KR101077373B1 - 광변색성 다초점 광학 제품 - Google Patents

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KR101077373B1
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트랜지션즈 옵티칼 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 (1) 광변색성 및/또는 극성화 층과 같이 기재의 하나 이상의 표면 중 적어도 일부 상에 하나 이상의 광-유도 성질을 갖도록 개조된 견고한 광학 기재, 예컨대 열경화성 또는 열가소성 기재와 같은 투명한 중합체 기재; 및 (2) 광-유도 성질을 갖는 상기 기재 상의 광학 품질 수지의 다초점 층을 포함하는, 다초점 광학 제품, 예컨대 렌즈와 같은 안과용 제품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 다초점 층 상에 내마모성 코팅, 예컨대 유기 실레인을 포함하는 내마모성 코팅을 갖는 전술된 광학 제품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광-유도 성질을 갖는 광학 기재를 포함하는 예비성형물과 다초점 몰드 사이에서 광학 품질 물질을 경화시키는 단계를 포함하는 다초점 광학 제품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

광변색성 다초점 광학 제품{PHOTOCHROMIC MULTIFOCAL OPTICAL ARTICLE}
이 출원은, 광변색성 광학 제품(Photochromic Optical Article)에 대해 2004년 3월 4일자로 출원된 미국 특허 가출원 10/793,589, 및 광변색성 광학 제품(Photochromic Optical Article)에 대해 2004년 3월 4일자로 출원된 미국 특허 가출원 10/793,588과 관련된다.
본 발명은 다초점(multifocal) 광학 제품에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 광-유도(light influencing) 기능을 갖는 다초점 광학 제품에 관한 것이다. 더욱더 구체적으로, 본 발명은 비제한적인 실시양태에서 광변색성(photochromic), 극성화, 틴트(tint) 및/또는 다른 광 개질 기능들로부터 선택될 수 있는 광-유도 기능을 갖는 다초점 안과용(ophthalmic) 제품(예: 안과용 렌즈)에 관한 것이다.
선 렌즈(sun lens), 평면 렌즈(plano lens), 패션 렌즈, 및 시력 교정 안과용 렌즈, 예컨대 처방 렌즈를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 응용분야에서, 눈으로 전달되는 입사광을 감소시키면서 양호한 영상 품질을 제공하는 맑은 안 과용 제품이 요구된다. 이 요구에 부응하여, 광변색성 플라스틱 안과용 제품들은 이들이 유리 렌즈와 비교하여 제공하는 중량의 이점 때문에 상당한 관심을 받아 왔다.
광변색성이란 광변색성 유기 또는 무기 물질, 예컨대 크로멘 또는 은 할라이드 염, 또는 이러한 물질을 포함하는 제품에서 가역적인 색상 변화를 포함하는 현상이다. 활성화 자외선 또는 다른 화학 방사선원에 노출됨에 따라, 광변색성 물질은 색상 변화를 나타낸다. 예컨대, 점차 어두워진다. 활성화 방사선이 제거 또는 차단되는 경우, 광변색성 물질은 그의 본래 색상 또는 무색 상태로 돌아온다. 광변색성 물질이 제품에 적용되거나 제품 내에 혼입된 제품은 이러한 가역적인 색상 변화를 나타내고, 결과적으로 가역적인 광 전달 변화를 나타낸다.
흡수팽윤 방법(imbibition process)에 의해 플라스틱 제품의 기재 내로 광변색성 물질을 혼입시킴으로써 광변색성 플라스틱 안과용 제품을 제조하였다. 흡수팽윤 방법에서, 플라스틱 제품의 표면에 하나 이상의 광변색성 물질, 예컨대 유기 광변색성 물질을 순수한(neat) 광변색성 염료/화합물로서 또는 중합체 또는 다른 유기 용매 담체에 용해 또는 분산된 형태로 적용시킨 후, 가열하여 광변색성 염료/화합물을 플라스틱 제품의 표면 아래 영역으로 확산시킨다. 이러한 플라스틱 제품의 표면 아래 영역은 광변색성 염료/화합물을 수용하여 무색 형태로부터 유색 형태로 변형시킨 후, 원래의 무색 형태로 변환시키기에 충분한 비점유(free) 부피를 갖는 것으로 보고되어 있다.
그러나, 광변색성 염료/화합물을 쉽게 흡수할 수 없는 특정 중합체 매트릭스 가 있다. 이러한 상황에서, 광변색성 염료/화합물은 중합체의 표면 아래로 충분하게 투과하지 못하거나, 중합체의 표면 아래 영역은 충분한 비점유 부피를 갖지 않는 것으로 보고되어 있으며, 이는 광변색성 염료/화합물이 유의적인 광변색성 활성을 나타내지 못하게 만든다. 그러므로, 이들 중합체 매트릭스는 상업적으로 허용 가능한 광변색성 광학 용도를 위해, 흡수되는(또는 내부로 혼입되는) 광변색성 물질에 대한 기재로서 사용될 수 없다. 이러한 중합체 매트릭스를 광변색성 제품의 기재로서 사용할 수 있도록 하기 위하여, 이러한 중합체 기재의 표면에 유기 광변색성 코팅을 적용시키는 것이 제안되었다.
다초점 안과용 제품은 다수의 개인들이 이초점, 삼초점 및 누진 다초점 렌즈(progressive lens)와 같은 그들의 렌즈에 대해 여러 회의 광학적 교정을 요구하기 때문에 상업적으로 상당한 관심을 끌고 있다. 따라서, 유기 광변색성 물질을 쉽게 흡수하지 않는 중합체로부터 제조되는 광변색성 다초점 안과용 제품이 요구되고 있다. 예비성형된 다초점 제품의 표면에 광변색성 코팅을 적용하는 것은 최소의 성공에 부합되는 것인데, 이는 다초점 영역, 예컨대 상승된 이초점 구역에 인접하게 위치하는 코팅 결함과 광학적 뒤틀림 때문이다. 이러한 코팅 결함을 갖는 안과용 제품은 상업적으로 허용 가능한 "미용 표준"에 부합되지 않는다.
발명의 요약
본 발명의 한 비제한적인 실시양태에서, (1) 하나 이상의 광-유도 성질을 갖도록 개조된 견고한 광학 기재; 및 (2) 상기 기재 상의 광학 품질 수지의 다초점 층을 포함하는 다초점 광학 제품이 제공된다. 본 발명의 다른 비제한적인 실시양태에서, (1) 견고한 광학 기재; (2) 상기 견고한 광학 기재의 하나 이상의 표면 중 적어도 일부 상의 투명한 광-유도 층, 예컨대 광변색성 중합체 코팅 및/또는 극성화 층; 및 (3) 상기 광-유도 층 상의 광학 품질 수지의 다초점 층을 포함하는 다초점 광학 제품이 제공된다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 전술된 다초점 광학 제품은, (1) 광학 품질 수지를, 하나 이상의 광-유도 성질을 갖도록 개조된 견고한 광학 기재를 포함하는 예비성형물의 표면과 다초점 몰드 사이에 배치시키고, 이와 접촉시키는 단계; 및 (2) 상기 광학 품질 수지를 경화시킴으로써 상기 예비성형물의 표면 상에 다초점 층을 제공하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.
발명의 상세한 설명
달리 표시되지 않는 한, (실시예를 제외한) 본원에서는, 이하 설명 및 첨부된 청구의 범위에 사용되는 성분, 반응 조건 등의 양과 범위를 표시하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지적되지 않는다면, 이 설명 및 첨부된 청구의 범위에 개시된 수치 파라미터는 본 발명의 제품을 위한 방법에 의해 및 이를 위한 성질들을 위해 획득되는 결과들에 따라 변할 수 있는 근사치들이다. 크게 적어도, 그리고 첨부된 청구의 범위와 동등한 원칙 적용을 제한하고자 하지 않는 한, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유의적 숫자의 개수에 견주어 통상의 반올림 기법을 적용하여 고려되어야 한다. 또한, 이 설명 및 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 하나의 대상에 대해 표시하고 명확하게 제한하지 않는 한 복수 대상을 포함하는 것이다.
발명의 넓은 범위를 설정하는 수치 범위와 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 개시된 수치 값들은 가능한 한 정밀하게 기록된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본래 이들의 각각 시험 측정치들에서 밝혀진 표준 편차로부터의 필연적인 특정 오류들을 포함한다. 또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하는 것이다. 예를 들면, "1 내지 10"은 1과 10 사이의 모든 하위 범위 및 1의 최소 값과 10의 최대 값을 포함하는 것이다. 즉, 1의 최소 값, 1 보다 큰 최소 값, 10의 최대 값, 및 10보다 작은 최대 값을 갖는 범위이다. 개시된 범위들이 연속적이기 때문에, 이들은 최소 값과 최대 값 사이의 각 값들을 포함한다. 달리 지적되지 않는 한, 이 명세서에 특정화된 여러 수치 범위들은 지적한 바와 같이 근사치이다.
이하 설명 및 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 하기 용어는 지적된 의미를 갖는다.
용어 "아크릴릭" 및 "아크릴레이트"는 (이와 같이 의도된 의미를 변경시키지 않는다면) 상호 교환 가능하게 사용되며, 달리 분명하게 지적되지 않는 한, 아크릴산, 저급 알킬-치환된 아크릴산, 예컨대 C1-C5-치환된 아크릴산, 예컨대 메트아크릴산, 에트아크릴산 등, 이들 아크릴산의 유도체, 예컨대 이들의 C1-C5 알킬 에스터를 포함한다. 용어 "(메트)아크릴릭" 또는 "(메트)아크릴레이트"는 지적된 물질의 아크릴릭/아크릴레이트 및 메트아크릴릭/메트아크릴레이트 형태, 예컨대 (메트)아크릴레이트 단량체를 포괄하는 것이다.
경화된 또는 경화성 조성물, 예컨대 임의 특정 설명의 "경화된 조성물"과 관련되어 사용되는 용어 "경화(시키다)", "경화된" 또는 유사 용어는, 경화성 조성물을 형성하는 중합성 및/또는 가교결합성 성분들의 적어도 일부가 적어도 부분적으로 중합되고/되거나 가교결합된 것을 의미한다. 일반적으로, 경화성 조성물은 실질적으로 가교결합되어 있다. 비제한적인 실시양태에서, 가교결합도는 완전 가교결합의 5 내지 100%일 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 가교결합도는 완전 가교결합의 35 내지 85%, 예컨대 50 내지 85%일 수 있다. 가교결합도는 인용된 값들을 비롯한 앞서 지적된 값들의 임의의 조합일 수 있다.
예컨대 경화성 광학 수지 조성물과 관련하여 사용되는 용어 "경화성"은 지적된 조성물이 비제한적 예로서 열, 촉매, 전자 빔, 화학적 유리-라디칼 조사 및/또는 광개시, 예컨대 자외선에 대한 노출에 의해 중합 또는 가교결합될 수 있음을 의미한다.
용어 "광-유도 기능", "광-유도 성질" 또는 유사 의미의 용어는, 코팅, 필름, 기재 등과 같은 지적된 물질이 흡수(또는 여과) 입사광 방사선, 예컨대 상기 물질에 영향을 미치는 가시광선, 자외선(UV) 및/또는 적외선(IR) 방사선에 의해 개질될 수 있음을 의미한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 광-유도 기능은 광 중합, 예컨대 편광기 및/또는 이색성 염료에 의한 광 중합; 광 흡수 성질에서의 변화, 예컨대 화학 방사선에 대한 노출에 따라 색상을 변화시키는 발색제(chromophore)의 사용에 의한 광 흡수 성질에서의 변화; 오직 입사광 방사선 부분의 전달, 예컨대 통상의 염료와 같은 고정된 틴트의 사용에 의한 오직 입사광 방사선 부분의 전달; 또는 이러한 광-유도 기능들 중 하나 이상의 조합에 의한 것일 수 있다.
예컨대 견고한 광학 기재와 관련되어 사용되는 용어 "하나 이상의 광-유도 성질을 갖도록 개조된"은 특정 품목이 그 안에 광-유도 성질이 혼입되거나 그에 첨부될 수 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 다른 비제한적인 실시양태에서, 광-유도 성질을 갖도록 개조된 플라스틱 매트릭스는, 플라스틱 매트릭스가 광변색성 염료 또는 틴트를 내부적으로 순응하기에 충분한 내부 비점유 부피를 갖고/갖거나, 이러한 플라스틱 매트릭스의 표면이 광변색성 또는 틴팅된 층, 그에 부가된 필름 또는 코팅을 가질 수 있고/있거나, 상기 표면이 그에 부착된 극성화 필름을 가질 수 있음을 의미한다.
용어 "다초점"은 특정 광학 제품이 이초점, 삼초점, 누진 다초점 렌즈 또는 비구면 렌즈와 같이 하나 이상의 초점 길이를 갖는 것을 의미한다. 예를 들면, 다초점 광학 렌즈로는, 하나 이상의 렌즈 교정 영역을 갖는 렌즈, 예컨대 거리 교정을 위한 제 1 렌즈 교정을 제공하는 광학 구역, 및 예컨대 판독을 위한 제 2 렌즈 교정 영역을 제공하는 광학 구역을 갖는 이초점 렌즈가 있다. 제 1 렌즈 교정 영역과 제 2 렌즈 교정 영역 사이의 거리를 위한 제 3 렌즈 교정 영역을 제공하는 광학 구역을 갖는 렌즈가 일반적으로 삼초점 렌즈로서 언급되고 있다.
용어 "~ 상(위)", "~에 부착된", "~에 고정된", "~에 결합된", "~에 접착된" 또는 유사 의미의 용어들은, 지적된 품목, 예컨대 코팅, 필름 또는 층이 목적하는 표면에 직접 연결되거나(그 위에 중첩되거나), 또는 목적하는 표면에 예컨대 (그 위에 중첩된) 하나 이상의 다른 코팅, 필름 또는 층을 통해 간접적으로 연결되는 것을 의미한다.
용어 "안과용"은 눈 및 시각과 관련된 요소 및 장치, 예컨대 비제한적인 예로서 안경을 위한 렌즈, 예컨대 교정용 또는 비교정용 렌즈 및 확대용 렌즈를 지칭한다.
예컨대 중합체 물질과 관련하여 사용되는 용어 "광학 품질"은 예컨대 "광학 품질의 수지" 또는 "광학 품질의 유기 중합체 물질"은, 지적된 물질, 예컨대 중합체 물질, 수지 또는 수지 조성물이 안과용 렌즈와 같은 광학 제품으로서 또는 광학 제품과 조합되어 사용될 수 있는 기재, 층, 필름 또는 코팅이거나 또는 이들을 형성하는 것을 의미한다.
예컨대 광학 기재와 관련하여 사용되는 용어 "견고한"은 특정 품목이 자체-지지되는 것을 의미한다.
용어 "광학 기재"는 특정 기재가 예컨대 헤이즈 가드 플러스(Haze Gard Plus) 장치에 의해 550nm에서 측정할 때 4% 이상의 투광도(입사광 투과)를 나타내고 1% 미만, 예컨대 0.5% 미만의 헤이즈 값을 나타내는 것을 의미한다. 광학 기재는 광학 제품, 예컨대 렌즈, 광학 층, 예컨대 광학 수지 층, 광학 필름 및 광학 코팅, 및 광-유도 성질을 갖는 광학 기재를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
용어 "예비성형물"은 하나 이상의 광-유도 성질을 갖도록 개조된 견고한 광학 기재를 의미한다.
용어 "광변색성 수용적인"은, 지적된 품목이 그 안에 광변색성 물질을 혼입하기에 충분한 비점유 부피를 가져서, 그의 무색으로부터 유색 형태로 변화시키는 (이후, 그의 무색 형태로 변환되는) 것을 의미한다.
예컨대 안과용 요소 및 광학 기재와 관련하여 사용되는 용어 "틴팅된"은, 지적된 품목이 상기 지적된 품목 상 또는 그 안에서 고정된 방사선 흡수제, 비제한적인 예로서 통상의 착색 염료, 적외선 및/또는 자외선 흡수 물질을 함유하는 것을 의미한다. 틴팅된 품목은 화학 방사선에 반응하여 유의적으로 변하는 가시광선을 위한 흡수 스펙트럼을 갖는다.
예컨대 안과용 요소 및 광학 기재와 관련하여 사용되는 용어 "비-틴팅된"은, 지적된 품목이 화학 방사선에 반응하여 유의적으로 변하지 않는 가시광선을 위한 흡수 스펙트럼을 가짐을 의미한다.
용어 "화학 방사선"은 가시광선 및 자외선 모두를 포함한다.
예컨대 안과용 요소 및 광학 기재와 관련하여 사용되는 용어 "틴팅된 광변색성"은, 지적된 품목이 고정된 방사선 흡수제 및 광변색성 물질을 함유하는 것을 의미한다. 지적된 품목은 화학 방사선에 반응하여 변하는 가시광선을 위한 흡수 스펙트럼을 가지며, 화학 방사선이 제거되는 경우 열적으로 가역적이다. 예를 들면, 한 비제한적인 실시양태에서, 틴팅된 광변색성 품목은 광 흡수제의 제 1 색상 특징, 예컨대 착색 틴트, 및 광변색성 물질이 화학 방사선에 노출되는 경우, 광 흡수제와 활성화 광변색성 물질의 조합의 제 2 색상 특징을 갖는다.
용어 "이색성 물질", "이색성 염료" 또는 유사 의미의 용어는 다른 것보다 강하게 전달 방사선의 2개의 수직 면-극성화(orthogonal plane-polarized) 성분들 중 하나를 흡수하는 물질/염료를 의미한다. 이색성 물질의 비제한적인 예로는 인디고이드, 싸이오인디고이드, 메로사이아나인, 인단, 아조 및 폴리(아조) 염료, 벤조퀴논, 나프토퀴논, 안트라퀴논, (폴리)안트라퀴논, 안트라피리미디논, 요오드 및 요오데이트가 포함된다. 용어 "이색성"은 "극성화" 또는 유사 의미 단어와 동의어이다.
용어 "이색성 광변색성"은 이색성 및 광변색성 성질 모두를 나타내는 특정 물질 또는 제품을 의미한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 특정 물질은, 광변색성 염료/화합물 및 이색성 염료/화합물, 또는 광변색성 및 이색성 성질을 모두 갖는 단일 염료/화합물을 포함할 수 있다.
예컨대 기재, 필름, 물질 및/또는 코팅과 관련하여 사용되는 용어 "투명한"은, 지적된 기재, 코팅, 필름 및/또는 물질이 상당한 산란 없이 광을 전달하여서 범위 밖에 존재하는 몸체가 전체적으로 관측될 수 있는 성질을 갖는 것을 의미한다. 한 비제한적인 실시양태에서, 투명한 기재, 코팅, 필름 및/또는 물질은 70% 이상의 투광도를 갖는다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 투명한 품목은 80% 이상, 예컨대 85% 이상의 투광도를 갖는다.
본 발명은, 하나 이상의 광-유도 성질을 갖도록 개조된 견고한 광학 기재 및 상기 기재 상의 광학 품질 수지의 다초점 층을 포함하는 다초점 광학 제품에 관한 것이다. 한 비제한적인 실시양태에서, 본 발명은, 광학 기재, 예컨대 광학 품질의 유기 중합체와 같은 유리 또는 유기 중합체 물질의 견고한 기재, 투명한 광-유도 코팅, 예컨대 상기 광-유도 코팅의 하나 이상의 표면 중 적어도 일부에 부착된 광변색성 중합체 코팅 및/또는 극성화 코팅, 및 상기 광-유도 층 상에 중첩된 광학 품질 수지의 다초점 층으로 이루어진 복합체를 포함하는 안과용 제품에 관한 것이다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 전술된 다초점 광학 제품, 예컨대 안과용 제품은 다초점 광학 수지 층 상에 중첩된 하나 이상의 내마모성 코팅을 추가로 포함한다. 본 발명의 또다른 비제한적인 실시양태에서, 추가 코팅, 예컨대 반사방지 코팅이 내마모성 코팅 상에 중첩된다. 추가의 필름/코팅은 반사방지 코팅에 부착되거나, 예컨대 반사방지 코팅 상에 포개지거나, 또는 그 아래에 배치되어서, 다초점 제품, 예컨대 대전방지 및/또는 습윤방지 코팅에 추가의 기능적 성질을 제공할 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 광-유도 성질은 틴팅, 광변색성, 틴팅과 광변색성의 조합, 극성화, 틴팅과 극성화의 조합, 광변색성과 극성화의 조합, 틴팅, 광변색성 및 극성화의 조합, 또는 특별히 설명되지 않은 이러한 광-유도 성질들 중 하나 이상의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 광-유도 성질은 코팅, 필름 또는 층으로 구체화되며, 이는 광학 제품, 예컨대 렌즈와 같은 안과용 제품의 표면에 부착된다. 그러나, 광-유도 성질은 광학 제품의 매트릭스 내에 혼입될 수 있다.
다초점 층은 경화성 광학 품질 수지, 예컨대 광학 품질의 유기 중합성 조성물로 제조된다. 경화되는 경우, 광학 품질 수지는 투명한 점착성 다초점 층을 제공한다. 비제한적인 실시양태에서, 경화성 다초점 광학 품질 수지는 그 위에 배치되는 예비성형물의 표면에 응집적으로 접착하도록 개조되며, 예컨대 경화성 조성물은 접합 표면들에 대한 경화 광학 수지의 접착을 증진시키기 위해 예비성형물(및 사용된다면, 다초점 광학 품질 수지 상에 배치되는 내마모성 코팅)의 표면과의 공유결합성 화합 결합을 생성시킬 수 있는 접착 촉진 첨가제, 예컨대 실레인 커플링제를 함유하도록 배합될 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 다초점 수지 층을 예비성형물의 표면에 부착시키는 방법은 예비성형물에 대한 그의 접착을 예컨대 열 및/또는 압력에 의해 증진시킬 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 경화된 다초점 광학 수지는 상기 경화된 다초점 광학 수지 층에 위치할 수 있는 내마모성 코팅과 상용성이다. 내마모성 코팅, 예컨대 유기 실레인-함유 조성물로 제조되는 것과 같은 경질 코트는 이 설명의 다른 경우에도 기재되고 있다. "상용성"은, 경화된 다초점 광학 수지가 내마모성 코팅, 예컨대 그의 표면에 적용된 유기 실레인-함유 경질 코트를 가질 수 있되, 상기 내마모성 코팅이, 당해 분야에 인지되어 있는 크로스 해치 테이프 박리 접착 시험(cross hatch tape peel adhesion test)(ASTM D 3359-02 및 ASTM D 870-02)에 의해 결정할 때, 통상의 취급/마모 조건 하에 예비성형물의 표면에 접착하고/하거나 상기 내마모성 코팅이 적용 및 경화 후 빙렬(crazing)을 나타내지 않는 것을 의미한다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 경화된 다초점 광학 수지 층은 예컨대 무기 부식제 수용액, 예컨대 비교적 묽은 알칼리 금속 수산화물 수용액(수산화나트륨 또는 수산화칼륨 용액)에 의한 처리(예컨대, 제거)에 대해 저항성이다. 다초점 수지 층은, 상기 수지 층의 두께가 140℉(60℃)에서 12.5% 수산화칼륨 수용액에 4분 동안 노출된 후 0.5μ 이하로 감소되면, 이러한 용액에 의한 제거에 대해 저항성인 것으로 간주된다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 다초점 수지 층은 알칼리 금속 수산화물 수용액에 2 또는 3회 노출된 후 0.5μ 이하로 감소된다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 경화된 다초점 광학 품질 수지는 광-유도 기능을 갖는 하위 인접 층, 예컨대 광변색성 코팅 또는 극성화 층보다 단단하다. 층 또는 코팅의 경도는 예컨대 FISCHERSCOPE HCV Model H-100 장비(피셔 테크놀로지 인코포레이티드(Fischer Technology, Inc)에서 시판 중임)에 의해 측정될 수 있다. 이러한 측정으로부터 획득된 값들은 통상적으로 피셔(Fischer) 미세경도로서 지칭된다. 피셔 미세경도는, 2㎛(μ)의 압흔기(indenter)(비커스(Vickers) 다이아몬드 바늘) 깊이에서 100mN 하중, 30개의 적재 단계, 및 적재 단계들 사이의 0.5초 일시정지의 조건 하에서 시험 시료의 중심부에서 3회 측정하여 평균을 냄으로써 획득된다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 경화된 다초점 광학 품질 수지는 광-유도 성질을 갖는 하위 인접 층보다 높은 내긁힘성을 갖는다. 예를 들면, 이는 러빙(rubbing) 또는 스크랩핑(crapping)에 가해지는 경우 광-유도 성질을 갖는 하위 인접 층보다 덜 투과적이거나, 마르성(mar)이거나, 또는 긁혀지기 쉽다. 층의 내긁힘성은 통상적인 강철 모 긁힘 시험(steel wool scratch test)에 의해 쉽게 측정될 수 있으며, 이는 매우 미세한 강철 모에 의해 긁힐 때 표면의 평균 헤이즈 증가를 측정한다. 예를 들면, ASTM 시험 방법 F735-81을 참고한다. 에버바흐 강철 모 마모 시험기(Eberbach Steel Wool Abrasion Tester)를 이용하여 표면 내긁힘성을 결정할 수 있다. 표면 내마모성을 결정하는데 베이어 마모 시험기(Bayer Abrasion Tester)가 사용될 수 있다.
