KR101207827B1 - 카보네이트 결정과 그 제조 방법 및 투명 광학용 수지조성물 - Google Patents

카보네이트 결정과 그 제조 방법 및 투명 광학용 수지조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 카보네이트 결정이 존재하는 폴리머 수지의 광 투과율을 감소시키지 않고도 복굴절을 지울 수 있고 방향성 복굴절을 가지며 침상 또는 봉상인 카보네이트 결정, 상기 카보네이트 결정의 제조 방법, 및 이 카보네이트 결정을 포함하는 투명 광학용 수지 조성물을 제공하는 것이다. 상기 카보네이트 결정은 종횡비는 2 이상이고, 평균 주축 길이는 400 nm 이하이며, 식(1) 로부터 계산된 주축의 변동 계수는 0.40 이하이며, r 은 평균 주축 길이를 나타내고, n 은 주축 길이를 측정하는데 사용된 입자의 수이며, ri 는 측정된 i 번째 입자의 주축 길이를 나타낸다.

Description

카보네이트 결정과 그 제조 방법 및 투명 광학용 수지 조성물{CARBONATE CRYSTAL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND TRANSPARENT OPTICAL RESIN COMPOSITION}
본 발명은 방향성 복굴절을 가지며 폴리머 수지에 존재할 때 투명 폴리머 수지의 광투과를 희생하지 않고도 복굴절을 무효화할 수 있는 카보네이트 결정과 그 제조 방법, 및 그 카보네이트 결정을 포함하는 투명 광학용 수지 조성물에 관한 것이다.
탄산 칼슘 등의 카보네이트는 고무, 플라스틱 및 제지 등의 영역에서 오랫동안 널리 사용되어 왔다. 최근에, 고기능성의 다양한 유형의 카보네이트가 개발되어 입자 형상 및 직경에 따라 여러 가지 용도 및 목적에 실질적으로 사용되어 왔다.
카보네이트의 결정 형성의 일례는 칼사이트, 아라고나이트 및 바테라이트를 포함한다. 이들 중에서, 아라고나이트는 우수한 경도 및 탄성 계수를 갖는 침상이어서, 다양한 용도로 사용될 수 있다.
일반적으로 알려진 카보네이트의 제조 방법은, 예컨대, (1) 염화물 용액과 카보네이트 이온을 포함하는 용액과의 반응, 및 (2) 염화물과 이산화탄소와의 반응 이다. 또한, 특허문헌 1 은 방법 (1) 에 관하여 침상 아라고나이트형 카보네이트를 제조하는 방법을 제시하며, 카보네이트 이온을 포함하는 용액과 염화물 용액의 반응은 초음파 조사를 받아서 발생한다. 또한, 이산화탄소를 Ca(OH)2 워터 슬러리 내부로 도입하는 방법과 관련하여, 특허 문헌 2 는 침상 아라고나이트의 종결정을 Ca(OH)2 워터 슬러리에 위치시켜서 이 종결정을 한 방향으로만 성장시키는 방법을 제시한다.
그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 제조 방법으로 얻어진 카보네이트는 30㎛~60㎛ 길이의 특대형일 뿐만 아니라 넓은 분포의 입경을 가지며, 원하는 입경으로 제어된 카보네이트가 얻지 못할 수도 있다. 또한, 특허 문헌 2 에 기재된 카보네이트 제조 방법으로는 20㎛~30㎛ 길이의 큰 입자만이 얻어질 수 있다는 문제점이 있다.
반면에, 유리 렌즈 및 카메라 렌즈 등의 광학 유리 제품의 대다수는 밝기, 우수한 대량 생산성, 및 사출성형 및 압출 성형 등의 성형 기술에 대한 적용의 간단함때문에 폴리머 광학 재료로 대체되어 왔다. 그러나, 일반 폴리머 광학 재료의 성형에 의해 얻어진 제품은 복굴절을 나타낸다는 문제점이 있다.
복굴절을 갖는 폴리머 광학 재료는 상대적으로 고정밀도를 요구하지 않는 광학 요소에 적용될 때는 문제가 되지 않는다. 그러나, 최근에 고정밀도를 갖는 광학 재료가 요구되고, 예컨대 기록/소거가 가능한 광자기 디스크의 경우에는 복굴절이 큰 문제가 된다. 반도체 레이저 빔은 이러한 종류의 광자기 디스크를 기 록 및 판독하는데 사용되고, 예컨대 광경로상의 디스크 자체 및 렌즈에서 복굴절을 갖는 광학 요소의 존재는 기록 및 판독에 있어서 역효과를 갖는다.
이러한 이유로, 특허 문헌 3 은 복굴절을 감소시키기 위한 목적으로 서로 상이한 복굴절 신호를 갖는 무기 미립자 및 폴리머 재료를 포함하는 비복굴절성 광학용 수지 재료를 제시한다. 이 제안의 광학용 수지 재료는 예컨대 결정 도핑이라 불리는 방법으로 얻어지고, 다수의 무기 미립자는 폴리머 수지로 분산되고, 폴리머 수지와 무기 미립자의 결합 사슬은 인발 등의 성형힘의 외용에 의해 거의 평행한 방향으로 배향되어서, 폴리머 수지에서 결합 사슬의 배향으로 인한 복굴절을 반대 신호를 갖는 무기 미립자의 복굴절로 축소시킨다.
상기와 같이, 결정 도핑에 사용될 수도 있는 무기 미립자는 결정 도핑을 통해 비복굴절성 광학용 수지 재료를 얻기 위해서 필수적이다. 상기 무기 미립자는 니들형 또는 봉상 등의 높은 종횡비를 갖는 형상을 갖도록 요구된다. 광학 재료로서 중요한 기능인 광투과에 영향을 주지 않는 카보네이트 입자가 요구된다. 또한, 카보네이트 결정의 평균 입경은 광투과에 영향을 주지 않도록 가능한 한 입자에 의한 광 산란의 효과를 감소시키기 위해 광원의 파장과 비교하여 충분히 작을 필요가 있다.
