KR101074450B1

KR101074450B1 - 신규 티올 화합물을 이용한 광학렌즈용 경량성 고굴절 수지조성물 및 이를 이용한 광학렌즈

Info

Publication number: KR101074450B1
Application number: KR1020080135911A
Authority: KR
Inventors: 장동규; 노수균; 김종효
Original assignee: 주식회사 케이오씨솔루션
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2011-10-17
Also published as: WO2010076942A1; KR20100077847A

Abstract

본 발명은 플라스틱 광학렌즈의 제조에 사용할 수 있는 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 신규 티올 화합물과 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 얻은 경량성 고굴절 광학렌즈용 수지 조성물 및 이를 이용한 광학렌즈에 관한 것이다. 본 발명의 수지 조성물로 제조된 광학렌즈는 비중이 낮아 가벼우며, 열변형온도가 높아 내열성이 우수하고, 원재료비가 낮고 수율이 높아 생산비를 크게 낮출 수 있다.

티올, 경량, 고굴절, 광학렌즈, 안경 렌즈, 플라스틱 렌즈

Description

신규 티올 화합물을 이용한 광학렌즈용 경량성 고굴절 수지 조성물 및 이를 이용한 광학렌즈 {Resin Composition Using New Thiol Compound for Optical Lens Having Light Weight and High Refractive Index, and the Optical Lens Using It}

본 발명은 플라스틱 광학렌즈용 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 신규 티올 화합물을 이용한 광학렌즈용 경량성 고굴절 수지 조성물 및 이를 이용한 광학렌즈에 관한 것이다.

플라스틱 렌즈는 경량이면서도 내 충격성이 우수할 뿐만 아니라, 유리렌즈에 비하여 염색이 용이하기 때문에 오늘날 각종 광학렌즈의 생산에 사용되고 있다. 플라스틱 광학렌즈의 재료로 통상 폴리에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 변성디아릴프탈레이트와 에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트의 혼합물 등이 사용되었다. 그러나 이러한 플라스틱 렌즈 재료들은 굴절률이 1.50∼1.55 정도로 낮기 때문에 돗수를 높이기 위해서는 렌즈의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다. 따라서 렌즈의 미관이 나빠지는 불리함이 있고, 이는 플라스틱 렌즈가 갖는 경량성 등의 우수성을 상쇄시키게 된다. 특히, 디아릴프탈레이트와 에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트의 혼합물로 만든 근시렌즈의 경우는 돗수가 높을 경우 플라스틱 렌즈의 가장자리 두께가 두꺼워지는 미관상의 문제뿐만 아니라, 복굴절 및 색수차가 발생하는 문제점까지 있다. 따라서 비중이 낮은 플라스틱 렌즈의 장점을 최대한 살리면서도 굴절률이 높아 렌즈의 두께를 감소시킬 수 있고, 색수차가 낮으며, 저분산을 나타낼 수 있는 플라스틱 렌즈 재료가 요구된다.

한국특허 공고 특1992-0005708호에서는 굴절률 1.65 이상으로 렌즈의 가장자리 두께를 얇게 제조할 수 있는 플라스틱 렌즈 재료를 제공하고 있으나, 높은 색수차와 낮은 내열성 문제가 있고, 고상 비중 또한 1.33∼1.36으로 높아 렌즈가 무거워지는 문제점이 있다.

한국특허 특1987-0008928에서는 자일렌디이소시아네이트 0.05M과 펜타에리트리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트 0.025M을 열경화시켜 투명성, 인장 강도가 우수하고, 분산치가 낮은 우레탄계 플라스틱 광학렌즈를 제조하고 있다. 그러나, 상기 광학렌즈는 1.593의 고굴절률을 갖고 있으나 내열성이 낮아 렌즈 표면에 하드 및 멀티코팅시 렌즈 중심 부분이 변형되는 문제점이 있고, 고상 비중이 1.30∼1.34로 높아 렌즈가 무겁다는 단점이 있다.