비제한적인 실시양태에서, 다초점 층을 제조하는데 사용되는 광학 품질 수지는 방사선, 예컨대 자외선 또는 마이크로파 방사선에 의해 및/또는 열 경화 공정에 의해 경화될 수 있다. 일반적으로, 광학 품질 다초점 수지는 비교적 단시간에 목적하는 정도의 경화로 경화되는 물질이다. 예를 들면, 비제한적인 실시양태에서, 경화성 광학 품질 수지의 경화 시간은 2시간 미만이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 경화 시간은 1시간 미만, 예컨대 30분 미만이다. 다초점 광학 수지가 부착되는 하위 인접 표면 및 다초점 광학 수지의 접경 표면에 몇몇 공유결합들, 예컨대 다초점 수지의 경화 동안 광-유도 성질을 갖는 코팅이 존재하는 것으로 생각된다. 이러한 공유결합은 2개의 층의 접착을 증진시키며, 이는 또한 광-유도 성질을 갖는 코팅 및/또는 광학 수지에서 접착-촉진 첨가제의 혼입에 의해 추가로 증진될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 경화성 다초점 광학 수지는 휘발 물질, 예컨대 용매(예를 들면, 반응성 용매 제외)가 실질적으로 부재하여서, 물질의 경화 동안 증기와 같은 휘발 물질의 형성을 방지한다. 휘발 물질, 예컨대 다초점 광학 수지의 경화 도중 증발하는 용매 및 용해된 기체는 제조시 문제점을 야기시킬 수 있으며, 다초점 층 내의 기포 및/또는 다른 원하지 않는 미용 결함들이 생성된다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에서, 경화성 다초점 광학 품질 수지는 경화 도중 비교적 낮은 수축도를 가져서 다초점 몰드로부터 주조 및/또는 예비성형물의 조기 분리, 다초점 몰드의 파쇄 및/또는 다초점 층 내의 원하지 않는 미용 결함을 방지한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 경화성 다초점 광학 품질 수지의 수축도는 15% 미만, 예컨대 10% 미만이다.
경화된 중합물에 상기 물리적 성질들을 제공하는 광학 품질 수지는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있거나, 또는 선택된 부류의 수지 내에서 통상의 실험을 통해 확인될 수 있다. 더욱이, 경화된 수지의 굴절률은 또한 잘 공지되어 있다. 이러한 정보에서, 당업자는 다양한 광학 수지로부터 선택하여 목적하는 다초점 층을 제공할 수 있다. 또한, 당업자는 광학 수지를 이것이 예비성형물 및/또는 다초점 몰드의 표면에 고루 분포되도록 용이하게 배합하여 목적하는 점도 또는 유동성을 가질 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에 따라, 다초점 광학 품질 수지는 덴드리틱(dendritic) 폴리에스터 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 비아크릴화된 덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자는 미국 특허 5,418,301, 5,663,247, 6,225,404 Bl, 및 미국 특허 공개공보 2002/0151652 A1에 기재되어 있다. (또한, 문헌 "Dendrimers and other Dendritic Polymers, Jean M. J. Frechet and Donald A. Tomalia. Editors, ISBN: 0-471-63850-1"을 참조한다) 이들 거대분자는 전형적으로 나무-모양(treelike) 구조를 갖는 3차원 분자이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자" 및 "덴드리틱 폴리에스터-유형 올리고머"(또는 유사 의미의 용어)는 초분지된(hyperbranched) 덴드리틱 거대분자 및 덴드리머(dendrimer)를 의미하며 이를 포함하는 것이다. 덴드리머는 매우 대칭적인 반면, 초분지된으로서 지적된 유사 거대분자는 특정 정도로 비대칭일 수 있으며, 또한 고도로 분지된 나무-모양 구조를 유지한다. 덴드리머는 일분산성이거나, 또는 실질적으로 일분산성 초분지된 덴드리틱 거대분자인 것으로 생각될 수 있다.
초분지된 덴드리틱 폴리에스터 거대분자는 보통 하나 이상의 반응성 부위 또는 기능을 갖는 개시제 또는 핵, 다수의 분지화 층, 및 선택적으로는 하나 이상의 스페이싱(spacing) 층 및/또는 쇄 종결 분자의 층을 포함한다. 분지화 층의 연속적 복제는 분지 다양성을 증가시키며, 적용 가능하거나 원하는 경우 말단 작용기의 수를 증가시킨다. 층들은 통상적으로 제너레이션(generation)으로 지칭되고, 분지는 덴드론(dendron)으로 지칭된다. 초분지된 덴드리틱 거대분자(덴드리머)는 본원에 참고로 인용하고 있는 미국 특허 6,225,404 B1의 6칼럼 8 내지 30행의 식에 의해 설명될 수 있다. 이 식에서, X 및 Y는 각각 4개 및 2개의 반응성 작용기를 갖는 개시제 또는 핵이고, A, B 및 C는 3개(A,C) 및 4개(B) 반응성 작용기를 갖는 분지쇄 증량제(extender)이며, 각각의 분지쇄 증량제는 거대분자 내에서 하나의 분지화 제너레이션을 형성한다. 전술된 식에서의 T는 종결 쇄 스토퍼(stopper) 또는 적합한 말단 작용기 또는 부위, 예컨대 하이드록실, 카복실 또는 에폭사이드 기이다.
덴드론은 미리 생성된 후 핵에 첨가될 수 있다. 덴드론은, 예컨대 하나 이상의 하이드록실 작용성 카복실산을 보통의 에스터화 온도에서 축합시킴으로써, 일작용성, 이작용성, 삼작용성 또는 다작용성 카복실산을 허용하여 일작용성, 이작용성, 삼작용성 또는 다작용성 알콜 또는 에폭사이드와의 에스터 연결을 형성함으로써, 또는 에스터 연결, 에터 연결 또는 다른 화학 결합을 생성시키는 유사 절차에 의해 생성될 수 있다. 덴드론을 제조하는데 사용되는 원료 물질은 하나 이상의 말단 반응성 부위를 제공하여 핵 또는 개시제와 반응되도록 선택된다.
덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자는 일반적으로 에터 또는 폴리에터 단위와 선택적으로 조합되어 에스터 또는 폴리에스터 단위로부터 형성된다. 초분지된 덴드리틱 거대분자는 하나 이상의 반응성 에폭사이드, 하이드록실, 카복실 또는 무수 기를 갖는 단량체 또는 중합체 핵을 포함하되, 여기서 상기 핵은 1 내지 100, 통상적으로 1 내지 20, 예컨대 2 내지 8로 첨가되고, 분지화 제너레이션은 하나 이상이 하이드록실 기이고 하나 이상이 카복실 또는 무수 기인 하나 이상의 단량체 또는 중합체 분지화 쇄 증량제를 포함하며, 선택적으로 하나 이상의 스페이싱 제너레이션은 하나 이상의 쇄 증량제를 포함한다. 스페이싱 쇄 증량제는 일반적으로 하나가 하이드록실 기이고 하나가 카복실 또는 무수 기인 2개의 반응기를 갖는 화합물이거나, 또는 이러한 화합물의 이너(inner) 에터, 예컨대 락톤이다. 초분지된 덴드리틱 거대분자의 말단 쇄 증량제 작용기는 실질적으로 하이드록실, 카복실 또는 무수 기이며, 초분지된 덴드리틱 거대분자는 하나 이상의 단량체 또는 중합체 쇄 스토퍼에 의해 선택적으로 완전하게 또는 부분적으로 쇄 종결되고/되거나 작용화된다.
덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자는 중심 코어로부터 방사상 형태를 갖는 고도의 분지된 거대분자로서 잘 정의되어 있으며, 논의된 바와 같이 단계적 반복의 분지화 반응 순서를 통해 합성된다. 반복의 분지화 순서는 통상적으로 각 제너레이션을 위한 완전 쉘을 보장하며, 이로 인해 통상적으로 일분산성인 거대분자가 생성된다. 덴드리틱 폴리에스터 거대분자를 제조하기 위한 합성 절차들은 흔히 크기, 형상, 표면/내부 화학, 가요성 및 형태에 대한 거의 완전한 제어를 제공한다. 덴드리틱 폴리에스터 거대분자는 완전 및 대칭적 분지들 및 불완전 및 비대칭 분지들을 가질 수 있다.
폴리에스터 덴드리틱 거대분자를 위한 중심 개시제 분자의 비제한적인 예로는 지방족, 지환족 또는 방향족 다이올, 트라이올, 테트라올, 소르비톨, 만니톨, 다이펜타에리트리톨, 및 다이-, 트라이- 또는 폴리알콜과 분자량 2,000 미만의 알킬렌 산화물(예컨대, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 뷰틸렌 옥사이드)의 반응 생성물이 포함된다. 다이올의 비제한적인 예로는 1,3-프로페인다이올, 1,3-프로페인다이올의 이량체, 삼량체 또는 중합체, 2-알킬-1,3-프로페인다이올, 2,2-다이알킬-1,3-프로페인다이올, 예컨대 2-뷰틸-2-에틸-1,3-프로페인다이올, 2-하이드록시-2-알킬-1,3-프로페인다이올, 2,2-다이(하이드록시알킬)-1,3-프로페인다이올, 2-하이드록시알콕시-2-알킬-1,3-프로페인다이올, 2,2-다이(하이드록시알콕시)-1,3-프로페인다이올, 1,2-프로페인다이올, 1,2-에테인다이올, 1,4-뷰테인다이올, 1,5-펜테인다이올, 네오펜틸 글라이콜, 트라이메틸올에테인, 트라이메틸올프로페인, 펜타에리트리톨, 다이트라이에틸올에테인, 다이트라이메틸올프로페인, 1,6-헥세인다이올 및 폴리테트라하이드로퓨란이 포함된다. 개시제 분자의 알킬 기는 일반적으로 C1 내지 C12, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기이다.
폴리에스터 쇄 증량제는 일반적으로 2개 이상의 하이드록실 기를 갖는 일작용성 카복실산, 예컨대 비제한적으로 다이메틸올프로핀산, α,α-비스(하이드록시)프로피온산, α,α-비스(하이드록시메틸)뷰티르산, α,α-비스(하이드록시메틸)발레산, α,α,α-트리스(하이드록시메틸)아세트산, α,α-비스(하이드록시메틸)뷰티르산, α,β-다이하이드록시 프로피온산, 헵톤산, 시트르산, d- 또는 l-타르타르산 또는 α-페닐카복실산, 예컨대 3,5-다이하이드록시벤조산이다.
사용될 수 있는 쇄 종결제로는 포화 일작용성 카복실산, 포화 지방산, 불포화 일작용성 카복실산, 방향족 일작용성 카복실산, 예컨대 벤조산, 및 이작용성 또는 다작용성 카복실산 또는 이들의 무수물이 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 이러한 산의 비제한적인 예로는 베헨산이 있다. 폴리에스터 쇄 증량제 내의 말단 하이드록실 기는 작용기와 함께 또는 이의 부재 하에서 쇄 스토퍼와 반응될 수 있다.
덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자는 스웨덴 퍼스톱 소재의 퍼스톱 스페셜티 케미칼즈(Perstorp Specialty Chemicals)로부터 볼톤(BOLTORN)(등록상표) H20, H30 및 H40 덴드리틱 거대분자로서 시판 중이며, 이들 거대분자는 주변에서 하이드록시 기로 작용화된다. 이들 물질은 1,000 내지 4,000의 중량 평균 분자량을 갖는다. 볼톤(등록상표) H20, H30 및 H40 물질은 거대분자의 주변에서 각각 평균 16, 32 및 64개의 하이드록시 기를 갖는다.
덴드리틱 폴리에스터 거대분자 물질은 공지된 에스터화 방법에 의해 알킬화되어서, 이 설명에서 기재된 투명한 다초점 층을 제조하는데 사용된 광학 품질의 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 수지를 형성하는데 사용되는 물질을 제공할 수 있다. 예를 들면, 국제 특허 공개공보 WO 00/77070 A2 및 WO 00/64975의 개시내용을 참조한다.
덴드리틱 폴리에스터 거대분자의 아크릴화, 및 아크릴화된 덴드리틱 폴리에스터 거대분자의 회수와 정제는 문헌 "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (1980 Vol. 1, pages 386-413)"에서 "Acrylic Ester Polymers" 부분에 기재된 방법과 같이 잘 공지된 방법을 사용하여 실시될 수 있다. 아크릴화는 일반적으로 예컨대 아크릴산, 메트아크릴산 또는 크로톤산(β-메트아크릴산)으로 아크릴화되는 분자에 의한 직접 반응(예컨대 에스터화), 아이소사이아나토(메트)아크릴레이트를 사용하는 축합, 또는 상기 아크릴산에 상응하는 무수물 및/또는 할라이드와의, 1:0.1 내지 1:5, 더욱 통상적으로 1:0.5 내지 1:1.5의 하이드록실 기 대 상기 산, 무수물 및/또는 할라이드의 몰비에서의 직접 반응이다. 아크릴화제의 다른 비제한적인 예로는 에폭사이드 또는 무수물 작용성 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트, 예컨대 글라시딜메트아크릴레이트가 포함된다.
작용성 아크릴산 기, 예컨대 아크릴화된 덴드리틱 폴리에스터 거대분자에서 아크릴화되는 하이드록실 기의 백분율은 변할 수 있으며, 일반적으로 초기 하이드록실 함량을 기준으로 5 내지 100%일 것이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 아크릴화된 덴드리틱 폴리에스터 거대분자 내의 작용성 아크릴산 기의 백분율은 20 내지 90%, 예컨대 40 내지 85%, 예컨대 45 내지 80%로 변할 수 있다. 아크릴화된 하이드록실 기의 백분율은 인용된 백분율을 비롯해 이들 백분율들의 조합 범위일 수 있다.
에스터화 단계는 전형적으로 용매, 예컨대 비극성 유기 용매의 존재 하에서 실시된다. 이러한 용매의 비제한적인 예로는 헵테인, 사이클로헥세인, 톨루엔, 벤젠, 자일렌 또는 이러한 용매들의 혼합물이 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 에스터화는 일반적으로 촉매, 예컨대 p-톨루엔 설폰산, 메테인 설폰산, 트라이플루오로메테인 설폰산, 트라이플루오로아세트산, 황산, 인산, 나프탈렌 설폰산, 루이스산, 예컨대 BF3, AlCl3, SnCl4, 티탄에이트, 예컨대 테트라뷰틸 티탄에이트, 및 유기주석 화합물의 존재 하에 실시된다.
아크릴화 단계는 일반적으로 50 내지 200℃, 예컨대 80 내지 150℃의 온도에서 실시된다. 아크릴화 온도는 변할 수 있으며, 일반적으로 아크릴화 단계가 실시되는 온도 및 선택된 용매에 따라 달라진다. 한 비제한적인 실시양태에서, 아크릴화 단계는 라디칼 중합 개시제, 예컨대 에틸 에터 하이드로퀴논, 하이드로퀴논, 페노싸이아진, 다이-t-뷰틸 하이드로퀴논 또는 이러한 개시제들의 혼합물의 존재 하에 실시된다.
국제 특허 공개공보 WO 00/64975의 개시내용에 따라, 덴드리틱 폴리에스터 거대분자는 아크릴화 단계 전에 유기 알콜, 예컨대 분자량 2,000 미만, 예컨대 60 내지 1500 또는 100 내지 1,000 및 하나 이상의 하이드록실 기를 갖는 지방족 알콜과 혼합될 수 있는데, 이는 덴드리틱 폴리에스터 거대분자가 일반적으로 점성 액체이기 때문이다. 일반적으로, 알콜은 20 내지 50℃의 온도에서 액체이거나, 또는 상기 온도에서 상기 덴드리틱 폴리에스터 거대분자와의 액체 혼합물이 된다. 알콜은 다이올일 수 있다. 다이올의 비제한적인 예로는 에틸렌 글라이콜, 1,2- 또는 1,3-프로필렌 글라이콜, 뷰테인다이올 또는 다이-, 트라이- 또는 폴리글라이콜, 예컨대 다이에틸렌 글라이콜, 폴리프로필렌 글라이콜 또는 글라이콜 중합체, 예컨대 하나 이상의 에틸렌 글라이콜 및 하나 이상의 프로필렌 글라이콜을 포함하는 중합체가 포함된다. 덴드리틱 폴리에스터 거대분자와 알콜의 중량비는 변할 수 있다. 한 비제한적인 실시양태에서, 덴드리틱 폴리에스터 대 알콜의 중량비는 90:10 내지 10:90로 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 덴드리틱 폴리에스터 대 알콜의 중량비는 25:75 내지 75:25, 예컨대 40:60 내지 60:40, 예컨대 50:50으로 변할 수 있다. 덴드리틱 폴리에스터 거대분자와 알콜의 중량비는 특정 값들을 비롯해 인용된 값들의 임의 조합 범위로 변할 수 있다. 덴드리틱 폴리에스터와 알콜의 혼합물의 아크릴화는 하나 이상의 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 및 하나 이상의 아크릴레이트 단량체를 포함하는 조성물을 생성시킨다.
본 개시내용 및 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트"(또는 유사 의미의 용어)는 덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자를 아크릴화시킴으로써, 또는 아크릴화 단계 동안 아크릴화되는 기를 갖는 점성 감소 물질, 예컨대 하나 이상의 하이드록실 기를 갖는 하나 이상의 알콜을 함유하는 덴드리틱 폴리에스터-유형 거대분자를 아크릴화시킴으로써 제조된 조성물을 의미한다. 용어 "덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 층"(또는 유사 의미의 용어)은, 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트(앞서 정의된 바와 같음)를 포함하는 조성물, 또는 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트(앞서 정의된 바와 같음) 및 하나 이상의 방사선 또는 열 경화성 물질(이후 본원에서 방사선 경화성 물질로서 언급함)을 포함하는 조성물, 예컨대 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트(앞서 정의된 바와 같음) 및 방사선 또는 열 경화성 아크릴릭 단량체, 예컨대 (메트)아크릴릭 단량체 물질의 혼합물의 조성물을 예컨대 방사선 및/또는 열 방법에 의해 경화시킴으로써 생성된 층을 의미한다. 또한, 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 층을 제조하는 데 사용된 조성물 중에는 여러 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트의 배합물이 사용될 수 있다. 용어 "덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트를 포함하는 조성물"(또는 유사 의미의 용어)은 전술된 임의의 조성물을 의미한다.
덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트를 포함하는 조성물에 사용될 수 있는 방사선 경화성 아크릴릭 단량체 물질의 비제한적인 예로는, 모노아크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 예컨대 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트, 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 등이 포함된다. 모노아크릴레이트, 예컨대 단일 아크릴릭 작용기를 함유하는 단량체는 하이드록시-치환된 모노아크릴레이트 및 알콕시실릴 알킬 아크릴레이트, 예컨대 트라이알콕시실릴프로필메트아크릴레이트를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 비제한적인 실시양태에서, 방사선-경화성 단량체 물질은 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트 및 이러한 폴리아크릴레이트들의 혼합물로부터 선택된다. 아크릴릭 단량체의 예로는 다초점 광학 품질 수지로서 사용될 수 있는 방사선-경화성 아크릴레이트계 중합성 조성물과 관련하여 후속적으로 본원에서 기재되는 아크릴릭 단량체가 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 또한, 아크릴릭 단량체의 추가 비제한적인 예에 대해서는 2004년 3월 4일자로 출원된 에릭(Eric M. King)의 공계류 중인 미국 특허 가출원 10/793,589의 15 내지 19면을 참조한다.
덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트를 포함하는 조성물에서 방사선 경화성 아크릴릭 단량체 물질 대 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트의 중량비는 변할 수 있으며, 일반적으로는 요구되는 경화성 혼합물 및 최종 다초점 층의 물리적 성질, 예컨대 혼합물의 점도, 가교결합의 정도 및 다초점 층의 경도에 따라 달라질 것이다. 비제한적인 실시양태에서, 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 대 방사선 경화성 아크릴릭 단량체 물질의 중량비는 90:10 내지 10:90으로 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 중량비는 70:30 내지 30:70, 예컨대 40:60 내지 60:40, 예컨대 50:50으로 변할 수 있다. 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 대 추가의 아크릴레이트 단량체 물질의 중량비는 특정 값들을 비롯해 인용된 값들의 임의 조합 범위로 변할 수 있다.
전술된 양의 추가 아크릴레이트 단량체 및 다른 반응성 단량체/희석제는, 경화성 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 조성물을 포함하되 다른 성분들(예컨대 광개시제)를 포함하지 않은 중합성 물질(수지 고체)의 총량을 기준으로 한다. 경화성 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 조성물을 포함하는 모든 다양한 중합성 물질의 합계는 물론 100%이다.
방사선 경화성 아크릴릭 단량체 물질은 시판 중이며; 시판되지 않는 경우에는 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 절차에 의해 제조될 수 있다. 시판 중인 아크릴레이트 물질의 예는 본원에 참고로 인용하고 있는 미국 특허 5,910,375, 구체적으로는 8칼럼, 20 내지 55행 및 10칼럼 5 내지 36행의 개시내용에서 찾아볼 수 있다. 시판 중인 아크릴레이트 물질은 다양한 제조업체에서 구입할 수 있고, 사르토머(SARTOMER, 상표명), 에베크릴(EBECRYL, 상표명) 및 포토머(PHOTOMER, 상표명)로 시판 중인 것을 포함한다.
