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KR100947720B1 - 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복조성물, 그 제조 방법 및 그 조성물이 피복된 광학렌즈 - Google Patents

내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복조성물, 그 제조 방법 및 그 조성물이 피복된 광학렌즈 Download PDF

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KR100947720B1
KR100947720B1 KR1020060101581A KR20060101581A KR100947720B1 KR 100947720 B1 KR100947720 B1 KR 100947720B1 KR 1020060101581 A KR1020060101581 A KR 1020060101581A KR 20060101581 A KR20060101581 A KR 20060101581A KR 100947720 B1 KR100947720 B1 KR 100947720B1
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silane
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홍영준
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물, 그 제조 방법 및 그 조성물이 피복된 광학렌즈에 관한 것으로서, 그 실록산계 피복 조성물은 오가노 실란 화합물, 알루미늄 복합물, 무기산화물(고굴절 필러), 공통용매, 및 용매를 포함하여 이루어진다. 상기 실록산계 피복 조성물은 오가노 실란 화합물, 알루미늄 복합물을 포함하므로 내마모성 및 염색성이 우수하고, 특히 물 및 유기용매에 모두 친화성이 있는 공통용매를 포함하므로 투명성이 우수하여, 고투명성을 요구하는 광학용 렌즈, 산업 안전경, 레져용 고글 등의 플라스틱 렌즈 표면의 코팅막으로 적용될 수 있는 장점이 있다.
내마모성, 투명성, 염색성, 고굴절, 초고굴절, 피복 조성물, 오가노실란, 공통용매, 아세틸아세톤

Description

내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물, 그 제조 방법 및 그 조성물이 피복된 광학렌즈 {Silicone based coating composition having excellent abrasion resistance, transparency and dyeability, a method for the preparation thereof, and an optical lenz coated by said coating composition}
도 1은 실험예 1에 따른 수(水)분산 고굴절 필러 졸(OST-1,2)의 입자 분포도
도 2는 실험예 1에 따른 유기 용매에 분산된 고굴절 필러 졸(DH40)의 입자 분포도
도 3은 실험예 2에 따른 수(水)분산 고굴절 필러 졸(OST-1)이 메탄올에 혼합된 용액(오른쪽)과 수(水)분산 고굴절 필러 졸(OST-1)이 메탄올/디아세톤알콜에 혼합된 용액(왼쪽)을 나타낸 사진
본 발명은 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물, 그 제조 방법 및 그 조성물이 피복된 광학렌즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피 복되는 기재 표면에 중굴절, 고굴절 및 초고굴절용 코팅막을 형성할 수 있는 피복 조성물로서, 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수하여 고투명성을 요구하는 광학용 렌즈, 산업 안전경, 레져용 고글 등의 플라스틱 렌즈 표면의 코팅막울 형성할 수 있는 실록산계 피복 조성물, 그 제조방법 및 그 조성물이 피복된 광학 렌즈에 관한 것이다.
종래의 유리렌즈는 물질 자체의 우수한 내마모성으로 인해 많이 사용되어 왔으나 외부 충격에 의해 파열되기 쉽고 염료의 착색이 어려우며 자외선 차단과 같은 기능성을 부여하기 용이하지 않아 투명한 플라스틱 렌즈로 대체되고 있다.
플라스틱 재질은 가볍고, 우수한 투명성 및 내파열성을 가지며 또한 염료의 염색성이 뛰어나 여러 기능성을 부여하기가 용이한 장점을 가지고 있다. 그러나 플라스틱 재질의 특성상 연질의 표면을 가지고 있어 외부 충격에 의해 쉽게 긁힘 자국이 나타나고 크랙(crack)이 발생함에 따라 렌즈로서의 사용 범위가 제한적이다. 이에 이러한 단점을 보완하기 위하여 플라스틱 렌즈의 표면에 내마모성이 우수한 유기물 또는 실리콘 피복제와 같은 피복 조성물을 코팅하여 사용하고 있다.
상기 플라스틱 렌즈용 피복 조성물은 내마모성, 염색성, 내용제성, 내온수성, 부착성, 광택성, 투명성, 작업 및 저장 안정성 등의 특성을 모두 갖추는 것이 바람직하나 이 중 하나 이상의 물성이 미흡하여 그 사용에 있어서의 제한을 받고 있다.
또한, 예전에는 저굴절 렌즈인 CR-39 (n = 1.49)가 주를 이루었으나, 최근 경량화 및 고급화의 추세에 따라 중굴절 렌즈인 NK-55 (n = 1.546)가 많이 사용되고 있으며 현재는 고굴절 렌즈인 MR8 (n = 1.593)와 초굴절 렌즈인 MR7 (n = 1.655)의 수요가 점점 증가하는 추세에 있다. 안경렌즈의 굴절율이 높아지면, 더 얇은 두께로 높은 도수의 렌즈를 제조 할 수 있으므로, 얇고 가벼운 안경렌즈의 제조가 가능해진다. 또한 비구면 렌즈의 제조가 가능해 지면서 수차로 인한 왜곡현상을 줄여 편안한 시야를 제공해 줄 수 있게 되었다.
일반적으로 기재와 기재에 코팅된 코팅막의 굴절율의 차이가 있으면 무지개와 비슷한 간섭무늬를 나타내며 굴절율의 차이가 없으면 간섭무늬가 없고 투과도 및 외관이 우수한 코팅막의 제조가 가능하다. 안경렌즈의 굴절율이 증가함에 따라 코팅막의 굴절율 또한 증가가 필요하게 되었고 통상적으로 유기물 또는 실리콘 피복 조성물의 경우 굴절율이 1.7 내지 3.0 인 고굴절 필러를 첨가함으로써 코팅막의 굴절율을 기재의 굴절율과 동일하게 맞추고 있다.