또한, 한국특허 공고 특1993-0006918에서는 지환족 이소시아네이트 화합물과 펜타에리트리롤테트라키스메르캅토피오피네이트 혹은 1,2-비스[(2-메르캅토에틸)티오]-3-메르캅토프로판을 열경화시켜서, 굴절률 1.593의 고굴절 우레탄계 플라스틱 광학렌즈를 제조하고 있으나, 이와 같이 제조된 광학렌즈는 고상 비중이 1.30∼1.34로 높아 렌즈가 무겁다는 문제점이 있다.

본 발명자들은 본 발명에 앞서 가볍고 충격에 강한 플라스틱 렌즈의 장점을 그대로 보유하면서 고굴절률을 가질 수 있는 광학렌즈용 수지에 관한 발명인 “광학렌즈용 경량성 고굴절 수지 및 이를 이용한 광학렌즈”를 특허출원 제10-2007-0077515호 출원한 바 있다. 본 발명에서는 이러한 특성을 더욱 발전시켜 비중은 더 낮으면서도 원재료비가 낮고 수율이 높아 생산비를 크게 낮출 수 있는 신규의 폴리티올 화합물을 포함하는 광학렌즈용 수지조성물을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는,

하기 화학식 1로 표시되는 티올 화합물과 이소시아네이트 화합물을 혼합한 반응 혼합물을 포함하는 광학렌즈용 수지 조성물이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 상기 광학렌즈용 수지 조성물을 열경화시켜서 얻은 플라스틱 안경렌즈가 제공된다.

본 발명에서 얻어진 광학 수지 조성물 및 광학렌즈는 고굴절이면서도 비중이 낮아 가볍고 내충격성, 내열성, 성형성, 염색성, 광투과률, 아베수 등의 광학특성이 우수하다. 따라서 높은 돗수에서도 렌즈의 가장자리 두께를 얇게 할 수 있고 동시에 경량성이므로 높은 돗수의 안경렌즈 제조에 유용하게 이용될 수 있다. 특히 본 출원인의 선출원 발명인 “광학렌즈용 경량성 고굴절 수지 및 이를 이용한 광학렌즈”(특허출원 제10-2007-0077515호)에 따라 제조된 수지 조성물에 비해서도 비중이 낮아 더 가벼우며, 열변형온도는 더 높아 내열성이 더 우수한 반면, 원재료비가 낮고 수율이 높아 생산비를 30∼40% 정도로 크게 낮출 수 있다.

본 발명의 광학렌즈용 경량성 고굴절 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 신규 티올 화합물과 이소시아네이트 화합물을 혼합한 반응 혼합물을 포함한다.

상기 반응 혼합물은 2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올; 2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올; 및 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올로 구성된 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 티올 화합물을 더 포함할 수 있다.

상기 이소시아네이트 화합물은 바람직하게는 이소프론디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌디소시아네아네이트; 및 시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI)로 구성된 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택된다.

