KR101088971B1 - 플라스틱 편광 렌즈 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

플라스틱 편광 렌즈(1)는 렌즈 기재(2) 및 그 안에 매립시킨 편광 필름(14)을 함유하되, 상기 렌즈 기재(2)는 싸이오유레테인계 중합성 조성물 또는 싸이오에폭시계 중합성 조성물을 함유하는 1.60 이상의 굴절률의 중합성 조성물을 중합 경화시킴으로써 수득되고, 상기 편광 필름(14)은 아이오딘 편광 필름을 소정의 곡률로 곡면 가공시킨 후, 원형으로 절단함으로써 수득된 편광 필름 기재(14A)의 양 표면 상에 교호적으로 축적된 Al2O3 및 ZrO2의 5층 구조를 갖는 반사 방지층(14B)을 형성시킴으로써 수득된다.

Description

플라스틱 편광 렌즈{PLASTIC POLARIZED LENS}
본 발명은 소정의 편광 방향을 갖는 광을 차폐하는 플라스틱 편광 렌즈에 관한 것이다.
편광 렌즈는 물 표면 등으로부터 반사되는 소정의 편광 방향을 갖는 광을 차폐한다. 편광 렌즈는 이러한 목적으로 선글라스 및 교정 안경의 렌즈로서 널리 사용되고 있다.
편광 렌즈는, 2개의 렌즈와 그 사이에 개입된 편광 필름을 접촉시킴으로써 수득된 플라스틱 편광 렌즈, 및 미가공 물질 단량체를 편광 필름 주변에 주입시킨 후 중합 경화시켜 편광 필름을 렌즈 내부에 매립시킴으로써 수득된 플라스틱 편광 렌즈를 포함하는 것으로 알려져 있다. 이들 중, 최근, 렌즈 내부에 매립된 편광 필름을 갖는 플라스틱 편광 렌즈가, 주로 내수성 및 내후성을 비롯한 내구성의 견해에서 점차 주류를 이루고 있다.
플라스틱 편광 렌즈의 제조 방법으로서, 예컨대, JP-A-61-213114 호에 이하의 방법이 제안되어 있다. 전달 표면을 갖는 제 2 강성 몰드는 계단부의 하부에서 그 안에 내부 정합 강성 몰드를 위한 계단부를 갖는 원통형 탄성 몰드에 내부 정합시킴으로써 고정된다. 막 부재(편광 필름)는 계단부의 상부에 위치하고, 고리형 스페이서는 그 위에 위치한다. 전달 표면을 갖는 제 1 강성 몰드는 스페이서 상에 위치하고 고정되며, 수지 단량체는 상기 스페이스에 주입된 후 중합 경화된다.
예컨대, JP-A-2005-234153호에 이하의 방법이 또한 제안되어 있다. 금속성 화합물 및 붕산을 함유하는 폴리바이닐 알코올 수지로 형성된 염색 편광 필름은 싸이오유레테인계 중합성 조성물('중합성 조성물'이란 중합될 수 있는 조성물을 의미함) 내에 매립되거나 그에 축적되며, 중합성 조성물이 경화되어 플라스틱 편광 렌즈가 수득된다.
그러나, 렌즈 내부에 매립된 편광 필름을 갖는 플라스틱 편광 렌즈는, 열과 연관된 편광 필름의 뒤틀림(distortion), 및 가열에 의한 중합화를 통해 중합성 조성물(이는, 상기에서 언급된 '수지 단량체'임)을 경화시킴에 따른 중합화 수축을 겪는다. 본원에 언급된 용어 "뒤틀림"은 편광 필름이 변형되는 상태를 의미한다.
뒤틀림의 결과로서, 편광 필름의 표면이 반사에 따라 뒤틀리게 보여지는 외관 문제가 발생한다. 1.60 이상의 높은 굴절률을 갖는 렌즈 베이스 물질을 중합 경화시킴으로써 중합성 조성물이 제공되는 경우, 특히 편광 필름의 표면은 편광 필름으로부터의 굴절률에서의 큰 차이로 인해 반사에 따라 용이하게 보여지며, 이는 편광 필름 표면의 뒤틀림의 문제점을 점차 두드러지게 만든다. 또한, 2개의 렌즈와 그 사이에 개입된 편광 필름을 접착시킴으로써 구성된 편광 렌즈도 편광 필름의 표면에 대한 반사가 편광 필름으로부터의 굴절률에서의 큰 차이로 인해 점차 두드 러지게 되는 문제를 비록 작지만 갖게 된다. 일반적으로, 시판 중인 편광 필름은 약 1.47 내지 1.50의 굴절률을 갖는다.
도 3은 전통적 플라스틱 편광 렌즈의 편광 필름의 표면에 대한 반사의 일례를 나타내는 사진이며, 여기서 편광 필름 표면 상의 형광 전구의 파동형 반사된 이미지는 두드러지게 나타난다. 도 3에 도시한 사진은, 어두운 상자에서 1.67의 굴절률을 갖는 중합성 조성물 중에 매립된 1.47의 굴절률을 갖는 편광 필름을 갖는 플라스틱 편광 렌즈의 오목 표면 상에서 수득된 형광 전구의 반사된 이미지이다.
본 발명의 목적은 중합성 조성물 중에 매립되거나 또는 그에 접착된 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제된 탁월한 외관의 플라스틱 편광 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들을 획득하기 위해, 한 실시양태에서 본 발명은, 중합 경화되는 중합성 조성물을 함유하고 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 플라스틱 기재, 및 상기 플라스틱 기재 사이에 개재된 편광 필름을 포함하는 플라스틱 편광 렌즈로서, 상기 플라스틱 기재는 1.60 이상의 굴절률을 갖고, 상기 편광 필름은 상기 플라스틱 기재와 접하는 면 중 한면 이상에 반사 방지층을 갖는 플라스틱 편광 렌즈에 관한 것이다.
상기 실시양태에 따라, 1.60 이상의 굴절률을 갖는 중합성 조성물 중에 매립되거나 또는 그에 접착된 편광 필름은, 플라스틱 기재와 접촉하는 그의 표면 중 하나 이상의 표면 상에서, 상기 플라스틱 기재(렌즈 기재)와 상기 편광 필름 사이의 반사를 억제하는 기능을 갖는 반사 방지층을 가지며, 이로 인해, 비록 중합성 조성물이 높은 굴절률을 갖고 편광 필름이 중합성 조성물의 경화에 따른 열 또는 수축으로 인해 뒤틀리게 되더라도, 중합성 조성물 중에 매립된 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제된 탁월한 외관의 플라스틱 편광 렌즈가 수득된다.
본 발명의 플라스틱 편광 렌즈의 바람직한 실시양태에서, 반사 방지층은 무기계 반사 방지층이다.
상기 실시양태에 따라, 플라스틱 기재와 접촉하는 편광 필름의 표면 중 하나 이상의 표면 상에 형성된 반사 방지층은 무기계 반사 방지층이며, 이로 인해 다층 구조를 갖는 반사 방지층이 용이하게 수득될 수 있고, 플라스틱 기재의 굴절률에 적절한 최적의 막 구성이 수득될 수 있다. 따라서, 편광 필름이 중합성 조성물의 경화에 따른 열 또는 수축으로 인해 뒤틀리게 되더라도, 중합성 조성물 중에 매립된 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제되어 탁월한 외관의 플라스틱 편광 렌즈를 제공한다.
본 발명의 플라스틱 편광 렌즈의 다른 바람직한 실시양태에서, 반사 방지층은 유기계 반사 방지층이다. 또한, 유기계 반사 방지층이 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자를 함유하는 조성물을 함유하는 단층막인 것이 바람직하다.
상기 실시양태에 따라, 플라스틱 기재와 접촉하는 편광 필름의 표면 중 하나 이상의 표면 상에 형성된 반사 방지층이 유기계 반사 방지층이며, 이로 인해 어떠한 대형 장비, 예컨대 진공 장비 없이 습식 방법, 예컨대 침지 방법 및 스피닝 방법에 의해 코팅된 층으로서 반사 방지막이 편리하게 형성될 수 있다. 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자를 함유하는 조성물을 사용하여 유기계 반사 방지층이 형성되는 경우, 이의 굴절률은 단층막으로도 광범위하게 제어될 수 있으며, 따라서 플라스틱 기재의 굴절률에 적절하게 최적화될 수 있다. 따라서, 편광 필름이 중합성 조성물의 경화에 따른 열 또는 수축으로 인해 뒤틀리게 되는 경우에도, 중합성 조성물 중에 매립된 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제되어 탁월한 외관의 플라스틱 편광 렌즈를 제공한다.
본 발명의 플라스틱 편광 렌즈의 또 다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 조성물은 하나의 분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 화합물 및 하나의 분자 중에 2개 이상의 아이소(싸이오)사이아네이트기를 갖는 화합물을 함유하는 싸이오유레테인계 중합성 조성물이다.
