KR20230174535A - 유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법 - Google Patents

유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230174535A
KR20230174535A KR1020220075594A KR20220075594A KR20230174535A KR 20230174535 A KR20230174535 A KR 20230174535A KR 1020220075594 A KR1020220075594 A KR 1020220075594A KR 20220075594 A KR20220075594 A KR 20220075594A KR 20230174535 A KR20230174535 A KR 20230174535A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ion
group
optical
diisocyanate
optical composition
Prior art date
Application number
KR1020220075594A
Other languages
English (en)
Inventor
김근식
이광영
Original Assignee
케이에스광학주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이에스광학주식회사 filed Critical 케이에스광학주식회사
Priority to KR1020220075594A priority Critical patent/KR20230174535A/ko
Publication of KR20230174535A publication Critical patent/KR20230174535A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3855—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
    • C08G18/3876—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing mercapto groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C08K5/18—Amines; Quaternary ammonium compounds with aromatically bound amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses

Abstract

본 발명은 유해광선 차단용 광학 조성물로서, (1) 폴리이소시아네이트 화합물 중 적어도 1종; 및 (2) 폴리티올 화합물 중 적어도 1종; 및 (3) 400 nm 이하의 자외선 파장, 400~450 nm의 청색광 파장, 800 내지 1200 nm 파장에서 각각 평균 투과율이 70% 이하의 흡수능을 갖는 디이모니움계 화합물의 근적외선 흡수제;를 포함하는, 유해광선 차단용 광학 조성물과 이를 이용한 근적외선 차단 광학렌즈의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 광학 조성물로부터 얻어진 광학렌즈는 400 nm 이하의 자외선, 400~450 nm의 청색광 및 800~1200 nm의 근적외선 파장 영역, 특히 1064 nm의 레이저 파장 영역에서 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있다.

Description

유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법{Optical composition for blocking harmful rays and method for preparing optical resin therefrom}
본 발명은 안구에 영향을 줄 수 있는 400 nm 이하의 자외선, 400~450 nm의 고에너지 가시광인 청색광 영역, 800~1200 nm의 근적외선 파장 영역, 특히 1064 nm의 레이저 파장 영역의 유해광선을 차단할 수 있는 광학수지 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법 등에 관한 것이다.
현재 안경은 시력 교정 뿐만 아니라, 자외선이나 청색광, 근적외선과 같은 유해한 광선으로부터 눈을 보호하는 역할이 커져가고 있다. 자외선은 인간의 수정체를 통과하면 단백질을 변성시켜 시력저하를 유도한다. 따라서, 자외선으로부터 안구를 보호하지 않으면 여러 안 염증들을 일으킬 수 있으며 결막과 각막에 심각한 손상을 입힐 수도 있다. 최근에는 오존층이 파괴되면서 자외선이 강해지고 있기 때문에 20~40대 젊은 세대 사이에도 백내장의 빈도가 점점 늘어나고 있다. 이에 가장 큰 원인은 젊은 세대들이 등산과 낚시, 조깅 등 야외활동이 늘면서 자외선 노출 빈도가 높아졌기 때문인 것으로 생각되고 있다.
반면에, 근적외선(near infrared ray; NIR)은 태양의 복사열에 가장 가까운 적외선 파장(800 nm ~ 1200 nm)을 말하며 공기를 가열하지 않고 물체에만 열파장을 전달하는 광선을 말한다. 근적외선은 눈에 초점이 맺히며 강도를 10만배 증가시켜 망막을 손상시킨다고 알려져 있다.
또한 다양한 레이저 중, Nd-YAG (Q switched) 레이저는 근적외선(1,064 nm) 레이저로 사람의 눈 깜박임 등의 보호(반사)를 자연적으로 할 수 없어서 위험의 잠재성이 매우 높다. Aviat Space Environ Med(2003 Sep; 74 (9) : 947-52)에 보고된 바로는 1984년과 2000년 사이에 미군에서 발생한 레이저 눈 부상에 대한 10 건의 대표적인 사례이며, 환자는 망막 손상을 입었고, 대부분은 1064 nm 파장의 Q-switched Neodynium : Nd-YAG (Nd : Nd-YAG) 레이저를 사용하였고, 사고의 장소는 실내 및 실외 등 다양하게 발생하였다.
적외선 및 자외선을 차단하기 위한 선글라스에는 적외선의 투과를 저지하는 적외선 흡수제 또는 자외선의 투과를 저지하는 자외선 흡수제를 첨가하는 방법이 적용되고 있다(예를 들면 일본 특허공개공보 제2007-271744호, 제1200-007871호). 특히, 일본 특허공보 제5166482호에는 근적외선 영역인 800~1000 nm의 파장영역에 투과율을 약 5% 이하로 근적외선을 차단할 수 있는 광학수지 조성물에 대하여 기술되어 있다. 이러한 기술문헌에는 폴리카보네이트로 수지에, 800 nm ~850 nm의 파장 영역의 범위내의 프탈로시아닌계 색소(A), 950 nm ~1000 nm의 파장 영역의 범위내의 프탈로시아닌계 색소(B) 및 875nm ~925nm의 파장 영역의 범위내의 프탈로시아닌계 색소(C)를 특정의 비율로 혼합하고, 상기 수지와 함께 용융해 사출하여 한 것을 특징으로 하는 광학렌즈의 제조 방법 및 이로부터 제조된 광학렌즈에 대하여 공개되어 있다.
상기 일본 특허공보 제5166482호에 의하면, 사용할 수 있는 수지는 투명성이 우수한 것이면 특히 그 재료를 한정하지 않는다고 하면서, 디에틸렌글리콜 비스-알릴 카보네이트(CR-39), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 메틸 메타아크릴레이트(MMA) 등을 예시하고 있으며, 특히 폴리카보네이트(PC)가 바람직하다고 제시하고 있다. 하지만, 이러한 공지 문헌에 제시한 디에틸렌글리콜 비스-알릴 카보네이트(CR-39)는 열경화성 수지로서, 열가소성 수지인 폴리카보네이트(PC)와 그 성질이 서로 상이하고, 이를 용융하여 금형내의 캐비티에 사출 성형할 수 없는데도 다른 열가소성 수지와 대등하게 언급하고 있을 뿐이다.
열경화성 수지인 폴리티오우레탄은 120 내지 130℃의 낮은 온도에서 경화할 수 있는 수지로서, 근적외선 흡수제로 프탈로시아닌계를 적용할 경우, 전체 적외선 흡수 영역(800~1200 nm)에 비해 매우 한정되어 있다.