그러나, 입자의 의한 광산란의 효과는 광원의 단파장에 의해 증가하는 경향이 있다. 또한, 청색 반도체 레이저 빔으로 대표되는 약 400 nm 의 단파장을 갖는 광원을 적용함으로써 광정보 볼륨이 증가되는 제품의 비율이 증가한다. 따라서, 더 작은 평균 입경으로 감소된 광산란은 충분하지 않다. 현재 약 400 nm 의 단파장 가시 영역에서 투과의 손실을 억제하는 공학 기술의 개발이 강하게 요구된다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 공보(JP-A) 제 59-203728 호
특허 문헌 2: 미국 특허 공보(US-B) 제 5164172 호
특허 문헌 3: 국제 공보(WO) 제 01/25364 호
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고 이하의 목적을 달성하는 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 카보네이트 결정이 존재하는 폴리머 수지의 광 투과율을 감소시키지 않고도 복굴절을 지울 수 있고 방향성 복굴절을 가지며 침상 또는 봉상인 카보네이트 결정, 상기 카보네이트 결정의 제조 방법, 및 이 카보네이트 결정을 포함하는 투명 광학용 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 발명자는 평균 입경을 감소시키는 것만으로는 불충분하기 때문에 광파장에 대해 각 카보네이트의 입경을 균일하게 하는 것이 상당히 중요하다는 것을 밝혀냈다. 즉, 광 투과율을 감소시키지 않고도 복굴절을 제거할 수 있는 투명 광학용 수지 조성물이 카보네이트 결정을 사용함으로써 얻어질 수 있는데, 이 카보네이트 결정은 Sr2 +, Ca2 +, Ba2 +, Zn2 + 및 Pb2 + 중에서 선택된 일종 이상의 금속 이온을 포함하는 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 액상 반응으로부터 얻어지고, 종횡비는 2 이상이고, 평균 주축 길이는 400 nm 이하이며, 주어진 식으로부터 계산된 주축의 변동 계수는 0.40 이하이다.
본 발명은 발명자의 상기 식견에 근거한 것이며, 문제의 해결 방법은 이하와 같다.
<1>. 종횡비가 2 이상이고, 평균 주축 길이가 400 nm 이하이며, 식(1) 에 의해 표현된 주축의 변동 계수가 0.40 이하인 카보네이트 결정.
Figure 112007043550952-pct00001
……식(1)
(여기서, r 은 평균 주축 길이를 나타내고, n 은 주축 길이를 측정하는데 사용된 입자의 수이며, ri 는 측정된 i 번째 입자의 주축 길이를 나타낸다)
<2>. <1> 에 있어서, 상기 주축의 변동 계수는 0.30 이하인 카보네이트 결정.
<3>. <1> 또는 <2> 에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 Sr2+, Ca2+, 및 Ba2+ 중에서 선택된 일종 이상의 금속 이온을 포함하는 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 액상 반응으로부터 얻어질 수 있는 카보네이트 결정.
<4>. <3> 에 있어서, 상기 금속 이온 소스는 수산화물 및 염화물 중 하나이고, 상기 카보네이트 소스는 탄산나트륨, 탄산암모늄 및 이산화탄소 중 하나인 카보네이트 결정.
<1> 내지 <4> 중 어느 하나에 따른 카보네이트 결정과 관련하여, 종횡비는 2 이상이고, 평균 주축 길이는 400 nm 이하이며 상기 식(1) 로 계산된 상기 주축의 변동 계수는 0.40 이하이다. 따라서, 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 또한 비복굴절성 광학용 수지 재료에도 사용될 수 있다.
<5>. <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 따른 카보네이트 결정의 제조방법으로서, 상기 카보네이트 결정은 Sr2 +, Ca2 +, 및 Ba2 + 중에서 선택된 일종 이상의 금속 이온을 포함하는 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 액체에서 반응시킴으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
<6>. <5> 에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 3℃ ~ 25℃ 에서 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 액체에서 반응시킴으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
<7>. <5> 또는 <6> 에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 pH 9.0 의 액체에서 반응시킴으로써 형성된 카보네이트 결정의 제조 방법.
<8>. <5> 내지 <7> 중 어느 하나에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스가 반응을 위해 액체에 동시에 도입됨으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
<9>. <5> 내지 <8> 중 어느 하나에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 알콜의 존재 하에서 반응시킴으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
<10>. <5> 내지 <9> 중 어느 하나에 있어서, 0.05 mol/L 이상의 금속 이온 소스가 사용되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
<11>. <5> 내지 <10> 중 어느 하나에 있어서, 상기 제조 방법은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 반응으로부터 얻어진 카보네이트 결정을 건조시키기 위한 건조 공정을 포함하는 카보네이트 결정의 제조 방법.
<5> 내지 <10> 중 어느 하나에 따른 카보네이트 결정의 제조 방법과 관련하여, 복굴절 및 큰 종횡비를 갖는 카보네이트는 효율적으로 용이하게 형성될 수 있다.
<12>. <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 따른 카보네이트 결정을 포함하는 투명 광학용 수지 조성물.
<13>. <12> 에 있어서, 450 nm 의 파장을 갖는 광의 투과율이 86% 이상인 투명 광학용 수지 조성물.
<14>. <12> 또는 <13> 에 있어서, 450 nm 의 파장을 갖는 광의 투과율이 86.5% 이상인 투명 광학용 수지 조성물.
<15>. <12> 내지 <14> 중 어느 하나에 있어서, 상기 수지는 셀룰로오스 아크릴레이트 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 및 폴리카보네이트 수지 중에서 선택된 일종인 투명 광학용 수지 조성물.
<16>. <15> 에 있어서, 상기 수지는 폴리카보네이트 수지인 투명 광학용 수지 조성물.
도 1 은 본 발명의 카보네이트 결정의 더블 제트 제조 방법을 설명하는 개략 도이다.
(카보네이트 결정)
본 발명의 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 액상 반응으로부터 얻어질 수 있고, 이때 주축의 변동량, 평균 주축 길이, 및 종횡비는 소정의 범위 내에 있다.
