KR100853068B1

KR100853068B1 - 렌즈

Info

Publication number: KR100853068B1
Application number: KR1020050095960A
Authority: KR
Inventors: 유스케 구츠카케; 준 기노시타
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2008-08-19
Also published as: KR20070012296A; DE602005011961D1; EP1752797A2; EP1752799A3; EP1752801A3; EP1647842A2; KR20070012294A; KR100791744B1; JP2006139247A; US20060078723A1; KR20060052216A; EP1647842A3; EP1752800A2; DE602005012949D1; EP1752800B1; EP1752797A3; EP1752798A2; EP1752798A3; KR100791742B1; KR100791743B1

Abstract

사용자가 희망하는 색으로 염색된 렌즈를 더 단기간 및 저비용으로 공급할 수 있는 렌즈 및 그 제조방법을 제공한다.

렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층을 통해 금속산화물미립자, 유기 규소화합물 및 다관능 에폭시화합물을 주성분으로 포함하는 하드 코트층과, 다공질 실리카미립자 및 유기 규소화합물을 주성분으로 포함하는 반사 방지층을 적층한 렌즈를 제공한다. 이 렌즈라면, 반사 방지층을 형성한 후에 반사 방지층을 통해 하드 코트층에 염료를 침투시켜 염색할 수 있다. 따라서, 성막이 끝난 상태로 보관하다가 원하는 타이밍에서 염색할 수 있는 렌즈를 제공할 수 있다.

렌즈, 염색

Description

렌즈{LENS}

도 1은 실시예 및 비교예 렌즈의 평가를 도시한 도면이다.

본 발명은 안경 등에 이용되는 플라스틱제 또는 유리(glass)제 렌즈의 염색에 관한 것이다.

시력 교정용 렌즈 및 선글라스 등의 착색 안경렌즈는, 기재(基材) 혹은 기판을 구성하는 플라스틱렌즈 혹은 유리렌즈를 염색한 것이 있다. 또, 렌즈를 염색하는 대신, 기판에 적층된 기능층 예를 들면, 하드 코트층을 염색하는 것이 검토되고 있다. 기능층을 염색하는 타입의 렌즈는 렌즈 기판에 영향을 주지 않고 착색할 수 있으며, 그 농도 조정도 가능하다. 이 때문에, 사용자의 요망에 맞춰 다종다양한 색의 안경렌즈를 제공할 수 있다.

(특허문헌 1)일본국 특허 공개공보 2001-295185호

특허문헌 1에는, 플라스틱렌즈 기재상에 염색층을 형성하고, 이 염색층 위에 하드 코트층을 설치하고, 이 하드 코트층을 통해서 염색층을 염색(착색)하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 하드 코트층을 형성한 후 염색할 수 있는 점에서 우 수하며, 염색렌즈를 하드 코트층까지 성막한 단계에서 재고(stock)했다가, 사용자의 희망에 따른 색으로 착색하여 출하할 수 있다.

그러나, 대부분의 안경렌즈는 하드 코트층에 거듭하여 저굴절력 반사 방지막을 성막하고 있다. 또한, 반사 방지막에 오염을 방지하기 위해 거듭하여 발수막(撥水膜)을 성막하는 일도 많다. 따라서, 염색한 후 이들 층의 성막에 문제가 발생한 경우에는, 다른 재고품을 이용하여 염색 및 성막하는 공정을 다시 할 필요가 있다. 혹은, 염색층을 포함하여 렌즈 기판상의 모든 층을 제거한 후, 다시 염색층 및 하드 코트층을 생성하여 염색 이후의 공정을 다시 할 필요가 있다. 이 때문에, 반사 방지막 및 발수막을 성막하는 공정의 수율이 납기 및 제품 비용을 크게 좌우한다.

염색렌즈보다 비(非) 염색렌즈의 수요가 많다. 따라서, 비 염색렌즈를 중심으로 렌즈의 제조에 드는 기술 및 노하우가 확립되어 있다. 비 염색렌즈는 하드 코트층을 성막하는 공정에 이어, 다층막을 성막하는 공정을 행하여 하드 코트층에 반사 방지막을 적층한다. 한편, 특허문헌 1의 기술에 의해 염색렌즈를 제조하기 위해서는, 하드 코트층을 성막하는 공정 후에 분산염료에 담가(dipping)서 염색하는 공정을 행하고, 그 후, 염색된 결과물(work)에 대해 증착 등에 의해 반사 방지막을 성막하는 공정을 행한다. 따라서, 염색된 결과물에 반사 방지막을 성막하기 위한 기술을 더 확립할 필요가 있다.

즉, 염색된 렌즈에 대해 반사 방지막을 높은 수율로 성막하는 기술 및 노하우를 새롭게 축적할 필요가 있다. 이 때문에, 염색을 필요로 하지 않는 렌즈의 성막 기술 및 노하우를 염색렌즈 제조에는 완전하게는 유용할 수 없다. 따라서, 특허 문헌 1에 개시된 방법은 앞으로 생산기술 및 노하우의 축적이 더 필요한 기술이라 할 수 있다.

그래서, 본 발명에서는 과거에 축적된 비 염색렌즈의 생산기술을 더 유효하게 활용할 수 있는 렌즈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또, 사용자가 희망하는 색으로 착색된 렌즈를 단기 납기 및 저비용으로 공급할 수 있는 렌즈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 렌즈는 렌즈 기재와, 이 렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층(primer layer)을 통해 적층되어 금속산화물미립자, 유기 규소화합물 및 다관능 에폭시화합물을 주성분으로 포함하는 하드 코트층과, 이 하드 코트층에 적층된 다공질 실리카미립자 및 유기 규소화합물을 주성분으로 포함하는 반사 방지층을 갖는다.

이 렌즈의 하드 코트층은 염색가능한 하드 코트층이며, 반사 방지층은 다공성이다. 따라서, 하드 코트층 및 반사 방지층이 형성된 렌즈를 분산염료에 담금으로써 반사 방지층을 통해 하드 코트층을 염색할 수 있다. 또한, 본 발명의 렌즈는 발수층을 통해서도 하드 코트층을 염색할 수 있다.

본 발명의 렌즈는 렌즈 기재와, 이 렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층을 통해 적층된 염색가능한 하드 코트층과, 이 하드 코트층에 적층된 다공질의 반사방지층을 가지며, 하드 코트층은 반사 방지층을 통해 염색가능한 렌즈이다.

