KR102050111B1 - 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법 - Google Patents

아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈에 관한 것으로, 특히 차량용 헤드라이트 렌즈나 엘이디 램프 등의 광분산용으로 사용할 수 있는 아크릴계의 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 아크릴레이트계 단량체와 반응성희석제를 포함하는 중합성 조성물을 몰드에 넣고 가열 경화시킨 후 냉각시켜 몰드로부터 탈형하는 것을 포함하는 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법과 제조된 플라스틱 렌즈가 제공된다. 본 발명에 따르면, 아크릴계 중합성 조성물을 원하는 형상의 몰드에 넣고 주형중합함으로써 고아베수, 고굴절률, 내광성, 내열성, 내충격성을 만족하는 우수한 품질의 광분산용 플라스틱 렌즈를 제조할 수 있다.

Description

아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법 {Acrylic plastic lens for dispersion of light and the method of preparing it}
본 발명은 램프의 광분산용으로 사용되는 렌즈에 관한 것으로, 특히 차량용 헤드라이트 렌즈나 엘이디 램프의 광분산용으로 사용할 수 있는 플라스틱 재질의 광분산용 렌즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량용 헤드라이트나 엘이디(LED) 램프에는 광원으로부터의 빛을 분산시키기 위한 렌즈가 필요하다. 이러한 광분산 렌즈에는 볼록렌즈가 사용되는데, 일반적으로 작은 것은 플라스틱으로 사출이 가능하나, 두껍고 큰 것은 금형 사출방법으로 생산하기 어렵다. 사출방법에서는 사출시 사이클링 시간이 짧을 경우 제품의 수축과 함몰이 발생하게 되므로 사이클링 시간이 길어져 생산성이 떨어지게 되고, 그럼에도 불구하고 불량률이 높게 나타나는 문제가 있다. 이러한 이유로 현재 차량용 헤드라이트 렌즈와 같은 큰 렌즈는 유리렌즈를 사용하고 있다. 그러나 유리렌즈는 높은 비중과 낮은 충격성 등의 단점을 지니고 있으므로, 현재 많은 분야에서 보다 가볍고 내충격성이 좋은 플라스틱으로 유리를 대체하고 있듯이, 광분산 렌즈, 특히 차량용 헤드라이트 렌즈 등과 같이 크기가 큰 광분산 렌즈 분야에서도 플라스틱 재질로의 대체가 요구되고 있다.
또한, 작은 크기의 렌즈는 유리렌즈나 사출방법으로 성형한 플라스틱 렌즈를 같이 사용하고 있는데, 작은 크기의 렌즈의 경우도 사출 방법으로 렌즈를 성형하게 되면 일정한 광학적 특성을 유지하도록 하기가 어렵고, 정전기가 많이 발생하여 생산된 렌즈에 이물질이 많이 붙게 되며, 비싼 금형 가공비로 다양한 사양의 렌즈를 생산하기 어렵다. 또한, 램프용 광분산 렌즈에는 내유성, 내가솔린성, 내약품성 등의 특성이 요구되고, 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 다양한 모노머를 이용한 중합이 요구되는데, 사출방법으로는 이러한 특성을 만족하는 플라스틱을 성형하기 어렵다.
따라서, 종래의 유리렌즈 및 사출방법으로 성형된 플라스틱 렌즈를 대체할 수 있는, 우수한 광학특성과 내유성, 내가솔린성, 내약품성 등의 물성을 지닌 플라스틱 광분산용 렌즈와 이를 제조할 수 있는 효과적인 제조방법이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 특2000-0055413 일본 특허공보 특허 제4863216호 일본 특허공보 특허 제4783257호
본 발명은 차량용 헤드라이트나 일반 램프의 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 아크릴계 수지를 이용하여 높은 굴절률을 가지면서도 아베수가 높고, 투명성, 경량성, 내열성, 내광성 등의 광학적 특성이 우수하며, 재료의 가격이 저렴하고, 나아가 내유성, 내가솔린성, 내약품성을 만족할 수 있는 우수한 품질의 광분산용 플라스틱 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이러한 우수한 품질의 광분산용 플라스틱 렌즈를 낮은 불량률과 높은 생산성으로 제조하고, 다양한 사양으로 효과적으로 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 차량의 헤드라이트용 등으로 사용되는 대형 플라스틱 렌즈부터 작은 램프에 사용 가능한 소형 플라스틱 렌즈에 이르기까지 다양한 크기의 광분산용 플라스틱 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내열성과 내광성 등이 좋아 광원에 제한 없이 엘이디에서부터 일반 백열전구에 이르기까지 모든 광원의 광분산용으로 사용 가능한 광분산용 플라스틱 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는,
