KR100764108B1

KR100764108B1 - 렌즈 코팅 프라이머용 수분산 폴리우레탄 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100764108B1
Application number: KR1020070030135A
Authority: KR
Inventors: 구자은; 구자정
Original assignee: 구자은; 구자정
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-10-05

Abstract

본 발명은 렌즈 코팅용 폴리우레탄 수지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카보네이트 디올 및/폴리카프로락톤 디올을 이용하여 제조되어 내알콜성이 강한 렌즈 코팅용 수분산 폴리우레탄 수지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄은 종래 수분산 폴리우레탄에 비해서 향상된 내용제성을 지니고 있어, 렌즈 코팅의 프라이머로 사용될 수 있다.

폴리카보네이트디올, 수분산 폴리우레탄

Description

렌즈 코팅 프라이머용 수분산 폴리우레탄 및 이의 제조 방법{WATER DISPERSED POLYURETHANE FOR PRIMER IN LENS COATING AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}

본 발명은 렌즈 코팅용 폴리우레탄 수지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카보네이트 디올을 이용하여 제조되어 내용제성이 강한 렌즈 코팅용 수분산 폴리우레탄 수지에 관한 것이다.

유리나 플라스틱으로 제조되는 렌즈의 경우 표면에 스크래치나 오염을 방지하기 위해 하드 코팅 공정을 거치게 되는데, 내충격성을 높이기 위해서 하드코팅과 렌즈 사이에 우레탄 수지의 프라이머층을 형성한다.

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.

닛폰에이아루씨가부시키가이샤에게 허여된 대한민국 특허 제 573233 호에서는 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 반응을 통해 수득한 폴리우레탄 수지로부터 제조한 프라이머 층을 갖는 플라스틱 렌즈를 제공하고 있다. 이 특허에서는 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 함유하는 프라이머층과 새로운 하드코팅 조성물이 개시되어 있다.

이 경석에게 허여된 대한민국 특허 제 266788 호에서는 상기 안경렌즈에서는 렌즈에 에폭시수지, 폴리우레탄계 수지로 코팅된 프라이머층과; 상기 프라이머층의 외표면에 1.5㎛~3.0㎛의 두께로 코팅된 하드코팅층과; 상기 하드코팅층 표면에 약 200㎚의 두께로 코팅된 제 1산화규소층과; 상기 제 1산화규소층 표면에 약 20㎚의 두께로 코팅된 제 1산화지르코늄층과; 상기 제 1산화지르코늄층 표면에 약 15㎚의 두께로 코팅된 제 2산화규소층과; 상기 제 2산화규소층 표면에 약 50㎚의 두께로 코팅된 제 2산화지르코늄층과; 상기 제 2산화지르코늄층 표면에 약 10㎚의 두께로 코팅된 ITO층과; 상기 ITO층 표면에 약 10㎚의 두께로 코팅된 세라믹층과; 상기 세라믹층 표면에 약 86㎚의 두께로 코팅된 제 3산화규소층과; 상기 제 3산화규소층 표면에 약 2㎚의 두께로 코팅된 발수층이 순차적으로 코팅된 것을 특징으로 하는 안경렌즈를 개시하고 있다.

종래 렌즈 코티용 프라이머 기재로 사용되어 유용성 폴리우렌탄 수지는 환경적인 문제점이 있어 이에 대한 개선 요구가 있어왔다. 또한, 하드코팅액의 원활한 분산을 위해 하드코팅시 메탄올을 사용함에 따라 이에 대한 내성이 요구되어 왔다.

닛폰에이아루씨가부시키가이샤가 출원한 PCT/JP2001/05814에서는 (A) 펜던트 카르복실산기를 갖고 또한 폴리머쇄 사이에 가교구조를 갖지 않는 선상 폴리우레탄의 자기 유화 에멀젼, (B) 표면에 소수성기를 갖는 무기산화물의 졸 및 (C) 분자내에 적어도 1 개의 수산기와 수산기를 구성하는 산소 이외의 산소를 적어도 1 개 갖는 탄소수 5 ∼ 9 의 화합물을 함유하는 액상 프라이머 조성물을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 폴리우레탄 프라이머 조성물은 조성성분이 복잡하고 또한 내알코올성, 특히 메탄올에 대한 내성은 여전히 문제로 남아있어왔다. 따라서, 이에 따라서, 하드코팅액에 사용되는 메탄올과 같은 용액에 견딜 수 있으면서도 환경적인 문제를 극복할 수 있는 렌즈코팅용 프라이머 조성물에 대한 요구가 계속되고 있 다.

