KR101234691B1

KR101234691B1 - 코팅된 광학렌즈의 초기 최외각 코팅층을 교체하거나 그위에 다른 코팅층을 침적시키는 방법

Info

Publication number: KR101234691B1
Application number: KR1020057024005A
Authority: KR
Inventors: 아그네스 잘로울리; 제랄드 폴난드
Original assignee: 에실러에떼르나쇼날(꽁빠니제네랄돕띠끄)
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2013-02-19
Also published as: CN100514089C; BRPI0411415A; JP2006527402A; WO2004111691A1; CA2529321C; AU2004248264A1; AU2004248264B2; CN1823282A; EP1636616B1; US20040253369A1; BRPI0411415B1; US7217440B2; CA2529321A1; ES2523847T3; EP1636616A1; JP4820751B2; KR20060027806A

Abstract

본 발명은 코팅된 광학렌즈의 초기의 최외각 코팅층을 상기 초기의 최외각 코팅의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 새로운 최종 코팅의 층으로 교체하거나 또는 그 위에 침적시키는 방법으로서, (a) 물과의 표면 접촉 각이 적어도 65°인 초기 최외각 코팅층을 갖는 코팅된 광학 렌즈를 제공하는 단계; (b) 물과의 접촉 각이 10°이하인 처리된 표면을 얻기 위하여, 상기 초기 최외각 코팅층을 대기압 근처에서 1분 이하의 시간 동안 활성 화학 종으로 처리하는 단계; 및 (c) 상기 처리된 표면상에 상기 초기 최외각 코팅의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 최종 코팅의 층을 침적시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 포함한다.

광학 렌즈, 최외각 코팅

Description

코팅된 광학렌즈의 초기 최외각 코팅층을 교체하거나 그 위에 다른 코팅층을 침적시키는 방법{Process for replacing an initial outermost coating layer of a coated optical lens by or depositing thereon a different coating layer}

본 발명은 코팅된 광학 렌즈, 특히 안과용 렌즈의 초기 최외각 코팅층을 초기 최외각 코팅의 표면특성과 다른 표면특성을 갖는 새로운 최종 코팅층으로 교체하거나 또는 그 위에 침적시키는 일반적인 방법에 관한 것이다.

안과용 렌즈의 제조에 있어서, 얻어지는 안과용 렌즈에 충격 저항성(impact resistance), 긁힘 저항성, 반사 방지 및 오염 방지 특성과 같은 다양한 특성을 부여하기 위해, 하나 또는 몇몇의 기능성 코팅층으로 렌즈를 코팅하는 것이 더욱더 일반적인 것이 되고 있다.

따라서, 종래의 안과용 렌즈는, 무기 글래스 또는 유기 글래스와 같이 광학적으로 투명한 물체로 만들어진 기질로, 그의 주 표면들 중 적어도 하나가 연속적으로, 프라이머 코팅층, 긁힘-저항성의 코팅층, 반사-방지 코팅층 및 오염 방지 코팅층(소수성 및/또는 소유성 최고 코팅)으로 코팅되는 기질을 포함할 수 있다.

종래에는, 안과용 렌즈의 최외각 코팅층은 오염방지 코팅(또는 최상부 코팅) 이다.

최상부 코팅 기술에 있어서 빠른 발전에 비추어, 초기에 침적된 소수성 최상부 코팅을 이와 다른 또는 향상된 특성을 갖는 새로운 최상부 코팅으로 안전하게 교체할 수 있다면, 흥미로울 것이다.

물론, 최외각 코팅층을 다른 것으로 그렇게 교체하는 것은, 그 밑의 코팅층 및/또는 기질, 특히 광학적 특성에 해로운 영향을 주지않고 효과적이어야만 한다.

특히, 최상부 코팅은 반사방지 코팅층상에 보통 침적되고, 교체 공정은 이 반사-방지 코팅층의 특성을 손상시키지 않아야만 한다.

또한, 안과용 렌즈는, 렌즈의 오목 및 볼록한 광학적 표면 모두의 외형을 결정하는 몰딩 및/또는 서페이싱(surfacing)/폴리싱(polishing) 작업의 연속과, 그리고 그 다음의 상기한 바와 같은 적절한 표면처리로부터 얻어진다. 안과용 렌즈의 최종 마무리는 렌즈의 테나 바깥둘레를, 그것이 놓여질 안경 마운트(spectacle mount)에 렌즈를 맞추기 위해 치수에 맞도록 기계 가공하는 모서리 가공 단계이다.

모서리 가공은 일반적으로, 위에서 정의된 기계가공을 수행하는 다이아몬드 휠(wheel)들을 포함하는 기계상에서 수행된다.

이러한 동작이 수행되는 동안, 렌즈는 축상의 블로킹 수단에 의해 지지된다.

휠에 대한 렌즈의 상대적인 움직임은, 원하는 형태를 얻기 위해 일반적으로 수치적으로 제어된다.

따라서, 움직임 동안 렌즈가 견고하게 지지되어야하는 것이 절대적으로 필요하다.

이 때문에, 모서리 가공 작업 전에, 지지 수단이 렌즈의 볼록한 표면상에 위치된다.

예를 들면, 접착 웨이퍼의 양면 접착제와 같은 지지 패드가 렌즈의 지지 수단과 렌즈의 볼록한 표면 사이에 놓여 진다.

그 다음, 이와 같이 장착된 렌즈는, 위에서 언급한 축상의 블로킹 수단들 중의 어느 하나 상에 위치되고, 다른 축상의 블로킹 수단은, 탄성계의 스톱(stop)을 통해 렌즈의 오목 면에 압력을 가하게 된다.

기계 가공의 동안, 렌즈가 충분히 강하게 지지되지 않는다면, 지지 수단에 대해 상대적으로 렌즈의 회전을 일으키는 탄젠트 토크가 렌즈 상에 가해진다.

렌즈의 양호한 블로킹은, 주로 렌즈의 지지 패드와 렌즈의 볼록한 표면 사이의 계면에서의 양호한 접착에 주로 의존하게 된다.

이미 언급한 바처럼, 안과용 렌즈의 최외각 코팅층은, 반사방지 코팅 상에 일반적으로 형성된 소수성 및/또는 소유성의 오염방지 최상부 코팅을 보통 포함한다.

그러한 최상부 코팅들과 관련된 하나의 문제점은 그것들의 표면 특성 때문에, 그것들은 렌즈의 지지 패드와 렌즈의 볼록 표면 사이의 계면에서의 양호한 접착을 얻는 것을 허락하지 않는다는 것이며, 이러한 접착의 결핍은 소수성 및/또는 소유성의 최상부 코팅의 효율의 증가와 함께 증가한다.

따라서, 모서리가공 작업 동안 지지 패드와의 양호한 접착을 낳는 최외각 코팅을 갖는 안과용 렌즈를 생산하는 것과 그 다음 이러한 초기 최외각 코팅을 의도된 용도에 따라 보다 효율적이거나 적절한 최종 코팅층에 의해 교체하는 것이 관심사가 될 것이다.

