KR100704392B1 - 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐스팅에 의해 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 조성물을 제공한다. 당해 방법은 2단계 자외선 경화를 사용하여 안과용 렌즈를 신속하고 신뢰성 있게 제조하는 방법을 제공한다.
안경 렌즈, 캐스팅, 자외선, 반응성 그룹, 에톡시화 비스페놀 A, 초음파, 유리 전이 온도, 노출 시간.

Description

안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 조성물{Methods and compositions for the manufacture of ophthalmic lenses}
본 발명은 안과용 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 캐스팅에 의해 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 조성물을 제공한다.
굴절이상을 교정하기 위한 안경 렌즈의 사용은 익히 공지되어 있다. 예를 들어, 다초점 렌즈(예: 누진 도수 가입 렌즈)가 노안의 치료에 사용된다. 안과용 렌즈를 제조하는 많은 방법이 공지되어 있다. 이들 방법은 반가공 렌즈 블랭크를 캐스팅하고, 후속적으로 블랭크를 연마하고 절삭하여 렌즈를 성형시키고, 전체 렌즈를 캐스팅하고, 광학적 예비성형물 위로 표면을 캐스팅하여 렌즈를 성형시키는 것을 포함한다.
광학적 예비성형물 위로 표면을 캐스팅시키면 전체 규정 범위의 렌즈를 제조하는 데에 필요한 금형의 수를 감소시킬 수 있다는 점에서 유리하다. 그러나 공지된 표면 캐스팅 방법은 렌즈의 대량 생산 공정에서 사용시 필요한 효율이 부족하다. 보다 특정하게는, 공지된 방법은 광 변형, 결함 또는 공극이 존재하지 않는 경화된 수지 층을 수득하는 데에 30분 이상의 경화 시간을 필요로 한다. 또한, 표면 캐스팅 방법에 사용하기 위한 공지된 수지는 경화시의 고 굴절율과 실온에서와 저점도를 둘 다 제공하지 못한다. 따라서, 본 발명은 예비성형물 위로 표면을 캐스팅하여 이들 단점을 극복하려는 렌즈를 성형시키기 위한 방법 및 조성물을 제공한다.
본 발명은 다초점 안경 렌즈(예: 누진 도수 가입 렌즈)를 포함하여 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법 및 조성물 뿐만 아니라 본 발명의 방법 및 조성물을 사용하여 제조된 렌즈를 제공한다. 본 발명은 안과용 렌즈를 신속하고 신뢰성 있게 제조하는 방법을 제공한다.
한 양태에서, 본 발명은, 금형 어셈블리와, 반응성 그룹을 포함하고 필수적으로 이로 구성되고 이로 이루어지는, 표면을 형성시키기에 유효한 양의 수지를, 당해 수지의 반응성 그룹의 약 50% 이상을 전환시키기에 적합한 조건하에, 저강도 자외선에 노출시키는 단계(a) 및
후속적으로, 수지 경화 및 렌즈 성형을 실질적으로 완결시키기에 적합한 조건하에 당해 수지를 고강도 자외선에 노출시키는 단계(b)를 포함하고, 필수적으로 이들 단계로 구성되고, 이들 단계로 이루어진, 안과용 렌즈를 제조하는 방법을 제공한다. 다른 양태에서, 본 발명은 이 방법에 의해 제조된 렌즈를 제공한다.
"안과용 렌즈"란 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 안경 렌즈 등을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 의해 성형된 렌즈는 안경 렌즈, 더욱 바람직하게는 다초점, 가장 바람직하게는 누진 도수 가입 렌즈이다. "금형 어셈블리"란 하나 이상의 반금형, 광학적 예비성형물 또는 이들의 조합이다. "광학적 예비성형물" 또는 "예비성형물"이란 성형된, 광을 굴절시킬 수 있는 광학 투명 제품이며, 이 제품은 안경 렌즈의 제조에 사용하기에 적합하다. "수지"란 하나 이상의 일관능성 단량체, 하나 이상의 다관능성 단량체 및 하나 이상의 개시제를 의미한다. "전환"이란 반응성 그룹이 성형되는 중합체에 혼입됨을 의미한다.
