KR20010043287A - 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 및 플라스틱 렌즈 - Google Patents

플라스틱 렌즈용 수지 조성물 및 플라스틱 렌즈 Download PDF

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KR20010043287A
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우치다히로시
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오하시 미츠오
쇼와 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

폴리알릴 카르보네이트와, 말단에 알릴 에스테르기를 갖고 분자내에 시클로헥산 및/또는 시클로헥센 골격을 갖는 알릴 에스테르 올리고머를 함유하는 플라스틱 렌즈용 수지 조성물; 및 본 수지 조성물을 성형시켜 얻은 플라스틱 렌즈. 생성된 플라스틱 렌즈는 종래의 플라스틱 렌즈에 비해 감소된 염색 얼룩을 갖는다.

Description

플라스틱 렌즈용 수지 조성물 및 플라스틱 렌즈{RESIN COMPOSITION FOR PLASTIC LENS USE AND PLASTIC LENS}
최근, 유기 글라스가 광학 재료용으로, 예를 들어 카메라, 텔레비젼, 프리즘, 망원경 및 안경 렌즈등에 널리 이용되고 있다. 특히, 안경 렌즈는 무기 글라스로부터 유기 글라스, 특히 플라스틱 렌즈로 점진적으로 대체되고 있다. 이러한 상황에서 가볍고 주형이 용이하며 우수한 염색성을 갖고 균일하지 않은 염색의 발생을 억제하는 플라스틱 렌즈에 대한 요구가 증가하고 있다.
통상, 플라스틱 렌즈의 원료로서 사용되는 수지의 대표적인 예로는 폴리스티렌 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 및 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지를 들 수 있다. 이러한 수지들의 물성 및 제조 방법은 이미 알려져 있고, 예컨대 Plastic Age, Vol. 35, pp.198-202(1989)에 자세하게 기재되어 있다.
이 중에서, 각각의 수지에서 유래한 플라스틱 렌즈의 특성이 다음과 같이 기재되어 있다. 폴리스티렌 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈는 높은 굴절율을 가지나 복굴절 또는 광산란에서 충분한 수치를 얻을 수 없는 단점이 있다. 폴리카르보네이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈는 높은 충격 강도를 가지나 내용제성 및 스크래치 저항성이 취약하다. 게다가, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈는 굴절율이 낮고 불만족스러운 충격 강도의 수치가 보고되고 있다.
반면에, 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈는 굴절율이 1.498로 낮으나 충격 강도가 우수하고 압베수(Abbe number)가 높으며, 특히 안경용 플라스틱 렌즈로서 우수한 특성을 갖기 때문에 가장 널리 사용되어 왔다.
폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지는 중합 반응율이 아크릴계 수지보다 낮으므로 그 중합 반응을 조절하기가 용이하다. 이것은 일정한 중합 반응을 가능하게 하고 따라서 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈가 감소된 광학적 변형을 갖는 이점이 있다.
염색성에서, 주형 성형법으로 얻은 플라스틱 렌즈를 고온에서 염색액에 담그는 일반적인 방법에 의해 염색하는 경우, 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈가 다른 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈에 비해 우수한 염색 농도를 갖는다.
그러나 플라스틱 렌즈의 염색성에서 요구되는 또 한가지의 특성인 균일한 염색이 가능한가, 즉 균일하지 않은 염색의 감소에 있어서는 현재까지 유효한 방법이 개발되지 않았고, 이것이 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈의 문제점 중 하나이다.
