KR100573233B1

KR100573233B1 - 플라스틱 렌즈 및 이의 피복용 프라이머 조성물

Info

Publication number: KR100573233B1
Application number: KR1019997000556A
Authority: KR
Inventors: 가야노끼히사유끼; 사와라기후지오
Original assignee: 닛폰에이아루씨가부시키가이샤
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2006-04-24
Also published as: US6440568B1; KR20000029516A; EP0922971A1; WO1998054604A1; EP0922971A4; DE69837649D1; CN100439939C; JPH10332902A; EP0922971B1; DE69837649T2; JP4189036B2; CN1231031A

Abstract

본 발명은 주성분으로서 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 반응을 통해 수득한 폴리우레탄 수지로부터 제조한 프라이머 층을 갖는 플라스틱 렌즈에 관한 것이다.

흠집에 대한 저항성 및 내충격성이 탁월한 상기 플라스틱 렌즈는 프라이머층에 하드 코트 층 및 반사 방지 층을 추가로 형성하여 수득할 수 있다.

Description

플라스틱 렌즈 및 이의 피복용 프라이머 조성물{PLASTIC LENSES AND PRIMER COMPOSITION USED FOR COATING THE SAME}

본 발명은 플라스틱 렌즈 및 이의 피복용 프라이머 조성물에 관한 것이다.

플라스틱 렌즈는 쉽게 손상을 입기 때문에 표면에 규소 기재 또는 다른 하드 코트 또는 적외선 경화막을 갖는다. 플라스틱 렌즈 표면의 반사를 억제하기 위해 플라스틱 렌즈에 무기 물질을 증착시켜 반사 방지막을 추가로 형성할 수 있다. 이러한 렌즈는 내충격성이 낮고, 낙구 시험(미국 FDA 규격)에서 균열이 생기는 결점이 있다.

상기 문제를 해결하기 위해, 렌즈 기재와 하드 코트 사이에 우레탄 수지의 프라이머 층을 형성하는 기술이 공지되어 있다.

일본 특허 JP-A 5-25299호는 β-디케톤으로 블로킹된 블록 폴리이소시아네이트 및 폴리올을 주성분으로서 함유하는 프라이머 피복을 플라스틱 렌즈 기재의 표면에 피복하고; 가열하여 경화시켜 열경화성 폴리우레탄의 프라이머 층을 형성하고; 하드층을 형성하고; 무기 물질의 증착에 의해 하드층의 표면상에 단층 또는 다층의 반사 방지 막을 형성하는 것을 포함하는 플라스틱 렌즈의 제조 방법을 개시하고 있다.

일본 특허 JP-B 7-62722호는 디에틸렌글리콜 비스알릴 카보네이트, 비스알릴 프탈레이트 및 벤질 메타크릴레이트의 3원 공중합체를 주성분으로 하여 제조한 플라스틱 렌즈상에, 알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리(알킬렌아디페이트), 폴리-ε-카프로락톤, 폴리부타디엔, 폴리(알킬렌카보네이트) 및 실리콘 폴리올로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 디올과 디이소시아네이트로부터 수득되는 폴리우레탄 수지 용액을 피복하고 가열하여 형성되는 막 두께 0.01 내지 30 ㎛인 프라이머 층과, 규소 기재 수지 경화층과, 무기 물질의 증착에 의해 단층 또는 다층 반사 방지막을 순서대로 형성하여 수득되는 플라스틱 렌즈가 개시되어 있다.

상기 종래 기술은 하기의 문제점을 가지고 있다.

(1) 안경 렌즈는 30 ℃의 온난 지대나 0 ℃의 한냉 지대서도 사용되지만, 아디프산을 주성분으로 함유하는 폴리에스테르 폴리올로부터 제조한 우레탄 프라이머는 특히 고온에서 내충격성이 열등하고, 경우에따라 충분한 내충격성이 수득되지 않는 경우가 있다.

(2) 고굴절률 렌즈(HI 렌즈) 가운데, 낮은 내충격성을 갖는 렌즈가 있다. 높은 내충격성을 갖는 렌즈가 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 환경에서 반사 방지막을 가짐에도 불구하고 높은 내충격성을 갖는 플라스틱 렌즈 및 상기 플라스틱 렌즈용 프라이머를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 효과적인 내충격성을 갖는 플라스틱 HI 렌즈 및 상기 플라스틱 렌즈용 프라이머를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 설명으로부터 명백해 질 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 우선, 플라스틱 렌즈 기재 및 상기 기재의 하나 이상의 표면상에, 특히 바람직하게는 오목면의 표면상에 형성된 폴리우레탄 층을 포함하는 플라스틱 렌즈에 있어서, 상기 폴리우레탄 층이 모든 산 성분의 총량 기준으로 50 몰 % 이상의 양이 이소프탈산이고, 50 몰 % 이하가 다른 디카르복실산인 폴리에스테르 폴리올, 및 폴리이소시아네이트를 주성분으로서 함유하는 프라이머의 경화물(이하, 프라이머 경화층이라고 함)인 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈로 달성될 수 있다.

하기에 우선 프라이머 경화층에 대해 상세히 설명한다.

(a) 프라이머 경화층

주성분으로서 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르 폴리올을 함유한 우레탄 수지는, 주성분으로서 아디프산을 함유하는 폴리에스테르 폴리올을 함유하는 종래의 우레탄 수지에 비하여 실생활에서 경험하는 넓은 온도 범위에서 높은 내충격성을 갖는다. 특히, 고온에서 전자의 내충격성이 저하되지 않는다. 우레탄 수지는 약간 낮은 내충격성을 갖고, 실제 용도에 충분히 높은 내충격성을 갖는 HI 렌즈 기재를 제공한다.

본 발명에 있어서, 프라이머 경화층을 형성하는 프라이머는 주성분으로서 폴리에스테르 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 함유한다.

(1) 폴리에스테르 폴리올

폴리에스테르 폴리올은 모든 산 성분의 총량의 50 몰 % 이상의 양의 이소프탈산 및 50 몰 % 이하의 양의 다른 디카르복실산을 함유하며, 분자의 말단에 히드록실기를 갖는 폴리에스테르이다.

상기 50 몰 % 이하의 양으로 함유되는 다른 디카르복실산의 예로는 프탈산, 테레프탈산, 무수 프탈산, 수소화 프탈산, 푸마르산, 이합체 리놀레산, 말레산 및 C_4-8 포화 지방족 디카르복실산이다. 이들은 단독으로, 또는 두 가지 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

히드록실 화합물로서는, 폴리에스테르 폴리올의 합성에 광범위하게 사용되는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물과 같은 화합물을 사용할 수 있다 :

[식 중, X¹은 -CH₂CH₂O- 또는

이고, X²는 -OCH₂CH₂- 또는

이며, p 및 q는 독립적으로 1 내지 3의 정수이다],

[식 중, Z¹ 및 Z²는 독립적으로 하나의 OH기를 갖고, 탄소, 수소 및 산소 원자를 함유하는 유기기이며, r 및 t는 독립적으로 0 또는 1이다].

