KR20190123346A - 유리 및 폴리카보네이트용 광학 접착제 - Google Patents

유리 및 폴리카보네이트용 광학 접착제 Download PDF

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KR20190123346A
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Abstract

안과용 렌즈에 사용하기 위해 UV 흡수제를 함유하는 폴리카보네이트 기판을 유리에 접착시키기 위한 UV 경화성 접착제 조성물 및 방법이 개시된다.

Description

유리 및 폴리카보네이트용 광학 접착제
본 발명은, 일반적으로 유리 소자에 유기 광학 소자를 영구적으로 접착시켜 광학 렌즈를 형성하도록 개발된 광학 접착제에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 출력(power)을 갖는 광학 소자를, 광 출력(optical power)이 없는 능동형 광학 소자에 부가하여, 만곡된 안과용 렌즈를 제조하는 데 필요한 무색의 UV 경화성 접착제에 관한 것이다.
UV 경화성 접착제는 당 기술분야에 알려져 있다. 통상적으로 광학 제품에 사용되는 폴리카보네이트(PC)는 UV 접착제를 경화시키는 데 필요한 폴리카보네이트를 통과하는 UV 방사선을 차단할 수 있는 UV 흡수제(UV absorber)를 함유한다. 광변색성 코팅을 통한 UV 경화성 접착제의 추가 경화는 또한 광변색성 코팅이 다양한 파장의 UV 방사선을 흡수 및 차단하기 때문에, 또한 문제점이 있다. 따라서 광변색성 코팅이 있거나 없는 폴리카보네이트 렌즈 또는 광학 웨이퍼를 통해 UV 접착제를 경화시키는 데 필요한 방사선 적용의 출력 및 지속기간의 증가는 어셈블리의 가열을 증가시키고, 이는 유리 광학 소자 및/또는 폴리카보네이트 광학 소자의 광 왜곡과 손상을 초래할 수 있다. 그러므로, 광학 제품에 사용하기에 적합한 UV 접착제는 UV 흡수제를 함유하는 광변색성 코팅 및 PC 웨이퍼 둘 모두를 통해 경화될 수 있어야 한다. 또한, 상업용 UV 경화성 접착제, 예컨대 미국 캔터키주 소재 Dymax Corporation의 접착제(glue)는 PC 웨이퍼를 유리에 부적절하게 접착시킨다. 따라서 광 출력에 영향을 미치지 않고 유리 소자의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 얇은 광학 웨이퍼를 영구적으로 접착시킬 수 있는, 광학적으로 투명한 UV 접착제가 필요하다.
UV 흡수제를 함유하는 광학 재료를 통해 UV 접착제를 경화시키는 것과 연관된 문제점에 대한 해결책을 제공하는 발견이 이루어졌다. 구체적으로, 본 발명의 UV 경화성 접착제는, 열에 노출될 경우 광 출력의 변화에 영향을 받기 쉬운 얇은 폴리카보네이트 광학 웨이퍼에 영향을 미치지 않으면서, UV 흡수성 광변색성 코팅으로 추가 코팅된 폴리카보네이트-함유 UV 흡수제를 통해 완전히 경화될 수 있다. 개시된 접착제는 구매 가능한 UV 경화성 접착제에 비해 유리한 특성을 가진다. 접착제로 접착된 어셈블리(PC/UV 접착제/유리/UV 접착제/PC)는 30분마다 -18℃에서 60℃까지 10시간의 열 사이클링 동안 박리되지 않고, 접착력은 접착제 박리의 임의의 징후가 있기 전에 압축 시 2 mm 두께의 유리가 파괴되도록 하는 접착된 유리보다 더 강하고, 가속 노화 시험(accelerated aging test) 또는 열대 저장 시험(tropical storage test) 동안 황변 또는 박리 발생의 징후가 없다.
본 발명의 일 구현예에는, a) 적어도 하나의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를, 약 50 중량% 내지 약 75 중량% 범위의 양으로; b) 적어도 하나의, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체를, 약 10 중량% 내지 약 25 중량% 범위의 양으로; c) 적어도 하나의 하이드록시 작용성 아크릴 단량체를, 약 8 중량% 내지 약 25 중량% 범위의 양으로; 그리고 d) 적어도 하나의 자유 라디칼 생성 개시제를, 약 5 중량% 내지 약 9.5 중량% 범위의 양으로 포함하는, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판과 유리 기판을 영구적으로 접착시키기 위한 광경화성 접착제가 개시된다. 일 양태에서, 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 지방족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 방향족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 지방족 폴리에스테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 양태에서, 적어도 하나의, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체는 이소보르닐 아크릴레이트(IBOA), 이소보르닐 메타크릴레이트(IBMA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 및 페녹시에틸 아크릴레이트(PEA)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 적어도 하나의 하이드록시 작용성 아크릴레이트 단량체는 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 및 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 양태에서, 적어도 하나의 자유 라디칼 생성 개시제는 광개시제이다. 광개시제는 벤조페논 유도체 및 아세토페논 유도체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 벤조페논 유도체 대 아세토페논 유도체의 비는 70:30 내지 90:10, 및 이 사이의 모든 비, 예컨대 71:29, 72:28, 73:27, 74:26, 75:25, 76:24, 77:23, 78:22, 79:21, 80:20, 81:19, 82:18, 83:17, 84:16, 85:15, 86:14, 87:13, 88:12 또는 89:11일 수 있고, 바람직하게는 75:25 내지 85:15이다. 일례로, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체는 반응성 희석제로서 사용될 수 있고/있거나 폴리카보네이트 접착을 촉진할 수 있다. 다른 경우, 하이드록시 작용성 아크릴레이트 단량체는 유리 접착을 촉진하고, 이 접착제는 본질적으로 또는 실질적으로 용매를 포함하지 않을 수 있다. 몇몇 양태에서, 접착제는 선택적 폴리에스테르 올리고머를 포함할 수 있다. 선택적 폴리에스테르 올리고머는 염소화 폴리에스테르 올리고머 및 아크릴화 폴리에스테르 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
다른 구현예에서, 광학 물품을 제조하기 위한 방법이 기술된다. 이 방법은, a) 본 발명의 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면과, 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계; b) 폴리카보네이트 기판이 유리 기판 위에 있도록, 폴리카보네이트 기판의 제1면의 접착제와 유리 기판의 제1면의 접착제를 수평으로 접합시키는 단계; c) 접착제가 기판의 면들 사이의 공간을 채울 때까지 폴리카보네이트 기판의 중량 하에 접착제가 확산되도록 하는 단계; d) 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제1 UV 방사선을 적용하는 단계; 및 e) 광경화성 접착제를 경화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제2 UV 방사선을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 본 방법은 영구적으로 접착된 광학 물품에 유리한 특성을 제공한다. 특히 광경화성 접착제는 접합된 폴리카보네이트 기판과 유리 기판의 제1면의 가장자리에 도달할 때까지 중력에 의해 확산되어, 기포 형성 및 접착 불균일을 최소화할 수 있다. 몇몇 양태에서, 접합된 폴리카보네이트 기판과 유리 기판은 UV 방사선으로 처리되기 전에 진공하에 압축된다.
본 발명의 내용 중에는 구현예 1~26이 또한 개시되어 있다. 구현예 1은 a) 적어도 하나의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를, 약 50 중량% 내지 약 75 중량% 범위의 양으로; b) 적어도 하나의, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체를, 약 10 중량% 내지 약 25 중량% 범위의 양으로; c) 적어도 하나의 하이드록시 작용성 아크릴 단량체를, 약 8 중량% 내지 약 25 중량% 범위의 양으로; 그리고 d) 적어도 하나의 자유 라디칼 생성 개시제를, 약 5 중량% 내지 약 9.5 중량% 범위의 양으로 포함하는, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판과 유리 기판을 영구적으로 접착시키기 위한 광경화성 접착제이다. 구현예 2는, 구현예 1에 있어서, 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 지방족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 방향족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 지방족 폴리에스테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제이다. 구현예 3은, 구현예 1 또는 2에 있어서, 적어도 하나의, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체가 이소보르닐 아크릴레이트(IBOA), 이소보르닐 메타크릴레이트(IBMA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 및 페녹시에틸 아크릴레이트(PEA)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제이다. 구현예 4는, 구현예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 하이드록시 작용성 아크릴레이트 단량체가 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 및 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제이다. 구현예 5는, 구현예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 자유 라디칼 생성 개시제가 광개시제인, 광경화성 접착제이다. 구현예 6은, 구현예 5에 있어서, 광개시제가 벤조페논 유도체 및 아세토페논 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제이다. 구현예 7은, 구현예 6에 있어서, 벤조페논 유도체 대 아세토페논 유도체의 비가 70:30 내지 90:10, 및 이 사이의 모든 비, 예컨대 71:29, 72:28, 73:27, 74:26, 75:25, 76:24, 77:23, 78:22, 79:21, 80:20, 81:19, 82:18, 83:17, 84:16, 85:15, 86:14, 87:13, 88:12 또는 89:11이고, 바람직하게는 75:25 내지 85:15인, 광경화성 접착제이다. 구현예 8은, 구현예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 양이, 상기 광경화성 접착제의 총 중량에 대하여 약 52 중량% 내지 약 70 중량%의 범위인, 광경화성 접착제이다. 구현예 9는, 구현예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체의 양이, 상기 광경화성 접착제의 총 중량에 대하여 약 15 중량% 내지 약 22 중량%의 범위인, 광경화성 수지 접착제이다. 구현예 10은, 구현예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 하이드록시 작용성 아크릴 단량체의 양이, 상기 광경화성 접착제의 총 중량에 대하여 약 8 중량% 내지 약 10 중량%의 범위인, 광경화성 접착제이다. 구현에 11은, 구현예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 접착제가 용매를 실질적으로 포함하지 않는, 광경화성 접착제이다. 구현예 12는, 구현예 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 접착제가 폴리에스테르 올리고머를 추가로 포함하는, 광경화성 접착제이다. 구현예 13은, 구현예 12에 있어서 선택적 폴리에스테르 올리고머가 염소화된 폴리에스테르 올리고머 및 아크릴화된 폴리에스테르 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제이다. 구현예 14는 a) 구현예 1 내지 13 중 어느 하나의 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면과, 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계; b) 폴리카보네이트 기판이 유리 기판 위에 있도록, 폴리카보네이트 기판의 제1면의 접착제와 유리 기판의 제1면의 접착제를 수평으로 접합시키는 단계; c) 접착제가 기판의 면들 사이의 공간을 채울 때까지 폴리카보네이트 기판의 중량 하에 접착제가 확산되도록 하는 단계; d) 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제1 UV 방사선을 적용하는 단계; 및 e) 광경화성 접착제를 경화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제2 UV 방사선을 적용하는 단계를 포함하는, 광학 물품의 제조 방법이다. 구현예 15는 구현예 14의 방법에 의해 제조된 광학 물품이다.
구현예 16은 a) 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면에 적용하는 단계; b) 광경화성 접착제를 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계; c) 폴리카보네이트 기판의 제1면의 광경화성 접착제와 유리 기판의 제1면의 광경화성 접착제를 수평으로 접합시키는 단계; d) 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제1 UV 방사선을 적용하는 단계; 및 e) 광경화성 접착제를 경화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제2 UV 방사선을 적용하는 단계를 포함하는, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판과 유리 기판을 접착시키는 방법이다. 구현예 17은, 구현예 16에 있어서, 단계 c) 후 및 단계 d) 전에 폴리카보네이트 기판과 유리 기판의 접합된 면들 사이에서 중력에 의해 광경화성 접착제가 확산되는, 방법이다. 구현예 18은, 구현예 16 또는 17에 있어서, 제1 방사선이, 60, 59, 58, 57, 56, 55, 54, 53, 52, 51, 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 또는 10초 미만 동안, 바람직하게는 20초 내지 40초 동안 적용되는 저강도 UV 방사선이거나, 2초, 바람직하게는 2회의 1초 섬광 동안 적용되는 고강도 UV 방사선이거나, 4초 내지 8초, 바람직하게는 6초, 더욱 바람직하게는 각 2초의 3회 섬광 동안 적용되는 펄스 램프를 사용하여 적용되는 고강도 UV 방사선이며, 여기서 펄스 속도(pulse rate)는 초당 80 내지 120 펄스, 및 이 사이의 모든 펄스 속도, 예컨대 초당 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 901, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 및 119 펄스이고, 각 펄스의 지속기간은 10 마이크로초 내지 20 마이크로초, 및 이 사이의 모든 펄스 지속기간, 예컨대 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 또는 19 마이크로초인, 방법이다. 구현예 19는, 구현예 16 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 제2 UV 방사선이, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 또는 70초 초과 동안, 바람직하게는 60초 내지 75초, 및 이 사이의 모든 적용 시간, 예컨대 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73 또는 74초 동안 적용되는 고강도 UV 방사선인, 방법이다. 구현예 20은, 구현예 16 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 저강도 UV 방사선이 60 mW/cm2 미만, 바람직하게는 30 mW/cm2 내지 50 mW/cm2의 정격 출력(power rating), 및 이 사이의 모든 출력, 예컨대 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 또는 49 mW/cm2의 정격 출력을 가지며, 고강도 UV 방사선은 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 또는 79 mW/cm2 초과의 정격 출력, 바람직하게는 80 mW/cm2 내지 95 mW/cm2, 및 이 사이의 모든 출력, 예컨대 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 91, 92, 93 및 94 mW/cm2의 정격 출력을 갖는, 방법이다.