상기 실시양태에 따라, 중합성 조성물은 싸이오유레테인계 중합성 조성물이며, 이로 인해 경화 후의 렌즈 기재는 약 1.60 내지 1.70의 높은 굴절률을 가질 수 있다. 더욱이, 중합성 조성물 중에 매립되거나 또는 그에 접착되는 편광 필름이, 중합성 조성물과 접촉하는 이의 표면 중 하나 이상의 표면 상에서, 중합성 조성물에 적절한 반사 방지층을 갖기 때문에, 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제될 수 있다. 따라서, 편광 필름의 뒤틀림이 발생하더라도 두드러지는 것을 막을 수 있다. 결과적으로, 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제되고, 탁월한 외관을 갖고, 작은 렌즈 두께를 갖고, 중량이 감소될 수 있는 플라스틱 편광 렌즈가 수득될 수 있다.
본 발명의 플라스틱 편광 렌즈의 또 다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 조성물은 하나의 분자 중에 2개 이상의 싸이오에폭시기를 갖는 화합물을 함유하는 싸이오에폭시계 중합성 조성물이다.
상기 실시양태에 따라, 중합성 조성물은 싸이오에폭시계 중합성 조성물이며, 이로 인해 경화 후의 렌즈 기재는 약 1.70 내지 1.76의 높은 굴절률을 가질 수 있다. 더욱이, 중합성 조성물 중에 매립되거나 또는 그에 접착되는 편광 필름이, 중합성 조성물과 접촉하는 이의 표면 중 하나 이상의 표면 상에서, 중합성 조성물에 적절한 반사 방지층을 갖기 때문에, 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제될 수 있다. 따라서, 편광 필름의 뒤틀림이 발생하더라도 두드러지는 것을 막을 수 있다. 결과적으로, 편광 필름의 표면에 대한 반사가 억제되고, 탁월한 외관을 갖고, 작은 렌즈 두께를 갖고, 중량이 감소될 수 있는 플라스틱 편광 렌즈가 수득될 수 있다.
본 발명의 실시양태들은 이하 설명될 것이다.
플라스틱 편광 렌즈의 제조방법이 설명될 것이다. 본 발명의 플라스틱 편광 렌즈의 제조방법은 중합성 조성물 중에 편광 필름을 매립시키는 임의의 공지 방법일 수 있다. 이 실시양태에서, 이러한 예는 편광 필름을 1.60 이상의 굴절률의 중합성 조성물 중에 매립시킨 후, 중합성 조성물을 경화시켜 플라스틱 편광 렌즈를 제조하는 것으로 설명된다.
도 1은 플라스틱 편광 렌즈를 몰딩하기 위한 렌즈 몰드의 개략적 단면도이다. 도 2는 이와 같이 몰딩된 플라스틱 편광 렌즈의 개략적 단면도이다.
도 1에서, 플라스틱 편광 렌즈를 몰딩시키기 위한 렌즈 형성 몰드(10)는 한 쌍의 렌즈 몰드(11 및 12), 가스켓(13), 편광 필름(14), 고정 고리(15) 및 클램프(16)를 갖는다.
상기 한 쌍의 렌즈 몰드(11 및 12)는 각각 실질적 디스코틱(discotic, 圓盤) 형상을 갖는 부재이다. 렌즈 몰드(11)는 그의 내면 상에 오목 표면(11A)을 가지며, 이는 렌즈 몰드(12)를 향한다. 렌즈 몰드(11)는 렌즈의 볼록 표면을 형성하기 위한 몰드이다. 렌즈 몰드(12)는 그의 내면 상에 볼록 표면(12A)을 가지며, 이는 렌즈 몰드(11)를 향한다. 렌즈 몰드(12)는 렌즈의 오목 표면을 형성하기 위한 몰드이다.
가스켓(13)은 합성 고무, 에틸렌-바이닐 아세테이트 공중합체 등으로 형성되고, 실질적 원통 형상을 갖는다. 실질적 원통 형상의 하나의 개구부 상에 계단부(13A)가 제공되며, 여기에 렌즈 몰드(11)가 내부 정합된다. 실질적 원통 형상의 다른 개구부 상에 계단부(13B)가 제공되며, 여기에 렌즈 몰드(12)가 내부 정합된다. 계단부(13A)와 계단부(13B) 사이 측벽의 내면(13C) 상에 마운트(mount, 載置)(13D)가 제공되며, 여기 위에 후술되는 편광 필름(14)의 주변부가 위치하고, 고정 고리(15)가 위치한다.
계단부(13A)는 계단부(13A)에 내부 정합된 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)과 마운트(13D) 상에 위치하는 편광 필름(14) 사이에 소정의 길이가 형성되는 위치에서 제공된다. 계단부(13B)는 계단부(13B)에 내부 정합된 렌즈 몰드(12)의 볼록 표면(12A)과 계단부(13A)에 내부 정합된 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A) 사이에 소정의 길이가 형성되는 위치에서 형성된다.
중합성 조성물을 주입하기 위한 주입 구멍(도면에 제시되지 않음)은 계단부(13A)와 계단부(13B) 사이의 가스켓(13)의 측벽에 형성된다. 측벽(13C)은 플라스틱 편광 렌즈의 외부 형상을 형성하는 영역으로서, 이는 후속적으로 렌즈 형성 몰드(10) 내에 주입된 중합성 조성물을 중합 경화시킴으로써 형성되고, 약 70 mm의 내부 직경을 갖는다.
편광 필름(14)은 그의 양 표면(이는 볼록 표면 측부 및 오목 표면 측부임) 상에 반사 방지층들(14B)을 갖는 편광 필름 기재(14A)를 함유한다. 편광 필름 기재(14A)는 시판 중인 아이오딘 편광 필름을 압축 몰딩, 진공 몰딩 등에 의해 곡면 가공시킨 후, 상기 막을 원형으로 절삭함으로써 수득된 막 형태를 갖는 기재이다. 편광 필름 기재(14A)는 바람직하게는 약 10 내지 500 μm의 두께를 갖는다. 두께가 10 μm 미만인 경우, 막은 작은 강성으로 인해 취급이 어려워진다. 두께가 500 μm 초과인 경우, 막을 곡면 가공시킴에 따라 소정의 곡률을 수득하기 어려워진다.
편광 필름 기재(14A)로서 사용되는 아이오딘 편광 필름은, 아이오딘이 함침된 폴리바이닐 알코올(PVA)을 막으로 형성시킨 후, 이를 일축방향으로 연신시키고, 트라이아세틸 셀룰로스(TAC)를 막의 양 표면 상의 보호층으로서 축적시키는 방식으로 수득된 막 기재이다. 아이오딘 대신 이색성(dichroic) 염료를 사용하여 수득된 편광 필름이 또한 사용될 수 있다. PVA 대신 기재로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용하여 수득된 편광 필름이 또한 사용될 수 있다. 이 경우, TAC의 보호층들이 생략될 수 있는 경우가 많이 존재한다. 편광 필름 기재(14A)는 일반적으로 약 1.47 내지 1.50의 굴절률을 갖는다.
편광 필름 기재(14A)를 곡면 가공시키는 중에, 편광 필름 기재(14A)는 곡면 가공을 위해 가열된다. 가열 온도는 바람직하게는 50 내지 200℃, 더 바람직하게는 80 내지 150℃이다.
막을 곡면 가공시킴으로써 수득된 곡률은 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)의 곡률과 실질적으로 동일하고, 상기 막은 실질적으로 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)을 따라 형성된다. 원형을 갖는 편광 필름 기재(14A)의 외부 형상은 외부 직경이 제조될 렌즈의 외부 직경보다 큰 값이고(약 70 mm), 막의 주변부는 가스켓(13)의 마운트(13D) 상에 위치할 수 있다.
반사 방지층들(14B)이 편광 필름 기재(14A)의 양 표면 상에 형성된다. 편광 필름 기재(14A)에 상응하는 일부 제품은 반사 방지층이 그 위에 형성되는 상태로 시판 중이다. 그러나, 시판 중인 제품의 반사 방지층들은 공기(1.00의 굴절률을 가짐)와 편광 필름 사이의 반사율을 감소시키도록 디자인된다. 반면, 이 실시양태의 편광 필름(14)은 1.60 이상의 굴절률을 갖는 플라스틱 기재로서, 렌즈 기재(중합성 조성물은 중합 경화됨) 중에 매립된 편광 필름(14)의 표면에 대한 반사를 감소시키고자 하며, 따라서 렌즈 기재과 편광 필름(14) 사이에 반사 방지층(14B)을 디자인할 필요가 있다.
반사 방지층(14B)의 디자인의 예로서, 4가지의 예, 즉 반사 방지층들(A, B, C 및 D)이 이하에 제시된다.