폴리올의 예로는 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 노난디올, 메틸 펜탄디올, 네오펜틸 글리콜 및 비스페놀 A와 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드와의 부가물; 및 세 개 이상의 히드록실기를 갖는 폴리올, 예컨대 트리메틸올 프로판, 글리세린, 트리메틸올 에탄 및 펜타에리트리톨이 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예로는 비스페놀 A와 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드와의 부가물의 브롬화물이 있고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 대표적인 예로는 4,4'-티오비스벤젠티올 및 4,4'-티오비스벤질티올이 있다.

상기 히드록실 화합물은 단독으로 또는 두 가지 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

(2) 폴리이소시아네이트

폴리이소시아네이트는 포화 지방족 골격을 갖는 폴리이소시아네이트 및 방향족 고리 골격을 갖는 임의의 폴리이소시아네이트가 사용될 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트는 단량체, 이소시아뉴레이트, 알로파네이트, 뷰레트, 카르보디이미드, 부가물, 변성체 또는 예비 중합체의 형태로 사용될 수 있다.

포화 지방족 골격을 갖는 폴리이소시아네이트의 예로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,3,3-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 수소화 크실릴렌 디이소시아네이트 및 수소화 디페닐메탄 디이소시아네이트가 있다.

방향족 고리 골격을 갖는 폴리이소시아네이트의 예로는 크실릴렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트 및 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트가 있다.

(3) 블로킹제

폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기(-N=C=O)는 블로킹제에 의해 블로킹될 수 있다.

블로킹제의 예로는 β-디케톤, 디에틸 말로네이트, 디메틸 말로네이트, 아세톡심, 메틸에틸 케톡심, 부타논 옥심, 아세틸아세톤, 2,4-헥산디온, 3,5-헵탄디온 및 카프로락탐이 있다.

본 발명에서, 폴리이소시아네이트가 헥사메틸렌 디이소시아네이트인 경우, 이는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아뉴레이트의 형태이고, 이의 이소시아네이트기는 바람직하게는 β-디케톤, 디에틸 말로네이트, 디메틸 말로네이트, 아세톡심, 및 부타논 옥심으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물에 의해 블로킹된다.

유사하게, 폴리이소시아네이트가 크실릴렌 디이소시아네이트 또는 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트인 경우, 이소시아네이트기는 바람직하게는 β-디케톤, 디에틸 말로네이트, 디메틸 말로네이트, 아세톡심 및 부타논 옥심으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물에 의해 블로킹된다.

본 발명의 프라이머는 주성분으로서 상기 폴리에스테르 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 함유하며, 필요에 따라 다른 폴리올을 함유할 수 있다.

(4) 다른 폴리올

경화물의 물리적 성질을 조절하기 위해 프라이머에 다른 폴리올을 첨가할 수 있다. 다른 폴리올로 사용될 수 있는 것으로, 폴리카보네이트 폴리올 (Nipporan 980 시리즈, Nippon Polyurethane Co., Ltd., 또는 Carbodiol, Toagosei Co., Ltd.), 폴리에테르 폴리올 (Adecapolyether, Asahi Denka Kogyo K.K., Actocall, Takeda Chemical Industries, Ltd., PPG-Diol 시리즈, Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) 및 아크릴 폴리올(Takerack, Takeda Chemical Industries, Ltd., Acridic, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)이 있다.

상기 다른 폴리올은 폴리에스테르 폴리올 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 50 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량부 이하의 양으로 사용된다.

일반적으로, 본 발명의 프라이머는 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올과 다른 폴리올의 조합을, 폴리에스테르 폴리올의 히드록실기의 1 당량을 기준으로, 또는 폴리에스테르 폴리올 및 다른 폴리올의 히드록실기의 총량을 기준으로 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기의 양이 0.7 내지 1.5 당량이 되도록 하는 양으로 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 프라이머는 특정 산화금속의 입자를 함유할 수 있다.

(5) 산화금속의 미립자

프라이머 경화층의 굴절률은 프라이머에 특정 산화금속의 미립자를 함유시켜 증가시킬 수 있다. 미립자는 Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원자의 산화물로부터 제조되며, 1 내지 100 nm의 평균 입경을 갖는다.

프라이머에 미립자를 함유시키기 위해서, 유기 용매에 미립자를 분산시켜 제조한 졸을 사용하는 것이 바람직하다.

프라이머 내의 미립자의 함량은 고형체 함량에 대해 바람직하게는 70 중량 % 이하, 더욱 바람직하게는 10 내지 60 중량 %이다.

본 발명의 프라이머는 일반적으로 유기 용매 내에서 제조된다.

(6) 유기 용매

유기 용매는 바람직하게는 글리콜 또는 케톤이다.

글리콜의 예로는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 에 틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등이 있다.

케톤의 예로는 시클로헥사논, o-메틸시클로헥사논, m-메틸시클로헥사논, p-메틸시클로헥사논 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등이 있다.

이들 외에, 디아세톤 알콜이 사용될 수 있다.

상기 유기 용매는 단독으로 또는 두 가지 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

아세테이트, 나프타 용매, 알콜 등이 필요에 따라 추가로 첨가될 수 있다.

아세테이트로는 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트 등이 있다.

유기 용매는 프라이머의 고형체 함량이 5 내지 50 중량 %가 되도록 하는 양으로 사용된다.

본 발명의 프라이머는 필요에 따라 폴리우레탄-형성 반응을 위해 경화 촉매를 함유할 수 있다.

(7) 경화 촉매

우레탄-형성 반응을 유발하기 위해, 항상 필요하지는 않지만 경화 촉매로서 지방산 금속염 또는 아민이 첨가될 수 있다.

지방산 금속염은 주석, 아연, 코발트, 철, 알루미늄 등과 같은 금속의 스테아레이트 또는 옥틸레이트이다.

아민은 지방족 아민, 방향족 아민 또는 아미노실란이다. 아민의 특정 예로는 폴리메틸렌 디아민, 폴리에테르 디아민, 디에틸렌 트리아민, 이미노비스프로필아민, 비스헥사메틸렌 트리아민, 디에틸렌 트리아민, 테트라에틸렌 펜타아민, 펜타에틸렌 헥사아민, 펜타에틸렌 헥사아민, 디메틸아미노프로필아민, 아미노에틸 에탄올 아민, 메틸이미노비스프로필아민, 멘탄 디아민, N-아미노메틸피페라진, 1,3-디아미노시클로헥산, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 테트라클로로파라크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 4,4'-메틸렌 디아닐린, 디아미노디페닐 설폰, 벤지딘, 톨루이딘, 디아미노디페닐 에테르, 4,4'-티오디아닐린, 4,4'-비스(o-톨루이딘)디아니시딘, o-페닐렌디아민, 2,4-톨루엔디아민, 메틸렌비스(o-클로로아닐린), 디아미니디톨릴설폰, 비스(3,4-디아미노페닐)설폰, 2,6-디아미노피리딘, 4-클로로-o-페닐렌디아민, 4-메톡시-6-메틸-m-페닐렌디아민, m-아미노벤질아민, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-부탄디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-p-페닐렌디아민, 테트라메틸구아니딘, 트리에탄올아민, 2-디메틸아미노-2-히드록시프로판, N,N'-디메틸피페라진, N,N'-비스[(2-히드록시)프로필]피페라진, N-메틸모르폴린, 헥사메틸렌테트라아민, 피리딘, 피라진, 퀴놀린, 벤질디메틸아민, α-메틸벤질메틸아민, 2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸올)페놀, N-메틸피페라진, 피롤리딘, 모르폴린, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 디에톡시실란 등이 있다.