본 발명의 방법의 제1 단계에서, 금형 어셈블리는 저강도 자외선에 노출된다. 본 발명의 목적상, 저강도 자외선은 강도가 약 0.5 내지 약 50mW/㎠, 바람직하게는 약 1 내지 약 5mW/cm2인 자외선이다. 본 발명의 방법의 제1 단계를 수행하기에 적합한 파장은 약 300 내지 약 450nm, 바람직하게는 약 360 내지 약 400nm이다. 저강도 노출은 바람직하게는, 가능한 한 낮은 중합 속도를 유지하면서(이 속도는 바람직하지 않은 수축으로 유도된 결함이 방지되는 속도이다), 수지의 반응성 그룹의 약 50% 이상을 전환시키기에 적합한 파장 및 시간의 조건하에 수행한다. 당해 분야의 전문가는, 이 속도가, 사용된 수지 및 수지 층의 두께를 포함하지만 이로 제한되지 않는 다수의 인자에 좌우됨을 인지할 것이다. 낮은 중합 속도의 유지는 저강도 자외선 및 임의로, 전체 수지 중량을 기준으로 하여, 약 1중량% 이하의 광개시제 농도 사용, 저강도 노출 주기에 비노출 기간의 도입 및 이들의 병용 중의 하나 이상을 사용하여 달성된다.
저강도 노출 시간은 예비성형물 위로 캐스팅하기 위해 선택된 수지, 사용된 개시제의 종류 및 양, 수지 점도, 반응성 그룹의 특성, 캐스팅되는 수지 층의 두께 및 자외선의 강도에 따른다. 일반적으로, 총 노출 시간은 약 5초 내지 약 300초, 바람직하게는 약 60초 내지 약 120초이다.
저강도 노출은 바람직하게는 일단계로 수행된다. 그러나, 특정 렌즈 어셈블리는, 각각의 저강도 노출 사이에 약 5 내지 약 60초의 자외선에 대한 비노출 시간이 삽입되는 둘 이상의 단계로 저강도 노출을 수행하는 것을 필요로 할 수 있다. 바람직하게는, 약 30 내지 약 60초의 노출 시간이 약 5 내지 약 60초의 비노출 시간과 교대로 수행된다.
저강도 노출의 종결에 이어서, 금형 어셈블리는 수지의 경화를 완결시키기에 적합한 조건하에 고강도 자외선에 노출된다. 이 단계에 대한 자외선의 강도는 약 50 내지 약 2000mW/㎠, 바람직하게는 500 내지 약 1500mW/cm2일 수 있다. 노출이 수행되는 파장은 저강도 노출을 수행하는 데에 사용되는 것과 동일할 수 있으며, 바람직하게는 동일하다. 저강도 노출 시간에 결정적인 동일한 인자가 고강도 노출 시간에도 결정적이다. 일반적으로, 노출 시간은 약 3초 내지 약 60초, 바람직하게는 약 5초 내지 약 15초이다. 고강도 노출은 단일의 연속 노출로서 수행할 수 있으며, 바람직하게는 그러하다. 그러나 고강도 노출은 또한 자외선 노출 기간과 비노출 기간을 교대로 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명의 발견은, 저강도 및 고강도 노출을 사용하는 본 발명의 경화 방법이 저강도 및 고강도의 총 자외선 노출 시간으로서 약 150초 이하의 시간을 사용하여 변형, 결함 및 공극이 실질적으로 존재하지 않는 캐스팅 층의 제조를 허용한다는 것이다. 바람직하게는 총 노출 시간은 약 130초 이하이다.
저강도 및 고강도 중합 단계는 주위 온도 및 주위 압력에서 수행할 수 있다. 바람직하게는, 수지는 열피복되며, 중합 방법은 대략 경화된 수지의 유리 전이 온도, Tg 이상에서 수행된다. "열피복"이란 수지가 가열된 후, 대략 이의 Tg로 캐스팅됨을 의미한다. 가열은 오븐, 열 순환기 또는 이들의 병용을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 편리한 수단에 의해 수행될 수 있다. 바람직한 온도에서 중합은 또한, 바람직한 온도에서 강제 통풍의 사용에 의한 경화 챔버의 유지를 포함하지만 이로 제한되지 않는 편리한 수단에 의해 달성된다.
저강도 및 고강도 자외선 노출은 금형 어셈블리를 통해 광의 일정한 분포를 허용하는 방식으로 수행할 수 있다. 편리하고 바람직한 방식은 금형 어셈블리 아래에 자외선 공급원을 배치함으로써 금형 어셈블리를 자외선에 노출시키는 것이다. 저강도 자외선의 공급원은 수은 및 크세논 아크 램프, 형광형 벌브 등 및 이들의 병용을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 고강도 자외선 공급원은 수은, 크세논 및 수은-크세논 아크 램프, FUSION™ 마이크로파 강열 램프 등 및 이들의 병용을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 본 발명에 사용된 자외선에 적합한 공급원은 시판 중이다.
