KR20180065344A - 고굴절 고아베수 투명 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 황 원자를 포함하는 열경화성 투명 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 1 내지 3 당량의 에폭시 수지, 0.5 내지 2 당량의 산 무수물 경화제 및 0.5 내지 2 당량의 티올 화합물을 포함하는 투명 수지 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 고굴절, 고아베수를 가짐과 동시에 비중이 낮기 때문에 다양한 광학렌즈 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.

Description

고굴절 고아베수 투명 수지 조성물{HIGH REFRACTIVE INDEX, HIGH ABBE NUMBER TRANSPARENT RESIN COMPOSITION}
본 발명은 황 원자를 포함하는 열경화성 투명 수지 조성물에 관한 것이다.
유리는 광학용 플라스틱 소재 개발이 활발히 이루어지기 전까지 렌즈 소재로 널리 이용되어 왔다. 특히 안경렌즈 소재로 이용된 유리는 굴절률과 아베수가 높아서 얇게 만들 수 있어 외관상 좋고, 가장자리 반사줄기가 적으며 선명도가 뛰어나다. 하지만 깨지는 특성과 이로 인한 안정성 문제, 무게로 인한 착용감의 저하, 착색이 어렵다는 단점 때문에 투명 플라스틱 소재로 대체되기 시작하였다.
한편, 플라스틱 광학렌즈는 폴리에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 변성 디아릴프탈레이트와 에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트의 혼합물 등이 대표적이다. 그러나 이러한 플라스틱 렌즈 재료들은 굴절률이 1.5 초반 수준으로 낮기 때문에 굴절각을 높이려면 렌즈의 두께가 두꺼워져야 한다는 단점이 있다.
특히, 디아릴프탈레이트와 에틸렌글리콜비스알릴카르보네이트의 혼합물로 만든 광학렌즈는 굴절률이 낮기 때문에 렌즈의 가장자리 두께가 두꺼워지며, 복굴절 및 색수차로 인한 왜곡이 발생하는 문제점까지 생긴다.
따라서 경량화 되어있는 플라스틱 렌즈의 장점을 유지하면서 고굴절률로 렌즈의 두께를 감소시킬 수 있고 고아베수로 복굴절 및 왜곡현상이 최소화된 플라스틱 랜즈 소재의 개발이 요구되며, 이러한 연구 개발은 안경 렌즈 산업에서 돗수를 올리면서 렌즈 두께를 얇게 만들거나 복굴절 및 가장자리 왜곡 없이 렌즈를 만들기 위해 활발하게 연구가 진행되고 있다.
특허문헌 0001에서는 굴절률 1.65 이상으로 렌즈의 가장자리 두께를 얇게 제조할 수 있는 플라스틱 렌즈 재료를 제공하고 있으나, 높은 색수차와 낮은 내열성 문제가 있고, 고상 비중 또한 1.33 내지 1.36으로 높아 렌즈가 무거워지는 문제점이 있다.
특허문헌 0002에서는 자일렌디이소시아네이트 0.05M과 펜타에리트리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트 0.025M을 열경화시켜 투명성, 인장 강도가 우수하고, 분산치가 낮은 우레탄계 플라스틱 광학렌즈를 제조하고 있다. 그러나, 상기 광학렌즈는 1.593의 고굴절률을 갖고 있으나 내열성이 낮아 렌즈 표면에 하드 및 멀티 코팅 시 렌즈 중심 부분이 변형되는 문제점이 있고, 고상 비중이 1.30 내지 1.34로 높아 렌즈가 무겁다는 단점이 있다.
또한, 특허문헌 0003에서는 지환족 이소시아네이트 화합물과 펜타에리트리롤테트라키스메르캅토피오피네이트 혹은 1,2-비스[(2-메르캅토에틸)티오]-3-메르캅토프로판을 열경화시켜서, 굴절률 1.593의 고굴절 우레탄계 플라스틱 광학렌즈를 제조하고 있으나, 이와 같이 제조된 광학렌즈는 고상 비중이 1.30 내지 1.34로 높아 렌즈가 무겁다는 문제점이 있다.