-금속 이온-
금속 이온은 금속 이온을 포함하는 한 제한되지 않고, 용도에 따라 선택될 수 있다. 금속 이온의 예로는 Sr2 +, Ca2 +, Ba2 +, Zn2 + 및 Pb2 + 가 있다. 이들 중에서, Sr2 + 이온, Ca2 + 이온, Ba2 + 등의 알칼리토 금속 이온이 반응성의 측면에서 더 바람직하다. 카보네이트 소스와 반응하여 칼사이트, 아라고나이트, 바테라이트 및 비정질 형상 중 하나를 갖는 카보네이트를 생성하는 금속 이온이 가장 바람직하다.
아라고나이트의 결정 구조는 CO3 2 - 단위로 표현되고, 이 CO3 2 - 단위들이 적층되어 침상 또는 봉상 카보네이트를 형성하게 된다. 따라서, 결정 구조에서 이방성이 발생하고, 결정축의 방향에 따라 굴절률이 다르기 때문에 이축의 음의 광학 결정이 된다. 특히, c-축 방향의 굴절률은 나머지 두 방향의 굴절률과 비교하여 더 작고, 복굴절값은 크다. 이하의 표 1 은 Ca2 +, Sr2 +, Ba2 + 및 Pb2 + 금속 이 온을 갖는 카보네이트 입자의 각 결정축의 방향에서의 복굴절을 보여준다. 카보네이트가 이하에 설명될 인발 공정에서 어느 일 방향으로 인발될 때, 결정은 인발 방향과 일치하는 입자의 주축방향으로 정렬된다. 따라서, 수지의 방향성 복굴절은 카보네이트와 양의 복굴절을 갖는 수지를 혼합함으로써 제어될 수 있다.
표 1
Figure 112007043550952-pct00002
금속 이온 소스는 Sr2 +, Ca2 +, Ba2 + 및 Pb2 + 중에서 선택된 금속 이온을 포함하는 한 한정되지 않으며, 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 금속 이온의 예로는 Sr, Ca, Ba, Zn 및 Pb 의 수산화물, 염화물 및 질산염이 있다. 이들 중에서, 금속 이온은 반응성의 측면에서 수산화물 및 염화물인 것이 가장 바람직하다.
금속 이온 소스는 바람직하게는 NO3 -, Cl- 및 OH- 를 포함한다. 따라서, Sr(NO3)2, Ca(NO3)2, Ba(NO3)2, Zn(NO3)2, Pb(NO3)2, SrCl2, CaCl2, ZnCl2, PbCl2, Sr(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Zn(OH)2, Pb(OH)2 및 이들의 수화물이 바람직한 예로서 주어질 수 있다.
-카보네이트 소스-
카보네이트 소스는 CO3 2 - 이온을 생성하는 한 제한되지 않고, 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 예로는 탄산 나트륨 (Na2CO3), 탄산 암모늄 ((NH4)2CO3), 탄산수소나트륨 (NaHCO3), 이산화탄소 및 우레아 ((NH2)2CO) 가 있다. 이들 중에서, 반응성의 측면에서, 탄산 나트륨, 탄산 암모늄 및 이산화탄소가 가장 바람직하다.
-종횡비, 평균 주축 길이 및 주축에서의 변동량-
본 발명은 분자 배향을 따라 입자 배향을 발생시켜 분자 배향으로 인한 투명 수지의 방향성 복굴절을 보상하기 위한 기술에 관한 것이다. 따라서, 카보네이트 입자의 종횡비는 2 이상이고, 바람직하게는 3.0 ~ 20 이 되도록 요구된다. 카보네이트 결정의 대부분이 2 보다 작은 종횡비를 갖는 입상 또는 구형일 때, 투명 수지의 분자 배향을 따르는 입자 배향은 발생할 가능성이 더 적어지거나, 또는 전혀 발생하지 않게 된다. 따라서, 본 발명은 효과가 없게 된다.
투명 광학용 수지의 투과의 감소를 가능한 한 많이 억제하기 위해서 본 발명에 따른 카보네이트 결정의 평균 주축 길이는 약 400 nm ~ 780 nm 의 가시 파장보다 짧은 것이 바람직하다. 따라서, 카보네이트 결정의 평균 주축 길이는 400 nm 이하여야 한다. 바람직하게는 300 nm 이하이고, 보다 바람직하게는 200 nm 이하이다. 평균 주축 길이가 400 nm 보다 길면 입자에 의한 미(Mie) 산란 효과 가 증가한다. 이는 투과의 감소를 가속화시키고, 재료는 투명 광학 재료로서의 가치를 잃게 된다.
주축에서의 변동과 관련하여, 광산란으로 인해 투과의 감소를 야기하는 입자의 함량을 감소시켜서 실질적으로 낮은 광 산란 상태를 달성하기 위해, 주축의 변동 계수는 0.4 이하이어야만 한다. 주축의 변동 계수는 평균 주축 길이에 대한 주축의 표준 편차의 비로 표현되고, 이하의 식(1) 로부터 구할 수 있다.
Figure 112007043550952-pct00003
……식(1)
(여기서, r 은 평균 주축 길이를 나타내고, n 은 주축 길이를 측정하는데 사용된 입자의 수이며, ri 는 측정된 i 번째 입자의 주축 길이를 나타낸다)
n 값은 큰 것이 바람직하다. n 값이 100 이상으로 설정되는 것보다, n 값은 200 이상인 것이 더욱 바람직하다. 입자의 분산은 100 미만의 n 값으로는 정확하게 표시될 수 없다. 변동 계수가 백분율로 표현될 때 상기 식(1) 로부터 얻어진 변동 계수에 100 이 곱해진다. 예컨대, 0.40 미만의 변동 계수는 40% 미만의 변동 계수로서 표현될 수 있다.
주축의 변동 계수는 작은 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 0.30 미만이 바람직하고, 0.20 미만이 보다 바람직하다. 주축의 변동 계수가 0.40 보다 크면, 평균보다 더 큰 주축을 갖는 입자의 혼합 비율이 증가하여서 광투과가 감소하는 역효과의 가능성이 있다.
