KR20120138243A - 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물 - Google Patents

고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물 Download PDF

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KR20120138243A
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polyurethane polymer
coating
aromatic
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마사노리 이와즈미
안드레아스 슈나이더
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에스디씨 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

기재 위에 도포되고 경화될 때 투명한 내충격성 접착제 프라이머 코팅을 제공하는 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액 프라이머 코팅 조성물이 본원에 제공된다. 이 폴리우레탄 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖는 폴리우레탄 중합체를 포함하고 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 프라이머 코팅을 제공한다. 이러한 고굴절률 코팅 조성물을 제조하는 방법; 기재를 이러한 고굴절률 코팅 조성물로 코팅하는 방법; 및 이러한 고굴절률 코팅 조성물로 코팅된 물품이 또한 본원에 제공된다.

Description

고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물{HIGH REFRACTIVE INDEX AQUEOUS POLYURETHANE DISPERSION COATING COMPOSITIONS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 발명의 명칭이 "HIGH REFRACTIVE INDEX AQUEOUS POLYURETHANE DISPERSION COATING COMPOSITIONS"인 2010년 6월 24일자에 출원된 미국 가출원 제61/358,038호에 대한 우선권 및 이의 임의의 다른 이점을 청구하고, 이의 전체 개시내용은 본원에 참조문헌으로 포함된다.
기술분야
본 발명은 고굴절률 코팅 조성물에 관한 것이다. 더 특히, 본 발명은 기재 위에 경화될 때 투명한, 내충격성, 접착제, 고굴절률 프라이머 코팅을 제공하는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 기재를 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물로 코팅하는 방법 및 이러한 코팅 조성물로 코팅된 물품에 관한 것이다.
프라이머 코팅은 깨끗하고 투명한 플라스틱 기재, 예컨대 안과 렌즈, 안전 안경, 스포츠 및 군사용 고글, 차광면, 바이저, 창, 바람막이 등으로서 사용되는 투명한 플라스틱 기재 위에 내충격성 및 접착력을 개선하기에 유용하다. 깨끗하고 투명한 플라스틱 재료가 고굴절률, 경량 및 성형성과 같은 플라스틱 재료의 양호한 특성 때문에 많은 용도에서 유리에 대해 대체되면서, 투명한 플라스틱 재료는 또한 단점을 갖는다. 하나의 특정한 단점은 투명한 플라스틱 기재가 종종 연질이고 꽤 쉽게 스크래칭되거나 마모되는 경향이 있다는 것이다. 스크래칭을 방지하기 위해, 투명한 플라스틱 기재를 그 기재 위에 도포되는 오가노실록산 코팅으로 이루어지는 내마모성 "하드" 코트, 즉 하드 내마모성 "탑" 코트로 코팅할 수 있다. 그러나, 내마모성이 하드 코트로 인해 개선할 수 있지만, 하드 코트의 추가는 상응하는 하드 코팅되지 않은 투명한 플라스틱 기재에 비해 투명한 플라스틱 기재의 내충격성을 바람직하지 않게 감소시킬 수 있다. 이는 안과 분야에서 사용되는 투명한 플라스틱 기재의 경우 상당한 단점일 수 있는데, 여기서 굴절률이 증가하면서, 동일한 수준의 보정을 성취하기 위해 필요한 렌즈의 두께가 감소하여, 더 얇고 더 가벼운 렌즈가 충격으로부터 손상되기 더 쉽게 한다. 하드 코트로 코팅된 플라스틱 기재의 내충격성을 개선하기 위해, 폴리우레탄 코팅과 같은 엘라스토머 중합체 수지를 투명한 플라스틱 기재와 내마모성 하드 코트 사이의 프라이머 층으로서 사용할 수 있다. 폴리우레탄 프라이머 코팅은 하드 코트에 대한 충격으로부터 에너지를 흡수하고 새터링(shattering) 또는 균열이 하드 코트로부터 투명한 플라스틱 기재로 전파되는 것을 방지하도록 작용한다.
투명한 플라스틱 기재의 내충격성을 개선하는 것 이외에, 폴리우레탄 프라이머 코팅은 접착제 층으로서 또한 유용하다. 기재의 표면에 쉽게 접착하지 않는 많은 상이한 유형의 코팅 또는 첨가제 층을 기재에 도포할 수 있다. 이런 경우, 폴리우레탄 프라이머 코팅을 도포하여 다른 코팅 또는 층이 더 쉽게 접착된 기재 위에 층을 형성한다.
폴리우레탄 프라이머 코팅에 대한 추가의 이점은 수성 폴리우레탄 분산액에 의해 실현될 수 있다. 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은 더 안정하고 이의 반응성 2 성분 폴리우레탄 시스템 대응물보다 더 긴 사용기한을 갖는다. 2 성분 시스템이 혼합시 반응하고 경화를 시작하면서 혼합 직후 2 성분 시스템을 기재에 도포해야 하는 필요로부터 2 성분 시스템의 상대적인 불안정성이 발생한다. 반대로, 수성 폴리우레탄 분산액은 이것이 기재에 도포되고 경화를 시작하기 전에 연장된 시간 기간, 즉 주 또는 달 동안 저장될 수 있다. 안정성 및 그 결과 반응성 2 성분 폴리우레탄 시스템의 사용기한은 이 시스템의 1 성분으로서 적합한 블록 이소시아네이트를 사용함으로써 개선될 수 있다. 그러나, 블록 이소시아네이트를 사용하는 2 성분 시스템은 경화를 개시하기 위해 열을 요하고, 이에 따라 공기 건조에 의해 주변 온도에서 경화하고 경화를 개시하거나 유지하기 위해 열을 요하지 않는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물과 비교하여, 2 성분 시스템 코팅 공정에 추가의 복잡성 및 비용을 추가한다.
수성 폴리우레탄 분산액의 다른 이점은, 물이 고휘발성 유기 성분(VOC) 농도를 가질 수 있는 유기 용매보다는 수성 분산액 중의 1차 용매이므로, 이것이 반응성 2 성분 폴리우레탄 시스템보다 덜 위험하다는 것이다.
그러나, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물의 하나의 단점은 수성 분산액으로부터 형성된 폴리우레탄 프라이머 코팅이 폴리우레탄 프라이머 코팅의 굴절률이 투명 기재의 굴절률과 상당히 다른 경우 코팅된 기재를 통과하는 광과 간섭을 야기할 수 있다는 것이다.
광파의 경로는 상이한 매체를 거치는 광속의 감소로 인해 하나의 매체로부터 다른 매체로 지나갈 때 구부러진다. 광의 경로에서의 굴곡의 양의 측정은 굴절률이라 칭한다. 특정한 매체와 관련하여, 굴절률은 매체에서의 광속에 대한 진공에서의 광속의 비율로 표현될 수 있다. 따라서, 상이한 매체는 각각 각자의 굴절률 값을 갖는다. 투명 기재는 하나의 굴절률 값을 갖고 기재에 도포된 코팅은 상이한 굴절률 값을 가질 수 있다. 상이한 굴절률 값을 갖는 기재 및 코팅의 경우, 투명 기재 및 코팅에 대한 굴절률 간의 값의 차이가 증가하면서, 코팅된 기재를 통한 광학 투명도는 상이한 굴절량을 갖는 이러한 2개의 매체로부터 생기는 광파 간섭으로 인해 악화된다. 반대로, 기재의 굴절률과 코팅의 굴절률 간의 차이가 감소하면서, 광학 투명도는 광파 간섭의 감소로 인해 개선된다.
고굴절률을 갖는 것으로 생각되는 본원에 사용된 재료는 약 1.53 이상의 값을 갖는 각자의 굴절률을 갖는 재료이다. 고굴절률 플라스틱의 사용이 폴리우레탄 프라이머가 유용한 분양에서 증가하므로, 기재에 도포된 다른 코팅 또는 층의 굴절률이 또한 코팅된 또는 층상 고굴절률 기재를 통과하는 광의 간섭을 야기하지 않도록 증가해야 한다. 기재에 도포되고 경화될 때, 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 고굴절률을 갖는 투명한, 내충격성, 접착제 폴리우레탄 프라이머 코팅을 제공하는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물이 본원에 기재되어 있다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 기재 위에 도포되고 경화될 때 투명한, 내충격성, 접착제 프라이머 코팅을 제공하는 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액 프라이머 코팅 조성물이 본원에 기재되어 있다.
일 실시양태에서, 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고, 방향족 디이소시아네이트; (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체를 포함한다. 코팅 조성물로부터 형성된 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다.
다른 실시양태에서, 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고, 방향족 디이소시아네이트; 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, 방향족 디올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체를 포함한다. 코팅 조성물로부터 형성된 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.57 범위의 굴절률을 갖는다.
다른 실시양태에서, 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량% 범위의 양으로 황을 갖고, 방향족 디이소시아네이트; 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체를 포함한다. 코팅 조성물로부터 형성된 프라이머 코팅은 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다.
다른 실시양태에서, 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고, 방향족 디이소시아네이트; 중합체 디올; (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체를 포함한다. 코팅 조성물로부터 형성된 프라이머 코팅은 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다.
본원에 기재된 코팅 조성물은 분산제에 의한 폴리우레탄 중합체의 중화시 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양 및 분산제를 더 포함한다. 본원에 기재된 코팅 조성물은 분산제에 의한 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체의 카복실산 작용기의 중화에 의해 분산된다. 또한, 코팅 조성물은 자외선 흡수제를 더 포함할 수 있다.
