KR101167367B1 - 상용화 코팅을 포함하는 광학 요소 및 이의 제조 방법 - Google Patents

상용화 코팅을 포함하는 광학 요소 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광학 요소, 예컨대, 기재; 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의, 수지상 중합체를 임의로 포함하는 상용화 코팅; 및 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 기능성 유기 코팅(예를 들어, 비제한적으로, 배향 코팅, 광변색성 코팅 또는 배향된 액정 코팅)을 포함하는 안과 요소에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 광학 요소의 표면 상에 상용화 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 수지상 중합체의 상용화 코팅 조성물, 및 상기 상용화 코팅 조성물을 사용하여 광학 요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

상용화 코팅을 포함하는 광학 요소 및 이의 제조 방법{OPTICAL ELEMENTS COMPRISING COMPATIBLIZING COATINGS AND METHODS OF MAKING THE SAME}
본 발명은 개괄적으로, 광학 요소, 예컨대, 기재 및 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅 및 기능성 유기 코팅을 포함하는 안과 요소에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 광학 요소의 표면 상에 상용화 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 상용화 코팅 조성물, 및 상기 상용화 코팅을 포함하는 광학 요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
광학 요소, 예를 들어 안과 요소는, 하나 이상의 기능성 유기 코팅을 상기 요소에 적용함으로써 특정 제품에 사용되도록 개조될 수 있다. 예를 들면, 광학 요소, 예컨대 안과 요소는, 광변색성 코팅을 상기 요소의 표면에 적용함으로써 광변색성 안경류에 사용되도록 개조될 수 있다. 광변색성 코팅을 갖는 안과 요소, 예컨대 안경 제품을 위한 광변색성 렌즈는, 주위 조건에 따라 적절한 수준으로 투과되는 방사선을 착용자에게 제공할 수 있다.
또한, 광학 요소, 예컨대 안과 요소를, 배향된 액정 물질 및 이색성 염료를 포함하는 편광 코팅을 상기 요소의 표면 상에 형성함으로써 편광 제품에 사용하도록 개조할 수 있다. 편광 코팅을 갖는 안과 요소, 예컨대 안경 제품용 편광 렌즈는, 상기 요소를 통해 투과되는 방사선의 일부 %를 선형으로 편광함으로써, 반사된 광의 눈부심 감소를 착용자에게 제공할 수 있다.
또한, 광학 요소를, 배향된 액정 물질 및 광변색성-이색성 염료를 포함하는 코팅을 상기 요소의 표면 상에 형성함으로써 특정 조건 하에 광변색성 및 이색성을 모두 나타내도록 개조할 수 있다. 광변색성-이색성 코팅을 갖는 광학 요소는 화학선에 반응하여 제 1 상태(예컨대, 투명한 비편광 상태)로부터 제 2 상태(예컨대, 착색된 편광 상태)로 스위칭할 수 있으며, 화학선의 부재 시에, 열 에너지에 반응하여 상기 제 1 상태로 복원될 수 있다. 예를 들어, 광변색성-이색성 코팅을 갖는 안과 요소, 예컨대 안경 제품용 렌즈는, 주위 조건에 따라, 투명한 비편광 상태와 착색된 편광 상태 사이를 전이하여, 적절한 수준의 투과된 방사선 및 반사된 광의 눈부심 감소 모두를 착용자에게 제공할 수 있다.
하지만, 기능성 유기 코팅과 이것이 적용되는 표면 사이의 상호작용이 불충분할 경우, 상기 기능성 유기 코팅(또는 이의 일부)은 상기 표면에 적절히 부착될 수 없다. 예를 들면, 액정 코팅(예컨대, 전술된 것들)과 기재 표면이 충분한 상용성이 없는 경우, 상기 코팅은 상기 표면에 적절히 부착될 수 없으며, 예컨대 박리에 의해 상기 표면으로부터 용이하게 제거될 수 있다. 안과 제품용 렌즈의 맥락에서, 상기 렌즈의 표면으로부터 편광 코팅이 박리되는 것은, 편광되지 않은 광이 상기 코팅이 제거된 상기 렌즈의 일부를 통과하게 함으로써 상기 렌즈의 전체 성능을 저하시킬 수 있다.
기재와 이에 적용된 광변색성 코팅 간의 상용성을 개선하기 위해 기재 표면에 상용화 코팅을 적용하는 것이 가능하다. 하지만, 하나의 코팅/표면 조합과 함께 사용되는 상용화 코팅은, 상기 표면과 다른 코팅간의 적절한 상용성은 제공하지 못할 수 있다. 따라서, 다른 코팅/표면 조합은 다른 상용화 코팅의 사용을 필요로 할 수 있다.
하지만, 다른 코팅/표면 조합과 함께 다른 상용화 코팅을 사용해야 하는 필요성은, 다른 것들보다 특히, 제조 비효율성 및 증가된 비용을 야기할 수 있다. 따라서, 코팅들과 표면들 간의 만족할만한 상용성을 제공하도록, 다양한 코팅/표면 조합의 상용성을 증가시키는 데 사용될 수 있는 상용화 코팅을 개발하는 것이 유리할 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 다양한 비제한적인 실시양태는 광학 요소 및 상기 광학 요소의 제조 방법을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은, 기재; 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅; 및 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 내마모성 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 포함하는 광학 요소를 제공한다.
또한, 본 발명은 광학 요소의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은, (a) 기재 표면의 적어도 일부 상에, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에, 내마모성 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 형성하되, 상기 기능성 유기 코팅이 상기 기재 표면에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하도록 하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상용화 코팅 조성물을 제공한다. 상기 상용화 코팅 조성물은, 말단 작용기를 포함하는 수지상 중합체; 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 에폭시기임)를 포함하는 에폭시-함유 물질; 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지; 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및 개시제를 포함하며, 광변색성 물질은 본질적으로 없다.
또한, 본 발명은, 기재; 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅; 및 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상의 기능성 유기 코팅을 포함하는 광학 요소에 관한 것이다. 상기 상용화 코팅은 본원에 기술된 바와 같은 상용화 코팅 조성물로부터 유도된다.
또한, 기재 표면의 적어도 일부 상에 상용화 코팅을 형성하는 단계; 및 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 기능성 유기 코팅을 형성하는 단계를 포함하는, 광학 요소의 제조 방법이 제공된다. 상기 상용화 코팅은 본원에 기술된 바와 같은 상용화 코팅 조성물로부터 유도된다.
본 발명은, (a) 안과 기재; (b) 상기 안과 기재의 표면의 적어도 일부 상의, 광변색성 물질이 본질적으로 없는 상용화 코팅; 및 (c) 상기 안과 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 내마모성 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 포함하는 안과 요소를 제공한다. 상기 상용화 코팅은, (i) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질; (ii) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 (메트)아크릴레이트기임)를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질; (iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지; (iv) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및 (v) 개시제 및 촉매 중 하나 이상을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 형성된다.
또한, 광학 요소의 제조 방법이 개시된다. 상기 방법은, (a) 광학 기재 표면의 적어도 일부 상에, 광변색성 물질이 본질적으로 없는 상용화 코팅을 형성하는 단계; (b) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를, UV 방사선, 전자 빔 방사선 및 열 방사선 중 하나 이상에 노출시킴으로써 적어도 부분적으로 세팅하는 단계; 및 (c) 경질 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 형성하는 단계를 포함한다. 상기 상용화 코팅은 본원에 기술된 바와 같은 상용화 코팅 조성물로부터 유도된다.
본 발명의 양태들은 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1 내지 3은 본 발명에 따른 광학 요소의 개략적인 단면도이다.
본 발명이 특정 실시양태 및 실시예와 함께 기술되지만, 본 발명은 개시된 특정 실시양태 및 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 진의 및 범주 내의 변형들을 포함하는 것으로 의도됨을 이해해야 한다. 또한, 본 발명은, 본 발명의 명확한 이해와 관련된 본 발명의 실시양태들을 예시하고 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명 개시의 단순화를 위해, 당업자에게 자명할 수 있고 본 발명의 더 나은 이해를 용이하게 하지 않는 본 발명의 특정 양태는 제시하지 않았다.
본원 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용된 단수형은 하나의 지시대상물로 표현적으로 애매하지 않게 제한되지만 않으면 복수의 지시대상물을 포함한다. 또한, 본 발명의 목적상, 달리 표현되지 않는 경우, 양을 표현하는 모든 수, 예컨대 중량% 및 공정 변수, 및 명세서에서 사용되는 다른 특성 또는 변수는 "약(about)"이라는 용어에 의해 모든 경우에 변경될 수 있음을 이해할 수 있다. 따라서, 달리 표현되지 않는 경우, 이하의 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 개시된 수치 변수들은 대략적인 것임을 이해할 수 있다. 적어도, 청구의 범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하고자 하지 않으면서, 수치 변수는 다수의 보고된 유효 숫자와 통상적인 어림잡기 기법에 비추어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명의 넓은 범위 내에서의 수치 범위 및 변수는 전술된 바와 같이 대략적인 것인 반면, 실시예 부분에서의 수치는 가능한 정확하게 제시된다. 하지만, 이러한 수치 값은 측정 장치 및/또는 측정 기술로 인한 고유의 오차를 포함함을 이해해야 한다. 더욱이, 본원에 수치 범위가 기재되는 경우, 상기 범위는 인용된 범위의 끝값(들)을 포함한다.
또한, 열거되는 가능한 치환기는, 예를 들어 (a), (b), …; (1), (2), …; (i), (ii) …; 등과 같은 항목 또는 소항목을 사용하여 제공되며, 이러한 항목 또는 소항목은 단지 이해하기 편하도록 제공되는 것일 뿐, 치환기의 선택을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 광학 요소, 및 특히, 기재; 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅; 및 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 내마모성 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 포함하는 광학 요소에 관한 것이다. 즉, 상기 상용화 코팅은 상기 기재와 상기 기능성 유기 코팅 사이에 존재한다.
본원에서 사용되는 "광학"이라는 용어는, 광 및/또는 시야에 관련됨을 의미한다. 광학 요소의 비제한적인 예는 안과 요소, 디스플레이 요소, 윈도우, 미러(mirror) 및 능동 및 수동 액정 셀을 포함한다. 본원에서 사용되는 "안과"라는 용어는, 눈 및/또는 시력에 관련됨을 의미한다. 안과 요소의 비제한적인 예는, 콘택트 렌즈, 안구 내 렌즈, 확대 렌즈 및 보호 렌즈 또는 바이저를 비롯하여(이에 제한되지 않음), 분할되거나 비분할된 다중 시야 렌즈(비제한적으로, 2초점, 3초점 및 누진 다초점 렌즈)일 수 있는 다중 시야 또는 단일 시야 렌즈를 비롯한 교정 또는 비교정 렌즈뿐만 아니라 시력을 교정, 보호 및 향상(미적으로 또는 달리)시키기 위해 사용되는 다른 소자를 포함한다.
본원에서 사용되는 "디스플레이"라는 용어는, 단어, 수, 심볼, 디자인 또는 도면에서의 정보의 가시적 또는 기계판독가능한 표시 장치를 의미한다. 디스플레이 요소의 비제한적인 예는 스크린, 모니터 및 보안 요소, 예컨대 보안 마크를 포함한다. 본원에서 사용되는 "윈도우"라는 용어는, 이를 통한 방사선의 투과를 허용하기에 적합한 구멍을 의미한다. 윈도우의 비제한적인 예는 자동차 및 항공기용 투명유리, 필터, 셔터 및 광 스위치를 포함한다. 본원에서 사용되는 "미러"라는 용어는, 입사광의 대부분을 거울같이 반사하는 표면을 의미한다. 본원에서 사용되는 "액정 셀"이라는 용어는, 배열될 수 있는 액정 물질을 함유하는 구조체를 지칭한다. 전형적인 액정 셀에서는, 함께 밀봉되어 챔버를 형성하는 2개의 기재 사이에 액정 물질이 함유된다. 능동 액정 셀은, 외부 힘(예컨대, 전기장 또는 자기장)의 적용에 의해, 배향된 상태와 배열되지 않은 상태 사이 또는 2개의 배향된 상태들 사이에서 액정 물질이 스위칭가능한 셀이다. 수동 액정 셀은, 액정 물질이 배향된 상태를 유지하는 셀이다. 능동 액정 셀 소자의 비제한적인 예는 액정 디스플레이이다.
본원에 개시된 본 발명의 다양한 비제한적인 실시양태와 함께 사용하기에 적합한 기재는 비제한적으로, 유기 물질, 무기 물질 또는 이들의 조합, 예컨대 복합 물질로부터 형성된 기재를 포함한다. 또한, 본원에 개시된 기재는, 비제한적으로, 평면형, 원통형, 구형, 평요형(plano concave)(즉, 한 면은 편평하고, 다른 한 면은 오목함), 평철형(plano convex)(즉, 한 면은 편평하고, 다른 한 면은 볼록함)을 비롯한 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기재는, 안과 렌즈에 사용되는 임의의 다양한 베이스 굴곡도에 상응하는 곡면을 갖는 하나의 굴곡진(오목하거나 볼록한) 표면 및 하나의 편평한 표면을 갖는 평철형 또는 평요형 안과 렌즈일 수 있다. 기재를 형성하는 물질의 특정 비제한적인 예는 하기 더 자세히 기술된다.
본원에 개시된 기재를 형성하는 데 사용될 수 있는 유기 물질의 비제한적인 예는, 중합체 물질, 예컨대 미국 특허 제 5,962,617 호의 칼럼 2, 9 행 내지 칼럼 7, 46행 및 미국 특허 제 5,658,501 호의 칼럼 15, 28행 내지 칼럼 16, 17행에 기술된 단량체 및 단량체들의 혼합물로부터 제조된 단독 중합체 및 공중합체를 포함하며, 상기 특허들을 본원에 참고로 인용한다. 상기 유기 물질은 열가소성 또는 열경화성 중합체 물질이고, 투명하거나 광학적으로 투명하고, 요구되는 임의의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 안과렌즈를 형성할 수 있는 투명하거나 광학적으로 투명한 유기 중합체 물질의 굴절률은 전형적으로 1.48 내지 1.74의 범위를 형성할 수 있다.
본원에 개시된 광학 요소의 기재를 형성하는 데 사용될 수 있는 단량체 및 중합체의 특정 비제한적인 예는 다음을 포함한다: 폴리(알릴 카보네이트) 단량체, 예를 들어 알릴 다이글라이콜 카보네이트(예컨대, 다이에틸렌 글라이콜 비스(알릴 카보네이트)(상기 단량체는 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에 의해 CR-39(상표명)라는 상표명 하에 시판됨)); 폴리우레아-폴리우레탄(폴리우레아-우레탄) 중합체(이는 예를 들어, 미국 오하이오주 클리브랜드 소재의 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드(PPG Industries Ohio Inc.)에 의해 트라이벡스(TRIVEX, 상표명)라는 상표명 하에 시판되는 중합체를 위한 조성물인, 폴리우레탄 예비중합체와 다이아민 경화제의 반응에 의해 제조됨); 아크릴계 작용화된 단량체, 예를 들어 비제한적으로, 폴리올(메트)아크릴로일 종결된 카보네이트 단량체, 다이에틸렌 글라이콜 다이메타크릴레이트 단량체, 에톡실화된 페놀 메타크릴레이트 단량체, 에톡시화된 트라이메틸롤 프로판 트라이아크릴레이트 단량체, 에틸렌 글라이콜 비스메타크릴레이트 단량체, 폴리(에틸렌 글라이콜)비스메타크릴레이트 단량체, 우레탄 아크릴레이트 단량체 및 폴리(에톡실화된 비스페놀 A 다이메타크릴레이트) 단량체; 다이아이소프로펜일 벤젠 단량체; 폴리(비닐 아세테이트); 폴리(비닐 알코올); 폴리(비닐 클로라이드); 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리우레탄; 폴리티오우레탄(이는 비제한적으로, 미츠이 토아츠 케미칼스 인코포레이티드(Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.)로부터 MR-6, MR-7 및 MR-8로 지정된 광학 수지와 같은 물질을 포함함); 열가소성 폴리카보네이트, 예를 들어, 비스페놀 A와 포스젠으로부터 유도된 카보네이트-연결된 수지(예컨대, 렉산(LEXAN, 등록상표)이라는 상표명 하에 시판되는 물질); 폴리에스터, 예를 들어 마일라(MYLAR, 등록상표)라는 상표명 하에 시판되는 물질; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 부티랄; 노보넨 단독중합체 및 공중합체, 예를 들어 일본 사이타마 소재의 제이에스알 코포레이션(JSR Corp.)으로부터의 아르톤(ARTON, 등록상표)이라는 상표명 하에 시판되는 물질; 폴리(메틸 메타크릴레이트), 예를 들어 플렉시글라스(PLEXIGLAS, 등록상표)라는 상표명 하에 시판되는 물질; 및 다작용화된 아이소시아네이트와 폴리티올 또는 폴리에피설파이드 단량체의 반응에 의해 제조된 중합체(단독중합되거나, 또는 폴리티올, 폴리아이소시아네이트, 폴리아이소티오시아네이트 및 임의로 에틸렌성 불포화 단량체 또는 할로겐화된 방향족-함유 비닐 단량체와 공중합 및/또는 삼원중합됨). 또한, 예컨대, 블록 공중합체 또는 상호침투형 네트워크 생성물을 형성하기 위해, 상기 단량체들의 공중합체 및 전술된 중합체 및 공중합체와 다른 중합체의 블렌드도 고려된다.
전술된 바와 같이, 상기 기재는 안과 기재일 수 있다. 본원에서 사용되는 "안과 기재"라는 용어는, 렌즈, 부분적으로 형성된 렌즈 및 렌즈 블랭크(blank)를 지칭한다. 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따른 안과 기재를 형성하는 유기 물질의 비제한적인 예는 비제한적으로, 투명하거나 광학적으로 투명한 광학 제품용 캐스팅에 유용한, 당분야에서 인정된 중합체를 포함한다.
본원에 개시된 기재를 형성하는 데 사용하기 적합한 유기 물질의 다른 비제한적인 예는 비제한적으로, 불투명하거나 반투명한 중합체 물질, 천연 및 합성 텍스타일 및 셀룰로스성 물질을 비롯한 합성 및 천연 유기 물질을 모두 포함할 수 있다. 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태와 함께 사용될 수 있는 기재를 형성하는 데 사용하기 적합한 무기 물질의 비제한적인 예는 무기 산화물계 유리, 미네랄, 세라믹 및 금속을 포함한다. 예를 들어, 상기 기재는 무기 산화물계 유리를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기재는, 반사성 표면을 형성하기 위해 적어도 한쪽 면이 임의로 연마될 수 있는 세라믹, 금속 또는 미네랄 기재를 포함할 수 있다. 반사성 기재 표면을 갖는 것이 바람직한 경우, 무기 또는 유기 기재의 표면에 반사성 코팅 또는 층을 침착하거나 달리 적용하여 상기 표면이 반사성이 되게 하거나, 이의 반사성을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 기재는 착색되지 않거나, 착색되고/되거나 광변색성일 수 있다. 본원에서 사용되는 "착색되지 않은 기재"라는 용어는, 착색제(예컨대, 비제한적으로 통상적인 염료)가 본질적으로 첨가되지 않은 기재를 의미한다. 본원에서 사용되는 "화학선(actinic radiation)"이라는 용어는, 전자기 방사선, 예를 들어 비제한적으로, 반응을 유발할 수 있는 자외선 및 가시선을 의미한다. 또한, "착색된(tinted) 기재"라는 용어는, 착색제(예컨대, 비제한적으로, 통상적인 염료)가 첨가된 기재를 의미하고, 이때 상기 착색제는 화학선에 반응하여 그다지 많이 변하지 않는 가시선 흡수 스펙트럼을 갖는다. 본원에서 사용되는 "광변색성 기재"라는 용어는, 광변색성 물질이 첨가된 기재를 의미한다. 또한, 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따른 기재는 착색되고 또한 광변색성일 수 있으며, 즉, 상기 기재는 통상적인 염료 착색제(화학선에 반응하여 그다지 많이 변하지 않는 가시선 흡수 스펙트럼을 가짐) 및 광변색성 물질을 모두 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 요소의 기재는 이의 하나 이상의 표면 상에 보호성 코팅, 예컨대 비제한적으로, 내마모성 코팅("경질 코트"로도 지칭됨)을 가질 수 있다. 예를 들어, 시판되는 열가소성 폴리카보네이트 안과 렌즈 기재는 종종 이의 표면에 내마모성 코팅이 적용되어 시판되며, 그 이유는 상기 기재의 표면이 쉽게 긁히거나, 마모되거나, 닳는 경향이 있기 때문이다. 상기 폴리카보네이트 렌즈의 하나의 예는 젠텍스(GENTEX, 등록상표)(미국 매사추세츠주 두들리 소재의 젠텍스 옵틱스 인코포레이티드(Gentex Optics, Inc.))라는 상표명 하에 시판되고 있다.
