KR101661326B1 - 낮은 복굴절을 가지는 열가소성 조성물로부터 제조된 투명 물품 - Google Patents

Abstract

광학 등급 물품은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하고, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머는, C_20-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%; 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%; 및 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을 제외한 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 76중량%;를 포함하고, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 상기 단량체 단위의 100중량%이고, 상기 열가소성 조성물의 굴절율이 1.590 이상이고, 상기 코폴리머의 유리전이온도는 120 내지 155℃이다. 카메라 렌즈는 또한 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함한다.

Description

낮은 복굴절을 가지는 열가소성 조성물로부터 제조된 투명 물품 {Transparent articles prepared from thermoplastic compounds having low birefringence}

관련 출원에 대한 상호참조

본 출원은 2009년 12월 31일자로 제출한 미국 가출원 제61/291,565호에 대한 우선권을 주장하는 정식출원이고, 또한 2008년 12월 31일자로 제출한 동시계류중인 미국출원 제12/347,060호의 일부계속출원이며, 상기 출원들은 인용에 의해 본 명세서에 결합된다.

기술분야

본 발명은 고유동성 및 연성을 가지는 열가소성 조성물로부터 제조된 투명 물품에 관한 것이며, 특히 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 열가소성 조성물로부터 제조된 광학 렌즈에 관한 것이다.

휴대용 소형 전자 제품에서 소형화, 기능성 통합 및 중량 감소는 두드러진 경향이다. 이들 장치는 수년에 달하는 수명 기간 중 일상의 사용을 견뎌야 한다. 이와 같은 경향은, 개선된 유동성을 가지는 플라스틱 재료가 보다 얇은 칸막이 디자인(thinner wall design)을 만족시키는 능력, 및 여러 사용 환경(예를 들어, 낙하로 인한 물리적 충격, 및 극한의 온도와 습도)에서 뛰어난 충격 성능을 가질 것을 요구한다.

핸드폰 카메라 또는 다른 휴대용 소형 장치 등의 장비로 고품질 사진을 찍는 능력은 더 우수한 성질을 가지는 재료, 특히 렌즈 재료를 필요로 한다. 일반적으로 이들 휴대용 장치에 장착된 카메라는 일련의 렌즈를 매칭시킨 복합 광학계를 구비하는데, 이들 렌즈 각각은 구별되는 광학 성질이 있으므로, 최종 렌즈 시스템은 대체로 소비자 요구를 만족시키는 다양한 성능을 갖게 된다.

다른 열가소성 소재와 비교하여 폴리카보네이트는 우수한 광학 성질, 내열성, 및 충격 강도 같은 기계적 특성으로 주목을 받는다. 현재, 상기 렌즈 또는 렌즈 시스템 제조용으로 시판중인 재료로서는, 예를 들어 OKP4 및 OKP4-HT(Osaka Gas Chemicals Co. 제조)을 포함하는 비스페녹시에탄올 폴리에스테르같은 재료를 포함하나, 이는 고가의 특별 공급 원료로부터 제조된다. 하지만, 높은 유동성, 광학 품질의 폴리카보네이트는 높은 광학적 및 기계적 성능 특성과 저비용이면서 쉽게 구입가능한 공급원료로 인해, 렌즈 재료로서 현재도 선택되고 있다. 그러나 렌즈가 점점 더 작아지고, 품질 기준(예를 들어 사진 크기, 품질)이 더 엄격해짐에 따라, 상업적인 광학 품질의 폴리카보네이트가 갖는 성능은 더 이상 적당하지 않다. 고글 및 차광면(face shield), 광가이드 및 패널용 렌즈와 같은 광학 등급 성분의 다용도, 저비용, 대량 생산을 위해서, 또한 디지탈 포토그래피와 같은 보다 가혹한 용도를 위해서는 낮은 헤이즈를 갖는 투명 폴리머 조성물이 바람직하다. 유리 및 높은 투명도의 다양한 열가소성 소재가 사용될 수 있지만, 현재 입수 가능한 재료는 장시간의 가공 처리(유리 렌즈의 연마 등)를 필요로 하거나, 플라스틱에 대해서는 바람직하지 않은 열적 성질(폴리메틸 메타크릴레이트에서와 같이) 또는 높은 복굴절율(광학 등급의 다양한 상업용 폴리카보네이트에서와 같이)을 갖는다.

바람직한 광학 특성 및 기계적 성질을 유지하면서도 개선된 용융 흐름 성질을 갖는 폴리카보네이트 재료에 대한 필요성이 존재한다. 상술한 결점 및 다른 결점들은, 일 구현예에서, 알파, 오메가 C_6-20 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체, 디히드록시방향족 화합물, 및 카보네이트 소스로부터 유도되는 소프트 블럭 에스테르 단위체를 함유하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하는 카메라 렌즈에 의하여 경감되는데, 여기서 상기 열가소성 조성물은 ASTM D1238-04에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 6분의 체류시간(dwell time) 하에서 13 내지 25 cc/10min의 용융 체적 유속(melt volume rate)을 가지며, 상기 카메라 렌즈는 0.5 내지 100 mm²의 유효 렌즈 면적을 갖는다.

다른 구현예에서, 형상 표면 (shaped surface)을 가진 광학 렌즈는, 화학식 (8a)의 소프트 블럭 에스테르 단위를 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 및 선택적으로 폴리카보네이트를 포함하는 열가소성 조성물을 포함한다.

(8a)

식중, m은 4 내지 18이다. 여기서, 상기 열가소성 조성물은 ASTM D1238-04에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 6분의 체류시간 하에서 13 cc/10 min 내지 25 cc/10 min 용융 체적 유속을 가지고, 상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 3.2 mm의 두께를 가지는 물품은 ASTM D1003-00에 따라 측정할 경우 1.0 퍼센트 이하의 헤이즈를 가지며, 상기 카메라 렌즈는 0.5 내지 100 mm²의 유효 렌즈 면적을 가진다.

다른 구현예에서, 카메라 렌즈 제조 방법은, 알파, 오메가 C_6-20 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체, 디히드록시방향족 화합물, 및 카보네이트 소스로부터 유도되는 소프트 블럭 에스테르 단위를 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 성형하는 단계를 포함하는데, 상기 열가소성 조성물은 ASTM D1238-04에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 6분의 체류시간 하에서 13 내지 25 cc/10 min의 용융 체적 유속을 가지며, 상기 카메라 렌즈는 0.5 내지 100 mm²의 유효 렌즈 면적을 가지고, 상기 방법으로 제조된 광학 렌즈는 3차원 접촉 표면 형상 측정법 (three dimensional contact profilometry)으로 측정하는 경우 표준 시료로부터 400 nm 미만의 범위로 벗어나는 정밀도 치수(precision dimensions)를 가진다.

다른 구현예에서, 카메라 렌즈는 알파, 오메가 C_6-20 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체, 디히드록시방향족 화합물, 및 카보네이트 소스로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위체 0.5 내지 10 wt%를 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머와 재배열 촉매 (redistribution catalyst)의 반응 생성물을 포함하는 열가소성 조성물을 포함하는데, 상기 열가소성 조성물은 ISO 1133에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 4분의 체류시간 하에서 13 내지 25 cc/10 min의 용융 체적 유속을 가지며, 상기 카메라 렌즈는 0.5 내지 100 mm²의 유효 렌즈 면적을 가진다.

다른 구현예에서, 광학 등급 물품(optical grade article)은 C_20-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%, 상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 76중량%를 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하며, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합은 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량%이고, 상기 열가소성 조성물의 굴절율은 1.590 이상이고, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 유리전이온도는 120 내지 155℃이다.

다른 구현예에서, 광학 등급 물품은 알파, 오메가 C_20-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 21중량%, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 53중량%, 상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 58중량%를 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하며, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위체, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위체, 및 디히드록시방향족 화합물 단위체의 중량 백분율의 합은 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량%이고, 상기 열가소성 조성물은 3.2mm의 두께를 갖는 물품으로 성형시 ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 1.0퍼센트 이하의 헤이즈를 가지며, 100℃의 몰드 온도에서 상기 열가소성 조성물의 굴절율은 1.590 이상이고, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 유리전이온도는 135 내지 140℃이다.

다른 구현예에서, 카메라 렌즈는, a) 하기 화학식 (9e)의 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%:

(9e)

식중, m 및 m'은 독립적으로 0 내지 38이며, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 38이고, 합계 m+m'+n+n'은 14 내지 38임; 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%; 및 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 76중량%;를 단량체 단위로서 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합은 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 상기 단량체 단위의 100중량%임, 및 b) 선택적으로, 폴리카보네이트를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하며, 상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 3.2mm의 두께를 갖는 물품은 ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 1.0퍼센트 이하의 헤이즈를 가지며, 상기 열가소성 조성물의 굴절율은 1.59 이상이며, 0.5mm² 및 100mm²의 유효 렌즈 면적을 갖고 300℃의 배럴(barrel) 온도에서 상기 열가소성 조성물로부터 성형되는 상기 카메라 렌즈는 590nm의 파장에서 병렬 니콜스법(parallel Nicols method)으로 측정시 90나노미터 이하의 복굴절을 갖는다.