알킬메타크릴레이트계 단량체, 시클로알킬메타크릴레이트계 단량체, 아릴메타크릴레이트계 단량체 중 적어도 어느 하나의 아크릴레이트계 단량체(A)와 반응성희석제(B)를 포함하는 중합성 조성물을 만드는 단계와;
상기 중합성 조성물을 몰드에 넣고 가열 경화시키는 단계와;
상기 가열 경화 후 냉각시켜 몰드로부터 탈형하는 단계
를 포함하는 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명에서는,
상기 제조방법에 의해 제조된 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈가 제공되며, 여기에는 특히 차량의 헤드라이트용 광분산 렌즈와 엘이디 램프용 광분산렌즈가 포함된다.
본 발명에서는 아크릴계 중합성 조성물을 원하는 형상의 몰드에 넣고 주형중합함으로써 높은 굴절률을 가지면서도 아베수가 높고, 투명성, 경량성, 내열성, 내광성 등의 광학 특성이 우수한 아크릴계 광분산용 렌즈를 고품질로 제조할 수 있다. 특히 본 발명에 따르면 크기가 큰 차량용 헤드라이트 렌즈에서부터 소형의 램프에 이르기까지 모두 사용 가능한 광분산 렌즈를 우수한 광학특성과 물성을 지닌 플라스틱 렌즈로 용이하게 제조할 수 있다. 본 발명에서는 상부몰드와 하부몰드를 포함하고 고정수단에 의해 유격이 유지되는 몰드, 또는 복수 개의 몰드가 하나의 판에 형성되어 있는 몰드 등 다양한 형태의 몰드를 이용하여 다양한 사양의 렌즈를 효과적으로 제조할 수 있으며, 주형중합 방법을 통해 낮은 불량률과 높은 생산성으로 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈는 제조시 염료를 사용하여 용이하게 착색할 수 있으므로, 다양한 색상의 착색 렌즈를 이용하여 엘이디 램프가 다양한 색상의 빛을 내도록 하는 것도 가능하다.
본 발명의 아크릴계 광분산용 렌즈의 제조방법은,
아크릴레이트계 단량체(A)와 반응성희석제(B)를 포함하는 중합성 조성물을 만드는 단계와; 상기 중합성 조성물을 몰드에 넣고 가열 경화시키는 단계와; 상기 가열 경화 후 냉각시켜 몰드로부터 탈형하는 단계를 포함한다.
먼저 아크릴레이트계 단량체(A)와 반응성희석제(B)를 포함하는 중합성 조성물을 만든다.
상기 아크릴레이트계 단량체(A)는, 특별히 한정되지 않고 알킬메타크릴레이트계 단량체, 시클로알킬메타크릴레이트계 단량체, 아릴메타크릴레이트계 단량체 중에서 선택된 아크릴레이트계 단량체이면 사용될 수 있다. 바람직하게는 굴절률이 1.5 이상인 다관능 메타크릴레이트를 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 아크릴레이트계 단량체(A)는 메틸메타크릴레이트; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트; 트리메틸올프로판트리아크릴레이트; 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트 및 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 아크릴레이트계 단량체(A)는 메틸메타크릴레이트를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 아크릴레이트계 단량체(A)는 아래 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013089730027-pat00001
(여기서 n = 0~15 이고, R1은 H 또는 CH3이며, R2는 H 또는 Br이다.)
또한, 상기 중합성 조성물은 상기 아크릴레이트계 단량체(A) 외에, 아래 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트. 부탄디올 디메타크릴레이트, 헥사메틸렌 디메타크릴레이트, 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 2,2-비스(4-메타크릴로일옥시에톡시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스-(4-메타크릴로일옥시에톡시페닐)프로판, 2,2-비스-(4-에타크릴로일옥시에톡시페닐)프로판, 2,2-비스-(4-메타크릴로일옥시펜타에톡시페닐)프로판, 비스-4-비닐 에테르, 비스-4-비닐 설파이드, 1,2-(p-비닐벤질옥시)에탄, 1,2-(p-비닐벤질티오)에탄, 비스-(p-비닐렌옥시 에틸)설파이드, 2,2-비스-4- 비스-4-비닐벤질 설파이드, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 프로폭실레이티드 글리세롤 트리아실레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 비스페놀 A-디글리시딜에테르 디아크릴레이트계, 비스페놀 A-디글리시딜에테르 디메타크릴레이트계, 테트라브로모 비스페놀 A-디글리시딜에테르 디아크릴레이트계, 테트라브로모비스페놀 A-디글리시딜에테르 디메타크릴레이트계 로 구성된 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019504121085-pat00002