또한 사용될 수 있는 경화 촉매로서, 암모늄 아세테이트, 4차 암모늄 알킬 아세테이트, 트리플루오로 아세트산, 파라톨루엔설폰산, 및 이들의 염이 있다.

본 발명의 프라이머는 경화층용 레벨링제(피복 필름), 항산화제, 내후성 부여제, 대전 방지제, 청분제(bluing agent), 착색제, 도료 등을 추가로 함유할 수 있다. 이들 가운데 레벨링제는 바람직하게는 폴리옥시알킬렌 및 폴리디메틸실록산의 공중합체 또는 폴리옥시알킬렌 및 플루오로카본의 공중합체이다. 상기 첨가제의 총 함량은 프라이머를 기준으로 바람직하게는 0.001 내지 10 중량 %이다.

(8) 프라이머의 조성

계속해서 프라이머의 조성에 대해 설명한다.

폴리에스테르 폴리올은 모든 산 성분의 총량을 기준으로 50 몰 % 이상, 바람직하게는 51 몰 % 이상의 양으로 이소프탈산을 함유하며, 중합체 사슬의 말단에 히드록실기를 갖는다.

이소시아네이트 성분 및 OH 성분은 NCO:OH의 조성비가 약 0.7:1 내지 1.5:1, 바람직하게는 0.8:1 내지 1.2:1이 되도록 적절히 사용한다.

프라이머의 고형체 함량은 바람직하게는 5 내지 50 중량 %, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 중량 %이다.

프라이머 경화층의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 5 ㎛이다. 두께가 0.1 미만이면, 피복 필름의 내충격성의 개선 효과가 작고, 두께가 5 ㎛ 초과이면, 하드 코트의 경도가 저하된다.

프라이머의 경화 조건에 있어서, 80 내지 120 ℃의 경화 온도 및 10 내지 120 분의 경화 시간으로부터 최적의 조건이 선택된다. 블로킹된 이소시아네이트가 사용되는 경우, 경화 조건은 블로킹제의 해리 온도에 의존한다.

프라이머는 침지 피복, 유동 피복, 스피너 피복 또는 스프레이 피복에 의해 적절하게 피복될 수 있다.

(b) 플라스틱 렌즈 기재

굴절률 1.48 이상의 안경용 플라스틱 렌즈가 본 발명의 플라스틱 렌즈 기재로 바람직하게 사용된다. 예를 들어, 폴리우레탄 수지로 만든 플라스틱 렌즈, 메타크릴계 중합체로 만든 플라스틱 렌즈, 아크릴계 중합체로 만든 플라스틱 렌즈, 또는 이들의 혼합물로 만든 기재가 사용될 수 있다.

(c) 하드 코트 층

본 발명의 플라스틱 렌즈는 폴리우레탄 프라이머 경화층 위에 규소 수지로 만든 하드 코트를 가질 수 있다. 하드 코트 층은 (A) Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원자의 산화물로 이루어지며 평균 입경이 1 내지 100 nm인 미립자 및 (B) 에폭시기 함유 규소 화합물 또는 그의 부분 가수분해물을 포함하는 하드 코트용 조성물의 경화물로부터 제조된다.

상기 성분 (A) 및 (B)와 다른 성분을 하기에 설명한다.

(1) 성분 (A)

Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원자의 산화물이 사용된다. 구체적으로, 산화물은 SiO₂, A1₂0₃, SnO₂, Sb₂O₅, Ta₂O₅, CeO₂, La₂O₃, Fe₂O₃, ZnO, W0₃, ZrO₂, In₂O₃ 및 TiO₂로 구성된 군으로부터 선택된 산화금속 또는 두 가지 이상의 금속의 산화물(복합 산화물)이다. 산화금속은 바람직하게는 입경 1 내지 100 nm의 미립자의 형태이다.

첨가된 산화금속의 양은 바람직하게는 하드 코트용 조성물의 고형체 함량에 대해 5 내지 80 중량 %이다.

또한, 산화물 미립자는 유기 규소 화합물 또는 아민으로 표면 개질되어 용매로의 분산성을 개선시킬 수 있다. 표면 개질을 위한 유기 실란 화합물은 미립자의 중량을 기준으로 0 내지 30 중량 %, 바람직하게는 1 내지 25 중량 %의 양으로 사용된다. 표면 개질은 가수 분해 가능한 기가 가수분해되기 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. 이때 사용되는 유기 규소 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로부터 선택된다 :

R'_aR"_bSiX_4-a-b

[식 중, R' 및 R"는 독립적으로 알킬기, 페닐기, 비닐기, 메타크릴옥시기, 메르캅토기, 아미노기 또는 에폭시기를 갖는 유기 기이며, X는 가수 분해 가능한 기이고, a는 0 또는 1, b는 0, 1 또는 2이다].

상기 유기 규소 화합물은 단독으로, 또는 두 가지 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

하나의 X를 갖는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 예로는 트리메틸 메톡시실란, 트리에틸 메톡시실란, 트리메틸 에톡시실란, 트리에틸 에톡시실란, 트리페닐 메톡시실란, 디페닐메틸 메톡시실란, 페닐디메틸 메톡시실란, 페닐디메틸 에톡시실란, 비닐디메틸 메톡시실란, 비닐디메틸 에톡시실란, γ-아크릴옥시프로필디메틸 메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필디메틸 메톡시실란, γ-메르캅토프로필디메틸 메톡시실란, γ-메르캅토프로필디메틸 에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필디메틸 메톡시실란, γ-아미노프로필디메틸 메톡시실란, γ-아미노프로필디메틸 에톡시실란, γ-글리시독시프로필디메틸 메톡시실란, γ-글리시독시프로필디메톡시 에톡시실란 및 β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸디메틸 메톡시실란이 있다.

