KR100781025B1

KR100781025B1 - 광변색 물품 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100781025B1
Application number: KR1020037007271A
Authority: KR
Inventors: 샤오빈 판; 마이클 알. 휴스턴; 데이비드 에스. 소안
Original assignee: 지엠에스, 엘엘씨
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: ATE337164T1; JP2004518165A; CN1543397A; DE60122565D1; DE60122565T2; KR20030060964A; CA2430593A1; BR0115888A; WO2002057070A2; EP1337395B1; EP1337395A2; AU2002245037B2; WO2002057070A3

Abstract

본 발명은 광변색 부품, 대상물 및 물품에 관한 것이며, 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 물품은 2 개 이상의 층을 갖는데, 1 개 이상의 층에 광변색 염료가 담지되어 있다. 층들은 동일하거나 상이한 재료로 제조된다. 1 개 이상의 층이 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성되며, 반응성 가소제, 및 필요한 경우 데드 중합체를 포함하고, 광변색 층으로서 사용될 때는 광변색 염료를 더 포함한다. 남은 층(들)은 액체 수지 또는 추가의 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성될 수 있다.

복합 광변색 물품, 광변색 염료, 반고체의 중합가능한 재료, 담지, 반응성 가소제, 데드 중합체, 일체형 단일체

Description

광변색 물품 및 그의 제조 방법 {Photochromic Articles and Methods for Making Them}

본 발명은 광학 품질의 광변색 중합체 물품 분야에 관한 것이며, 이러한 물품을 저렴하고 빠르게 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 물품은 광변색 안경, 안과용 렌즈, 썬글라스 및 안전 고글을 제조하기 위한 공렌즈 또는 완성된 렌즈일 수 있다.

광변색은 불활성 상태와 활성 상태 사이에서 색 변화가 관찰되는 현상이다. 이러한 활성화는 조사에 의해 유도되며, 조사원은 자외선, 가시광, 적외선 등일 수 있다. 광변색 특성에 기초한 다양한 응용이 있다. 이들 중 하나가 광변색 화합물을 함유하는 안경, 썬글라스, 안전 고글 및 기타 안과용 렌즈를 포함하는 광변색 렌즈이다. 초기의 광변색 렌즈는 광변색 반응을 끌어내기 위해 할로겐화 은을 첨가한 유리 기재의 렌즈였다. 한편, 유기 광변색 화합물들이 합성되었으며, 이들의 성능은 크게 개선되어 왔다. 많은 화합물들을 중합체 시스템에 사용하여 광변색 반응을 일으켜 왔다. 중합체 렌즈는 경량이면서 충격 강도가 높다는 점에서 유리 렌즈를 능가하는 잇점을 지녔기 때문에, 이들은 점차적으로 유리 렌즈를 대체하였으며, 표준 렌즈 재료가 되었다. 다른 한편, 광변색 렌즈는 신속한 암색화 및 명 색화 속도, 및 더욱 중요하게는, 사용중 광변색 안정성이 추가로 요구된다. 그러므로, 최적의 성능은 중합체/광변색 염료 조합 및 제조 방법에 크게 의존한다.

현행 광변색 렌즈 제조 분야에 있어서, 폭넓게 사용되는 방법은 투명한 렌즈 또는 공렌즈를 먼저 제조한 후; 이 렌즈 또는 공렌즈를 광변색 염료를 함유한 욕조에 침지시키는 것이다. 염료가 렌즈 또는 공렌즈로 전달되는 속도를 높이기 위해 염료 용액을 종종 가열한다. 별법으로는 광변색 염료를 유기 또는 중합체 호스트로부터 렌즈 또는 공렌즈에 가열, 확산시키는 방법이 있으며, 이는 미국 특허 제5,130,353호 및 동 제5,185,390호에 기술되어 있다. 그러나, 이들 공정은 작업 시간이 길고, 광변색 염료의 침투 깊이가 제한된다는 점 등의 문제점이 있다. 전형적으로, 100 내지 200 미크론 범위의 표면층만이 상당량의 염료를 함유하고, 다른 층은 본질적으로 광변색 반응이 없다. 따라서, 암색화 및 명색화 속도 뿐만 아니라, 활성화 상태에서의 빛의 전달도 최적이 아니다. 더욱 중요하게, 광변색 특성은 일단 얇은 표면층의 염료가 열화되면 심각하게 영향을 받거나, 심지어 사라지기도 한다.

광변색 렌즈를 제조하는 다른 방법 및 재료가 개시되어 있다. 한 가지 방법은 광변색 염료를 포함하는 층을 기재 또는 렌즈 예비성형품의 전면 또는 후면의 표면 위에 도포하거나, 또는 2 개의 얇은 렌즈 또는 렌즈 예비성형품 사이에 개재시키는 것이며, 이는 미국 특허 제5,531,940호 및 동 제6,068,797호에 개시되어 있다. 다른 방법에 따른 렌즈는 열경화성 재료 (미국 특허 제5,405,557호) 또는 열가소성 재료 (미국 특허 제5,523,030호)로 이루어진 2 개 이상의 층상 부분을 갖 고, 이 층상 부분 중 1 개 이상에 활성 광변색 재료가 존재하는 것이다.

최근 들어, 적절하게 선택된 개시제(들)을 포함하는 특정 단량체(들)/광변색 염료 제제의 경우, 경화 공정 수행시 광변색 특성에 불리한 영향을 거의 주지 않거나, 전혀 주지 않는다는 점을 발견하여 상당한 진전이 있었다. 따라서, 이들 수지는 자외선 조사에 의해 또는 가열에 의해, 또는 이들을 조합함으로써 경화될 수 있다. 상기 재료는 피피지 인더스트리스 (PPG Industries)의 미국 특허 제5,981,634호 뿐만 아니라, 코닝 인크(Corning Inc.)의 미국 특허 제5,873,511호 또는 동 제6,034,193호에 기재되어 있는 것들을 포함한다. 일례는 코닝 인크에서 시판하는 광변색 액체 수지인 썬 센서(Sun Sensor)(등록상표)이다. 이들 재료로 제조된 광변색 렌즈는, 광변색 염료를 렌즈 전체에 균일하게 분포시키기 때문에, 종래의 열 확산 방법으로 제조된 렌즈에 비해, 경화시 활성화 상태에서 더욱 암색화되거나, 암색화 및 명색화가 신속하고, 오래 지속될 수 있다. 결과적으로, 이들 재료는 상업적인 성공을 누리며, 시장 점유율을 신속하게 높일 것으로 보인다.

공렌즈를 제조하여, 후속적으로 연마, 선취(edging), 및 폴리슁하여 최종 렌즈를 제조하는 광학 제조소에 이들을 판매하는 것이 렌즈 제조업자들의 통상적인 관행이다. 또한, 이는 광변색 공렌즈를 먼저 제조하는 광변색 렌즈의 경우에도 해당한다. 이러한 공렌즈는 액체 수지를 이용하는 주조 공정으로 종종 제조한다. 썬 센서(등록상표)와 같은 광변색 염료와 혼합한 재료를 사용하는 경우, 현행 기술에 따라서, 공렌즈는 액체 광변색 수지를 사용하여 제조하며, 전체 두께에 걸쳐 광변색 염료를 포함한다. 연마, 폴리슁 및 선취 작업 동안 재료의 70％ 내지 80％가 제거될 것으로 추정된다. 이로 인해, 상당량이 소모되며, 광변색 수지들은 전형적으로 매우 고가이므로 재료비가 증가한다.

또 다른 문제점은 광변색 염료들이 UV 조사에 종종 민감하다는 것이며, 부품을 완전하게 경화시키기 위해서는 열로 가열하는 것이 자주 요구된다.

그러므로, 공렌즈와 같은 광변색 물품을 저렴하면서도 빠르게 제조하는 것이 요구된다. 현재의 재료 및 장비들을 거의 변화 또는 변형시키지 않거나, 최소로 변화 또는 변형시키면서 적용할 수 있는 방법을 개발하는 것이 바람직할 것이다. 게다가, 제조 방법은 새로운 재료에 쉽게 적용할 수 있을 정도의 적응성이 있는 것이 바람직할 것이다.

발명의 요약

본 발명은 안경, 썬글라스, 안전 고글 등을 제조하기 위한 광변색 공렌즈와 같은 광변색 물품을 저렴하면서(하거나) 빠르게 제조하는 신규 방법을 개시하고 있다. 이들 방법은 현행 확산 기술에 의해 달성되었던 100 내지 200 미크론 보다 훨씬 두꺼운 층에 걸쳐, 그리고 바람직하게는 공렌즈가 연마되고 완성된 후의 최종 렌즈의 전체 두께 또는 거의 전체의 두께에 광변색 염료를 균일하게 분포시킨 최종 렌즈를 제조하는 데 사용할 수 있는 공렌즈를 제공한다. 또한, 사용할 수 있는 재료에는 제한이 없다. 이들 방법은 제제화된 재료 등 뿐만 아니라, 썬 센서(등록상표) 등을 포함하는 시판되는 광변색 렌즈 제료에도 동일한 잇점을 제공한다. 본 발명은 대량 제조에 적합한 매우 경제적인 공정이라는 점에서 독특하다. 이 방법은 종래의 렌즈 제조 장비를 거의 변화 또는 변형시키지 않거나, 최소로 변화 또는 변형시키면서 적용할 수 있는 데, 이는 새로운 재료 및 공정을 고려하는 데 있어서 렌즈 제조업자들에게 종종 주된 관심사이다.