(R=H 또는 CH3 이고, m+n=2~5이다.)
[화학식 3]
Figure 112019504121085-pat00003

(R=H 또는 CH3 이고, n=3~10이다.)
[화학식 4]
삭제
Figure 112019504121085-pat00004

(R=H 또는 CH3 이다.)
상기 반응성 희석제(B)는, 바람직하게는 스틸렌, 디비닐벤젠, 알파메틸스틸렌, 알파메틸스틸렌다이머, 벤질메타크릴레이트, 클로로스틸렌, 브로모스틸렌, 메톡시스틸렌, 모노벤질말레이트, 모노벤질푸말레이트, 디벤질말레이트, 디벤질푸말레이트, 메틸벤질말레이트, 디메틸말레이트, 디에틸말레이트, 디부틸말레이트, 디부틸푸말레이트, 모노부틸말레이트, 모노펜틸말레이트, 디펜틸말레이트, 모노펜틸푸말레이트, 디펜틸푸말레이트, 디에틸렌글리콜 비스아릴카르보네이트 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다. 반응성 희석제는 중합성 조절물의 점도와 중합속도를 적절하게 조절하는 역할을 하게 된다. 반응성 희석제는, 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 여기에 다른 화합물을 더 포함하는 총 모노머성분 100 중량부에 대해, 30~300 중량부로 사용되는 것이 좋다. 반응성 희석제를 30 중량부 미만으로 사용할 경우에는 조성물의 점도 조절이 용이하지 않아 핸들링성이 떨어질 수 있으며, 반대로 반응성 희석제를 300 중량부를 초과하여 사용할 경우 조성물의 점도가 너무 낮아져 굴절률에 나쁜 영향을 미치고 맥리 등이 발생할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 여기에 다른 화합물을 더 포함하는 모노머성분과 반응성 희석제를 포함하는 본 발명의 중합성 조성물은, 바람직하게는 액상 점도가 25℃에서 5~1,000cps이고, 액상굴절률(nE, 20℃)이 1.45~1.58 이고, 고상굴절률(nE, 20℃)이 1.47~1.63이다. 만약 액상의 점도가 5cps 미만이면 합성수지 가스켓으로 조립된 유리몰드에 액상 수지 조성물을 주입하여 성형할 때 조성물이 몰드 밖으로 흘러나오는 문제점이 있고, 액상의 점도가 1,000cps 를 초과하면 조성물을 몰드에 주입하기가 어려운 문제점이 있다. 더욱 바람직한 점도는 30~500cps이다.
또한, 본 발명에서는 몰드로부터의 탈형을 용이하게 하기 위해 상기 중합성 조성물 중에 내부이형제를 포함시킬 수도 있다. 내부 이형제로는, 예컨대, 인산에스테르 화합물, 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있다. 내부이형제는, 바람직하게는 상기 중합성 조성물 중에 0.001~10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 중합성 조성물은, 필요에 따라 열안정제, 자외선흡수제, 중합개시제 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이밖에도 필요에 따라, 염료, 안정제, 블루잉제 등의 임의 성분을 더 포함하고 있어도 좋다.