사용된 반금형(들)은 유리 또는 플라스틱을 포함하지만 이로 제한되지 않는 적합한 물질로부터 제조될 수 있다. 금형 어셈블리에 사용된 광학적 예비성형물은 폴리카보네이트(예: 비스페놀 A 폴리카보네이트), 알릴 디글리콜 카보네이트(예: 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카보네이트(CR-39™)), 알릴 에스테르(예: 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 포스페이트 및 트리알릴 시트레이트), 아크릴 에스테르, 아크릴레이트, 메타크릴레이트(예: 메틸-, 에틸- 및 부틸 메타크릴레이트 및 아크릴레이트), 스티렌, 폴리에스테르, 폴리에테르 포스핀 옥사이드 등 및 이들의 배합물을 포함하지만 이로 제한되지 않는 적합한 물질로부터 제조될 수 있다. 예비성형물은 사출 성형, 사출-압착 성형, 열성형 캐스팅 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 편리한 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 방법의 수행에 있어서, 수지는 표면을 광학적 예비성형물 위로 캐스팅하고 필요한 반응성 그룹을 함유하기 위해 사용하기에 적합한 일관능성 또는 다관능성 단량체를 함유할 수 있다. 본 발명에 사용된 단량체에 함유되기에 필요한 반응성 그룹은 자유 라디칼 중합 가능한 그룹, 광음이온 중합 가능한 그룹, 광양이온 중합 가능한 그룹 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 광중합 가능한 그룹이다. 바람직하게는, 자유 라디칼 중합 가능한 그룹을 갖는 수지가 사용된다. 이러한 그룹의 예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티릴, 알릴 에스테르, 비닐 에스테르, 알릴 카보네이트, 알릴 알킬 에테르, 알릴 아릴 에테르 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 치환된 비닐 및 알릴 그룹을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 다른 대안으로서, 반응성 그룹은 광양이온성 반응성 그룹, 예를 들어, 에폭사이드, 지환족 에테르, 비닐 알킬 및 비닐 아릴 에테르, 스티렌 그룹 등 및 이들의 배합물일 수 있다. 또 다른 대안으로서, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에폭사이드, 스티릴 등 및 이들의 배합물을 포함하지만 이로 제한되지 않는 광음이온성 반응성 그룹을 사용할 수 있다.
적합한 일관능성 및 다관능성 단량체는 전체가 본원에서 참조로 인용된 미국 특허 제5,470,892호에 기술된 것을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 추가의 적합한 단량체는 알릴 및 비스(알릴) 카보네이트(예: 디에틸렌 글리콜 비스(알릴) 카보네이트, 비스페놀 A 디알릴 카보네이트 등), 아크릴산, 다관능성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트(예: 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 헥산디올메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 및 메타크릴레이트), 스티렌 및 스티렌 유도체(예: 디비닐 벤젠, 4-비닐 아니솔), 각종 에스테르 또는 말레산 및 이타콘산, 메타크릴산 무수물 및 아크릴산 무수물 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 이러한 단량체는 시판되거나 이들의 제조 방법이 공지되어 있다.
본 발명의 다른 발견은 특정한 단량체가 고 굴절율을 갖는 렌즈의 성형에 특히 유용하다는 것이다. "고 굴절율"이란 경화시 굴절율이 약 1.54 이상, 바람직하게는 약 1.56 이상인 것을 의미한다. 고 굴절율 수지의 성형에 유용한 단량체는 비스페놀 A 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 A 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 디글리시딜 비스페놀 A의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르, 에폭시 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 테트라브로모 비스페놀 A의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 비스페놀 S의 아크릴레이트 및 메타크릴레이 트, 디글리시딜 테트라브로모 비스페놀 A의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르, 디글시딜 테트라브로모 비스페놀 S의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르, 테트라하이드로푸란의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르 등이다. 단량체는 단독으로 또는 다음 중의 하나 이상과 배합하여 사용할 수 있다: 에폭시 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 에톡시화 페녹시 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 이소보닐 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 디비닐 벤젠; 벤질 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트; N-비닐 카바졸 등.