비제한적인 실시양태에서, 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트, 및 이러한 아크릴레이트를 포함하는 조성물은 다초점 층의 효능을 증진시키기 위해 또는 예비성형물에 대한 그의 적용 및 다초점 몰드로부터의 그의 제거를 증진시키기 위해 첨가제를 함유할 수 있다. 이러한 물질은 당해 분야에 인지된 접착 촉진 첨가제, 자외선 안정화제, 장애 아민 안정화제, 몰드 이형제, 점도, 유동 및 레벨링 첨가제 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 접착 촉진제 및 다른 첨가제에 대한 논의는 앞서 인용된 에릭의 미국 특허 가출원 10/793,589의 21 내지 24, 25 및 26면에서 찾을 수 있다.
덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트, 및 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트를 포함하는 조성물은 광개시제와 함께 또는 이의 부재 하에 경화될 수 있다. 이들 물질이 광개시제 없이 경화될 수 있지만, 소량의 하나 이상의 광개시제의 사용은 경화율을 증진시키고 더욱 짧은 시간에 더욱 완전한 경화를 제공할 것이다.
사용되는 경우, 광개시제는 조성물의 경화를 개시 및 유지시키기에 충분한 양, 예컨대 개시 또는 광개시 양으로 존재한다. 광개시제는 경화 공정을 개시하는데 필요한 최소량으로 사용되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 광개시제는 경화성 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 필름 조성물 중의 광개시된 중합 성분들의 총량을 기준으로 0.1 내지 10중량%, 예컨대 0.2 내지 1중량%, 더욱 일반적으로 0.3 내지 0.5중량%의 양으로 존재한다. 광개시제는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 시판 중인 광개시제의 비제한적인 예는 그 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 5,910,375의 10칼럼 38 내지 43행 및 미국 특허 6,271,339 B1의 11칼럼 24 내지 65행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에 따라, 다초점 광학 품질 수지는 하나 이상의 말레이미드 유도체, 예컨대 방사선-경화된 말레이미드 유도체, 예컨대 말레이미드 올리고머, 예컨대 비스말레이미드 올리고머를 포함하는 조성물일 수 있다. 말레이미드 유도체, 예컨대 말레이미드 올리고머는 당해 분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 5,446,073; 6,034,150; 6,306,923 B1; 6,369,124 B1; 6,410,611 B1; 및 미국 특허 공개공보 2003/0073755 A1; EP 특허 공개공보 0 878,482 A1; 및 국제 특허 공개공보 WO 99/03930 및 WO 01/68602를 참조한다.
다초점 광학 품질 수지로서 사용될 수 있는 말레이미드 유도체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
M-R-FG
상기 식에서,
(a) M은 말레이미도 기, 즉
Figure 112008024562674-pct00001
이고;
(b) R은 선형 또는 분지형 C1 내지 C10 알킬이고;
(c1) FG는 -OR3, -OC(O)N(R3)2, OC(O)C(=CHR3)R3, -OC(O)R3, -C(O)R3, -N(R3)2, -C(O)OR3, -NCO, -C(O)N(R3)2 또는 -OC(O)OR3로부터 선택된 작용기이되, 단 FG가 -OR3인 경우, R은 선형 또는 분지형 C1 내지 C4 알킬이고; 각각의 R3은 수소, 탄소수 20 미만, 예컨대 탄소수 1 내지 10의 알킬, 아릴, 사이클로알킬, 아릴알킬 또는 알킬아릴 기로부터 선택되거나; 또는
(c2) FG는 (c1)에서 정의된 바와 같은 작용기이되, 상기 말레이미도 기를 하나 이상의 다른 말레이미도 기와 연결시키는 스페이서 기와 조합되어 폴리말레이미도 화합물, 예컨대 다이-, 트라이-, 테트라- 또는 다른 폴리말레이미도 화합물을 형성한다.
말레이미드 유도체는 하기 화학식 2 및 2A로 표시될 수 있다:
M-[올리고머]-M
Mx[올리고머]
상기 식에서,
M은 앞서 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
x는 2 내지 4이고,
[올리고머]는 말레이미도 기들을 연결시키는 구조를 나타낸다.
비제한적인 실시양태에서, 말레이미드 유도체는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:
M-R4-G1-R6-G2-R5-M
상기 식에서,
M은 앞서 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
R4 및 R5은, 동일하거나 상이할 수 있는 연결기이며, 각각 독립적으로 탄소수 20 미만의 이가 알킬렌, 지환족, 아릴알킬렌 또는 사이클로알킬알킬렌 기이고,
G1 및 G2는 각각 -C(O)O- 또는 -OC(O)-로 표시되는 에스터 연결기, 또는 기 -OC(O)N-(카밤에이트)이고,
R6은 탄소수 1 내지 24의 알킬렌 기(선형 또는 분지형), 하이드록시 작용기를 포함하는 탄소수 1 내지 24의 알킬렌 기, 탄소수 4 내지 7의 사이클로알킬렌(지환족) 기, 탄소수 11 내지 24의 다이사이클로알킬렌 알킬 기, 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬렌 기, 탄소수 13 내지 24의 다이아릴렌 알킬 기, 폴리에터 기 또는 폴리에스터 기로부터 선택된 이가 연결기이며, 비제한적인 실시 양태에서 상기 폴리에터 및 폴리에스터 기는 100 내지 5,000의 평균 분자량을 가질 수 있다.
화학식 3에서 지적된 기들의 비제한적인 예, 및 말레이미드 유도체의 예 및 이러한 유도체를 제조하는 방법은 그의 개시내용이 참고로 인용하고 있는 미국 특허 6,410,611 B1의 4칼럼 26행 내지 12칼럼 24행에서 찾을 수 있다. R4 및 R5의 예는 직쇄 및 분지쇄 알킬렌 기, 예컨대 C1 내지 C12 알킬렌 기, 예컨대 메틸렌, 에틸렌, 트라이메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 1-메틸에틸렌, 1-메틸-트라이메틸렌, 2-메틸-트라이메틸렌, 1-메틸-테트라메틸렌 등; 사이클로알킬렌 기, 예컨대 사이클로펜틸렌 및 사이클로헥실렌 기; 주쇄 또는 측쇄에 아릴 기를 갖는 아릴알킬렌 기, 예컨대 베닐렌, 2,2-다이페닐-트라이메틸렌, 1-페닐-에틸렌, 1-페닐-테트라에틸렌, 2-페닐-테트라에틸렌 기 등; 주쇄 또는 측쇄에 지환족 기를 갖는 사이클로알킬 알킬렌 기, 예컨대 사이클로헥실-메틸렌, 1-사이클로헥실-에틸렌, 1-사이클로헥실-테트라에틸렌, 2-사이클로헥실-테트라에틸렌 기 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
R6으로 표시되는 연결 쇄의 비제한적인 예는, (a) 100 내지 5,000의 평균 분자량을 갖고, 탄소수 1 내지 24의 직쇄 알킬렌 기, 탄소수 2 내지 24의 분지쇄 알킬렌 기, 탄소수 3 내지 24의 지환족 기 또는 탄소수 6 내지 24의 아릴 기로부터 선택된 하나 이상의 기가 에터 연결 쇄와 연결되는 부분 또는 이의 반복 단위를 포함하는 폴리에터 폴리올 잔기; (b) 100 내지 5,000의 평균 분자량을 갖고, 탄소수 2 내지 24의 직쇄 알킬렌 기, 탄소수 2 내지 24의 분지쇄 알킬렌 기, 탄소수 3 내지 24의 지환족 기 또는 탄소수 6 내지 24의 아릴 기로부터 선택된 하나 이상의 기가 에스터 연결 쇄와 연결되는 부분 또는 이의 반복 단위를 포함하는 폴리에스터 폴리올 잔기; (c) 100 내지 5,000의 평균 분자량을 갖고, 탄소수 1 내지 24의 직쇄 알킬렌 기, 탄소수 2 내지 24의 분지쇄 알킬렌 기, 탄소수 3 내지 24의 지환족 기 또는 탄소수 6 내지 24의 아릴 기로부터 선택된 하나 이상의 기가 에스터 연결 쇄와 연결되는 부분 또는 이의 반복 단위를 포함하는, 폴리에터 폴리올을 탄소수 2 내지 6의 카복실산으로 에스터화시킴으로써 수득된, 말단 위치에서 폴리카복실산 잔기를 갖는 폴리카복실레이트 폴리에터 폴리올 에스터; (d) 100 내지 5,000, 예컨대 100 내지 2,000의 평균 분자량을 갖고, 탄소수 1 내지 24의 직쇄 알킬렌 기, 탄소수 2 내지 24의 분지쇄 알킬렌 기, 탄소수 3 내지 24의 지환족 기 또는 탄소수 6 내지 24의 아릴 기로부터 선택된 하나 이상의 기가 에터 및 에스터 연결 쇄와 연결되는 부분 또는 이들의 반복 단위를 포함하는, 폴리에스터 폴리올을 탄소수 2 내지 6의 카복실산으로 에스터화시킴으로써 수득된, 말단 위치에서 폴리카복실산 잔기를 갖는 폴리카복실레이트 폴리에스터 폴리올 에스터; 및 (e) 100 내지 5,000의 평균 분자량을 갖고, 탄소수 1 내지 24의 직쇄 알킬렌 기, 탄소수 2 내지 24의 분지쇄 알킬렌 기, 탄소수 3 내지 24의 지환족 기 또는 탄소수 6 내지 24의 아릴 기로부터 선택된 하나 이상의 기가 에터 연결 쇄와 연결되는 부분 또는 상기 부분을 포함하는 반복 단위 등을 포함하는, 폴리에폭사이드의 개환에 의해 수득된 연결 쇄를 포함한다.
말레이미드 유도체의 비제한적인 예는 N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-프로필말레이미드, N-n-뷰틸말레이미드, N-t-뷰틸말레이미드, N-펜틸말레이미드, N-헥실말레이미드, N-라우릴말레이미드, 2-말레이미드 에틸 에틸카본에이트, 2-말레이미드 에틸 아이소프로필카본에이트, N-에틸-(2-말레이미드 에틸)카밤에이트; N-사이클로헥실말레이미드; N-페닐말레이미드, N-2-메틸 페닐말레이미드, N-2-에틸 페닐말레이미드, N-(2,6-다이에틸페닐) 말레이미드, N-2-클로로페닐말레이미드, 및 N-(4-하이드록시페닐)말레이미드, N,N'-메틸렌 비스말레이미드, N,N'-에틸렌 비스말레이미드, N,N'-트라이메틸렌 비스말레이미드, N,N'-헥사메틸렌 비스말레이미드, N,N'-트라이메틸렌 비스말레이미드, N,N'-헥사메틸렌 비스말레이미드, N,N'-도데카메틸렌 비스말레이미드, 폴리프로필렌 글라이콜-비스(3-말레이미드프로필)에터, 테트라에틸렌 글라이콜-비스(3-말레이미드프로필)에터, 및 비스(2-말레이미드에틸)카본에이트; 1,4-다이말레이미드 사이클로헥세인 및 아이소포론 비스유레테인 비스(N-에틸말레이미드); N,N'-(4,4'-다이페닐메테인)비스말레이미드, N,N'-(4,4'-다이페닐옥시)비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌 비스말레이미드, N,N'-m-페닐렌 비스말레이미드, N,N'-2,4-톨릴렌 비스말레이미드, N,N'-2,6-톨릴렌 비스말레이미드, N,N'-[4,4'-비스(3,5-다이메틸페닐)메테인] 비스말레이미드, N,N'-[4,4'-비스(3,5-다이에틸페닐)메테인] 비스말레이미드, 2-에틸카본에이트 에틸말레이미드, 2-아이소프로필 유레테인 에틸말레이미드, 2-아크릴로일 에틸말레이미드, 아세톡시 에틸말레이미드, 아이소포론 비스유레테인 비스에틸말레이미드, 트라이에틸렌글라이콜 비스카본에이트 비스에틸말레이미드, 비스에틸말레이미드 카본에이트, 4,9-다이옥 사-1,12-도데케인 비스말레이미드, 및 하이드록시말레이미드(예컨대 하이드록시 에틸말레이미드)와 폴리아이소사이아네이트(다이-, 트라이- 기타 아이소사이아네이트)의 유레테인화 반응에 의해 수득된 말레이미드 유도체를 포함한다.
본 개시내용 및 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "말레이미드 유도체", "말레이미드 올리고머", "방사선-경화성 말레이미드 유도체" 또는 유사 용어는 화학식 1, 2, 2A 또는 3으로 표시되는 물질을 의미한다.
말레이미드 유도체 물질은 다른 방사선 및/또는 열-경화성 물질, 예컨대 구조에서 불포화 이중결합을 갖는 단량체 물질과 배합될 수 있다. 이러한 화합물은 화학식 1, 2, 2A 또는 3으로 표시되지 않는 말레이미드 유도체, 이러한 물질로부터 유도된 단량체와 올리고머, 아크릴산 및 메트아크릴산 유도체, 예컨대 (메트)아크릴로일 유도체, (메트)아크릴아마이드 유도체, 비닐-함유 유도체, 예컨대 비닐 에터, 비닐 에스터 및 비닐 카복실레이트 유도체, 스타이렌 유도체 및 불포화 폴리에스터 유도체를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
용어 "말레이미드 유도체를 포함하는 조성물"은 단지 말레이미드 유도체를 함유하는 조성물, 및 말레이미드 유도체 및 하나 이상의 다른 방사선 또는 열 경화성 불포화 단량체 물질(이후 본원에서 총괄적으로 방사선-경화성 물질로서 언급됨)을 포함하는 조성물을 의미한다.
다른 방사선-경화성 불포화 단량체 물질은 말레이미드 유도체 물질과 다양한 비율로 배합될 수 있으며, 이는 요구되는 배합물과 다초점 층의 물리적 성질, 예컨대 배합물의 점도, 가교결합의 정도 및 다초점 층의 경도에 따라 달라질 것이다. 일반적으로, 말레이미드 유도체 물질 대 다른 경화성 불포화 단량체 물질의 중량비는 광범위하게 변할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 중량비는 90:10 내지 10:90으로 변할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 중량비는 70:30 내지 30:70, 예컨대 40:60 내지 60:40, 예컨대 50:50으로 변할 수 있다. 말레이미드 유도체-함유 물질 대 다른 경화성 불포화 단량체 물질의 비율은 특정 값들을 비롯해 인용된 값들의 임의의 조합 범위로 변할 수 있다.
말레이미드 유도체를 포함하는 조성물 내에 혼입될 수 있는 방사선-경화성 (메트)아크릴릭 단량체 물질은 모노아크릴레이트 및 폴리아크릴레이트, 예컨대 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트, 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 등을 포함한다. 일반적으로, 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트 및 이러한 아크릴레이트들의 혼합물이 사용된다. 아크릴릭 단량체들의 비제한적인 예로는 다초점 광학 품질 수지로서 사용될 수 있는 방사선-경화성 아크릴레이트계 중합성 조성물과 관련하여 후속적으로 본원에서 기재되는 아크릴릭 단량체가 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 또한, 말레이미드 유도체와 함께 사용될 수 있는 다른 물질(예컨대 비닐 에터 기를 갖는 화합물) 및 (메트)아크릴릭 단량체 물질의 추가 논의를 위해, 광변색성 광학 제품(Photochromic Optical Article)에 대해 2004년 3월 4일자로 출원된 에릭의 공계류 중인 미국 특허 가출원 10/793,588의 16 내지 22면을 참조한다.
방사선-경화성 말레이미드 유도체-함유 조성물에 사용될 수 있는 비닐 에터 기를 갖는 화합물은 모노비닐 에터, 다이비닐 에터 및 폴리비닐 에터를 포함하지만 이에 국한되지 않으며, 여기서 비닐 에터 기는 알킬렌 기와 연결되고, 비닐 에터 기는 알킬, 사이클로알킬 및 방향족 기로부터 선택된 치환기와 함께 또는 이의 부재 하에서 에터 연결기, 유레테인 연결기 및 에스터 연결기로부터 선택된 하나 이상의 연결기를 통해 하나 이상의 기와 연결된다. 비제한적인 실시양태에서, 탄소수 1 내지 22의 쇄 길이를 일반적으로 갖는 수소, 할로젠, 하이드록실 및 아미노 원자/기로 치환된 말단 기를 갖는 전술된 알킬 비닐 에터; 다이비닐 에터, 예컨대 2 내지 6개의 하이드록실 기를 갖는 폴리올의 다이비닐 에터, 예컨대 에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 뷰틸렌 글라이콜, 3-메틸 프로페인 트라이올 및 펜타에리트리톨; 수소, 할로젠, 하이드록실 및 아미노 원자/기로 치환된 말단 기를 갖는 사이클로알킬 비닐 에터가 존재할 수 있다.
이러한 화합물의 예로는 메틸 비닐 에터, 하이드록시메틸 비닐 에터, 클로로메틸 비닐 에터, 에틸 비닐 에터, 2-하이드록시에틸 비닐 에터, 2-클로로에틸 비닐 에터, 다이에틸 아미노에틸 비닐 에터, 프로필 비닐 에터, 3-하이드록시프로필 비닐 에터, 2-하이드록시프로필 비닐 에터, 3-클로로프로필 비닐 에터, 3-아미노프로필 비닐 에터, 아이소프로필 비닐 에터, 뷰틸 비닐 에터, 4-하이드록시뷰틸 비닐 에터, 아이소뷰틸 비닐 에터, 4-아미노뷰틸 비닐 에터, 메틸렌 글라이콜 다이비닐 에터, 에틸렌 글라이콜 다이비닐 에터, 프로필렌 글라이콜 다이비닐 에터, 1,4-뷰테인다이올 다이비닐 에터, 1,6-헥세인다이올 다이비닐 에터, 사이클로헥세인다이올 다이비닐 에터, 트라이메틸올프로페인 트라이비닐 에터, 및 펜타에리트리톨 테트라비닐 에터가 포함되지만 이에 국한되지 않는다.
사용될 수 있는 비닐 에터의 다른 비제한적인 예로는 에틸렌 글라이콜 메틸 비닐 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노비닐 에터, 다이에틸렌 글라이콜 메틸비닐 에터, 다이에틸렌 글라이콜 다이비닐 에터, 트라이에틸렌 글라이콜 모노비닐 에터 등이 포함된다. 예를 들면, 그 개시내용을 참고로 인용하고 있는 미국 특허 6,410,611 B1의 19칼럼 26행 내지 20칼럼 27행에서 특정화된 비닐 에터를 참조한다.
경화성 말레이미드 유도체-함유 조성물에 포함될 수 있는 다른 불포화 단량체 물질로는, 아미노플라스트 아크릴레이트, 즉 멜라민 아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 비닐 및 비닐리덴 할라이드 및 아마이드, 즉 메트아크릴아마이드, 아크릴아마이드, 다이아세톤 아크릴아마이드, 비닐 및 비닐리덴 에스터, 비닐 및 비닐리덴 에터, 비닐 및 비닐리덴 케톤, 뷰타다이엔, 비닐 방향족, 즉 스타이렌, 알킬 스타이렌, 할로스타이렌, 알콕시스타이렌, 다이비닐 벤젠, 비닐 톨루엔 등, 및 예비중합체, 예컨대 아크릴레이트화된 에폭사이드, 폴리에스터 및 폴리유레테인이 포함되지만 이에 국한되지 않는다.
말레이미드 유도체를 포함하는 조성물은 또한 첨가제, 예컨대 접착 촉진제, 광 감각화제, 광 안정화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제의 설명 및 이들의 목적은 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 광학 품질 수지와 관련하여 이러한 첨가제에 대한 이전 논의 부분에서 찾을 수 있다.
말레이미드 유도체를 포함하는 조성물은 광개시제를 사용하거나 또는 이의 부재 하에서 경화될 수 있다. 사용되는 경우, 광개시제는 조성물의 경화를 개시 및 유지시키기에 충분한 양, 예컨대 개시 또는 광개시 양으로 존재한다. 광개시제의 설명 및 광개시 양은 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 광학 품질 수지의 개시내용과 관련하여 이러한 물질에 대한 이전 논의 부분에서 찾을 수 있다. 상기 설명은 여기서 또한 적용 가능하다.
본 발명의 다른 비제한적인 실시양태에서, 경화성 다초점 광학 품질 수지는 폴리에폭사이드와 폴리산 경화제의 액체 가교결합성 조성물을 포함하는 열 경화성 중합성 조성물이며, 상기 경화제는 산 무수물과 폴리올의 반응으로부터 형성된 반-에스터를 포함할 수 있다.
폴리에폭사이드 및 폴리산 경화제를 포함하는 맑은 막-형성 조성물은 당해 분야에 공지되어 있다. 적절한 점도 및 목적하는 중합물을 갖도록 개조된 이러한 조성물은 광학 품질 다초점 층을 제조하는데 사용될 수 있다. 당해 분야에 기재되어 있는 폴리에폭사이드의 비제한적인 예로는 에폭시 축합 중합체 및 특정 폴리에폭사이드 단량체와 올리고머가 포함된다.
이러한 에폭시 축합 중합체의 비제한적인 예로는, 1 초과, 바람직하게는 1 초과 3.0 이하 당량의 1,2-에폭시를 갖는 폴리에폭사이드, 예컨대 지방족 알콜의 폴리글라이시딜 에터가 포함된다. 이들 폴리에폭사이드는 에피할로하이드린, 예컨대 에피클로로하이드린을 알칼리의 존재 하에서 사용하는 지방족 알콜의 에터화에 의해 제조될 수 있다. 지방족 알콜의 비제한적인 예로는 에틸렌 글라이콜, 다이에틸렌 글라이콜, 1,2-프로필렌 글라이콜 및 1,4-뷰틸렌 글라이콜이 포함된다. 또한, 지환족 폴리올, 예컨대 1,2-사이클로헥세인다이올, 1,4-사이클로헥세인다이올, 1,2-비스(하이드록시메틸)사이클로헥세인 및 수소화된 비스페놀 A이 사용될 수 있다.
전술된 에폭시-함유 중합체와 더불어, 특정 폴리에폭사이드 단량체 및 올리고머가 또한 사용될 수 있다. 이들 물질의 비제한적인 예는 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 4,102,942의 3칼럼 1 내지 16행에 기재되어 있다. 이러한 폴리에폭사이드의 예로는 3,4-에폭시사이클로헥실메틸, 3,4-에폭시사이클로헥세인카복실레이트 및 비스(3,4-에폭시사이클로헥실메틸)아디페이트가 포함되지만 이에 국한되지 않는다.
폴리산 경화제는, 유기 용매에 대한 그의 저항성에 의해 지적되는 바와 같이 폴리에폭사이드와 반응성이어서 가교결합된 코팅을 형성하게 되는 분자당 2개 이상의 산 기를 함유한다. 상 작용기는 전형적으로 카복실산이지만, 설폰산과 같은 산도 사용될 수 있다. 일반적으로, 폴리산 경화제는 분자당 2개 이상의 카복실 기를 갖는 카복실-종결된 물질이다. 사용될 수 있는 폴리산 경화제의 비제한적인 예로는 카복실산-함유 중합체, 폴리에스터 및 폴리유레테인, 올리고머, 예컨대 에스터 기-함유 올리고머 및 단량체가 있다.