WO 01/68384 문서에는, 노출된 영역의 표면 에너지를 증가시키고, 그 결과로 얻어지는 가시성의 마킹을 포깅(fogging)에 의해 얻기 위해, 코로나 방전(corona discharge)과 같은 안과용 렌즈의 표면상의 고에너지 마킹을 만드는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 렌즈표면의 단지 매우 작은 영역만이 노출되고, 하위 코팅 또는 기질의 부분적인 제거는, 그것이 렌즈의 광학적 특성에 영향을 미치지 않기 때문에, 묵인될 수 있다.

일본의 공개 됐으나 심사되지 않은 특허 공개공보 2000-308846호는, 광학 부품과 같은 기초 물질의 표면을 예비처리함으로써, 탁월한 방오성, 긁힘 저항성, 및 용매 저항성을 갖는 방오층을 형성하는 것을 개시한다. 예비처리는 고주파 플라즈마(frequency plasma), 전자 빔(electron beam), 이온 빔(ion beam), 증착(vapor deposition), 스퍼터링(sputtering), 알칼리(alkali), 산(acid), 코로나 방전(corona discharge) 또는 대기압 글로우 방전(atmospheric pressure glow discharge) 방법 등일 수 있다.

처리되는 표면은 반사-방지층의 외부 표면일 수 있다. 더 정확하게는, 반사방지 막의 표면 에너지는 60J/m²처럼 높다. 따라서, 매우 높은 표면에너지 때문에, 처리되는 표면은 무기 층의 표면, 일반적으로 반사방지 적층의 SiO₂층이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 하위의 기능층 및/또는 렌즈 기질의 특성, 특히 광학적 특성에 해로운 영향을 미치지 않고, 코팅된 광학 렌즈의 초기 최외각 코팅층을 초기 최외각 코팅의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 새로운 최종 코팅층으로 교체하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 코팅된 광학 렌즈의 초기의 최외각 코팅층을 상기 초기의 최외각 코팅층의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 새로운 최종 코팅의 층으로 교체하거나 또는 그 위에 침적시키는 방법으로서;

(a) 물과의 표면 접촉 각이 적어도 65°인 초기 최외각 코팅층을 갖는 코팅된 광학 렌즈를 제공하는 단계;

(b) 물과의 접촉 각이 10°이하인 처리된 표면을 얻기 위하여, 상기 초기 최외각 코팅층을 대기압 근처에서 그리고 1분 이하의 시간 동안 활성 화학 종으로 처리하는 단계; 및

(c) 상기 처리된 표면상에 상기 초기 최외각 코팅의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 최종 코팅의 층을 침적시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서 , 방법은 처리 단계(b)전에 또는 처리 단계(b)후 그리고 최종 코팅층의 침적 단계(c)전에, 렌즈의 모서리 가공(edging) 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에 있어서 필수적인 단계는 처리 단계(b)이다.

처리단계(b)에서, 렌즈 표면의 대부분, 바람직하게는 렌즈의 전체 표면이 처리되는 것으로 이해돼야 한다.

바람직하게는, 활성 화학종으로의 초기의 최외각 코팅층의 처리의 지속 시간은 40초 이하이고, 보다 바람직하게는 30초 이하이고, 가장 바람직하게는 약 20초이다. 그리고 처리된 표면은 바람직하게는 10°이하의 접촉각을 갖고, 더욱 바람직하게는 5°이하이다.

정의로, 활성 화학종으로의 처리의 지속 시간은, 초기 최외각 코팅층의 표면의 각 지점이 활성 화학종과 접촉하는 동안의 시간이다.

언급되지 않는다면, 물과의 표면 접촉각은, 2mm보다 작은 직경을 갖는 물방울이 광학 물품 상에 형성되고 접촉각이 측정되는 액체 방울 방법에 따라 결정되는 물과의 정지 접촉각을 의미한다.

기본적으로, 활성 화학종은 자유 라디칼이고, 특히 산소 자유 라디칼이다.

렌즈의 전체 표면상의 활성 화학종의 작용을 균일하게 하기 위해서는, 처리 단계(b)의 동안에 공기를 취입하는 것이 바람직하다.

공기의 일정한 흐름이 두 개의 전극 사이에 불어 취입된다. 그것은 생성된 아크(arc) 또는 플라즈마를 편향시켜, 처리할 대상의 표면상에 퍼지도록 한다. 그 다음 렌즈들과 같은 3차원의 물체가 처리될 수 있다.

활성 화학 종들로의 바람직한 처리는 코로나 방전 처리 및 대기 압력 플라즈마 처리이며, 특히 코로나 방전 처리이다.

전형적으로, 코로나 방전 처리 전력은 10²내지 2.10³W, 바람직하게는, 5x10²내지 10³ W범위이다.

예를 들면, 코로나 방전 처리는 3DT로 부터의 코로바 방전 유닛, 전극당 12KV의 방전을 갖는 800와트(watts) 모델 멀티다인(multidyne)을 이용하여 수행될 수 있다.

더 높은 주파수, 즉 2000HZ가 좋은 결과를 제공하지만, 보다 낮은 주파수가 안전상의 이유로 더욱 바람직하다.

바람직한 대기 압력 플라즈마 처리는 산소 플라즈마 처리이다.

보통, 플라즈마 처리의 전력은 10²내지 10³W 범위이고, 일반적으로 약 6x10² W 이다.

본 발명의 방법에 따른 처리단계(b)의 주요한 특징은, 대기 압력에서 수행된다는 것이다. 대기 압력은, 250~760mm Hg의 압력범위, 바람직하게는, 600~760mm Hg를 의미한다.

바람직하게는, 초기의 최외각 코팅층은 적어도 13mJ/m², 보다 바람직하게는 적어도 15mJ/m²,또는 가장 바람직하게는 적어도 20mJ/m²의 표면에너지를 갖는다. 그러나 또한 바람직하게는 35mJ/m²미만, 보다 바람직하게는 30mJ/m²미만의 표면에너지를 갖고 1~100nm 의 두께, 바람직하게는 1~60nm의 두께, 더욱 바람직하게는 10~60nm의 두께를 갖는다. 초기의 최외각 코팅은 1~10nm처럼 얇게, 바람직하게는 1~5nm가 될 수 있다.

본 발명에서 모든 표면 에너지들은 다음 문서에 기술된 OWENS-WENDT법에 따라 계산된다: "폴리머의 표면 에너지의 추정" OWENS D.K. WENDT R, G(1969) J.APPL.POLYM, SCI.,13, 1741-1747

초기의 최외각 코팅층은 광학렌즈의 분야에서 어떤 전통적인 코팅, 특히, 오염-방지 코팅(소수성 및/또는 소유성 최상의 코팅), 긁힘-저항성 코팅의 외부 표면부, 또는 반사방지 적층의 최외각 코팅층일 수 있다.

본 발명에 따른 초기의 최외각 코팅층은, 바람직하게 유기질이다. 본 발명에서의 유기질은, 바람직하게는, 유기물의 코팅층의 정체 중량의 적어도 40중량%, 바람직하게는 50중량%로 이루어지는 층을 의미한다.

바람직한 초기의 최외각 코팅층은 소수성 및/혹은 소유성 최상부 코팅이고, 또한 바람직하게는 적어도 하나의 플루오르화된 화합물을 포함하는 조성물로부터 제조된 최상부 코팅이다.