본 발명의 목적은 내용제성이 강한 폴리우레탄을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 알코올 및 물에 대한 내성이 강한 수분산 폴리우레탄을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 알코올 및 물에 대한 내성이 강한 프라이머용 수분산 폴리우레탄을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내용제성이 강화된 수분산 폴리우레탄을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 렌즈 프라이머 코팅 조성물은 폴리카보네이트 디올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 폴리올을 주성분으로 하는 폴리올과 지방족 폴리이소시아네이트 및 친수성을 가지는 디올을 반응시켜 제조되는 NCO 말단 폴리우레탄 예비중합체로부터 제조된 수분산 폴리우레탄 분산액을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락톤 폴리올은 공지된 방법에 의해서 제조될 수 있으며, 상기 폴리카보네이트 폴리올은 지방족 혹은 방향족 폴리올과 포스겐의 반응 그리고 카보닉 에스테르의 에스테르 교환반응을 들 수 있다. 알리파틱 폴리카보네이트 폴리올의 제조방법은 카보닉에스테르의 에스테르 교환반응에 의한 제조방법이 일반적이다. 또한 벨지움 특허공보 제630,530호(1963)에는 사이클릭 카보네이트로부터 분자량 분포가 좁은 고분자량의 폴리카보네이트 폴리올을 제조하는 방법이 공개되어 있다. 예를 들면 에틸렌 글리콜 카보네이트와 여러 가지의 구조를 가지는 디올의 치환 반응에 의해 얻을 수 있다. 상기 폴리카보네이트 디올은 상업적으로도 이용가능하며, 바람직하게는 일본 우베사의 Carb 100을 사용할 수 있다.