일반적으로 고굴절 필러는 (산화티타늄(TiO2)(굴절률 2.5~2.7), 산화실리콘(SiO2) (굴절률 1.5), 산화지르코늄(ZrO2) (굴절률 2.2), 산화주석(SnO2) (굴절률 2.0), 산화세륨(Ce2O3) (굴절율 2.2), 티탄산바륨(BaTiO3) (굴절율 2.4), 및 산화알루미늄(Al2O3) (굴절율 1.73), 및 산화이트륨(Y2O3) (굴절율1.92)으로 이루어진 군에서 2종 이상 선택되는 산화물을 포함하는 복합산화물로 구성되며, 크게 유기용매에 분산된 졸과 물에 분산된 졸로 나뉘어 진다. 이러한 고굴절 필러를 함유하는 유기물 및 실록산계 피복 조성물의 제조 방법은 고굴절 필러의 종류에 따라 크게 달라 지며, 또한 내마모성 및 투명성과 같은 코팅막의 물성은 동일 조성물을 사용하더라도 그 제조 순서에 따라 특성이 크게 달라 진다.
대한민국 특허공개 제1998-2185호에서는 저장 안정성, 내마모성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물을 개시하고 있나. 그러나 이러한 실록산계 피복 조성물은 투명성이 낮아 광학용 렌즈와 같은 미세 부품의 적용에는 적절치 못하다는 문제가 있다.
대한민국 특허공개 제2000-20026호에서는 내충격성이 우수한 고굴절율 내마모성 피복 조성물을 개시하고 있다. 이러한 피복 조성물은 염색성 및 광택성이 낮아 레저용 고글로 사용하는 경우 제품 품질이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 특허공개 제2002-9786호에서는 부착성, 광택성, 저장 및 작업 안정성이 향상된 실록산계 피복 조성물을 언급하고 있다. 상기 실록산계 피복 조성물은 전술한 특성은 우수하나 염색성이 약간 떨어지고 내열탕 시험시에 코팅막의 표면에 크랙(crack)이 발생하여 플라스틱 렌즈의 코팅막으로는 부적합하다는 문제가 있다.
대한민국 특허출원 제10-2005-0116346호에서는 유기 용매에 분산된 고굴절 필러를 사용하여 내마모성, 투명성, 작업 및 저장 안정성이 우수한 실록산계 피복 조성물에 대해 언급하고 있으나 물에 분산된 고굴절 필러로 대체하여 피복 조성물을 제조하면 내마모성 및 투명성이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 특허출원 제10-2005-0116345호에서는 유기 용매에 분산된 고굴절 필러를 사용하여 부착성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물에 대해 언급하고 있으나 물에 분산된 고굴절 필러로 대체하여 피복 조성물을 제조하면 내마모성 및 투명성이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 특허출원 제10-2005-0126113호 및 대한민국 특허출원 제10-2006-0084252호에서는 물에 분산된 고굴절 필러의 제조 방법에 대해 언급하고 있으나, 상기 고굴절 필러를 포함하는 실록산계 피복 조성물, 및 그 제조 방법에 관해서는 개시되어있지 않다.
본 발명의 목적은 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물로 피복된 광학렌즈를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) 하기 화학식 １로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물 0.1 내지 50 중량부; b) 하기 화학식 ２로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물 10 내지 60 중량부; c) 알루미늄 복합물 0.01 내지 10 중량부; d) 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물 1.0 내지 100 중량부 e) 공통용매 30 중량부 이하; 및 f) 용매 10 내지 100 중량부;를 포함하여 이루어지는 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
R1 aSi(OR2)4-a
상기 화학식 １에서，R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C1-C6의 할로겐화 알킬기, C2-C6의 알릴기 및 C３-C６의 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되고，a는 0 내지 3의 정수이다.
[화학식 2]
R3 bSi(OR4)4-b
상기 화학식 2에서, R3는
Figure 112006075297381-pat00001
이고， R5는 C1-C4의 알킬렌기이고， R6는 수소， C1-C4의 알킬기, 및
Figure 112006075297381-pat00002
로 이루어진 군에서 선택되고， R7은 수소 및 C1-C4의 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R4는 C1-C6의 알킬기이고, b는 0 내지 3의 정수이다.
본 발명은 또한 a) 용매 및 촉매의 존재 하에 ⅰ) 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물과, ⅱ) 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물을 혼합하 고, 졸-겔 반응을 수행하여 유기-무기 졸을 제조하는 단계； b) 유기-무기 졸에 공통용매를 첨가하는 단계 c) 공통용매가 첨가된 유기-무기 졸에 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물을 첨가하는 단계 및 d) a)단계 또는 b)단계에 알루미늄 복합물을 첨가하는 단계를 포함하여 이루어지는 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물로 피복된 광학렌즈를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 실험예 1에서 사용된 수(水)분산 고굴절 필러 졸(OST-1,2)의 입자 분포도이고, 도 2는 실험예 1에서 사용된 유기 용매에 분산된 고굴절 필러 졸(DH40)의 입자 분포도이고, 도 3은 실험예 2에서 공통용매의 효과를 나타낸 사진이다.
본 발명에 따른 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물은 a) 하기 화학식 １로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물 0.1 내지 50 중량부; b) 하기 화학식 ２로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물 10 내지 60 중량부;를 포함하여 이루어진다.
R1 aSi(OR2)4-a
상기 화학식 １에서，R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C1-C6의 할로겐화 알킬기, C2-C6의 알릴기 및 C３-C６의 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되고，a는 0 내지 3의 정수이다.
R3 bSi(OR4)4-b
상기 화학식 2에서, R3는
Figure 112006075297381-pat00003
이고， R5는 C1-C4의 알킬렌기이고， R6는 수소， C1-C4의 알킬기 및
Figure 112006075297381-pat00004
로 이루어진 군에서 선택되고， R7은 수소 및 C1-C4의 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R4는 C1-C6의 알킬기이고, b는 0 내지 3의 정수이다.