바람직한 플루오로 화합물(fluoro compound)은 플루오로카본(fluorocarbon), 폴리플루오로카본(polyfluorocarbon), 플루오로폴리에테르(fluoropolyether) 및 폴리플루오로폴리에테르(polyfluoropolyether) 특히, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyethers)로부터 선택된 적어도 하나의 그룹을 지니는 실란(silane) 및 실라자인(silazane)이다.

플루오로화합물이 다른 것들 중에 US-4,410,563, EP_0 203 730, EP-749 021, EP-844 265 및 EP_933 377에 개시된다.

플루오로 실란 중에서 다음의 화학식의 화합물이 열거될 수 있다:

n은 5, 7, 9, 또는 11이며, R은 알킬 라디칼, 전형적으로 -CH₃, -C₂H₅ 및 -C₃H₇과 같은 C₁-C₁₀ 알킬 라디칼,

CF₃CH₂CH₂SiCl₃;

n'=7 또는 9이며, R은 위에서 정의된 바와 같다.

최상부 코팅을 만드는데 또한 유용한 플루오로 화합물을 함유하는 조성물이 US 6,183,872에서 개시되어 있다.

US 6,183,872의 실리콘-함유 유기 플루오로중합체(fluoropolymer)는 일반식으로 나타내며, 5X10²부터 1X10⁵ 까지의 수 평균 분자량을 갖는다.

여기에서 Rf는 퍼플루오로알킬(perfluoroalkyl)을 나타내며; Z 는 플루오로 또는 트리플루오로메틸(trifluoromethyl); a+b+c+d+e 는 1 보다 작지않고, 수식에나타나는 밑첨자 a, b, c, d, 및 e에 의해 괄호(parenthesized)쳐진 반복되는 단위들의 치수는 도시된 것에 한정되지 않는다면 a, b, c, d 및 e 각각은 독립적으로 0혹은 1 또는 그 이상의 정수를 나타낸다 ; Y는 수소 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함하는 알킬을 의미하고: X는 수소, 브로모(bromo) 또는 요오드(iodo)를 의미하고; R¹은 히드록시 또는 가수분해 가능한 치환기를 의미하고; R²는 수소 또는 1가의 탄화수소그룹를 의미하고; I는 0, 1 또는 2를 의미하고; m은 1,2 또는 3을 의미하고; 그리고 n"은 1 또는 그 이상의 정수, 바람직하게는 2 또는 그 이상의 정수를 의미한다.

초기의 최상부 코팅을 형성하기 위한 바람직한 조성물의 다른 유형은, 플루오로폴리에테르기, 특히 폴리플루오로폴리에테르기 및 상세하게는 퍼플루오로폴리에테르기를 함유하는 것이다. 플루오로폴리에테르기를 함유하는 조성물의 구체적으로 바람직한 유형은 US-6,277,485에 개시되어있다.

US-6,277,485의 오염-방지 최상부 코팅은, 다음의 화학식의 적어도 하나의 플루오르화된 실란을 포함하는 코팅조성물(전형적으로 용액의 한 형태를 하고 있는)를 가함에 의하여 준비된, 플루오르화된 실록산(siloxane)을 포함하는, 적어도 부분적으로 경화된 코팅이다.:

여기에서, R_f는 1가의 또는 2가의 폴리플루오로폴리에테르그룹이며,R¹은 2가의 알킬렌(alkylene)기, 아릴렌(arylene)기, 또는 이들의 조합이고, 하나 또는 그 이상의 헤테로원자 또는 작용기를 선택적으로 포함하고, 할로겐화물(halid)과 선택적으로 치환되며, 바람직하게 2~16개의 탄소 원자들을 포함한다; R² 는 저급 알킬기다.(즉, a(C₁-C₄)알킬기); Y는 할로겐화물, 저급 알콕시기( 즉, (C₁-C₄)알콕시기, 바람직하게 메톡시 또는 에톡시기), 또는 저급 아실록시(acyloxy)기 (즉, -OC(O)R³ , 여기에서 R³은 (C₁-C₄)알킬기)이고; x는 0 또는 1이고; 그리고 y는 1(R_f는 1가) 또는 2(R_f는 2가)이다. 적합한 화합물은, 전형적으로, 적어도 약 1000의 분자량(수 평균값) 을 갖는다. 바람직하게는 Y는 저급 알콕시기이고 R_f는 퍼플루오로폴리에테르기이다.

최상부 코팅을 만들기 위한 상업용의 조성물은, SHINETSU에 의해 시판되는 KP801M 의 조성물이 있다.

일반적으로, 코팅된 렌즈의 초기 최외각 코팅층은 1~100nm 범위의 두께를 갖고, 바람직하게는 1~60nm이며, 더욱 바람직하게는 1~5nm의 두께를 갖는다.

바람직하게는, 코팅된 렌즈의 초기 소수성 최상부 코팅은 반사-방지 코팅 상에 침적 된다.

반사-방지 코팅 및 이의 제조 방법은 이 기술분야에서 잘 알려져 있다. 반사-방지 코팅은, 최종 렌즈의 반사-방지 특성을 향상하는 어떠한 층 또는 층들의 적층이 될 수 있다.

반사-방지 코팅은, SiO, SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, ZrO₂, La₂O₃, MgF₂, 또는 Ta₂O₅ 또는 이들의 혼합물과 같은 유전물질의 단일 또는 다중측 막으로 바람직하게 이뤄질 수 있다.

반사-방지 코팅은 특히, 다음 기술중의 어느 하나에 따른 진공침적에 의해서 이루어질 수 있다:

1. 증착, 선택적으로 이온빔 보조법에 의해;

2. 이온빔을 이용한, 스프레잉(spraying)에 의해;

3. 음극 스퍼터링(cathod sputtering)에 의해 ; 또는

4. 플라즈마 보조 증기-상 화학 증착에 의해.

막이 단일층을 포함하는 경우에, 그 광학적 두께는, λ가 450~650nm의 파장인 경우, λ/4과 같아야 한다.

바람직하게는, 반사-방지 코팅은, 높고 낮은 굴절 지수가 교대로 위치하는 세 개 또는 그 이상의 유전체 물질 층을 포함하는 다중 층 막이다.

바람직한, 반사-방지 코팅은 진공 증착에 의해 형성된 네 개의 층의 적층물 예를 들면, 약 35~70nm의 광학 두께를 갖는 제 1 ZrO₂ 층, 약 20~40nm의 광학적 두께를 가진 제 2 SiO₂ 층, 약 120~190nm의 광학적 두께를 가진 제 3 ZrO₂ 층, 100~160nm의 광학적 두께(광학적 두께는 파장 λ=550nm에 대한 것이다)를 갖는 제 4 ZrO₂ 층을 포함한다.

상기한 바와 같이, 코팅된 렌즈는 바람직하게, 긁힘-저항성 코팅층을 포함하고 반사-방지 코팅층은 긁힘-저항성의 코팅층상에 전형적으로 침적된다.

어떠한 공지의 광학적 긁힘 저항성의 코팅 조성물이, 긁힘 저항성의 코팅을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 이렇게, 긁힘 저항성의 코팅 화합물은 UV 및/또는 열경화성 조성물일 수있다.

정의로, 긁힘 저항성의 코팅은, 긁힘 저항성의 코팅이 없는 동일한 광학적 제품(article)에 비하여, 최종 광학적 제품의 내마모성을 개선하는 코팅이다.