구현예 21은 a) 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면에 적용하는 단계; b) 광경화성 접착제를 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계; c) 폴리카보네이트 기판의 제1면의 광경화성 접착제와 유리 기판의 제1면의 광경화성 접착제를 수평으로 접합시키는 단계; d) 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 일정 시간 동안 광변색성 코팅된 폴리카보네이트 기판을 통해 제1 UV 방사선을 적용하는 단계; 및 e) 광경화성 접착제를 경화하기 위해 일정 시간 동안 광변색성 코팅된 폴리카보네이트 기판을 통해 제2 UV 방사선을 적용하는 단계를 포함하는, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 제2면에 광변색성 코팅을 갖는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판과 유리 기판을 접착시키는 방법이다. 구현예 22는, 구현예 21에 있어서, 단계 c) 후 및 단계 d) 전에 폴리카보네이트 기판과 유리 기판의 접합된 면들 사이에서 중력에 의해 광경화성 접착제가 확산되는, 방법이다. 구현예 23은, 구현예 21 또는 22에 있어서, 제1 방사선이 펄스로 적용되는 고강도 UV 방사선이며, 여기서 펄스는 10 마이크로초 내지 20 마이크로초, 및 이 사이의 모든 지속기간, 예컨대 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 또는 19 마이크로초의 지속기간으로, 초당 50 내지 150 펄스, 바람직하게는 초당 약 100 펄스의 속도로 10초 미만 동안, 바람직하게는 4초 내지 8초 동안, 가장 바람직하게는 각각 2초의 3회 적용 동안 적용되는, 방법이다. 구현예 24는, 구현예 21 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 제2 UV 방사선이 펄스로 적용되는 고강도 UV 방사선이며, 여기서 펄스는 10 마이크로초 내지 20 마이크로초, 및 이 사이의 모든 지속기간, 예컨대 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 또는 19 마이크로초의 지속기간으로, 초당 50 내지 150 펄스, 및 이 사이의 모든 펄스 속도로서, 예컨대 초당 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 또는 149 펄스, 바람직하게는 초당 약 100 펄스로, 40, 41, 42, 43, 또는 44초 초과, 바람직하게는 45초 내지 90초, 가장 바람직하게는 50초 내지 80초 동안, 및 이 사이의 모든 적용 시간, 예컨대 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 또는 79초 동안 적용되는, 방법이다. 구현예 25는, 구현예 24에 있어서, 각각의 20초의 적용이 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 또는 35초 초과, 바람직하게는 35초 내지 40초, 및 이 사이의 모든 시간, 예컨대 36, 37, 38 또는 39초로 분리되는, 방법이다. 구현예 26은, 구현예 21 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 고강도 UV 방사선이 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 또는 89 mW/cm2 초과의 정격 출력, 바람직하게는 90 mW/cm2 내지 110 mW/cm2, 및 이 사이의 모든 출력, 예컨대 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 또는 109 mW/cm2의 정격 출력을 갖는, 방법이다.
본 발명의 다른 구현예들은 본 출원 전체에 걸쳐 논의되어 있다. 본 발명의 일 양태에 관하여 논의된 임의의 구현예는 본 발명의 다른 양태에도 적용되며, 그 역도 마찬가지이다. 본원에 기술된 각각의 구현예는, 본 발명의 모든 양태들에 적용 가능한 본 발명의 구현예들인 것으로 이해된다. 본원에 논의된 임의의 구현예는 본 발명의 임의의 방법 또는 조성물과 관련하여 구현될 수 있고, 그 역도 고려된다. 또한, 본 발명의 조성물 및 키트는 본 발명의 방법을 달성하는 데 사용될 수 있다.
하기는 본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 다양한 용어와 어구의 정의를 포함한다.
"약" 또는 "대략적으로"란 용어는, 당업자에 의해 이해되는 바와 가깝게 정의되고, 비제한적인 일 구현예에서, 이 용어는 10% 이내, 바람직하게는 5% 이내, 더욱 바람직하게는 1% 이내, 가장 바람직하게는 0.5% 이내로서 정의된다.
"실질적으로"란 용어 및 그 변형은 전적으로 그럴 필요는 없지만 대체로 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 정의되며, 비제한적인 일 구현예에서, 실질적으로는 10% 이내, 5% 이내, 1% 이내 또는 0.5% 이내의 범위를 지칭한다.
“증가하는” 또는 “감소하는” 또는 이 용어들의 임의의 변형은, 청구범위 및/또는 명세서에서 사용될 경우, 조성물 또는 재료의 측정 가능하거나 관찰 가능한 특성의, 임의의 측정 가능한 증가 또는 감소를 포함한다.
명세서 및/또는 청구범위에 사용되는 바와 같은 "유효한"이란 용어는, 원하는, 예상되는 또는 의도된 결과를 달성에 적합한 것을 의미한다.
"포함하는(comprising)"(및 “포함하는”의 임의의 형태, 예컨대 "포함하다(comprise 및 comprises)"), "가지는"(및 "가지는"의 임의의 형태, 예컨대 "가지다"), "포함하는(including)"(및 "포함하는"의 임의의 형태, 예컨대 "포함하다(includes 및 include)"), 또는 "함유하는"(및 "함유하는"의 임의의 형태, 예컨대 "함유하다")란 단어들은 포괄적이거나 개방적이며, 추가의 인용되지 않은 요소들이나 방법의 단계들을 배제하는 것은 아니다.
본 발명의 방법 및 조성물은 명세서 전체에 걸쳐 개시된 특정의 성분들, 구성요소들, 조성물 등을 "포함하"거나, 이로 "본질적으로 구성되"거나 "구성될" 수 있다. 연결 어구 "본질적으로 구성된"과 관련하여, 비제한적인 일 양태에서 본 발명의 경화성 접착제의 기본적이고 신규한 특징들은 사용된 광개시제의 백분율이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 하기 도면, 상세한 설명 및 실시예로부터 명백해질 것이다. 그러나, 도면, 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 특정 구현예를 명시하면서 단지 예시로서 제공되는 것일 뿐, 제한하고자 하는 것이 아님이 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명의 사상과 범위 내의 변경과 수정은 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것으로 생각된다. 추가의 구현예들에서, 특정 구현예의 특징은 다른 구현예의 특징과 조합될 수 있다. 예를 들어 일 구현예의 특징은 다른 구현예들 중 임의의 것으로부터의 특징과 조합될 수 있다. 추가의 구현예들에서, 추가의 특징이 본원에 기술된 특정 구현예들에 부가될 수 있다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 이점은 하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 당업자에게 명백해질 수 있다.
도 1은, UV 흡수제가 있거나 없는 PC 수지의 UV 컷을 나타내는 그래픽 표현을 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일 구현예에 따른 안과용 렌즈의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3은, 유리에 접착된 비코팅 PC 웨이퍼를 나타내는 도면이다.
도 4는, 유리에 접착된 광변색성 코팅된 PC 웨이퍼를 나타내는 도면이다.
도 5는, 유리에 접착된 비코팅 PC 웨이퍼의 상부에 광변색성 코팅된 웨이퍼를 나타내는 도면이다.
UV 흡수제를 함유하는 광학 재료를 통해 UV 접착제를 경화시키는 것과 연관된 문제점에 대한 해결책을 제공하는 발견이 이루어졌다. 구체적으로, 본 발명의 UV 경화성 접착제는 UV 흡수 광변색성 코팅으로 추가로 코팅된 폴리카보네이트 함유 UV 흡수제를 통해 완전히 경화될 수 있다. 구매 가능한 UV 경화성 접착제에 비해, 개시된 UV 경화성 접착제의 한 가지 이점은, 접착된 어셈블리(PC/UV 접착제/유리/UV 접착제/PC)가 30분마다 -18℃와 60℃ 사이에서 10시간 열 사이클링 동안 박리되지 않는다는 점이다. 또한, 접착제 박리의 임의의 징후 전에 압축 하에 2 mm 두께의 유리가 파손되고, 가속 노화 또는 열대 저장 시험 동안 황변의 진전 또는 박리의 징후가 없는 접착된 유리보다 접착력이 더 강하다. 이론에 의해 제한되지 않고, 본 UV 경화성 접착제는 원료의 특정 혼합물을 특정 비율로 사용하여 특정 파라미터들을 충족시키면서도, 통상적인 접합 상황 동안 또는 감압 접착제(PSA) 사용 동안 고려되는 인자가 아닐, 허용할 수 없는 외관 결함을 방지하도록 제조된다.
본 발명의 이러한 양태 및 기타 비제한적 양태가 하기 섹션에 보다 상세히 논의되어 있다.
A. UV 경화성 접착제
에폭시 접착제는 하이드록실 작용기로 인해 유리에 대하여 강력한 접착력을 나타내는 것으로 알려져 있지만, 폴리카보네이트 중 UV 흡수제가 에폭시 접착제 경화를 위한 양이온성 광개시제를 활성화하는 데 필요한 광선의 파장을 완전히 차단기 때문에, 이 에폭시 접착제는 사용할 수 없다. 따라서, 개시된 UV 경화성 접착제의 제제는 아크릴레이트 기재 조성물로부터 자유 라디칼 경화되는 것으로 선택되었다. 우레탄 아크릴레이트가 당업자에게 알려져 있다. 우레탄 아크릴레이트는, 디이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트와, 디올/폴리올 및/또는 디아민/폴리아민 및/또는 디티올/폴리티올 및/또는 알칸올아민의 군으로부터 사슬 연장제를 반응시킨 후, 나머지 유리 이소시아네이트기와, 다른 에틸렌성 불포화 카르복실산의 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬에스테르 적어도 하나를 반응시킴으로써 수득될 수 있다. 이러한 본 발명의 접착제 조성물은, 예를 들어 가용성 우레탄 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트와, 광중합성 단량체, 예를 들어 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드, 또는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 그리고 하나 이상의 광개시제의 혼합물을 사용한다. 우레탄 아크릴레이트는 그의 극성 및 가요성으로 인해 유리 및 폴리카보네이트에의 접착에 바람직한 자유 라디칼 경화성 수지인 것으로 밝혀졌다다. 바람직하게는, 우레탄 아크릴레이트는 지방족 우레탄 아크릴레이트이다. 적합한 지방족 기는, 예를 들어 직쇄 또는 분지형 C1-C12 알킬, 바람직하게는 C1-C6 알킬, 특히 바람직하게는 C1-C4 알킬기이다. 이러한 것들은, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 2-부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 2-펜틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1,2-디메틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, n-헥실, 2-헥실, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 1,1-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1-에틸-2-메틸 프로필, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 2-에틸펜틸, 1-프로필부틸, 옥틸 등을 포함한다. 다른 변형은 다수의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 기를 함유할 수 있는 우레탄 올리고머를 포함한다. 비제한적 우레탄 올리고머는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 지방족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 방향족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 지방족 폴리에스테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함한다. 본 발명에 사용될 수 있는 우레탄 올리고머의 적합한 예는 방향족 폴리에테르 기재 우레탄 트리아크릴레이트 올리고머(즉, Sartomer CN972), 우레탄 아크릴레이트 올리고머(즉, Sartomer CN9018 및/또는 Sartomer CN9031), 아크릴 에스테르 이작용성 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(즉, Sartomer CN9021), 또는 지방족 폴리에스테르 기재 우레탄 디아크릴레이트 올리고머 블렌드(즉, Sartomer CN966J75)를 포함한다. 상업용 Sartomer 우레탄 올리고머는 미국 펜실베이니아주 소재 Sartomer Americas, Inc.에서 입수 가능하다. Sartomer CN966J75는 25% 이소보르닐 아크릴레이트에 분산된 75% 독점 지방족 우레탄 아크릴레이트이다. UV 경화성 접착제 조성물 중 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 50% 내지 75%, 및 이 사이의 임의의 양, 예컨대 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73% 또는 74%이다. 특히, UV 경화성 접착제 조성물 중 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 양은 조성물의 중량을 기준으로 52% 내지 70%이다.
본 UV 경화성 접착제 조성물의 또 다른 양태에서, 유리에 대한 강력한 접착력을 위해 하이드록실 작용기를 포함하고, 폴리카보네이트에 대한 강력한 접착력을 위해 방향족 작용기를 포함하며, 반응성 희석제로서 작용하고, 오랜 노출 동안 폴리카보네이트의 공격(헤이징(hazing))을 방지하는 추가의 아크릴레이트를 포함하는 것이 필요하였다. 하이드록시 작용기화된 단량체는, 예를 들어, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 2-하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 등일 수 있다. UV 경화성 접착제 조성물 중 하이드록시 작용기화된 단량체의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 8% 내지 25%, 및 이 사이의 임의의 양, 예컨대 조성물의 중량을 기준으로 08.1%, 8.2%, 8.3%, 8.4%, 8.5%, 8.6%, 8.7%, 8.8%, 8.9%, 9.0%, 9.1%, 9.2%, 9.3%, 9.4%, 9.5%, 9.6%, 9.7%, 9.8%, 9.9%, 10.0%, 10.1%, 10.2%, 10.3%, 10.4%, 10.5%, 10.6%, 10.7%, 10.8%, 10.9%, 11.0%, 11.1%, 11.2%, 11.3%, 11.4%, 11.5%, 11.6%, 11.7%, 11.8%, 11.9%, 12.0%, 12.1%, 12.2%, 12.3%, 12.4%, 12.5%, 12.6%, 12.7%, 12.8%, 12.9%, 13.0%, 13.1%, 13.2%, 13.3%, 13.4%, 13.5%, 13.6%, 13.7%, 13.8%, 13.9%, 14.0%, 14.1%, 14.2%, 14.3%, 14.4%, 14.5%, 14.6%, 14.7%, 14.8%, 14.9%, 15.0%, 15.1%, 15.2%, 15.3%, 15.4%, 15.5%, 15.6%, 15.7%, 15.8%, 15.9%, 16.0%, 16.1%, 16.2%, 16.3%, 16.4%, 16.5%, 16.6%, 16.7%, 16.8%, 16.9%, 17.0%, 17.1%, 17.2%, 17.3%, 17.4%, 17.5%, 17.6%, 17.7%, 17.8%, 17.9%, 18.0%, 18.1%, 18.2%, 18.3%, 18.4%, 18.5%, 18.6%, 18.7%, 18.8%, 18.9%, 19.0%, 19.1%, 19.2%, 19.3%, 19.4%, 19.5%, 19.6%, 19.7%, 19.8%, 19.9%, 20.0%, 20.1%, 20.2%, 20.3%, 20.4%, 20.5%, 20.6%, 20.7%, 20.8%, 20.9%, 21.0%, 21.1%, 21.2%, 21.3%, 21.4%, 21.5%, 21.6%, 21.7%, 21.8%, 21.9%, 22.0%, 22.1%, 22.2%, 22.3%, 22.4%, 22.5%, 22.6%, 22.7%, 22.8%, 22.9%, 23.0%, 23.1%, 23.2%, 23.3%, 23.4%, 23.5%, 23.6%, 23.7%, 23.8%, 23.9%, 24.0%, 24.1%, 24.2%, 24.3%, 24.4%, 24.5%, 24.6%, 24.7%, 24.8% 또는 24.9%이다. 특히 UV 경화성 접착제 조성물 중 하이드록시 작용기화된 단량체의 양은 조성물의 중량을 기준으로 8% 내지 10%이다.