또한, 본 발명은 이러한 방법으로 제조된 부품, 물건 및 물품도 개시하고 있다. 본 발명의 물품은 2 개 이상의 층을 갖는다. 이들 층은 동일하거나 또는 상이한 재료로 이루어져 있으며, 또한 1 개 이상의 층에 광변색 염료가 담지되어 있다. 또한, 1 개 이상의 층은 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성된다. 본원 명세서에 개시되어 있고 청구되어 있는 "반고체의 중합가능한 재료"는 1종 이상의 반응성 가소제, 개시제, 및 필요한 경우 1종 이상의 데드(dead) 중합체를 포함하는 반고체 재료이며, 광변색 층으로서 사용될 때, 광변색 염료를 더 포함한다. 다른 층(들)은 액체 수지 또는 추가의 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성될 수 있다. 액체 수지 또는 반고체의 중합가능한 재료는 가열, UV 또는 이 둘의 조합과 같은 중합 에너지원에 노출시킴으로써 중합되거나 경화되어 단일체를 형성할 수 있다; 즉, 층들은 취급, 경화, 열처리, 연마 및 폴리슁과 같은 보통의 작업으로는 분리되지 않는다. 이렇게 제조된 물품은 광학 품질을 갖게 되고, 광학 변형은 전혀 나타나지 않을 수 있다. 이들은 보통의 조건에서는 광학적으로 투명하거나 필요한 경우 착색될 수 있고, 강한 조사원에 노출된 후 암색화될 수 있다. 복합 물품의 1 개 이상의 층으로서 사용되는 반고체의 중합가능한 재료는 당업계에 공지된 경화가능한 액체 제제에 비해 경화시 수축이 작도록 유리하게 설계된다. 반고체 재료를 사용하면 광변색 화합물의 인접층으로의 확산을 최소화시키면서 층들을 뛰어나게 접착시킨다.

일반적으로, 본 발명의 2 개 이상의 층상 부분을 갖는 복합 광변색 물품의 성형 방법은 제1 금형 반부를 금형 공동으로 형성하는 단계; 이 금형 공동을 제1 재료로 채우는 단계; 필요한 경우, 제1 재료를 액체 상태일 때 부분 경화시키는 단계; 금형 공동을 제2 재료로 채워서 제2 재료와 제1 재료를 접촉시키는 단계; 제2 금형 반부를 제2 재료와의 접촉 상태로 두는 단계; 및 제1 재료 및 제2 재료를 경화시켜 일체형 복합 물품을 형성하는 단계를 포함하며, 제1 재료 및 제2 재료 중 1 개 이상은 반응성 가소제, 개시제, 및 필요한 경우, 데드 중합체를 포함하는 반고체의 중합가능한 재료이고, 제1 재료 및 제2 재료 중 하나에 1종 이상의 광변색 염료가 담지되어 있는 것을 특징으로 한다. 광변색 염료를 함유하는 층상 부분의 가장자리 두께는 약 0.1 내지 10 mm의 범위이다. 광변색층의 중앙 두께는 선택한 금형의 곡률에 의해 결정된다. 최종 복합 광변색 부품은 임의의 모양 또는 크기일 수 있으며, 바람직하게는 공렌즈의 형태일 수 있다. 상기 공렌즈는 광변색 염료를 함유하는 유일한 층을 가지므로 물품 전체에 광변색 염료를 함유하는 종래의 공렌즈에 비해 비용면에서 효율적이며 저렴하다. 또한, 본 발명의 방법은 기존 장비에 거의 변화 또는 추가를 필요로 하지 않으면서, 시판되는 광변색 재료 또는 제제화 재료에 적용할 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 실시양태에 있어서, 본 발명의 방법은 1 종 이상의 광변색 염료를 함유하는 전면층 재료를, 원하는 표면 기하구조를 갖는 전면 금형 반부에 배치하는 단계를 포함한다. 필요한 경우, 제1 후면 금형 반부를 금형 조립체에 포함시켜 전면층 재료를 두는 금형 공동으로 형성할 수도 있다. 액체 수지가 전면층 재료로 사용될 때, 금형 공동에 첨가한 후 부분 중합시켜 수지를 고점성 액체, 겔, 또는 반고체로 변형시킬 수 있다. 별법으로, 전면층 재료는 반응성 가소제, 개시제, 필요한 경우, 데드 중합체 및 광변색 염료를 포함하는 반고체의 중합가능한 재료일 수 있다. 존재하는 경우, 제1 후면 금형은 제거되고, 이어서 1 개 이상의 후면층 재료의 층이 제1 층의 상부에 첨가되어 일체형 반고체/복합 샌드위치를 형성한다. 이러한 후면층 재료는 액체 수지 (전면층 재료가 처음에 반고체의 중합가능한 재료였던 경우)일 수 있거나, 또는 반고체의 중합가능한 재료일 수 있다. 어느 경우에나, 광변색 첨가제를 전혀 함유하지 않는다. 원하는 표면 기하구조를 갖는 후속의 후면 금형 반부를 후면층 재료와 접촉 상태로 두고, 복합 샌드위치를 가열하거나 또는 UV 조사 또는 이 둘의 조합과 같은 중합 에너지원에 노출시켜, 동시에 재료를 경화시키고 고화시킨다. 필요한 경우, 후면층 재료를 첨가하기 전에, 후속 후면 금형 및 제1 재료가 후면층 재료를 위치하는 후속 금형 공동을 한정하도록 후속 후면 금형 반부를 위치시킨 후, 복합 샌드위치를 경화시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에 있어서, 공정은 얇은 계면층을 포함하도록 변형된다. 이러한 공정은 제1 층 재료로서 액체 수지가 적용되는 경우에 특히 유용하며, 이러한 수지는 금형 충전, UV 조사에 대한 광변색 염료의 민감성, 및 기타 실용적인 사안들을 고려해 볼 때 고점성으로 예비 중합될 수 없다. 공정 단계는 광변색 염료가 있는 액체 수지를, 원하는 표면 기하구조를 갖는 전면 금형 조립체에 배치하는 것을 포함한다. 액체 수지는 광 개시제를 함유할 수도 있고 함유하지 않을 수도 있다; 그러나, 광 개시제가 이 층에 존재하는 경우, 저농도로 존재하는 것이 바람직할 것이다. 1 종 이상의 광 개시제가 혼합된 얇은 계면층은 반고체의 예비성형품의 표면에 또는 광변색 액체 수지의 상부에 액체 수지를 위치시킴으로써 형성된다. 이러한 층의 두께는 약 1 내지 500 미크론이며, 바람직하게는 약 10 내지 200 미크론이다. 얇은 층은 단시간 동안 UV 선과 같은 중합 에너지원을 가하여 점도를 증가시켜 제1 층으로부터의 광변색 염료의 확산 및 이동을 제한하는 장벽을 형성한다. 이후, 광변색 염료가 없는 액체 또는 반고체일 수 있는 제2 후면층 재료를 소정의 수준으로 충전하여 반고체/복합 샌드위치를 수득한다. 원하는 표면 기하구조를 갖는 후면 금형을 제2 층 재료와 접촉 상태로 두고, 복합 샌드위치를 이어서 경화시킨다. 생성된 광변색 복합 물품은 저렴하면서 제조하기 쉽다는 것 외에도, 제조 공정 동안 광변색 층이 UV 조사원에 비교적 덜 노출된다는 추가의 잇점을 갖는다.

본 발명의 또다른 실시양태에 있어서, 제1 실시양태의 공정을 반대로 수행한다. 다시 말해, 후면층을 형성하기 위해, 광변색 염료가 없는 재료로 공동을 일부 충전한 후면 금형을 선택하는 것으로 변경한다. 후면층 재료가 액체인 경우, 가스켓이 금형 조립체에 포함되며, 이 액체 재료를 둘러싸고 있는 UV-선에 의해 고점성의 겔 또는 반고체 상태로 경화시킬 수 있다. 원칙적으로, 수축을 조절하고 광학 변형을 피할 수 있기만 하면, 상기 재료는 고체 상태로 경화될 수도 있다. 이는 수지에 광변색 염료가 없어서, 염료의 열화가 중요하지 않다는 사실에서 비롯된 것이다. 액체 수지층이 반고체 또는 고체 상태로 경화되는 경우, 이는 후속 단계에서 후면 금형으로서 기능할 수 있다. 다른 한편, 후면층 재료가 처음에 반고체의 중합가능한 상태일 때, 이 단계에서의 경화는 선택 사항이다. 다음 단계에서, 전면 금형을 선택하고, 소정량의 전면층 재료를 첨가하는 데, 이때 1 종 이상의 광변색 염료가 혼합된다. 전면층은 액체 (후면층이 처음에 반고체의 중합가능한 재료였던 경우)일 수 있거나, 또는 반고체의 중합가능한 재료일 수 있다. 이후, 광변색 염료를 함유하는 절반-완성된 후면층 및 전면 금형을 합한다. 이는 전면층에 대하여 절반-완성된 후면 금형과 후면층을 뒤집어 압착시킴으로써 달성될 수 있다. 이후, 조립된 반고체/복합 샌드위치를 경화시킨다. 임의의 경우에, 기본적인 필요 사항은 후면층과 전면층 사이의 양호한 접합이 눈으로 관찰할 수 있을 정도의 광학적 뒤틀림을 일으키지 않는다는 것을 보장해야만 한다는 것이다.

본 발명의 다른 실시양태에 있어서, 본 발명의 방법은 전면 금형 반부와 가스켓을 조립하는 단계, 이어서 공동에 후면층 재료를 첨가하는 단계, 및 재료를 원하는 기하구조를 갖는 후면 금형 반부로 짜내는 단계를 포함한다. 후면층 재료는 액체 수지 또는 반고체 재료일 수 있으며, 광변색 염료가 없어서, 염료의 열화없이 UV-선 조사에 의한 경화를 수행할 수 있다. 이후, 전면 금형을 제거한다. 후면층 재료가 액체 수지일 때, 반고체 또는 고체 상태로 경화시켜 절반-완성된 후면층을 변형시킴없이 전면 금형을 제거할 수 있다. 이어서, 전면 금형 반부를 원하는 표면 기하구조를 갖는 금형과 다시 조립하고, 광변색 염료가 있는 전면층 재료를 첨가한다. 전면층 재료는 액체 (후면층 재료가 처음에 반고체의 중합가능한 재료였던 경우)일 수 있거나, 또는 반고체의 중합가능한 재료일 수 있다. 이후, 절반-완성된 후면층은 전면층에 대하여 압착된다. 마지막으로, 전체 반고체/복합 샌드위치를 경화시켜 복합 광변색 물품을 수득한다.

