KR20020035704A

KR20020035704A - 광학용 수지조성물

Info

Publication number: KR20020035704A
Application number: KR1020000065985A
Authority: KR
Inventors: 장동규
Original assignee: 장동규
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-15
Also published as: KR100496911B1

Abstract

본 발명은 화학식 1과

(여기서 R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타내는 성분) 10∼50 중량%와

화학식2

(여기서 n=1∼3 인 정수를 나타내며, m=0∼6인 정수를 나타내며,

R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타내며, R₂는 수소원자 혹은 할로겐 원자를 나타내는 성분) 10∼60 중량 %에 스틸렌 단량체 20∼50 중량%, 디이소 프로페닐벤젠 1∼30 중량%를 혼합하여 이루어진 광학재료로서 굴절률이 높으면서도 아베수가 높은 프라스틱 렌즈 원재료 및 렌즈제조에 관한 것이다.

Description

광학용 수지조성물 {A Material for Plastic Lense}

본 발명은 플라스틱렌즈등의 광학재료로 유용한 것이며, 보다 상세하게는 경량성, 내충격성, 성형성, 염색성, 투명성등의 광학특성이 우수하며, 특히 높은 굴절률을(n=1.60) 가지면서도 아베수가 높은 특성을 가지는 플라스틱렌즈 재료에 관한 것이다.

종래, 유리렌즈의 문제점인 높은 비중과 낮은 내충격성을 극복하기 위하여 플라스틱렌즈가 소개 되었는데, 대표적인 것으로는 폴리에틸렌글리콜비스 아릴카르보네이트와 변성 디아릴 프탈레이트, 에틸렌 글리콜 비스아릴카르보네이트 공중합체를 들 수 있다. 그러나, 이들렌즈는 주형성형성, 염색성, 하드코트피막 밀착성, 내충격성등은 우수하나 굴절률이 1.50과 1.55 정도로 낮아서 렌즈의 가장자리가 두꺼운 문제점이 있다. 따라서 광학용 렌즈에 있어서 고굴절화에 대한 요구는 더욱 강해지고 있으며, 렌즈의 고굴절화를 시도한 여러 가지 제안도 되어 있다.

특허공고 KR-90-7871에서는 메타 크실렌디이소시아네이트와 1.2-디메르캅토벤젠 혼합물을 실리콘계 이형제로 처리된 유리 몰드에 주입 성형하는 방법으로 플라스틱렌즈를 제조하는 방법이 소개되었다. 이 렌즈는 투명성, 가공성, 내충격성,내광성 우수하나 아베수가 낮은 문제점이 있다.

특허공고 KR-92-1650에서는 메타크실리렌 디이소시아네이트와 펜타에르트리톨테트라키스(메르캅토 프로 피오네이트) 혼합물에 촉매로 디부틸주석 디라우레트를 소량 첨가하여 50℃에서 110℃까지 12시간 가열하여 플라스틱 렌즈를 제조하였으나 이 렌즈 또한 투명성, 가공성, 내충격성은 우수하나, 내광성이 나쁜 문제점이 있다.

특허공고 KR92-6006에서는 티오디메틸디이소시아네이트와 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로 피오네이트)을 혼합경화하여 얻은 티오카르 바인산 S-알킬에스테르계 플라스틱렌즈를 소개하고 있으나, 이 렌즈 또한 투명성, 내후성, 굴절률, 아베수등은 우수하나 내열성이 낮아서, 플라스틱 표면에 내 스크레칭성을 증가시키기 위하여 실리콘 화합물을 코팅처리하는 가열경화 공정에서 렌즈의 중심부분이 심하게 변형되는 문제점이 있다.

특허공고 KR-93-6918에서는 2,5비스(이소시아나토메틸) 비시클로 [2, 2, 1] 헵탄과 2,6 - 비스(이소시아 나토메틸) 비스클로 [2, 2, 1] 헵탄, 테트라키스(2-메르캅토 에틸티오메틸) 메탄 혼합물을 가열 경화시켜 플라스틱 렌즈를 제조하는 방법이 소개되어 있으나, 이 또한 열안정성이 낮아서 하드코팅시 렌즈의 중심부분이 변형 되는 문제점이 있다.

또, EP0606905A2에서는 테트라브로모 비스페놀A형의 에폭시 수지와 비스페놀 A형에폭시 수지에 아크릴산을 부가하고 여기에 스틸렌, 디비닐벤젠, 벤질메타아크릴레이트 등을 혼합하여 만든 플라스틱 렌즈가 소개되고 있다. 그러나 이들 렌즈는내열성은 좋으나 굴절률이 1.590으로 낮고 아베수가 32정도로 낮은 문제점이 있다.