반사 방지층들(A, B, C 및 D)은 편광 필름 상의 단층 또는 다층 구조에 일정한 굴절율을 갖는 박막을 형성함으로써 제조된다. 반사 방지층을 형성하는 방법은 제한되지 않으며, 임의의 방법일 수 있다. 상기 방법의 예로는 건식 방법, 예컨대 진공 침적 방법, 스퍼터링 방법, 이온 도금 방법 및 화학적 증착(CVD) 방법, 및 습식 방법이 포함된다. 이들 중에서, 반사 방지층들(A, B 및 C)을 형성하기 위해서는 진공 침적 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 반사 방지층(D)을 형성하기 위해서는 습식 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
<반사 방지층(A)>
반사 방지층(A)은 1.67의 굴절률을 갖는 렌즈 기재(중합성 조성물은 중합 경화됨)와 1.47의 굴절률을 갖는 편광 필름 사이에 형성된다. 반사 방지층(A)은 1.63의 굴절률을 갖는 Al2O3 및 1.99의 굴절률을 갖는 ZrO2가 번갈아가며 축적된 복수개의 층들을 함유하는 다층 구조를 갖는다.
510 nm의 중심 파장(λ)으로 디자인된 반사 방지층(A)의 막 구조는 편광 필름 기재(14A)의 표면으로부터 하기 5개의 층들을 순차적으로 함유한다.
제 1 층: 0.25λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3 층
제 2층: 0.55λ의 광학 두께를 갖는 ZrO2 층
제 3 층: 0.10λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3 층
제 4층: 0.07λ의 광학 두께를 갖는 ZrO2 층
제 5 층: O.11λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3 층
상기 층들의 물리적 두께로서, 제 1 층은 76.6 nm이고, 제 2 층은 140.6 nm이고, 제 3 층은 32.1 nm이고, 제 4 층은 17.9 nm이고, 제 5 층은 35.2 nm이다.
<반사 방지층(B)>
반사 방지층(B)은 1.67의 굴절률을 갖는 렌즈 기재(중합성 조성물은 중합 경화됨)와 1.47의 굴절률을 갖는 편광 필름 사이에 형성된다. 반사 방지층(B)은 1.63의 굴절률을 갖는 Al2O3의 층 및 1.99의 굴절률을 갖는 ZrO2의 층이 서로 축적된 2층 구조를 갖는다.
650 nm의 중심 파장(λ)으로 디자인된 반사 방지층(B)의 막 구조는 0.25λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3의 제 1 층 및 0.03λ의 광학 두께를 갖는 ZrO2의 제 2 층을 함유한다. 상기 층들의 물리적 두께로서, 제 1 층은 100.5 nm이고, 제 2 층은 9.9 nm이다.
<반사 방지층(C)>
반사 방지층(C)은 1.74의 굴절률을 갖는 렌즈 기재(중합성 조성물은 중합 경화됨)와 1.47의 굴절률을 갖는 편광 필름 사이에 형성된다. 반사 방지층(C)은 다층 구조 1.63의 굴절률을 갖는 Al2O3 및 1.99의 굴절률을 갖는 ZrO2로 번갈아가며 축적된 복수개의 층들을 함유하는 다층 구조를 갖는다.
510 nm의 중심 파장(λ)으로 디자인된 반사 방지층(C)의 막 구조는 편광 필름 기재(14A)의 표면으로부터 하기 5개의 층들을 순차적으로 함유한다.
제 1 층: 0.25λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3 층
제 2층: 0.55λ의 광학 두께를 갖는 ZrO2 층
제 3 층: 0.10λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3 층
제 4층: 0.09λ의 광학 두께를 갖는 ZrO2 층
제 5 층: O.11λ의 광학 두께를 갖는 Al2O3 층
상기 층들의 물리적 두께로서, 제 1 층은 76.6 nm이고, 제 2 층은 140.6 nm이고, 제 3 층은 31.3 nm이고, 제 4 층은 22.4 nm이고, 제 5 층은 35.2 nm이다.
<반사 방지층(D)>
반사 방지층(D)은 1.67의 굴절률을 갖는 렌즈 기재(중합성 조성물은 중합 경화됨)와 1.47의 굴절률을 갖는 편광 필름 기재(14A) 사이에 형성된다. 반사 방지층(D)은 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자를 함유하는 1.57의 굴절률을 갖는 단층을 함유한다.
510 nm의 중심 파장(λ)으로 디자인된 반사 방지층(D)의 막 구조는 편광 필름 기재(14A)의 표면 상에 1.57의 굴절률 및 0.25λ의 광학 두께를 갖는 단층으로서 형성된다. 1.57의 굴절률을 갖는 단층은 편광 필름의 표면 상에 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자를 함유하는 코팅 조성물을 코팅함으로써 형성된다.
유기 규소 화합물의 바람직한 예로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함된다.
R1R2 nSiX1 3-n
상기 식에서,
R1은 중합성 반응기를 갖는 유기기이되, 상기 중합성 반응기의 특정 예로는 바이닐기, 알릴기, 아크릴레이트기, 메트아크릴레이트기, 에폭시기, 머캅토기, 사이아노기 및 아미노기가 포함되고;
R2는 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로서, 그의 특정 예로는 메틸기, 에틸기, 뷰틸기, 바이닐기 및 페닐기가 포함되고;
X1은 가수분해될 수 있는 작용기(가수분해성기)로서, 상기 가수분해성기의 특정 예로는, 메톡시기, 에톡시기 및 메톡시에톡시기와 같은 알콕시기, 클로로기 및 브로모기와 같은 할로젠기, 및 아실옥시기가 포함되고;
n은 0 또는 1이다.
화학식 1로 표시되는 유기 규소 화합물의 특정 예로는 바이닐트라이알콕시실레인, 바이닐트라이클로로실레인, 바이닐트라이(β-메톡시에톡시)실레인, 알릴트라이알콕시실레인, 아크릴옥시프로필트라이알콕시실레인, 메트아실옥시프로필트라이알콕시실레인, 메트아크릴옥시프로필다이알콕시메틸실레인, γ-글라이시드옥시프로필트라이알콕시실레인, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트라이알콕시실레인, 머캅토프로필트라이알콕시실레인, γ-아미노프로필트라이알콕시실레인 및 N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸다이알콕시실레인이 포함된다.
이들 유기 규소 화합물들은 이들 중 2가지 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다. 유기 규소 화합물이 가수분해가 행해진 이후에 사용되는 것이 더 효과적이다.
코팅 조성물 중의 유기 규소 화합물의 혼합 양은 총 고체 함량을 기준으로 바람직하게는 10 내지 70중량%, 더 바람직하게는 20 내지 60중량%이다. 혼합 양이 너무 적은 경우, 반사 방지층(D)과 편광 필름 기재(14A) 사이 또는 반사 방지층(D)과 렌즈 기재 사이의 접착성은 경화 후에 불충분한 경향을 갖는다. 혼합 양이 너무 많은 경우, 경화 후에 반사 방지층(D) 내에 균열이 발생하는 경향을 갖는다.
무기 미세 입자의 바람직한 예는 복수 종류의 무기 산화물이 함유된 복합 미립자를 포함한다. 복합 미세 입자의 예는 Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In, Ti 등의 산화물로부터 선택된 둘 이상 종류의 무기 산화물로 구성된 복합 미립자를 포함한다.
Si, Sn, Sb, Zr 및 Ti의 산화물로부터 선택된 3가지 이상의 무기 산화물로 구성된 복합 미립자가 바람직하게 사용된다. 이의 특정 예는 이산화 티탄, 이산화 지르코늄 및 이산화 규소를 함유하는 3-성분 복합 미립자, 및 이산화 티탄, 이산화 규소 및 이산화 주석을 함유하는 3-성분 복합 미립자를 포함한다.
복합 미립자는 물, 유기 용매, 예컨대 알코올, 또는 다른 유기 용매 중의 콜로이드 형태로 분산된 졸의 형태로 시판 중인 것일 수 있다. 복합 미립자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 1 내지 100 nm, 더 바람직하게는 5 내지 30 nm이다.
복합 미립자의 복합체의 다수 양태가 존재한다. 예를 들면, 한 양태에서, 광을 수용함에 따라 주위 유기 물질을 열화시키는 미립자, 예컨대 TiO2 및 ZrO2는, 낮은 활성을 갖는 SiO2로 코팅되고, 다른 양태에서는 2가지 이상의 금속성 산화물은 산화 화합물을 형성한다.