이 렌즈는 염색가능한 렌즈임과 동시에, 반사 방지층을 제조하는 공정까지 염색하는 공정을 거치지 않고 연속하여 행하여 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 비 염색렌즈와 동일한 제조과정에 의해 염색하는 공정을 남기고, 렌즈를 염색하지 않는 상태까지 완성하여 재고(在庫)할 수가 있다. 그 후, 재고되어 있는 렌즈를 염색할 수가 있다. 이 때문에, 염색하기 전 상태까지 비 염색렌즈와 거의 동일한 과정으로 제조할 수 있으며, 본원의 염색가능한 렌즈를 제조하기 위해 비 염색렌즈의 제조기술을 유효하게 활용할 수 있다. 따라서, 염색가능한 렌즈를 수율이 높고, 저비용으로 제조할 수 있다.

본 발명의 렌즈는 렌즈 기재와, 이 렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층을 통해 적층된 염색가능한 하드 코트층과, 이 하드 코트층에 적층된 다공질의 반사방지층과, 반사 방지층에 적층된 발수층을 가지며, 하드 코트층은 반사 방지층 및 발수층을 통해 염색가능한 렌즈이다.

본원 발명자들의 실험에 의하면, 발수층은 염색성에 거의 영향을 주지 않으며, 다공성의 반사 방지층에 발수층을 겹쳐도 상기의 발수층을 갖지 않는 렌즈와 동일하게 하드 코트층을 염색할 수 있다. 이 렌즈는 염색가능한 렌즈이면서, 반사방지층을 성막하는 공정에 더하여 발수층을 성막하는 공정을, 염색하는 공정을 먼저 하지 않고, 혹은 염색하는 공정을 두지 않고, 하드 코트층을 성막하는 공정에서 발수층을 성막하는 공정까지를 연속하여 행하는 것이 가능하다. 이 과정은 비 염색렌즈와 동일하며, 발수층을 구비한 렌즈로 완성하여 재고한 후, 염색할 수가 있다. 이 때문에, 발수층을 갖는 염색가능한 렌즈를 제조하는 과정에서도 비염색 제조기술을 더 유효하게 활용할 수 있다. 따라서, 발수층을 갖는 염색가능한 렌즈를 수율 이 높고, 저비용으로 제조할 수 있다.

본 발명에서, 염색된 렌즈는 렌즈 기재와, 이 렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층을 통해 적층되어 염색된 하드 코트층과, 이 하드 코트층에 적층된 다공질의 반사 방지층을 가지며, 하드 코트층은 반사 방지층을 통해 염색되어 있다.

이들 본 발명에 의하면, 염색렌즈는 재고한 렌즈에 염색을 실시하여 바로 출하할 수 있기 때문에, 사용자가 희망하는 색의 렌즈를 단기 납기로 제공할 수 있다. 본 발명에 의하면, 염색하는 기술 혹은 기구가 있으면, 본 발명의 렌즈를 염색한 후 사용자에게 제공할 수 있다. 따라서, 렌즈 제조회사가 아니더라도 판매원 혹은 판매점에서 사용자의 요망에 따른 색으로 본 발명의 렌즈를 염색하여 염색렌즈로 제공할 수 있다.

본 발명 렌즈의 하드 코트층은, 금속산화물미립자로서 루틸형 산화티탄을 포함하는 것이 바람직하다. 루틸형 산화티탄은 고굴절력이기 때문에 유기계 반사 방지막을 적층하는 하드 코트층의 조성으로서 우수하다. 또, 루틸형 산화티탄은 광활성(光活性)이 작기 때문에, 루틸형 산화티탄을 함유한 하드 코트층은 염색성이 양호하고, 또한 내구성도 높다.

본 발명 렌즈의 제조방법은 염색가능한 하드 코트층을 렌즈 기재 위에 직접, 또는 프라이머층을 통해 형성하는 제 1 공정과, 하드 코트층 위에 다공질의 반사 방지층을 습식으로 형성하는 제 2 공정과, 하드 코트층을 포함하여 염색하는 염색공정을 갖는다.

이 제조방법은 염색공정을 렌즈 본체에 관계되는 기능층을 성막하는 일련의 공정에서 분리 혹은 독립시키는 것이 가능하다. 따라서, 반사 방지층, 또는 발수층을 성막하는 일련의 공정을 비 염색렌즈와 동일 또는 유사 프로세스로 행할 수 있으며, 비 염색렌즈에서 축적된 혹은 앞으로 개발될 제조기술을 충분히 활용할 수 있다.

본 발명 렌즈의 제조방법은 염색가능한 하드 코트층이 렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층을 통해 적층되고, 이 하드 코트층에 다공질의 반사 방지층이 적층된 렌즈를 염색하는 공정을 갖는다.

이 제조방법은 렌즈의 기본적인 기능에 관계되는 구조, 즉 각종 기능층까지를 성막한 렌즈에 대해 그것을 염색하는 공정을 갖는다. 따라서, 보관, 재고, 혹은 유통되고 있는 염색 전의 렌즈에 대해 적당한 장소, 혹은 적당한 사람 예를 들면, 판매점, 또는 사용자 자신이 사용자가 희망하는 색으로 렌즈를 염색할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의해 염색렌즈를 비 염색렌즈의 제조기술을 한껏 살려 제조할 수 있다. 따라서, 염색렌즈를 수율이 좋고, 저비용으로 제조할 수 있다. 그리고, 염색공정 후 성막공정이 없기 때문에 염색완료 렌즈를 단시간에 출하할 수 있다. 이 때문에, 염색렌즈는 색이 정해지고 오더(order)된 후의 납기를 대폭 단축할 수 있다. 또, 염색하는 공정은 렌즈의 유통 직전, 혹은 유통 중에 행할 수 있으므로, 재고도 삭감할 수 있다. 또, 염색은 매장에서도 가능하기 때문에, 매장 재고를 염색하여 판매함으로써 종래에 없는 단기 납기의 제공을 실현할 수 있다.

본 발명에서, 하드 코트층은 금속산화물미립자, 유기 규소화합물 및 다관능 에폭시화합물을 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다. 반사 방지층은 다공질 실리 카미립자 및 유기 규소화합물을 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명 렌즈의 하드 코트층은 견고하며, 흠이 나기 어려운 것이 바람직하고, 또한, 염료의 유지 능력이 우수한 것이 바람직하다. 따라서, 실란화합물(silane compound) 등과 같이 경도에 기여하는 성분에 다관능 에폭시화합물을 가하는 것이 바람직하다. 다관능 에폭시화합물은 유연성 혹은 접착성에 더 기여하기 때문에, 기판이나 하드 코트층 상의 반사 방지층과의 밀착성의 향상을 기대할 수 있다.

