KR20080051549A - 렌즈의 표면보호를 위한 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈의 표면보호를 위한 코팅 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하드, 멀티 코팅 그리고 소수성 코팅 등이 완료된 완제품 안경렌즈의 유통과정 중 표면 손상 및 오염으로부터 렌즈를 보호할 목적으로, 기본수지로서 비닐아세테이트 계열의 수지를 포함하는 알코올성 고분자와 PVA, 유화제를 사용한 아크릴에멀젼 수지, 폴리우레탄 등의 수용성 고분자를 사용하고 여기에 각종 용제 및 첨가제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하면 물과 알코올을 주용제로 하므로 환경오염이 없고, 작업 시 냄새나 유독가스의 발생이 없어 친환경적이며 우수한 부착력과 투명성을 나타내는 동시에 코팅성 및 양호한 박리 특성을 가진다.

Description

렌즈의 표면보호를 위한 코팅 조성물{THE COMPOSTION FOR THE SURFACE PROTECTION OF THE COATING LENS}

본 발명은 렌즈의 표면보호를 위한 코팅 조성물에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 냄새와 유독가스 발생이 없고 부착력, 투명성 및 코팅성이 우수한 물과 알코올 타입의 고분자 바인더 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 안경렌즈는 투명한 합성수지로 제조된 것으로서, 기능적 특성을 부여하기 위하여 여러 종류의 물질을 코팅하여 사용하게 되는데 이 경우, 장기간의 보관 또는 유통과정에서 기능성을 가진 렌즈 표면의 코팅 막이 손상되거나 먼지 등의 이물질에 노출되어 오염되는 등의 문제점을 가진다.

이와 같이 장기간의 보관이나 유통과정에서 발생하는 렌즈 및 기능성 코팅 막의 손상을 방지하기 위한 종래 기술로서, 렌즈 표면에 보호테이프를 부착하여 유통, 보관하는 방법이 주류를 이루고 있으며, 최근에는 보호용 코팅 액을 사용하기도 한다.

그러나, 보호테이프의 경우는 일일이 사람의 손으로 붙이고 떼어내야 하는 번거로움이 있고, 보호용 코팅 액의 경우는 취급자의 번거로움은 없는 반면에 용제가 톨루엔, 키실렌 등의 방향족 화합물이나 이와 유사한 유독성 혼합물을 사용하고 있기 때문에 코팅작업 시 유해한 가스를 방출하여 작업자의 건강을 위협하고 화재의 위험성이 있는 등의 단점이 있다.

따라서 안경 렌즈의 보호용 코팅 액이 상기와 같은 단점과 위험 요인을 배제하기 위해서는 유독성이 없는 물질로 구성되는 것이 바람직한데, 이 경우 안경렌즈의 표면이 소수성(疏水性; 물과 친화력이 적은 성질)이 있을 뿐 아니라 슬립(slip)성이 대단히 뛰어난 특성을 가지는 점을 고려하여 보호용 코팅 액의 코팅 작업 시 전체 면에 균일한 두께의 코팅이 이루어지도록 해야 하고, 동시에 안경점에서 초점 및 도수 측정을 용이하도록 하기 위해 투명성을 유지해야만 하며, 나아가 코팅 막의 제거 시 안경렌즈의 기능을 저하시켜서는 안 된다.

본 발명자는 고분자를 증류수 및 알코올에 녹여 접착력 있는 수지 바인더를 제조하고 건조속도를 조정하기 위한 보조 용제, 표면장력 제어와 코팅 막의 투명성, 유연성을 부여하기 위한 첨가제를 사용함으로써 전술한 문제점을 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

이에 따라 본 발명의 목적은 사용상 편리하고 인체에 무해하며 화재 발생의 위험이 없는 등 작업 환경의 개선시킴과 동시에, 안경 렌즈 표면에 대한 부착력, 투명성, 코팅성 등 우수한 코팅 안정성을 확보하면서도 추후 렌즈 조제를 위해 코 팅물을 제거하기 위한 박리성이 우수한 물과 알코올 타입의 고분자 바인더 조성물을 제공하데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면은, 알코올에 용해가 가능하고 용해시 적절한 접착력을 가지는 수지 10∼30중량%와, 상기 수지를 용해하기 위한 알코올 용제 70∼90중량%를 교반, 혼합하여 얻은 코팅 조성물을 안경렌즈의 표면에 얇은 두께로 도포하여 경화시킨 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 수지 및 용제가 혼합된 코팅 액의 투명성과 액의 흐름성, 렌즈표면에 대한 액의 표면장력을 개선하기 위하여 0.2∼5중량%의 첨가제가 더 혼합될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면은, 수용성 수지 30∼40중량%와, 상기 수용성 수지를 용해하기 위한 정제 증류수 60∼70중량%를 교반, 혼합하여 얻은 코팅 조성물을 안경렌즈의 표면에 얇은 두께로 도포하여 경화시킨 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 수용성 수지 및 증류수가 혼합된 코팅 액의 투명성과 액의 흐름성, 렌즈표면에 대한 액의 표면장력을 개선하기 위하여 0.2∼5중량%의 첨가제가 더 혼합될 수 있다.