폴리카프로락톤폴리올은 폴리올 개시제나 폴리아민 개시제를 이용하여, ε-카프로락톤을 개환중합함으로써 얻어지는 폴리에스테르폴리올이며, 폴리올 개시제로는 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 비스페놀 A, 레조르신 등의 디올; 예컨대, 글리세린, 1,2,6-헥산트리올, 1,1,1-트리스(히드록시메틸)프로판 등의 트리올; 예컨대, 펜타에리스리톨, 에리스리톨, 메틸글루콕시드 등의 테트라올; 예컨대, 소르비톨, 디펜타에리스리톨 등의 헥사올; 예컨대, 자당 등의 옥탄올 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리카보네이트 및/또는 폴리카프로락톤 폴리올들은 600 - 6000 정도의 분자량을 가지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 - 3000 정도를 가진다. 분자량이 낮으면, 최종제품의 경도가 상승하며 크랙이 발생할 수 있으며, 분자량이 너무 높으면 경도 특성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 및/또는 폴리카프로락톤 폴리올들은 내용제성 뿐 아니라 광학적 특성인 투명성을 만족시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리올은 폴리카보네이트 또는 폴리카프로락톤디올을 주성분으로 하는 것으로서, 최종제품이 내용제성, 더욱 바람직하게는 내알코올 성을 보지하도록 하기 위해 60 중량% 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 70 중량%, 보다 더 바람직하게는 80 중량% 이상을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리카보네이트 폴리올 및/또는 폴리카프로락톤 폴리올과 함께 사용할 수 있는 것은 폴리올은 주지 일반의 폴리올을 1 종류 또는 2종류 이상 혼합해서 사용할 수 있다. 상기 폴리올로서는 폴리에테르폴리올, 폴리부타디엔폴리올, 실리콘 폴리올, 에스테르 결합을 가지는 폴리올 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리올은 가교도를 증가시켜 내용제성을 높일 수 있도록 트리올을 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 트리올은 트리메틸올프로판, 폴리카프로락탐 트리올, 또는 3관능 에폭시를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 트리올류는 상업적으로도 구입하여 이용할 수 있으며, 트리메틸올프로판은 대한민국의 한솔케미칼 제품을 구입할 수 있으며, 폴리카프로락탐 트리올은 분자량이 900인 미국 UCC사의 Tone0310을 사용할 수 있으며, OH 3관능 에폭시는 에폭시 당량이 140에서 155인 대한민국의 나이스켐사의 제품을 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 트리올류는 이소시아네이트 대 트리올류의 당량비가 5:1 - 30:1 정도로 사용하는 것이 좋다. 상기 트리올류의 사용량이 많을 경우에는 반응 중 점도가 높아져 사용이 어려워지며, 트리올류의 사용량이 적으면 경도, 용제성등이 저하될수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 디이소시아네이트는 내용제성에서 제한을 받지 않고, 주지 일반의 디이소시아네이트를 1종류 또는 2종류 이상 혼합해서 사용할 수 있다. 상기 디이소시아네이트로서는 톨리렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네트, p-페닐렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐-4,4'-디이소시아네이트, 디아니시딘이시소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트; 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 트랜스-1,4-시클로헥실디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4 및/또는 (2,4,4)-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트를 들 수 있다. 디이소시아네이트로서는 얻어지는 폴리우레탄 분자 및 이것에서 얻어지는 도막의 내가수분해성에 뛰어나기 때문에, 지환식 디이소시아네이트가 바람직하고, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트가 보다 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 디이소시아네이트는 렌즈의 투명성을 위해서 지방족 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄 예비중합체를 수분산시킬 수 있도록 예비중합체 사슬에 도입되는 친수성을 가지는 디올은 폴리우레탄 예비중합체가 물에 분산될 수 있도록 도입되며, 바람직하게는 친수성은 디메틸올프로피온산, 디메틸올 부타노익 산등을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄 예비중합체의 제조시 사용되는 유기용매는 당업계에서 공지된 통상의 유기용매를 사용할 수 있으며, 예를 들어 벤젠, 톨루 엔, 에틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 초산메틸, 아세토니트릴, 클로로포름, 염화메틸렌, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, N-메틸피롤리돈, 디프로필렌글리콜디메틸에테르 등이 있으며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 유기 용매는 무독성 유기용매인 디프로필렌글리콜디메틸에테르를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄 예비중합체는 말단NCO%가 1 - 8 %, 바람직하게는 3 - 7 %, 가장 바람직하게는 6 % 이다. 말단 NCO%가 낮으면 경도, 용제성 등이 저하되며 많으면 물성은 향상되나 저장안정성이 문제가 된다.