특허공고 KR96-13389와 96-13390에서는 유황원자를 함유하는 방향족 폴리이소시아네이트, 폴리올, 폴리티올인 활성수소 화합물과의 혼합물에 내부이형제를 첨가하여 주형 중합하는 것을 특징으로 하는 우레탄 결합 또는 티오카르 바인산S -알킬에스티르 결합을 가진 플라스틱렌즈를 제조하고 있으나, 이 또한 투명성, 내후성, 가공성등의 물성은 뛰어나나 열안정성이 낮아서 하드 코팅시 렌즈의 중심부분이 변형되는 문제점이 있다.

본 발명은 우수한 광학특성 즉, 내용제성, 투명성, 경량성, 내열성, 특히 높은 굴절율을 가지면서도 아베수가 높은 광학원재료를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 있어서화학식1로 표시되는 물질

(여기서 R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타낸다)

10∼50%를화학식2로 표시되는 물질

(여기서 n=1∼3 인 정수를 나타내며, m=0∼6인 정수를 타나내며, R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타낸다. 또 R₂는 수소원자 혹은 할로겐원자를 나타낸다)

10∼30 중량%를 혼합하고 여기에 필요에 따라 유기 혹은 무기안료와 자외선 흡수제, 이형제를 소량 첨가하여 제조되는 플라스틱렌즈용 원재료를 제안 하는데 있다.

본 발명의 플라스틱 렌즈 제조용 수지 조성물은 하기 화학식1로 표시되는 성분(1)과 하기 화학식2로 표시되는 성분(2)에 스틸렌 모노머와 디이소프로페닐벤젠를 특정 비율로 혼합하여 얻어진다.

성분(1)은 티오프로탄산과 글리시딜(메타)아크릴레이트를 트리에틸아민 촉매하에서 90∼100℃로 10∼24시간 반응시켜 얻었다.

(여기서 R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타낸다)

전체 혼합물에 대한 성분(1)의 중량%는 10∼50%가 바람직하며, 중량%가 10% 이하일때는 렌즈의 아베수가 낮고 50% 이상일 때는 내열성이 약한 문제점이 있다.

성분(2)는 메타아크릴산 혹은 아크릴산을 비스페놀에이형 에폭시와 트리에틸아민 촉매하에서 반응시켜 얻은 다음, 여기에 다가알코올을 부가하여 얻었다.

(여기서 n=1∼3 정수를 나타내며, m=0∼6인 정수를 나타내며, R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타내며, R₂는 수소원자 혹은 할로겐 원자를 나타낸다.

성분(2)에서 n=4이상 혹은 m=7이상인 것으로 제조된 플라스틱 렌즈는 내열성이 약하여 하드코팅 후 가열경화시 렌즈의 중심부분이 변형되는 현상이 발생하였다. 또 전체 혼합물에 대한 성분(2)의 함량은 10∼60 중량%가 바람직하며 10% 이하 일때는 굴절률이 낮고 60% 이상 일때는 열안정성 및 내광성이 급격하게 나빠진다.

성분(1),(2)의 물질에 스틸렌 모노머와 디이소프로 페닐벤젠을 1∼80 중량%를 첨가하여 혼합물의 점도 및 반응속도를 적당히 조절할 수 있다. 또, 상기 물질 외에도 벤질메타아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 디벤질말레이트, 디메틸 말레이트, 에틸아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 디비닐벤젠, 글리시딜 아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 2-히드록시 프로필 아크릴레이드, 시클로 헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질아크릴레이트를 첨가하여 사용하여도 된다.

본 발명의 플라스틱 렌즈제즈용 단량체 혼합물의 경화촉매는 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-n-프로필 옥시카르보네이트, 비스(4-t-부틸시클론헥실) 퍼옥시디카르보네이트, t-부틸퍼옥시 피발케이트, 2.2-아조비스(2.4-디메틸바레로니트릴), t-부틸피부시-2-에틸 헥사노에이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3, 5-트리메틸시클로헥산, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트등이 사용가능하다.

본 발명의 플라스틱 렌즈 성형용 모노머 조성물은 굴절률이 높으며 내열성, 내충격성, 열안정성, 투명성, 특히, 아베수가 높은 것이 특징인 광학원재료이다.

실시예

이하에서, 본 발명의 실시예 및 비교예를 상세히 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예1

성분(1)로서는 화학식 3으로 표시되는 성분(1) 22.4g, 성분(2)로서는 화학식4로 표시되는 성분(2) 31.5g, 스틸렌모노머 29g, 디이소프로페닐벤젠 18g, 2.2-아조비스(2.4-디메틸 바레로니트릴) 0.1g을 혼합하였다.