에톡시화 비스페놀 A를 사용하는 조성물에 있어서, 에톡시화 비스페놀 A 성분의 중량 비율은 수지 조성물의 총량의 약 1 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 4 내지 약 80중량%, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 약 75중량%일 수 있다. 에톡시화 비스페놀 A 성분은 둘 이상의 에톡시화 비스페놀 A 성분의 혼합물일 수 있으며, 각각 제1 성분은 약 2 내지 약 4mole이고, 제2 성분은 약 9 내지 약 11mole, 바람직하게는 약 3 내지 약 10mole이다. 사용된 수지의 총량을 기준으로 하여 각각, 제1 성분에 대한 중량 비율은 약 30 내지 약 60중량%, 바람직하게는 약 40 내지 약 50중량%이고, 제2 성분에 대한 중량 비율은 약 0 내지 약 30중량%, 바람직하게는 약 20 내지 약 30중량%일 수 있다. 캐스팅 수지로서 사용하기에 바람직한 조성물은 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트 약 30 내지 약 80중량%(바람직하게는 약 3mole 약 40 내지 약 50중량% 및 약 10mole 약 20 내지 약 30중량%) 및 2-페녹시에틸 아크릴레이트 약 24 내지 약 50중량%이다. 특히 바람직한 조성물은 에톡시화 비스페놀 A 약 75중량%(약 3mole 약 50중량% 및 약 20mole 약 25중량%) 및 2-페녹시에틸 아크릴레이트 약 24중량%이다.
바람직한 양태에서, 본 발명은
금형 어셈블리와, 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트 약 30 내지 약 80중량% 및 2-페녹시에틸 아크릴레이트 약 24 내지 약 50중량%를 포함하고, 필수적으로 이로 구성되고, 이로 이루어진 수지를, 수지의 반응성 그룹의 약 50% 이상을 전환시키기에 적합한 조건하에, 저강도 자외선에 노출시키는 단계(a) 및
후속적으로, 수지의 경화를 완결시키기에 적합한 조건하에 수지를 고강도 자외선에 노출시키는 단계(b)를 포함하고, 필수적으로 이로 구성되고, 이들 단계로 이루어진, 안과용 렌즈를 제조하는 방법을 제공한다.
수지의 점도는 25℃에서 브룩필드(Brookfield) 점도계로 측정하여 약 5 내지 약 500cP, 바람직하게는 약 300cP 미만, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 300cP, 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 100cP일 수 있다. 본 발명의 다른 발견은 굴절율이 높고 점도가 약 300cP 미만인 적합한 수지를 수득할 수 있다는 것이다. 당해 분야의 전문가는 일관능성 및 다관능성 단량체의 중량 비율이 목적하는 점도를 수득하도록 조절되어야 함을 인지할 것이다.
또한, 사용된 경화된 수지의 유리 전이 온도 또는 Tg는 바람직하게는 약 45℃ 이상이다. 당해 분야의 전문가는 경화된 수지의 Tg가 그다지 상이하지 않음을, 바람직하게는 광학적 예비성형물을 성형시키는데 사용된 물질의 Tg와의 차이가 약 1 내지 약 10℃ 이상 나지 않음을 인지할 것이다. 바람직하게는, 경화된 수지 및 광학적 예비성형물 물질의 Tg는 실질적으로는 동일하다. 또한, 당해 분야의 전문가는 목적하는 경화된 수지 Tg가 단량체 및 이의 농도의 선택에 의해 수득될 수 있음을 인지할 것이다.
선택된 단량체는 수지 100g당 약 0.04 내지 약 1.17당량, 바람직하게는 약 0.15 내지 약 1.2당량의 반응성 그룹을 가질 수 있다. 바람직하게는, 사용된 단량체는 수지 100g당 약 0.4 내지 약 0.6당량의 반응성 그룹을 함유한다. 수지 주물의 양은 표면을 형성시키기에 유효한 양이며, 이 양은 선택된 수지, 형성되는 목적하는 표면의 파라미터, 및 수지가 캐스팅되는 표면의 크기 및 형상에 따른다. 일반적으로, 사용된 수지의 양은 약 2 내지 약 20g이다.
본 발명에 유용한 광개시제는 선택된 자외선 흡광 스펙트럼에서 캐스팅 수지의 중합을 개시시킬 수 있는 것이다. 적합한 개시제는 자유 라디칼 생성 광개시제, 광양이온성 개시제, 광염기 개시제 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 적합한 자유 라디칼 생성 개시제는 메틸 벤조일 포르메이트; 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2,2-디-2급-부톡시아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐-아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤조인, 벤질, 벤질 디메틸 케탈, 벤질 디설파이드, 2,2-디하이드록시벤조페논, 벤질리덴아세토페논, 벤조페논 및 아세토페논을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 방향족 케톤; 2,4,6-트리메틸벤조일디페노일포스핀 옥사이드 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 적합한 자유 라디칼 생성 개시제는 시판되거나 이들의 제조 방법이 공지되어 있다.