본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물에 있어서, a) 상기 화학식 １로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물은 상기 화학식 1의 오가노실란화합물 등이 단위 전구체(monomer precursor)로서, 상기 화학식 1 및 2의 오가노실란 화합물 및 알루미늄 복합물과 졸겔반응(축합 탈수 반응 포함)하여 형성된 무기질 망상 조직(network)의 반복단위로 존재할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물에 있어서, a) 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물은 상기 화학식 2의 오가노실란화합물 등이 단위 전구체(monomer precursor)로서, 상기 화학식 1 및 2의 오가노실란화합물 및 알루미늄 복합물과 졸겔반응(축합 탈수 반응 포함)하여 형성된 무기질 망상 조직(network)의 반복단위로 존재할 수 있다.
상기 화학식 1의 오가노 실란(organo silane) 화합물에 있어서 a가 1 이상인 경우에는 R1이 메틸기가 바람직하다. R1의 알킬기가 길수록 제조된 코팅막이 연질 특성을 강하게 나타내 코팅막으로서 물성이 저하된다. 필요에 따라서 메틸기를 갖는 것과 이와 다른 치환기를 가지는 것을 병용할 수 있으나 메틸기를 포함하는 실란 화합물의 몰 수가 다른 실란 화합물의 몰수보다 최소한 길거나 많아야 한다. 또한 a가 0인 경우는 R2가 C1∼C6의 알킬기인 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 화학식 1의 오가노실란 화합물은 메틸 트리메톡시 실란(methyl trimethoxy silane), 메틸 트리에톡시 실란(methyl triethoxy silane), 비닐 트리메톡시 실란(vinyl trimethoxy silane), 비닐 트리에톡시 실란(vinyl triethoxy silane), 디메틸 디메톡시 실란(dimethyl dimethoxy silane), 디메틸 디에톡시 실란(dimethyl diethoxy silane), 비닐메틸 디메톡시 실란(vinyl methyl dimethoxy silane), 부틸 트리메톡시 실란(butyl trimethoxy silane), 디페닐 에톡시 비닐실란(diphenyl ethoxy vinylsilane), 메틸 트리이소프로폭시 실란(methyl isopropoxy silane), 메틸 트리아세톡시 실란(methyl triacetoxy silane), 테트라페녹시 실란(tetraphenoxy silane) 및 테트라프로폭시 실란(tetrapropoxy silane), 비닐 트리이소프로폭시 실란(vinyl triisopropoxy silane) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 화학식 1의 오가노실란 화합물의 함량은 전체 조성물에서0.1 내지 50 중량부, 바람직하게는 1.0 내지 30 중량부이다. 상기 범위 미만이면 코팅막의 내마모성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 내온수성 시험시 코팅막에 크랙이 형성되는 문제가 있다.
상기 화학식 2의 오가노실란 화합물은 관능기로 에폭시 관능기를 포함하며, 본 발명의 피복 조성물을 기재 상에 경화시킬 때 유기 염료의 착색 또는 염색시키는 역할을 한다.
구체적으로 상기 화학식 2의 오가노실란 화합물은 3-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란(3-glycydoxy propyl trimethoxy silane), 3-글리시독시 프로필 트리에톡시 실란(3-glycydoxy propyl triethoxy silane), 3-글리시독시 프로필 메틸메톡시 실란(3-glycydoxy propyl methylmethoxy silane), 3-글리시독시 프로필 메틸에톡시 실란(3-glycydoxy propyl methylethoxy silane), 베타-(3,4-에폭시 사이클로헥실)에틸 트리메톡시 실란(β-(3,4-epoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 화학식 2의 오가노실란 화합물의 함량은 전체 조성물에서 10 내지 60 중량부, 바람직하게는 20 내지 40 중량부이다. 상기 범위 미만이면 내온수성 시험시 코팅막의 표면에 크랙이 발생되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 코팅막의 내마모성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물은 알루미늄복합물을 포함하며, 알루미늄복합물은 단위 전구체(monomer precursor)로서 상기 화학식 1 및 2의 오가노실란화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물은 및 알루미늄 복합물과 졸겔반응(축합 탈수 반응 포함)하거나 또는 산화함으로써, 형성된 무기질 망상 조직의 산화알루미늄 또는 무기질 망상 조직의 알루미늄-실리콘 산화복합물의 반복단위로 존재할 수 있다. 알루미늄 복합물은 내마모성을 향상시키거나 피복 조성물의 건조를 향상시켜 작업성을 개선하는 역할을 한다.
상기 알루미늄복합물의 함량은 전체 조성물에서0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량부이다. 상기 범위 미만이면 첨가 효과가 미미하여 코팅막의 내마모성이 저하되거나 건조시 끈적임이 발생하여 작업성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 코팅막의 투명성이 저하되어 제품의 품질이 낮아지는 문제가 있다.
본 발명의 피복 조성물에 사용 가능한 알루미늄복합물은 비한정적으로 알루미늄 이소프로폭사이드(Aluminum isopropoxide), 알루미늄 보레이트 (Aluminium borate), 알루니늄 브로마이드(Aluminium bromide), 알루미늄 카바이드(Aluminium carbide), 알루미늄 클로라이드(Aluminium chloride), 알루미늄 하이드록사이드(Aluminium hydroxide), 알루미늄 나이트라이드(Aluminium nitride), 알루미늄 아세틸아세톤(Aluminium acethylacetone), 알루미늄 실리케이트(Aluminium silicate) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본발명에 따른 실록산계 피복 조성물은 무기산화물을 포함한다. 무기산화물은 실록산계 피복 조성물의 굴절율을 조절하는 역할을 하며, 따라서 실록산계 피복 조성물이 코팅되어 중굴절, 고굴절 및 초고굴절 코팅막이 형성되어, 광학렌즈 등의 피복되는 기재와의 굴절율을 일치시키는 고굴절 필러(filler) 역할을 한다. 무기 산화물은 피복 조성물로부터 형성되는 코팅막의 굴절률을 1.5 내지 1.8로 조절하여 코팅막이 중굴절, 고굴절 및 초고굴절 특성을 나타낼 수 있도록 한다.