다이카복실산, 예컨대 프탈산, 테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로프탈산, 말레산, 이타콘산, 아디프산, 세박산 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 폴리카복실산이 경화제로서 사용될 수 있다. 또한, 존재하는 경우 폴리카복실산의 무수물도 또한 사용될 수 있다.
폴리산 경화제는 수지 고체의 총량을 기준으로 10 내지 90중량%, 일반적으로 25 내지 75중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다. 폴리에폭사이드-폴리산 조성물은 또한 무수물, 예컨대 25℃에서 액체인 무수물을 또한 함유할 수 있다. 조성물 중의 이러한 무수물의 존재는 개선된 경화 반응(response)을 제공한다. 무수물의 비제한적인 예로는, 알킬 기가 탄소수 7 이하, 예컨대 4 이하인 알킬-치환된 헥사하이드로프탈산 무수물, 예컨대 메틸 헥사하이드로프탈산 무수물 및 도데센일 석신산 무수물이 포함된다. 사용되는 무수물의 양은 변할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 사용된 무수물의 양은 수지 고체의 총량을 기준으로 0 내지 40중량%, 예컨대 5 내지 25중량%이다. 다초점 층-형성 조성물 중의 카복실 대 에폭시 기의 당량비는 일반적으로 에폭시 1당량마다 약 0.3 내지 3.0, 통상적으로 0.8 내지 1.5당량의 카복실(무수물은 일작용성인 것으로 생각됨)이도록 조정된다.
중합성 조성물은 또한 일반적으로 에폭시 및 산 기의 경화를 촉진시키기 위해 촉매를 함유할 것이다. 이러한 촉매의 비제한적인 예는 염기성 물질이며, 유기 아민 및 4차 암모늄 화합물, 예컨대 피리딘, 피페리딘, 다이메틸아닐린, 다이에틸렌트라이아민, 테트라메틸암모늄 아세테이트, 테트라뷰틸암모늄 플루오라이드 및 테트라뷰틸암모늄 브로마이드를 포함한다. 사용되는 촉매의 양은 변할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 사용된 촉매의 양은 수지 고체를 기준으로 0 내지 10중량%, 예컨대 0.5 내지 3중량%이다.
다초점 투명한 폴리에폭사이드-폴리산 수지 층은 열 경화될 수 있다. 경화 작업에서, 폴리에폭사이드-폴리산 조성물은 존재하는 임의의 가교결합제의 도움으로 가교결합된다. 비제한적인 실시양태에서, 가열 또는 경화 작업은 160 내지 350 ℉(71 내지 177℃)의 온도에서 실시된다. 필요에 따라, 임의의 필요한 가교결합 기전을 활성화시키는데 충분한 것인지 여부에 따라 더욱 낮은 또는 더욱 높은 온도가 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 비제한적인 실시양태에서, 열경화성 폴리유레테인 조성물은 예비성형물에 적용되는 다초점 광학 품질 수지 층을 제조하는데 사용될 수 있다. 이들 폴리유레테인 조성물은 중합체 폴리올 및 유기 폴리아이소사이아네이트, 예컨대 블록화된 폴리아이소사이아네이트에 기초한다. 일반적으로, 중합체 폴리올은 실온에서 저점도를 갖는 폴리올로부터 선택된다. 중합체 폴리올의 비제한적인 예로는 폴리에터 폴리올, 폴리에스터 폴리올, 폴리카본에이트 폴리올, 및 이러한 폴리올의 혼합물이 있다. 유기 폴리아이소사이아네이트의 비제한적인 예로는 단량체 폴리아이소사이아네이트 및 중합체 아이소사이아네이트가 있다. 일반적으로, 중합체 폴리아이소사이아네이트가 사용되는데, 이는 이들이 폴리유레테인에서 추출성 저분자량 물질을 잔존시키기 어렵기 때문이다.
폴리에스터 폴리올은 유기 폴리카복실산 또는 이의 무수물을 유기 폴리올 및/또는 에폭사이드로 폴리에스터화시킴으로써 제조된다. 일반적으로, 폴리카복실산 및 폴리올은 지방족 또는 방향족 이가 산 및 다이올이다. 고도의 작용성의 폴리올, 예컨대 트라이메틸올프로페인 및 펜타에리트리톨이 또한 사용될 수 있다. 다가 산 및 폴리올로부터 형성된 폴리에스터 폴리올 이외, 폴리락톤-유형 폴리에스터가 또한 사용될 수 있다. 이러한 제품은 미국 특허 3,169,945에 기재되어 있다. 폴리에스터 폴리올과 더불어, 하이드록시-함유 아크릴릭 중합체 또는 아크릴릭 폴 리올은 폴리올 성분으로서 사용될 수 있다.
폴리에터 폴리올의 비제한적인 예로는 하기 식의 화합물을 포함하는 폴리알킬렌 에터 폴리올이 있다:
Figure 112008024562674-pct00002
상기 식에서,
혼합된 치환기를 비롯해, 치환기 R은 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬이고;
n은 일반적으로 2 내지 6이고;
m은 10 내지 100, 또는 그 이상이다.
사용될 수 있는 폴리아이소사이아네이트는 방향족 및 지방족 폴리아이소사이아네이트를 포함한다. 일반적으로, 지방족 폴리아이소사이아네이트는 이들의 우수한 자외선 안정성 및 비-황색화 경향 때문에 사용된다. 이러한 폴리아이소사이아네이트의 비제한적인 예로는 단량체 폴리아이소사이아네이트, 예컨대 톨루엔 다이아이소사이아네이트, 및 4,4'-메틸렌-비스-(사이클로헥실 아이소사이아네이트) 및 아이소포론 다이아이소사이아네이트가 포함된다. 다른 비제한적인 예로는 모두가 시판 중인 아이소포론 다이아이소사이아네이트와 1,6-헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트로부터의 아이소사이아네이트가 있다.
열경화성 폴리유레테인 조성물의 저온 경화를 위해, 열경화성 폴리유레테인 조성물 중에 주석 화합물, 예컨대 다이뷰틸틴 다이라우레이트와 같은 촉매가 일반적으로 존재한다. 사용되는 촉매의 양은 변할 수 있다. 일반적으로, 사용되는 촉 매의 양은 수지 고체의 중량을 기준으로 0.25 내지 0.30중량%의 양으로 존재한다. 열경화성 폴리유레테인 코팅을 경화시키도록 순응된 조건들은 변할 수 있다. 일반적으로, 열경화성 폴리유레테인 조성물은 30초 내지 4시간 동안 20 내지 140℃의 온도에서 경화된다. 더욱 낮은 온도는 더욱 긴 경화 시간이 요구된다. 코팅이 조작될 수 있을 때까지 경화 시간을 단축시키기 위해 적외선 가열이 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 품질 수지는 경화되는 경우에 투명한 층을 제공하는 방사선-경화성 아크릴레이트, 예컨대 방사선-경화성 아크릴레이트계 중합성 조성물을 포함할 수 있다. 다초점 광학 품질 수지를 제조하는데 사용될 수 있는 아크릴레이트 성분의 특정 설명들은 그 개시내용이 참고로 인용되고 있는 국제 특허 공개공보 WO 03/058300 A1의 26면 11행 내지 34면 1행에서 찾을 수 있다.
예를 들면, 아크릴릭 또는 메트아크릴릭 단량체 또는 아크릴릭 단량체 및/또는 메트아크릴릭 단량체의 혼합물을 사용하여 방사선-경화성 아크릴레이트계 필름을 제조할 수 있다. (메트)아크릴릭 단량체의 혼합물은 모노-, 다이-, 트라이-, 테트라- 및 펜타-아크릴릭 작용성 단량체를 포함할 수 있다. 에폭시 단량체, 예컨대 에폭시 작용기를 함유하는 단량체, 아크릴릭 작용기와 에폭시 작용기를 둘 다 함유하는 단량체 등과 같은 추가 공중합성 단량체도 배합물에 존재할 수 있다. 아크릴레이트계 필름을 제조하는데 사용되는 단량체는 과반수의, 예컨대 대다수의, 즉 50중량%보다 많은 아크릴-작용성 단량체로 이루어진다. 아크릴레이트계 조성물은 또한 하나 이상의 아이소사이아네이트 작용기를 갖는 성분, 예컨대 블록화된 및 비블록화된 유기 모노아이소사이아네이트 및 유기 다이아이소사이아네이트도 함유하며, 이로 인해 폴리유레테인 기를 다초점 층 내로 혼입시킬 수 있다.
아크릴레이트 단량체의 비제한적인 예로는 다작용성 아크릴레이트, 예컨대 이작용성, 삼작용성, 사작용성 및 오작용성 아크릴레이트, 및 일작용성 아크릴레이트, 예컨대 하나의 아크릴릭 작용기를 함유하는 단량체, 하이드록시-치환된 모노아크릴레이트 및 알콕시실릴 알킬아크릴레이트, 예컨대 트라이알콕시실릴프로필메트아크릴레이트가 포함된다. 에틸렌 작용기를 함유하는 단량체(아크릴 작용성 물질 제외)와 같은 다른 반응성 단량체/희석제도 존재할 수 있다.
다수의 아크릴레이트는 하기 화학식 I로 표시될 수 있다:
R-(OC(O)C(R')=CH2)n
상기 식에서,
R은 2 내지 20개의 탄소원자 및 선택적으로 1 내지 20개의 알킬렌옥시 연결기를 함유하는 지방족 또는 방향족 기이고;
R'은 수소, 또는 1 내지 4개의 탄소원자를 함유하는 알킬 기이고;
n은 1 내지 5의 정수이다.
n이 1 보다 큰 경우, R은 아크릴 작용기를 함께 연결하는 연결기이다. 전형적으로, R'은 수소 또는 메틸이고, n은 1 내지 3의 정수이다. 더욱 구체적으로, 다이아크릴레이트(n이 2인 경우)는 하기 화학식 II로 표시될 수 있다:
Figure 112008024562674-pct00003
상기 식에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소 또는 1 내지 4개의 탄소원자를 함유하는 알킬 기로부터 선택되고, 예컨대 메틸이고;
A는 하이드로카빌 연결기, 예컨대 1 내지 20개의 탄소원자를 갖는 하이드로카빌 연결기, 예컨대 알킬렌 기, 하나 이상의 옥시알킬렌 기[또는 여러 옥시알킬렌 기의 혼합물], 또는 하기 화학식 III의 기이다:
Figure 112008024562674-pct00004
[상기 식에서,
각 R3은 수소원자, 또는 1 내지 4개의 탄소원자를 갖는 알킬 기, 예컨대 메틸이고;
X는 할로젠 원자, 예컨대 염소이고;
a는 벤젠 고리 상에서 치환되는 할로젠 원자의 수를 나타내는 0 내지 4, 예컨대 0 내지 1의 정수이고;
k 및 m은 일반적으로 0 내지 20, 예컨대 1 내지 15, 또는 2 내지 10의 수이되, k 및 m의 값은 평균 값이고, 계산될 때 정수 또는 분수일 수 있다].
에폭시 기를 갖는 아크릴레이트는 하기 화학식 IV로 표시될 수 있다:
Figure 112008024562674-pct00005
상기 식에서,
R1 및 R6은 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소 또는 1 내지 4개의 탄소원자를 갖는 알킬 기로부터 선택되고, 예컨대 메틸이고;
R4 및 R5는 2 내지 3개의 탄소원자를 함유하는 알킬렌 기, 예컨대 에틸렌옥시 및 프로필렌옥시이고;
m 및 n은 일반적으로 0 내지 20, 예컨대 0 또는 1 내지 15, 또는 2 내지 10이되, m 및 n 중 하나가 0이고 다른 것이 1일 경우, 나머지 R 기는 페닐 기가 C1 내지 C4 알킬 기 또는 할로젠, 예컨대 메틸 및/또는 염소로 치환될 수 있는 하기 화학식 V의 방향족 기, 예컨대 2,2'-다이페닐렌프로페인 라디칼로부터 유도되는 기일 수 있다:
Figure 112008024562674-pct00006
아크릴레이트계 중합체 시스템의 방사선 경화는 일반적으로 경화시키기 위한 에너지원으로서 자외선(UV)을 사용한다. 자외선 경화에는 하나 이상의 광개시제의 존재가 요구된다. 광개시제의 설명 및 이들의 양은 다초점 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 광학 품질 수지와 관련하여 논의되었다. 상기 설명은 여기서 또한 적용 가능하다.
비제한적인 실시양태에서, 아크릴레이트계 배합물은 아크릴레이트 물질이 배합물의 0 내지 100중량%를 구성하는 것을 포함한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 아크릴레이트 물질은 배합물의 0 또는 3중량% 내지 60 또는 80중량%, 예컨대 10 또는 15중량% 내지 45 또는 50중량%, 예컨대 20 내지 45중량%(특히 25 내지 35 또는 45중량%)를 포함한다. 일반적으로, 아크릴레이트계 배합물은 하나 이상의 다이아크릴레이트 물질을 함유한다. 배합물은 또한 하나 이상의 트라이아크릴레이트 물질도 함유할 수 있지만, 트라이아크릴레이트 물질이 사용되지 않는 경우에는 배합물의 다른 단량체 물질에 의해 가교결합이 이루어질 수 있다. 트라이아크릴레이트는 배합물의 0 내지 25 또는 30중량%, 예컨대 0 또는 5중량% 내지 15 또는 30중량%, 또는 10 또는 15 내지 25중량%를 구성할 수 있다. 더욱 높은 작용성의 아크릴레이트 물질, 예컨대 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 및 테트라아크릴레 이트와 펜타아크릴레이트의 혼합물이 배합물에 예컨대 3 내지 15중량%, 특히 5 내지 10중량%, 예컨대 약 5중량%의 양으로 사용할 수 있다. 한 비제한적인 실시양태에서, 모노아크릴레이트 물질은 배합물의 0 또는 10중량% 내지 75 또는 100중량%를 구성할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 모노아크릴레이트 물질은 배합물의 25 내지 85중량%, 예컨대 35 내지 75중량%, 예컨대 40 내지 70중량%를 구성할 수 있다. 특히, 모노아크릴레이트가 하이드록시-작용성 아크릴레이트인 경우, 이는 배합물의 35 내지 75중량%, 예컨대 40 내지 60중량%를 구성할 수 있다. 알콕시실릴 아크릴레이트가 배합물에 사용되는 경우에는, 이러한 물질의 5 내지 15중량%가 사용될 수 있다.
작용성 아크릴레이트 단량체의 전술된 백분율은, 경화성 아크릴레이트계 조성물을 구성하되 비-중합성 성분, 예컨대 광개시제, 안정화제, 가소화제 및 이러한 다른 성분을 포함하지 않은 중합성 단량체 물질의 총량에 기초한 것이다. 경화성 아크릴레이트계 배합물을 구성하는 다양한 중합성 단량체 물질 모두의 총합은 물론 100%이다. 이전에 본원에서 기재된 작용성 아크릴레이트 단량체 각각의 백분율은 지적된 값들을 비롯한 지적된 값들의 임의의 조합일 수 있다.
본 발명의 다른 비제한적인 실시양태에서, 방사선-경화성 아크릴레이트계 조성물은 유리-라디칼 개시된 아크릴레이트 단량체와 양이온선 개시된 에폭시 단량체의 혼합물을 포함하는 조성물로부터 제조된다. 한 비제한적인 실시양태에서, 경화성 조성물은 하나 이상의 에폭시 단량체 10 내지 85중량% 및 하나 이상의 아크릴레이트 단량체 90 내지 15중량%를 포함한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 경화성 조성물은 에폭시 단량체 30 내지 70중량% 및 아크릴레이트 단량체 70 내지 30중량%, 예컨대 에폭시 단량체 35 내지 50중량% 및 아크릴레이트 단량체 65 내지 50중량%를 포함한다. 에폭시 작용기와 아크릴레이트 작용기를 둘 다 함유하는 단량체는 본원에서 아크릴레이트 단량체로서 분류된다. 이전 본원에서 기재된 경화성 조성물 중 아크릴레이트 단량체와 에폭시 단량체의 범위는 지적된 값들을 비롯한 지적된 값들의 임의의 조합으로 변할 수 있다.
아크릴레이트계 배합물에 사용되는 에폭시 단량체는 일반적으로 양이온성 개시제에 의해 개시되는 에폭시 단량체이다. 일반적으로, 에폭시 단량체는 알콜 또는 페놀의 폴리글라이시딜 에터와 같은 에폭시 축합 중합체, 및 특정 폴리에폭시 단량체 및 올리고머이다. 에폭시 단량체, 예컨대 분자 내에 하나 이상의 에폭시 기를 갖는 단량체는 하기 화학식 VI으로 표시될 수 있다:
Figure 112008024562674-pct00007
상기 식에서,
Y는 b-가 알콜성 하이드록실 화합물의 잔기, b-가 페놀성 하이드록실 기-함유 화합물의 잔기, 또는 b-가 카복실산의 잔기이고;
R"은 수소원자 또는 메틸 기이고;
b는 1 내지 4, 일반적으로는 1 내지 2의 정수이다.
이들 물질은 1가, 2가 또는 3가 알콜의 알콜성 하이드록실 기-함유 화합물, 페놀성 하이드록실 화합물(예: 페놀 및 하이드로퀴논)과 에피클로로하이드린의 반응 생성물, 및 카복실산(예: 벤조산 및 테레프탈산)과 에피클로로하이드린의 반응 생성물을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 화학식 VI으로 표시되는 에폭시 단량체는 또한 비닐 기 또는 알릴 기와 같은 라디칼 중합성 기(아크릴릭 아님)도 (Y의 일부로서) 함유할 수 있다.
분자 내에 하나 이상의 에폭시 기를 갖지만 중합성 기를 갖지 않는 에폭시 단량체 화합물의 비제한적인 예는, b가 1 또는 2인 화학식 VI의 화합물을 포함한다. b가 1인 경우, Y는 하이드록실 기에 의해 치환될 수 있는 2 내지 20개의 탄소원자를 갖는 알킬 기; 하이드록실 기에 의해 치환될 수 있는 6 내지 7개의 탄소원자를 갖는 사이클로알킬 기; 하이드록실 기에 의해 치환될 수 있는 페닐 기; 카복실 기에 의해 치환될 수 있는 벤조일 기, 또는 하이드록시알킬렌옥시 기일 수 있다. b가 2인 경우, Y는 하이드록실 기에 의해 치환될 수 있는 2 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 알킬렌 기; 하이드록실 기에 의해 치환될 수 있는 사이클로알킬렌 기; 하이드록실 기에 의해 치환될 수 있는 페닐렌 기; 프탈로일 기, 아이소프탈로일 기, 테레프탈로일 기, 2,2'-비스페닐렌 프로필 기 및 알킬렌옥시 기일 수 있다. 알킬렌옥시 기는 1 내지 20개의 알킬렌옥시 기를 가질 수 있고, 알킬렌 잔기는 2 내지 4개의 탄소원자를 가질 수 있다.
에폭시 축합 중합체는 1 보다 큰, 예컨대 3 이하의 1,2-에폭시 당량을 갖는 폴리에폭사이드를 포함한다. 이러한 에폭시의 비제한적인 예는 지방족(사이클릭 및 지환족) 알콜의 폴리글라이시딜 에터이다. 지방족 알콜의 예는 에틸렌 글라이콜, 다이에틸렌 글라이콜, 1,2-프로필렌 글라이콜, 1,4-뷰틸렌 글라이콜, 1,2-사이클로헥세인다이올, 1,4-사이클로헥세인다이올, 1,2-비스(하이드록시메틸)사이클로헥세인 및 수소화된 비스페놀 A를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 이들 에폭시는 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠(Resolution Performance Products)에서 헬록시(HELOXY, 상표명)로 시판 중이다. 폴리에폭사이드 단량체 및 올리고머의 예는 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 4,102,942(3칼럼, 1 내지 16행)에 기재되어 있다. 지방족 폴리에폭사이드는 다우 코포레이션(Dow Corporation)에서 시라큐어(CYRACURE, 상표명)로 시판 중이다.
공중합성 아크릴레이트 물질의 비제한적인 예는 앞서 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 광학 품질 수지와 관련하여 기재되었다. 상기 설명은 여기서 또한 적용 가능하다.
방사선 경화성 아크릴레이트계 조성물은 일반적으로 하나 이상의 유리 라디칼 광개시제를 함유한다. 배합물이 양이온 개시된 에폭시 단량체를 포함하는 경우에, 배합물은 또한 하나 이상의 양이온성 광개시제를 함유할 것이다. 한 비제한적인 실시양태에서, 광개시제의 조합이 사용된다. 광개시제는 배합물의 경화를 개시 및 유지시키기에 충분한 양, 즉 개시 양으로 존재할 것이다. 전형적으로, 경화 공정을 개시하기에 필요한 최소량으로 광개시제가 사용된다. 일반적으로, 광개시제는 0.5 내지 10중량%의 양으로 존재한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 광개시제는 경화성 아크릴레이트계 조성물에서 광개시된 중합성 성분들의 총량에 기초하 여 0.5 내지 6중량%, 예컨대 1 내지 4중량%의 양으로 존재한다. 유리 라디칼 광개시제는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 시판 중인 광개시제의 비제한적인 예는 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 5,910,375의 10칼럼 38 내지 43행에서 찾을 수 있다. 광변색성 코팅과 관련하여 광개시제에 대한 후속적인 설명을 참조하며, 상기 설명은 여기서 또한 적용 가능하다.
양이온성 광개시제는 유리-라디칼 광개시제와 함께 사용될 수 있다. 일반적으로, 양이온성 개시제는 추출(abstraction) 유형의 광개시제, 수소 공여체 물질, 예컨대 뷰티릴 콜린 트라이페닐뷰틸 보레이트 또는 이들 물질의 조합과 함께 사용된다. 전형적인 양이온성 광개시제는 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 5,639,802의 8칼럼 59행 내지 10칼럼 46행에 기재되어 있는 오늄 염이다. 이러한 개시제의 비제한적인 예는 4,4'-다이메틸다이페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트, 페닐-4-옥틸옥시페닐 페닐요오도늄 헥사플루오로안티몬에이트, 도데실다이페닐 요오도늄 헥사플루오로안티몬에이트, [4-[(2-테트라데칸올)옥시]페닐]페닐 요오도늄 헥사플루오로안티몬에이트, 트라이아릴 설포늄 헥사플루오로안티몬에이트 염 및 트라이아릴 설포늄 헥사플루오로포스페이트 염, 예컨대 포스포러스 헥사플루오르라이드의 트라이페닐설포늄 염을 포함한다. 양이온성 개시제의 혼합물도 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 수지 층은 불포화 폴리에스터 수지를 25 내지 70중량%의 양으로 포함하는 조성물로부터 제조될 수 있다(스타이렌과 같은 단량체 희석제 제외). 불포화 폴리에스터 수지는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 하나 이상의 폴리올을 하나 이상의 폴리카복실산(포화 및 불포화)과 반응시킴으로써 제조될 수 있되, 올레핀 불포화는 하나 이상의 반응물, 통상적으로 폴리카복실산에 의해 제공된다. 폴리에스터 수지는 일반적으로 1,000 내지 5,000의 수 평균 분자량을 가질 것이다.