본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄은 폴리우레탄 예비중합체를 통상의 방법에 따라 물에 분산시켜 얻어진다. 발명의 바람직한 실시에 있어서, 폴리우레탄 예비중합체는 모노아민과 반응시켜 수용화되고, 디아민에 의해 쇄연장되어 되어 분산되어 제조된다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 모노아민 화합물은 특히 제한받지 않고, 주지 일반의 모노아민 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 혼합해서 사용할 수 있다. 상기 모노아민 화합물로서는 에틸아민, 프로필아민, 2-프로필아민, 부틸아민, 2-부틸아민, 제3부틸아민, 이소부틸아민 등의 알킬아민; 아닐린, 메틸아닐린, 페닐나프틸아민, 나프틸아민 등의 방향족 아민; 시클로헥산아민, 메틸시클로헥산아민 등의 지환식 아민; 2-메톡시에틸아민, 3메톡시프로필아민, 2-(2-메톡시에톡시)에틸아민 등의 에테르아민; 에탄올아민, 프로판올아민, 부틸에탄올아민, 1-아미노-2-메틸-2-프 로판올, 2-아미노-2-메틸프로판올, 디에탄올아민, 디이소프로판올아민, 디메틸아미노프로필에탄올아민, 디프로판올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민 등의 알카놀아민 등을 들 수 있다. 그 중에서도 알카놀아민이 폴리우레탄 분자에 대해서 양호한 수분산 안정성을 부여하므로 바람직하고, 2-아미노에탄올, 디에탄올아민이 저비용이기 때문에 보다 바람직하다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 디아민 화합물은 특히 제한을 받지 않고, 주지 일반의 디아민 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 혼합해서 사용할 수 있다. 상기 디아민 화합물로서는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민 등의 상기 예시의 저분자 디올의 알코올성 수산기가 아미노기에 치환된 것인 저분자 디아민류; 폴리옥시프로필렌디아민, 폴리옥시에틸렌디아민 등의 폴리에테르디아민류; 멘텐디아민(menthenediamine), 이소포론디아민, 노르보르넨디아민, 비스(4-아미노-3-메틸디시클로헥실)메탄, 디아미노디시클로헥실메탄, 비스(아미노메틸)시클로헥산, 3,9-비스(3-아미노프로필)2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5) 운데칸 등의 지환식 디아민류; m-크실렌디아민, α-(m/p 아미노페닐)에틸아민, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아민디페닐설폰, 디아미노디에틸디메틸디페닐메탄, 디아미노디에틸디페닐메탄, 디메틸티오톨루엔디아민, 디에틸톨루엔디아민, α,α'-비스(4-아미노페닐)-p-디이소프로필벤젠 등의 방향족디아민류; 히드라진; 상기의 폴리에스테르폴리올에 사용되는 다가카르본산에서 예시한 디카르본산과 히드라진과의 화합물인 디카르본산디히드라지드 화합물을 들 수 있다. 이들의 디아민 화합물의 중에서는 저분자 디아민류가 저비용이므로 바람직하고, 에틸렌디아민이 보다 바람직하다.

본 발명은 일 측면에서, (a) 폴리카보네이트 디올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 폴리올을 주성분으로 하는 폴리올과 지방족 폴리이소시아네이트 및 친수성을 가지는 디올을 반응시켜 제조되는 NCO 말단 폴리우레탄 예비중합체로부터 제조된 수분산 폴리우레탄 분산액; (b) 습윤제; (c) 실리콘 분산액; (d) 물로 이루어진 렌즈코티용 프라이머 조성물로 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 습윤제는 렌즈 표면에 수분산 폴리우레탄 분산액과 물을 포함하는 프라이머 조성물이 충분히 적셔질 수 있도록 사용되며, 발명의 바람직한 실시에 있어서, 0.01 - 5.0 중량%의 범위로 사용되는 것이 좋다. 습윤제의 양이 적으면 프라이머층이 렌즈에 충분히 적셔지지 않아 하드코팅 표면이 평활성이 낮아질 수 있으며, 과량 사용시 효과 개선없이 다른 프라이머 성분의 특성 저하를 나타낼 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 실리콘 분산액은 수분산 폴리우레탄 프라이머 기쟁의 스크러치성을 개선하기 위해서 사용되는 것으로, 바람직하게는 실리콘 폴리머를 수분산시킨 수분산 실리콘을 사용하는 것이 좋다. 상기 수분산 실리콘은 상업적으고 구입하여 사용할 수 있으며, 예를 들어 다우코닝사의 PA-14이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서,상기 실리콘 분산액은 0.1 - 5.0 중량%의 범위로 사용하는 것이 좋다. 실리콘 분산액의 양이 적으면 내스크러칭성이 낮아질 수 있으며, 과량으로 사용시 내스크러치성의 개선없이 프라이머층의 다른 물성 저하를 발생시킬 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 렌즈코팅용 프라이머 조성물은 표면 코팅이 기포가 발생하는 것을 방지하기 위해서 0.1 - 5.0 중량%의 기포방지제를 사용할 수 있다. 상기 기포방지제는 상업적으로 구입하여 사용할 수 있으며, 일 예로 Tego 사의 Deformer #822 이다.

본 발명에 있어서, 상기 렌즈 코티용 프라이머 조성물은 프라이머 조성물이 표면에 안착해서 코팅될 수 있도록 안착제를 더 포함할 수 있다. 상기 안착제는 예를 들어 에틸 셀로솔브를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1 - 10 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 에틸셀로솔브의 양이 작을 경우 프라이머 조성물이 렌즈표면에 안착되지 않아 표면 평활성이 낮아지게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄 분산액은 30 - 90 중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 조성물의 나머지는 물을 투입해서 100 중량%를 조절할 수 있게 된다.