한편, 한국특허공개공보 제10-2010-0014582에서는, 적외선 및 자외선을 차단하기 위해 열적으로 안정화된 흡수제인 디이모니움 화합물를 첨가하여 780~2500 nm의 적외선 흡수성 폴리우레탄 수지 기반의 안경용 렌즈 개발 기술을 제시하고 있지만, 우레탄 소재의 구성요소가 폴리올로 한정되고 있다.
또한 디이모니움계 흡수제를 이용하여 780내지 2500 nm의 흡수영역까지 확대한 기술이 공개되었지만 굴절율이 낮은 폴리올로 구성된 폴리우레탄 렌즈에 한정되어 있다.
열가소성 수지인 폴리카보네이트(PC)는 250℃이상의 고온으로 용융할 수 있는 수지이지만, 근적외선 흡수제로서 알려진 프탈로시아닌계는 이러한 열가소성 수지와 함께 사출 성형할 때, 열분해될 수 있는 우려가 있다. 또한, 흡수제는 이미 분자량이 결정된 폴리카보네이트의 용융된 고점도의 수지에 균일하게 분포되기가 어려운 단점 등이 있다. 따라서 프탈로시아닌계를 사용하여 적외선 차단용 광학수지 조성물을 제조하기 위해서는 프탈로시아닌계가 열분해되지 않는 상대적으로 낮은 온도에서 몰드 주입 방식인 주형(mold)중합 반응을 통하여 경화시킬 필요가 있다. 또한 흡수제가 열경화성 수지용 단량체의 조성물을 사용하는 것과 균일하게 혼합될 수 있도록 고분자용 액상 모노머에 혼합하여 열경화시키는 것이 요구된다.
디이모니움계 흡수제를 이용하여굴절율을 향상시킬 수 있는 폴리티올을 적용하는 고굴절 렌즈가 요구된다. 또한 사용자 안전을 위한 레이저용 보안경의 확산을 위해 1064 nm 파장의 흡수율이 높은 흡수제가 도입된 렌즈를 개발함으로서 기존 코팅방식으로서 스크래치에 의한 내구성 저하의 단점을 보완할 필요가 있다.
디이소시아네이트와 폴리올로 구성된 렌즈는 디이모니움 화합물을 첨가한 근적외선 차단 우레탄 렌즈로서 기능을 할 수 있지만 굴절율 1.60 이상의 고굴절 렌즈로서 기능은 할 수 없다. 따라서 근적외선 차단이 되면서 코팅방식이 아닌 1.60 이상의 고굴절율이 요구되는 폴리우레탄 렌즈는 계속 요구되고 있는 실정이다.
본 발명자들은 상기 과제들을 면밀히 연구한 결과 특정한 디이모니움 화합물이 일부 폴리티올 화합물에도 안정하고 경화 후에도 근적외선 차단 기능이 유지되고 있는 것을 확인하였다. 또한 이는 특별히 1064 nm의 파장의 차단능력이 우수하여 Nd YAG 레이저 차단기능까지 나타내는 것을 확인할 수 있었으며, 이로써 1.60이상의 고굴절율을 가지는 렌즈 조성물 및 렌즈를 발명할 수 있었다.
본 발명의 한 양태로서, 본 발명은 유해광선 차단용 광학 조성물로서,
(1) 폴리이소시아네이트 화합물 중 적어도 1종; 및
(2) 폴리티올 화합물 중 적어도 1종; 및
(3) 400 nm 이하의 자외선 파장, 400~450 nm의 청색광 파장, 800 내지 1200 nm 파장에서 각각 평균 투과율이 70% 이하의 흡수능을 갖는 디이모니움계 화합물의 흡수제;
를 포함하는, 유해광선 차단용 광학 조성물에 관한 것이다.
다른 양태로서, 상기 디이모니움계 화합물은 화학식 1로 표시되는 것을 특징한다:
[화학식 1]
상기 식에서, R은 분지형 알킬기이며, X는 전하의 중화를 위한 음이온이다.
또 다른 양태로서, 상기 분지형 알킬기는 1-메틸 에틸기(이소프로필기), 1,1-디메틸에틸기 (t-부틸기), 1-메틸프로필기(sec-부틸), 1,1-디메틸 프로필기, 2-메틸프로필기(이소부틸기), 1,2-디메틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸 부틸기, 3-메틸 부틸기(이소아밀기), 1,1- 디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 3,3- 디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 또는 2-에틸부틸기이다.
또한, 상기 음이온은 아세테이트이온, 락테이트 이온, 트리플루오로아세테이트 이온, 프로피오네이트 이온, 벤조에이트 이온, 옥살레이트 이온, 숙시네이트 이온, 스테아레이트 이온, 메탄설포네이트 이온, 톨루엔설포네이트 이온, 나프탈렌모노설포네이트 이온, 나프탈렌이소포네이트 이온, 클로로벤즈설포네이트 이온, 클로로벤즈설포 네이트 이온, 니트로벤젠설포네이트 이온, 도데실벤젠설포네이트 이온, 벤젠 설포 네이트이온, 에탄설포네이트 이온, 불소 이온, 염소 이온, 브롬 이온 및 요오드 이온,　아티오시아네이트 이온, 헥사플루오로 안티몬 산 이온, 과염소산 이온, 과요오드 이온, 질산 이온, 테트라플루오로 보레이트 이온, 헥사 플루오로 포스페이트 이온, 몰리브데이트 이온, 텅스테이트 이온, 티타네이트 이온, 바나데이타 이온, 포스페이트 이온, 붕산염 이온 및 퍼클로레이트 이온, 요오드 이온, 테트라플루오로 보레이트 이온, 헥사플루오로 포스페이트 이온 및 헥사 플루오로 안티네이트 이온으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 음이온인 것을 특징으로 한다.
또 다른 양태로서, 상기 음이온이 과염소산 이온, 요오드 이온, 테트라 플루오로 보레이트 이온, 헥사 플루오로 포스페이트 이온, 헥사 플루오로 안티모네이트 이온, 트리 플루오로 메탄설포네이트 이온 및 톨루엔설포네이트 이온으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 음이온인 것을 특징으로 한다.