또다른 실시양태에 있어서, 이전의 실시양태와 유사하게 전면 금형, 가스켓 및 후면 금형으로 이루어진 금형 조립체를 이용한다. 광변색 염료를 함유하는 전면층을 먼저 제작한다는 점이 차이점이다. 이후, 후면 금형을 제거하고, 후면층에 대하여 재료 (광변색 염료가 존재하지 않음)를 첨가하고, 2 개의 층이 함께 압착되도록 후면 금형을 다시 적용하고, 이들을 경화시킨다.

상기 방법 모두에 있어서, 액체 수지가 층들 중 1 개의 층으로서 존재할 때 가스켓을 금형 조립체의 일부로 이용한다는 것을 이해할 수 있다. 층 재료가 처음에 반고체일 때, 가스켓은 필수 성분이 아니며, 반고체 재료는 유출없이 금형에 남아있을 것이다.

본원 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 비록 층 등을 표현하는 데 있어서 복수로 나타내지 않았다 하더라도 복수개 또는 복수종이 가능한 것으로 본다.

본원 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용된 용어 "반고체" 및 "반고체-유사"는 원래, 주변 온도 이하, 주변 온도, 승온에서 중합가능한 조성물이 고무상, 태피-유사(taffy-like) 물질임을 의미한다. 바람직하게는 반고체 물질은 주변 온도 및 압력 이하에서 늘어지는 것을 방지할 정도로 충분히 고점성이지만, 단련시킬 수 있는 정도이고, 금형 공동을 약간 가열하거나, 또는 2 개의 금형 반부들에 압력을 가하여 함께 압착시키거나, 또는 열과 압력 둘다를 조합하여 가하는 경우, 쉽게 변형되어 금형 표면에 맞출 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 있어서, 재료를 다루는 온도 (예를 들어, 금형 공동에 삽입된 상태의 온도)에서 점도는 약 25,000 센티포이즈 이상이고, 바람직하게는 50,000 센티포이즈 초과일 것이다. 이러한 조성물은 자유 유동이 없는 재료로서 취급, 보관, 그리고 쉽게 금형 조립체에 삽입될 수 있지만, 완전히 중합되고, 가소되지 않은 데드 중합체 상에서 동일한 조작을 수행하는 데 요구되는 온도 및(또는) 압력 보다 낮은 온도 및(또는) 압력에서 쉽게 변형되어 원하는 기하구조의 형상이 된다.

본 발명의 복합 광변색 광학 물품은 1 개 이상의 층이 데드 중합체 및 반응성 가소제를 포함하는 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성된 경화된 수지이고, 함께 영구적으로 접합된 2 개 이상의 층을 포함한다. 또한, 다른 층(들)은 반고체의 중합가능한 재료 또는 별법으로 액체 수지로부터 형성될 수 있다. 이러한 반고체의 중합가능한 재료는 본원 명세서에 그의 전문이 참고로 포함되는 국제 공개 공보 WO 00/17675호에 기재되고 논의되어 있다. 이러한 반고체의 중합가능한 재료로 이루어진 1 개 이상의 층을 사용하면, 경화시 복합 물품의 수축을 감소시키며, 층의 접합이 양호하고, 이들을 함유하는 층으로부터 인접층(들)로의 광변색 염료의 확산이 최소화된다.

물품의 층들 중 하나에 광변색 염료가 존재하는 것이 유일한 필수조건이며, 이로써 전체 두께에 걸쳐 광변색 염료를 함유하는 공렌즈의 고유한 소모량 및 재료비를 감소시키거나 또는 삭감시킬 수 있다. 층의 가장자리 두께는 0.1 내지 10 mm의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 5 mm의 범위이거나, 또는 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm의 범위일 수 있다. 상기와 같은 공렌즈로 제조한 최종 렌즈가 렌즈의 전체 직경에 걸쳐 광변색 염료를 함유하고, 완성된 후 원하는 광변색 거동을 제공하도록 광변색 염료를 함유하는 층이 충분한 두께를 갖는 조건에서 정확한 두께를 측정한다. 최적 성능을 보장하기 위해, 수지 및 광변색 염료 제제는 주의깊게 검사하고 시험해야 하며, 이들 공정은 당업계의 숙련자들이 과도한 실험 없이도 수행할 수 있다.

본 발명에 개시되어 있는 방법들은 저렴하면서도 빠른 광변색 물품의 제조에 관한 것이며, 구체적으로는 공렌즈의 제조에 관한 것이다. 공렌즈는 광변색 화합물을 포함하는 안경, 썬글라스, 안전 고글, 및 기타 안과용 렌즈를 제조하는 데 사용할 수 있다. 이들의 완성된 상태의 렌즈 또는 각종 안경은 기하학적으로 구면 또는 비구면일 수 있으며, 광학 특성상 1-초점, 2-초점, 다초점 또는 누진 초점일 수 있다. 구체적으로는, 광변색 물품은 구면 또는 비구면 기하구조를 갖고, 광학특성상 1-초점, 2-초점, 다초점 또는 누진 초첨의 공렌즈일 수 있다. 공렌즈의 후면 표면은 종종 중요하지 않으며, 필요한 경우에는 설계 및 필요 사항에 따라서 평면, 구면 또는 비구면일 수 있다. 게다가, 렌즈 중의 광변색 염료는 충분한 두께로 존재할 수 있다. 이 두께는 완성된 렌즈의 전체 렌즈 직경에 걸쳐 광변색 염료를 분포시키는 것을 보장하도록 선택된다. 따라서, 완성된 렌즈는 전형적으로 종래의 광변색 렌즈에 비해 더욱 빠른 반응 시간, 더욱 암색화된 활성화 상태, 및 더욱 안정성인 특성 등의 바람직한 특성을 갖는다.

본 발명을 일반적으로 실시하는 데 있어서, 광변색 염료 함유 전면층 재료 및 광변색 염료가 없는 후면층 재료 (1 개 이상의 층들이 데드 중합체, 반응성 가 소제 및 개시제를 포함하는 반고체의 중합가능한 재료이고, 광변색 층으로 사용될 때, 광변색 염료를 더 포함함)를 금형에서 서로 접촉 상태로 둔다. 생성된 반고체/복합 샌드위치를 금형 사이에서 압착시키고, 중합 에너지원 (예를 들어, UV 선 및(또는) 온도; x-선; 전자빔; 감마선; 극초단파; 또는 이온 개시)에 노출시켜 재료를 경화시키고 광변색층을 갖는 복합 물품을 수득한다.

본원 명세서는 예시의 목적상 본 발명의 복합 물품을 형성하는 2 개의 층을 예로 들어 설명되지만, 본 발명에 따른 복합 물품 및 이들의 제조 방법은 2 개 보다 많은 층을 이용할 수 있으며, 이러한 복수개의 층은 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, 복합 물품은 본 발명에 따라서 액체 수지로부터 형성된 전면층 및 후면층과 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성된 중간층, 또는 별법으로 반고체의 재료로부터 형성된 전면층 및 후면층과 액체 수지로부터 형성된 중간층으로 이루어진 3 개의 일체형 층을 갖도록 제조할 수 있다. 물론, 다른 조합도 가능하며, 이들 모두 본 발명에 포함된다.

이러한 유형의 조작에 사용하기 위한 기본 금형은 크라운 유리, BK-7 등으로 제조된 것과 같은 2 개의 유리 금형을 포함한다. 그러나, 금형의 재료에는 제한이 없으며; 구체적으로는, 금형 재료로 사용될 수 있는 충분한 기계 강도 및 원하는 표면 프로필을 갖는 임의의 재료일 수 있다. 전면 금형은 전형적으로 오목 표면이 주조할 수지와 접촉하는 금형이다. 다른 한편, 후면 금형은 볼록 표면이 주조할 수지와 마주하고 있는 금형이다. 액체 수지를 사용할 때, 공동 내에 수지를 보유하고, 수지의 유출을 방지하도록 양호한 밀봉을 제공할 만큼의 충분한 강성도를 갖 는 가스켓을 금형 조립체에 포함시킨다. 수지가 처음에 반고체일 때, 가스켓은 필수 성분이 아니며, 이는 반고체 재료가 유출없이 금형에 남아있을 것이기 때문이다.

일반적으로, 본 발명에 유용한 액체 수지는 UV 또는 가열에 의해 경화될 수 있는 열경화성 조성물이다. 몇몇을 예로 들면, 에폭시, 멜라민, 스티렌, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴화 에폭시, 아크릴화 우레탄을 들 수 있다. 반응성 관능기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴계 무수물, 아크릴아미드, 비닐, 비닐 에테르, 비닐 에스테르, 비닐 할로겐화물, 비닐 실란, 비닐 실록산, 메타크릴화 실리콘, 비닐 헤테로사이클, 디엔, 알릴 등일 수 있다. 덜 공지되었으나, 중합가능한 다른 관능기로는 에폭시 (고화제 존재) 및 우레탄 (이소시아네이트와 알콜의 반응) 등을 고려할 수 있다.