이때, 상기 교반, 혼합된 코팅 액을 안경렌즈에 도포하기 전에 1000mesh 이상의 필터, 보다 바람직하게는 3000mesh 이상의 필터에서 필터링을 하여 걸러진 코팅 액을 렌즈 표면에 도포하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 관하여 설명한다.

상기 수지는, 알코올에 용해가 가능하고 용해시 적절한 접착력을 가지며, 저온에서 쉽게 박리되는 특성을 가진 것이면 만족하며, 이러한 특성을 가진 수지로서, 접착제용 고분자인 레조시놀계 수지인 DFK 수지와, 비닐아세테이트계 수지인 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butylal), 폴리비닐에테르(polyvinyl ether), 폴리비닐옥시드(polyethylene oxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate) 등이 있고, 또한 천연고분자인 셀룰로즈[에틸하이드록시에틸(ethyl hydroxyethyl), 카르복시메틸에틸(carboxyl methylethyl), 하이드록시에틸(hydroxyl ethyl) 등]가 있으며 이들 수지는 함량에 따라 접착성과 함께 증점제 역할을 하여 코팅조성물의 점성이 증가되는 성질이 있으므로 10∼30중량%의 범위가 적당하며, 더욱 바람직하게는 15∼25중량% 범위가 되도록 한다.

수용성 수지로서는 대표적인 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol)수지를 비롯하여 유화제를 사용한 아크릴 에멀젼수지, 에폭시수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리우레탄, Polyethylene oxide 등이 있으며 중합도 및 중합방법에 따라 특성을 달리하므로 적당한 물성(분자량)의 선택이 필요하며, 이들 수용성 수지 역시 접착성과 점도의 관계를 감안하여 30∼40중량% 중량 범위가 되도록 한다.

한편, 상기 용제는 수지를 용해시키기 위한 것으로서, 그 예로 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올 등을 들 수 있고, 그 이외에도 에테르류인 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 보조용제를 사용하여 물성을 조정할 수 있으며, 용제의 함량이 70∼90중량%인 범위 내에서 점도와 건조속도에 유리하도록 함량을 조절할 수 있다.

또한 수용성 수지를 용해시키기 위한 증류수의 경우는 3메가옴(㏁) 이상의 정제된 증류수를 사용하는 것이 바람직하고, 필요에 따라, 보조용제를 소량 혼합 할 수 있으며, 용제의 함량이 60∼70중량%인 범위 내에서 점도와 건조속도에 유리하도록 함량을 조절할 수 있다.

상기 첨가제는 투명성과 액의 흐름성, 렌즈표면에 대한 액의 표면장력을 개선하기 위하여 선택적으로 부가되는 것으로서, 그 예로는 디메틸실록산이나 CMC, Olecic Acid, 불소계 계면활성제 등이 사용될 수 있으며 건조 후의 코팅막(필름) 물성을 개량하기 위한 플라스틱 유연제로서 DHP(Diheptyl Phthalate), DOP(Dioctyl Phthalate) 등의 프탈레이트계 가소제나 스테아릭산 등을 사용하여도 좋다.