방향족 작용기화된 단량체는, 예를 들어, 벤질 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 메톡시-벤질 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 클로로벤질 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 푸르푸릴 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 아릴 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트(예를 들어, 페닐 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 크레실 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 그리고 나프틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트) 등일 수 있다. UV 경화성 접착제 조성물 중 방향족 작용기화된 단량체의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 0% 내지 13%, 및 이 사이의 임의의 양, 예컨대 조성물의 중량을 기준으로 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 0.25%, 0.3%, 0.35%, 0.4%, 0.45%, 0.5%, 0.55%, 0.6%, 0.65%, 0.7%, 0.75%, 0.8%, 0.85%, 0.9%, 0.95%, 1.0%, 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 1.6%, 1.7%, 1.8%, 1.9%, 2.0%, 2.1%, 2.2%, 2.3%, 2.4%, 2.5%, 2.6%, 2.7%, 2.8%, 2.9%, 3.0%, 3.1%, 3.2%, 3.3%, 3.4%, 3.5%, 3.6%, 3.7%, 3.8%, 3.9%, 4.0%, 4.1%, 4.2%, 4.3%, 4.4%, 4.5%, 4.6%, 4.7%, 4.8%, 4.9%, 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, 6.0%, 6.1%, 6.2%, 6.3%, 6.4%, 6.5%, 6.6%, 6.7%, 6.8%, 6.9%, 7.0%, 7.1%, 7.2%, 7.3%, 7.4%, 7.5%, 7.6%, 7.7%, 7.8%, 7.9%, 8.0%, 8.1%, 8.2%, 8.3%, 8.4%, 8.5%, 8.6%, 8.7%, 8.8%, 8.9%, 9.0%, 9.1%, 9.2%, 9.3%, 9.4%, 9.5%, 9.6%, 9.7%, 9.8%, 9.9%, 10.0%, 10.1%, 10.2%, 10.3%, 10.4%, 10.5%, 10.6%, 10.7%, 10.8%, 10.9%, 11.0%, 11.1%, 11.2%, 11.3%, 11.4%, 11.5%, 11.6%, 11.7%, 11.8%, 11.9%, 12.0%, 12.1%, 12.2%, 12.3%, 12.4%, 12.5%, 12.6%, 12.7%, 12.8%, 12.9%, 13.0%, 13.1%, 13.2%, 13.3%, 13.4%, 13.5%, 13.6%, 13.7%, 13.8%, 13.9%, 14.0%, 14.1%, 14.2%, 14.3%, 14.4%, 14.5%, 14.6%, 14.7%, 14.8% 또는 14.9%이다. 특히 UV 경화성 접착제 조성물 중 방향족 작용기화된 단량체의 양은 조성물의 중량을 기준으로 5% 내지 10%이다.
접착제 제제의 점성을 제어하여, 실온에서 기판에 제제의 적용을 촉진하기 위해 반응성 희석제가 또한 사용될 수 있다. UV경화성 접착제 중 반응성 희석제로서 작용하는 추가의 아크릴레이트는, 예를 들어, 매우 다양한 자유 라디칼 중합성 단량체, 예컨대 모노-아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 예컨대 메틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 2(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및/또는 디메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 에톡시화 노닐 페놀 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트, 또는 아크릴화 단량체 및/또는 아크릴화 올리고머의 공중합 가능 혼합물 등일 수 있다. UV 경화성 접착제 조성물 중 반응성 희석제의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 0% 내지 20%, 그리고 이 사이의 임의의 양, 예컨대 조성물의 중량을 기준으로 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9%, 1.0%, 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 1.6%, 1.7%, 1.8%, 1.9%, 2.0%, 2.1%, 2.2%, 2.3%, 2.4%, 2.5%, 2.6%, 2.7%, 2.8%, 2.9%, 3.0%, 3.1%, 3.2%, 3.3%, 3.4%, 3.5%, 3.6%, 3.7%, 3.8%, 3.9%, 4.0%, 4.1%, 4.2%, 4.3%, 4.4%, 4.5%, 4.6%, 4.7%, 4.8%, 4.9%, 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, 6.0%, 6.1%, 6.2%, 6.3%, 6.4%, 6.5%, 6.6%, 6.7%, 6.8%, 6.9%, 7.0%, 7.1%, 7.2%, 7.3%, 7.4%, 7.5%, 7.6%, 7.7%, 7.8%, 7.9%, 8.0%, 8.1%, 8.2%, 8.3%, 8.4%, 8.5%, 8.6%, 8.7%, 8.8%, 8.9%, 9.0%, 9.1%, 9.2%, 9.3%, 9.4%, 9.5%, 9.6%, 9.7%, 9.8%, 9.9%, 10.0%, 10.1%, 10.2%, 10.3%, 10.4%, 10.5%, 10.6%, 10.7%, 10.8%, 10.9%, 11.0%, 11.1%, 11.2%, 11.3%, 11.4%, 11.5%, 11.6%, 11.7%, 11.8%, 11.9%, 12.0%, 12.1%, 12.2%, 12.3%, 12.4%, 12.5%, 12.6%, 12.7%, 12.8%, 12.9%, 13.0%, 13.1%, 13.2%, 13.3%, 13.4%, 13.5%, 13.6%, 13.7%, 13.8%, 13.9%, 14.0%, 14.1%, 14.2%, 14.3%, 14.4%, 14.5%, 14.6%, 14.7%, 14.8%, 14.9% 15.0%, 15.1%, 15.2%, 15.3%, 15.4%, 15.5%, 15.6%, 15.7%, 15.8%, 15.9%, 16.0%, 16.1%, 16.2%, 16.3%, 16.4%, 16.5%, 16.6%, 16.7%, 16.8%, 16.9%, 17.0%, 17.1%, 17.2%, 17.3%, 17.4%, 17.5%, 17.6%, 17.7%, 17.8%, 17.9%, 18.0%, 18.1%, 18.2%, 18.3%, 18.4%, 18.5%, 18.6%, 18.7%, 18.8%, 18.9%, 19.0%, 19.1%, 19.2%, 19.3%, 19.4%, 19.5%, 19.6%, 19.7%, 19.8% 또는 19.9% 이다. 특히 UV 경화성 접착제 조성물 중 반응성 희석제의 양은 조성물의 중량을 기준으로 5% 내지 10%이다. UV 경화성 접착제 조성물 중 반응성 희석제의 양이 조성물의 중량을 기준으로 20%를 초과하여 증가하면, 최종 접착제의 유리 전이 온도(Tg)는, 예컨대 임시 접착제(temporary adhesive)(즉, 감압 접착제(PSA))가 사용될 때와 같이 접착제가 사용되어 서로 접합되어 있던 기판 2개가 분리될 수 있는 온도까지 증가할 수 있게 된다.
추가의 양태에서, 본 발명의 UV 경화성 접착제 조성물은, 선택적으로 폴리에스테르 올리고머를 포함한다. 일 양태에서, 이 폴리에스테르 올리고머는 염소화된 폴리에스테르 올리고머이거나 아크릴화 폴리에스테르 올리고머일 수 있다. 염소화 및 아크릴화 폴리에스테르 올리고머의 비제한적 예로서는, 각각 미국 펜실베이니아주 소재 Sartomer Americas, Inc.로부터 입수 가능한 Sartomer CN750 및 Sartomer CN790을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 폴리에스테르 올리고머는 현수성 유리 카르복실산, 카르복실산염 또는 카르복실레이트 유도체 기를 함유하는 중합 가능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함하여 임의의 폴리에스테르 수지일 수 있는, 카르복실 작용성 폴리에스테르일 수 있다. 카르복실 작용성 폴리에스테르 아크릴레이트 수지의 적합한 예로서는 미국 일리노이주 소재 Rahn USA Corp.로부터 입수 가능한 Genomer 7151이 있다. UV 경화성 접착제 조성물 중 폴리에스테르 올리고머 및/또는 카르복시 작용기화된 단량체의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 0% 내지 22%, 및 이 사이의 임의의 양, 예컨대 조성물의 중량을 기준으로 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 0.25%, 0.3%, 0.35%, 0.4%, 0.45%, 0.5%, 0.55%, 0.6%, 0.65%, 0.7%, 0.75%, 0.8%, 0.85%, 0.9%, 0.95%, 1.0%, 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 1.6%, 1.7%, 1.8%, 1.9%, 2.0%, 2.1%, 2.2%, 2.3%, 2.4%, 2.5%, 2.6%, 2.7%, 2.8%, 2.9%, 3.0%, 3.1%, 3.2%, 3.3%, 3.4%, 3.5%, 3.6%, 3.7%, 3.8%, 3.9%, 4.0%, 4.1%, 4.2%, 4.3%, 4.4%, 4.5%, 4.6%, 4.7%, 4.8%, 4.9%, 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, 6.0%, 6.1%, 6.2%, 6.3%, 6.4%, 6.5%, 6.6%, 6.7%, 6.8%, 6.9%, 7.0%, 7.1%, 7.2%, 7.3%, 7.4%, 7.5%, 7.6%, 7.7%, 7.8%, 7.9%, 8.0%, 8.1%, 8.2%, 8.3%, 8.4%, 8.5%, 8.6%, 8.7%, 8.8%, 8.9%, 9.0%, 9.1%, 9.2%, 9.3%, 9.4%, 9.5%, 9.6%, 9.7%, 9.8%, 9.9%, 10.0%, 10.1%, 10.2%, 10.3%, 10.4%, 10.5%, 10.6%, 10.7%, 10.8%, 10.9%, 11.0%, 11.1%, 11.2%, 11.3%, 11.4%, 11.5%, 11.6%, 11.7%, 11.8%, 11.9%, 12.0%, 12.1%, 12.2%, 12.3%, 12.4%, 12.5%, 12.6%, 12.7%, 12.8%, 12.9%, 13.0%, 13.1%, 13.2%, 13.3%, 13.4%, 13.5%, 13.6%, 13.7%, 13.8%, 13.9%, 14.0%, 14.1%, 14.2%, 14.3%, 14.4%, 14.5%, 14.6%, 14.7%, 14.8%, 14.9%, 15.0%, 15.1%, 15.2%, 15.3%, 15.4%, 15.5%, 15.6%, 15.7%, 15.8%, 15.9%, 16.0%, 16.1%, 16.2%, 16.3%, 16.4%, 16.5%, 16.6%, 16.7%, 16.8%, 16.9%, 17.0%, 17.1%, 17.2%, 17.3%, 17.4%, 17.5%, 17.6%, 17.7%, 17.8%, 17.9%, 18.0%, 18.1%, 18.2%, 18.3%, 18.4%, 18.5%, 18.6%, 18.7%, 18.8%, 18.9%, 19.0%, 19.1%, 19.2%, 19.3%, 19.4%, 19.5%, 19.6%, 19.7%, 19.8%, 19.9%, 20.0%, 20.1%, 20.2%, 20.3%, 20.4%, 20.5%, 20.6%, 20.7%, 20.8%, 20.9%, 21.0%, 21.1%, 21.2%, 21.3%, 21.4%, 21.5%, 21.6%, 21.7%, 21.8% 또는 21.9%이다. 특히 UV 경화성 접착제 조성물 중 카르복시 작용기화된 단량체의 양은 조성물의 중량을 기준으로 5% 내지 10%이다. 특히, UV 경화성 접착제 조성물 중 폴리에스테르 올리고머의 양은 조성물의 중량을 기준으로 14% 내지 22%이다. 다른 경우에, UV 경화성 접착제 조성물 중 카르복시 작용기화된 단량체 또는 폴리에스테르 올리고머의 양은, 경화 동안 특정 외관상 문제 및/또는 가능한 상 분리를 방지하기 위해 감소되거나 제거될 수 있다. 특히, 폴리에스테르 올리고머가 광경화성 조성물에 첨가될 경우, 우레탄 올리고머의 양은 조성물의 중량을 기준으로 39% 내지 53%로 감소될 수 있다.