예시적인 광양이온성 개시제는 트리아릴설포늄염, 예를 들어, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트 및 트리페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트, 디아릴요도늄 염, 예를 들어, 디-(4-도데실페닐)요도늄 헥사플루오로포스페이트, 아릴 디아조늄 염 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 적합한 광양이온성 개시제는 시판되거나 이들의 제조 방법이 공지되어 있다.
예시적인 광염기 개시제는 오르토-니트로벤질 카바메이트, 예를 들어, 4,5-디메톡시-2-니트로벤질 카바메이트, N-{[4,5-디메톡시-2-니트로벤질)옥시]-카보닐-2,6-디메틸피페리딘}, 3,5-디메톡시-α,α-디메틸벤질 카바메이트, 벤조인 카바메이트(예: 3,3',5,5'-디메톡시 벤조인 카바메이트), o-아실옥심, α-케토카복실산의 암모늄 염(예: 디메틸 벤질 암모늄 페닐글리옥실레이트), 코발트(III) 알킬아민 착제(예: 트랜스-[Co(피리딘)4Cl2]Cl) 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 이들의 제조 방법은 문헌에 기술되어 있다: 1) Cameron, J.F. and J.M. Frechet, 113 J.Am. Chem. Soc., 4303-4313(1991); 2) Cameron, J.F. and J.M. Frechet, 55 J. Org. Chem., 5919-5922(1990); 및 3) Weit, S.K., C. Kutal, and R.D. Allen, 4 Chem. Mater., 453-457(1992).
사용된 개시제의 양은 선택된 개시제의 종류 뿐만 아니라 사용된 수지 조성에 따른다. 일반적으로, 개시제의 양은 중합을 개시시키기에 유효한 양, 수지 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.1 내지 약 5중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1중량%이다. 적합한 개시제 이외에, 본 발명의 수지는 가교결합제, 점도 조절제 등 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 임의의 바람직한 첨가제를 포함할 수 있다.
당해 분야의 전문가는 수지의 경화가 본 발명의 바람직한 자외선 경화 이외의 경화 방법에 의해 수행될 수 있음을 인지한다. 예를 들어, 열, 마이크로파 및 적외선 경화가 단독으로 또는 자외선 경화와 함께 사용될 수 있다.
예비성형물 위로 수지를 캐스팅하여 표면(들)을 형성시키는 것은 공지된 방법으로 수행할 수 있다. 예비성형물의 하나 이상의 표면을 캐스팅하기에 적합한 방법은 본원에서 전체가 참조로 인용된, 미국 특허 제5,147,585호, 제5,178,800호, 제5,219,497호, 제5,316,702호, 제5,358,672호, 제5,480,600호, 제5,512,371호, 제5,531,940호, 제5,702,819호, 제5,793,465호, 제5,859,685호, 제5,861,934호 및 제5,907,386호에 기술되어 있다.
일반적으로, 수지는 편리한 수단을 사용하여, 예를 들어, 변위 펌프를 사용하여 금형 어셈블리로 분배된다. 바람직하게는, 금형 어셈블리는 하나의 반금형 및 광학적 예비성형물로부터 성형되며, 예비성형물은 제2 반금형으로 작용한다. 수지는 경화되는 경우, 예비성형물 위에, 볼록한 표면 및 오목한 표면 중의 하나 또는 둘 다, 바람직하게는 볼록한 표면을 형성시키도록 분배될 수 있다. 바람직하게는, 반금형을 배치하고, 수지를 반금형의 표면 위로 분배시킨 다음에, 예비성형물을 수지 위에 배치함으로써 예비성형물을 수지와 접촉시킨다. 일단 반금형 및 예비성형물이 목적하는 대로 배치되면, 추가의 수지가 금형 어셈블리에 분배되어 기포 및 공극의 제거가 보장될 수 있다.