또 다른 양태로서, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 자일릴렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄,( 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 및 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 지방족 이소시아네이트의 뷰렛(biuret)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리티올 화합물은, 광학 조성물에 포함된 전체 폴리티올 화합물의 중량을 기준하여, [1,4]디티안-2,5-디일-디메탄티올,, (2,5-디메틸-[1,4]-디티안-2,5-디일)디메탄티올, 2,2'-([1,4]-야티안-2,5-디일)디에탄티올로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 50 중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 상기 유해광선 차단용 광학 조성물을 주형 중합에 의하여 성형하여 유해광선 차단용 광학 수지를 제조하는 방법으로서,
(1) 폴리이소시아네이트 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 광학 조성물의 액상(I)과, 400 nm 이하의 자외선 파장, 400~450 nm의 청색광 파장, 800 내지 1200 nm 파장에서 각각 평균 투과율이 70% 이하의 흡수능을 갖는 디이모늄계 화합물을 혼합하여 균일한 광학 조성물의 액상(II)을 얻는 단계;
(2) 폴리티올 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 광학 조성물의 액상(III)을 얻는 단계; 및
(3) 상기에서 얻어진 액상(II)의 용액, 액상(III)을 혼합하여 제조된 광학 조성물을 주형 중합에 의하여 중합하는 단계를 포함하는, 광학 수지의 제조 방법에 관한 것이다.
다른 양태로서, 상기 디이모니움계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
상기 식에서, R은 분지형 알킬기이며, X는 전하의 중화를 위한 음이온이다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 광학 수지의 제조 방법으로 제조한 광학 수지에 관한 것이다.
다른 양태로서, 본 발명의 광학 수지는 안경 렌즈용으로 사용될 수 있다.
본 발명의 방법에 의하면, 전자기파를 방출하는 태양광에 포함되는 400 nm이하의 자외선과 함께, 400~450 nm의 청색광, 800 nm~1200 nm의 근적외선 파장의 영역을 효과적으로 차단할 수 있는 선글라스(안경) 렌즈를 제공하여, 자외선 및 청색광, 적외선으로부터 시력을 효과적으로 보호할 수 있다.
또한 흡수능이 광학밀도 4이상으로 Nd YAG 레이저 파장을 효과적으로 차단할 수 있는, 즉 1064 nm의 파장을 효율적으로 차단할 수 있는 광학 조성물 및 렌즈를 제공할 수 있다.
도 1은, 실시예 1에서 얻어진 근적외선 차단 렌즈의 대표적인 UV-VIS-NIR 흡수 스펙트럼으로서, 흡수제 1000 ppm을 사용할 경우 EXP-1)는 투과율 곡선을 보여주고, EXP-2)는 흡수도 곡선을 보여준다.
도 2는, 실시예 2에서 얻어진 근적외선 차단 렌즈의 대표적인 UV-VIS-NIR 흡수 스펙트럼으로서, 도1에 사용된 근적외선 차단 렌즈구성 성분 중 디이소시아네이트를 달리하고, 흡수제 1000 ppm을 사용할 경우 EXP-3)는 투과율 곡선을 보여주고 EXP-4)는 흡수도 곡선 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3는, 비교예에서 얻어진 근적외선 차단 렌즈의 대표적인 UV-VIS-NIR 흡수 스펙트럼으로서, 도1 내지 도2에 사용된 근적외선 차단 렌즈구성 성분과 다르게 디이소시아네이트와 폴리티올를 달리하고, 흡수제 1000 ppm을 사용할 경우 EXP-5)는 투과율 곡선을 보여주고 EXP-6)는 흡수도 곡선 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 다양한 실시예와 함께, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
일반적으로 폴리우레탄계 광학렌즈는 폴리우레탄 성분인 액상(I)인 폴리이소시아네이트와 액상(II)인 폴리티올을 혼합하고 탈포(degassing)하여 균일한 광학 조성물을 얻은 다음, 원하는 유리몰드에서 열경화시킨 후 이형하여 제조한다. 이처럼, 액상(I) 및 액상(II)로 별도로 제조하는 이유는 이소시아네이트의 작용기(-NCO)와 폴리티올의 작용기(-SH)는 혼합시 쉽게 중합 반응이 일어나므로 별도로 분리해서 보관하여야 하기 때문이다. 또한, 렌즈중합시 두 가지 액을 혼합하여 바로 몰드에 주입 후 경화 프로그램에 의해서 중합하여야 렌즈형태로 수지를 얻을 수가 있기 때문이다. 따라서 액상(I)과 액상(II)는 별도로 제조하여 보관할 필요가 있다.
또한, 폴리우레탄계 근적외선 차단용 광학렌즈는 액상(I)인 폴리이소시아네이트와 액상(II)인 폴리티올 외에, 하나 이상의 색소로 혼합된 고체인 근적외선 흡수제를 포함하게 된다. 하지만, 근적외선 흡수제는 고체이기 때문에, 사전에 흡수제를 액상(I)에서 사용된 폴리이소시아네이트에 균일하게 혼합하여 균일한 흡수제 용액을 제조할 필요가 있다.
본 발명에서는, 상술한 바와 같이 (1) 폴리이소시아네이트 화합물 중 적어도 1종; 및 (2) 근적외선 흡수능을 갖는 근적외선 흡수제를 포함하는 광학 조성물에, (3) 액상(II)로서 폴리티올 화합물 중 적어도 1종을 추가하여, 최종적인 유해광선 차단용 광학 조성물을 제조할 수도 있다. 하지만, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 최종적인 유해광선 차단용 광학 조성물은 처음부터 (1) 폴리이소시아네이트 화합물; (2) 폴리티올 화합물; 및 (3) 근적외선 흡수제를 순차적으로 혼합하여 제조할 수도 있다.