본 발명 렌즈의 다공성 반사 방지층을 얻기 위해서는, 다공질 실리카미립자 및 유기 규소화합물을 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명 렌즈의 반사 방지층은 40 중량%에서 85 중량%의 다공질 실리카미립자와, 5 중량%에서 60 중량%의 유기 규소화합물과, 최대 10 중량%의 다관능 에폭시화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 다공질 실리카미립자가 너무 적으면, 하층이 염색되는 만큼 다공질한 층이 되지 않는다. 한편, 다공질 실리카미립자가 너무 많으면, 충분한 경도를 갖는 반사 방지층을 얻을 수 없다. 본 발명 렌즈의 반사 방지층은 다관능 에폭시화합물을 소량 더 포함하는 것이 바람직하다. 다관능 에폭시화합물을 소량 포함하는 반사 방지층은 밀착성이 향상된다.

본 발명 렌즈의 하드 코트층은 금속산화물미립자로서 40 중량%에서 70 중량%의 루틸형 산화티탄을 포함하는 것이 바람직하다. 루틸형 산화티탄은 1.67 정도의 고굴절률을 실현하는 산화티탄과 같이 고굴절율이다. 한편, 루틸형 산화티탄은 아나타제(Anatase)형 산화티탄 등과 같이 광활성이 강하지 않다. 이 때문에, 루틸형 산화티탄을 포함하는 하드 코트층은 하드 코트층의 다른 주성분인 실란 커플링제(실란 화합물) 등의 유기물을 분해하지도 않아, 안정된 성능을 발휘하는 하드 코트층을 제공할 수 있다. 또, 루틸형 산화티탄은 유기물인 염료를 분해하지도 않는다. 이 때문에, 루틸형 산화티탄을 포함하는 하드 코트층은 탈색도 적다.

본 발명에서, 하드 코트층 또는 반사 방지층으로 이용되는 다관능성 에폭시화합물은 예를 들면, 이하와 같은 것을 들 수 있다. 과산화법으로 합성되는 폴리올레핀계 에폭시수지, 시클로펜타디엔 산화물(cyclopentadiene　oxide)이나 시클로헥센 산화물(cyclohexene oxide) 혹은 헥사히드로프탈산(hexahydrophthalic acid)과 에피클로로히드린(epichlorohydrin)에서 얻어지는 폴리글리시딜 에스테르(polyglycidyl ester) 등의 지환식 에폭시수지, 비스페놀 A(bisphenol A)나 카테콜(catechol), 레조시놀(resocinol) 등의 다가페놀(多價 phenol) 혹은 (폴리)에틸렌 글리콜, (폴리)프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 글리세린, 트리메티롤프로판(trimethylolpropane), 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 디글리세롤, 소르비톨 등의 다가알콜과 에피클로로히드린에서 얻어지는 폴리글리시딜 에테르, 에폭시화 식물유, 노볼락형 페놀수지와 에피클로로히드린에서 얻어지는 에폭시노볼락, 페놀프탈레인(phenolphthalein)과 에피클로로히드린에서 얻어지는 에폭시수지, 글리시딜메타크릴레이트(glycidylmethacrylate)와 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate) 아크릴계 모노머 혹은 스틸렌 등의 공중합체, 또는 상기 에폭시화합물과 모노카르복실산(monocarboxylic acid) 함유 (메타)아크릴산과의 글리시딜기 개환반응에 의해 얻어지는 에폭시 아크릴레이트.

또한, 다관능성 에폭시화합물로는 이하와 같은 것을 예들 수 있다. 1, 6-헥산디올 디글리시딜 에테르(hexanediol diglycidyl ether), 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 노나에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 테트라프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 노나프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜 에테르, 네오펜틸글리콜 히드록시피바레이트 에스테르(neopentyl glycol hydroxypivalate ester)의 디글리시딜 에테르, 트리메티롤 프로판 디글리시딜 에테르, 트리메티롤 프로판 트리글리시딜 에테르, 글리세롤 디글리시딜 에테르, 글리세롤 트리글리시딜 에테르, 디글리세롤 디글리시딜 에테르, 디글리세롤 트리글리시딜 에테르, 디글리세롤 테트라글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨 디글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨 트리글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨 테트라글리시딜 에테르, 디펜타에리트리톨 테트라글리시딜 에테르, 소르비톨 테트라글리시딜 에테르, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트(isocyanurate)의 디글리시딜 에테르, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트의 트리글리시딜 에테르 등의 지방족 에폭시화합물, 이소포론 디올 디글리시딜 에테르(isophorone diol diglycidyl ether), 비스-2, 2-히드록시시클로헥실 프로판 디글리시딜 에테르 등의 지환족 에폭시화합물, 레조르신 디글리시딜 에테르(resorcin diglycidyl ether), 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 S 디글리시딜 에테르, 오르토프탈산 디글리시딜 에스 테르(orthophthalate diglycidyl ester), 페놀노볼락 폴리글리시딜 에테르, 크레졸 노볼락 폴리글리시딜 에테르(cresol novolak polyglycidyl ether) 등의 방향족 에폭시화합물.

금속산화물로는 이하와 같은 것을 예들 수 있다. 메탄올 분산 안티몬 산화물피복 산화티탄함유 복합산화물졸(sol), 혹은 Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In, Ti에서 선택되는 1종 이상의 금속산화물로 이루어지는 미립자 또는 복합미립자, 금속산화물미립자의 최외표면(outmost surface)을 유기 규소화합물로 개질처리를 실시한 미립자, 그들의 혼합물, 고용(固溶)상태, 다른 복합상태로 포함하고 있는 것. 산화티탄은 무정형이어도, 아나타제형, 루틸형, 브루카이트(brookite)형 혹은 페로브스카이트(perovskite)형 티탄화합물이어도 된다. 그들 중, 루틸형의 산화티탄이 가장 바람직하다.

금속산화물은 분산매(分散媒) 예를 들면, 물이나 알콜계 또는 그 밖의 유기용매에 콜로이드상으로 분산시킨 것이다. 또, 복합산화물미립자는 그 표면이 유기 규소화합물 또는 아민계 화합물로 처리되어 개질되었어도 된다. 이때 이용되는 유기 규소화합물은 단관능성 실란, 혹은 2관능성 실란, 3관능성 실란, 4관능성 실란 등이 있다. 처리시에는 가수분해성 기(基)를 미처리로 행하거나 가수분해하여 행해도 된다. 또, 처리 후에는 가스분해성 기가 미립자의 -OH기와 반응한 상태가 바람직하지만, 일부 잔존한 상태이더라도 안정성에는 아무런 문제가 없다. 또, 아민계화합물로는 암모늄 또는 에틸아민, 트리에틸아민, 이소프로필아민, n-프로필아민 등의 알킬아민, 벤질아민 등의 아랄킬아민(aralkylamine), 피페리딘(piperidine) 등의 지환식 아민, 모노에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알칸올아민(alkanolamine)이 있다. 이들 유기 규소화합물과 아민화합물의 첨가량은 미립자의 중량에 대해 1∼15% 정도의 범위 내에서 가할 필요가 있다. 모두 입자 지름은 약 1∼300미리 미크론이 적합하다.