본원에서 사용되는 "보호성 코팅"이라는 용어는, 전이 코팅, 내마모성 코팅(또는 경질 코트), 산소 차단 코팅 및 UV-차폐 코팅과 같은 코팅을 지칭한다. 내마모성 코팅의 비제한적인 예는, 실란을 포함하는 내마모성 코팅, 방사선-경화된 아크릴레이트계 박막을 포함하는 내마모성 코팅, 무기 물질(예컨대, 실리카, 티타니아 및/또는 지르코니아)에 기초한 내마모성 코팅, 및 상기 코팅들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 상기 보호성 코팅은, 방사선-경화된 아크릴레이트계 박막의 제 1 코팅 및 실란을 포함하는 제 2 코팅을 포함할 수 있다. 시판되는 보호성 코팅 제품의 비제한적인 예는, 각각 에스디씨 코팅스 인코포레이티드(SDC Coatings, Inc.) 및 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 입수가능한 실부(SILVUE, 등록상표) 124 및 하이-가드(HI-GARD, 등록상표) 코팅을 포함한다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 본 발명자들은, 일부 기능성 유기 코팅, 예를 들어 광-배향 물질(예컨대, 폴리비닐 신남에이트)을 포함하는 배향 코팅 및 액정 물질(예컨대, 액정 코팅)을 포함하는 코팅이, 유기 기재 표면 및 특히 상부에 내마모성 코팅을 갖는 유기 기재 표면에 대해 목적하는 접착성보다 더 낮은 접착성을 가질 수 있을 알게 되었다. 또한, 본 발명의 상용화 코팅이, 안과 기재 및 특히 경질 코팅된 표면을 갖는 안과 기재에 대한 작용화된 코팅(예컨대, 배향 코팅 및 액정 코팅)의 접착성을 개선하고/하거나 증가시키는 데 유용할 수 있음도 알게 되었다. 따라서, 본 발명의 광학 요소는, 기재 표면의 적어도 일부와 접촉하는 내마모성 코팅을 포함하는 기재를 포함할 수 있으며, 상용화 코팅은, 상기 기재 상의 내마모성 코팅과 이의 상부의 기능성 유기 코팅 간의 접착성을 개선하거나 증가시키기 위해 상기 기재의 표면 상의 내마모성 코팅의 적어도 일부와 접촉할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은, 기재, 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅, 및 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 내마모성 코팅 이외의 기능성 유기 코팅를 포함하는 광학 요소에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 "코팅"이라는 용어는, 이는 균일한 조성 및/또는 단면 두께를 갖거나 갖지 않을 수 있는 유동성 조성물로부터 유도된 하나 이상의 완전하거나 부분적인 층을 포함하는 구조체를 의미한다. 본원에서 사용되는 "상용화 코팅"이라는 용어는, 하나의 표면과 이의 상부에 적용되는 다른 코팅 간의 상용성을 개선하고/하거나, 이의 표면 상에 다른 코팅의 형성 또는 적용을 용이하게 하는 코팅을 지칭한다. 예를 들어, 하나의 표면과 다른 코팅 간의 습윤, 화학적 상용성 및 접착성 중 하나 이상을 개선하기 위해, 하나의 표면, 예컨대 기재의 표면 또는 다른 코팅의 표면에 상용화 코팅이 적용될 수 있다.
또한, 본원의 문맥 상, 하나의 코팅이 하나의 표면 또는 하나의 개체 "상에" 존재한다고 할 때, "~상에(on)"라는 용어는, 본 발명의 코팅이 표면 또는 물체에 의해 지지되거나 수반되도록, 본 발명의 코팅이 상기 표면 또는 개체와 연결됨을 의미한다. 또한, 본원에서 사용되는 "~에 연결된"이라는 표현은, 다른 물질 또는 구조체를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 관련됨을 의미한다. 따라서, 예를 들어 하나의 표면 "상의" 코팅은 상기 표면 위쪽에 직접 적용되거나, 하나 이상의 다른 코팅(이들 중 하나 이상은 상기 표면 위에 직접 적용됨) 위에 적용될 수 있다.
상기 기재 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅은 수지상 중합체를 포함한다. 본원에서 사용되는 "수지상 중합체"라는 용어는, 다수의 수지상 돌기(dendron)(또는 트리형 구조)에 공유결합된 다가 코어를 포함하는 3차원 거대분자 물질을 지칭한다. 상기 "수지상 돌기"라는 용어는, 하나의 초점(예컨대, 다가 코어)으로부터 발산된 다중 분지형 층(또는 "세대(generation)")을 갖는 트리형 구조체를 의미한다. 수지상 돌기의 각각의 후속적인 분지형 층 또는 세대는 이전 세대로부터 연장되고, 상기 수지상 돌기 내의 각각의 분지형 층 또는 세대는 하나 이상의 말단 반응성 부위(또는 "말단 작용기")를 가지며, 상기 부위로부터 후속적인 세대(존재하는 경우)가 연장될 수 있고, 마지막 세대인 경우에는 수지상 중합체 상의 말단 작용기를 제공할 수 있다. 수지상 중합체는 일반적으로, 얽힘이 없는 다수의 말단 작용기 및 낮은 유체역학적 부피를 갖는다. 또한, 본원에서 사용되는 "수지상 중합체"는, "덴드리머" 및 "과분지된 중합체"를 모두 포함한다. 본원에서 사용되는 "덴드리머"라는 용어는, 본질적으로 단분산성 분자량 분포를 제공하는 제어된 공정으로부터 유래된 대칭적인 구형을 갖는 수지상 중합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 "과분지된 중합체"라는 용어는, 특정 비대칭도 및 다분산성 분자량 분포를 갖는 수지상 중합체를 지칭한다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 수지상 중합체는 예를 들어 다가 코어 상에 수지상 돌기를 단계적으로 형성함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 폴리에스터형 수지상 중합체는, 부착된 제 1 분지화 층(또는 세대)을 포함하는 몇몇 수지상 돌기를 갖는 코어를 형성하기 위한 전형적인 에스터화 조건 하에, 폴리올 코어와 제 1 쇄 연장제(예컨대 비제한적으로, 2개 이상의 하이드록실 기를 포함하는 카복실산)의 반응에 의해 형성될 수 있다. 상기 수지상 돌기들은 각각, 상기 제 1 분지화 층의 말단에 위치하는 다수의 말단 작용기(예컨대, 본 발명의 예에서는, 말단 하이드록실기)를 포함할 수 있다. 상기 말단 작용기는 다른 제 1 쇄 연장제와 추가로 반응하여 상기 코어 상에 제 2 분지화 층을 생성할 수 있다. 가장 마지막에 형성된 분지화 층의 말단의 말단 작용기와 추가의 제 1 쇄 연장제의 반응에 의한 분지화 층의 계속적인 복제는 수지상 돌기를 증가시키고, 일반적으로 말단 작용기(예컨대, 본 발명의 예에서는 하이드록실기)의 수를 증가시킬 것이다. 최종 분지화 층이 수지상 중합체에 부착된 후, 상기 수지상 중합체의 마지막 분지화 층 중의 임의의 나머지 말단 작용기(예컨대, 본 발명의 예에서는 임의의 나머지 말단 하이드록실기)는 수지상 중합체의 말단 작용기를 형성하거나; 예를 들어 알콕실화에 의해 쇄가 추가로 연장되거나; 예를 들어 쇄 종결제와의 반응에 의해 종결되거나; 상기 수지상 중합체 상에 다른 말단 작용기를 제공할 수 있는 다른 물질과의 반응에 의해 작용화될 수 있다. 본원에서 사용되는 "쇄 종결제"라는 용어는, 후속적인 쇄 연장기와 함께 반응하는 적절한 작용기가 없는 쇄 연장제를 포함한다.
다가 코어 상에 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 단계적 방법의 하나의 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,418,301 호(이하 "'301 특허")의 칼럼 6, 1행 내지 60행에 기술되어 있다. 또한, 상기 '301 특허는 칼럼 2, 45행 내지 칼럼 3, 68행에서 폴리에스터형 수지상 중합체의 형성에 사용하기 적합한 다가 코어의 몇몇 예를 제공하며; 칼럼 4, 1행 내지 55행에서는 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는데 사용하기 적합한 쇄 연장제의 몇몇 예를 제공하고; 칼럼 4, 56행 내지 칼럼 5, 68행에서는 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 데 사용하기 적합한 쇄 종결제의 몇몇 예를 제공한다. 특히, 상기 '301 특허의 개시 내용 중 전술된 부분을, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충되지 않는 한도 내에서 본원에 참고로 인용한다.
또한, 전술된 단계적 공정 동안, 임의의 분지화 층(즉, 제 1 분지화 층, 제 2 분지화 층 등)의 형성 후에, 상기 제 1 쇄 연장제와는 다른 중간(intermediate) 치환기(또한, "이격 쇄 연장제"라고도 지칭될 수 있슴)(예를 들면, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 반응성 말단 작용기를 함유하는 다른 다작용화된 카복실산 또는 무수물)는 마지막에 형성된 분지화 층의 말단 하이드록실 기와 반응할 수 있다. 이후, 상기 중간 치환기의 말단 작용기는, 상기 제 1 쇄 연장제 및 상기 이격 쇄 연장제 모두와 다를 수 있는 제 2 쇄 연장제와 반응하여, 목적한 구조 및 작용화된을 갖는 수지상 중합체를 제공할 수 있다. 상기 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 방법의 하나의 비제한적인 예는 미국 특허 제 6,569,956 호의 칼럼 3, 33행 내지 칼럼 4, 42행에 기술되어 있으며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다. 상기 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 방법의 다른 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,663,247 호의 칼럼 7, 52행 내지 칼럼 8, 38행에 개시되어 있으며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
다르게는, 수지상 돌기를 미리 생산하고 후속적으로 상기 수지상 돌기를 다가 코어에 부착시킴으로써, 상기 수지상 중합체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 폴리에스터형 수지상 중합체는, 하나 이상의 하이드록시 작용화된 카복실산을 일반적인 에스터화 온도에서 축합하거나; 일작용화된, 이작용화된, 삼작용화된 또는 다작용화된 카복실산이 일작용화된, 이작용화된, 삼작용화된 또는 다작용화된 알코올 또는 에폭사이드와 에스터 결합을 형성하거나; 또는 에스터 결합, 에터 결합 또는 다른 화학적 결합을 생성하는 유사한 절차에 의해 수지상 돌기를 형성함으로써 형성될 수 있다. 상기 수지상 돌기를 생산하는 데 사용되는 원료는, 초점에서 작용기를 갖는 각각의 수지상 돌기를 제공하도록 선택될 수 있으며, 상기 초점에서의 작용기는, 상기 코어에 상기 수지상 돌기를 부착할 수 있는 다가 코어 및 상기 수지상 돌기의 말단의 다수의 말단 작용기와 반응할 수 있다. 상기 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 방법의 하나의 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,663,247 호(이하 "'247 특허")의 칼럼 7, 23행 내지 51행 및 칼럼 8, 1행 내지 38행에 개시되어 있으며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 특히 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
전술된 바와 같이, 폴리에스터형 수지상 중합체는, 임의로 에터 또는 폴리에터 단위와 함께, 에스터 또는 폴리에스터 단위로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는, 1 내지 100개 및 더욱 통상적으로 1 내지 20개, 예컨대 2 내지 8개의 분지화 층이 첨가될 수 있는 하나 이상의 반응성 에폭사이드, 하이드록실, 카복실 또는 무수물 기를 포함하는 단량체성 또는 중합체성 코어를 포함하는 폴리에스터형 수지상 중합체일 수 있다. 상기 분지화 층은, 3개 이상의 반응기(일반적으로, 하나 이상의 하이드록실 기 및 하나 이상의 카복실, 무수물 또는 에폭시 기임)를 갖는 단량체성 또는 중합체성 분지화 쇄 연장제로부터 형성될 수 있다. 전술된 바와 같이, 폴리에스터형 수지상 중합체는 또한 임의로, 2개의 반응기를 갖는 화합물일 수 있는 간격 쇄 연장제를 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 간격 쇄 연장제는 하나의 하이드록실기 및 하나의 카복실 또는 무수물기, 또는 상기 화합물의 내부 에스터(예컨대, 락톤)을 포함할 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이, 상기 폴리에스터형 수지상 중합체는 또한, 말단 작용기, 예를 들어 하이드록실, 카복실 또는 무수물기를 포함하고/하거나, 상기 수지상 중합체는 임의로, 하나 이상의 단량체성 또는 중합체성 쇄 종결제에 의해 완전히 또는 부분적으로 쇄가 종결되고/되거나 다른 작용기로 작용화될 수 있다.
전술된 바와 같이, 상기 '301 특허는 칼럼 2, 45행 내지 칼럼 3, 68행에서 폴리에스터형 수지상 중합체의 형성에 사용하기 적합한 다가 코어의 몇몇 예를 제공하며; 칼럼 4, 1행 내지 55행에서는 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는데 사용하기 적합한 쇄 연장제의 몇몇 예를 제공하고; 칼럼 4, 56행 내지 칼럼 5, 68행에서는 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 데 사용하기 적합한 쇄 종결제의 몇몇 예를 제공한다. 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 데 사용될 수 있는 다가 코어의 추가의 비제한적인 예는 상기 '247 특허의 칼럼 3, 22행 내지 칼럼 4, 45행에 개시되어 있다. 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 데 사용될 수 있는 쇄 연장제의 추가의 비제한적인 예는 상기 '247 특허의 칼럼 4, 45행 내지 칼럼 5, 7행에 개시되어 있다. 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 데 사용될 수 있는 쇄 종결제의 추가의 비제한적인 예는 상기 '247 특허의 칼럼 5, 33행 내지 칼럼 6, 60행에 개시되어 있다. 폴리에스터형 수지상 중합체를 형성하는 데 사용될 수 있는 간격 쇄 연장제의 비제한적인 예는 상기 '247 특허의 칼럼 5, 7행 내지 32행에 개시되어 있다. 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서, 상기 '301 특허 및 상기 '247 특허의 전술된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는, 과분지된 폴리에스터 올리고머 및 과분지된 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머 중 하나 이상인 폴리에스터형 수지상 중합체일 수 있다. 사용될 수 있는, 시판되는 폴리에스터형 수지상 중합체의 비제한적인 예는, 스웨덴의 페르스토르프 소재의 페르스토르프 스페셜티 케미칼스(Perstorp Specialty Chemicals)로부터의 볼토른(BOLTORN, 등록상표)이라는 상표명 하에 H20, H30 및 H40 수지상 거대분자(말단 하이드록시 기를 포함함)로 지정된 폴리에스터형 수지상 중합체를 포함할 수 있다. 제조처에 따르면, 상기 물질은 일반적으로 1000 amu 내지 4000 amu 범위의 중량 평균 분자량을 가지며, H20, H30 및 H40 물질은 각각, 평균 16, 32 및 64 말단 하이드록시기를 갖는다. 유용한 시판되는 폴리에스터형 수지상 중합체의 다른 비제한적인 예는 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사르토머 캄파니(Sartomer Company)로부터 시판되는 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머이며, 이는 CN2302로 지정되고, 말단 아크릴레이트기를 포함한다. 유용한 수지상 중합체의 다른 비제한적인 예는 폴리에스터-폴리에터 블렌딩된 수지상 중합체, 예컨대 스웨덴의 페르스토르프 소재의 페르스토르프 스페셜티 케미칼스로부터의 볼토른(등록상표)이라는 상표명 하에 P500으로 지정된 것들이다.
상기 상용화 코팅에 사용될 수 있는 수지상 중합체의 다른 비제한적인 예는 폴리에스터-폴리에터 블렌딩된 수지상 중합체, 에폭사이드-아민 수지상 중합체, 카보실란계 수지상 중합체, 아마이도 아민 수지상 중합체, 폴리설파이드 수지상 중합체, 폴리실록산 수지상 중합체, 폴리아미노설파이드 수지상 중합체, 폴리에터 수지상 중합체, 폴리티오에터 수지상 중합체, 폴리에스터 수지상 중합체, 폴리에스터 아마이드 수지상 중합체, 폴리(에터 케톤) 수지상 중합체 등이다. 또한, 전술된 바와 같이, 상기 물질들은, 예를 들어 말단 아크릴기를 제공하는 아크릴화제와의 반응에 의해 작용화되거나, 적합한 쇄 종결제를 사용하여 종결될 수 있다.
또한, 상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는 아마이도 아민 수지상 중합체(이는 또한 폴리아마이도아민 조밀 별형 중합체로도 지칭됨)일 수 있다. 미국 특허 제 4,558,120 호(이하 "'120 특허")를 참조한다. 아마이도 아민 수지상 중합체는 상기 '120 특허의 칼럼 7, 10행 내지 15행에 인용된 화학식으로 나타내질 수 있다. 아마이도 아민 수지상 중합체 및 이의 제조에 관한 기술은 상기 '120 특허의 칼럼 2, 39행 내지 칼럼 9, 18행에서 찾을 수 있으며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는 에폭시-아민 수지상 중합체일 수 있다. 에폭시 아민 수지상 중합체는 하기의 반복적인 반응 절차에 의해 제조될 수 있다: (a) 1차 아미노기의 생성에 적합한 잔기의 전환; (b) 하나 이상의 1차 아미노기의 생성에 적합한 잔기 하나 이상 및 에폭사이드 잔기 하나를 갖는 분지화 분자의 에폭사이드 및 상기 단계 (a)에서 생성된 1차 아미노 잔기의 개환 첨가 반응; 및 (c) 치환되거나 비치환된 아크릴레이트를 상기 수지상 중합체의 아미노기 상에 첨가하는 반응을 특징으로 하는 종결 반응. 상기 종결 반응은 2,3-에폭시프로필 (메트)아크릴레이트를 사용함으로써 수행될 수 있다. 에폭사이드-아민 수지상 중합체의 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,760,142 호(이하 "'142 특허")에 기술되어 있다. 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서, 상기 '142 특허의 칼럼 1, 65행 내지 칼럼 3, 56행에 개시된 내용을 본원에 참고로 인용한다.