(0001) 한국등록특허 제1992-0005708호 (0002) 한국등록특허 제1987-0008928호 (0003) 한국등록특허 제1993-0006918호
본 발명은 고굴절률, 고아베수를 갖는 투명 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가볍고 충격에 강한 렌즈용 플라스틱 소재의 장점을 가짐과 동시에, 복굴절 및 렌즈 가장자리 왜곡현상이 적은 렌즈용 플라스틱 소재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유리의 굴절률 및 아베수와 유사한 굴절률 및 아베수를 가지는 투명 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 1 내지 3 당량의 에폭시 수지, 0.5 내지 2 당량의 산 무수물 경화제 및 0.5 내지 2 당량의 티올 화합물을 포함하는 투명 수지 조성물을 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 에폭시 수지는 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.49 내지 1.52의 굴절률 및 50 내지 60의 아베수를 가지는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀형 수지, 노볼락형 수지, 함질소 고리형 수지, 방향족형 수지, 저흡수율형 수지, 디시클로형 수지, 에스테르형 수지, 에테르에스테르형 수지 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 산 무수물 경화제는 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.46 내지 1.50의 굴절률 및 55 내지 65의 아베수를 가지는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 산 무수물 경화제는 프탈산 무수물, 말레산 무수물,트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산무수물, 헥사히드로프탈산무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 메틸나드산무수물, 나드산무수물, 글루타르산무수물, 메틸헥사히드로프탈산무수물, 메틸테트라히드로프탈산무수물, 수소화메틸나드산 무수물 및 수소화나드산무수물 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 티올 혼합물은 2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올 및 4-메르캅토메틸-3,6-디티올-1,8-옥탄디티올 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 본 발명은 0.5 내지 2 당량의 제1티올 화합물, 0.1 내지 0.5 당량의 제2티올 화합물 및 0.5 내지 2 당량의 이소시아네이트 화합물을 포함하고, 상기 제2티올 화합물은 상기 제1티올 화합물보다 액상에서 높은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물을 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1티올 화합물은 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.50 내지 1.55의 굴절률 및 40 내지 50의 아베수를 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2티올 화합물은 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.56 이상의 굴절률을 가지고, 39이하의 아베수를 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1티올 화합물은 분자 내에 1 내지 4개의 황원자를 포함하고, 상기 제2티올 화합물은 분자 내에 5개 이상의 황원자를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.46 내지 1.50의 굴절률 및 55 내지 65의 아베수를 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 이소프론디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디소시아네아네이트, 및 시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 고굴절, 고아베수를 가짐과 동시에 비중이 낮기 때문에 다양한 광학렌즈 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수지 조성물은 광학렌즈의 도수가 높아지면서 발생할 수 있는 복굴절 및 왜곡현상을 최소화 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 수지 조성물에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 두 가지 베이스 수지를 이용하여 구현된다. 첫 번째로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수지 조성물은 에폭시 수지를 베이스 수지로 한다. 두 번째로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수지 조성물은 우레탄 수지를 베이스 수지로 한다.
먼저, 에폭시 수지를 베이스 수지로 하는 수지 조성물에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수지 조성물은 티올 화합물, 에폭시 화합물 및 산무수물 화합물을 혼합하여 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 수지 조성물 합성에 사용되는 화합물들 각각에 대하여 구체적으로 설명한다.
에폭시 수지는 베이스 수지로서 수지의 주성분을 이루고 있으며 최종 경화물의 적절한 탄성을 부여하여 렌즈소재로써 충분한 기계적 물성을 가질 수 있도록 한다. 특히, 에폭시 수지는 광투과성을 포함하는 광학물성을 원하는 수준까지 확보하기 위한 주요 화합물이다.
