KR102304779B1 - 무색 외관을 갖는 투명 광학 물품 - Google Patents

무색 외관을 갖는 투명 광학 물품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 범위가 400에서 460 nm까지 이르는 파장을 갖는 광을 적어도 부분적으로 방지하는 적어도 하나의 염료 및 범위가 400에서 460 nm까지 이르는 파장에서 형광에 의해 광을 방출하는 적어도 하나의 선택 광학 증백제를 포함하는 투명 광학 물품에 관한 것이다. 광학 증백제는 염료에 의해 투명 광학 물품에 부여되는 색의 적어도 부분적으로 균형을 유지하기 위한 수단으로서의 역할을 수행하며, 따라서 사용자 또는 관찰자에게 덜 황색으로, 및 심지어 무색으로 상기 광학 물품의 인지를 허용한다.

Description

무색 외관을 갖는 투명 광학 물품{TRANSPARENT OPTICAL ARTICLE HAVING A COLORLESS APPEARANCE}
본 발명은 옵틱스 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 청색 광으로부터 보호하도록 의도되는 광학 필터를 포함하는 동안에 거의 무색 외관을 유지하는 투명 광학 물품, 바람직하게는 안과용 렌즈에 관한 것이다.
인간에 의해 지각되는 가시 광은 대략 범위가 380 nm 파장에서 780 nm 파장까지 이르는 스펙트럼에 걸친다. 범위가 약 380 nm에서 약 500 nm까지 이르는, 이와 같은 스펙트럼의 부분은 고 에너지, 본질적으로 청색 광에 대응한다.
많은 연구(예를 들어 Kitchel E., "The effects of blue light on ocular health ≫, Journal of Visual Impairment and Blindness Vol. 94, No. 6, 2000 또는 Glazer-Hockstein and al., Retina, Vol. 26, No. 1. pp. 1 -4, 2006을 참조)는 청색 광이 인간의 눈 건강, 및 특히 망막에 광독성 영향을 미친다는 것을 제안한다.
실제로, 안구 광생물학 연구(Algvere P.V. and al., "Age-Related Maculopathy and the Impact of the Blue Light Hazard ≫, Acta Ophthalmo. Scand., Vol. 84, pp. 4-15, 2006) 및 임상 실험(Tomany S.C. and al., "Sunlight and the 10-Year Incidence of Age-Related Maculopathy. The Beaver Dam Eye Study ≫, Arch Ophthalmol., Vol. 122. pp. 750-757, 2004)은 청색 광에 대한 과도하게 장시간 또는 심한 노출이 연령 관련 황반 퇴화(age-related macular degeneration(ARMD))와 같은 심각한 안과 질환을 유도할 수 있다는 점을 증명하였다.
따라서, 잠재적으로 위험한 청색 광에 대한, 특히 증가된 위험성을 갖는 파장 대역에 관련하여 노출을 제한하도록 권고된다(특히 Table B1, ISO 8980-3 standard:2003 (E) B(λ) 청색 광 위험 기능을 참조하여 볼 것).
이를 위해, 안경 착용자는 망막에 대한 광독성 청색 광 투과를 방지하거나 제한하는 안과용 렌즈를 두 눈 각각 앞에 착용하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같은 렌즈는 또한 증가된 콘트라스트 감도로 인해 증가된 시각 성능을 제공할 수 있다.
예를 들어 특허 출원 WO 2008/024414호에서, 흡수를 통해 또는 반사를 통해, 적절한 파장 범위에서 광을 부분적으로 억제하는 필름을 포함하는 렌즈에 의해, 400 nm에서 460 nm까지의 청색 광 스펙트럼의 적어도 부분적으로 고질적인 부분을 차단하도록 이미 제안되었다. 이것은 또한 황색 염료를 광학 요소에 혼입함으로써 이루어질 수 있다.
그러나, 청색 광을 차단하는 것은 색 균형(color balance)에, 광학 장치를 통해 보는 경우의 색각(color vision)에, 그리고 광학 장치가 지각되는 색에 영향을 미친다. 실제로, 범위가 400에서 460 nm까지 이르는 파장을 갖는 광을 적어도 부분적으로 억제하는 염료를 혼입하는 청색 광-차단 광학 장치는 황색, 갈색 또는 황갈색을 나타낸다. 이것은 많은 안과용 응용에 대해 미적으로 허용할 수 없고, 장치가 안과용 렌즈이면 사용자의 정상적인 색 지각을 방해할 수 있다.
종래의 청색 광 차단 필터의 황변 효과를 보상하기 위한 노력이 이루어졌다. 예를 들어, 청색 광 차단 렌즈는 황변 효과를 상쇄하기 위해, 청색, 적색 또는 녹색 염료와 같은 추가 염료로 처리되었다. 그러나, 이와 같은 기술은 바람직하지 않게 청색 광 파장 외에 광 파장의 전체 투과를 감소시키며, 이는 렌즈 사용자에 대한 광 감쇠를 야기한다.