하드 코트층 또는 반사 방지층에 포함되는 실란 화합물은, 하기의 일반식 (A)로 나타내는 유기 규소화합물인 것이 바람직하다.

R¹R² _nSiX¹ ₃ _-n (A)

(식 중, n은 O 또는 1이다. )

여기서, R¹은 중합 가능한 반응기 또는 가수분해 가능한 관능기를 갖는 유기기이다. 중합 가능한 반응기의 구체예로는, 이하와 같은 것을 예들 수 있다. 비닐기, 알릴기, 아크릴기, 메타크릴기, 에폭시기, 메르캅토(mercapto)기, 시아노기, 아미노기 등을 예들 수 있으며, 가수분해 가능한 관능기의 구체예로는 메톡시기, 에톡시기, 메톡시에톡시기 등의 알콕시기, 클로로기, 브로모기 등의 할로겐기, 아실옥시(acyloxy)기.

R²는 탄소수 1∼6의 탄화수소기이다. 구체예로는, 이하와 같은 것을 예들 수 있다. 메틸기, 에틸기, 부틸기, 비닐기, 페닐기 등을 예들 수 있다.

또, X¹은 가수분해 가능한 관능기이며, 이하의 것을 예들 수 있다. 메톡시기, 에톡시기, 메톡시에톡시기 등의 알콕시기, 클로로기, 브로모기 등의 할로겐기, 아실옥시기.

X¹의 구체예로는, 이하와 같은 것을 예들 수 있다. 비닐트리알콕시실란, 비닐트리클로로실란, 비닐트리(β-메톡시-에톡시)실란, 알릴트리알콕시실란, 아크릴옥시프로필트리알콕시실란, 메타크릴옥시프로필트리알콕시실란, 메타크릴옥시프로필디알콕시메틸실란,

-글리시드옥시프로필트리알콕시실란, β-(3, 4-에폭시시클로헥실)-에틸트리알콕시실란, 메르캅토프로필트리알콕시실란,

-아미노프로필트리알콕시실란, N-β(아미노에틸)-

-아미노프로필메틸디알콕시실란, 테트라메톡시실란,

-글리시독시프로필트리메톡시실란. X¹으로는, 이들 관능기를 2종 이상 혼합하여 이용해도 관계없다. 또, X¹은 가수분해하고 나서 이용하는 편이 보다 유효하다.

염료로는, 얼룩을 억제하기 위해서 분산염료를 이용하는 것이 바람직하다. 염색공정에서는 분산염료를 수중에 분산시킨 염색욕 중에 렌즈를 침지하여 염색하는 침염을 행하는 것이 바람직하다. 염료는 견뢰성(堅牢性, robustness)이 높은 것이 바람직하다. 사용가능한 염료는 예를 들면, 안트라퀴논(anthraquinone)계 염료, 퀴노프타론(quinophtharone)계 염료, 니트로디페닐아민계 염료, 아조계 염료 등의 분산염료이다. 분산염료의 구체예로는, 이하와 같은 것을 예들 수 있다. p-아니시딘(p-anisidine), 아닐린(aniline), p-아미노아세토아닐리드(p-aminoacetoanilide), p-아미노페놀, 1-클로로-2, 4-디니트로벤젠, 2-클로로-4-니트로아닐린, o-클로로니트로벤젠, 디페닐아민, m-니트로아닐린, p-니트로아닐린, N, N-비스(2-히드록시에틸)아닐린, 1-페닐-3-메틸-5-피라졸론(pyrazolone), 페놀 등의 벤젠계 중간물, p-크레시딘(cresidine)(6-메톡시-m-톨루이딘(toluidine)), m-크레졸, p-크레졸, m-톨루이딘, 2-니트로-p-톨루이딘, p-니트로톨루엔 등의 톨루엔계 중간물, 1-나프틸아민, 2-나프톨 등의 나프탈렌계 중간물, 1-아미노-4-브로모안트라퀴논(bromoanthraquinone)-2-술폰산(브로마민산(bromamine acid)), 1-안트라퀴논술폰산(anthraquinonesulfonic acid), 1, 4-디아미노안트라퀴논, 1, 5-디클로로안트라퀴논, 1, 4-디히드록시안트라퀴논(퀴니자린(quinizarin)), 1, 5-디히드록시안트라퀴논(안트라루핀(anthrarufin)), 1, 2, 4-트리히드록시안트라퀴논(퍼퓨린(purpurin)), 2-메틸안트라퀴논 등의 무수(無水)프탈산, 안트라퀴논계 중간물. 또, 분산염료는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 분산염료는 통상, 물에 분산하여 염색욕이 된다. 용매로서 메탄올, 에탄올, 벤질 알콜 등의 유기용매를 병용해도 된다.

염색욕에는 염료에 대하는 분산제로서 계면활성제를 더 첨가할 수도 있다. 계면활성제로는 이하의 것을 예들 수 있다. 알킬벤젠 술폰산염, 알킬나프탈렌 술폰산염, 알킬술포호박산염(alkylsulfosuccinate), 방향족 술폰산 포르말린 축합물, 라우릴 황산염(lauryl sulfate) 등의 음이온 계면활성제, 폴리옥시에틸알킬 에테르, 알킬아민 에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르 등의 비이온 계면활성제. 이들 계면활성제는 렌즈의 착색농도에 따라 사용하는 염료의 양에 대해 5∼200 중량%의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 침염은 분산염료 및 계면활성제를 물 또는 물과 유기용매와의 혼합물 중에 분산시켜 염색욕을 조제하고, 이 염 색욕 중에 플라스틱렌즈를 침지하여 소정 온도로 소정 시간 염색한다. 염색온도 및 시간은 원하는 착색농도에 따라 변동한다. 통상, 95℃ 이하에서 수 분∼30분 정도로 되며, 염색욕의 염료농도는 0.01∼5 중량% 인 것이 바람직하다.

하드 코트층에 포함되는 성분은 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하드 코트층을 형성할 때, 상기 성분 외에 필요에 따라 첨가제를 이용하는 것이 가능하다. 경화 촉매로는 이하와 같은 것을 예들 수 있다. 과염소산, 과염소산 암모늄, 과염소산 마그네슘 등의 과염소산류, Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Be(Ⅱ), Ce(Ⅲ), Ta(Ⅲ), Ti(Ⅲ), Mn(Ⅲ), La(Ⅲ), Cr(Ⅲ), V(Ⅲ), Co(Ⅲ), Fe(Ⅲ), Al(Ⅲ), Ce(Ⅳ), Zr(Ⅳ), V(Ⅳ) 등을 중심 금속원자로 하는 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 아민, 글리신 등의 아미노산, 루이스산, 유기산 금속염. 그 중에서도, 가장 바람직한 경화 촉매로는 과염소산 마그네슘, Al(Ⅲ), Fe(Ⅲ)의 아세틸아세토네이트를 예들 수 있다. 첨가량은, 고형분 농도의 0.01∼5.0 중량%의 범위내가 바람직하다.