낮은 활성 성분으로 커버된 높은 굴절률 성분을 함유하는 복합 미립자는 높은 굴절률을 가질 수 있지만 낮은 활성을 가질 수도 있다. 따라서, 이러한 종류의 복합 미립자를 함유하는 코팅 조성물을 경화시킴으로써 수득된 반사 방지층(D)은 그의 굴절률에서의 넓은 제어 가능 범위 때문에 굴절률이 용이하게 최적화될 수 있다. 더욱이, 반사 방지층은 편광 필름 기재(14A) 및 렌즈 기재에 대한 접착성, 및 내후성이 탁월할 수 있다. 따라서, 복합 미립자는 TiO2 미립자 및 SiO2 미립자를 간단하게 혼합으로써 수득된 혼합된 미립자와 장점 면에서 매우 상이하다.
무기 산화물 미립자의 혼합 양은 표적 굴절률 및 막 특성에 따라 결정될 수 있으며, 코팅 조성물 중의 고체 함량을 기준으로 바람직하게는 5 내지 80중량%, 더 바람직하게는 10 내지 50중량%이다. 혼합 양이 너무 적은 경우, 경화 후의 반사 방지층(D)의 굴절률이 낮은 경향을 가져 최적 굴절률을 수득하지 못한다. 혼합 양이 너무 많은 경우, 경화 후의 균열이 반사 방지층에서 발생하는 경향이 있다.
코팅 조성물은 중합성 작용기, 예컨대 다작용성 에폭시 화합물 및 (메트)아크릴레이트 화합물을 갖는 유기 화합물을, 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자과 함께 함유할 수 있다. 특히, 다작용성 에폭시 화합물의 첨가는 반사 방지층(D)에서 발생하는 경화 후의 균열을 억제하는 기능이 높다.
코팅 조성물은 필요한 경우 경화 촉매, 계면활성제, 대전방지제, 자외선 흡수제, 항산화제, 광 안정화제, 분산 염료, 유용성 염료, 안료 등을 앞서 언급된 성분과 함께 추가로 함유하여, 코팅 조성물의 코팅 성질 및 반사 방지층(D)의 품질을 개선시킬 수 있다.
반사 방지층(D)이 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자를 함유하는 코팅 조성물을 사용함으로써 형성되는 경우, 코팅 조성물은 일반적으로 습식 방법, 예컨대 침지 방법, 스피닝 방법, 분사 방법 및 유동 방법을 사용함으로써 코팅될 수 있다. 습식 방법을 실시함에 따라, 코팅 조성물은 용매, 예컨대 알코올, 케톤, 에스터 및 방향족 화합물로 희석될 수 있다. 용매로 희석된 코팅 조성물은 편광 필름 기재(14A) 상에서 코팅된 후, 이와 같이 코팅된 코팅 조성물은 가열 또는 자외선을 사용하는 조사에 의해 경화되어 반사 방지층(D)을 형성한다.
반사 방지층들(A, B, C 및 D)은 중합 경화되고, 소정의 곡률로 곡면 가공되고 원형으로 형성되어 있는 편광 필름(14)의 양 표면(편광 필름 기재(14A)) 상에 형성된 중합성 조성물의 굴절률에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
도 1에서, 고정 고리(15)는 가스켓(13)과 유사하게 합성 고무, 에틸렌-바이닐 아세테이트 공중합체 등으로 형성된 고리 부재이다. 고정 고리(15)는 마운트(13D) 상에 위치하여 편광 필름(14)과 렌즈의 볼록 표면을 형성하는 렌즈 몰드(11) 사이에 개입하며, 이로 인해 편광 필름(14)의 주변부의 이동을 제한하는 기능을 발휘한다.
렌즈 형성 몰드(10)를 조립하는 방법이 설명될 것이다.
렌즈 형성 몰드(10)를 조립함에 있어서, 중합성 조성물의 굴절률에 적절한 반사 방지층(14B)을 갖는, 곡면 가공되고 외부 형상으로 형성되어 있는 편광 필름(14)은, 가스켓(13)의 측벽(13C) 상에 형성된 마운트(13D) 상에 위치한다. 편광 필름(14)의 볼록 표면은 가스켓(13)의 개구부를 향하고, 편광 필름(14)의 주변부는 마운트(13D) 상에 위치한다. 그 다음, 고정 고리(15)는 마운트(13D) 상에 위치하고 있는 편광 필름(14)의 주변부 상에 위치한다.
렌즈 몰드(11)는 가스켓(13)을 향하는 그의 오목 표면(11A)을 갖는 가스켓(13)의 계단부(13A)에 내부 정합된다. 작동에 따라, 편광 필름(14) 및 고정 고리(15)는 가스켓(13)의 개구부 방향으로 지지되고, 편광 필름(14) 및 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)은 소정의 거리로 고정된다. 렌즈의 중심(즉, 렌즈 몰드(11)의 중심)에서의 소정의 거리는 일반적으로 약 0.5 내지 1.0 mm, 더 바람직하게는 약 0.5 내지 0.8 mm이다.
렌즈 몰드(12)는 가스켓(13)을 향하는 그의 볼록 표면(12A)을 갖는 가스켓(13)의 계단부(13B)에 내부 정합된다. 작동에 따라, 렌즈 몰드(12)의 볼록 표면(12A)은 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)에 소정의 거리로 고정된다. 렌즈의 중심(즉, 렌즈 몰드(11 및 12)의 몰딩 표면의 중심)에서의 소정의 거리는 일반적으로 네거티브(negative) 렌즈에 대해 약 1.0 내지 2.0 mm 및 포지티브(positive) 렌즈에 대해 약 2.0 내지 6.0 mm일 수 있다. 오목 표면이 렌즈 형성 후의 소정의 곡률 및 두께를 수득하도록 가공되는 반완성 렌즈의 경우, 소정의 거리는 일반적으로 약 5 내지 10 mm일 수 있다.
그 다음, 렌즈 몰드(11) 및 렌즈 몰드(12)는 탄성 물질로 형성된 클램프(16)로 고정시킴으로써 고정된다.
결과적으로, 렌즈 형성 몰드(10)가 완성되며, 이는 내부 정합된 상기 쌍의 렌즈 몰드(11 및 12), 및 렌즈 몰드(11)와 렌즈 몰드(12) 사이에 개입된 편광 필름(14)을 갖는다. 렌즈 형성 몰드(10)는 렌즈 몰드(11), 가스켓(13) 및 편광 필름(14)에 의해 둘러싸인 공간, 및 렌즈 몰드(12), 가스켓(13) 및 편광 필름(14)에 의해 둘러싸인 공간을 갖는다.
이와 같이 조립된 렌즈 형성 몰드(10)의 공간 내에 중합성 조성물이 플라스틱 렌즈의 미가공 물질로서 주입된다. 중합성 조성물은 계단부(13A)와 계단부(13B) 사이의 가스켓(13) 내에 제공된 주입 구멍을 통해 주입 니들 등을 사용하여 주입된다. 이와 같이 주입된 중합성 조성물은 공간 내에 배치된 편광 필름(14)의 오목 및 볼록 측부 상 모두의 공간에 충전된다.
중합성 조성물은 바람직하게는 하나의 분자 중에 2개 이상의 아이소(싸이오)사이아네이트기를 갖는 폴리아이소(싸이오)사이아네이트 화합물 및 하나의 분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 폴리싸이올 화합물을 갖는 화합물을 함유하는 조성물, 또는 하나의 분자 중에 2개 이상의 싸이오에폭시기를 갖는 화합물을 함유하는 조성물이다.
폴리아이소(싸이오)사이아네이트 화합물의 예는, 폴리아이소사이아네이트 화합물 및 폴리아이소싸이오사이아네이트 화합물을 포함한다.
폴리아이소사이아네이트 화합물의 특정예는, 지방족 폴리아이소사이아네이트 화합물, 예컨대 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 2,2-다이메틸펜테인다이아이소사이아네이트, 2,2,4-트라이메틸헥세인다이아이소사이아네이트, 뷰텐다이아이소사이아네이트, 1,3-뷰타다이엔-1,4-다이아이소사이아네이트, 2,4,4-트라이메틸헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,6,11-운데케인트라이아이소사이아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트라이아이소사이아네이트 및 비스(아이소사이아나토에틸)카본에이트, 지환족 폴리아이소사이아네이트 화합물, 예컨대 아이소포론다이아이소사이아네이트, 비스(아이소사이아나토메틸)사이클로헥세인, 사이클로헥세인다이아이소사이아네이트, 메틸사이클로헥세인다이아이소사이아네이트, 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실아이소사이아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2-메틸사이클로헥실아이소사이아네이트), 2,5-비스(아이소사이아나토메틸)바이사이클로-[2,2,1]-헵테인, 4,8-비스(아이소사이아나토메틸)트라이사이클로데케인 및 4,9-비스(아이소사이아나토메틸)트라이사이클로데케인, 및 방향족 폴리아이소사이아네이트 화합물, 예컨대 1,2-다이아이소사이아나토벤젠, 1,3-다이아이소사이아나토벤젠, 1,4-다이아이소사이아나토벤젠, 2,4-다이아이소사이아나토톨루엔, 에틸페닐렌다이아이소사이아네이트, 아이소프로필페닐다이아이소사이아네이트, 다이메틸페닐렌다이아이소사이아네이트, 다이에틸페닐렌다이아이소사이아네이트, 다이아이소프로필페닐렌다이아이소사이아네이트, 트라이메틸벤젠트라이아이소사이아네이트, 벤젠트라이아이소사이아네이트, 바이페닐다이아이소사이아네이트, 톨루이다인다이아이소사이아네이트, 4,4'-메틸렌비스(페닐아이소사이아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2-메틸페닐아이소사이아네이트), 바이벤질-4,4'-다이아이소사이아네이트 및 비스(아이소사이아나토페닐)에틸렌을 포함한 다.