전술한 내용을 고려하여, 허용 가능한 색 미용을 더 제공할 수 있는, 즉, 광학 물품을 관찰하는 사람에 의해 거의 무색으로 지각되는 청색 광을 적어도 부분적으로 차단할 수 있는 광학 물품에 대한 필요성이 있다. 사용자를 위한 허용 가능한 색 지각뿐만 아니라, 광 투과의 허용 가능한 전체 레벨이 또한 요구되며, 즉, 광학 물품은 안과용 시스템의 경우에 착용자의 색색각을 극적으로 손상시키지 않아야 한다. 특히, 가시 광의 적어도 80%를 투과하는 동시에 청색 광의 파장의 선택적인 차단을 허용하는 광학 물품에 대한 필요성이 있다.
본 발명자는 또한 형광 백색제(fluorescent whitening agent(FWA)), 광학 증백제(optical brightening agents(OBA)) 또는 형광 증백제(fluorescent brightening agents(FBA))로 지칭되는 광학 증백제(optical brightener)가 광학 증백제에 의해 발산되는 청색 광이 염료에 의해 처리되는 재료의 감소하는 청색을 보상하고 원래 무색 외관을 회복할 수 있음에 따라, 색 균형을 유지하기 위한 수단으로서, 즉, 광학 시스템에 혼입되는 청색 광 차단 염료에 의한 청색-차단에서 기인하는 색 지각 내의 변화를 최소화하고, 바람직하게는 제거하기 위해 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 요구를 해결하고 종래 기술의 언급된 단점을 개선하기 위해, 본 출원인은 다음을 포함하는 투명 광학 물품을 제공한다:
- 범위가 400에서 460 nm까지, 바람직하게는 420에서 450 nm까지 이르는 파장을 갖는 광을 적어도 부분적으로 억제하는 적어도 하나의 염료 A, 및
- 염료 A에 의해 투명 광학 물품에 부여되는 색의 적어도 부분적으로 균형을 유지하기 위한 적어도 하나의 광학 증백제 B로서, 상기 적어도 하나의 광학 증백제 B는 범위가 400에서 460 nm까지, 바람직하게는 420에서 450 nm까지 이르는 파장에서 형광에 의해 광을 방출하고, 상기 염료 A 및 상기 광학 증백제 B는 서로 상이하다.
투명 광학 물품의 기판 및/또는 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층에서 광학 증백제 B 및 염료 A(또한 본 명세서에서 청색 광 차단 염료 또는 황색 염료로 지칭됨)의 겸용은 청색 광으로부터 사용자를 보호하고 염료에 의해 부여되는 황색을 가리는 것을 동시에 허용한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 물품이 그 표면상에 하나 이상의 층(들) 또는 코팅(들)을 포함할 때, "층 또는 코팅을 물품 상에 증착하는 것"은 층 또는 코팅이 물품 외부 코팅, 즉 기판으로부터 가장 멀리 있는 코팅의 차폐물이 없는(노출된) 표면상에 증착되는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 기판/코팅 "상에" 있는 또는 기판/코팅 "상으로" 증착되었던 코팅은 (i) 기판/코팅 위에 위치되고, (ii) 반드시 기판/코팅과 접촉할 필요가 없으며, 즉 하나 이상의 중간 코팅(들)이 기판/코팅과 관련 코팅 사이에 인터리빙될 수 있고(그러나 코팅은 상기 기판/코팅과 접촉하는 것이 바람직함), (iii) 반드시 기판/코팅을 완전히 덮을 필요가 없는 코팅으로 정의된다. "코팅 1이 코팅 2 아래에 위치되는 것으로 칭해질" 때에, 코팅 2는 코팅 1보다 기판으로부터 더 멀리 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 설명에서, 광학 물품은 상기 광학 물품을 통한 이미지의 관찰이 콘트라스트의 상당한 손실 없이 지각될 때, 즉, 상기 광학 물품을 통한 이미지의 형성이 이미지의 품질에 부정적으로 영향을 미치는 것 없이 획득될 때 투명인 것으로 이해된다. 용어 "투명한"의 이와 같은 정의는 설명에서 이와 같이 자격이 있는 모든 객체에 적용될 수 있다.
본 발명에서, 투명 광학 물품은 바람직하게는, 단지 투명 광학 물품에 들어오는 광 - 가시, 자외선 또는 적외선 - 만이 에너지원인 광을 바람직하게 방출한다. 다시 말해서, 광학 시스템에 의해 방출되는 광은 투과된 인입 광 또는 반사된 인입 광이거나 인입 광의 흡수 후에 형광 또는 인광의 프로세스에 의해 재방출되는 광이다. 실제로, 발명에 따른 투명 광학 물품은 램프 - 형광등 또는 백열등 - 또는 발광 다이오드와 같은 광학 변환기에 임의의 전기를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같은 실시예에서, 투명 광학 물품은 수동형인 것으로 정의된다.