상기 무기산화물은 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물이며, 금속의 단독 산화물, 복합 산화물 및 무기산화물이 착화합물과 착화합체를 형성한 무기산화물-착화합물을 모두 포함한다. 상기 무기산화물은 물 또는 유기용매에 분산된 분산액 형태로 첨가되어 본 발명인 실록산계 피복 조성물에 포함될 수 있다.
무기산화물은 바람직하게는 산화티타늄(TiO2)(굴절률 2.5~2.7), 산화지르코늄(ZrO2) (굴절률 2.2), 산화주석(SnO2) (굴절률 2.0), 산화세륨(Ce2O3) (굴절율 2.2), 티탄산바륨(BaTiO3) (굴절율 2.4), 및 산화알루미늄(Al2O3) (굴절율 1.73), 산화이트륨(Y2O3) (굴절율 1.92) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
무기산화물로서 복합산화물은 서로 다른 2종 이상의 무기산화물이 화학적으로 결합하여 형성된 산화물로서, 바람직하게는 이산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화세륨(Ce2O3), 티탄산바륨(BaTiO3), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화이트륨(Y2O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 무기산화물이 화학적으로 결합하여 형성된 복합산화물이며, 더욱 바람직하게는 TiO2-SiO2, TiO2-ZrO2, TiO2- ZrO2-SiO2 이다.
상기 무기산화물-착화합물에서 착화합물은 아세틸아세톤 (Acetylacetone), 1,3-디페닐-1,3-프로판디온 (1,3-Diphenyl-1,3-propanedione, C6H5C(O)CH2C(O)C6H5), t-부틸 t-부틸 케톤(t-butyl t-butyl ketone, (CH3)3CC(O)CC(CH3)3), 4-t-부틸디메틸실록시-3-펜텐-2-온(4-tert-Butyldimethylsiloxy-3-penten-2-one), 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(Trimethylsiloxy)-3-penten-2-one), 메틸셀로솔브 (Methylcellosolve), 에틸셀로솔브 (Ethylcellosolve), 부틸셀로솔브 (Butylcellosolve), 이소프로필셀로솔브 (Isopropylcellosolve) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 무기 산화물은 굴절율에 따라 조성을 적절히 조합하여 사용될 수 있으며, 바람직하게는 TiO2, TiO2-acethylacetone이다.
무기 산화물은 실록산계 피복 조성물에서 안정한 분산 상태를 유지하고, 형성된 코팅막의 투명성을 고려하여 1차 입자 크기가 1 내지 20 nm, 1차 입자가 뭉친 2차 입자의 평균 크기가 200nm 이하인 것이 바람직하며, 2차 입자의 평균입경은 5 내지 200 nm이면 더욱 바람직하고, 5 내지 30 nm이면 가장 바람직하다.
상기 무기 산화물의 함량은 전체 조성물에서 무기 산화물 자체를 기준으로 1.0 내지 100 중량부, 바람직하게는 5 내지 80 중량부이다. 상기 범위 미만이면 적절한 수준의 굴절율의 코팅막을 형성하기 어려운 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 코팅막의 크랙점이 되어 코팅막이 찢어지거나 갈라져 막 경도가 심하게 저하되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물은 공통용매를 포함하며, 본 발명에 있어서 공통용매는 물과 유기용매에 모두 친화성이 있는 용매 및 유기 치환된 무기산화물과 유기용매에 모두 친화성이 있는 용매를 의미한다. 상기 공통용매로는 아세틸아세톤, 아세톤(Acetone), 디아세톤 알코올(Diacetone alcohol: DAA), 디메틸포름아미드(Dimethylformamide: DMF), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane: THF), 메틸셀로솔브(Methylcellosolve: MC), 에틸셀로솔브(Ethylcellosolve: EC), N-메틸 피롤리딘(N-methyl pyrrolidine), N-메틸 피롤리돈(N-methyl pyrrolidone: NMP), 1,3-디페닐-1,3-프로판디온, t-부틸 t-부틸 케톤, 4-t-부틸디메틸실록시-3-펜텐-2-온, 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온, 에틸아세테이트(ethyl acetate), 1,4-디옥세인(1,4-dioxane), 2-피롤리돈(2-pyrrolidone), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), C1-C5의 알킬 셀로솔브 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 C1-C5의 알킬 셀로솔브는 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브, 이소프로필 셀로솔브 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 공통용매의 함량은 전체 조성물에서 30 중량부 이하, 바람직하기로 25 중량부 이하이다. 상기 범위를 초과하면 건조시 끈적임이 발생하고 코팅성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물은 용매를 포함한다. 본 용매는 상기 공통용매와는 별개로 첨가되며, 화학식 1 및 2의 오가노실란 화합물, 알루미늄 복합물의 졸겔반응의 반응용매, 무기산화물의 분산용매 등의 역할을 한다. 용매는 비한정적으로 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 자이렌, 톨루엔 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 용매의 함량은 전체 조성물에서 10 내지 100 중량부, 바람직하게는 30 내지 80 중량부이다.
본 발명의 실록산계 피복 조성물은 필요에 따라 촉매를 더욱 포함할 수 있으며, 촉매는 저장 안정성, 내마모성 등의 제반 물성을 고려하여 그의 pH, 반응속도, 적용기재에 대한 부착성을 조절하는 역할을 한다. 촉매는 비한정적으로 초산, 인산, 황산, 염산, 질산, 클로로설포닉산, 파라-톨루엔설포닉산, 트리클로로아세틱산, 폴리포스포릭산, 아이오딕산, 요오드산 무수물, 퍼크로릭산 등의 산 촉매 가성 소다, 포타슘하이드록사이드, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 이미다졸, 암모늄 퍼클로레이트 등의 염기 촉매 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 실록산계 피복 조성물은 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수하며, 기타 피복기재와의 밀착성, 가공성, 반사 방지성 등을 개선하기 위하여 본 발명의 효과가 저하되지 않는 범위에서 각종의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 비한정적으로 폴리올레핀계 에폭시 수지, 사이클로 헥산 옥사이드, 폴리글리시딜 에스터류, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지 또는 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 페놀계 등의 자외선 흡수제 등일 수 있다. 또한 도포성을 개선하기 위하여 각종 계면활성제를 배합할 수도 있으며, 계면활성제로는 디메틸실록산과 폴리에테르의 블록 공중합체나 그라프트 공중합체 또는 불소계 계면활성제 등을 사용할 수 있다.