또한, 상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는 카보실란계 수지상 중합체일 수 있다. 카보실란계 수지상 중합체는, (a) 중심 실란 핵; (b) 상기 중심 실란 핵으로부터 바깥쪽으로 연장된 카보실란 분지화 층(주변 둘레 분지화 층이 말단 실란기를 갖는다)을 포함하는 다중 수지상 돌기; 및 (c) 코어 주변 둘레의 말단 실란기로부터 퍼져나온 첨가 중합체 쇄의 암(arm)을 갖는 카보실란 코어를 포함할 수 있다. 카보실란 수지상 중합체의 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,276,110 호, 특히 칼럼 1, 58행 내지 칼럼 5, 5행에 기술되어 있으며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
또한, 상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는, 환형 무수물과 다이아이소프로판올 아민의 중축합에 의해 제조된 수지상 중합체일 수 있다. 상기 수지상 중합체의 비제한적인 예는 디에스엠 엔.브이.(DSM N.V.)로부터 하이브란(HYBRANE, 상표명)이라는 상표명 하에 시판되며, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스터 작용기를 사용하여 제조된다. 상기 수지상 중합체의 하의 특정 비제한적인 예는 시판되는 하이브란(상표명) H1500 수지상 중합체(비개질됨)이다.
또한, 상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는, 예를 들어 비제한적으로, 반복적인 실란 하이드록실화 및 규소 원자에서의 클로라이드 치환에 의해 제조될 수 있는 폴리실록산 수지상 중합체일 수 있다. 특정 폴리실록산 수지상 중합체의 제조는 문헌[Uchida et al., J. Am. Chem. Soc, 1990, 112, 7077-7079]에 기술되어 있으며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 상기 문헌을 본원에 참고로 인용한다. 또한, 미국 특허 제 6,889,735 호의 칼럼 5, 60행 내지 칼럼 6, 13행을 참조하며, 본원에 제공된 용어 및 정의와 상충하지 않는 한도 내에서 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
전술된 바와 같이, 수지상 중합체의 마지막으로 형성된 분지화 층의 말단 작용기는 임의로 작용화될 수 있으며, 즉, 반응하여, 다른 말단 작용기를 갖는 수지상 중합체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 말단 하이드록실 기를 포함하는 폴리에스터형 수지상 중합체는 아크릴화되어 상기 수지상 중합체의 말단에 아크릴레이트 작용기를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 폴리에스터형 수지상 중합체의 아크릴화 및 아크릴화된 수지상 중합체의 회수 및 정제는, 예컨대 문헌[Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (1980, Vol. 1, pages 386-413)]에서 찾을 수 있는 "아크릴계 에스터 중합체(Acrylic Ester Polymers)" 부분에 기술된 방법과 같이, 주지된 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 아크릴화는 일반적으로, 아크릴화될 분자들의, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산 또는 크로톤산(β-메타크릴산)과의 직접 반응, 예컨대 에스터화; 아이소시아네이토(메트)아크릴레이트와의 축합; 또는 아크릴산, 메타크릴산 또는 크로톤산에 상응하는 무수물 및/또는 아실 할라이드와의 직접 반응이다(일반적으로 하이드록실기 대 상기 산, 무수물 및/또는 아실 할라이드의 몰 비는 1:0.1 내지 1:5, 더욱 일반적으로 1:0.5 내지 1:1.5임). 아크릴화제의 다른 비제한적인 예는 에폭사이드 또는 무수물 작용화된 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 예컨대 글라이시딜메타크릴레이트를 포함한다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 아크릴화제는 전형적으로 화학량론적 과량의 몰로 사용된다. 예를 들어, 아크릴화에 의해 작용화되어 말단 아크릴레이트기를 제공할 수 있는 수지상 중합체 상의 말단 작용기의 %는 달라질 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따라, 상기 상용화 코팅의 수지상 중합체의 말단 작용기의 약 1 내지 100%가 작용화될 수 있다. 아크릴화된(즉, 작용화된) 폴리에스터형 수지상 중합체 중의 말단 아크릴레이트 기의 %는 1 내지 100%, 예를 들면 20 내지 100%, 또는 40 내지 100%, 예컨대 45 내지 100%로 달라질 수 있으며, 인용된 %를 포함해서 상기 %들의 임의의 조합 사이의 추가의 범위일 수 있다.
상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는, 말단 하이드록실 기(예컨대, 전술된 것들)를 포함하는 폴리에스터형 수지상 중합체일 수 있거나, 상기 말단 하이드록실 기의 하나 이상이 작용화되어 하나 이상의 다른 말단 작용기를 갖는 수지상 중합체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 폴리에스터형 수지상 중합체의 하이드록실 기는 작용화되어 하나 이상의 말단 아크릴레이트기를 제공할 수 있다.
상기 상용화 코팅의 수지상 중합체는, 하이드록실, 아크릴레이트, 산, 아이소시아네이트, 티올, 아민, 에폭시, 실란 및 글라이시딜 중 하나 이상인 말단 작용기를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따른 수지상 중합체는, 2개 이상의 다른 작용기(독립적으로, 하이드록실, 아크릴레이트, 산, 아이소시아네이트, 티올, 아민, 에폭시, 실란 또는 글라이시딜)를 포함할 수 있다. 당업자는, 수지상 중합체, 예를 들어, 전술된 폴리에스터형 수지상 중합체를 작용화하여, 전술된 말단 작용기를 하나 이상 혼입하는 방법을 용이하게 이해할 것이다.
상기 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅은, 말단 작용기를 포함하는 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 형성될 수 있으며, 상기 말단 작용기는 하이드록실, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 산, 아이소시아네이트, 티올, 아민, 에폭시, 실란 및 글라이시딜 중 하나 이상이다. 말단 작용기를 포함하는 수지상 중합체 및 이의 제조 방법의 비제한적인 예는 전술되었다.
전술된 수지상 중합체에 더하여, 상용화 코팅을 유도할 수 있는 상용화 코팅 조성물은 추가로 다음을 포함한다:
(a) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 에폭시기임)를 포함하는 에폭시-함유 물질;
(b) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 아이소시아네이트기임)를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
(c) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 (메트)아크릴레이트기임)를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질; 및/또는
(d) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지.
또한, 상기 상용화 코팅을 유도할 수 있는 상용화 코팅 조성물은 임의로, 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및 개시제 및 촉매 중 하나 이상을 포함한다.
사용될 수 있는 에폭시-함유 물질의 비제한적인 예는, 하나 이상의 에폭시기 및 하나 이상의 아크릴레이트기, 아이소시아네이트기, 티올기 및 추가의 에폭시기, 실란기 및 글라이시딜기를 포함하는 에폭시-함유 물질을 포함한다.
상기 상용화 코팅 조성물의 에폭시-함유 물질은, 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질일 수 있다. 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질의 비제한적인 예는 하기 화학식 I, 하기 화학식 II 또는 이들의 혼합물로 나타내질 수 있다:
Figure 112009052006860-pct00001
Figure 112009052006860-pct00002
상기 식에서,
(a) R1은 수소 또는 C1-C3 알킬과 같은 기를 나타낼 수 있고;
(b) m은 2 내지 4 범위의 정수를 나타낼 수 있고;
(c) A는,
(i) C2-C20 알킬렌, 치환된 C2-C20 알킬렌, C3-C20 사이클로알킬렌, 치환된 C3- C20 사이클로알킬렌, 비치환되거나 치환된 아릴렌 기, 예컨대 페닐렌 또는 나프틸렌, 아릴(C1-C3)알킬렌, 치환된 아릴(C1-C3)알킬렌(이때, 상기 알킬렌 및 사이클로알킬렌 치환기는 각각 독립적으로 카복시, 하이드록시 또는 C1-C3 알콕시이고, 상기 알릴렌 및 아릴(C1-C3)알킬렌 치환기는 각각 독립적으로 카복시, 하이드록시, C1-C3 알콕시 또는 C1-C3 알킬임);
(ii) -C(=O)R2(O=)C- 기(이때, R2는 C2-C20 알킬렌 또는 아릴렌과 같은 기를 나타냄);
(iii) -R3-(OR3)n- 또는 -(OR3)n- 기(이때, R3은 C2-C4 알킬렌과 같은 기를 나타내고, n은 1 내지 20 범위의 정수를 나타냄);
(iv) 프탈로일, 아이소프탈로일, 테레프탈로일, 하이드록실-치환된 프탈로일, 하이드록시-치환된 아이소프탈로일, 하이드록시-치환된 테레프탈로일; 또는
(v) 하기 화학식의 기
Figure 112009052006860-pct00003
(상기 식에서,
R4 및 R5는 서로 독립적으로 C1-C4 알킬, 염소 또는 브롬과 같은 기를 나타내 고,
p 및 q는 서로 독립적으로 0 내지 4 범위의 정수를 나타내고,
각각의
Figure 112009052006860-pct00004
는 독립적으로 2가 벤젠기 또는 2가 사이클로헥산기를 나타내고,
Figure 112009052006860-pct00005
가 2가 벤젠 기인 경우, G는 -O-, -S-, -S(O2)-, -C(=O), -CH2-, -CH=CH-, -C(CH3)2-, -C(CH3)(C6H5)-, -(C6H4)- 또는
Figure 112009052006860-pct00006
와 같은 기를 나타내거나,
또는
Figure 112009052006860-pct00007
가 2가 사이클로헥산기인 경우, G는 -O-, -S-, -CH2- 또는 -C(CH3)2-와 같은 기를 나타냄)
와 같은 기이고;
(d) B는 C2-C20 알킬, 치환된 C2-C20 알킬, C3-C20 사이클로알킬, 치환된 C3-C20 사이클로알킬, 비치환되거나 치환된 아릴기, 페닐 및 나프틸, 아릴(C1-C3)알킬, 또는 비치환된 아릴(C1-C3)알킬과 같은 기를 나타내고, 이때 상기 알킬 및 사이클로알킬 치환기는 각각 독립적으로 카복시, 하이드록시 또는 C1-C3 알콕시이고, 상기 아릴 및 아릴(C1-C3)알킬 치환기는 각각 독립적으로 카복시, 하이드록시, C1-C3 알콕시 또는 C1-C3 알킬이다.
또한, 상기 상용화 코팅 조성물의 에폭시-함유 물질은,
R1이 수소이고;
A가, 하기 화학식과 같은 기:
Figure 112009052006860-pct00008
(상기 식에서,
R4, R5, E 및 G는 전술된 바와 같은 기를 나타낼 수 있고,
p 및 q는 상기 정의된 바와 같음),
C2-C10 알킬렌,
페닐렌, 또는
-R3-(OR3)n- 또는 -(OR3)n-(이때, R3 및 n은 상기 정의된 바와 동일하거나 프탈로일임)이고;
B가 C2-C10 알킬, 페닐 또는 페닐(C1-C3)알킬을 나타내는,
화학식 I, 화학식 II 또는 이들의 혼합물로 나타내질 수 있다.
상용화 코팅 조성물에 사용될 수 있는, 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질의 특정 비제한적인 예는 글라이세롤 폴리글라이시딜 에터, 다이글 라이세롤 폴리글라이시딜 에터, 글라이세롤 프로폭실레이트 트라이글라이시딜 에터, 트라이메틸롤프로판 트라이글라이시딜 에터, 소르비톨 폴리글라이시딜 에터, 폴리(에틸렌 글라이콜)다이글라이시딜 에터, 폴리(프로필렌 글라이콜)다이글라이시딜 에터, 네오펜틸 글라이콜 다이글라이시딜 에터, N,N-다이글라이시딜-4-글라이시딜옥시아닐린, N,N'-다이글라이시딜톨루이딘, 1,6-헥산 다이올 다이글라이시딜 에터, 다이글라이시딜 1,2-사이클로헥산다이카복실레이트, 다이글라이시딜 비스페놀 A(예컨대, 비스페놀 A의 다이글라이시딜 에터), 다이글라이시딜 비스페놀 A의 중합체, 글라이시딜 말단-캡핑된 폴리(비스페놀 A-코-에피클로히드린), 수소화된 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물의 다이글라이시딜, 테레프탈산의 다이글라이시딜 에스터, 다이글라이시딜 1,2,3,6-테트라하이드로프탈레이트, 스파이로글라이코다이글라이시딜 에터, 하이드로퀴논 다이글라이시딜 에터 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 상용화 코팅 조성물에 사용될 수 있는 아이소시아네이트-함유 물질의 비제한적인 예는, 하나 이상의 아이소시아네이트기 및 하나 이상의 하이드록실기, 아크릴기, 산기, 추가의 아이소시아네이트기, 티올기, 아민기, 에폭시기, 실란기, 비닐기, 알릴기 및 글라이시딜기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 "아이소시아네이트-함유 물질"이라는 용어는, 블록킹된 아이소시아네이트기 또는 블록킹되지 않은 아이소시아네이트기일 수 있는 아이소시아네이트기를 하나 이상 함유하는 물질을 포함한다.
사용될 수 있는, 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 아이소시아 네이트기임)를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질의 비제한적인 예는 다음을 포함한다: m-아이소프로펜일-α,α-다이메틸 벤질 아이소시아네이트; 비닐 에터기를 함유하는 아크릴계 작용화된 단량체(들)와 아이소시안산의 반응 생성물; 아미노, 하이드록시, 티오 및 이들의 조합으로부터 선택된 작용기를 갖는 불포화 단량체(들)와 2개 이상의 작용화된 아이소시아네이트기를 갖는 아이소시아네이트-함유 화합물(들)의 반응 생성물; 및 임의의 전술된 것들의 혼합물. 상기 아이소시아네이트-함유 물질 및 이의 제조 방법은 미국 특허 제 6,025,026 호의 칼럼 6, 37행 내지 칼럼 8, 65행에 자세히 기술되어 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
예를 들어, 아이소시아네이트-함유 물질은, 바이우레트 및 아이소시아누레이트를 비롯한 다이아이소시아네이트 및 트라이아이소시아네이트와 같은 폴리아이소시아네이트 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 1,4-테트라메틸렌 다이아이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌 다이아이소시아네이트를 비롯한 임의의 적합한 다이아이소시아네이트의 바이우레트가, 본 발명의 반응 생성물의 제조 시에 아이소시아네이트-함유 물질로서 사용될 수 있다. 또한, 사이클로알리파트산 다이아이소시아네이트, 예컨대 아이소포론 다이아이소시아네이트 및 4,4'-메틸렌-비스-(사이클로헥실 아이소시아네이트)의 바이우레트가 사용될 수도 있다. 바이우레트를 제조할 수 있는 적합한 아르알킬 다이아이소시아네이트의 예는 메타-자일릴렌 다이아이소시아네이트 및 α,α,α',α'-테트라메틸메타-자일릴렌 다이아이소시아네이트이다. 또한, 상기 다이아이소시아네이트 자체가, 본 발명의 반응 생성물의 제조 시에 아이소시아네이트-함유 물질로서 사용될 수 있다.
또한, 3작용화된 아이소시아네이트, 예컨대 아이소포론 다이아이소시아네이트의 삼량체, 트라이아이소시아네이토 노난, 트라이페닐메탄 트라이아이소시아네이트, 1,3,5-벤젠 트라이아이소시아네이트, 2,4,6-톨루엔 트라이아이소시아네이트, 트라이메틸롤과 테트라메틸 자일렌 다이아이소시아네이트의 부가물(사이텍 인더스트리즈(CYTEC Industries)의 사이탄(CYTHANE) 3160 및 베이어 코포레이션(Bayer Corporation)으로부터 입수가능한, 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트의 아이소시아누레이트인 데스모두르(DESMODUR) N 3300이라는 상표명 하에 시판됨)도 아이소시아네이트-함유 물질로서 사용될 수 있다. 또한, 폴리아이소시아네이트는 환형 아이소시아네이트, 예를 들어 다이아이소시아네이트(예컨대, 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트 및 아이소포론 다이아이소시아네이트)의 아이소시아누레이트를 포함할 수 있다.
또한, 아이소시아네이트 함유 물질로서 사용될 수 있는 폴리아이소시아네이트는, 당업자에게 공지된 적절한 물질 및 기술을 사용하여 하나 이상의 폴리아민 및/또는 폴리올로 쇄 연장된, 상기 개시된 물질들 중 하나일 수 있다.
상기 상용화 코팅 조성물의 아이소시아네이트-함유 물질은, 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질일 수 있다. 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질의 비제한적인 예는 다음을 포함한다: 톨루엔-2,4-다이아이소시아네이트; 톨루엔-2,6-다이아이소시아네이트, 다이페닐 메탄-4,4'-다이아이소시아네이트; 다이페닐 메탄-2,4-다이아이소시아네이트; 파라페닐렌 다이아이소시아네이트; 바이페닐 다이아이소시아네이트; 3,3'- 다이메틸-4,4'-다이페닐렌 다이아이소시아네이트; 테트라메틸렌-1,4-다이아이소시아네이트; 헥사메틸렌-1,6-다이아이소시아네이트; 2,2,4-트라이메틸헥산-1,6-다이아이소시아네이트; 라이신 메틸 에스터 다이아이소시아네이트; 비스(아이소시아네이토 에틸)푸마레이트; 아이소포론 다이아이소시아네이트(미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 배이어 머티리얼 사이언스(Bayer Material science)로부터 데스모두르 PL 340이라는 상표명 하에 시판됨); 에틸렌 다이아이소시아네이트; 도에칸-1,12-다이아이소시아네이트; 사이클로부탄-1,3-다이아이소시아네이트; 사이클로헥산-1,3-다이아이소시아네이트; 사이클로헥산-1,4-다이아이소시아네이트; 메틸 사이클로헥실 다이아이소시아네이트; 헥사하이드로톨루엔-2,4-다이아이소시아네이트; 헥사하이드로톨루엔-2,6-다이아이소시아네이트; 헥사하이드로페닐렌-1,3-다이아이소시아네이트; 헥사하이드로페닐렌-1,4-다이아이소시아네이트; 퍼하이드로다이페닐메탄-2,4'-다이아이소시아네이트; 퍼하이드로다이페닐메탄-4,4'-다이아이소시아네이트; 나프틸렌-1,5-다이아이소시아네이트; 및 이들의 혼합물.
본원에서 사용되는 "(메트)아크릴", "(메트)아크릴계" 또는 "(메트)아크릴레이트"라는 용어는, 지시된 물질의 아크릴/아크릴계/아크릴레이트 및 메타크릴/메타크릴계/메타크릴레이트 형태를 모두 포괄하는 것으로 의도된다. 상기 상용화 코팅 조성물에 사용될 수 있는 (메트)아크릴레이트-함유 물질의 비제한적인 예는, 다작용화된 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 예컨대 이작용화된, 삼작용화된, 사작용화된 및 오작용화된 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함하는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체를 포함할 수 있다.
상기 상용화 코팅은 아크릴계 또는 메타크릴계 단량체 또는 아크릴계 및/또는 메타크릴계 단량체들의 혼합물을 사용하여 제조될 수 있다. (메트)아크릴계 단량체들의 혼합물은 일작용화된, 이작용화된, 삼작용화된, 사작용화된 및 오작용화된 아크릴계 단량체를 포함할 수 있다.