상기 중합성 조성물은 라디칼 개시제를 더 포함할 수 있다. 라디칼 개시제로는 벤조인퍼옥시드와 같은 과산화물계 화합물, 아조비스이소부티로니트릴 및 아민계 화합물 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 중합성 조성물은 적절한 염료를 포함함으로써 다양한 색상의 플라스틱 착색 렌즈로도 용이하게 제조될 수 있다. 염료는 공지의 염료 중에서 선택 사용할 수 있으며, 다양한 색상의 착색 렌즈로 제조함으로써 이를 이용하여 엘이디 램프가 다양한 색상의 빛을 내도록 할 수도 있다.
상기와 같이 아크릴레이트계 단량체(A)와 반응성희석제(B)를 포함하는 중합성 조성물을 만든 다음에는, 이 중합성 조성물을 몰드에 넣고 가열 경화시킨다. 바람직하게는 중합성 조성물을 만든 후 먼저 진공 탈포한 다음, 원하는 형상의 몰드에 주입하여 중합한다. 중합은, 바람직하게는 10℃에서 150℃ 범위 내에서 온도를 높이며 가열 경화시키며, 구체적인 중합 조건은 중합성 조성물, 촉매의 종류와 사용량, 몰드의 형상 등에 의해서 달라질 수 있다.
본 발명에서는 몰드로부터의 탈형을 용이하게 하기 위해 바람직하게는 상기 중합성 조성물을 몰드에 넣기 전에 몰드에 외부이형제 처리를 할 수 있다. 외부 이형제로는, 예컨대, 인산에스테르 화합물, 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있다.
상기 몰드는, 원하는 렌즈의 형상에 따라 다양한 형태의 몰드가 사용될 수 있으며, 몰드의 재질은 몰드 내에 투입된 아크릴계 중합성 조성물의 중합반응시 변형이 없는 소재이면 모두 제한 없이 사용 가능하다. 몰드의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 제조하고자 하는 렌즈의 형상에 따라 몰드 내부의 형상이 정해지게 된다. 엘이디 램프의 광을 분산시키기 위해 렌즈는 일면 또는 양면이 볼록렌즈로 이루어질 수 있다. 이에 따라 몰드의 내부 형상도 이에 대응하는 구면 또는 비구면의 캐버티를 가질 수 있다.
몰드의 일 실시예로, 상부몰드와 하부몰드를 포함하고 상기 상부몰드와 하부몰드가 제조하고자 하는 렌즈의 두께에 따라 결정되는 일정한 간격을 유지하면서 고정수단으로 고정되는 형태의 것을 사용할 수 있다. 상기 고정수단으로는 바람직하게는 가스켓, 테이프, 볼트, 클립 중에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있다. 이러한 형태의 몰드는 종래에 광학렌즈 제조분야에서 주로 사용되었는데, 렌즈의 두께를 쉽게 조절할 수 있고 하나의 몰드로 다양한 사양의 렌즈를 제조할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 형태의 몰드를 이용할 경우, 몰드의 재질은 특히 유리를 포함하나, 유리에 한정되는 것은 아니고 다른 세라믹이나 금속재질도 가능하다.
몰드의 다른 실시예로는, 하나의 판(기재)에 복수 개의 몰드가 형성되어 있는 형태의 몰드를 이용할 수 있다. 이러한 형태의 몰드는 한번에 여러 개의 렌즈를 중합 제조할 수 있는 장점이 있다. 이때 몰드가 형성되는 기재의 재질 또한 제한이 없으나, 몰드 제조의 용이성을 고려할 때 바람직하게는 금속이 이용될 수 있다.
본 발명에서는 상기 중합성 조성물을 몰드에 주입한 후, 몰드를 강제순환식 오븐에 넣고 서서히 가열 경화시킨다.