바람직한 긁힘 저항성의 코팅은, 에폭시알콕시실란(epoxyalkoxysilane) 또는 이들의 가수분해물(hydrolyzate)를 포함하는 전구체 조성물 및 경화촉매를 경화시킴으로써 만들어지는 것이다. 바람직하게, 긁힘 저항성 코팅은, SiO₂ 및/또는 금속 산화물 콜로이드와 같은 적어도 하나의 무기 필러(filler)를 포함한다. 이러한 조성물의 예들은, US 4,211,823, WO 94/10230, US 5,015,523에 개시되어있다.

가장 바람직한 긁힘 저항성 코팅 조성물들은 예를 들면, r-글리시독시프로필트리메톡시실란(GLYMO:r-glycidoxypropyltrimethoxysilane) 및, 예를 들면, 디메틸디에톡시실란(DMDES:dimethyldiethoxysilane), 콜로이달(colloidal) 실리카 및 알루미늄 아세틸아세토네이트(acetylacetonate) 또는 그것의 가수 분해물과 같은 경화촉매의 촉매랑 같은, 디알킬디알콕시실란(dialkyldialkoxysilane)과 같은 에폭시알콕시실란을 주요한 구성 성분으로 포함하는 것들이고, 조성물의 나머지는 이러한 조성물을 조제하는데 통상적으로 이용되는 용매로 필수적으로 이루어진다.

긁힘 저항성 코팅은 적어도 하나의 결합제의 효과적인 양을 포함할 수 있다.

바람직한 결합제는 에폭시알콕시실란 및 불포화 알콕시실란의 사전-응축 용액이며, 바람직하게는, 말단 에틸렌 이중결합을 포함한다.

에폭시알콕시실란의 예들은 r-글리시독시프로필터메톡시실란(r-glycidoxypropyltermethoxysilane) 및 r-글리시독시프로릴펜타임메틸디실록산(r-glycidoxyprolylpentamethyldisiloxane) 및 r-글리시독시프로필메틸디이소프로펜옥시실란(r-glycidoxypropylmethyldiisopropenoxysilane), (r-글리시독시프로필)메틸에톡시실란((r-glycidoxypropyl)methyldiethoxysilane), r-글리시독시프로필메틸에톡시실란(r-glycidoxypropylmethylethoxysilane), r-글리시독시프로필디이소프로필에톡시실란(r-glycidoxypropyldiisopropylethoxysilane), 및 (r-글리시독시프로필)비스(트리메틸실록시)메틸실란((r-glycidoxypropyl)bis(trimemethylsiloxy)methylsilane)이다.

바람직한 에폭시알콕시실란(epoxyalkoxysilane)은 (r-글리시독시프로필)트리메톡시실란(trimethoxylsilane)이다.

불포화된 알콕시실란은 비닐실란(vinylsilane), 아릴실란(allysilane), 아크릴 실란(acrylic silane) 또는 메타크릴릭 실란((methacrylic silane)이 된다.

비닐실란의 예는 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란(methoxyethoxy silane), 비닐트리시소뷰톡시실란(vinyltrisisobutoxysilane), 비닐트리-t-뷰톡시실란(vinyltri-t-butoxysilane), 비닐트리페녹시실란(vinyltriphenoxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane), 비닐트리이소프로폭시실란(vinyltrisopropoxysilane), 비닐트리에톡시실란(vinyltriethoxysilane), 비닐트리아세톡시실란(viniltriacetoxysilane), 비닐메틸디에톡시실란(vinylmethyldiethoxysilane), 비닐메틸디아세톡시실란(vinylmethyldiacetoxysilane),, 비닐비스(트리메틸실록시)실란(vinylbis(trimethylsiloxy)silane, 및 비닐디메톡시에톡시실란(vinyldimethoxyethoxysilane)이다.

아릴실란의 예는 알리트리메톡시실란(allytrimethoxysilane), 알킬트리에톡시실란(alkyltriethoxysilane) 및 알리트리스(트리메틸실록시)실란(allytris(trimethylsiloxy)silane)이다.

아크릴실란의 예는 3-아크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란(3-acryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane), 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-acryloxypropyltrimethoxysilane), 아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란(acryloxypropylmethyldimethoxysilane), 3-아크릴옥시프로필메틸비스(트리메틸실록시)실란(3-acryloxypropylmethylbis(trimethylsiloxy)silane) 3-아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란(acryloxypropyldimethylmethoxysilane), n-(3-아크릴옥시-히드록시프로필:hydroxypropyl)-3-아미노프로필트리에톡시실란(n-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane)이다.

메타크릴릭실란의 예는 3-메타크릴옥시프로필트리스(비닐디메톡시실록시)실란(3-methacryloxypropyltris(vinyldimethoxysiloxy)silane) 3-메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란(3-methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane), 3-메타크릴옥시프로필트리스(메톡시에톡시)실란(3-methacryloxypropyltris(methoxyethoxy)silane), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), 3-메타아크릴옥시프로필펜타메틸디실록산(methacryloxypropylpentamethyldisiloxane), 3-메타아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란((3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane), 3-메타아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란(3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane), 3-메타아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란(3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane), 3-메타아크릴옥시프로필디메틸에톡시실란(3-methacryloxypropyldimethylethoxysilane), 3-메타아크릴옥시프로펜닐트리메톡시실란(methacryloxypropenyltrimethoxysilane), 및 3- 메타아크릴옥시프로필비스(트리메틸실록시)메틸실란(3-methacryloxypropylbis(trimethylsiloxy)silane)이다.

바람직한 실란은 아크릴옥시프로필트리메톡시실란(acryloxypropyltrimethoxysilane)이다.

바람직하게는, 결합제 준비에 이용되는 에폭시알콕시실란(s) 및 불포화 알콕시실란(s)의 양은 중량비:

에폭시알콕시실란의 중량

R =--------------------------------------------- 가,

불포화 알콕시실란의 중량

조건 0.8≤R≤1.2를 만족하는 범위이다.

바람직하게는, 결합제는 에폭시알콕시실란(S) 및 불포화된 알콕시실란(S) 으로부터 고체재료의 중량%로 적어도 50%를 포함하며, 더욱 바람직하게는 중량%로 적어도 60%를 포함한다.

바람직하게는, 결합제는 액체 물 및/또는 유기용매의 중량%로 40%보다 더 적게 포함하고, 더욱 바람직하게는 중량%로 35%보다 더 적게 포함한다.

"에폭시알콕시실란 및 불포화된 알콕시실란으로부터 고체 재료의 중량"의 표현은 가수분해시 SiR'이 반응하여 SiOH 를 형성하는 Q_kSiR'O_(4-k)로부터 얻어지는단위중량 Q_kSiO_(4-k)/2Q_kSiO_(4-k)/2계산된 중량인, 실란들로부터의 이론상 건조 추출물을 의미한다.

k는 1부터 3까지의 정수이며, 바람직하게는, 1 이다.

R'는 바람직하게는, OCH₃과 같은 알콕시기이다.

물 및 유기용매는 결합제에 의해 초기에 첨가되는 것 들로부터 위에서 얻어지는 것을 말하며 물 및 알코올은 결합제 조성물에 존재하는 알콕시실란의 가수분해 및 응축으로부터 얻어진다.