(메트)아크릴레이트 단량체의 비제한적인 예는 다작용화된 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 이작용화된, 삼작용화된, 사작용화된 및 오작용화된 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 본 발명에 따른 상용화 코팅 조성물에 사용될 수 있는 (메트)아크릴레이트의 비제한적인 예는 하기 화학식 VI의 화합물로 나타내질 수 있다:
Figure 112009052006860-pct00009
상기 식에서,
R8은, 2 내지 20개의 탄소 원자 및 임의로 1 내지 20개의 알킬렌옥시 결합을 함유하는 지방족 또는 방향족 기와 같은 기를 나타내고;
R9는 수소, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기와 같은 기를 나타내고;
s는 1 내지 5 범위의 정수를 나타낸다.
s가 1보다 큰 경우, R8은 아크릴계 작용기들을 함께 연결하는 연결기이다. 전형적으로, R9는 수소 또는 메틸이고, s는 1 내지 3 범위의 정수이다. 더욱 특히, 다이(메트)아크릴레이트(s가 2인 경우)는 하기 화학식 VII로 나타내질 수 있다:
Figure 112009052006860-pct00010
상기 식에서,
R10 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 수소, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기와 같은 기, 바람직하게는 수소 또는 메틸이고,
R11은 예를 들어 1 내지 20개의 탄소 원자의 탄화수소 연결 기, 예컨대 알킬렌기, 하나 이상의 옥시알킬렌 기(들)(또는 상이한 옥시알킬렌 기들의 혼합물)이거나; 또는 하기 화학식 VIII의 기를 나타낸다:
Figure 112009052006860-pct00011
상기 식에서,
각각의 R13은 독립적으로 수소, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬 기와 같은 기, 예컨대 메틸이고;
각각의 J는 독립적으로 할로겐 원자, 예컨대 염소를 나타내고;
각각의 t는 독립적으로 0 내지 4, 예컨대 0 내지 1 범위의 정수를 나타내고,
u 및 v는 0 내지 20, 예컨대 1 내지 15 또는 2 내지 10 범위의 수를 나타낸다. u 및 v의 값은 평균값이며, 계산되는 경우, 정수 또는 분수일 수 있다.
에폭시기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 하기 화학식 IX로 나타내질 수 있다:
Figure 112009052006860-pct00012
상기 식에서,
R14 및 R15는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 기와 같은 기, 예컨대 메틸을 나타낼 수 있고;
R16 및 R17은 2 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌 기, 예컨대 에틸렌 및 프로필렌일 수 있고;
w 및 x는 0 내지 20, 예컨대, 0 또는 1 내지 15 또는 2 내지 10의 수이다. w 및 x 중 하나가 0이고 나머지가 1인 경우, 나머지 R16 또는 R17 기는 하기 화학식 X의 방향족기, 예컨대 2,2-다이페닐렌프로판 라디칼(이때, 페닐기는 C1 내지 C4 알킬 기 또는 할로겐, 예컨대 메틸 및/또는 염소로 치환될 수 있슴)로부터 유도된 기일 수 있다.
Figure 112009052006860-pct00013
상기 상용화 코팅 조성물은 아미노플라스트 수지를 추가로 포함할 수 있다. 아미노플라스트 수지는 아민 또는 아마이드와 알데하이드의 축합 생성물을 포함하며, 2개 이상의 반응성 기를 갖는다. 적합한 아미노플라스트는, NH 기를 갖는 물질(예컨대, 우레아, 멜라민, 벤조구안아민, 글라이코우릴 및 환형 우레아)과 카보닐 화합물(예컨대, 폼알데하이드 또는 더 고차 알데하이드 및 케톤) 및 알코올(예컨대, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올 및 헥산올)의 반응에 의해 제조될 수 있다. 상기 알코올 및 폼알데하이드와 멜라민, 우레아 또는 벤조구안아민의 반응으로부터 수득된 축합 생성물은 대부분 통상적이다. 하지만, 다른 아민과 아마이드의 축합 생성물, 예를 들어 트라이아진, 다이아진, 트라이아졸, 구아나다인, 구안아민 및 알킬- 및 아릴-치환된 멜라민의 알데하이드 축합물도 또한 사용될 수 있다. 아미노플라스트 수지는 사이텍 인더스트리즈 인코포레이트로부터 사이멜(CYMEL) 및 레지멘(RESIMENE)이라는 상표명 하에 시판된다. 이러한 생성물의 비제한적인 예는 사이멜(등록상표) 345, 350 및/또는 370 수지 및 레지멘(등록상표) 171, 730 및/또는 735 수지를 포함한다. 상기 아미노플라스트 수지 상의 적합한 반응성 작용기는 본원에 개시된 임의의 반응성 기, 예를 들어 하이드록실, 아크릴레이트, 메타크릴렐이트, 산, 아이소시아네이트, 티올, 아민, 에폭시, 실란 및 글라이시딜을 포함한다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 상용화 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 상용화 코팅 조성물은 임의로 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 커플링제의 "적어도 부분적인 가수분해물"이라는 표현은, 적어도 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 커플링제를 지칭한다. 사용될 수 있는 커플링제의 비제한적인 예는 실란, 티타네이트 및/또는 지르코네이트를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 커플링제는 하기 화학식 V로 나타내지는 실란 커플링제일 수 있다:
Figure 112009052006860-pct00014
상기 식에서, 각각의 경우,
R18은 독립적으로, 비치환되거나 에폭시, 글라이시드옥시, 아미노, 비닐, 벤질, 스타이릴, (메트)아크릴옥시, 머캅토, 할로겐, 우레이도 또는 알콕시로 치환된 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 치환기와 같은 기를 나타내고;
R19는 독립적으로, 에폭시, 글라이시드옥시, 아미노, 비닐, 벤질, 스타이릴, (메트)아크릴옥시, 머캅토, 할로겐, 우레이도, 알콕시; 또는 비치환되거나 에폭시, 글라이시드옥시, 아미노, 비닐, 벤질, 스타이릴, (메트)아크릴옥시, 머캅토, 할로겐, 우레이도 또는 알콕시로 치환된 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소 치환기와 같은 기를 나타내거나, 2개의 R19 기가 결합하여 C4-C7 사이클로알킬 또는 헤테로환형기(이때, 헤테로원자는 산소 및 질소 중 하나 이상임)를 형성할 수 있고;
y는 1 내지 4 범위의 정수를 나타내고;
z는 0 내지 3의 정수를 나타내고, 단, y+z의 합은 4이다.
상기 상용화 코팅 조성물이 커플링제를 포함하지 않는 경우, 상기 상용화 코팅 조성물의 수지상 중합체는 임의로, 하나 이상의 말단 하이드록실, (메트)아크릴레이트, 카복실산, 아이소시아노, 티올, 아민, 에폭시 또는 글라이시딜기에 더하여, 하나 이상의 말단 실란기를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 다르게는, 상기 상용화 코팅 조성물의 에폭시-함유 물질, 아이소시아네이트-함유 물질, (메트)아크릴레이트-함유 물질 또는 아미노플라스트 수지 물질의 작용기 중 하나 이상이 실란기일 수 있다.
전술된 바와 같이, 상기 상용화 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 상기 상용화 코팅 조성물은 임의로 개시제 및 촉매 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 "개시제"라는 용어는, 화학 반응을 개시할 수 있는 물질을 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 "촉매"라는 용어는, 자신은 임의의 영구적인 화학적 변화를 경험하지 않으면서 화학 반응의 속도를 증가시키는 물질을 지칭한다.
상기 상용화 코팅 조성물이 하나 이상의 에폭시-함유 물질(전술된 바와 같음)을 포함하는 경우, 상기 상용화 코팅 조성물은 일반적으로 하나 이상의 개시제, 예를 들어, 열 및/또는 화학선에 노출 시 산을 생성함으로써 에폭시-함유 물질의 세팅을 용이하게 할 수 있는 열개시제 및/또는 광개시제를 포함할 것이다. 예를 들지만 본 발명을 제한하지 않으면서, 상기 개시제에 의해 생성된 산은 루이스 산 또는 브뢴스테드 산일 수 있다. 또한, 상기 상용화 코팅 조성물이 실란 커플링제 또는 이의 적어도 부분적인 가수분해물(전술된 바와 같음)을 포함하는 경우, 상기 개시제에 의해 생성된 산은 또한, 상기 조성물의 pH를 감소시킴으로써 상기 실란 커플링제의 축합을 용이하게 할 수 있다. 코팅, 코팅 조성물 또는 이들의 성분과 관련하여 본원에서 사용되는 "세팅", "세팅하다" 등의 용어는, 비제한적으로 경화, 중합, 가교, 냉각 및 건조와 같은 공정을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 상용화 코팅 조성물이 하나 이상의 에폭시-함유 물질 외에, 말단 (메트)아크릴기를 포함하는 수지상 중합체(예컨대, 아크릴화된 폴리에스터형 수지상 중합체, 이의 예는 전술됨)를 포함하는 경우, 산 및 자유 라디칼을 생성할 수 있는 개시제의 사용은 상기 에폭시-함유 물질의 세팅을 촉진시킬 뿐만 아니라 상기 수지상 중합체의 세팅도 촉진시킨다. 또한, 산을 생성시킬 수 있는 개시제와 자유 라디칼을 생성시킬 수 있는 개시제의 조합도 사용될 수 있다.
개시제는 화학선에 노출 시 산을 생성하기 적합한 광개시제일 수 있다. 화학선에 노출 시 산을 생성하기 적합한 광개시제의 비제한적인 예는 오늄 염 및 요오도실 염; 방향족 다이아조늄 염; 메탈로세늄 염; o-나이트로벤즈알데하이드; 설포네이트 에스터 기에 대해 알파 또는 베타 위치에 카보닐기를 함유하는 방향족 알코올 또는 설포네이트 에스터; 방향족 아마이드 또는 이미드의 N-설포닐옥시 유도 체; 방향족 옥심 설포네이트; 퀴논 다이아자이드; 및 쇄 내에 벤조인 기를 함유하는 수지를 포함한다.
본 발명에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태와 함께 사용될 수 있는 오늄 염의 특정 비제한적인 예는 다이아릴요오드오늄 염 및 트라이아릴설프오늄 염을 포함한다. 다른 적합한 오늄 염은 미국 특허 제 5,639,802 호의 칼럼 8, 59행 내지 칼럼 10, 46행에 개시되어 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다. 트라이아릴설프오늄 염의 비제한적인 예는 트라이아릴설프오늄 헥사플루오로포스페이트 염 및 트라이아릴설프오늄 헥사플루오로안티모네이트 염을 포함한다. 다이아릴요오드오늄 염의 비제한적인 예는 4,4'-다이메틸다이페닐요오드오늄 테트라플루오로보레이트 염, 페닐-4-옥틸옥시페닐 페닐요오드오늄 헥사플루오로안티모네이트 염, 도데실다이페닐 요오드오늄 헥사플루오로안티모네이트 염, [4-[(2-테트라데칸올)옥시]페닐]페닐 요오드오늄 헥사플루오로안티모네이트 염, 및 이들의 임의의 혼합물을 포함한다.
또한, 상기 상용화 코팅 조성물이 하나 이상의 아이소시아네이트-함유 물질을 포함하는 경우, 상기 상용화 코팅 조성물은 일반적으로 촉매를 포함할 수 있으며, 상기 촉매는 광촉매일 수 있고, 아이소시아네이트-함유 물질의 세팅을 촉진할 수 있다. 적합한 촉매의 비제한적인 예는 유기-주석 촉매 및 유기-비스무트 촉매를 포함할 수 있다. 또한, 상기 상용화 코팅 조성물이 아이소시아네이트-함유 물질 외에 에폭시-함유 물질, 실란 커플링제 또는 이의 적어도 부분적인 가수분해물, 및/또는 말단 아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체를 포함하는 경우, 상기 상 용화 코팅 조성물은 또한, 산을 생성할 수 있고 임의로, 상기 물질의 세팅을 촉진시키기 위한 자유 라디칼을 생성할 수 있는 개시제를 포함할 수 있다. 적합한 개시제의 비제한적인 예는 전술되었다.
상기 상용화 코팅 조성물이 광개시제 및/또는 광촉매를 포함하는 경우, 상기 광개시제 및/또는 광촉매를 활성화시키기 위해 필요한 화학선의 파장을 조절하기 위해, 감광성 염료가 임의로 상기 상용성 조성물에 첨가될 수 있다. 감광성 염료의 비제한적인 예는 아크리딘 양이온성 염료, 벤조플라빈 양이온성 염료, 벤조페논형 염기성 염료, 페릴렌형 염료, 불소형 염료, 및 이들의 임의의 혼합물 및 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 상용화 코팅 조성물은, 상기 조성물 또는 이로부터 유도되는 코팅 또는 제품의 가공 및/또는 성능을 도울 수 있는 첨가제를 하나 이상 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 비제한적인 예는 예를 들어, 중합 억제제, 용매, 광 안정화제(예를 들어, 비제한적으로 자외선 광 흡수제 및 입체장애 아민 광 안정화제(HALS)과 같은 광 안정화제), 열 안정화제, 이형제, 레올로지 조절제, 레벨링제(예컨대, 비제한적으로 계면활성제), 자유 라디칼 소거제, 및 이들의 임의의 조합 및 혼합물을 포함할 수 있다.
기재 표면의 적어도 일부 상의, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅은,
(a) 말단 작용기를 포함하는 수지상 중합체;
(b) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 에폭시기임)를 포함하는 에폭시-함유 물질;
(c) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
(d) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및 임의로
(e) 개시제
를 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 유도될 수 있다.
예를 들어, 상기 수지상 중합체는, 하나 이상의 말단 아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체일 수 있고; 상기 에폭시-함유 물질은 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질일 수 있고; 상기 아미노플라스트 수지는 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지일 수 있고; 상기 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물은 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물일 수 있고; 상기 개시제는 화학선의 조사 시 산을 생성하기 적합한 광개시제일 수 있다. 하나 이상의 말단 아크릴기를 포함하는 수지상 중합체, 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질, 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지, 실란 커플링제, 및 화학선에 노출 시 산을 생성하기 적합한 광개시제는 상기에서 자세히 기술되었다.
또한, 기재 표면의 적어도 일부 상의, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅은,
(a) 말단 아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체;
(b) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
(c) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
(d) 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
(e) 임의로, 촉매 및 개시제 중 하나 이상
을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 유도될 수 있다.
예를 들어, 상기 수지상 중합체는, 하나 이상의 말단 아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체일 수 있고; 상기 아이소시아네이트-함유 물질은 2개 이상의 아이소시아네이트기(이는 블록킹되거나 블록킹되지 않을 수 있슴)를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질일 수 있고; 상기 아미노플라스트 수지는 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지일 수 있고; 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물은 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물일 수 있고; 상기 개시제는 광개시제일 수 있고; 상기 촉매는 유기-주석 촉매 및 유기-비스무트 촉매 중 하나 이상일 수 있다. 상기 비제한적인 실시양태와 함께 사용될 수 있는, 하나 이상의 말단 아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체, 2개 이상의 아이소시아네이트기(이는 블록킹되거나 블록킹되지 않을 수 있슴)를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질, 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지, 실란 커플링제, 광개시제 및 촉매의 적합한 비제한적인 예는 전술되었다.
또한, 기재 표면의 적어도 일부 상의, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅은,
(a) 말단 (메트)아크릴레이트를 포함하는 수지상 중합체;
(b) 2개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질;
(c) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
(d) 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
(e) 개시제(예컨대, 광개시제일 수 있슴)
를 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 유도될 수 있다.
상기 비제한적인 실시양태와 함께 사용될 수 있는, 말단 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체, 2개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질, 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지, 실란 커플링제, 개시제, 및 더욱 특히 광개시제의 적합한 비제한적인 예는 전술되었다.
본원에 개시된 상용화 코팅 조성물은 수지상 중합체를 예를 들어, 총 고체를 기준으로 20 중량% 이상(예컨대 총 고체를 기준으로 상기 상용화 코팅 조성물의 20 내지 80 중량%, 또는 총 고체를 기준으로 상기 상용화 코팅 조성물의 30 내지 70 중량%) 포함할 수 있다.
상기 상용화 코팅 조성물은 총 고체를 기준으로 5 내지 50 중량%, 예컨대 10 내지 40 중량% 또는 15 내지 30 중량%의 에폭시-함유 물질, 아이소시아네이트-함유 물질, (메트)아크릴레이트-함유 물질, 아미노플라스트 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 상용화 코팅 조성물은 총 고체를 기준으로 5 내지 50 중량%, 예컨대 10 내지 40 중량% 또는 15 내지 30 중량%의 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 상용화 코팅 조성물에 존재하는 개시제 및/또는 촉매의 양은, 상기 코팅에 목적한 세팅 특성을 제공하기에 충분한 임의의 양일 수 있다. 본원에 개시된 상용화 코팅 조성물에 사용되는 개시제 및/또는 촉매의 정확한 양은 몇몇 인자, 예컨대 비제한적으로 경화 조건, 목적하는 경과 시간 등에 좌우될 수 있지만, 당업자는 목적하는 세팅 특성을 달성하기에 필요한 개시제 및/또는 촉매의 유형 및 양을 용이하게 결정할 수 있을 것이다. 예를 들어, 개시제 및/또는 촉매는 총 고체를 기준으로 0.1 내지 10 중량% 범위의 양으로 상기 상용화 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 발명은 또한, 아이소시아네이트-함유 물질 및 (메트)아크릴레이트-함유 물질을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 유도되고 광변색성 물질은 본질적으로 없는 상용화 코팅에 관한 것이다. 상기 상용화 코팅은 임의로 수지상 중합체 또는 아미노플라스트 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상용화 코팅 조성물의 (메트)아크릴레이트-함유 물질은 수지상 중합체(예컨대, 전술된 (메트)아크릴레이트 작용화된 수지상 중합체)일 수 있거나, 상기 상용화 코팅 조성물은 (메트)아크릴레이트기가 아닌 작용기를 포함하는 수지상 중합체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은,
(a) 안과 기재;
(b) (i) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
(ii) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 (메트)아크릴레이트기임)를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질;
(iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
(iv) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
(v) 개시제 및 촉매 중 하나 이상
을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 형성되고 광변색성 물질은 본질적으로 없는, 상기 안과 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅; 및
(c) 상기 안과 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 내마모성 코팅 이외의 기능성 유기 코팅
을 포함하는 안과 요소를 제공한다.
예를 들어, 상기 비제한적인 실시양태에 따르면, 상기 상용화 코팅 조성물의 아이소시아네이트-함유 물질은, 2개 이상의 아이소시아네이트기(이는 블록킹되거나 블록킹되지 않을 수 있슴)를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질일 수 있고; 상기 (메트)아크릴레이트-함유 물질은 2개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질일 수 있고; 상기 아미노플라스트 수지는 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지일 수 있고; 상기 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물은 실란 커플링제일 수 있고; 상기 개시제는 광개시제일 수 있고; 상기 촉매는 유기-주석 촉매 또는 유기-비스무트 촉매 중 하나 이상일 수 있다. 이러한 적합한 비제한적인 예뿐만 아니라, 상기 비제한적인 실시양태에 따른 상용화 코팅 조성물 중에 존재할 수 있는 다른 적합한 아이소시아네이트-함유 물질, (메트)아크릴레이트-함유 물질, 아미노플라스트 수지, 커플링제, 개시제 및 촉매는 전술되었다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 기재 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅은 또한, 기재에 적용되는, 액정 물질(즉, 액정 코팅)을 포함하는 기능성 유기 코팅을 위한 배향 코팅일 수 있다. 본원에서 사용되는 "배향 코팅"이라는 용어는, 다른 물질 또는 코팅에 적합한 배열 또는 위치를 부여하는 데 사용될 수 있는 적어도 부분적으로 배향된 배향 매질을 포함하는 코팅을 지칭한다. 본원에 사용되는 "배향시키다"(및 이의 다른 형태, 예컨대, 배향, 배향된 등)라는 용어는, 적절한 배열 또는 위치가 되게 하는 것, 예컨대 다른 구조체 또는 물질을 사용하거나 일부 다른 힘 또는 효과에 의해 배향시키는 것을 의미한다. 따라서, 본원에서 사용되는 "배향"이라는 용어는, 예를 들어 하나의 물질을 다른 구조체 또는 물질과 함께 배향시키는 것과 같은 접촉식 물질 배향 방법뿐만 아니라, 예를 들어 하나의 물질을 외부 힘 또는 효과(예컨대, 편광된 방사선, 전기장 또는 자기장, 전단력 등)에 노출시키는 것과 같은 비접촉식 물질 배향 방법을 모두 포함한다. 또한, 배향은 접촉식 방법과 비접촉식 방법의 조합도 포함한다. 또한, 본원에서 사용되는 "배향시키다"(및 이의 다른 형태, 예컨대, 배향시키는, 배향된 등)라는 용어는, 다른 물질, 화합물 또는 구조체와의 상호작용에 의해 적절히 배열 또는 배치되게 하는 것 을 의미한다. 예를 들어, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 액정 코팅(즉, 액정 물질을 포함하는 코팅)은 배향 코팅의 표면과 접촉함으로써 적어도 부분적으로 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 "액정 물질"이라는 용어는, 액정 메소젠 또는 액정 메소젠을 포함하는 물질(예컨대, 비제한적으로 단량체, 올리고머 또는 중합체)을 지칭한다.