또, 제조과정에서는 상기 성분에 더하여 용제 등이 이용된다. 희석에 이용되는 용제로는 알콜류, 에스테르류, 케톤류, 에테르류, 방향족류 등이 있다. 또, 필요에 따라 소량의 계면활성제, 대전방지제, 분산염료·유용염료(油溶染料)·형광염료·안료, 광호변성(photochromic) 화합물 등을 첨가하여, 층을 형성하는 코팅액의 도포성 및 경화후 피막 성능을 개량할 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예 및 비교예를 몇 가지 설명한다.

(실시예1)

(프라이머층)

세이코 엡슨(Seiko Epson)(주)제, 세이코 슈퍼 소버린(seiko super sovereign)용 렌즈 기판(生地)(이하, SSV라 약칭한다.)을 이용하여 굴절률 1.67의 플라스틱렌즈 기재를 형성하였다. 이 플라스틱제 기재에 침지법에 의해 프라이머층(하지층)을 형성한다. 프라이머층을 형성하기 위한 도포액 P1은 다음과 같이 조제하였다. 시판의 폴리에스테르 수지「페스레진(pesresin) A-160P」(다카마츠(高松) 수지(주), 수분산 에멀젼, 고형분 농도 27%) 100부에 루틸형 산화티탄 복합졸 (쇼쿠바이카세이코교(觸媒化成工業)(주)제, 상품명 옵토레이크(optolake) 1120Z) 84부, 희석용제로서 메틸알콜 640부, 레벨링제로서 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(Nippon Unicar)(주)제, 상품명「SILWET L-77」) 1부를 혼합하고, 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 도포액 P1을 얻었다.

이 도포액 P1을 렌즈 기재에 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 도포하였다. 도포후의 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 풍건(風乾)함으로써 프라이머층 부착 렌즈를 얻었다. 도포액 P1을 이용하여 성막한 프라이머층의 소성후 고형분은 62 중량%의 폴리에스테르 수지와, 38 중량%의 루틸형 산화티탄 복합졸을 포함하고 있다.

(하드 코트층)

하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H1은 다음과 같이 조제하였다. 프로필렌 글리콜 메틸에테르 138부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 688부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 106부, 글리세롤폴리글리시딜에테르(나가세카세이코교(주)제, 상품명 데나콜(Denacol) EX313) 38부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 0.lN 염산수용액 30부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시키었다. 그 후, 이 혼합액에 Fe(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 1.8부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 H1를 얻었다.

이 도포액 H1를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 프라이머층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.3㎛ 두께의 하드 코트층이 부착된 렌즈를 얻었다. 성막된 하드 코트층은 다관능 에폭시화합물인 글리세롤폴리글리시딜에테르를 충분히 포함하고 있고, 염색가능한 하드 코트층이다.

도포액 H1에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 55% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 30 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란)와, 15 중량%의 다관능 에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜에테르)을 포함하고 있다.

(반사 방지층)

반사 방지층을 성막하기 위한 도포액(저굴액) AR1은, 다음과 같이 조제하였다.

-글리시독시프로필트리메톡시실란 14부, 테트라메톡시실란 15부를 혼합한 것에 0.1N 염산수용액 13부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켜 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 프로필렌글리콜메틸에테르 878부, 중공(中空) 실리카졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 오스칼 특수품) 80부, 과염소산 마그 네슘 0.04부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 AR1을 얻었다.

이 도포액 AR1에 의해 반사 방지층을 형성하기 전에 렌즈 표면(하드 코트층의 표면)을 플라즈마 처리로 친수화(親水化)했다. 그 후, 도포액 AR1을 습식(디핑방식(인양속도 15㎝ 매분))에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 그 후, 120℃에서 60분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 다공성 반사 방지층(저굴막)이 부착된 렌즈를 얻었다.

도포액 AR1에 의해 성막된 반사 방지층의 소성후 고형분은 25% 중량의

-글리시독시프로필트리메톡시실란과, 15 중량%의 테트라메톡시실란과, 60% 중량의 중공 실리카졸을 포함하고 있다. 본 액은, 다관능 에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜에테르)을 포함하고 있지 않다.

(발수층)

또한, 이 반사 방지층 부착 렌즈의 표면을 불소계 실란화합물로 발수 처리하여, 발수막 부착 렌즈를 얻었다 .

(염색)

본 예에서는, 이와 같이 제조된 발수막 부착 렌즈를 94℃의 분산염료욕 중에 10분간 침지하여 염색하였다. 분산염료는 예를 들면, 세이코 플럭스 다이아몬드 코트(Seiko plux diamond coat)용 염색제 앰버 D(amber D)를 이용할 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 염색렌즈에 대해서는, 이하에 서술하는 시험을 행하여 각 성능을 체크했다. 시험 및 그 결과에 대해서는 이하에 정리하여 설명한다.

(실시예 2)

(하드 코트층)

하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H2는, 다음과 같이 조제하였다. 우선, 프로필렌글리콜메틸에테르 147부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 688부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 88부, 글리세롤폴리글리시딜에테르(나가세카세이코교(주)제, 상품명 데나콜 EX313) 50부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 0.lN 염산수용액 24부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켰다. 그 후, 이 혼합액에 과염소산 마그네슘 0.6부, Fe(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 1.9부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 H2를 얻었다.

이 도포액 H2를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 렌즈 기판(SSV, 프라이머층이 없는 렌즈)에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.3㎛ 두께의 하드 코트층 부착 렌즈를 얻었다.

도포액 H2에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 55% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 25 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란)와, 20 중량%의 다관능 에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜에테르)을 포함하고 있다.

(반사 방지층)

다음으로, 이 렌즈 표면을 플라즈마 처리로 친수화하였다. 그리고, 실시예 1과 동일한 반사 방지층을 성막하기 위한 도포액 AR1을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매 분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 60분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사 방지층 부착 렌즈를 얻었다.

(발수층)

또한, 이 반사 방지층 부착 렌즈를 불소계 실란화합물로 발수 처리하여, 발수층 부착 렌즈를 얻었다.

(염색)

발수층 부착 렌즈를 94℃의 분산염료욕 중에 10분간 침지하여 염색하였다. 이렇게 하여 제조된 염색렌즈에 대해 이하에 서술하는 것과 같은 시험을 하여, 각 성능을 체크했다.