폴리에스터 수지 조성물은 또한 다른 공중합성 단량체, 예컨대 알릴릭 에스터, 아크릴레이트 단량체 및 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 알릴릭 에스터의 비제한적인 예로는 다이알릴 프탈레이트, 다이에틸렌 글라이콜 비스(알릴 카본에이트), 트라이알릴 사이아누레이트, 알릴 아크릴레이트 및 다이알릴 말레에이트가 포함된다. 아크릴레이트 단량체는 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 광학 품질 수지의 설명과 관련하여 기재되었다. 상기 논의는 또한 여기서 적용 가능하다. 아크릴레이트 단량체의 비제한적인 예로는 모노아크릴레이트, 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트, 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 및 고급 다작용성 아크릴레이트가 포함되며, 이는 메틸 메트아크릴레이트, 에틸렌 글라이콜 다이아크릴레이트, 에틸렌 글라이콜 다이메트아크릴레이트, 폴리에틸렌 글라이콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글라이콜 다이메트아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올다이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 폴리옥시에틸렌 트라이아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 비스(4-메트아크릴로일싸이오페닐)설파이드를 포함한다. 알릴릭 에스터는 폴리에스터 수지 조성물의 1 내지 20중량%일 수 있다. 아크릴레이트 단량체는 폴리에스터 조성물의 1 내지 50중량%일 수 있다.
폴리에스터 조성물은 통상의 광개시제를 조성물 중에 혼입한 후, 상기 조성 물을 방사선, 예컨대 자외선으로 조사함으로써 경화될 수 있다. 폴리에스터 조성물의 비제한적인 예는 미국 특허 6,863,848의 표 2, 3, 5, 7 및 8에서 찾을 수 있으며, 상기 조성물은 본원에 참고로 인용하고 있다. 이들 조성물 및 이들의 경화에 대한 추가 상세한 설명은 그 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,863,848의 16칼럼 11행 내지 21칼럼 48행에서 찾을 수 있다.
다초점 광학 층을 제조하는데 사용될 수 있는 조성물의 다른 비제한적인 예로는, 불포화 폴리에스터 수지, 에틸렌성 불포화 에스터 단량체, 선택적 비닐 단량체 및 유리 라디칼 중합 촉매를 포함하는 조성물이 있다. 이러한 조성물은 그 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 5,319,007의 6칼럼 61행 내지 10칼럼 54행에 기재되어 있다. 불포화 폴리에스터 수지는 포화 또는 불포화 다이카복실산과 다가 알콜의 상호작용으로부터 유도된다.
불포화 다이카복실산 및 포화 다이카복실산의 비제한적인 예는 초반에서 상기 폴리에스터 수지 실시양태와 관련하여 기재되어 있다. 다가 알콜(폴리올)의 비제한적인 예는 초반에 상기 폴리에스터 수지 실시양태와 관련하여 기재되어 있다. 이러한 예는 또한 이 설명과 관련하여 적용 가능하다. 기본 폴리에스터 수지는 일반적으로 1,500 내지 5,200의 분자량, 2,470의 평균 분자량 및 25℃에서의 440센티포이즈의 브룩필드(Brookfield) 점도를 갖는다. 상기 기본 폴리에스터와 더불어, 가요성 폴리에스터가 선택적으로 포함될 수 있다.
에틸렌성 불포화 에스터는 하기 식의 방향족 에스터이거나, 또는 불포화 에스터는 아크릴산 또는 메트아크릴산의 에스터일 수 있다:
CH2=C(A)-C(O)-O-[(CH2)m-O]n-Ar(R)
상기 식에서,
A는 C1 -12 알킬을 포함하고;
Ar은 페닐렌 분자를 포함하고;
R은 C1 -5 알킬을 포함하고;
m은 1 내지 6의 정수이고;
n은 1 내지 12의 정수이다.
이러한 에틸렌성 불포화 에스터의 비제한적인 예로는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메트아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 메트아크릴레이트, 메톡시에틸 메트아크릴레이트, 메톡시에틸 아크릴레이트, 에톡시에틸 메트아크릴레이트 및 에톡시에틸 아크릴레이트가 포함된다.
선택적 비닐 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 아이소뷰틸렌 및 다른 알파 올레핀; 스타이렌-유형 모노비닐 방향족 화합물, 예컨대 스타이렌, 메틸 스타이렌, 에틸 스타이렌 및 클로로스타이렌; 아크릴산, 메트아크릴산 및 이들의 저급 알킬 에스터; 다이알릴 말레에이트, 다이알릴 프탈레이트, 트라이알릴 멜리테이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메트아크릴레이트, 아이소프로필 메트아크릴레이트, 다이메틸 이타콘에이트, 에틸렌 글라이콜 다이메트아크릴레이트 및 다이에틸렌 글라이콜 아크릴레이트; 아크릴아마이드, 메트아크릴아마이드, 아크릴로나이트릴 및 메트아크릴로나이트릴; 및 비닐 클로라이드를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
일반적으로, 상기 조성물은 (가요성 폴리에스터 수지를 포함하는) 불포화 폴리에스터 수지 80 내지 95중량부, 에틸렌성 불포화 에스터, 예컨대 에틸렌성 불포화 방향족 에스터 5 내지 12중량부, 및 유리 라디칼 개시제, 예컨대 퍼옥사이드 및 케톤 퍼옥사이드 0.5 내지 2중량부를 포함한다. 불포화 폴리에스터 수지는 비닐 단량체, 예컨대 스타이렌 25 내지 40%를 함유할 수 있다.
다초점 광학 층을 제조하는데 사용될 수 있는 조성물의 추가의 비제한적인 예는 미국 특허 6,706,894 B2의 화학식 (1)의 싸이올 화합물을 포함하는 조성물이다. 이 싸이올 화합물은 트라이싸이안 고리에 결합된 3개의 머캅토알킬 기를 갖되, 여기서 머캅토알킬 기는 동일하거나 상이할 수 있다. 싸이올 화합물의 비제한적인 예로는 2,4,6-트리스(머캅토메틸)-1,3,5-트라이싸이안 및 2,4,6-트리스(머캅토에틸)-1,3,5-트라이싸이안이 포함된다. 싸이올 화합물과 더불어, 조성물은 (a) 하나의 분자 내에 2개 이상의 비닐 기를 갖는 화합물, 예컨대 다이비닐벤젠, 에틸렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트 및 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, (b) 하나의 분자 내에 2개 이상의 아이소(싸이오)사이아네이트 기를 갖는 화합물, 예컨대 자일렌 다이아이소(싸이오)사이아네이트, 3,3'-다이클로로다이페닐-4,4'-다이아이소(싸이오)사이아네이트, 4,4'-다이페닐메테인 다이아이소(싸이오)사이아네이트, 및 헥사메틸렌 다이아이소(싸이오)사이아네이트, 및 (c) 하나의 분자 내에 하나 이상의 비닐 기 및 하나 이상의 아이소(싸이오)사이아네이트 기를 갖는 화합물, 예컨대 2-(메트)아크릴옥시에틸 아이소(싸이오)사이아네이트 및 (메트)아크릴오일 아이소(싸이오)사이아네이트로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함한 다. 용어 "아이소(싸이오)사이아네이트"는 아이소사이아네이트 및 아이소싸이오사이아네이트를 모두 포함한다.
필요에 따라, 에피설파이드 화합물, 예컨대 비스(베타-에피싸이오프로필싸이오)메테인은 조성물 중에 포함될 수 있다. 싸이올-함유 조성물의 더욱 특정한 설명은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,706,894 B2의 2칼럼 62행 내지 7칼럼 40행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 층을 에피설파이드 화합물, 예컨대 미국 특허 6,696,540 B2의 화학식 (1)에 기재된 에피설파이드를 포함하는 배합물로부터 형성될 수 있다. 이러한 에피설파이드의 비제한적인 예로는 2,4,6-트리스(에피싸이오메틸싸이오메틸)-1,3,5-트라이싸이안; 2,4,6-트리스(에피싸이오에틸싸이오메틸)-1,3,5-트라이싸이안; 및 2,4,6-트리스(에피싸이오프로필싸이오메틸)-1,3,5-트라이싸이안이 포함된다. 배합물은 하나 이상의 화학식 (1)의 에피설파이드 화합물을 포함할 수 있거나, 또는 다른 공중합성 물질, 예컨대 비제한적인 다른 에피설파이드 화합물, 에폭시 화합물 및 단독중합성 비닐 단량체를 포함할 수 있다. 화학식 (1)의 에피설파이드, 이의 제조 방법 및 이러한 에피설파이드 화합물을 포함하는 배합물에 대한 상세한 설명은 그의 기재내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,696,540 B2의 2칼럼 65행 내지 6칼럼 7행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 층은 폴리(싸이오)유레테인을 포함하는 조성물로부터 제조될 수 있으며, 이는, 2개 이상의 하이드록실 기 를 갖는 화합물(예: 에틸렌 글라이콜, 트라이메틸올프로페인, 글라이세린, 다이하이드록시벤젠 등), 2개 이상의 머캅토 기를 갖는 화합물(예: 2,5-비스(머캅토메틸)-1,4-다이싸이안; 2,5-비스(머캅토메틸)-1,4-다이싸이안 단량체, 삼량체 또는 고급 중합체), 또는 하나 이상의 하이드록실 및 하나 이상의 머캅토 기를 갖는 화합물(예: 2-머캅토에탄올, 2,3-다이머캅토프로판올, 1,2-다이하이드록시-3-머캅토프로페인, 4-머캅토페놀) 등을 포함하는 성분을 사용하는, 미국 특허 6,596,836 B2의 화학식 (I)에 기재된 폴이아이소사이아네이트 화합물, 예컨대 1,2,3-트리스(아이소사이아네이트에틸싸이오)프로페인의 부가 반응에 의해 제조된다. 폴리(싸이오)유레테인을 포함하는 배합물의 더욱 특정한 상세한 설명은 그의 기재내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,596,836 B2의 4칼럼 52행 내지 10칼럼 50행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 층은 탄소, 수소 및 황원자로 이루어진 5원 내지 8원 헤테로사이클을 예컨대 헤테로사이클의 위치 1-3 또는 1-4에서 갖는 하나 이상의 다이(메트)아크릴레이트 또는 모노(싸이오)(메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 배합물로부터 제조될 수 있다. 일반적으로, 헤테로사이클릴은 6원이다. 이러한 물질은 미국 특허 6,472,488 B2의 화학식 (A)에 기재되어 있다. 배합물은 또한 하나 이상의 공중합성 단량체, 예컨대 일작용성 또는 다작용성 비닐, 아크릴릭 및 메트아크릴릭 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 공중합성 단량체의 비제한적인 예는 비닐 에스터, 예컨대 비닐 아세테이트 및 비닐 뷰티레이트를 포함한다. (싸이오)(메트)아크릴레이트 단량체 및 공중합성 단량체에 대한 더욱 상세한 설명은 그의 기재내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,472,488 B2의 1칼럼 56행 내지 6칼럼 41행, 및 36칼럼 내지 39칼럼 11행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 수지 층은, 하나 이상의 폴리올(예: 다이올), 하나 이상의 폴리아이소사이아네이트 및 하나 이상의 폴리아민 경화제의 반응 생성물인 폴리(유레아-유레테인)을 포함하는 배합물로 제조될 수 있다. 더욱 특히는, 폴리(유레아-유레테인)은 (a) 분자당 1.0 초과, 예컨대 2 이상의 하이드록실 기를 갖는 하나 이상의 폴리올, (b) 분자당 1.0 초과의 아이소사이아네이트 기를 갖는 하나 이상의 폴리아이소사이아네이트, (c) 분자당 1.0 초과의 아미노 기를 갖는 하나 이상의 폴리아민(단, 각각의 아미노 기는 독립적으로 1차 아미노 및 2차 아미노 기로부터 선택됨), 및 (d) 선택적으로, 분자당 2.0 초과의 하이드록시 기를 갖는 하나 이상의 폴리올을 포함하는 성분들의 반응 생성물이되, 상기 아이소사이아네이트 성분의 아이소사이아네이트 기의 개수는 폴리올 성분의 하이드록시 기의 수보다 크다.
폴리올의 비제한적인 예로는 1,2-에테인다이올, 1,2-프로페인 다이올, 1,3-프로페인 다이올, 1,4-뷰테인 다이올, 1,6-헥세인 다이올 및 2,2-다이메틸프로페인-1,3-다이올이 포함된다. 다른 예로는 폴리알킬렌 글라이콜, 예컨대 다이에틸렌 글라이콜, 트라이에틸렌 글라이콜 및 테트라에틸렌 글라이콜이 포함된다. 또한, 에스터 다이올 및 폴리에스터 다이올이 폴리올로서 사용될 수 있다. 또한, 하나 이상의 다이올과 엡실론-카프로락톤의 반응 생성물인 폴리(카프로락톤 다이올)이 사용될 수 있다.
사용될 수 있는 폴리아이소사이아네이트는 다수이며 다양하다. 이들은 지방족 폴리아이소사이아네이트, 지환족 폴리아이소사이아네이트, 방향족 폴리아이소사이아네이트 및 이러한 폴리아이소사이아네이트의 혼합물을 포함한다. 이러한 폴리아이소사이아네이트의 비제한적인 예로는 다이사이클로헥실메테인-4,4'-다이아이소사이아네이트 및 헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트가 포함된다.
폴리아민 성분은 지방족 폴리아민, 지환족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 및 혼합된 지방족, 지환족 및/또는 방향족 유형들의 폴리아민으로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 폴리아민은 2개 이상의 1차 아미노 기를 갖는다. 이러한 폴리아민의 비제한적인 예로는 3,5-다이메틸-2,4-톨루엔다이아민; 3,5-다이메틸-2,6-톨루엔다이아민, 3,5-다이에틸-2,4-톨루엔다이아민; 3,5-다이에틸-2,6-톨루엔다이아민; 3,5-다이아이소프로필-2,4-톨루엔다이아민 및 3,5-다이아이소프로필-2,6-톨루엔다이아민이 포함된다.
폴리(유레아-유레테인)에 대한 더욱 상세한 설명, 및 폴리올, 폴리아이소사이아네이트 및 폴리아민의 추가 예는 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,531,076 B2의 2칼럼 60행 내지 10칼럼 49행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 품질 수지 층은 하나 이상의 에피설파이드 단량체, 전형적으로 2개 이상의 에피설파이드 작용기를 포함하는 배합물, 및 하나 이상의 알콕시페닐 기를 갖는 포스파인을 포함하는 중합 촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 중합 촉매 및 에피설파이드 단량체는 미국 특허 6,417,322 B1에 기재되어 있다. 더욱 특히는, 중합성 에피설파이드 단량체는 상기 특허의 화학식 II, III 및 IV에 기재되어 있다. 개시된 단량체들 중 특정의 것은 비스-(베타-에피설파이드)설파이드이다. 포스파인 촉매의 비제한적인 예로는 상기 322 특허의 화학식 I에 기재된 바와 같은 알콕시페닐포스파인, 예컨대 트리스(3-메톡시페닐)포스파인, 트리스(4-메톡시페닐)포스파인, 트리스(2,6-다이메톡시페닐)포스파인 및 트리스(2,4,6-트라이메톡시페닐)포스파인이 포함된다.
상기 322 특허에 기재된 에피설파이드-함유 배합물은 다른 공중합성 단량체를 예컨대 상기 배합물 중에 존재하는 단량체들의 총량의 50중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 이러한 단량체의 비제한적인 예로는 폴리싸이올 단량체, 예컨대 펜타에리트리톨 테트라키스 머캅토프로피온에이트, 비스(2,2'-싸이오에틸)설파이드 및 1,2-비스(2'-머캅토에틸싸이오)-3-머캅토프로페인과 같은 지방족 폴리싸이올; 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 작용기를 갖는 단량체, 예컨대 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트를 포함한다. 에피설파이드 및 이들을 함유하는 배합물에 대한 상세한 설명은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,417,322 B1의 3칼럼 29행 내지 7칼럼 50행에서 찾는다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 품질 수지 층은 불안정 양성자(labile proton)를 갖는 하나 이상의 중합성 단량체, 및 하나 이상의 아이소(싸이오)사이아네이트 작용기를 포함하는 하나 이상의 중합성 단량체를 포함하는 배합물로 제조될 수 있다. 용어 "불안정 양성자를 갖는 중합성 단량체"는 하나 이상의 불안정 수소원자를 갖는 하나 이상의 작용기를 포함하는 임의의 단량체, 예컨대 싸이올, 알콜 및 1차 또는 2차 아민 작용기, 또는 이러한 작용기의 조합을 포함하는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 이들 단량체 배합물은 포스파인 및 포스포러스 할라이드로부터 선택된 활성화제를 배합물에 첨가함으로써 중합될 수 있으며, 상기 배합물은 통상적인 광개시제를 함유한다. 상기 단량체 배합물에 대한 상세한 설명은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,225,021 B1의 2칼럼 17행 내지 8칼럼 32행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 수지 층은 미국 특허 6,194,511 B1의 화학식 (1)로 표시되는 황-함유 (메트)아크릴레이트 중합성 단량체 10중량% 이상을 함유하는 중합성 단량체 100중량부를 포함하는 조성물로 제조될 수 있다. 이러한 단량체의 비제한적인 예로는 비스(2-메트아크릴로일옥시에틸싸이오에틸)설파이드; 비스(2-아크릴로일옥시에틸싸이오에틸)설파이드, 비스(2-메트아크릴로일옥시아이소프로필싸이오에틸)설파이드; 및 비스(2-메트아크릴로일옥시에틸)설파이드가 포함된다. 선택적으로, 중합성 배합물은 (a) 상기 511 특허의 3칼럼에서의 화학식 (2)로 표시되는 에폭시-함유 (메트)아크릴레이트 중합성 단량체, 예컨대 글라시딜 아크릴레이트, 글라시딜 메트아크릴레이트 및 비스페놀 A 모노글라이시딜에터 메트아크릴레이트 1 내지 100중량부, (b) 상기 511 특허의 화학식 (1) 및 (2)로 표시되는 화합물 이외의 (메트)아크릴레이트 중합성 단량체 0 내지 500중량부, 및 (c) 스타이릴 중합성 단량체 0 내지 200중량부를 포함한다. 상기 조성물에 대한 상세한 설명은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,194,511 B1의 3칼럼 1행 내지 5칼럼 2행, 및 7칼럼 1행 내지 11칼럼 31행에서 찾 을 수 있다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 품질 수지 층은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,172,140 B1의 1 및 2칼럼에 기재된 바와 같이 아크릴릭 또는 메트아크릴릭 다이- 또는 폴리싸이올 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조될 수 있다. 이러한 싸이올 단량체의 비제한적인 예로는 4-머캅토메틸-3,6-다이싸이아-1,8-옥테인다이싸이올의 트라이싸이오메트아크릴레이트가 있다. 이러한 싸이올 단량체의 다른 비제한적인 예로는 트라이메틸프로페인 트리스(3-머캅토프로피온에이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트), 및 트라이메틸올프로페인 트리스(3-머캅토아세테이트)의 다이 또는 폴리 싸이올 단량체가 포함된다. 중합성 조성물은 또한 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,172,140 B1의 5칼럼 4행 내지 7칼럼 64행에 기재된 바와 같이 다른 메트아크릴레이트 및 아크릴레이트, 비닐, 비닐 에터, 알릴, 에폭사이드, 다른 싸이올 등으로부터 선택된 공중합성 단량체를 포함한다.
다초점 광학 품질 수지 층을 제조하는데 사용될 수 있는 중합성 조성물의 다른 비제한적인 예는 황-함유 유레테인계 수지를 포함하는 조성물이되, 상기 수지는 미국 특허 5,736,609의 2칼럼 41 내지 51행의 화학식으로 표시되는 폴리싸이올 화합물, 폴리아이소(싸이오)사이아네이트 화합물, 및 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 상기 609 특허의 2칼럼 52 내지 61행에 기재된 바와 같이 2개 이상의 반응성 불포화 기를 갖는 화합물을 포함한다. 황-함유 유레테인 수지의 비제한적인 예는 상기 609 특허의 실시예 1에 기재된 바와 같이 폴리싸이올 화합물, 1,2- 비스(2'-머캅토에틸싸이오)-3-프로페인싸이올, 이이소포론 다이이아이소사이아네이트 및 에틸렌 글라이콜 다이메트아크릴레이트의 반응에 의해 제조된 수지이다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 품질 수지 층은 고굴절률 부여 단량체, 비스페놀 A 비스(알릴 카본에이트) 및 방향족 고리-함유 불활성 가소제를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조될 수 있다. 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트, 예컨대 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 상기 064 특허의 3칼럼 38 내지 57행에 기재된 것과 같은 다른 단량체들이 또한 조성물 중에 존재할 수 있다. 상기 중합성 조성물에 대한 상세한 설명은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 5,708,064의 2칼럼 27행 내지 6칼럼 26행에서 찾을 수 있다.
고굴절률 부여 단량체의 비제한적인 예로는 비스페놀 A 비스(메트)아크릴레이트, 10개 이하의 에틸렌옥시 기를 함유하는 에톡실화된 비스페노 A 비스(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 싸이오다이페놀 비스(메트)아크릴레이트, 스타이렌, 알파-메틸스타이렌, 다이비닐벤젠, 다이아이소프로펜일벤젠 및 다이알릴 프탈레이트가 포함된다. 불활성 가소제의 비제한적인 예로는 폴리(에틸렌 글라이콜)다이벤조에이트, 폴리(프로필렌 글라이콜)다이벤조에이트 및 1,3-비스(페닐싸이오)프로페인이 포함된다.
본 발명의 추가의 비제한적인 실시양태에서, 다초점 수지 층은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 4,306,780의 2칼럼 48 내지 65행에서의 화학식 I의 비스페놀 A (메트)아크릴레이트 3 내지 70%, 및 상기 780 특허의 3 칼럼 11 내지 48행에서의 화학식 II 내지 IV로 기재되는 것들로부터 선택된 하나 이상의 단량체 30 내지 97%를 포함하는 공중합체로부터 제조될 수 있다.
비스페놀 A (메트)아크릴레이트의 비제한적인 예로는 비스페놀 A 다이메트아크릴레이트 및 2,2-비스(4-메트아크릴옥시 에톡시페닐)프로페인이 포함된다. 화학식 II 내지 IV의 제 2 단량체의 비제한적인 예로는 페닐메트아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, p-브로모페닐메트아크릴레이트, 벤질메트아크릴레이트, 스타이렌, o-클로로스타이렌, 2,6-다이클로로스타이렌, 나프틸 메트아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 페녹시에틸메트아크릴레이트, 1-비닐 나프탈렌, 2-비닐 나프탈렌, 4-비닐 바이페닐, 다이비닐벤젠 및 비닐페닐설파이드가 포함된다.
