を含む装置は、追加の部品を有することを除外するものではなく、且つ工程を有する方法は、追加の工程を有することを除外するものではない。そのような用語が用いられる場合、特定された成分、部品、及び工程「から本質的になる」又は「からなる」組成物、装置、及び方法が、特定的に包含且つ開示される。本明細書で用いられる場合、「〜から本質的になる(consisting essentially of)」という言葉及びすべてのその文法的変化形は、特定された材料又は工程、及び特許請求された本発明の基本的且つ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさないものに、特許請求の範囲を限定することが意図される。
【0034】
不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、冠詞により導入される1つ以上の成分、部品、又は工程を意味する。
【0035】
下限及び上限を有する程度又は測定の数値範囲が開示される場合は常に、範囲内に含まれる任意の数及び任意の範囲もまた、特定的に開示されることが意図される。たとえば、値の範囲(「a〜b(from a to b)」又は「約a〜約b(from about a to about b)」又は「約a〜b(from about a to b)」、「約a〜b(from approximately a to b)」、及び任意の類似の表現の形で、「a」及び「b」が範囲又は測定の数値を代表する)はすべて、「a」及び「b」の値そのものを含めて、より広い値の範囲内に包含されるすべての数及び範囲を示すものと理解されるべきである。「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、任意に割り当てられうるとともに、他の点では性質、構造、機能、又は作用が類似又は対応する2つ以上の成分、部品、又は工程を区別することが単に意図されるにすぎない。たとえば、「第1」及び「第2」という単語は、他の目的を果たすものではなく、且つ後続の名称語又は記述語の名称又は記述の一部ではない。「第1」という用語の単なる使用は、なんらかの「第2」の類似又は対応する成分、部品、又は工程が存在することを意味するものではない。同様に、「第2」という単語の単なる使用は、なんらかの「第1」又は「第3」の類似又は対応する成分、部品、又は工程が存在することを意味するものではない。さらに、「第1」という用語の単なる使用は、エレメント又は工程がいずれかのシーケンスのまさに最初であることを意味するものではなく、単にエレメント又は工程の少なくとも1つであることを意味するにすぎないことを理解すべきである。同様に、「第1」及び「第2」という用語の単なる使用は、いずれかのシーケンスを意味するものではない。したがって、そのような用語の単なる使用は、「第1」及び「第2」のエレメント又は工程間に介在するエレメント又は工程を除外するものではない。
【0036】
本明細書で用いられる場合、「付加製造」とは、材料を連結して3Dディジタルモデルから3Dソリッドオブジェクトを作製するプロセスを記述する国際規格ASTM2792−12に定義される製造技術を意味する。プロセスは、逐次層が互いに上にレイダウンされるため、「3Dプリンティング」又は「材料プリンティング」と呼ばれる。プリンティング材料は、液体、固体たとえば粉末、又はシート材料を含み、それらから一連の断面層が蓄積される。CADモデルに基づく仮想断面体に対応する層は、連結又は自動融合されて、ソリッド3Dオブジェクトを形成する。付加製造としては、ステレオリソグラフィー、マスク(レス)ステレオリソグラフィー、マスク(レス)投影ステレオリソグラフィー、インクジェットプリンティングたとえばポリマージェッティング、走査レーザー焼結(SLS)、走査レーザー溶融(SLM)、溶融堆積モデリング(FDM)などの製造技術が挙げられるが、これらに限定されるものではない。付加製造技術は、典型的にはCAD(コンピューター支援設計)ファイル中に定義された所定の配置に従って体積エレメント又は粒子を並置することにより3Dソリッドオブジェクトを形成するプロセスを含む。並置とは、事前に蓄積された材料層の上に1つの材料層を蓄積すること及び/又は事前に構成された材料体積エレメントに隣接して材料体積エレメントを配置することを含む逐次操作と理解される。
【0037】
本明細書で用いられる場合、「ボクセル」とは、体積エレメントを意味する。ボクセルは、三次元空間の一部である識別可能なジオメトリー形状である。ボクセルのサイズは、典型的には、一寸法が0.1〜500μmの範囲内である。「ボクセル」は、他のボクセルとの組合せで三次元空間内にライン若しくは層又は他の所定の形状若しくはパターンを規定可能な個別のエレメントを参照しうる。構成されるボクセルは、使用される技術及び製造プロセスの条件に依存して、任意の所望の形状でありうる。複数又は一群の近接ボクセルは、配置された場合、ライン又は層を形成又は規定することが可能であり、且つ光学エレメントを構成することが可能である。特定のボクセルは、コーナー、センターなどの形状ジオメトリーの選択された点のx、y、及びz座標により、又は当技術分野で公知の他の手段により、同定されうる。ボクセルの境界は、ボクセルの外表面により規定される。そのような境界は、ごく近接した状態、接触した状態、又は接触しない状態でありうる。
【0038】
本明細書に定義される場合、「均一性」とは、可視スペクトル領域に顕著な散乱、ヘイズ、回折、歪み、及び/又は条線を誘導可能な材料の屈折率のいかなる変動も、バルクレンズ材料中に不在であることを意味する。特定的には、均一性とは、バルクレンズ材料が同一組成物から構成されたボクセルを含み、各ボクセルが同一の最終屈折率を示すことを意味する。
【0039】
本明細書で用いられる場合、「接続性」及びその派生語は、第1のボクセルの少なくとも一部と第2のボクセルの少なくとも一部との接続性を意味する。第1及び第2のボクセルのそれぞれの少なくとも一部は、相互作用、たとえば、限定されるものではないが、イオン結合、共有結合、金属結合などの化学結合、又は分子の絡合いなどの機械結合、或いはそれらの任意の組合せを形成しうる1つ以上の種を含む。この接続性は、限定されるものではないが、第1のボクセルの少なくとも一部からの少なくとも1つの種と第2のボクセルの少なくとも一部との、又は第2のボクセルの少なくとも一部からの少なくとも1つの種と第1のボクセルの少なくとも一部との、拡散を伴う又は伴わない相互作用、或いはそれらの任意の組合せを含みうる。種は、少なくとも1種の分子、モノマー、プレポリマー、ポリマー鎖、又は当技術分野で公知の任意の他の種でありうる。2つのボクセル間の接続性の利点としては、ボクセル間の境界が除去されて改良された光学的透明度及び熱機械的性質が得られることが挙げられる。「内部接続性」とは、第1のボクセルの少なくとも一部と同一の第1のボクセルの少なくとも一部との間の接続性を意味するものと理解されるべきである。内部接続性の利点としては、分子量の増加により熱機械的性質が改良されることが挙げられうる。接続性は、自然に生じうるか、或いは物理的処理、化学的処理、若しくは機械的処理、又はそれらの任意の組合せにより誘導されうる。本明細書で用いられる場合、「物理的処理」としては、熱、赤外線、マイクロ波、又は放射線への暴露などの手段による熱処理が挙げられうるが、これらに限定されるものではない。そのような熱処理は、温度を増加させうるため、それにより、ボクセル中のモノマー、プレポリマー、若しくはポリマー、又は任意の他の種の分子鎖移動度が増加して、ボクセルの接続性が向上するであろう。物理的処理の他の例としては、表面を改質するプラズマ放電又はコロナ放電が挙げられる。本明細書で用いられる場合、「化学的処理」は、1つ以上の組成物の化学修飾をもたらす1つ以上の化学品を使用する処理でありうる。たとえば、化学的処理としては、酸、塩基、界面活性剤、ハロゲンなどへの暴露が挙げられうる。本明細書で用いられる場合、「機械的処理」としては、撹拌、たとえば、音響エネルギー又は超音波エネルギーへの暴露による撹拌、ボクセル表面境界でのボクセルの混合を促進可能な高周波振動デバイスによる撹拌が挙げられうる。本明細書に記載の物理的処理、化学的処理、及び/又は機械的処理のいずれか1つの結果として、たとえば、二経路化学過程又は可逆反応により、ボクセル中に存在するプレポリマー及び/又はポリマーの分子量が低減されて、ボクセルの相互拡散が促進されうる。
【0040】
本明細書で用いられる場合、「接続性を誘導する」とは、少なくとも第1のボクセル及び少なくとも第2のボクセルに機械的処理、物理的処理、若しくは化学的処理のいずれか1つ又はそれらの任意の組合せを適用して、少なくとも第1のボクセルの少なくとも一部と、少なくとも第2のボクセルの少なくとも一部との密接な接触を引き起こすことを意味する。「内部接続性」を誘導するとは、第1のボクセルの少なくとも一部に機械的処理、物理的処理、若しくは化学的処理のいずれか1つ又はそれらの任意の組合せを適用して、第1のボクセルの少なくとも一部と、同一の第1のボクセルの少なくとも一部との密接な接触を引き起こすことを意味する。
【0041】
本明細書で用いられる場合、「ポリマー組成物」は、光重合性及び/又は熱重合性の組成物を含みうる。光重合性組成物とは、限定されるものではないが、UV、可視、IR、マイクロ波などを含めて、化学線への暴露により重合が起こる組成物を意味する。熱重合性組成物とは、温度変化への暴露により重合が起こる組成物を意味する。拡大解釈されて、本発明によれば、重合性組成物は、熱可塑性又は熱硬化性のポリマーを含みうる。
【0042】
本明細書で用いられる場合、「熱可塑性」ポリマーとは、熱に暴露された時に溶融可能な、而も好ましくは光学透明性且つ光学グレードの、熱可塑性樹脂であるものと理解される。使用しうる熱可塑性物質としては、シクロオレフィンポリマーなどのポリオレフィン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリイソブチル(メタ)アクリレートなどのポリアクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリカーボネート、ポリアリル、ポリスルフィド、ポリビニル、ポリアリーレン、ポリオキシド、及びポリスルホン、並びにそれらのブレンドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本明細書に記載のポリマー又はプレポリマーの少なくとも1つは、少なくとも1種の熱可塑性物質を含みうる。熱可塑性物質は、粉末、ビーズ、及びロッドを含めて、固体粒子でありうる。