UV 경화성 접착제 조성물 중에 포함될 수 있는 자유 라디칼 광개시제는 UV 경화성 아크릴레이트 시스템에 통상적으로 사용되는 것들로부터 선택될 수 있다. UV 경화성 조성물 중에 사용되는 통상의 광개시제로는 미국 뉴욕주 소재 Ciba Specialty Chemical Corp.의 Irgacure 및 Darocur 제품 라인뿐만 아니라, 미국 일리노이주 소재 IGM Resins USA Inc.의 Omnirad 제품 라인을 포함한다. 예시적인 경화제는 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 9,10-안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-tert-부틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 벤즈(아)안트라센-7,12-디온, 2,3-나프타센-5,12-디온, 2-메틸-1,4-나프토퀴논, 1,4-디메틸-안트라퀴논, 2,3-디메틸안트라퀴논, 2-페닐안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논, 레텐퀴논, 7,8,9,10-테트라하이드로-나프트라센-5,12-디온 및 1,2,3,4-테트라-하이드로벤즈(아)안트라센-7,12-디온, 벤조페논, 그리고 이들의 유도체를 포함한다. 도 1은, UV 흡수제(즉, 0.1% Tinuvin 360)가 있는 경우(5), 및 UV 흡수제가 없는 경우(7)의 PC 수지의 UV 컷을 나타낸다. 380 nm보다 짧은 파장에서 UV를 흡수함으로써 활성화되는 대부분의 자유 라디칼 광개시제는 PC 수지에 의한 활성화로부터 차단될 것이다. 투명한 폴리카보네이트와 함께 작용하는 제제는 광변색성 코팅의 추가된 UV 흡수 때문에 광변색성 코팅된 폴리카보네이트와 함께 작용하지 않을 수 있다. 본원에 개시된 광개시제는, 고강도 및 저강도 UV 공급원 둘 모두를 사용하는 경화 반응, 및 폴리카보네이트 및 광변색성 코팅 둘 모두를 통해 접착제 경화반응을 개시하고 경화시키는 그의 능력에 기초하여 개발되었다. 유리 및 폴리카보네이트 둘 모두에 대한 접착을 위해 특정 단량체를 함유하는 우레탄 아크릴레이트 기재 UV 경화성 접착제가 개발되었고, 이는 UV 흡수제를 함유하는 투명한 폴리카보네이트 및 광변색성 코팅된 폴리카보네이트(둘 모두는 UV를 흡수함)를 통해 완전히 경화되어 폴리카보네이트 광학 웨이퍼를 유리에 영구적으로 접합시킬 수 있다. 이러한 이유로, 본 접착제 조성물에 사용하기 위해 380 nm 초과의 UV 활성화를 갖는 아실포스핀 옥사이드 광개시제가 선택되었다. 구체적으로 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논 및 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드의 혼합물이 본 접착제 조성물에 사용되었다. 이러한 자유 라디칼 광개시제의 개시된 혼합물 및 비율은, 중력 접착 공정 및 가압 하의 접착 공정 둘 모두를 사용하여 UV 접착제의 2단계 겔화 및 경화를 효과적으로 가능하게 하는 UV 흡수 스펙트럼의 독특한 균형을 제공한다. 광개시제의 비율 및 최종 농도 둘 모두는, 접착제 화학물질의 가장 균일한 경화와, 접착된 어셈블리의 압축 시험에 의해 측정된 최고 접착 강도에 기초하여 확인되었다. UV 경화성 접착제 조성물 중 자유 라디칼 광개시제의 총량은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 5% 내지 9.5%, 및 이 사이의 임의의 양, 예컨대 조성물의 중량을 기준으로 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, 6.0%, 6.1%, 6.2%, 6.3%, 6.4%, 6.5%, 6.6%, 6.7%, 6.8%, 6.9%, 7.0%, 7.1%, 7.2%, 7.3%, 7.4%, 7.5%, 7.6%, 7.7%, 7.8%, 7.9%, 8.0%, %, 9.1%, 9.2%, 9.3% 또는 9.4%이다. 구체적으로, UV 경화성 접착제 조성물 중 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 2% 내지 9%, 바람직하게는 4% 내지 8.77%이고, UV 경화성 접착제 조성물 중 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드의 양은, 일반적으로 조성물의 중량을 기준으로 0.1% 내지 2.0%, 바람직하게는 0.5% 내지 1.95%이다. 일부 경우에, 열 충격 시험 동안 박리 없이 광변색성 코팅된 폴리카보네이트를 통해 경화시키기 위해, UV 경화성 접착제 조성물 중 광개시제의 농도를 조성물 총 중량의 2% 초과로 증가시키는 것이 필요할 수 있다.
본원에 개시된 UV 경화성 접착제는 폴리카보네이트 또는 경질 코팅 폴리카보네이트를 유리에 영구적으로 접합시키는 데 사용될 수 있다. 유리에 UV 경화될 폴리카보네이트 웨이퍼는 접착 전에 전처리되거나 코팅될 수 있다는 것에 제한되지 않는다. 예시적인 경질 코팅은, 스크래치와 마모를 방지하고, 취급 결함을 감소시키기 위해, 예를 들어, 프라이머 층, 아미노실란 층 또는 졸-겔 코팅을 포함한다. 졸-겔 코팅은 유리와 유사한 표면 화학을 가지기 때문에, 접착제는 또한 졸-겔 코팅 폴리카보네이트 웨이퍼에 대한 강력한 접착력을 나타낸다. 일부 경우에서, 전처리는 접착력을 추가로 증가시키기 위해 사용될 수 있는 표면 코로나 처리 및/또는 플라즈마 처리를 포함할 수 있다. 본 조성물은 또한 다른 기판, 예컨대 폴리카보네이트 필름, TAC(셀룰로스 트리아세테이트) 필름, PVA 필름 및 Pebax 필름 상에서 접착제 또는 접착 프라이머로서 사용될 수 있다. 상기 언급된 모든 재료는 안과용 렌즈 제조에 사용될 것으로 예상된다. 안과용 렌즈는 또한 광변색성 코팅을 함유할 수 있다. 이론에 제한되지 않고, UV 경화성 접착제는 또한 자동차 앞유리, 창문, 디스플레이 등을 포함하여, 방사선 경화성 광학 투명 접착제를 필요로 하는 임의의 산업에서 사용될 수 있다. 본 접착제는 특정 기판들을 서로 영구적으로 접합시키는 해결책을 제공하고자 하는 것이며, 감압 접착제(PSA)가 아니다.
도 2는, 본 발명의 일 구현예에서 UV 방사선(10)에 의해 함께 접착될 수 있는 안과용 렌즈의 구성요소들을 나타내는 도면이다. 비제한적 예에서, 안과용 렌즈는, 경질 코팅(40)이 코팅된 볼록 폴리카보네이트 웨이퍼(70)의 상부 상의 광변색성 코팅(30)의 상부 상에 AR/거울 코팅(20)을 포함할 수 있다. 유리 광학 광 가이드(90)가 광경화성 접착제(80)에 의해 전술한 볼록 폴리카보네이트 웨이퍼(70)와 하부의 경질 코팅(50) 코팅된 오목 폴리카보네이트 웨이퍼(60) 사이에 끼워져 있다.
B. 폴리카보네이트를 유리에 접착시키는 예시적인 방법
예시적인 제1 구현예에서, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 경질 코팅된 폴리카보네이트 기판과 유리 기판의 접착은, UV 경화될 접합 물품을 먼저 준비하는 단계를 포함한다. 이 방법은 (a) 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면에 적용하는 단계, (b) 광경화성 접착제를 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계, (c) 폴리카보네이트 기판의 제1면의 광경화성 접착제와 유리 기판의 제1면의 광경화성 접착제를 수평으로 접합시키는 단계, 및 (d) 접합된 기판들의 가장자리에 접착제가 도달할 때까지 폴리카보네이트 기판의 중량에 의해 광경화성 접착제가 확산되도록 하는 단계를 포함한다. 다음으로, 접착제의 수축으로 인한 광 왜곡을 감소시키도록 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 제1 UV 방사선이 폴리카보네이트 기판을 통해 적용된다. 제1 방사선은, 저강도 UV 방사선 광섬유 UV 공급원, 예컨대 60초 미만 동안, 바람직하게는 20초 내지 40초 동안 적용되는 8 mm 광 가이드를 가지는 Dymax Blue Wave 200, 또는 고강도 UV 방사선 공급원, 예컨대 2초 동안, 바람직하게는 2회의 1초 섬광으로 적용되는 금속 도핑된 Hg 전구를 가지는 Dymax D3000 램프일 수 있다. 대안적으로, 고강도 UV 방사선은, 4초 내지 8초 동안, 바람직하게는 6초 동안, 더욱 바람직하게는 각각 2초의 3회 섬광 동안 적용되는 제논 펄스 램프(예를 들어, 제논 RC600)를 사용하여 적용될 수 있으며, 여기서 펄스 속도는 초당 80 내지 120 펄스이고, 각 펄스의 지속기간은 10 마이크로초 내지 20 마이크로초이다. 저강도 UV 방사선은 정격 출력이 60 mW/cm2 미만, 바람직하게는 30 mW/cm2 내지 50 mW/cm2일 수 있다. 접착제 겔화 후, 광경화성 접착제를 경화시키기 위해 제2 UV 방사선이 폴리카보네이트 기판을 통해 적용된다. 제2 UV 방사선은 고강도 UV 방사선 공급원, 예컨대 60초 초과 동안, 바람직하게는 60초 내지 75초 동안 적용되는 금속 도핑된 Hg 전구를 가지는 Dymax D3000 램프로, 이는 정격 출력이 60 mW/cm2 초과, 바람직하게는 80 mW/cm2 내지 95 mW/cm2일 수 있다. 이론에 제한되지 않고, 본 구현예들에 사용될 수 있는, 파장 380 nm 초과의 상이한 발광 스펙트럼을 달성하기 위해 상이한 금속으로 도핑된 Hg 전구를 사용하는 다수의 상이한 공급원이 존재한다. 예시적인 UV 방사선 공급원으로는 또한 D형 및 V 전구를 사용하는, 미국 메릴랜드주 소재 Fusion UV Systems의 것들을 포함한다.
제2의 예시적인 구현예에서, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 제2면에 광변색성 코팅을 갖는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판과 유리 기판의 접착은, 먼저 UV 경화될 접합된 물품을 준비하는 단계를 포함한다. 이 방법은, (a) 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면에 적용하는 단계, (b) 광경화성 접착제를 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계, (c) 폴리카보네이트 기판의 제1면의 광경화성 접착제와 유리 기판의 제1면의 광경화성 접착제를 수평으로 접합시키는 단계, 및 (d) 접합된 상기 기판들의 가장자리에 광경화성 접착제가 도달할 때까지 폴리카보네이트 기판의 중량에 의해 광경화성 접착제가 확산되도록 하는 단계를 포함한다. 다음으로, 접착제의 수축으로 인한 광 왜곡을 감소시키도록 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 제1 UV 방사선이 광변색성 코팅된 폴리카보네이트 기판을 통해 적용된다. 펄스 UV 공급원, 예컨대 제논 RC600 램프를 사용하면, 다른 고강도 UV 방사선 공급원, 예컨대 전술한 Dymax D3000 램프와 비교하여 더 짧은 노출 시간과 감소한 열로도 동일한 경화 상태를 달성할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 제1 방사선은 펄스로 적용되는 고강도 UV 방사선일 수 있으며, 여기서 펄스는 지속기간이 10 마이크로초 내지 20 마이크로초이고, 초당 50 내지 150 펄스의 속도, 바람직하게는 초당 약 100 펄스의 속도로 10초 미만 동안, 바람직하게는 4초 내지 8초 동안, 가장 바람직하게는 각 2초의 3회로 적용된다. 일 양태에서, 접착제와 UV 공급원 사이의 거리는, 거리가 증가함에 따라 적용되는 에너지가 감소하기 때문에 UV 적용 시간을 좌우할 수 있다. 특히, 제논 RC600 펄스 램프를 사용하면 더 짧은 노출 시간으로 Dymax D3000이 생성하는 총 에너지와 동일한 총 에너지를 생성하여, 열 발생은 줄어들면서 접착제를 겔화하고 경화시킬 수 있다. 고강도 UV 방사선은 정격 출력이 60 mW/cm2 초과, 바람직하게는 90 mW/cm2 내지 110 mW/cm2일 수 있다. 접착제 겔화 후, 광경화성 접착제를 경화시키기 위해 제2 UV 방사선이 폴리카보네이트 기판을 통해 적용된다. 제2 UV 방사선은 펄스로 적용되는 고강도 UV 방사선일 수 있으며, 여기서 펄스는 40초 초과, 바람직하게는 45초 내지 90초, 가장 바람직하게는 50초 내지 80초 동안 적용되는 초당 50 내지 150 펄스의 속도, 바람직하게는 초당 약 100 펄스의 속도로, 지속기간이 10 마이크로초 내지 20 마이크로초이고, 여기서 각각의 20초의 적용은 10초 초과로, 바람직하게는 정격 출력이 60 mW/cm2 초과, 바람직하게는 90 mW/cm2 내지 110 mW/cm2인 35초 내지 40초로 분리된다.
비코팅 또는 경질 코팅된 폴리카보네이트 기판을 유리에 접착시키는 방법에 대한 상기 제1 구현예 또는 제2 구현예에 있어서, 접합된 폴리카보네이트 또는 광변색성 코팅된 폴리카보네이트와 유리 기판은 진공 하에 압축되고, UV 방사선으로 처리된다. 경질 코팅된 폴리카보네이트 기판의 경질 코팅은 졸-겔 코팅일 수 있고, 예시적인 방법 중 어느 하나는, 제2 비코팅 또는 경질 코팅된 폴리카보네이트 기판, 또는 비코팅 또는 제2면에 광변색성 코팅을 갖는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판을 유리 기판의 제2면에 접착시켜 광학 물품을 수득하는 데 사용될 수 있다.
실시예
본 발명은 특정 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명될 것이다. 하기 실시예는 단지 예시의 목적으로 제공되며, 어떠한 방식으로든 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 당업자는 본질적으로 동일한 결과를 가져오도록 변경되거나 수정될 수 있는 다양한 비임계 파라미터를 쉽게 인지할 것이다.
코팅 및 비코팅 폴리카보네이트와 유리 둘 모두에 대한 강력한 접착력을 갖는 몇몇 우레탄 아크릴레이트 기재 UV 경화성 접착제 제제가 개발되었다. 폴리카보네이트 중 UV 흡수제는 양이온성 광개시제를 활성화시키는 데 필요한 광의 파장을 완전히 차단하기 때문에, 이 제제는 자유 라디칼 경화되었다. 표 1은 작업 접착제의 화학 조성을 나타낸다.