다른 구현예에서, 카메라 렌즈는, a) 하기 화학식 (9e)의 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%:

(9e)

식중, m 및 m'은 독립적으로 0 내지 38이고, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 38이며, 합계 m+m'+n+n'은 14 내지 38의 정수임;

2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%; 및

2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 76중량%;

를 단량체로서 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머,

여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합은 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량%임, 및

b) BPA 폴리카보네이트를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하고,

여기서, 상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 3.2mm의 두께를 갖는 물품은 ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 1.0퍼센트 이하의 헤이즈를 가지고,

상기 열가소성 조성물의 굴절율은 1.590 이상이며, 0.5mm² 및 100mm²의 유효 렌즈 면적을 갖고 300℃의 배럴(barrel) 온도에서 상기 열가소성 조성물로부터 성형되는 상기 카메라 렌즈는 590nm의 파장에서 병렬 니콜스법(parallel Nicols method)으로 측정시 90나노미터 이하의 복굴절을 갖는다.

도면의 설명을 이하에서 제시하며, 이는 예시적임을 의미하고 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 예시적인 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에 대한 소프트 블럭 백분율 대비 유리전이온도의 그래프이다.
도 2a는 열가소성 조성물로부터 성형된 예시적인 렌즈의 개략적인 다이아그램이고, 도 2b는 성형된 렌즈의 사진이다.
도 3a는 폴리카보네이트를 사용하여 제조된 렌즈의 표면 프로필을 나타내며, 및 도 3b는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 사용하여 제조된 렌즈의 표면 프로필을 나타낸다.
도 4a는 폴리카보네이트를 사용하여 제조된 렌즈의 복굴절 칼라 등고선 지도(birefringence color contour map)을 나타내고, 도 4b는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 사용하여 제조된 렌즈의 복굴절 칼라 등고선 지도를 나타낸다.
도 5는 상이한 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 조성물에 대한 재배열 촉매의 함량(ppm) 대비 ISO 1133에 따른 용융-체적 유속의 그래프를 나타낸다.
도 6은 상이한 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 조성물에 대한 재배열 촉매의 함량(ppm) 대비 중량 평균 분자량 및 다분산성의 그래프를 나타낸다.
도 7은 계획된 실험에 대하여 소프트 블럭, 2-페닐-3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈이미딘, 및 비스페놀 A의 삼각 관계를 나타낸다.
도 8은 상이한 조성물에서 압출 및 성형 온도의 비교 효과를 나타내는 사진이다.
도 9는 복굴절을 측정하기 위한 실시예 렌즈의 사진이다.
도 10은 실시예의 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 조성물을 사용하여 제조된 A 및 B 렌즈, 및 폴리카보네이트를 사용하여 제조된 C 렌즈의 복굴절 칼라 등고선 지도를 나타낸다.
상기 설명된 것 및 다른 특징은 하기 구체적인 설명에 의해 예시하기로 한다.

놀랍게도, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 (본 명세서에서 소프트 블럭 단위를 가지는 폴리에스테르-폴리카보네이트로도 칭함)를 포함하는 열가소성 조성물이, 성형시 곡면을 복제함에 있어서 아주 우수하다는 것을 발견하였는데, 상기 곡면 복제는 광학 렌즈 분야에서 필수적이다. 상기 열가소성 조성물은 얇은 벽(thin-wall) 물품 제조에 적합한 높은 정도의 금형 충전성을 나타내며, 바람직하게는 성형 반복성 (molding repeatability) 및 우수한 이형 특성(mold release characteristic)을 갖는 성형품에서 뛰어난 표면 평탄성을 갖는다. 또한 표준 광학-등급 폴리카보네이트에 비하여 높은 투명도 (즉, ASTM D1003-00에 따라 3.2 mm 플라크(plaque)에 대해 측정되는 경우, 85% 이상의 높은 % 투과도, 및 1% 미만의 낮은 헤이즈), 및 낮은 복굴절 같은 열가소성 조성물의 뛰어난 광학 성질은 광학 렌즈 분야에서 중요하다. 상기 열가소성 조성물은 광학적 성질, 기계적 성질 및 표면 마감 성질이 악화되지 않으면서 고용융 유동성 (1.2 kg의 부하 및 250℃ 온도에서 측정시 10분당 13 내지 25 입방 센티미터 (cc/10 min))을 갖는 것이 바람직하다.

상기 열가소성 조성물로부터 제조된 광학 렌즈는 0.5 내지 100 mm²의 유효 표면적(입사광의 굴절을 허용하는, 렌즈의 사용가능한 표면적으로 정의됨)을 가지며, 0.25 mm 내지 2.5 mm의 렌즈 두께(가장 적게 굴절된 입사광의 광학 경로에 평행하게, 렌즈의 중심을 통하여 측정)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 열가소성 조성물로부터 성형된 광학 렌즈는 뛰어난 기계적 성질, 낮은 복굴절, 및 뛰어난 화학적 안정성 및 치수 안정성을 보인다.

본 명세서에서 상기 물품(예를 들어, 광학 렌즈)으로 성형되는 열가소성 조성물은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함한다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 또는 접미사 "폴리카보네이트"는 화학식 (1)의 카보네이트 구조의 반복단위를 가지는 조성물을 의미한다:

(1)

식중, R¹ 작용기의 전체 갯수의 적어도 60 퍼센트는 방향족 유기 라디칼이고 그 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족 라디칼이다. 일 구현예에서, 각각의 R¹은 방향족 유기 라디칼, 예를 들어 화학식 (2)의 라디칼이다:

(2)

식중, A¹ 및 A² 각각은 일환 2가 아릴 라디칼이고, Y¹은 A¹과 A²을 분리시키는 1개 또는 2개의 원자를 가지는 연결 라디칼이다. 예시적인 구현예에서, 1개의 원자가 A²로부터 A¹을 분리시킨다. 상기 유형의 라디칼의 비제한적 예는 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O₂)-, -C(O)-, 메틸렌, 시클로헥실-메틸렌, 2-[2.2.1]-비시클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 시클로헥실리덴, 시클로펜타데실리덴, 시클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴이다. 연결 라디칼 Y¹은 탄화수소기, 또는 메틸렌, 시클로헥실리덴, 또는 이소프로필리덴과 같은 포화 탄화수소기일 수 있다.

폴리카보네이트는 화학식 HO-R¹-OH을 가지는 디히드록시 화합물을 사용하여 제조될 수 있는데, 이는 화학식 (3)의 디히드록시 화합물을 포함한다:

(3)

식중, Y¹, A¹ 및 A²는 상술한 바와 같다. 또한, 일반식 (4)의 비스페놀 화합물을 포함한다:

(4)

식중, R^a 및 R^b는 각각 할로겐 원자 또는 1가 탄화수소기를 나타내며, 동일 또는 상이할 수 있고; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고; X^a는 화학식 (5)의 작용기들 중 하나를 나타낸다:

(5)

식중, R^c 및 R^d는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가 선형 또는 환형 탄화수소기를 나타내고, R^e는 2가 탄화수소기이다.

일 구현예에서, 헤테로원자 함유 환형 알킬리덴기는 2가 이상의 원자가를 가지는 적어도 하나의 헤테로원자, 및 적어도 2개의 탄소 원자를 포함한다. 상기 헤테로원자 함유 환형 알킬리덴기에 사용되는 헤테로원자는 -O-, -S-, 및 -N(Z)-를 포함하며, 여기서 Z는 수소, 히드록시, C_1-12 알킬, C_1-12 알콕시, 또는 C_1-12 아실로부터 선택되는 치환기이다. 존재하는 경우, 상기 환형 알킬리덴기 또는 헤테로원자 함유 환형 알킬리덴기는 3개 내지 20개의 원자를 가질 수 있고, 단일의 포화 또는 불포화 고리, 또는 융합된 다환 고리 시스템일 수 있으며, 여기서 상기 융합 고리는 포화, 불포화, 또는 방향족이다.

예를 들어 화학식 (6)의 비스페놀 같은, 치환 또는 비치환된 시클로헥산 단위를 포함하는 다른 비스페놀이 사용될 수 있다:

(6)

식중, 각각의 R^f는 독립적으로 수소, C_1-12 알킬, 또는 할로겐이고; 각각의 R^g는 독립적으로 수소 또는 C_1-12 알킬이다. 상기 치환기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 환형, 이환형, 분지형, 포화, 또는 불포화일 수 있다. 예를 들어 페놀 2몰과 수소화된 이소포론 1몰의 반응 생성물인 시클로헥산 함유 비스페놀은, 높은 유리전이온도 및 높은 열변형 온도를 가지는 폴리카보네이트 폴리머 제조에 유용하다. 시클로헥실 비스페놀을 포함하는 폴리카보네이트, 또는 상술한 하나 이상의 폴리카보네이트와 다른 비스페놀 폴리카보네이트를 포함하는 조합은, APEC

상표로 Bayer Co.가 공급한다.

화학식 HO-R¹-OH을 갖는 다른 유용한 디히드록시 화합물은 화학식 (7)의 방향족 디히드록시 화합물을 포함한다:

(7)

식중, 각각의 R^h는 독립적으로 할로겐 원자, C_1-10 알킬기와 같은 C_1-10 히드로카르빌, 할로겐-치환된 C_1-10 알킬기와 같은 할로겐 치환된 C_1-10 히드로카르빌이고, n은 0 내지 4이다. 상기 할로겐은 보통 브롬이다.