본 발명에 따른 투명 광학 물품은 바람직하게는 광학 렌즈 또는 렌즈 블랭크, 더 바람직하게는 안과용 렌즈 또는 렌즈 블랭크이다.
용어 "안과용 렌즈"는 눈을 보호하고, 그리고/또는 시력을 교정하기 위해 안경 프레임에 적응되는 렌즈를 의미하도록 사용된다. 상기 렌즈는 무한초점, 단초점, 이중초점, 삼중초점 및 누진 렌즈로부터 선택될 수 있다. 안과용 옵틱스는 발명의 바람직한 분야이지만, 이와 같은 발명은 예를 들어 광학 기기용 렌즈, 특히 사진 또는 천문학용 필터, 광학 조준 렌즈, 안구 바이저, 조명 시스템의 옵틱스와 같은, 다른 타입의 투명 광학 요소에 적용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
투명 광학 물품은 기판 및 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층을 바람직하게 포함한다. 그것이 광학 렌즈이면, 그것은 그것의 볼록 메인 측면(전방 측면), 오목 메인 측면(후방 측면), 또는 두 측면 상에 코팅될 수 있다. 투명 광학 물품은 또한 플라노(plano) 물품일 수 있다. 광학 물품이 전방 및 후방 메인 표면을 가질 때, 그것의 후방 표면은 광학 증백제를 함유하는 임의의 층으로 바람직하게 코팅되지 않는다.
기판은, 본 발명의 의미에서, 코팅되지 않은 기판을 의미하는 것으로 이해되어야 하고, 일반적으로 2개의 메인 면을 갖는다. 기판은 특히 광학 물품, 예를 들어 안경에 장착될 안과용 렌즈의 형상을 갖는 광학적으로 투명 재료일 수 있다. 이와 같은 맥락에서, 용어 "기판"은 광학 렌즈 및 보다 상세하게는 안과용 렌즈의 투명 베이스 구성요소 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 이와 같은 재료는 하나 이상의 코팅의 스택에 대한 지지로서의 역할을 한다.
본 발명의 물품의 기판은 무기 또는 유기 글라스, 예를 들어 열가소성 또는 열경화성 플라스틱으로 만든 유기 글라스이며, 일반적으로 안과용 산업에서 사용되는 안과용 등급의 투명 재료로부터 선택될 수 있다.
기판 재료의 특히 바람직한 클래스로서 언급되는 것은 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리카보네이트의 공중합체, 폴리노보넨과 같은 폴리올레핀, 디에틸렌 글리콜 비스(알릴카보네이트)의 중합체 및 공중합체와 같은 알킬렌 글리콜 비스 알릴 카보네이트의 중합 또는 (공)중합에서 기인하는 수지(예를 들어, PPG 산업 회사에 의해서 상표명 CR-39® 하에 판매되며, 대응하여 판매된 렌즈는 ESSILOR의 ORMA® 렌즈로 지칭됨), 비스페놀-A로부터 유도되는 것과 같은 폴리카보네이트, 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate(PMMA))와 같은 (메트)아크릴 또는 티오(메트)아크릴 중합체 및 공중합체, 우레탄 및 티오우레탄 중합체 및 공중합체, 에폭시 중합체 및 공중합체, 에피설파이드 중합체 및 공중합체이다.
일부 응용에서, 기판의 메인 표면은 광학적 및/또는 기계적 속성을 개선하기 위해 하나 이상의 기능성 코팅(들)으로 코팅되는 것이 바람직하다. 용어 "코팅"은 기판 및/또는 다른 코팅, 예를 들어 졸-겔 코팅 또는 유기 수지로 만든 코팅과 접촉하고 있을 수 있는 임의의 층, 층 스택 또는 필름을 의미하도록 이해된다. 코팅은 습식 공정, 가스 공정, 및 필름 전사를 포함하는, 다양한 방법을 통해 증착되거나 형성될 수 있다. 옵틱스에서 고전적으로 사용되는 이들 기능성 코팅은 제한 없이, 내충격성 및/또는 접착 프라이머, 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅, 반사방지 코팅, 편광 코팅, 광색성 코팅, 또는 대전방지 코팅, 또는 2개 이상의 이와 같은 코팅으로 만든 스택, 특히 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅으로 코팅되는 내충격성 프라이머 코팅일 수 있다.
내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅(하드 코팅)은 바람직하게 폴리(메트)아크릴레이트 또는 실란에 기초하는 하드 코팅이다. 본 발명에서 추천되는 하드 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅은 실란 가수분해물계 조성물(졸-겔 공정), 특히 미국 특허 출원 US 2003/0165698호 및 US 4,211,823호에 설명되는 것과 같은 에폭시실란 가수분해물계 조성물로부터 획득되는 코팅을 포함한다.
최종 제품 내의 추가 층의 내충격성 및/또는 접착을 개선하는 프라이머 코팅은 바람직하게 폴리우레탄 라텍스 또는 아크릴 라텍스이다. 프라이머 코팅 및 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅은 출원 WO 2007/088312호에 설명되는 것들로부터 선택될 수 있다.
