KR20000058427A - 광학용 주형 성형 모노머 - Google Patents

Abstract

화학식 1

(여기서 ­OR₁은 탄소수가 1∼6인 2가 알콜잔기를 나타내며, m=0 인 것의 중량비가 10∼60%, m = 1∼3인 것의 중량비는 20∼60%, m=4∼10인 것의 중량비는 0∼40%, m=11 이상인 것의 중량비는 0∼20% 인 것을 나타낸다)로 표시되는 성분(1) 40∼90%와 ,

화학식 2

(여기서 R1은 탄소수1∼4인 알킬기를 나타내며, R2는 탄소소1∼3인 알킬기 혹은 페닐기를 나타내며, 또, n=1∼3 정수를 나타낸다)로 표시되는 성분 (2) 1∼30중량 %, 상기성분(1),(2), 외에 디에틸렌 글리콜비스아닐 카보에이트, 혹은, 디 아릴아디페이트 5∼30중량% 를 함유하는 광학용 주형성형 모노머 조성물.

Description

광학용 주형 성형 모노머{ The monomer wmposile for a oplical lens }

본 발명은 플라스틱 렌즈용 모노머 조성물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 높은 굴절률, 경량성, 내 충격성, 성형성, 염색성 등이 우수하며, 특히 광 안정성이 우수한 플라스틱 렌즈 원재료와 플라스틱 렌즈제조에 관한 것이다. 최근까지, 유리렌즈의 문제점, 즉, 약한 내 충격성과 높은 비중을 극복하기 위하여 폴리스틸렌, 폴리에틸렌글리콜비스아릴 카보네이트, 폴리 카보네이트, 변성 디아릴프탈레이트를 원료로 사용한 플라스틱 렌즈들이 소개되어 사용되고 있다. 폴리스틸렌과 폴리카보네이트 렌즈는 굴절률이 1.59로 높지만 열가소성 수지이므로 성형시 광학적 외곡 현상이 발생기 쉬우며, 하드 코트피막과의 접착력이 낮은 문제점이 있다.

또, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 EP06905A2에서는 스틸렌 15∼50중량부에 아크릴산과 비스페놀 에이형의 에폭시 수지반응 물10∼50중량부와 아크릴 산과 비스테트라 브로보 비스 페놀 A형 에폭시 수지반응물 5∼40 중량후, 여기에 디비닐 벤젠, 디아릴 디 페네이트, 비닐 톨루엔, 크로로스틸렌 5∼20 중량부를 혼합하여 위의 문제점을 해결하고자 하였으나, 열안정성이 약한 문제점을 해결하지 못하였다. 폴리에틸렌글리콜비스(아릴 카보네이트)로 제조된 플라스틱 렌즈는 경량성, 성형성, 염색성이 우수하고 특히, 내충격성이 뛰어나나, 굴절률이 1.50으로 낮아서 렌즈의 가장 자리 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다. 따라서 가장자리 두께가 낮은, -3.00이하의 렌즈에서 널리 사용되고 있으나, 그 위 도수에서는 사용을 기피하고 있다.

플라스틱 렌즈의 두께에 대한 문제점을 해결하기 위하여 굴절률을 1.55로 올려서 제조된 플라스틱렌즈가 소개되었는데, 일본 특허 공개 소53-7787 에서는 디아릴 이소 프탈레이트와 디에틸렌그리콜비스아릴카르보네이트를 85대 15로 혼합하여 플라스틱렌즈를 제조하여 렌즈의 두께를 줄이는 되는 성공하였으나 렌즈의 내 충격성이 약한 문제점이 있다.

또, 일본 특허 공개번호 소62-235901. 64-45412 및 일본특허 공고 번호 평1-60494에서도 변성 디아릴 프탈레이트와 디벤질 푸마레이트의 공중합체와 디아닐 프탈레이트와 메틸아크릴레이트의 중합체를 소개하고 있으나, 이들 또한 내 충격성이 약한 문제점이 있다.

한국 공고번호 특96-013122에서는 변성 디아릴 프탈레이트와 변성 변성 에틸렌 글리콜 비스(아릴카르보네이트) 및 디 벤질 말레이트 유도체들을 혼합 성형하여 제조된 플라스틱렌즈를 소개하고 있다.

한국 공개번호 특1998-023955에서는 비스페놀 A형 에폭시와 아크릴산과의 반응물에 알코올 부가시키고, 그 물질에 스틸렌 혹은, 아크릴 모노머를 혼합하여 성형한 플라스틱 렌즈를 소개하고 있다.