(실시예 3)

(하드 코트층)

하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H3는 이하와 같이 조제하였다. 프로필렌글리콜메틸에테르 156부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 688부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 71부, 글리세롤폴리글리시딜에테르(나가세카세이코교(주)제, 상품명 데나콜 EX313) 63부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 0.lN 염산수용액 20부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켰다. 그 후, 이 혼합액에 Fe(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 4부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 H3를 얻었다.

이 도포액 H3를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 렌즈 기판(SSV, 프라이머층이 없는 렌즈)에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.5㎛ 두께의 하드 코트층 부착 렌즈를 얻었다.

도포액 H3에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 55% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 20 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란)와, 25 중량%의 다관능 에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜 에테르)을 포함하고 있다.

(반사 방지층)

반사 방지층을 성막하기 위한 도포액 AR2은, 이하와 같이 조제하였다.

-글리시독시프로필트리메톡시실란 14부, 테트라메톡시실란 15부를 혼합한 것에 0.lN 염산수용액 13부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켜 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 프로필렌글리콜메틸에테르 883부, 중공 실리카졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 오스칼 특수품) 73부, 글리세롤폴리글리시딜 에테르(나가세카세이코교(주)제, 상품명 데나콜 EX313) 2부, 과염소산 마그네슘 0.07부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 AR2을 얻었다.

반사 방지층을 형성(성막)하기 전에, 하드 코트층의 표면을 플라즈마 처리로 친수화하였다. 그 후, 도포액 AR2을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 그 후 120℃에서 120분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사 방지층 부착 렌즈를 얻었다.

도포액 AR2에 의해 성막된 반사 방지층의 소성후 고형분은 25% 중량의

-글리시독시프로필트리메톡시실란과, 15 중량%의 테트라메톡시실란과, 55% 중량의 중공 실리카졸을 포함하고 있다. 또한, 5 중량%의 다관능 에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜에테르)을 포함하고 있다.

(발수층)

이 반사 방지층 부착 렌즈의 표면을 불소계 실란화합물로 발수 처리하여, 발수층 부착 렌즈를 얻었다.

(염색)

발수층 부착 렌즈를 94℃의 분산염료욕 중에 10분간 침지하여 염색하였다. 이렇게 하여 제조된 염색렌즈에 대해, 이하에 서술하는 것과 같은 시험을 하여 각 성능을 체크하였다.

(실시예 4)

(하드 코트층)

하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H4는 이하와 같이 조제하였다. 프로필렌글리콜메틸에테르 207부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 625부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 71부, 글리세롤폴리글리시딜에테르(나가세카세이코교(주)제, 상품명 데나콜 EX313) 75부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 0.lN 염산수용액 20부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켰다. 그 후, 이 혼합액에 Fe(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 2.3부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L- 7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 H4를 얻었다.

이 도포액 H4를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 렌즈기판(SSV, 프라이머층이 없는 렌즈)에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.5㎛ 두께의 하드 코트층 부착 렌즈를 얻었다.

도포액 H4에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 50% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 20 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란)와, 30 중량%의 다관능에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜에테르)을 포함하고 있다.

(반사 방지층)

다음으로, 이 렌즈 표면을 플라즈마 처리로 친수화하였다. 그리고, 실시예 3과 동일한 반사 방지막을 성막하기 위한 도포액 AR2을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사 방지층 부착 렌즈를 얻었다.

(발수층)

이 반사 방지층 부착 렌즈를 불소계 실란화합물로 발수 처리하여, 발수층 부착 렌즈를 얻었다.

(염색)

이 발수층 부착 렌즈를 94℃의 분산염료욕 중에 10분간 침지하여 염색하였다. 이와 같이 하여 제조된 염색렌즈에 대해, 이하에 서술하는 것과 같은 시험을 하여 각 성능을 체크하였다.

(실시예 5)

(하드 코트층)

하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H5는 다음과 같이 조제하였다. 프로필렌글리콜메틸에테르 162부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 625부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 53부, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane) 35부, 테트라메톡시실란 32부, 1, 6-헥산디올디글리시딜에테르(나가세 켐텍스(Nagase Chemtex)(주)제, 상품명「데나콜 EX-212」) 50부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 0.lN 염산수용액 43부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시키었다. 그 후, 이 혼합액에 Al(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 1.8부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 H5를 얻었다.

이 도포액 H5를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 프라이머층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.3㎛ 두께의 하드 코트층이 부착된 렌즈를 얻었다.

도포액 H5에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 50% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 30 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 테트라메톡시실란)와, 15 중량%의 다관능 에폭시화합물(1.6-헥산디올디글리시딜에테르)을 포함하고 있다.

(반사 방지층)

다음으로, 이 렌즈 표면을 산화세륨미립자와 물의 혼합물로 연마하였다. 그리고, 실시예 1과 동일한 반사 방지층을 성막하기 위한 도포액 AR1을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포후 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 60분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사방지층 부착 렌즈를 얻었다.

(발수층)

또한, 이 반사방지층 부착 렌즈를 불소계 실란화합물로 발수처리하여, 발수층 부착 렌즈를 얻었다.

(염색)

(실시예 6)

(하드 코트층)

하드 코트층을 형성하기 위한 도포액 H6은, 다음과 같이 조제하였다. 프로플렌글리콜메틸에테르 139부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 688부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 88부, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 17부, 글리세롤트리글리시딜 에테르(나가세 켐텍스(주)제, 상품명「데나콜 EX-314」) 38부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 0.lN 염산수용액 29부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켰다. 그 후, 이 혼합액에 Al(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 1.8부, 과염소산 마그네슘 1.1부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 H6를 얻었다.

이 도포액 H6를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 프라이머층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.2㎛ 두께의 하드 코트층이 부착된 렌즈를 얻었다.

도포액 H6에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 55% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 30 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란)와, 15 중량%의 다관능 에폭시화합물(글리세롤트리글리시딜에테르)을 포함하고 있다.

(반사 방지층)

다음으로, 이 렌즈 표면을 산화세륨미립자와 물의 혼합물로 연마하였다. 그리고, 실시예 3과 동일한 반사 방지층을 성막하기 위한 도포액 AR2을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포했다. 도포 후 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 60분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사 방지층 부착 렌즈를 얻었다.

(발수층)

또한, 이 반사 방지층 부착 렌즈를 불소계 실란화합물로 발수 처리하여 발수층 부착 렌즈를 얻었다.

(염색)

(비교예 1)

(프라이머층 및 하드 코트층)

실시예 1과 동일한 기판(SSV) 상에 동일한 프라이머층을 성막하기 위한 도포액 P1으로 동일한 처리에 의해 프라이머층을 형성하여, 프라이머층 부착 렌즈를 얻었다. 이 프라이머층 부착 렌즈에 실시예 1과 동일한 하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H1을 이용하여 동일한 처리에 의해 하드 코트층을 형성하여, 하드 코트층 부착 렌즈를 얻었다.