폴리아이소싸이오사이아네이트 화합물의 특정예는, 지방족 폴리아이소싸이오사이아네이트 화합물, 예컨대 1,2-다이아이소싸이오사이아나토에테인 및 1,6-다이아이소싸이오사이아나토헥세인, 지환족 폴리아이소싸이오사이아네이트 화합물, 예컨대 사이클로헥세인다이아이소싸이오사이아네이트, 및 방향족 폴리아이소싸이오사이아네이트 화합물, 예컨대 1,2-다이아이소싸이오사이아나토벤젠, 1,3-다이아이소싸이오사이아나토벤젠, 1,4-다이아이소싸이오사이아나토벤젠, 2,4-다이아이소싸이오사이아나토톨루엔, 2,5-다이아이소싸이오사이아나토-m-자일렌, 4,4'-다이아이소싸이오사이아나토바이페닐, 4,4'-메틸렌비스(페닐아이소싸이오사이아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2-메틸페닐아이소싸이오사이아네이트), 4,4'-메틸렌비스(3-메틸페닐아이소싸이오사이아네이트), 4,4'-아이소프로필리덴비스(페닐아이소싸이오사이아네이트), 4,4'-다이아이소싸이오사이아나토벤조페논, 4,4'-다이아이소싸이오사이아나토-3,3'-다이메틸벤조페논 및 비스(4-아이소싸이오사이아나토페닐)에터를 포함한다.
폴리싸이올 화합물의 특정예는, 지방족 폴리싸이올 화합물, 예컨대 메테인다이싸이올, 에테인다이싸이오, 1,1-프로페인다이싸이올, 1,2-프로페인다이싸이올, 1,3-프로페인다이싸이올, 1,6-헥세인다이싸이올, 1,2,3-프로페인트라이싸이올, 1,1-사이클로헥세인다이싸이올, 1,2-사이클로헥세인다이싸이올, 2,2-다이메틸프로페인-1,3-다이싸이올, 3,4-다이메톡시뷰테인-1,2-다이싸이올, 2-메틸사이클로헥세인-2,3-다이싸이올, 1,1-비스(머캅토메틸)사이클로헥세인, 싸이오말산 비스(2-머캅 토에틸 에스터), 2,3-다이머캅토-1-프로판올 2-머캅토아세테이트, 2,3-다이머캅토-1-프로판올 3-머캅토프로피온에이트, 다이에틸렌글라이콜비스(2-머캅토아세테이트), 다이에틸렌글라이콜비스(3-머캅토프로피온에이트), 1,2-다이머캅토프로필메틸에터, 2,3-다이머캅토프로필메틸에터, 2,2-비스(머캅토메틸)-1,3-프로페인다이싸이올, 비스(2-머캅토에틸)에터, 에틸렌글라이콜비스(2-머캅토아세테이트), 에틸렌글라이콜비스(3-머캅토프로피온에이트), 트라이메틸올프로페인비스(2-머캅토아세테이트), 트라이메틸올프로페인비스(3-머캅토프로피온에이트), 펜타에리트리톨테트라키스(2-머캅토아세테이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토프로피온에이트) 및 테트라키스(머캅토메틸)메테인, 방향족 폴리싸이올 화합물, 예컨대 1,2-다이머캅토벤젠, 1,3-다이머캅토벤젠, 1,4-다이머캅토벤젠, 1,2-비스(머캅토메틸)벤젠, 1,3-비스(머캅토메틸)벤젠, 1,4-비스(머캅토메틸)벤젠, 1,2-비스(머캅토에틸)벤젠, 1,3-비스(머캅토에틸)벤젠, 1,4-비스(머캅토에틸)벤젠, 1,2,3-트라이머캅토벤젠, 1,2,4-트라이머캅토벤젠, 1,3,5-트라이머캅토벤젠, 1,2,3-트리스(머캅토메틸)벤젠, 1,2,4-트리스(머캅토메틸)벤젠, 1,3,5-트리스(머캅토메틸)벤젠, 1,2,3-트리스(머캅토에틸)벤젠, 1,2,4-트리스(머캅토에틸)벤젠, 1,3,5-트리스(머캅토에틸)벤젠, 2,5-톨렌다이싸이올, 3,4-톨루엔다이싸이올, 1,3-다이(p-메톡시페닐)프로페인-2,2-다이싸이올, 1,3-다이페닐프로페인-2,2-다이싸이올, 페닐메테인-1,1-다이싸이올 및 2,4-다이(p-머캅토페닐)펜테인, 머캅토기 이외의 황 원자를 갖는 방향족 폴리싸이올 화합물, 예컨대 1,2-비스(머캅토에틸싸이오)벤젠, 1,3-비스(머캅토에틸싸이오)벤젠, 1,4-비스(머캅토에틸싸이오)벤젠, 1,2,3-트리스(머캅토메틸싸이오)벤젠, 1,2,4-트리스(머캅토메틸싸이오)벤젠, 1,3,5-트리스(머캅토메틸싸이오)벤젠, 1,2,3-트리스(머캅토에틸싸이오)벤젠, 1,2,4-트리스(머캅토에틸싸이오)벤젠, 1,3,5-트리스(머캅토에틸싸이오)벤젠 및 이들 화합물의 핵 알킬화된 화합물들, 및 머캅토기 이외의 황 원자를 갖는 지방족 폴리싸이올 화합물, 예컨대 비스(머캅토메틸)설파이드, 비스(머캅토에틸)설파이드, 비스(머캅토프로필)설파이드, 비스(2-머캅토에틸싸이오)메테인, 비스(3-머캅토프로필싸이오)메테인, 1,2-비스(2-머캅토에틸싸이오)에테인, 1,2-비스(3-머캅토프로필)에테인, 1,3-비스(2-머캅토에틸싸이오)프로페인, 1,3-비스(3-머캅토프로필싸이오)프로페인, 1,2,3-트리스(2-머캅토에틸싸이오)프로페인, 1,2,3-트리스(3-머캅토프로필싸이오)프로페인, 1,2-비스((2-머캅토에틸)싸이오)-3-머캅토프로페인, 4,8-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 4,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인, 테트라키스(2-머캅토에틸싸이오메틸)메테인, 테트라키스(3-머캅토프로필싸이오메틸)메테인, 비스(2,3-다이머캅토프로필)설파이드, 비스(1,3-다이머캅토프로필)설파이드, 2,5-다이머캅토-1,4-다이싸이에인, 2,5-다이머캅토메틸-1,4-다이싸이에인, 2,5-다이머캅토메틸-2,5-다이메틸-1,4-다이싸이에인, 비스(머캅토에틸)다이설파이드 및 비스(머캅토프로필)다이설파이드를 포함한다.
하나의 분자 중에 2개 이상의 싸이오에폭시기를 갖는 화합물은 하나의 분자 중에 하기 화학식 2로 표시되는 2개 이상의 구조를 갖는 화합물을 의미한다.