상기와 같이 가열 경화시킨 후에는, 냉각시켜 몰드로부터 탈형함으로써 본 발명의 광분산 플라스틱 렌즈를 얻는다. 상기 냉각은 바람직하게는 100℃ 이하로 온도를 서서히 내려 실시한다. 필요에 따라 어닐링 등의 처리를 실시해도 좋다. 처리 온도는 통상 50~150℃의 사이에 행해지지만, 60~140℃에서 실시하는 것이 바람직하고, 70~130℃에서 실시하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 아크릴계 플라스틱 광분산용 렌즈는, 필요에 따라 단면 또는 양면에 코팅층을 형성하여 사용해도 좋다. 코팅층으로서는, 프라이머층, 하드코트층, 반사방지막층, 방담코트막층, 방오염층, 발수층 등이 포함될 수 있다. 이들 코팅층은 각각 단독으로 형성될 수도 있으며, 복수의 코팅층으로 다층화하여 형성될 수도 있다. 양면에 코팅층을 형성하는 경우, 각각의 면에 동일한 코팅층을 형성하거나 또는 상이한 코팅층을 형성해도 좋다.
본 발명에 따라 제조되는 아크릴계 분산용 플라스틱 렌즈는, 아크릴계 수지의 특성에 따라 높은 굴절률을 가지면서도 아베수가 높고, 투명성, 경량성, 내열성, 내광성 등의 광학 특성이 우수하다. 아울러, 본 발명의 플라스틱 렌즈는 차량의 헤드라이트용 렌즈로서 요구되는 내유성, 내가솔린성, 내약품성을 만족할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈는 차량의 헤드라이트에 사용되는 대형 렌즈부터 작은 램프에 사용 가능한 소형 렌즈에 이르기까지 다양한 크기가 가능하며, 내열성과 내광성이 좋아 광원 또한 엘이디에서부터 일반 백열전구에 이르기까지 모두 가능하다.
[ 실시예 ]
이하 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
시험 및 평가방법
이하의 물성 실험방법으로 제조된 광학렌즈의 물성을 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 기재하였다.
1) 굴절률 및 아베수: Atago 사의 DR-M4 모델인 아베 굴절계를 사용하여 측정하였다.
2) 광 투과율 : 분광광도계를 사용하여 측정하였다.
3) 내열성: 더어모메니컬아나라이저(파아킨엘마사제)를 사용하여 시혐편에 5g을 가하고 분당 2.5℃ 씩 가열하여 열변형 개시 온도를 측정하였다.
4) 내광성 : 40W UV-B Lamp를 조사하여 12시간 경과 후 APHA 값의 차이가 20 이하이면 '○', 20을 초과하면 '×'로 표시하였다.
실시예 1
MMA 100g, AMSD 0.1g을 혼합하고 여기에 표 1에 기재된 조성에 따라 중합개시제, 유기염료, 자외선 흡수제, 내부이형제를 첨가하고 용해시켜 균일 용액으로 한 다음, 1㎛ PTFE제 필터로 여과를 실시하고, 상부와 하부의 유리 몰드로 구성되고 테이프로 유격이 유지되는 몰드형에 주입했다. 이 몰드형을 중합 오븐에 투입, 30℃~100℃까지 서서히 승온하여 중합했다. 중합종료 후, 오븐으로부터 몰드형을 꺼냈다. 몰드형으로부터의 이형성은 양호했다. 얻어진 수지를 130℃에서 4시간 더 어닐링처리를 실시하였다. 얻어진 수지의 물성은, 굴절율(nE) 1.4965, 아베수 54, 내열성(Tg) 104℃ 이었다.
[ 실시예 2~22]
실시예 1과 같은 방법으로 표 1 내지 3에 기재된 조성에 따라 각각 조성물 및 렌즈를 제조하고 물성을 평가하여, 그 결과를 표 1 내지 3에 나타내었다.
[ 비교예 1~2]
실시예 1과 같은 방법으로 표 3에 기재된 조성에 따라 각각 조성물 및 렌즈를 제조하고 물성을 평가하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.