원칙적으로, 임의의 단량체들을 성분으로 사용하여 액체 수지를 제제화시킬 수 있다. 수백 내지 수천의 상업적으로 입수가능한 단량체들이 있으며, 본 발명자들은 이들 중 몇 가지의 이름만을 거론한다. 예를 들어, 1-관능성 성분은 부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 헥사데실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 비닐 벤조에이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트 (또는 메타크릴레이트), 카프로락톤 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 2-관능성 성분은 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 포 토머(Photomer) 4200 (헨켈(Henkel)), 폴리부타디엔 디아크릴레이트 (또는 디메타크릴레이트), 에베크릴(Ebecryl) 8402 (라드큐어(Radcure)), 비스페놀 A 디아크릴레이트, 및 에톡실화 (또는 프로폭실화) 비스페놀 A 디아크릴레이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 3-관능성 및 다관능성 성분은 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (및 그의 에톡실화 또는 프로폭실화 유도체), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (및 그의 에톡실화 또는 프로폭실화 유도체), 포토머 6173 (헨켈의 독점적 다관능성의 아크릴화 올리고머), 및 사르토머 (Sartomer (SR 계열)), 라드큐어 (에베크릴 계열), 및 헨켈 (포토머 계열)의 지방족 및 방향족 아크릴화 올리고머의 전체 호스트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 아크릴레이트 화학 물질 이외에, 스티렌, 치환된 스티렌 (예를 들어, 클로로스티렌 및 메티스티렌), 및 기타 비닐 유도체, 비닐 에테르, 알릴-함유 화합물을 사용할 수 있다.

본 발명에 유용한 반고체의 중합가능한 재료는 한 실시양태에서 1 종 이상의 데드 중합체 (또는 데드 중합체 혼합물)을 그 자체로 중합가능하거나 가교가능한 1 종 이상의 소분자 종과 함께 포함한다. 소분자 종은 본원 명세서에서 "반응성 가소제"로도 언급된다. 다른 실시양태에 있어서, 반고체의 중합가능한 재료는 데드 중합체의 부재하에 반응성 가소제 또는 반응성 가소제의 혼합물을 포함한다.

본원 명세서 및 청구 범위에서 사용된 용어 "데드 중합체"는 실질적으로 완전히 중합되고, 일반적으로 반응성이 없는 중합체를 말한다. 본원 명세서 및 청구 범위에서 사용된 용어 "실질적으로 완전히 중합"은 95％ 이상 중합된, 바람직하게는 98％ 이상 중합된 중합체를 말한다. 특정 중합체 화학 물질이 사용되는 경우, 설사 데드 중합체의 쇄내에 또는 쇄에 결합된 불포화 성분이 없을 지라도, 데드 중합체 자체가 반응성 가소제와 반응할 수도 있다. 데드 중합체는 직쇄 또는 분지쇄의 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체인 경우, 순서 분포는 랜덤 또는 블록일 수 있다. 블록 공중합체는 테이퍼형, 멀티-암(multi-arm)형, 빗-형 또는 별-형일 수 있다. 2블록, 3블록 또는 다중 블록 구조 모두 본 발명의 범위내에 든다.

데드 중합체는 공정에 사용된 중합체의 유형을 기준으로 2 개의 부류로 나뉠 수 있다. 한 부류는 데드 중합체로서 표준 열가소성 물질로 시작한다. 이들은 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, ABS, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 폴리실록산, 폴리실란, 폴리비닐피롤리돈, 폴리카프로락톤 및 폴리에테르이미드를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 열가소성 물질은 필요한 경우 소량의 반응성 성분을 중합체의 골격에 결합 (공중합, 그라프트 또는 기타 혼입)시켜 경화시 가교를 증진시킬 수 있다. 이들은 엔지니어링 열가소성 물질로 분류될 수 있거나, 또는 생분해가능할 수 있다. 이러한 예는 본 명세서에 개시된 데드 중합체 화학 물질에 대한 폭넓은 선택을 단지 예시한 것에 불과하며, 본 발명을 실시하는 데 사용할 수 있는 조성물의 범위를 제한하기 위함이 아니다. 반응성 가소제는 상기에 열거한 바와 같은 열가소성 중합체와 혼합하여, 정확한 치수의 물건으로 쉽게 성형시킬 수 있는 반고체-유사 조성물을 수득할 수 있다. 경화시키면, 물건의 치수 안정성이 고정되어 정확한 3차원의 모양 또는 정확한 표면 특성을 수득한다. 열가소성 중합체를 선택하여 완성된 성 형 물건에 있어서 광학 투명도, 높은 굴절률, 낮은 복굴절률, 뛰어난 내충격성, 우수한 열적 안정성, 높은 산소 투과성, UV 투과도 또는 블로킹, 저비용, 또는 이러한 특성들의 조합을 수득하게 할 수 있다.

다른 부류는 데드 중합체로서 "열가소성 엘라스토머"를 이용한다. 예를 들어, 열가소성 엘라스토머는 A가 열가소성 강성 중합체 (즉, 주변 온도 보다 높은 유리 전이 온도를 갖음)이고, B는 엘라스토머 (고무상) 중합체 (주변 온도 보다 낮은 유리 전이 온도를 갖음)인 일반적인 구조 "A-B-A"의 3-블록 공중합체이다. 순수한 상태인 경우, ABA는 미세상-분리된 다형체를 형성한다. 이 다형체는 고무상 쇄 (B)에 연결되어 그에 의해 둘러싸인 강성 유리상(glassy) 중합체 영역 (A)로 이루어진다. 이는 특정 조성 및 공정 조건하에서, 상대적인 도메인 크기가 가시광의 파장 보다 작은 다형체이다. 따라서, 상기 ABA 공중합체로 제조된 부품은 투명하거나 또는 최소한 반투명일 수 있다. 가황하지 않은 열가소성 엘라스토머는 종래의 가황 고무와 유사한 고무-유사 특성을 갖지만, 질서-무질서 전이 온도 보다 높은 온도에서는 열가소성 물질만큼 유동성이 있다. 전단 및 연신에 관한 용융 거동은 종래의 열가소성 물질과 유사하다. 상업적으로 중요한 열가소성 엘라스토머는 예를 들어, SBS, SIS 및 SEBS (이때, S는 폴리스티렌이고, B는 폴리부타디엔이고, I는 폴리이소프렌이고, EB는 에틸렌부틸렌 중합체임)가 있다. 다수의 다른 2-블록 및 3-블록 후보 물질들이 공지되어 있는데, 예를 들어 폴리(방향족 아미드)-실록산, 폴리이미드-실록산, 및 폴리우레탄이다. SBS 및 수소첨가된 SBS (즉, SEBS)가 크라톤 비지니스 그룹 (Kraton Business Group (크라톤 (등록상표))), 필립스 페트 롤륨 (Phillips Petroleum (K-레진 (등록상표))), 및 BASF (스티로럭스 (Styrolux(등록상표)))의 잘 알려진 제품이다.

반응성 가소제는 단량체, 올리고머 또는 단쇄 중합체 반응물, 또는 올리고머 또는 단쇄 중합체 가교제, 또는 마크로머 반응물 또는 마크로머 가교제 (총괄적으로 "마크로머")를 포함할 수 있다. 데드 중합체와 혼합될 때, 반응성 가소제는 데드 중합체를 가소시켜 주변 온도 이하 (즉, 단시간 동안 쉽게 조작하여 모양을 유지시킬 수 있는 온도)에서, 및 가공 온도 (즉, 원하는 모양으로 압착하거나 형성될 만큼 충분히 단련하기 쉬울 정도의 온도)에서 원하는 컨시스턴시를 갖는 조성물을 수득하게 한다. 상기 가공 온도는 편리하게는 주변 온도 보다 약간 높거나 약간 낮게 선택할 수 있다.

데드 중합체 없이 또는 소량의 데드 중합체만을 사용할 때, 반응성 가소제는 1 개 이상의 반응성 관능기를 갖는 반응성 단량체, 반응성 올리고머 또는 반응성 단쇄 중합체 또는 이들의 혼합물이어야 한다. 이 경우에, 반응성 가소제는 약 1 내지 약 1000 반복 단위, 바람직하게는 약 1 내지 약 100 반복 단위의 장쇄 분자여야 한다. 이들 반응성 가소제 (또는 반응성 가소제의 혼합물)는 재료가 (예를 들어, 금형 공동에 삽입되도록) 반고체 거동을 나타내도록 다루어지는 온도에서 고점성, 바람직하게는 1000 센티포이즈 초과의 점도를 갖는다. 저분자량 반응성 가소제의 경우, 먼저 혼합물은 약간 중합되어 본원 발명에 개시되어 있는 하류 공정에 필요한 반고체의 컨시스턴시를 생성할 수 있다. 별법으로, 혼합물을 냉각시켜 반고체의 컨시스턴시를 생성할 수 있다.

반응성 가소제는 혼합물일 수 있으며, 1-관능성, 2-관능성 또는 다관능성 성분으로 이루어질 수 있다.

전체적으로, 생성된 제제 중에서 반응성 가소제(들)의 양 및 조성은 제제가 반고체-유사성이고, 금형 내에 가스켓이 필요없을 정도로 효과적으로 다룰 수 있는 정도의 것이다. 다시 말해, 반응성 가소제는 원하는 공정 온도 및 압력에서 충분히 단련할 수 있고 성형가능한 농도로 존재한다; 그러나, 혼합물은 재료 보관 온도 및 금형 폐쇄 온도에서 단시간 내에 흘러내리지 않고, 자유 유동성이 없어지는데, 편리하게는 주변 온도, 또는 약간 높거나 낮은 온도에서 선택할 수 있다. 반응성 가소제(들)의 양은 일반적으로 약 0.1 중량％ 내지 약 100 중량％, 바람직하게는 약 1 중량％ 내지 약 50 중량％, 더욱 바람직하게는 약 3 중량％ 내지 약 25 중량％일 수 있다. 반응성 가소제가 올리고머 또는 단쇄 중합체 반응물 또는 가교제일 때, 반응성 가소제의 양은 바람직하게는 약 50 중량％ 내지 100 중량％, 더욱 바람직하게는 약 75 중량％ 내지 100 중량％일 수 있다.