두 개의 X를 갖는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 예로는 디메틸 디메톡시실란, 디에틸 디메톡시실란, 디메틸 디에톡시실란, 디에틸 디에톡시실란, 디페닐 디메톡시실란, 페닐메틸 디메톡시실란, 페닐메틸 디에톡시실란, 비닐메틸 디메톡시실란, 비닐메틸 디에톡시실란, γ-아크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필디메틸 디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸 디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸 디에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메톡시 디에톡시실란 및 β-(3.4-에폭시시클로헥실)에틸메틸 디메톡시실란이 있다.

세 개의 X를 갖는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 예로는 메틸 트리메톡시실란, 에틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시실란, 에틸 트리에톡시실란, 페닐 트리메톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 비닐(β-메톡시에톡시)실란, γ-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란, β-글리시독시프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리에톡시실란, β-글리시독시프로필 트리에톡시실란 및 β-(3.4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란이 있다.

네 개의 X를 갖는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 예로는 테트라에틸 오르토실리케이트 및 테트라메틸 오르토실리케이트가 있다.

상기 산화금속의 분산 매질로는 물, 알콜 또는 다른 유기 용매가 있으며, 예를 들어 포화 지방족 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜, n-부탄올 및 2-부탄올; 셀로솔브, 예컨대 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 및 부틸 셀로솔브; 프로필렌 글리콜 유도체, 예컨대 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트; 에틸렌 글리콜; 에스테르, 예컨대 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트; 에테르, 예컨대 디에틸 에테르 및 메틸 이소부틸 에테르; 케톤, 예컨대 테트라히드로푸란, 아세톤 및 메틸 이소부틸 케톤; 방향족 탄화수소, 예컨대 크실렌 및 톨루엔; N, N-디메틸포름아미드; 디클로로에탄; 등이 있다.

(2) 성분 (B)

성분 (B)로서 에폭시기 함유 규소 화합물 및 이의 부분 가수분해 생성물은 각각 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 및 이의 부분 가수분해 생성물이다 :

R¹R² _aSi(OR³)_3-a

[식 중, R¹은 C_2-12 에폭시기를 함유하는 기이고, R²는 C_1-6 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 할로알킬기 또는 할로아릴기이며, R³은 수소 원자, C_1-4 알킬기, 아실기 또는 알킬아실기이고, a는 0, 1 또는 2의 정수이다].

성분 (B)로서 에폭시기 함유 규소 화합물 또는 이의 부분 가수분해 생성물은 바람직하게는 고형체 함량에 대해 5 내지 90 중량 %의 양으로 하드 코트 조성물에 사용된다.

상기 화학식 4의 에폭시기 함유 규소 화합물의 예로는 γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란, β-글리시독시프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리에톡시실란, β-글리시독시프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디에톡시실란, 및 β-(3.4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란이 있다.

또한, 성분 (A) 또는 성분 (B)에 화학적으로 결합할 수 있는 작용기를 갖는 제 3의 성분이 첨가될 수 있다.

제 3 성분은 가수분해 후에 실라놀기와 반응할 수 있는 성분이며, 착색성, 내열성, 내수성, 대전 방지성 및 표면 경도와 같은 물리적 특성을 조절하기 위해 사용된다. 제 3 성분은 하기 화합물 (C) 내지 (O)의 하나 이상이다. 성분 (C) 내지 성분 (O)는 기재 수지의 총 고형체 함량을 기준으로 0.001 내지 50 중량 %의 양이 사용된다.

(3) 성분 (C)

성분 (C)는 분자에 오직 하나의 OH기 또는 SH기를 가지며, -O-, -CO-O-, -S-, -CO-S- 및 -CS-S-로부터 선택된 하나 이상의 기와, 분자 주쇄에 하나 이상의 불포화기를 함유하는 유기 화합물이며, 물 또는 네 개 이하의 탄소를 갖는 저급 알콜에 가용성이다.

상기 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물이다 :

R⁴-X-R⁵YH

[식 중, R⁴는 하나 이상의 불포화기를 갖는 1가 탄화수소 기이고, O 또는 S 원자를 함유할 수 있으며, R⁵는 2 개 이상의 탄소 원자를 갖는 2가 탄화수소 기이고, O 또는 S 원자를 함유할 수 있으며, X는 O 또는 S 원자 중 어느 하나이며, Y는 O 또는 S 원자 중 어느 하나이다].

상기 화학식 5의 화합물의 예로는 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 폴리(부탄디올)모노아크릴레이트, 폴리(부탄디올)모노메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 모노비닐 에테르, 1,6-헥산디티올 모노아크릴레이트, 디(아크릴옥시에틸)히드록시에틸아민, 2-히드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 2-히드록시부틸 아크릴레이트, 3-아크릴로일옥시글리세린 모노메타크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디메타크릴옥시프로판 및 2-메르캅토에틸 아크릴레이트가 있다.

상기 화학식 5의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 6, 화학식 7, 화학식 8 또는 화학식 9로 표시되는 화합물이다 :

[식 중, R⁶는 수소 원자 또는 메틸기이고, b는 2 내지 10, 바람직하게는 4 내지 6의 정수이다],

[식 중, R⁶는 수소 원자 또는 메틸기이고, R⁷은 -CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH(CH₃)-이고, c는 2 내지 9, 바람직하게는 2 내지 4의 정수이다],

[식 중, b는 4 내지 10의 정수이고, d는 0 또는 1이다],

[식 중, R⁷는 -CH₂CH₂- 또는 -CH₂C(CH₃)H-이며, c는 2 내지 9의 정수이며, d는 0 또는 1이다].

화학식 6의 화합물의 예로는 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트 등이 있다.

화학식 7의 화합물의 예로는 디에틸렌 글리콜 모노아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 모노아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 모노아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트 등이 있다.

화학식 8의 화합물의 예로는 4-히드록시부틸알릴 에테르 및 4-히드록시부틸비닐 에테르가 있다.

화학식 9의 화합물의 예로는 디에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르 및 트리에틸렌 글리콜 모노비닐 에테르가 있다.

(4) 성분 (D)

성분 (D)는 불포화 2염기산이다. 성분 (D)의 예로는 이타콘산, 숙신산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 푸마르산 및 말레산이 있다.

(5) 성분 (E)

성분 (E)는 불포화 2염기산의 시클릭 무수물이다. 성분 (E)의 예로는 숙신산 무수물, 글루타르산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 푸마르산 무수물 및 말레산 무수물이 있다.

(6) 성분 (F)는 불포화 2염기산의 이미드 화합물이다. 성분 (F)의 예로는 숙신산 이미드, 글루타르산 이미드, 프탈산 이미드 및 말레산 이미드가 있다.

(7) 성분 (G)는 포화 폴리카르복실산이다. 성분 (G)의 예로는 아디프산 및 수베르산이 있다.

(8) 성분 (H)는 포화 폴리카르복실산의 시클릭 무수물이다. 성분 (H)의 예로는 성분 (G)와 같은 포화 폴리카르복실산의 시클릭 무수물이 있다.