가시 스펙트럼의 비교적 큰 범위에 걸쳐 물품-공기 인터페이스에서 광 반사를 감소시킴으로써 최종 광학 물품의 반사방지 특성을 개선하는 반사방지 코팅은 옵틱스 분야, 특히 안과용 옵틱스에서 고전적으로 사용되는 임의의 반사방지 코팅일 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 반사방지 코팅은 전통적으로 유전체 또는 졸-겔 재료들로 구성되는 단층 또는 다층 스택을 포함한다. 이들은 높은 굴절률(HI, n > 1.5)을 갖는 층 및 낮은 굴절률 (LI, n ≤ 1.5)을 갖는 층을 포함하는, 바람직하게 다층 코팅이다.
반사방지 코팅들의 구조 및 준비는 특허 출원 WO 2010/109154호 및 WO 2012/153072호에 더 상세히 설명된다.
본 발명에 따른 프라이머, 하드 코트 및 반사방지 코팅과 같은 코팅은 스핀-코팅, 딥-코팅, 스프레이-코팅, 증발, 스퍼터링, 화학 기상 증착 및 라미네이션을 포함하는, 당 분야에서 공지된 방법을 사용하여 증착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 염료 A 및 광학 증백제 B는 건강 및 미용 외관에 관하여 발명의 장점들 및 이점들을 여전히 획득하는 동안에, 함께 또는 개별적으로, 투명 광학 물품에, 바람직하게는 기판에 및/또는 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층에 혼입된다.
본 발명에 따른 시스템에서, 염료 A 및 광학 증백제 B는 기판에 둘 다, 동일한 코팅, 예를 들어 프라이머 코팅, 하드 코팅 또는 반사방지 코팅에 둘 다, 하나는 기판에 및 다른 하나는 투명 광학 물품의 어느 하나의 면(이는 볼록, 오목 또는 평탄할 수 있음) 상에 증착되는 코팅에, (적어도) 2개의 상이한 코팅에 개별적으로 혼입될 수 있거나, 이들 실시예의 조합이 구현될 수 있다. 예를 들어, 청색 광 차단 염료는 하드 코팅에 위치될 수 있고, 광학 증백제는 프라이머 코팅에 포함될 수 있거나, 청색 광 차단 염료는 기판에 포함될 수 있고, 광학 증백제는 코팅에 포함될 수 있다. 염료 및 광학 증백제가 (적어도) 2개의 상이한 코팅들에 포함되는 경우, 이들 코팅은 반드시 투명 광학 물품의 동일한 면상에 증착되는 것은 아니다. 그들은 투명 광학 물품의 어느 하나의 면상에 또는 투명 광학 물품의 두 면 모두에 증착될 수 있다.
수개의 염료 및/또는 수개의 광학 증백제는 기판에 및/또는 기판의 표면에 증착되는 동일한 또는 상이한 층들에 혼입될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 투명 광학 물품은 청색 광 차단 염료 A가 혼입되는 기판을 포함한다. 염료(및/또는 광학 증백제)는 예를 들어 다음과 같은, 당 분야에 잘 알려진 방법에 의해 기판에 혼입될 수 있다:
I. 기판을 수분 동안 유기 용매 및/또는 물 기반 뜨거운 착색 조, 바람직하게는 물 기반 용액에 침지하는 것으로 이루어진 함침 또는 침윤 방법. 유기 렌즈 기판과 같은 유기 재료로 만든 기판은 90℃ 정도의 온도로 가열되고, 염료가 분산되었던 수성 착색 조에 침지시킴으로써 재료의 대부분에서 매우 자주 착색된다. 따라서, 염료는 기판의 표면 아래에 확산되고 색 농도는 기판의 몸체에 확산되는 염료의 양을 조정함으로써 획득된다.
II. 함침 가능한 임시 코팅을 수반하는, JP 2000-314088호 및 JP 2000-241601호에 설명되는 확산 방법, 또는
III. US 6534443호 및 US 6554873호에서 설명되는 바와 같은, 승화성 재료를 사용하는 비접촉 착색, 또는
IV. 예를 들어 주조 또는 사출 성형에 의해, 기판 자체의 제조 동안에 청색-흡수 염료의 혼입.
다른 실시예에서, 투명 광학 물품은 기판 및 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층을 포함하며, 염료 A는 기판상에 코팅되는 상기 적어도 하나의 층에 혼입된다. 염료는 예를 들어 하드 코팅 및/또는 프라이머 코팅에 혼입될 수 있으며, 이는 일반적으로 기판에 하드 코팅의 접착을 촉진한다. 염료는 또한 기판에 그 후에 전사되거나, 적층되거나, 접합되거나 접착될 필름에 혼입될 수 있다.