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하나의 분자 중에 2개 이상의 싸이오에폭시기를 갖는 화합물의 특정예는, 비스(β-에피싸이오프로필)설파이드, 비스(β-에피다이싸이오프로필)설파이드, 비스(β-에피싸이오프로필)다이설파이드, 비스(β-에피다이싸이오프로필)다이설파이드, 비스(β-에피싸이오프로필)트라이설파이드, 비스(β-에피싸이오프로필싸이오)메테인, 1,2-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)에테인, 1,3-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)프로페인, 1,2-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)프로페인, 비스(에피싸이오에틸)설파이드, 비스(에피싸이오에틸)다이설파이드, 1-(β-에피싸이오프로필싸이오)-2-(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)프로페인, 1,4-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)뷰테인, 1,3-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)뷰테인, 1-(β-에피싸이오프로필싸이오)-3-(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)뷰테인, 1,5-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)펜테인, 1-(β-에피싸이오프로필싸이오)-4-(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)펜테인, 1,6-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)헥세인, 1-(β-에피싸이오프로필싸이오)-5-(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)헥세인, 1-(β-에피싸이오프로필싸이오)-2-((2-β-에피싸이오프로필싸이오에틸)싸이오)에테인, 1-(β-에피싸이오프로필싸이오)-2-((2-(2-β-에피싸이오프로필싸이오에틸)싸이오에틸)싸이오)에테인, 테트라키스(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)메테인 및 1,1,1-트리스(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)프로페인, 지환족 골격을 갖는 싸이오에폭시 화합물, 예컨대 (1,3 또 는 1,4)-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)사이클로헥세인, (1,3 또는 1,4)-비스(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)사이클로헥세인, 비스(4-(β-에피싸이오프로필싸이오)사이클로헥실)메테인, 2,2-비스(4-(β-에피싸이오프로필싸이오)사이클로헥실)프로페인, (1,3 또는 1,4)-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)벤젠, (1,3 또는 1,4)-비스(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)벤젠, 비스(4-(β-에피싸이오프로필싸이오)페닐)메테인 및 2,2-비스(4-(β-에피싸이오프로필싸이오)페닐)프로페인, 및 방향족 골격을 갖는 싸이오에폭시 화합물, 예컨대 (1,3 또는 1,4)-비스(β-에피싸이오프로필싸이오)벤젠 및 (1,3 또는 1,4)-비스(β-에피싸이오프로필싸이오메틸)벤젠을 포함한다.
필요한 경우, 중합성 조성물에는 중합화 촉매, 자외선 흡수제, 항산화제, 청분제(bluing agent) 및 내부 이형제 등의 다양한 물질이 첨가될 수 있다.
그 다음, 공간 내에 주입된 중합성 조성물을 갖는 렌즈 형성 몰드(10)는 경화된다(중합 경화).
중합 경화는 렌즈 형성 몰드(10)를 가열함으로써 실시된다. 렌즈 형성 몰드(10)는 중합 오븐(가열 오븐) 내에 위치하며, 상기 오븐 내의 온도는 예컨대 약 20℃로부터 약 120 내지 130℃까지 약 20시간에 걸쳐 증가된다. 작동에 따라, 공간 내의 중합성 조성물은 중합 경화된다.
중합 경화가 실시된 렌즈 형성 몰드(10)를 중합 오븐으로부터 꺼내어, 점진적으로 냉각시킨 후, 렌즈 형성 몰드(10)는 이형된다. 도 2에서 제시된 렌즈 형성 몰드(10)의 이형의 결과로서, 편광 필름(14) 중에 매립된 렌즈 기재(중합성 조성물 은 중합 경화됨)를 플라스틱 기재로서 갖는 플라스틱 편광 렌즈(1)의 제조가 완성된다. 이와 같이 몰딩된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 렌즈 표면으로서 볼록 표면 및 오목 표면을 갖는 메니스커스(meniscus) 렌즈이다.
그 다음, 이와 같이 몰딩된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 약 110 내지 130℃의 분위기에서 약 2시간 동안 유지함으로써 어닐링 처리를 가한다.
그 다음, 하드코트층 등은 플라스틱 편광 렌즈(1) 상에서 필요에 따라 형성된다. 하드코트층을 형성하기 위한 하드코트제의 예로는 실리콘계, 아크릴레이트계 및 실라제인계가 포함된다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않으며, 그 예로는 스프레이 코팅 방법, 침지 코팅 방법, 유동 코팅 방법, 스핀 코팅 방법 및 바아 코팅 방법이 포함된다.
하드코트층을 형성하기 전, 프라이머층은 하드코트층과 플라스틱 편광 렌즈(1)의 표면 사이에 개입되어 제조될 수 있다. 프라이머층을 제공함으로써 내충격성이 개선될 수 있다.
필요에 따라, 반사 방지층이 제공될 수 있다. 반사 방지층은 건식 방법, 예컨대 진공 침적 방법, 스퍼터링 방법, 이온 도금 방법 및 화학적 증착(CVD) 방법, 및 습식 방법에 의해 제공될 수 있다. 이들 중에서, 진공 침적 방법이 흔히 일반적으로 사용된다. 특히, 규소, 지르코늄, 티타늄, 니오븀 등의 산화물이, 렌즈 기재 또는 하드코트층 상에서 4 내지 7개 층의 다층 막으로 형성된다. 반사 방지층을 제공함으로써 탁월한 반사방지 효과가 수득될 수 있다.
필요에 따라, 발수성 막 또는 친수성 막이 형성될 수 있다. 발수성 막은 물 마크 및 오염을 방지하는 유의적인 효과를 제공한다. 친수성 막은 안경에 사용하는 렌즈의 김서림을 감소시킬 수 있다.
이와 같이 형성된 플라스틱 편광 렌즈(1)가 반완성 렌즈인 경우, 플라스틱 편광 렌즈(1)의 오목 표면이 렌즈 형성 후 소정의 곡률 및 두께로 절단되고/되거나 폴리싱된 후, 하드코트층 및 반사 방지층이 형성된다.
도 1은 렌즈를 몰딩하기 위한 렌즈 몰드의 개략적 단면도이다.
도 2는 이와 같이 몰딩된 플라스틱 편광 렌즈의 개략적 단면도이다.
도 3은 전통적 플라스틱 편광 렌즈의 편광 필름의 표면에 대한 반사의 일례를 나타내는 사진이다.
본 발명의 실시양태가 하기 실시예 및 비교 실시예를 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
[실시예 1]
중합성 조성물의 제조
폴리아이소사이아네이트 화합물로서 m-자일렌다이아이소사이아네이트 103 g, 폴리싸이올 화합물로서의 4,8- 또는 4,7- 또는 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인 100 g, 내부 이형제로서 젤렉(Zelec) UN(상품명, 스테판 캄파니(Stepan Company)에 의해 제조됨) 0.15 g, 및 자외선 흡수제로서 SEESORB 701(상품명, 쉬프로 가세이 가이샤(Shipro Kasei Kaisha)에 의해 제조됨) 2.4 g을 혼합하고, 약 1시간 동안 진탕시켰다. 그 다음, 중합화 촉매로서 다이뷰틸틴다이클로라이드 0.06 g을 첨가하고, 진탕에 의해 용해시키고, 혼합물을 5 mmHg의 진공 하에서 60분 동안 탈기시켜 싸이오유레테인 플라스틱의 중합성 조성물을 제조하였다. 이와 같이 제조된 중합성 조성물은 중합성 조성물 PCA라고 지칭한다.
렌즈 형성 몰드의 조립
시판 중인 아이오딘 편광 필름(1.47의 굴절률을 가짐)을 편광 필름 기재(14A)로서 제조하였으며, 이를 소정의 곡률로 곡면 가공시키고, 압축에 의해 원형으로 절단하였다. 1.67의 굴절률을 갖는 렌즈 기재(즉, 중합성 조성물을 중합 경화시킴)에 적절한 반사방지 기능을 부여하기 위해, 반사 방지층(A)을 진공 침적 방법에 의해 편광 필름 기재(14A)의 양 표면 상에 형성시켜 편광 필름(14)을 완성시켰다.
형성될 플라스틱 편광 렌즈(1)에 적절한 가스켓(13), 렌즈 몰드(11) 및 렌즈 몰드(12)를 제조하였다.
반사 방지층(A)을 갖는 편광 필름(14)의 주변부를, 가스켓(13)의 개구부를 향하는 편광 필름(14)의 볼록 표면과 함께 가스켓(13)의 마운트(13D) 상에 위치시킨 후, 고정 고리(15)를 편광 필름(14)의 주변부 상에 위치시켰다.
렌즈 몰드(11)를, 가스켓(13)을 향하는 그의 오목 표면(11A)과 함께 가스켓(13)의 계단부(13A)에 내부 정합시켰다. 그 다음, 렌즈 몰드(12)는, 가스켓(13) 을 향하는 그의 볼록 표면(12A)과 함께 가스켓(13)의 계단부(13B)에 내부 정합시켰다.
렌즈 몰드(11) 및 렌즈 몰드(12)를 클램프(16)로 고정하였다. 결과적으로, 렌즈 형성 몰드(10)의 조립이 완료되었으며, 가스켓(13) 중의 렌즈 몰드(11 및 12) 사이에 편광 필름(14)이 개입되었다.
이와 같이 조립된 렌즈 형성 몰드(10)에서, 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)과 편광 필름(14) 사이의 중심에서의 거리는 1.0 mm이고, 렌즈 몰드(11)의 오목 표면(11A)과 렌즈 몰드(12)의 볼록 표면(12A) 사이의 중심에서의 거리는 2.0 mm이었다.