또, 상기 반응 혼합물은 반응물질로 활성화 수소화합물을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서 “활성화 수소화합물”은 펜타에리트리톨테트라키스머캅토프로 피오네이트; 펜타에리트리톨테트라키스머캅토아세테이트; 에틸렌글리콜; 디에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 디프로필렌글리콜; 부틸렌글리콜; 네오펜틸글리콜; 글리세린; 트리메틸롤에탄; 부탄트리올; 1,2-메틸클로라이드; 펜타에리트리톨; 디펜타에리트리톨; 트리펜타에리트리톨; 소르비톨; 에틸렌글리콜; 트레이톨리비톨(트레이톨, 리비톨); 아라비니톨; 자일리톨; 알리톨; 마니톨; 돌시톨; 히데이톨; 글리콜; 이노시톨; 헥산트리올; 트리글리세롤; 디글리세롤; 트리에틸렌글리콜; 폴리에틸렌글리콜; 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트; 시클로부탄디올; 시클로펜탄디올; 시클로헥산디올; 시클로헵탄디올; 시클로옥탄디올; 시클로헥산디메탄올; 히드록시프로필시클로헥산올; 디히드록시나프탈렌; 트리히드록시나프탈렌; 테트라히드록시나프탈렌; 디히드록시벤젠; 벤젠트리올; 디페닐테트라올; 피로갈올; (히드록시나프틸)피로갈올; 트리히드록시페난트렌; 비스페놀A-테트라브롬; 비스페놀A-비스(2-히드록시에틸에테르); 1,3-비스(2,히드록시에틸티오에틸)-시클로헥산 등의 유황원자를 함유한 폴리올; 1,2-에탄디티올; 1,1-프로판디티올; 1,2-프로판디티올; 1,3-프로판디티올; 2,2-프로판디티올; 1,6-헥산디티올; 1,2,3-프로판트리티올 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 의미한다. 활성화 수소화합물로는 바람직하게는 펜타에리트리톨테트라키스머캅토프로피오네이트; 펜타에리트리톨테트라키스메캅토아세테이트; 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이 각각 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 티올 화합물과 상기 활성수소 화합물을 합친 혼합물에 대한 이소시아네이트 화합물의 사용 비율은 (NCO)/(OH+SH)의 관능기 몰비가 통상 0.5∼3.0의 범위이며, 바람직하게는 0.5∼1.5이다.

상기 티올 화합물 30∼70 중량%와 이소시아네이트 화합물 30∼70 중량%를 반응시켜 얻어진 본 발명의 수지 조성물은 고상 굴절률(nD, 20℃) 1.572∼1.632, 액상 굴절률 1.520∼1.570, 고상 비중 1.15∼1.25, 고상 수지의 아베수 32∼50, 액상 점도(20℃) 5∼800cps를 갖는다.

본 발명의 수지 조성물은 제조된 수지의 광 안정성을 향상시키기 위하여 상기 반응 혼합물 전체 중량에 대하여 자외선 흡수제 0.0007∼9 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.5∼3 중량%로 포함할 수 있다. 자외선 흡수제를 상기 범위보다 소량으로 사용할 경우에는 눈에 유해한 자외선을 효과적으로 차단하기 어렵고, 이 범위를 넘어 사용할 경우에는 광학렌즈 조성물에 녹이기도 어렵고 경화한 광학렌즈의 표면에 점무늬가 발생하거나 광학렌즈의 투명도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 자외선 흡수제로는, 광학렌즈에 사용 가능한 공지의 자외선 흡수 제면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트; 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-아밀페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2,4-디히드록시벤조페논; 2-히드록시-4-메톡시벤조페논; 2-히드록시-4-옥틸옥시벤조페논; 4-도데실옥시-2-히드록시벤조페논; 4-벤족시-2-히드록시벤조페논; 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논; 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다. 바람직하게는, 400㎚ 이하의 파장역에서 양호한 자외선 흡수능을 가지고, 본 발명의 조성물에 양호한 용해성을 갖는 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논; 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트; 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-아밀페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3,5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸 및 2,2-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논 등이 단독으로 또는 2종 이상 같이 사용될 수 있다.