【0043】
本明細書で用いられる場合、「重合」とは、1種以上のモノマー及び/又はプレポリマーの結合を生成してポリマーを形成する化学反応を意味する。
【0044】
本明細書で用いられる場合、「硬化」とは、第1の分子量を有するモノマー又はプレポリマーを第2のより高い分子量を有するポリマー及び/又は網状構造に変換する化学プロセスを意味する。
【0045】
本明細書で用いられる場合、「モノマー」及び/又は「プレポリマー」とは、少なくとも1種の開始剤の存在下で活性化光及び/又は温度変化への暴露に反応可能な少なくとも1つの反応基を含む化学化合物を意味する。そのようなモノマー及び/又はプレポリマーは、少なくとも1つの反応基、たとえば、限定されるものではないが、オレフィン、アクリル、エポキシド、有機酸、カルボン酸、スチレン、イソシアネート、アルコール、ノルボルネン、チオール、アミン、アミド、アンヒドリド、アリル、シリコーン、ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルハリド、及びエピスルフィドを含みうる。その他の好適なモノマープレポリマーは、本明細書に記載されている。
【0046】
本明細書で用いられる場合、「基材」とは、所望の眼用レンズを蓄積するためにボクセルが堆積される表面を意味する。基材の例としては、SLA用のプラテンが挙げられる。
【0047】
本明細書で用いられる場合、「反応基」という用語は、同一の組成物又は異なる組成物の官能基と化学反応して共有結合を形成可能な組成物の官能基を意味する。官能基は、同一でありうるか又は異なりうる。
【0048】
本明細書で用いられる場合、「ボクセルを構成する」及びその派生語は、たとえば、プリントヘッドを介して、組成物のドロップレットを基材に選択的に堆積することを意味する。一態様では、加熱ノズルプリントヘッドを用いて溶融ポリマーワイヤーを堆積することにより、ボクセルを構成することが可能である。この場合、付加製造技術は、溶融堆積モデリング(FDM)である。他の場合、付加製造技術でポリマージェッティングを用いて液体組成物のドロップレットを堆積することにより、ボクセルを構成する。また、「ボクセルを構成する」とは、ボクセルを発生可能な組成物の選択重合も意味する。これは、たとえば、モノマー又はプレポリマーの、浴の特定位置でのUV暴露を含む。この場合、使用される付加製造技術は、ステレオリソグラフィー、マスク(レス)ステレオリソグラフィー、又はマスク(レス)投影ステレオリソグラフィーである。
【0049】
本明細書で用いられる場合、「活性化光」とは、化学変化を引き起こしうる波長を有する光を意味する。
【0050】
本明細書で用いられる場合、「開始剤」とは、光開始剤又は熱開始剤を意味する。
【0051】
本明細書で用いられる場合、「光開始剤」とは、光への暴露時に少なくとも1種の反応開始種(イオン又はラジカル)を発生して化学反応又は変換を開始する分子を意味する。光開始剤は、単独で又は共開始剤などの1種以上の化合物との組合せで使用されうる。光開始剤の選択は、第1に組成物で使用されるモノマー又はプレポリマーの反応基の性質、さらには重合反応の速度に基づく。光開始剤はまた、フリーラジカル開始剤を含みうる。カチオン硬化性組成物がフリーラジカル硬化性組成物よりもゆっくりと硬化することは、周知である。光開始剤のいくつかの例としては、アセトフェノン、ベンジル及びベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、カチオン開始剤、並びにチキサントンが挙げられる。その他の例示的な光開始剤及びフリーラジカル開始剤は、本明細書に記載されている。
【0052】
本明細書で用いられる場合、「熱開始剤」とは、熱への暴露により重合又は架橋を効率的に誘導又は惹起しうる種を意味する。熱開始剤としては、有機過酸化物、無機過酸化物、又はアゾ開始剤が挙げられうるが、これらに限定されるものではない。有機過酸化物としては、ペルオキシカーボネート、ペルオキシエステル、ジアルキルペルオキシド、ジアシルペルオキシド、ジペルオキシケタール、ケトンペルオキシド、及びヒドロペルオキシドが挙げられうるが、これらに限定されるものではない。無機過酸化物熱開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、及び過硫酸ナトリウムが挙げられうるが、これらに限定されるものではない。
【0053】
本明細書で用いられる場合、「共開始剤」とは、光を吸収しないにもかかわらず反応種の生成に関与する化学系の一部としての分子を意味する。共開始剤は、硬化性ラジカルを生成するためにアミンなどの第2の分子を必要とするベンゾフェノンのようなある種のフリーラジカル開始剤と組み合わせるのに特に好適である。その場合、UV線下で、ベンゾフェノンは、水素引抜きにより第3級アミンと反応して、(メタ)アクリレートモノマー又はプレポリマーの重合を開始することが周知のα−アミノラジカルを発生する。
【0054】
本明細書に提示されるのは、付加製造プロセス時に使用される組成物中のポリマー及び/又はプレポリマーを用いて眼用レンズを形成するための4つの異なる手法である。これらの手法は、以下で扱わかれており、次の表1に簡潔に記載されている。
【0056】
第1の技術的手法は、1)少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーを含む第1の組成物の第1のボクセルを構成する工程と、2)少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーを含む第2の組成物の第2のボクセルを構成する工程と、3)第1及び第2のボクセル間の接続性を誘導して中間エレメントを形成する工程と、次いで、4)追加のボクセルで工程2)及び3)を繰り返してインクリメンタル中間エレメントを形成することにより、三次元透明眼用レンズを形成する工程と、を含む。この手法の利点としては、非常に低い収縮発生率、改良されたジオメトリー精度、所望の熱機械的性質、及び好適な光学的透明性が挙げられる。
【0057】
第2の手法は、1)少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーと少なくとも1種のモノマーとを含む第1の組成物の第1のボクセルを構成する工程と、2)少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーと任意選択で少なくとも1種のモノマーとを含む第2の組成物の第2のボクセルを構成する工程と、3)第1及び第2のボクセル間の接続性を誘導して中間エレメントを形成する工程と、次いで、追加のボクセルで工程2)及び3)を繰り返してインクリメンタル中間エレメントを形成することにより、三次元透明眼用レンズを形成する工程と、を含む。この手法では、第1及び第2の組成物の少なくとも1種のモノマーは、同一でありうるか又は異なりうる。この手法の利点としては、低い収縮発生率、改良されたジオメトリー精度、低減された組成物粘度、増強された架橋が挙げられる。その結果、最終レンズ製品のTg(ガラス転移温度)の増加及び改良された熱機械的性質の確保が可能になる。
【0058】
第3の手法は、1)少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーを含む第1の組成物の第1のボクセルを構成する工程と、2)少なくとも1種のモノマーを含む第2の組成物の第2のボクセルを構成する工程と、3)第1及び第2のボクセル間の接続性を誘導して中間エレメントを形成する工程と、次いで、4)追加のボクセルで工程2)及び3)を繰り返してインクリメンタル中間エレメントを形成することにより、三次元透明眼用レンズを形成する工程と、を含む。この手法の利点としては、たとえば、限定されるものではないが、FDMとインクジェットプリンティングなどの2つ以上の付加製造プロセスを同時に用いて、眼用レンズを製造可能であることが挙げられる。他の利点としては、添加剤をモノマー相に添加可能であることが挙げられる。モノマーは、ハイブリッド眼用レンズの製造に使用可能な液相内への他の化合物、たとえば、限定されるものではないが、無機物、有機金属、金属酸化物、ナノ粒子などの組込みを促進可能である。ハイブリッド眼用レンズは、少なくとも1種の無機材料を含有する有機レンズとして定義可能である。さらに他の利点としては、低い収縮発生率、改良されたジオメトリー精度、増強された架橋が挙げられる。その結果、最終レンズ製品のTg(ガラス転移温度)の増加及び改良された熱機械的性質の確保が可能になる。
【0059】
第4の手法は、1)少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーと少なくとも1種のモノマーとを含む第1の組成物の第1のボクセルを構成する工程と、2)少なくとも1種のモノマーを含む第2の組成物の第2のボクセルを構成する工程と、3)第1及び第2のボクセル間の接続性を誘導して中間エレメントを形成する工程と、次いで、4)追加のボクセルで工程2)及び3)を繰り返してインクリメンタル中間エレメントを形成することにより、三次元透明眼用レンズを形成する工程と、を含む。この手法の利点としては、たとえば、限定されるものではないが、FDMとインクジェットプリンティングなどの2つ以上の付加製造プロセスを同時に用いて、眼用レンズを製造可能であることが挙げられる。他の利点としては、低い収縮発生率、改良されたジオメトリー精度、低減された組成物粘度、増強された架橋、及び増加したTg(ガラス転移温度)と改良された熱機械的性質が挙げられる。
【0060】
いくつかの利点は、プレポリマー及び/又はポリマーの前駆体を含む組成物を利用した付加製造法から実現される。製造プロセス時の所望の三次元エレメントの収縮は、内部応力に直接関連付けられうる。利点の1つは、反応液体の代わりに作用するプレポリマー及び/又はポリマーの前駆体の存在により内部応力が低減され且つ収縮が減少して、信頼性のある最終製品が得られることである。
【0061】
プレポリマーの前駆体を含む組成物を使用する他の利点は、付加製造プロセスで使用する前に濾過、処理、又は精製を行うことにより、後続処理工程を最適化可能であることである。熱機械的性質を改良するために、高弾性率前駆体を使用することが可能である。また、プレポリマー及び/又はポリマーの前駆体は、他の有害化学品の安全な使用を可能にする。たとえば、プレポリマーのシアノアクリレート又はイソシアネートの安全な取扱い及び標準的キャストプロセスでの使用が可能である。
【0062】