예시적인 디히드록시 화합물은 다음을 포함한다: 4,4'-디히드록시바이페닐, 1,6-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-히드록시페닐)-2-(3-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스 (히드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로도데칸, 트랜스-2,3-비스(4-히드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)아다만틴, (알파, 알파'-비스(4-히드록시페닐)톨루엔, 비스(4-히드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-시클로헥실-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-알릴-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-히드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-히드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-히드록시페닐)에틸렌, 4,4'-디히드록시벤조페논, 3,3-비스(4-히드록시페닐)-2-부타논, 1,6-비스(4-히드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌 글리콜 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오린, 2,7-디히드록시피렌, 6,6'-디히드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스파이로(비스)인단 ("스파이로바이인단 비스페놀"), 3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈라이드, 2,6-디히드록시디벤조-p-다이옥신, 2,6-디히드록시티안트렌, 2,7-디히드록시페녹사틴, 2,7-디히드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디히드록시디벤조퓨란, 3,6-디히드록시디벤조티오펜, 및 2,7-디히드록시카바졸, 레조르시놀, 5-메틸레조르시놀, 5-에틸 레조르시놀, 5-프로필 레조르시놀, 5-부틸 레조르시놀, 5-t-부틸 레조르시놀, 5-페닐 레조르시놀, 5-큐밀 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모 레조르시놀 등과 같은 치환된 레조르시놀 화합물; 카테콜; 히드로퀴논; 2-메틸 히드로퀴논, 2-에틸 히드로퀴논, 2-프로필 히드로퀴논, 2-부틸 히드로퀴논, 2-t-부틸 히드로퀴논, 2-페닐 히드로퀴논, 2-큐밀 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모 히드로퀴논 등과 같은 치환된 히드로퀴논, 및 상술한 디히드록시 화합물 중 하나 이상을 포함하는 조합.

화학식 (3)으로 표현될 수 있는 비스페놀 화합물의 구체적인 예는 1,1-비스(4-히드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐) 에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐) 프로판 (이하 "비스페놀 A" 또는 "BPA"라 한다), 2,2-비스(4-히드록시페닐) 부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐) 옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐) 프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐) 프로판, 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐) 프로판, 3,3-비스(4-히드록시페닐) 프탈이미딘, 2-페닐-3,3-비스(4-히드록시페닐) 프탈이미딘 (PPPBP), 및 1,1-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)시클로헥산 (DMBPC)을 포함한다. 상술한 디히드록시 화합물의 하나 이상을 포함하는 조합도 또한 사용될 수 있다.

구체적인 구현예에서, 화학식 (4) 내의 X^a는 치환, 융합된 C_5-18 헤테로시클로알킬리덴이다. 구체적인 구현예에서, 상기 치환, 융합된 C_5-18 헤테로시클로알킬리덴을 포함하는 디히드록시방향족 단량체는 화학식 (8)의 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 (또한 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)-2,3-디히드로이소인돌-1-온으로도 지칭됨)이다:

(8)

식중, Rⁱ, R^j, 및 R^k는 독립적으로 C_1-12 히드로카르빌이며, G는 C_1-12 알킬기 또는 C_6-18 방향족기이고, u, v, 및 w는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. 예시적인 구현예에서, 상기 디히드록시방향족 단량체는 화학식 (8a)의 2-페닐-3,3-비스(4-히드록시페닐) 프탈이미딘 (PPPBP)이다:

(8a).

상술한 폴리카보네이트 외에, 폴리카보네이트와 다른 열가소성 폴리머의 조합, 예를 들어 호모폴리카보네이트 및/또는 폴리카보네이트 코폴리머의 조합이 사용될 수 있다.

구체적인 구현예에서, 폴리카보네이트가 포함된 경우, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유도되는 선형 호모폴리머일 수 있는데, 여기서 A¹ 및 A² 각각은 p-페닐렌이고 Y¹은 이소프로필리덴이다. 상기 폴리카보네이트는 25℃ 클로로포름에서 측정되는 경우, 일반적으로 그램당 0.3 내지 1.5 데시리터 (dl/g)의 고유 점도, 구체적으로는 0.45 내지 1.0 dl/g의 고유 점도를 가질 수 있다. 일반적으로 상기 폴리카보네이트는 밀리리터당 1밀리그램의 시료 농도에서 가교된 스티렌-디비닐 벤젠 칼럼을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정하고 폴리카보네이트 표준 물질로 보정시, 10,000 내지 100,000g/mol의 중량 평균 분자량 (Mw)을 가질 수 있다.

일 구현예에서, 폴리카보네이트는 규정된 온도 및 부하에서 오리피스를 통한 열가소성 플라스틱의 압출 속도를 측정하는 용융 체적 유속 (종종 MVR로 약칭함)을 가질 수 있다. 물품 성형에 유용한 폴리카보네이트는 ASTM D1238-04 또는 ISO 1133에 따라 300℃ 및 1.2 kg의 부하에서 측정되는 경우, 10분당 0.5 내지 80 입방센티미터 (cc/10 min)의 MVR을 가질 수 있다. 구체적 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에 더하여 폴리카보네이트가 사용되는 경우, 상기 폴리카보네이트 (또는 폴리카보네이트들의 조합, 즉, 폴리카보네이트 조성물)는 ASTM D1238-04 또는 ISO 1133에 따라 300℃ 및 1.2 kg의 부하에서 측정되는 경우, 45 내지 75 cc/10 min, 구체적으로는 50 내지 70 cc/10 min, 더욱 구체적으로는 55 내지 65 cc/10 min의 MVR을 가진다.

본 명세서에서 사용되는 "폴리카보네이트" 및 "폴리카보네이트 수지"는 호모폴리카보네이트, 상기 카보네이트 내에 상이한 R¹ 모이어티를 포함하는 코폴리머 (본 명세서에서 "코폴리카보네이트"라 한다), 카보네이트 단위 및 에스테르 단위, 폴리실록산 단위와 같은 다른 유형의 폴리머 단위를 포함하는 코폴리머, 및 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트의 하나 이상을 포함하는 조합을 더 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 코폴리머의 구체적인 유형은 폴리에스테르 카보네이트이며, 이는 폴리에스테르-폴리카보네이트로도 알려져 있다. 이와 같은 코폴리머는 화학식 (1)의 카보네이트 사슬 반복 단위에 더하여, 화학식 (9) 단위를 더 포함한다:

(9)

식중, R²는 디히드록시 화합물로부터 유도되는 2가기이고, 예를 들어, C_2-10 알킬렌기, C_6-20 지환족기, C_6-20 방향족기 또는 폴리옥시알킬렌기일 수 있고, 상기 알킬렌기는 2개 내지 약 6개의 탄소 원자를 포함하고, 구체적으로는 2개, 3개, 또는 4개의 탄소 원자를 포함하며; T는 디카르복실산 (지방족, 방향족, 또는 알킬 방향족)으로부터 유도되는 2가기이고, 예를 들어, C_4-18 지방족기, C_6-20 알킬렌기, C_6-20 알킬렌기, C_6-20 지환족기, C_6-20 알킬 방향족기, 또는 C_6-20 방향족기일 수 있다. 코폴리머는 적어도 2종의 상이한 단량체를 포함하는 폴리머로서 정의된다. 코폴리머가 3종의 상이한 단량체를 포함하는 경우, 터폴리머라고도 칭해질 수 있다. 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머라는 용어에서 폴리(지방족 에스테르)폴리카보네이트라는 용어는 상기 폴리머 내에 포함된 성분을 나타내지만, 상기 코폴리머가 이들 성분을 포함하는 폴리머에 반드시 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

R²는 직쇄, 분지쇄, 또는 환형 (다환형 포함) 구조를 갖는 C_2-30 알킬렌기일 수 있다. 이와 다른 예로서, R²는 상기 화학식 (4)의 방향족 디히드록시 화합물, 또는 상기 화학식 (7)의 방향족 디히드록시 화합물로부터 유도될 수 있다.

상기 폴리에스테르 단위들을 제조하기 위하여 사용될 수 있는 방향족 디카르복실산의 예는 이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카르복시페닐)에탄, 4,4'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산, 및 상술한 산 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 1,4-, 1,5-, 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산에서와 같이 융합고리를 포함하는 산이 또한 있을 수 있다. 구체적인 디카르복실산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산, 시클로헥산 디카르복실산, 또는 이들의 조합이다. 구체적인 디카르복실산은 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합을 포함하며 여기서 테레프탈산에 대한 이소프탈산의 중량비는 약 91:9 내지 약 2:98이다. 또 다른 구체적인 구현예에서, R²는 C_2-6 알킬렌기이고 및 T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 2가 시클로지방족기, 또는 이들의 조합이다. 폴리에스테르의 상기 부류는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다.

코폴리머에서 카보네이트 단위에 대한 에스테르 단위의 몰 비는 최종 조성물에서 요구되는 특성에 따라 다양하게 변할 수 있는데, 예를 들어 1:99 내지 99:1, 구체적으로는 10:90 내지 90:10, 더욱 구체적으로는 25:75 내지 75:25까지 변할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하며, 구체적으로는 화학식 (9)의 에스테르 단위가, 본 명세서에서 지방족 디카르복실산 에스테르 단위로도 언급되는 소프트 블럭 에스테르 단위를 포함하는 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다. 소프트 블럭 에스테르 단위를 포함하는 그러한 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 본 명세서에서 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트로도 언급된다.

일 구현예에서, 상기 소프트 블럭 에스테르 단위는 C_6-20 지방족 디카르복실산 에스테르 단위 (C_6-20은 말단 카르복실기를 포함함) 일 수 있으며, 직쇄(즉, 비분지) 또는 분지쇄의 디카르복실산, 시클로알킬 또는 시클로알킬리덴 함유 디카르복실산 단위, 또는 이들 구조 단위의 조합일 수 있다. 일 구현예에서, C_6-20 지방족 디카르복실산 에스테르 단위는 메틸렌 (-CH₂-) 반복 단위를 포함하는 직쇄 알킬렌기를 포함한다.