구성요소의 유형 질량 (%) 화학적 유형 화학명 폴리에스테르 올리고머가 있는 조성의 범위 폴리에스테르 올리고머가 없는 조성의 범위
우레탄 올리고머 50%~
75%		 방향족 폴리에테르 기재
우레탄 트리아크릴레이트
올리고머		 Sartomer CN972 39%~50% 50%~75%
우레탄 아크릴레이트 올리고머 Sartomer CN9018 및 CN9031
지방족 폴리에스테르 기재 우레탄 디아크릴레이트올리고머 블렌드 Sartomer CN966J75
아크릴 에스테르 이작용성 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 Sartomer CN9021
폴리에스테르 올리고머 염소화 폴리에스테르 올리고머 Sartomer CN750 11%~22% 0%
아크릴화 폴리에스테르 올리고머 Sartomer CN790
하이드록시-
작용성 (메트) 아크릴레이트(들)		 8%~
25%		 하이드록시 작용성 (메트)아크릴레이트(들) 하이드록시에틸 메타크릴레이트 8%~25%
알킬(메트)아크릴레이트 단량체(들) 10%~
25%		 방향족 (메트)아크릴레이트 페녹시에틸 아크릴레이트 0%~13%
시클릭 (메트)아크릴레이트 이소보르닐 아크릴레이트 0%~13%
(메트)아크릴 반응성 희석제 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 0%~10%
자유 라디칼 광개시제 5.0%~
9.5%		 자유 라디칼 광개시제 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논 4.0%~8.77%
자유 라디칼 광개시제 페닐비스 (2,4,6-트리메틸벤조일) 포스핀 옥사이드 0.5%~1.95%
1. 일반적인 방법
UV 흡수제를 함유하는 폴리카보네이트를 통해 방사선 경화되고 폴리카보네이트 및 유리 둘 모두에 대한 접착력을 나타내는 제제에 사용된 재료를 평가하기 위해, 하기의 접근법을 따랐다. -OH(하이드록실) 작용기를 가지는 기판, 예컨대 유리에 접착되는 것으로 알려진 재료를, 열가소성 재료, 예컨대 폴리카보네이트에 대해 우수한 접착력을 보이는 것으로 알려진 재료와 함께 평가하였다. 이러한 재료의 유형 및 농도를 접착제 제제 중에서 체계적으로 변화시켜, 두 기판에 대한 접착력을 달성하였다. 가요성 -OH(하이드록실) 함유 재료는 유리에 접착되고, 아크릴 단량체 및 올리고머는 열가소성 재료, 예컨대 폴리카보네이트와 상호침입 네트워크(interpenetrating network)를 형성하며, 더 유연하고, 덜 가교결합된 재료는 열적 및 기계적 응력, 예컨대 압축 하에서 더 우수한 접착력을 나타낼 것이라는 가설을 세웠다. 이러한 재료는 더 높은 가교 밀도를 가지는 고도의 작용성 재료보다 더 작은 수축성을 나타내므로, 접착력도 개선될 것이다. 접착제 접착력을 Mecmesin 압축 시험기를 사용하여 시험하였다. 55 mm의 원형 폴리카보네이트 웨이퍼를, 2.0 mm 두께의 50 mm 원형 유리 디스크에 접착시켰다. 접착된 어셈블리를 스테인리스 강의 링 지지체에 배치하여, 접착된 유리 디스크는 아래에 지지되지 않으면서, 폴리카보네이트의 2.5 mm 외부 가장자리가 스테인리스 강의 링으로 지지되게 하였다. 이어서, 접착된 유리 웨이퍼가 박리되거나 파괴될 때까지, 지지체 링에 의해 고정된 접착된 폴리카보네이트 웨이퍼의 중심에 스테인리스 프로브로 증가하는 압력을 가하였다. 접착제의 강도가 유리보다 클 경우에만 유리는 깨질 것이다. 유리가 박리된 경우, 부품을 조사하여 접착제가 어떤 재료에 가장 우수한 접착력을 나타내고 제제가 변형되었는지 확인하였다. 이어서, 접착된 어셈블리를 10시간 열 사이클링 시험(여기서 어셈블리는 총 10 사이클에 대해 -18℃에 30분 동안 노출된 후, +60℃ 오븐에 30분 동안 노출됨)에 노출시켜, 압축 접착 시험을 통과한 접착제를 시험하였다. 박리가 발생하지 않은 경우, 어셈블리를 Mecmesin 압축 시험기로 시험하여, 접착제 강도에 어떤 저하가 있는지 확인하였다. 열 사이클링 동안 임의의 결함 또는 박리가 발생한 경우, 제제를 수정하고 재시험하였다. 압축 시험, 열 사이클링, 및 열 사이클링 후 압축을 통과한 접착제를 광학에 대해 평가하였다. 최종 시험은 80시간 Q-Sun 노출(Q-Sun exposure)과 열대 저장으로 노화가 가속된 후 황변 또는 박리의 발생이 없음을 확인하였다. 최종 제제는 또한 포토크로믹스를 포함하는 생성물을 갖는 것이 유리하기 때문에, 경질 코팅 및 다양한 광변색성 층으로 먼저 코팅된 UV 흡수제를 함유하는 PC 웨이퍼를 통해 경화될 경우의 경화 및 견고성에 대해서도 평가되었다.
2. 재료
PC 웨이퍼: 접착제 평가에 사용된 폴리카보네이트 웨이퍼를, 중심 두께 1.0 mm 내지 1.3 mm 범위로 사출 성형하였다. 사용된 폴리카보네이트(PC) 수지는 "CD"(콤팩트 디스크) 등급의 폴리카보네이트였다. UV 흡수제를 함유한 PC를 통해 UV 방사선에 의해 경화될 접착제가 제제화될 수 있는지는 불확실하였으므로, UV 흡수제가 있는 경우 및 없는 경우의 PC 수지를 평가하였다. 접착력에 대해 평가된 PC 웨이퍼는 (양면에서 광학적으로 편평한) 1.0 mm의 이중면 웨이퍼(bi-plano wafer)였다. 또한, 실린더의 유무에 관계없이, +1.00 내지 -5.00 디옵터 범위의 출력을 생성하기 위해, 한쪽 면에서 광학적으로 편평하고 반대쪽 면에서 만곡된 웨이퍼를 평가하였다.
유리 웨이퍼: 봉지된 안과용 렌즈에 사용될 시판되는 유리 광학 광 가이드를 재현하기 위해, 2 mm로 연마한 원형의 편평한 유리 웨이퍼를 모든 접착제 시험(glue testing)에 사용하였다.
UV 접착제의 화학적 성질: 접착제 조성물에 관한 요건은, UV-경화성이고, 우수한 광학적 성질을 가지고, 폴리카보네이트(바람직하게는 UV 흡수제를 함유함)를 통해 경화될 수 있고, 비코팅 폴리카보네이트와 유리 둘 모두에 대해 우수한 접착력을 나타내는 것이다. 추가의 이점은, 접착제가 경질 코팅된 폴리카보네이트 웨이퍼를 통해 경화되고 이에 접착되는 경우, 또는 광변색성 코팅(들)으로 추가로 코팅된 폴리카보네이트 웨이퍼를 통해 경화되는 능력을 포함한다. 따라서, 유리 및 폴리카보네이트 둘 모두에 대해 우수한 접착력을 나타내는 것으로 알려져 있거나 추정되는 모든 방사선 경화성 화학물질을 평가하였다. UV 흡수제를 함유하는 PC 웨이퍼의 UV 스펙트럼을 평가하여, 양이온성 경화를 필요로 하는 재료들은, PC 중 UV 흡수제가 양이온성 광개시제를 개시하는 데 필요한 광의 파장을 완전히 차단하므로 사용될 수 없음이 시험 초기에 확인되었다. 따라서, 접착제 제제에는 자유 라디칼 경화성 재료만을 사용하였다. 또한, UV 경화성 접착제는 경화 동안 편평한 유리 웨이퍼와 편평한 PC 웨이퍼 사이에 있을 것이기 때문에, 제제는 임의의 휘발성 재료, 예컨대 경화 동안 경화된 어셈블리에 기포를 초래할 가스를 생성할 수 있는 용매 또는 기타 재료를 함유할 수 없었다.
UV 경화성 재료: 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체, 우레탄 아크릴레이트, 방향족 우레탄 올리고머, 지방족 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 등을 모두, 단독으로 그리고 조합하여, 폴리카보네이트 및 유리에 대한 광학적 특성과 접착 특성에 대한 최선의 조합을 찾기 위해 평가하였다. 가정된 바와 같이, 아크릴 단량체 및 올리고머와 일부 우레탄 아크릴레이트 단량체 및 올리고머 둘 모두는 비코팅 폴리카보네이트에 대해 우수한 접착력을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 우레탄 아크릴레이트를 포함하는 다른 우레탄은 폴리카보네이트보다는 유리에 대해 더 우수한 접착력을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 올리고머(들)는 하이드록실 작용기를 함유한 유리에 가장 우수한 접착력을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이들 중 최고는, 지방족 우레탄 아크릴레이트, 카르복시 작용성 폴리에스테르, 및 하이드록시프로필 아크릴레이트와 배합된 완전 아크릴 올리고머였다. 최선의 제제는 우레탄 아크릴레이트(들)와 아크릴 단량체의 혼합물, 그리고 우레탄 아크릴레이트와 카르복시 작용성 폴리에스테르 및 아크릴 단량체의 혼합물이었다. 아크릴 단량체는 반응성 희석제로서뿐만 아니라, 유리 및 폴리카보네이트 둘 모두에 대한 접착을 위해 사용되었다. 스크래치, 마모를 방지하고, 취급 결함을 감소시키기 위해, 비코팅 폴리카보네이트 웨이퍼, 및 졸-겔 경질 코팅으로 코팅된 폴리카보네이트 웨이퍼 둘 모두를 사용하여 동일한 접착제 제제를 시험하였다. 졸-겔 코팅은 유리와 유사한 표면 화학을 가지기 때문에, 접착제는 또한 코팅된 웨이퍼에 대한 강력한 접착력을 나타내었다.
광개시제: 양이온성 광개시제를 활성화시키는 데 필요한 더 짧은 파장의 광이 폴리카보네이트 중 UV 흡수제에 의해 차단되므로, 자유 라디칼 광개시제만이 사용되었다. 자유 라디칼 광개시제의 선택은, UV 흡수 스펙트럼과, 정의된 중력 접착 공정 및 압력 하의 접착 공정 둘 모두를 사용하여 접착제 화학물질을 겔화하고 완전히 경화시키는 능력에 기초하여 이루어졌다. 사용된 광개시제의 비율 및 최종 농도 둘 모두는, 접착제 화학물질의 가장 균일한 경화와, 접착된 어셈블리의 압축 시험에 의해 측정된 최고 접착 강도에 기초하여 실험적으로 도달하였다. 불량한 외관을 생성하는 불균일한 경화가, 단량체와 올리고머(들)의 상 분리로 인해 광개시제들의 균형이 불량한 제제에서 나타났다.
도 1은 UV 경화성 접착제가 경화되어야 하는 강화된 웨이퍼를 제조하는 데 사용되는, UV 흡수제가 있는 경우(5)와 UV 흡수제가 없는 경우(7)의 PC 수지의 UV 컷을 나타내는 그래프이다. 보이는 바와 같이, 380 nm 미만의 모든 UV는 PC 수지 중 UV 흡수제에 의해 완전히 차단된다. 따라서, 380 nm보다 긴 파장에서 활성화될 수 있는 광개시제 또는 광개시제 블렌드를 사용할 필요가 있었다. 모든 양이온성 광개시제와 대부분의 통상적인 자유 라디칼 광개시제는 380 nm보다 짧은 파장으로 활성화되기 때문에, 380 nm보다 긴 파장을 사용하여 활성화될 수 있는 광개시제 또는 광개시제 블렌드를 식별할 필요가 있었다. 아실포스핀 옥사이드 광개시제는 이러한 특성을 가지는 것으로 밝혀졌으며, Irgacure 819(비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드)가 선택되었다.
용매계 대 100% 고체: 유리와 폴리카보네이트 사이의 접착제 경화로 인해, 기포 또는 기타 결함을 발생시킬 용매 또는 기타 가스의 발생을 방지하기 위해, 100% 고체 제제를 사용할 필요가 있었다.
포토크로믹스: 실외 사용을 위해 광변색성 코팅으로 추가로 코팅된 어셈블리의 볼록 면에 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하였다. 광변색성 코팅이 대부분의 UV 방사선을 흡수 및 차단하므로, 광변색성 코팅을 통한 UV 경화성 접착제의 경화는 문제를 나타냈다. 따라서, 광개시제 농도를 수정하고, 볼록 웨이퍼상에 포토크로믹스를 사용하여 어셈블리 볼록 면의 "예비-섬광(Pre-flash)" 및 최종 경화 둘 모두를 위해 더 긴 노출 시간을 사용할 필요가 있었다.
3. 장비 및 공정
유리 및 폴리카보네이트 표면 제조: 사출 성형된 폴리카보네이트 웨이퍼와 연마된 유리 웨이퍼 둘 모두를 이소프로필알코올로 손으로 닦아, 임의의 그리스 또는 오일을 제거한 후, 희석된 식기 세정제 수용액으로 수세한 후, 수돗물과 탈이온수로 헹구고, 공기 건조하였다.
접착제 적용("중력 접착"): 약 0.40 ml의 접착제를, 직경 50 mm인 2 mm 두께의 연마된 유리 웨이퍼의 중심에 적용하였다. 이어서, 동일한 접착제의 한 방울을 직경 55 mm의 폴리카보네이트 웨이퍼의 중심에 적용하였다. 수평 수준 플랫폼(level horizontal platform) 위에 유리를 놓고, 폴리카보네이트 웨이퍼를 유리 위에 놓아, 유리 상의 접착제와 폴리카보네이트 상의 접착제를 접합시켜 기포 생성이 방지되도록 하였다. 이어서, 폴리카보네이트를 천천히 떼어내어 폴리카보네이트 중량이 접착제를 확산시키도록 하였다. 지정된 시간이 경과한 후, 웨이퍼의 직경 및 접착제의 점도에 따라, 접착제는 폴리카보네이트 중량만을 사용하며 유리 웨이퍼의 가장자리까지 확산될 것이다. 이어서, 접착제를 UV 경화시켰다. 어셈블리를 최종 UV 경화에 노출시키기 전에, 접착제를 겔화하기 위해 어셈블리를 짧은 UV "예비-섬광" 경화에 노출시켰다. 이는 접착제의 수축으로 인한 광 왜곡을 감소시키기 위해 수행되었다.