その他に、ポリマー及び/又はプレポリマーの前駆体の使用は、同一又は異なるタイプの1つ又は複数の反応基を単一の前駆体中に含有する所望の前駆体の設計を可能にする。
【0063】
以上に記載したように、本発明は、3D透明眼用レンズを製造するための液体組成物が組み込まれた3つの主要な工程を含む。これらの工程は、以下:1)第1の組成物の第1のボクセルを構成する工程と、2)第2の組成物の第2のボクセルを構成する工程であって、組成物が以上の表1に記載される、工程と、3)第1及び第2のボクセル間の接続性を誘導して中間エレメントを形成する工程と、次いで、追加のボクセルで工程2)及び3)を繰り返してインクリメンタル中間エレメントを形成することにより、三次元透明眼用レンズを形成する工程と、を含む。任意選択で、最終製品に対してプロセス後処理の最終工程を行うことが可能であり、この方法は、本明細書に記載されている。これらの方法のいずれかに従って形成される眼用レンズもまた、本明細書に提示される。
【0064】
本発明に従って且つ所定の付加製造技術に依存して、ボクセル単位で、ライン単位で、層単位で、及び/又はすべての所望の層若しくはラインが形成された後で、以上に記載の3つの工程を完了して、三次元透明眼用レンズを製造しうる。
【0065】
一実施形態では、本明細書に記載の付加製造プロセスには、プレポリマー又はポリマーの使用を組込み可能である。一般的には、たとえば、3Dプリンティングプロセスに使用のための液体モノマー中に選択されたプレポリマー又はポリマーを混合、溶解、又は分散させて、光学エレメントを形成可能である。プレポリマー材料として1種以上のプレポリマー及び/又はポリマーを使用可能である。一態様では、第1及び第2の組成物は、同一でありうるか又は異なりうる。第1及び第2の組成物は、同一又は異なるポリマー及び/又はプレポリマーを含みうる。
【0066】
選択されたプレポリマー又はポリマーは、1種以上のモノマーを有する液体中に混合、溶解、又は分散された固体でありうる。一態様では、第1又は第2の組成物のモノマーは、第1又は第2の組成物の1種以上の他のモノマー又は少なくとも1種のポリマー若しくはプレポリマーに自然に接続が可能である。さらに他の態様では、モノマーは、第1のモノマーの後で添加可能である且つボクセルの第1の層の後で構成される第2のモノマーと反応可能である。他の選択肢として、他の実施形態では、第1又は第2の組成物は、硬化時にモノマー自体と自然に反応可能なモノマーを含みうる。
【0067】
混合、溶解、又は分散されたプレポリマー又はポリマーを有する組成物は、付加製造プロセス又はデバイスを用いて基材上にボクセルとして構成可能である。好ましくは、以上に記載したように、組成物の構成に3Dプリンターヘッドが使用される。付加製造デバイスの供給業者は、そのデバイスで使用される材料に必要な仕様書及びガイドラインを提供する。市販の3Dプリンティングデバイスの一例は、ZPrinter(登録商標)(3DSystemsから市販されている)である。プレポリマー又はポリマーの組成物の流動性は、組成物を熱処理に付すことにより達成可能である。処理は、たとえば、熱放射、対流加熱、伝導加熱、冷却、チリング、赤外線、マイクロ波、UV線、可視光線、蒸発、又はボクセルの少なくとも1つの構成工程で使用される温度未満の温度への少なくとも1つのボクセルの暴露を含む。複数のボクセルを構成して単層を形成可能である。例示的な一実施形態では、層は、約0.127mm以上の厚さでありうる。次いで、本明細書に記載の方法のいずれかを用いて近接ボクセルを互いに接続することにより、ボクセル間の境界の排除又は排除開始を行うことが可能である。
【0068】
ポリマー又はプレポリマーは、溶媒、反応溶媒、又はモノマー中に存在可能である。液体混合物は、高温に加熱された後、より低い温度でボクセルとして構成可能である。温度範囲は、約5℃〜約150℃、より好ましくは約30℃〜約150℃、最も好ましくは約50℃〜約100℃でありうる。より低い温度では、混合物粘度の増加が起こりうる。ボクセルのジオメトリー及び位置を維持するには、粘度の増加で十分である。ボクセルは、モノマーがボクセルの表面を湿潤可能になるように、互いに近接して配置される。プロセスは、所望の数のボクセルが互いに近接して構成されるまで、繰り返される。一態様では、ボクセルは、互いに近接して配置可能である。近接ボクセルの湿潤表面は、相互拡散することにより、ボクセルの境界を排除する。
【0069】
ボクセル接続性は、自然接続性又は誘導接続性により、たとえば、放射線(熱、赤外線、マイクロ波など)への暴露により、促進又は惹起されうる。接続性は、組成物中に存在する1種以上のモノマー、プレポリマー、若しくはポリマー間で、又は組成物中に存在する1種以上のモノマー、プレポリマー、若しくはポリマーと、その目的でボクセルの構成後に添加された1種以上の追加のモノマー、プレポリマー、又はポリマーとの間で生じうる。他の例示的実現形態では、1つのボクセル内のプレポリマー若しくはポリマー/モノマーの混合物、溶液、又は懸濁液中で、それらを機械的処理、物理的処理、及び/又は化学的処理に付して第2のボクセルの構成前に均一性を有する中間エレメントを形成することにより、第1のボクセル内で、たとえば、ボクセルのそのプレポリマー部分又はポリマー部分と液体モノマーとの間で接続性を誘導可能である。
【0070】
自然接続性をうまく得るには、ボクセル組成物は、望ましい熱機械的性質及び光学的性質を達成するのに十分な接続性が並置されたボクセル間で得られるように、製造条件で一定の比粘度未満であることが必要であると予想される。次いで、接続されたボクセルを、たとえば、放射線(たとえば、赤外線、マイクロ波、UV、可視光、又はそれらの任意の組合せ)への暴露などの種々の処理に付して、中間エレメントを得ることが可能であり、さらに、これを架橋(カチオン、フリーラジカル、縮合−熱)などの反応により追加のボクセルの組成物と反応させることが可能である。また、たとえば、アニール、乾燥、及び/又は溶媒蒸発により、硬化を達成することも可能である。任意選択で、第2の組成物の第2のボクセルを構成してボクセルと逐次追加のボクセルとの接続性を誘導する工程時、本方法は、少なくとも1つのボクセル及び少なくとも1つの中間エレメントを蒸発又は冷却に付すことをさらに含みうる。所望により、溶媒の蒸発又は反応溶媒の硬化のために、UV線やIR線などのさらなる処理を行うことが可能である。プロセスを繰り返して、所望の形状の眼用レンズを形成することが可能である。
【0071】
接続性は、自然に生じうるか、又はエネルギー源の導入により誘導されうる。接続性は、組成物中に存在する1種以上のモノマー間で、又は組成物中に存在する1種以上のモノマーと、その目的で組成物の構成後に添加された1種以上の追加のモノマーとの間で生じうる。次いで、接続されたボクセルを種々の処理に付して、層をモノリシック光学エレメントとして硬化させることが可能である。硬化は、UV、IR、熱、マイクロ波、若しくは他の放射線への暴露、及びそれらの任意の組合せにより、達成可能である。硬化はまた、架橋(カチオン、フリーラジカル、縮合−熱)、アニール、乾燥、及び/又は溶媒蒸発によっても、達成可能である。
【0072】
一態様では、第1のプレポリマー組成物(1種以上のプレポリマーを有する)及び異なる第2の組成物(1種以上のプレポリマーを有する)がボクセルの第1及び第2の組成物として逐次的且つ交互に構成可能になるように、2つ以上のプレポリマー組成物を調製して付加製造プロセスで交互に使用することが可能である。他の選択肢として、単一の組成物が、それぞれ異なる硬化方法に応答して反応又は硬化する複数のモノマーを含みうる。たとえば、組成物は、UV線に応答して硬化可能な第1のモノマーと、熱放射に応答して硬化可能な第2のモノマーと、を有しうる。
【0073】
例示的な一実施形態では、ボクセルは、第1及び第2の組成物の所定の順序、所定のシーケンス若しくはパターン、又は所定の組成物のあらかじめプログラムされた時間/温度プロファイルで、構成可能である。たとえば、2つ以上の組成物A及びBが使用されるボクセル構成の順序は、任意の順序、たとえば、所望のシーケンスに基づいて、ABAB...、AABB...、AABAAB...などでありうる。さらに、ボクセルは、層中の単一の組成物のボクセル群として構成可能である。たとえば、第1の組成物Aのボクセル群は、第1の層を構成可能であり、次いで、第2の組成物Bのボクセル群は、第2の層を構成可能である。これと同一の手法は、異なる組成物のボクセルが任意の順序で構成可能である3つ以上の組成物A、B、C、...nを利用する方法に適用可能である。
【0074】
ボクセル(その組成物の如何にかかわらず)は、列、全層若しくは部分層、ライン、クラスターで、又は温度制御により非隣接構成が得られる場合などの製造プロセス要件に基づいて、構成可能である。パターンはまた、最終光学エレメントの好ましい形状などの実用的関心により左右されうる。
【0075】
眼用レンズなどの光学エレメントに特に推奨されるポリマー又はプレポリマーとして使用可能な材料は、ポリカーボネート、たとえば、ビスフェノール−Aポリカーボネートから作製されるもの、たとえば、LEXAN(登録商標)(Sabic Innovation Plastics)若しくはMAKROLON(登録商標)(Bayer AG)という商品名で販売されているもの、又はCR−39(登録商標)(PPG Industries)(ORMA(登録商標)Essilorレンズ)という商品名で販売されている、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)の重合若しくは共重合により得られるもの、1.56の屈折率を有するアクリル、たとえば、ORMUS(登録商標)(Essilor)、チオウレタンポリマー、及びエピスルフィドポリマーである。その他に好適なのは、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、ポリビニルクロリド、ブチレート、ポリエチレン、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、エポキシ−ファイバーガラス複合材などの合成有機ポリマー材料である。他の推奨材料としては、仏国特許第2734827号明細書に開示されるようなチオ(メタ)アクリルモノマーの重合により得られるものが挙げられる。これらの材料は、本明細書に記載のモノマーの混合物を重合することにより得られうる。したがって、本明細書に記載のボクセルは、透明性及び透明度の最適品質に基づいて光学エレメントの製造に望ましいこれら材料のいずれかを含みうる。より特定的には、本明細書に記載のプロセスで使用されるポリマー又はプレポリマーのいずれかは、これらの材料の1つ以上を含みうる。いくつかの方法では、追加の成分もまた、本明細書に記載の1つ以上のモノマー組成物、プレポリマー組成物、又はポリマー組成物に含まれうる。たとえば、プレモノマー組成物、プレポリマー組成物、又はポリマー組成物は、製造プロセス、組成物の特徴、並びに付される機械的プロセス、化学的プロセス、及び/又は物理的プロセスに依存して、本明細書に記載の1種以上の添加剤、溶媒、開始剤、触媒、界面活性剤、及び/又は他の成分を含みうる。すなわち、追加の添加剤としては、光阻害剤(HALS)、希釈剤、安定剤、粘着付与剤、増粘剤、希釈剤、充填剤、オゾン分解防止剤、染料、UV又はIR吸収剤、香気剤、脱臭剤、酸化防止剤、黄変防止剤、バインダー、可塑剤、調光材料、顔料、核剤、チキソトロピー剤が挙げられうる。