바람직한, 결합제의 준비방법은:

1) 알콕시실란을 혼합하는 단계;

2) 바람직하게는 히드로클로릭산과 같은 산의 첨가에 의해서, 알콕시실란을 가수분해하는 단계;

3) 혼합물을 교반하는 단계;

4) 유기용매를 선택적으로 첨가하는 단계;

5) 알루미늄 아세틸아세토네이트와 같은 하나 또는 다수의 촉매를 첨가하는 단계;

6) 교반(전형적인 지속시간: 하룻밤 동안) 하는 단계를 포함한다.

전형적으로, 긁힘 저항성 코팅조성물에 도입되는 결합제의 양은, 전체 조성물 중량의 중량%로 0.1 에서 15%, 바람직하게는 1 내지 10%를 나타낸다.

긁힘 저항성 코팅 조성물은 스핀(spin), 침액(dip), 플로우 코팅(flow coating)과 같은 어떠한 전형적인 방법을 이용하여 적용될 수 있다.

긁힘- 저항성 코팅 조성물은 단순하게 건조될 수 있거나, 차후의 반사-방지 코팅을 적용하기 전에 선택적으로 사전-경화될 수 있다. 긁힘 저항성 코팅 조성물의 성질에 따라, 열적 경화(thermal curing), UV-경화(UV-curing) 또는 둘의 조합이 첨가될 수 있다.

긁힘 저항성 코팅의 두께는, 경화 이후에 보통 1~15㎛, 바람직하게는 1.5~6㎛의 범위이다.

긁힘 저항성 코팅 조성물은 적어도 하나의 소수성 계면활성제를 또한 포함할 수 있다.

소수성 계면활성제는, 계면활성제 없는 동일하게 경화된 코팅에 비교하여, 경화된 긁힘 저항성 코팅의 소수성 특성 (예를 들면 표면 에너지를 감소시키는)을 향상시키는 계면활성제를 의미한다.

계면활성제의 예는:

다우 코닝(Dow Corning)으로부터의: 실리콘(silicone), 오가노실란(organosilanes), 플루오로실란(fluorosilane);

윗코(Witco)로부터의: 실리콘, 개질된 트리실록산(modified trisiloxane), 아크릴레이트(acrylate), 개질된 실리콘 혼성중합체(modified silicone copolymer)를 포함한다.

바람직한, 계면활성제는 플루오르화된 화합물이고, 특히 플루오르화된 실리콘 화합물이며, 특히 위에서 개시된 플루오르화된 실리콘 화합물이다.

바람직한 소수성 계면활성제는 3M 에 의해 시판되는 Fluorad FC 430 또는 EFKA로 부터의 EFKA-3034이다.

EFKA-3034는 유기적으로 개질된 폴리실록산(polysiloxane)을 함유하는 플루오로카본(flurocarbon)이다.

계면 활성제의 양은 전형적으로 0.01부터 0.5wt%의 범위이다.

코팅된 렌즈는 또한, 바람직하게는, 렌즈기질에 긁힘저항성-코팅의 접착성 및 /또는 렌즈의 내충격성을 향상시키기위한 프라이머 코팅층(primer coating layer)을 포함한다.

프라이머 코팅은 충격저항성 및/또는 최종 광학 제품의 긁힘 저항성 코팅의 접착성을 향상시키기 위해 전형적으로 사용되는 어떤 코팅도 될 수 있다.

정의로, 충격-저항성 프라이머 코팅은, 충격-저항성 프라이머 코팅이 없는 동일한 광학제품과 비교할때 최종 광학 제품의 내충격성을 향상시키는 코팅이다.

전형적인 프라이머 코팅은 (메트)아크릴계((meth)acrylic) 코팅 및 폴리우레탄계(polyurethane) 코팅이다.

(메트)아크릴계 코팅은, 다른 것들 중에서, 특히 열가소성 및 교차 연결된 계통의 폴리우레탄계 수지 코팅이 개시된 US 5,015,523, 일본 특허 63-141001 및 63-87223, EP 0 404 111 및 US 5,316,791에 개시된다.

특히, 본 발명에 따른 프라이머 코팅은, 폴리(메트)아크릴 라텍스(poly(meth)acrylic latex), 폴리우레탄 라텍스(polyurethane latex) 또는 폴리에스테르 라텍스(polyester latex)와 같은 라텍스 조성물로부터 만들어질 수 있다.

바람직한 (메트)아크릴계프라이머 코팅 조성물 중에서 우레탄(메트) 아크릴레이트 및 그의 혼합물뿐만 아니라, 예를 들면, 테라에틸렌글루콜디아크릴레이트(teraethyleneglycoldiacrylate), 폴리에틸렌글리콜(200) 디아크릴레이트(polyethylenglycol(200)diacrylate), 폴리에틸렌글리콜(400) 디아크릴레이트(polyethylenglycol(400)diacrylate), 폴리에틸렌글리콜 (600) 디(메트)아크릴레이트(polyethylenglycol(600)di(meth)acrylate)와 같은 폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트(polyethylenglycol(meth))계 조성물들이 인용될 수 있다.

바람직하게는, 프라이머 코팅은 30℃ 보다 낮은 유리 전이온도(Tg)를 갖는다.

바람직한 프라이머 코팅 조성물 중에서 제네카(ZENECA)에 의해서 상용화되는 아크릴릭 라텍스(acrylic latex) A-639라는 상표아래 시판되는 아크릴 라텍스(ACRYLIC LATEX) 및 바센덴(BAXENDEN)에 의한 W-240 및 W-234의 상표하에서 시판되는 폴리우레탄 라텍스가 인용될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 프라이머 코팅은, 광학 기질에 대한 및/또는 긁힘 저항성 코팅에 대한 프라이머 코팅의 접착성을 증진하기 위하여, 결합제의 효과적인 양을 또한 포함할 수 있다.

동일한 결합제가, 동일한 양에서, 긁힘 저항성 코팅 조성물에 대하여 프라이머 코팅 조성물과 이용될 수 있다.

프라이머 코팅 조성물은 스핀, 침액, 플로우 코팅 등과 같은 어떠한 전통적인 방법을 이용하여 적용될 수 있다.

충격-저항성 프라이머 코팅 조성물의 성질에 의존하여, 열적 경화, UV-경화 또는 이 둘의 조합이 사용될 수 있다.

프라이머 코팅의 두께는 경화 후에, 전형적으로 0.05부터 20㎛, 바람직하게는 0.5~10㎛, 더욱 바람직하게는, 0.6~6㎛이다.

렌즈 기질은, 무기 또는 유기유리와 같이, 바람직하게는 유기 유리와 같은, 광학분야에서 이용되는 어떠한 재료로부터 이루어질 수 있다.

그러한 렌즈 기질의 예는:

디에틸 글리콜 비스(알리카보네이트) 중합체 및 혼성중합체계 기질;

(메트)아크릴 중합체 및 비스페놀-A로부터 유도된 혼성중합체를 포함하는 기질과 같은 (메트)아크릴 중합체 및 혼성 중합체계 기질;

티오(메트)아크릴 중합체 및 혼성 중합체계 기질;

폴리티오우레탄 중합체 및 혼성 중합체계 기질;

에폭시 및/또는 에피설파이드(episulfide) 중합체 및 혼성 중합체계 기질; 및

폴리카보네이트계 기질을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예는, 코팅된 렌즈의 초기 최외각 코팅층은, 적어도 하나의 소수성 계면활성제를 포함하는 긁힘 저항성 코팅의 외부 부분으로 이루어진다.