접착제 적용("압력 하"): 약 0.40 ml의 접착제를, 직경 50 mm인 2 mm 두께의 연마된 유리 웨이퍼의 중심에 적용하였다. 이어서, 동일한 접착제의 한 방울을 직경 55 mm의 폴리카보네이트 웨이퍼의 중심에 적용하였다. 수평 수준 플랫폼 위에 유리를 놓고, 폴리카보네이트 웨이퍼를 유리 위에 놓아, 유리 상의 접착제와 폴리카보네이트 상의 접착제를 접합시켜 기포 생성이 방지되도록 하였다. 지정된 시간이 경과한 후, 웨이퍼의 직경 및 접착제의 점도에 따라, 유리 웨이퍼의 가장자리까지 접착제가 확산되었다. 진공 공급원에 연결된 고무 개스킷이 장착된 스테인리스 강의 링 내에 어셈블리를 넣었다. 얇은 플라스틱 필름을 링 위에 놓아 어셈블리를 덮고 고무 개스킷 위에 놓았다. 진공을 풀 때, 플라스틱은 접착된 어셈블리의 PC 웨이퍼에 균일한 압력을 가하였다. 플라스틱 필름은 투명하였으므로, 압력 하에서 플라스틱을 통해 어셈블리를 경화시킬 수 있었으며, 이는 경화 동안 왜곡을 줄이는 데 도움이 되었다. 이 어셈블리를 초기 UV "예비-섬광" 경화에 노출시켜 접착제를 겔화한 다음, 이 어셈블리를 최종 UV 경화에 노출시켰다. 어셈블리를 최종 UV 경화에 노출시키기 전에, 접착제를 겔화하기 위해 어셈블리를 초기 UV " 예비-섬광 "경화에 노출시켰다. 이는 접착제의 수축으로 인한 광 왜곡을 줄이기 위해 수행되었다.
방사선 경화 -투명 코팅된 PC 웨이퍼 및 비코팅 PC 웨이퍼를 사용하는 "예비-섬광" 및 최종 경화: 유리가 2개의 폴리카보네이트 강화된 웨이퍼 사이에 봉지되기 때문에, 어셈블리의 강화된 폴리카보네이트 면을 통해 접착제를 경화시킬 필요가 있었다. 경화 전과 경화 후 웨이퍼/유리 어셈블리의 광학 측정 결과, 접착제 성분의 수축으로 인해 광 출력과 실린더 둘 모두가 접착제 경화 방법에 의해 영향받을 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 광 출력과 실린더의 왜곡은, 어셈블리를 최종 UV 경화에 노출시키기 전에, 광학 웨이퍼가 유리 위에서 움직이지 않는 정도까지 UV 접착제를 먼저 겔화함으로써, 관리(감소 또는 소멸)될 수 있음이 밝혀졌다. 최종 경화 전에 접착제를 겔화하기 위하여 2가지 방법이 사용되었다. 첫 번째는, 접착된 어셈블리를 저강도의 광섬유 UV 공급원; 8 mm 광 가이드를 가지는 Dymax Blue Wave 200에 노출시키는 것이었다. 광섬유 출구 광학 장치를 접착된 어셈블리 위의 높이에 배치하여 44.2 mW/㎠의 출력 판독값을 산출하였다. 접착된 어셈블리를, 접착제를 최종 경화하는 데 사용되는 더 높은 강도의 Dymax UV 공급원에 노출시키기 전에, 접착제를 겔화하기 위해 30초 동안 저강도 UV에 노출시켰다. 두 번째 방법은, 최종 경화를 위해 어셈블리를 고강도 UV 공급원에 노출시키기 전에, 동일한 고강도 UV 공급원의 2회의 1.0초 섬광에 어셈블리를 노출시키는 것이었다. 접착제를 겔화시키기 위한 방금 기술된 2가지 방법은 UV "예비-섬광"이라 지칭된다. 저강도 램프가 더 낮은 강도의 UV로 더 큰 반응성 단량체 중 일부의 상 분리를 야기하여, 일부 접착제 제제에서 "쉬머 결함(shimmer defect)"을 유도하는 것으로 밝혀졌으므로, Dymax 고강도 램프를 사용하는 두 번째 방법이 바람직하다. 예비-섬광 후, 금속 도핑된 Hg 전구를 가지는 Dymax D3000 램프를 사용하여 어셈블리를 최종 경화시켰다. 4.9 J/cm2의 UV-A 선량을 발생시키기 위해 사용된 통상적인 출력은 60초 동안 85 mW/cm2이었다.
방사선 경화 - 광변색성 코팅된 PC 웨이퍼를 사용하는 "예비-섬광" 및 최종 경화: 볼록 강화된 PC 웨이퍼에 광변색성 코팅층을 추가하는 것은, 광변색성 코팅이 UV에서 대부분의 광을 흡수하여 광변색성 염료를 활성화시키므로, 한층 더 복잡성을 더하였다. 따라서, 접착제 내의 광개시제 수준을 증가시키고, 위에 열거된 Dymax 램프를 사용하여 접착제를 적절히 경화시키기 위해, 최종 경화 동안 어셈블리의 가열이 100℃ 이상까지 증가되도록 하는 더 높은 선량의 UV를 사용할 필요가 있었다. 이는 어셈블리의 광 왜곡을 초래할 수 있기 때문에, 공정에 허용될 수 없었다. 제논 RC600 펄스 UV 공급원의 시험 결과, 수정된 접착제를 사용하여 더 짧은 노출 시간 및 감소된 열로 동일한 경화 상태를 달성할 수 있는 것으로 나타났다. 최종 경화 후 도달한 최고 온도는 약 54℃였다. "예비-섬광" 및 최종 경화 둘 모두는 동일한 제논 R600 램프로 수행하였다. 접착된 어셈블리를 전구 아래에 4.0 cm의 거리에 배치하고, 접착제를 겔화하기 위해 예비-섬광을 3회의 2초 UV 노출로 구성하였다. 최종 경화는, 전구로부터 동일한 거리에서 총 노출 시간 60초 동안 3회의 20초 UV 노출로 구성하였다. 최종 경화의 측정된 UV 선량은 4.9 J/cm2의 총 선량을 제공하는 Dymax D3000 램프의 UV 선량과 유사하였다. 최적의 성능을 위해, 노출 사이에 전구를 냉각시킬 필요가 있었다. 일관된 균일한 경화를 위해 각각의 20초 노출 사이에 35초 내지 40초의 냉각 기간이 도입되었다.
Dymax 램프와 마찬가지로, 제논 펄스 UV 공급원을 사용한 초기 시험은, PC 웨이퍼에서 예비-섬광 및 최종 경화 유도 실린더 둘 모두에 대해 동일한 강도를 사용하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 실린더의 변화를 제거하기 위해 예비-섬광 동안 강도를 감소시키는 2가지 방법이 사용되었다. 첫 번째는, 예비-섬광 동안 UV 전구와 접착된 어셈블리 사이에 젖빛 유리(frosted glass)의 조각을 배치하는 것이었다. 동일한 노출 시간이 사용되었으며, 이는 유도 실린더를 효과적으로 제거했다. 두 번째 방법은, 최종 경화를 위해 원래 거리 4.0 cm를 사용하여 예비-섬광 동안 접착된 어셈블리의 거리를 4.0 cm에서 6.5 cm로 단순히 증가시키는 것이었다.
4. 특성화
접착력: Mecmesin 압축 시험기를 사용하여 UV 경화성 접착제의 접착 강도를 시험하였다. 1.0 ㎜ 두께의 55 mm 원형 PC 웨이퍼를, 2.0 ㎜ 두께의 50 mm 원형 연마 유리 평판에 접착시켰다. PC/유리 어셈블리를 스테인리스 강의 링 안에 위치시켜, PC 웨이퍼의 외부 2.5 mm를 유리면이 아래로 향한 링으로 지지하였다. 압축 시험기 상의 2 mm 프로브는, 유리가 박리되거나 깨질 때까지 지지되는 폴리카보네이트에 증가하는 힘을 가한다. 접착제의 접착력이 2 ㎜ 유리보다 더 강하면, 유리는 깨질 것이다. 박리 전에 어셈블리가 200N 이상의 힘을 견디거나, 기판 파손으로 인해 유리가 깨지는 경우, 접착제는 접착력 시험을 통과한다. 이 접착력 시험을 통과한 모든 접착제를 열 충격 시험을 사용하여 박리에 대해 시험하였다.
열 충격: 접착된 폴리카보네이트 및 유리 어셈블리에, 10시간 동안 30분마다 -18℃의 냉동고에서 60℃의 오븐으로 10시간 열 충격 시험 사이클링을 실시하였다. 각각의 사이클링 후 어셈블리의 박리 징후를 검사하였다. 어셈블리가 박리 없이 열충격 시험을 통과한 경우, Mecmesin 압축 시험기를 사용하여 접착력을 시험하여, 열 사이클링으로 인한 접착력 저하가 있는지 확인하였다.
Q-Sun: 열 충격 시험 후 압축 시험을 통과한 상위 접착제 후보를 80시간 Q-Sun 노출에 노출시켰다. 접착된 어셈블리를, 40시간의 Q-Sun 노출 후 및 80시간의 Q-Sun 노출 후, 박리 및 황색 지수의 진전에 대해 검사하였다.
열대 저장: 열 충격 시험 후 압축 시험을 통과한 상위 접착제 후보를 또한 열대 저장 1주 후 및 1개월 후, 박리 및 황변의 발생에 대해 평가하였다. 열대 저장 조건은 40℃ 및 80%의 상대 습도였다.
5. 결과
성공적인 접착제 제제를 위해 충족되어야 하는 요건은 하기와 같다: 광학적 투명도: 0.3% 미만의 측정된 헤이즈 및 90% 초과의 투과율; 380 nm보다 짧은 UV 흡수제 차단 파장을 함유하는 폴리카보네이트를 통과하는 UV 광에 의해 경화되는 능력; 경화된 어셈블리는 결함 또는 박리의 징후가 있는 10시간 동안 30분마다 -18℃와 +60℃ 사이에서 열 충격 시험 사이클링을 통과해야 함; 경화된 어셈블리는, 200 뉴턴 이하의 힘을 가하거나 기판 파손(접착된 유리의 파괴)을 초래하는 강철 프로브에 의해 증가되는 힘을 접착된 폴리카보네이트가 받는 경우 접착된 유리가 박리의 징후를 나타내지 않도록, 압축 시험을 통과하여야 함. 경화된 어셈블리는 전술한 열 충격 시험을 통과한 후 전술한 압축 시험을 통과하여야 하고; 접착제는, UV 흡수 광변색성 코팅으로 추가로 코팅된, 전술한 UV 흡수제 함유 폴리카보네이트 둘 모두를 통과하는 UV에 의해 경화될 수 있어야 한다.
하기 비제한적 결과는, 본 발명의 일부를 형성하지 않는 제제와 비교하여 작업 제제를 예시한다.
불포화 올리고머 선택의 영향
PC용 UV 접착제 성분명 379-116-1 * 379-116-2 * 379-116-3 * 379-116-4 379-116-5 *
성분 % % % % %
CN9018 우레탄 아크릴레이트 올리고머 53.12 --- 33.83 28.110 7.94
CN9021 우레탄 아크릴레이트 올리고머 --- 66.67 --- --- ---
CN9031 우레탄 아크릴레이트 올리고머 --- --- 20.30 --- ---
CN972 우레탄 아크릴레이트 --- --- --- 29.093 55.56
HEMA 하이드록시에틸 메타크릴레이트 19.92 8.33 20.30 21.082 15.87
SR-238 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 21.58 18.75 20.30 15.952 15.87
Dar 1173/819 자유 라디칼 광개시제 5.38 6.25 5.28 5.732 4.76
총합 100.00 100.00 100.00 100.0 100.00
압축 시험 242N
(박리)		 435N
(박리)		 폐기됨 >346N 181N
(박리)
*: 본 발명의 일부를 형성하지 않는 비교 조성물표 2는, 불포화 올리고머(CN으로 시작하는 원료는 불포화 올리고머임)만을 변화시키는 유사한 제제는 불포화 올리고머(들)의 특정한 선택 및 비율이 얼마나 중요한지를 보여준다.
원료의 비율은 성능에 중요하였다
PC 접착제 383-59-3 383-86-3 383-87-1 * 383-87-2 * 383-87-3 *
50% 59-3 + 50% IBOA 86-3(HEMA 없음) 86-3
(HEMA 및
SR-339 없음)		 86-3
(HEMA 및
SR-339 없음)
성분 % 질량 % 질량 % 질량 % 질량 % 질량
CN966J75(우레탄 아크릴레이트) 67.90 13.58 33.95 6.790 35.50 6.790 37.00 6.79 33.65 7.00
하이드록시에틸 메타크릴레이트 8.73 1.75 4.365 0.873 --- --- --- --- --- ---
페녹시에틸 아크릴레이트 7.76 1.55 3.88 0.776 4.06 0.776 --- --- --- ---
이소보르닐 아크릴레이트 7.76 1.55 53.88 10.776 56.34 10.776 58.72 10.78 62.50 13.00
Darocur 1173 6.28 1.26 3.140 0.628 3.28 0.628 3.424 0.632 3.08 0.64
Irgacure 819 1.57 0.314 0.785 0.157 0.82 0.157 0.856 0.158 0.77 0.16
총합 100 20.00 100 20.000 100 19.127 100.00 18.35 100.00 20.80
유리에 대한
접착력		 우수함 좋음 나쁨 나쁨 나쁨
PC에 대한 접착력 우수함 좋음 좋음 나쁨 나쁨
*: 본 발명의 일부를 형성하지 않는 비교 조성물표 3은 하이드록시에틸 메타크릴레이트의 첨가가 유리에 대한 접착력을 증가시킨다는 것을 보여준다. 표 3은 또한 페녹시에틸 아크릴레이트의 농도가 감소하면 폴리카보네이트에 대한 접착력이 감소한다는 것을 보여준다. 표 3은 또한 이소보르닐 아크릴레이트(IBOA)의 농도가 증가하면, 접착제가 제거될 수 있는 정도까지 접착제의 Tg가 상승하여, 뜨거운 물의 처리 또는 PC의 굴곡이 박리를 발생시키고, 접착제가 두 기판으로부터 벗겨질 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 수정은 영구 접착제를 임시 접착제로 변환하기 위해 이루어질 수 있다. 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 및 페녹시에틸 아크릴레이트(PEA)의 제거는 접착력을 추가로 감소시킬 수 있다. 다시 말해서, 정확히 동일한 원료를 사용하면, 선택한 비율에 따라 성공하거나 실패할 수 있다.