【0076】
モノマー及び/又はプレポリマー若しくはポリマーを含む本明細書に記載の組成物に好適な許容可能な溶媒の例は、有機溶媒、好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリコール、及びグリコールモノエーテルのような極性溶媒である。これらの溶媒は、単独又は組合せで使用可能である。また、熱可塑性ポリマーのようなポリマーを含む液体重合性組成物に好適な溶媒は、いくつか例を挙げると、トルエン、ベンゼン、シクロヘキセン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、ペンタン、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン、及びアセテートのような有機溶媒、好ましくは極性溶媒である。
【0077】
開示された方法に従って使用可能である許容可能な界面活性剤の例は、イオン性(カチオン性、アニオン性、若しくは両性)又は非イオン性の界面活性剤、好ましくは非イオン性又はアニオン性の界面活性剤でありうる。しかしながら、これらの種々のカテゴリーに属する界面活性剤の混合物が想定されうる。これらの界面活性剤のほとんどは、市販されている。例示的な一実施形態では、ポリ(オキシアルキレン)基を含む界面活性剤を使用可能である。本発明で使用するのに好適な非イオン性界面活性剤の例としては、ポリ(アルキレンオキシ)アルキルエーテル、特定的にはポリ(エチレンオキシ)アルキルエーテル、たとえば、BRIJ(登録商標)という商品名でICI社により市販されているもの、ポリ(アルキレンオキシ)アルキルアミン、ポリ(アルキレンオキシ)アルキルアミド、ポリエトキシル化脂肪アルコール、ポリプロポキシル化脂肪アルコール、又はポリグリセロール化脂肪アルコール、ポリエトキシル化α−脂肪ジオール、ポリプロポキシル化α−脂肪ジオール、又はポリグリセロール化α−脂肪ジオール、ポリエトキシル化脂肪アルキルフェノール、ポリプロポキシル化脂肪アルキルフェノール、又はポリグリセロール化脂肪アルキルフェノール、及びポリエトキシル化脂肪酸、ポリプロポキシル化脂肪酸、又はポリグリセロール化脂肪酸、すべて、たとえば、8〜18個の炭素原子を含む脂肪鎖を有するもの、而も、エチレンオキシドユニット若しくはプロピレンオキシドユニットの数が特定的には2〜50の範囲内でありうるもの、又はグリセロール部分の数が特定的には2〜30の範囲内でありうるもの、エトキシル化アセチレンジオール、親水性ブロック及び疎水性ブロック(たとえば、それぞれ、ポリオキシエチレンブロック及びポリオキシプロピレンブロック)を同時に含むブロックコポリマー型の化合物、ポリ(オキシエチレン)としポリ(ジメチルシロキサン)とのコポリマー、並びにソルビタン基が組み込まれた界面活性剤が挙げられる。
【0078】
他の実施形態では、スルホン酸基を含むアニオン性界面活性剤を使用可能であり、これらは、特に、アルキルスルホスクシネート、アルキルエーテルスルホスクシネート、アルキルアミドスルホスクシネート、アルキルスルホスクシナメート、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸の二塩基性塩、アルキルスルホコハク酸の二塩基性塩、アルキルスルホアセテート、スルホコハク酸ヘミエステル塩、アルキルスルフェート及びアリールスルフェート、たとえば、ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート及びナトリウムドデシルスルフェート、エトキシル化脂肪アルコールスルフェート、アルキルエーテルスルフェート、アルキルアミドエーテルスルフェート、アルキルアリールポリエーテルスルフェート、アルキルスルホネート、アルキルホスフェート、アルキルエーテルホスフェート、アルキルアミドスルホネート、アルキルアリールスルホネート、α−オレフィンスルホネート、第2級アルコールエトキシスルフェート、ポリオキシアルキル化カルボン酸エーテル,モノグリセリドスルフェート、硫酸ポリオキシエチレンアルキルエーテル塩、硫酸エステル塩、N−アシルタウレート、たとえば、N−アシルメチルタウリン塩、モノスルホン酸ヒドロキシアルカン塩、又はアルケンモノスルホネートでありうるとともに、すべてのこれらの化合物のアルキル基又はアシル基は、好ましくは12〜20個の炭素原子を含み、且つこれらの化合物の任意選択のオキシアルキレン基は、好ましくは2〜50個のモノマーユニットを含む。本出願で好適に使用されるこれらのアニオン性界面活性剤及びは多くの他のものは、欧州特許第1418211号明細書及び米国特許第5,997,621号明細書に記載されている。
【0079】
本発明で使用される好適なカチオン性界面活性剤の例としては、第1級、第2級、又は第3級の脂肪アミン塩、任意選択でポリオキシアルキレン化された第4級アンモニウム塩、たとえば、テトラアルキルアンモニウム、アルキルアミドアルキルトリアルキルアンモニウム、トリアルキルベンジルアンモニウム、トリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウム、又はアルキルピリジニウムのクロリド又はブロミド、カチオン性のイミダゾリン誘導体又はアミンオキシドが挙げられる。
【0080】
一実施形態では、使用される界面活性剤は、フッ素化界面活性剤を含みうる。この場合、好ましくは、少なくとも1個のフルオロアルキル基又はポリフルオロアルキル基を含むもの、より好ましくは、少なくとも1個のペルフルオロアルキル基を含むものが使用されよう。
【0081】
一般的には、レンズ形成組成物の重合を開始するための光開始剤は、好ましくは200〜400nm、より好ましくは300〜400nmの範囲にわたる吸収スペクトルを呈する。次のもの、すなわち、メチルベンゾイルホルメート、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジ−sec−ブトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニル−アセトフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン、ベンジル(benzil)、ベンジルジスルフィド、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、ベンジリデンアセトフェノン、ベンゾフェノン、及びアセトフェノンは、本発明の範囲内にある例示的な光開始剤化合物の例である。さらに他の例示的な光開始剤化合物は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Irgacure(登録商標)184としてCiba−Geigyから市販されている)、メチルベンゾイルホルメート(Polysciences,Inc.から市販されている)、又はそれらの混合物である。
【0082】
メチルベンゾイルホルメートは、より遅い重合速度を提供する傾向があるため、例示的な一光開始剤である。より遅い重合速度は、重合時の過度の熱蓄積(及びその結果としてのレンズの亀裂発生)を防止する傾向がある。それに加えて、液体メチルベンゾイルホルメート(周囲温度で液体である)を多くのアクリレート、ジアクリレート、及びアリルカーボネート化合物と混合してレンズ形成組成物を形成するのは、比較的容易である。メチルベンゾイルホルメート光開始剤を用いて製造されたレンズは、米国特許第6,022,498号明細書に記載されるように、より有利な応力パターン及び均一性を呈する傾向がある。
【0083】
好適な光開始剤のさらに他の例としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Irgacure(登録商標)184という商品名でCiba Additivesから市販されている)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)(2,4,4−トリメチルフェニル)ホスフィンオキシドと2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンとの混合物(Irgacure(登録商標)1700という商品名でCiba Additivesから市販されている)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)(2,4,4−トリメチルフェニル)ホスフィンオキシドと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの混合物(Irgacure(登録商標)1800及びIrgacure(登録商標)1850という商品名でCiba Additivesから市販されている)、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(Irgacure(登録商標)651という商品名でCiba Additivesから市販されている)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(Darocur(登録商標)1173という商品名でCiba Additivesから市販されている)、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスヒンオキシドと2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンとの混合物(Darocur(登録商標)4265という商品名でCiba Additivesから市販されている)、2,2−ジエトキシアセトフェノンREAP)(First Chemical Corporation of Pascagoula,Miss.