한국 특허 공개번호 특 1999-014549에서는 변성 디아릴 프탈레이트와 제릴옥시알킬과 디에틸렌 비스아릴카르보네이트를 혼합성형하여 얻은 플라스틱렌즈를 소개하고 있다. 그러나, 이들 플라스틱렌즈는 굴절률, 성형성, 염색성, 내충격성이 우수하나 광 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 우수한 광학특성, 즉, 높은 굴절률, 열안정성, 내용제성, 경량성, 투명성등의 광학 물성은 물론, 특히, 광안정성이 우수한 광학 렌즈용 플라스틱 재료를 제공함에 있다.

본 발명에 있어서 화학식 1로

(여기서 -OR₁은 탄소수가 1-6인 2가 알콜잔기를 나타내며, m=정수 1∼15를 나타내며, m=o 인것의 중량비가 10∼60%, m=1-3인것의 중량비는 20∼60%, m=4-10인것의 중량비는 0∼40%, m=11이상인 것의 중량비는 0∼20%인 것을 나타낸다) 표시되는 성분 40∼90중량% 를

화학식 2로

(여기서 R₁은 1∼4탄소수를 나타내며, R₂는 1∼3 탄소수 혹은 페닐기를 나타낸다. 또, n=1∼3정수를 나타낸다) 표시되는 성분 1∼30중량%의 혼합물에 디아릴 아디페이트 혹은 디 에틸렌글리콜 비스아릴 카르보네이트를 5∼30중량%를 혼합한다. 여기에 필요에 따른 무기안료와 자외선 흡수제를 소량 첨가하여 제조되는 광학 렌즈용 플라스틱 조성물을 제안 하는데 있다.

본 발명의 플라스틱렌즈 제조용 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 성분 (1), 상기 화학식2로 표시되는 성분(2)에 디아릴 아디페이트 혹은, 디에틸렌글리콜 비스 아릴 카르 보네이트를 특정 배합비율로 함유한다.

성분(1)은 디아릴프탈레이트와 다가알코올, 혹은 디 메틸프탈레이트와 에틸렌글리콜 모노 아릴에스테르를 100∼200˚C에서 5∼14시간 에스테르 교환 반응시켜 얻을 수 있었으며, 정확한 분자량의 분포조절이 어렵지만,

(여기서 m은 정수 1∼15를 나타내며, m=0인 것의 중량비는 10∼60%, m=4-10인 것의 중량비는 0∼40%, m=11 이상인 것의 중량비는 0∼20%이다)

m=0인것의 중량비가 10%보다 낮은 경우는 점도가 현저히 높아져 중합불균형은 물론 유리몰드에 모노머 혼합물을 주입시 기포가 잘 빠지지 않아서 렌즈의 불량률이 높다. 또, m=11이상인 것의 중량비가 20% 이상일 경우 점도가 지나치게 높아서 또한 위와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 또, 전체 혼합물에 대한 성분(1)의 중량 %는 40∼90%가 바람직하며, 중량 %가 40%이하 일 때는 굴절률이 낮고, 90%이상일 때는 렌즈의 충격강도가 떨어지는 문제가 있다.

성분(2)은 말레인산이나 무수 말레인산이나 디메틸 말레인산에 글리콜 에테르를 80∼200˚C에서 5∼24시간 에스테르 반응시켜 얻을 수 있었으며,

(여기서 R₁은 탄소수 1∼4를 나타내며, R₂는 탄소수 1∼3를 페닐기를 나타내며, 또, n=1∼3정수를 나타낸다.) R₁은 탄소수 1∼4일 때 바람직한 물성을 가지며, 탄소수가 5이상 일 때는 플라스틱 렌즈의 내열성이 낮아서 렌즈의 하드 코팅시 중심부분이 변하는 현상이 발생한다. R₂또한, 탄소수 1∼3일 때 좋은 광학 특성을 가지며, 탄소수 4이상일때는 렌즈의 내열성이 나빠지고, 광 안정성을 높여주는 특성 또한 현저히 줄어드는 현상이 있다. 전체 혼합물에서 화학식 2의 중량 %는 1∼40%일 때 광 안정성 향상 효과가 크다. 40%이상 화학식 2의 물질이 들어가면 렌즈의 내 용제성 및 내열성이 떨어진다.