본 발명의 목적은 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트 수지로부터 유래한 플라스틱 렌즈의 염색성에서 상기의 문제점을 해결하고, 불균일한 염색이 없는 플라스틱 렌즈를 제조할 수 있는 플라스틱 렌즈용 수지 조성물의 제공, 동시에 본 수지를 경화시켜 얻은, 균일하지 않은 염색의 발생을 감소시킨 플라스틱 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 전술한 문제들을 해결하기 위하여, 광범위한 범위의 수지 조성물 및 그 성분들의 조성에 대하여 연구하였다. 그 결과, (a)특정 구조를 갖는 폴리알릴 카르보네이트와 (b)말단에 알릴 에스테르기를 갖고 내부에 시클로헥산 및/또는 시클로 헥센 골격을 갖는 디카르본산과 다가 포화 알코올로부터 유도된 알릴 에스테르 올리고머를 특정 비율로 함유하는 것이 특징인 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 그리고 본 수지를 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈가 불균일한 염색을 감소시키는데 매우 효과적이라는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
보다 구체적으로, 본 발명은 (a) 화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트 80-98 중량 %와,
CH2=CHCH2-OCOO(-Y-OCOO)m-CH2CH=CH2(1)
(단, m은 1-10의 정수이고 Y는 2-6개의 수산기를 갖고 탄소수가 2-20개인 다가 포화 알코올로부터 유도된 유기 잔사를 대표한다)
(b) 화학식 2로 대표되고 말단 알릴 에스테르기를 갖는 알릴 에스테르 올리고머 2-20 중량 %
CH2=CHCH2O-(COACOO-Z-O)n-COACOO-CH2CH=CH2(2)
(단, A는 구조식 1-6 중 어느 한가지로 대표되는 이가 카르본산으로부터 유도된 유기 잔사를 나타내고 Z는 2-6개의 수산기를 갖고 탄소수가 2-20개인 다가 포화 알코올로부터 유도된 유기 잔사를 대표하며 n은 0-100의 정수이다)
(구조식 1의 치환기의 위치는 1,2-, 1,3- 또는 1,4-를 나타낸다)
를 포함하는 플라스틱 렌즈용 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 부가로 라디칼 중합 개시제를 이용하여 본 발명의 상기 수지 조성물을 경화시킴으로써 플라스틱 렌즈를 제공한다.
본 발명은 플라스틱 렌즈, 구체적으로 안경용 플라스틱 렌즈에서, 균일하지 않은 염색의 발생을 감소시키면서 플라스틱 렌즈를 제조할 수 있는 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 및 본 수지 조성물을 경화시켜 얻어지는 플라스틱 렌즈에 관한 것이다.
본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물에 함유된 화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트는 종래의 방법을 이용하여 합성할 수 있다. 예를 들어, 디알릴 카르보네이트와 다가 알코올을 촉매 존재하에 에스테르 교환 반응에 의해 반응 시키는 방법(특허평 3-66327호 공보) 및 알릴 알코올과 포스겐 및 다가 알코올을 염산을 제거시키며 반응시키는 방법(미국특허 2,370,565 및 2,592,058호) 등을 들 수 있으나, 이에 한정하는 것이 아니다.
화학식 1에서 언급한 "2-6개의 수산기를 갖고 탄소수가 2-20개인 다가 포화 알코올"은 이가의 포화 알코올일 수 있고, 구체예로서 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 들 수 있다. 또한 삼가 이상의 다가 포화알코올의 구체예로서, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리쓰리톨, 디펜타에리쓰리톨 및 솔비톨을 들 수 있다. 게다가 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜과 같이 주된 사슬에 에테르기를 포함하는 이가의 포화 알코올도 포함된다. 이들 중, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이 바람직하고 디에틸렌 글리콜이 보다 바람직하다. 다가 포화 알코올로서 디에틸렌 글리콜을 사용하는 경우, 생성되는 폴리알릴 카르보네이트는 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트이고, 이것의 구체예는 PPG사의 CR-39(상품명) 등이다.
화학식 1에서, m은 1-10의 정수이다. m이 10을 초과하는 폴리알릴 카르보네이트를 플라스틱 렌즈용 수지 조성물에 이용하는 경우, 이를 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈의 내열성이 취약하므로 바람직하지 않다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물에 함유된 화학식 2로 대표되는, 말단 알릴 에스테르기를 갖는 알릴 에스테르 올리고머는 종래의 방법을 이용하여 합성할 수 있다. 예를 들어 시클로헥산 또는 시클로헥센 골격을 갖는 이가 카르본산의 디알릴에스테르와 다가 포화 알코올을 촉매 존재하에 에스테르 교환 반응시킴으로써 올리고머를 합성하는 방법(특허평 6-73145호 공보) 등을 들 수 있으나 이에 한정하는 것이 아니다.