이하 하기 실시예를 통해서 본원 발명을 보다 상세하게 설명한다.

실시예

수분산 폴리우레탄 제조

실시예 1

깨끗하게 준비된 4L 프라스크와 교반기, 맨틀, 냉각관등을 준비하여 폴리카보네이트 디올(우베 Carb 100(분자량1000)) 765g, 디메틸올프로피온산 55.6 g, 무독성 용제인 디프로필렌글리콜디메틸에테르 285g을 투입하여 115℃로 승온후 1 시간 동안 질소 퍼징하며 탈수 하면서 1시간 유지 한 후 용해한후 75℃로 냉각하여 4,4-디사이크로헥실메탄디이소시아네이트 523g, 디프로필렌글리콜디메틸에테르 266g을 투입하고 이때 디부틸틴디라우레이터 0.15g 과 함께 투입하여 85℃에서 4시간 반응한 다음 디부틸틴디라우레이터 0.05g 을 동온도에서 추가로 투입한후 3시간을 유지반응하여 말단 NCO프레폴리머를 제조하였다.

별도의 교반기가 장착된 4L 비이커에 이온교환수 1.020g, 이소프로필알콜 26g, 트리에틸아민을 제조된 예비중합체에 남은 카르복실당량 만큼 투입하여 교반하면서 제조된 폴리우레탄 예비중합체 825 g를 투입하면서 강하게 교반하여 중화한다.그후 1시간동안 충분하게 중화한후 이온교환수 81g과 디아민인 폴리이피에스 520Na를 예비중합체에 남은 NCO 당량만큼 이온교환수에 희석하여 투입한후 70℃로 승온하여 2시간 동안 쇄 연장을 실시한후 상온으로 냉각하여 투명하며 pH7.6 고형분30% 의 수용성 우레탄수지를 제조하였다.

실시예 2.

깨끗하게 준비된 4L 프라스크와 교반기, 맨틀, 냉각관등을 준비하여 폴리카프로락톤 디올(분자량2000) 536g, 디메틸프로피온산 55.6g, 트리메티롤프로판 19.5g, 디프로필렌글리콜디메틸에테르 285g을 투입하여 115℃로 승온 후 1시간 질소 퍼징하며 탈수하면서 1시간 유지한후 용해하여 75℃로 냉각한후 4,4-디사이크로헥실메탄디이소시아네이트 518 g, 디프로필렌글리콜디메틸에테르 266g을 투입하고 이때 디부틸틴디라우레이터 0.15g과 함께 투입하여 85℃에서 4시간 반응후 디부틸틴디라우레이터 0.05g을 동온도에서 추가로 투입한 후 3시간을 유지반응하여 말단NCO프레폴리머 제조하였다.

별도로, 교반기가 장착된 4L 비이커에 이온교환수 980g 이소프로필알콜30g. 트리에틸아민을 프레폴리머에 남은 카르복실당량 만큼 투입하여 교반하면서 합성된 프레폴리머 835g를 투입하면서 강하게 교반하여 중화한다. 그후 1시간동안 충분하게 중화한후 이온교환수 81g과 폴리이피에스520Na를 프레폴리머의 남은 NCO 당량만큼 이온교환수에 희석하여 투입한후 70℃로 승온하여 2시간 동안 쇄 연장을 실시한후 상온으로 냉각하여 투명하며 pH7.0 고형분29% 의 수용성 우레탄수지를 제조 하였다.