긁힘 저항성 코팅은, 위에 언급된 바와 같은 적어도 하나의 소수성 계면 활성제를 포함하는 위에서 설명된 코팅중 어느 것일 수 있다.

바람직하게는, 소수성 계면활성제는 플루오르화된 화합물, 특히 이전에 개시된 바와같은 적어도 하나의 플루오로카본, 폴리플루오로카본, 플루오로폴리에테르 또는 폴리플루오로폴리에테르그룹을 지니는 실란 및 실라자인이다.

전형적으로, 긁힘 저항성 코팅의 이러한 외부 부분은 1~100nm의 두께를 갖는다. 바람직하게는 1~30nm, 더욱 바람직하게는 1~10nm이며, 가장 바람직하게는 1~5nm의 두께를 갖는다.

그렇지 않으면, 긁힘 저항성 코팅의 외부 부분 처리는 이전에 기재된 것과 동일하다.

플루오르화된 화합물(s)을 함유하는 초기 최외각 코팅층의 얇은 두께(30nm 또는 그 이하)에 대하여, 단계(b) 이후에 렌즈의 표면에서의 플루오로를 완전히 제거하는 것이 가능하다는 점은 특히 놀라운 사실이다.

실제로, 플루오로는 단계(b)의 처리 이후에, 엑스레이 광전자 분광학(XPS) 알 칼파(AL Kalpha)에 의해서, 탐지되지 않는다.

다른 실시예에서, 초기 최외각 코팅은 반사-방지 적층물의 솔/겔 공정(sol/ged process)에 의해서 얻어지는 최외각 코팅이 될 수 있다.

그러한 최외각 코팅의 두께는 60nm~120nm사이, 바람직하게는 70~100nm사이에서 일반적으로 이루어지고, 낮은 굴절률 값, 일반적으로 1.45이하(바람직하게는, 1.38 내지 1.44)를 갖는다.

최외각 코팅층 또는 코팅은 광학적으로 기능적이고 전체 적층의 AR 성능에 기여한다.

바람직하게는, 최외각 코팅은 디-, 트리- 또는 테트라알콕시실란의 가수분해물을, 바람직하게는 에폭시실란 가수분해물 및 선택적으로 SiO₂와 같은 낮은 굴절률 필러를 포함한다.

그런 최외각 코팅들은, 예를 들어 다음의 특허, US 4,590,117, US 5,173,368, US 5,104,692, US 4,687,707 및 EP 1 279 443에 기술되어 있고, 그의 내용은 참고로 여기에 구체화 된다.

상기 뒷부분의 2개 문서에서, 플루오로알콕시실란(fluoroalkoxysilane) 구성성분이 AR 적층의 초기 최외각 코팅을 구성하고 그의 지수를 낮추는 최종 기질의 전구체로 이용된다.

본 발명에 따른 방법의 마지막 단계는 초기 최외각 코팅의 표면 특성들과 다른 표면 특성을 갖는 최종 코팅의 층의, 단계 (b)후에 얻어진 처리된 표면상의 증착을 포함한다.

바람직하게는, 최종 코팅은 물과의 접촉 각이 적어도 100° 이다.

또한 바람직하게는, 최종 코팅은 25mJ/m²이하, 바람직하게는 22mJ/m² 이하, 그리고 보다 바람직하게는 15mJ/m² 이하, 가장 바람직하게는 12mJ/m² 이하의 표면 에너지를 갖는다.

오염-방지(anti-soil) 최상부 코팅으로 통상 이용되는 어떠한 코팅도, 만약 초기 최외각 코팅의 표면 특성과 다른 표면 특성, 특히, 증가된 물과의 접촉 각 또는 보다낮은 표면 에너지와 같은 향상된 소수성의 특성 또는 지방족 화합물(스퀄린)의 진보 및 후퇴 접촉 각 사이의 보다 작은 이력을 갖는다면, 최종 코팅용으로 이용될 수 있다.

바람직한 최종 코팅은 위에 개시된 소수성의 최상부 코팅의 어느 것, 그리고 특히 특허 US 6,277,485 및 US 6,183,872에 개시된 것들 중 어느 것일 수 있다. 이 최종 코팅은 어느 알려진 방법에 의해 침적될 수 있고, 특히, 진공, 침액(dip), 스핀, 스프레이 또는 스탬핑 코팅(stamping coating)에 의해서 침적될 수 있다.

일반적으로, 최종 코팅은 1 내지 100nm의, 바람직하게는 2 내지 60nm의, 보다 바람직하게는 1 내지 60nm의, 그리고 가장 바람직하게는, 2 내지 5nm의 두께를 갖는다.

본 발명에 따른 방법은 활성 화학 종으로의 처리 단계 (b)전 또는 이 단계 후 및 최종 코팅을 증착하는 단계 (c)전에, 바람직하게는 단계 (b)전에 코팅된 렌즈의 모서리를 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

활성 화학 종으로의 처리 단계 (b)전의 모서리 가공 단계를 수행하는 것은, 모서리 가공 작업 동안에 지지 패드에 양호한 접착을 얻기 위하여, 초기 최외각 코팅층이 상대적으로 높은 일반적으로 적어도 15mJ/m²의 표면에너지를 가질 것을 요구한다.

선택적으로, 임시 코팅이 모서리 가공 작업 이전에 초기 최외각 코팅의 맨 위에 침적될 수 있고, 그러한 코팅은 그 이후에 제거되다.

그러한 임시 코팅은 무기 코팅, 특히 금속 플루오로화물 또는 금속 플루오로화물들의 혼합물 및 금속산화물 또는 금속산화물들의 혼합물로 구성되는 코팅일 수 있다.

플루오로화물로는, MgF₂, LaF₃, AlF₃ 또는 CF₃가 인용될 수 있다.

금속 산화물로는, 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물 및 프라세오디뮴 산화물이 인용될 수 있다.

바람직한 혼합물은 알루미나 및 프라세오디뮴 산화물의 혼합물이다. 무기 물질로 만들어질 경우, 임시 층의 두께는 50nm 이하, 바람직하게는 1 내지 50nm, 더 바람직하게는 5 내지 50nm이다. 임시 코팅은 안과용 렌즈를 마킹(marking)하는데 일반적으로 이용되는 잉크 또는 이러한 잉크의 바인더를 만드는 수지로 만들어질 수 있다.

그 경우에 있어, 순수한 무기 코팅이 이용되는 경우보다 더 두꺼운 두께의 코팅을 갖는 것이 가능하다. 이러한 두께는 5 내지 1.50 마이크로미터 범위일 수 있다. 바람직한 수지는 알키드(alkyde) 수지이다.

모서리 가공 단계 후에, 임시 보호 코팅은 액체 매질로 또는 드라이 스위핑(dry sweeping)이나 양자의 조합에 의해 제거될 수 있다.

액체 매질로의 제거는 바람직하게는 산성 용액, 특히 0.01 내지 1N 범위의 몰농도를 갖는 정인산 용액으로 이뤄진다.

산성 용액은 계면활성제, 음이온의, 양이온의 또는 양쪽성 물질을 또한 포함할 수 있다.