본 발명에서, 액상(I)의 화합물로 사용되는 폴리이소시아네이트 화합물의 예로는 지방족 폴리이소시아네이트, 지환족 폴리이소시아네이트, 및 방향족 폴리이소시아네이트로 세분할 수 있으며, 각각의 예는 다음과 같다:
i) 에틸렌디이소시아네이트, 트리메틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 옥타메틸렌디이소시아네이트, 노나메틸렌디이소시아네이트, 2,2'-디메틸펜탄디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥산디이소시아네이트, 데카메틸렌디이소시아네이트, 부렌디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운대카트리이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아네이트-4-이소시아네이트메틸옥탄, 2,5,7-트리메틸-1,8-디이소시아네이트-5-이소시아네이트 메틸옥탄, 비스(이소시아네이트에틸)카아보네이트, 비스(이소시아네이트에틸)에테르, 1,4-부틸렌글리콜디프로필에테르-W,W'-디이소시아네이트, 리딘디이소시아네이트 메틸에스테르, 리딘트리이소시아네이트, 2-이소시아네이트에틸-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트, 2-이소시아네이트프로필-2,6-디이소시아네이트헥산오에이트, 크실리렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트에틸)벤젠, 비스(이소시아네이트프로필)벤젠, α,α,α',α'-테트라메틸크실리렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트부틸)벤젠, 비스(이소시아네이트메틸)나프탈렌, 비스(이소시아네이트메틸)디페니에테르, 비스(이소시아네이트에틸)프탈레이트, 메시틸리렌트리이소시아네이트, 2,6-디(이소시아네이트메틸)푸란, 등의 지방족 폴리이소시아네이트,
ii) 이소포론디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 디시클로헥실디메틸메탄디이소시아네이트, 2,2'-디메틸디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 비스(4-이소시아네이트-n-부틸리덴)펜타에리트리톨, 다이머산디이소시아네이트, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-5-이소시아네이트메틸-비시클로-2, 2, 1-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-6-이소시아네이트메틸-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-2-(3-이소시아네이트프로필)-5-이소시아네이트메틸-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-6-이소시아네이트메틸-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-5-(2-이소시아네이트메틸)-비시클로-[2,2,1]-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-6-(2-이소시아네이트메틸-비시클로-2, 2, 1-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-5-(2-이소시아네이트메틸-비시클로-2, 2, 1-헵탄, 2-이소시아네이트메틸-3-(3-이소시아네이트프로필)-6-(2-이소시아네이트메틸-비시클로-2,2, 1-헵탄등의 지환족 폴리이소시아네이트,
iii) 페닐렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 에틸페닐렌디이소시아네이트, 이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 디메틸페닐렌디이소시아네이트, 디에틸페닐렌디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 트리메틸벤젠트리이소시아네이트, 벤젠트리이소시아네이트, 나프탈린디이소시아네이트, 메틸나프탈렌디이소시아네이트, 비페닐디이소시아네이트, 톨루이딘디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 비벤질, 4,4'-디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트페닐)에틸렌, 3,3'-디메톡시비페닐-4,4'-디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 폴리멜리크 MDI,나프탈린트리이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4,4'-트리이소시아네이트, 3-메틸디페닐메탄-4,6,4'-트리이소시아네이트, 4-메틸-디페닐메탄-3,5,2',4',6',-펜타이소시아네이트, 페닐이소시아네이트메틸 이소시아네이트, 페닐이소시아네이트에틸이소시아네이트, 테트라히드로나프틸렌디이소시아네이트, 헥사히드로벤젠디이소시아네이트, 헥사히드로디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐에테르디이소시아네이트, 에틸렌글리콜디페닐에테르디이소시아네이트, 1,3-프로필렌글리콜디페닐에테르디이소시아네이트, 벤조페논디이소시아네이트, 디에틸렌글리콜디페닐에테르디이소시아네이트 디벤조푸란디이소시아네이트 카르바졸디이소시아네이트, 에틸카르바졸디이소시아네이트, 디클로카르바졸디 이소시아네이트등의 방향족 폴리이소시아네이트 등.
본 발명에서 사용되는 폴리이소시아네이트 화합물은 자일릴렌디이소시아네이트(XDI), 2,5(6)-비스(이소시아네이트메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄(NBDI), 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 디시클로헥실 메탄 디이소시아네이트(H12MDI) 및 지방족이소시아네이트의 뷰렛(biuret)으로구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서, 액상(II)의 화합물로 사용되는 폴리티올 화합물로는, 하기와 같은 화합물들이 있다:
1,2-비스(2-메르캅토에틸티오)-3-메르캅토프로판, 트리메틸올프로판 트리스(메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(메르캅토프로피오네이트) 이외에, 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)-3- {2-메르캅토-3-[3-메르캅토-2-(2-메르캅토에틸티오)-프로필티오]프로필티오 }-프로판-1-티올, 트리메틸올프로판 트리스(메르캅토프로피오네이트, 트리메틸올에탄 트리스(메르캅토프로피오네이트), 글리세롤 트리스(메르캅토프로피오네이트), 트리메틸올클로로 트리스(메르캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판 트리스(메르캅토아세테이트), 트리메틸올에탄 트리스(메르캅토아세테이트,펜타에리트리톨테트라키스메르캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라키스머캅토아세테이트, [1,4]디티안-2-일-메탄티올, 2-(2-메르캅토-에틸술파닐)-프로판-1,3-디티올, 2-([1,4]디티안-2일메틸술파닐)-에탄티올, 3-(3-메르캅토-프로피오닐술파닐)-프로피오닉애시드 2-하이드록실메틸-3-(3-메르캅토-프로피오닐옥시)-2-(3-메르캅토-프로피오닐옥시메틸)-프로필 에스터, 3-(3-메르캅토-프로피오닐술파닐)-프로피오닉애시드 3-(3-메르캅토-프로피오닐옥시)-2,2-비스-(3-메르캅토-프로피오닐옥시메틸)-프로필 에스터, (5-메르캅토메틸-[1,4]디티안-2-일)-메탄티올, 1,3-비스(2-메르캅토에틸티오)프로판-2-티올(MET), (3,6,10,13-테트라티아펜타데칸-1,8,15-트리티올)(SET), 2-(2-메르캅토에틸티오)프로판-1,3-디티올(GMT), 4,8-디메르캅토메틸-1,11-디메르캅토-3,6,9-트리티아운데칸(DMDDU) 등의 폴리티올 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종을 이용할 수도 있다.
본 발명에서 바람직한 폴리티올 화합물은 하기의 구조를 각각 갖는 [1,4]디티안-2,5-디일-디메탄티올(CET)(식(1) 화합물), (2,5-디메틸-[1,4]-디티안-2,5-디일)디메탄티올(CMET)(식(2) 화합물), 2,2'-([1,4]-야티안-2,5디일)디에탄티올(CDET)(식(3) 화합물)이다:
(1)
(2)
(3)
한편, 본 발명에서 액상(I)로서 사용되는 폴리이소시아네이트의 작용기(-NCO)와 액상(II)로서 사용되는 폴리티올의 작용기(-SH)에서 NCO/SH의 작용기의 몰비가 0.5~1.5범위내로 사용하는 것이 바람직하다. 더 나아가, 광학렌즈의 물성을더욱 좋게 하기 위하여, 0.9~1.1 몰비의 범위가 바람직하며, 1.0 몰비로 사용함이 더욱 바람직하다.