화학식 2에서 언급한 "올리고머"는 폴리머 합성에 이용하는 모노머로부터 얻은 저분자량의 생성물을 의미한다. 자세한 것은 신판 고분자 사전(Newly Edited Polymer Glossary), 3판 발행, "올리고머", Asakura Shoten (1991년 8월 10일)에 자세하게 기술되어 있다.
또한, 화학식 2에서 "구조식 1-6 중 어느 한가지로 대표되는 이가 카르본산"의 구체예로써 1,2-시클로헥산디카르본산, 1,3-시클로헥산디카르본산, 1,4-시클로헥산디카르본산, 4-시클로헥센-1,2-디카르본산, 메틸-4-시클로헥센-1,2-디카르본산, 4-메틸-시클로헥산-1,2-디카르본산, 비시클로[2,2,1]헵트-5-엔-2,3-디카르본산 및 비시클로[2,2,1]헵탄-1,2-디카르본산을 들 수 있다.
화학식 2에서 언급한 "2-6개의 수산기를 갖고 탄소수가 2-20개인 다가 포화 알코올"은 이가의 포화 알코올일 수 있고, 구체예로써 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 들 수 있다. 또한 삼가 이상의 다가 포화알코올의 구체예로서, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리쓰리톨, 디펜타에리쓰리톨 및 솔비톨을 들 수 있다. 게다가 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜과 같이 주된 사슬에 에테르기를 함유하는 이가의 포화 알코올도 포함된다. 이들 중, 생성된 플라스틱 렌즈의 내후성(weather resistance) 및 내열성의 견지에서, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄디올 및 1,3-부탄디올이 바람직하고 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이 보다 바람직하다. 물론, 이들 특정 구체예로서 본 발명의 다가 포화 알코올을 제한하는 것은 아니다.
화학식 2에서, n은 0-100의 정수이다. n이 100을 초과하는 알릴 에스테르 올리고머를 플라스틱 렌즈용 수지 조성물에 이용하는 경우, 이를 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈의 내열성이 취약하므로 바람직하지 않다.
화학식 2로 대표되고 말단 알릴 에스테르기를 갖는 알릴 에스테르 올리고머에서, 그 합성 조건에 따라 원료인 시클로헥산 또는 시클로헥센 골격을 갖는 이가 카르본산의 디알릴 에스테르가 모노머의 형태로 잔존할 수 있다. 그러나 그대로 플라스틱 렌즈용 수지 조성물의 알릴 에스테르 올리고머로서 사용해도 아무 문제가 없다.
화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트의 양은 수지 조성물 전체에 대하여 80 내지 98 중량%이고, 바람직하게는 85 내지 95 중량%이다. 80 중량% 미만일 경우, 본 수지 조성물을 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈의 기계 특성 및 광학특성이 저조하다.
반면에 화학식 2로 대표되는 알릴 에스테르 올리고머의 양은 수지 조성물 전체에 대하여 2 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다. 2 중량% 미만에서 본 수지 조성물을 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈를 염색하는 경우, 불균일한 염색을 감소시키는 효과를 얻을 수 없다. 또한, 분자량이 큰 알릴 에스테르 올리고머를 사용하는 경우 수지 조성물의 점도가 높아지는 경향이 있으므로 20 중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물은, 주로 수지 조성물의 점도 조절을 목적으로, 화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트 및/또는 화학식 2로 대표되는 알릴 에스테르 올리고머와 공중합 가능한 모노머를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
그러한 모노머의 예로써, 아크릴기, 비닐기 또는 알릴기를 갖는 모노머를 들 수 있다. 아크릴기를 갖는 모노머의 구체적인 예는 메틸(메쓰)아크릴레이트 및 이소보르닐 (메쓰)아크릴레이트이고, 비닐기를 갖는 모노머의 구체적인 예는 비닐 아세테이트 및 비닐 벤조에이트이며, 알릴기를 갖는 모노머의 구체적인 예로는 디알릴 1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 1,3-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 디알릴 메틸-4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 디알릴 4-메틸-시클로헥산-1,2-디카르복실레이트, 디알릴 비시클로[2,2,1]헵트-5-엔-2,3-디카르복실레이트 및 디알릴 비시클로[2,2,1]헵탄-1,2-디카르복실레이트를 들 수 있다. 물론 공중합 가능한 모노머를 이러한 구체예로 한정하는 것은 아니며 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈의 물성을 손상시키지 않는 한, 디알릴 프탈레이트, 디알릴 테레프탈레이트, 디알릴 이소프탈레이트, 알릴 벤조에이트 등을 또한 사용할 수 있다.