이상과 같은 본 발명의 조성물을 안경 렌즈에 도포하고 가열 처리하면 높은 투명성의 보호피막을 얻을 수 있게 되며, 이때 경화 조건은 각 요소의 배합비나 도포 조건(도포 속도, 코팅 막 두께 등)에 따라 달라질 수 있으나 일반적으로 45∼60℃ 범위의 온도 하에서 5∼30분 정도의 시간동안 가열, 건조시키는 것이 바람직한데, 상기 범위의 온도 이상이거나 또는 상기 시간 이상의 가혹한 조건에서 경화시키면, 렌즈 보호용 코팅 막 이전에 렌즈 표면에 코팅되었던 기존 코팅 막, 예컨대 멀티 코팅 막, 하드 코팅 막 등의 변질이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 조성물을 안경렌즈에 도포하기 전에 1000mesh 이상의 필터, 보다 바람직하게는 3000mesh 이상의 필터에서 여과하여 걸러진 코팅 액을 렌즈 표 면에 도포하는 것이 바람직하며, 이는 코팅 조성물의 제조 과정에서 사용된 원료에 포함되어 있는 미세한 불순물이나 작업 중에 혼입될 가능성이 있는 먼지 등으로 인하여 코팅 후에 렌즈 표면에서 발생할 수 있는 오염이나 지저분함을 방지하고, 나아가 불순물을 중심으로 코팅 액이 몰려서 도포 두께가 불균일하게 되는 현상을 방지하기 위함이다.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 합성예, 실시예 및 비교예를 제시하며, 하기의 실시 예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

[합성예 1]

교반기에 에탄올 및 이소프로필 알코올 85g, DFK수지 15g을 넣고 교반, 용해시킨다. 여기에 불소계 계면 활성제 FC4430(3M사의 제품명)을 0.2g을 첨가하고 DOP(Dicyclohexyl Phthalate) 1g을 첨가한 후 1시간 이상 교반을 실시하였다. 얻어진 용액 101.2g을 5080mesh의 필터에서 여과하여 5㎛ 미만의 미세 입자의 코팅액을 얻었다.

[합성예 2]

교반기에 증류수 90g과 완전 검화된 폴리비닐알코올 수지(중합도 2000) 10g을 넣고 교반, 용해시킨다. 여기에 불소계 계면활성제 FC4432(수용성, 3M사의 제품) 0.2g을 첨가하고 1시간 이상 교반을 실시하였다. 얻어진 용액 100.2g을 5080mesh의 필터에서 여과하여 5㎛ 미만의 미세 입자의 코팅액을 얻었다.

[실시예 1]

교반기에 메탄올 및 에틸셀로솔브 85g과 폴리비닐부티랄 수지 15g을 넣고 완전 용해될 때까지 교반 시킨다. 여기에 불소계 계면활성제인 FC4430, 올레인산, 및 DOP(Dicyclohexyl Phthalate)를 각각 0.2g, 0.5g 및 2g씩 넣고 1시간 이상 교반하고 5마이크로미터(㎛)의 필터에서 여과한 후 사용하였다. 얻어진 최종 조성물을 안경렌즈에 피복시킨 후 60℃ 온도에서 15분간 건조시켜 경화된 피복물을 얻었다.

[실시예 2]

교반기에 초순수 증류수 74g과 수용성 폴리우레탄 26g을 넣고 완전 용해될 때까지 교반시킨다. 여기에 불소계 계면활성제 FC4430 0.2g, DOP 1.0g을 각각 첨가하여 교반하고 5마이크로미터의 필터에서 여과한 후 사용하였다. 얻어진 최종 조성물을 안경렌즈에 피복시킨 후 60℃ 온도에서 30분간 건조시켜 경화된 피복물을 얻었다.

[비교예]

교반기에 톨루엔 85g과 에틸렌비닐아세테이트 15g을 넣고 완전 용해될 때까지 교반시키고 불소계 계면활성제 FC4430 0.2g을 투입 후 교반하였다. 얻어진 최종 조성물을 안경렌즈에 피복시킨 후 60℃ 온도에서 15분간 건조시켜 경화된 피복물을 얻었다.

상기 합성예, 실시예 및 비교예에 의해 경화된 피복물의 물성을 다음의 방법으로 평가, 조사하였다.

(1) 저장안정성

평균 20℃의 온도에서 1개월 간 보관했을 때의 조성물 혹은 피복물의 점도변화를 평가하여 점도변화가 미미한 경우에는 '양호', 점도에 변화가 있는 경우에는 '보통' 내지 '불량'으로 표시하였다.

(2) 작업성(환경유해성)

상기 조성물을 이용하여 실제 생산하고 있는 업체에서 각 조성물을 생산해 본 결과, 냄새의 발생이 없이 양호한 경우에는 '양호', 유독가스로 인한 냄새의 발생이 심하여 두통이 발생하거나 환기가 필요한 경우에는 '불량'으로 표시하였다.