본 발명의 광학렌즈용 경량성 수지는 렌즈의 초기 색상 개선 및 소비자의 기호도 만족 등을 위해 공지의 유기염료를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 1-히드록시-4-(파라-톨루이딘)안트라퀴논[1-hydroxy-4-(p-toluidin) -anthraquinone], 페리논 염료(perinone dye) 등을 광학렌즈용 조성물 1㎏ 당 0.001∼10,000ppm, 바람직하게는 0.005∼1,000ppm 첨가함으로써 자외선 흡수제 첨가에 의하여 광학렌즈가 노란색을 띠는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 수지 조성물은 내부이형제를 더 포함할 수 있다. 내부 이형제로는, 퍼플루오르알킬기, 히드록시알킬기 또는 인산에스테르기를 지닌 불소계 비이온계면활성제; 디메틸폴리실록산기, 히드록시알킬기 또는 인산에스테르기를 가진 실리콘계 비이온계면활성제; 알킬제 4급 암모늄염 즉, 트리메틸세틸 암모늄염, 트리메틸스테아릴, 디메틸에틸세틸 암모늄염, 트리에틸도데실 암모늄염, 트리옥틸메틸 암모늄염, 디에틸시클로헥사도데실 암모늄염; 산성 인산에스테르 중에서 선택된 성분이 단독으로 혹은 2종 이상 함께 사용될 수 있다. 바람직하게는 산성 인산에스테르를 사용하며, 산성 인산에스테르로는, 이소프로필산포스페이트; 디이소프로필산포스페이트; 부틸산포스페이트; 옥틸산포스페이트; 디옥틸산포스페이트; 이소데실산 포스페이트; 디이소데실산포스페이트; 트리데칸올산포스페이트; 비스(트리데칸올산)포스페이트 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 산성 인산에스테르계인 ZELEC UN™(DUPONT 사)이 경화 후 몰드를 렌즈에서 탈형시킬 때의 탈형성이 가장 좋은 것으로 나타났다. 내부이형제는 상기 반응 혼합물 전체 중량에 대하여 0.0001∼10 중량%로 사용할 수 있으나, 바람직하게는 0.005∼2 중량%로 사용하는 것이 렌즈에서 몰드의 탈형성이 좋고 중합 수율 또한 높았다. 이형제의 첨가량이 0.005% 이하이면 성형된 광학렌즈를 유리 몰드에서 분리시 유리몰드 표면에 렌즈가 부착되어 일어나는 현상이 발생할 수 있고, 2 중량% 이상이면 주형 중합 중 렌즈가 유리 몰드에서 분리되어 렌즈의 표면에 얼룩이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

상기 티올 화합물과 이소시아네이트 화합물을 반응시키는데 사용되는 중합 개시제로는 아민계 혹은 주석계 화합물 등이 사용될 수 있다. 주석계 화합물로는, 부틸틴디라우레이트; 디부틸틴디클로라이드; 디부틸틴디아세테이트; 옥칠산제1주석; 디라우르산디부틸주석; 테트라플루오르주석; 테트라클로로주석; 테트라브로모주석; 테트라아이도주석; 메틸주석트리클로라이드; 부틸주석트리클로라이드; 디메틸주석디클로라이드; 디부틸주석디클로라이드; 트리메틸주석클로라이드; 트리부틸주석클로라이드; 트리페닐주석클로라이드; 디부틸주석술피드; 디(2-에틸섹실)주석옥사이드 등이 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다. 이러한 주석계 화합물을 사용하면 중합 수율이 높고 기포의 발생이 없었다. 사용량은 상기 반응 혼합물 전체 중량에 대하여 0.0001∼10 중량% 가 바람직하다.

본 발명의 광학렌즈용 수지 조성물을 열경화시키면 플라스틱 광학렌즈가 얻어진다. 이러한 플라스틱 광학렌즈에는 특히 안경렌즈가 포함된다. 본 발명의 조성물을 열경화시켜 안경렌즈를 제조하는 바람직한 실시예는 다음과 같다. 우선, 본 발명의 수지를 구성하는 조성물에 마지막으로 중합개시제를 첨가하고, 질소로 치환하여 배합통(반응기) 내에 공기를 제거한 후 2∼5시간 동안 감압교반하고, 교반을 정지한 다음 감압 탈포하여 몰드에 주입한다. 이때 몰드는 바람직하게는, 폴리에스테르나 폴리프로필렌 점착테이프, 또는 플라스틱 가스켓으로 고정된 유리 몰 드나 금속제 몰드를 사용한다. 혼합물이 주입된 유리몰드를 강제 순환식 오븐에 넣고, 33∼37℃에서 2시간 유지, 38∼42℃로 3시간 승온, 80∼90℃로 10시간 승온, 120∼140℃로 2∼4시간 승온, 120∼140℃로 2시간 유지, 60∼80℃로 2시간에 걸쳐서 냉각시킨 후 몰드로부터 고형물을 이형시켜 광학렌즈를 얻는다. 이렇게 얻은 광학렌즈를 120∼140℃의 온도에서 1∼4시간 아닐닝(annealing)처리하여 최종 목적하는 플라스틱 광학렌즈를 얻는다.