반응성 가소제 및 데드 중합체의 유형과 상대적인 양은 혼합물의 시간- 및 온도-의존성의 점탄성을 나타낼 것이다. 선택된 조성물의 점탄성은 광범위하고 다양할 수 있다. 본원 명세서에 개시된 본 발명을 실시하는 경우, 조성물은 특정 온도에서 취급하고(거나) 금형 조립체에 삽입할 때는 고점성의 반고체 또는 고체-유사성이면서, 금형 조립체가 폐쇄된 후 가열 또는 냉각되는 공정 온도에서는 반고체 또는 액체-유사성 (즉, 탈형가능한 정도)일 것이 유일하게 요구된다. 사실상 모든 공지된 재료 시스템이 가열시에 더욱 순응해지기 때문에, 성형 온도는 통상적으로 취급 온도와 동일하거나 그 이상일 것이나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 원칙적으로, 특정 온도에서 반고체 또는 고체로 취급할 수 있고, (온도를 변화시키고(거나) 힘을 가하거나, 그러하지 않고) 원하는 기하구조에 맞게 제조할 수 있는 임의의 반응성 가소제 시스템 (데드 중합체 존재 또는 부재)을 본 발명을 실시하는 데 사용할 수 있다.

반고체의 중합가능한 재료는 슬라브 또는 디스크, 또는 기타 편리하거나 원하는 모양으로 예비성형될 수 있다. 예를 들어, 혼합 장비로부터의 재료의 배출은 편평한 디스크, 슬라브 또는 시트로 슬라이스되거나 (필요한 경우, 저온에서) 짜내질 수 있는데, 개재하는 가스켓없이 렌즈 또는 기타 물건을 한정하기 위해 차례로 금형의 반부들 사이에 압착시킬 수 있다. 별법으로, 배출물의 분리된 물질들을 최종 물건의 대략적인 모양을 갖는 금형에 압착시킬 수 있다. 이러한 조성물의 물질들을 약간 승온에서 금형 공동의 한쪽에 적용시킬 수 있다. 이후, 다른 금형 반부를 반고체화된 물질과 접촉시키고, 금형 반부들을 접근시켜 원하는 모양으로 짜낸다. 다시 말해, 금형 반부들에 가스켓을 사용할 필요가 없는데, 이는 조성물이 점성의 반고체-유사 성질로 인해 (금형을 닫아 죔으로써 짜내는 것을 제외하고는) 금형 밖으로 누출되지 않기 때문이다. 게다가, 금형을 폐쇄시킨 후 응력(복굴절)을 어닐링으로 완화시키기 위해 성형된 물질을 약간 승온에서 유지시킬 수 있으며, 가능하다면 짜냄으로써 도입시킬 수 있다. 슬라이싱, 짜냄 또는 압착 후 보관하기 위해, 생성된 예비성형품 단위 (예를 들어, 슬라브, 디스크, 시트, 또는 기타 성형 물건 어느 것이든지)를 경화 없이 냉각시키거나, 또는 약간만 또는 부분 경화하면 서 냉각시킨다.

혼합 직후 반고체 재료를 사용하는 경우, 재료의 점성을 줄이기 위해 가열이 필요할 수 있다. 반고체의 특성으로 인해, 압력을 가하지 않고, 결함이 없는 물품을 제조하는 것이 어려울 수 있다. 이에, 전면층 또는 후면층의 모양 및 치수를 가질 수 있도록 예비성형품을 제조하는 것이 바람직하다. 사출 성형, 압축 성형, 이송 성형 및 진공 성형(vacuum forming)과 같은 통상적인 중합체 공정 기술을 사용하여 예비성형품을 제조할 수 있다.

반고체의 중합가능한 재료는 선택한 복합 물품 구성에 요구되는 고형, 연질, 경질, 내충격성, 스크래치 저항성 등을 갖도록 제제화될 수 있다.

PCT 공개 제WO 00/55653호 (본원 명세서에 그의 전문이 참고로 포함됨)에 개시된 바와 같이, 중합에 앞서 반고체의 예비성형품을 추가의 표면형성 또는 표면개질 재료에 코팅하거나 또는 노출시킴으로써, 구배 재료가 형성될 수 있다. 별법으로, 당업계에 공지된 방법에 의해 표면개질 재료가 액체 수지 층상에 첨가될 수 있다. 이 방식에서는, 예를 들어 고무상 또는 연질의 "층" 또는 영역이 물품의 두 층간의 계면에 특이하게 혼입될 수 있다. 이러한 구배 재료는 예를 들어, 경화 층간의 임의의 잔여 응력을 조절 및 경감시키기 위해 사용되어, 서로 강하게 결합되고 쉽게 탈라미네이트화 (delamination)되지 않는 재료로 복합 물품을 제공한다. 마찬가지로, 액체 수지층 또는 반고체의 예비성형품은, 스크래치 저항성 재료를 함유한 표면개질 조성물을 변화된 특성이 요망되는 예비성형품의 그러한 영역 또는 범위에 흡수시키거나 도포 또는 첨가함으로써, 최종 생성물이 임의의 외부 표면 및 부근에서 경질 또는 스크래치 저항성이 되게 하도록 변화시킬 수 있다. 또다른 예로, 표면 조성물이 염료 또는 안료 용액이 될 수 있고, 이 염료 또는 안료는 예시적으로 형광, UV-흡수, 또는 가시성 (색) 일 수 있다.

반고체를 표면 재료가 담긴 욕조에 침지시킴으로써 반고체의 중합가능한 재료를 표면형성/개질 조성물에 노출시킬 수 있다. 또는, 당업계의 숙련자에게 공지된 코팅 및 패턴 형성/전사 공정에 의해 표면 재료는 반고체 예비성형품상에 증착, 도장, 분무, 방사, 프린팅 또는 전사될 수 있다. 별법으로, 성형 단계에 앞서 표면개질 재료의 임의적 경화 또는 부분적 경화로, 표면형성/개질 조성물이 반고체 재료와 접촉할 1개 이상의 금형 표면에 분무, 도장, 프린팅, 패턴화, 유동 코팅 또는 도포될 수 있다. 특정 표면형성 또는 표면개질 조성물은 비경화 또는 부분 경화된 반고체 예비성형품의 성긴 스폰지형 구성물 중으로 흡수되거나 흐를 수 있고, 이후 반고체 조성물이 완전히 경화된 경우 생성된 촘촘한 중합된 망상 조직내에 트랩핑된다. 다른 예로, 표면형성/개질 조성물은 자체 중합가능하고 두 조성물이 경화된 경우 반고체 예비성형품과 상호침투 중합체 망상 조직 구조를 형성한다. 각각의 경우에서, 표면 처리는 각각 화학적으로, 물리적으로 또는 양쪽 모두로 차단되어 경화 수지층의 표면과 내부 조성이 상이하나 표면과 내부가 일체형 단일체인 최종 생성물을 제공한다.

스크래치 저항성 향상을 위한 표면형성 재료는 그들이 함께 반응하여 단일체의 최종 생성물을 형성하도록 반고체의 중합가능한 조성물의 반응성 가소제와 상용가능한 다관능성 가교제로부터 선택될 수 있다. 이런 맥락에서 "상용가능한"은 표 면 제제가 바람직하게 반고체 조성물 중의 반응성기와 상호반응할 수 있음을 의미한다. 스크래치 저항성을 부여하기 위해 사용되는 제제는 흔히 보다 높은 관능성의 (즉, 관능가가 3 이상인) 반응종으로 구성될 것이다. 복합 물품의 표면 근처 영역의 이러한 높은 관능종의 중합은 경화 수지 층과 단일체로 합쳐진, 촘촘히 가교된 스크래치 저항성 외부 층을 형성할 것이다. 이러한 가교제의 예는 트리아크릴레이트 및 테트라아크릴레이트, 및 이들 다관능성 아크릴레이트의 에톡실화 또는 프로폭실화물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 표면 제제 중에 포함된 나노 입자도 탁월한 스크래치 저항성을 부여할 수 있다. 나노 복합체 분야의 숙련자는 본 발명을 용이하게 변형하여 나노 복합체 문헌으로 이용할 수 있다.

표면개질 조성물로 유용한 염료는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다. 이들 염료는 자체가 대상물의 표면 근처 영역에 화학적으로 고정되게 하는 반응기를 가질 수 있거나, 또는 이들 염료가 전적으로 불활성일 수 있다. 후자의 경우, 이들 염료는 중합 후에 염료 분자를 둘러싼 고밀도로 가교된 망상 조직에 의해 대상물의 표면 영역 중에 보유될 것이다. 본 발명의 방법에서 착색을 위한 염료의 선택은 선행 기술 방법에서 보다 크게 확대된다. 유기 매질에 용해된 염료와 같이 열 분해에 민감한 염료가 표면형성 조성물로 사용될 수 있다. 시바 가이기 (Ciba Geigy), 알드리히 (Aldrich), 바스프 (BASF), 듀폰 (DuPont) 등으로부터 상업적으로 입수가능한 많은 염료들이 유기 매질에 가용성이다. 또한 수성상 가용성 염료는 극성 또는 전하를 띤 표면 제제를 사용하거나 또는 간단히 물품 중으로의 그들의 흡수를 촉진시키도록 염료를 불활성의 극성 매질 (예를 들어, 물, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 아세톤 등)에 용해시킴으로써 본 발명의 가능한 후보물질이 된다.