폴리티올인 경우 CET만 사용하면 1.60~1.62(nD) 또는 그 이상의 고굴절의 수지를 얻을 수 있지만, 이러한 고굴절률이 모든 렌즈에 필요한 것은 아니다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 폴리티올은 CET로 특별히 제한할 필요는 없다.
본 발명에서 사용되는 적외선 흡수제는 파장 780∼2500 nm의 범위에 걸쳐 적외선을 흡수하는 적외선 흡수제를 선정하면 되고, 알려진 적외선 흡수 색소를 채택할 수 있으면서, 예를 들어 하기와 같은 것을 들 수도 있다:
(1) N,N,N',N'-테트라키스(p-치환페닐)-p-페닐렌디아민으로부터 산화반응을 통해 유래된 N,N,N',N'-테트라키스(p-치환페닐)-p-페닐렌 양이온과 그에 상응하는 음이온으로 이루어진 염(salt) 형태의 적외선 흡수제;
(2) N,N,N',N'-테트라아릴퀴논 디이모니움 염류;
(3) 비스-(p-디알킬아미노페닐)〔N,N-비스(p-디알킬아미노페닐)p-아미노페닐〕아미늄염.
하지만, 본 발명자들은 적외선 흡수제로서, 공지된 디이모니움 화합물 중에서도 일부 폴리티올 화합물에도 안정하고 경화 후에도 근적외선 차단 기능이 유지되는, 파장 800∼1200 nm의 범위에 걸쳐 근적외선을 흡수하는 디이모니움 화합물을 확인하였다. 또한, 이러한 화합물은 특별히 1064 nm의 파장의 차단능력이 우수하여 Nd YAG 레이저 차단기능까지 나타내는 것을 확인할 수 있었으며, 1.60이상의 고굴절율을 가지는 렌즈 조성물 및 렌즈에 적당하다는 것을 확인하였다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 디이모니움계 화합물은 페닐렌디아민 중간체를 사용하는데 하기 화학식(4)의 화합물이다(US20040137367A1, KR100603897B1):
(4)
본 발명에서 사용되는 디이모니움 화합물은 화합물 (4)의 대표적 구조를 가진다. 이중 가장 화합물이 열에 대한 안정성을 가지는 것은 분지형 알킬기이다. 선행특허 (US 2004/0137367A1 )에 보고된 다양한 염 형태의 하기 구조이다.
분 지형 알킬기의 구체적인 예로는 1-메틸 에틸기(이소프로필기), 1,1-디메틸에틸기 (t- 부틸기), 1-메틸프로필기(sec-부틸), 1,1-디메틸 프로필기, 2-메틸프로필기(이소부틸기), 1,2- 디메틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 1-메틸부틸기 , 2-메틸 부틸기, 3-메틸 부틸기(이소아밀기), 1,1- 디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 3,3- 디메틸부틸기, 1,2- 디메틸부틸 탄소수 1 내지 10의 알킬기가 바람직하고, 그 중에서도, 2-에틸부틸기 등을 들 수 있다.
X는 전하의 중화에 필요한 음이온이며, X가 2가 음이온 인 경우 1 몰이 필요하고, X가 1가 음이온인 경우에는 2몰이 필요하다.　이러한 음이온은 유기산 음이온 또는 무기 음이온으로부터 선택된다.　유기산 음이온의 구체예로는, 아세테이트이온, 락테이트 이온, 트리플루오로아세테이트 이온, 프로피오네이트 이온, 벤조에이트 이온, 옥살레이트 이온, 숙시네이트 이온, 스테아레이트 이온 등의 유기 카르복실레이트 이온;　
메탄설포네이트 이온, 톨루엔설포네이트 이온, 나프탈렌모노설포네이트 이온, 나프탈렌이소포네이트 이온, 클로로벤즈설포네이트 이온, 클로로벤즈설포 네이트 이온, 니트로벤젠설포네이트 이온, 도데실벤젠설포네이트 이온, 벤젠 설포 네이트이온, 에탄설포네이트 이온과 같은 유기 설포네이트 이온;
무기 음이온의 예로는 불소 이온, 염소 이온, 브롬 이온 및 요오드 이온과 같은 할로겐 이온;　아티오시아네이트 이온, 헥사플루오로 안티몬 산 이온, 과염소산 이온, 과요오드 이온, 질산 이온, 테트라플루오로 보레이트 이온, 헥사 플루오로 포스페이트 이온, 몰리브데이트 이온, 텅스테이트 이온, 티타네이트 이온, 바나데이타 이온, 포스페이트 이온, 붕산염 이온 및 퍼클로레이트 이온, 요오드 이온, 테트라플루오로 보레이트 이온, 헥사플루오로 포스페이트 이온 및 헥사 플루오로 안티네이트 이온 등이 바람직하다.
음이온 중에서, 예를 들어, 과염소산 이온, 요오드 이온, 테트라 플루오로 보레이트 이온, 헥사 플루오로 포스페이트 이온, 헥사 플루오로 안티 모 네이트 이온, 트리 플루오로 메탄설포네이트 이온 및 톨루엔설포네이트 이온 등이 바람직하다.
특히, 본 발명에서 바람직한 것은 하기 화학식(5)의 염 형태의 화합물이다:
(5)
광학 조성물에 포함되는 근적외선 흡수제의 함량은 광학 조성물을 기준으로 할 때, 0.01 내지 0.5 중량% 범위, 바람직하게는 0.02 내지 0.1 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0.03 내지 0.08 중량% 범위이다. 근적외선 흡수제의 함량이 이 범위 미만이면 근적외선 흡수능에 문제가 있고, 이 범위를 초과하면 비경제적이다.
본 발명에서, 상기 화학식(5)의 디이노니움계의 함량이 광학 조성물을 기준으로 할 때, 상기 범위내에 존재하는 광학 조성물을 이용하여 렌즈를 제조할 경우, 디이모니움계 화합물은 (1) 400 nm의 파장 영역, 및 (2) 800 nm~1200 nm의 파장 영역의 범위내에 투과율 5% 미만의 분광 투과율 곡선의 극소치를 갖는 색소로 작용할 수 있게 될 것이다.