성분 (1),(2)의 물질에 디아릴 아디 페이트 혹은 디 에틸렌 글리콜 비스아닐 카르 보네이트를 5∼30중량 %를 첨가하여 플라스틱 렌즈의 충격강도를 향상 시킬 수 있는데, 30%이상 첨가하면 렌즈의 굴절률이 낮아지는 문제점이 있다. 그리고 광 안정성 및 열 안정성을 더욱 향상 시키기 위하여, 「드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-3,5-디-t-아밀페닐)벤조트리아졸,2,4-비스(2,4-디메틸페닐)-6-(2-히드록시-4-n-옥틸옥시페닐)-1,3,5-트리아진, 2-(3-히드록시-5-t오틸페닐)벤조트리아졸, 2-［4-［2-히드록시-3-도데실프로필옥시］-4,6-비스(2,4-디메틸페닐0-1,3,5-트리진,2-(2히드록시-벤조트리아졸-2-페닐)-p-크레졸, 2-(2-히드록시벤조트리아졸-2-페닐)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-2-히드록시-3-부틸-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸중 하나를 사용하였다. 여기에 추가로 필요에 따른 무기안료와 자외선 흡수제를 소량 첨가할 수 있다.

렌즈의 초기색상을 맑게 하기 위하여 청색과 적색안료를 소량 첨가하였으며, 또한 메탄올, 에탄올, 부탄올, 펜탄올, 펜에틸알콜, 벤질알콜등을 소량첨가하여 하였다.

본 발명의 플라스틱 렌즈제조용 단량체 혼합물의 경화촉매는 「2,2-아조비스(2,4-디메틸바레로네이트릴), 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-n-프로필옥시카르보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보에이트, t-부틸퍼옥시피발게이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트,1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트등이 사용가능하나 바람직하게는 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트를 단량체 조성물 100중량부에 대하여 1-5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 플라스틱렌즈 성형용 모노머 조성물은 내 충격성, 내열성, 열안정성, 투명성, 특히 광 안정성이 우수한 광학 원재료이다.

실시예

이하에서, 본 발명의 실시예 및 비교예를 상세히 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

성분(1)로서는 화학식 1으로 표시되는 성분(1) 79g, 성분(2)로서는 화학식 4로 표시되는 성분 (2)중량부 21g 및 디이소프로필 퍼옥시카르보네이트 3,2g와 혼합하였다.

이 혼합물을 2매의 유리판과 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 되어있는 주형에 주입하여 35˚C에서 40˚C 로 승온하면서 3시간 가열하고, 40˚C에서 85˚C로 승온하면서 12시간 가열후, 85˚C에서 2시간 가열하였다. 가열경화가 끝나면 80˚C로 냉각하여 주형에서 경화 성형물을 꺼내고, 120˚C에서 2시간 어니일링을 행하여 잔류응력을 제거후 광학 플라스틱재료를 제조하였다. 제조된 광학 플라스틱재료에 대한 물성 평가는 아래와 같이 행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

화학식 1

(여기서 -OR₁은 OCH₂CH(CH₃)를 나타내며, m=0인것의 중량비가 60% , m=1인것의 중량비는 20%, m=3것의 중량비는 13%, m=4이상인 것의 중량비는 7%인 것을 나타낸다)

화학식 2

(여기서 R₁은 탄소수 2인 것을 나타내며, R₂는 탄소수 1를 나타내며, 또, n=1 정수를 나타낸다.)

굴절률 ： 아타코타사 1T 모델을 사용하여 측정하였다.

광투과률 및 자외선 차단률 : 분광광도계를 사용하여 측정하였다.

비중 : 수중치환법에 의하여 플라스틱 렌즈의 중량과 부피의 비율을 구하여 측정하였다.

내 충격성 : 중심두께 1.8mm, 직경 80mm로 렌즈(돗수0.00)를 제조하여 127Cm높이에서 68gdml 강철구를 낙하시켜, 플라스틱 렌즈가 부서지지 않으면 0로 표시하고, 부서지면 X로 표시하였다.

내열성 : 렌즈를 2시간 동안 130˚C로 유지하여, 변형, 균열, 황변 등의 변화가 없으면 0로 표시하고 변화정도가 적으면 △로, 심하면 X로 표시하였다.

내용제성 : 플라스틱렌즈를 아세톤, 염화메틸렌에 2시간 침적한 후, 플라스틱렌즈의 균열, 변형등이 없으면 0, 있으면 X로 나타내었다.

광안정성 : 플라스틱 시편을 Q-Pannel lad products 사의 Quv/spray모델(5W)에 200시간 폭로시켜서 YI값를 측정하였다.

실시예 2

화학식 1의 성분 90 g에, 화학식 2로 표시되는 성분 10 g, 디아릴아디페이트 10 g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 경화 및 물성 측정을 하여 표 1에 나타내었다.

실시예 3

화학식 1의 성분 80 g에, 화학식 2로 표시되는 성분 10g중에 디에틸렌 글리콜 버스아닐 카르 보네이트 10g을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 경화 및 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.

실시예 4

화학식 2의 성분중 R₁의 탄소수가 3인 것 1, 20g에 화학식 3의 성분 80g중량인 것 외에는 실시예 1과 같다.