구체적인 구현예에서, 유용한 소프트 블럭 에스테르 단위는 화학식 (9a)의 단위를 포함한다:

(9a)

식중, m은 4 내지 18이다. 화학식 (9a)의 구체적인 구현예에서, m은 8 내지 10이다.

일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 25 wt% 이하의 상기 소프트 블럭 단위를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 화학식 (9a) 단위를 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 전체 중량 기준으로 0.5 내지 10 wt%, 구체적으로는 1 내지 9 wt%, 더욱 구체적으로는 3 내지 8 wt%의 함량으로 포함한다.

상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 소프트 블럭 에스테르 단위 및 카보네이트 단위의 코폴리머이다. 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 화학식 (9b)에 나타나 있다:

(9b)

식중, 각각의 R³는 독립적으로 화학식 (4) 또는 (7)의 디히드록시방향족 화합물로부터 유도되며, m은 4 내지 18이고, 일구현예에서 x 및 y는 각각 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 평균 중량 백분율을 나타내며, 상기 평균 중량 백분율의 비 x:y는 10:90 내지 0.5:99.5, 구체적으로는 9:91 내지 1:99, 더욱 구체적으로는 8:92 내지 3:97이고, 여기서 x + y는 100이다. 다른 구현예에서, 화학식 9(b) 내의 각각의 R³는 독립적으로 화학식 (8)의 디히드록시방향족 화합물 단독 또는, 화학식 (4) 또는 (7)의 또 다른 비동일한 디히드록시방향족 화합물과의 조합으로부터 유도될 수 있다. 또한, 또 다른 구현예에서, x 및 y는 각각 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 평균 중량 백분율을 나타내며, 상기 평균 중량 백분율의 비 x:y는 2:98 내지 32:68 이고, 여기서 x+y는 100이다. 다른 구현예에서, x 및 y는 각각 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 평균 몰 백분율을 나타내며, 상기 평균 몰 백분율의 비 x:y는 7.5:92.5 내지 30:70이고, 여기서 x+y는 100이다.

본 명세서에서 정의된 바와 같이, 소프트 블럭 에스테르 단위는, 알파, 오메가 C_6-20 지방족 디카르복실산 또는 이들의 반응성 유도체로부터 유도될 수 있다. 구체적인 구현예에서, 소프트 블럭 에스테르 단위는 알파, 오메가 C_10-12 지방족 디카르복실산 또는 이들의 반응성 유도체로부터 유도될 수 있다. 다른 구체적인 구현예에서, 말단 카르복실레이트 작용기가 반복 메틸렌 (-CH₂-) 단위의 사슬(여기서 m은 화학식 (9a)에 대해 정의된 바와 같다)에 의해 연결된 화학식 (9a)의 지방족 에스테르 단위의 카르복실레이트 부분은, 산 할로겐화물 (구체적으로는, 산 염화물), 에스테르 등과 같은 상응하는 디카르복실산 또는 이들의 반응성 유도체로부터 유도된다. 따라서, 일구현예에서, 화학식 (9a)의 소프트 블럭 단위는 상응하는 화학식 (9c)의 비분지 알파-오메가 지방족 디카르복실산의 에스테르화로부터 유도된다.

(9c)

식중, m은 4 내지 18이다.

예시적인 알파, 오메가 디카르복실산 (이로부터 상기 상응하는 산 염화물이 유도될 수 있다)은 헥산이산(hexanedioic acid, 아디프산으로도 칭함)과 같은 알파, 오메가 C₆ 디카르복실산; 데칸이산(decanedioic acid, 세바스산으로도 칭함)과 같은 알파, 오메가 C₁₀ 디카르복실산; 및 도데칸이산(dodecanedioic acid, 때때로 DDDA로 약칭함)과 같은 알파, 오메가 C₁₂ 디카르복실산; 및 헥사데칸이산(hexadecanedioic acid, 때때로 HDDA로 약칭함)과 같은 알파, 오메가 C₁₆ 디카르복실산을 포함한다. 지방족 디카르복실산은 이들 예시적인 탄소 사슬 길이에 제한되지 않으며, C_6-20 제한 내에서 다른 사슬 길이가 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 직쇄 메틸렌기 및 비스페놀 A 폴리카보네이트기를 포함하는 소프트 블럭 에스테르 단위를 갖는 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 구체적인 구현예는 화학식 (9d)에 나타나 있다:

(9d)

식중, m은 4 내지 18이고, x 및 y는 화학식 (9b)에서 정의된 바와 같다. 구체적인 예시적 구현예에서, 유용한 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머는 세바스산 에스테르 단위 및 비스페놀 A 카보네이트 단위를 포함한다 (화학식 (9d), 여기서 m은 8이고, 평균 중량 비 x:y는 6:94이다).

바람직하게는, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 110 내지 145℃, 구체적으로는 115 내지 145℃, 더욱 구체적으로는 120 내지 145℃, 더욱 구체적으로는 128 내지 139℃, 더 더욱 구체적으로는 130 내지 139℃의 유리전이온도 (Tg)를 가진다.

또 다른 구현예에서, 상기 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 C_6-44 지방족 디카르복실산에 기초한 화학식 (9)의 에스테르 소프트 블럭을 포함한다. 일 구현예에서, 상기 C_6-44 지방족 디카르복실산은 상술한 바와 같이 직쇄형 알파, 오메가 C_6-20 지방족 디카르복실산에 기초한 화학식 (9a)의 에스테르 단위일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 C_6-44 지방족 디카르복실산은 화학식 (9e)의 분지쇄형 C_14-44 지방족 디카르복실산 에스테르 단위일 수 있다:

(9e)

식중, m 및 m'은 독립적으로 0 내지 38이며, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 38이고, 합계 m+m'+n+n'은 8 내지 38의 정수이다. 구체적인 구현예에서, 상기 지방족 디카르복실산은 C_20-44 지방족 디카르복실산이며, 여기서 합계 m+m'+n+n'은 14 내지 38의 정수이다. 더 구체적인 구현예에서, 상기 지방족 디카르복실산은 C_21-44 지방족 디카르복실산이며, 여기서 합계 m+m'+n+n'은 15 내지 38의 정수이다. 보다 더 구체적인 구현예에서, 상기 지방족 디카르복실산은 C_22-44 지방족 디카르복실산이며, 여기서 합계 m+m'+n+n'은 16 내지 38의 정수이다. 일구현예에서, 화학식 (9e)의 지방족 디카르복실산은 분지된다.

또 다른 구체적인 구현예에서, C₃₆ 지방족 디카르복실산 에스테르 단위는 화학식 (9e)의 구조를 가지며, 여기서 m 및 m'은 독립적으로 0 내지 30이고, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 30이고, 합계 m+m'+n+n'은 30이다. 또 다른 구체적인 구현예에서, C₃₆ 지방족 디카르복실산 에스테르 단위는 화학식 (9e)의 구조를 가지며, 여기서 m 및 m'은 독립적으로 5 내지 10이고, n 및 n'은 독립적으로 5 내지 10이고, 합계 m+m'+n+n'은 30이다. 예시적인 구현예에서, C₃₆ 지방족 디카르복실산 에스테르 단위에서, m 및 m'은 독립적으로 7 또는 8이고, n 및 n'은 독립적으로 7 또는 8이고, 합계 m+m'+n+n'은 30이다. 또 다른 구체적인 구현예에서, C₄₄ 지방족 디카르복실산 에스테르 단위는 화학식 (9e)의 구조를 가지며, 여기서 m 및 m'은 독립적으로 0 내지 30이며, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 30이고, 합계 m+m'+n+n'은 38이다. 예시적인 구현예에서, C₄₄ 지방족 디카르복실산 에스테르 단위에서, m 및 m'은 독립적으로 12 또는 13이고, n 및 n'은 독립적으로 6 또는 7이고, 합계 m+m'+n+n'은 38이다. 이러한 이염기산은 또한 일반적으로 이량체 지방산으로 불리기도 하며, 쉽게 입수 가능한 생물학적으로 유도된 공급원료의 축합공정에서 유도될 수 있다.

일 구현예에서, C_6-44 지방족 디카르복실산 에스테르 단위를 갖는 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 소프트 블럭 에스테르 단위 및 카보네이트 단위의 코폴리머이다. 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 화학식 (9f)에 나타낸다:

(9f)

식중, 각각의 R³는 독립적으로 화학식 (8)의 디히드록시방향족 화합물 단독 또는, 화학식 (4) 또는 (7)의 또 다른 비동일한 디히드록시방향족 화합물과의 조합으로부터 유도되며, m, m', n, 및 n'은 화학식 (9e)에서 정의된 바와 같다. 일 구현예에서, z 및 y는 각각 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 평균 중량 백분율을 나타낼 수 있으며, 상기 평균 중량 백분율의 비 z:y는 2:98 내지 32:68이고, z + y는 100이다. 또 다른 구현예에서, z 및 y는 각각 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 평균 몰 백분율을 나타낼 수 있으며, 상기 평균 몰 백분율의 비 z:y는 7.5:92.5 내지 30:70이고, z + y는 100이다.

화학식 (9e)의 소프트 블럭 단위는 상응하는 화학식 (9g)의 카르복실산의 에스테르화로부터 유도된다:

(9g)

식중, m, m', n 및 n'은 화학식 (9e)에서 정의한 바와 같다.