더욱 특히, 액정 물질은, 막대형 또는 디스크형 구조, 강성 장축 및 강한 쌍극자를 갖는 메소젠을 함유하기 때문에, 액정 물질은 대개 일반적인 방향을 취하기 위해 배열되거나 배향될 수 있다. 따라서, 액정 물질은, 상기 물질의 메소젠의 장축이 일반적으로 통상적인 축에 평행한 일반적인 방향을 취하도록 외부 힘 또는 다른 구조체(예컨대, 배향 코팅)와의 상호작용에 의해 배열되거나 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 "일반적인 방향"이란, 물질 또는 구조체의 주된 배열 또는 방위를 지칭한다. 하지만, 물질 또는 구조체의 배열 내에서 약간의 변화가 존재하더라도, 상기 물질 또는 구조체 또는 이들의 일부가 적어도 하나의 주된 배열을 갖는다면, 상기 물질 또는 구조체는 일반적인 방향을 가질 수 있다고 이해되어야 한다. 본원에 개시된 액정 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 액정 물질의 비제한적인 예는 하기에 자세히 개시된다.
예를 들어, 상기 상용화 코팅이 또한 배향 코팅의 역할도 하는 경우, 상기 상용화 코팅의 표면의 적어도 일부는, 예를 들어 텍스쳐화된 천(cloth), 벨벳 브러시 등을 사용하여 러빙(rubbing)되거나, 다르게는, 상기 표면이, 예를 들어 에칭에 의해 텍스쳐화되어 상기 상용화 코팅의 표면에 목적하는 배향을 제공할 수 있다. 또한, 상기 상용화 코팅이 배향 코팅의 역할도 하는 경우, 상기 상용화 코팅은, 상기 코팅의 러빙 또는 텍스쳐화 전에 적어도 부분적으로 세팅될 수 있다.
상기 상용화 코팅 및/또는 이를 유도할 수 있는 상용화 코팅 조성물은 본질적으로 광변색성 물질이 없을 수 있다. 본원에 기술된 다양한 코팅과 관련하여 본원에서 사용되는 "광변색성 물질이 본질적으로 없는"이라는 표현은, 상기 코팅이 광변색량 미만의 광변색성 물질을 함유하거나 광변색성 물질을 함유하지 않음을 의미한다. 본원에서 사용되는 "광변색성"이라는 용어는, 적어도 화학선에 반응하여 변하는 적어도 가시선 흡수 스펙트럼을 가짐을 의미한다. 본원에서 사용되는 "광변색성 물질"이라는 용어는, 광변색성 특성을 나타내는 데 적합한, 즉, 적어도 화학선에 반응하여 변하는 적어도 가시선 흡수 스펙트럼을 갖는 데 적합한 임의의 물질을 의미한다. 또한, 본원에서 사용되는 "광변색량"이라는 용어는, 상기 광변색성 물질이 혼입되는 코팅 또는 다른 제품에 시각적으로 식별가능한 광변색성을 부여하기에 충분한 광변색성 물질의 양을 의미한다. 따라서, 광변색성 물질이 본질적으로 없는 상용화 코팅 및/또는 이를 유도할 수 있는 상용화 코팅 조성물은 광변색성 물질의 광변색량 미만을 포함하거나, 광변색성 물질이 없을 수 있으며, 즉, 광변색성 물질을 함유하지 않을 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 또한, 기재(예컨대, 비제한적으로 전술된 바와 같은 것들); 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅(이는 상기 상용화 코팅 조성물(예컨대, 전술된 것들)로부터 유도될 수 있슴); 및 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 내마모성이 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 포함하는 광학 요소에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 "기능성 유기 코팅"이라는 용어는, 연결되는 제품에 목적하는 성질 또는 특성을 부여하고 중량%를 기준으로 유기 물질(즉, 유기 또는 탄화수소 화합물)을 주로 포함하는 코팅을 지칭한다. 본 발명의 기능성 유기 코팅은, 유기 물질을 주로 포함하고 임의로 무기 물질 또는 다른 탄소 화합물(예컨대, 다른 첨가제)를 포함할 수 있는 조성물로부터 유도될 수 있다. 상기 기능성 유기 코팅에 사용하기 적합한 다른 첨가제는 예를 들어 중합 억제제, 용매, 광 안정화제(예컨대, 비제한적으로 UV 광 흡수제 및 HALS), 열 안정화제, 이형제, 레올로지 조절제, 레벨링제(예컨대, 비제한적으로 계면활성제), 자유 라디칼 소거제 및 이들의 임의의 조합 및 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 기능성 유기 코팅은 광변색성 코팅, 배향 코팅 및 액정 코팅 중 하나 이상일 수 있다. 상기 기능성 유기 코팅의 비제한적인 예는 하기에 자세히 기술된다.
상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 기능성 유기 코팅은 광변색성 코팅일 수 있다. 본원에서 사용되는 "광변색성 코팅"이라는 용어는, 광변색량의 광변색성 물질을 하나 이상 포함하는 코팅을 지칭한다. 전술된 바와 같이, 광변색성 코팅은 이와 연결되는 광학 요소(예컨대, 안과 요소)에 광변색성을 제공할 수 있다. 광변색성 코팅은 일반적으로, 바닥 상태 형태로(즉, 화학선에 노출되지 않은 경우) 상기 광변색성 코팅 내에 함유된 광변색성 물질의 색상에 상응하는 제 1 투명 상태; 및 활성화 상태 형태로(즉, 화학선에 노출된 경우) 상기 광변색성 코팅 내에 함유된 광변색성 물질의 색상에 상응하는 제 2 착색 상태를 갖는다. 예를 들 어, 상기 광학 요소가, 광변색성 코팅을 포함하는 안과 렌즈인 경우, 착용자가 UV 방사선(예컨대, 태양광으로부터)에 노출되면 상기 렌즈는 투명한 상태에서 착색된 상태로 전환되고, 착용자가 UV 방사선에 노출되지 않으면 투명한 상태로 다시 돌아갈 수 있다.
본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따른 광변색성 코팅을 제조하는 데 사용될 수 있는 광변색성 코팅 조성물의 비제한적인 예는 후술된다. 이러한 광변색성 코팅 조성물은 공지되어 있으며, 당분야의 숙련자가 잘 이해하고 있는 방법에 따라 성분들을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 광변색성 코팅을 제조하는 데 사용될 수 있는 광변색성 폴리우레탄 코팅 조성물은, 광변색성 물질(들)의 존재 하에, 촉매를 사용하거나 촉매를 사용하지 않는, 유기 폴리올 성분과 아이소시아네이트 성분의 반응에 의해 생산될 수 있다. 폴리우레탄의 제조를 위한 물질 및 방법은 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition, 1992, Vol. A21, pages 665 to 716]에 기술되어 있다. 폴리우레탄 코팅을 제조하는 데 사용될 수 있는 방법 및 물질(예컨대, 유기 폴리올, 아이소시아네이트 및 다른 성분들)의 비제한적인 예는 미국 특허 제 4,889,413 호의 칼럼 2, 42행 내지 칼럼 12, 21행 및 미국 특허 제 6,187,444 호의 칼럼 2, 52행 내지 칼럼 12, 15행에 개시되어 있다. 다른 아이소시아네이트-함유 코팅 조성물, 예컨대 미국 특허 제 6,916,537 호(이하 "'537 특허")의 칼럼 3, 1행 내지 12행에 개시된 모노-아이소시아네이트 코팅 조성물은 (광변색성 물질 외에) 하나 이상의 카보네이트기를 포함하는 폴리올(이의 비제한적인 예는 상기 '537 특허의 칼럼 7, 38행 내지 칼럼 8, 49행에 개시됨)과, 하나 이상의 반응성 아이소시아네이트기 및 하나 이상의 중합성 이중 결합을 포함하는 아이소시아네이트(이의 비제한적인 예는 상기 '537 특허의 칼럼 8, 50행 내지 칼럼 9, 44행에 개시됨)의 반응 생성물(이의 비제한적인 예는 상기 '537 특허의 칼럼 7, 4행 내지 37행에 개시됨)을 포함하고, 임의로 부가 공중합성 단량체(이의 비제한적인 예는 상기 '537 특허의 칼럼 11, 47행 내지 칼럼 20, 43행에 개시됨)를 포함한다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명에 따른 광변색성 코팅을 생산하는 데 사용될 수 있는 광변색성 아미노플라스트 수지 코팅 조성물의 비제한적인 예는, 하이드록실, 카바메이트, 우레아 또는 이들의 임의의 혼합물로부터 선택된 작용기를 2개 이상 갖는 작용화된 성분과 아미노플라스트 수지(예컨대, 미국 특허 제 4,756,973 호의 칼럼 4, 59행 내지 칼럼 7, 3행; 미국 특허 제 6,506,488 호의 칼럼 2, 43행 내지 칼럼 12, 23행; 및 미국 특허 제 6,432,544 호의 칼럼 2, 32행 내지 칼럼 14, 5행에 기술된 바와 같은 가교결합제)의 반응 생성물과 광변색성 물질을 조합함으로써 제조될 수 있다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
광변색성 코팅의 제조에 사용하는 것이 고려되는 광변색성 폴리실란 코팅 조성물의 비제한적인 예는, 하나 이상의 실란 단량체(예컨대, 글라이시드옥시프로필트라이메톡시실란, 비닐트라이메톡시실란, 메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 및/또는 메틸트라이메톡시실란)을 가수분해하고, 이 가수분해물을, 미국 특허 제 4,556,605 호의 칼럼 4, 6행 내지 칼럼 17, 40 행에 기술된 바와 같은 광변색성 물질 하나 이상과 조합함으로써 제조될 수 있으며, 상기 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명의 광변색성 코팅의 제조에 사용하는 것이 고려되는 광변색성 폴리(메트)아크릴레이트 코팅 조성물의 비제한적인 예는, 광변색성 물질을, 미국 특허 제 6,025,026 호의 칼럼 6, 5행 내지 칼럼 11, 28행; 미국 특허 제 6,150,430 호의 칼럼 2, 51행 내지 칼럼 8, 58행; 및 미국 특허 제 6,602,603 호의 칼럼 2, 60행 내지 칼럼 7, 50행에 기술된 바와 같은 일작용화된, 이작용화된 또는 다작용화된 (메트)아크릴레이트와 조합함으로써 제조될 수 있다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명에 따른 광변색성 코팅을 제조하는 데 사용될 수 있는 폴리무수물 광변색성 코팅 조성물의 비제한적인 예는, 미국 특허 제 6,432,544 호의 칼럼 2, 32행 내지 칼럼 14, 5행에 기술된 바와 같은 유기 광변색성 물질을 하나 이상 포함하는 조성물 중에서, 하이드록실-작용화 성분과 중합체성 무수물-작용화된 성분의 반응에 의해 제조될 수 있다. 하이드록실-작용화된 성분, 무수물-작용화된 성분, 및 상기 폴리무수물 광변색성 코팅을 제조하는 데 사용할 수 있는 다른 성분들의 비제한적인 예는 미국 특허 제 4,798,745 호의 칼럼 2, 67행 내지 칼럼 8, 65행; 미국 특허 제 4,798,746 호의 칼럼 2, 32행 내지 칼럼 11, 45행; 및 미국 특허 제 5,239,012 호의 칼럼 3, 17행 내지 칼럼 6, 52행에 개시되어 있다. 다른 적합한 폴리무수물 코팅 조성물은 미국 특허 제 6,436,525 호의 칼럼 2, 15행 내지 칼럼 11, 60행에 기술되어 있다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
상기 광변색성 코팅의 제조에 사용하는 것이 고려되는 광변색성 폴리(메트)아크릴아마이드 코팅 조성물의 비제한적인 예는, N-알콕시메틸(메트)아크릴아마이드 및 하나 이상의 다른 공중합성 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 중합성 에틸렌성 불포화 조성물(예컨대, 미국 특허 제 6,060,001 호의 칼럼 2, 6행 내지 칼럼 5, 39행에 기술됨)과 광변색성 물질을 조합함으로써 제조될 수 있다. N-알콕시메틸(메트)아크릴아마이드 작용화된 중합체의 제조 방법은 미국 특허 제 5,618,586 호에 기술되어 있다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명의 광변색성 코팅을 제조하기 위해 사용될 수 있는 광변색성 에폭시 수지 코팅 조성물의 비제한적인 예는, 광변색성 화합물(들), 에폭시 수지 또는 폴리에폭사이드, 및 미국 특허 제 4,756,973 호의 칼럼 3, 50행 내지 칼럼 7, 3행 및 미국 특허 제 6,268,055 호의 칼럼 2, 63행 내지 칼럼 17, 3행에 개시된 바와 같은 경화제를 조합함으로써 제조될 수 있다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본원에 개시된 광변색성 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 광변색성 코팅 조성물의 다른 비제한적인 예는 미국 특허 제 6,531,076 호의 칼럼 3, 4행 내지 칼럼 10, 49행에 개시된 폴리(우레아-우레탄) 조성물을 포함할 수 있으며, 상기 언급된 부분을 본원에 참고로 인용한다.
적합한 광변색성 물질의 비제한적인 예는 벤조피란, 나프토피란(예컨대, 미국 특허 제 5,658,501 호의 칼럼 1, 64행 내지 칼럼 13, 36행에 개시된 것들), 인데노-융합된 나프토피란(예컨대,미국 특허 제 5,645,767 호의 칼럼 1, 10행 내지 칼럼 12, 57행에 개시된 것들); 스파이로피란, 예컨대, 스파이로(벤즈인돌린)나프토피란, 스파이로(인돌린)벤조피란, 스파이로(인돌린)나프토피란, 스파이로(인돌린)퀴노피란 및 스파이로(인돌린)피란; 옥사진; 풀가이드 및 풀루그이미드(예컨대, 미국 특허 제 4,931,220 호의 칼럼 20, 5행 내지 칼럼 21, 38행에 개시된 것들); 및 금속 다이티오조네이트(예컨대, 미국 특허 제 3,361,706 호에 개시된 것들)를 포함할 수 있다. 상기 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
사용될 수 있는 광변색성 화합물, 중합성 광변색성 화합물 및 상보적인 광변색성 화합물의 추가의 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,166,345 호의 칼럼 3, 36행 내지 칼럼 14, 3행; 미국 특허 제 5,236,958 호의 칼럼 1, 45행 내지 칼럼 6, 65행; 미국 특허 제 5,252,742 호의 칼럼 1, 45행 내지 칼럼 6, 65행; 미국 특허 제 5,359,085 호의 칼럼 5, 25행 내지 칼럼 19, 55행; 미국 특허 제 5,488,119 호의 칼럼 1, 29행 내지 칼럼 7, 65행; 미국 특허 제 5,821,287 호의 칼럼 3, 5행 내지 칼럼 11, 39행; 미국 특허 제 6,113,814 호의 칼럼 2, 23행 내지 칼럼 23, 28행; 미국 특허 제 6,153,126 호의 칼럼 2, 18행 내지 칼럼 8, 60행; 미국 특허 제 6,296,785 호의 칼럼 2, 47행 내지 칼럼 31, 5행; 미국 특허 제 6,348,604 호의 칼럼 3, 26행 내지 칼럼 17, 15행; 및 미국 특허 제 6,353,102 호의 칼럼 1, 62행 내지 칼럼 11, 64행에 기술되어 있다. 상기 언급된 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉할 수 있는 기능성 유기 코팅은 배향 코팅일 수 있다. 전술된 바와 같이, "배향 코팅"이라는 용어는, 다른 물질 또는 코팅에 적절한 배열 또는 위치를 제공하는 데 사용할 수 있는 적어도 부분적으로 배향된 배향 매질을 포함하는 코팅을 지칭한다. 배향 코팅의 비제한적인 예는 러빙-배향된 배향 코팅, 광-배향된 배향 코팅 및 배향된 액정 배향 코팅을 포함한다. 본원에서 사용되는 "러빙-배향된 코팅" 및 "러빙된 배향 코팅"이라는 용어는, 코팅 표면의 적어도 일부를 러빙 또는 다르게는 텍스쳐화함으로써 적어도 부분적으로 배향된 코팅을 지칭한다. 본원에서 사용되는 "광-배향된 배향 코팅"이라는 용어는, 편광된 화학선에 노출됨으로써 적어도 부분적으로 배향된 코팅을 지칭한다. 배향된 액정 배향 코팅은, 외부 힘(예컨대, 자기장, 전기장 또는 또는 전단력)에 노출됨으로써 적어도 부분적으로 배향되는 액정 코팅을 포함할 수 있다. 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 배향 코팅은, 이와 연결되는 광학 요소에 바람직한 배향 특성을 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 상기 기능성 유기 코팅은 배향 코팅일 수 있으며, 더욱 특히, 러빙에 의해 적어도 부분적으로 배향될 수 있는 폴리이미드를 포함하는 러빙-배향된 배향 코팅일 수 있다. 또한, 상기 배향 코팅은, 편광된 화학선에 노출됨으로써 적어도 부분적으로 배향될 수 있는 광-배향 물질을 포함하는 광-배향된 배향 코팅일 수 있다. 본원에서 사용되는 "광-배향 물질"이란 용어는, 편광된 화학선에 노출됨으로써 적어도 부분적으로 배향될 수 있는 물질을 의미한다. 광-배향 물질의 비제한적인 예는 신남에이트 유도체, 아조벤젠 유도체, 쿠마린 유도체 및 페룰산 유도체를 포함한다. 예를 들어, 상기 광-배향 물질은 신남에이트 유도체, 예컨대, 폴리비닐 신남에이트, 파라메톡시신남산 의 폴리비닐 에스터, 또는 파라메톡시신남산의 폴리아크릴산 에스터일 수 있다. 적합한 광-배향 물질 및 광-배향된 배향 코팅의 제조 방법의 다른 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,389,698 호의 칼럼 1, 35행 내지 칼럼 4, 19행; 및 문헌[Kozenkov et al., "Photoanisotropic Effects in Poly(Vinyl-Cinnamate) Derivatives and Their Applications," Mol. Cryst. Liq. Cryst, Vol. 409 (2004) at pp. 251-259 and 265]에 개시되어 있으며, 상기 특허 및 문헌을 본원에 참고로 인용한다. 또한, 상기 배향 코팅은, 외부 힘(예컨대, 자기장, 전기장 또는 전단력)에 노출됨으로써 적어도 부분적으로 배향되는 액정 물질을 포함하는 배향된 액정 배향 코팅일 수 있다.