비교실시예 1

깨끗하게 준비된 4L 프라스크와 교반기. 맨틀. 냉각관 등을 준비하여 대원폴리머(디올 분자량1.000, 아디픽산과 1.4-BD축합반응 폴리올) 765g, 디메티롤프로피온산 55.6g. 디프로필렌글리콜디메틸에테르 285g을 투입하여 115℃로 승온후 1시간 질소 퍼징하며 탈수 하면서 1시간 유지 한후 용해한후 75℃로 냉각하여 4,4-디사이크로헥실메탄디이소시아네이트 523g, 디프로필렌글리콜디메틸에테르 266g을 투입하고 이때 디부틸틴디라우레이터 0.15g과 함께 투입하여 85℃에서 4시간 반응한 다음 디부틸틴디라우레이터 0.05g을 동온도에서 추가로 투입한후 3시간을 유지반응후 말단NCO프레폴리머를 제조하였다.

이후, 별도의 교반기가 장착된 4L 비이커에 이온교환수 1.030g.이소프로필알콜30g. 트리에틸아민을 합성된 프레폴리머의 남은 카르복실당량 만큼 투입하여 교반하면서 합성된 프레폴리머 835g를 투입하면서 강하게 교반하여 중화한다. 그후 1시간동안 충분하게 중화한후 이온교환수 81g과 폴리이피에스520Na를 합성된 프레폴리머의 남은 NCO 당량만큼 이온교환수에 희석하여 투입한후 70℃로 승온하여 2시간 동안 쇄 연장을 실시한 후 상온으로 냉각하여 투명하며 pH7.0 고형분30% 의 수용성 우레탄수지를 제조하였다.

프라이머 조성물 제조

실시예 3

상기 실시예 1에서 제조된 수분산 폴리우레탄 수지, 90 중량부와 습윤제 BYK-333, 0.3 중량부, 수분산 실리콘 PA-14, 0.5 중량부, 기포방지제 Deformer #822, 0.3 중량부, 안착성 개선제 에틸셀로솔부, 5 중량, 물 3.9 중량부를 혼합하여 프라이머 조성물을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 2에서 제조된 수분산 폴리우레탄 수지, 70 중량부와 습윤제 BYK-333, 0.3 중량부, 수분산 실리콘 PA-14, 0.5 중량부, 기포방지제 Deformer #822, 0.3 중량부, 안착성 개선제 에틸셀로솔부, 5 중량, 물 23.9 중량부를 혼합하여 프라이머 조성물을 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 제조된 수분산 폴리우레탄 수지, 50 중량부와 습윤제 BYK-333, 0.3 중량부, 수분산 실리콘 PA-14, 0.5 중량부, 기포방지제 Deformer #822, 0.3 중량부, 안착성 개선제 에틸셀로솔부, 5 중량, 물 43.9 중량부를 혼합하여 프라이머 조성물을 제조하였다.

실시예 6

상기 실시예 2에서 제조된 수분산 폴리우레탄 수지, 30 중량부와 습윤제 BYK-333, 0.3 중량부, 수분산 실리콘 PA-14, 0.5 중량부, 기포방지제 Deformer #822, 0.3 중량부, 안착성 개선제 에틸셀로솔부, 5 중량, 물 63.9 중량부를 혼합하여 프라이머 조성물을 제조하였다.

비교실시예 2

상기 비교 실시예 1에서 제조된 수분산 폴리우레탄 수지, 70 중량부와 습윤제 BYK-333, 0.3 중량부, 수분산 실리콘 PA-14, 0.5 중량부, 기포방지제 Deformer #822, 0.3 중량부, 안착성 개선제 에틸셀로솔부, 5 중량, 물 23.9 중량부를 혼합하여 프라이머 조성물을 제조하였다.

코팅렌즈의 제조

상기 실시예 3 - 6에서 얻어지는 프라이머 조성물에 폴리카보네이트로 제조된 렌즈를 함침(dipping)하여 75 ℃ 에서 10 분간 건조한 후, 프라이머의 코팅적성, 투명성, 접착력, 내메탄올성을 고찰하였다.

항목	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교실시예2
프라이머코팅적성	◎	◎	◎	○	x
투명성	◎	◎	◎	◎ x
접착력	◎	◎	◎	◎	○
내메탄올성	◎	◎	◎	◎	x
하드코팅적성	◎	◎	◎	◎	x

프라이머 코팅적성은 1L 유리비이커에 PC렌즈를 함침하여 육안으로 레벨링등을 고찰하였다. 접착력은 함침 후 75℃에서 10분간 건조한 후 셀로테이프로 접착력을 고찰하였다.