실시예 5

화학식 2의 성분중 R₁의 탄소수가 4인 성분 20g에 화학식 3의 성분 80g 중량인 것 외에는 실시예 1과 같다.

실시예 6

화학식 2의 성분중 R₂의 탄소수가 3 인 것 20g 에 화학식 3의성분 80g중인 것 외에는 실시예 1과 같다.

실시예 7

화학식 2의 성분중 R₂의 탄소수가 4 인 것 20g에 화학식 3의 성분 80g중량 인 것 외에는 실시예 1와 같다.

실시예 8

화학식 2의 성분 중 n=2 인 것 20g에 화학식 3의 성분 80g인 것 외에는 실시예 1과 같다.

실시예 9

화학식 2의 성분중 R1의 탄소수가 3 인 것 10g에 화학식 3의성분 80g과 디에틸렌 글리콜비스아릴 카르보네이트 10g을 사용한 것 이 외에는 실시예 5와 같다.

실시예 10

실시예 9에서 디에틸렌그리콜비스아릴 카르보네이트 대신 디아릴 아디페이트를 사용한 것 외에는 실시예 9와 같다.

비교예 1

화학식 3의

(m의 분포 : m=0은 중량비 65%, m=1 중량비 4%, m=3은 중량비 1%)

성분 80g에 화학식 6과 같은

성분 20%을 사용 한 것 외에는 실시예 1과 같이 하였다.

비교예 2

화학식 3의 성분 70g, 화학식 6의 성분 20g에 디벤질 말레이트 10g을 사용 한 것 외에는 비교예 1과 같이 실행하였다.

비교예 3

화학식 3의 성분 70g에 디에틸렌글리콜비스아릴카르보네이트 20g, 디메틸 말레이트 10g을 사용한 건 이외에는 비교예 1과 같이 실행하였다.

비교예 4

비교예 3에서 디메틸레 말레이트 대체로 디부틸 말레이트를 사용한 건 이외에는 비교예 3과 같이 실행하였다.

표 1

	굴절율	광투과율	내충격성	내용제성	내열성	비중	Y1값(광에시편을폭로전)	Y1값(200시간광에 시편을 폭노후)
실시예 1	1.55	92.0	○	○	○	1.28	4.1	4.6
실시예 2	1.55	92.0	○	○	○	1.28	4.1	5.1
실시예 3	1.55	92.0	○	○	○	1.28	4.2	5.0
실시예 4	1.549	91.5	○	○	○	1.28	4.1	4.7
실시예 5	1.549	91.8	○	○	△	1.28	4.2	4.6
실시예 6	1.549	91.5	○	○	○	1.28	4.1	4.7
실시예 7	1.549	92.0	○	○	△	1.28	4.1	4.6
실시예 8	1.548	91.8	○	○	△	1.28	4.2	4.7
실시예 9	1.549	92.0	○	○	△	1.28	4.2	5.2
실시예10	1.549	91.9	○	○	○	1.28	4.2	5.4
실시예 1	1.549	92.0	○	○	○	1.28	4.2	7.2
실시예 2	1.549	92.0	○	○	○	1.28	4.1	7.4
실시예 3	1.549	91.8	○	○	○	1.28	4.1	7.1
실시예 4	1.549	91.6	○	○	○	1.28	4.2	7.4

상기 실시예 및 비교예에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법에 따르면, 종래 기술에 비하여, 광안정성이 우수한 플라스틱 렌즈를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 하기 식 (1)

   (여기서 -OR₁은 탄소수가 1-6인 2가 알콜잔기를 나타내며, m=정수 1∼15를 나타내며, m=0인 것의 중량비가 10∼60%, m=1∼3인 것의 중량비 20∼60%, m=4∼10인 것의 중량비는 0∼40%, m=11이상 인 것의 중량비는 0∼20%인 것을 나타낸다.) 로 표시되는 성분(1)40∼90%와

   하기식(2)

   ( 여기서 R₁은 탄소수1∼4인 알킬기를 나타내며, R₂는 탄소수1∼3인 알킬기 혹은, 페닐기를 나타내며 n = 1∼3 정수를 나타낸다) 로 표시되는 성분(2)의 중량비 1∼30%를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학용 주형성형 모노머 조성물.
2. 제1항에 있어서, 디에틸렌 글리콜 비스아닐 카보네이트가 5∼30중량%이 추가로 함유된 것을 특징으로 하는 광학용 주형성형 모노머 조성물.
3. 제1항에 있어서, 디아릴아디페이트가 5∼30중량%이 추가로 함유된 것을 특징으로 하는 광학용 주형성형 모노머 조성물.