(9) 성분 (I)는 포화 폴리카르복실산의 이미드 화합물이다. 성분 (I)의 예로는 성분 (G)와 같은 포화 폴리카르복실산의 이미드 화합물이 있다.

(10) 성분 (J)는 아민이다. 아민의 예로는 폴리메틸렌 디아민, 폴리에테르 디아민, 디에틸렌 트리아민, 이미노비스프로필아민, 비스헥사메틸렌 트리아민, 디에틸렌 트리아민, 테트라에틸렌 펜타아민, 펜타에틸렌 헥사아민, 디메틸아미노프로필아민, 아미노에틸에탄올아민, 메틸이미노비스프로필아민, 멘탄 디아민, N-아미노메틸피페라진, 1,3-디아미노시클로헥산, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 테트라클로로파라크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 4,4'-메틸렌디아닐린, 디아미노디페닐설폰, 벤지딘, 톨루이딘, 디아미노디페닐 에테르, 4,4'-티오디아닐린, 4,4'-비스(o-톨루이딘)디아니시딘, o-페닐렌디아민, 2,4-톨루엔디아민, 메틸렌비스(o-클로로아닐린), 디아미니디트리스설폰, 비스(3,4-디아미노페닐)설폰, 2,6-디아미노피리딘, 4-클로로-o-페닐렌디아민, 4-메톡시-6-메틸-m-페닐렌디아민, m-아미노벤질아민, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-부탄디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-p-페닐렌디아민, 테트라메틸구아니딘, 트리에탄올아민, 2-디메틸아미노-2-히드록시프로판, N,N'-디메틸피페라진, N,N'-비스[(2-히드록시)프로필]피페라진, N-메틸모르폴린, 헥사메틸렌테트라민, 피리딘, 피라진, 퀴놀린, 벤질디메틸아민, α-메틸벤질메틸아민, 2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸올)페놀, N-메틸피페라진, 피롤리딘, 모르폴린 등이 있다.

이 외에도, 상기 아민과 유기 카르복실산, 시클릭 에테르, 케톤, 알데히드, 히드로퀴논 등의 부가물 및 축합물이 마찬가지로 사용될 수 있다.

(11) 성분 (K)는 요소 또는 이의 포름알데히드와의 부가물이다.

(12) 성분 (L)은 알킬 치환된 메틸올 멜라민이다.

(13) 성분 (M)은 2개 이상의 OH기 또는 SH기를 갖는 화합물이다.

성분 (M)의 예로는 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디 올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 트리메틸올 프로판, 네오펜틸 글리콜, 카테콜, 레조시놀, 알킬렌 글리콜 및 폴리비닐 알콜이 있다.

(14) 성분 (N)은 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이다. 이의 예로는 성분 (M)과 같은 다가 알콜의 글리시딜 에테르이다.

(15) 성분 (O)로는 디시안디아미드, 히드라지드, 티오우레아, 구아니딘, 에틸렌이민, 설폰아미드 또는 이들의 유도체 등이다.

(16) 성분 (P)는 하기 화학식 (10)으로 나타내어지는 유기 규소 화합물, 또는 이의 부분 가수분해물이다 :

R⁶ _dR² _eSi(OR³)_4-d-e

[식 중, R² 및 R³는 화학식 4에 대해 상기 정의한 바와 같고, R⁶는 C_1-4 알킬기, 할로알킬기, C_6-12 아릴기 또는 할로아릴기, C_5-8 메타크릴옥시알킬기, C_2-10 유레이도알킬렌기, 방향족 유레이도알킬렌기, 방향족 알킬렌 할라이드기 및 메르캅토알킬렌기이며, d는 1, 2 또는 3이고, e는 0, 1 또는 2이다]. 성분 (P)는 기재 수지의 총 고형체 함량의 100 중량부를 기준으로 0 내지 100 중량부의 고형체 함량으로 사용된다.

상기 화학식 10의 화합물의 예로는 트리메틸 메톡시실란, 트리에틸 메톡시실란, 트리메틸 에톡시실란, 트리에틸 에톡시실란, 트리페닐 메톡시실란, 디페닐메틸 메톡시실란, 페닐디메틸 메톡시실란, 페닐디메틸 에톡시실란, 비닐디메틸 메톡시실란, 비닐디메틸 에톡시실란, 비닐(β-메톡시에톡시)실란, γ-아크릴옥시프로필디메틸 메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필디메틸 메톡시실란, γ-메르캅토프로필디메틸 에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필디메틸 메톡시실란, γ-아미노프로필디메틸 메톡시실란, γ-아미노프로필디메틸 에톡시실란, γ-글리시독시프로필디메틸 메톡시실란, γ-글리시독시프로필디메톡시 에톡시실란, γ-(3.4-에폭시시클로헥실)에틸디메틸 메톡시실란, 디메틸 디메톡시실란, 디에틸 디메톡시실란, 디메틸 디에톡시실란, 디에틸 디에톡시실란, 디페닐 디메톡시실란, 페닐메틸 디메톡시실란, 페닐메틸 디에톡시실란, 비닐메틸 디메톡시실란, 비닐메틸 디에톡시실란, γ-아크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필디메틸 디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸 디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸 디에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메톡시 디에톡시실란, β-(3.4-에폭시시클로헥실)에틸메틸 디메톡시실란, 메틸 트리메톡시실란, 에틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시실란, 에틸 트리에톡시실란, 페닐 트리메톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 비닐(β-메톡시에톡시)실란, γ-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리 메톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리에톡시실란, N-β(아미노에틸) γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란, β-글리시독시프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리에톡시실란, β-글리시독시프로필 트리에톡시실란, β-(3.4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, 테트라에틸 오르토실리케이트, 테트라메틸 오르토실리케이트 등이 있다.

하드 코트용 조성물의 경화 촉매는, 예를 들어 에틸 아세토아세테이트의 금속 염, 아세틸아세톤 및 에틸 아세토아세테이트가 배위 결합된 금속염, 카르복실산의 암모늄염 및 알칼리 금속염, 아세틸아세톤의 암모늄 염 및 금속염, 에틸렌디아민의 금속염 수화물, 1차 내지 3차 아민, 폴리알킬렌아민, 설포네이트, 마그네슘 퍼클로레이트, 암모늄 퍼클로레이트, 상기 화합물의 조합, 및 유기 메르캅탄 또는 메르캅토알킬렌실란으로부터 선택된다.

경화 촉매는 하드 코트 조성물의 제조시에 또는 하드 코트 조성물이 피복되기 바로 전에 사용될 수 있다.

경화 촉매는 고형체의 함량에 대해 0.01 내지 20 중량 %의 양으로 하드 코트용 조성물에 사용될 수 있다.