から市販されている)、ベンジル(benzil)ジメチルケタール(KB−1という商品名でSartomer Companyから市販されている)、αヒドロキシケトン開始剤(Esacure(登録商標)KIP100Fという商品名でSartomer社から市販されている)、2−メチルチオキサントン(MTX)、2−クロロ−チオキサントン(CTX)、チオキサントン(TX)、及びキサントン(すべてAldrich Chemicalから市販されている)、2−イソプロピル−チオキサントン(ITX)(Aceto Chemical in Flushing,N.Y.から市販されている)、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートとプロピレンカーボネートとの混合物(SarCat CD−1010、SarCat1011、及びSarCat KI85という商品名でSartomer Companyから市販されている)、ジアリールヨージニウムヘキサフルオロアンチモネート(SarCat CD−1012という商品名でSartomer Companyから市販されている)、ベンゾフェノンと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの混合物(Irgacure(登録商標)500という商品名でCiba Additivesから市販されている)、2−ベンジル−2−N,N−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン(Irgacure(登録商標)369という商品名でCiba Additivesから市販されている)、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(Irgacure(登録商標)907という商品名でCiba Additivesから市販されている)、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン1−イル)ビス−[2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル]チタン(Irgacure(登録商標)784DCという商品名でCiba Additivesから市販されている)、2,4,6−トリメチル−ベンゾフェノンと4−メチル−ベンゾフェノンとの混合物(Esacure(登録商標)TZTという商品名でSartomer Companyから市販されている)、並びに米国特許第6,786,598B2号明細書に記載のベンゾイルペルオキシド及びメチルベンゾイルホルメート(両方ともAldrich Chemical in Milwaukee,Wis.から市販されている)が挙げられる。
【0084】
本発明に好適なフリーラジカル開始剤の例としては、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、キサントン、アシルホスフィンオキシド型、たとえば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシジフェニルホスフィンオキシド、ビスアシルホスフィンオキシド(BAPO)、ベンゾイン、及びベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルのようなベンゾインアルキルエーテルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。フリーラジカル光開始剤はまた、たとえば、ハロアルキル化芳香族ケトン、たとえば、クロロメチルベンゾフェノン、いくつかのベンゾインエーテル、たとえば、エチルベンゾインエーテル及びイソプロピルベンゾインエーテル、ジアルコキシアセトフェノン、たとえば、ジエトキシアセトフェノン及びα,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、ヒドロキシケトン、たとえば、(1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン)(CIBA製のIrgacure(登録商標)2959)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(CIBA製のIrgacure(登録商標)184)、及び2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(たとえば、CIBAにより販売されているDarocur(登録商標)1173)、αアミノケトン、特に、α−アミノアセトフェノンの別名で呼ばれるベンゾイル部分を含有するもの、たとえば、2−メチル1−[4−フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(CIBA製のIrgacure(登録商標)907)、(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン(CIBA製のIrgacure(登録商標)369)、モノアシル及びビスアシルのホスフィンのオキシド及びスルフィド、たとえば、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル))−ホスフィンオキシド(CIBAにより販売されているIrgacure(登録商標)819)、トリアシルホスフィンオキシド、並びにそれらの混合物から、選択可能である。
【0085】
本明細書に記載の方法に好適なカチオン光開始剤は、UV又は可視光のような活性化光への暴露時に非プロトン酸又はブレンステッド酸を形成可能な化合物を含みうる。好適なカチオン光開始剤の例としては、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、又はトリアリールセレニウム塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0086】
本明細書に記載の方法のいずれかで使用可能な追加の共開始剤としては、アクリリルアミン共開始剤(CN−381、CN−383、CN−384、及びCN−386という商品名でSartomer Companyから市販されている)が挙げられ、これらの共開始剤は、モノアクリリルアミン、ジアクリリルアミン、又はそれらの混合物である。他の共開始剤としては、エタノールアミンが挙げられる。エタノールアミンの例としては、N−メチルジエタノールアミン(NMDEA)及びトリエタノールアミン(TEA)(両方ともAldrich Chemicalsから市販されている)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。芳香族アミン(たとえば、アニリン誘導体)もまた、共開始剤として使用されうる。芳香族アミンの例としては、米国特許第6,451,226B1号明細書に記載されるように、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート(E−4−DMAB)、エチル−2−ジメチルアミノベンゾエート(E−2−DMAB)、n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノベンズアルデヒド、N,N−ジメチル−p−トルイジン、及びオクチル−p−(ジメチルアミノ)ベンゾエート(Aldrich Chemicals又はThe First Chemical Group of Pascagoula,Miss.から市販されている)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0087】
本明細書に記載の本発明に係る所定の方法で使用可能な触媒の例としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジクロリド、ブチルクロロスズジヒドロキシド、ブチルスズトリス(2−エチルヘキソエート)、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズオキシド、ジメチルスズジクロリド、ジブチルスズジステアレート、ブチルスタンノン酸、ジオクチルスズジラウレート及びジオクチルスズマレエート、チオシアン酸カリウム(クラウンエーテルの存在下で)、チオシアン酸ナトリウム(クラウンエーテルの存在下で)、又はチオシアン酸リチウム(クラウンエーテルの存在下で)、ホスフィン、たとえば、トリフェニルホスフィンが挙げられる。共触媒又は促進剤、たとえば、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン及び1,4−ジアザビシクロ−[2,2,2]−オクタン(DABCO)もまた、その活性を増強する触媒と共に又はそれらの任意の組合せで使用可能である。
【実施例】
【0088】
本発明に係る4つの異なる実施形態に関して、いくつかの実施例を本明細書に提示する。
【0089】
手法1 ポリマー又はプレポリマー1+ポリマー又はプレポリマー2の使用
実施例1
一例として、当技術分野で公知の溶融堆積法などの付加製造プロセスで、熱可塑性ポリマー、たとえば、限定されるものではないが、少なくとも1つのボクセルを有する第1の組成物の第1の構成として基材上に押し出されるポリカーボネート(PC)材料を使用可能である。他の実施形態では、ポリマー又はプレポリマーは、熱可塑性のポリスチレン、ポリスルホン、又はポリアミドを含みうる。第1の組成物の複数の又は一連のボクセルを基材上に構成可能である。例示的な一実施形態では、以上に記載したように、プリントヘッドを併用して第1の組成物を基材上に溶融押出し可能である。この第1の組成物のPC材料は、Mn>約14,000超の比較的高い分子量のPCから選択可能である。
【0090】
第1のPC組成物と同一のポリマーPC組成物又は異なるポリマー組成物の第2の構成が構成され、次いで、基材に適用される。一例として、第1の一連のボクセル上に第2の組成物の第2の一連のボクセルを構成可能である。以下に記載されるように、第2の組成物の第2の一連のボクセルを加熱可能である。第2の構成のポリマー又はプレポリマーは、なんらかの他の組成物であることが望ましく、この場合、ポリマー又はプレポリマーは、Mn<14,000の比較的低い分子量を有し、且つMn>14,000の第1の組成物よりも低い融解温度を有する。たとえば、材料は、液体又は粉末でありうる。第2の組成物の少なくとも1種のポリマー又はプレポリマーは、第1の組成物を基準にして約0.02〜約0.001の範囲内の屈折率を有しうる。次いで、少なくとも1つのボクセルと少なくとも第2のボクセルとの間の接続性を処理により誘導可能である。さらに、ボクセルの少なくとも1つ及び少なくとも1つのインクリメンタル中間エレメントを少なくとも1つの機械的処理、物理的処理、又は化学的処理に付すことが可能である。たとえば、加熱プリントヘッド及び加熱閉込め/送達システムを用いる一実施形態では、分配後にボクセルの温度を低下させて、ボクセルの安定化及びその形状の固定を行うことが可能である。