본 발명의 다른 비제한적인 실시양태에서, 다초점 광학 품질 수지 층은, 선형 또는 분지형 알킬렌 글라이콜의 비스(알릴 카본에이트) 30 내지 55중량%, 수 평균 분자량 2,000 미만의 에틸렌성 불포화 폴리에스터 20 내지 55중량%, 및 메트아크릴산의 저급 알킬 에스터, 탄소수 4 내지 6의 불포화 다이카복실산의 저급 알킬 에스터 및 탄소수 1 내지 3의 포화 모노카복실산의 비닐 에스터로부터 선택된 불포화 단량체 5 내지 30중량%를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조될 수 있다. 저급 알킬은 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알킬 기를 의미한다. 상기 중합성 조성물에 대한 상세한 설명은 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 4,139,578의 2칼럼 20행 내지 7칼럼 55행에서 찾을 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시양태에 따라, 다초점 광학 제품, 예컨대 렌즈와 같은 안과용 제품은 전방 몰드로서의 선택 디자인의 다초점 몰드, 상기 설명에서 기재된 바와 같은 광학 품질 수지 조성물, 및 예비성형된 광학 기재("예비성형물"), 예컨대 그의 광학 중심에 총체적 볼록 전면, 총체적 오목 후면 및 예정된 렌즈 교정(존재한다면)을 갖는 예비성형된 렌즈 기재를 사용함으로써 제조되며, 상기 기재는 광-유도 성질을 예컨대 상기 기재 또는 상기 기재 내의 광-유도 물질에 고정된 광-유도 코팅, 필름 또는 층에 의해 제공되도록 개조된다.
예를 들면, 기재는 상기 기재의 매트릭스 내에 또는 상기 기재의 적어도 일부 상에 고정 틴트, 광변색성 물질, 극성화 화합물, 2개의 광-유도 성질, 예컨대 광변색성/극성화 또는 광변색성/틴트를 제공하는 물질, 또는 이러한 광-유도 물질들 중 2개 이상의 조합을 함유할 수 있다. 추가의 고려되는 비제한적인 실시양태에서, 광학 기재는 상기 기재의 매트릭스 내에 광-유도 기능, 및 광학 기재의 표면의 적어도 일부 상에 하나 이상의 광-유도 기능(예: 광-유도 코팅)을 가질 수 있다. 후자의 경우, 광학 기재 내의 광-유도 기능 및 광학 기재 상의 광-유도 기능은 서로 보완한다. 예를 들면, 기재 매트릭스는 극성화 층(이-메일: kennelly@ppg.com)을 포함할 수 있지만, 광변색성 물질은 상기 극성화 층 위의 기재 상에 위치한다. 또한, 고정 틴트는 기재 내 또는 그 위에 배치될 수 있거나, 또는 광변색성 물질은 기재 내 또는 그 위에 배치될 수 있되, 단 각각의 경우 광-유도 기능은 서로 보완적이다.
예비성형된 렌즈 기재의 하위 렌즈 블랭크의 디자인과 렌즈 교정은 변할 수 있다. 예를 들면, 이는 평면 렌즈, 반-가공(semi-finished) 렌즈, 완전가공 렌즈, 단일 시력 렌즈, 반-가공 단일 시력 렌즈, 완전가공 단일 시력 렌즈, 확대 렌즈 등 일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 또한, 렌즈의 기본 곡선도 또한 변할 수 있다. 예를 들면, 기본 곡선은 0.50 내지 12.00 및 이들 사이의 임의의 기본 곡선으로 변할 수 있다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 추가의 코팅, 필름 또는 층("코팅")은 광-유도 코팅, 필름 또는 층 위 또는 아래, 예컨대 광변색성 코팅 위, 및 다초점 수지 층의 아래에 위치할 수 있다. 이러한 추가 코팅은 추가 기능 특징, 예컨대 광-유도 특징를 제공하는 코팅, 예컨대 극성화 층, 하도제 층 및 접착 층을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
예비성형된 제품, 예컨대 렌즈 기재, 광학 기재 및 예컨대 광-유도 코팅을 포함하는 (예비성형물)은 하나의 부분으로서 예컨대 2개 부분의 몰드 세트의 후방 부분으로서 사용되지만(단, 이러한 코팅, 층 또는 필름이 사용되면, 예비성형물의 광-유도 코팅은 다초점 몰드를 향함), 선택 디자인의 다초점 몰드는 다른 부분으로서 예컨대 몰드 세트의 전방 부분으로서 사용된다.
한 비제한적인 실시양태에서, 예비성형된 광학 렌즈 기재 및 다초점 몰드는 서로에 대해 예컨대 광학 가스켓 또는 O-고리를 사용하여 인접하지만 이격되게 위치시켜서 이들 사이의 공동을 형성한다. 공동은 다초점 층의 원하는 디자인을 위해 원하는 형상과 크기(예: 두께)이어야 한다. 광학 품질 수지 조성물은 공동을 충전시키도록 공돈 내에 도입된다. 이어서, 수지 조성물은 경화되며, 이로 인해 경화된 수지에서 다초점 몰드의 다초점 영역에 상응하는 형상을 갖는 공동(상기 공동을 향하는 예비성형된 렌즈 기재의 표면을 포함함) 및 다초점 몰드의 형상을 취 하게 된다. 경화 공정은 다초점 경화된 광학 수지를 예비성형된 렌즈에 결합시킨다. 한 비제한적인 실시양태에서, 오직 공동의 일부 또는 다초점 몰드의 표면(또는 예비성형된 렌즈 표면)만이 광학 수지 조성물에 의해 덮이며, 이는 공동 내에(또는 몰드 표면 상에) 분산되어 새로운 렌즈 표면을 형성한다.
다른 비제한적인 실시양태에서, 예비성형물 및 다초점 몰드는 서로 접촉하도록 정렬 배치된다. 몰드의 2개의 반쪽들은 외부 힘 또는 압력으로 예컨대 클램프에 의해 함께 고정된다. 다초점 광학 수지는 예비성형물과 다초점 몰드 사이에 주입된다. 예비성형물 및 몰드를 서로에 대해 고정하는 압력은 과도한 수지를 밖으로 가압한다. 이어서, 수지는 선택된 다초점 광학 수지에 적합한 경화 방법을 사용하여 경화된다.
고려되는 추가의 비제한적인 실시양태에서, 몰드 세트의 2개의 반쪽들은 수직으로 정렬되고, 광학 수지 조성물은, 예비성형된 렌즈 기재 및 다초점 몰드가 서로에 대해 예컨대 완전가공 렌즈의 형상을 형성하도록 소량의 압력으로 배열되기 전에, 예비성형된 렌즈 기재 상에 또는 다초점 몰드 상에 위치된다. 이들 실시양태에서, 광학 가스켓은 사용되지 않지만, 2개의 몰드 부분은 광학 수지 조성물의 모세관 인력에 의해 서로 고정된다.
다초점 몰드는 완전가공 렌즈 표면에 광학 품질 표면을 제공하는 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 이러한 물질은 렌즈를 주조하는 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 이러한 물질의 비제한적인 예로는 크라운(Crown) 유리 및 전기성형된 니켈(electroformed nickel)이 있다. 다초점 몰드의 디자인은 주조하는 분야 의 숙련자에게 공지되어 있으며, 요구되는 다초점 교정의 유형과 속성에 따라 변할 것이다. 비제한적인 실시양태에서, 다초점 몰드의 표면은, 몰드에 대한 손상 없이 그리고 경화된 수지의 표면에 상처를 입히지 않고서 몰드로부터 경화된 광학 품질 수지가 쉽게 이형되도록 이형제로 처리된다.
광-유도 성질을 갖는 다초점 몰드 및 예비성형된 견고한 광학 기재, 예컨대 광변색성 코팅(예비성형물)이 서로에 대해 2개 사이에 광학 수지를 정렬시키면, 수지 조성물은 예비성형물을 경질화시키고 이와 결합하도록 경화된다. 광학 수지 조성물은 수지 조성물에 적절한 임의의 방식으로, 예컨대 선택 다초점 광학 수지 조성물에 적절한 온도, 개시제, 촉매, 압력 등을 사용하는 방식으로 예컨대 (열 경화 또는 마이크로파 경화로) 열에 노출시키거나, 자외선 방사선에 노출시키거나, 또는 방사선과 열의 조합으로 동시에 또는 순서대로 노출시킴으로써 경화될 수 있다.
열 개시제/촉매 및/또는 자외선 개시제는, 예비성형물 또는 다초점 몰드에 적용되거나 또는 예비성형물과 다초점 몰드 사이의 공동에 충전되기 전에, 다초점 광학 수지 조성물과 혼합된다. 특정의 열 또는 광개시제(및 사용량) 또는 사용되는 자외선의 유형은 선택된 광학 품질 수지 조성물의 기능, 다초점 몰드의 유형과 디자인, 및 사용된 특정 렌즈 예비성형물일 것이다. 당해 분야의 숙련자에게는, 적절한 촉매 및/또는 개시제 요건(및 이들의 양) 및 요구되는 자외선 램프의 유형 및/또는 가열 사이클에 대해 익숙하다. 이러한 정보는 또한 이러한 조성물과 관련하여 출판된 문헌, 예컨대 다초점 수지 층에 사용될 수 있는 다초점 광학 품질 수지 조성물의 비제한적인 예들을 기재하고 있는 앞서 인용된 특허문헌들에서 찾을 수 있다.
일부 광학 수지 조성물은 열 및 자외선을 순서대로 또는 동시에 적용함으로써 경화된다. 또한, 다초점 광학 제품의 후경화가 사용될 수 있는 것으로 생각된다. (방사선 및/또는 열 수단을 사용하는) 광학 수지 조성물의 초기 경화 후, 경화된 다초점 광학 제품은 추가의 열 및/또는 자외선 방사선 후 경화 단계로 처리될 수 있다(다초점 몰드로부터 제거되거나 또는 이에 여전히 부착될 수 있다) .
경화된 다초점 광학 수지의 두께는 변할 수 있으며, 궁극적인 다초점 제품의 요건에 따라 달라질 것이다. 예를 들면, 안과용 렌즈의 경우, 두께는 예비성형물의 볼록 표면과 다초점 몰드의 오목 표면의 상대적 곡률에 따라 달라질 것이다. 경화된 수지 층은, 당해 분야의 숙련자에게 공지된 바와 같이, 단일 두께를 가질 수 있거나, 또는 다초점 몰드의 곡률에 따라 달라지는 비균일한 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 렌즈를 제조하는데 사용된 렌즈 블랭크보다 작은 반경의 곡률을 갖는 이초점 몰드를 사용하는 이초점 렌즈의 제조에 대해 기재하고 있는 미국 특허 5,366,668을 참조한다. 경화된 수지의 형상과 두께에 대한 상기 668 특허의 개시내용은 본원에 참고로 인용되고 있다. 완전가공 렌즈는 제 1 렌즈 교정(거리 파워), 및 제 2 렌즈 교정(예컨대 근접 구역 파워)을 제공하는 광학 중심으로부터 제거된 제 2 영역(다초점 영역)을 갖는다.
예비성형물을 몰드 세트의 반쪽으로서 사용하기 전, 다초점 광학 수지는 예컨대 상기 예비성형물에 대한 다초점 광학 수지(예컨대 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트)의 접착력을 증진시키기 위해 다초점 광학 수지가 부착되는 예비성형물, 예컨대 광변색성 코팅의 표면을 처리하는 것이 통상적이며 필수적인 것은 아니다. 효과적인 처리는 저온 플라즈마 또는 코로나 방전 처리와 같은 활성화된 기체 처리를 포함한다. 이러한 처리는 예비성형물의 처리된 표면에 대한 다초점 수지 층의 접착력을 증진시키며, 예컨대 제품의 나머지 부분에 영향을 끼치지 않으면서 표면을 거칠게 하고/하거나 화학적으로 변화시킴으로써 예비성형물의 물리적 표면을 변화시키는 깨끗하고 효과적인 방법이다. 아르곤과 같은 불활성 기체, 및 산소와 같은 반응성 기체가 플라즈마 기체로서 사용되었다. 불활성 기체는 표면을 거칠게 만드는 반면, 산소와 같은 반응성 기체는 플라즈마에 노출된 표면을 거칠게 하는 동시에 상기 표면에 하이드록실 단위 또는 카복실 단위를 생성시킴으로써 표면을 화학적으로 약간 변화시킨다. 비제한적인 실시양태에서, 산소는 플라즈마 기체로서 사용되는데, 이는 산소가 일반적으로 표면을 약간이지만 효과적인 방식으로 화학적으로 변화시킴과 동시에 약간이지만 효과적으로 표면을 물리적으로 거칠게 만들기 때문이다. 당연히, 표면의 거친 정도 및/또는 화학적 변화의 정도는 플라즈마 기체 및 플라즈마의 작동 조건(처리 시간의 길이 포함)의 함수이다.
다초점 광학 수지의 방사선 경화는 자외선 방사선, 예컨대 200 내지 450nm 범위의 방사선에 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 방사선은 그의 스펙트럼 내에서 가시광산 및 자외선을 함유할 수 있다. 방사선은 비간섭성(incoherent) 또는 간섭성(coherent) 단일색 또는 다중색일 수 있으며, 수지의 중합/가교결합을 개시하기에 충분한 강도를 가져야 한다. 임의의 적절한 유형의 자외선 램프, 예컨대 수은 증기 또는 파동(pulsed) 제논이 사용될 수 있다. 광개시제가 사용된다면, 광개시 제의 흡수 스펙트럼은 최고 경화 효율을 위해 자외선 램프(전구), 예컨대 H 전구, D 전구, Q 전구 또는 V 전구의 스펙트럼 출력과 맞춰져야 한다. 방사선 경화, 예컨대 자외선 경화 후, 필요에 따라 열 후 경화가 사용되어 다초점 층을 완전하게 경화시킬 수 있다. 0.5 내지 3시간 동안 212℉(100℃)에서 오븐 내의 가열이 일반적으로 충분하다.
방사선 경화의 대안으로서, 다초점 광학 수지가 열 경화될 수 있지만, 열 경화는 덜 바람직한 것이다. 예를 들면, 열 아조-유형 또는 퍼옥시-유형 유리 라디칼 개시제는, 경화성 수지 배합물 내에, 및 적외선 가열 또는 예비성형물, 광학 수지 및 다초점 몰드을 통상의 오븐, 예컨대 광학 수지를 경화시키는데 충분한 온도로 유지되는 대류 오븐에 위치시킴으로써 경화된 배합물 내에 혼입될 수 있다. 다초점 광학 수지를 경화시키는데 사용된 온도는 물론 사용 수지의 조성에 따라 달라질 것이다. 이러한 온도는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있거나, 또는 수지의 유형과 관련하여 출판된 문헌, 예컨대 다초점 광학 품질 수지를 기재하고 있는 앞서 인용된 미국 특허문헌들을 통해 용이하게 획득될 수 있다. 광개시제의 비제한적인 예는 광학 품질 수지의 경화와 관련하여 앞서 기재되고 있고, 이러한 설명도 또한 여기서 적용 가능하다.
다초점 제품에 사용될 수 있는 광학 기재는 변할 수 있으며, 궁극적인 응용분야에 따라 임의의 광학, 예컨대 안과용, 전형적으로 견고한 기재를 포함할 수 있다. 이러한 기재의 비제한적인 예는 중합체 기재, 예컨대 유리 및 광학 유기 중합체 물질을 포함한다.
이 설명에서 사용된 바와 같이, 용어 "유리"는 중합체 물질, 예컨대 중합체 실리케이트로서 정의된다. 유리 기재는 의도된 목적에 적합한 임의의 유형일 수 있지만, 일반적으로 맑고 낮은 착색의 투명한 유리, 예컨대 잘 공지딘 실리카 유형의 유리, 특히 소다-석회-실리카 유리이다. 다양한 실리카 유리의 속성과 조성은 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 유리는 강화 유리, 예컨대 열 또는 화학적 단련(tempering)에 의해 강화된 유리일 수 있다.
본원에 기재된 다초점 제품을 제조하는데 사용될 수 있는 유기 중합체 기재는, 기재와 관련된 광-유도 코팅, 예컨대 광변색성 중합체 코팅과 화학적으로 상용성인, 광학 기재로서 유용한 임의의 공지된(또는 후에 발견된) 투명한 플라스틱 물질이다. 비제한적인 실시양태에서, 유기 중합체 기재는 당해 분야에서 인지된 중합체, 예컨대 광학 용도를 위한 광학적으로 맑은 주조물(예: 안과용 렌즈)을 제조하는데 사용되는 유기 광학 수지들로부터 선택된다.
사용될 수 있는 유기 광학 기재의 비제한적인 예는, 미국 특허 5,962,617 및 미국 특허 5,658,501(15칼럼 28행 내지 16칼럼 17행)에 개시되어 있는 단량체 및 단량체들의 혼합물로부터 제조되는 중합체, 예컨대 단독중합체 및 공중합체이며, 상기 개시내용은 본원에 참고로 인용된다. 이러한 유기 기재는 열가소성 또는 열경화성 중합체 기재일 수 있다. 이러한 중합체 기재의 비제한적인 실시양태는 높은 유리전이온도를 갖는 열가소성 중합체, 및 고도의 가교결합된 광학 중합체를 포함한다. 비제한적인 실시양태에서, 유기 기재는 1.48 내지 1.74의 굴절률을 갖는 투명한 기재일 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 기재는 1.54 내지 1.56 또는 1.60 초과, 예컨대 1.60 내지 1.74의 굴절률을 가질 수 있다.
이러한 개시된 단량체 및 중합체의 비제한적인 예는 다음과 같은 것을 포함한다: 폴리올(알릴 카본에이트) 단량체, 예컨대 알릴 다이글라이콜 카본에이트(예: 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에서 CR-39(상표명)로서 시판 중인 단량체인 다이에틸렌 글라이콜 비스(알릴 카본에이트)) 및 이들의 공중합체; 예를 들어 폴리유레테인 예비중합체와 다이아민 경화제의 반응에 의해 제조되는 폴리유레아-폴리유레테인(폴리유레아 유레테인) 중합체(이러한 중합체 중 하나의 조성물이 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 트리벡스(TRIVEX, 상표명)로서 시판 중임); 아크릴릭 작용성 단량체, 비제한적인 예로서 폴리올(메트)아크릴로일 종결된 카본에이트 단량체; 다이에틸렌 글라이콜 다이메트아크릴레이트 단량체; 에톡실화 페놀 메트아크릴레이트 단량체; 다이아이소프로펜일 벤젠 단량체; 에톡실화 트라이메틸올 프로페인 트라이아크릴레이트 단량체; 에틸렌 글라이콜 비스메트아크릴레이트 단량체; 폴리(에틸렌 글라이콜) 비스메트아크릴레이트 단량체; 유레테인 아크릴레이트 단량체; 폴리(에톡실화 비스페놀 A 다이메트아크릴레이트); 폴리(비닐 아세테이트); 폴리(비닐 알콜); 폴리(비닐 클로라이드); 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌; 폴리유레테인; 미츠이 케미칼즈 인코포레이티드(Mitsui Chemicals, Inc)에서 시판 중인 MR-6, MR-7, MR-8 및 MR-10 광학 수지와 같은 물질을 포함하지만 이에 국한되지 않는 폴리싸이오유레테인 단량체; 비스페놀 A와 포스겐으로부터 유도되는 카본에이트-결합된 수지(이러한 물질 중 하나가 렉산(LEXAN, 상표명)으로 시판 중임)와 같은 열가 소성 비스페놀 A계 폴리카본에이트; 마이라르(MYLAR, 상표명)로 시판 중인 물질과 같은 폴리에스터; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 뷰티랄; 플렉시글라스(PLEXIGLAS, 상표명)로서 시판 중인 물질과 같은 폴리(메틸 메트아크릴레이트), 및 다작용성 아이소사이아네이트를 폴리싸이올 또는 폴리에피설파이드 단량체와 반응시킴으로써 제조되는 중합체(단독중합되거나, 또는 폴리싸이올, 폴리아이소사이아네이트, 폴리아이소싸이오사이아네이트 및 선택적으로는 에틸렌성 불포화 단량체 또는 할로젠화 방향족 화합물-함유 비닐 단량체와 공중합 및/또는 삼원공중합됨)(예컨대, 미츠비시 가스 케미칼즈 인코포레이티드(Mitsubishi Gas Chemicals, Inc)에서 IU-10(상표명)으로서 시판 중인 단량체). 일반적으로, 유기 광학 기재는 임의의 중합체 코팅, 예컨대 기재의 표면에 고정되는 광변색성 코팅과 같이 광-유도 성질을 갖는 코팅과 화학적으로 상용성이다.
본 발명의 다초점 제품을 제조하는데 사용되는 중합체 유기 광학 기재는 그의 표면에 보호 코팅, 예컨대 내마모성 코팅을 가질 수 있다. 예를 들면, 시판 중인 열가소성 폴리카본에이트 광학 렌즈는, 표면이 용이하게 긁히거나 마모되거나 닳는 경향이 있기 때문에, 전형적으로 그의 표면에 미리 적용된 내마모성 코팅, 예컨대 경질 코트를 갖는 상태로 판매된다. 이러한 제품의 예는 폴리카본에이트 표면에 경질 코팅이 미리 적용되어 판매되는 젠텍스(Gentex) 폴리카본에이트 렌즈(젠텍스 옵틱스(Gentex Optics)에서 판매 중임)이다. 이 개시내용 및 청구의 범위에 사용되는 용어 "기재", "광학 기재", "중합체 유기 기재"(또는 유사 용어) 또는 이러한 기재의 "표면"은, 상기 기재 자체 또는 기재 상에 하나 이상의 코팅, 예컨대 보호 코팅, 접착 코팅 및/또는 하도 코팅과 같은 기본 코팅을 갖는 이러한 기재를 의미한다. 따라서, 이 설명 또는 청구의 범위에서 기재의 표면에 하도 코팅 또는 광-유도 코팅을 적용한다고 기재되어 있는 경우, 이러한 기재는 중합체 유기 기재 자체 또는 기재 표면의 코팅(예컨대, 내마모성 코팅, 하도제 또는 다른 코팅)에 이러한 코팅을 적용함을 포함한다. 이러한 기본 코팅은 임의의 적합한 코팅 또는 필름일 수 있으며, 내마모성 코팅(경질 코팅) 또는 하도 코팅에 국한되지 않는다. 이러한 코팅/필름의 비제한적인 예로는 보호 코팅, 하도 코팅, 내충격성을 개선시키는 코팅, 또는 기재가 그의 일부인 제품에 부가적인 기능적 성질, 예컨대 광-유도 성질을 제공하는 코팅이 포함된다.
또한, 이 설명 또는 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "광학 기재의 표면" 또는 유사 용어, 예컨대 광-유도 층이 적용되는 표면은, 오직 기재의 표면 부분만이 덮여있는 실시양태를 포함한다. 그러므로, 광-유도 층(및 다초점 광학 수지 층)은 오직 광학 기재의 표면 부분만을 덮지만, 일반적으로 하나 이상의 기재 표면의 전체 표면에 적용된다.
플라스틱 광학 기재, 특히 열가소성 폴리카본에이트와 같은 기재에 광변색성 유기 코팅을 사용하는 것은 기재되어 있다. 선택된 유기 기재에 코팅으로서 사용될 수 있고 사용을 위해 선택된 유기 광변색성 물질/화합물의 호스트(host) 물질로서 기능하게 되는 임의의 유기 중합체 물질이 사용될 수 있다. 일반적으로, 호스트 유기 중합체 코팅은, 광변색성 물질이 효과적으로 작용하도록, 예컨대 자외선에 반응하여 무색 형태로부터 육안으로 보이는 유색 형태로 변화시키고, 자외선 방사 선이 제거될 때 무색 형태로 되돌리도록 하기에 충분한 내부 비점유 부피를 갖는다.