하드 코트 조성물용 용매는 예를 들어 포화 지방족 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜, n-부탄올 및 2-부탄올; 셀로솔브, 예컨대 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 및 부틸 셀로솔브; 프로필렌 글리콜 유도체, 예컨대 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트; 에스테르, 예컨대 에틸렌 글리콜, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트; 에테르, 예컨대 디에틸 에테르 및 메틸 이소부틸 에테르; 케톤, 예컨대 테트라히드로푸란, 아세톤 및 메틸 이소부틸 케톤; 방향족 탄화수소, 예컨대 크실렌 및 톨루엔; N,N-디메틸포름아미드; 디클로로에탄; 등으로부터 선택된다. 물을 필요에 따라 첨가할 수 있으며, 아세트산과 같은 산 등을 첨가하여 실란을 가수분해시킬 수 있다.

하드 코트 조성물은 경화 피복 필름용 레벨링제, 산화 방지제, 내후성 부여제, 대전 방지제, 착색제, 도료를 추가로 함유할 수 있다. 이들 가운데, 레벨링제는 예를 들어, 폴리옥시알킬렌 및 폴리디메틸실록산의 공중합체 또는 폴리옥시알킬렌 및 플루오로카본의 공중합체이다. 레벨링제는 고형체의 함량에 대해 0.001 내지 10 중량부의 양으로 하드 코트 조성물에 첨가될 수 있다.

하드 코트 층의 두께는 바람직하게는 0.4 내지 8 ㎛이다. 두께가 0.4 ㎛ 미만이면 경도는 저하되기 쉬운 반면, 두께가 8 ㎛ 초과이면 하드 코트 층은 균열되기 쉽다.

경화 조건은 90 내지 120 ℃의 경화 온도 및 수 시간 내지 30분의 경화 시간이다. 이들 범위에서 최적 조건을 선택하는 것이 바람직하다.

하드 코트 조성물은 침지 피복, 유동 피복, 스피너 피복 또는 스프레이 피복에 의해 피복될 수 있다.

(c) 반사 방지 피복

하드 코트 필름 위에 단층 또는 다층의 무기 재료로 구성된 반사 방지층이 형성될 수 있다. 반사 방지층을 형성하여 반사의 감소 및 투과 및 내후성의 개선을 달성할 수 있다.

무기 재료로서 SiO, SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, ZrO₂, Al ₂O₃, MgF₂, Ta₂O₅ 등을 사용하여 증착에 의해 박막이 형성된다.

(d) 전처리

하드 코트의 밀착성을 개선하기 위해서, 프라이머 경화층을 갖는 렌즈를 염기 처리, 산 처리, 플라스마 처리, 코로나 처리, 화염 처리 또는 UV-조사 처리와 같은 전처리를 하는 것이 효과적이다.

본 발명의 플라스틱 렌즈는 예를 들어 내충격성이어야만 하는 보호 안경과 같은 안경용 플라스틱 렌즈로서 사용하기 특히 적당하다. 또한, 내충격성을 요하는 투명 플라스틱 시이트용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 프라이머 층은 주성분으로서 아디프산을 함유하는 폴리에스테르 폴리올로부터 수득한 우레탄 수지로 제조한 종래 기술의 프라이머 층과 비교하여, 일상 생활에서 경험하는 다양한 온도 범위에서 플라스틱 렌즈의 내충격성을 개선시킨다. 프라이머층은 특히 고온에서도 내충격성이 저하되지 않으며, 내충격성이 약간 열등한 HI 렌즈 기재에 실질적으로 충분한 내충격성을 제공한다.

본 발명의 실시예를 이하에서 설명한다.

사용한 렌즈 기재 및 프라이머, 및 하드 코트 조성물의 피복 방법 및 수득된 피복 필름의 성능의 시험에 대하여 하기에 설명한다.

(a) 플라스틱 렌즈 기재에 있어서 :

A : 굴절률 1.50의 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카보네이트로 제조한 플라스틱 렌즈

B : 굴절률 1.594의 티오우레탄 수지로 제조한 플라스틱 렌즈(미쓰이화학 (주) 제조 단량체: MR-90을 열경화한 것)

C : 굴절률 1.66의 티오우레탄 수지로 제조한 플라스틱 렌즈(미쓰이화학 (주) 제조 단량체: MR-7을 열경화한 것)

(b) 프라이머의 피복 방법

렌즈 기재를 각 피복 용액에 침지시키고, 렌즈 기재를 10 ㎝/분의 인상(lift) 속도로 인상하여 렌즈 기재에 프라이머의 침지 피복을 행하고, 그 후, 프라이머 층을 약 10 분간 실온에서 건조시키고, 95℃에서 30 분간 열경화시켰다.

(c) 하드 코트 용액의 피복 방법

프라이머 경화층을 가진 렌즈를 각 피복 용액에 침지시키고, 15 ㎝/분의 인상속도로 인상하여 프라이머 경화층 위에 하드 코트 용액의 침지 피복을 행하고 하드 코트 층을 약 5 분간 실온에서 건조시키고 120℃에서 1 시간 동안 열경화하였다.

(d) JIS K 5400 에 준거하여 크로스 해치(cross-hatch) 시험 또는 크로스 컷(cross-cut) 밀착성 시험을 수행하였다.

(e) 스틸 울(steel wool) 시험

스틸 울 # 0000을 사용하여 1 kg 의 하중으로 렌즈를 문질러, 생성된 흠집을 하기 범주에 기초하여 판정하였다.

5: 렌즈에 전혀 흠집이 생기지 않음

4: 렌즈에 약간의 흠집이 생김

3: 렌즈에 흠집이 생김

2: 렌즈에 심한 흡집이 생김

1: 렌즈에 기재 깊이까지 흠집이 생김

(f) 염색성

Brain Power Inc. (USA) 의 BPI Gray를 증류수로 9 %로 희석하여 제조한 수용액을 90℃로 가열하고, 그 수용액에 각 피복 용액을 피복한 렌즈를 5분간 침지하고, 그 후 렌즈를 취하여 수세하였다. 염색 후 렌즈의 총 광선 투과율을 측정하여 염색성을 비교하였다.

(g) 막 두께 측정

유리 시이트를 각 피복 용액으로 피복한다. 피복 필름을 경화한 후, 일부를 잘라내어 그 단차로부터 필름 두께를 구하였다.

(h) 내충격성

ANSI Z80.1에 따라 16.32 g의 강구를 렌즈의 볼록면에 충돌시켜 파괴 시험을 행하였다. 내충격성은 렌즈가 파괴되거나 크랙이 생긴 경우의 충격 에너지 양과 렌즈에 변화가 없는 경우의 최대 충격 에너지 양의 중간치로 하고, FDA 규격 (0.2 J)의 배수로서 표시하였다. 사용한 렌즈 기재는 중심 두께가 1.0 내지 1.3 mm의 마이너스 도수의 플라스틱 렌즈이다.

측정에 앞서서, 피복한 렌즈는 0 ℃, 20 ℃, 30 ℃ 및 40 ℃의 대기하에서 각각 24 시간 방치한 후, 20 ℃에서 재빨리 낙구 시험을 수행하였다.