(3) 코팅성

안경렌즈를 각 조성물에 침적하고 인상속도 4mm/sec에서 안경렌즈에 몰림 현상(렌즈를 인상시키면 표면에 묻어있던 코팅 조성물이 렌즈 표면의 소수성(疏水性) 및 슬립(slip)성에 의해서 렌즈표면에 묻어 있지 못하고 흘러내리는 현상) 없이 균일하게 피복이 되었을 경우에는 '양호', 부분적 몰림이 있는 경우에는 '보통', 렌 즈 면적의 1/2이상이 피복되지 않을 경우에는 '불량'으로 표시하였다.

(4) 투명성

각 조성물을 안경렌즈에 피복하고 건조, 경화시킨 후 렌즈메타 TOPCON NS-6(제품명)에서 초점을 검사하여 선명한 초점이 잡힐 경우에는 '양호', 초점이 선명하지 않을 경우에는 '불량'으로 표시하였다.

(5) 빛의 간섭

피복된 렌즈를 3파장 램프로 관찰하여 무지개 무늬의 강한 정도(간섭이 강한 정도)를 평가하였다. 간섭이 강하면 '불량', 간섭이 약하면 '보통', 간섭이 없으면 '양호'로 하였다.

상기 각 평가 방법에 의한 결과는 하기 표 1과 같다.

[표 1] 조성물을 이용한 코팅 후 피막 물성 조사표

　

	저장안전성	환경유해성	코팅성	투명성	빛의 간섭
합성예 1	양호	양호	양호	양호	보통
합성예 2	양호	양호	보통	양호	양호
실시예 1	양호	양호	양호	양호	보통
실시예 2	양호	양호	양호	양호	양호
비교예	양호	불량	양호	양호	불량

상기 표 1에 나타난 결과와 같이, 유해성 물질인 톨루엔이 혼합된 비교예의 경우에는, 환경유해성(작업 환경)과 빛의 간섭 평가 방법에서 불량한 상태를 보인 반면, 본 발명에 따른 코팅 조성물인 합성예 1, 2와 실시예 1, 2의 경우에는 환경 유해성(작업 환경)과 빛의 간섭 면에서도 보통 또는 매우 양호한 상태를 보였고, 기타 제반 성능에도 차이가 없었다.

전술한 바와 같이 본 발명의 안경렌즈 보호용 코팅 조성물은 일반적인 초순수 증류수나 메탄올, 또는 에탄올을 주용제로 사용하고 있어 환경 측면에서 유리하고 특히 인체에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 안경 렌즈 표면에 대한 조성물의 우수한 저장안정성, 투명성, 코팅성을 갖는다.

아울러, 렌즈를 안경테 등에 끼우기 위해 가공 조제하고자 할 경우에는, 본 발명의 코팅 조성물에 의한 코팅 층을 렌즈로부터 떼어 내면 렌즈로부터 용이하게 박리되므로, 취급과 사용이 편리하다.

Claims (9)

1. 렌즈 표면을 보호하기 위한 코팅 액 조성물로서,

   메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 알코올 용제 70∼90중량%에 고분자 수지 10∼30중량%와, 첨가제 0.2∼5중량%를 각각 교반, 혼합한 코팅액을 렌즈 표면에 도포하여 경화시키도록 사용되는 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 첨가제는 디메틸실록산, Olecic Acid, 불소계 계면활성제, 디헥틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트 및 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 알코올 용제는 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 중 어느 하나 또는 그 이상이 혼합된 보조용제가 더 포함된 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 고분자 수지는 레조시놀 수지, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐에테르, 폴리비닐옥시드, 폴리비닐아세테이트 및 에틸하이드록시에틸, 카르복시메틸에틸, ethyl), 하이드록시에틸으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
5. 렌즈 표면을 보호하기 위한 코팅 액 조성물로서,

   증류수 60∼90중량%에 수용성 수지 10∼40중량%와 첨가제 0.2∼5중량%를 각각 교반, 혼합한 코팅액을 렌즈 표면에 도포하여 경화시키도록 사용되는 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 첨가제는 디메틸실록산, 폴리에틸렌옥사이드, 불소계 계면활성제, 다헵틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트 및 스테아린산으로 이루어진 1종 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
7. 청구항 5 또는 6에 있어서,

   상기 수용성 수지는 폴리비닐알코올 수지, 아크릴에멀젼수지, 에폭시수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
8. 청구항 1, 2, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   렌즈에 상기 코팅액을 도포한 후, 45∼60℃ 범위의 온도에서 5∼30분 동안 가열, 건조시키는 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.
9. 청구항 1, 2, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 렌즈에 코팅된 코팅 액 혼합물은 1000mesh 이상의 필터에서 여과된 것을 특징으로 하는 렌즈용 코팅 조성물.