전술된 바와 같이, 예를 들어, 함께 접촉하고 있는 액정 코팅을 배향시키기 위해 배향 코팅이 사용될 수 있다. 따라서, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 기능성 유기 코팅이 배향 코팅인 경우, 상기 광학 요소는, 상기 요소에 연결되고 적어도 부분적으로 배향된 액정 물질을 포함하는 액정 코팅을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 액정 물질의 적어도 일부가 상기 배향 코팅의 적어도 일부와 함께 배향될 수 있도록 상기 배향 코팅의 적어도 일부와 추가로 직접 접촉할 수 있다. 전술된 바와 같이, 본원에서 사용되는 "액정 코팅"이라는 용어는, 액정 물질을 포함하는 코팅을 지칭하고; "액정 물질"이라는 용어는 액정 메소젠 또는 액정 메소젠을 포함하는 물질(예컨대, 비제한적으로 단량체, 올리고머 또는 중합체)을 지칭한다. 액정 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 액정 물질의 비제한적인 예는 유방성(lyotropic) 및 열방성(thermotropic) 액정 단량체, 올리고머 및 중합체를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 액정 코팅은 열방성 액정 물질을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태와 함께 사용될 수 있는 액정 단량체의 특정 비제한적인 예는 일작용화된 및 다작용화된 액정 단량체를 포함한다. 또한, 상기 액정 단량체는 가교결합성 액정 단량체일 수 있으며, 또한, 광-가교결합성 액정 단량체일 수도 있다. 본원에서 사용되는 "광-가교결합성"이라는 용어는, 화학선에 노출될 경우 가교결합될 수 있는 물질, 예컨대 단량체, 올리고머 또는 중합체를 의미한다. 예를 들어, 광-가교경합성 액정 단량체는, 중합 개시제 및/또는 촉매를 사용하거나 사용하지 않고, 자외선 방사선 및/또는 가시선에 노출될 경우 가교결합가능한 액정 단량체를 포함한다. 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따라 사용되기 적합한 가교결합성 액정 단량체의 비제한적인 예는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알릴기, 알릴 에터, 알킨, 아미노기, 무수물, 에폭사이드, 하이드록사이드, 아이소시아네이트, 블록킹된 아이소시아네이트, 실록산, 티오시아네이트, 티올, 우레아, 비닐기, 비닐 에터 및 이들의 임의의 블렌드로부터 선택된 작용기를 갖는 액정 단량체를 포함한다. 본 발명의 배향 설비의 적어도 부분적인 코팅에 사용하기 적합한 광-가교결합성 액정 단량체의 비제한적인 예는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알킨, 에폭사이드, 티올 및 이들의 임의의 블렌드로부터 선택된 작용기를 갖는 액정 단량체를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용하기 적합한 액정 올리고머 및 중합체는 주쇄 액정 올리고머 및 중합체, 및 측쇄 액정 올리고머 및 중합체를 포함할 수 있다. 전형적으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 주쇄 액정 올리고머 및 중합체에서, 막대형 또는 디스크형 액정 메소젠은 주로 상기 올리고머 또는 중합체의 주쇄 내에 위치한다. 또한, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 측쇄 올리고머 및 중합체 내에서, 막대형 또는 디스크형 액정 메소젠은 주로 상기 올리고머 또는 중합체의 측쇄 내에 위치한다. 또한, 상기 액정 올리고머 및 중합체는 가교결합성일 수 있고, 또한 광-가교결합성일 수 있다.
본 발명에 따라 사용하기 적합한 액정 올리고머 및 중합체의 비제한적인 예는, 비제한적으로, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알릴기, 알릴 에터, 알킨, 아미노기, 무수물, 에폭사이드, 하이드록사이드, 아이소시아네이트, 블록킹된 아이소시아네이트, 실록산, 티오시아네이트, 티올, 우레아, 비닐기, 비닐 에터 및 이들의 임의의 블렌드로부터 선택되는 작용기를 갖는, 주쇄 및 측쇄 올리고머 및 중합체를 포함한다. 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따라 사용하기 적합한 광-가교결합성 액정 올리고머 및 중합체의 비제한적인 예는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알킨, 에폭사이드, 티올 및 이들의 임의의 블렌드로부터 선택된 작용기를 갖는 올리고머 및 중합체를 포함한다. 또한, 액정 단량체, 올리고머 및 중합체(광-가교결합성 단량체, 올리고머 및 중합체 포함)의 적합한 비제한적인 예에 대한 기술은 미국 특허 제 7,044,599 B2 호의 칼럼 8, 4행 내지 칼럼 9, 3행에서 발견할 수 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명에 사용하기 적합한 액정 메소젠은 열방성 액정 메소젠 및 유방성 액정 메소젠을 포함할 수 있다. 적합한 열방성 액정 메소젠의 비제한적인 예는 콜루 마틱(columatic)(또는 막대형) 액정 메소젠, 디스코틱(또는 디스크형) 액정 메소젠 및 콜레스테릭 액정 메소젠을 포함할 수 있다.
다르게는, 전술된 바와 같이, 상기 상용화 코팅 자체가 러빙-배향된 배향 코팅일 수 있다. 또한, 상기 상용화 코팅과 접촉하는 상기 기능성 유기 코팅은 다른 배향 코팅, 예를 들어, 배향된 액정 배향 코팅 또는 광-배향된 배향 코팅이거나, 또는 적어도 부분적으로 배향된 상용화 코팅과 함께 적어도 부분적으로 배향될 수 있는 액정 물질을 포함하는 액정 코팅일 수 있다. 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 배향된 액정 코팅은 이것이 연결되는 광학 소자에 특정 바람직한 광학 특성, 예컨대 굴절률의 변화를 제공할 수 있다. 또한, 하기 자세히 기술되는 바와 같이, 상기 배향된 액정 코팅은 그 자체가, 비제한적으로 편광 코팅, 편광 및 광변색성 코팅 및 광변색성-이색성 코팅을 제공하는 다른 물질 또는 코팅을 배향시키는 데 이용될 수 있다. 배향된 액정 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있는 액정 물질의 비제한적인 예는 상기에서 자세히 논의되었다.
상기 배향된 액정 코팅은 이색성을 나타내기에 적합한 물질을 포함할 수 있고, 이색성을 나타내기 적합한 물질의 적어도 일부는, 적어도 부분적으로 배향된 액정 물질의 적어도 일부와 함께 적어도 부분적으로 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 "이색성을 나타내기 적합한 물질"이라는 표현은, 적어도 다른 것들보다 더 강하게 투과된 방사선의 2개의 직교 평면 편광된 성분들 중 하나를 흡수하기 적합한 물질을 의미한다. 이색성을 나타내기 적합한 물질의 비제한적인 예는 이색성 염료 및 광변색성-이색성 염료를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 "이색성 염 료"라는 용어는, 일반적으로 일정한 흡수 스펙트럼을 갖고 적어도 다른 것들보다 더 강하게 투과된 방사선의 2개의 직교 평면 편광된 성분들 중 하나를 흡수하기 적합한 염료를 의미한다. 본원에서 사용되는 "광변색성-이색성 염료"라는 용어는, 적어도 화학선에 반응하여 변하는 적어도 가시선 흡수 스펙트럼을 갖고, 적어도 화학선에 반응하여 적어도 다른 것들보다 더 강하게 투과된 방사선의 2개의 직교 평면 편광된 성분들 중 하나를 흡수하는 염료를 의미한다.
사용될 수 있는 이색성 염료의 비제한적인 예는 미국 특허 제 7,044,599 호의 칼럼 7, 18행 내지 56행에 개시된 것들을 포함할 수 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
사용될 수 있는 광변색성-이색성 염료의 비제한적인 예는 미국 특허 출원 공개 제 2005/0004361 호의 단락 27 내지 단락 158 및 미국 특허 출원 공개 제 2005/0012998 A1 호의 단락 89 내지 단락 251에 개시되고 기술된 물질들을 포함하며, 상기 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 기능성 유기 코팅은, 배향된 액정 코팅 및 배향된 이색성 염료를 포함하는 편광 코팅일 수 있다. 본원에서 사용되는 "편광 코팅"이라는 용어는, 광 파장의 전자기적 벡터의 진동을 한정하기에 적합한 코팅을 지칭한다. 일반적으로, 필요하지 않더라도, 통상적인 이색성 염료를 포함하는 편광 코팅은 이색성 염료의 존재로 인해 일정한(또는 "고정된") 색조(tint) 또는 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 편광 코팅은 갈색을 띠거나 청색을 띠는 색상 또는 색조를 가질 수 있다. 배향된 액정 물질 및 이색성 염료를 포함하는 적 합한 편광 코팅의 비제한적인 예는 미국 특허 출원 공개 제 2005/0151926 호의 단락 10 내지 단락 159에 기술되어 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
편광 코팅은 광변색성 물질을 추가로 포함할 수 있다. 광변색성 물질이 존재하는 경우, 상기 코팅은 편광 및 광변색성 코팅일 수 있으며, 즉, 통상적인 편광 특성뿐만 아니라 통상적인 광변색성을 모두 나타내는 코팅일 수 있다. 예를 들어, 상기 편광 및 광변색성 코팅은, 화학선에 노출되지 않을 경우 주로 이색성 염료의 색조로 인한 제 1 착색된 편광 상태, 및 화학선에 노출될 경우 이색성 염료의 색조와 광변색성 물질의 색상의 조합된 영향으로 인해 제 2 착색된 편광 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 요소가, 편광 및 광변색성 코팅을 포함하는 안과 렌즈인 경우, 상기 렌즈는, 착용자가 태양광으로부터의 UV 또는 화학선에 노출되지 않을 경우의 제 1 착색된 편광 상태로부터, 착용자가 태양광으로부터의 UV 또는 화학선에 노출될 경우의 제 2 착색된 편광 상태로 가역적으로 스위칭될 수 있다.
또한, 상기 기능성 유기 코팅은, 배향된 광변색성-이색성 염료를 포함하는 배향된 액정 코팅을 포함하는 광변색성-이색성 코팅일 수 있다. 본원에서 사용되는 "광변색성-이색성 코팅"이라는 용어는, 적어도 화학선에 반응하여 광변색성 및 편광성을 모두 나타내기 적합한 코팅을 지칭한다. 예를 들어, 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따라, 상기 기능성 유기 코팅은, 적어도 화학선에 반응하여 제 1 광학적으로 투명한 비편광 상태로부터 제 2 착색된 편광 상태로 가역적으로 스위칭되기 적합한 광변색성-이색성 코팅일 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 요소가, 광변색성-이색성 코팅을 포함하는 안과 렌즈인 경우, 상기 렌즈는, 착용자 가 예컨대 태양광으로부터의 UV 또는 화학선에 노출되지 않을 경우 광학적으로 투명한 비편광 상태로부터, 착용자가 예컨대 태양광으로부터의 UV 또는 화학선에 노출될 경우 착색된 편광 상태로 가역적으로 스위칭될 수 있다. 이러한 코팅의 비제한적인 예는 미국 특허 출원 공개 제 2005/0012998 호의 단락 11 내지 단락 442에 기술되어 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 다른 유형의 기능성 유기 코팅은 다음을 포함한다: 페인트, 예를 들어, 기재의 장식, 보호 및/또는 확인을 위해 사용되는 착색된 액체 또는 페이스트; 및 잉크, 예를 들어, 진위(authenticity)를 인증 및 확인하는 것이 필요한 보안 문서(예컨대, 지폐, 여권 및 운전면허증) 상에 확인 마크를 생성 시 기재 상에 기록 및 인쇄하는 데 사용되는 착색된 액체 또는 페이스트.
또한, 상기 광학 요소는, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 기능성 유기 코팅 하나 이상, 및 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 기능성 유기 코팅의 적어도 일부에 연결된 추가의 기능성 유기 코팅 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는 상기 기능성 유기 코팅은 배향 코팅일 수 있고, 상기 광학 요소는, 상기 배향 코팅의 적어도 일부와 접촉하고 이와 함께 배향되는 적어도 부분적으로 배향된 액정 물질을 포함하는 액정 코팅을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이, 상기 배향된 액정 코팅은, 이색성을 나타내기 적합한 물질을 포함할 수 있고, 상기 이색성을 나타내기 적합한 물질의 적어도 일부는, 적어도 부분적으로 배향된 액정 물질의 적어도 일부와 함께 적어도 부분적으로 배향될 수 있다.
전술된 상용화 코팅 및 기능성 유기 코팅 외에, 하나 이상의 전이 코팅, 보호성 코팅(예컨대, 전술된 것들) 및 반사 방지 코팅이 상기 광학 요소의 적어도 일부에 연결될 수 있다. 본원에서 사용되는 "전이 코팅"이라는 용어는 2개의 코팅 사이에서 특성의 구배(gradient)를 생성하도록 돕는 코팅을 지칭한다. 예를 들어, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 전이 코팅은, 상대적으로 경질인 코팅과 상대적으로 연질인 코팅 사이에서 경도 구배를 생성하는 것을 도울 수 있다. 전이 코팅(또한, "타이 층(tie-layer)" 또는 "타이-층 코팅"으로도 지칭됨)의 비제한적인 예는 방사선-경화된 아크릴레이트계 박막, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제 2003/0165686 호의 단락 79 내지 단락 173; 미국 특허 출원 공개 제 2004/0207809 호의 단락 108 내지 단락 204; 미국 특허 출원 공개 제 2005/0196616 호의 단락 107 내지 단락 158; 미국 특허 출원 공개 제 2005/196617 호의 단락 24 내지 단락 129; 미국 특허 출원 공개 제 2005/196618 호의 단락 28 내지 단락 291; 미국 특허 출원 공개 제 2005/0196626 호의 단락 164 내지 단락 217; 및 미국 특허 출원 공개 제 2005/196696 호의 단락 24 내지 단락 141에 개시된 것들을 포함하며, 상기 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
본원에서 사용되는 "반사방지 코팅"이라는 용어는, 기재에 의해 반사되는 광의 양을 감소시킴으로써 기재를 통한 광의 투과량을 증가시키는 코팅을 지칭한다. 반사방지 코팅의 비제한적인 예는, 예를 들어 금속 산화물, 금속 불소화물 또는 다른 이러한 물질들의 단층 또는 다층을 포함한다. 적합한 반사방지 코팅의 비제한적인 예는 미국 특허 제 5,580,819 호의 칼럼 2, 50 행 내지 칼럼 11, 44행에서 발 견할 수 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 광학 요소는, 기재의 표면(11)의 적어도 일부 상에 내마모성 코팅(12)을 포함하는 기재(10)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 본원에 기술된 바와 같은 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅(20)이 내마모성 코팅(12)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있고, 기능성 유기 코팅(30), 예를 들면 본원에 기술된 바와 같은 광변색성 코팅, 배향 코팅 또는 액정 코팅이 상용화 코팅(20)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 전이 코팅(40)이 기능성 유기 코팅(30)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있고, 보호성 코팅(50)이 전이 코팅(40)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있다. 또한, 도 1에 도시하지는 않았지만, 반사방지 코팅이 보호성 코팅(50) 위쪽으로 및/또는 표면(11)의 반대쪽에서 기재(10)의 표면 상에 배치될 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 광학 요소는, 기재의 표면(211)의 적어도 일부 상에 내마모성 코팅(212)를 포함하는 기재(210)를 포함할 수 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 본원에 기술된 바와 같은 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅(220)이 내마모성 코팅(212)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있고, 기능성 유기 코팅(230), 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 광-배향된 배향 코팅이 상용화 코팅(220)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 기능성 유기 코팅(232), 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 배향된 액정 코팅이 상기 기능성 유기 코팅(230)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있고, 본원에 기술된 바와 같은 보호성 코팅(250)이 제 2 기능성 유기 코팅(232)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 광학 요소는 또한, 기재의 표면(311)의 적어도 일부 상에, 본원에 기술된 바와 같은 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅(320)을 포함하는 기재(310)를 포함할 수 있다. 기능성 유기 코팅(330), 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 광변색성 코팅, 배향 코팅 또는 액정 코팅이 상용화 코팅(320)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 보호성 코팅(350)이 기능성 유기 코팅(330)의 적어도 일부 상에 존재할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 전술된 광학 요소의 제조 방법을 추가로 고려한다. 예를 들어, 본 발명은, 기재 표면의 적어도 일부 상에, 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅을 형성하는 단계; 및 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에, 내마모성 코팅이 아닌 기능성 유기 코팅을 형성하여, 상기 기능성 유기 코팅이 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하도록 하는 단계를 포함하는 광학 요소의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 안과 기재 표면의 적어도 일부 상에, 광변색성 물질이 본질적으로 없는 상용화 코팅을 형성하는 단계[이때, 상기 상용화 코팅은, (i) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질; (ii) 2개 이상의 반응성 작용기(이들 중 하나 이상은 (메트)아크릴레이트기임)를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질; (iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지; (iv) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및 (v) 개시제 및 촉매 중 하나 이상을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 유도됨]; 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 UV 방사선 및 열 방사선 중 하나 이상에 노출시킴으로써 적어도 부분적으로 세팅하는 단계; 및 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에, 경질 코팅 이외의 기능성 유기 코팅을 형성하는 단계를 포함하는 안과 요소의 제조 방법이 제공된다.
전술된 바와 같이, 상부에 상용화 코팅이 형성된 기재는, 이의 표면의 적어도 일부 상에 내마모성 코팅을 포함할 수 있으며, 상기 상용화 코팅은 상기 내마모성 코팅의 적어도 일부와 접촉할 수 있다. 적합한 기재 및 내마모성 코팅의 비제한적인 예는 전술되었다.
기재 표면의 적어도 일부 상에 상용화 코팅을 형성하는 것은, 기재의 적어도 일부 상에, 예를 들어 스핀 코팅, 분무 코팅, 스핀 및 분무 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅 및 침지 코팅(함침 코팅) 중 하나 이상에 의해 상용화 코팅 조성물을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 다르게는, 기재 표면의 적어도 일부 상에 상용화 코팅을 형성하는 단계가 몰드내 캐스팅(in-mold casting) 또는 오버몰딩을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 상용화 코팅이 오버몰딩에 의해 형성되는 경우, 상용화 코팅 조성물을 몰드에 적용하고, 이어서 기재를 상기 몰드 내로 위치시켜, 상기 상용화 코팅 조성물이 상기 몰드와 상기 기재의 표면 사이에 퍼지게 하여 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상에 코팅이 형성되게 할 수 있다. 다르게는, 기재를 상기 몰드 내에 위치시켜, 상기 몰드와 상기 기재의 표면 사이에 간격을 생성시키고, 이어 서 상용화 코팅 조성물을 상기 간격 내에 주입하여 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상에 코팅을 형성할 수 있다.
상기 상용화 코팅이 몰드내 캐스팅에 의해 형성되는 경우, 상용화 코팅 조성물의 하나 이상의 층을 몰드에 적용하고, 적어도 부분적으로 세팅하고, 이어서 상기 코팅 위로 기재를 캐스팅할 수 있다. 예를 들어, 하나의 비제한적인 실시양태에 따라, 상기 기재를 형성하는 데 사용되는 광학 수지를, 몰드 내에서 상기 상용화 코팅 위로 캐스팅하고, 후속적으로, 적어도 부분적으로 세팅하여 기재를 형성할 수 있다.