구체적으로, 액상 상태를 기준으로, 에폭시 수지는 589 nm 파장대에서 1.49 내지 1.52의 굴절률을 갖고, 50 내지 60의 아베수를 갖는 것이면 되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
에폭시 수지의 종류는 제한되지 않고, 기 공지된 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형 및 이들의 수첨가물 등의 비스페놀형이 사용될 수 있고, 페놀노볼락형이나 크레졸노볼락형 등의 노볼락형이 사용될 수 있으며, 트리글리시딜이소시아누레이트형이나 히단토인 (Hydantoin)형등의 함질소 고리형이 사용될 수 있다. 또한, 지환족형, 지방족형 및 나프탈렌형 등의 방향족형이 사용될 수 있고, 글리시딜에테르형이나 비페닐형 등의 저흡수율형이 사용될 수 있으며, 디시클로펜타디엔형 등의 디시클로형이 사용될 수 있다. 이 밖에도, 에스테르형, 에테르에스테르형 및 이들의 변성형 등이 사용될 수 있다.
한편, 에폭시 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식2로 표시되는 화합물 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 사이클로 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬로 치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴 중 어느 하나일 수 있고, n 은 1 내지 20의 정수이다.
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 환 형성 탄소수 3 내지 40의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 환 형성 탄소수 3 내지 10의 사이클로알콕시기, 환 형성 탄소수 6 내지 40의 방향족 탄화수소기, 환 형성 원자수3 내지 40의 방향족 헤테로환기(상기 방향족 헤테로환기 중의 헤테로 원자수는 1이고 헤테로 원자는 질소 원자 또는 산소 원자이다), 환 형성 탄소수 6 내지 40 의방향족 탄화수소기에 치환된 아미노기, 환 형성 탄소수 6 내지 40의 방향족 탄화수소기를 갖는 에스테르기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 갖는 에스테르기, 시아노기, 나이트로기 및 할로겐 원소 중 어느 하나이다.
한편, 본 발명에 따른 수지 조성물의 아베수를 높이기 위하여 산무수물 경화제가 첨가될 수 있다. 산무수물 경화제는 에폭시와 직접 결합될 수 있는 수지로써 광학적으로 투명성을 부여하며, 경화 전 수지 혼합물의 점도를 낮추는 역할을 한다. 산무수물 수지는 액상 상태 기준 589 nm 파장대에서 1.46 내지 1.50의 굴절률을 갖고 55 내지 65의 아베수를 갖는 것이면 되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
산무수물 경화제는, 프탈산 무수물, 말레산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산무수물, 헥사히드로프탈산무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 메틸나드산무수물, 나드산무수물, 글루타르산무수물, 메틸헥사히드로프탈산무수물, 메틸테트라히드로프탈산무수물, 수소화메틸나드산 무수물 및 수소화나드산무수물 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 무수물들 중에서 무색계 또는 담황색계이고, 분자량이 140 내지 200인 것이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 무수프탈산, 테트라히드로프탈산무수물, 헥사히드로프탈산무수물, 메틸헥사히드로프탈산무수물 및 메틸나직산무수물일 수 있다.
한편, 산무수물 경화제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
Figure pat00003
상기 화학식 3에서, R3은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 사이클로 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬로 치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐, 탄소수 2 내지 20의 알키닐, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴 중 어느 하나이다.
한편, 티올 화합물은 상기 본 발명의 수지 조성물의 광학물성, 특히 아베수를 상승시키기 위하여 포함되는 기반 물질이다. 티올기의 황(S) 원자는 수지 조성물에서 굴절률을 상승시키기 위한 용도로 사용될 수 있다.
투명 수지 조성물의 굴절률을 상승시키기 위한 용도로 다양한 화합물이 첨가될 수 있다. 특히, 페닐기를 포함하는 화합물을 첨가하는 경우, 수지 조성물의 굴절률이 증가할 수 있다. 다만, 페닐기를 포함하는 화합물의 경우, 수지 조성물의 굴절률을 증가시키는 대신 아베수를 대폭 감소시킨다는 단점이 있다.
이와 달리, 황 원자를 포함하는 티올 화합물을 첨가하는 경우, 수지 조성물의 굴절률을 상승시키면서도 아베수를 유지하거나 혹은 소폭만 감소하는 결과를 얻게 된다. 본 발명은 티올 화합물을 수지 조성물에 첨가함으로써 아베수 제어에 대한 자유도를 증가시킬 수 있다.