다른 실시양태에 따르면, 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물의 제조 방법이 제공된다.
다른 실시양태에 따르면, 기재를 본원에 기재된 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물로 코팅하는 방법 및 이러한 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물로 코팅된 물품이 제공된다.
도면은 본원에 기재된 경화된 폴리우레탄 코팅 조성물에 대한 방향족 작용기 함량의 함수로서의 굴절률의 도면이다.
달리 정의되지 않은 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 당해 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 본 발명의 설명에 사용된 전문용어는 오직 특정한 실시양태를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 제한으로서 의도되지 않는다. 본 발명은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본원의 특정한 실시양태에 대한 참조문헌은 본 발명을 본원에 기재되어 있는 실시양태로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 실시양태는 본 개시내용의 완전 및 완성도를 위해 제공된다.
본 발명의 설명 및 특허청구범위에서 사용되는, 단수형은 달리 문맥이 명확히 나타내지 않는 한 복수형을 또한 포함하도록 의도된다.
달리 기재되지 않은 한(즉, 용어 "정확히"의 사용에 의해), 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 분량, 분자량, 반응 조건 및 기타 등등과 같은 특성을 나타내는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"로 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 기재되지 않은 한, 하기 명세서 및 특허청구범위에 기재된 수의 특성은 본 발명의 실시양태에서 얻고자 추가하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.
본원에 사용된 "고굴절률"은 약 1.53 이상의 굴절률을 의미한다. 또한, 달리 구체적으로 기재되지 않은 한, 코팅 또는 코팅 조성물에 대해 본원에 사용된 굴절률은 코팅 조성물로부터 형성된 코팅의 굴절률의 값, 즉 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅의 굴절률을 의미하고 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물의 수성 실시양태의 굴절률을 의미하지 않는다.
재료의 굴절률은 광이 하나의 매체로부터 다른 매체로 지나가면서 얼마나 많은 광이 굴절되는지, 즉 구부러지는지의 측정치이다. 광파는 상이한 매체를 통해 상이한 속도로 이동한다. 상이한 매체에 진입하는 광파의 결과로서, 광속이 변한다. 광의 주파수가 매체에 걸쳐 변하지 않으므로, 광파의 속도의 변화는 광의 경로가 구부러지게 한다. 굴절률은 바로 얼마나 많은 광이 구부러지는지를 나타낸다. 특정한 매체의 경우, 굴절률(R.I.)은 R.I. = [진공에서의 광속/매체에서의 광속]으로 표현될 수 있다. 진공에서의 광속은 공기에서의 광속과 상당히 다르지 않고, 이에 따라, 굴절률은 진공에서의 광속에 대해 공기에서의 광속을 차감함으로써 표현될 수 있다. 매체를 통한 광학 투명도와 상관되는 광이 상이한 매체에 거쳐 지나가면서 발생하는 굴절은 각각의 매체에 대한 굴절률 간의 차이를 최소화함으로써 최소화된다. 따라서, 약 1.53 이상의 굴절률을 갖는 기재에 대한 굴절을 감소시키거나 최소화하기 위해, 기재와 코팅의 각자의 굴절률 사이의 차이를 최소화하도록 기재에 도포된 임의의 코팅, 예컨대 폴리우레탄 프라이머 코팅은 기재의 굴절률, 즉 약 1.53 이상과 유사한 굴절률을 가져야 할 필요가 있다.
본 발명자들은 조성물로부터 형성된 폴리우레탄 중합체 코팅의 방향족 작용기 함량이 증가하면서 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물의 굴절 특성이 개선된다는 것, 즉 중합체 내의 방향족 작용기의 농도가 증가하면서 굴절률이 증가한다는 것을 밝혀냈다. 특히, 본 발명자들은 폴리우레탄의 굴절률과 방향족 작용기 함량 사이의 굴절률 = [0.3834 × (방향족 작용기 함량(%)/100) + 1.4698]의 관계식을 밝혀냈다. 도면은 이 관계식을 예시한다. 이러한 관계식을 이용하여 효과적인 코팅 조성물을 생성하기 위해, 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 존재한다. 그렇지 않으면, 방향족 작용기가 16% 미만인 경우, 이 코팅 조성물로부터 형성된 경화된 코팅의 굴절률은 1.53 미만이고, 이에 따라 본원에 정의된 높은 굴절률이 아니다. 반대로, 42% 초과의 방향족 작용기를 갖는 것은 물 중의 코팅 조성물의 분산성에 영향을 미친다. 따라서, 본원에 기재된 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 포함한다. 이 코팅 조성물은 기재 위에 도포되고 경화될 때 투명한, 내충격성, 접착제, 고굴절률 프라이머 코팅을 제공하고, 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다.
폴리우레탄은 거대분자 쇄 내의 우레탄 기 [-NH-C=0-0-] 및 우레아 기 [-N-H-(C=0)-NH-]의 존재를 특징으로 하는 중합체이다. 이 기는 일반적으로 1개 이상의 이소시아네이트 작용기를 갖는 화합물과 1개 이상의 활성 수소 작용기를 갖는 화합물의 반응을 통해 형성된다. 본원에 사용되는 "활성 수소 작용기"는 이소시아네이트 작용기와 쉽게 반응하는 임의의 작용기, 예컨대 히드록실 작용기, 아미노 작용기 및 티올 작용기를 의미한다. 따라서, 본원에 사용되는 "활성 수소 화합물"은 히드록실 작용기, 아미노 작용기, 티올 작용기 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는 1개 이상의 활성 수소 작용기를 갖는 임의의 화합물 또는 분자를 의미한다. 폴리우레탄의 우레탄 기는 통상적으로 폴리이소시아네이트와 폴리올의 중첨가 반응에 의해 형성되지만, 우레탄 기의 형성은 이 반응물로 제한되지 않는다. 폴리이소시아네이트는 2개 이상의 이소시아네이트 작용기를 갖는 분자, 즉 R1-(N=C=0)n≥2이다. 폴리올은 2개 이상의 히드록실 작용기를 갖는 분자, 즉 R2-(OH)n≥2이다. 우레아 기는 통상적으로 폴리이소시아네이트 및 폴리아민의 중첨가 반응에 의해 형성된다. 폴리아민은 2개 이상의 아미노 작용기를 포함하는 분자, 즉 R3-(NH2)n≥2이다.
수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은 수상 중에 분산된 폴리우레탄 중합체로부터 형성된 콜로이드상 안정한 분산액이다. 수성 폴리우레탄 분산액의 제법은 일반적으로 3개의 단계 내에 수행되는 것으로 분류될 수 있지만, 당해 분야의 당업자는 이 3개의 단계가 서로 상호 배제되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서는 명확성을 위해 이 단계와 관련하여 본 발명을 기재하고, 본 발명의 실시양태 또는 특징은 이 단계로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이 3개의 단계는 이 순서로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된고, 오히려 이 단계는 상이한 순서로 수행할 수 있거나, 동시에 또는 이들의 조합으로 수행할 수 있다.
일반적으로, 3개의 단계는 (1) 폴리우레탄 예비중합체 형성 단계, (2) 분산 단계 및 (3) 최종 중합 단계를 포함한다. 제1 단계는 일반적으로 고온에서의 유기 용매 중의 폴리올과 과량 폴리이소시아네이트 사이의 반응을 통해 이소시아네이트 말단 기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체의 형성에 관한 것이다. 예비중합체의 형성은 생성된 폴리우레탄 중합체의 특징을 규정하는 데 있어서 중요하고, 따라서 본원에 기재된 코팅 조성물에 따른 고굴절률 특성은 예비중합체의 형성에 기인한다.
제2 단계는 일반적으로 물 중에 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체를 분산시켜 안정한 콜로이드 분산액을 형성하는 것이다. 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체는 일반적으로 분산제 또는 대안적으로, 분산제 및 혼합의 도움으로 수상 중에 분산된다. 분산제를 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체와 반응시킴으로써, 예비중합체 또는 중합체는 역시 물 중에 분산된 안정한 폴리우레탄 중합체 입자의 형성을 보조하는 수혼화성 또는 수용해성 기를 얻는다.
수성 폴리우레탄 분산액을 제조하는 데 있어서의 제3 단계는 최종 중합 단계이다. 최종 중합 단계는 예비중합체의 이소시아네이트 말단을 다작용성 아민 또는 다작용성 알콜과 반응시켜 폴리우레탄 예비중합체를 고분자량 중합체로 연장함으로써 폴리우레탄 중합체 쇄를 연장하는 것이다. 수성 분산액을 제조하는 이 공정을 기술하기 위해 사용되는 3개의 단계가 서로 상호 배타적이지 않으므로, 최종 중합 단계를 분산 단계 전에, 동안에 또는 후에 수행할 수 있다.
수성 분산 코팅 조성물을 제조하는 데 있어서의 제1 단계는 폴리우레탄 예비중합체의 생성이다. 폴리우레탄 예비중합체는 일반적으로 폴리올을 과잉의 폴리이소시아네이트와 반응시킴으로써, 즉 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트 작용기 대 폴리올의 히드록실 작용기의 화학량론 비가 약 1.1:1 이상일 때 생성된다. 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 선택은 조성을 결정짓고, 그 결과, 예비중합체로부터 형성된 생성된 폴리우레탄 중합체의 특성을 결정짓는다. 따라서, 본원에 기재된 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물이 폴리우레탄의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 가지므로, 충분한 양의 방향족 작용기를 갖는 폴리이소시아네이트, 방향족 작용기를 갖는 폴리올의 선택 또는 방향족 작용기를 갖는 폴리이소시아네이트 및 폴리올 둘 다의 선택의 조합에 의해 폴리우레탄 예비중합체를 얻는다.