이 혼합물을 유리몰드에 주입하여 46℃에 10시간, 46℃에서 70℃로 승온하면서 6시간 70℃에서 100℃로 승온하면서 3시간 100℃에서 2시간 가열경화 시켰다. 가열경화가 끝나면 70℃로 냉각하여 주형에서 경화 성형물을 꺼내고, 100℃에서 2시간 어니일링 하여 잔류응력을 제거하여 플라스틱 렌즈를 제조하였다. 제조된 렌즈는 아래와 같은 방법으로 물성평가를 행하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

화학식3

화학식4

굴절률 및 분산치 : 아베굴절계 아타코사 1T 모델을 사용하여 측정하였다.

광투과율 : 분광 광도계를 사용하여 측정하였다.

내충격성 : 제조된 렌즈의 중심부분에 16.2g의 강철구를 127cm 높이에서 낙하시켜 렌즈가 부서지지 않으면 ○로 표시하고 부서지면 ×로 표시하였다.

비 중 : 수중치환법에 의하여 측정하였다.

내용제성 : 플라스틱렌즈를 아세톤, 염화 메틸렌에 2시간 침적한후 플라스틱 렌즈의 균열 변형등이 없으면 ○, 있으면 ×로 타나내었다.

내 열 성 : 플라스틱 렌즈를 130℃ 오븐에 2시간 방치후 렌즈에 변형이 없으면 ○, 있으면 ×로 표시하였다.

내 광 성 : 플라스틱렌즈를 Q-Pannel lad Products사의 Quv/spray 모델(5w)에 200시간 폭로하여 렌즈의 색상변화가 없으면 ○, 있으면 ×로 표시하였다.

열안정성 : 플라스틱 렌즈를 130℃ 오븐에 2시간 방치후 렌즈의 색상 변화가 없으면 ○, 있으면 ×로 표시하였다.

실시예2

실시예1에서 성분(1)를 화학식5로 나타낸 것을 사용한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 플라스틱렌즈를 제조 및 물성측정을 하여 표1에 나타내었다.

실시예3

성분 실시예1에서 성분(2)를 화학식 6으로 나타낸 것을 사용한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 플라스틱렌즈를 제조 및 물성측정을 하여 표1에 나타내었다.

실시예4

실시예1에서 화학식3으로 표시되는 성분(1) 15g, 화학식 4로 표시되는 성분(2) 45g, 스틸렌모노머 29g, 디이소프로페닐벤젠 11g을 사용한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 플라스틱 렌즈를 제조 및 물성측정을 하여 표1에 나타내었다.

실시예5

실시예1에서 디이소프로페닐벤젠 대신 디비닐벤젠을 사용한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 플라스틱 렌즈를 제조 및 물성 측정을 하여 표1에 나타내었다.

실시예6

실시예2에서 디이소프로페닐벤젠 대신 디벤질메타 아크릴레이트를 사용한 것 이외에는 실시예 2와 같은 방법으로 플라스틱 렌즈를 제조 및 물성 측정을 하여 표1에 나타내었다.

실시예7

실시예2에서 디이소프로페닐벤젠 대신 디벤질 말리에이트를 사용한것 이외에는 실시예2와 같은 방법으로 플라스틱렌즈를 제조 및 물성 측정을 하여 표1에 나타내었다.

비교예1

화학식 7과 같은 성분 35g과

화학식 8과 같은 성분 25g에

스틸렌 모노머 40g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 플라스틱 렌즈를 제조 및 물성측정하여 표1에 나타내었다.

비교예2

비교예1에서 화학식7의 성분 35g, 화학식8의 성분 25g에 스틸렌 모노머 20g, 디비닐벤젠 20g을 혼합하여 사용한 것 외에는 비교예1과 같은 방법으로 플라스틱렌즈를 제조 및 물성측정을 하여 표1에 나타내었다.

상기 실시예 및 비교예에서 나타낸 바와 같이 본 발명의 방법에 따르면 종래기술에 비하여 굴절률이 높으면서도 아베수가 높은 플라스틱 렌즈를 얻을 수 있다.

Claims

하기 식1로 표시되는 성분(1)의 중량비 10∼50%와

(여기서 R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타낸다)

하기식2로 표시되는 성분(2)의 중량비 10∼60%를

(여기서 n=1∼3인 정수를나타내며, m=0∼6인 정수를 나타내고, R₁은 수소원자 혹은 메틸기를 나타내며, R₂는 수소원자 혹은 할로겐 원자를 나타낸다)

스틸렌모노머 20∼50 중량%, 디이소프로페닐벤젠 1∼30 중량%를 혼합하여 얻어지는 물질
청구항1에서 디이소프로페닐 벤젠 대신 디비닐벤젠, 혹은 디벤질말레이트, 벤질메타아크릴레이트를 혼합하여 얻어지는 물질