이러한 유기 중합체 물질의 비제한적인 예로는, 미국 특허 6,107,395, 6,187,444 B1 및 국제 특허 공개공보 WO 01/55269에 기재되어 있는 것과 같은 폴리유레테인계 코팅; 미국 특허 6,268,055 B1에 기재되어 있는 것과 같은 에폭시 수지계 코팅; 미국 특허 6,602,603, 국제 특허 공개 WO 96/37593, WO 97/06944 및 미국 특허 5,621,017 및 5,776,376에 기재되어 있는 것과 같은 아크릴릭/메트아크릴릭 단량체계 코팅; 미국 특허 6,506,488 B1 및 6,432,544 B1에 기재되어 있는 것과 같은 아미노플라스트, 예컨대 멜라민 유형의 수지; 미국 특허 6,436,525 B1에 기재되어 있는 것과 같은, 하이드록실-작용성 성분과 중합체 무수물-작용성 성분을 포함하는 코팅, 즉 다중 무수물 코팅; 및 명칭 "Photochromic Coated Article"의 국제 특허 공개 WO 01/57106 A1에 기재되어 있는 것과 같은 폴리유레아 유레테인 코팅; 및 미국 특허 6,060,001에 기재되어 있는 것과 같은, N-알콕시메틸(메트)아크릴아마이드 작용성 중합체를 포함하는 코팅이 포함된다.
광변색성 폴리유레테인 코팅을 제조하는데 사용될 수 있는 폴리유레테인은, 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,187,444 B1의 3칼럼 4행 내지 6칼럼 22행에 더욱 상세하게 기재되어 있는 바와 같이 유기 폴리올 성분과 아이소사이아네이트 성분의 반응에 의해 제조되는 것이다.
폴리유레테인 반응 혼합물을 구성하는 성분들의 상대적인 양은, 반응성 아이소사이아네이트 기의 이용 가능한 수 대 반응성 하이드록실 기의 이용 가능한 수의 비율, 예컨대 NCO:OH 기의 비율(0.3:1.0 내지 3.0:1.0)로서 표현될 수 있다. 아이소사이아네이트 성분은 지방족, 방향족, 지환족 또는 헤테로사이클릭 아이소사이아네이트, 또는 이들 아이소사이아네이트의 혼합물일 수 있다. 일반적으로, 아이소사이아네이트 성분은 블록화된 또는 블록화되지 않은 지방족 또는 지환족 아이소사이아네이트 또는 이러한 아이소사이아네이트의 혼합물로부터 선택된다.
미국 특허 6,107,395에 추가로 기재되어 있는 바와 같이, 광변색성 호스트 물질로서 적합한 폴리유레테인은, (i) 2 내지 4의 공칭 작용가 및 500 내지 6,000g/몰의 분자량을 갖는 하나 이상의 폴리올 40 내지 85중량%, (ii) 2 내지 3의 작용가 및 62 내지 499의 분자량을 갖는 하나 이상의 다이올 또는 트라이올 또는 이들의 혼합물 15 내지 60중량%, 및 (iii) 3 미만, 예컨대 2의 작용가를 갖는 지방족 폴리아이소사이아네이트를 포함하는 아이소사이아네이트 반응성 혼합물로부터 제조될 수 있다.
미국 특허 6,602,603에는 광변색성 물질의 폴리(메트)아크릴 호스트 물질용 반응 혼합물이 기재되어 있다. 이들 반응 혼합물은 3개보다 많고 15개보다 적은 알콕시 단위를 가질 수 있는 둘 이상의 이작용성 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 한 비제한적인 실시양태에서는 이작용성 (메트)아크릴레이트는 1 내지 8개의 탄소원자를 통상적으로 함유하는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌 기로 연결된 반응성 아크릴레이트 기를 갖는 한편, 제 2 이작용성 (메트)아크릴레이트는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 뷰틸렌 옥사이드 또는 이들 옥사이드 기의 혼합물(무작위적인 순서 또는 블록 순서)로 연결된 반응성 아크릴레이트 기를 갖는다.
에폭시 수지계 코팅은 미국 특허 6,268,055 B1에 기재되어 있다. 이러한 코팅은 에폭시 수지 또는 폴리에폭사이드, 예컨대 지방족 알콜 및 페놀의 폴리글라이시딜 에터, 에폭시-함유 아크릴 중합체, 폴리카복실산의 폴리글라이시딜 에스터 및 이러한 에폭시-함유 물질의 혼합물을 포함하는 조성물과 경화제(예컨대, 산 무수물과 유기 폴리올을 반응시켜 생성되는 반-에스터를 포함하는 다산)를 반응시킴으로써 제조되는 것이다.
기재의 적어도 한쪽 표면에 적용되는 광변색성 코팅의 양은, 경화된 코팅이 자외선에 노출될 때 목적하는 광학 밀도 변화(ΔOD)를 나타내는 코팅을 생성시키기에 충분한 양의 유기 광변색성 물질을 제공하는 양, 즉 광변색량(photochromic amount)이다. 한 비제한적인 실시양태에서, 자외선 노출 30초 후에 22℃(72℉)에서 측정한 광학 밀도 변화는 0.05 이상이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 자외선 노출 30초 후 광학 밀도 변화는 0.15 이상, 예컨대 0.20 이상이다. 한 비제한적인 실시양태에서, 자외선 노출 15분 후의 광학 밀도 변화는 0.10 이상이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 자외선 노출 15분 후 광학 밀도 변화는 0.50 이상, 예컨대 0.70 이상이다.
달리 지적하면, 광변색성 코팅에 사용되는 활성 광변색성 물질의 양은 코팅을 제조하는데 사용되는 단량체/수지의 총 중량에 기초하여 0.5 내지 40.0중량%일 수 있다. 일반적으로, 광변색성 코팅 내의 활성 광변색성 물질의 농도는 1.0 내지 30중량%이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅 내의 활성 광변색성 물질의 농도는 3 내지 20중량%, 예컨대 3 내지 10중량%(코팅을 제조하는데 사용되 는 단량체의 총 중량에 기초함)이다. 코팅 내의 광변색성 물질의 양은 인용된 값을 포함하여 이들 값의 임의의 조합일 수 있다.
광학 기재의 표면에 적용되는 광변색성 코팅의 두께는 변할 수 있다. 한 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅의 두께는 3μ 이상이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅의 두께는 5μ 이상, 예컨대 10μ 이상, 예컨대 20 또는 30μ이다. 한 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅의 두께는 200μ 이하이다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅의 두께는 100μ 이하, 예컨대 50μ 이하, 예컨대 40μ 이하이다. 광변색성 코팅의 두께는 인용된 값을 포함하여 이들 값의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들면, 광변색성 코팅은 5 내지 50μ, 예컨대 10μ 또는 20 내지 40μ일 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 적용된 광변색성 코팅은 긁힘, 패임, 반점, 균열, 함유물 등과 같은 표면 결함이 없다.
한 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅의 경도는 다초점 수지 층보다 적으며, 이는 또한 다초점 수지 층에 적용될 수 있는 내마모성 코팅(경질 코트)보다 연할 수 있다. 코팅의 경도는 당해 분야의 숙련자에게 공지된 시험, 예컨대 피셔 미세경도, 연필 경도 또는 누프(Knoop) 경도에 의해 정량화될 수 있다.
광변색성 코팅에 사용될 수 있는 광변색성 물질, 예컨대 광변색성 염료/화합물, 또는 이러한 염료/화합물을 함유하는 조성물은, 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는(또는 후에 발견된) 무기 및/또는 유기 광변색성 화합물 및/또는 이러한 유기 광변색성 화합물을 함유하는 물질이다. 선택되는 특정 광변색성 물질은 궁극적인 용도 및 이 용도에서 목적하는 색상 또는 색조(hue)에 따라 달라진다. 2개 이상의 광변색성 화합물을 함께 사용하는 경우, 이들은 일반적으로 목적하는 색상 또는 색조를 생성시키기 위해 서로 보완하도록 선택된다.
광변색성 코팅에 통상적으로 사용되는 유기 광변색성 화합물은 300 내지 1,000nm, 예컨대 400 내지 700nm의 가시광 스펙트럼 내에서 하나 이상의 활성화된 흡수 최대치를 갖는다. 유기 광변색성 물질은 광변색성 코팅에 혼입(예컨대, 용해 또는 분산)되며, 활성화될 때(즉, 자외선에 노출될 때) 광변색성 물질의 색상은 이러한 물질의 유색 형태에 특징적인 색상 또는 색조로 변한다.
무기 광변색성 물질은 일반적으로 은 할라이드, 카드뮴 할라이드 및/또는 구리 할라이드의 결정들을 함유한다. 비제한적인 실시양태에서, 할라이드 물질은 염화물 및 브롬화물이다. 다른 무기 광변색성 물질은 유로퓸(II) 및/또는 세륨(III)을 무기 유리, 예컨대 소다-실리카 유리에 첨가함으로써 제조될 수 있다. 한 비제한적인 실시양태에서, 무기 광변색성 물질은 용융 유리에 첨가되고, 중합체 광변색성 코팅을 형성하는데 사용되는 코팅 조성물 내에 혼입되는 입자를 형성한다. 이러한 무기 광변색성 물질은 "Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th Edition, Volume 6, pages 322-325"에 기재되어 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 물질은 예컨대 미국 특허 3,361,706에 기재되어 있는 수은 다이싸이존에이트와 같은 금속 다이싸이존에이트이다.
광변색성 코팅에 사용될 수 있는 유기 광변색성 화합물은 변할 수 있다. 한 비제한적인 실시양태에서, 유기 광변색성 화합물은 피란, 예컨대 벤조피란, 크로 멘, 예컨대 나프토피란, 예컨대 나프토[1,2-b]피란, 및 나프토[2,1-b]피란, 스피로-9-플루오레노[1,2-b]피란, 페난트로피란, 퀴노피란 및 인데노-융합된 나프토피란, 예컨대 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 5,645,767의 1칼럼 10행 내지 12칼럼 57행에 개시된 것, 및 미국 특허 5,658,501의 1칼럼 64행 내지 13칼럼 36행에 개시된 것들로부터 선택된다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 사용될 수 있는 유기 광변색성 화합물은 옥사진, 예컨대 벤즈옥사진, 나프토옥사진 및 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진; 펄가이드 및 펄기마이드, 예컨대 미국 특허 4,931,220의 20칼럼 5행 내지 21칼럼 38행에 기재되어 있는 3-퓨릴 및 3-싸이엔일 펄가이드 및 펄기마이드; 그의 개시내용이 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허출원 2003/0174560의 문단 [0025] 내지 [0085]에 기재되어 있는 다이아릴에텐; 및 상기 광변색성 물질/화합물들 중 임의의 혼합물을 포함한다.
광변색성 코팅은 목적하는 경우 하나의 광변색성 화합물 또는 2개 이상의 광변색성 화합물의 혼합물을 함유할 수 있다. 광변색성 화합물의 혼합물을 사용하여 특정의 활성화된 색상, 예컨대 회색 또는 갈색에 가까운 중간색을 수득할 수 있다. 예를 들면, 회색 및 갈색의 중간색들을 한정하는 파라미터를 기재하는 미국 특허 5,645,767(이의 개시내용은 본원에 참고로 인용되어 있음)의 12칼럼 66행 내지 13칼럼 19행 참조한다.
광변색성 물질과 더불어, 광변색성 코팅(또는 전구체 배합물)은, 플라스틱 기재의 표면 상의 광변색성 코팅을 적용 및 경화시키는데 사용되는 공정에 의해 요구되는 코팅에 목적하는 성질 또는 특성을 부여하고 상기 코팅의 성능을 증진시키 는 추가의 통상의 보조제를 함유할 수 있다. 이러한 보조제는 자외선 흡수제, 광안정화제(예: 장애 아민 광안정화제(HALS)), 비대칭 다이아릴옥살아마이드(옥사닐리드) 화합물, 단품(singlet) 산소 급랭제(quencher)(예: 유기 리간드를 갖는 니켈 이온 착체), 산화방지제, 폴리페놀 산화방지제, 열 안정화제, 레올로지 제어제, 레벨링제(leveling agent), 예컨대 계면활성제, 유리 라디칼 스캐빈저 및 접착 촉진제, 예컨대 실레인 커플링제, 예컨대 트라이옥시 실레인, 예컨대 탄소수 1 내지 4개의 알콕시 라디칼을 갖는 실레인, 비제한적인 예로서 γ-글라이시독시프로필 트라이메톡시 실레인, γ-아미노프로필 트라이메톡시 실레인, 3,4-에폭시 사이클로헥실에틸 트라이메톡시실레인, 다이메틸다이에톡시실레인, 아미노에틸 트라이메톡시실레인 및 3-(트라이메톡시실릴)프로필 메트아크릴레이트를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 비제한적인 실시양태에서, 이러한 광변색성 성능 향상 보조제 물질의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 미국 특허 4,720,356, 5,391,327 및 5,770,115에 기재되어 있는 물질을 참조한다.
비제한적인 실시양태에서, 상용성(화학적으로 또한 색상 면에서) 틴트(예: 염료)는 또한 미국 특허 6,853,471에 기재된 바와 같이 다양한 이유, 비제한적인 예로서 의학적 이유 또는 외관상의 이유로 예컨대 더욱 미적 감각이 있는 결과를 달성하기 위하여 또는 특정 파장의 광을 흡수하기 위해 광변색성 코팅 배합물에 첨가되거나, 또는 플라스틱 광학 기재에 적용할 수 있다. 선택되는 특정 염료는 변할 수 있지만, 그의 선택은 일반적으로 하나 이상의 전술된 요구 및 달성하고자 하는 결과에 따라 달라질 것이다. 한 비제한적인 실시양태에서, 염료는 사용되는 활 성화된 광변색성 물질로부터 생성되는 색상을 보완하도록, 예컨대 더욱 중간 색상을 달성하도록 또는 특정 파장 또는 입사광을 흡수하도록 선택된다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 염료는 광변색성 코팅이 활성화되지 않은 상태로 있을 때 기재 및/또는 코팅에 목적하는 색조를 제공하도록 선택된다.
광변색성 코팅 조성물은 중합성 배합물로서 플라스틱 기재의 표면에 적용된 후, 광중합, (적외선 중합을 비롯한) 열 중합 및 다른 방사선원을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 방법에 의해 경화(중합)될 수 있다. 이러한 적용 방법은 스핀 코팅, 커튼 코팅, 침지 코팅, 분무 코팅 또는 덮개(overlay)를 제조하는데 이용되는 방법과 같은 당해 분야에 인지되어 있는 방법을 포함한다. 이러한 방법은 미국 특허 4,873,029에 기재되어 있다.
중합성 배합물로서 적용될 때, 광변색성 코팅 배합물은 또한 전형적으로 광변색성 염료 호스트 수지를 경화시키는데 사용되는 하나 이상의 촉매 또는 중합 개시제를 함유할 것이다. 일반적으로, 오직 중합 반응을 개시(촉매) 및 유지시키는데 요구되는 촉매 또는 개시제의 양, 즉 개시 또는 촉매 양만이 요구된다. 비제한적인 실시양태에서, 개시제 또는 촉매의 양은 배합물 중 중합성 단량체의 총량에 기초하여 0 내지 10중량%로 변한다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 개시제 또는 촉매의 양은 배합물 중 중합성 단량체의 총량에 기초하여 0.01 내지 8중량%, 예컨대 0.1 내지 5중량%로 변한다. 촉매/개시제의 양은 인용된 값을 포함하여 전술한 값의 임의의 조합일 수 있다.
한 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 코팅은 광중합에 의해 경화된다. 예 를 들면, 경화성 광변색성 코팅은 하나 이상의 광개시제의 존재 하에서 자외선 및/또는 가시광을 사용하여 경화된다. 유리 라디칼 개시제인 광개시제는 이들의 작동 방식에 기초하여 2개의 주요 군으로 분류된다. 분할-유형의 광개시제는 아세토페논, α-아미노알킬페논, 벤조인 에터, 벤조일 옥심, 아실포스핀 옥사이드 및 비스아실포스핀 옥사이드를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 추출-유형의 광개시제는 벤조페논, 마이클러(Michler's) 케톤, 싸이오잔톤, 안트라퀴논, 캠퍼퀴논, 플루오론 및 케토쿠마린을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 추출-유형의 광개시제는 추출하기 위한 불안정한 수소원자를 제공하기 위해 첨가되는 아민 및 다른 수소 공여 물질과 같은 물질의 존재 하에서 더욱 잘 작용한다. 전형적인 수소 공여체는 산소 또는 질소에 대해 α 위치에 위치하는 활성 수소(예: 알콜, 에터 및 3급 아민), 또는 황에 직접 결합된 활성 수소원자(예: 싸이올)를 갖는다. 이렇게 첨가되는 물질이 존재하지 않는 경우에도, 시스템의 단량체, 올리고머 또는 다른 성분으로부터 수소 추출을 통해 광개시가 이루어질 수 있다. 광개시제는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 초반에 상기 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 광학 품질 수지의 논의와 관련하여 기재되어 있고, 이 논의도 또한 여기서 적용 가능하다. 광개시제는 다양한 공급원으로부터 상업적으로 입수 가능하다. 시판 중인 광중합 개시제의 비제한적인 예는 시바-가이기(Ciba-Geigy)로부터 입수 가능한 것, 예컨대 이르가큐어(IRGACURE) 광개시제, 예컨대 이르가큐어(Irgacure) 184, 651, 500, 907 및 369, 다라큐어(DARACURE) 광개시제, 예컨대 다라큐어(Daracure) 1173 및 4265를 포함한다. 다른 상업적 광개시제는 SARTOMER KIP 100F 및 EBERCRYL P36 을 포함한다.
광중합에 이용되는 방사선원은 자외선 및/또는 가시광을 방출하는 광원으로부터 선택된다. 방사선원은 수은 램프, FeI3 및/또는 GaI3로 도핑되는 수은 램프, 살균(germicidal) 램프, 제논 램프, 텅스텐 램프, 금속 할라이드 램프 또는 이들 램프의 조합일 수 있다. 일반적으로, 방사선 경화성 광변색성 코팅은 불활성 분위기, 예컨대 산소가 실질적으로 없이 경화된다.
광변색성 코팅은 열 경화될 수 있으며, 이는 일반적으로 실온으로부터 기재가 이러한 가열로 인해 손상되지 않는 온도 미만의 온도까지 가열함을 포함한다. 200℃ 이하의 온도가 보고되었다. 이러한 경화 조건은 당해 분야에 널리 알려져 있다. 예를 들면, 전형적인 열경화 사이클은 경화성 배합물을 2 내지 20분에 걸쳐 실온(22℃)으로부터 85 내지 125℃까지 가열함을 포함한다.
광학 기재의 표면에 광변색성 코팅을 적용하기 전, 깨끗한 표면, 및 기재에 대한 광변색성 코팅의 접착력을 증진시키는 표면을 제공하기 위해, 기재의 표면이 통상적으로 세정 및 처리된다. 일반적으로 사용되는 효과적인 세정 및 처리법은 수성 비누/세제 용액을 사용하는 초음파 세척, 유기 용매의 수성 혼합물(예: 아이소프로판올:물 또는 에탄올:물의 50:50 혼합물)을 사용하는 세정, 자외선 처리, 활성화 기체 처리, 예컨대 초반에 기재된 바와 같은 저온 플라즈마 또는 코로나 방전 처리, 및 기재 표면을 하이드록실화시키는 화학적 처리, 예컨대 알칼리금속 수산화물(예컨대 수산화나트륨 또는 수산화칼륨)의 수용액(이는 플루오로 계면활성제도 함유할 수 있음)을 사용한 표면의 에칭)를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
일부 경우에는, 광변색성 코팅을 적용하기 전에 광학 기재 표면에 하도 코팅이 적용된다. 하도 코팅은 기재와 광변색성 코팅 사이에 삽입되며, 광변색성 코팅이 포함된 성분과 기재의 상호작용 및 그 반대의 상호작용을 방지하기 위한 차단 코팅으로서 및/또는 플라스틱 기재로의 광변색성 코팅의 접착을 촉진시키는 접착 층으로서 작용한다.
광-유도 기능이 극성화되는 경우, 극성화 매체는 광학 기재에 단독으로 또는 다른 광-유도 층, 예컨대 광변색성 또는 틴팅된 코팅과 조합되어 적용될 수 있다. 극성화 기능은 코팅, 필름, 웨이퍼 등을 극성화시킴으로써 공급될 수 있다("편광기"). 편광기는 자유 정치 또는 비적층된 극성화 필름, 및 제거 가능한 보호 시이트 또는 외부의 영구 보호 코팅 또는 지지 시이트, 예컨대 플라스틱 층을 갖는 극성 필름을 비롯한 다양한 여러 구조물 및 물질을 포함할 수 있다. 이러한 편광기는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다.
편광기는 극성화 폴리비닐 알콜(PVA) 필름 등을 포함할 수 있다. 극성화 PVA 필름은 일반적으로 2개의 외부 보호성 플라스틱 시이트에 의해 보호된다. 이들 플라스틱 시이트 및 봉합된 PVA 필름은 웨이퍼로서 흔히 지칭되는 편광기 샌드위치를 형성한다. 다른 편광기는 더욱 내구성인 물질, 예컨대 미국 특허 6,585,373에서 기재된 바와 같이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 제조될 수 있다. 편광기는 극성화 물질, 예컨대 요오드 및 다른 이색성 물질을 포함할 수 있다.
편광기는 극성화 필름, 코팅, 웨이퍼 등을 기재 상에 부착시켜서 다초점 광학 코팅이 고정되는 "예비성형물"을 형성시킴으로써 단독으로 광-유도 층으로서 이용되거나, 또는 다른 광-유도 층과 조합되어 예컨대 광변색성 코팅 또는 틴팅된 중합체 코팅의 상부 아래 또는 그 위에, 또는 틴팅된 광학 기재 위에 극성화 매체를 위치시킴으로써 사용될 수 있다.
유사하게, 광-유도 층은 광학 기재에 고정되는 틴팅된 중합체 필름, 코팅 등일 수 있다. 이 틴팅된 중합체 층은 선택된 틴트 또는 염료로 틴팅시킴으로써, 예컨대 염료를 예비성형된 필름 내에 흡수시키고, 상기 예비성형된 필름을 염료 함유 액체 내에 침지시키고, 상기 염료를 코팅, 필름 등을 형성하는데 사용되는 중합성 조성물 중에 혼입시킴으로써 제조될 수 있다. 임의의 중합체 필름, 예컨대 투명한 필름, 또는 광학 제품, 예컨대 안과용 제품과 함께 사용하기 위해 당해 분야의 숙련자에게 공지된 코팅은, 염료를 위한 담체로서 사용될 수 있다. 유사하게, 광학 제품과 사용하기 위해 당해 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 틴트 또는 염료가 사용될 수 있다. 틴트(염료) 코팅 또는 필름이 광변색성 코팅과 화학선 입사광 사이에 위치된다면, 그렇게 불투명하지 않은 틴팅된 코팅 또는 필름을 사용하여서 생성된 제품이 의도된 방식으로 작동하지 않는 경우, 또는 틴트(염료)가 광변색성 물질을 활성화시키는데 요구되는 자외선을 흡수하지 않는 경우, 주의 깊게 관찰해야 한다.