플라스틱 편광 렌즈의 제조
제조된 중합성 조성물 PCA를 가스켓(13) 내에 제공된 주입 구멍을 통해 렌즈 형성 몰드(10)의 공간 내에 주입하였다. 주입된 중합성 조성물 PCA를 갖는 렌즈 형성 몰드(10)를 중합 오븐 내에 위치시키고, 20시간에 걸쳐 25℃로부터 120℃까지 가열하여 중합화를 통한 경화를 실시하였다.
중합 오븐으로부터 취득된 렌즈 형성 몰드(10)를 이형시키고, 렌즈 기재(2) 중에 매립된 편광 필름(14)을 갖는 플라스틱 편광 렌즈(1)를 약 120℃의 분위기 하에서 약 2시간 동안 어닐링 처리하였다. 이와 같이 제조된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.67의 굴절률을 가졌다.
[실시예 2]
실시예 2에서, 중합성 조성물의 제조, 렌즈 형성 몰드의 조립, 및 플라스틱 편광 렌즈의 제조를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실시하되, 반사 방지층(A) 대신 반사 방지층(B)을 갖는 편광 필름(14)을 사용하였다. 따라서, 상세한 설명은 본원에서 생략한다. 이와 같이 제조된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.67의 굴절률을 가졌다.
[실시예 3]
실시예 3에서, 싸이오에폭시 플라스틱의 중합성 조성물 및 편광 필름 기재(14A) 상에 형성된 반사 방지층(C)을 갖는 편광 필름(14)을 사용함으로써 플라스틱 편광 렌즈를 제조하였다.
중합성 조성물의 제조
싸이오에폭시 화합물로서 비스(β-에피싸이오프로필)다이설파이드 90 g, 공중합 성분으로서의 4,8- 또는 4,7- 또는 5,7-다이머캅토메틸-1,11-다이머캅토-3,6,9-트라이싸이아운데케인 10 g, 및 자외선 흡수제로서 SEESORB 701(상품명, 쉬프로 가세이 가이샤에 의해 제조됨) 1.0 g을 혼합하고, 충분하게 진탕시켜 완전하게 용해시켰다. 그 다음, 촉매로서 N,N-다이메틸사이클로헥실아민 0.03 g 및 N,N-다이사이클로헥실메틸아민 0.08 g을 첨가하고, 혼합물을 충분하게 실온에서 진탕시켜 균질한 조성물을 제조하였다. 조성물을 5 mmHg의 감압 하에서 30분 동안 탈기시켜 싸이오에폭시 플라스틱의 중합성 조성물을 제조하였다. 이와 같이 제조된 중합성 조성물을 중합성 조성물 PCB라고 지칭한다.
렌즈 형성 몰드의 조립
시판 중인 아이오딘 편광 필름(1.47의 굴절률을 가짐)을 편광 필름 기 재(14A)로서 제조하였으며, 이를 소정의 곡률로 곡면 가공시키고, 압축에 의해 원형으로 절단하였다. 1.74의 굴절률을 갖는 렌즈 기재(즉, 중합성 조성물을 중합 경화시킴)에 적절한 반사방지 기능을 부여하기 위해, 반사 방지층들(C)을 진공 침적 방법에 의해 편광 필름 기재(14A)의 양 표면 상에 형성시켜 편광 필름(14)을 완성시켰다.
플라스틱 편광 렌즈의 제조
제조된 중합성 조성물 PCB를 가스켓(13) 내에 제공된 주입 구멍을 통해 렌즈 형성 몰드(10)의 공간 내에 주입하였다. 주입된 중합성 조성물 PCB를 갖는 렌즈 형성 몰드(10)를 중합 오븐 내에 위치시키고, 20시간에 걸쳐 30℃로부터 130℃까지 가열하여 중합화를 통한 경화를 실시하였다.
중합 오븐으로부터 취득된 렌즈 형성 몰드(10)를 이형시키고, 렌즈 기재(2) 중에 매립된 편광 필름(14)을 갖는 플라스틱 편광 렌즈(1)를 약 130℃의 분위기 하에서 약 2시간 동안 어닐링 처리하였다. 이와 같이 제조된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.74의 굴절률을 가졌다.
[실시예 4]
실시예 4에서, 중합성 조성물의 제조, 렌즈 형성 몰드의 조립, 및 플라스틱 편광 렌즈의 제조를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실시하되, 반사 방지층(A) 대신 반사 방지층(D)을 갖는 편광 필름(14)을 사용하였다. 따라서, 반사 방지층(D)을 형성하는 방법(즉, 코팅 조성물의 제조, 및 코팅 조성물의 코팅 및 경화 방법)만이 설명될 것이다.
코팅 조성물의 제조
프로필렌글라이콜모노메틸에터 100 g 및 γ-글라이시드옥시프로필트라이메톡시실레인 2.8 g을 혼합하고, 충분하게 진탕시켜 균질한 용액을 수득하였다. 0.1 N 염산 수용액 0.8 g을 혼합된 용액에 진탕하면서 적가하였다. 실온에서 4시간 동안 진탕시킨 후, 용액을 냉장고 내에서 하루에 걸쳐 에이징시켰다. 메탄올 중에 분산된 이산화 티탄, 이산화 주석 및 이산화 규소를 함유하는 복합 미세 입자 솔(상품명, 옵토레이크(Optolake) 1120Z 8RS-25-A17, 캐털리스츠 앤드 케미컬즈 인더스트리즈 캄파니 리미티드(Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd.)에 의해 제조됨) 2.8 g을 혼합된 용액과 혼합한 후, 이를 충분하게 진탕시켰다. 더욱이, 촉매로서 Fe(III) 아세틸아세톤에이트 0.1 g을 혼합된 용액에 첨가한 후, 이를 실온에서 3시간 동안 진탕시켰다. 혼합된 용액을 냉장고 내에서 하루에 걸쳐 에이징시켜 코팅 조성물을 제조하였다. 이와 같이 제조된 코팅 조성물을 코팅 조성물(H1)이라고 지칭한다.
코팅 조성물의 코팅 및 경화
시판 중인 아이오딘 편광 필름(1.47의 굴절률을 가짐)을 실시예 1과 유사한 방식으로 편광 필름 기재(14A)로 제조하였으며, 이를 소정의 곡률로 곡면 가공시키고, 압축에 의해 원형으로 절단하였다. 그 다음, 코팅 조성물(H1)을 스핀 코팅 방법(스피닝 조건: 5초 동안 1,800 rpm)에 의해 편광 필름 상에 코팅하고, 80℃까지 150분 동안 가열하여 코팅된 막을 경화시켰다. 편광 필름의 양 표면에서 실시하여 편광 필름의 양 표면 상에 반사 방지층들(D)을 형성시켰으며, 이로 인해 편광 필 름(14)이 완성되었다. 반사 방지층(D)은 125 내지 130 nm의 두께 및 1.57의 굴절률을 가졌다.
렌즈 형성 몰드의 조립 및 플라스틱 편광 렌즈의 제조를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실시하되, 이와 같이 완성된 편광 필름(14)을 사용하였다. 이와 같이 제조된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.67의 굴절률을 가졌다.
[비교 실시예 1]
비교 실시예 1에서, 중합성 조성물의 제조, 렌즈 형성 몰드의 조립, 및 플라스틱 편광 렌즈의 제조를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실시하되, 반사 방지막(편광 필름 기재(14A))을 갖지 않은 시판 중인 아이오딘 편광 필름을 편광 필름(14)으로서 사용하였다. 이와 같이 제조된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.67의 굴절률을 가졌다.
[비교 실시예 2]
비교 실시예 2에서, 중합성 조성물의 제조, 렌즈 형성 몰드의 조립, 및 플라스틱 편광 렌즈의 제조를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실시하되, 1.00의 굴절률의 반사 방지층(즉, 공기에 적절한 반사 방지층)을 갖는 시판 중인 아이오딘 편광 필름을 편광 필름(14)으로서 사용하였다. 이와 같이 제조된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.67의 굴절률을 가졌다.
실시예 1 내지 4 및 비교 실시예 1 및 2에서 수득된 플라스틱 편광 렌즈들의 외관에 대해 평가하였다.
평가 방법은 이하와 같다. 플라스틱 편광 렌즈(1)를 어두운 상자 내에 위치 시키고, 플라스틱 편광 렌즈(1)의 볼록 표면 및 오목 표면 상의 형광 전구의 반사된 이미지를 평가하였다. 편광 필름(14)의 표면 상의 반사된 외관은 AA, A, B 및 C의 4개의 등급으로 육안으로 평가하였다.
AA: 편광 필름의 실질적인 반사가 관찰되지 않았다.
A: 편광 필름의 반사는 약간 관찰되었지만, 확실한 뒤틀림이 발견되지 못했다.
B: 편광 필름의 반사가 관찰되고, 뒤틀림이 발견되었다.
C: 편광 필름의 반사가 분명하게 관찰되고, 뒤틀림이 두드러지게 발견되었다.