상기 기재되어 있는 바대로, 폴리이소시아네이트는 2개 이상의 이소시아네이트 작용기를 포함하는 임의의 화합물을 포함한다. 본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물은 디이소시아네이트라 칭하는 2개의 이소시아네이트 작용기를 갖는 폴리이소시아네이트를 사용한다. 폴리우레탄 예비중합체 반응에서의 방향족 작용기 함량을 얻기 위해, 방향족 디이소시아네이트를 사용한다. 본원에 언급된 바대로, 방향족 디이소시아네이트는 폴리우레탄 예비중합체를 형성하는 중첨가 반응시 디이소시아네이트로부터 폴리우레탄 중합체 구조로 운반되는 1개 이상의 방향족 작용기를 포함하는 임의의 디이소시아네이트를 포함한다. 본원에 사용되는 방향족 디이소시아네이트의 예로는 크실릴렌 디이소시아네이트(XDI), 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트(TMXDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 페닐렌 디이소시아네이트, 톨루이딘 디이소시아네이트(TODI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 상기로부터 유도된 임의의 디이소시아네이트 및 이들의 조합을 들 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 크실릴렌 디이소시아네이트, 구체적으로 m-크실릴렌 디이소시아네이트 또는 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트가 본원에 기재된 고굴절률 프라이머 코팅 조성물과 사용되는 바람직한 방향족 디이소시아네이트이다.
본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물의 일 실시양태에 따르면, 방향족 디이소시아네이트와 반응하는 폴리올의 선택은 폴리우레탄 예비중합체 및 상응하는 폴리우레탄 중합체 내의 방향족 작용기 함량을 조정하기 위해 사용된다. 구체적으로, 단쇄 폴리올, 즉 전체 탄화수소 쇄 내의 약 8개 이하의 탄소 또는 탄화수소 쇄의 반복 단위 내의 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 폴리올을 사용하는 것은 장쇄 폴리올, 즉 전체 탄화수소 쇄 내의 약 8개 초과의 탄소 또는 탄화수소 쇄의 반복 단위 내의 8개 초과의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 폴리올에 비해 생성된 폴리우레탄 중합체 내의 방향족 작용기의 중량%를 증가시킨다. 본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물은 디올이라 칭하는 2개의 히드록실 작용기를 갖는 폴리올을 사용한다. 본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물의 실시양태는 폴리올 예컨대 중합체 디올, 지방족 디올, 또는 중합체 디올과 지방족 디올의 조합을 사용한다. 본원에 언급된 바대로, 지방족 디올은 탄화수소 단량체 분자, 올리고머 분자 내에 4개 이하의 반복 단량체 단위를 포함하는 탄화수소 올리고머 분자 또는 이들의 조합이다. 본원에 언급된 중합체 디올은 거대분자 내에 4개 초과의 반복 단량체 단위를 포함하는 탄화수소 거대분자이다. 예를 들면, 본원에 사용된 폴리(에틸렌) 글리콜은 중합체 디올이고, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 트리에틸렌 글리콜의 각각은 지방족 디올이다. 단쇄 중합체 또는 지방족 디올이 바람직한데, 왜냐하면 디올 내의 단쇄는 방향족 디이소시아네이트에 기인하는 폴리우레탄 중합체 분절 내의 반복하는 방향족 작용기 사이의 더 짧은 거리를 만들기 때문이다. 폴리우레탄 내의 반복 방향족 작용기의 빈도의 증가는 방향족 작용기의 농도 및 그 결과 전체 폴리우레탄 중합체 내의 방향족 작용기의 중량%를 증가시킨다.
본원에 기재된 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물은 폴리우레탄이 약 16 중량% 내지 약 42 중량%의 방향족 작용기를 포함할 때 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 코팅을 생성시킨다. 비교예 1에 예시된 바대로, 예비중합체 반응에서의 유일한 폴리올로서 중합체 디올, 특히 평균 분자량이 약 2000인 폴리카보네이트 디올을 사용하여, 폴리우레탄의 고체의 약 9 중량%의 방향족 작용기 함량을 얻는다. 상기 기재된 이유를 위해, 중합체 디올 이외에 또는 이 대신에 단쇄 지방족 디올을 사용하는 것은 바로 중합체 디올로부터 형성된 폴리우레탄 중합체와 비교하여 폴리우레탄 중합체의 방향족 작용기 함량을 증가시킨다. 이는 하기 비교예 2에 예시되어 있다. 사용된 장쇄 폴리카보네이트 디올의 양에 비해 소량의 단쇄 지방족 디올의 도입은 비교예 1에 기재되어 있는 유사한 폴리우레탄 코팅 조성물의 9% 방향족 함량과 비교할 때 방향족 작용기 함량을 폴리우레탄의 중량을 기준으로 약 13 중량%로 증가시킨다. 폴리우레탄 중합체 내의 반복하는 방향족 작용기 단위 사이의 거리는 지방족 디올 및 중합체 디올 둘 다를 사용할 때 지방족 디올에 기인하는 폴리우레탄의 적어도 몇몇 분절에서 감소하여, 전체 폴리우레탄 중합체 내의 방향족 작용기의 함량을 증가시킨다. 따라서, 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 방향족 작용기 함량을 얻기 위해, 본원에 기재된 코팅 조성물에 따라, 단쇄 지방족 디올 또는 중합체 디올과 단쇄 지방족 디올의 충분한 양의 조합이 예비중합체 반응에서의 활성 수소 화합물로서 사용된다.
고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물을 형성하기 위해 사용되는 중합체 디올의 예로는 폴리카보네이트 디올, 폴리에테르 디올, 폴리에스테르 디올, 다가 알콜, 알콕실화 디올, 아미드 함유 디올, 폴리아크릴 디올, 에폭시 디올, 다가 폴리비닐 알콜 또는 임의의 상기 언급된 중합체 디올의 혼합물을 들 수 있다. 더 특정한 적합한 중합체 디올의 예로는 약 800 내지 약 2000 범위의 평균 분자량을 갖는 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 디올을 들 수 있다. 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물을 형성하기 위해 본원에서 사용되는 중합체 디올로는 또한 방향족 중합체 디올, 즉 1개 이상의 방향족 작용기를 갖는 아릴레이트화 중합체 디올을 들 수 있다. 이러한 방향족 중합체의 예로는 비스페놀 A 화합물로부터 형성된 폴리카보네이트 디올을 들 수 있다.
본원에 기재된 코팅 조성물과 사용되는 적합한 단쇄 지방족 디올의 예로는 약 2개 내지 약 8개의 탄소, 바람직하게는 약 2개 내지 약 3개의 탄소의 탄화수소 쇄를 갖는 지방족 디올을 들 수 있다. 이러한 단쇄 지방족 디올은 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 알킬렌 글리콜, 바람직하게는 약 2개 내지 약 3개의 탄소를 갖는 알킬렌 글리콜을 포함한다. 본원에서의 고굴절률 코팅 조성물에 적합한 단쇄 지방족 디올의 특정한 예로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 헵탄디올, 옥탄디올 및 임의의 이들의 유도체, 바람직하게는 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜을 들 수 있다. 본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물의 일 실시양태에 따르면, 폴리우레탄 예비중합체를 형성하기 위해 활성 수소 화합물로서 사용되는 바람직한 폴리올은 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올 및 중합체 디올을 포함한다. 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올 및 중합체 디올로부터 형성된 폴리우레탄 중합체의 방향족 작용기 함량은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위이다. 지방족 디올 및 중합체 디올로부터 형성된 상응하는 폴리우레탄 중합체 코팅의 굴절률은 약 1.53 내지 약 1.57 범위이다.
다른 실시양태에 따르면, 예비중합체 반응에서의 방향족 디이소시아네이트와 반응하는 방향족 디올을 선택함으로써 폴리우레탄 예비중합체 및 상응하는 중합체 내의 방향족 작용기의 농도를 조정할 수 있다. 본원에 언급된 방향족 디올은 폴리우레탄 예비중합체를 형성하는 중첨가 반응 동안 디올로부터 폴리우레탄 중합체 구조로 운반되는 1개 이상의 방향족 작용기를 포함하는 임의의 디올을 포함한다. 1개 이상의 방향족 작용기를 갖는 이러한 디올이 방향족 디이소시아네이트와 반응될 때, 방향족 디올의 사용은, 방향족 작용기가 방향족 디이소시아네이트 및 방향족 디올 둘 다에 기인하는 폴리우레탄 중합체 분절에서 발견되지 않으므로, 방향족 작용기를 포함하지 않는 다른 단쇄 중합체 또는 단쇄 지방족 디올에 비해 반복하는 방향족 작용기 단위의 빈도를 증가시킨다.