염료(및/또는 광학 증백제)를 층에 혼입하기 위한 광학 제조의 당 분야에서 실시되는 것들과 유사한 수개의 방법이 공지되어 있다. 청색 광 차단 염료는 층으로서 동시에 증착될 수 있으며, 즉, 층이 액체 코팅 조성물로부터 준비될 때, 염료는 그것이 기판의 표면에 (현장 혼합) 도포되고 경화되기 전에 상기 코팅 조성물에 (직접 또는 예를 들어 염료-함침된 입자로서) 혼입되거나 용해될 수 있다.
염료(및/또는 광학 증백제)는 또한 별도 공정 또는 하위-공정에서 코팅에 포함될 수 있다. 예를 들어, 염료는 기판을 착색하기 위해 지칭되는 것과 유사한 침지 착색 방법을 사용하여, 즉, 상승된 온도에서의 착색 조에 의하거나, 출원인의 이름으로 US 2003/0020869호에 개시되는 확산 방법을 통하거나, 잉크젯 프린터를 사용하는 인쇄를 겪는 인쇄 프라이머를 사용하는 출원인의 이름으로 US 2008/127432호에 개시되는 방법을 통하거나, 열 전사 프린터에 의해 승화 염료와의 인쇄를 수반하는 출원인의 이름으로 US 2013/244045호에 개시되는 방법을 통하거나, 착색제를 기판에 전사하기 위해 다공성 층을 사용하는 출원인의 이름으로 US 2009/047424호에 개시되는 방법을 통해, 기판의 표면에서 그것의 증착 후에 코팅에 포함될 수 있다. 염료는 또한 코팅이 경화되거나(예를 들어, 열적 또는 UV 경화되거나), 건조되거나 도포되기 전에 표면상에 스프레이될 수 있다.
잉크 젯 인쇄를 구현할 때, 전형적으로 잉크 수용 코팅을 물품의 표면상에 도포함으로써, 일반적으로 잉크를 수용하기 위해 물품의 표면을 수정하는 것이 필요하다. 잉크 수용 코팅은 영구 착색 가능한 코팅 또는 염료가 물품으로 전사되는 임시 지지로서 사용되는 임시 착색 가능한 코팅일 수 있다. 염료는 기판 자체에 또는 잉크 수용 코팅에 인접한, 기판의 코팅에 전사될 수 있다. 기판 또는 코팅을 착색하기 위한 잉크젯 인쇄는 출원인의 이름으로, US 2013/0230649호에 더 상세히 설명된다.
광학 증백제 B를 기판 또는 코팅에 혼입하기 위한 방법은 일반적으로 염료의 혼입을 위해 개시된 것들과 동일하다. 명백하게, 상술된 방법 중 수개의 조합은 투명 광학 물품에 혼입되는 염료 A 및 광학 증백제 B를 갖는 투명 광학 물품을 획득하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 광학 증백제의 양은 황색 외관을 갖지 않는 투명 광학 물품을 제공하기에 충분한 양인 반면, 본 발명에 사용되는 염료의 양은 청색 광으로부터 만족스러운 보호를 제공하기에 충분한 양이다.
기판에 혼입될 때, 광학 증백제는 상기 기판의 중량에 비해 200 ppm보다 더 낮은, 더 바람직하게는 50 ppm보다 더 낮은 양으로 바람직하게 사용된다.
기판상에 코팅되는 층에 혼입될 때, 광학 증백제는 상기 층의 중량에 비해 200 ppm보다 더 낮은, 더 바람직하게는 50 ppm보다 더 낮은 양으로 바람직하게 사용된다.
기판에 혼입될 때, 청색 광 차단 염료는 상기 기판의 중량에 비해 50 ppm보다 더 낮은, 더 바람직하게는 5 ppm보다 더 낮은 양으로 바람직하게 사용된다.
기판상에 코팅되는 층에 혼입될 때, 청색 광 차단 염료는 상기 층의 중량에 비해 5000 ppm보다 더 낮은, 더 바람직하게는 500 ppm보다 더 낮은 양으로 바람직하게 사용된다.
물론, 광학 증백제 및 청색 광 차단 염료의 각각의 양은 투명한, 무색의 요소를 생성하기 위해 서로 적응되어야 한다. 특히, 당업자는 광학 증백제의 바람직한 양이 사용되는 염료의 성질 및 양을 포함하는 수개의 인자에 따라 변할 것이라는 것을 이해해야 한다. 이를 위해, 각각의 화합물의 최적의 양은 간단한 실험실의 실험에 의해 결정될 수 있다.
명백하게, 본 발명에 따른 투명 광학 물품은 기판 및 코팅의 어느 것도 착색되지 않으면 무색으로만 나타날 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 염료는 안료 및 착색제 둘 다를 지칭할 수 있으며, 즉, 그것의 전색제에서 가용성 또는 불용성일 수 있다. 그것은 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
염료 A의 화학적 성질은 그것이 400 내지 460 nm의 범위, 바람직하게는 420 내지 450 nm의 범위 내에서, 흡수 피크, 이상적으로 최대 흡수 피크를 가지면, 특히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 범위가 400에서 460 nm까지 이르는 파장을 갖는 광을 적어도 부분적으로 방지하기 위한 수단으로서의 역할을 하는 염료 A는 400 nm 내지 460 nm의 범위 내에 있는, 및 더 바람직하게는 420 nm 내지 450 nm의 범위 내에 있는 광을 선택적으로 억제한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 수단은 그것이 범위 내에서 적어도 일부 투과를 억제하는 반면, 파장 범위 밖에서 가시 파장의 투과에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않으면 파장 범위를 "선택적으로 억제한다".