또, 상기 방법으로 얻어진 광학렌즈에, 광학특성을 높이기 위하여 하드코팅 및 멀티코팅 처리를 할 수 있다. 하드코팅층의 형성은 에폭시기, 알콕시기, 비닐기 등의 관능기를 가지는 적어도 하나의 실란화합물과 산화규산, 산화티탄, 산화안티몬, 산화주석, 산화텅스텐, 산화알루미늄 등의 적어도 하나 이상의 금속산화물 콜로이드를 주성분으로 하는 코팅조성물에 렌즈를 함침하거나 혹은 스핀코팅법으로 광학렌즈 표면에 두께 0.5∼10㎛로 코팅층을 형성한 후, 가열 또는 UV 경화하여 코팅막을 완성한다.

멀티코팅층, 즉, 반사방지코팅 층은 산화규소, 불화마그네슘, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티탄늄, 산화탄탈, 산화이트륨 등의 금속산화물을 진공증착 또는 스퍼트링(sputtering)하는 방법에 의하여 형성할 수 있다. 가장 바람직하게는 렌즈의 양면 하드코팅막 위에 산화규소와 산화지르코늄 막을 교대로 3회 이상 반복 진공 증착한 후 마지막으로 산화규소막을 진공 증착한다. 또한, 필요에 따라 마지막 산화규소와 산화지르코늄 막 사이에 수막층으로서 ITO(Indium Tin Oxide)층을 더 둘 수도 있다. 본 발명의 광학렌즈는 필요에 따라 하드액에 분산염료 혹은 광 변색염료를 첨가하여 착색 처리한 후 사용할 수도 있다.

본 발명의 경량성 고굴절 수지 조성물로 제조된 광학렌즈는 비중이 낮아서 렌즈가 매우 가볍다. 특히 본 출원인의 선출원 발명인 “광학렌즈용 경량성 고굴절 수지 및 이를 이용한 광학렌즈”(특허출원 제10-2007-0077515호)에 따라 제조된 GST(2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올), ETS4(2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올), GMT(2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올), MMPPT(2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에톡시-프로판-1-티올)에 비해서도 비중이 낮아 더 가벼우며, 열변형온도는 더 높아 내열성이 보다 우수하다. 또한 원재료비가 30% 정도 낮고 제조시 반응기의 VOLUME 수율이 27% 정도 높아 전체적인 생산비가 30∼40% 정도로 크게 낮아지게 된다.

[실시예]

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

신규 폴리 티올 화합물 Y1S4,(2-mercapto-ethylthio)-3-[4-(1-4-

[3-mercapto-2-(2-mercapto-ethylthio)-propyl]-phenyl-1-methyl-ethyl)- phenoxy]-propane-propane-1-thiol의 제조

1.5L 플라스크에 비스페놀A디글리시딜에테르 200g(0.535mol, 에폭시당량 187) 및 NaOH 수용액(NaOH 0.5g에 물 5㎖를 녹인 용액)을 첨가하고 2-메르캅토에탄올 83.56g(1.07mol)을 50∼60℃ 범위에서 천천히 적가하고 적가가 끝난 후 약 1시간 동안 60℃에서 숙성시켜 중간체를 얻는다. 반응용액을 30℃로 냉각시키고 티오우레아 195.33g(2.577 mol) 및 36% 진한 염산 278.92 ㎖(3.208 mol)를 첨가하고 110℃에서 3시간 30분간 환류를 시킨다. 반응이 완결된 후 반응용액을 냉각시키고 25% 암모니아수 240.18㎖를 30℃가 넘지 않게 천천히 적가한다. 다음 톨루엔 400㎖를 첨가하고 80℃에서 1시간 30분간 가수분해하고 냉각시킨 다음 분액 깔대기로 유기층을 분리하여 36% 진한 염산 150㎖으로 세척하고 탈 이온 수 150㎖으로 세척한다. 분리하여 얻은 유기층에서 물을 제거하면 원하는 폴리티올 화합물 Y1S4(화합물 I) 286.1g, 16.6%의 수율을 얻었다.