플라스틱 렌즈의 광학 특성을 유지하기 위하여, 디알릴 1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 1,3-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 디알릴 메틸-4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 디알릴 비시클로[2,2,1]헵트-5-엔-2,3-디카르복실레이트 및 디알릴 비시클로[2,2,1]헵탄-1,2-디카르복실레이트가 바람직하고, 특히 디알릴 1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디알릴 1,3-시클로헥산디카르복실레이트 및 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트가 보다 바람직하다.
플라스틱 렌즈용 수지 조성물의 점도는, 주형 성형의 작업성을 고려할 때, 25℃에서 10 내지 10,000mPa·s의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 2,000mPa·s의 범위이다. 여기서 "점도"는, 예컨대 JIS K-7117에 기술한 회전 점도계를 이용하여 점도 실험법에 의해 측정한 것이다.
모노머의 첨가량은 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부이고 바람직하게는 5 내지 10 중량부이다. 모노머가 20 중량부를 초과하여 첨가되면 본 수지를 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈에서 요구되는 광학 특성 등의 물성 수치가 저하되므로 바람직하지 않다.
플라스틱 렌즈용 수지 조성물에 함유된 폴리알릴 카르보네이트와 알릴 에스테르 올리고머의 종류 및 배합비 또는 본 수지 조성물을 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈에서 요구되는 광학 특성 등의 물성 수치에 따라서 적절한 공중합 모노머를 선택한다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물은 경화제로서 라디칼 중합 개시제를 포함할 수 있다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물에 첨가할 수 있는 라디칼 중합 개시제는 특별한 제한이 없다. 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈의 광학 특성 등의 물성 수치에 대해 역으로 작용하지 않는 한 종래의 어떠한 라디칼 중합 개시제도 이용할 수 있다. 첨가할 수 있는 라디칼 중합 개시제의 구체예로써 디이소프로필 퍼옥시디카르보네이트, 디시클로헥실 퍼옥시디카르보네이트, 디-n-프로필 퍼옥시디카르보네이트, 디-sec-부틸 퍼옥시디카르보네이트 및 t-부틸 퍼벤조에이트를 들 수 있다.
라디칼 중합 개시제의 첨가량은, 본 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 범위이고, 바람직하게는 1 내지 5 중량부의 범위이다. 0.1 중량부 미만일 경우, 수지 조성물의 경화가 충분히 이루어지지 않는다.
본 발명에서 수지 조성물의 성형 가공 방법은 특별한 제한이 없다. 바람직하게는 주형 성형이 적절하다. 구체적으로, 수지 조성물에 라디칼 중합 개시제를 첨가하고 라인을 통하여 엘라스토머 개스켓(elastomer gasket) 또는 스페이스(space)에 고정되어 있는 몰드로 혼합물을 주입한 후 오븐 등에서 열에 의해 경화시키는 방법을 이용하는 성형 방법이 있다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물은 지환 구조를 갖는 성분을 포함하고 본 조성물을 이용하여 얻은 플라스틱 렌즈의 굴절율은 플라스틱 렌즈에서 많이 사용되는 폴리디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트를 원료로 하는 플라스틱 렌즈의 굴절율, 1.498에 용이하게 근접할 수 있다. 따라서 성형에 이용하는 몰드 등을 바꾸지 않고도 그대로 종래의 장치에 이용할 수 있다는 이점이 있다.
성형의 경화 온도는 약 30 내지 140℃이고, 바람직하게는 40 내지 120℃이다. 경화 중 수축 또는 변형을 고려할 때, 온도를 증가시키면서 점차로 경화가 진행되도록 경화 온도를 조절하는 것이 바람직하고, 대부분의 경우에 3 내지 30 시간, 바람직하게는 10 내지 25시간에 걸쳐서 경화시키는 것이 적절하다.