투명한 폴리카보네이트에 대한 경화
PC 접착제 예비-섬광 쉬머? 비고 최종 경화 외관/비고 열 충격 TS 후 외관 TS 후 압축
383-14-3 LB 30mW/cm2 26초 없음 매우 좋음 Dymax 60" 매우 좋음 - 외관 결함 없음 진행 좋음 >451N
383-14-4 LB 30mW/cm2 26초 없음 매우 좋음 Dymax 60" 매우 좋음 - 외관 결함 없음 진행 좋음 >408N
383-14-5 LB 30mW/cm2 26초 없음 매우 좋음 Dymax 60" 매우 좋음 - 외관 결함 없음
진행		 좋음 >383N
광변색성 폴리카보네이트에 대한 경화 *
PC 접착제
(바이알) 		예비-섬광 쉬머? 비고 최종 경화 외관/비고 TS 전 압축
383-14-3 LB 30mW/cm2 26초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 120" 매우 좋음 -외관 결함 없음/
완전히 경화되지 않음		 62N DELAM
383-14-3 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 180" V 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 112N DELAM
383-14-4 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 60" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 84N DELAM
383-14-4 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 120" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 119N DELAM
383-14-4 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 180" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지는 않음 147N DELAM
383-14-5 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 60" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 105N DELAM
383-14-5 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 120" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 114N DELAM
383-14-5 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 180" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 190N DELAM
383-19-4 LB 30mW/cm2 52초 없음 습함 매우 좋음 Dymax 60" 매우 좋음 -외관 결함 없음/완전히 경화되지 않음 102N DELAM
* 광섬유 예비-섬광 및 Dymax 최종 경화를 사용하여 유리에 접착된 광변색성 PC +1.0표 4 및 표 5는, 코팅의 추가된 UV 흡수 및 광개시제의 추가의 수정으로 인해 투명한 폴리카보네이트로 작동하는 제제가 광변색성 코팅된 폴리카보네이트로 작동하지 못했음을 보여준다.
광변색성 폴리카보네이트로 경화하기 위한 최적화
PC 접착제 383-59-1 383-59-2 383-59-3 383-59-4 383-59-5
383-19-4 + P.I. 383-19-4 + P.I. 383-19-4 + P.I. 383-19-4 + P.I. 383-19-4 + P.I.
성분 % % % % %
383-19-4 99.00 98.00 97.00 96.00 95.00
Dar 1173/819 (80:20) 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000
총합 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
경화된 광변색성 폴리카보네이트 시험
PC 접착제
(수정된 19-4) 		예비-섬광 최종 경화 열 충격 후
R-17 외관 		TS 후 압축 통과/실패
383-59-1 Dymax 1초 x 5 Dymax 6분 가장자리에서 박리 >389N 실패
383-59-2 Dymax 1초 x 4 Dymax 6분 가장자리에서 박리 >385N 실패
383-59-3 Dymax 1초 x 3 Dymax 6분 좋음 >470N 통과
383-59-4 Dymax 1초 x 3 Dymax 6분 좋음 >242N 통과
383-59-5 Dymax 1초 x 3 Dymax 6분 좋음 >691N 통과
표 6 및 표 7은, 열 충격 시험에서 박리 없이 광변색성 코팅된 폴리카보네이트를 통한 성공적인 경화를 위해 광개시제 농도를 증가시키는 것이 필요하였음을 보여준다.
"쉬머 결함" - Irgacure 819 농도를 조정하여 감소된 Genomer 7151의 상 분리.
PC용 UV 접착제 383-13-1 383-13-2 383-13-3 383-13-4
성분 % % % %
CN966J75 59.00 52.80 52.80 52.80
Genomer 7151 --- 14.80 13.83 13.83
HEMA 10.00 --- 10.00 13.00
SR-339 PEA 10.00 13.55 --- 15.46
IBOA 15.70 13.55 18.46 ---
Dar 1173/819 5.30 5.30 4.91 4.91
총합 100.00 100.0 100.00 100.00
표 8의 접착제와 광섬유 예비-섬광 및 Dymax 최종 경화를 사용하여 유리에 접착된 비코팅 PC 평판.
PC 접착제
(바이알) 		예비-섬광 쉬머? 비고 최종 경화 외관/비고
383-13-1 30mW/cm2 26초 없음 좋음 Dymax 60" 매우 좋음(헤이즈 또는 쉬머 없음)
383-13-2 30mW/cm2 26초 나쁜 쉬머 헤이즈 없음 Dymax 60" HEMA 없음 - 나쁜 쉬머(헤이즈 없음)
383-13-3 30mW/cm2 26초 없음 가벼운 오렌지 박리 Dymax 60" PEA 없음 - 가벼운 헤이즈
383-13-4 30mW/cm2 26초 없음 나쁜 헤이즈 서클 Dymax 60" IBOA 없음 - 매우 나쁜 헤이즈 서클
"쉬머 결함" - Genomer 7151의 상 분리.
PC용 UV 접착제 383-19-1 383-19-2 383-19-3 383-19-4
성분 % % % %
CN966J75 65.00 56.00 63.00 70.00
Genomer 7151 --- --- 6.70 ---
CN9031 --- 8.00 --- ---
HEMA 8.00 9.00 8.00 9.00
SR-339 PEA 8.70 9.00 8.00 8.00
IBOA 13.00 12.70 9.00 8.00
Dar 1173/819 (80:20) 5.30 5.30 5.30 5.00
총합 100.0 100.00 100.00 100.00
표 10의 접착제의 시험.
PC 접착제 TS 전 압축 열 충격 TS 후 외관 TS 후 압축 통과/실패
383-19-1 511N 파괴 실패
383-19-1 진행 쉬머 결함 596N 파괴 실패
383-19-1 진행 쉬머 결함 713N 파괴 실패
383-19-2 365N 파괴 통과
383-19-2 진행 좋음 443N 파괴 통과
383-19-2 진행 좋음 243N 파괴 통과
383-19-3 545N 파괴 실패
383-19-3 진행 쉬머 결함 377N 파괴 실패
383-19-3 진행 쉬머 결함 485N 파괴 실패
383-19-4 396N 파괴 통과
383-19-4 진행 좋음 209N 파괴 통과
383-19-4 진행 좋음 483N 파괴 통과
표 10 및 표 11은, Genomer 7151과 같은 일부 올리고머의 상 분리가 외관 결함을 유발할 수 있음을 보여준다. 놀랍게도, 동일한 원료에 대한 약간의 변형(즉, 383-19-1 대 383-19-4)은 유사한 결함을 야기하였다.
외관에 대한 원료 선택의 영향.
PC 접착제 383-13-1 383-13-2 383-13-3 383-13-4
성분 성분명 % % % %
CN966J75 우레탄 아크릴레이트 올리고머 59.00 52.80 52.80 52.80
Genomer 7151 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 --- 14.80 13.83 13.83
HEMA 하이드록시에틸 메타크릴레이트 10.00 --- 10.00 13.00
SR-339 PEA 페녹시에틸 아크릴레이트 10.00 13.55 --- 15.46
IBOA 이소보르닐 아크릴레이트 15.70 13.55 18.46 ---
Dar 1173/819 자유 라디칼 광개시제 5.30 5.30 4.91 4.91
총합 100.00 100.0 100.00 100.00
표 12의 접착제의 시험.
PC 접착제 (바이알) 예비-섬광 쉬머? 기타 결함? 최종 경화 외관/비고 압축
383-13-1 30mW/cm2 26초 없음 없음 Dymax 60" 7151 없음 - 매우 좋음(헤이즈 또는 쉬머 없음) >350N
383-13-2 30mW/cm2 26초 나쁜 쉬머 없음 Dymax 60" HEMA 없음 -나쁜 쉬머(헤이즈 없음) >541N
383-13-3 30mW/cm2 26초 가벼운 오렌지 박리 가벼운 오렌지 박리 Dymax 60" PEA 없음 - 가벼운 헤이즈 >459N
383-13-4 30mW/cm2 26초 나쁜 헤이즈 서클 나쁜 헤이즈 Dymax 60" IBOA 없음 - 매우 나쁜 헤이즈 서클 >437N
표 12 및 표 13은 Genomer 7151의 제거가 일부 외관상 문제를 정정할 수 있음을 보여준다. 이 재료는 또한 경화 동안 상 분리될 수 있다.
외관에 대한 광개시제 유형 및 농도의 영향.
379-198-1
의 수정 		383-3-1 383-3-2 383-3-3 383-3-4 383-3-5 383-3-6 383-3-7 383-3-8
성분 % % % % % % % %
379-198-1 95.20 94.70 94.20 93.70 95.20 94.70 94.20 93.70
Darocur 1173 3.84 4.24 4.64 5.04 4.32 4.77 5.22 5.67
Irgacure 819 0.96 1.06 1.16 1.26 0.48 0.53 0.58 0.63
총합 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
표 14의 접착제와 광섬유 예비-섬광 및 Dymax 최종 경화를 사용하여 유리에 접착된 비코팅 PC 평판.
PC 접착제(바이알) 예비-섬광 쉬머? 비고 최종 경화
383-3-1 30mW/cm2 26초 없음 중심에 가벼운 헤이즈 Dymax 60"
383-3-2 30mW/cm2 26초 없음 중심에 가벼운 헤이즈 Dymax 60"
383-3-3 30mW/cm2 26초 없음 중심에 가벼운 헤이즈 Dymax 60"
383-3-4 30mW/cm2 26초 없음 중심에 가벼운 헤이즈 Dymax 60"
383-3-5 30mW/cm2 26초 없음 좋음 - 헤이즈 없음 Dymax 60"
383-3-6 30mW/cm2 26초 없음 좋음 - 헤이즈 없음 Dymax 60"
383-3-7 30mW/cm2 26초 없음 중심에매우 가벼운 헤이즈 Dymax 60"
383-3-8 30mW/cm2 26초 없음 중심에매우 가벼운 헤이즈 Dymax 60"
표 14 및 표 15는 저강도 UV 예비-섬광에 의해 생성된 헤이즈가 Irgacure 819의 농도와 연관되어 있었음을 보여준다.
6. 결과
아크릴 및 메타크릴 단량체로부터 우레탄, 우레탄 아크릴레이트 및 폴리에스테르 올리고머에 이르는 다양한 자유 라디칼 경화성 원료를 사용하여 많은 예상 UV(또는 방사선) 경화성 접착제를 제조하였다. 다수의 시험을 거친 후, PC보다 유리에 더 우수한 접착력을 나타내는 몇몇 재료와, 유리보다 PC에 더 잘 접착되는 다른 재료가 확인되었다. 이들 재료를 올바른 비율로 조합하면, 표 16 및 표 17에 나타낸 압축 접착력 시험을 통과한 몇몇 제제가 생성된다.
열 충격 시험 후 압축을 통과하는 접착제 제제.
성분 성분 383-17-1 383-17-2 383-19-1 383-19-2 383-19-3 383-19-4
일반명 화학명 질량% 질량% 질량% 질량% 질량% 질량%
CN750 염소화 폴리에스테르 올리고머 14.80
CN790 아크릴화 폴리에스테르 올리고머 14.80
CN9031 우레탄 아크릴레이트 8.00
CN966J75 우레탄 아크릴레이트 52.08 52.08 65.00 56.00 63.00 70.00
Genomer 7151 카르복시 작용성 폴리에스테르 6.70
SR-339 페녹시에틸 아크릴레이트 9.50 9.50 8.70 9.00 8.00 8.00
SR-506 이소보르닐 아크릴레이트 9.50 9.50 13.00 12.70 9.00 8.00
HEMA 하이드록시에틸 메타크릴레이트 8.10 8.10 8.00 9.00 8.00 9.00
Darocur 1173 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논 4.24 4.24 4.24 4.24 4.24 4.00
Irgacure 819 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.00
외관 좋음 좋음 좋음 좋음 좋음 좋음
열 충격 전 압축 시험되지 않음 시험되지 않음 통과 통과 통과 통과
열 충격 통과 통과 통과 통과 통과 통과
열 충격 후 압축 통과 통과 통과 통과 통과 통과
광변색성 코팅을 통해 경화하기 위해 수정된 접착제 제제.
광개시제 5% 대조군 ~6% ~7% ~8% ~9% ~10%
성분 성분 383-19-4 383-59-1 383-59-2 383-59-3 383-59-4 383-59-5
일반명 화학명 질량% 질량% 질량% 질량% 질량% 질량%
CN966J75 우레탄 아크릴레이트 70.00 69.30 68.60 67.90 67.20 66.50
SR-339 페녹시에틸 아크릴레이트 8.00 7.92 7.84 7.76 7.68 7.60
SR-506 이소보르닐 아크릴레이트 8.00 7.92 7.84 7.76 7.68 7.60
HEMA 하이드록시에틸 메타크릴레이트 9.00 8.91 8.82 8.73 8.64 8.55
Darocur 1173 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논 4.00 4.76 5.52 6.28 7.04 7.80
Irgacure 819 페닐비스(2,4,6-트리메틸 벤조일)포스핀 옥사이드 1.00 1.19 1.38 1.57 1.76 1.95
외관 좋음 좋음 좋음 좋음 좋음 좋음
열 충격 전 압축 >396N >742N >562N >566N >592N >466N
열 충격 통과 통과 통과 통과 통과 통과
열 충격 후 압축 >483N >322N >250N >512N >319N >338N
도 3에 도시된 바와 같이, 2 mm의 두께를 갖는 50 ㎜의 편평한 원형 유리 디스크(150)에 UV 방사선(120)에 의해 접착된, 코팅된 및 비코팅된 55 ㎜의 편평한 원형 투명 폴리카보네이트 웨이퍼(130) 둘 모두를 사용하여 최적화된 제제(140)를 시험하였다. 이들 제제는 우수한 외관을 나타내고, 경화 후 접착력에 대한 압축 시험을 통과하고, 박리 징후 없이 열 충격 사이클링 시험을 통과하였으며, 또한 열 충격 시험 후 압축 시험을 통과하였다. 이들 어셈블리를 Dymax D3000 UV 램프를 사용하여 (예비-섬광 및 최종 경화 둘 모두를 거쳐) 경화하였다. 접착제를 겔화하기 위한 예비-섬광은 2회의 1초 펄스로 이루어진 후, 60초의 최종 경화가 이루어졌다. 투명한 폴리카보네이트 웨이퍼에 대한 점도, 외관 및 경화에 기초하여 선택된 최선의 접착제 제제를 또한 80시간 동안 박리 및 황색 지수의 진전에 대해 평가하였다. Q-Sun은 노화 및 열대 저장 시험을 가속화하였다. 이러한 시험에서 한 예의 결과를 표 18 및 표 19에서 볼 수 있다.