투명 광학 물품에 혼입되는 하나 이상의 염료는 그들이 범위가 400에서 460 nm까지 이르는 파장을 갖는 광의 1에서 50%까지, 더 바람직하게는 10에서 40%까지, 이상적으로는 10에서 30%까지를 억제하도록 방사선을 바람직하게 흡수한다. 그들은 범위가 420에서 450 nm까지 이르는 파장을 갖는 광의 1에서 50%까지, 더 바람직하게는 10에서 40%까지, 이상적으로는 10에서 30%까지 바람직하게 억제한다. 이와 같은 흡수는 염료 농도에 의해 제어되고 염료의 부재에서 동일한 파장에 투과될 광의 양에 대해 측정될 수 있다.
청색 광 차단 염료는 퍼릴렌, 쿠마린, 포르피린, 아크리딘, 인돌레닌(이는 3H-인돌에 대한 동의어임) 및 인돌-2-일리덴 군으로부터, 이들 군에 한정됨이 없이 선택될 수 있다.
바람직한 청색 광 차단 염료는 전자기 스펙트럼의 400 내지 460 nm 범위, 바람직하게는 420 내지 450 nm의 좁은 흡수 대역을 갖는다. 이상적으로, 상기 흡수 대역은 대략 430 nm에 집중된다.
본 발명에 따른 가장 바람직한 염료는 퍼릴렌이며, 이는 이상적인 스펙트럼 특성 및 흥미로운 주입 가공성 속성을 나타낸다. 확실히, 퍼릴렌은 선택적인 황색 염료이며, 이는 400 내지 460 nm의 파장 범위 밖의 가시 스펙트럼의 영역에서 흡수하지 않거나, 거의 흡수하지 않는다.
잘 알려진 바와 같이, 광학 증백제는 (일반적으로 340 내지 370 nm에서) UV 및 보라색 영역에서 광을 흡수하고 가시 스펙트럼의 청색 영역에서 주로 형광에 의해 광을 재발산하는 물질이다. 그들은 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
광학 증백제의 화학적 성질은 그것이 파장 범위가 400에서 460 nm까지 이르는, 바람직하게는 420에서 450 nm까지 이르는 파장에서, 형광, 이상적으로는 최대 형광에 의해 광을 발산할 수 있다면, 특히 제한되지 않는다.
바람직하게는, 광학 증백제는 범위가 400에서 460 nm까지 이르는 파장을 갖는 광의 30% 미만, 더 바람직하게는 20% 미만, 심지어 더 바람직하게는 10% 미만, 이상적으로는 5% 미만을 흡수한다. 그것은 범위가 420에서 450 nm까지 이르는 파장을 갖는 광의 30% 미만, 더 바람직하게는 20% 미만, 심지어 더 바람직하게는 10% 미만, 이상적으로는 5% 미만을 바람직하게 흡수한다. 상기 광학 증백제는 400 내지 460 nm의 범위, 바람직하게는 420 내지 450 nm의 범위 내에서, 바람직하게 최대 흡수 피크를 갖지 않으며, 흡수 피크를 갖지 않는 것이 훨씬 더 좋다.
광학 증백제는 스틸벤, 카르보스티릴, 쿠마린, 1,3-디페닐-2-피라졸린, 나프탈아미드, 결합된 헤테로방향족(서로 또는 공액 고리계를 통해 직접 연결되는, 예컨대 파이레닐-트리아진 또는 헤테로사이클릭 화합물의 다른 조합 예컨대 티아졸, 피라졸, 옥사디아졸, 접합된 다중방향족 시스템 또는 트리아진), 벤즈옥사졸, 특히 바람직하게는 에틸렌, 페닐에틸렌, 스틸벤, 벤즈옥사졸 및/또는 티오펜 기를 포함하는, 공액 고리계와 2-위치에서 치환되는 벤즈옥사졸로부터, 이들 군에 제한 없이, 선택될 수 있다. 광학 증백제의 바람직한 군은 비스-벤즈옥사졸, 페닐쿠마린, 메틸쿠마린 및 비스-(스티릴)바이페닐이며, 이는 A.G. Oertli, Plastics Additives Handbook, 6th Edition, H. Zweifel, D. Maier, M. Schiller Editors, 2009에 더 상세히 설명된다.