본 발명의 카보네이트 결정의 입경, 종횡비 및 변동 계수는 예컨대 이하의 과정으로 얻어질 수 있다: 잘 분산된 카보네이트 입자를 투과전자 현미경으로 관찰하는 과정, 입자의 사진을 스캔하여 이미지 파일로 저장하는 과정, 이미지 파일 정보를 Mountech Co.,Ltd 에서 만들어진 입경 분포 분석 소프트웨어인 Mac-View Ver.3 으로 열고, 각각의 입자를 측정하는 과정, 및 최종적으로 결과를 계산하는 과정.
-450 nm 광의 투과-
본 발명의 카보네이트 결정을 첨가한 수지를 포함하는 광학 수지를 통한 450 nm 의 파장을 갖는 광의 투과율은 투명 광학 재료로서 사용하기 위해서 86% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 86.5% 이상이며, 가장 바람직하게는 87% 이상이다.
또한, 두께가 100 ㎛ 인 수지 필름을 통한 450 nm 광의 투과율은 x% 이고 카보네이트 결정을 포함하는 수지 필름을 통한 450 nm 광의 투과율이 y% 이면, x 에 대한 y 의 비는 바람직하게는 0.98 이상이고, 보다 바람직하게는 0.99 이상이며, 가장 바람직하게는 1 이다. x 에 대한 y 의 비가 0.98 보다 작으면, 카보네이트 결정이 첨가된 수지는 그 투명성을 잃을 수도 있다.
(카보네이트 결정의 제조 방법)
본 발명의 카보네이트 결정의 제조 방법은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 액상 반응으로부터 본 발명의 카보네이트 결정을 얻는 공정 및 추가적인 다른 공정들을 포함한다.
-반응 방법-
액상 반응 방법은 한정되지 않고, 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 반응성의 측면에서, 금속 이온 소스와 카보네이트 소스가 동시에 액체에 도입되는 반응 방법이 대표적이다.
보다 구체적으로는, 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 반응을 위해 액중에 도입하는 더블 제트(double jet) 방법이 있다.
-더블 제트 방법-
더블 제트 방법은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스가 액면상에 또는 액중에 분사되는 반응 방법이다. 예컨대, 도 1 에 도시된 바와 같이, 금속 이온 소스를 포함하는 액체 (A) 와 카보네이트 소스를 포함하는 액체 (B) 가 C 에 동시에 분사되고, 이들은 액체 (C) 에서 반응된다.
더블 제트 방법에 따른 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 분사 속도는 한정되지 않고, 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 분사 속도는 빠른 것이 바람직하고, 예컨대, 바람직한 분사 속도는 첨가되는 금속의 전체 양의 분사가 1 분 이내에 완료되도록 하는 속도이다. 또한, 몰 분사 속도는 최종 생성물의 화학양론비에 근거하여 결정되는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 등몰(equimolar) 속도인 것이 가장 바람직하다.
더블 제트 방법은 더블 제트 반응성 결정화 장치를 사용하여 실행될 수 있다. 이 장치는 교반날을 포함하고, 반응 용액을 공급하기 위한 노즐은 이 장치의 교반날 부근에 구비된다. 상기 노즐은 두 개 이상의 다중 노즐이다. 노 즐로부터 신속하게 공급되는 금속 이온 소스 (액체(A)) 와 카보네이트 소스 (액체 (B)) 는 교반날의 교반 작용에 의해 균질하게 되어, 액체 (C) 에서의 순간적이고 균일한 반응이 가능하다.
여기에서, 더블 제트 방법에서의 교반 속도는 바람직하게는 500 rpm ~ 1500 rpm 이다.
-온도-
금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 반응이 발생하는 액체의 온도는 바람직하게는 3℃~25℃ 이고, 보다 바람직하게는 3℃~20℃ 이다. 액체의 온도가 3℃ 보다 낮으면 침상 또는 봉상 카보네이트 대신에, 구형 또는 타원형의 카보네이트가 제조될 수 있다. 액체의 온도가 25℃ 를 초과하면, 1차 입자의 크기가 너무 크게 되어, 나노 크기 영역에서 2 이상의 종횡비를 갖는 카보네이트가 얻어질 수 없다.
-pH-
금속 이온 소스와 카보네이크 소스의 반응이 발생하는 액체의 pH 는 침상 또는 봉상의 카보네이트 결정이 쉽게 얻어지는 알칼리 조건인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 액체의 pH 는 9 이상이 바람직하고, 9.5 이상이 더욱 바람직하다. 상기 액체의 pH 가 9 보다 작으면, 카보네이트 결정이 첨가된 수지는 그 투명성을 잃을 수도 있다.
또한, 상기 pH 는 금속 이온 소스가 OH 기를 포함할 때 반응의 시작부터 종료까지 유지된다. 금속 이온 소스가 OH 기를 포함하지 않으면, 액체는 NaOH 등 의 알칼리화 물질을 첨가함으로써 반응을 위해 상기 pH 가 되도록 조정되는 것이 바람직하다.
-분사 농도-
금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 분사 농도는 한정되지 않고, 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 금속 이온 소스의 분사 농도는 0.05 mol/L 이상인 것이 바람직하고, 0.10 mol/L 인 것이 더욱 바람직하다.
-다른 공정들-
금속 이온 소스와 카보네이트 소스와의 반응은 유기 용매의 존재 하에서 발생하는 것이 바람직하다.
유기 용매는 한정되지 않고 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 유기 용매의 바람직한 예로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로필 알콜, 2-아미노에탄올, 2-메톡시에탄올, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 1, 4-디옥산, N,N-디메틸포름아미드, N, N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 1, 2-디메틸-2-이미다졸리돈 및 디메틸설폭사이드가 있다. 이들은 단독으로 사용될 수도 있고, 또는 2 이상의 종류가 결합될 수도 있다. 이들 중에서, 알콜이 가장 바람직하고, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜 및 2-아미노에탄올이 반응성 및 재료 입수의 용이성의 측면에서 보다 바람직하다.