티올 혼합물은 2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올 및 4-메르캅토메틸-3,6-디티올-1,8-옥탄디티올 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
에폭시 수지, 산 무수물 경화제, 티올 화합물은 그 배합 비율에 따라 가시광 범위, 특히 589 nm에서의 굴절률과 아베수가 변화하게 된다. 일 실시 예에 있어서, 상기 본 발명에 따른 수지 조성물은 1 내지 3 당량 의 에폭시 수지, 0.5 내지 2 당량의 산 무수물 경화제 및 0.5 내지 2 당량의 티올 화합물을 포함 할 수 있다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 상술한 조성 범위에서 최대 굴절률 및 최대 아베수를 가진다.
다음으로, 우레탄 수지를 베이스로 하는 수지 조성물에 대하여 설명한다.
우레탄 수지는 에폭시 수지보다 기계적 물성이 우수하고 투명성도 뛰어나 고굴절률 안경용 렌즈 소재로 많이 이용되고 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 수지 조성물은 제1티올 화합물, 제2티올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 혼합하여 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 우레탄 수지는 황을 포함하는 티오우레탄이다. 티오우레탄을 제조하기 위한 기본 소재로, 제1티올 화합물 및 이소시아네이트 화합물이 사용된다.
제1티올 화합물은 본 발명에 따른 수지의 경화 물성 강화를 위해 사용된다. 제2티올 화합물과 비교할 때, 제1티올 화합물은 상대적으로 낮은 굴절율을 가진다.
제1티올 화합물은 액상에서 1.50 내지 1.55의 굴절률을 가지고, 40 내지 50의 아베수를 가지는 화합물이며, 분자 내에 1 내지 4개의 황원자를 포함하는 것일 수 있다.
이소시아네이트 화합물을 폴리우레탄을 제조하기 위해 사용되는 기본 소재이다. 폴리우레탄 제조를 위한 이소시아에이트 화합물은 두 개 이상의 이소시아네이트기를 가지고 있어야 한다. 또한, 액상 상태를 기준으로, 이소시아네이트 화합물은 589 nm 파장대에서 1.46 내지 1.50의 굴절률을 갖고 55 내지 65의 아베수를 갖는 것이면 되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 이소시아네이트 화합물은 이소프론디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디소시아네아네이트, 및 시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
한편, 제2티올 화합물은 본 발명에 따른 에폭시 수지에 첨가된 티올 화합물과 마찬가지로 수지 조성물의 광학물성, 특히 아베수를 상승시키기 위하여 첨가된다. 따라서, 액상 상태를 기준으로 제2티올 화합물은 제1티올 화합물보다 높은 굴절률을 가져야 한다.
제2티올 화합물은 액상에서 1.56 이상의 굴절률을 가지고, 39이하의 아베수를 가지는 화합물이며, 분자 내에 5개 이상의 황원자를 포함하는 것일 수 있다.
제2티올 화합물을 첨가하는 경우, 수지 조성물의 굴절률을 상승시키면서도 아베수를 유지하거나 혹은 소폭만 감소하는 결과를 얻게 된다. 본 발명은 두 종류의 티올 화합물을 우레탄 수지 조성물에 첨가함으로써 아베수 제어에 대한 자유도를 증가시킬 수 있다.
제1티올 화합물, 이소시아네이트 화합물, 제2티올 화합물은 그 배합 비율에 따라 가시광 범위, 특히 589 nm에서의 굴절률과 아베수가 변화하게 된다. 일 실시 예에 있어서, 상기 본 발명에 따른 수지 조성물은 0.5 내지 2 당량의 제1티올 화합물, 0.1 내지 0.5 당량의 제2티올 화합물 및 0.5 내지 2 당량의 이소시아네이트 화합물로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 상술한 조성 범위에서 최대 굴절률 및 최대 아베수를 가진다.
이하에서는, 실시 예 및 실험 예들을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만, 후술할 실시 예 및 실험 예들에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석되지 않는다.