【0091】
他の例として、熱源、たとえば、マイクロ波、UV、赤外線などを適用して、粉末を含む第2の組成物を溶融することにより、粉末を含む第2の溶融された第2の組成物のボクセルと、第1の構成されたPC組成物のボクセルとの接続、ボクセル境界の除去を可能にし、そして重合を確定することが可能である。また、このプロセス時、熱可塑性粒子を融合、焼結、又は結合に付すことが可能である。この場合、任意選択で、粒子は、たとえば熱放射を用いて処理され、互いに融合される。これらの工程は、眼用レンズの最終ジオメトリー設計を達成するために、繰り返される。眼用レンズの均一化を改良するために、中間エレメント又は眼用レンズの少なくとも一部上に、追加の処理を行うことが可能である。そのような処理としては、UV線、IR線、マイクロ波放射線、熱アニール、溶媒蒸発、乾燥、及びそれらの組合せが挙げられうるが、これらに限定されるものではない。
【0092】
任意選択で、さらなる最終処理を適用可能である。この処理としては、熱放射、対流加熱、伝導加熱、冷却、チリング、赤外線、マイクロ波、UV、可視光、架橋、蒸発、又はボクセルの少なくとも1つの構成工程で使用される熱放射若しくはUV線若しくはアニールの温度未満の温度への少なくとも1つのボクセルの暴露が挙げられうるが、これらに限定されるものではない。
【0093】
手法2 ポリマー又はプレポリマー1+モノマー1及びポリマー又はプレポリマー2+任意選択でモノマー2の使用
実施例2
イソシアネート(NCO)末端キャップ化チオウレタンプレポリマー(A)は、モル過剰のイソシアネート基を用いて、MR−7B(2,3−ビス((2−メルカプトエチル)チオ)−1−プロパンチオール)などのチオールモノマーと、MR−7A(m−キシリレンジイソシアネート)などのイソシアネートモノマーとを反応させて、第1の組成物を生成することにより、調製される(MR−7A及びMR−7Bは両方とも三井化学株式会社から市販されている)。チオールモノマーは、SH末端ポリスルフィドでありうる。
【0094】
チオール(SH)末端キャップ化チオウレタンプレポリマー(B)は、モル過剰のチオール基を用いて、MR−7B(2,3−ビス((2−メルカプトエチル)チオ)−1−プロパンチオール)などのチオールモノマーと、MR−7A(m−キシリレンジイソシアネート)などのイソシアネートモノマーとを反応させて、第2の組成物を生成することにより、調製される。
【0095】
いずれかのプレポリマー調製物は、金属触媒、たとえば、ジブチルスズジクロリドやジブチルスズジラウレートのような当技術分野で公知のもの、又は本明細書に開示された触媒のいずれかを含有しうる。最終硬化時の支援のために、第2の触媒、たとえば、UV活性化アニオン性光触媒、たとえば、国際公開第03/089478A1号パンフレットに記載のもの、又は熱活性化触媒、たとえば、チオシアン酸カリウム、たとえば、米国特許第6,844,415号明細書に記載のものを、プレポリマーに添加することが可能である。
【0096】
プレポリマーA(NCO)のボクセルAの第1の組成物は、付加製造技術を用いて、基材上に構成される。たとえば、プリントヘッドを用いて、ボクセルの第1及び/又は第2の組成物を構成可能である。プレポリマーB(SH)のボクセルBの第2の組成物は、ボクセル(A)にごく近接して構成可能である。
【0097】
熱放射又はUV線などの処理を第1及び第2のボクセルに適用して、ボクセル間の接続性を誘導しうる。接続性誘導プロセス時、第1のボクセルのイソシアネートモノマーの少なくとも一部は、第2のボクセル中に拡散し、且つ第2のボクセルのチオールモノマーの少なくとも一部は、第1のボクセル中に拡散する。
【0098】
構成工程は、所望のジオメトリーが得られるまで、繰り返される。モノリシック眼用レンズの最終硬化又はアニールは、UV又は熱放射への暴露により達成される。
【0099】
手法3 ポリマー又はプレポリマー1及びモノマー2の使用
実施例3
この実施例では、ポリマーを含む第1の組成物及びモノマーを含む第2の組成物を付加製造プロセスで使用して、眼用レンズを製造可能である。たとえば、有機過酸化物(米国特許第4,217,433号明細書)を用いて、スチレン及びアリルメタクリレートを溶液中で重合して、第1の組成物中にアリル官能性を有する低分子量コポリマーを生成可能である。コポリマーを単離し、乾燥させることが可能である。第1の組成物の少なくとも第1のボクセルは、基材上に構成される。チオールモノマー(たとえば、以上に記載のMR−7B)を含む第2の組成物は、基材上に第2のボクセルとして構成可能である。構成されたボクセルに熱及び/又はUVを適用することにより、中間エレメントを形成する。本明細書に記載の組成物の追加のボクセルを構成可能であり、最終眼用エレメント設計が達成されるまで、この手順を繰返し可能である。モノリシック光学エレメントの最終硬化又はアニールは、追加の熱又はUV線、IR線、熱アニール、溶媒蒸発、乾燥、及びそれらの組合せにより達成される。
【0100】
手法4 プレポリマー又はポリマー1+モノマー1及びモノマー2の使用
実施例4
さらに他の例として、付加製造プロセス時、ポリマーとモノマーとを含む第1のプレポリマー組成物を、モノマーを含む第2の組成物と混合する。より特定的には、第1のプレポリマー組成物は、ポリカプロラクトンジオールと共に4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート))(Desmodur(登録商標)W(Bayer AGから市販されている))などのモル過剰のイソシアネートを用いて、当技術分野で公知の方法により調製可能である。
【0101】
最初に、約3.0NCO/1.0OHの当量比でイソシアネートをOH含有ポリカプロラクトンと混合し、次いで、反応させる。イソシアネート反応剤及びポリカプロラクトンジオール(約400〜約1,000の分子量を有する)(Perstorpから市販されている)反応剤を乾燥窒素下で135℃〜143Cに加熱し、その温度で3〜5分間保持し、反応させてプレポリマーを形成可能である。プレポリマーを104〜121℃に冷却し、任意選択で、UV安定剤、酸化防止剤、色遮蔽剤、及び/又は光学増白剤を添加可能である。プレポリマーは、77〜93°Fにさらに冷却され、次いで、減圧され、そして71℃で24時間貯蔵される。
【0102】
第1及び第2の組成物は、以上に記載したように、たとえば、プレポリマー組成物を用いて、プリントヘッドにより構成可能である。一例として、第2の組成物は、第1の組成物の第1のボクセルに近接して構成可能である。この第1の組成物のボクセルを基材上に構成した後、空隙空間がボクセル間に意図的に残存される。ボクセル間の空隙空間を満たすために、少なくとも1種のモノマーの第2の組成物は、ジエチルトルエンジアミンやEthacure(登録商標)100−LCなどの少なくとも1種の芳香族アミンのボクセルを含み、第1のプレポリマー組成物の第1の構成されたボクセル間の空隙空間内に配置又は堆積されて、中間エレメントを形成可能である。アミンは、0.92〜0.96NH2/1.0NCOの比で使用される、光学的透明性を必要とする用途では、Ethacure(登録商標)100−LC(低着色硬化剤)が使用される。Ethacure(登録商標)100−LCは、Albemarle)から市販されている(米国特許第5,962,617号明細書、同第6,127,505号明細書、及び同第7,767,779号明細書(参照により本明細書に組み込まれる))。
【0103】
本明細書に記載の組成物の追加のボクセルを構成可能であり、最終眼用エレメント設計が達成されるまで、この手順を繰返し可能である。モノリシック眼用レンズの最終硬化又はアニールは、追加の熱硬化法により達成される。一例として、構成されたボクセルを制御量の熱エネルギーで所望の量までに硬化させる。最後に、ポリマーを110〜135℃で4〜24時間硬化可能である。
【0104】
以上に記載の本発明に係る開示された方法に従って使用可能である許容可能なモノマー又はプレポリマーの追加の例としては、芳香族(たとえば、ビスフェノールA及びFエポキシ)又は脂肪族のいずれかとして分類されるエポキシモノマー又はチオエポキシモノマーが挙げられうる。脂肪族エポキシは、粘度がより低い。脂肪族エポキシはいずれも、完全飽和炭化水素でありうるか(アルカン)、又は二重結合若しくは三重結合を含有しうる(アルケン又はアルキン)。それらはまた、芳香族でない環を含有しうる。また、エポキシは、単官能性若しくは多官能性でありうるとともに、そのようなエポキシは、アルコキシシランエポキシファミリーに由来しうる。
【0105】
非アルコキシシラン多官能性エポキシモノマーは、ジグリセロールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテルトリメチロールエタントリグリシジルエーテルなどのペンタエリトリトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリフェニロールメタントリグリシジルエーテル、トリスフェノールトリグリシジルエーテル、テトラフェニロールエタントリグリシジルエーテル、テトラフェニロールエタンのテトラグリシジルエーテル、p−アミノフェノールトリグリシジルエーテル、1,2,6−ヘキサントリオールトリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、グリセロールエトキシレートトリグリシジルエーテル、ヒマシ油トリグリシジルエーテル、プロポキシル化されたグリセリントリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、(3,4−エポキシシクロヘキサン)メチル3,4−エポキシシロヘキシルカルボキシレート、及びそれらの混合物からなる群から選択されうる。
【0106】
モノエポキシシランは、市販されており、例としては、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシラン、(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、(3−グリシドキシプロピル)−メチル−ジエトキシシラン、及びγ−グリシドキシ−プロピルメチルジメトキシシランが挙げられる。これらの市販のモノエポキシシランは、単に例として列挙されたものであり、本発明の広義の範囲を限定することを意味するものではない。本発明に好適なアルキルトリアルコキシシラン又はテトラアルコキシシランの特定例としては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシランが挙げられる。