첨가되는 용매의 양은 바람직하게는 1% ~ 50% 이고, 보다 바람직하게는 5% ~ 40% 이고, 이 백분율은 카보네이트의 제조 후에 용매의 부피에 근거한 값이다.
또한, 카보네이트 결정이 금속 이온 소스와 카보네이트 소스와의 반응으로부 터 얻어지면, 카보네이트 결정은 건조 공정으로 건조되는 것이 바람직하다.
건조 공정에서 카보네이트 결정의 건조 방법은 한정되지 않고 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 건조 방법의 예로는 여과가 있다.
-응용-
본 발명에 따른 카보네이트 결정의 제조 방법은 방향성 복굴절 및 큰 종횡비를 갖는 카보네이트의 쉽고 효율인 제조를 가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 카보네이트 결정의 제조에 바람직하게 적용될 수 있다.
(투명 광학용 수지 조성물)
본 발명의 투명 광학용 수지 조성물은 본 발명의 카보네이트 결정, 수지 및 선택적인 다른 성분을 포함한다.
투명 광학용 수지 조성물은 광학용 수지 재료의 매트릭스를 구성하는 폴리머 수지 재료이다. 목적으로 하는 광학용 수지 재료로서 사용하기에 필요한 투명성 및 다른 필요한 특성을 갖는다면 어떠한 폴리머 수지 재료도 이용될 수 있다. 조성물은 광학용 수지 재료로 사용하기 위해 소정 수준의 투명성을 갖는 것이 바람직하다.
-수지-
상기 수지는 한정되지 않고 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 상기 수지의 예로는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리스티렌 등의 방향족 비닐 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 폴리페닐 옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레 이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 셀룰로오스 아크릴레이트, 아크릴산 폴리올레핀 (예컨대, 노르보르넨 폴리올레핀 등의 환형 올레핀 개환 중합체 또는 공중합체), 이소보닐 메타크릴레이트 및 (메트)아크릴페닐렌 에테르 등의 아크릴산 (메트)아크릴레이트의 공중합체가 있다. 이들 중에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 셀룰로오스 아크릴레이트 및 폴리카보네이트가 바람직한 광학 및 물리적 특성을 가지며, 폴리카보네이트가 가장 바람직한데 왜냐하면 경사 방향의 입사광에도 본 발명의 유리한 효과를 충분히 발휘할 수 있기 때문이다.
-응용-
복굴절을 포함하는 수지의 고유 볼굴절값은 예컨대 이데 후미오의 '현대의 투명 수지-IT 에 도전하는 고성능 광학 재료의 세계'(일문, 공업 조사회, 초판) 의 29 페이지에 기재되어 있고, 표 2 에 나타나 있다. 표 2 는 대부분의 수지가 양의 복굴절을 갖는다는 것을 나타낸다. 또한, 예컨대, 광학 중합체로서 폴리카보네이트에 상기 카보네이트로서 스트론튬 카보네이트를 첨가하면, 수지의 양의 복굴절이 감소함으로써 복굴절이 0 으로 바뀌게 됨은 물론 음의 복굴절로 바뀌게 된다. 따라서, 본 발명의 카보네이트 결정은 광학부품을 구성하는 수지에 적용되는 것이 바람직하고, 또한 복굴절성이 중요하고 고정밀도가 요구되는 광학 요소를 구성하는 수지에 적용되는 것이 보다 바람직하다.
표 2
Figure 112007043550952-pct00004
실시예
이하에서, 본 발명은 아래에 주어진 실시예를 참조하여 보다 자세하게 설명되지만, 본 발명을 한정하는 의미는 아니다.
<실험 1>
(실시예1)
-카보네이트 결정의 조제-
먼저, 금속 이온 소스로서 0.25 mol/L 의 수산화 스트론튬 서스펜션 700 ml 를에탄올 300 ml 와 혼합하고, 용액을 8℃ 까지 냉각시켰다. 그 다음, 즉각적인 반응을 위해 카보네이트 소스로서 0.17 mol/L 의 암모늄 카보네이트 용액 700 ml 를 첨가 혼합하였다. 반응 용액의 pH 는 12.8 이었다.
다음으로, 반응 용액을 교반하는 동안, 카보네이트 소스로서 이산화탄소가 금속 이온 소스보다 초과하여 공급된다. 실란 결합제 (3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란) 는 스트론튬 카보네이트에 대해 25 질량% 로 첨가되었고, 상기 용액 은 표면 처리를 위해 충분히 교반되었다.
최종적으로, 상기 용액은 세척 및 여과된 후 건조되었고, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-1) 이 얻어졌다. 이 결정은 투과전자 현미경으로 관찰되었고, 150 개의 입자의 주축은 Mac-View Ver.3 으로 측정되었다. 종횡비는 3.7 이었고, 평균 주축 길이는 365 nm 였으며, 식 (1) 에 의해 계산된 주축의 변동 계수는 0.36 이었다.
Figure 112007043550952-pct00005
‥‥식(1)
여기서 r 은 평균 주축 길이를 나타내고, n 은 주축 길이를 측정하기 위해 사용된 입자의 수이며, ri 는 측정된 i번째 입자의 주축 길이를 나타낸다.
(실시예 2)
-카보네이트 결정의 조제-
먼저, 에탄올 300 ml 가 미리 10℃까지 냉각된 NaOH 용액 300 ml 에 첨가되었다. 이 용액에, 금속 이온 소스로서 0.25 mol/L 의 염화 스트론튬 용액과 카보네이트 소스로서 0.2 mol/L 의 탄산나트륨 용액을 동시에 첨가하여 혼합하였고, 이 혼합물은 스트론튬의 농도가 0.1 mol/L 로 조절되도록 교반하여 반응되었다. 상기 반응 용액의 pH 는 11.8 이었다.