기재 표면의 적어도 일부 상에 상용화 코팅을 형성하기 전에, 상기 표면을 세정하고/하거나 처리하여 깨끗한 표면 및 기재에 대한 상용화 코팅의 접착성을 증가시킬 수 있는 표면을 제공할 수 있다. 통상적으로 사용되는 효과적인 세정 및 처리는 비제한적으로, 비누/세제 수용액을 사용한 초음파 세척; 유기 용매의 수성 혼합물(예컨대, 아이소프로판올:물 또는 에탄올:물의 50:50 혼합물)을 사용한 세정; UV 처리; 활성화된 기체 처리, 예컨대, 저온 플라즈마 또는 코로나 방전을 사용한 처리; 및 기재 표면의 하이드록실화를 가져오는 화학적 처리, 예컨대 알칼리 금속 수산화물(예컨대, 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨)의 수용액(이 용액은 또한 플루오로-계면활성제를 함유할 수 있슴)을 사용한 표면 에칭을 포함한다. 일반적으로, 상기 알칼리 금속 수산화물 용액은 예를 들어 5 내지 40 중량%, 더욱 전형적으로는 10 내지 15 중량%, 예컨대 12 중량%의 알칼리 금속 수산화물의 희석된 수용액이다. 예를 들어, 중합체성 유기 물질의 표면 처리를 기술하고 있는 미국 특허 제 3,971,872 호의 칼럼 3, 13행 내지 25행; 미국 특허 제 4,904,525 호의 칼럼 6, 10행 내지 48행; 및 미국 특허 제 5,104,692 호의 칼럼 13, 10행 내지 59행을 참조한다. 상기 부분들을 본원에 참고로 인용한다.
상기 기재의 표면 처리는 저온 플라즈마 처리일 수 있다. 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 방법은, 상부에 형성된 코팅의 접착성을 개선하기 위한 표면 처리를 가능하게 하며, 예를 들어 제품의 나머지에 영향을 주지 않으면서 표면을 조면화(roughening)하고/하거나 변경시킴으로써, 물리적인 표면을 변경시키는 깨끗하고 효과적인 방법일 수 있다. 비활성 기체(예컨대, 아르콘) 및 반응성 기체(예컨대, 산소)가 플라즈마 기체로서 사용되었다. 비활성 기체는 표면을 조면화할 수 있고, 반응성 기체(예컨대, 산소)는 예를 들어 표면 상에 하이드록실 또는 카복실 단위를 생성함으로써, 플라즈마에 노출된 표면을 조면화하고 화학적으로 변경시킬 수 있다. 산소가 플라즈마 기체로서 사용될 수 있다. 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 산소는, 표면의 약간이지만 효과적인 화학적 변형과 함께, 표면의 약간이지만 효과적인 물리적 변형을 제공할 수 있는 것으로 여겨진다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 표면 조면화 및/또는 화학적 변형의 정도는 플라즈마 기체 및 플라즈마 유닛의 조작 조건(처리 시간의 길이 포함)의 함수일 것이다.
플라즈마 처리되는 기재의 표면은 실온이거나, 플라즈마 처리 전에 약간 예열될 수 있다. 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 다양한 비제한적인 실시양태에 따라, 플라즈마 처리되는 표면의 온도는, 플라즈마에 의해 표면이 부정적인 영향(조면화 및 약간의 화학적 변형에 의한 표면 영역의 의도된 증가 이외의 것)을 받 을 수 있는 온도 미만으로 유지될 수 있다. 당업자는, 플라즈마 처리된 표면 상의 중첩된 막/코팅의 접착성 개선을 달성하기 위해, 처리되는 플라스틱 기재와 관련하여 플라즈마 유닛의 조작 조건을 용이하게 선택할 수 있다.
상용화 코팅을 형성한 후, 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부는 적어도 부분적으로 세팅될 수 있다. 예를 들어, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것은, 상기 상용화 코팅을 화학선(예컨대, UV 방사선) 및 열 방사선 중 하나 이상에 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상용화 코팅을 세팅하는 것은 2중 경화 공정을 사용하여, 즉, UV 경화 단계 및 열 경화 단계를 포함하는 2단계 공정을 사용하여 달성될 수 있다. 상기 2중 경화 공정 중 경화 단계는, 추가의 공정 전에 상기 상용화 코팅이 본질적으로 완전히 세팅되도록 연속적으로, 즉, 하나의 공정 후 바로 다른 공정이 수행되거나, 다르게는, 상부에 추가의 코팅(들)을 형성하기 전에, 하나의 경화 단계(열 또는 UV)를 사용하여 상기 상용화 코팅이 부분적으로 세팅되도록 수행될 수 있다. 이어서, 전체 구조체를, 상기 상용화 코팅의 경화를 완료하고 동시에 추가의 코팅(들)을 경화시키는 제 2 경화 단계로 처리할 수 있다. 이러한 2중 공정은 당분야에 주지되어 있으며, 하기에 더 자세히 기술된다.
상기 상용화 코팅 조성물이, 하나 이상의 말단 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체; 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질; 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및 화학선에 노출 시 산을 생성하기 적합한 광개시제를 포함하는 경우, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것은, 상기 일부를 UV 방사선 또는 전자 빔 방사선(즉, 이온화 방사선)에 노출시키는 것을 포함하고, 상기 일부를 열 방사선에 노출시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 상용화 코팅 조성물이, 하나 이상의 말단 아크릴레이트기를 포함하는 수지상 중합체; 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질; 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 촉매; 및 광개시제를 포함하는 경우, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것은, 상기 일부를 UV 방사선에 노출시키고, 후속적으로 상기 일부를 열 방사선에 노출시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상용화 코팅이 아이소시아네이트-함유 물질 및 (메트)아크릴레이트-함유 물질(전술된 바와 같은 것)을 포함하는 경우, 상기 상용화 코팅 상에 작용화된 코팅을 형성하기 전에, 2중 경화 공정을 사용하여 상기 상용화 코팅이 적어도 부분적으로 세팅될 수 있으며, 이때 상기 코팅은 먼저 UV 또는 전자 빔 방사선에 노출되고, 후속적으로 열 방사선에 노출된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, UV 경화는 전형적으로 하나 이상의 광개시제의 존재를 필요로 한다. 광중합 공정 및 광개시제의 예는 미국 특허 제 6,602,603 호의 칼럼 12, 11행 내지 37행 및 41행 내지 칼럼 13, 36행에 개시되어 있으며, 상기 부분들을 본원에 참고로 인용한다. 전자 빔 기술에 의한 경화는 전형적으로 광개시제의 존재를 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 상기 코팅은 하나의 단계로, UV 또는 전자 빔 방사선에 노출되어 상기 조성물의 (메트)아크릴레이트-함유 물질을 적어도 부분적으로 세팅할 수 있으며, 후속적으로, 다른 단계로, 열 방사선에 노출되어 상기 조성물의 아이소시아네이트-함유 물질을 적어도 부분적으로 세팅할 수 있다. 이러한 경화 단계는 예를 들어, 상부에 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에 연속하여 수행될 수 있다. 다르게는, 상기 상용화 코팅 상에 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에, 경화 단계들 중 하나를 수행하고, 상기 상용화 코팅 상에 기능성 유기 코팅을 형성한 후에, 경화 단계들 중 하나를 수행할 수 있다. 예를 들어, 하나의 비제한적인 실시양태에 따라, 상기 상용화 코팅을 UV 방사선 또는 전자 빔 방사선에 노출시킨 다음, 상부에 작용화된 코팅이 형성하고, 이어서 두개의 코팅을 모두 열 방사선에 노출시킬 수 있다.
상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 기능성 유기 코팅은 광변색성 코팅, 배향 코팅 및 액정 코팅 중 하나 이상일 수 있다.
상기 기능성 유기 코팅이 광변색성 코팅인 경우, 광변색성 코팅을 형성하는 것은, 스핀 코팅, 분무 코팅, 스핀 및 분무 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅 및 침지 코팅 중 하나 이상에 의해, 광변색량의 광변색성 물질을 포함하는 코팅 조성물을 기재의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함할 수 있다.
다르게는, 상기 광변색성 코팅이 오버몰딩에 의해 기재 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 광변색량의 광변색성 물질을 포함하는 코팅 조성물을 몰드에 적용하고, 이어서 기재를 상기 몰드 내로 배치하여, 상기 광변색성 코팅 조성물이 상기 몰드와 상기 기재 표면의 적어도 일부 사이에 퍼지게 할 수 있다. 다르게는, 기재를 상기 몰드 내에 배치하여, 상기 몰드와 상기 기재의 표면 사이에 간격을 생성하 고, 이어서 광변색성 코팅 조성물을 상기 간격 내로 주입하여 코팅을 형성할 수 있다.
또한, 광변색량 미만의 광변색성 물질을 갖거나 광변색성 물질을 갖지 않는 코팅 조성물이 예를 들어 임의의 전술된 방법에 의해 기재의 표면 상에 형성되고, 이어서 광변색성 물질 또는 추가량의 광변색성 물질이 상기 코팅 내로 흡수되어 광변색성 코팅을 형성할 수도 있다.
상기 기능성 유기 코팅이 배향 코팅을 포함하는 경우, 상기 배향 코팅을 형성하는 것은, 배향 매질을 포함하는 코팅 조성물을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부에 적용하고, 상기 배향 매질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배열하고, 상기 배향 매질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배향 매질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배향시키는 것은, 상기 배향 매질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것 전에, 그 동안, 또는 그 후에 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 배향 코팅을 형성하는 것은, 예를 들어 본원에 기술된 코팅 조성물을 적용하는 임의의 방법에 의해, 광-배향 물질을 포함하는 코팅 조성물을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부에 적용하고, 상기 광-배향 물질을 평면 편광된 UV 방사선에 노출시킴으로써 광-배향 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배열하고 동시에 적어도 부분적으로 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 비제한적인 실시양태에 따라, 상기 광-배향 물질은 광-배향성 중합체 네트워크(또는 "PPN") 형성 물질, 예를 들어, 미국 특허 제 5,389,698 호의 칼럼 2, 1행 내지 칼럼 4, 10행; 및 문헌[Kozenkov et al., "Photoanisotropic Effects in Poly(Vinyl-Cinnamate) Derivatives and Their Applications," Mol. Cryst. Liq. Cryst, Vol. 409 (2004) at pp. 251-267]에 기술된 것들일 수 있으며, 상기 특허 및 문헌을 본원에 참고로 인용한다.
상기 배향 코팅이 광-배향된 배향 코팅을 포함하는 경우, 상기 배향 코팅을 형성하는 것은, 예를 들어, 본원에 기술된 코팅 조성물을 적용하는 임의의 방법에 의해, 광-배향 물질을 포함하는 코팅 조성물을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부에 적용하고, 광-배향 물질을 평면 편광된 UV 방사선에 노출시킴으로써 광배향 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배열하고, 후속적으로, 상기 광-배향 물질의 배향된 부분을 적어도 부분적으로 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 비제한적인 실시양태에 따라, 상기 광-배향 물질은 아조벤젠 유도체, 예를 들어, 미국 특허 제 4,974,941 호의 칼럼 2, 28행 내지 칼럼 9, 63행에 기술된 것일 수 있으며, 상기 부분을 본원에 참고로 인용한다.
상기 배향 코팅이 러빙-배향된 배향 코팅을 포함하는 경우, 배향 코팅을 형성하는 것은, 예를 들어 본원에 기술된 코팅 조성물을 적용하는 임의의 방법에 의해, 러빙-배향된 배향 물질(예컨대, 비제한적으로 폴리이미드)을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부에 적용하고, 상기 러빙-배향된 배향 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하고, 후속적으로 상기 러빙-배향된 배향 물질의 적어도 일부를, 적절한 텍스쳐화된 천을 사용하여 러빙함으로써 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 배향 코팅이 배향된 액정 배향 코팅을 포함하는 경우, 상기 배향 코팅 을 형성하는 것은, 예를 들어 본원에 기술된 코팅 조성물을 적용하는 임의의 방법에 의해, 액정 물질을 포함하는 코팅 조성물을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부에 적용하고; 상기 액정 물질을 자기장, 전기장 또는 전단력 중 하나 이상에 노출시킴으로써 상기 액정 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배열하고; 상기 액정 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 액정 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것은, 상기 액정 물질을 적어도 부분적으로 배향시키는 동안 또는 그 후에, 상기 액정 물질의 적어도 일부를 UV 방사선에 노출시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 전술된 바와 같이, 광학 요소가 배향 코팅을 포함하는 경우, 상기 광학 요소는 상기 배향 코팅의 적어도 일부 상에 적어도 부분적으로 배향된 액정 물질을 포함하는 액정 코팅을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 액정 코팅을 형성하는 것은, 예를 들어 본원에 기술된 코팅 조성물을 적용하는 임의의 방법에 의해, 액정 물질을 상기 배향 코팅의 적어도 일부 상에 적용하고, 상기 액정 물질의 적어도 일부를 상기 배향 코팅의 적어도 일부와 함께 적어도 부분적으로 배향시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액정 물질의 배향은, 실온 또는 고온에서, 목적하는 배향 수준을 달성하기 충분한 기간 동안, 액정이 배향 코팅과 접촉하게 함으로써 달성될 수 있다.
또한, 배향 동안 또는 그 후에, 액정 물질의 적어도 일부가 적어도 부분적으로 세팅될 수 있다. 예를 들어, 액정 물질이 광-가교결합성 액정 단량체를 포함하는 경우, 액정 물질의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하는 것은, 상기 액정 물질을 적어도 부분적으로 배향하는 동안 또는 그 후에 상기 액정 물질의 적어도 일부를 UV 방사선에 노출시키는 것을 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따른 배향된 액정 코팅은, 이색성을 나타내기 적합한 물질을 추가로 포함할 수 있다. 상기 이색성을 나타내기 적합한 물질은, 상기 액정 물질을 기재에 적용하기 전에, 상기 액정 물질의 적어도 일부와 블렌딩되고/되거나 결합되며, 상기 액정 물질의 적어도 일부와 함께 적어도 부분적으로 배향되어 기능성 유기 코팅(예컨대, 편광 코팅 또는 광변색성-이색성 코팅)을 형성할 수 있다. 추가적으로 또는 다르게는, 이색성을 나타내기 적합한 물질은 액정 코팅의 배향 전 또는 후에 상기 액정 코팅에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 이색성을 나타내기 적합한 물질은, 상기 액정 코팅의 일부를 배향하기 전 또는 후에, 상기 액정 코팅의 적어도 일부에 흡수되고, 상기 액정 물질의 적어도 일부와 함께 적어도 부분적으로 배향되어 기능성 유기 코팅(예컨대, 편광 코팅 또는 광변색성-이색성 코팅)을 형성할 수 있다. 이색성을 나타내기 적합한 물질의 비제한적인 예는 상기에 자세히 논의되었다.
또한, 전술된 바와 같이, 기능성 유기 코팅이, 배향된 이색성 염료를 포함하는 배향된 액정 코팅인 경우, 상기 액정 코팅은 편광 코팅일 수 있으며, 통상적인 광변색성 물질을 추가로 포함할 수 있다(즉, 편광 및 광변색성 코팅을 형성하기 위해). 예를 들어, 상기 광변색성 물질은 기재의 일부에 적용되기 전에 상기 액정 물질의 적어도 일부와 블렌딩되고/되거나 결합되고/되거나, 상기 광변색성 물질이 상기 배향 코팅과의 배향 전 또는 후에 액정 코팅 내로 흡수될 수 있다.
또한, 전술된 바와 같이, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부는, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에, 적어도 부분적으로 배열되어 배향 코팅을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부는, 전형적으로 상기 상용화 코팅 조성물의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 세팅하기 전에, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 러빙하거나 에칭함으로써 상기 상용화 코팅이 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 상기 적어도 부분적으로 배향된 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 기능성 유기 코팅은 적어도 부분적으로 배향된 액정 코팅일 수 있으며, 이는 임의로, 이색성을 나타내기 적합한 물질 및/또는 광변색성 물질을 하나 이상 포함할 수 있다. 이색성을 나타내기 적합한 물질 및/또는 광변색성 물질을 포함할 수 있는, 적어도 부분적으로 배향된 액정 코팅을 형성하는 비제한적인 방법은 전술되었다.
또한, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 배열하지 않고, 액정 코팅을 상기 상용화 코팅에 적용할 수 있다. 임의로, 이러한 비제한적인 실시양태에 따라, 액정 코팅의 적용 동안 또는 그 후에, 예를 들어 상기 액정 코팅을 자기장, 전기장 또는 전단력 중 하나 이상에 노출시킴으로써 적어도 부분적으로 배열시킬 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기와 같이 배향된 액정 코팅은 다른 코팅(예컨대, 다른 액정 코팅)을 위한 배향 코팅으로서 사용될 수 있다. 또한, 상기와 같이 배향된 액정 코팅은, 추가의 변형 없이, 예를 들어 상기 광학 요소에 특정 목적하는 광학 특성(예컨대, 목적하는 굴절률)을 제공하기 위해 사용될 수 있거나, 이색성을 나타내기 적합한 물질을 배향시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 배향된 액정 물질을 포함하는 액정 코팅은 이색성 염료 또는 광변색성-이색성 염료를 배향하여 편광 코팅 또는 광변색성-이색성 코팅을 생산하는 데 사용될 수 있다.
또한, 필요하지는 않더라도, 하나 이상의 코팅, 예컨대 전이 코팅, 보호성 코팅 및/또는 반사방지 코팅이 또한 상기 광학 요소 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 대해 전술된 바와 같이, 전이 코팅이 상기 기능성 유기 코팅의 적어도 일부 상에 형성될 수 있고, 보호성 코팅이 상기 전이 코팅의 적어도 일부 상에 형성될 수 있다. 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 상기 기능성 유기 코팅이 광변색성 코팅이고, 상기 보호성 코팅이 내마모성 경질 코트인 경우, 상기 전이 코팅은 상대적으로 연질인 광변색성 코팅과 상대적으로 경질인 보호성 코팅 사이에 경도 구배를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 비제한적인 실시양태 또는 이들의 양태는 하기 비제한적인 실시예에서 더욱 자세히 기술된다. 하기 실시예는, 청구의 범위에 기재된 본 발명의 진의 및 범주 내에 드는 이의 변형 및 변화가 당업자에게 명백하기 때문에, 단지 예시적인 실시예로서 간주된다.
하기 실시예의 파트 1에서는, 프라이머의 존재 및 부재 하에, 코팅된 렌즈를 제조하는 데 사용되는 물질 및 방법이 기술된다. 파트 2에서는, 접착성 시험에 사용된 방법뿐만 아니라 표 1에 제시된 결과가 기술된다.
파트 1 - 렌즈 제조
각각, 직경이 74 mm이고 표 1에 열거된 베이스 굴곡도를 갖는 7쌍의 렌즈 기재를 사용하였다. 60 Hz 및 1.3 kVA 단위에서 작동되는 탄테크 코로나 유닛(Tantec Corona unit)으로부터의 코로나 방전을 사용하여, 시험 렌즈를 15초 동안 처리하였다. 이어서, 상기 시험 렌즈를, 비눗물로 표면을 문지르고, 탈염수로 세척하고, 공기로 건조하는 자동화 공정으로 세척하였다. 조성물 A를, 렌즈들의 각각의 쌍 중 하나 상에 스핀 코팅하여 중량이 약 0.025 g인 습윤 막을 수득하였다.
상기 조성물의 총 중량을 기준으로 중량%로서 열거된 양을, 하기 순서대로 혼합하여 조성물 A를 제조하였다: 45.9 중량%의 CN2302(미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사르토머 코포레이션(Sartomer Corporation)으로부터 입수된 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머로 보고됨); 13.8 중량%의 에폰(EPON, 등록상표) 828 에폭시 수지(미국 코네티컷주 댄버리 소재의 밀러-스테픈슨(Miller-Stephenson)으로부터 입수된 비스페놀 A 다이글라이시딜 에터로 보고됨); 32.1 중량%의 실퀘스트(SILQUEST) A-187(등록상표)(미국 코네티컷주 윌톤 소재의 지이 실리콘스(GE Silicones)로부터 입수된 감마-글라이시드옥시프로필-트라이메톡시실란으로 보고됨); 및 8.3 중량%의, 50 중량%의 프로필렌 카보네이트(미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)로부터 입수됨)와 혼합된 트라이아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트 염.