【0107】
使用可能な他のモノマーとしては、単官能性、二官能性、三官能性、四官能性、五官能性、さらには六官能性でありうるメタ(アクリレート)が挙げられる。典型的には、官能性が高いほど、架橋密度が大きくなる。メタクリレートは、アクリレートよりも遅い硬化を有する。2、3、4、又は6個の(メタ)アクリル官能基は、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールメタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリメタクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、ジ−トリメトールプロパンテトラアクリレート、エトキシル化ペンタエリトリトールテトラアクリレート、トリフェニロールメタントリアクリレート、トリスフェノールトリアクリレート、テトラフェニロールエタントリアクリレート、1,2,6−ヘキサントリオールトリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ジグリセロールトリアクリレート、グリセロールエトキシレートトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,4ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ポリエステルヘキサアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、及び脂肪酸変性ポリエステルヘキサアクリレート、からなる群から選択され、最も好ましくは、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレートである。
【0108】
米国特許出願公開第2002/0107350号明細書(参照により本明細書に組み込まれる)に開示されるような他のモノマー又はプレポリマー、たとえば、限定されるものではないが、以下の式に対応するモノマーが選択されうる。
【化1】
【0109】
式中、R1、R2、R’、及びR’’は、互いに独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ra及びRbは、同一であるか又は異なり、それぞれ、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基を表し、且つm及びnは、整数を表し、m+nは、両端を含めて2〜20に含まれる。
【0110】
使用しうる他のモノマーとしては、2,2−ジ(C2〜C10)アルキル1,3−プロパンジオール2×−プロポキシレートジ(メタ)アクリレート及び2,2−ジ(C2〜C10)アルキル−1,3−プロパンジオール2×−エトキシレートジ(メタ)アクリレート、たとえば、2−エチル−2−n−ブチル−1,3−プロパンジオール2×−プロポキシレートジメタクリレートが挙げられるが、これらに限定されるものではない。以上に記載の(メタ)アクリルモノマー及びそれらの調製プロセスは、国際公開第95/11219号パンフレットに開示されている。このタイプのモノマーは、光重合技術又は光重合技術と熱重合技術との混合により重合可能である。この(メタ)アクリルモノマーを含む重合性組成物は、ラジカル経路により重合可能である且つ1個以上の(メタ)アクリレート官能基及び/又は1個以上のアリル基を提示する他のモノマーを含む。これらのモノマーの中では、ポリ(メチレングリコール)モノ及びジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)モノ及びジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)モノ−及びジ(メタ)アクリレート、アルコキシポリ(メチレングリコール)モノ及びジ(メタ)アクリレート[sic]、アルコキシポリ(エチレングリコール)モノ及びジ(メタ)アクリレート[sic]、並びにポリ(エチレングリコール)−ポリ(プロピレングリコール)モノ及びジ(メタ)アクリレートが挙げられうる。これらのモノマーは、特に、米国特許第5,583,191号明細書に開示されている。
【0111】
(メタ)アクリルモノマーと組み合わせて使用可能な他のクラスのモノマーは、アリルモノマー、たとえば、ポリ(アルキレングリコール)ジ(アリルカーボネート)[sic]、及び(メタ)アクリレート官能基とアリル基とを含むモノマー、特定的には、メタクリレート官能基とアリル基とを含むモノマーを含む。本発明に好適なポリ(アルキレングリコール)ジ(アリルカーボネート)[sic]の中では、エチレングリコールジ(2−クロロアリルカーボネート)、ジ(エチレングリコール)ジ(アリルカーボネート)、トリ(エチレングリコール)ジ(アリルカーボネート)、プロピレングリコールジ(2−エチルアリルカーボネート)、ジ(プロピレングリコール)ジ(アリルカーボネート)、トリ(メチレングリコール)ジ(2−エチルアリルカーボネート)、及びペンタ(メチレングリコール)ジ(アリルカーボネート)が挙げられうる。周知のモノマーは、CR39−アリルジグリコールカーボネート(PPG Industries Inc.から市販されている)という商品名で販売されているジ(アリルカーボネート)ジ(エチレングリコール)ジ(アリルカーボネート)である。
【0112】
他のモノマー、たとえば、トリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジメタクリレート[sic](たとえば、ポリ(エチレングリコール−600)ジメタクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジメタクリレート[sic](たとえば、ポリ(プロピレングリコール−400)ジメタクリレート)、ビスフェノールAアルコキシレートジメタクリレート[sic]、特定的には、ビスフェノールAエトキシレート及びプロポキシレートジメタクリレート[sic](たとえば、ビスフェノールA5−エトキシレートジメタクリレート、ビスフェノールA4,8−エトキシレートジメタクリレート、及びビスフェノールA30−エトキシレートジメタクリレート)のうち、(メタ)アクリレート官能基とアリル基とを含むものを使用しうる。
【0113】
他の単官能性モノマー、たとえば、限定されるものではないが、芳香族モノ(メタ)アクリレートプレポリマー、並びに三官能性モノマーの中では、トリ(2−ヒドロキシエチル)iso−シアヌレートトリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレートアクリレート[sic] 及びトリメチロールプロパンプロポキシレートアクリレート[sic]も同様に使用しうる。
【0114】
そのような(メタ)アクリルモノマー又はプレポリマーを含む本発明に係る重合性組成物はまた、重合を開始するための系を含む。重合開始系は、1種以上の熱重合開始剤若しくは光化学的重合開始剤、又は他の選択肢として好ましくは熱重合開始剤と光化学的重合開始剤との混合物を含む。本発明で使用可能な熱重合開始剤の中では、過酸化物、たとえば、ベンゾイルペルオキシド、シクロヘキシルペルオキシジカーボネート、及びイソプロピルペルオキシジカーボネートが挙げられうる。光開始剤の中では特に、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−ホスフィンオキシド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン[sic]、及びアルキルベンゾイルエーテルが挙げられうる。一般的には、開始剤は、組成物中に存在する重合性モノマーの全重量を基準にして0.01〜5重量%の割合で使用される。上述したように、組成物は、より好ましくは熱重合開始剤と光開始剤とを同時に含む。
【0115】
本発明に使用しうる他のモノマー又はプレポリマーは、チオ(メタ)アクリレートを含み、特に、水素原子、炭素原子、及び硫黄原子からなる且つ少なくとも2個の環内硫黄原子を有する5〜8員のヘテロ環を有するモノ(チオ)(メタ)アクリレート型又はモノ及びジ(メタ)アクリレート型の官能性モノマーでありうる。好ましくは、ヘテロ環は、6員又は7員、より良好には6員である。また、好ましくは、環内硫黄原子の数は、2又は3である。ヘテロ環は、任意選択で、置換又は非置換のC5〜C8芳香環又はポリシクラン環、好ましくは、C6〜C7環と縮合可能である。官能性モノマーのヘテロ環が2個の環内硫黄原子を含有する場合、これらの環内硫黄原子は、好ましくは、ヘテロ環の位置1〜3又は1〜4である。本発明によれば、モノマーはまた、好ましくは、チオ(メタ)アクリレートモノマーである。最後に、本発明に係るモノマーは、好ましくは150〜400、好ましくは150〜350、より良好には200〜300のモル質量を有する。そのようなモノマーの例としては、米国特許第6,307,062号明細書(参照により組み込まれる)に記載されている。
【0116】
有利には、そのようなチオ(メタ)アクリレートモノマーを含みうるプレポリマー又はポリマーの組成物は、コモノマーを含みうる。本発明に係る重合性組成物で(チオ)(メタ)アクリレート型のモノマーと併用可能なコモノマーの中では、単官能性又は多官能性のビニルモノマー、アクリルモノマー、及びメタクリルモノマーが挙げられうる。
【0117】
本発明に係る組成物に有用なビニルコモノマーの中では、ビニルアルコール及びビニルエステル、たとえば、ビニルアセテート及びビニルブチレートが挙げられうる。アクリル及びメタクリルのコモノマーは、単官能性又は多官能性のアルキル(メタ)アクリレートコモノマー及びポリシクレン又は芳香族のモノ(メタ)アクリレートコモノマーでありうる。
【0118】
アルキル(メタ)アクリレートの中では、スチレン、α−アルキルスチレン、たとえば、α−メチルスチレン、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、イソブチル(メタ)アクリレート、又は二官能性誘導体、たとえば、ブタンジオールジメタクリレート、又は三官能性誘導体、たとえば、トリメチロールプロパントリアクリレートが挙げられうる。