일 구현예에서, 화학식 (9g)의 지방족 디카르복실산은 2종의 불포화 지방산의 부가 반응으로부터 유도될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "불포화"는 모노-불포화, 디-불포화, 트리-불포화, 폴리-불포화, 또는 이들중 적어도 하나의 조합을 의미할 수 있다. 상기 지방족 디카르복실산 내의 불포화 사이트에 대해서는, 시스 이성질체, 트랜스 이성질체, 또는 시스와 트랜스의 조합이 반응 불포화 지방산 내에 존재할 수 있으며(예를 들어, 단일 지방족 디카르복실산은 시스 및 트랜스 이성질체의 이중결합 각각을 하나 이상 가질 수 있다), 또는 불포화 지방산의 상이한 이성질체들이 조합될 수 있다(예를 들어, 트랜스 지방산 및 시스 지방산의 조합이 사용될 수 있다)고 이해될 것이다. 반응하는 불포화 산에서 탄소의 결합 수가, 얻어지는 지방족 디카르복실산이 C_14-44 이염기산이 되도록 선택된다면, 반응에 의해 지방족 디카르복실산을 형성하는 지방산은 C_3-37 불포화 산, 구체적으로는 C_4-30 불포화 산, 더 구체적으로는 C_6-22 불포화 산, 보다 더 구체적으로는 C_12-22 불포화 산을 포함할 수 있다.

구체적인 구현예에서, 유용한 지방족 디카르복실산은 2종의 C₁₈ 불포화 산(예를 들어 올레산, 리놀레산, 또는 이들의 조합)의 반응으로부터 얻어질 수 있는 C₃₆ 지방족 디카르복실산이다. 또 다른 구체적인 구현예에서, 유용한 지방족 디카르복실산은 C₄₄ 지방족 디카르복실산이다. 더 구체적인 구현예에서, C₄₄ 지방족 디카르복실산은 에루스산(erucic acid)(C₂₂)의 이량체화에 의해 제조될 수 있다. 천연 공급원에서 유도된 이량체 지방산은 Uniquma, Cognis 및 Oleon 등의 약품 공급업체에서 상업적으로 입수가능하다.

따라서, 일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 C_6-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위, 및 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에서, 상기 디히드로방향족 화합물 및 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘은 동일하지 않다. 또 다른 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 주로 C_6-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘, 및 디히드록시방향족 화합물로 이루어진다. 또 다른 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 C_6-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘, 및 디히드록시방향족 화합물로 이루어진다. 예시적인 구현예에서, 상기 C_6-44 지방족 디카르복실산은 세바스산, 도데칸이산, 헥사데칸이산, C₃₆ 지방족 디카르복실산(때때로 간략하게 C₃₆ 이염기산으로 지칭됨), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함한다.

일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 단량체 단위로서 상기 소프트 블럭 에스테르 단위를, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량% 기준으로 10 내지 32중량%, 구체적으로는 10 내지 30중량%, 더 구체적으로는 10 내지 25중량%, 더 구체적으로는 10 내지 20중량%, 보다 더 구체적으로는 12 내지 20중량%를 포함한다.

또한, 또 다른 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 단량체 단위로서 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량% 기준으로 19 내지 77중량%, 구체적으로는 34 내지 77중량%, 더 구체적으로는 34 내지 75중량%, 더 구체적으로는 34 내지 70중량%, 더 구체적으로는 34 내지 60중량% 및 보다 더 구체적으로는 340 내지 53중량%를 포함한다.

또한, 또 다른 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 단량체 단위로서 디히드록시방향족 화합물을, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량% 기준으로 0 내지 76중량%, 더 구체적으로는 0 내지 65중량%, 보다 더 구체적으로는 0 내지 58중량%를 포함한다. 구체적인 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트가 터폴리머인 경우, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 디히드록시방향족 화합물을 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량% 기준으로 10 내지 58중량%, 더 구체적으로는 20 내지 58중량%, 보다 더 구체적으로는 33 내지 58중량%, 보다 더 구체적으로는 34 내지 53중량%를 포함한다.

본 명세서에서 고려하는 적용 분야, 특히 렌즈 분야에 있어서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 1.590 이상의 굴절율(RI) 및 표준 광학 등급 비스페놀 A 폴리카보네이트보다 낮은 복굴절 측정값을 갖는 것이 바람직하다.

복굴절(본 명세서에서 "위상 지연(retardation)"으로도 칭함)은 하기 곱으로 정의되며:

BR = (일부분의 굴절율) X (부분의 두께)

두께의 단위(본 명세서에서, 나노미터, "nm"로 약칭함)로 표시될 수 있는데, 복굴절은 성형 조건에 따라 크게 달라진다. 성형품의 등방성 수준이 높아질수록(즉, 균일도가 높아질수록), 상기 복굴절은 더 낮아진다. 예를 들어 보다 높은 성형 온도를 사용하거나 유지 시간을 감소시키는 등의 성형 조건을 변화시킴으로써 성형품의 등방성을 증가시킬 수 있다. 특히, 본 명세서에 개시된 폴리머 조성물의 경우, 압출기 배럴 온도 및 금형 온도를 증가시켜 얻어진 물품은 현저히 낮은 복굴절을 나타낸다. 성형 플라스틱에서 낮은 복굴절은 광 왜곡을 감소시키며 화상 품질을 개선한다. 더욱이, 성형 과정에서 렌즈와 같은 부품의 복제는 결과물 성질을 일정하게 유지하기 위하여 필수적이므로, 상기 폴리머의 가공성(즉, 유동성)은 부가적 요건으로서 중요하다. 충분한 유동성을 위해서는 충분히 낮은 분자량(예를 들어, 25,000 g/mol 이하의 Mw) 및 155℃ 미만의 유리전이온도(Tg)가 요구된다. 복굴절은 폴리머 형상이 유동성에 미치는 이방성 효과로 인해 발생할 수 있으며, 사출 성형된 플라스틱에서 폴리머 사슬은 흐름 방향을 따라 배향된다. 바람직하게는, 높은 유속이 보다 많은 랜덤화 및 낮은 수준의 배향성을 유발하므로 보다 낮은 복굴절은 보다 높은 유속의 재료와 연관된다. 내열성이 또한 요구되며, PMMA와 같은 통상의 광학 등급 열가소성 소재는 일반적으로 상기 분야에 적합하지 않다. 따라서 이와 같은 분야에서는 적어도 120℃의 열변형 온도에 기초한 열안정성이 필요하다.

놀랍게도, C_14-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위, 및 상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위를 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트가 비교대상인 소프트 블럭 에스테르 단위를 포함하지 않는 폴리카보네이트보다 낮은 유리전이온도 및 복굴절을 포함한 바람직한 성질을 가지면서, 렌즈 두께를 가능한 최소화하기에 충분히 높은 굴절율(예를 들어 1.590 이상)을 유지한다는 것을 발견하였다. 낮은 복굴절 및 높은 굴절율의 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단량체(예를 들어 PPPBP 등)가 갖는 상기 바람직한 성질과 함께, 유동성을 증가시키고 Tg를 저감시키는 상기 지방족 소프트 블럭의 조합은, 폴리머 내에 상기 소프트 블럭을 10중량% 초과의 함량 및 상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을 34중량% 초과의 함량으로 조합될 때, 광학 분야, 특히 본 명세서에서 상술한 카메라 렌즈에 대한 성능 요구 조건을 만족하는 코폴리머 또는 터폴리머를 제공하게 된다. 에스테르 연결 함량을 증가시키는 경우, 상기 폴리머의 분해 및 성형품(예를 들어 렌즈)의 황색화 현상이 증가할 수 있다. 따라서 바람직하게는, 상기 에스테르 작용기 함량은 가능한 낮은 농도로 유지하여 상기 조성물에 대한 안정성을 증가시켜야 하며, 이는 보다 높은 탄소 함량(예를 들어 C₃₆)의 소프트 블럭 단위를 사용하여 매우 쉽게 달성할 수 있다.

일 구현예에서, 폴리카보네이트 표준물로 보정된 스티렌-디비닐벤젠 가교체 컬럼을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피로 측정시, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은 7,500 내지 60,000 g/mol, 구체적으로는 10,000 내지 50,000 g/mol, 보다 더 구체적으로는 10,000 내지 25,000 g/mol, 보다 더 구체적으로는 12,000 내지 23,000 g/mol이다.

일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 유리전이온도는 155℃ 이하, 구체적으로는 150℃ 이하, 보다 더 구체적으로는 145℃이다. 다른 구현예에서, 상기 유리전이온도는 80℃ 이상, 구체적으로는 90℃ 이상, 더 구체적으로는 100℃ 이상, 보다 더 구체적으로는 110℃의 값을 갖는다. 구체적인 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 유리전이온도는 120 내지 155℃, 더 구체적으로는 125 내지 152℃, 보다 더 구체적으로는 130 내지 150℃, 더 구체적으로는 135 내지 145℃, 보다 더 구체적으로는 135 내지 140℃이다.

일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 굴절율은 다중각 타원계측법(multi-angle ellipsometry)으로 측정시 1.560 이상, 구체적으로는 1.570 이상, 더 구체적으로는 1.580 이상이다. 특정 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 굴절율은 1.590 이상, 구체적으로는 1.595 이상, 보다 더 구체적으로는 1.600 이상이다.

상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트로 된 박막의 고유 복굴절은, 250 내지 500nm 두께의 상기 폴리머로 된 캐스트 박막(cast thin film)을 한 방향으로 문질러서 문지른 방향과 문지른 방향의 수직방향 사이의 굴절율 차이를 UV-VIS 스펙트럼(약 200nm 내지 약 750nm)에 걸친 편광빔을 사용하는 다중각 편광계측법으로 측정할 수 있다. 일구현예에서, 250 내지 500nm 두께의, 포화시점까지 문지른 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 박막의 고유 복굴절은 0.015 이하, 구체적으로는 0.014 이하, 더 구체적으로는 0.013 이하, 보다 구체적으로는 0.012 이하의 값을 갖는다.