화합물 I

실시예 2

광학렌즈의 제조

상기 실시예 1에서 제조한 화합물Ⅰ 56.39g; 이소포론디이소시아네이트 19.82g; 헥사메틸렌디이소시아네이트 23.79g; 자외선 흡수제로 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸 1.50g; 이형제로 폴리옥시에틸렌노닐페닐포스페이트 1.0g; 유기염료로 1-히드록시-4-(파라-톨루이딘)안트라퀴논(Blue) 70ppm, 페리논 염료 30ppm, 중합 개시제로 디부틸틴디클로라이드 0.1g;을 교반기가 장착된 배합통에 넣고, 질소로 치환하여 배합통 내에 있는 공기를 제거한 후 감압 교반을 2시간 행하고, 교반을 정지한 다음 감압탈포하여 폴리에스테르 점착테이프로 고정된 유리몰드(디옵타-5.00, 중심 두께 1.2㎜)에 질소가스를 이용하여 혼합물을 주입하였다. 혼합물이 주입된 유리몰드를 강제순환식 오븐에 넣고 33℃에서 2시간 유지, 33℃에서 40℃까지 3시간 승온, 40℃에서 90℃까지 10시간 승온, 90℃에서 130℃로 4시간 승온, 130℃로 2시간 유지, 130℃에서 70℃까지 2시간 냉각 후, 유리몰드를 탈착하여 플라스틱 광학렌즈를 얻었다.

제조된 렌즈는 아래와 같은 방법으로 물성평가를 하여 그 결과를 표 1에 같이 나타내었다. 평가 결과, 표 1에 나타난 바와 같이 제조된 렌즈는 굴절률(nD)이 1.588으로 높고, 아베수도 38로 높았으며, 내충격성, 내광성, 투명성과 같은 광학 특성도 우수하고, 비중은 1.21으로 낮았다.

물성평가

(1) 굴절률 및 아베수: 아타코사의 아베굴절계(1T 모델)를 사용하여 측정하 였다.

(2) 비중: 수중치환법을 사용하여 광학렌즈의 부피와 무게를 측정하여 계산하였다.

(3) 열변형온도(Tg):Thermomechanical analyer(TMA)를 사용하여 측정하였다.

실시예 3∼9

광학렌즈의 제조

표 1에 기재된 조성으로 하는 것 외에는 실시예 2와 동일하게 실시하여 광학렌즈를 제조하였다. 제조된 렌즈의 물성 또한 동일한 방법으로 평가하여 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 1∼7

광학렌즈의 제조

하기 표 2에 기재된 조성으로 하는 것 외에는 실시예 2와 동일하게 실시하여 광학렌즈를 제조하였다. 제조된 렌즈의 물성 또한 동일한 방법으로 평가하여 표 2에 함께 나타내었다.

표 1∼2의 약자 표시

[모노머]

ETS4: 2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올

GST: 2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올

GMT: 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올

PETMP: 펜타에리트리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트

(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))

MMPPT:2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에톡시-프로판-1-티올

IPDI: 이소프론디이소시아네이트

HDI: 1,6-헥사메틸렌디소시아네아네이트

H12MDI: 시클로헥실메탄디이소시아네이트

[유기염료]

HTAQ: 1-히드록시-4-(p-톨루이딘)안트라퀴논

(1-hydroxy-4-(p-toluidin)anthraquinone)

PRD: 페리논 염료(perinone dye)

[이형제]

POEP:폴리옥시에틸렌노닐페닐포스페이트

[자외선흡수제]

HOPBT: 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸

(2-(2'-hydroxy-5'-t-octylphenyl)benzotriazole)

[중합개시제]

BTC: 디부틸틴디클로라이드(dibutyltin dichloride)

본 발명의 수지 조성물은 고굴절이면서 경량성이고 생산비용이 저렴하여 다양한 광학렌즈 분야에서 유용하게 이용될 수 있다. 본 발명의 수지 조성물은 특히 높은 도수에서도 렌즈의 가장자리 두께를 얇게 할 수 있고 가벼운데다 생산비를 기존 렌즈에 비해 30% 이상 크게 낮출 수 있으므로, 안경렌즈 분야에서 종래 사용되던 플라스틱 렌즈를 대체하여 크게 활용될 것으로 기대된다.