실시예1. 에폭시 광학렌즈 제조
첨가된 에폭시 화합물, 산무수물 경화제 및 티올화합물의 전체 질량을 기준으로 62wt%의 에폭시 화합물, 18wt%의 산무수물 경화제 및 2wt%의 티올화합물과 반응촉매인 테트라포스포늄 클로라이드 0.08g, 유기염료 1-히드록시-4-(파라-톨루이딘)안트라퀴논(Blue) 0.3ppm을 교반기가 장착된 배합통에 넣고, 질소로 치환하여 배합통 내에 있는 공기를 제거한 후 감압 교반을 20분 행하였다.
교반을 정지한 후, 유리몰드에 질소가스를 이용하여 혼합물을 주입하였다. 혼합물이 주입된 유리몰드를 강제순환식 오븐에 넣고 40℃에서 1시간 유지, 40℃에서 80℃까지 5시간 승온, 80℃에서 4시간 유지, 80℃에서 100℃로 1시간 승온, 100℃로 4시간 유지, 100℃에서 70℃까지 2시간 냉각 후, 유리몰드를 탈착하여 플라스틱 광학렌즈를 얻었다.
제조된 렌즈에 대한 세 가지 물성평가를 수행하였다. 구체적으로, 제조된 렌즈에 대한 굴절률, 아베수 및 비중을 측정하였다. 굴절률 및 아베수 측정을 위해, 아타코사의 아베굴절계(DR-M4 모델)를 사용하여 측정하였다. 비중 측정을 위해, 수중치환법을 사용하였다.
실시 예 1에 따라 제조된 렌즈는 굴절률(nD)이 1.5654으로 높고, 아베수도 49.5로 높았으며, 내충격성, 내광성, 투명성과 같은 광학 특성도 우수하고, 비중은 1.18으로 낮았다.
한편, 실시 예1과 동일한 방법으로 다양한 렌즈를 제조하였다. 하기 표 1에는 제조된 렌즈의 조성과 렌즈의 물성을 나타내었다. 표 1에서, 에폭시, 산무수물 및 티올 화합물의 조성은 첨가된 에폭시, 산무수물 및 티올 화합물의 전체 질량을 기준으로 하여 질량 퍼센트로 나타내었다.
실시 예2 실시 예3 실시 예4 실시 예5 실시 예6
에폭시 63wt% 62wt% 63wt% 63wt% 65wt%
산무수물 15wt% 16wt% 16wt% 15wt% 14wt%
티올 화합물 22wt% 21wt% 21wt% 22wt% 21wt%
촉매 0.08g 0.08g 0.08g 0.08g 0.08g
염료 0.3ppm 0.3ppm 0.3ppm 0.3ppm 0.3ppm
고상
물성		 굴절률 1.5684 1.5598 1.5624 1.5655 1.5645
아베수 48.9 50.4 49.3 49.0 49.2
비중 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18
실시 예7. 우레탄 광학렌즈 제조
첨가된 제1티올 화합물, 제2티올 화합물 및 이소시아네이트의 전체 질량을 기준으로 52wt%의 제1티올 화합물, 6wt%의 제2티올 화합물 및 42wt%의 이소포론디이소시아네이트와 자외선 흡수제인 2-(2'-히드록시-5-메틸페닐)-2H-벤조트리아졸 1.50g, 이형제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐포스페이트 1.0g, 개시제인 디부틸틴디클로라이드 0.1g 및 유기염료인 1-히드록시-4-(파라-톨루이딘)안트라퀴논(Blue) 0.3ppm을 교반기가 장착된 배합통에 넣고, 질소로 치환하여 배합통 내에 있는공기를 제거한 후 감압 교반을 2시간 행하였다.
교반을 정지한 후, 유리몰드에 질소가스를 이용하여 혼합물을 주입하였다. 혼합물이 주입된 유리몰드를 강제순환식 오븐에 넣고 40℃에서 1시간 유지, 40℃에서 80℃까지 5시간 승온, 80℃에서 4시간 유지, 80℃에서 100℃로 1시간 승온, 100℃로 4시간 유지, 100℃에서 70℃까지 2시간 냉각 후, 유리몰드를 탈착하여 플라스틱 광학렌즈를 얻었다.
제조된 렌즈에 대하여 실시 예1과 같은 방법으로 물성평가를 실시하였다.