또한, 디이모니움계 화합물은 1064 nm의 단일 파장에서도 광학밀도 4이상(=투과율 0.01%이하)의 분광 투과율 곡선의 최대치를 갖는 색소로 작용할 수 있게 될 것이다.
한편, 본 발명에서 얻어진 유해광선 차단용 광학 조성물로부터 제조된 광학렌즈에 편광 기능, 조광 기능, 또는 이들 기능의 조합을 추가로 부여할 수 있다.
본 발명에 의해 제작된 광학렌즈가 근적외선 차단 안경렌즈로서의 적합한 물성을 갖는지 평가할 필요가 있다. 각각의 물성치로서, (1) 굴절율(nD), (2) 투과율(T %), (3) 광학밀도(OD) 등은 다음의 기기 또는 시험법에 의해 평가하였다.
(1) 굴절율(nD): ATAGO사의 1T 모델인 ABBE 굴절계를 사용하여 20 ℃에서 측정했다.
(2) 근적외선 차단 여부 및 투과율(T %): 렌즈 두께 1.2mm의 평판으로 제조된 시험편을 SHIMADZU, UV/Vis-NIR spectrophotometer UV-3600 분석기기로 렌즈의 흡수스펙트럼으로부터 가시광선 영역(400 내지 800 nm)에서의 투과율(T %)를 직접 측정하였다.
(3) 광학밀도(Optical Density: OD): 이는 이 빛에 대한 차단 성능을 평가하기 위해 UV/VIS Spectrometer를 이용하여 각 파장 별 흡수도인 광학 밀도(OD)로 환산하여 측정하였다.
흡광도: A = log(I0/I ) = -log(I/I0 ) = -logT = OD
투과도 (I 0 /I) %T(투과율) 흡수율(%) A(흡광도), OD
1 100 0 0
0.1 10 90% 1
0.01 1 99% 2
0.001 0.1 99.9% 3
0.0001 0.01 99.99% 4
대표적인 광학렌즈의 제조 방법을 간단하게 살펴보면 하기와 같다.
폴리이소시아네이트를 구성하는 모노머와 근적외선 흡수제를 특정한 비율로 혼합하고, 여기에 폴리티올을 구성하는 모노머를 특정한 비율로, 혼합하고, 교반한다. 그런 다음, 얻어진 혼합물에 각각의 특정량의 내부이형제, 유기염료, 경화 촉매 등을 첨가한다. 이어서 최종적으로 얻어진 폴리우레탄 광학 수지 조성물을 이용하여 당업계의 통상적인 중합 및 렌즈 제조 과정에 의하여 폴리우레탄 광학렌즈를 얻는다. 이어서 렌즈를 필요에 따라 특정 지름으로 가공, 세척, 어닐링, 진공증착 등을 행하여, 코팅된 렌즈를 얻는다.
합성예
(1) 3차 아민(tertiary amine) 유도체 합성; (N1,N1'-(1,4-페닐렌)비스(N4,N4-디-sec-부틸-N1-(4-(디-sec-부틸아미노)페닐)벤젠-1,4-디아민))
30 ml의 DMF에 3.8 g의 N.N,N',N'-테트라키스(아미노페닐)-p-페닐렌디아민을 용해하였다. 21 g의 이소부틸 브롬아이드와 15 g의 탄산칼륨을 투입하고 80℃에서 1시간, 90℃에서 7시간 130℃에서 1시간 교반하였다.
반응이 완료되면 실온으로 냉각하고, 녹지 않는 고체를 여과하고 30 ml의 이소-프로판올로 세척하였다. 여과된 여액은 0~5℃로 냉각하고 1시간동안 교반하여 결정을 생성하였다. 생성된 결정은 10ml 메탄올로 세척하고 60℃에서 건조하여 밝은 갈색 고체 4.2g을 얻었다.
(2) 디이모니움 염 합성(화학식 5)
앞에서 합성한 3차 아민 1 g을 DMF 10ml에 투입하고 반응 내부온도를 60℃로 올려 용해하였다. 여기에 실버 헥사플루오로안티모네이트(silver hexafluoroantimonate) 0.78 g을 10ml DMF에서 60℃로 올려 녹인 용액을 5분간 천천히 투입하고 60℃에서 0.5 시간 교반하였다. 반응 내부 온도를 20℃로 내리고, 반응 경과에 따라 생성된 은 금속을 여과하였다. 여과된 반응여액에 정제수 10ml을 천천히 투입하여 15분간 교반하였다. 생성된 검은 색 결정은 여과하고 50ml 물로 충분히 세척하였다. 60℃에서 1일 건조하여 최종 0.81 g의 디이모니움 헥사플루오로안티모네이트 염을 제조하였다.
(실시예)
실시예 1
1,3-(이소안토메틸)시클로헥산 (1,3-BIC) 30g과 근적외선 흡수제 0.062g(총 이소시아네이트와 폴리티올 중량의 약 1000ppm에 해당) (화학식 5의 화합물)투입 후 10torr 이하의 압력으로 40분간 교반하여 액상(I)의 폴리이소시아네이트와 근적외선 흡수제 혼합물을 얻어내어 액상(I) 화합물을 얻는다. 이어서, 폴리티올 화합물로서, CET 32.81g을 혼합하고 교반하면서 10torr 이하의 압력으로 40분간 교반하여 액상(II)의 폴리티올을 얻어낸다. 그런 다음 얻어진 액상(II)의 혼합물에 액상(I)의 혼합물 56.48g을 혼합하고, 이형제(DUPONT 사에서 'ZELEC UN'로 시판 중 산성 인산에스테르) 0.25g((총 이소시아네이트와 폴리티올 중량의 4000ppm에 해당)를 투입 후 10torr이하의 압력으로 약 40분간 교반한다.
마지막으로, 촉매 0.044g(총 이소시아네이트와 폴리티올 중량의 약 700ppm 에 해당) (디부틸틴클로라이드) 혼합하여 10torr 이하의 압력에서 약 20분 교반하여 최종적으로 광학수지 조성물을 얻는다. 얻어진 조성물을 점착테이핑된 유리몰드에 투입하여 사전에 프로그램(상온~35℃4시간 승온, 35~50℃5시간 승온, 50~75℃4.5시간 승온, 75~90℃5시간 승온, 90℃3시간 유지, 90~130℃2시간 승온, 130℃1.5시간 유지, 130~70℃1시간 냉각)된 오븐에서 경화시킨 후 이형하여 렌즈를 얻어낸다. 얻어진 근적외선 차단 렌즈의 UV-Vis-NIR의 분석 결과를 도 1에 나타냈다.