상기 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물은 통상의 피복 조성물의 제조에 사용되는 방법이 가능하며, 바람직하게는 a) 용매 및 촉매의 존재 하에 ⅰ) 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물과, ⅱ) 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물을 혼합하고, 졸-겔 반응을 수행하여 유기-무기 졸을 제조하는 단계； b) 유기-무기 졸에 공통용매를 첨가하는 단계 c) 공통용매가 첨가된 유기-무기 졸에 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물을 첨가하는 단계 및 d) a)단계 또는 b)단계에 알루미늄 복합물을 첨가하는 단계를 포함하여 이루어지는 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따라 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물을 제조하기 위해서는, 먼저 a) 용매 및 촉매의 존재 하에 ⅰ) 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물과, ⅱ) 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물을 혼합하고, 졸-겔 반응을 수행하여 유기-무기 졸을 제조하는 단계를 수행한다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물의 가수분해물은 상기 화학식 1 및 2의 오가노실란 화합물의 알콕시기가 물과 반응하여 형성된 수산화기(-OH)를 가지는 오가노실란화합물의 유도체를 의미한다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물의 부분축합물은 상기 화학식 1 및 2의 오가노실란화합물 또는 그 가수분해물이 단위 전구체(monomer precursor)로서 졸-겔 반응(탈수축합반응을 포함)하여 형성된 무기질 망상 조직(network)의 축합물을 의미한다.
본 단계인 졸-겔 반응 온도 및 압력은 반응속도 및 반응용매의 끓는점 등을 고려하여 정하여 정하여지며, 예를 들면 반응온도는 20 내지 40℃이고, 반응압력은 상압이다.
상기 졸-겔 반응을 통해 얻어진 유기-무기 졸은 화학식 1 및 2의 화합물이 3차원 망상 구조를 가져 안정한 분자 상태를 이뤄 낮은 온도에서 단시간 내에 부착 력이 우수한 코팅막을 얻을 수 있게 한다.
본 단계에서 사용하는 용매 및 촉매로는 본 발명인 실록산계 피복 조성물을 구성할 수 있는 용매 및 촉매를 사용할 수 있다.
본 단계에 있어서, ⅰ) 화학식 1로 표시되는 오가노실란 화합물, ⅱ) 화학식 2로 표시되는 화합물, 용매 및 촉매의 첨가순서는 특별히 한정되지 않는다.
다음으로 b) 유기-무기 졸에 공통용매를 첨가하는 단계를 수행한다.
다음으로 c) 공통용매가 첨가된 유기-무기 졸에 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물을 첨가하는 단계를 수행한다.
졸-겔 반응생성물인 유기-무기졸에 무기산화물(고굴절필러)를 먼저 첨가하고 공통용매를 첨가하면, 졸-겔 반응생성물과 무기산화물의 상용성이 낮아 응집이 발생하여 투명성이 저하되는 문제가 있다. 본 발명의 실록산계 피복조성물의 제조방법은 본 단계인 공통용매의 첨가시기를 하나의 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물을 제조하기 위한 방법은 d) a)단계 또는 b)단계에 알루미늄 복합물을 첨가하는 단계를 더욱 포함하여 이루어진다. 상기 알루미늄복합물이 a)단계에 첨가되는 경우 a)단계의 졸-겔 반응이 수행되기 전에 첨가될 수도 있고, 졸-겔 반응이 수행되는 동안에 첨가될 수도 있다. 이때 알루미늄 이소프로폭사이드의 첨가시기는 a)단계가 바람직하고, 기타 알루미늄복합물의 첨가시기는 b)단계가 바람직하다.
본 발명에 따른 광학렌즈는 상기 실록산계 피복 조성물로 피복된 코팅막을 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 조성물로 제조된 코팅막은 1.5 내지 1.8 범위의 굴절율을 가져 중굴절, 고굴절 및 초고굴절 코팅막으로 사용될 수 있으며, 각종 광학용 렌즈, 특히 산업 안전경, 및 레져용 고글과 같은 플라스틱 렌즈의 표면에 코팅되어 플라스틱 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 내마모성 및 투명성이 우수하고 염색 후 투과율의 변화(DT(%))가 개선되고, 기재 코팅 후 건조가 용이하여 작업 도중 먼지의 오염이 적어 작업 안정성이 뛰어나다.
상기 코팅막은 이미 언급한 바와 같이 통상의 코팅방법을 이용하여 광학용 렌즈, 산업 안전경, 레져용 고글과 같은 플라스틱 렌즈의 표면에 코팅 및 건조한 후 경화시켜 제조된다.
이때 피복 후 경화조건은 배합비나 성분에 따라서 다소 차이가 있으나 일반적으로는 기재의 연화점 미만의 온도인 60 내지 150 ℃에서 20 분 내지 10 시간 경화함으로써 목적하는 특성을 가지는 코팅막을 얻을 수 있다.
상기 사용되는 코팅방법은 통상의 습식 코팅법이 가능하여, 일예로 롤 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 또는 스핀 코팅이 사용될 수 있으며 본 발명에서 한정하지 않는다.