한 비제한적인 실시양태에서, 내마모성 코팅이 다초점 광학 수지 층 상에 배치된다. 내마모성 코팅(경질 코트), 특히 유기 실레인 물질을 포함하는 내마모성 코팅이 마모, 긁힘 등으로부터 표면을 포함하는데 사용된다. 유기 실레인-함유 내마모성 코팅, 예컨대 실레인계 경질 코팅은 당해 분야에 널리 공지되어 있으며, 에스디씨 코팅즈 인코포레이티드(SDC Coatings, Inc.) 및 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드와 같은 다양한 제조업자들로부터 입수할 수 있다. 유기 실레인 경질 코팅에 대해 개시하고 있는 미국 특허 4,756,973의 5칼럼 1 내지 45행 및 미국 특허 5,462,806의 1칼럼 58행 내지 2칼럼 8행 및 3칼럼 52행 내지 5칼럼 50행을 참조한다. 이러한 개시내용은 본원에 참고로 인용하고 있다. 유기 실레인 경질 코팅을 개시하고 있는 미국 특허 4,731,264, 5,134,191, 5,231,156 및 국제 특허 공개공보 WO 94/20581도 또한 참조한다.
다작용성 아크릴 경질 코팅, 멜라민계 경질 코팅, 유레테인계 경질 코팅, 알키드계 코팅, 실리카졸계 경질 코팅 또는 다른 유기 또는 무기/유기 혼성 경질 코팅과 같이 내마모성 및 내긁힘성을 제공하는 다른 코팅이 내마모성 코팅으로서 사용될 수 있다.
내마모성 코팅(경질 코팅)은 예컨대 다초점 광학 수지 층에 통상의 적용 기술, 예컨대 스핀 코팅, 침지 코팅 등에 의해 적용될 수 있다. 0.5 내지 10μ의 두께로 내마모성 코팅이 적용될 수 있다. 경질 코팅, 예컨대 유기 실레인 경질 코팅을 적용하기 전에, 경질 코팅에 대한 습윤성 및 접착력을 증진시키기 위하여 다초점 광학 수지 층(또는 경질 코트가 적용되는 코팅/필름)이 처리될 수 있다. 이러한 처리, 예컨대 앞서 기재된 플라즈마 처리가 사용될 수 있다.
추가의 비제한적인 실시양태에서, 반사방지 코팅과 같은 추가의 코팅이 경질 코팅 층에 적용될 수 있다. 반사방지 코팅의 예는 미국 특허 6,175,450 및 국제 특허 공개공보 WO 00/33111에 기재되어 있다.
본 발명은, 당해 분야의 숙련자가 다수 변형 및 변화시킬 수 있기 때문에 예시 목적으로만 제공되는 하기 실시예에서 더욱 구체적으로 기재된다. 실시예에서, 백분율은 달리 명시되지 않는 한 중량%로서 기록된다. 한 실시예에서 괄호 안에 하위 경우의 문자에 의해 확인되고 다른 실시예에서 사용되는 단량체, 촉매, 개시제 등과 같은 물질은 후속 실시예에서 동일한 하위 경우의 문자에 의해 확인된다.
하기 실시예에서, 여러 기본 곡선의 반가공 단일 시력(SFSV) Sola ASL 폴리카본에이트 렌즈가 사용되었다. 또한, 다양한 다초점 광학 렌즈, 렌즈 블랭크 및 특정 가공 조건들이 실시예에서 본 발명을 설명하기 위해 사용되었다. 당해 분야의 숙련자에게 미용적으로 허용 가능한 다초점 광학 층을 제조하기 위해 여러 공정 변수들이 관찰될 수 있다. 이러한 변수들은 후방 몰드로서 작용하는 예비성형물의 곡률의 적절한 반경을 갖는 다초점 몰드(예: 유리 몰드)의 곡률의 반경의 근접 매칭을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 또한, 다초점 층 경화 조건, 예컨대 자외선 세기 및 투여량을 조정하고 다초점 수지 층 두께를 조정하는 것도, 또한 여러 예비성형물 기본 곡선을 갖는 렌즈에 대한 미용적으로 허용 가능한 다초점 층을 달성하기 위해 변할 수 있는 공정 변수의 예이다.
실시예 1
사용되는 몰드와 거의 매칭되는 기본 곡선을 갖는 폴리카본에이트 시험 렌즈를 비누 및 물로 세정하고, 건조시킨 후, 플라즈마테크(Plasmatech) 기기의 진공실 내에 100 ml/분의 속도로 산소를 도입시키면서 100와트의 동력 세팅으로 1분 동안 플라즈마테크 기기를 사용하여 산소 플라즈마로 처리하였다. 이어서, 상기 렌즈를 탈이온수로 헹구고 공기로 건조시켰다. 광변색성 폴리유레테인 코팅 조성물을 (0.22g 습윤 중량을 목표로 하는) 스핀 코팅에 의해 플라즈마 처리된 렌즈에 적용하고, 1시간 동안 120℃에서 오븐 내에서 열 경화시켰다. 폴리유레테인 조성의 성분들 및 이들의 양을 하기 표 1에 제시한다. 광변색성 폴리유레테인 코팅은 약 20μ 두께이었다. 이들 렌즈(예비성형물)를 이하 기재된 몰드 세트의 반쪽(후방 반쪽)으로서 사용하였다.
배합물(1)
성분 중량%
트라이젠(Trixene) 7960(a) 35.9
PC 1122(b) 16.3
폴리(메트)아크릴릭 폴리올(c) 16.6
티누빈 144 UV 안정화제(d) 1.41
A-187(e) 2.65
N-메틸 피롤리딘온 22.39
광변색성 물질(f) 4.24
BYK-333 계면활성제(g) 0.04
다이뷰틸틴 다이라우레이트(h) 0.53
상기 표에서,
(a) 다이메틸 피라졸 블록화된 헥세인 다이아이소사이아네이트 비우레트(박센덴(Baxenden));
(b) 폴리헥세인 카본에이트 다이올(Stahl USA);
(c) 그의 절차가 본원에 참고로 인용되고 있는 미국 특허 6,187,444 B1의 실시예 1의 조성물 D의 절차에 따르되, 단 충전물 2에서 스타이렌을 메틸 메트아크릴레이트및 0.5중량%(총 단량체 중량을 기준으로 함)의 트라이페닐 포스페이트와 교체하여 제조된 폴리올;
(d) 장애 아민 광 안정화제(시바-가이기);
(e) γ-글라이시드옥시프로필 트라이메톡시실레인(OSi);
(f) 자외선 방사선에 의해 활성화되는 경우, 코팅에 회색 틴트를 제공하도록 디자인된 비율의 나프토피란 광변색성 물질들의 혼합물;
(g) 계면활성제(BYK);
(h) 촉매(알드리치(Aldrich));
(1) 광변색성 물질 및 티누빈 144를 조합시키고, 이 혼합물을 N-메틸 피롤리딘온과 배합시켰다. 상기 배합물을 약 1시간 동안 60℃에서 교반하였다. 이어서, 배합물의 잔여 성분들을 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 1시간 더 교반하였다.
조성물 중의 고체를 기준으로, NXT-7022 덴드리틱 폴리에스터 메트아크릴레이트 60중량%, 다이메틸 피라졸(DMP) 블록화된 아이소사이아나토에틸 메트아크릴레이트 20중량%, 하이드록시에틸 메트아크릴레이트(HEMA) 20중량% 및 이르가큐어 819 광개시제[시바-가이기로부터의 BAPO(비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐 포스파인 옥사이드)] 0.3중량%를 혼합시킴으로써 광학 수지 조성물을 제조하였다. [NXT-7022는, 공급업자에 의하면, 평균 약 85 내지 90%가 메트아크릴레이트 기로 변환되는 16개의 말단 하이드록실 기를 갖는 폴리에스터 폴리올을 메트아크릴레이트화시킴으로써 제조된 덴드리틱 폴리에스터 메트아크릴레이트인 것으로 보고되어 있다]
표준 유리 이초점 및 삼초점 몰드(2.25, 4.50, 6.25 및 8.25 기본)를 비누 및 물로 세정하고, 건조시켰다. 몰드 이형제, 예컨대 우넬코 코포레이션(Unelko Corporation)으로부터의 레이넥스(Rainex)(등록상표)를 유리 몰드의 표면에 적용하였다. 미코팅된 SFSV 렌즈를 처리하는데 사용된 동일한 조건 및 플라즈마테크 기기를 사용하는 플라즈마 방전에 의해, 시험 렌즈 상의 광변색성 폴리유레테인 코팅을 처리하였다.
적절한 몰드 이형제-함유 유리 몰드를 플라즈마-처리된 SFSV 광변색성 폴리유레테인 코팅된 예비성형물 렌즈와 정렬시키고, 몰드 클립을 유리 몰드-예비성형물 렌즈 조립체에 공정시켰다. 몰드-예비성형물 렌즈 조립체를 유리 몰드의 볼록면이 아래를 향하도록 위치시켰다. 예비성형물과 유리 몰드 사이의 임시 개방구를 주사기 팁이 상기 개방구 내에 삽입되도록 만들었다. 주사기를 사용하여 광학 수지 조성물을 유리 몰드와 예비성형물 사이의 공간 내에 2/3의 공간이 채워질 때까지 주입하였다. 이어서, 주사기를 제거하고, 유리 몰드의 볼록면이 위를 향하도록 몰드-예비성형물 렌즈 조립체를 회전시켰다. 몰드 클립으로부터 압력은 과도한 광학 수지 조성물에 가해져서 몰드의 측부로부터 배출되었다.
광학수지를 경질화시키기에 충분한 시간 동안(1분 미만) 광학 수지 조성물을 함유하는 유리 몰드-예비성형물 조립체를 자외선 방사선(2개의 D 램프)에 노출시켰다. 이어서, 조립체를 사후 열 경화를 위해 2시간 동안 120℃에서 열 오븐에 위치시켰다. 이어서, 상기 조립체를 약 70℃까지 냉각시키고, 클립을 제거하였다. 유리 몰드를 제거하였으며, 조립체는 여전히 따듯하였다.
시험 렌즈를 접착력에 대해 시험하고, 광학 미용 결함에 대해 특히 다초점 구역에서 관찰하였다. 표준 크로스 해치 테이프 풀 시험(cross hatch tape pull test)을 사용하여 예비성형물에 대한 다초점 수지 층의 접착력을 시험하였다. 이 시험에 기초하여, 예비성형물에 대한 접착력에 대해 주조 수지를 관찰하였다. 허용 가능한 미용을 갖는지에 대해 렌즈를 관찰하였다. 렌즈를 자외선에 노출시켰으며, 색상이 변한 것을 발견하였다. 자외선 광원이 제거되는 경우, 렌즈를 이들 본래의 맑은 상태로 복귀시켰다.
시험 렌즈들 중 2개, 예컨대 6.00 기본 곡선 렌즈 상에 제조되는 것들을 72℉(22℃)에서 광학 작업대(bench) 상에서 광변색성 반응에 대해 시험하였다. 렌즈에 대한 30초에서의 광학 밀도 평균 변화 값(ΔOD), 예컨대 비활성화된 또는 퇴색된 상태로부터 활성화된 또는 암화된 상태까지의 광학 밀도 변화는 0.493이고; 900초에서 광학 밀도 평균 변화 값은 0.743이었다. 평균 퇴색속도(페이드-포토픽(fade-photopic)까지의 시간, T½)는 74초이고, 제 2 평균 퇴색속도(제 2 페이드-포토픽까지의 시간, T½)는 216초이었다. 광학 밀도 변화(ΔOD)를 하기 수학식 1에 따라 결정한다.
Figure 112008024562674-pct00008
상기 식에서,
%Tb는 퇴색된 상태에서의 투과율(%)이고;
%Ta는 활성화된 상태에서의 투과율(%)이고;
로그는 밑이 10이되;
퇴색속도(T½)는, 활성화 방사선원을 제거한 후, 최고 ΔOD의 반에 도달하는데 걸리는 활성화 렌즈의 ΔOD에 대한 시간 간격(초)이고;
제 2 퇴색속도(제 2 T½)는, 활성화 방사선원을 제거한 후, 최고 ΔOD의 1/4에 도달하는데 걸리는 활성화 렌즈의 ΔOD에 대한 시간 간격(초)이다.
실시예 2
실시예 1의 절차를 따르되, 단 광학 수지 조성물은 PRO-6169 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트 70중량%, DMP 블록화된 아이소사이아나토에틸 메트아크릴레이트 10중량%, 하이드록시에틸 아크릴레이트 10중량% 및 이르가큐어 819 0.2중량%로 구성되었다. PRO-6169는, 공급업자에 의하면, 평균 약 85 내지 90%가 아크릴레이트 기로 변환되는 16개의 말단 하이드록실 기를 갖는 폴리에스터 폴리올을 아크릴레이트화시킴으로써 제조된 덴드리틱 폴리에스터 아크릴레이트인 것으로 보고되어 있다. PRO-6169 물질은 700의 수 평균 분자량 및 3,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것으로 보고되어 있다. 이 실시예에서, 2개의 2.00 기본 곡선 시험 렌즈를 사용하였다.
시험 렌즈를 접착력에 대해 시험하고, 광학 미용 결함에 대해 특히 다초점 구역에서 관찰하였다. 표준 크로스 해치 테이프 풀 시험을 사용하여 예비성형물에 대한 다초점 수지 층의 접착력을 시험하였다. 이 시험에 기초하여, 예비성형물에 대한 접착력에 대해 주조 수지를 관찰하였다. 허용 가능한 미용을 갖는지에 대해 렌즈를 관찰하였다. 렌즈를 자외선에 노출시켰으며, 색상이 변한 것을 발견하였다. 자외선 광원이 제거되는 경우, 렌즈를 이들 본래의 맑은 상태로 복귀시켰다.
시험 렌즈를 72℉(22℃)에서 광학 작업대 상에서 광변색성 반응에 대해 시험하였다. 렌즈에 대한 30초에서의 광학 밀도 평균 변화 값(ΔOD)은 0.544이고; 900초에서 광학 밀도 평균 변화 값은 0.742이었다. 평균 퇴색속도(페이드-포토픽까지의 시간, T½)는 44초이고, 제 2 평균 퇴색속도(제 2 페이드-포토픽까지의 시간, T½)는 105초이었다.
실시예 3
실시예 1의 절차를 따르되, 단 NXT 7022 덴드리틱 메트아크릴레이트 90%, DMP 블록화된 아이소사이아나토에틸 메트아크릴레이트 10% 및 이르가큐어 819 0.3%를 포함하는 조성물로부터 다초점 수지를 제조하였으며, 2.00, 6.00 및 8.00 기본 곡선을 갖는 렌즈를 사용하였다. 6.00 및 8.00 기본 곡선 시험 렌즈로 제조된 다초점 렌즈는 허용 가능한 미용을 가졌다.
실시예 4
실시예 1의 절차를 따르되, 단 PRO-6169 덴드리틱 아크릴레이트 50%, 폴리에틸렌글라이콜 400 다이메트아크릴레이트(사토머로부터의 SR-603) 20%, 하이드록시에틸 메트아크릴레이트 20%, DMP 블록화된 아이소사이아나토에틸 메트아크릴레이트 10% 및 이르가큐어 819 0.3%를 포함하는 조성물로부터 다초점 수지를 제조하였으 며, 2.00 기본 곡선을 갖는 렌즈를 사용하였다. 제조된 다초점 렌즈는 허용 가능한 렌즈 미용을 가졌다.
실시예 5
실시예 1의 절차를 따르되, 단 다초점 수지는 PRO-6169 덴드리틱 아크릴레이트 50%, 트라이에틸렌글라이콜 다이메트아크릴레이트 20%, 하이드록시에틸 메트아크릴레이트 20%, DMP 블록화된 아이소사이아나토에틸 메트아크릴레이트 10% 및 이르가큐어 819 0.3%를 포함하는 조성물로부터 제조하였으며, 6.00 기본 곡선을 갖는 렌즈를 사용하였다. 제조된 다초점 렌즈는 허용 가능한 렌즈 미용을 가졌다.
본 발명은 이의 특정 실시양태의 구체적인 세부사항을 참조하여 기재하였지만, 이러한 세부사항은 첨부된 청구의 범위에 포함되는 것을 제외하고는 본 발명의 범위을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (27)

  1. (a) 하나 이상의 광-유도 성질을 갖는 자체-지지형(self-supporting) 광학 기재; 및
    (b) 상기 기재 상의, 덴드리틱 폴리에스터 (메트)아크릴레이트를 포함하는 광학 수지의 다초점 층
    을 포함하며, 이때 상기 광-유도 성질이 광변색성, 극성화, 틴팅(tinting) 및 상기 성질들 중 2개 이상의 조합으로부터 선택되는, 다초점 광학 제품.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    광학 제품이 안과용 제품인 다초점 광학 제품.
  4. 제 3 항에 있어서,
    안과용 광학 제품이 1.48 내지 1.74의 굴절률을 갖는 렌즈이고,
    다초점 층이 이초점, 삼초점 또는 누진(progressive) 다초점 층인
    다초점 광학 제품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    광학 기재가, 알릴 다이글라이콜 카본에이트 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조된 기재, 열가소성 폴리카본에이트를 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 폴리(유레아 유레테인)을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 아크릴릭 작용성 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조된 기재, 폴리에스터를 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 다작용성 아이소사이아네이트와 폴리싸이올 또는 폴리에피설파이드 단량체의 반응 생성물을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 및 폴리유레테인, 폴리싸이오유레테인 또는 폴리올레핀을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재로부터 선택되는 다초점 광학 제품.
  6. 삭제
  7. (a) 자체-지지형 광학 기재;
    (b) 상기 기재의 하나 이상의 표면 중 적어도 일부 상의 광-유도 층; 및
    (c) 상기 광-유도 층 상의, 덴드리틱 폴리에스터 (메트)아크릴레이트를 포함하는 광학 수지의 다초점 층
    을 포함하며, 이때 상기 광-유도 층이 광변색성, 극성화, 틴팅 및 상기 성질들 중 2개 이상의 조합으로부터 선택된 광-유도 기능을 포함하는, 다초점 광학 제품.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    광학 제품이 1.48 내지 1.74의 굴절률을 갖는 렌즈이고,
    다초점 층이 이초점 또는 삼초점 층인
    다초점 광학 제품.
  10. 제 7 항에 있어서,
    광학 기재가, 알릴 다이글라이콜 카본에이트 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조된 기재, 열가소성 폴리카본에이트를 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 폴리(유레아 유레테인)을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 아크릴릭 작용성 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조된 기재, 폴리에스터를 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 다작용성 아이소사이아네이트와 폴리싸이올 또는 폴리에피설파이드 단량체의 반응 생성물을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 및 폴리유레테인, 폴리싸이오유레테인 또는 폴리올레핀을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재로부터 선택되는 다초점 광학 제품.
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    다초점 층 상에 내마모성 코팅을 추가로 포함하는 다초점 광학 제품.
  13. 제 12 항에 있어서,
    내마모성 코팅 상에 반사방지 코팅을 추가로 포함하는 다초점 광학 제품.
  14. 제 12 항에 있어서,
    내마모성 코팅이 유기 실레인을 포함하는 다초점 광학 제품.
  15. 제 9 항에 있어서,
    광-유도 층이 광변색성 층이되,
    상기 광변색성 층이 하나 이상의 유기 광변색성 물질을, 코팅을 제조하는데 사용되는 단량체 및 수지의 총 중량에 기초하여 0.5 내지 40.0 중량%의 양으로 함유하는 유기 광변색성 코팅을 포함하는 다초점 광학 제품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    유기 광변색성 물질이 피란, 크로멘, 옥사진, 펄가이드, 펄기마이드, 다이아릴에텐 및 상기 광변색성 물질들의 혼합물을 포함하는 물질으로부터 선택되는 다초점 광학 제품.
  17. 제 16 항에 있어서,
    크로멘이 나프토[1,2-b]피란, 나프토[2,1-b]피란, 스피로-9-플루오레노[1,2-b]피란, 페난트로피란, 퀴노피란 및 인데노-융합된 나프토피란으로부터 선택된 나프토피란이고,
    옥사진이 나프토옥사진 및 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진으로부터 선택되는
    다초점 광학 제품.
  18. 제 10 항에 있어서,
    광학 기재가 열가소성 폴리카본에이트를 포함하는 조성물로부터 제조되고,
    다초점 층이 덴드리틱 폴리에스터 (메트)아크릴레이트를 포함하는 조성물로부터 제조되고,
    투명한 광-유도 층이 광변색성 폴리유레테인계 코팅인
    다초점 광학 제품.
  19. 덴드리틱 폴리에스터 (메트)아크릴레이트를 포함하는 경화성 광학 수지를, 하나 이상의 광-유도 성질을 갖는 자체-지지형 광학 기재를 포함하는 예비성형물의 표면과 다초점 몰드 사이에 배치시키고, 이와 접촉시키는 단계; 및
    상기 광학 수지를 경화시킴으로써 상기 예비성형물의 표면 상에 다초점 층을 제공하는 단계
    를 포함하며, 이때 상기 광-유도 성질이 광변색성, 극성화, 틴팅 및 상기 성질들 중 2개 이상의 조합으로부터 선택되는, 다초점 광학 제품의 제조 방법.
  20. 삭제
  21. 제 19 항에 있어서,
    광학 기재가, 알릴 다이글라이콜 카본에이트 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조된 기재, 열가소성 폴리카본에이트를 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 폴리(유레아 유레테인)을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 아크릴릭 작용성 단량체를 포함하는 중합성 조성물로부터 제조된 기재, 폴리에스터를 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 다작용성 아이소사이아네이트와 폴리싸이올 또는 폴리에피설파이드 단량체의 반응 생성물을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재, 및 폴리유레테인, 폴리싸이오유레테인 또는 폴리올레핀을 포함하는 조성물로부터 제조된 기재로부터 선택되는 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    광학 기재가 1.48 내지 1.74의 굴절률을 갖는 렌즈이고,
    다초점 층이 이초점 및 삼초점 층으로부터 선택되는
    제조 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    광학 기재가 1.48 내지 1.74의 굴절률을 갖는 렌즈이고,
    다초점 층이 누진 다초점 층인
    제조 방법.
  24. 삭제
  25. 제 22 항에 있어서,
    예비성형물이 기재의 하나 이상의 표면 중 적어도 일부 상에 투명한 광-유도 층을 갖는 자체-지지형 광학 기재를 포함하되,
    상기 광-유도 층이 광변색성, 극성화, 틴팅 및 상기 성질들 중 2개 이상의 조합으로부터 선택된 광-유도 성질을 포함하는
    제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    광-유도 층이 광변색성 층이되,
    상기 광변색성 층이 하나 이상의 유기 광변색성 물질을, 코팅을 제조하는데 사용되는 단량체 및 수지의 총 중량에 기초하여 0.5 내지 40.0 중량%의 양으로 함유하는 유기 광변색성 코팅을 포함하는
    제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    광학 기재가 열가소성 폴리카본에이트가 포함된 조성물로부터 제조되고,
    다초점 층이 덴드리틱 폴리에스터 (메트)아크릴레이트가 포함된 조성물로부터 제조되고,
    유기 광변색성 코팅이 광변색성 폴리유레테인계 코팅인
    제조 방법.
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