다음으로, 금속 이온 소스로서 0.3 mol/L 의 염화 스트론튬 용액을 첨가한 후에, 카보네이트 소스로서 이산화탄소를 반응 액체를 교반하는 동안 금속 이온 소 스를 초과하도록 공급하였다. 실란 결합제 (3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란) 가 스트론튬 카보네이트에 대해 25 중량% 였고, 상기 용액은 표면 처리를 위해 충분히 교반되었다.
최종적으로, 상기 용액은 세척 및 여과된 후에 건조되었고, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-2) 이 얻어졌다. 이 결정은 실시예 1 과 유사하게 관찰되었다. 종횡비는 4.3 이었고, 평균 주축 길이는 345 nm 였으며, 주축의 변동 계수는 0.34 이었다.
(실시예 3)
-카보네이트 결정의 조제-
먼저, 금속 이온 소스로서 0.30 ml/L 의 염화 스트론튬 용액 700 ml 와 에탄올 250 ml 를 혼합하여 10℃ 까지 냉각시켰다. 이 용액에, 카보네이트 소스로서 0.15 ml/L 의 탄산나트륨 용액 700 ml 이 첨가되어 혼합되었고, 이 혼합물은 교반으로 반응되었다. 상기 반응 용액의 pH 는 8.0 이었다. 그 후에, 이산화탄소가 교반된 용액으로 공급되었다.
다음으로, 실란 결합제 (3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란) 가 스트론튬 카보네이트에 대해 25 중량% 로 첨가되었고, 상기 용액은 표면 처리를 위해 충분히 교반되었다.
최종적으로, 상기 용액은 세척 및 여과된 후에 건조되었고, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-3) 이 얻어졌다. 이 결정은 투과전자현미경으로 관찰되었고, 복수개의 입자의 주축이 측정되었다. 평균 주축 길이는 380 nm 였고, 종횡비는 2.1 이었으며, 주축의 변동 계수는 0.35 였다.
(비교예 1)
-카보네이트 결정의 조제-
스트론튬 카보네이트 결정 (H-1) 은 반응 액체의 온도가 45℃로 설정된 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 얻어졌다. 상기 결정은 실시예 1 과 유사하게 관찰되었다. 종횡비는 4.3 이었고, 평균 주축 길이는 730 nm 였으며, 상기 주축의 변동 계수는 0.48 이었다.
(비교예 2)
-카보네이트 결정의 조제-
스트론튬 카보네이트 결정 (H-2) 은 상기 반응 용액의 온도가 35℃ 이고 pH가 8 로 설정되었다는 것과 염화 스트론튬 용액이 탄산나트륨용액 전에 첨가되었다는 것을 제외하고는 실시예 2 와 동일한 방식으로 얻어졌다.
상기 결정은 실시예 1 과 유사하게 관찰되었다. 종횡비는 1.8 이었고, 평균 주축 길이는 590 nm 였으며, 상기 주축의 변동 계수는 0.54 였다.
<실험 2>
(실시예 4)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
실시예 1 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (T-1) 이 0.8 질량% 로 폴리카보네이트 (분자량 22000) 와 혼합되었고, 이 혼합물은 디클로로메탄에 용해되었다. 초음파 조사 후에, 상기 혼합물은 충분히 탈포되었다. 캐스팅법에 의해 두께 100 ㎛ 의 필름이 얻어진 분산 용액으로 조제되었다. 조제된 필름을 통한 450nm 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비를 계산했다 (여기서 x 는 100 ㎛ 두께의 수지 필름을 통한 450 nm 광의 투과율이다).
다음으로, 상기 필름이 200℃ 의 온도 및 1.7 의 인발 비율의 인발 조건하에서 텐실론 만능 시험기 ((주) ORIENTEC 제조) 로 단축으로 인발되었고, 자동 복굴절 분석기 (KOBRA-21ADH, (주)오지 계측 기기사 제조) 를 이용하여 550±5 nm 의 파장으로 복굴절이 측정되었다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
(실시예 5)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 실시예 2 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (T-2) 로 대체되는 것을 제외하고는 실시예 4 와 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 450 nm 파장을 갖는 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 얻어졌다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
(실시예 6)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 실시예 3 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (T-3) 로 대체되는 것을 제외하고는 실시예 4 와 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 450 nm 파장을 갖는 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 얻어졌다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
(비교예 3)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 비교예 1 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (H-1) 로 대체되는 것을 제외하고는 실시예 4 와 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 450 nm 파장을 갖는 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 가 얻어졌다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
(비교예 4)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 비교예 2 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (H-2) 로 대체되는 것을 제외하고는 실시예 4 와 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 450 nm 파장을 갖는 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 얻어졌다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
(비교예 5)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 첨가되지 않았다는 것을 제외하고는 실시예 4 와 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 450 nm 파장을 갖는 광의 투과율 y(%) 아 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 얻어졌다. 결과를 표 3 에 나타내었다.
표 3
Figure 112007043550952-pct00006
표 3 에 도시된 결과는 실시예 4 ~ 실시예 6 에서 조제된 본 발명의 카보네이트 결정을 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물은 비교예 3 ~ 5 와 비교하여 수지의 광투율의 감소가 더 적고, 복굴절을 더 효과적으로 지울 수 있다는 것을 나타낸다.
<실험 3>
(실시예 7)
-카보네이트 결정의 조제-
먼저, 금속 이온 소스로서 0.25 mol/L 의 수산화 스트론튬 수용액 700 ml 를메탄올 900 ml 와 혼합하고, 용액을 5℃ 까지 냉각시켰다. 그 다음, 즉각적인 반응을 위해 카보네이트 소스로서 0.17 mol/L 의 암모늄 카보네이트 용액 700 ml 를 첨가 혼합하였다. 반응 용액의 pH 는 12.8 이었다.
다음으로, 반응 용액을 교반하는 동안, 카보네이트 소스로서 이산화탄소가 금속 이온 소스보다 초과하여 공급되었다. 티타네이트 결합제 (PLNAETEC KR44, (주)아지노모토 파인 테크 제조) 가 스트론튬 카보네이트에 대해 4 질량% 로 첨가되었고, 상기 용액은 표면 처리를 위해 충분히 교반되었다.