바람직하게는, 사용된 반금형(들)은 광학적 예비성형물보다 직경이 크다. 이로써, 가스켓, 밀봉 링 또는 유사한 장치를 사용하지 않으면서 수지를 내장할 수 있다. 수지 및 반금형과 접촉하는 예비성형물 표면의 곡면 반경이 반금형보다 작은 경우, 이격 수단의 사용은 필수적일 수 있다. "이격 수단"이란 반금형 표면 및 수지와 접촉하는 광학적 예비성형물 표면 사이에 목적하는 거리를 유지시키는 데에 사용하기에 적합한 장치를 의미한다. 이격 수단으로서 사용하기 위한 예시적 장치는 테이프, 가스켓, O-링 등을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
일단 수지의 경화가 완결되면, 금형 어셈블리를 해체하여 렌즈를 반금형(들)으로부터 분리시킨다. 렌즈를 금형 어셈블리로부터 분리시키기 위해 기계적 분리, 열 분리 등 및 이들의 병용을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 편리한 수단을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 발견은 수욕 및 초음파를 사용하여 해체가 달성될 수 있다는 것이다. 특히, 금형으로부터 캐스팅 표면을 포함하는 렌즈의 분리는 물로 충전되거나 부분적으로 충전된 용기로 유도된 약 25 내지 약 150kHz, 바람직하게는 40 내지 약 50kHz 범위의 초음파를 사용하여 수행한다. 사용된 수온은 금형 어셈블리의 온도에 따르며, 금형 어셈블리 온도가 높을수록 사용된 수온이 높아진다. 일반적으로, 수온은 대략 실온 내지 약 -5℃이다.
임의로, 및 바람직하게는 금형 어셈블리의 해체 다음에, 렌즈를 중합 공정으로 인한 응력을 해제하기에 적합한 시간 및 온도에서 가열한다. 가열은 열, 적외선 또는 마이크로파 에너지의 사용 또는 이들의 병용을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 편리한 방법에 의해 수행할 수 있다. 바람직하게는, 렌즈는 열 에너지를 사용하여 약 1 내지 약 30분, 바람직하게는 약 5 내지 약 15분 동안 약 50 내지 약 125℃, 바람직하게는 약 80 내지 약 110℃에서 가열한다.
당해 분야의 전문가는 이로 제한되지 않는 단일 시야 렌즈, 평정 렌즈 및 다초점 렌즈(다초점 렌즈는 이초점 렌즈, 삼초점 렌즈 및 누진 렌즈 등을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다)를 포함하는 모든 종류의 렌즈가 본 발명의 방법을 사용하여 제조될 수 있음을 인지할 것이다. 그러나 본 발명은 표면 캐스팅을 사용하는 누진 도수 가입 렌즈의 제조에서 최대 유용성을 발견할 수 있다. 목적하는 최종 렌즈가 이초점 렌즈인 양태에서, 예비성형물, 도수 가입 층 또는 이들은 둘 다 원거리 도수 이외에 근거리 도수를 제공해야 한다. 최종 렌즈가 누진 도수 가입 렌즈인 양태에 대해, 예비성형물, 캐스팅 층 또는 이들은 둘 다 원거리 도수, 원거리 도수, 및 원거리 도수 영역과 근거리 도수 영역 사이의 전이 도수 영역을 제공해야 한다. 예를 들어, 예비성형물 또는 캐스팅 층의 표면은 누진 도수 가입 표면을 성형시키고, 따라서 최종 렌즈로서 누진 도수 가입 렌즈를 제공할 수 있다. "누진 도수 가입 표면"이란 원거리 시야 영역, 근거리 시야 영역, 및 전이 도수 영역 또는 원거리 시야 영역과 근거리 시야 영역을 연결시키는 굴절 광학 도수 증가 영역을 갖는, 연속적 비구면 표면을 의미한다.
본 발명은 다음의 비제한적 실시예를 고려함으로써 명백하다.
실시예
실시예 1 내지 65
다음 방법을 사용하여 본 발명의 방법을 사용하는 렌즈를 성형시킨다. 미리 계량된 양의 캐스팅 수지를 직경이 81mm인 유리 금형의 볼록면에 분배시킨다. 70mm 폴리카보네이트 광학적 예비성형물을 수지 위에 놓고, 추가 수지를 피펫을 사용하여 분배시켜 기포 또는 공극이 유리 금형과 예비성형물 사이에 존재하지 않도록 한다.