도 1은 근적외선 차단 렌즈의 대표적인 UV-VIS-NIR 흡수 스펙트럼의 분석 결과로서, Y축은 투과율(T%)과 흡수도(Abs=OD)이고, X축은 파장(nm)을 나타낸다. 도 1의 그래프에서, (EXP-1)의 투과율 곡선은 자외선 흡수제를 하지 않아도 400 nm이하의 자외선은 차단되었음을 보여주는 것이다.
또한 400~800 nm의 가시광선은 일부만 차단되고, 투과율이 10 ~ 20%이상이 되어서 눈으로 볼 수 있도록 한 것이다. 만일, 가시광선의 투과율이 0%이면 해당 렌즈를 착용할 경우 눈이 보이지 않게 되기 때문에, 투과율이 높은 것이 좋은 것이다. 하지만, 근적외선 흡수제를 많이 첨가하면 가시광선도 차단되는 부작용이 있기 때문에, 적당한 범위의 첨가가 필요하게 된다.
도 1의 그래프에서 (EXP-2)의 흡수도 곡선은 1064 nm 파장에서 광학밀도 (OD) 4이상을 보여주는 것이다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 1,3-BIC 대신에 보노넨 디이소시아네이트 (NBDI) 31.86 g을 사용한 것만 제외하고, 나머지 성분과 과정은 실시예 1과 동일하게 진행한다.
얻어진 근적외선 차단 렌즈의 UV-Vis-NIR의 분석 결과를 도 2에 나타냈다. 도 2의 EXP-3의 투과율 곡선은 도1의 EXP-1의 투과율 곡선과 유사하게 자외선 흡수제를 하지 않아도 400 nm이하의 자외선은 차단되고, 400~800 nm의 가시광선은 일부만 차단되었고, 800~1200 nm는 대부분 차단 되었음을 보여주는 것이다.
도1의 그래프에서 (EXP-4)의 흡수도 곡선도 도1의 (EXP-2) 1064 nm 파장에서 광학밀도 (OD) 4이상을 보여주는 것이다.
비교예 1
상기 한국특허공개공보 제10-2010-0014582 에 기술된 적외선 흡수제는 현재 보편화된 안경렌즈의 수지인 고굴절이 가능한 폴리티올 적용 폴리우레탄 기반의 수지적용이 불가하다는 것을 비교예로 제시하였다.
광학조성물의 원재료의 수지로서 2,3-비스((2-머캅토에틸)티오)-1-프로판티올(CAS번호: 131538-00-6)로 구성된 고굴절율 수지 (미쯔이화학 제조 MR-8, 굴절률 1.60) 100 중량부에 적외선 흡수제(화합물 5)를 0.1 중량부 첨가하고 렌즈를 제작하였다.
얻어진 렌즈 (두께 3 mm)의 UV-Vis-NIR의 분석 결과를 도 3에 나타냈다.
도3의 EXP-5 투과율 곡선은 800~1200 nm 파장영역에서 차단되지 않는 것을 보여주고 EXP-6의 흡수도 곡선에서 1064 nm 파장의 광학밀도가 현저히 낮은 것을 보여준다.
표 1에서는 실시예 1 및 2, 비교예 1의 각 모노머 조성물에 따른 렌즈 물성을 상술한 측정 방법에 따라, 굴절률, 투과율, 광학밀도 등의 물성을 측정하고, 그 결과를 요약하였다.
400 nm 이하 투과율(%) 400~800 nm 투과율(%) 800 ~1200 nm 투과율(%) 1064 nm 광학밀도 (OD) 굴절률 (nd)
실시예 1 0 23.7 0.5 4.1 1.6174
실시예 2 0.1 25.2 0.2 3.8 1.6142
비교예 1 0.1 89.0 84 0.1 1.6014
실시예 1 및 2에서 굴절율 1.60이상의 렌즈는 가시광선 투과율이 23% 이상으로서 선글라스 사용보다 투명하게 사물인지가 가능하며, 400 nm이하의 자외선 투과율도 0.1% 이하의 결과를 얻음으로서 별도의 자외선차단제를 첨가하지 않아도 99.9% 이상의 차단이 가능하다. 근적외선 영역인 800내지 1200 nm의 투과율도 0.5% 이하이다. 특히 1064 nm의 파장에서 광학밀도는 최대 3.8 내지 4.1로서 평균적으로 4.0 이상의 흡수율 99.99%의 기능을 갖음으로 Nd YAG 레이저 기기의 사용자에게 효율적인 렌즈를 제공할 수 있다.
비교예 1에서 상용화되고 있는 1.60 수지의 적용 시 800내지 1200 nm 파장영역에서 투과율이 89% 정도로 근적외선 흡수제의 흡수기능이 현저히 낮아졌다. 이는 디이모니움계 화합물이 지환족 폴리티올외 다른 폴리티올과 반응함으로 근적외선 흡수기능이 저하되는 것으로 판단된다.