(반사 방지층)

반사 방지층을 형성하기 위한 도포액 AR3은, 이하와 같이 조제했다.

-글리시독시프로필트리메톡시실란 25부, 테트라메톡시실란 25부를 혼합한 것에 0.lN 염산수용액 21부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켜 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에 프로필렌글리콜메틸에테르 889부, 중공 실리카졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 오스칼 특수품) 40부, 과염소산 마그네슘 0.08부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여 도포액 AR3을 얻었다.

반사 방지층을 성막하기 전에, 하드 코트층 부착 렌즈의 하드 코트층 표면을 플라즈마 처리로 친수화하였다. 그 후, 반사 방지막을 형성하기 위한 도포액 AR3을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 60분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사 방지층 부착 렌즈를 얻었다.

도포액 AR3에 의해 성막된 반사 방지층의 소성후 고형분은 45% 중량의

-글리시독시프로필트리메톡시실란과, 25 중량%의 테트라메톡시실란과, 30% 중량의 중공 실리카졸을 포함하고 있다. 본 액은 다관능 에폭시화합물(글리세롤폴리글리시딜에테르)을 포함하고 있지 않다.

(발수층)

(염색)

이 발수층 부착 렌즈를 94℃의 분산염료욕 중에 10분간 침지하여 염색하였다. 이렇게 하여 제조된 염색렌즈에 대해, 이하에 서술하는 것과 같은 시험을 하여 각 성능을 체크하였다.

(비교예 2)

(프라이머층)

실시예 1과 동일한 기판(SSV) 상에 동일한 프라이머층을 성막하는 도포액 P1에 의해, 동일한 처리에 의해 프라이머층을 성막(형성)하여 프라이머층 부착 렌즈를 얻었다.

(하드 코트층)

하드 코트층을 성막하기 위한 도포액 H5는 이하와 같이 조제하였다. 프로필렌글리콜메틸에테르 69부, 루틸형 산화티탄 복합졸(쇼쿠바이카세이코교(주)제, 상품명 옵토레이크 1120Z) 750부를 혼합한 후,

-글리시독시프로필트리메톡시실란 141부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에, 0.lN 염산수용액 39부를 교반하면서 적하하고, 4시간 더 교반한 후 24시간 숙성시켰다. 그 후, 이 혼합액에 과염소산 마그네슘 0.4부, 실리콘계 계면활성제(니폰 유니카(주)제, 상품명 L-7001) 0.3부를 첨가하여, 도포액 H5를 얻었다.

이 도포액 H5를 디핑방식(인양속도 35㎝ 매분)에 의해 프라이머층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 120℃에서 120분 더 소성하여 2.1㎛ 두께의 하드 코트층 부착 렌즈를 얻었다.

도포액 H5에 의해 성막된 하드 코트층의 소성후 고형분은 60% 중량의 금속산화물미립자(루틸형 산화티탄 복합졸)와, 40 중량%의 유기규소(

-글리시독시프로필트리메톡시실란)를 포함하고 있으며, 다관능 에폭시화합물을 포함하고 있지 않다.

(반사 방지층)

이 하드 코트층 부착 렌즈의 하드 코트층의 표면을 플라즈마 처리로 친수화한 후, 실시예 1과 동일한 반사 방지층을 성막하기 위한 도포액 AR1을 디핑방식(인양속도 15㎝ 매분)에 의해 하드 코트층 부착 렌즈에 도포하였다. 도포 후 렌즈를 80℃에서 30분간 풍건하고, 그 후, 120℃에서 60분 더 소성하여 약 100㎚ 두께의 반사 방지층 부착 렌즈를 얻었다.

(발수층)

(염색)

이 발수층 부착 렌즈를 94℃의 분산염료욕 중에 10분간 침지하여 염색하였다. 이렇게 하여 제조된 염색렌즈에 대해, 이하에 서술하는 것 같은 시험을 하여 각 성능을 체크하였다.

(시험 및 평가)

실시예 1에서 6에 의해 제조한 렌즈 및 비교예 1 및 2에 의해 제조한 염색렌즈를 시험대상으로 하여 염색성, 내열성, 반사방지 효과, 밀착성, 내찰상성(耐擦傷性)에 관한 시험 및 평가를 하였다. 그 결과를 도 1에 종합하였다.

염색성은 염색한 렌즈의 염색 농도, 염색 얼룩을 눈으로 평가하였다. 구체적으로는, 얼룩의 정도를 눈으로 관찰하여 순위를 매겼다. 「◎」는 얼룩이 없이 충분한 농도로 염색되었음을 나타내고, 「○」는 얼룩은 없지만 농도가 부족함을 나타내며, 「△」는 얼룩이 눈에 띄거나 염색 농도가 부족함을 나타내고, 「×」는 얼룩이 심하거나 염색되지 않음을 나타내고 있다.

내열성은 균열(crack)발생 온도를 측정하여 평가한다. 구체적으로는, 시험대상 렌즈를 소정의 안경 프레임에 넣은 후, 안경 프레임과 함께 40℃의 오븐 중에 넣어 30분간 가열하였다. 안경 프레임과 함께 오븐에서 꺼낸 후, 실온에서 30분 방치하여 렌즈에 균열이 발생했는지의 여부를 어둠상자(dark box)를 이용하여 눈으로 평가한다. 균열이 발생하지 않는 경우에는 오븐의 온도를 1O℃씩 올려, 다시 시험대상 렌즈를 프레임과 함께 30분간 가열하였다. 그 후, 오븐에서 꺼내 상기와 동일한 평가를 한다. 오븐의 온도를 10O℃까지 올리고, 1O℃ 피치의 온도로 시험을 한다. 그 도중, 짙은 균열의 발생이 인정된 온도를 균열발생 온도로 한다. 이 내열성의 평가기준은 「◎」은 균열발생 온도가 100℃, 또는 100℃에서도 균열이 발생하지 않아 매우 내열성이 높음을 나타내고 있다. 「○」는 균열발생 온도가 80℃∼90℃로 내열성이 높음을 나타내고 있다. 「×」는 균열발생 온도가 70℃ 이하로 내열성이 낮음을 나타내고 있다.

반사방지 효과는 시험대상 렌즈의 표면 반사율을 분광 광도계(히타치(日立) U-3500)로 측정하여 평가한다. 분광 광도계로는 가시광역(400㎚∼800㎚)의 평균반사율(편면)을 측정하였다. 이 반사방지 효과의 평가기준은 「◎」는 평균 반사율이 2% 이하로 반사방지 효과가 매우 큼을 나타내고 있다. 「○」는 평균 반사율이 3.5% 이하로 충분한 반사방지 효과가 있음을 나타내고 있다. 「×」는 평균 반사율이 3.5%를 넘어, 반사방지 효과가 거의 없음을 나타내고 있다.