일 구현예에서, 300℃의 바렐 온도 및 100℃의 금형 온도에서 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함하는 상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 1.2mm의 두께를 가지는 플라크는 마이클 레비 복굴절 등급(Michel Levy birefringence scale)을 사용하는 편광 현미경으로 측정할 때, 300nm 이하, 구체적으로는 250nm 이하, 더 구체적으로는 200nm 이하의 상대 평균 복굴절을 갖는다.

또 다른 구현예에서, 300℃의 압출기 바렐 온도에서 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함하는 상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 0.5mm² 내지 100mm²의 유효 렌즈 면적을 갖는 카메라 렌즈는, 590nm의 파장에서 병렬 니콜스법으로 복굴절을 측정할 때 90nm 이하, 구체적으로는 88nm 이하, 더 구체적으로는 85nm 이하의 복굴절을 갖는다.

폴리에스테르-폴리카보네이트를 포함하는 폴리카보네이트는, 계면 중합 및 용융 중합 같은 공정으로 제조될 수 있다. 계면 중합에 대한 반응 조건은 변할 수 있으나, 예시적인 공정은 일반적으로 수성 가성 소다 또는 포타쉬 (potash)에서 2가 페놀 (dihydric phenol) 반응물을 용해시키거나 또는 분산시키는 단계, 생성된 혼합물을 적절한 수불혼화성(water-immiscible) 용매 매체에 첨가하는 단계, 및 예를 들어, 약 8 내지 약 10으로 pH를 조절하는 조건 하에 트리에틸아민 또는 상전이 촉매 등의 촉매 존재 하에 반응물을 카보네이트 전구체와 접촉시키는 단계를 포함한다. 가장 흔히 사용되는 수불혼화성 용매는 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 톨루엔 등을 포함한다.

카보네이트 전구체는, 예를 들어, 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드 같은 카보닐 할라이드, 또는 2가 페놀의 비스할로포르메이트 (예를 들어, 비스페놀 A, 히드로퀴논 등의 비스클로로포르메이트) 또는 글리콜의 비스할로포르메이트 (예를 들어, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 등의 비스할로포르메이트)같은 할로포르메이트를 포함한다. 카보네이트 전구체로서 상술한 종류 중 하나 이상을 포함하는 조합도 사용가능하다. 예시적인 구현예에서, 카보네이트 연결을 형성하는데 사용되는 계면 중합 반응은 카보네이트 전구체로서 포스겐을 사용하며, 포스겐화 반응 (phosgenation reaction)으로 칭한다.

사용가능한 상전이 촉매 중에서 화학식 (R³)₄Q⁺X의 촉매가 있는데, 여기서 각각의 R³은 동일 또는 상이하며, C_1-10 알킬기이고; Q는 질소 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C_1-8 알콕시기 또는 C_6-18 아릴옥시기이다. 유용한 상전이 촉매는, 예를 들어, [CH₃(CH₂)₃]₄NX, [CH₃(CH₂)₃]₄PX, [CH₃(CH₂)₅]₄NX, [CH₃(CH₂)₆]₄NX, [CH₃(CH₂)₄]₄NX, CH₃[CH₃(CH₂)₃]₃NX, 및 CH₃[CH₃(CH₂)₂]₃NX을 포함하며, 여기서 X는 Cl^-, Br^-, C_1-8 알콕시기 또는 C_6-18 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 유효 함량은 포스겐화 혼합물에서 비스페놀 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 wt%일 수 있다. 다른 구현예에서, 상전이 촉매의 유효 함량은 포스겐화 혼합물에서 비스페놀 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 2 wt%일 수 있다.

요구되는 조성물 성질에 폴리카보네이트 말단 작용기가 심각하게 불리한 영향을 미치지 않는다면, 모든 종류의 폴리카보네이트 말단 작용기가 폴리카보네이트 조성물에서 유용한 것으로 판단된다.

중합시 가지화제(branching agent)를 첨가하여 분지형 폴리카보네이트 블럭을 제조할 수 있다. 상기 가지화제는 히드록실, 카르복실, 카르복실산 무수물, 할로포르밀, 및 상기 작용기의 혼합으로부터 선택된 적어도 세 개의 작용기를 함유하는 다관능성 유기 화합물을 포함한다. 상세한 예로서는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리틱 트리클로라이드, 트리스-p-히드록실 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC (1,3,5-트리스((p-히드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA (4(4(1,1-비스(p-히드록시페닐)-에틸) 알파, 알파-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포르밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복실산을 포함한다. 가지화제는 0.05 내지 2.0 중량%의 수준으로 첨가될 수 있다. 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물이 사용될 수 있다.

사슬 정지제(chain stopper)(캡핑제라고도 지칭됨)가 중합시 첨가될 수 있다. 상기 사슬 정지제는 분자량 성장 속도를 제한하여 폴리카보네이트의 분자량을 제어한다. 예시적인 사슬 정지제로서는 소정의 모노 페놀계 화합물, 모노카르복실산 클로라이드, 및/또는 모노클로로포르메이트를 포함한다. 모노-페놀계 사슬 정지제는 페놀과 같은 모노시클릭 페놀 및 p-큐밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 3차-부틸 페놀과 같은 C₁-C₂₂ 알킬-치환된 페놀; 및 p-메톡시페놀과 같은 디페놀의 모노에테르를 예시할 수 있다. 8 내지 9 개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄 알킬 치환기를 갖는 알킬-치환된 페놀을 구체적으로 언급할 수 있다. 소정의 모노-페놀계 UV 흡수제가 또한 캡핑제로서 사용될 수 있는데, 예를 들어 4-치환된-2-히드록시벤조페논 및 이들의 유도체, 아릴 살리실레이트, 레조르시놀 모노벤조에이트, 2-(2-히드록시아릴)-벤조트리아졸류 및 이들의 유도체와 같은 디페놀의 모노에스테르류, 2-(2-히드록시아릴)-1,3,5-트리아진류 및 이들의 유도체 등이 있다.

모노카르복실산 클로라이드가 또한 사슬 정지제로서 사용될 수 있다. 이들은 벤조일 클로라이드, C₁-C₂₂ 알킬 치환된 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 할로겐 치환된 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나디미도벤조일 클로라이드(4-nadimidobenzoyl chloride), 및 이들의 조합과 같은 모노시클릭 모노카르복실산 클로라이드계 화합물; 트리멜리트산 무수물 클로라이드 및 나프토일 클로라이드와 같은 폴리시클릭 모노카르복실산 클로라이드계 화합물; 및 모노시클릭 및 폴리시클릭 모노카르복실산 클로라이드계 화합물의 조합을 포함한다. 약 22개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족 모노카르복실산의 클로라이드계 화합물이 유용하다. 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드와 같은 지방족 모노카르복실산의 관능화된 클로라이드계 화합물이 또한 유용하다. 페닐 클로로포르메이트, 알킬 치환된 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 조합과 같은 모노시클릭, 모노클로로포르메이트계 화합물을 포함하는 모노클로로포르메이트계 화합물이 또한 유용하다.

이와 다른 방법으로서, 폴리카보네이트 또는 폴리에스테르-폴리카보네이트를 제조하기 위해 용융 공정을 사용할 수 있다. 일반적으로, 용융중합 공정에서, 폴리카보네이트는 BANBURY

믹서, 또는 이축 압출기 등에서 에스테르교환 촉매의 존재하에 디히드록시 반응물(들) 및 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를 용융된 상태에서 함께 반응시킴으로써 제조되어 균일한 분산물을 형성할 수 있다. 휘발성 1가 페놀이 증류에 의해 용융된 반응물로부터 제거되고, 중합체는 용융된 잔류물로서 분리된다. 폴리카보네이트 제조를 위한 구체적으로 유용한 용융 공정은 아릴 상에 전자 흡인성 치환기를 갖는 디아릴 카보네이트 에스테르를 사용한다. 전자 흡인성 치환기를 갖는 구체적으로 유용한 디아릴 카보네이트 에스테르의 예는 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복실페닐) 카보네이트, 비스(2-아세틸페닐) 카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐) 카르복실레이트, 또는 상술한 것의 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 또한, 사용하기 위한 에스테르교환 촉매는 상기 화학식 (R³)₄Q⁺X의 상전이 촉매를 포함할 수 있는데, 여기서 각각의 R³, Q, 및 X는 상기 정의된 바와 같다. 에스테르교환 촉매의 예는 테트라부틸암모늄 히드록사이드, 메틸트리부틸암모늄 히드록사이드, 테트라부틸암모늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 히드록사이드, 테트라부틸포스포늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 페놀레이트, 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

구체적으로는, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함하는 폴리에스테르-폴리카보네이트는 계면 중합으로 제조될 수 있다. 디카르복실산 (알파, 오메가 C_6-20 지방족 디카르복실산 등)을 그 자체로서 활용하기보다는, 상응하는 디카르복실산 할로겐화물과 같은 반응성 유도체, 및 특히 산 이염화물 및 산 이브롬화물을 도입하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 더욱 바람직하다. 따라서, 예를 들어 (폴리(아릴레이트 에스테르)-폴리카보네이트에 대해) 이소프탈산, 테레프탈산, 또는 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 사용하는 대신, 이소프탈로일 디클로라이드, 테레프탈로일디클로라이드, 및 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 도입하는 것이 가능하다. 유사하게는, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에 대해, 예를 들어 C₆ 디카르복실산 클로라이드 (아디포일 클로라이드), C₁₀ 디카르복실산 클로라이드 (세바코일 클로라이드), 또는 C₁₂ 디카르복실산 클로라이드 (도데칸디오일 클로라이드)와 같은 산 염화물 유도체를 사용하는 것이 가능하며, 심지어는 바람직하다. 상기 디카르복실산 또는 반응성 유도체는 제1 축합 공정에서 디히드록시방향족 화합물과 축합될 수 있으며, 다음으로 인시튜 포스겐화로 디히드록시방향족 화합물과 카보네이트 연결을 생성시킨다. 이와 다른 방법으로서, 디카르복실산 또는 유도체는 포스겐화와 동시에 디히드록시방향족 화합물과 축합될 수 있다.