방향족 디올의 예로는 벤젠디올 화합물, 예컨대 카테콜, 히드로퀴논, 크실릴렌 디올, 레소르시놀, 메틸레소르시놀, 알킬 치환 벤젠 디올, 알콕시-치환된 벤젠 디올, 크실렌 디올; 비스페놀 A 알콕실레이트(이것으로 제한되지는 않음)를 비롯한 비스페놀 A 화합물; 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 본원에 기재된 코팅 조성물과 사용하기에 적합한 방향족 디올은 화합물 내에 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 방향족 디올 화합물 및 알콕실레이트 쇄 내에 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 비스페놀 A 알콕실레이트를 포함한다. 알콕실레이트 쇄 내에 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 비스페놀 A 알콕실레이트, 더 바람직하게는 알콕실레이트 쇄 내에 약 2개 내지 약 3개의 탄소를 갖는 비스페놀 A 알콕실레이트가 본원에서 사용하기에 바람직하다. 비스페놀 A 알콕실레이트의 특정한 예로는 비스페놀 A 에톡실레이트, 비스페놀 A 프로폭실레이트 및 비스페놀 A 부톡실레이트를 들 수 있다. 본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물의 일 실시양태에 따르면, 폴리우레탄 예비중합체를 형성하기 위해 활성 수소 화합물로서 사용되는 폴리올은 중합체 디올 및 방향족 디올을 포함한다. 중합체 디올 및 방향족 디올로부터 형성된 폴리우레탄 중합체의 생성된 방향족 작용기 함량은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위이다. 중합체 디올 및 방향족 디올로부터 형성된 상응하는 폴리우레탄 중합체 코팅의 굴절률은 약 1.53 내지 약 1.57 범위이다.
다른 실시양태에 따르면, 단쇄 지방족 디올, 방향족 디올 또는 이들의 조합은 코팅 조성물의 폴리우레탄 예비중합체 및 상응하는 중합체를 제조하기 위해 방향족 디이소시아네이트와 반응하도록 사용된다. 이 실시양태의 예는 하나 이상의 단쇄 지방족 디올, 방향족 디올 또는 이들의 조합을 사용하여 형성된 폴리우레탄 중합체이다. 이 실시양태에 따라 코팅 조성물로부터 형성된 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위의 양의 방향족 작용기를 갖고, 폴리우레탄 중합체 코팅은 약 1.53 내지 약 1.57 범위의 굴절률을 갖는다. 이 실시양태에 따라 사용되는 바람직한 단쇄 지방족 디올은 탄화수소 쇄 내에 약 2개 내지 약 3개의 탄소를 갖는 알킬렌 글리콜을 포함한다. 이 실시양태에 따라 사용되는 바람직한 방향족 디올은 알콕실레이트 쇄 내에 약 2개 내지 약 3개의 탄소를 갖는 비스페놀 A 알콕실레이트를 포함한다.
폴리우레탄 중합체의 방향족 작용기 함량을 조정함으로써 굴절률 특성을 조정하는 것 이외에, 알킬 쇄 내에 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물 또는 화합물 내에 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물을 사용하여 폴리우레탄 중합체를 형성하여, 방향족 작용기 및 황을 갖는 폴리우레탄 중합체를 생성함으로써 굴절률 특성을 조정한다. 바람직하게는, 티올 작용성 탄화수소 화합물은 화합물 내에 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는다. 이 실시양태에 따르면, 설피드 작용성 알킬 화합물, 티올 작용성 탄화수소 화합물 또는 이들의 조합을 폴리우레탄 중합체를 형성하기 위해 사용되는 디올 대신에 또는 이와 조합하여 사용한다. 본원에 언급된 설피드 작용성 알킬 화합물 및 티올 작용성 탄화수소 화합물은 각각 2개 이상의 활성 수소 작용기, 즉 적어도 2개의 이소시아네이트 작용기 반응성 자리를 갖는다. 설피드 작용성 알킬 화합물은 1개 이상의 설피드 작용기를 갖는 화합물을 포함한다. 이러한 설피드 알킬 작용성 화합물의 예로는 티오에테르, 예컨대 티오디글리콜 또는 설피드 작용성 알킬 디티올을 들 수 있다. 본원에 사용되는 설피드 작용성 알킬 화합물의 특정한 예로는 비스(2-히드록시에틸) 설피드, 2,5-디메틸-1,4-디티안 및 비스(2-머캅토에틸) 설피드를 들 수 있다.
본원에 사용되는 티올 작용성 탄화수소 화합물은 1개 이상의 티올 작용기 및 1개 이상의 다른 활성 수소 작용기를 갖는 티올 작용성 알킬 또는 아릴 탄화수소 화합물을 포함한다. 이러한 탄화수소 화합물의 예로는 머캅토 알킬 알콜, 즉 1개의 티올 작용기 및 1개의 히드록실 작용기를 갖는 화합물 및 1개 이상의 티올 작용기를 갖는 화합물, 즉 알킬 디티올을 들 수 있다. 더 특히, 적합한 티올 작용성 탄화수소 화합물은 알킬 쇄 내에 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 머캅토 알킬 알콜, 예컨대 2-머캅토에탄올 또는 3-머캅토-1-프로판올; 알킬 쇄 내에 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 알킬 디티올, 예컨대 에탄디티올, 프로판디티올, 1,2-디머캅토프로판, 1,2-에탄디티올, 2-머캅토에틸 에테르 및 1,3-프로판디티올; 화합물 내에 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 아릴 화합물, 예컨대 벤젠-1,2-디티올, 1,4-벤젠디메탄티올; 또는 이들의 조합을 포함한다. 이 실시양태에 따르면, 방향족 디이소시아네이트를 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 또는 이들의 조합 중 1종 이상과 반응시켜 형성된 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 중량 기준으로 약 16% 내지 약 42%의 방향족 작용기 및 약 0.1% 내지 약 15%의 황을 포함한다. 생성된 폴리우레탄 중합체 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다.
다른 실시양태에 따르면, 예비중합체가 물 중에 분산되기 전에 폴리우레탄 예비중합체 혼합물에 자외선(UV) 흡수제와 같은 첨가제를 첨가할 수 있다. UV 광 흡수제는 폴리우레탄이 물 중에 분산되면서 폴리우레탄 중합체 구조 내에 포획된다. UV 광 흡수제는 본원에 기재된 코팅 조성물에 따라 형성된 폴리우레탄 코팅의 UV 안정성을 증강하고 또한 이 코팅의 굴절률을 증강한다. UV 흡수제를 첨가하는 것은 코팅의 굴절률을 증강하는데, 왜냐하면, UV 광 흡수제가 폴리우레탄 중합체의 방향족 작용기 함량에 추가로 첨가하는 방향족 작용기를 포함하기 때문이다. 따라서, 본원에 사용되는 적합한 UV 흡수제는 1개 이상의 방향족 작용기를 갖는 UV 흡수제, 예컨대 벤조페논 또는 벤조트리아졸 UV 흡수제에 기초한 화합물을 포함한다. UV 흡수제는 폴리우레탄 중합체의 고체의 0 내지 약 12 중량%를 포함한다. UV 광 흡수제에 의해 형성된 상응하는 폴리우레탄 중합체 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률 및 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 방향족 작용기 함량을 갖는다.
예비중합체 반응과 사용되는 적합한 유기 용매의 선택은 선택되는 활성 수소 화합물을 용해시킬 수 있는 용매 및 폴리이소시아네이트와 쉽게 반응하지 않는 용매를 비롯하여 폴리우레탄 중합체를 형성하기 위해 반응되는 구성 성분의 선택의 선택에 따라 달라진다. 폴리우레탄 예비중합체를 반응시키기에 유용한 적합한 유기 용매의 예로는 케톤, 예컨대 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 디아세톤 알콜 및 펜탄디온; 디옥산; N-메틸 피롤리돈; 아세토니트릴; 에스테르; 글리콜 에스테르; 및 3차 알콜 예컨대 3차 아밀 알콜을 들 수 있다.
폴리우레탄 중합체를 형성하기 위해 사용되는 디이소시아네이트 또는 활성 수소 화합물에 따라, 폴리우레탄 예비중합체를 제조하기 위해 사용되는 용액에 촉매를 첨가할 수 있다. 폴리우레탄 예비중합체의 제조에 유용한 적합한 촉매로는 금속 카복실레이트(즉, 카복실산의 금속염), 예컨대 주석(Ⅱ) 에틸헥사노에이트, 디부틸틴디라우레이트 및 디부틸린 비스(옥틸말레에이트)를 들 수 있다.
수성 폴리우레탄 분산액을 제조하는 제2 기본 단계에서, 생성된 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체를 수용액 중에 분산시킨다. 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체를 분산제의 도움으로 물의 존재 하에 분산시키거나, 대안적으로, 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체를 분산제 및 혼합의 도움으로 분산시킨다. 분산제는 수상 중의 입자로서의 중합체의 분산성을 돕거나 증강하도록 작용하는 폴리우레탄 중합체 혼화성 또는 용해성 부분집합을 생성시킨다. 본원에 기재된 고굴절률 코팅 조성물에 따라, 카복실산은 예비중합체의 형성 동안 디이소시아네이트의 존재 하에 반응하여 카복실산 작용기를 폴리우레탄 중합체 구조 내로 도입한다. 바람직하게는, 디히드록시카복실산은 사용되어 예비중합체 반응 동안 폴리우레탄 예비중합체 구조에 공유 결합하여 폴리우레탄 예비중합체의 골격 내에 분절로서의 카복실산 작용기를 도입함으로써, 폴리우레탄 중합체 내의 분산제에 대한 반응성 자리를 생성시킨다. 이 폴리우레탄 예비중합체의 형성 후, 폴리우레탄 골격 내의 카복실릭 작용기는 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체를 분산시킬 수 있는 충분한 양의 물의 존재 하에 3차 아민과 같은 분산제에 의해 중화된다. 카복실산 작용기의 중화는 물 중의 폴리우레탄 예비중합체 또는 중합체의 음이온으로 안정한 분산액을 생성시킨다. 혼합을 사용하는 경우, 분산제에 의한 중화를 이 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물에의 혼합의 도입 전에, 동안에 또는 후에 수행한다. 혼합은 고전단 분산제, 균질기 또는 폴리우레탄 입자를 분산시킬 수 있는 다른 장치와 같은 장치의 도움으로 생기는 혼합 또는 고전단 응력을 포함한다.