자외선 공급원은 유리 금형 아래에 배치한다. 실시예 1 내지 33에서, 수지는 이후에 약 2.7mW/cm2 및 약 300nm 강도의 자외선에 2분 동안 노출시키고, 계속해서 약 250mW/cm2 및 100nm 강도의 자외선에 6초 동안 노출시킨다. 실시예 34에서, 수지는 저강도 자외선에 노출시키지 않지만, 약 358mW/cm2 및 약 300nm 강도의 자외선에만 15초 동안 노출시킨다. 실시예 42에서, 수지는 약 2.7mW/cm2 및 약 300nm 강도의 자외선에 45초 동안 노출시키고, 계속해서 대략적으로 약 1130mW/cm2 및 약 300nm 강도의 자외선에 6초 동안 노출시킨다. 실시예 43 내지 53에서, 수지는 2.7mW/cm2의 저강도 자외선에 120초 동안 노출시킨 다음에, 약 358mW/cm2 강도의 자외선에 15초 동안 노출시킨다. 실시예 59 내지 62에서, 수지는 2.7mW/cm2 의 저강도 자외선에 45초 동안 노출시키고, 30초 동안 비노출시키고, 45초 동안 노출시킨다. 계속해서, 수지를 1130mW/cm2의 자외선에 6초 동안 노출시킨다. 수지 및 예비성형물로부터 성형된 렌즈는 초음파 이형을 사용하여 금형으로부터 이형시키고, 10분 동안 100℃ 대류 오븐내에서 베이킹한다.
특정한 캐스팅 수지 및 데이터는 다음 표에 제공된다. 표에서 사용된 약어는 다음과 같다:
ACTILANE™ 320: 에폭시 아크릴레이트
CD™-9038: 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트(30mole)
CN™-104: 에폭시 디아크릴레이트 약 1mole
EBECRYL™-110: 에톡시화 페녹시 에틸 아크릴레이트
EBECRYL™-3700: 에폭시 디아크릴레이트(약 1mole)
EBECRYL™-3720: 비스페놀 A 디아크릴레이트
IRG 184: 1-하이드록시 사이클로헥실 페닐 케톤
LUCIRIN™ TPO-L: 에틸 2,4,6-트리메틸벤조일페닐 포스피네이트
PHOTOMER™-3016: 에폭시 디아크릴레이트(1mole)
SR™-339: 2-페녹시에틸 아크릴레이트
SR™-344: 폴리에틸렌 글리콜 400 디아크릴레이트
SR™-349: 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트(3mole)
SR™-506: 이소보닐 아크릴레이트
SR™-601: 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트(4mole)
SR™-602: 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트(10mole)
비율은 총 수지 조성물의 중량%이다.
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Claims (31)

  1. (a)수지의 반응성 그룹의 50% 이상이 전환되도록 300 내지 450nm에서 0.5 내지 50mW/cm2인 저강도 자외선에 금형 어셈블리, 및 반응성 그룹을 포함하는 표면을 형성하는 양의 수지를 5 내지 300초 동안 노출시키는 단계; 및
    (b)후속적으로, 수지의 경화 및 렌즈의 형성을 완성시키기 위해 상기 수지를 300 내지 450nm에서 50 내지 2000mW/cm2인 고강도 자외선에 3 내지 60초 동안 노출시키는 단계;
    를 포함하는 안경 렌즈의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계(a) 및 단계(b)가 경화된 수지의 Tg 근처에서 수행됨을 특징으로 하는 안경 렌즈의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 단계(a) 전에 수지를 경화된 수지의 Tg 근처로 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 안경 렌즈의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 저강도 자외선이 300 내지 450nm에서 0.5 내지 50mW/cm2이고, 고강도 자외선이 300 내지 450nm에서 50 내지 2000mW/cm2임을 특징으로 하는 안경 렌즈의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 저강도 노출 시간이 5 내지 300초이고, 고강도 노출 시간이 3 내지 60초임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 총 자외선 노출 시간이 130초 이하임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 저강도 노출이 30 내지 60초의 노출 기간과 5 내지 60초의 비노출 기간을 교대로 하여 수행됨을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 총 자외선 노출 시간이 130초 이하임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 반응성 그룹이 수지 100g당 반응성 그룹 0.04 내지 1.17당량의 농도로 존재함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 반응성 그룹이 자유 라디칼 중합 가능한 반응성 그룹임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 수지가 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트 30 내지 80중량% 및 페녹시에틸 아크릴레이트 24 내지 50중량%를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 수지가, 3mole 에톡시화 비스페놀 A 50중량% 및 20mole 에톡시화 비스페놀 A 25중량%를 포함하는 에톡시화 비스페놀 A 75중량%와 2-페녹시에틸 아크릴레이트 