일 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 조성이 적절함에도 용융 체적 유속이 적절히 높지 않은 경우, 즉 250℃, 1.2 kg의 부하에서 측정한 MVR이 13 cc/10 min 미만인 경우, 반응성 압출 조건 하에서 재배열 촉매를 사용하여 처리함으로써 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 개질하여 더 높은 유동성(즉, 250℃, 1.2 kg의 부하에서 측정하는 경우, 13 cc/10 min 이상)을 갖는 반응 생성물을 제공할 수 있다. 반응성 압출 과정에서, 재배열 촉매의 희석 수용액을 압출기 내로 주입하여 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트와 함께 공급하는데, 상기 재배열 촉매는 통상 400 ppm 중량 이하의 적은 함량으로 포함된다.

일 구현예에서, 상기 재배열 촉매는 테트라알킬포스포늄 히드록사이드, 테트라알킬포스포늄 알콕사이드, 테트라알킬포스포늄 아릴옥사이드, 테트라알킬포스포늄 카보네이트, 테트라알킬암모늄 히드록사이드, 테트라알킬암모늄 카보네이트, 테트라알킬암모늄 포스파이트, 테트라알킬암모늄 아세테이트, 또는 상술한 촉매의 하나 이상을 포함하는 조합이며, 여기서 각각의 알킬은 독립적으로 C_1-6 알킬이다. 구체적인 구현예에서, 유용한 재배열 촉매는 테트라 C_1-6 알킬포스포늄 히드록사이드, C_1-6 알킬 포스포늄 페녹사이드, 또는 상술한 촉매 하나 이상을 포함하는 조합이다. 예시적인 재배열 촉매는 테트라-n-부틸포스포늄 히드록사이드이다.

일 구현예에서, 재배열 촉매는 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 중량을 기준으로 중량 대비 40 내지 120ppm, 구체적으로는 40 내지 110ppm, 더 구체적으로는 40 내지 100ppm의 함량으로 존재한다.

상기에서 포괄적으로 정의한 바와 같이, 폴리카보네이트는 폴리에스테르와 상기 폴리카보네이트의 블렌드를 더 포함할 수 있다. 유용한 폴리에스테르는 예를 들어 화학식 (9)의 반복 단위를 갖는 폴리에스테르를 포함할 수 있는데, 이는 폴리(알킬렌 디카르복실레이트), 액정 폴리에스테르, 및 폴리에스테르 코폴리머를 포함한다. 본 명세서에서 설명하는 상기 폴리에스테르는 블렌딩되는 경우 일반적으로 상기 폴리카보네이트와 완전히 섞이게 된다.

이러한 폴리에스테르는 일반적으로 방향족 폴리에스테르, 폴리(알킬렌 아릴레이트)를 포함하는 폴리(알킬렌 에스테르), 및 폴리(시클로알킬렌 디에스테르)를 포함한다. 방향족 폴리에스테르는 화학식 (9)에 따른 폴리에스테르 구조를 가질 수 있으며, 여기서 D 및 T는 본 명세서에 기재된 바와 같이 각각 방향족기이다. 일 구현예에서, 유용한 방향족 폴리에스테르는, 예를 들어, 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀) 에스테르, 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-비스페놀 A) 에스테르, 폴리[(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀) 에스테르-co-(이소프탈레이트-테레프탈레이트-비스페놀 A)] 에스테르, 또는 이들의 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 코폴리에스테르를 제조하기 위해 지방족 디카르복실산 및/또는 지방족 폴리올로부터 유도되는 단위를 소량으로, 예를 들어 폴리에스테르의 전체 중량 기준으로 약 0.5 내지 약 10 wt%의 함량으로 포함하는 방향족 폴리에스테르도 고려할 수 있다. 폴리(알킬렌 아릴레이트)는 화학식 (9)에 따른 폴리에스테르 구조를 가질 수 있는데, 여기서 T는 방향족 디카르복실레이트, 시클로지방족 디카르복실산, 또는 이들의 유도체로부터 유도되는 작용기를 포함한다. 구체적으로 유용한 T 작용기의 예는 1,2-, 1,3-, 및 1,4- 페닐렌; 1,4- 및 1,5- 나프틸렌; 시스- 또는 트랜스- 1,4-시클로헥실렌; 등을 포함한다. 구체적으로는, T가 1,4-페닐렌인 경우, 상기 폴리(알킬렌 아릴레이트)는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)이다. 또한 폴리(알킬렌 아릴레이트)에 대해 구체적으로 유용한 알킬렌기 D는, 예를 들어, 에틸렌, 1,4-부틸렌, 및 시스- 및/또는 트랜스- 1,4-(시클로헥실렌)디메틸렌을 포함하는 비스-(알킬렌-이중치환된 시클로헥산)을 포함한다. 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 예는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT), 및 폴리(프로필렌 테레프탈레이트) (PPT)를 포함한다. 폴리(에틸렌 나프타노에이트) (PEN), 및 폴리(부틸렌 나프타노에이트) (PBN)와 같은 폴리(알킬렌 나프토에이트)도 또한 유용하다. 유용한 폴리(시클로알킬렌 디에스테르)는 폴리(시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트) (PCT)이다. 상술한 폴리에스테르의 하나 이상을 포함하는 조합도 또한 사용가능하다.

다른 에스테르기와 함께 알킬렌 테레프탈레이트가 반복되는 에스테르 단위를 포함하는 코폴리머도 또한 유용할 수 있다. 유용한 에스테르 단위는 상이한 알킬렌 테레프탈레이트 단위를 포함할 수 있는데, 이는 개별적 단위로서, 또는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 블럭으로서 폴리머 사슬 내에 존재할 수 있다. 그러한 코폴리머의 구체적인 예는 폴리(시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-co-폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하며, 이는 상기 폴리머가 50 mol% 이상의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 때 이는 PETG로 약칭되고, 상기 폴리머가 50 mol% 초과의 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 때 PCTG로 약칭된다.

폴리(시클로알킬렌 디에스테르)는 또한 폴리(알킬렌 시클로헥산디카르복실레이트)를 포함한다. 이들 중, 구체적인 예는 폴리(1,4-시클로헥산-디메탄올-1,4-시클로헥산디카르복실레이트) (PCCD)이며, 이는 화학식 (10)의 반복 단위를 가진다:

(10)

여기서, 화학식 (9)를 사용하여 설명한 바와 같이, R²는 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 유도되는 1,4-시클로헥산디메틸렌기이고, T는 시클로헥산디카르복실레이트 또는 이들의 화학적 등가물로부터 유도되는 시클로헥산 고리이고, 시스-이성질체, 트랜스-이성질체, 또는 상술한 이성질체 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.

상기 폴리에스테르는 계면 중합 또는 상술한 용융-공정 축합, 용액 상 축합, 또는 에스테르교환 중합으로 얻어질 수 있는데, 여기서 예를 들어, 디메틸 테레프탈레이트 같은 디알킬 에스테르는 산 촉매 작용을 사용하여 에틸렌 글리콜로 에스테르교환되어, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 생성시킬 수 있다. 가지화제로서, 예를 들어 3개 이상의 히드록시기를 갖는 글리콜 또는, 3관능성 또는 다관능성 카르복실산 등이 도입된 분지형 폴리에스테르를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 경우에 따라서는 상기 조성물의 최종 용도에 따라 상기 폴리에스테르에 다양한 농도의 산 및 히드록시 말단기를 도입하는 것이 바람직하다.

폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 일반적으로 1,500 내지 100,000 g/mol, 구체적으로는 1,700 내지 50,000 g/mol의 중량 평균 분자량 (Mw)을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 15,000 내지 45,000g/mol, 구체적으로는 17,000 내지 40,000 g/mol, 더욱 구체적으로는 20,000 내지 30,000 g/mol, 보다 더 구체적으로는 20,000 내지 25,000 g/mol의 분자량을 가진다. 분자량 측정은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 수행되며, 이는 스티렌-디비닐벤젠 가교체 칼럼을 사용하며, 폴리카보네이트 기준으로 보정된다. 시료는 약 1mg/ml의 농도로 제조되며, 약 1.0 ml/min의 유속으로 용리된다.

ASTM D1238-04 또는 ISO 1133에 따라 300℃ 및 1.2 킬로그램의 부하에서 측정될 때, 폴리에스테르-폴리카보네이트는 일반적으로 약 5 내지 약 150 cc/10 min, 구체적으로는 약 7 내지 약 125 cc/10 min, 더 구체적으로는 약 9 내지 약 110 cc/10 min, 보다 더 구체적으로는 약 10 내지 약 100 cc/10 min의 MVR을 가질 수 있다. 상업적인 폴리카보네이트와의 폴리에스테르 블렌드는 상품명 XYLEX

로 시판중인 바, 예를 들어 XYLEX

X7300를 포함하며, 상업적인 폴리에스테르-폴리카보네이트는 상품명 LEXAN SLX 폴리머로 시판중인 바, 예를 들어 LEXAN

SLX-9000를 포함하고, SABIC Innovative Plastics (이전의 GE Plastics)으로부터 입수가능하다.