조성		 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MMA 100 90 60 80 50 85 45 90 90 90
EGDMA 10 40
DEGDMA 20 50
TEGDMA 15 55
TMPTMA 10
TMPTA 10
PENTATMA 10
PENTTMA
AMSD 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1 0.1 0.3 0.7
HOPBT 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
HTAQ(ppm) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000
ZELEC UN 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
V-65 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
굴절율(nE) 1.4965 1.497 1.4962 1.4971 1.4959 1.4982 1.4971 1.4962 1.4944 1.4962
아베수 54 53.5 53.8 54.1 54.3 52.9 53.3 53.8 53.9 54
Tg(℃) 104 109 111 106 110 105 109 106 105 108
내광성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

조성		 실시예
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
MMA 90 90 90 80 85 80 60 80 70 80
PENTTMA 10
PENTATA 10
PENTTA 10
BPADMA 20
BPADA 15
BPA(EO)2.6DMA 20 40
HDDA 20
BDDMA 10 30
PGDMA 10 20
DPGDMA
TEGDA
AMSD 1 0.1 0.3 0.7 1 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9
HOPBT 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
HTAQ(ppm) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000
ZELEC UN 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
V-65 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
굴절율(nE) 1.4952 1.4982 1.498 1.5122 1.5083 1.5119 1.5279 1.4999 1.4981 1.4973
아베수 54.1 54 53.5 49.6 50.7 49.6 45.2 53.3 53.8 53.9
Tg(℃) 110 108 107 110 106 109 111 104 105 105
내광성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

조성		 실시예 비교예
21 22 1 2
MMA 70 60
DPGDMA 30
TEGDA 40
AMSD 1 0.1
YD128 89.9 88.2
DETA 10.1
TETA 11.8
HOPBT 1 1 1 1
HTAQ(ppm) 5,000 5,000 5,000 5,000
ZELEC UN 0.1 0.1 0.1 0.1
V-65 0.1 0.1 0.1 0.1
굴절율(nE) 1.4965 1.4957 1.569 1.568
아베수 54 54.1 35 36
Tg(℃) 108 111 118 115
내광성 ○ ○ × ×
[약어]
MMA : 메틸메타크릴레이트
EGDMA: 에틸렌글리콜디메타크릴레이트
DEGDMA: 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트
TEGDMA: 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트
TMPTMA: 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트
TMPTA: 트리메틸올프로판트리아크릴레이트
PENTATMA: 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트
PENTTMA: 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트
AMSD: 알파메틸스틸렌다이머
PENTATA: 펜타에리트리톨트리아크릴레이트
PENTTA: 페타에리트리톨테트라아크릴레이트
BPADMA: 비스페놀A디메타크릴레이트
BPADA: 비스페놀A디아크릴레이트
BPA(EO)2.6DMA: 비스페놀A(EO)디메타크릴레이트
HDDA: 헥사메틸렌디아크릴레이트
BDDMA: 부탄디올디메타크릴레이트
PGDMA: 프로필렌글리콜디메타크릴레이트
DPGDMA: 디프로필렌글리콜디메타크릴레이트
TEGDA: 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트
YD128: 비스페놀A 디글리시딜에테르
DETA: 디에틸렌트리아민
TETA: 트리에틸렌테트라아민
- 자외선 흡수제
HOPBT: 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸
(2-(2'-hydroxy-5'-t-octylphenyl)benzotriazole)
- 염료
HTAQ:1-히드록시-4-(p-톨루딘)엔트로퀴논
[1-hydroxy-4-(p-toluidin)anthraquinone]
- 이형제
ZELEC UNTM: Stepan 사에서 제조하는 산성 인산에스테르화합물로 상품명
- 촉매
V-65: 2,2'-아조비스(2.4-디메틸발레로니트릴)
이상에서 설명된 본 발명의 제조방법과 제조된 티오우레탄계 광분산용 플라스틱 렌즈는 예시적인 것이며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (21)