본원에 기재된 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물에 적합한 디히드록시카복실산은 2개 이상의 히드록실 작용기를 갖는 임의의 카복실산을 포함한다. 디히드록시카복실산은 (HO)2R4(COOH)의 일반 형태로 표시되고, 여기서 R4는 약 1개 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는 비분지쇄 또는 분지쇄 알킬 기이다. 디히드록시카복실산의 예로는, 제한 없이, 디메틸올프로피온산(DMPA), 디메틸올부탄산(DMBA) 및 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 데칸산, 도데칸산, 옥타데칸 산 등의 다른 디히드록시 유도체를 들 수 있다. 수성 폴리우레탄 분산액에서 사용되는 바람직한 디히드록시카복실산은 DMPA를 포함한다.
폴리우레탄 중합체의 분산을 보조하기 위해 카복실산 작용기를 중화시키기 위해 본원에서 사용되는 적합한 분산제는 음이온성 염기, 예컨대 3차 아민, 암모늄 히드록시드, 포스핀 및 금속 히드록시드, 바람직하게는 3차 아민을 포함한다. 특정한 비제한적인 3차 아민의 예로는 트리에탄올아민, 디메틸 에탄올아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민 등을 들 수 있다.
수성 분산액을 제조하는 데 있어서의 최종 단계로서, 최종 중합 단계에서의 폴리우레탄 예비중합체를 고분자량 분산된 폴리우레탄 중합체로 연장하기 위해 쇄 확장제를 사용한다. 이 최종 단계가 분산 단계 전에, 동안에 또는 후에 발생하고, 즉 예비중합체를 분산시키기는 것보다도 발생하고, 고분자량 쇄 연장 폴리우레탄 중합체가 분산되거나, 분산이 쇄 연장과 동시에 발생한다. 예비중합체 내의 이소시아네이트 말단 기는 더 높은 분자량 폴리우레탄 중합체로 폴리우레탄 예비중합체를 연장하기 위해 쇄 확장제, 예컨대 다작용성 아민, 다작용성 폴리올, 우레아 또는 이들의 조합의 존재 하에 반응한다. 본원에 기재된 코팅 조성물에 따라 유용한 적합한 쇄 확장제의 특정한 예로는 히드라진 1수화물, 수성 히드라진(30%), 1,6-헥산디아민, 1,2-에틸렌디아민, 1,3-프로판디아민, 1,4-부탄디아민, 1,5-펜탄디아민, 1,8-디아미노옥탄, 2-(2-아미노에틸)아미노에탄올, 3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실아민, 디아미노톨루엔, m-크실릴렌디아민 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 최종 중합시, 수성 폴리우레탄 중합체 분산액을 저장 안정 온도, 예컨대 주변 온도로 냉각하고 저장하거나, 추가로 가공하고, 즉, 희석하거나 기재에 대한 코팅으로서 도포될 준비가 되어, 경화시 투명한 내충격성 고굴절률 프라이머 코팅을 제공한다.
쇄 확장제를 첨가한 후, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 임의로 추가로 가공한다. 예를 들면, 예비중합체 반응에서 사용되는 코팅 조성물 중의 잔류 유기 용매를 임의로 코팅 조성물의 가열에 의해, 감압에 의해 또는 가열과 감압의 조합에 의해 증발시킨다.
점도에 따라, 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 기재에 도포하기 전에 1종 이상의 유기 용매로 분산액을 희석함으로써 상기 조성물을 프라이머 코팅 조성물로서 추가로 제조한다. 코팅 조성물의 이러한 제조에서 사용되는 적합한 유기 용매의 예로는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(DPM), 에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르(EB), 디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르(DB), 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르(DM), n-부탄올, 이소프로판올, 에탄올 및 메탄올을 들 수 있다. 분산액에 첨가되는 희석제의 양은 고굴절률 프라이머 코팅 조성물의 원하는 점도에 따라 당업자가 확인할 수 있다. 적합한 용매에 의한 희석은 수성 폴리우레탄 분산액의 저장 안정성에 영향을 미치지 않는다. 임의로, 임의의 다른 첨가제 또는 희석제, 예컨대 계면활성제, 균등화제 또는 흐름 조절제 등을 코팅으로서 도포하기 전에 분산액에 첨가한다.
유효량의 균등화제 또는 흐름 조절제를 기재의 표면 위에 조성물을 더 편평하게 분산시키거나 균등화하기 위해 그리고 기재와의 실질적으로 균일한 접촉을 제공하기 위해 본원에 기재된 코팅 조성물에 도입할 수 있다. 균등화제 또는 흐름 조절제의 양은 광범위하게 변할 수 있지만, 코팅 조성물에 약 10 내지 약 5,000 ppm의 균등화제 또는 흐름 조절제를 제공하기에 충분한 양일 수 있다. 기재 위의 코팅 조성물을 균등화할 수 있는 코팅 조성물 및 기재와 상용성이고, 코팅 조성물과 기재 사이의 습윤을 증강하는 임의의 종래의 상업적으로 구입 가능한 균등화제 또는 흐름 조절제를 사용할 수 있다. 이러한 흐름 조절제의 비제한적인 예로는 폴리에테르, 실리콘 또는 플루오로 계면활성제를 들 수 있다.
본원에 기재된 수성 폴리우레탄 코팅 조성물을 임의의 적합한 방식으로 기재에 도포한다. 예를 들면, 본 발명의 조성물을 기재 위에 연속 표면 필름을 형성하기 위해 흐름 코팅, 분무 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 롤 코팅 등과 같은 종래 방법에 의해 단단한 기재에 도포할 수 있다.
폴리우레탄 층 위에 임의의 추가의 코팅 조성물 또는 층, 예컨대 하드 코트 또는 탑 코트를 도포하기 전에 수성 폴리우레탄 코팅 조성물을 기재에 도포하고 적어도 부분적으로 경화시킨다. 본원에 기재된 폴리우레탄 코팅 조성물을 주변 온도 또는 그 이상에서 공기 건조에 의해 경화한다. 본원에 사용된 주변 온도는 약 20℃ 내지 약 28℃의 온도 범위를 의미한다. 적합한 경화 온도는 주변 온도 내지 약 150℃ 범위이다. 코팅 조성물이 다른 코팅이 이 위에 도포되도록 충분히 경화되게 하는 경화 시간은 코팅 두께 및 경화 환경, 즉 습도, 온도, 이류의 존재 등에 따라 달라지지만, 주변 온도에서 1 시간 미만, 바람직하게는 35 분 미만이다. 열 또는 조사가 경화에 걸리는 시간을 감소시키기 위해 추가로 이용되지만, 본원에 기재된 폴리우레탄 코팅 조성물의 경화를 개시하거나 유지시키기 위해 열도 조사도 필요하지 않다. 폴리우레탄 층은 주변 온도에서 완전히 경화하고, 그 결과, 완전히 경화된 폴리우레탄 층의 특성을 얻기 위해 수 주가 걸릴 수 있다.
본원에 기재된 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은 열경화성, 즉 경화시 가교결합된 폴리우레탄 코팅을 형성한다. 폴리우레탄 코팅의 열경화성 특성은 이 위에 도포된 추가의 코팅 또는 층이 폴리우레탄 층을 부정적으로 공격하거나 용해시키는 것을 방지한다. 따라서, 폴리우레탄 층이 충분히 경화하도록 허용되는 한, 즉 열경화성 폴리우레탄 층의 부분 경화가 추가의 코팅 조성물 또는 층이 폴리우레탄 층을 공격하거나 용해시키는 것을 방지하기에 충분한 한, 추가의 코팅 조성물 또는 층이 폴리우레탄 층에 도포될 수 있다. 또한, 폴리우레탄 층이 추가의 코팅 조성물 또는 층이 도포될 때 완전히 또는 완벽히 경화되지 않는 경우, 즉 폴리우레탄 층이 추가의 층이 폴리우레탄 층을 공격하거나 용해시키는 것을 방지하기에 오직 충분히 경화되는 경우, 폴리우레탄 층은 추가의 코팅 조성물 또는 층이 도포된 후 폴리우레탄 층이 완전히 경화될 때까지 주변 온도에서 계속해서 경화한다. 대안적으로 또는 또한, 열 또는 조사에 의한 추가의 코팅 조성물 또는 층의 경화는 또한 밑에 있는 폴리우레탄 층을 완전히 경화시킬 것이다.
본원에 기재된 수성 폴리우레탄 분산액 코팅 조성물은 이의 특성의 손실 없이 기재의 추가의 가공, 예컨대 성형 또는 성형화를 견디기에 충분히 연성인 기재 표면 또는 경질 기재 표면에 코팅으로서 도포될 수 있다. 다양한 기재가 사용된다. 바람직한 기재 재료 중에서 투명 기재 또는 투명 플라스틱, 예컨대 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리비살릴 카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프테네이트를 포함한다. 다른 기재는 다양한 폴리올레핀, 불화 중합체, 금속 및 유리, 예컨대 소다 석회 유리, 보로실리케이트 유리 및 아크릴 유리를 포함하고, 다른 유형의 유리 중에서, 또한 적절한 전처리에 의해 사용될 수 있다.