(i) 내후성

제논 내후성 측정기를 사용하여 ASTM G-26에 따라서 240 시간 동안 노출 후 렌즈의 외관 및 밀착성을 평가하였다.

(a) 프라이머의 제조

(1) 프라이머 번호 1:

이소프탈산과 1,6-헥산디올을 함유하며 평균 분자량 940, 수산기값 120 mg KOH/g 인 폴리에스테르 폴리올 91 g 과, β-디케톤으로 블로킹시킨 헥사메틸렌 디이소시아네이트 3량체 75 %를 함유하는 부틸아세테이트 용액 92 g과, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 812 g을 혼합하고, 균일 혼합물을 수득할 때까지 교반한 후, 레벨링제로서 3M 사제의 Florad FC-430을 0.5 g 첨가하고 교반하여 프라이머 번호 1을 제조한다.

(2) 프라이머 번호 2:

60:40의 몰비의 이소프탈산과 아디프산, 1,6-헥산디올 및 트리메틸올 프로판을 함유하는 평균 분자량 650, 수산기값 260 ㎎ KOH/g 의 폴리에스테르 폴리올 61 g과 β-디케톤으로 블로킹된 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 3 량체 75 %를 함유하는 부틸아세테이트 용액 135 g과, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 802 g을 혼합하여 균일 혼합물을 수득할 때까지 교반한 후, 레벨링제로서 3M 사제의 Florad FC-430을 0.5 g 첨가하고 교반하여 번호 2를 제조한다.

(3) 프라이머 번호 3:

상기 (1)과는 별도로 제조한 프라이머 번호 1을 700 g 계량하여 취하고, 교반한다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 140 g과, 이어서, TiO₂, Fe₂O₃ 및 SiO₂의 복합 산화물 졸 번호 1 (메탄올 중에 분산, 평균 입경 10nm, 비휘발성 함량 30%) 160 g을 상기 프라이머에 첨가하고, 균일하게 될 때까지 교반하여 프라이머 번호 3를 제조한다.

(4) 프라이머 번호 4:

상기 (1)과는 별도로 제조한 프라이머 번호 1을 500 g 계량하여 취하고, 교반한다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 234 g과, 이어서 TiO₂, ZrO₂ 및 SiO₂의 복합 산화물 졸 번호 2 (메탄올 중에 분산, 평균 입경 10nm, 비휘발성 함량 30%) 266 g을 상기 프라이머에 첨가하고, 균일하게 될 때까지 교반하여 프라이머 번호 4를 제조한다.

(5) 프라이머 번호 5:

아디프산과 메틸펜탄디올을 포함하는 평균 분자량 500, 수산기값 224mg KOH/g의 폴리에스테르 폴리올 66 g과, β-디케톤으로 블로킹된 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 3량체 75%를 포함하는 부틸아세테이트 용액 125 g과, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 804 g을 혼합하고, 균일하게 될 때까지 교반한 후, 레벨링제로서 3M 사제의 Florad FC-430을 0.5 g 첨가하고 교반하여 프라이머 번호 5를 제조한다.

(6) 프라이머 번호 6:

상기 (5)와는 별도로 제조한 프라이머 번호 5을 700 g 계량하여 취하고, 교반한다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 140 g과, 이어서 상기 복합 산화물 졸 번호 1 160 g을 상기 프라이머에 첨가하고, 균일하게 될 때까지 교반하여 프라이머 번호 6을 제조한다.

(7) 프라이머 번호 7:

상기 (5)와는 별도로 제조한 프라이머 번호 5를 500 g 계량하여 취하고, 교반한다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 234 g과, 이어서 상기 복합 산화물 졸 번호 2 266 g을 상기 프라이머에 첨가하고, 균일하게 될 때까지 교반하여 프라이머 번호 7를 제조한다.

(b) 하드 코트 용액의 제조

(1) 하드 코트 용액 번호 1:

SiO₂의 산성 수분산졸 (평균 입경 10nm, 비휘발성 함량 40%) 306 g을 계량하여 취하였다. 상기 졸에, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란 104 g 및 메틸트리메톡시실란 99 g을 서서히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합 용액을 추가로 2 시간 동안 교반하였다. 이어서, 혼합 용액을 교반하면서 이소프로필알콜을 435 g 첨가하고, 이어서 이타콘산을 25 g 첨가하였다. 또한, 경화 촉매로서 암모늄 퍼클로레이트를 0.8 g, 레벨링제로서 실리콘 계면활성제(일본 유니카(주) 제조, 상표명 L-7001)을 0.4 g 첨가하고, 혼합 용액을 1 시간 동안 교반하였다. 상기 혼합 용액을 실온에서 48 시간 동안 숙성하고, 하드 코트 용액 번호 1을 수득한다.

(2) 하드 코트 용액 번호 2:

앞서 기재한 복합 산화물 졸 번호 1을 330 g 계량하여 취하였다. 거기에, 증류수 150 g을 교반하면서 첨가하였다. γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란을 182 g, 메틸 트리메톡시실란을 65 g 서서히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합 용액을 추가로 2 시간 동안 교반하였다. 이어서, 혼합 용액을 교반하면서 이소프로필 알콜을 227 g 첨가하고, 이어서 테트라에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트를 40 g 첨가하였다. 이어서, 경화 촉매로서 아세틸아세톤 알루미늄을 6 g, 레벨링제로서 실리콘 계면활성제(일본 유니카 (주) 제조, 상표명 L-7001)을 0.4 g 첨가하고, 혼합 용액을 1 시간 동안 교반하였다. 상기 혼합 용액을 실온에서 48 시간 동안 숙성하여 하드 코트 용액 번호 2를 수득한다.

(3) 하드 코트 용액 번호 3:

앞서 기술한 복합 산화물 졸 번호 2 (하드 코트 용액 번호 2)를 433 g, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란을 184 g, 이소프로필알콜을 216 g 사용하는 것을 제외하고, (2) 와 같은 방법을 사용하여 하드 코트 용액 번호 3을 수득하였다.

(c) 코팅 렌즈의 제조

(1) 실시예 1 내지 4

프라이머 용액 번호 1 내지 4를 렌즈 기재에 도포하고, 90℃, 30 분간의 가열로 경화시킨 후, 하드 코트 용액 번호 1 내지 3을 생성 렌즈 기재에 도포하고, 120℃, 60 분간의 가열로 경화시켰다. 얻어진 코팅 렌즈의 성능의 평가 결과는 표 1 의 "하드 코트" 칸에 나타내었다.

또한 상술한 하드 코트 층 위에 진공 증착법에 의해 각각 ZrO₂, SiO₂, ZrO₂ 및 SiO₂ 의 4 층의 반사 방지층을 형성하였다. 형성된 반사 방지층의 두께는 각각 약 λ/12, λ/12, λ/2 및 λ/4 이다. λ는 520㎚의 광 파장이다. 얻어진 렌즈의 평가 결과를 표 1의 "반사 방지 피복" 칸에 나타내었다.