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물에는 플라스틱 렌즈의 성능을 향상시키는 일반적인 첨가제들, 예컨대 염료 및 안료와 같은 착색제, 자외선 흡수제, 이형제 및 항산화제 등이 첨가될 수 있다.
착색제의 예로는 안드로퀴논계, 아조계, 카르보늄계, 퀴놀린계, 퀴논이민계, 인디고이드계 및 프탈로시아닌계 유기 안료, 아조익 염료 및 황화염료와 같은 유기 염료 및 티타늄 옐로, 황색 산화철, 아연 옐로, 크로뮴 오렌지, 몰리브데늄 레드, 코발트 바이올렛, 코발트 블루, 코발트 그린, 산화 크로뮴, 산화 티타늄, 황화아연 및 카본 블랙과 같은 무기 안료를 들 수 있다.
이형제로는 스테아린산, 부틸 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 스테아린산 아미드, 플루오린계 화합물 및 실리콘 화합물이 있다.
자외선 흡수제의 예로는 2-(2'-히드록시-tert-부틸페닐)벤조트리아졸과 같은 트리아졸, 2,4-디히드록시벤조페논과 같은 벤조페논, 4-tert-부틸페닐 살리실레이트와 같은 살리실레이트 및 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)세바케이트와 같은 장해(hindered) 아민이 있다.
산화 방지제는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 및 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오나토]메탄과 같은 페놀, 디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트와 같은 황-포함의 화합물 및 트리스-노닐페닐 포스파이트와 같은 인-포함의 항산화제를 포함한다.
본 발명의 플라스틱 렌즈의 염색 방법을 특별히 제한하지 않으며 공지의 염색 방법 중 어떠한 것도 이용할 수 있다. 이중에서 종래부터 일반적인 방법으로 알려진 담금 염색 방법이 바람직하다. 여기서 사용된 "담금 염색 방법"은 분산 염료를 계면 활성제와 함께 물에 분산시켜 염색액을 제조하고, 이 염색액에 플라스틱 렌즈를 담가 가열하에 염색하는 방법이다.
본 발명의 플라스틱 렌즈의 염색 방법은 다른 공지의 방법, 예컨대 유기 안료를 승화시켜 플라스틱 렌즈를 염색하는 방법(특공소 35-1384호 공보) 또는 승화성 염료를 승화시켜 플라스틱 렌즈를 염색하는 방법(특공소 56-159376호 공보, 특공평 1-277814호 공보)을 이용할 수 있다. 조작이 간단하다는 점에서 담금 염색법이 가장 바람직하다.
이하 구체예에 의해 본 발명을 추가로 설명하며, 이는 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.
여러가지 물성의 측정은 다음 방법에 따라 실시하였다.
1. 굴절율
압베 굴절계(아타고 사 제조)를 이용하여 굴절율 (nD)를 측정하였다. 접촉액으로는 α-브로모나프탈렌을 이용하였다.
2. 연필 경도
JIS K-5400에 따라서 연필 경도를 측정하였다.
3. 염색 방법 및 불균일한 염색의 평가
1-리터 부피의 비이커에 0.8g의 스미칼론 블루 E-FBL(스미토모 화학공업(주)에서 제조한 분산 염료)와 0.5리터의 물을 첨가하고 교반하여 용해시켰다. 이 용액을 수조에서 80℃까지 가열하고 경화된 플라스틱 렌즈 시료를 서로 겹치지 않도록 홀더에 장치하면서 이 분산 염료 용액에 담갔다. 그리고 나서 부가로 80℃에서 10분간 담근 후, 꺼냈다. 물로 충분히 세척하고 30℃의 오븐에서 열풍 건조하였다.
염색된 플라스틱 렌즈 시료를 시각적으로 검사하고, 외관상 균일하게 염색되지 않고 불균일한 염색이 확인되는 것을 불량으로 하였다. 총 30개 중에서 불량 경화 시료의 수를 세었다.
4. 기체 크로마토그래피의 조건
다음 분석 조건 하에서 GC-7A(시마쯔 제작소 제조)를 이용하여 기체 크로마토그래피를 수행하였다.