사용된 기재에 따라, 기재는 기재에 대한 폴리우레탄 코팅 조성물의 접착력을 증강하기 위해 전처리될 수 있다. 적합한 전처리는 건조 전처리, 코로나 또는 플라즈마 처리 또는 화학 처리, 예컨대 화학 에칭을 포함한다. 화학 에칭에 사용되는 적합한 용액의 예로는 5% 내지 20 중량% 수산화나트륨 수용액 또는 5% 내지 20 중량% 수산화칼륨 수용액을 들 수 있다. 화학 에칭 공정은 에칭 용액의 욕 중에 기재를 침지하는 것, 탈이온수로 세정하는 것 및 공기 건조를 포함한다. 화학 에칭 용액의 초음파 욕을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 화학 에칭은 약 40℃ 내지 약 60℃ 범위의 온도에서 발생한다.
본원에 기재된 수성 폴리우레탄 코팅 조성물로 코팅된 기재는 임의의 적합한 하드 코트 또는 탑 코트로 오버코팅될 수 있다. 하드 코트 또는 탑 코트는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물로부터 형성된 폴리우레탄 코팅에 접착한다. 하드 코트 또는 탑 코트는 스크래칭 또는 손상으로부터 기재를 보호하기 위해 폴리우레탄 코팅된 기재 위에 층을 형성하기 위해 사용된다. 적합한 하드 코트의 예로는 오가노실록산 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 들 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 물품이 제공된다. 상기 물품은 본원에 기재된 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물에 따라 하나 이상의 표면 위에 코팅을 갖는 기재를 포함한다.
기재에 도포되고 경화될 때, 투명한 내충격성 고굴절률 프라이머 코팅을 제공하는 코팅 조성물로 코팅된 고굴절률 투명 기재를 포함하는 물품이 본원에서 제공된다. 상기 물품의 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖는 폴리우레탄 중합체를 포함하고, 폴리우레탄 중합체는 방향족 디이소시아네이트; (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함한다. 코팅 조성물은 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양 및 분산제를 포함한다. 상기 물품은 방향족 디이소시아네이트, 1종 이상의 활성 수소 화합물, 디히드록시카복실산, 다작용성 아민 및 중합체 디올의 반응 생성물로부터 형성된 폴리우레탄 중합체를 더 포함한다. 추가로, 상기 물품은 자외선 흡수제를 포함하는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 더 포함한다. 코팅 조성물로부터 형성된 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다.
다른 실시양태에 따르면, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 제공하는 방법이 제공된다. 기재에 도포되고 경화될 때 투명한 내충격성 고굴절률 프라이머 코팅을 제공하는 코팅 조성물을 제조하는 방법은 유기 용매 중에 방향족 디이소시아네이트, 1종 이상의 활성 수소 화합물 및 디히드록시카복실산을 반응시켜 폴리우레탄 예비중합체를 형성하는 것을 포함하고, 1종 이상의 활성 수소 화합물은 (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 방법은 분산제에 의해 디히드록시카복실산에 기인하는 예비중합체의 카복실릭 작용기를 중화시킴으로써 폴리우레탄 예비중합체를 물 중에 분산시키는 것을 포함한다. 또한, 상기 방법은 폴리우레탄 예비중합체를 고분자량 폴리우레탄 중합체로 쇄 연장하기 위해 다작용성 아민을 첨가하는 것을 포함한다. 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 포함한다. 상기 방법은 중합체 디올을 방향족 디이소시아네이트, 1종 이상의 활성 수소 화합물 및 디히드록시카복실산 및 다작용성 아민과 반응시켜 폴리우레탄 예비중합체를 형성하는 것을 더 포함한다. 대안적으로 또는 또한, 상기 방법은 폴리우레탄 예비중합체를 물 중에 분산시키기 전에 자외선 흡수제를 예비중합체에 첨가하는 것을 더 포함한다. 경화될 때, 수성 폴리우레탄 코팅 조성물은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 프라이머 코팅을 형성한다.
다른 실시양태에 따르면, 고굴절률을 갖는 투명 기재를 코팅하는 방법이 제공된다. 상기 기재된 바대로, 충격으로부터 손상되기 쉬운 기재, 특히 하드 코팅된 투명 플라스틱 기재는 본원에 기재된 수성 폴리우레탄 코팅 조성물로 코팅되어 하드 코팅된 고굴절률 투명 기재의 내충격성 및 접착 품질을 개선한다. 상기 방법은 하드 코트와 기재 사이의 엘라스토머 접착제 폴리우레탄 프라이머 층을 형성하기 위해 고굴절률 폴리우레탄 코팅 조성물로 기재를 코팅함으로써 하드 코팅된 고굴절률 투명 기재의 내충격성을 개선한다.
따라서, 고굴절률을 갖는 투명 기재를 코팅하는 방법은 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 기재의 하나 이상의 표면에 도포하는 것을 포함하고, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양의 방향족 작용기를 갖는 폴리우레탄 중합체, 분산제 및 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양을 포함한다. 폴리우레탄 중합체는 방향족 디이소시아네이트; (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함한다. 상기 방법은 기재의 하나 이상의 표면 위에 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하여 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅을 형성하는 것을 포함하고, 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는다. 상기 방법은 하드 코트 코팅 조성물을 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅에 도포하는 것 및 하드 코트 코팅 조성물을 경화하여 하드 코팅을 갖는 투명한 내충격성 고굴절률 기재를 형성하는 것을 더 포함한다. 추가로, 이 실시양태에 따라 사용되는 적합한 하드 코트 코팅 조성물은 오가노실록산 코팅 조성물을 포함한다.
기재의 내충격성 및 접착제 특성을 개선하기 위해 고굴절률을 갖는 투명 기재를 코팅하는 다른 방법이 제공된다. 상기 방법은 경화될 때 하드 코팅을 형성하는 하드 코트 코팅 조성물을 선택하는 것 및 경화될 때 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 폴리우레탄 중합체 코팅을 형성하는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 선택하는 것을 포함한다. 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양의 방향족 작용기를 갖는 폴리우레탄 중합체, 분산제 및 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양을 포함한다. 폴리우레탄 중합체는 방향족 디이소시아네이트; (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물; 디히드록시카복실산; 및 다작용성 아민의 반응 생성물을 포함한다. 코팅 조성물을 선택한 후, 상기 방법은 기재의 하나 이상의 표면에 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 도포하는 것 및 기재 위에 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하여 폴리우레탄 중합체 코팅을 형성하는 것을 포함한다. 이후, 투명한 내충격성 고굴절률 하드 코팅된 기재를 형성하기 위해 하드 코트 코팅 조성물을 폴리우레탄 중합체 코팅에 도포하고 하드 코트 코팅 조성물을 경화함으로써 하드 코트를 기재에 도포한다.
고굴절률 투명 기재를 코팅하기 위한 방법에 따라, 폴리우레탄 중합체는 방향족 디이소시아네이트, 1종 이상의 활성 수소 화합물, 디히드록시카복실산, 다작용성 아민 및 중합체 디올의 반응 생성물을 더 포함한다. 또한, 이 실시양태에 따르면, 상기 방법은 수성 폴리우레탄 코팅 조성물을 주변 온도에서 공기 건조로 적어도 부분적으로 경화하는 것을 더 포함한다. 대안적으로 또는 또한, 이 실시양태에 따라 사용된 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은 자외선 흡수제를 포함한다.
본원에 기재되어 있는 방법의 구성요소는 본원에 기재되어 있는 실시양태에 위반되지 않을 때 임의의 특정한 순서로 제한되도록 의도되지 않는다.
하기 분석 시험 방법 및 실시예는 오직 예시 목적이고 본원의 특허청구범위에 정의된 본 발명의 범위는 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
분석 시험 방법
본원에 제시된 실시예를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 본 발명의 특정한 구성요소를 정량화하기 위해 사용되는 매개변수 및 값은 하기 기재된 바대로 자세히 기재되어 있다:
사용된 기재:
달리 하기 실시예에 기재된 바대로, 아크릴 또는 폴리티오우레탄 안과용 렌즈를 기재로서 사용하였다. 다수의 렌즈를 실시예의 각각의 샘플로 코팅하였다. 동일한 코팅을 갖는 상이한 렌즈를 상이한 유형의 시험에서 사용하였고, 즉 동일한 코팅을 갖는 상이한 렌즈를 각각의 접착 시험 및 충격 시험에 사용하였다. 하기 실시예에 기재되어 있는 바대로 코팅을 렌즈에 도포하기 전에, 렌즈를 60℃에서 10 분 동안 10 중량% NaOH 수용액 중에 침지함으로써 렌즈를 에칭하였다. 에칭된 렌즈를 탈이온수로 세정하고 그 후 주변 온도에서 건조하였다.
기재에의 수성 폴리우레탄 분산액 프라이머 코팅의 도포:
렌즈를 4 인치/분 연신 속도를 갖는 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물 중에 딥 코팅하였다. 딥 코팅된 렌즈를 80℃에서 15 분 동안 경화하였다.
기재에의 하드 코트의 도포:
렌즈를 6 인치/분 연신 속도를 갖는 하드 코트 코팅 조성물 중에 딥 코팅하였다. 이후, 딥 코팅된 렌즈를 110℃에서 3 시간 동안 경화하였다.
코팅 두께 측정:
코팅의 각각의 층, 즉 프라이머 코팅 및 하드 코트에 대한 코팅 두께를 Filmetrics, Inc.(미국 캘리포니아주 샌 디에고)로부터 구입 가능한 접촉 단을 갖는 F-20 필름 측정 유닛을 사용하여 측정하였다.