(광학렌즈의 부가적 기능의 부여)
본 발명은 상기의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 폴리우레탄 수지 기재에는, 편광 기능(polarizing functions; 특정한 각도에서만 빛을 투과시키는 비금속성 물체 표면의 반사광을 최소화하기 위한 기능) 외에, 조광 기능(dimming functions; 주변 환경과 공간 이용률을 고려해 자동적으로 조도제어가 가능한 기능)을 부여하는 것이 가능할 것이다. 더 나아가, 특히 광학렌즈의 경우에는, 시력 교정 기능을 부여하는 것도 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 유해광선 차단용 광학 조성물로서,
    (1) 폴리이소시아네이트 화합물 중 적어도 1종; 및
    (2) 폴리티올 화합물 중 적어도 1종; 및
    (3) 400 nm 이하의 자외선 파장, 400~450 nm의 청색광 파장, 800 내지 1200 nm 파장에서 각각 평균 투과율이 70% 이하의 흡수능을 갖는 디이모니움계 화합물의 흡수제;
    를 포함하는, 유해광선 차단용 광학 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디이모니움계 화합물이 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는, 유해광선 차단용 광학 조성물:
    [화학식 1]

    상기 식에서, R은 분지형 알킬기이며, X는 전하의 중화를 위한 음이온이다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분지형 알킬기가 1-메틸 에틸기(이소프로필기), 1,1-디메틸에틸기 (t-부틸기), 1-메틸프로필기(sec-부틸), 1,1-디메틸 프로필기, 2-메틸프로필기(이소부틸기), 1,2-디메틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸 부틸기, 3-메틸 부틸기(이소아밀기), 1,1- 디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 3,3- 디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 또는 2-에틸부틸기이며;
    상기 음이온이 아세테이트이온, 락테이트 이온, 트리플루오로아세테이트 이온, 프로피오네이트 이온, 벤조에이트 이온, 옥살레이트 이온, 숙시네이트 이온, 스테아레이트 이온, 메탄설포네이트 이온, 톨루엔설포네이트 이온, 나프탈렌모노설포네이트 이온, 나프탈렌이소포네이트 이온, 클로로벤즈설포네이트 이온, 클로로벤즈설포 네이트 이온, 니트로벤젠설포네이트 이온, 도데실벤젠설포네이트 이온, 벤젠 설포 네이트이온, 에탄설포네이트 이온, 불소 이온, 염소 이온, 브롬 이온 및 요오드 이온,　아티오시아네이트 이온, 헥사플루오로 안티몬 산 이온, 과염소산 이온, 과요오드 이온, 질산 이온, 테트라플루오로 보레이트 이온, 헥사 플루오로 포스페이트 이온, 몰리브데이트 이온, 텅스테이트 이온, 티타네이트 이온, 바나데이타 이온, 포스페이트 이온, 붕산염 이온 및 퍼클로레이트 이온, 요오드 이온, 테트라플루오로 보레이트 이온, 헥사플루오로 포스페이트 이온 및 헥사 플루오로 안티네이트 이온으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 음이온인 것을 특징으로 하는, 유해광선 차단용 광학 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 음이온이 과염소산 이온, 요오드 이온, 테트라 플루오로 보레이트 이온, 헥사 플루오로 포스페이트 이온, 헥사 플루오로 안티모네이트 이온, 트리 플루오로 메탄설포네이트 이온 및 톨루엔설포네이트 이온으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 음이온인 것을 특징으로 하는, 유해광선 차단용 광학 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 자일릴렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)-비시클로[2,2,1]헵탄,( 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 및 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 지방족 이소시아네이트의 뷰렛(biuret)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인, 유해광선 차단용 광학 조성물.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 폴리티올 화합물은, 광학 조성물에 포함된 전체 폴리티올 화합물의 중량을 기준하여, [1,4]디티안-2,5-디일-디메탄티올, (2,5-디메틸-[1,4]-디티안-2,5-디일)디메탄티올,, 2,2'-([1,4]-야티안-2,5-디일)디에탄티올로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 50 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 유해광선 차단용 광학 조성물.
  7. 상기 유해광선 차단용 광학 조성물을 주형 중합에 의하여 성형하여 유해광선 차단용 광학 수지를 제조하는 방법으로서,
    (1) 폴리이소시아네이트 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 광학 조성물의 액상(I)과, 400 nm 이하의 자외선 파장과 400~450 nm의 청색광 파장, 800 내지 1200 nm 파장에서 각각 평균 투과율이 70% 이하의 흡수능을 갖는 디이모늄계 화합물을 혼합하여 균일한 광학 조성물의 액상(II)을 얻는 단계;
    (2) 폴리티올 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 광학 조성물의 액상(III)을 얻는 단계; 및
    (3) 상기에서 얻어진 액상(II)의 용액, 액상(III)을 혼합하여 제조된 광학 조성물을 주형 중합에 의하여 중합하는 단계;를 포함하는, 광학 수지의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 디이모니움계 화합물이 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는, 광학 수지의 제조 방법:
    [화학식 1]

    상기 식에서, R은 분지형 알킬기이며, X는 전하의 중화를 위한 음이온이다.
  9. 제7항 또는 제8항에 기재된 제조 방법으로 제조한 광학 수지.
  10. 제9항의 광학 수지가 안경 렌즈용으로 사용되는 것을 특징으로 하는, 광학 수지.
KR1020220075594A 2022-06-21 2022-06-21 유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법 KR20230174535A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220075594A KR20230174535A (ko) 2022-06-21 2022-06-21 유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220075594A KR20230174535A (ko) 2022-06-21 2022-06-21 유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230174535A true KR20230174535A (ko) 2023-12-28

Family

ID=89385107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220075594A KR20230174535A (ko) 2022-06-21 2022-06-21 유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230174535A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008245205B2 (en) Infrared ray-absorbable eyeglass lens, and method for production thereof
KR101761828B1 (ko) 광학수지 조성물 및 이를 이용한 광학용 렌즈
KR102036465B1 (ko) 광학 재료용 중합성 조성물, 광학 재료, 광학 재료용 중합성 조성물의 제조 방법 및 광학 재료의 제조 방법
US20180201718A1 (en) Optical composition for blocking electromagnetic waves and method for manufacturing optical lens therefrom
EP1243621B1 (en) Plastic base material
WO2015037627A1 (ja) 光学材料およびその用途
US20210179931A1 (en) Optical articles comprising photochromic poly(urea-urethane)
KR20190035902A (ko) 포토크로믹 렌즈 및 중합성 조성물
US6225021B1 (en) Photopolymerizable composition based on polyiso(thio)cyanate monomers and on monomers with a labile proton, comprising a photoinitiating agent and an agent for activating the photopolymerization and optical articles obtained
EP4011983A1 (en) Optical material
CN113692550B (zh) 光学材料、光学材料用聚合性组合物、固化物、塑料透镜、光学材料的应用方法
KR20230174535A (ko) 유해광선 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 수지의 제조 방법
KR20210115296A (ko) 근적외선 및 레이저 차단용 광학 조성물
EP3357948A1 (en) Polythiol composition for plastic lens
CN113692552B (zh) 光学材料
CN113490868B (zh) 为了更宽的nir截止和更好的美观而包含nir染料混合物的光学元件
KR20170008677A (ko) 전자기파 차단용 광학 조성물 및 이로부터 광학 렌즈의 제조 방법
WO2022114064A1 (ja) 光学材料、レンズ及びアイウェア
JP2023161056A (ja) 光学材料用重合性組成物およびフォトクロミックレンズ
JP2021107882A (ja) 光学材料、光学材料用重合性組成物、プラスチックレンズ、アイウェア及び光学センサー
CN113711113A (zh) 光学材料、光学材料用聚合性组合物、塑料透镜、护目镜、红外线传感器及红外线照相机