최종적으로, 상기 용액은 세척 및 여과된 후에, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-4) 이 얻어졌다. 이 결정은 투과전자 현미경으로 관찰되었고, 150 개의 입자의 주축은 Mac-View Ver.3 으로 측정되었다. 종횡비는 6.2 이었고, 평균 주축 길이는 320 nm 였으며, 식 (1) 에 의해 계산된 주축의 변동 계수는 0.28 이었다.
Figure 112007043550952-pct00007
‥‥식(1)
여기서 r 은 평균 주축 길이를 나타내고, n 은 주축 길이를 측정하기 위해 사용된 입자의 수이며, ri 는 측정된 i 번째 입자의 주축 길이를 나타낸다.
(실시예 8)
-카보네이트 결정의 조제-
먼저, 메탄올 600 ml 가 미리 10℃까지 냉각된 NaOH 용액 300 ml 에 첨가되었다. 이 용액에, 금속 이온 소스로서 0.25 mol/L 의 염화 스트론튬 수용액과 카보네이트 소스로서 0.25 mol/L 의 탄산나트륨 용액을 동시에 첨가하여 혼합하였고, 이 혼합물은 교반하여 반응되었다. 상기 반응 용액의 pH 는 12.8 이었다.
다음으로, 금속 이온 소스로서 0.3 mol/L 의 염화 스트론튬 용액을 첨가한 후에, 카보네이트 소스로서 이산화탄소를 반응 액체를 교반하는 동안 금속 이온 소 스를 초과하도록 공급하였다. 티타네이트 결합제 (PLNAETEC KR44, (주)아지노모토 파인 테크 제조) 가 스트론튬 카보네이트에 대해 4 질량% 로 첨가되었고, 상기 용액은 표면 처리를 위해 충분히 교반되었다.
최종적으로, 상기 용액은 세척 및 여과된 후에 건조되었고, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-5) 이 얻어졌다. 상기 결정은 실시예 7 과 유사하게 관찰되었다. 종횡비는 4.3 이었고, 평균 주축 길이는 345 nm 였으며, 주축의 변동 계수는 0.37 이었다.
(실시예 9)
먼저, 금속 이온 소스로서 0.30 mol/L 의 염화 스트론튬 용액 700 ml 를메탄올 900 ml 와 혼합하고, 상기 용액을 10℃ 까지 냉각시켰다. 그 다음, 즉각적인 반응을 위해 카보네이트 소스로서 0.15 mol/L 의 탄산나트륨 용액 700 ml 를 첨가 혼합하였고, 이 혼합물은 교반으로 반응되었다. 반응 용액의 pH 는 8 .0 이었다. 그 후에, 이산화탄소가 교반된 용액에 공급되었다.
다음으로, 티타네이트 결합제 (PLNAETEC KR44, (주)아지노모토 파인 테크 제조) 는 스트론튬 카보네이트에 대해 25 질량% 로 첨가되었고, 상기 용액은 표면 처리를 위해 충분히 교반되었다.
최종적으로, 상기 용액은 세척 및 여과된 후에 건조되었고, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-6) 이 얻어졌다. 이 결정은 투과전자 현미경으로 관찰되었고, 복수개의 입자의 주축이 측정되었다. 평균 주축 길이는 380 nm 였고, 종횡비는 2.4 였으며, 주축의 변동 계수는 0.35 였다.
(비교예 6)
-카보네이트 결정의 조제-
반응 용액의 메탄올의 양이 400 mL 로 변경되고, 메탄올의 온도가 18℃ 로 설정되고, 이산화탄소의 반응 온도가 38℃ 로 변경되었다는 것을 제외하고는 실시예 7 과 동일한 방식으로 스트론튬 카보네이트 결정 (H-3) 이 얻어졌다.
이 결정은 실시예 7 과 유사하게 관찰되었다. 종횡비는 4.1 이었고, 평균 주축 길이는 370 nm 였으며, 이 주축의 변동 계수는 0.65 였다.
(비교예 7)
-카보네이트 결정의 조제-
반응 용액의 온도가 35℃ 로 설정되고, pH 는 8 로 설정되고, 염화 스트론튬 용액이 탄산나트륨 용액 전에 첨가되었다는 것을 제외하고는 실시예 8 과 동일한 방식으로 스트론튬 카보네이트 결정 (H-4) 가 얻어졌다.
상기 결정은 실시예 7 과 유사하게 관찰되었다. 종횡비는 1.7 이었고, 평균 주축 길이는 670 nm 였으며, 이 주축의 변동 계수는 0.54 였다.
<실험 4>
(실시예 10)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
실시예 7 에서 조제된, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-1) 이 0.5 질량% 로 폴리카보네이트 (분자량 22,000) 와 혼합되었다. 8 시간 동안 120℃ 에서 가열된 후에, 이 혼합물은 220℃ 에서 혼련되었다. 혼련 후에, 펠릿상의 수지는 사출 성형을 위해 220℃ 에서 용융되어, 두께 100 ㎛ 의 필름이 압축 성형에 의해 준비되었다. 준비된 필름을 통한 450 nm 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 구해졌다.
다음으로, 필름이 170℃ 의 온도 및 1.6 의 인발비의 인발 조건하에서 텐실론 만능 시험기 ((주) ORIENTEC 제조) 로 단축 인발되었고, 자동 복굴절 분석기 (KOBRA-21ADH, (주)오지 계측 기기사 제조) 를 이용하여 550±5 nm 의 파장으로 복굴절이 측정되었다. 결과를 표 4 에 나타내었다.
(실시예 11)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 실시예 8 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (T-5) 로 대체된 것을 제외하고는 실시예 10 과 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 파장 450 nm 의 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 구해졌다. 결과를 표 4 에 나타내었다.
(실시예 12)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 실시예 9 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (T-6) 로 대체된 것을 제외하고는 실시예 10 과 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 파장 450 nm 의 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 구해졌다. 결과를 표 4 에 나타내었다.