예를 들어 낮은 반사율을 제공하기 위해 (예를 들어 눈부심 방지 용도를 위해) 낮은 굴절률의 단량체 및 가교제가 표면형성 조성물로 사용될 수 있다. 이러한 조성물은 비닐 또는 (메트)아크릴화 실리콘 뿐만 아니라 퍼플루오르화 또는 부분적 플루오르화 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트, 및 비닐 에테르, 예를 들어 비닐 트리플루오로아세테이트, 트리플루오로에틸 아크릴레이트, 펜타데카플루오로옥틸 아크릴레이트, 헥사플루오로부틸 메트아크릴레이트, 퍼플루오로에틸렌글리콜 디아크릴레이트 등을 포함한다. 이들 퍼플루오르화 화합물은 실리콘 아크릴레이트와 같이 최종 생성물의 이형성을 향상시킬 수도 있다.

복합 렌즈내에 정전기 대전 방지 표면을 제공하기 위해 정전기 방지 단량체 또는 불활성 첨가제가 표면형성 조성물로 사용될 수 있다. 정전기 방지 표면은 먼지 입자의 집진을 최소화하여 광학 투과도 및 투명도를 증가시키고 세척의 필요 및 빈도를 감소시킨다. 반응성 및 불활성 정전기 방지 첨가제는 문헌에 공지되어 있고 열거되어 있다. 소수성 단량체 및(또는) 친수성 단량체가 방무성 표면개질 재료로 사용될 수 있다.

이종관능성 첨가제가 반고체 복합 물품의 표면 근처 영역 중으로의 혼입을 위해 표면형성 조성물로 사용될 수 있다. 그 후 이들 이종관능성 첨가제는 추가의 반응 자리로서 또는 후속의 필름 또는 코팅물에 대한 접착 촉진제로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 모노-아크릴레이트화 에폭시, 히드록시아크릴레이트, 아미노-비닐 에테르, 또는 비닐 무수물이 비닐기의 반응에 의해 복합 물품의 표면 영역(들) 중으로 화학적으로 혼입될 수 있다. 그 후 에폭시, 히드록시, 아미노, 또는 무수기는 비닐 기재 중합 외의 화학 반응을 이용하여 후속의 필름 또는 코팅물을 포획하고 그와 반응하고(하거나) 접착을 촉진시키는 데 사용될 수 있다.

광변색 전면층의 재료는 액체 수지 또는 반고체 재료일 수 있다. 액체 광변색 수지는 코닝사에 의해 시판되는 "썬 센서" (등록상표)와 같이 상업적으로 입수가능하거나, 특이하게 제조될 수 있다. 단량체 및 광변색 염료를 포함한 액체 수지가 경화 반응 후에도 광변색 특성을 보존해야 한다는 것이 전제된다. 이와 같이, 반고체의 중합가능한 재료가 광변색 염료와 블렌딩되고 혼합될 수 있거나, 또는 염료가 단량체를 통해 반고체 중으로 도입될 수 있다. 블렌딩 및 혼합은 내부 혼합기, 2축 압출기 등에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 광변색 염료는 중합체내에서 제한된 용해성을 갖고, 따라서 균일 분포가 달성되기 어려울 수 있다. 이러한 문제점은 광변색 염료를 적합한 단량체 중으로 먼저 용해시킴으로써 극복될 수 있다. 그 후 생성된 반응성 광변색 용액은 용매화 또는 혼합을 통해 중합체 중으로 도입된다. 이러한 중합체, 단량체 및 염료 조성물은 경화 반응 후에도 광변색 특성을 보존하고 최적의 광변색 성능을 달성하도록 선택되어야 한다.

광변색 염료는 목적하는 광변색 특성을 갖는 스피록사진, 스피로피란 및 크로멘의 일반적 부류로부터 선택될 수 있다. 많은 광변색 염료들이 문헌에 기재되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 스피록사진 염료의 예는 특히 미국 특허 제3,562,172, 4,215,010, 4,986,934, 5,180,524, 5,233,038호 및 6,004,486호에 기재된 것들을 포함한다. 스피로피란 염료의 일부는 미국 특허 제4,287,337, 4,826,977, 5,241,075, 5,520,853호 및 5,604,280호에 기재되어 있다. 사용가능한 크로멘은 다른 것들 중에, 미국 특허 제4,889,413, 5,066,818, 및 5,200,116호에 기재되어 있다. 또한 액체 수지와 혼합될 수 있는 광변색 염료는 하기 문헌들에 기재되어 있다: "Organic Photochromes" (A. V. Elstsov, ed., Consultants Bureau Publishers, New York and London, 1990); "Physics and Chemistry of Photochromic Glasses" (A. V. Dotsenko et al., CRC Press, Baton Rouge and New York, 1998); "Photo-Reactive Materials for Ultrahigh Density Optical Memory" (M. Ire, ed., Elsevier, Amsterdam and New York, 1994). 염료 자체가 액체 수지 중의 단량체(들) 또는 올리고머(들)과 반응할 수 있는 반응기를 가질 수 있거나 또는 전적으로 불활성일 수 있다.

당업계의 숙련자에게 공지된 자유 라디칼 중합을 위한 임의의 UV 또는 열적 자유 라디칼 개시제가 중합 공정의 개시를 위해 액체 수지 또는 반고체의 중합가능한 재료에 첨가될 수 있다. 특정 경우에 있어 개시제의 혼합물이 보다 효과적인 라디칼 형성을 제공하므로 이들이 때로는 바람직하다. UV 개시제의 경우, 개시제는 바람직하게 넓은 흡수 스펙트럼 및 우수한 경화 효율을 가져야 하고, 황변 현상이 없어야 한다. "이그가큐어(Irgacure)" 및 "다로쿠르(Darocur)" 시리즈와 같은 예가 공지되어 있고 시바 가이기로부터 상업적으로 입수가능하며, "에스카큐어(Escacure)" 시리즈가 사르토머로부터 입수가능하다. 또한 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN), 벤조일 퍼옥시드, 디큐미 퍼옥시드, 5-부틸 히드로퍼옥시드, 포타슘 퍼술페이트, 및 암모늄 퍼술페이트와 같은 열적 개시제가 공지되어 있 고 알드리히와 같은 약품 공급업체로부터 입수가능하다. 개시제에 대한 참고 문헌으로는 예를 들어 문헌 "Polymer Handbook" (J. Brandrup, E. H. Immergut, eds., 3^rd Ed., Wiley, New York, 1989)을 참조하라.

임의로, 당업계에 공지된 다른 첨가제, 예를 들어 경화 후 금형으로부터의 대상물 제거를 촉진시키는 이형제, 비반응성의 종래의 가소제 또는 연질화제, 안료, 염료, 유기 또는 무기 섬유 또는 입상 강화제 또는 증량 충전제, 틱소트로프제, 지시제, 억제제 또는 안정화 (내후성 또는 황변 방지)제, UV 흡수제, 계면 활성제, 유동 보조제, 사슬 전달제, 항반사제, 스크래치 저항성 첨가제 등이 전면 또는 후면층의 액체 수지 또는 반고체의 중합가능한 재료에 소량 첨가될 수 있다.

자외선 경화는 일반적으로 자외선 에너지원과 관련하여 달성된다. 원리적으로는, 임의의 자외선 광원이 자유 라디칼 중합 또는 가교 반응을 개시하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 광변색 염료의 분해를 최소화하기 위해서 UV 복사가 단파장, 고에너지 영역에 집중되지 않는 것이 바람직하다. 또한 UV의 강도 및 노출 시간이 주의깊게 조절되어야 한다. 또한 자외선 경화는 "깜박이는" 자외선 광원을 사용하여 수행될 수 있다. 깜박이는 UV 광을 이용한 경화는 견실도 변화가 덜한 광학물을 형성할 수 있다. 또한 UV 복사를 피할 수 있도록 가시광에 의해 활성화될 수 있는 광개시제를 사용할 수 있다. 열 경화가 요구되는 경우, 가열 오븐 또는 욕조가 예정된 정도로의 물품의 중합 또는 경화에 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시양태에서, 본 발명의 방법은 (i) 목적하는 표면 기하구조, 가스켓 (필요한 경우)을 갖는 전면 금형, 및 임의로 후면 금형을 선택하여 당업계의 숙련자에게 공지된 바와 같은 금형 조립체를 형성; (ii) 광변색 염료와 함께 전면층 재료를 금형 공동에 삽입 또는 배치하여 소정 두께의 광변색 수지 층을 형성; (iii) 필요하거나 요망되는 경우, 광변색 수지를 점성 또는 반고체 상태로 중합 또는 경화; (iv) 존재하는 경우, 후면 금형을 제거; (v) 광변색 염료가 없는 후면층 재료를 제1층 상부에서 목적하는 두께까지 첨가; (vi) 목적하는 표면 기하구조를 갖는 후속의 후면 금형을 수지의 제2층 상부에 배치; 그리고 (viii) 물품을 UV 복사 또는 열적 가열, 또는 이 둘의 조합과 같은 중합 에너지원에 노출시킴으로써 경화하는 것을 포함한다. 층 재료가 반고체의 중합가능한 재료인 경우, 반고체 재료가 금형의 내부 공동 형태에 맞도록 금형을 임의적인 가열로 압축하는 것이 바람직하다.