  1. 차량의 헤드라이트의 광원으로부터 빛을 분산시키기 위해 사용하는 광분산용 렌즈의 제조방법에 있어서,
    아크릴레이트계 단량체(A)와 반응성희석제(B)를 포함하는 중합성 조성물을 만드는 단계와;
    상기 중합성 조성물을 몰드에 넣고 10~150℃의 온도범위에서 가열 경화시키는 단계와;
    상기 가열 경화 후 냉각시켜 몰드로부터 탈형하는 단계를 포함하며,
    상기 아크릴레이트계 단량체(A)는 메틸메타크릴레이트 60~90중량%와, 아래 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트 화합물; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트; 트리메틸올프로판트리아크릴레이트; 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트 및 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물 10~40중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure 112019091167761-pat00009

    (여기서 n = 0~15 이고, R1은 H 또는 CH3이며, R2는 H 또는 Br이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합성 조성물은 아래 화학식 2로 표시되는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트. 부탄디올 디메타크릴레이트, 헥사메틸렌 디메타크릴레이트, 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 2,2-비스(4-메타크릴로일옥시에톡시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스-(4-메타크릴로일옥시에톡시페닐)프로판, 2,2-비스-(4-에타크릴로일옥시에톡시페닐)프로판, 2,2-비스-(4-메타크릴로일옥시펜타에톡시페닐)프로판, 비스-4-비닐 에테르, 비스-4-비닐 설파이드, 1,2-(p-비닐벤질옥시)에탄, 1,2-(p-비닐벤질티오)에탄, 비스-(p-비닐렌옥시 에틸)설파이드, 2,2-비스-4- 비스-4-비닐벤질 설파이드, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 프로폭실레이티드 글리세롤 트리아실레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 비스페놀 A-디글리시딜에테르 디아크릴레이트계, 비스페놀 A-디글리시딜에테르 디메타크릴레이트계, 테트라브로모 비스페놀 A-디글리시딜에테르 디아크릴레이트계, 테트라브로모비스페놀 A-디글리시딜에테르 디메타크릴레이트계 로 구성된 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
    [화학식 2]
    Figure 112019504121085-pat00006

    (R=H 또는 CH3 이고, m+n=2~5이다.)
    [화학식 3]
    Figure 112019504121085-pat00007

    (R=H 또는 CH3 이고, n=3~10이다.)
    [화학식 4]
    Figure 112019504121085-pat00008

    (R=H 또는 CH3 이다.)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반응성희석제(B)는 스틸렌, 디비닐벤젠, 알파메틸스틸렌, 알파메틸스틸렌다이머, 벤질메타크릴레이트, 클로로스틸렌, 브로모스틸렌, 메톡시스틸렌, 모노벤질말레이트, 디벤질말레이트, 모노벤질푸말레이트, 디벤질푸말레이트, 메틸벤질말레이트, 디메틸말레이트, 디에틸말레이트, 디부틸말레이트, 디부틸푸말레이트, 모노부틸말레이트, 모노펜틸말레이트, 디펜틸말레이트, 모노펜틸푸말레이트, 디펜틸푸말레이트, 디에틸렌글리콜 비스아릴카르보네이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 조성물을 몰드에 넣기 전에 몰드에 외부이형제 처리를 하는 단계를 더 포함하며,
    상기 외부이형제는 인산에스테르 화합물, 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 조성물은 열안정제, 내부이형제, 자외선흡수제, 중합개시제 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈형 후 렌즈의 단면 또는 양면에, 프라이머층, 하드코트층, 반사방지막층, 방담코트막층, 방오염층, 발수층 중에서 선택된 코팅층을 하나 이상 형성하는 단계를 더 포함하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드는 상부몰드와 하부몰드를 포함하고,
    상기 상부몰드와 하부몰드는 제조하고자 하는 플라스틱 렌즈의 두께에 따라 결정되는 일정한 간격을 유지하면서 고정수단으로 고정되는 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 고정수단은 가스켓, 테이프, 볼트, 클립 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드는 복수 개의 몰드가 하나의 판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 아크릴계 광분산용 플라스틱 렌즈의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 차량의 헤드라이트용의 아크릴계 광분산 플라스틱 렌즈.
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