상기 실록산계 피복 조성물에 의하여 얻은 코팅막은 분산염료로 염색이 가능하다. 이러한 염색은 분산염료의 농도, 온도, 시간 등의 조건을 임의로 결정할 수 있으며, 일반적으로는 0.1 내지 1 중량% 농도의 염료 수용액을 사용하며, 80 내지 100 ℃의 온도에서 5 내지 10 분간 침적하여 염색하게 된다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.
[실시예 1]
실록산계 피복 조성물의 제조
상온을 유지하는 자켓반응기(jacket reactor)에 테트라에톡시실리케이트 10g, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 30g, 알루미늄이소프로폭사이드 2g에 메탄올 20g을 첨가한 후, 5분간 교반하였다. pH 2.5의 초산 수용액 8g을 넣고 3시간 교반하여 졸-겔 반응을 수행하였다.
이어서 상기 졸-겔 반응에 의해 제조된 졸 용액에 아세틸아세톤 10g을 넣고 1시간 교반한 후 물에 분산된 TiO2-acethylacetone(LG화학 제조 OST-2, 수(水) 분산, 입경 4∼5nm, 구형, 결정상, 굴절률 2.5, 고형분 32 중량 %)을 14g 첨가하였다. 다음으로 1시간 동안 교반한 후에 메탄올 25g을 첨가하여 실록산계 피복 조성물을 제조하였다.
코팅막 형성
안경용 중굴절 렌즈(일본유지사 제조, NK-55, 굴절율 1.55)을 에칭한 후 상기 제조된 실록산계 피복 조성물에 침적시켜 피복시킨 후 110 ℃에서 2시간 동안 경화시켜 코팅막을 형성하였다.
[실시예 2]
TiO2-acethylacetone 28g을 첨가하는 것과 안경용 고굴절 렌즈(케미그라스사 제조, MR-8, 굴절율 1.59)에 코팅한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[실시예 3]
TiO2-acethylacetone 40g을 첨가하는 것과 안경용 초고굴절 렌즈(케미그라스사 제조, MR-7, 굴절율 1.65)에 코팅한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[실시예 4]
아세틸아세톤 대신 DAA 10g을 첨가 및 TiO2-acethylacetone 대신 TiO2 (LG화학 제조 OST-1, 수(水) 분산, 입경 4∼5nm, 구형, 결정상, 굴절률 2.5, 고형분 32 중량 %) 14g을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[실시예 5]
TiO2 28g을 첨가하는 것과 안경용 고굴절 렌즈(케미그라스사 제조, MR-8, 굴절율 1.59)에 코팅하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 4에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[실시예 6]
TiO2 40g을 첨가하는 것과 안경용 고굴절 렌즈(케미그라스사 제조, MR-7, 초굴절율 1.65)에 코팅하는 것을 을 제외하고는, 상기 실시예 4에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[비교예 1]
TiO2-acethylacetone 14g을 첨가하여 1시간 교반한 후에 아세틸아세톤 10g을 첨가하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및코팅막을 제조하였다.
[비교예 2]
TiO2 14g을 첨가하여 1시간 교반한 후에 DAA 10g을 첨가하는 것을 제외하고, 상기 실시예 4에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[비교예 3]
DAA 10g을 첨가하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 4에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[비교예 4]
알루미늄이소프로폭사이드 2g을 첨가하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 실록산계 피복 조성물 및 코팅막을 제조하였다.
[실험예 1] 고굴절 필러 졸의 평균 입자 크기 및 분산도
상기 실시예 및 비교예에서 사용한 수(水)분산 고굴절 필러 졸(OST-1,2)의 1차 입자들이 뭉친 2차 입자의 크기에 따른 분포도를 도1에 나타내었고, 유기 용매에 분산된 고굴절 필러 졸(DH40)의 1차 입자들이 뭉친 2차 입자의 크기에 따른 분포도를 도 2에 나타내었다. 도 1과 도2에 나타난 바와 같이, 고굴절 필러 입자의 평균 크기는 각각 12 nm, 11 nm 이고 표준편차는 각각 0.0028, 0.0038로 고농도로 단분산된 졸이다.
[실험예 2] 공통용매의 효과
상기 실시예 및 비교예에서 사용한 수(水) 분산 고굴절 필러 졸(OST-1)에서 공통용매가 유기용매와 고굴절 필러간의 상용성 및 분산도에 미치는 영향을 살펴 보기 위하여, 고굴절 필러 졸 0.5g을 10g의 메탄올과 10g의 메탄올/DAA(7/3 중량비) 혼합물에 각각 떨어트린 후, 투명성을 살펴 보았으며 이를 도 3에 나타내었다.
[실험예 3] 코팅막 물성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 코팅액을 각각 기판에 습식 코팅 후 60 ℃에서 건조 후 120 ℃에서 2시간 경화시켜 코팅막을 제조하였다. 이하 얻어진 코팅막의 물성을 하기와 같은 조건에 의해 측정 후 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
A: 굴절율
실리콘 웨이퍼에 피복 조성물을 코팅한 후 경화시켜 프리즘 커플러(prism coupler)를 이용하여 각 부위별로 5회 측정하여 평균값을 구하였다.
B: 막 두께 (㎛)
실리콘 웨이퍼에 피복 조성물을 코팅한 후 경화시켜 프리즘 커플러(prism coupler)를 이용하여 얻어진 데이터의 골과 골 부분의 간격을 측정하여 계산하였으며 각 부위별로 5회 측정하여 평균값을 구하였다.
C: 내마모성
#0000 스틸울을 1kg의 해머에 묶어 렌즈에 30회 문지른 후 관찰하였다.
◎ : 스크래치 개수 : 0 개
○ : 스크래치 개수 : 1cm 이하의 가는 스크래치 5개 이하
△ : 스크래치 개수 : 1cm 이하의 가는 스크래치 5개 초과 또는 1cm 이상의 긴 스크래치 1개 이상 3개 이하
X : 스크래치 개수 : 1cm 이상의 긴 스크래치 3개 초과
D: 내온수성
코팅된 렌즈를 100 ℃의 끓는 물에 10분간 침적시킨 후 외관 검사를 수행하였다.