밀착성을 평가하기 위해 우선, 시험대상 렌즈를 선샤인 웨더(크세논 램프(xenon lamp)에 의한 선샤인 웨더 메타(Sunshine Weather Meter) 120시간) 폭로한다. 또한, 항온항습(항온항습 탱크 60℃×99% 분위기에 7일간)방치하였다. 그리고, 이들 시험대상 렌즈에서 렌즈 기판과 표면 처리층(프라이머층(형성된 것에 한함), 하드 코트층 및 반사 방지층)과의 밀착성을 평가하였다. 구체적으로는, 시험대상 렌즈에 대해 JISD-0202에 준하여 크로스커트 테이프(cross-cut tape) 시험을 하였 다. 크로스커트 테이프 시험에서는 나이프를 이용하여 각 렌즈의 기재 표면에 1㎜ 간격으로 칼집을 넣어 1 평방㎜의 격자(grid)를 1OO개 형성시킨다. 다음으로, 그 위에 셀로판테이프(니치반(Nichiban)(주)제, 상품명「셀로테이프(Cellotape)(등록상표)」)를 단단히 압착한 후, 표면에서 90도 방향으로 빠르게 잡아당겨 박리한다. 이 후, 코트피막(표면 처리층)이 남아 있는 격자를 밀착성 지표로서 눈으로 관찰한다. 밀착성의 평가기준은 「◎」은 코트막의 남은 면적이 100%로 밀착성이 매우 높음을 나타내고, 「○」는 코트막의 남은 면적이 95% 이상∼100% 미만으로 밀착성이 높음을 나타내며, 「△」는 코트막의 남은 면적이 50% 이상∼95% 미만으로 밀착성이 약간 떨어짐을 나타내고, 「×」는 코트막의 남은 면적이 50% 미만으로 밀착성이 떨어짐을 나타내고 있다.

내찰상성 평가는 염색된 시험대상 렌즈의 표면을 본스타(bonstar) #0000 강면(steel wool)(니혼 스틸울(주)제)으로 1 kg의 하중을 가하여 10번 왕복하면서 마찰하여, 흠이 난 정도를 눈으로 관찰한다. 이 내찰상성의 평가기준은 흠의 정도를 눈으로 관찰하여 10단계(1(나쁨)∼10(좋음))로 순위를 매겼고, 「◎」는 단계 10∼8로 내찰상성이 매우 높으며, 「○」은 단계 7∼6으로 내찰상성이 높고, 「△」는 단계 5∼4로 내찰상성은 약간 낮으며, 「×」는 단계 3∼1로 내찰상성이 낮음을 나타내고 있다.

도 1에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 염색된 렌즈는 염색성, 내열성, 반사방지 효과, 밀착성, 내찰상성의 모든 평가결과가 「◎」이었다. 따라서 염색성이 매우 좋으며, 내찰상성도 매우 높은 렌즈임을 알 수 있었다. 또 한, 내구성능과 색성능을 양립하여 얻을 수 있는 염색렌즈임을 알 수 있었다. 따라서, 이들 실험에 의해 반사 방지층 및 발수층이 형성된 후에 염색할 수 있는 렌즈를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

비교예 1 및 비교예 2에 의해 제조된 염색된 렌즈는 염색성이 나쁘다는 결과가 얻어졌다. 비교예 1의 렌즈에서는 반사 방지층의 도포액 AR3에 포함되는 중공 실리카졸이 30% 중량으로 다공성이 충분하지 않으며, 반사 방지층이 염료를 충분히 투과할 수 없었음을 생각할 수 있다. 또, 중공 실리카졸의 부족에 의해 반사 방지층은 충분히 저굴절력이 되지 않았고, 반사방지 효과도 높지 않다. 비교예 2의 렌즈에서는 하드 코트층의 도포액 H5에 다관능 에폭시화합물이 함유되어 있지 않으며, 하드 코트층의 염색성이 낮기 때문에 염색되지 않았다고 생각된다. 또, 다관능 에폭시화합물의 부족에 의한 밀착성의 저하가 보여진다.

따라서, 렌즈 기재에 하드 코트층 및 반사 방지층, 또는 발수층을 형성하고, 그 후에 염색할 수 있는 렌즈로는, 반사 방지층은 다공질 실리카미립자를 40 중량%에서 85 중량%, 유기 규소화합물을 5 중량%에서 60 중량% 포함하며, 다관능 에폭시화합물을 적어도 10 중량% 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 다공질 실리카미립자는 60 중량%에서 80 중량%을 포함하고, 유기 규소화합물은 20 중량%에서 40 중량%을 포함하는 것이 더 바람직하다.

또, 하드 코트층은 루틸형 산화티탄 미립자를 40 중량%에서 70 중량%를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또, 50 중량%에서 60 중량%을 포함하는 것이 더 바람직하다.

프라이머층으로는 폴리에스테르 수지를 20 중량%에서 80 중량%, 루틸형 산화티탄미립자를 20 중량%에서 80 중량% 포함하는 것이 바람직하고, 또, 40 중량%에서 60 중량%를 포함하는 것이 더 바람직하다.

또한, 상기에서는 기판이 플라스틱렌즈를 예로 설명했지만, 유리렌즈이어도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기에서는 안경에 이용하는 플라스틱렌즈를 염색렌즈로 제조하여, 염색성 외에 밀착성이나 내찰상성 등의 내구성을 평가했지만, 본 발명에 적용가능한 염색렌즈(광학소자)는 안경렌즈에 한하지 않고, 카메라용 렌즈이어도 되며, 또한, 본 발명은 그 밖의 광학소자 예를 들면, 프리즘 등에도 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 이 렌즈라면, 반사 방지층을 형성한 후에 반사 방지층을 통해 하드 코트층에 염료를 침투시켜 염색할 수 있다. 따라서, 성막이 끝난 상태로 보관하다가 원하는 타이밍에서 염색할 수 있는 렌즈를 제공할 수 있다.

Claims

렌즈 기재와,

이 렌즈 기재상에 직접, 또는 프라이머층을 통해 적층되고, 금속산화물미립자, 유기 규소화합물 및 다관능 에폭시화합물을 주성분으로 포함하는 하드 코트층과,

이 하드 코트층에 적층된, 40중량%에서 85중량%의 다공질 실리카미립자 및 유기 규소화합물을 주성분으로 포함하는 반사 방지층을 갖는 렌즈.
제 1항에 있어서,

상기 하드 코트층은 금속산화물미립자로서 루틸형 산화티탄을 포함하는 렌즈.
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