칼럼 : OV-17 (지름 3mm X 길이 0.5mm)
칼럼 온도 : 160℃
주입 온도 : 250℃
5. 점도 측정
경화 전 조성물의 점도는 JIS K-7117 방법에 따라서 측정하였다. 측정을 위해 BH형 점도계(동경 계기사 제조) 및 20r.p.m.의 회전수에서 No.1 로타(JIS K-7117의 SAI 스핀들에 상당)를 이용하여 점도를 구하였다.
알릴 에스테르 올리고머(시료 A)의 제조
증류 장치에 장착된 1-리터 부피의 삼목(three-necked) 플라스크에 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트 500g, 프로필렌 글리콜 101g 및 디부틸틴 옥사이드 0.5g을 넣고, 그 혼합물을 질소 스트림 하에 180℃까지 가열하여 생성되는 알릴 알코올을 증류시켰다. 약 90g의 알릴 알코올이 증류되었을 때 반응계 내의 압력을 10mmHg(1.33kPa)으로 감소시켜 알릴 알코올의 증류 속도를 증가시켰다. 알릴 알코올의 이론적인 양을 증류시킨 후, 한시간 이상 가열을 지속하고 190℃, 1mmHg(0.13kPa)에서 한시간 동안 유지시킨 후 반응기를 냉각시켜 440g의 알릴 에스테르 올리고머(이하 "시료 A"라 한다)를 얻었다.
기체 크로마토그래피에서 분석한 결과, 시료 A는 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트를 11 중량% 함유하고 있다.
알릴 에스테르 올리고머(시료 B)의 제조
증류 장치에 장착된 1-리터 부피의 삼목 플라스크에 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트 530g, 에틸렌 글리콜 87g 및 디부틸틴 옥사이드 0.5g을 넣고, 그 혼합물을 질소 스트림 하에 180℃까지 가열하여 생성되는 알릴 알코올을 증류시켰다. 약 100g의 알릴 알코올이 증류되었을 때 반응계 내의 압력을 10mmHg(1.33kPa)으로 감소시켜 알릴 알코올의 증류 속도를 증가시킨다. 알릴 알코올의 이론적인 양을 증류시킨 후, 한시간 이상 가열을 지속하고 190℃, 1mmHg(0.13kPa)에서 한시간 동안 유지시킨 후 반응기를 냉각시켜 445g의 알릴 에스테르 올리고머(이하 "시료 B"라 한다)를 얻었다.
기체 크로마토그래피에서 분석한 결과, 시료 B는 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트를 10 중량% 함유하고 있다.
알릴 에스테르 올리고머(시료 C)의 제조
증류 장치에 장착된 1-리터 부피의 삼목 플라스크에 디알릴 비시클로[2,2,1]헵트-5-엔-2,3-디카르복실레이트 550g, 네오펜틸 글리콜 146g 및 디부틸틴 옥사이드 0.6g을 넣고, 그 혼합물을 질소 스트림 하에 180℃까지 가열하여 생성되는 알릴 알코올을 증류시켰다. 약 110g의 알릴 알코올이 증류되었을 때 반응계 내의 압력을 10mmHg(1.33kPa)으로 감소시켜 알릴 알코올의 증류 속도를 증가시킨다. 알릴 알코올의 이론적인 양을 증류시킨 후, 한시간 이상 가열을 지속하고 190℃, 1mmHg(0.13kPa)에서 한시간 동안 유지시킨 후 반응기를 냉각시켜 510g의 알릴 에스테르 올리고머(이하 "시료 C"라 한다)를 얻었다.
기체 크로마토그래피에서 분석한 결과, 시료 C는 디알릴 비시클로[2,2,1]헵트-5-엔-2,3-디카르복실레이트를 15 중량% 함유하고 있다.
실시예 1
표 1에서 보여지듯이, 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트(상표명 : CR-39, PPG 사) 90 중량부, 시료 A 10 중량부 및 디이소프로필 퍼옥시디카르보네이트(IPP) 3 중량부를 배합하고 혼합 교반시켜 완전하게 균질한 플라스틱 렌즈용 수지 조성물을 제조하였다. 그리고 나서 감압 가능한 건조기에 이 용액을 담은 용기를 넣고 약 3분 동안 진공 펌프를 이용하여 감압시킴으로써 용액중의 기체를 제거하였다. 이 용액 조성물을 안경 플라스틱 렌즈용 글라스 몰드와 수지성 개스켓으로 구성된 몰드에 기체가 혼입되지 않도록 주의하면서 주사기로 주입한 후, 40℃에서 7시간, 40 내지 60℃에서 10시간, 60 내지 90℃에서 3시간, 90℃에서 1시간, 90 내지 120℃에서 1시간 그리고 120℃에서 2시간으로 프로그램된 승온 가열에 의해 오븐에서 경화시켰다.