【0119】
ポリシクレンモノ(メタ)アクリレートコモノマーの中では、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、及びアダマンチル(メタ)アクリレートが挙げられうる。
【0120】
同様に挙げられうるコモノマーは、芳香族モノ(メタ)アクリレート、たとえば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、1−ナフチル(メタ)アクリレート、フルオロフェニル(メタ)アクリレート、クロロフェニル(メタ)アクリレート、ブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、メトキシフェニル(メタ)アクリレート、シアノフェニル(メタ)アクリレート、ビフェニル(メタ)アクリレート、ブロモベンジル(メタ)アクリレート、トリブロモベンジル(メタ)アクリレート、ブロモベンジルエトキシ(メタ)アクリレート、トリブロモベンジルエトキシ(メタ)アクリレート、及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートである。
【0121】
また、本発明に係る組成物で使用可能なコモノマーの中では、線状若しくは分岐状の脂肪族又は芳香族の液体ポリオールのアリルカーボネート、たとえば、脂肪族グリコールビス(アリルカーボネート)又はアルキレンビス(アリルカーボネート)が挙げられうる。本発明に従って使用可能な透明ポリマーを調製するために使用可能なポリオール(アリルカーボネート)の中では、エチレングリコールビス(アリルカーボネート)、ジエチレングリコールビス(2−メタリルカーボネート)、ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)、エチレングリコールビス(2−クロロアリルカーボネート)、トリエチレングリコールビス(アリルカーボネート)、1,3−プロパンジオールビス(アリルカーボネート)、プロピレングリコールビス(2−エチルアリルカーボネート)、1,3−ブタンジオールビス(アリルカーボネート)、1,4−ブタンジオールビス(2−ブロモアリルカーボネート)、ジプロピレングリコールビス(アリルカーボネート)、トリメチレングリコールビス(2−エチルアリルカーボネート)、ペンタメチレングリコールビス(アリルカーボネート)、及びイソプロピレンビスフェノールビス(アリルカーボネート)が挙げられうる。
【0122】
本発明に特に好適な重合プロセスは、光化学的重合である。推奨される重合プロセスは、紫外線、好ましくはUV−A線を介する光化学的重合である。したがって、重合性組成物はまた、組成物の全重量を基準にして0.001〜5重量%、さらにより好ましくは0.01〜1%の割合で、重合開始剤、好ましくは光開始剤を含有しうる。本発明に係る重合性組成物で使用可能な光開始剤は、特定的には、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニル−1−エタノン、及びアルキルベンゾインエーテルである。
【0123】
また、本明細書に提示されるのは、反応基としてビニルエーテル基を含むモノマー又はプレポリマーである。この官能性を含むそのような化合物の例は、エチルビニールエーテル、プロピルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテルである。
【0124】
その他に、他の可能なモノマーとしては、2個又は3個のエチレン性不飽和基を含有するポリエチレン官能性モノマーとして使用しうる多種多様な化合物が挙げられる。2個又は3個のエチレン性不飽和基を含有する例示的なポリエチレン官能性化合物の1つは、一般的には、脂肪族多価アルコールのアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、たとえば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラメチレングリコール、グリセロール、ジエチレングリコール、ブイレングリコール、プロイレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、及びトリプロピレングリコールの、ジ及びトリアクリレート並びにジ及びトリメタクリレートとして記述されうる。2個又は3個のエチレン性不飽和基を含有する特定の好適なポリエチレン官能性モノマーの例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、テトラエチレングリコールジアクリレート(TTEGDA)、トリプロピレングリコールジアクリレート(TRPGDA)、1,6ヘキサンジオールジメタクリアルト(HDDMA)、及びヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)が挙げられる。
【0125】
モノマーの他の例としては、ジヒドロキシ芳香族含有材料のビス(アリルカーボネート)を含めて、芳香族含有ビス(アリルカーボネート)官能性モノマーが挙げられる。モノマーが誘導されるジヒドロキシ芳香族含有材料は、1種以上のジヒドロキシ芳香族含有化合物でありうる。好ましくは、ヒドロキシル基は、ジヒドロキシ芳香族含有化合物の核芳香族炭素原子に直接結合されている。好ましくは、ヒドロキシル基は、ジヒドロキシ芳香族含有化合物の核芳香族炭素原子に直接結合されている。モノマーは、それ自体公知であり、当技術分野で周知の手順により調製されうる。
【0126】
例示的なポリイソシアネート又はイソチオシアネートモノマーの中では、トリレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、フェニレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、エチルフェニレンジイソオシアネート、イソプロピルフェニレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ジメチルフェニレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ジエチルフェニレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ジエチルフェニレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ジイソプロピルフェニレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、トリメチルベンジルトリイソシアネート又はトリイソチオシアネート、キシリレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ベンジルトリイソ(チオ)シアネート、4,4’ジフェニルメタンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ナフタレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、イソホロンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、ビス(イソシアネート又はジイソチオシアネートメチル)シクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネート又はジイソチオシアネート、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート又はジイソチオシアネートが挙げられうる。
【0127】
例示的なポリチオールモノマーの中では、脂肪族ポリチオール、たとえば、ペンタエリトリトールテトラキスメルカプトプロプリオネート、1−(1’メルカプトエチルチオ)−2,3−ジメルカプトプロパン、1−(2’−メルカプトプロピルチオ)−2,3−ジメルカプトプロパン、1−(−3’メルカプトプロピルチオ)−2,3ジメルカプトプロパン、1−(−4’メルカプトブチルチオ)−2,3ジメルカプトプロパン、1−(5’メルカプトペンチルチオ)−2,3ジメルカプトプロパン、1−(6’−メルカプトヘキシルチオ)−2,3−ジメルカプトプロパン、1,2−ビス(−4’−メルカプトブチルチオ)−3−メルカプトプロパン、1,2−ビス(−5’−メルカプトペンチルチオ)−3−メルカプトプロパン、2,3−ビス(−5’メルカプトペンチルチオ)−3−メルカプトプロパン、1,2−ビス(6’−メルカプトヘキシル)、3−メルカプトプロパン、1,2,3−トリス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(−3’−メルカプトプロピルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(−2’−メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(−4’−メルカプトブチルチオ)プロパン、1,2,3−トリス(’6’−メルカプトヘキシルチオ)プロパン、メタンジチオール、1,2−エタンジチオール、1,1−プロパンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパンジチオール、2,2−プロパンジチオール及び1,6−ヘキサンチオール1,2,3−プロパントリチオール、及び1,2−ビス(−2’−メルカプトエチルチオ)−3−メルカプトプロパンが挙げられうる。
【0128】
結論
本明細書の教示の利益を享受する当業者に自明である、異なるが均等な方法で本発明を変更及び実施しうるため、以上に開示された特定の実施形態は、単なる例示にすぎない。したがって、以上に開示された特定の例示的な実施形態を改変又は変更しうることは、明らかであり、そのような変形形態はすべて、本発明の範囲内にあるとみなされる。本発明から取得可能な効率及び利点を増加させるために、エレメント又は工程シーケンスの種々の組合せ又は部分的組合せを行って、開示されたエレメント又は工程に準拠した種々のエレメント又は工程を有利に組み合わせたり又は一緒に実施したりしうる。
【0129】
特に明記されていないかぎり、以上の実施形態の1つ以上を他の実施形態の1つ以上と組み合わせうることは、分かるであろう。本明細書に例示的に開示された本発明は、好適には、特定的に開示も特許請求もされていない任意のエレメント又は工程の不在下で、実施されうる。さらに、特許請求の範囲に記載された以外で、本明細書に示された構築、組成物、設計、又は工程の詳細は、限定が意図されるものではない。