광변색 염료의 확산 및 이동을 감소시키기 위해 후면층의 수지가 첨가되는 경우, 전면층의 수지는 고점성 또는 반고체 상태인 것이 바람직하다. 이것은 반고체의 중합가능한 재료를 사용함으로써 달성될 수 있다. 별법으로, 액체 수지가 사용되는 경우, 간단한 접근법은 금형 충전 이전에 전면층의 액체 수지를 고점성으로 예비 중합하는 것이다. 이 수지의 삽입은 점성을 감소시키기 위해 승온에서 수행할 수 있다. 전면층 중의 수지가 냉각된 후에, 그것의 고점성은 후면층 중으로의 광변색 염료의 확산 및 이동을 효과적으로 제한할 것이다. 또다른 접근법은 액체 수지가 고점성인 액체, 겔 또는 반고체 재료가 되도록 금형 중에서 부분 중합 또는 경화하는 것이다. 일반적으로, 간단하고 효율적이기 때문에 UV선에 의한 경화가 바람직하다. 경화 시간은 10 내지 600 초일 수 있고, 또는 바람직하게 10 내지 120 초, 또는 더욱 바람직하게는 10 내지 30 초일 수 있다. 첫번째 접근법의 독특한 특징은 수지의 제2 층을 첨가하기 전에 전면층으로의 어떠한 중합 또는 경화도 필요하지 않는다는 것이다. 반면, 두번째 접근법은 제1 수지에 대한 특정 예비중합 단계를 제거한다. 전면층이 반고체의 중합가능한 재료로 제조된 경우, 재료 자체가 충분히 고점성이어서 광변색 염료의 확산 및 이동이 제한될 것이므로 UV 또는 가열에 의한 경화는 필수적이지 않다.

본 발명에 따른 또다른 방법은 전면 및 후면층 사이의 계면 층을 이용하는 것이다. 제1 단계는 필요에 따라 전면 금형 및 가스켓에 의해 구속된, 광변색 염료로 된 전면층 재료를 형성하는 것이다. 이어서, 얇은 수지 층이 전면층 상부에 형성된다. 다음 단계에서, 후면층 재료가 후면 금형과 함께 첨가된다. 그 후 조립체는 완전히 경화된다.

많은 이유로 인해 얇은 계면 층을 갖는 것이 유리하다. 우선, 계면 층은 제제 및 경화물 양쪽 모두에 가요성을 제공한다. 다음으로, 계면 층은 광변색 염료의 확산 및 이동을 제한하는 차단층으로 기능할 수 있다. 끝으로, 이러한 층은 전면층과 후면층의 더 우수한 결합 및 접착을 제공할 수 있을 것이다. 상기 기재된 바와 같이, 액체 수지 또는 반고체의 중합가능한 재료가 전면 및 후면층에 대해 사용될 수 있되, 이 층들 중 하나 이상은 반고체의 중합가능한 재료라는 것을 조건으로 한다.

특정 수지/광변색 염료 조성물에 있어, UV 경화는 광변색 특성을 손상시키거 나 또는 심지어 없앨 수도 있다. 염료 비활성에 대해 2가지의 가능한 메카니즘이 있다. 하나는 UV 복사에 의한 염료 분해이고, 다른 하나는 염료 및 광개시제(들) 사이의 상호작용에 의한 것이다. 계면 층에 광변색 염료가 없기 때문에, 계면층은 UV 개시제를 갖도록 제조되고 이어서 점성 또는 반고체 상태로 중합되거나 또는 경화될 수 있다. 이 경우에, 전면층의 수지 중에 UV 개시제가 포함될 필요가 없다. 게다가, 제제 및 경화물 중의 가요성은 재료 조절을 이용할 수 있기 때문에 결합 및 접착을 증진시키는 수단을 제공한다.

본 발명의 방법의 또다른 실시양태에서, 후면 금형은 필요한 경우 가스켓과 조립되고, 실질적으로 광변색 첨가제가 없는, 액체 수지 또는 반고체의 중합가능한 재료의 후면층 재료가 공동 중으로 첨가된다. 요망되는 경우, 전면 금형은 임의로 금형 조립체에 포함될 수 있다. 재료가 액체인 경우, 재료는 그 후에 자유로운 유동이 발생하지 않을 정도로 충분히 고점성으로 경화된다. 재료가 반고체의 중합가능한 재료인 경우, 재료는 임의로 금형들 사이에서 압축되어 내부 금형 공동의 형태에 맞게 될 수 있다. 존재하는 경우, 전면 금형은 제거된다. 또다른 적합한 전면 금형이 선택되고, 요구되는 경우, 가스켓이 배열된다. 이어서, 광변색 염료를 함유하는 전면층 재료는 전면 금형과 가스켓에 의해 형성된 공동에 채워지고, 그 후 비광변색 후면층 재료로 된 후면 금형은 뒤집어져 광변색 염료를 함유한 전면층 재료에 압착되며, 그 후 전 부분이 경화되어 완성된 복합 광변색 물품을 형성한다.

상기의 3가지 방법은 광변색 염료를 함유한 수지의 한 층만이 존재하기 때문에 저비용으로 광변색 물품을 제조할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한, 공정 도중에 금형 공동을 재조립할 필요가 없기 때문에 이 공정은 빠르고 연속적이다.

본 발명의 또다른 실시양태에서, 전면 및 후면층 각각은 별도로 제조된다. 금형 조립체는 전면 및 후면층 각각에 대하여 전면 금형, 필요한 경우 가스켓, 및 후면 금형을 포함하여 조립된다. 전면층의 금형 조립체는 최종 물품의 목적하는 기하구조의 전면 금형을 가질 것인 반면, 후면층의 금형 조립체는 최종 물품의 목적하는 기하구조의 후면 금형을 가질 것이다. 전면 및 후면층 각각에 대한 재료는 액체 수지 또는 반고체의 중합가능한 재료일 수 있으나, 이들 중 하나 이상은 반고체의 중합가능한 재료여야 한다. 각 층은 압축 및 임의의 가열 또는 필요한 경우 부분 경화로 제조된다. 그 후 후면 금형은 활성 광변색 첨가제를 함유한 전면층으로부터 제거되고, 전면 금형은 후면 금형으로부터 제거되고, 층 내의 재료는 접촉하게 되며, 생성된 금형 조립체 (전면층 재료로 된 전면 금형 및 후면층 재료로 된 후면 금형)는 주위 온도 또는 승온에서 압축된다. 끝으로, 전 부분이 경화되어 완성된 복합 광변색 물품이 제조된다.

이상적으로 본 발명의 방법에서는, 전면 및 후면 재료층이 함께 고르게 결합되어 어떠한 가시적인 상 경계도 관찰되지 않도록 최적의 충전 및 경화 조건이 적용되어야 한다. 단량체의 확산에 의한 자발적인 부분 혼합으로 층간의 우수한 결합을 달성하고 계면의 가시적 결점을 제거하도록 하는 것이 필요하다. 그러나, 과도한 혼합은 광변색 화합물을 함유한 층으로부터 이들을 현저하게 확산시킬 것이고, 이것은 비경화된 액체 수지를 사용한 경우일 수 있다. 고점성의 반고체의 중합가능한 재료 또는 부분 경화된 액체 수지를 사용함으로써, 본 발명은 광변색 화 합물을 함유한 층으로부터의 이들의 현저한 손실을 억제하면서 여전히 계면 주위의 단량체가 일부 확산되도록 한다. 따라서, 우수한 결합이 달성될 수 있고, 계면에서의 어떤 가시적 결점도 관찰되지 않는다.

실시예 1. 광변색 반고체의 예비성형품

광변색 염료 (예를 들어, 제임스 로빈손 (James Robinson)의 "썬더스톰 퍼플(Thunderstorm Purple)")를 1 중량％ 농도로 반응성 가소제 벤질 아크릴레이트 중에 용해시켰다. 생성된 염료 용액을 여과하여 임의의 거대입자를 제거하였다.

염료 용액 약 0.1 g을 벤질 아크릴레이트 0.1 g, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트 0.2 g 및 광개시제 "이그가큐어" 819 0.006 g을 이미 함유하고 있는 섬광 바이알에 가하고, 교반하여 염료를 혼합물 중에 분산시켰다. K-수지 KR03-NW 1.6 g을 이 바이알에 가하고, 혼합물을 교반하여 모든 중합체 입자가 반응성 가소제로 피복되도록 하였다. 바이알 중의 최종 조성은 총 중량의 0.05 중량％로 존재하는 염료와 중합체 80 중량％ 및 반응성 가소제 20 중량％였다. 그 후 바이알을 캡핑하여 70℃ 오븐에 수일 내지 1주일 동안 넣어 가소제가 중합체를 용매화시키도록 하였다. 필요한 경우 이런 방식으로 여러 바이알을 준비하였다.

그 후, 혼합물을 바이알로부터 제거하고 약 150℃의 가열판상의 한 쌍의 석영 유리판 사이에서 수동 혼합하여 균질화하였다. 혼합물을 균질화한 후에, 한 쌍의 석영 유리판 사이에서 대략 1.3 g의 재료를 대략 4 cm 직경 및 1 mm 두께로 측정되는 디스크로 압착하였다.

실시예 2. 광변색이 없는 반고체 예비성형품

반응성 가소제에 광변색 염료를 가하지 않고 예비성형품 디스크의 두께가 대략 5 mm인 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 방식으로 광변색이 없는 반고체 예비성형품을 제조하였다.

실시예 3. 반고체의 전면 및 후면층으로부터의 광변색 복합 물품

실시예 1의 디스크형 반고체 예비성형품을 복합 물품의 광변색 전면층으로 사용하였다. 실시예 2의 디스크형 반고체 예비성형품을 후면층으로 사용하였다. 전면 및 후면층을 합쳐서 약 150℃의 가열판상의 한 쌍의 석영 유리판 사이에 배치하였다. 가열판에 의해 제공되는 열에 의해 예비성형품이 연화되는 동안, 약간의 정압을 유리판에 적용하여 층간의 우수한 접착을 달성하였다. 그 후 금형 조립체를 대략 90 ℃로 설정된 또다른 가열판상에 배치하고 높은 강도의 백색 광으로 약 20분 동안 경화시켰고, 이 시간 동안 반고체가 경화되었다. 그 후 경화 수지를 유리판으로부터 분리하여 반고체 예비성형품으로부터 제조된 광변색 복합 물품을 수득하였다.