내메탄올성은 함침 후 75에서 10분 건조 후 메탄올 용액에 1분동안 함침 후 외관변화를 관측하여 용해여부를 판단하였다. 내메탄올성에 대해서는 ◎:프라이머 코팅 도막의 변화가 없어서 매우 양호한 상태, ○: 도막이 약하며 약간은 용해되어 헤이즈가 나타나는 약함 상태, Ｘ: 도막이 용해되고 끈끈하며 매우 탁한 불량 상태로 나타내었다.

하드코팅적성은 프라이머 코팅된 렌즈를 NaOH 수용액을 이용 에칭처리 후 순수를 이용한 초음파 세척하여 세정한 후, (주)두온에서 구입한 VH-20 코팅액을 메탄올과 10 :1 중량비의 비율로 혼련하여 코팅캐비넷의 온도를 상온으로 유지한 후, 프라이머 코팅된 렌즈를 인상속도 : 75m/m 렌즈를 기준으로 35-40초 디핑하여 코팅하였다. 코팅액의 온도는 12 - 15 ℃로 유지되며, 75℃ 에서 10분 이상 처리하여 예비건조하고, 100℃에서 120분 본 건조하였다. 코팅면의 레벨링성, 투명도, 접착력을 고찰하여 판단하였다.

본 발명이 상기와 같이 상세하게 기재되었다 할지라고, 상기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 예시하기 위한 것임을 당업자는 인식해야 할 것이다. 또한 본원 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하며, 이러한 변형은 하기 기재되는 청구범위에 포함된다 할 것이다.

본 발명에 의해서, 내알콜성이 강한 수분산 폴리우레탄 렌즈 코팅용 프라이머 조성물이 제공되었다. 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄을 포함하는 렌즈코팅용 프라이머 조성물은 환경친화적이면서도 내알코올성, 특히 내메탄올성이 강해 메 탄올에 희석시켜 사용하는 하드코팅제에 충분한 내성을 발휘할 수 있다.

Claims

폴리카보네이트 디올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 폴리올을 주성분으로 하는 폴리올과 지방족 폴리이소시아네이트 및 친수성을 가지는 디올을 반응시켜 제조되는 NCO 말단 폴리우레탄 예비중합체로부터 제조된 수분산 폴리우레탄 분산액을 포함하며,

상기 폴리우레탄 예비중합체는 말단 NCO%가 1 - 8 %인 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 수용성 프라이머.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올은 분자량이 600 - 6000 인 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 수용성 프라이머.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올은 트리메틸올프로판, 폴리카프로락탐 트리올, 또는 3관능 에폭시 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 트리올을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 수용성 프라이머.
제 3 항에 있어서, 상기 트리올류는 유기 이소시아네이트와 트리올류의 당량비가 5:1 - 30:1인 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 수용성 프라이머.
삭제
a) 폴리카보네이트 디올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 폴리올을 주성분으로 하는 폴리올과 폴리이소시아네이트 및 친수성을 가지는 디올을 반응시켜 제조되는 NCO 말단 폴리우레탄 예비중합체로부터 제조된 수분산 폴리우레탄 분산액 30 - 90 중량%; (b) 습윤제 0.01 - 5.0 중량% ; (c) 실리콘 분산액 0.1-5.0 중량%; 및 (d) 물이 나머지를 이루며,

상기 폴리우레탄 예비중합체는 말단 NCO%가 1 - 8 %인 것을 특징으로 하는 렌즈 코팅용 수용성 프라이머 조성물.
제6항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트는 지방족 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 렌즈코팅용 수용성 프라이머 조성물.
삭제
제6항에 있어서, 에틸셀로솔브 1 - 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈코티용 수용성 프라이머 조성물.
제6항에 있어서, 상기 폴리올에서 폴리카보네이트 디올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 폴리올이 60 중량%이상 사용되며, 분자량이 1000 - 3000 인 것을 특징으로 하는 렌즈코팅용 수용성 프라이머 조성물.