상업적으로 이용 가능한 비스-벤즈옥사졸 광학 증백제의 특정 예는 이스트먼 케미컬의 Eastobrite® 화합물, 예컨대 Eastobrite® OB, Eastobrite® OB-1 및 Eastobrite® OB-3, 클라리언트의 Hostalux® 화합물, 예컨대 Hostalux ACK, Hostalux CP01, Hostalux EBU, Hostalux EF, Hostalux ERE, Hostalux EREN, Hostalux ES2R, Hostalux ESR, Hostalux ETB 300, Hostalux ETBN, Hostalux KCB, Hostalux KS, Hostalux KS1B, Hostalux KSB3, Hostalux KSC, Hostalux KSN, Hostalux NR, Hostalux NSM, Hostalux PFC, Hostalux PFCB, Hostalux PN, Hostalux PNB, 및 Hostalux PR, 스미토모 화학 주식회사의 Whitefluor® 화합물(스티릴-비스-벤즈옥사졸), 예컨대 Whitefluor® B, Whitefluor® PEN, Whitefluor® PHR, Whitefluor® HCS, Whitefluor® PCS이다.
상업적으로 이용 가능한 메틸-쿠마린 광학 증백제의 특정 예는 Eastern Color & Chemical 사의 Eccowhite® 화합물, 예컨대 Eccowhite 1132 MOD, Eccowhite 2013, Eccowhite 2790, Eccowhite 5261, Eccowhite AEA-HF, Eccowhite Nylon FW, Eccowhite OP, Eccowhite PSO, Eccowhite DM-04 MOD이다.
광학 증백제의 다른 유용한 범주는 비스-벤즈옥사졸 및 비스-(스티릴)바이페닐 화합물 둘 다를 포함하는 BASF의 Tinopal® 군, 예컨대 Tinopal ABP-A, Tinopal ABP-X, Tinopal ASP, Tinopal BPO, TinopalEC, Tinopal HST, Tinopal HW, Tinopal MSP, Tinopal NP, Tinopal SPP-N, Tinopal SPP-Z, Tinopal UP HC DD, Tinopal UP, Tinopal CBS-X, 및 Tinopal OB이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 다른 유용한 광학 백색제는 Fluorescent Whitening agents, Anders G. EQS, Environmental quality and safety (Suppl. Vol IV) Georg Thieme Stuttgart 1975에서 설명된다.
바람직한 광학 증백제는 높은 형광 효율을 가지며, 즉, 그들이 흡수했던 에너지의 주된 부분을 가시 광으로 재발산한다.
가장 바람직한 광학 증백제는 다음과 같다:
i) 하기 구조를 갖고, 상표명 Eastobrite® OB-1 하에 Eastman Chemical에 의해 판매되는, 2,2'-(1,2-에틸렌디일디-4,1-페닐렌)비스벤즈옥사졸:
Figure 112016056016896-pct00001
ii) 하기 구조를 갖고, 상표명 Tinopal OB하에 BASF에 의해 판매되는 2,5-티오펜디일비스(5-tert-부틸-1,3-벤즈옥사졸):
Figure 112016056016896-pct00002
본 발명에 따르면, 특정 황색 염료는 상기 염료의 흡수 스펙트럼과 가장 일치할 형광 발산을 갖는 광학 증백제와 연관되고, 반대의 경우도 마찬가지이다. 염료 및 광학 증백제의 성질은 흡수/발산 피크 위치의 조정을 허용한다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 투명 광학 물품은 염료 A의 최대 흡수 값 λmax (A)와 광학 증백제 B의 최대 형광 발산 값 λmax (B) 사이의 (절대값으로 표시된) 차이가 15 nm보다 더 낮고, 더 바람직하게는 10 nm보다 더 낮고 이상적으로는 5 nm보다 더 낮도록 염료 A 및 광학 증백제 B를 포함한다. 본 출원의 맥락에서, λmax (A) 및 λmax (B)는 디클로로메탄에서 측정된다.
청색 광 차단 염료로서의 퍼릴렌 및 광학 증백제로서의 2,2'-(1,2-에틸렌디일디-4,1-페닐렌)비스벤즈옥사졸 (Eastobrite® OB-1)의 조합은 후자의 형광 속성이 퍼릴렌의 흡수 스펙트럼과 완벽하게 일치하기 때문에, 특히 바람직하다. Eastobrite® OB-1의 최대 형광 발산의 파장은 436 nm인 반면, 퍼릴렌은 434 nm에서 흡수 최대를 갖는다.
본 발명에 따른 투명 광학 물품은 백색도 Wi 및 황색도 Yi에 의해 정량화될 수 있는 개선된 색 속성을 갖는다.
광학 증백제 B의 미백 효과의 평가, 다시 말해서, 본 발명의 투명 광학 물품의 백색의 정도는 표준 ASTM E313-73(1993) 및 ASTM D 1925-70(1988)에서 설명되는 바와 같은 CIE 삼자극 값 X, Y, Z에 기초하여, 비색 측정에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 투명 광학 물품은 ASTM E-313-73에 따라 측정되는 바와 같이, 바람직하게 높은, 즉 40보다 높은 백색도 Wi를 갖는다. Wi는 타우버 방정식에 의해 산출된다(Wi = 4B-3G, 파라미터 B(청색) 및 G(녹색)는 G = Y 및 B= 0.847 Z를 갖는 삼자극 값 X, Y, Z로부터 결정된다).