실시 예7에 따라 제조된 렌즈는 굴절률(nD)이 1.5624으로 높고, 아베수도 44로 높았으며, 내충격성, 내광성, 투명성과 같은 광학 특성도 우수하고, 비중은 1.21으로 낮았다.
한편, 실시 예7과 동일한 방법으로 다양한 렌즈를 제조하였다. 하기 표 2에는 제조된 렌즈의 조성과 렌즈의 물성을 나타내었다. 표 2에서, 제1티올 화합물, 제2티올 화합물 및 이소시아네이트의 조성은 첨가된 제1티올 화합물, 제2티올 화합물 및 이소시아네이트의 전체 질량을 기준으로 하여 질량 퍼센트로 나타내었다.
실시 예8 실시 예9 실시 예10 실시 예11 실시 예12
제1티올 화합물 46wt% 50wt% 53wt% 55wt% 56wt%
제2티올 화합물 6wt% 6wt% 6wt% 6wt% 6wt%
이소시아네이트 48wt% 44wt% 41wt% 39wt% 38wt%
자외선흡수제 1.5g 1.5g 1.5g 1.5g 1.5g
이형제 1.0g 1.0g 1.0g 1.0g 1.0g
개시제 0.1g 0.1g 0.1g 0.1g 0.1g
염료 0.3ppm 0.3ppm 0.3ppm 0.3ppm 0.3ppm
고상
물성		 굴절률 1.5592 1.5608 1.5634 1.5645 1.5651
아베수 45.3 44.7 44.2 43.8 43.1
비중 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수지를 이용하면 굴절률을 높임과 동시에 랜즈의 두께를 얇게 만들 수 있고, 복굴절 및 왜곡이 발생하지 않는 렌즈를 제조할 수 있게 된다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

1 내지 3 당량의 에폭시 수지;
0.5 내지 2 당량의 산 무수물 경화제; 및
0.5 내지 2 당량의 티올 화합물을 포함하는 투명 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.49 내지 1.52의 굴절률 및 50 내지 60의 아베수를 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제2항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 비스페놀형 수지, 노볼락형 수지, 함질소 고리형 수지, 방향족형 수지, 저흡수율형 수지, 디시클로형 수지, 에스테르형 수지, 에테르에스테르형 수지 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 산 무수물 경화제는 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.46 내지 1.50의 굴절률 및 55 내지 65의 아베수를 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제4항에 있어서,
상기 산 무수물 경화제는 프탈산 무수물, 말레산 무수물,트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산무수물, 헥사히드로프탈산무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 메틸나드산무수물, 나드산무수물, 글루타르산무수물, 메틸헥사히드로프탈산무수물, 메틸테트라히드로프탈산무수물, 수소화메틸나드산 무수물 및 수소화나드산무수물 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 티올 혼합물은 2,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-1-티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)-3-2-[3-메르캅토-2(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]-에틸티오-프로판-1-티올, 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올 및 4-메르캅토메틸-3,6-디티올-1,8-옥탄디티올 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
0.5 내지 2 당량의 제1티올 화합물;
0.1 내지 0.5 당량의 제2티올 화합물; 및
0.5 내지 2 당량의 이소시아네이트 화합물을 포함하고,
상기 제2티올 화합물은 상기 제1티올 화합물보다 액상에서 높은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제7항에 있어서,
상기 제1티올 화합물은 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.50 내지 1.55의 굴절률 및 40 내지 50의 아베수를 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제8항에 있어서,
상기 제2티올 화합물은 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.56 이상의 굴절률을 가지고, 39이하의 아베수를 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제9항에 있어서,
상기 제1티올 화합물은 분자 내에 1 내지 4개의 황원자를 포함하고,
상기 제2티올 화합물은 분자 내에 5개 이상의 황원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제7항에 있어서,
상기 이소시아네이트 화합물은 액상 상태를 기준으로, 589 nm 파장대에서 1.46 내지 1.50의 굴절률 및 55 내지 65의 아베수를 가지는 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
제11항에 있어서,
상기 이소시아네이트 화합물은 이소프론디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디소시아네아네이트, 및 시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 투명 수지 조성물.
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