◎ : 크랙 개수: 0 개
○ : 크랙 개수: 5 mm 이하의 가는 크랙 5개 이하
△ : 크랙 개수: 5 mm 이하의 가는 크랙 5개 초과 또는 5 mm 초과의 긴 크랙 1개 이상 3 이하
X : 크랙 개수: 5 mm 초과의 긴 크랙 3 초과
E: 부착성
ASTM D3359에 의거하여, 피막에 가로, 세로 각각 1 mm 간격으로 칸을 그어 1 mm2 의 칸을 100개 만든 후 일본 니치반사의 폭 24 mm의 셀로판 테이프를 이용하여 10회 박리테스트를 행하여 도막이 박리되지 않고 부착되어 있는 칸수를 세어서 판정하였다.
F: 염색성
브레인 파우어 인코포레이티드사의 BPI선브라운 염료의 0.2중량% 수용액에 피복된 렌즈를 90 ℃에서 5분간 침적시킨 후 렌즈의 투과율의 차이(DT(%))를 측정
G: 헤이즈
코팅막의 투명성을 측정하기 위하여 헤이즈미터를 이용하여 기판의 헤이즈를 측정하고 기판에 습식 코팅한 후의 코팅막의 헤이즈를 측정하여 헤이즈의 변화(DHz(%))를 측정하였다.
H: 작업성
코팅 후 60 ℃에서 10분간 건조 후 관찰하였다.
○: 표면이 완전히 건조되어 맨손으로 만졌을 때 끈적임이 없는 경우
Δ: 표면의 건조가 약간 덜 되어 맨손으로 만졌을 때 끈적임이 있는 경우
X: 표면의 건조가 불량하여 맨손으로 만졌을 때 손에 묻어 나는 경우
굴절율 막두께 (㎛) 내마모성 내온수성 부착성 염색성 DT(%) 헤이즈 Hz(%) 작업성
실시예1 1.55 3 ◎ ◎ 100/100 23 0.1 ○
실시예2 1.60 3 ◎ ◎ 100/100 25 0.2 ○
실시예3 1.65 3 ○ ◎ 100/100 30 0.3 ○
실시예4 1.55 3 ◎ ◎ 100/100 24 0.2 ○
실시예5 1.60 3 ◎ ◎ 100/100 28 0.3 ○
실시예6 1.65 3 ○ ◎ 100/100 32 0.5 ○
비교예1 1.55 3 ○ ◎ 100/100 25 0.5 ○
비교예2 1.55 3 ○ ◎ 100/100 27 1 ○
비교예3 1.55 3.5 △ ◎ 100/100 40 3 ○
비교예4 1.55 3 ○ ◎ 100/100 23 0.1 △
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 아세틸아세톤 및 공통용매가 첨가된 조성물(실시예 1~6)의 경우 수(水)분산된 고굴절 필러와 유기용매와의 상용성의 증가로 인해 실록산계 피복 조성물의 제조시 입자의 응집이 발생하지 않아 내마모성, 투명성 및 염색성이 향상되었으며, 알루미늄복합물의 첨가로 코팅막 형성시 코팅 후 막이 쉽게 건조되어 끈적임 현상이 발생하지 않아 작업성이 우수하였다.
이에 비하여, 비교예 1의 조성물의 경우 졸-겔 반응물에 고굴절필러(OST-2)를 먼저 첨가하고 아세틸아세톤을 첨가하여 투명성이 약간 떨어지는 현상이 발생하였다. 이는 졸-겔 반응물과 고굴절 필러와의 상용성을 증가시키는 아세틸아세톤의 부재로 인해 두 물질간의 상용성이 부족하여 고굴절 필러를 졸-겔 반응물에 첨가시 필러의 응집이 발생하여 투명성이 떨어지는 현상이 발생하였다.
비교예 2의 조성물의 경우 졸-겔 반응물에 고굴절필러(OST-1)를 먼저 첨가하고 DAA를 첨가하여 투명성이 떨어지는 현상이 발생하였다. 이는 졸-겔 반응물과 고굴절 필러와의 상용성을 증가시키는 공통용매인 DAA의 부재로 인해 두 물질간의 상용성이 부족하여 고굴절 필러를 졸-겔 반응물에 첨가시 필러의 응집이 발생하여 투명성이 떨어지는 현상이 발생하였다.
비교예 3의 조성물의 경우 졸-겔 반응물과 고굴절 필러(OST-1)의 공통용매인 DAA의 부재로 인해 두 물질간의 상용성이 크게 저하되어 고굴절 필러의 응집으로 인해 투명성이 크게 저하되고 내마모성 또한 저하되는 현상이 발생하였다.
비교예 4의 조성물의 경우 알루미늄복합물인 알루미늄 이소프로폭사이드의 부재로 인해 건조시 끈적임이 발생하였다.
본 발명에 따른 실록산계 피복 조성물은 피복되는 기재 표면에 중굴절, 고굴절 및 초고굴절용 코팅막을 형성할 수 있으며, 내마모성, 염색성 및 투명성이 우수하고 건조가 잘 되어 공정 중 먼지의 오염이 적으므로 작업 안정성이 우수하므로, 특히 고투명성을 요구하는 광학용 렌즈, 산업 안전경, 및 레져용 고글과 같은 플라스틱 렌즈의 표면의 코팅막으로 적용될 수 있는 장점이 있다.

Claims (20)

  1. a) 하기 화학식 １로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물 0.1 내지 50 중량부;
    b) 하기 화학식 ２로 표시되는 화합물, 그 가수분해물 또는 그 부분 축합물 10 내지 60 중량부;
    c) 알루미늄 복합물 0.01 내지 10 중량부;
    d) 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물 1.0 내지 100 중량부;
    e) 공통용매 30 중량부 이하; 및
    f) 용매 10 내지 100 중량부;
    를 포함하여 이루어지는 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물.