본 발명에 따른 투명 광학 물품은 ASTM D-1925에 따라 측정됨에 따라, 바람직하게는 낮은, 즉, 10보다 더 낮은, 더 바람직하게는 5보다 더 낮은 황색도 Yi를 갖는다. Yi는 다음 관계식을 통해 CIE 삼자극 값 X, Y, Z로부터 결정될 수 있다:
Yi = ( 128 X - 106 Z ) / Y.
본 발명에 따른 투명 광학 물품은 바람직하게 80%보다 더 높은, 더 바람직하게는 85%보다 더 높은 가시 스펙트럼의 상대적인 광 투과 인자 Tv를 갖는다. Tv 인자는 표준 NF EN 1836에서 정의되는 것과 같고 380 내지 780 nm의 파장 범위에 대응한다.

Claims (18)

  1. 투명 광학 렌즈로서,
    - 범위가 400 nm 내지 460 nm인 적어도 하나의 파장에 대해 광 투과를 적어도 부분적으로 억제하는 적어도 하나의 염료 A, 및
    - 상기 염료 A에 의해 상기 투명 광학 렌즈에 부여되는 색의 적어도 부분적으로 균형을 유지하기 위한 적어도 하나의 광학 증백제 B를 포함하며, 상기 적어도 하나의 광학 증백제 B는 범위가 400 nm 내지 460 nm인 적어도 하나의 파장에서 형광에 의해 광을 방출하고, 상기 염료 A 및 상기 광학 증백제 B는 서로 상이하고, 염료 A의 최대 흡수 값 λmax (A)와 광학 증백제 B의 최대 형광 발산 값 λmax (B) 사이의 (절대값으로 표시된) 차이가 15 nm 미만인, 투명 광학 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    기판 및 상기 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층을 포함하는 것으로 더 정의되며, 상기 적어도 하나의 염료 A 및 상기 적어도 하나의 광학 증백제 B는 함께 또는 개별적으로, 상기 기판에 및/또는 상기 기판상에 코팅되는 상기 적어도 하나의 층에 혼입되는, 투명 광학 렌즈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    80%보다 더 높은 가시 스펙트럼의 상대적인 광 투과 인자 Tv를 갖는 것으로 더 정의되는, 투명 광학 렌즈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 염료 A는 퍼릴렌, 쿠마린, 포르피린, 아크리딘, 인돌레닌 및 인돌-2-일리덴 군 내에서 선택되는, 투명 광학 렌즈.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학 증백제 B는 스틸벤, 카르보스티릴, 쿠마린, 1,3-디페닐-2-피라졸린, 나프탈아미드, 및 벤즈옥사졸로부터 선택되는, 투명 광학 렌즈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학 증백제 B는 비스-벤즈옥사졸, 페닐쿠마린, 메틸쿠마린 및 비스-(스티릴)바이페닐로부터 선택되는, 투명 광학 렌즈.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 염료 A는 범위가 420 nm 내지 450 nm인 파장 내에서 광 투과의 1% 내지 50%를 억제하는, 투명 광학 렌즈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 염료 A는 상기 기판의 중량에 비해 50 ppm보다 더 낮은 양으로 상기 기판에 혼입되는, 투명 광학 렌즈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 염료 A는 상기 층의 중량에 비해 5000 ppm보다 더 낮은 양으로 상기 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층에 혼입되는, 투명 광학 렌즈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 광학 증백제 B는 상기 기판의 중량에 비해 200 ppm보다 더 낮은 양으로 상기 기판에 혼입되는, 투명 광학 렌즈.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 광학 증백제 B는 상기 층의 중량에 비해 200 ppm보다 더 낮은 양으로 상기 기판상에 코팅되는 적어도 하나의 층에 혼입되는, 투명 광학 렌즈.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    10보다 더 낮은 황색도 Yi를 갖는 것으로 더 정의되는, 투명 광학 렌즈.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    40보다 더 높은 백색도 Wi를 갖는 것으로 더 정의되는, 투명 광학 렌즈.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    수동형으로 더 정의되는, 투명 광학 렌즈.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    안과용 렌즈로 더 정의되는, 투명 광학 렌즈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 염료 A는 범위가 420 nm 내지 450 nm인 적어도 하나의 파장에 대해 광 투과를 적어도 부분적으로 억제하는, 투명 광학 렌즈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 광학 증백제 B는 범위가 420 nm 내지 450 nm인 적어도 하나의 파장에서 형광에 의해 광을 방출하는, 투명 광학 렌즈.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    85%보다 더 높은 가시 스펙트럼의 상대적인 광 투과 인자 Tv를 갖는 것으로 더 정의되는, 투명 광학 렌즈.
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