플라스틱 렌즈용 수지 조성물의 점도 및 수지 조성물을 경화시켜 얻은 렌즈의 굴절율, 연필 경도 및 염색성 불량을 표 1에 나타내었다.
실시예 2 - 6
표 1에 나타낸 배합으로 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 경화시키고 물성 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 1
CR-39 100 중량부와 IPP 3 중량부로 제조한 조성물을 실시예 1과 동일한 방법에 의해 경화시키고 물성 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
a)1,2-CHDA : 디알릴 1,2-시클로헥산디카르복실레이트
b)1,4-CHDA : 디알릴 1,4-시클로헥산디카르복실레이트
본 발명의 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 및 본 수지 조성물을 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈는 종래의 플라스틱 주형 성형법을 그대로 이용 가능하고, 더욱이 종래의 생성물보다 염색 얼룩이 적으므로 보다 효율적인 플라스틱 렌즈의 생산이 가능하다.

Claims (7)

  1. (a) 화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트 80-98 중량 %와,
    화학식 1
    CH2=CHCH2-OCOO(-Y-OCOO)m-CH2CH=CH2(1)
    (단, m은 1-10의 정수이고 Y는 2-6개의 수산기를 갖고 탄소수가 2-20개인 다가 포화 알코올로부터 유도된 유기 잔사를 대표한다)
    (b) 화학식 2로 대표되고 말단 알릴 에스테르기를 갖는 알릴 에스테르 올리고머 2-20 중량 %
    화학식 2
    CH2=CHCH2O-(COACOO-Z-O)n-COACOO-CH2CH=CH2(2)
    (단, A는 구조식 1-6 중 어느 한가지로 대표되는 이가 카르본산으로부터 유도된 유기 잔사를 나타내고 Z는 2-6개의 수산기를 갖고 탄소수가 2-20개인 다가 포화 알코올로부터 유도된 유기 잔사를 대표하며 n은 0-100의 정수이다)
    (구조식 1의 치환기의 위치는 1,2-, 1,3- 또는 1,4-를 나타낸다)
    를 포함하는 플라스틱 렌즈용 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트 및/또는 화학식 2로 대표되는 알릴 에스테르 올리고머와 공중합 가능한 적어도 하나 이상의 모노머를, 상기 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부의 양으로, 부가로 포함하는 조성물.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 화학식 1로 대표되는 폴리알릴 카르보네이트가 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트인 조성물.
  4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 화학식 2의 알릴 에스테르 올리고머를 구성하는 이가 카르본산이 1,2-시클로헥산디카르본산, 1,3-시클로헥산디카르본산 및 1,4-시클로헥산디카르본산으로 구성되는 군으로부터 선택되고, 화학식 2의 알릴 에스테르 올리고머를 구성하는 다가 포화 알코올이 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,3-부탄디올 및 1,4-부탄디올로 구성되는 군으로부터 선택되는 조성물.
  5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 화학식 1의 폴리알릴 카르보네이트가 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트이고, 화학식 2의 알릴 에스테르 올리고머를 구성하는 이가 카르본산이 1,2-시클로헥산디카르본산, 1,3-시클로헥산디카르본산 및 1,4-시클로헥산디카르본산으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 화학식 2의 알릴 에스테르 올리고머를 구성하는 다가 포화 알코올이 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,3-부탄디올 및 1,4-부탄디올로 구성되는 군으로부터 선택되는 조성물.
  6. 제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 렌즈용 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 라디칼 중합 개시제를 부가로 포함하는 조성물.
  7. 제 6 항에 따른 플라스틱 렌즈용 수지 조성물을 경화시켜 얻은 플라스틱 렌즈.
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