    [화학식 1]
    R1 aSi(OR2)4-a
    상기 화학식 １에서，R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C1-C6의 할로겐화 알킬기, C2-C6의 알릴기 및 C３-C６의 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되고，a는 0 내지 3의 정수이다.
    [화학식 2]
    R3 bSi(OR4)4-b
    상기 화학식 2에서, R3는
    Figure 112006075297381-pat00005
    이고， R5는 C1-C4의 알킬렌기이고， R6는 수소， C1-C4의 알킬기, 및
    Figure 112006075297381-pat00006
    로 이루어진 군에서 선택되고， R7은 수소 및 C1-C4의 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R4는 C1-C6의 알킬기이고, b는 0 내지 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    화학식 1의 화합물은 메틸 트리메톡시 실란, 메틸 트리에톡시 실란, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 비닐메틸 디메톡시 실란, 부틸 트리메톡시 실란, 디페닐 에톡시 비닐실란, 메틸 트리이소프로폭시 실란, 메틸 트리아세톡시 실란, 테트라페녹시 실란, 테트라프로폭시 실란, 비닐 트리이소프로폭시 실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    화학식 2의 화합물은 3-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시독시 프로필 트리에톡시 실란, 3-글리시독시 프로필 메틸메톡시 실란, 3-글리시독시 프로필 메틸에톡시 실란, 베타-(3,4-에폭시 사이클로헥실)에틸 트리메톡시 실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    알루미늄복합물은 알루미늄 이소프로폭사이드, 알루미늄 보레이트, 알루니늄 브로마이드, 알루미늄 카바이드, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 아세틸아세톤, 알루미늄 실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    무기산화물은 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화주석, 산화세륨, 티탄산바륨, 산화알루미늄, 산화이트륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 무기 단독 산화물인 실록산계 피복 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    무기산화물은 이산화규소, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화주석, 산화세륨, 티탄산바륨, 산화알루미늄 및 산화이트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 무기산화물이 화학적으로 결합하여 형성된 복합산화물인 실록산계 피복 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    무기산화물은 제5항 또는 제6항에 따른 무기산화물이 착화합물과 착화합체를 형성한 무기산화물-착화합물인 실록산계 피복 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    무기산화물-착화합물에서 착화합물은 아세틸아세톤, 1,3-디페닐-1,3-프로판디온, t-부틸 t-부틸 케톤, 4-t-부틸디메틸실록시-3-펜텐-2-온, 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 이소프로필셀로솔브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    무기산화물은 2차 입자의 평균입경이 5 내지 200 nm인 실록산계 피복 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공통용매는 아세틸아세톤, 아세톤, 디아세톤 알코올, 디메틸포름아미드, 테트라하이드로퓨란, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, N-메틸 피롤리딘, N-메틸 피롤리돈, 1,3-디페닐-1,3-프로판디온, t-부틸 t-부틸 케톤, 4-t-부틸디메틸실록시-3-펜텐-2-온, 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온, 에틸아세테이트, 1,4-디옥세인, 2-피롤리돈, 디메틸 설폭사이드, 디메틸아세트아미드, C1-C5의 알킬 셀로솔브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    C1-C5의 알킬 셀로솔브는 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브, 이소프로필 셀로솔브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 자이렌, 톨루엔 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물.
  13. a) 용매 및 촉매의 존재 하에 ⅰ) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물과, ⅱ) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 그 가수분해물, 그 부분축합물 또는 이들의 혼합물을 혼합하고, 졸-겔 반응을 수행하여 유기-무기 졸을 제조하는 단계;
    b) 유기-무기 졸에 공통용매를 첨가하는 단계;
    c) 공통용매가 첨가된 유기-무기 졸에 굴절율이 1.7 내지 3.0인 무기산화물을 첨가하는 단계; 및
    d) a)단계 또는 b)단계에 알루미늄 복합물을 첨가하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물의 제조방법.
    [화학식 1]
    R1 aSi(OR2)4-a
    상기 화학식 １에서，R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C1-C6의 할로겐화 알킬기, C2-C6의 알릴기 및 C３-C６의 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되고，a는 0 내지 3의 정수이다.
    [화학식 2]
    R3 bSi(OR4)4-b
    상기 화학식 2에서, R3는
    Figure 112006087103065-pat00007
    이고， R5는 C1-C4의 알킬렌기이고， R6는 수소， C1-C4의 알킬기, 및
    Figure 112006087103065-pat00008
    로 이루어진 군에서 선택되고， R7은 수소 및 C1-C4의 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R4는 C1-C6의 알킬기이고, b는 0 내지 3의 정수이다.
  14. 제13항에 있어서,
    a)단계에 알루미늄 복합물을 첨가하는 경우, a)단계의 졸-겔 반응이 수행되기 전에 첨가되거나, 졸-겔 반응이 수행되는 동안에 첨가되는 것인 실록산계 피복 조성물의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단계 a)의 반응은 20 내지 40℃의 온도에서 수행하는 것인 실록산계 피복 조성물의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    촉매는 산 촉매 또는 염기 촉매인 것인 실록산계 피복 조성물의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    산 촉매는 초산, 인산, 황산, 염산, 질산, 클로로설포닉산, 파라-톨루엔설포닉산, 트리클로로아세틱산, 폴리포스포릭산, 아이오딕산, 요오드산 무수물, 퍼크로릭산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 염기 촉매는 가성소다, 포타슘하이드록사이드, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 이미다졸, 암모늄 퍼클로레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실록산계 피복 조성물의 제조방법.
  18. 제1항에 따른 내마모성, 투명성 및 염색성이 우수한 실록산계 피복 조성물로 코팅된 광학렌즈.
  19. 제18항에 있어서,
    굴절율이 1.5 내지 1.8인 코팅막을 포함하는 광학 렌즈.
  20. 제18항에 있어서,
    광학 렌즈는 산업 안전경 또는 레져용 고글인 광학 렌즈.
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