(2) 비교예 1 내지 3

프라이머 용액 번호 5 내지 7을 각종 렌즈 기재에 도포하고, 90℃, 30 분간의 가열로 경화시킨 후, 생성 렌즈 기재에 하드 코트 용액 번호 1 내지 3을 도포하고, 120 ℃, 30 분간의 가열로 경화시켰다. 얻어진 코팅 렌즈의 성능의 평가 결과는 표 1 의 "하드 코트" 칸에 나타내었다.

또한, 상기 하드 코트 층 위에 진공 증착법에 의한 각각 ZrO₂, SiO₂, ZrO₂ 및 SiO₂ 의 4 층의 반사 방지층을 형성하였다. 형성된 반사 방지층의 두께는 각각 약 λ/12, λ/12, λ/2 및 λ/4 이다. 얻어진 렌즈의 평가 결과를 표 1의 "반사 방지 피복" 칸에 나타내었다.

상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3의 반사 방지 층과 하드 코트 층을 갖는 플라스틱 렌즈에 대하여, 내충격성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 1 내지 4의 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르 폴리올로 제조한 프라이머의 피복 및 경화에 의해 제조한 렌즈의 내충격성은 고온에서 저하하지 않지만, 비교예 1 내지 3 의 아디프산을 하유하는 폴리에스테르 폴리올로 제조한 프라이머의 피복 및 경화에 의해 제조한 렌즈는 특히 고온시의 내충격성이 저하하였다.

Claims

플라스틱 렌즈 기재, 상기 기재의 한 면 이상에 형성된 폴리우레탄 층, 및 폴리우레탄 층에 규소 수지 하드 코트 층을 갖는 플라스틱 렌즈로서, 상기 폴리우레탄 층은 폴리에스테르 폴리올로 본질적으로 이루어지는 폴리올을 함유하는 프라이머의 경화물이고, 상기 폴리에스테르 폴리올은, 산 성분으로써, 모든 산 성분의 총량 기준으로 50 내지 100 몰 %의 양의 이소프탈산과 모든 산 성분의 총량 기준으로 0 내지 50 몰 %의 양의 다른 디카르복실산, 그리고 폴리이소시아네이트를 함유하며, 상기 하드 코트 층이, Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원자의 산화물로부터 제조되며 평균 입경 1 내지 100 nm의 미립자를 함유하는 성분 (A)와, 하기 화학식 4로 표시되는 에폭시 함유 규소 화합물 또는 이의 가수분해 생성물인 규소 수지 성분 (B)를 포함하는 플라스틱 렌즈:

[화학식 4]

R¹R² _aSi(OR³)_3-a

[식 중, R¹은 에폭시기를 함유하는 C_2-12 유기기이고, R²는 C_1-6 알킬기, 알케닐기, 할로알킬기, 아릴기 또는 할로아릴기이며, R³은 수소 원자, C_1-4 알킬기 또는 아실기이고, a는 0, 1 또는 2이다].
제 1항에 있어서, 0 내지 50 몰 %의 양으로 함유된 다른 디카르복실산이 프탈산, 테레프탈산, 무수 프탈산, 수소화 프탈산, 푸마르산, 이합체 리놀레산, 말레산 및 C_4-8 포화 지방족 디카르복실산으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 디카르복실산인 플라스틱 렌즈.
제 1항에 있어서, 폴리이소시아네이트가 포화 지방족 골격을 갖는 폴리이소시아네이트의 단량체, 이소시아뉴레이트, 부가물, 변성체 및 예비 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 플라스틱 렌즈.
제 1항에 있어서, 폴리이소시아네이트가 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아뉴레이트이고, 이의 이소시아네이트기가 β-디케톤, 디에틸 말로네이트, 디메틸 말로네이트, 아세톡심 및 부타논 옥심으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이 상의 화합물로 블로킹된 플라스틱 렌즈.
제 1항에 있어서, 폴리이소시아네이트가 방향족 고리 골격을 갖는 폴리이소시아네이트의 단량체, 이소시아뉴레이트, 부가물, 변성체 및 예비 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 플라스틱 렌즈.
제 1항에 있어서, 폴리이소시아네이트가 크실릴렌 디이소시아네이트 또는 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트이고, 이의 이소시아네이트기가 β-디케톤, 디에틸 말로네이트, 디메틸 말로네이트, 아세톡심 및 부타논 옥심으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 블로킹된 플라스틱 렌즈.
제 1항에 있어서, 폴리에스테르 폴리올이 디올 성분으로서 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 디올로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 디올을 함유하는 플라스틱 렌즈 :

[화학식 1]

[식 중, X¹은 -CH₂CH₂O- 또는
이고, X²는 -OCH₂CH₂- 또는
이며, p 및 q는 독립적으로 1 내지 3의 정수이다],

[화학식 2]

[식 중, Z¹ 및 Z²는 독립적으로 하나의 OH기를 갖고, 탄소, 수소 및 산소 원자를 함유하는 유기기이며, r 및 t는 독립적으로 0 또는 1이다].
제 1항에 있어서, 프라이머가 Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원자의 산화물이고, 평균 입경 1 내지 100 nm의 미립자를 고형체 함량에 대해 70 중량 % 이하의 양으로 함유하는 플라스틱 렌즈.
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제 1항에 있어서, 하드 코트 층이 상기 성분 (A) 및 성분 (B)에 더하여, 성분 (A) 및 성분 (B)에 화학적으로 결합할 수 있는 작용기를 갖는 제 3 성분을 함유하는 플라스틱 렌즈.
제 1항에 있어서, 하기 성분 (C) 내지 (O)로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 제 3 성분으로서 포함하는 플라스틱 렌즈 :

(C) 분자내에 단지 하나의 OH기 또는 SH기를 가지며, -O-, -CO-O-, -S-, -CO-S- 및 -CS-S-로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 기와, 분자 주쇄에 하나 이상의 불포화기를 함유하고, 물 또는 탄소수 4 이하의 알콜에 가용성인 유기 화합물,

(D) 불포화 2염기산,

(E) 불포화 2염기산의 시클릭 무수물,

(F) 불포화 2염기산의 이미드 화합물,

(G) 포화 폴리카르복실산,

(H) 포화 폴리카르복실산의 시클릭 무수물,

(I) 포화 폴리카르복실산의 이미드 화합물,

(J) 아민,

(K) 요소 또는 이의 포름알데히드와의 부가물,

(L) 알킬 치환된 메틸올 멜라민,

(M) 2개 이상의 OH기 또는 SH기를 갖는 화합물,

(N) 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물, 및

(O) 디시안디아미드, 히드라지드, 티오우레아, 구아니딘, 에틸렌이민, 설폰아미드 및 이들의 유도체.
제 1항의 플라스틱 렌즈의 하드 코트 층 위에 반사 방지 층을 갖는 플라스틱 렌즈.
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