외관에 대한 평과 결과는 하기 표 1에 제시한다.

 렌즈 기재의
굴절률		 반사 방지층 외관에 대한 평가
명칭 층의 개요
실시예 1 1.67 반사 방지층(A) 무기 5층 막 AA
실시예 2 1.67 반사 방지층(A) 무기 2층 막 A
실시예 3 1.74 반사 방지층(A) 무기 5층 막 AA
실시예 4 1.67 반사 방지층(A) 유기 단층막 AA
비교 실시예 1 1.67 없음 - C
비교 실시예 2 1.67 공기에 적절한
반사 방지층		 - C
표 1에 제시된 결과로부터, 실시예 1 내지 4에서 수득된 플라스틱 편광 렌즈(1)에서, 우수한 외관을 제공하는 형광 전구의 반사된 이미지의 평가에서 볼록 표면 및 오목 표면 상의 렌즈 기재(2) 중에 매립된 편광 필름(14)의 표면에 대한 실질적인 반사가 없는 것으로 밝혀졌다.
이는, 렌즈 형성 몰드(10)의 공간 내에 주입된 중합성 조성물이 1.60 이상의 높은 굴절률을 갖는 경우에도, 상기 공간의 내부에 배치된 편광 필름(14)의 표면 상에서 중합성 조성물의 굴절률에 적절한 반사 방지막(14B)이 형성되기 때문에, 렌즈 형성 몰드(10)에 적용된 열로 인해 또는 중합성 조성물의 경화에 따른 중합화 수축으로 인해 편광 필름(14)의 뒤틀림이 발생하더라도 편광 필름(14)의 표면에 대한 반사가 감소되어, 이로 인해 편광 필름(14)의 표면에 대한 반사가 보이기 어렵다.
반면, 비교 실시예 1 및 2에서 수득된 플라스틱 편광 렌즈(1)는 외관이 불량하여, 볼록 표면 및 오목 표면 상의 렌즈 기재(2) 중에 매립된 편광 필름(14)의 표면에 대해 뒤틀림이 발생하여 파동형 반사된 광의 외관이 제공된다(도 3 참조).
상기 결과들은 렌즈 기재와 편광 필름 사이의 반사 방지 효과가 획득되지 않는 요인들로부터 유도되는데, 이는, 굴절률에서의 큰 차이가 렌즈 형성 몰드(10)의 공간 내에 주입된 중합성 조성물과 편광 필름 기재(14A) 사이에 형성되고/되거나, 중합성 조성물과 편광 필름 기재(14A) 사이에 형성된 반사 방지층(14B)이 편광 필름과 공기 사이의 반사 방지에 적절한 막 구성을 가지며, 이로 인해 반사된 광이 중합 경화에 따라 뒤틀리는 편광 필름(14)의 표면으로부터 분명하게 보여지기 때문이다.
기재된 바와 같이, 이 실시양태의 플라스틱 편광 렌즈(1)에서는, 중합성 조성물의 굴절률에 적절한 반사 방지막(14B)이 중합성 조성물과 접촉하고 중합성 조성물 중에 매립된 편광 필름(14)의 양 표면(볼록 및 오목 표면) 상에 형성되기 때문에, 중합성 조성물이 1.60 이상의 높은 굴절률을 갖는 경우에도, 중합화를 통한 중합성 조성물의 경화에 따라 편광 필름(14)이 뒤틀리고, 편광 필름(14) 표면의 뒤틀림 반사에 의해 우수한 외관의 플라스틱 편광 렌즈(1)를 제공하기 어려워 보일지라도, 편광 필름(14)의 표면에 대한 반사가 감소된다.
더욱이, 렌즈 기재(2)가 싸이오유레테인계 중합성 조성물을 사용함으로써 약 1.60 내지 1.70의 높은 굴절률을 갖거나, 또는 싸이오에폭시계 중합성 조성물을 사용함으로써 약 1.70 내지 1.76의 높은 굴절률을 갖는 경우에도, 중합성 조성물에 적절한 반사 방지층들(14B)이 중합성 조성물과 접촉하고 렌즈 기재(2) 중에 매립된 편광 필름(14)의 양 표면 상에 형성되기 때문에, 편광 필름(14)의 표면에 대한 반사가 방지되며, 작은 렌즈 두께 및 감소된 중량을 갖는 플라스틱 편광 렌즈(1)가 수득될 수 있다.
이 실시양태의 플라스틱 편광 렌즈(1)는 선글라스 및 교정 안경의 렌즈로서 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 플라스틱 편광 렌즈(1)는 카메라, 현미경 등에 대한 편광 렌즈로서 및 여러 탁상시계 및 손목시계의 커버 유리로서 사용될 수 있다.
편광 필름(14)은 앞서 언급된 실시양태에서 편광 필름 기재(14A)의 양 표면 상에 반사 방지층들을 갖지만, 상기 반사 방지층은 편광 필름 기재(14A)의 양 표면의 단지 한 표면 상에 형성될 수 있다. 반사 방지층이 한 표면 상에만 제공되는 경우, 몰딩되는 플라스틱 편광 렌즈의 오목 표면의 측부(즉, 렌즈의 오목 표면을 형성하기 위한 렌즈 몰드(12)의 측부) 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 뒤틀림이 발생되는 경우, 편광 필름으로부터의 반사된 광의 뒤틀림은 일반적으로 이미지의 확대로 인해 오목 표면이 볼록 표면에 비해 두드러지는 경향을 가지며, 따라서 외관에서의 문제가 오목 표면 상에서 발생하는 경향을 갖기 때문이다.
이 실시양태에서 편광 필름(14)의 편광 필름 기재(14A) 상에 형성된 반사 방지층은 단층 또는 다층 구조로 형성된 일정한 굴절률의 박막을 갖는 반사 방지층들(A, B, C 및 D)이지만, 층 내의 굴절률이 변하는 소위 구배 막의 반사 방지층이 일정한 굴절률의 박막 대신에 사용될 수 있다.
구배 막의 특정 예로서, 이러한 막은, 편광 필름(14)과 접촉하는 측부 상의 구배 막의 굴절률이 1.47이며, 이는 편광 필름과 접촉하는 측부로부터 멀리 이격됨으로써 점진적으로 증가되어서, 렌즈 기재(2)와 접촉하는 측부 상에서 구배 막의 굴절률이 1.67이 되는, 1.47의 굴절률의 편광 필름(14) 및 1.67의 굴절률의 렌즈 기재(2)에 적용될 수 있다.
상기 실시양태에서, 플라스틱 편광 렌즈(1)는 1.60 이상의 굴절률의 중합성 조성물 중의 그의 양 표면 상에 형성된 반사 방지층들을 갖는 편광 필름을 매립시킴으로써 수득된 후, 중합 경화되지만, 반사 방지층은 편광 필름(14)과 렌즈 기재(2) 사이에 제공되기에 충분하다. 따라서, 반사 방지층들을 갖는 편광 필름(14)이 그의 양 표면 상에 고정되고 2개의 경화된 렌즈 기재들(2) 사이에 접착되는 방식으로 수득된 편광 렌즈로 동일한 장점들이 수득될 수 있다. 또한, 반사 방지층들은 편광 필름(14)의 측부 상의 2개의 렌즈 기재들(2)의 표면 상에 형성된 후, 렌즈 기재들(2)은 편광 필름 기재(14A)에 접착되어 편광 렌즈(1)를 제조할 수 있다.

Claims (6)

  1. 중합 경화되는 중합성 조성물(여기서, '중합성 조성물'은 중합될 수 있는 조성물을 의미함)을 함유하고 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 플라스틱 기재, 및 상기 플라스틱 기재 사이에 개재된 편광 필름을 포함하는 플라스틱 편광 렌즈로서,
    상기 플라스틱 기재는 1.60 이상의 굴절률을 갖고, 상기 편광 필름은 상기 플라스틱 기재와 접하는 면 중 한면 이상에 플라스틱 기재와 편광 필름 사이의 반사를 억제하는 반사 방지층을 갖는 플라스틱 편광 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 방지층이 무기계 반사 방지층인 플라스틱 편광 렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 방지층이 유기계 반사 방지층인 플라스틱 편광 렌즈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유기계 반사 방지층이 유기 규소 화합물 및 무기 산화물 미립자를 함유하는 조성물을 포함하는 단층막인 플라스틱 편광 렌즈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 조성물이, 하나의 분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 화합물 및 하나의 분자 중에 2개 이상의 아이소(싸이오)사이아네이트기를 갖는 화합물을 함유하는 싸이오유레테인계 중합성 조성물인 플라스틱 편광 렌즈.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 조성물이, 하나의 분자 중에 2개 이상의 싸이오에폭시기를 갖는 화합물을 함유하는 싸이오에폭시계 중합성 조성물인 플라스틱 편광 렌즈.
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