(비교예 8)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 비교예 6 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (H-3) 로 대체된 것을 제외하고는 실시예 10 과 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 파장 450 nm 의 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 구해졌다. 결과를 표 4 에 나타내었다.
(비교예 9)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 비교예 7 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (H-4) 로 대체된 것을 제외하고는 실시예 10 과 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 파장 450 nm 의 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 구해졌다. 결과를 표 4 에 나타내었다.
(비교예 10)
-복굴절 및 450 nm 광 투과율의 측정-
카보네이트 결정이 첨가되지 않은 것을 제외하고는 실시예 10 과 동일한 방식으로 복굴절이 측정되었다. 또한, 파장 450 nm 의 광의 투과율 y(%) 이 측정되었고, x 에 대한 y 의 비가 구해졌다. 결과를 표 4 에 나타내었다.
표 4
Figure 112007043550952-pct00008
표 4 에 도시된 결과는 실시예 10 ~ 12 에서 조제된 본 발명의 카보네이트 결정을 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물이 비교예 8 ~ 10 과 비교하여 수지의 광투율의 감소가 더 적고, 복굴절을 더 효과적으로 지울 수 있다는 것을 나타낸다.
(실시예 13)
스트론튬 카보네이트 결정을 포함하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 조성물이 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 중축합 반응으로 실시예 7 에서 조제된 스트론튬 카보네이트 결정 (T-4) 을 0.5 질량% 로 첨가하여 얻어졌다.
유사하게, 스트론튬 카보네이트 결정 (T-5, T-6, H-4) 을 각각 포함하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 조성물이 조제되었다.
인발 공정 후에 최종 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 조성물 각각에 대한 투과율과 복굴절이 측정되었고, 실시예 10 과 동일한 효과가 있음이 확인되었다.
또한 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 조성물 및 트리아세틸셀룰로오스 수지 조성물로도 각각 유사한 효과가 얻어짐이 확인되었다.
본 발명은 현재의 문제점을 해결하여 투명 수지에 존재할 때 투명 폴리머 수지의 광 투과율을 감소시키지 않고도 복굴절을 지울 수 있고 방향성 복굴절을 가지며 침상 또는 봉상인 카보네이트 결정, 상기 카보네이트 결정의 제조 방법, 및 이 카보네이트 결정을 포함하는 투명 광학용 수지 조성물을 제공할 수 있다.
투명 수지에 존재하는 본 발명의 카보네이트 결정은 투명 수지의 광 투과율을 감소시키지 않고도 복굴절을 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 카보네이트 결정의 제조 방법은 방향성 복굴절을 가지며 종횡비가 큰 카보네이트 결정을 효율적이면서도 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 예컨대, 본 발명의 카보네이트 결정의 제조에 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 카보네이트 결정을 갖는 투명 광학용 수지 조성물은 광 투과율을 감소시키지 않고도 복굴절을 제거할 수 있기 때문에, 광학 부품, 특히 복굴절성이 중요하고 고정밀도가 요구되는 광학 요소를 구성하는 수지에 사용되는 것이 바람직하다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 주축의 변동 계수가 아래의 식(1) 로 표현되고,
    Figure 112012032653578-pct00012
    ……식(1)
    여기서, r 은 평균 주축 길이를 나타내고, n 은 주축 길이를 측정하는데 사용된 입자의 수이며, ri 는 측정된 i 번째 입자의 주축 길이를 나타낼 때,
    종횡비가 2 이상이고, 평균 주축 길이가 400 nm 이하이며, 상기 주축의 변동 계수가 0.40 이하인 카보네이트 결정을 제조하는 방법으로서,
    상기 카보네이트 결정은 Sr2+, Ca2+, Ba2+, Zn2+ 및 Pb2+ 중에서 선택된 일종 이상의 금속 이온을 포함하는 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 액체 내에서 반응시킴으로써 형성되고, 상기 카보네이트 결정은 3℃ ~ 25℃ 에서 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 액체에서 반응시킴으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 pH 9.0 이상의 액체에서 반응시킴으로써 형성된 카보네이트 결정의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스가 반응을 위해 액체에 동시에 도입됨으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 금속 이온 소스와 카보네이트 소스를 알콜의 존재 하에서 반응시킴으로써 형성되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
  10. 제 5 에 있어서, 0.05 mol/L 이상의 금속 이온 소스가 사용되는 카보네이트 결정의 제조 방법.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 제조 방법은 카보네이트 소스와 금속 이온 소스의 반응으로부터 얻어진 카보네이트 결정을 건조시키기 위한 건조 공정을 포함하는 카보네이트 결정의 제조 방법.
  12. 제 5 항에 따른 카보네이트 결정의 제조 방법에 의해서 제조된 카보네이트 결정 및 수지를 포함하는 투명 광학용 수지 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, 450 nm 의 파장을 갖는 광의 투과율이 86% 이상인 투명 광학용 수지 조성물.
  14. 제 12 항에 있어서, 450 nm 의 파장을 갖는 광의 투과율이 86.5% 이상인 투명 광학용 수지 조성물.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 수지는 셀룰로오스 아크릴레이트 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 및 폴리카보네이트 수지 중에서 선택된 일종인 투명 광학용 수지 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 수지는 폴리카보네이트 수지인 투명 광학용 수지 조성물.
  17. 제 5 항에 있어서, 상기 주축의 변동 계수는 0.30 이하인 카보네이트 결정의 제조 방법.
  18. 제 5 항에 있어서, 상기 카보네이트 결정은 액체 내에서 Sr2+, Ca2+, 및 Ba2+ 중에서 선택된 일종 이상의 금속 이온을 포함하는 금속 이온 소스와 카보네이트 소스의 반응으로부터 얻어질 수 있는 카보네이트 결정의 제조 방법.
  19. 제 5 항에 있어서, 상기 금속 이온 소스는 수산화물 및 염화물 중 하나이고, 상기 카보네이트 소스는 탄산나트륨, 탄산암모늄 및 이산화탄소 중 하나인 카보네이트 결정의 제조 방법.
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