임시 보호 코팅의 제거 후에, 코팅된 렌즈의 초기 최외각 코팅층은 활성 화학 종으로의 처리(b)를 받게 될 수 있다.

코팅된 렌즈를, 활성 화학 종으로의 처리하기 이전에 모서리 가공 단계를 거치는 것이 바람직하다. 그러나 처리(b) 후에 렌즈의 모서리를 가공하는 것 또한 가능하다. 이러한 상황에서, 활성 화학 종으로의 처리의 결과로, 모서리 가공 장치의 지지 패드에 요구되는 접착 특성을 갖는, 코팅된 렌즈의 외부 표면이 일반적으로 얻어지기 때문에, 임시 코팅이 필요하지 않다.

따라서, 모서리 가공 단계는 단계(b) 이전에 그리고 임시 보호 코팅의 필요 없이도 쉽게 수행될 수 있다.

실시예 1 및 2 그리고 비교예 A 내지 C

다양한 코팅된 렌즈들이 본 발명에 따른 방법의 단계(a) 및 (b)를 이용하여 처리되고, 비교를 위하여 본 발명의 처리 단계(b) 대신에 진공 산소 플라즈마를 이용하여 처리된다.

처리 후 렌즈 표면의 물과의 접촉 각 및 표면 에너지가 측정 및 계산되고 균일성이 결정된다.

코팅된 렌즈의 조성물 및 구조, 처리의 인자들은 아래와 같이 주어진다:

코팅 렌즈 1

렌즈는, 기질으로부터 출발하여, 프리머 코팅, 긁힘-저항성 코팅, 반사-방지 적층 및 소수성 최상부 코팅으로 피복된다.

기질

조성물 : 중합 디에틸렌 글리콜 디알릴 카보네이트(polymerized diethylene glycol diallyl carbonate, ESSILOR로부터의 CR39C

-ORMA

렌즈)

프리머 코팅

조성물 : Baxenden으로부터의 폴리우레탄 라텍스 W234

두께 : 약 1㎛

침적 방법 : 침액 코팅(dip coating)

긁힘-저항성 코팅

조성물	중량부
r-글리시드옥시프로필트리메톡시실란(r-glycidoxypropyltrimethoxysilane)	224
HCl 0.1N	80.5
디메틸디에톡시 실란(Dimethyldiethoxy silane)	120
콜로이달 실리카(Colloidal silica)(메탄올내 30%)	718
알루미늄 아세틸아세토네이트(aluminum acetylacetonate)	15
에틸셀로솔브(Ethylcellosolve)	44
소수성 계면활성제(3M으로부터의 FLUORAD FC430)	조성물의 전체중량의 0,1%

두께 : 약 3.5㎛

침적 방법 : 침액 코팅

반사-방지 코팅

4개의 무기 층의 적층물은 기질에 가장 가까운 층으로부터 출발하여 포함한다:

조성물	λ=550nm에서의 광학 두께(nm)
제 1층 : ZrO₂	55
제 2층 : SiO₂	30
제 3층 : ZrO₂	160
제 4층 : SiO₂	120

층들은 진공 침적된다.

소수성 최고 층

조성물 : KP 801M의 이름으로 SHIN ETSU에 의해 상용되는 플루오로실라자인(Fluorosilazane)

두꼐 : 2 내지 5nm

침적 방법 : 증착(Evaporation)

처리 1

본 처리는 다음의 특징을 갖는 본 발명에 따른 대기압에서의 코로나 방전 처리이다:

처리 형태 : 코로나 방전

압력 : 750-760mmHg

전력 : 800W

활성종 : 자유 라디칼

지속시간 : 10초

처리 2

본 처리는 지속시간이 20초라는 것을 제외하고는 처리 1과 동일하다.

처리 3

본 처리는 다음의 특징을 갖는 본 발명의 범주 밖인 진공 분위기에서의 산소 플라즈마 처리이다.

처리 형태 : 산소 플라즈마

압력 : 200mbars

전력 : 600W

활성 종 : 이온

지속시간 : 20초

처리 4

본 처리는 다음의 특징을 갖는 본 발명의 범주 밖인 진공하 산소 플라즈마 처리이다.

처리 형태 : 산소 플라즈마

압력 : 200mbars

전력 : 600W

활성종 : 이온

지속시간 : 10초

처리 5

처리 형태 : 산소 플라즈마

압력 : 300mbars

전력 : 300W

활성종 : 이온

지속시간 : 10초

표 1

예	코팅렌즈번호	처리번호	처리후 표면에너지(mJ/m2)	처리후 물과의 접촉각	균질성
비교예 A	1	3	>70 내지 50(*)	-	0
비교예 B	1	4	>70 내지 50(*)	60°	0
비교예 C	1	5	>70 내지 50(*)	-	0
실시예 1	1	1	>70	<5°	+
실시예 2	1	2	>70	<5°	+

(*)은 렌즈 표면상의 측정위치에 의존한다.

0 = 좋지 않음

+ = 좋음

실시예 3 내지 5 및 비교예 D 내지 F

다양한 코팅 렌즈들이 본 발명에 따른 방법에 의해 처리된다. 활성 화학종으로 처리된 후에, 처리된 렌즈는 퍼플루오로헥산(perfluorohexane)에의 0.1중량% OPTOOL DSX 용액속에 침액함으로써 코팅되고 렌즈는 50℃의 오븐에서 3시간동안 가열된다.

얻어진 렌즈는 접착 테스트로 보내진다: 다음은 프로토콜(protocol)이다.

그 다음, 렌즈는 퍼플루오로헥산에 첫번째로 1분동안 침액된다.

렌즈 표면의 물과의 접촉각을 21 +/- 1℃에서의 용매에 침액 전과 후 모두 측정하였다.

잉크 테스트는 용매속에 침액 전과 후에 또한 수행된다.

그런 후에, 렌즈는 용매속에 2분동안 두번째로 침액된다. 그 결과 얻어지는 렌즈는 잉크테스트로 보내진다.

코팅 렌즈의 특징은, 렌즈 1과 다르다면, 아래와 같이 주어진다.

비교를 위해, 본 발명에 따라 처리되지 않은 비슷한 렌즈가 용매에서의 동일한 침액으로 넘겨진다(물 및 잉크 테스트와의 접촉각이 이러한 렌즈들에 대해 측정 및 수행된다).

만약 잉크 테스트를 통과하지 못하면, 소수성의 코팅 OPTOOL DSX이 퍼플루오로헥산 용액에서 용리됨을 의미하고, 이는 불량 접촉을 나타낸다.

결과들이 표 2에 나타나 있다.

코팅 렌즈 2

본 렌즈는 오직 기질 및 소수성의 계면 활성제를 함유하는 긁힘-저항성(scratch-resistant) 코팅을 포함한다.

기질 : 렌즈 1에서와 같음

긁힘-저항성 코팅 : 렌즈 1에서와 같음

코팅 렌즈 3

렌즈 2와 동일하나 긁힘-저항성 코팅은 소수성의 계면 활성제를 포함하지 않는다.

표 2

OPTOOL DSX : DAIKIN에 의해 상용되는 퍼플루오로프로필렌 기를 포함하는 화합물

물과의 접촉각이 다음과 같은 조건하에서 측정된다:

주변 온도 T=21℃+/-1℃

상대습도 Rh=55%+/-5%

First Ten Angstroms으로부터의 FTA200 시리즈 고니오미터.