굴절률 측정:
각각의 코팅에 대한 굴절률을 Metricon Corporation(미국 뉴저지주 패닝턴)으로부터 구입 가능한 594 나노미터(nm)에서의 Metricon 2010/M 프리즘 커플러에서 측정하였다.
접착 시험:
코팅된 렌즈를 1 시간 동안 비등하는 물 중에 침액하였다. 냉각 및 건조 후, 십자 방격 패턴을 면도날로 렌즈의 코팅 위에 만들었다. 이후, 테이프를 코팅된 렌즈의 십자 방격 섹션에 도포하였다. 테이프를 도포한 후, 테이프를 코팅으로부터 제거하였다. 테이프의 도포 및 제거를 수회 반복하였다. 코팅이 테이프의 반복 도포 및 제거 동안 렌즈로부터 제거되지 않는 경우, 코팅 조성물은 100%로 시험에 합격하였다. 임의의 코팅이 테이프의 반복 도포 및 제거로 인해 렌즈로부터 제거되는 경우, 코팅 조성물은 시험에 불합격하였다. 접착 시험에 따라 사용된 테이프는 3M Company(미국 미네소타주 세인트 폴)로부터 구입한 Scotch® 브랜드 테이프, Scotch 600이었다.
혼탁도:
코팅된 렌즈의 혼탁도를 BYK Gardner USA(미국 메릴랜드주 콜롬비아)로부터 구입 가능한 Haze-Gard Plus를 사용하여 측정히였다.
충격 시험:
16 그램(g) 강철 볼을 Brain Power, Inc.(미국 플로리다주 마이애미)로부터 구입 가능한 Square Shooter II Dual Drop Ball Tester를 사용하여 높이 50 인치로부터 코팅된 렌즈 위에 낙하시켰다.
간섭 패턴:
코팅된 렌즈를 Midwest Scientific Co.(미국 미주리주 밸리 파크)로부터 구입 가능한 UniLamp UL-12 모델 램프에 의해 녹색 광 하에 더블 슬릿을 통해 관찰하였고, 그 관찰이 본원에 기록되어 있다. 관찰은 하기와 같이 기록되었다: 간섭 패턴 없음은 훌륭한 결과로 생각되고, 약간의 간섭 패턴은 우수한 결과로 생각되고, 무거운 간섭 패턴은 나쁜 결과로 생각되었다.
하기 실시예에서 사용된 재료 및 약어의 목록:
BPX -11: 비스페놀 A 프로폭실레이트, ADEKA Corporation(일본)로부터 구입 가능.
Coatosil 1211: 흐름 제어(습윤)제 코팅 첨가제, Momentive Performance Materials(미국 미주리주 알바니)로부터 구입 가능.
IM -1186 JJ -C-60: 1.54의 굴절률을 갖는 IM-1186 JJ-C-60 하드 코팅, SDC Technologies, Inc(미국 캘리포니아주 얼바인)으로부터 구입 가능.
IM -9000: 1.60의 굴절률을 갖는 하드 코팅, SDC Technologies, Inc로부터 구입 가능.
PR -1135: 1.50의 굴절률을 갖는 프라이머 코팅, SDC Technologies, Inc로부터 구입 가능.
UVA: Tinuvin® 234 UV 광 흡수제, BASF SE(독일)로부터 구입 가능.
XDI: m-크실릴렌 디이소시아네이트, Mitsui Chemicals, Inc.(일본)로부터 구입 가능.
실시예
실시예 1: 중합체 디올 및 단쇄 지방족 디올에 의한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 21.6 g, 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 디올(Mw 2000) 16.4 g, 1,6-헥산디올 5.4 g, 디메틸올프로피온산 3.8 g 및 아세토니트릴 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 60℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 2.8 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 37.6 g을 고전단 분산제로 물 61.2 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 1.2 g 중에 혼합하여 고체 함량이 20 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.532의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량%를 포함하였다.
실시예 2: 단쇄 지방족 디올에 의한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 36.4 g, 에틸렌 글리콜 6.8 g, 디메틸올프로피온산 3.9 g 및 메틸에틸케톤 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 50℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 2.9 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 36.2 g을 고전단 분산제로 물 61.9 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 1.9 g 중에 혼합하여 고체 함량이 20 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.572의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 27 중량%를 포함하였다.
실시예 3: 단쇄 지방족 디올 및 방향족 디올에 의한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 29.0 g, 에틸렌 글리콜 3.1 g, BPX-11 12.0 g, 디메틸올프로피온산 3.4 g 및 메틸에틸케톤 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 50℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 2.5 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 45 g을 고전단 분산제로 물 75 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 2.5 g 중에 혼합하고 분산액으로부터 메틸에틸케톤을 증발시켜 고체 함량이 25 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.572의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 26 중량%를 포함하였다.
실시예 4: 티올 작용성 탄화수소 화합물에 의한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 35.3 g, 2-머캅토에탄올 5.8 g, 트리메틸올프로판 0.6 g, 디메틸올프로피온산 4.2 g 및 1,4-디옥산 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 50℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 3.1 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 35.7 g을 고전단 분산제로 물 62.1 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 2.1 g 중에 혼합하여 고체 함량이 20 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.593의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄의 고체의 약 26 중량%를 포함하고, 황은 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 0.6 중량%를 포함하였다.
실시예 5: 단쇄 지방족 디올 및 UV 흡수제에 의한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 34.4 g, 에틸렌 글리콜 6.4 g, 디메틸올프로피온산 3.7 g 및 메틸에틸케톤 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 50℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 2.7 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. UVA 2.8 g을 예비중합체 용액에 첨가하였다. 상기 폴리우레탄 용액 45 g을 고전단 분산제로 물 75 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 2.5 g 중에 혼합하고 분산액으로부터 메틸에틸케톤을 증발시켜 고체 함량이 25 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.575의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 26 중량%를 포함하고, 자외선 흡수제는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 5.8 중량%를 포함하였다.
실시예 6: 중합체 디올 및 단쇄 지방족 디올에 의한 고굴절률 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 28.5 g, 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 디올(Mw 860) 10.6 g, 에틸렌 글리콜 4.5 g, 디메틸올프로피온산 3.9 g 및 메틸에틸케톤 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 65℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 2.9 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 37.0 g을 고전단 분산제로 물 61.5 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 1.5 g과 혼합하여 고체 함량이 20 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.552의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 21 중량%를 포함하였다.
실시예 7: 실시예 1의 고굴절률 프라이머 코팅 조성물을 갖는 렌즈의 제법
실시예 1로부터의 수성 폴리우레탄 분산액 40 g을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 60 g과 혼합하고, 그 후 Coatosil 1211 0.1 g을 첨가하였다. 경화시, 1.532의 굴절률을 갖는 이 프라이머 코팅 조성물을 아크릴 렌즈 기재에 도포하고, 10 분 동안 80℃에서 공기 건조하고, SDC Technologies, Inc.로부터 상업적으로 구입 가능한 IM 1186 JJ-C-60 하드 코트로 오버 코팅하였다. 실시예 7의 코팅 렌즈는 접착 시험 및 충격 시험을 각각 통과하였다. 이 코팅 렌즈는 약간의 간섭 패턴이 코팅 렌즈에 걸쳐 관찰되면서 우수한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 이 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 1에 보고되어 있다. 또한, 실시예 7의 코팅 렌즈를 또한 하기 8~10에 대한 표 1에서 비교하였다.
실시예 8: 실시예 6의 고굴절률 프라이머 코팅 조성물을 갖는 렌즈의 제법
실시예 6으로부터의 수성 폴리우레탄 분산액 40 g을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 60 g과 혼합하고, 그 후 Coatosil 1211 0.1 g을 첨가하였다. 경화시, 1.552의 굴절률을 갖는 이 프라이머 코팅 조성물을 아크릴 렌즈 기재에 도포하고, 30 분 동안 주변 온도에서 공기 건조하고(코팅은 공기 건조 20 분 후 점착 없음), SDC Technologies, Inc.로부터 상업적으로 구입 가능한 IM 1186 JJ-C-60 하드 코트로 오버 코팅하였다. 실시예 8의 코팅 렌즈는 접착 시험 및 충격 시험을 각각 통과하였다. 이 코팅 렌즈는 약간의 간섭 패턴이 코팅 렌즈에 걸쳐 관찰되면서 우수한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 이 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 1에 보고되어 있다. 또한, 실시예 8의 코팅 렌즈를 또한 실시예 7 및 하기 9~10에 대한 표 1에서 비교하였다.
실시예 9: 1.50의 굴절률을 갖는 프라이머 코팅 조성물을 갖는 렌즈의 제법
SDC Technologies, Inc.로부터 상업적으로 구입 가능한, 경화시, 1.50의 굴절률을 갖는 PR-1135 프라이머 코팅 조성물을 아크릴 렌즈 기재에 도포하고, 30 분 동안 주변 온도에서 공기 건조하고, IM-1186 JJ-C-60 하드 코트로 오버 코팅하였다. 실시예 9의 이 코팅 렌즈는 접착 시험 및 충격 시험을 각각 통과하였다. 무거운 간섭 패턴이 코팅 렌즈를 통해 관찰되므로, 이 코팅 렌즈는 빈약한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 실시예 7, 8 및 10의 시험 결과 및 특성 이외에 이 코팅 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 1에 보고되어 있다.