실시예 4. 광변색 액체 수지 층 + 반고체 층

코닝사의 "썬 센서" (등록상표) 수지 6.5 g을 "이그가큐어" 819 0.02 g과 혼합하였다. 혼합물을 전면 렌즈 금형 반부에 전달하였다. 광변색 염료가 없는 반고체 렌즈 예비성형품 (본원에 참고로 인용된 국제 공개 제WO 00/17675호에 기재되고 이에 따라 제조된 것들로부터 선택할 수 있음)을 액체 수지 상부에 배치하였다. 그 후 조립체를 높은 세기의 가시광원 (돌란-제너 (Dolan-Jenner)의 Fiber-Lite Ringlight System)으로 20분 동안 경화시켰다. 렌즈 금형을 제거한 후, 완전한 광변색 렌즈를 수득하였다. 광변색 전면층의 두께는 대략 1.5 mm였다.

실시예 5. 계면 층이 있는 광변색 렌즈

액체 수지의 대략 100 ㎛의 얇은 층을 투명한 반고체 렌즈 예비성형품 (실시예 4에서와 같음) 표면상에 배치하였다. 수지는 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 80％, 벤질 메트아크릴레이트 20％ 및 광개시제 ("다로쿠어" 1173) 0.35％의 혼합물이었다. 이어서, 이 액체 수지를 Fusion UV 램프하에서 10초 동안 부분 경화시켰다. 다음으로, 코닝사의 "썬 센서" 수지 5.4 g 및 "이그가큐어" 819 0.018 g을 함께 혼합하고 재료를 전면 렌즈 금형 반부에 부었다. 반고체 렌즈 예비성형품을 광변색 액체 수지와 접촉하여 있는 얇은 부분적으로 중합된 층으로 된 액체 수지 상부에 배치하였다. 조립체를 높은 강도의 광으로 경화시켰다. 생성된 광변색 렌즈는 계면 층으로 인해 더 우수한 결합을 나타내었다.

실시예 6. 두 반고체 층 사이의 광변색 층

반고체 층 0.25 mm를 전면 렌즈 금형에 대하여 압착시켰다. 다음으로, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 80％, 벤질 메트아크릴레이트 20％ 및 "이그가큐어" 819 0.3％를 "레베르사콜(Reversacol)" 195 광변색 재료 (제임스 로빈손사 (James Robinson Ltd.)) 0.95％와 혼합하여 광변색 수지를 제조하였다. 광변색 수지 5.2 g을 얇은 반고체 층과 반고체 예비성형품 (실시예 4에서와 같음) 사이에 배치하였다. 조립체를 85℃에서 가열하고 목적하는 기하구조로 압착하였다. 끝으로, 이것을 가시광원으로 20분 동안 경화시켰다.

실시예 7. 광변색 액체 수지 층의 열 경화

코닝사의 "썬 센서" 수지 6.25 g을 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 0.031 g과 혼합하였다. 혼합물을 전면 렌즈 금형 반부에 전달하였다. 반고체 렌즈 예비성형품 (실시예 4에서와 같음)을 액체 수지 상부에 배치하였다. 조립체를 가열된 오븐에 넣었다. 경화 과정은 65℃에서 12시간, 80℃에서 2시간, 100℃에서 2시간 및 최종적으로 115℃에서 1시간을 포함하였다. 생성된 렌즈는 탁월한 광변색 반응을 나타내었다.

실시예 8. 계면 층이 있는 열 경화

액체 수지의 대략 200 ㎛의 얇은 층을 반고체 렌즈 예비성형품 (실시예 4에서와 같음)의 표면상에 배치하였다. 수지는 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 80％, 벤질 메트아크릴레이트 20％ 및 "이그가큐어" 184 0.45％의 혼합물이었다. 이어서, 이 액체 수지를 Fusion UV 광원하에서 15초 동안 부분 경화시켰다. 다음으로, 코닝사의 "썬 센서" 수지 5.85 g을 AIBN 0.028 g과 전면 렌즈 금형 반부에 부었다. 반고체 렌즈 예비성형품을 광변색 액체 수지와 접촉하여 있는 얇은 층으로 된 액체 수지 상부에 배치하였다. 조립체를 가열된 오븐에 넣었다. 경화 과정은 65℃에서 12시간, 80℃에서 2시간, 100℃에서 2시간 및 최종적으로 115℃에서 1시간을 포함하였다. 생성된 렌즈는 탁월한 광변색 반응 외에도 개선된 계면 결합을 가졌다.

Claims

1 개의 층이 경화 이전에 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성되고, 반응성 가소제 및 데드(dead) 중합체를 포함하고, 상기 층에 걸쳐 균일하게 분포된 광변색 염료를 담지하고 있으며, 데드 중합체가 95% 이상 중합된 일반적으로 비반응성 중합체인, 서로 접합되어 있는 2 개 이상의 경화 수지층을 포함하는 복합 광변색 물품.

삭제

제1항에 있어서, 데드 중합체가 열가소성 물질, 열경화성 물질, 열가소성 엘라스토머 및 고성능 엔지니어링 열가소성 물질로 이루어진 군에서 선택된 것인 복합 광변색 물품.

제1항에 있어서, 경화 수지층이 일체형 단일체를 형성하는 복합 광변색 물품.

삭제

제1항에 있어서, 수지층들 중 하나가 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성되고, 다른 수지층이 액체 수지로부터 형성된 복합 광변색 물품.

제6항에 있어서, 액체 수지로부터 형성된 수지층에 광변색 염료가 담지되어 있는 복합 광변색 물품.

제6항에 있어서, 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성된 수지층에 광변색 염료가 담지되어 있는 복합 광변색 물품.

제1항에 있어서, 2 개의 수지층이 반고체의 중합가능한 재료로부터 형성된 복합 광변색 물품.

제1항에 있어서, 1 개 이상의 경화 수지층의 표면에 표면개질 재료를 더 포함하며, 표면개질 재료가 그 재료가 존재하는 표면의 경화 수지층의 조성과 다른 조성을 갖는 복합 광변색 물품.

삭제

제10항에 있어서, 표면개질 재료가 염료, 안료, 굴절률이 낮은 재료, 정전기 방지 재료, 방무성 재료, 이종관능성 첨가제, 및 스크래치 저항성을 부여하는 재료로 이루어진 군에서 선택된 것인 복합 광변색 물품.

제1항, 제3항, 제4항, 제6항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 광변색 염료를 함유하는 층의 가장자리 두께가 0.1 mm 내지 5 mm인 복합 광변색 물품.

제1 및 제2 금형 반부 (mold half)를 갖는 금형을 사용하고, 상기 제1 금형 반부를 제1 재료로 채우는 단계;

제2 재료를 상기 제1 재료와 접촉 상태로 두는 단계; 및

상기 제1 및 제2 금형 반부를 폐쇄하여 금형 공동을 형성하면서, 상기 제1 및 제2 재료를 상기 금형 공동에서 경화시켜 일체형 복합 물품을 형성하는 단계

를 포함하며, 상기 제1 및 제2 재료 중 하나 이상이 형성되는 층에 걸쳐 균일하게 분포된 광변색 염료를 함유하고, 상기 제1 및 제2 재료 중 하나 이상이 반응성 가소제 및 데드 중합체를 포함하는 반고체의 중합가능한 재료이고, 데드 중합체가 상기 금형에 위치하기 전에 95% 이상 중합된 일반적으로 비반응성 중합체인, 2 개 이상의 층상 부분으로 형성된 광변색 물품의 성형 방법.

제14항에 있어서,

상기 제1 재료가 액체 수지이고,

상기 방법이 상기 제2 재료를 상기 제1 재료와 접촉 상태로 두기 전에 상기 제1 재료를 상기 제1 금형 반부에서 부분 경화시키는 단계를 더 포함하는 것인 방법.

제14항에 있어서,

상기 제1 재료가 액체 수지이고, 상기 제2 재료가 반고체의 중합가능한 재료이고,

상기 제1 및 제2 금형 반부를 폐쇄하여 상기 공동을 형성하기 전에 상기 제2 재료를 상기 제1 재료와 접촉 상태로 두며,

상기 방법이 상기 금형을 압착시켜 상기 금형 공동을 상기 제2 재료로 충전시키는 단계를 더 포함하는 것인 방법.

제14항에 있어서,

상기 제1 및 제2 재료가 모두 반고체의 중합가능한 재료이고,

상기 방법이 상기 제1 및 제2 금형 반부를 폐쇄하여 금형 공동을 형성하면서, 상기 금형을 압착시켜 상기 금형 공동을 상기 반고체의 중합가능한 재료로 충전시키는 단계를 더 포함하는 것인 방법.

제14항에 있어서,

상기 제1 재료가 반고체의 중합가능한 재료이고, 상기 제2 재료가 액체 수지이며,

상기 방법이 상기 제1 및 제2 금형 반부를 상기 제1 재료 상에서 폐쇄하는 단계, 상기 제1 및 제2 금형 반부를 압착시켜 상기 금형 공동을 상기 제1 재료로 충전시키는 단계, 그 다음에 상기 제2 금형 반부를 변화시켜서 상기 제1 재료에 노출된 표면 및 상기 변화된 제2 금형 반부에 의해 한정된 후속 금형 공동을 형성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 재료의 경화 전에 상기 제2 재료로 상기 후속 금형 공동을 충전하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.

제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 반고체의 중합가능한 재료가 예비성형품인 방법.

제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 데드 중합체가 열가소성 물질, 열경화성 물질, 열가소성 엘라스토머 및 고성능 엔지니어링 열가소성 물질로 이루어진 군에서 선택된 것인 방법.

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제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 광변색 염료가 담지된 층의 가장자리 두께가 0.1 mm 내지 5 mm인 방법.