방울의 부피는 6㎕이다.

표면 에너지는 FTA32 버전 2.0 소프트웨어를 이용하는 OWENSWENDT 2 컴포넌트에 따라 계산되거나 ASTM D-2578-67 절차를 따르는 렉트로 처리(Lectro treat)에 의한 "the wetting tension tests kits"를 이용함으로써 계산된다.

잉크 테스트는 Teranish Chemical Industries Ltd로 부터의 매직 잉크(Magic ink) No. 500의 라인을 렌즈의 처리되거나 코팅된 표면상에 침적시킴으로써 이뤄진다.

만약 매직 잉크 라인이 점선을 형성한다면, 렌즈는 테스트를 통과한 것이되고 만약 매직 잉크가 실선을 형성한다면, 렌즈는 테스트를 통과하지 못한 것이 된다.

본 테스트는 렌즈의 표면 특성을 결정한다.

본 발명에 따라 교체된 코팅을 갖는 렌즈와 초기 렌즈, 즉 본 발명에 따른 방법으로 처리되지 않은 렌즈사이에 큰 차이의 표면 특성이 존재함을 나타내기 위하여, 몇몇 측정들이, Fisrt Ten Angstrom으로부터의 FTA200 시리즈 장치를 이용하여 이전의 실시예 3 및 4에서 얻어진 렌즈 및 초기 렌즈(코팅렌즈) 상에 수행된다.

특성 측정에 이용되는 액체는 지방족 화합물:스퀄렌(squalene)이다.

바람직한 화합물(그런 실험들을 위한 스퀄렌)의 4 내지 5㎕이 각각의 테스트를 받는 렌즈의 표면상에 침적된다. 바늘이 방울속에 남겨지고 펌프가 다음의 프로그램으로 활성화 된다:

●5㎖의 스퀄렌이 10초 동안 첨가된다

●펌프가 5초 동안 정지된다

●5㎖의 스퀄렌이 10초 동안 첨가된다

●펌프가 5초 동안 정지된다

(펌프를 정지한 후에도 일정 시간동안 침적은 여전히 계속 되기 때문에, 10㎖이상의 스퀄렌이 실제적으로 침적된다)

●15㎖의 스퀄렌이 10초 동안 제거된다

●펌프가 5초 동안 정지된다

●10㎖의 스퀄렌이 10초 동안 첨가된다.

●펌프가 4초 동안 정지된다

●15㎖의 스퀄렌이 10초동안 제거된다

●펌프가 5초동안 정지된다

80개의 이미지들이 이 공정 전반에 걸쳐 기록되고 이러한 이미지들 각각에 대한 접촉각이 측정된다.

이것은 우리로 하여금 시간의 접촉각 함수 그래프를 그릴 수 있게 한다. 이 그래프로부터, 그것은 이후 이력(hysteresis)을 측정하기가 쉽다.

표 3

다른 기질상의 스퀄렌의 정적인 접촉각 및 이력

기질	정적인 접촉각	이력
코팅렌즈 2	50°	13.6°
실시예 4	70°	7.2°
코팅렌즈 1	80°	14.8-16.8°
실시예 3	70°	8.3°

코팅 렌즈 2 및 1은 이미 정의된 바와 같이, 어떠한 처리도 받기 전의, 초기 렌즈이다.

처리 2 및 OPTOOL DSX 증착후의 최종 렌즈는 초기렌즈에 비하여 훨씬 우수한 이력을 갖는다는 것이 명백히 나타난다.

Claims

코팅된 광학렌즈의 초기의 최외각 코팅층을 상기 초기의 최외각 코팅층의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 새로운 최종 코팅의 층으로 교체하거나 또는 그 위에 침적시키는 방법으로서,

(a) 물과의 표면 접촉 각이 적어도 65°인 초기 최외각 코팅층을 갖는 코팅된 광학 렌즈를 제공하는 단계;

(b) 물과의 접촉 각이 10°이하인 처리된 표면을 얻기 위하여, 상기 초기 최외각 코팅층을 대기압 근처에서 1분 이하의 시간동안 활성 화학 종으로 처리하는 단계; 및

(c) 상기 처리된 표면상에 상기 초기 최외각 코팅의 표면 특성과 다른 표면 특성을 갖는 최종 코팅의 층을 침적시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종으로 처리하는 단계(b)의 지속시간은 40초 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종으로 처리하는 단계(b)의 지속시간은 20초인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리된 표면은 물과의 접촉 각이 7° 이하인 것을 특 징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리된 표면은 물과의 접촉 각이 5° 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종은 필수적으로 자유 라디칼인 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 자유 라디칼은 산소 자유 라디칼인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종으로의 처리는 코로나 방전 처리인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 코로나 방전 처리의 전력은 10² 내지 2×10³W인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 코로나 방전 처리의 전력은 5×10² 내지 10³W인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종으로의 처리는 O₂ 플라즈마 처리인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초기의 최외각 코팅은 적어도 15mJ/m²의 표면에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 물과의 접촉 각이 적어도 100° 인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 25mJ/m²이하의 표면에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 22mJ/m²이하의 표면에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 15mJ/m²이하의 표면에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 12mJ/m²이하의 표면에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초기 최외각 코팅층은 적어도 하나의 플루오르화된 화합물을 포함하는 조성물로부터 만들어지는 소수성의 최상부 코팅인 것을 특징으로 하는 방법.
제 18항에 있어서, 상기 플루오르화된 화합물은 플루오로카본, 폴리플루오로카본, 플루오로폴리에테르 또는 폴리플루오로폴리에테르 그룹을 적어도 하나 함유하는 실란 및 실라자인으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초기의 최외각 코팅 층은 반사-방지 코팅 상에 침적되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 반사-방지 코팅은 저 및 고 굴절률 무기 층들을 교대로 취한 적층물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 반사-방지 코팅은 긁힘-저항성 코팅 상에 침적되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 초기의 최외각 코팅층은 1 내지 100nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 초기의 최외각 코팅층은 1 내지 5nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 1 내지 100nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 최종 코팅은 진공, 침액, 스핀, 스프레이 또는 스탬핑 코팅에 의해 침적되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 초기 최외각 코팅층은 적어도 하나의 소수성 계면 활성제를 함유하는 긁힘-저항성 코팅의 외부 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27항에 있어서, 상기 소수성의 계면 활성제는 플루오르화된 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 28항에 있어서, 상기 플루오르화된 화합물은 플루오로카본, 폴리플루오로카본, 플루오로폴리에테르 또는 폴리플루오로폴리에테르 그룹을 적어도 하나 함유하는 실란 또는 실라자인인 것을 특징으로 하는 방법.
제 27항에 있어서, 상기 외부 부분은 1 내지 100nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종으로의 처리 동안에 상기 활성 화학 종의 작용을 균일화하기 위하여 공기 취입하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 방법은 단계 (a) 또는 (b)후에 렌즈의 모서리를 다듬는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 방법은 단계 (a)후에 렌즈의 모서리를 다듬는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 광학 렌즈는 안과용 렌즈인 것을 특징으로 하는 방 법.
제 1항에 있어서, 상기 활성 화학 종으로 처리하는 단계(b)의 지속시간은 30초 이하인 것을 특징으로 하는 방법.