실시예 10: 프라이머 코팅을 갖지 않는 렌즈의 제법
IM 1186 JJ-C-60 하드 코트를 프라이머 코팅 없이 아크릴 렌즈 기재에 직접 도포하였다. 실시예 10의 이 코팅 렌즈는 접착 시험을 통과하였지만 충격 시험을 통과하지 못했다. 간섭 패턴이 코팅 렌즈를 통해 관찰되지 않으므로, 이 코팅 렌즈는 훌륭한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 실시예 7, 8 및 10의 시험 결과 및 특성 이외에 이 코팅 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 1에 보고되어 있다.
[표 1] 실시예 7~10 특성 및 시험 결과
Figure pct00001
실시예 11: 실시예 2의 고굴절률 프라이머 코팅 조성물을 갖는 렌즈의 제법
실시예 2로부터의 수성 폴리우레탄 분산액 40 g을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 40 g 및 메탄올 20 g과 혼합하고, 그 후 Coatosil 1211 0.1 g을 첨가하였다. 경화시, 1.572의 굴절률을 갖는 이 프라이머 코팅 조성물을 폴리티오우레탄 렌즈 기재에 도포하고, 10 분 동안 80℃에서 공기 건조하고, SDC Technologies, Inc.로부터 상업적으로 구입 가능한 JJM-9000 하드 코트로 오버 코팅하였다. 실시예 11의 이 코팅 렌즈는 접착 시험 및 충격 시험을 각각 통과하였다. 이 코팅 렌즈는 약간의 간섭 패턴이 코팅 렌즈에 걸쳐 관찰되면서 우수한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 이 코팅 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 2에 보고되어 있다. 또한, 실시예 11의 코팅 렌즈를 또한 하기 실시예 12~14에 대한 표 2에서 비교하였다.
실시예 12: 실시예 4의 고굴절률 프라이머 코팅 조성물을 갖는 렌즈의 제법
실시예 4로부터의 수성 폴리우레탄 분산액 40 g을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 40 g 및 메탄올 20 g과 혼합하고, 그 후 Coatosil 1211 0.1 g을 첨가하였다. 경화시, 1.593의 굴절률을 갖는 이 프라이머 코팅 조성물을 폴리티오우레탄 렌즈 기재에 도포하고, 10 분 동안 80℃에서 공기 건조하고, IM-9000 하드 코트로 오버 코팅하였다. 실시예 12의 이 코팅 렌즈는 접착 시험 및 충격 시험을 각각 통과하였다. 이 코팅 렌즈는 약간의 간섭 패턴이 코팅 렌즈에 걸쳐 관찰되면서 우수한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 이 코팅 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 2에 보고되어 있다. 또한, 실시예 12의 코팅 렌즈를 또한 하기 실시예 11 및 13~14에 대한 표 2에서 비교하였다.
실시예 13: 1.50의 굴절률을 갖는 프라이머 코팅 조성물을 갖는 렌즈의 제법
경화시, 1.50의 굴절률을 갖는 PR-1135 프라이머 코팅 조성물을 폴리티오우레탄 렌즈 기재에 도포하고, 30 분 동안 주변 온도에서 공기 건조하고, IM-9000 하드 코트로 오버 코팅하였다. 실시예 13의 이 코팅 렌즈는 접착 시험 및 충격 시험을 각각 통과하였다. 무거운 간섭 패턴이 코팅 렌즈를 통해 관찰되므로, 이 코팅 렌즈는 빈약한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 실시예 11~12 및 14의 시험 결과 및 특성 이외에 이 코팅 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 1에 보고되어 있다.
실시예 14: 프라이머 코팅이 없는 렌즈의 제법
IM-9000 하드 코트를 프라이머 코팅 없이 폴리티오우레탄 렌즈 기재에 직접 도포하였다. 실시예 14의 이 코팅 렌즈는 접착 시험을 통과하였지만 충격 시험을 통과하지 못했다. 간섭 패턴이 코팅 렌즈를 통해 관찰되지 않으므로, 이 코팅 렌즈는 훌륭한 간섭 패턴 결과를 나타냈다. 실시예 11~13의 시험 결과 및 특성 이외에 이 코팅 렌즈의 시험 결과 및 특정한 특성이 하기 표 2에 보고되어 있다.
[표 2] 실시예 11-14 특성 및 시험 결과
Figure pct00002
비교예 1: 중합체 디올에 의한 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 12.1 g, 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 디올(Mw 2000) 30.7 g, 디메틸올프로피온산 4.1 g 및 아세토니트릴 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 60℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 3.0 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 37.6 g을 고전단 분산제로 물 61.2 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 1.2 g과 혼합하여 고체 함량이 20 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.505의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 9 중량%를 포함하였다.
비교예 2: 중합체 디올 및 단쇄 지방족 디올에 의한 수성 폴리우레탄 분산액의 제법
XDI 16.9 g, 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 디올(Mw 2000) 30.7 g, 1,6-헥산디올 2.8 g, 디메틸올프로피온산 3.8 g 및 메틸에틸케톤 50 g을 혼합하였다. 혼합물을 70℃까지 가열하고, 2 시간 동안 반응시켰다. 혼합물을 60℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 2.8 g을 첨가하여 디메틸올프로피온산으로부터의 카복실릭 기를 중화시켰다. 상기 폴리우레탄 용액 38.1 g을 고전단 분산제로 물 60.9 g 중에 분산시키고 추가로 2-[(2-아미노에틸)아미노]에탄올 1.2 g과 혼합하여 고체 함량이 20 중량%인 폴리우레탄의 수성 분산액을 제조하였다. 생성된 폴리우레탄 분산액으로부터의 경화된 폴리우레탄 코팅은 1.519의 굴절률을 가졌다. 방향족 작용기는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 13 중량%를 포함하였다.
다양한 변경이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있고, 이는 설명에 기재된 것으로 제한되는 것으로 생각되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 기재에 도포되고 경화될 때,
    폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고,
    방향족 디이소시아네이트;
    (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물;
    디히드록시카복실산; 및
    다작용성 아민
    의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체
    를 포함하는, 투명한 내충격성 고굴절률 프라이머 코팅을 제공하는 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양 및 분산제를 더 포함하는 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 1종 이상의 활성 수소 화합물은 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, 방향족 디올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 포함하고, 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.57 범위의 굴절률을 갖는 것인 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 1종 이상의 활성 수소 화합물은 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량% 범위의 양으로 황을 포함하고, 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 것인 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 방향족 디이소시아네이트는 크실릴렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 반응 생성물은 중합체 디올을 더 포함하고, 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 포함하고, 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.57 범위의 굴절률을 갖는 것인 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양 및 분산제를 더 포함하는 조성물.
  10. 기재에 도포되고 경화될 때, 투명한 내충격성 고굴절률 프라이머 코팅을 제공하는 코팅 조성물로 코팅된 고굴절률 투명 기재를 포함하는 물품으로서, 코팅 조성물은
    (a) 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고,
    (1) 방향족 디이소시아네이트;
    (2) (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물;
    (3) 디히드록시카복실산; 및
    (4) 다작용성 아민
    의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체;
    (b) 분산제; 및
    (c) 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양
    을 포함하고, 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 것인 물품.
  11. 제10항에 있어서, 투명 기재는 폴리카보네이트 재료, 폴리우레탄 재료, 아크릴 재료, 폴리티오우레탄 재료, 폴리비닐클로라이드 재료, 폴리비살릴 카보네이트 재료, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재료 및 폴리에틸렌 나프테네이트 재료 중 하나 이상을 포함하는 것인 물품.
  12. 고굴절률을 갖는 투명 기재를 코팅하는 방법으로서,
    수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 기재의 하나 이상의 표면에 도포하는 단계로서, 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물은
    (a) 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 42 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 갖고,
    (1) 방향족 디이소시아네이트;
    (2) (ⅰ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, (ⅱ) 방향족 디올, (ⅲ) 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, (ⅳ) 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 (ⅴ) 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성 수소 화합물;
    (3) 디히드록시카복실산; 및
    (4) 다작용성 아민
    의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체;
    (b) 분산제; 및
    (c) 수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 형성하기 위해 폴리우레탄 중합체를 분산시키기에 충분한 물의 양
    을 포함하는 것인 단계; 및
    수성 폴리우레탄 분산 코팅 조성물을 기재의 하나 이상의 표면 위에 적어도 부분적으로 경화하여 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅을 형성하는 단계로서, 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.63 범위의 굴절률을 갖는 것인 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    하드 코트 코팅 조성물을 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅에 도포하는 단계; 및
    하드 코트 코팅 조성물을 경화하여 하드 코팅을 갖는 투명한 내충격성 고굴절률 기재를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 하드 코트 코팅 조성물은 오가노실록산 코팅 조성물을 포함하는 것인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 1종 이상의 활성 수소 화합물은 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 지방족 디올, 방향족 디올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 포함하고, 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.57 범위의 굴절률을 갖는 것인 방법.
  17. 제12항에 있어서, 1종 이상의 활성 수소 화합물은 약 2개 내지 약 4개의 탄소를 갖는 설피드 작용성 알킬 화합물, 약 2개 내지 약 8개의 탄소를 갖는 티올 작용성 탄화수소 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량% 범위의 양으로 황을 포함하는 것인 방법.
  19. 제12항에 있어서, 방향족 디이소시아네이트는 크실릴렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  20. 제12항에 있어서, 반응 생성물은 중합체 디올을 더 포함하고, 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 고체의 약 16 중량% 내지 약 27 중량% 범위의 양으로 방향족 작용기를 포함하고, 폴리우레탄 중합체 프라이머 코팅은 약 1.53 내지 약 1.57 범위의 굴절률을 갖는 것인 방법.
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