383-19-4에 대한 Q-Sun 결과(유리/접착제/NTPC 코팅된 PC 웨이퍼).
샘플 1 2 3 4 5
Y.I.D. = T0 1.66 1.75 1.74 1.79 1.66
Y.I.D. = 40시간 1.70 1.66 1.73 1.65 1.65
Y.I.D. = 80시간 1.90 2.03 2.02 1.92 1.89
40시간 후 박리 없음 없음 없음 없음 없음
80시간 후 박리 없음 없음 없음 없음 없음
383-19-4에 대한 열대 저장 결과(유리/접착제/NTPC 코팅된 PC 웨이퍼).
샘플 1 2 3 4 5
Y.I.D. = T0 1.68 1.54 1.58 1.56 1.49
Y.I.D. = 1주 1.52 1.57 1.54 1.58 1.46
Y.I.D. = 1개월 1.56 1.62 1.72 1.67 1.63
1주 후 박리 없음 없음 없음 없음 없음
1개월 후 박리 없음 없음 없음 없음 없음
상기 표에 보이는 바와 같이, Q-Sun 동안 황색 지수의 전진은 거의 없었으며, 열대 저장 동안 진전이 없었고, 접착력은 두 시험에 걸쳐 일관되었다. 폴리카보네이트 웨이퍼에 광변색성 코팅의 첨가는 추가의 UV를 흡수하고, 따라서 동일한 접착제를 경화시키기 위해 예비-섬광 및 최종 경화 둘 모두에 더 긴 노출을 필요로 하였다. 어셈블리가 필요한 시험을 통과할 수 있도록, 접착제를 적절히 경화시키는 데 필요한 경화를 평가하기 위해 2개의 상이한 구성을 시험하였다. 도 4는, 유리 디스크(190)에 UV 방사선(160)에 의해 접착제(180)로 접착된 광변색성 코팅된 PC 웨이퍼(170)를 사용하는 어셈블리의 예시이다. 표 20은, 어셈블리를 경화하는 데 필요한 시간을, 투명 웨이퍼를 사용하여 필요한 것과 비교하여 도시한 것이다.
UV 공급원 Dymax Dymax Dymax Dymax Dymax
기준 접착제 383-19-4 383-19-4 383-19-4 383-19-4 383-19-4
광개시제 농도 5% 5% 5% 5% 5%
접착제를 겔화하기 위한 예비-섬광 1초 x 2 1초 x 6 1초 x 6 1초 x 6 1초 x 6
UV 경화 시간 60초 180초 360초 540초 720초
열 충격 시험 박리됨 박리됨 통과 통과 통과
압축 시험 경화되지 않음 170N 박리 >330N >351N >325N
표 20에 나타낸 바와 같이, 투명 웨이퍼용으로 선택된 접착제를 사용하여 열 충격 및 압축 시험 둘 모두를 통과시키도록 광변색성 코팅된 PC 웨이퍼를 통해 접착제를 적절히 경화하기 위해, 예비-섬광은 6회의 1초 섬광으로 증가되어야 하고, 최종 경화는 1분(60초)에서 6분(360초)으로 연장되어야 했다. 시험된 제2 구성은, 압축 시험을 시험하는 데 보통 사용되는 투명하고 편평한 PC 웨이퍼의 상부에 광변색성 코팅된 웨이퍼를 배치하는 것이었다. 도 5는 UV 방사선(200)에 의해 접착제(230)로 유리 디스크(240)에 접착된 투명 PC 웨이퍼(220)의 상부에 광변색성 코팅된 PC 웨이퍼(210)를 사용하는 어셈블리의 예시이다. 이 구성은, 필요한 경화 시간을 감소시키기 위해 증가하는 광개시제 수준을 갖는 바람직한 제제의 수정을 시험하는 데 사용되었다. 이들 제제는 표 22에 기재되어 있다. 이 시험의 결과는 표 21에 기재되어 있다.
UV 공급원 Dymax Dymax Dymax Dymax Dymax Dymax
기준 접착제 383-19-4 383-59-1 383-59-2 383-59-3 383-59-4 383-59-5
광개시제 농도 5% ~6% ~7% ~8% ~9% ~10%
접착제를 겔화시키기 위한 예비-섬광 1초 x 5 1초 x 5 1초 x 4 1초 x 3 1초 x 3 1초 x 3
UV 경화 시간 360초 360초 360초 360초 360초 360초
열 충격 시험 박리됨 박리됨 박리됨 통과 통과 통과
압축 시험 >264N >389N >385N >470N >242N >394N
2개의 PC 웨이퍼를 통해 경화될 때에도 모든 시험을 안전하게 통과한 제제를, 도 4에 나타낸 바와 같이 광변색성 코팅된 PC 웨이퍼만을 사용하여 추가로 평가하였다. 이 구성을 또한 열 사이클링 및 열 사이클링 후 압축 시험을 통해 시험하였다. 결과는 표 22에 강조표시되어 있다.
UV 공급원 Dymax Dymax Dymax Dymax Dymax Dymax
기준 접착제 383-19-4 383-59-1 383-59-2 383-59-3 383-59-4 383-59-5
광개시제 농도 5% ~6% ~7% ~8% ~9% ~10%
접착제를 겔화시키기 위한예비-섬광 1초 x 5 1초 x 5 1초 x 4 1초 x 3 1초 x 3 1초 x 3
UV 경화 시간 360초 360초 360초 360초 360초 360초
열 충격 시험 통과 통과 통과 통과 통과 통과
압축 시험 179N
박리됨		 >332N >250N >332N >319N >338N
모든 접착제가 열 충격 시험을 통과하였지만, 증가된 광개시제 농도는 열 충격 시험 후 우수한 압축 시험 결과(접착력)를 보장하였다. 그러나, 360초의 경화 시간으로 Dymax 램프를 사용하여 도달한 온도는 80℃ 내지 100℃에 육박하였다. 이 온도는, 접착제가 얇은 광학 웨이퍼 내로 실린더 및 구체를 유도할 수 있기 때문에 허용될 수 없다. 따라서 많은 열을 발생시키지 않을 다른 UV 공급원을 시험하였다. 제논 R600 펄스 UV 시스템의 높은 강도는 더 짧은 시간 내에 훨씬 적은 열을 발생시키면서 광변색성 코팅된 웨이퍼를 통해 동일한 접착제를 경화시킬 수 있음이 밝혀졌다. 제논 램프를 사용한 초기 시험은 투명 PC 평판의 상부에 광변색성 + 1.00 웨이퍼가 있는 도 5의 구성을 사용하여 이루어졌다. 접착제를 겔화하고 접착제를 경화시키는 데 필요한 시간을 압축 시험을 사용하여 평가하였다. 표 23의 결과를 참조한다.
제논 RC600 경화 시험.
UV 공급원 제논 RC600 제논 RC600 제논 RC600 제논 RC600
기준 접착제 383-59-3 383-59-3 383-59-3 383-59-3
광개시제 농도 ~8% ~8% ~8% ~8%
접착제를 겔화하기 위한 예비-섬광 2초 x 3 2초 x 3 2초 x 3 1초 x 5
UV 경화 시간 30초 30초 x 2 30초 x 3 25초 x 5
압축 시험 313(박리됨) >618N >455N >363N
노출 시간은 노출 사이에 적어도 30초의 냉각 기간으로 25초 이하로 제한되었다. 초기 시험에서 60초의 경화는 접착력 통과 결과를 제공했기 때문에, 두 구성(도 4 및 도 5) 모두에서 이 접착제 제제를 사용하여 50초(25초 x 2) 및 60초(20초 x 3) 둘 모두를 사용하여 보다 포괄적인 시험을 수행하였다. 시험 결과, 열 충격 시험 동안 50초(25초 x 2) 동안 경화된 어셈블리 중 일부에 작은 기포가 형성되는 것으로 나타났다. 표 24의 결과들을 참조한다. 모든 어셈블리가 열 충격 시험 후 압축 시험을 통과하였지만, 50초 동안 경화된 3개의 어셈블리 중 2개는 열충격 시험 후 작은 기포를 보여주어, 불완전 경화를 나타낼 수 있다. 60초 동안 경화된 샘플의 접착제는 FTIR에 의해 평가되어, 불포화가 없음을 나타내는 완전히 경화된 것으로 결정되었다.
제논 RC600 경화 시험.
UV 공급원 제논 RC600 제논 RC600 제논 RC600 제논 RC600
기준 접착제 383-59-3 383-59-3 383-59-3 383-59-3
사용된 웨이퍼 도 5 도 4 도 5 도 4
접착제를 겔화하기 위한 예비-섬광 2초 x 3 2초 x 3 2초 x 3 2초 x 3
UV 경화 시간 20초 x 3 25초 x 2 25초 x 2 20초 x 3
어셈블리 개수 3 3 3 3
열 충격 후 외관 좋음(3개 모두) 박리 및 기포(2개) 좋음
(3개 모두)		 좋음
(3개 모두)
압축 시험(평균) >412N 시험되지 않음 >444N 시험되지 않음
동일한 예비-섬광 및 최종 경화 조건을 사용하여 광변색성 코팅된 웨이퍼(도 4)로 추가적인 9개의 어셈블리를 제조하였으며, 모두가 결함 없이 열 충격 시험 및 열 충격 후 압축 시험 둘 모두를 통과하였다. 이러한 조건은 표 25에 나타나 있다.
제논 RC600 평가.
UV 공급원 제논 RC600 펄스 UV
기준 접착제 383-59-3
웨이퍼 유형 Transitions® Signature VII 포토크로믹스가 있는 PC
어셈블리 개수 9
접착제를 겔화하기 위한 예비-섬광 2초 x 3 (6초)
예비-섬광 강도, UV-A 선량 0.096 W/cm2, 0.469 J/cm2
예비-섬광 강도 UV-B 0.094 W/cm2, 0.459 J/cm2
예비-섬광 강도 UV-C 0.017 W/cm2, 0.080 J/cm2
예비-섬광 강도 UV-V 0.065 W/cm2, 0.333 J/cm2
최종 경화 20초 x 3 (60초)
최종 경화 강도, UV-A 선량 0.102 W/cm2, 4.842 J/cm2
최종 경화 강도, UV-B 선량 0.100 W/cm2, 4.774 J/cm2
최종 경화 강도, UV-C 선량 0.017 W/cm2, 0.546 J/cm2
최종 경화 강도, UV-V 선량 0.067 W/cm2, 3.256 J/cm2
열 충격 시험 어셈블리 9개 모두 통과 - 박리는 일어나지 않음
열 충격 후 외관 통과(9개의 어셈블리 모두)
열 충격 후 압축 통과(9개의 어셈블리 모두)

Claims (15)

  1. a) 적어도 하나의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를, 50 중량% 내지 75 중량% 범위의 양으로;
    b) 적어도 하나의, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체를, 10 중량% 내지 25 중량% 범위의 양으로;
    c) 적어도 하나의 하이드록시 작용성 아크릴 단량체를, 8 중량% 내지 25 중량% 범위의 양으로; 그리고
    d) 적어도 하나의 자유 라디칼 생성 개시제를, 5 중량% 내지 9.5 중량% 범위의 양으로
    포함하는, 비코팅 폴리카보네이트 기판 또는 경질 코팅 폴리카보네이트 기판과 유리 기판을 영구적으로 접착시키기 위한 광경화성 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    우레탄 아크릴레이트 올리고머는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 지방족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 방향족 폴리에테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 지방족 폴리에스테르 기재 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의, 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체는 이소보르닐 아크릴레이트(IBOA), 이소보르닐 메타크릴레이트(IBMA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 및 페녹시에틸 아크릴레이트(PEA)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 하이드록시 작용성 아크릴레이트 단량체는 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 및 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 자유 라디칼 생성 개시제는 광개시제인, 광경화성 접착제.
  6. 제5항에 있어서,
    광개시제는 벤조페논 유도체 및 아세토페논 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제.
  7. 제6항에 있어서,
    벤조페논 유도체 대 아세토페논 유도체의 비는 70:30 내지 90:10, 바람직하게는 75:25 내지 85:15인, 광경화성 접착제.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 양은 상기 광경화성 접착제의 총량을 기준으로 52 중량% 내지 70 중량%의 범위인, 광경화성 접착제.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알킬 아크릴레이트 또는 디아크릴레이트 단량체의 양은 상기 광경화성 접착제의 총량을 기준으로 15 중량% 내지 22 중량%의 범위인, 광경화성 수지 접착제.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이드록시 작용성 아크릴 단량체의 양은 상기 광경화성 접착제의 총량을 기준으로 8 중량% 내지 10 중량%의 범위인, 광경화성 접착제.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착제는 용매를 실질적으로 포함하지 않는, 광경화성 접착제.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착제는 선택적 폴리에스테르 올리고머를 포함하는, 광경화성 접착제.
  13. 제12항에 있어서,
    선택적 폴리에스테르 올리고머는 염소화된 폴리에스테르 올리고머 및 아크릴화된 폴리에스테르 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 광경화성 접착제.
  14. a) 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 광경화성 접착제를 폴리카보네이트 기판의 제1면과, 유리 기판의 제1면에 적용하는 단계;
    b) 폴리카보네이트 기판이 유리 기판 위에 있도록, 폴리카보네이트 기판의 제1면의 접착제와 유리 기판의 제1면의 접착제를 수평으로 접합시키는 단계;
    c) 접착제가 기판의 면들 사이의 공간을 채울 때까지 폴리카보네이트 기판의 중량 하에 접착제가 확산되도록 하는 단계;
    d) 광경화성 접착제를 겔화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제1 UV 방사선을 적용하는 단계; 및
    e) 광경화성 접착제를 경화하기 위해 일정 시간 동안 폴리카보네이트 기판을 통해 제2 UV 방사선을 적용하는 단계를 포함하는, 광학 물품의 제조 방법.
  15. 제14항의 방법에 의해 제조된 광학 물품.
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