24중량%를 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(b) 후에, 25 내지 150kHz 범위의 초음파를 사용하여 렌즈를 금형 어셈블리로부터 분리시키는 단계(c)를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(b) 후에, 1 내지 30분 동안 50 내지 125℃의 온도에서 열 에너지를 사용하여 렌즈를 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 단계(c) 후에, 1 내지 30분 동안 50 내지 125℃의 온도에서의 열 에너지를 사용하여 렌즈를 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  16. (a)수지의 반응성 그룹의 50% 이상이 전환되도록 300 내지 450nm에서 0.5 내지 50mW/cm2인 저강도 자외선에 금형 어셈블리, 및 수지 100g당 반응성 그룹 0.04 내지 1.17당량의 농도로 자유 라디칼 중합 가능한 반응성 그룹을 포함하는 표면을 형성하는 양의 수지를 5 내지 300초 동안 노출시키는 단계; 및
    (b)후속적으로, 수지 경화 및 렌즈 성형을 완결시키기 위해 상기 수지를 300 내지 450nm에서 50 내지 2000mW/cm2인 고강도 자외선에 3 내지 60초 동안 노출시키는 단계;
    를 포함하며, 단계(a) 및 단계(b)가 경화된 수지의 Tg 근처에서 수행되는, 안경 렌즈의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 단계(a) 전에 수지를 경화된 수지의 Tg 근처로 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 저강도 노출 시간이 5 내지 300초이고, 고강도 노출 시간이 3 내지 60초임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 총 자외선 노출 시간이 130초 이하임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 캐스팅 수지가 에톡시화 비스페놀 A 디아크릴레이트 30 내지 80중량% 및 페녹시에틸 아크릴레이트 24 내지 50중량%를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 수지가, 3mole 에톡시화 비스페놀 A 50중량% 및 20mole 에톡시화 비스페놀 A 25중량%를 포함하는 에톡시화 비스페놀 A 75중량%와 2-페녹시에틸 아크릴레이트 24중량%를 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  22. 제16항 또는 제17항에 있어서, 단계(b) 후에, 25 내지 150kHz 범위의 초음파를 사용하여 렌즈를 금형 어셈블리로부터 분리시키는 단계(c)를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  23. 제16항 또는 제17항에 있어서, 단계(b) 후에, 1 내지 30분 동안 50 내지 125℃의 온도에서의 열 에너지를 사용하여 렌즈를 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  24. 제22항에 있어서, 단계(c) 후에, 1 내지 30분 동안 50 내지 125℃의 온도에서 열 에너지를 사용하여 렌즈를 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  25. (a)수지의 반응성 그룹의 50% 이상이 전환되도록 300 내지 450nm에서 0.5 내지 50mW/cm2인 저강도 자외선에 금형 어셈블리, 및 수지 100g당 0.04 내지 1.17당량의 농도로 자유 라디칼 중합 가능한 반응성 그룹을 포함하며 25℃에서 300cP 미만의 점도를 갖는, 표면을 형성하는 양의 수지를 5 내지 300초 동안 노출시키는 단계; 및
    (b)후속적으로, 수지 경화 및 렌즈 성형을 완결시키기 위해 수지를 300 내지 450nm에서 50 내지 2000mW/cm2인 고강도 자외선에 3 내지 60초 동안 노출시키는 단계;
    를 포함하며, 단계(a) 및 단계(b)가 경화된 수지의 Tg 근처에서 수행되는, 안경 렌즈의 제조방법.
  26. 제25항에 있어서, 수지의 점도가 25℃에서 5 내지 100cP임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  27. 제25항에 있어서, 단계(a) 전에, 수지를 경화된 수지의 Tg 근처로 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  28. 제25항에 있어서, 총 자외선 노출 시간이 130초 이하임을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  29. 제25항에 있어서, 수지가 3mole 에톡시화 비스페놀 A 50중량% 및 20mole 에톡시화 비스페놀 A 25중량%를 포함하는 에톡시화 비스페놀 A 75중량%와 2-페녹시에틸 아크릴레이트 24중량%를 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  30. 제25항에 있어서, 단계(b) 후에, 25 내지 150kHz 범위의 초음파를 사용하여 렌즈를 금형 어셈블리로부터 분리시키는 단계(c)를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
  31. 제25항에 있어서, 단계(b) 후에, 1 내지 30분 동안 50 내지 125℃의 온도에서 열 에너지를 사용하여 렌즈를 가열하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 안경 렌즈의 제조방법.
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