조성물 A로 코팅된 렌즈를, 6 인치(15.24 cm)의 길이를 갖는 유형 "D" 400 와트/인치 철 요오다이드 도핑된 수은 전구 하에, 렌즈로부터 램프까지 약 8 인치 정도의 거리로 30초 동안 경화될 때까지 두었다.
이어서, 상기 샘플 및 코팅되지 않은 렌즈를, 광-배향된 중합체 네트워크의 용액(스위스 알슈빌 소재의 롤릭 테크놀로지스 리미티드(Rolic Technologies Ltd.)로부터 입수되는 롤릭(ROLIC, 등록상표) ROP-108/CP로서 입수가능함)으로 코팅하였다. 상기 CP 지정은 사이클로펜탄온을 의미하기 위해 제공된다. 상기 코팅 용액을 612 rpm의 제 1 스핀 속도로 2초 동안 적용하였다. 코팅 적용 후, 각각의 코팅된 렌즈의 스핀 속도를 12초 동안 1518 rpm 및 2초 동안 1933 rpm으로 증가시켰다. 코팅된 렌즈를, 하기에 제시되는 바와 같이, IR 및/또는 대류식 오븐(CO)에 의해 제공되는 하기 온도를 갖는 5개의 대역을 11분 동안 통과하는 컨베이어 벨트 상의 적외선/대류식 오븐의 조합으로 건조하고, 실온으로 냉각하였다:
대역 1: 175℃(IR);
대역 2: 175℃(IR);
대역 3: 155℃(IR) 및 150℃(CO);
대역 4: 150℃(CO); 및
대역 5: 150℃(CO).
광-배향된 중합체 네트워크를 각각의 시험 렌즈에 적용한 후, 상기 광-배향된 중합체 네트워크의 적어도 일부를, 전술된 바와 동일한 유형 "D" 전구로부터의 선형 편광된 자외선 광(이는 직사각형 필터의 긴 쪽에 평행한 투과 축을 갖는 융합된 실리카 편광기를 사용하여 편광됨)에 35초 동안 노출함으로써 적어도 부분적으 로 배열시켰다. 램프로부터 렌즈까지의 거리는 약 6인치(15.24 cm)였다. 상기 광-배향성 중합체 네트워크의 적어도 일부를 배열한 후, 상기 렌즈를 실온으로 냉각하였다.
약 0.10 g의 습윤 막 중량을 달성하기 위한 조건 하에, 스핀 코팅에 의해 조성물 B를 상기 렌즈에 적용하였다. 하기 순서로 물질들을 혼합함으로써 조성물 B를 제조하였다: 39.9 중량%의 아니솔을 0.1 중량%의 BYK(등록상표) UV3530 계면활성제(미국 코네티컷주 왈링포드 소재의 비와이케이 케미(BYK Chemie)로부터 입수됨)와 혼합함; 가열하고 65℃에서 유지함; 회색 색상을 나타내도록 배합된 4.4 중량%의 이색성 염료를 첨가함; 60분 동안 혼합함. 액정 단량체를 첨가하고, 27.3 중량%의 RM 105 액정 단량체(미국 뉴저지주 깁스타운 소재의 이엠디 케미칼스 인코포레이티드(EMD Chemicals Inc.)로부터 입수되고, C23H26O6의 화학식을 갖는 것으로 보고됨)와 상기 조성물을 30분 동안 혼합하였다. 그 다음, 27.2 중량%의 RM 257 액정 단량체(미국 뉴저지주 깁스타운 소재의 이엠디 케미칼스 인코포레이티드로부터 입수되고, C33H32O10의 화학식을 갖는 것으로 보고됨)를 첨가하고, 이 조성물을 30분 동안 혼합하였다. 그 다음, 1.1 중량%의 비스-(2,6-다이메톡시벤조일)페닐포스핀 옥사이드를 첨가하고, 이 조성물을 30분 동안 혼합하였다.
100℃, 90℃, 60℃, 55℃ 및 55℃의 5개의 온도 대역을 갖는 적외선 가열 시스템을 사용하여 가열된 컨베이어 벨트 상에, 상기 코팅된 렌즈를 배치하였다. 상기 코팅된 렌즈를 상기 5개의 대역에 5분 동안 통과시켰다. 이어서, 상기 샘플을 실온으로 냉각하고, UV 컨베이어 경화 라인에 도입하였다.
상기 UV 컨베이어 경화 라인은, 산소 수준이 100 ppm 미만인 질소 대기를 가졌다. 길이가 25.4 cm(10 인치)인, 하나의 자외선 "유형 D" 157.5 J/초/인치(400 와트/인치) 철 요오다이드 도핑된 수은 램프 아래에서, 7.2 mm/초의 속도로 상기 컨베이어를 진행시켰다. 램프 전력을 94%로 설정하고, 상기 컨베이어의 20.3 cm(8.0 인치) 위에 상기 램프를 배치하였다. 수렴 깔대기(converging funnel)를 상기 램프의 아래에 배치하여, 광류(light flow)가 15.24 cm×5.08 cm(6 인치×2인치) 면적의 렌즈 노출을 향하게 하였다. 300 nm 필터를 상기 깔대기의 아래에 배치하여, 300 nm 초과의 UV 파장은 상기 렌즈에 들어가지 않도록 했다. 각각의 렌즈를 20초 동안 상기 UV 램프 아래에 노출시켰다. 이어서, 상기 샘플을 3시간 15분 동안 105℃(221℉)의 대류식 오븐에 두었다.
파트 2 - 접착성 시험
당업자에게 공지되고 후술되는 크로스해치(crosshatch) 테이프 박리 접착성 시험법을 사용하여, 조성물 A의 존재 및 부재 하에, 조성물 B로부터, 상기 시험 렌즈 상에 형성된 코팅의 접착성을 측정하였다. 각각의 실시예의 실험 렌즈에서, "A" 렌즈는 코팅 조성물 A가 없는 것이고, "B" 렌즈는 코팅 조성물 A가 있는 것이다. 1차 시험 또는 건조 시험에서는, (팁에서 팁까지) 약 1 mm 간격으로 이격되고 두께가 0.65 mm인 11개의 엑스-악토(X-acto, 등록상표) 유틸리티 나이프 블레이드로 구성된 절단 장비를 사용하여, 상기 샘플 상에 긴 제 1 커트(cut), 예컨대 지름 이 65 mm인 렌즈의 렌즈 중심으로부터 가장자리로부터 3 mm까지의 커트를 형성하고, 이어서 상기 제 1 커트에 대해 90°로 그를 가로질러 제 2 및 제 3 커트를 형성하였다. 상기 제 2 및 제 3 커트는 서로 분리되어 별도의 크로스해치 대역을 제공하였다. 2.54 cm(1인치) 너비 및 5 내지 6.3 cm(2 내지 2.5인치) 길이의 스카치(Scotch, 등록상표) 250 테이프(3M, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재) 조각을 상기 제 1 커트의 방향으로 적용하고, 눌러서 임의의 기포를 제거하였다. 시험 전에, 상기 테이프를 23℃±5℃ 및 60% 미만의 상대 습도에 저장하였다. 이어서, 날카롭고 신속하고 균일하고 연속적인 동작으로, 상기 표면으로부터 상기 테이프를 벗겨내었다. 새로운 테이프 조각으로 이러한 절차를 반복하였다. 3.8 cm(1.5인치)의 더 작은 테이프 조각을, 상기 제 1 테이프의 방향에 대해 90°의 방향으로 제 2 및 제 3 커트에 의해 생성된 크로스해치 대역 각각에 적용하였다. 상기 테이프를 전술한 바와 동일한 방식으로 벗겨내었다. 점 광원 및 루프/돋보기를 사용하여 생성 렌즈를 조사하였다. 상기 2개의 위치로부터 남아 있는 코팅의 %의 평균을 결정하고, "1차" 접착성 시험 결과로서 하기 표 1에 제시하였다. 상기 샘플들을 비등수에 0.5시간의 기간 동안 두었다. 상기 샘플들을 꺼낸 후, 건조하고, 실온으로 냉각하고, 상기 절차를 반복하였다. 상기 시험의 평균 결과를 "2차" 접착성 시험 결과로서 표 1에 제시하였다.
Figure 112009052006860-pct00015
(1) 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries Inc.)에서 시판되는 CR-607 단량체로부터 제조된 비코팅 렌즈.
(2) 영거 옵틱스(Younger Optics, 미국 캘리포니아 토란스 소재)에 의해 트라이벡스(TRIVEX, 등록상표, 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판됨)로부터 제조된 비코팅 렌즈.
(3) 영거 옵틱스(미국 캘리포니아 토란스 소재)에 의해 폴리카보네이트 단량체로부터 제조된 경질 코팅된 렌즈.
(4) 젠텍스 옵틱스 인코포레이티드(Gentex Optics, Inc., 미국 매사츄세츠주 두들리 소재)에 의해 폴리카보네이트로부터 제조되고 폴리 지엘씨(Poly GLC)로 지정된 경질코팅된 렌즈.
(5) 에실러 오브 아메리카(Essilor of America, 미국 텍사스주 달라스 소재)에 의해 제조되고 MR8로 지정된 비코팅 렌즈.
(6) 세이코 옵티컬 프로덕츠(Seiko Optical Products, 미국 뉴저지주 마와 소재)에 의해 제조되고 비코팅 MR10으로 지정된 렌즈.
(7) 세이코 옵티컬 프로덕츠(미국 뉴저지주 마와 소재)에 의해 제조되고 경질 코팅된 MR10으로 지정된 렌즈.
전술된 바와 같이, 본 발명은 특정 실시양태 및 실시예와 관련하여 본원에 기술되었지만, 본 발명은 개시된 특정 실시양태 및 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구의 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 진의 및 범주 내에 드는 변형들을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 본 개시 내용은, 본 발명의 명확한 이해와 관련된 본 발명의 실시양태를 예시하는 것임을 이해해야 한다. 따라서, 본 개시 내용의 단순화를 위해, 당업자에게 자명할 수 있고 이에 따라 본 발명의 더 나은 이해를 용이하게 하지 않는 본 발명의 특정 실시양태는 제시하지 않았다.

Claims (30)

  1. (a) 기재;
    (b) 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화(compatiblizing) 코팅; 및
    (c) 상기 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 배향(alignment) 코팅, 광변색성 코팅 및 액정 코팅 중에서 선택된 하나 이상의 기능성 유기 코팅
    을 포함하며, 이때
    상기 상용화 코팅이
    (i) 말단 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 수지상(dendritic) 중합체;
    (ii) 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질 또는 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
    (iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
    (iv) 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
    (v) 광개시제
    를 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 형성되는,
    광학 요소.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상용화 코팅이 광변색성 물질은 없는, 광학 요소.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 요소가,
    (a) 기재 표면의 적어도 일부와 접촉하는 내마모성 코팅을 포함하는 기재;
    (b) 상기 내마모성 코팅의 적어도 일부와 접촉하고 수지상 중합체를 포함하는 상용화 코팅;
    (c) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하고 배향 코팅, 광변색성 코팅 및 액정 코팅 중 하나 이상인 기능성 유기 코팅;
    (d) 상기 기능성 유기 코팅의 적어도 일부 상의, 전이 코팅(transitional coating), 내마모성 코팅 및 반사방지 코팅 중 하나 이상
    을 포함하는, 광학 요소.
  10. (a) 기재 표면의 적어도 일부 상에 상용화 코팅을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에, 배향 코팅, 광변색성 코팅 및 액정 코팅 중에서 선택된 하나 이상의 기능성 유기 코팅을 형성하되, 상기 기능성 유기 코팅이 상기 기재 표면에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하도록 하는 단계
    를 포함하며, 이때
    상기 상용화 코팅이
    (i) 말단 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 수지상(dendritic) 중합체;
    (ii) 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질 또는 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
    (iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
    (iv) 실란 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
    (v) 광개시제
    를 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 형성되는,
    광학 요소의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 상기 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에, 상기 상용화 코팅의 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 세팅(setting)한 다음, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 러빙(rubbing)하거나 텍스쳐화하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 배향시키는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기능성 유기 코팅이, 부분적으로 또는 전체적으로 배향된(aligned) 액정 물질을 포함하는 액정 코팅이고,
    상기 기능성 유기 코팅을 형성하는 단계가,
    (a) 액정 물질을 포함하는 코팅 조성물을 상기 상용화 코팅의 부분적으로 또는 전체적으로 배향된 부분 상에 적용하는 단계;
    (b) 상기 상용화 코팅의 부분적으로 또는 전체적으로 배향된 부분과 함께 상기 액정 물질의 적어도 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 배향시키는 단계; 및
    (c) 상기 액정 물질의 적어도 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 세팅하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  14. (a) 말단 작용기를 포함하는 수지상 중합체;
    (b) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하되, 이들 중 하나 이상이 에폭시기인 에폭시-함유 물질;
    (c) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
    (d) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
    (e) 개시제
    를 포함하고 광변색성 물질은 없는, 상용화 코팅 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수지상 중합체가 총 고체를 기준으로 상용화 코팅 조성물의 20 중량% 이상을 차지하는, 상용화 코팅 조성물.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 수지상 중합체가, 과분지화된 폴리에스터 올리고머, 과분지화된 폴리에스터 (메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭사이드-아민 수지상 중합체, 카보실란계 수지상 중합체, 아마이도 아민 수지상 중합체, 폴리설파이드 수지상 중합체, 폴리실록산 수지상 중합체, 폴리아미노설파이드 수지상 중합체, 폴리에터 수지상 중합체, 폴리티오에터 수지상 중합체, 폴리에스터 수지상 중합체, 폴리에스터 아마이드 수지상 중합체 및 폴리(에터 케톤) 수지상 중합체 중 하나 이상인, 상용화 코팅 조성물.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 수지상 중합체의 상기 말단 작용기가 하이드록실, (메트)아크릴레이트, 산, 아이소시아네이트, 티올, 아민, 에폭시, 실란 및 글라이시딜 중 하나 이상인, 상용화 코팅 조성물.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 상용화 코팅 조성물이, (메트)아크릴레이트기, 아이소시아네이트기, 티올기, 에폭시기, 실란기 및 글라이시딜기 중 하나 이상 및 에폭시기를 포함하는 에폭시-함유 물질을 포함하는, 상용화 코팅 조성물.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 에폭시-함유 물질이 총 고체를 기준으로 상기 상용화 코팅 조성물의 5 내지 50 중량%를 차지하는, 상용화 코팅 조성물.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 커플링제가 총 고체를 기준으로 상기 상용화 코팅 조성물의 5 내지 50 중량%를 차지하는, 상용화 코팅 조성물.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 개시제가 열개시제 및 광개시제 중 하나 이상을 포함하는, 상용화 코팅 조성물.
  22. (a) 기재;
    (b) 상기 기재의 표면의 적어도 일부 상의, 제 14 항에 따른 상용화 코팅 조 성물로부터 유도된 상용화 코팅; 및
    (c) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상의 기능성 유기 코팅
    을 포함하는, 광학 요소.
  23. (a) 기재 표면의 적어도 일부 상에, 제 14 항에 따른 상용화 코팅 조성물로부터 유도된 상용화 코팅을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 기능성 유기 코팅을 형성하는 단계
    를 포함하는, 안과 요소(ophthalmic element)의 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 상기 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에, 상기 상용화 코팅 조성물의 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 세팅한 다음, 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 러빙하거나 텍스쳐화하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 배향시키는, 방법.
  25. (a) 안과 기재;
    (b) (i) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
    (ii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하되, 이들 중 하나 이상이 (메트)아크릴레이트기인, (메트)아크릴레이트-함유 물질;
    (iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
    (iv) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
    (v) 개시제 및 촉매 중 하나 이상
    을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 형성되고 광변색성 물질은 없는, 상기 안과 기재의 표면의 적어도 일부 상의 상용화 코팅; 및
    (c) 상기 안과 기재에 대향하여 상기 상용화 코팅의 적어도 일부와 접촉하는, 배향 코팅, 광변색성 코팅 및 액정 코팅 중에서 선택된 하나 이상의 기능성 유기 코팅
    을 포함하는, 안과 요소.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 상용화 코팅 조성물이,
    (a) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
    (b) 2개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 (메트)아크릴레이트-함유 물질;
    (c) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
    (d) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물;
    (e) 광개시제; 및
    (f) 유기-주석 촉매
    를 포함하는, 안과 요소.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트-함유 물질이 수지상 중합체인, 안과 요소.
  28. (a) (i) 2개 이상의 아이소시아네이트기를 포함하는 아이소시아네이트-함유 물질;
    (ii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하되, 이들 중 하나 이상이 (메트)아크릴레이트기인, (메트)아크릴레이트-함유 물질;
    (iii) 2개 이상의 반응성 작용기를 포함하는 아미노플라스트 수지;
    (iv) 커플링제, 이의 적어도 부분적인 가수분해물 또는 이들의 혼합물; 및
    (v) 개시제 및 촉매 중 하나 이상
    을 포함하는 상용화 코팅 조성물로부터 유도되고 광변색성 물질은 없는 상용화 코팅을, 안과 기재 표면의 적어도 일부 상에 형성하는 단계;
    (b) 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를, UV 방사선, 전자 빔 방사선 및 열 방사선 중 하나 이상에 노출시킴으로써 부분적으로 또는 전체적으로 세팅하는 단계; 및
    (c) 배향 코팅, 광변색성 코팅 및 액정 코팅 중에서 선택된 하나 이상의 기능성 유기 코팅을 상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 형성하는 단계
    를 포함하는, 안과 요소의 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 상기 기능성 유기 코팅을 형성하기 전에, 상기 상용화 코팅의 일부를 러빙함으로써 상기 상용화 코팅의 적어도 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 배향시키는, 안과 요소의 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 기능성 유기 코팅이, 부분적으로 또는 전체적으로 배향된 액정 물질을 포함하는 액정 코팅이고,
    상기 상용화 코팅의 적어도 일부 상에 기능성 유기 코팅을 형성하는 단계가,
    (a) 상기 상용화 코팅의 배향된 부분의 적어도 일부 상에, 액정 물질을 포함하는 코팅 조성물을 적용하는 단계; 및
    (b) 상기 상용화 코팅의 배향된 부분과 함께 상기 액정 물질의 적어도 일부를 부분적으로 또는 전체적으로 배향시키는 단계
    를 포함하는, 안과 요소의 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1496087A1 (de) 2003-07-11 2005-01-12 Degussa AG Thermisch härtbare Pulverlackzusammensetzungen und deren Verwendung
US20050014004A1 (en) 2003-07-16 2005-01-20 King Eric M. Adhesion enhancing coating composition, process for using and articles produced
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1496087A1 (de) 2003-07-11 2005-01-12 Degussa AG Thermisch härtbare Pulverlackzusammensetzungen und deren Verwendung
US20050014004A1 (en) 2003-07-16 2005-01-20 King Eric M. Adhesion enhancing coating composition, process for using and articles produced
US20060141171A1 (en) 2004-12-28 2006-06-29 Keiko Tazaki Optical element and method for manufacturing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160006401A (ko) 2014-07-09 2016-01-19 주식회사 케이오씨솔루션 기능성 코팅층이 형성된 광학렌즈의 제조방법
KR20160012787A (ko) 2014-07-25 2016-02-03 주식회사 케이오씨솔루션 광학렌즈에 기능성 코팅층을 형성하는 방법 및 기능성 코팅층이 형성된 광학렌즈
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