Claims

하기 (a), (b) 및 (c)를 혼합한 반응 혼합물을 포함하는 광학렌즈용 수지 조성물.

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 티올 화합물;

[화학식 1]

(b) 이소시아네이트 화합물; 및

(c) 2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올; 2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올; 및 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올로 구성된 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 티올 화합물
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청구항 1에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 이소프론디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌디소시아네이트; 및 시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI)로 구성된 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 반응 혼합물은 활성화 수소화합물을 더 포함하며, 상기 티올 화합물과 활성화 수소화합물을 합친 혼합물에 대한 이소시아네이트 화합물의 사용 비율은 (NCO)/(OH+SH)의 관능기 몰비가 0.5∼3.0의 범위인 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 4에 있어서, 상기 활성화 수소화합물은 펜타에리트리톨테트라키스머캅토프로피오네이트; 펜타에리트리톨테트라키스메캅토아세테이트; 트리메틸올프로판트리스(메르캅토프로피오네이트); 트리메틸올에탄트리스(메르캅토프로피오네이트)및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.

[화학식 2]
청구항 1, 3, 4 및 5 중 어느 한 항에 있어서, 티올 화합물 30∼70 중량%와 이소시아네이트 화합물 30∼70 중량%를 반응시켜 얻어진 고상 굴절률(nD, 20℃) 1.572∼1.632, 액상 굴절률 1.520∼1.570, 고상 비중 1.15∼1.25, 고상 수지의 아베수 32∼50, 액상 점도(20℃) 5∼800cps의 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 6에 있어서, 상기 반응 혼합물 전체 중량에 대하여 자외선 흡수제 0.0007∼9 중량%; 내부이형제 0.0001∼10 중량% 및 중합개시제 0.0001∼10 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 7에 있어서, 상기 자외선 흡수제는 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-아밀페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐) -2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸; 2,4-디히드록시벤조페논; 2-히드록시-4-메톡시벤조페논; 2-히드록시-4-옥틸옥시벤조페논; 4-도데실옥시-2-히드록시벤조페논; 4-벤조록시-2-히드록시벤조페논; 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논; 및 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논로 구성된 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 7에 있어서, 상기 내부이형제로 이소프로필산포스페이트; 디이소프로필산포스페이트; 부틸산포스페이트; 옥틸산포스페이트; 디옥틸산포스페이트; 이소데실산포스페이트; 디이소데실산포스페이트; 트리데칸올산포스페이트; 및 비스(트리데칸올산)포스페이트로 구성된 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택된 산성 인산 에스테르를 사용하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 7에 있어서, 상기 중합개시제로 주석계 또는 아민계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 10에 있어서, 상기 주석계 화합물은, 부틸틴디라우레이트; 디부틸틴디클로라이드; 디부틸틴디아세테이트; 옥칠산 제1주석; 디라우르산디부틸주석; 테트라플루오르주석; 테트라클로로주석; 테트라브로모주석; 테트라아이오드주석; 메틸주석트리클로라이드; 부틸주석트리클로라이드; 디메틸주석디클로라이드; 디부틸주석디클로라이드; 트리메틸주석클로라이드; 트리부틸주석클로라이드; 트리페닐주석클로라이드; 디부틸주석술피드; 및 디(2-에틸섹실)주석옥사이드로 구성된 군으로부터 1종 또는 2종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 수지 조성물.
청구항 1의 광학렌즈용 수지 조성물을 열경화시켜 얻은 플라스틱 안경렌즈.