일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 ASTM D1238-04에 따라 250℃에서 1.2 킬로그램의 부하 및 6분의 체류시간 하에서 측정되는 경우, 약 2 내지 약 25 cc/10 min의 MVR을 가진다. 또한 일 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 ISO 1133에 따라 250℃에서 1.2 킬로그램의 부하 및 4분의 체류시간 하에서 측정되는 경우, 약 2 내지 약 25 cc/10 min의 MVR을 가진다. 구체적인 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 ASTM D1238-04에 따라 250℃에서 1.2 킬로그램의 부하 및 6분의 체류시간 하에서 측정되는 경우, 약 13 내지 약 25 cc/10 min, 더 구체적으로는 약 15 내지 약 22 cc/10 min의 MVR을 가진다. 또한 구체적인 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 ISO 1133에 따라 250℃에서 1.2 킬로그램의 부하 및 4분의 체류시간 하에서 측정되는 경우, 약 13 내지 약 25 cc/10 min, 더 구체적으로 약 15 내지 약 22 cc/10 min의 MVR을 갖는다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트와 임의 부가된 폴리카보네이트의 전체 중량 기준으로 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 50 내지 100 wt% 함량으로 포함한다. 구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트만을 포함한다. 또 다른 구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 반응과 함께 압출되어 반응 생성물을 형성하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함한다. 또 다른 구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 반응과 함께 압출된 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 블렌드를 포함한다.

상기 정의한 바와 같은 폴리카보네이트는 또한 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다. 상기 코폴리머의 상기 폴리실록산 (본 명세서에서 "폴리디오르가노실록산"이라고도 한다) 블럭은 화학식 (11)의 실록산 반복 단위 (본 명세서에서 "디오르가노실록산 단위"라고도 한다)를 포함한다:

(11)

식중, 각각의 R은 동일 또는 상이하며, C_1-13 1가 유기 라디칼이다. 예를 들어, R은 독립적으로 C₁-C₁₃ 알킬기, C₁-C₁₃ 알콕시기, C₂-C₁₃ 알케닐기, C₂-C₁₃ 알케닐옥시기, C₃-C₆ 시클로알킬기, C₃-C₆ 시클로알콕시기, C₆-C₁₄ 아릴기, C₆-C₁₀ 아릴옥시기, C₇-C₁₃ 아릴알킬기, C_7-C₁₃ 아릴알콕시기, C₇-C₁₃ 알킬아릴기, 또는 C₇-C₁₃알킬아릴옥시기일 수 있다. 상술한 작용기는 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드, 또는 이들의 조합으로 전부 또는 부분적으로 할로겐화될 수 있다. 상술한 R 작용기의 조합이 동일한 코폴리머에서 사용될 수 있다.

화학식 (10)에서 D 값은 상기 열가소성 조성물에서 각 성분의 유형 및 상대적 함량, 조성물의 요구되는 특성, 및 유사 고려 사항에 따라 넓게 변할 수 있다. 일반적으로, D는 2 내지 1,000, 구체적으로는 2 내지 500, 더 구체적으로는 5 내지 100의 평균값을 가질 수 있다. 일부 분야에서, D는 30 내지 60의 평균값을 가질 수 있다. 예시적인 실록산 블럭은 45의 평균 D 값을 가질 수 있다.

D가 더 작은 값인 경우, 예를 들어, 40 미만인 경우, 상대적으로 더 많은 함량의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, D가 더 큰 값인 경우, 예를 들어, 40을 초과하는 경우, 상대적으로 더 적은 함량의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용하는 것이 필요할 수 있다.

제1 및 제2 (또는 그 이상) 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 조합이 사용될 수 있는데, 여기서 상기 제1 코폴리머의 D의 평균값은 상기 제2 코폴리머의 D의 평균값보다 작다.

일 구현예에서, 상기 폴리디오르가노실록산 블럭은 화학식 (12)의 반복 구조 단위로 제공된다:

(12)

식중, D는 상기 정의된 바와 같고; 각각의 R은 독립적으로 동일 또는 상이하며, 상기 정의된 바와 같고; 각각의 Ar은 독립적으로 동일 또는 상이하며, 치환 또는 비치환된 C₆-C₃₀ 아릴렌 라디칼이고, 여기서 상기 결합들(bonds)은 방향족 모이어티에 직접 연결된다. 화학식 (12)에서 유용한 Ar 작용기는 C₆-C₃₀ 디히드록시아릴렌 화합물, 예를 들어 상기 화학식 (3), (4), 또는 (7)의 디히드록시아릴렌 화합물로부터 유도될 수 있다. 상술한 디히드록시아릴렌 화합물의 하나 이상을 포함하는 조합도 또한 사용될 수 있다. 디히드록시아릴렌 화합물의 구체적인 예는 1,1-비스(4-히드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐) 에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐) 프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐) 부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐) 옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐) 프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐) 프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐) 시클로헥산, 비스(4-히드록시페닐 설파이드), 및 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐) 프로판이다. 상술한 디히드록시 화합물의 하나 이상을 포함하는 조합도 또한 사용될 수 있다.

화학식 (12)의 단위는 화학식 (13)의 상응하는 디히드록시 화합물로부터 유도될 수 있다:

(13)

식중, R, Ar, 및 D는 상술한 바와 같다. 화학식 (13)의 화합물은 상전이 조건 하에서 디히드록시아릴렌 화합물과, 예를 들어, 알파, 오메가-비스아세톡시폴리디오르가노실록산과 반응시켜 얻을 수 있다.

또 다른 구현예에서, 폴리디오르가노실록산 블럭은 화학식 (14)의 단위를 포함한다:

(14)

식중, R 및 D는 상술한 바와 같고, 각각의 R⁴는 독립적으로 2가 C₁-C₃₀ 알킬렌이며, 여기서 상기 중합된 폴리실록산 단위는 그의 상응하는 디히드록시 화합물의 반응 잔기이다. 구체적인 구현예에서, 상기 폴리디오르가노실록산 블럭은 화학식 (15)의 반복 구조 단위로 제공된다:

(15)

식중, R 및 D는 위에서 정의된 바와 같다. 화학식 (15)에서 각각의 R⁵는 독립적으로 2가 C₂-C₈ 지방족 기이다. 화학식 (15)에서 각각의 M은 동일 또는 상이할 수 있으며, 할로겐, 시아노, 니트로, C₁-C₈ 알킬티오, C₁-C₈ 알킬, C₁-C₈ 알콕시, C₂-C₈ 알케닐, C₂-C₈ 알케닐옥시기, C₃-C₈ 시클로알킬, C₃-C₈ 시클로알콕시, C₆-C₁₀ 아릴, C₆-C₁₀ 아릴옥시, C₇-C₁₂ 아릴알킬, C₇-C₁₂ 아릴알콕시, C₇-C₁₂ 알킬아릴, 또는 C₇-C₁₂ 알킬아릴옥시일 수 있고, 각각의 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다.

일 구현예에서, M은 브로모 또는 클로로, 메틸, 에틸, 또는 프로필과 같은 알킬기, 메톡시, 에톡시, 또는 프로폭시와 같은 알콕시기, 또는 페닐, 클로로페닐, 또는 톨릴과 같은 아릴기이고; R⁵는 디메틸렌기, 트리메틸렌기 또는 테트라메틸렌기이고; 및 R은 C_1-8 알킬, 트리플루오로프로필과 같은 할로알킬, 시아노알킬, 또는 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴과 같은 아릴이다. 다른 구현예에서, R은 메틸, 또는 메틸 및 트리플루오로프로필의 혼합, 또는 메틸 및 페닐의 혼합이다. 또 다른 구현예에서, M은 메톡시이고, n은 1이고, R⁵는 2가 C₁-C₃ 지방족 기이고, R은 메틸이다.

화학식 (15)의 단위는 상응하는 디히드록시 폴리디오르가노실록산 (15a)으로부터 유도될 수 있다:

(15a)

식중, R, D, M, R⁵, 및 n은 상술한 바와 같다. 이러한 디히드록시 폴리실록산은 화학식 (16)의 실록산 하이드라이드 사이에 백금 촉매화된 부가반응(platinum catalyzed addition)을 실행함으로써 제조할 수 있다:

(16)

식중, R 및 D는 이전에 정의된 바와 같고, 지방족의 불포화 1가 페놀이다. 유용한 지방족의 불포화 1가 페놀은, 예를 들어, 유게놀 (eugenol), 2-알릴페놀, 4-알릴-2-메틸페놀, 4-알릴-2-페닐페놀, 4-알릴-2-브로모페놀, 4-알릴-2-t-부톡시페놀, 4-페닐-2-페닐페놀, 2-메틸-4-프로필페놀, 2-알릴-4,6-디메틸페놀, 2-알릴-4-브로모-6-메틸페놀, 2-알릴-6-메톡시-4-메틸페놀 및 2-알릴-4,6-디메틸페놀을 포함한다. 상술한 것 중 하나 이상을 포함하는 혼합물도 사용될 수 있다.

폴리실록산-폴리카보네이트는 폴리실록산-폴리카보네이트의 전체 중량 기준으로 카보네이트 단위 50 내지 99.9 wt% 및 실록산 단위 0.1 내지 50 wt%를 포함한다. 구체적인 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 카보네이트 단위를 90 내지 99 wt%, 구체적으로는 75 내지 99 wt% 포함하며, 실록산 단위를 1 내지 25 wt%, 구체적으로는 1 내지 10 wt% 포함한다. 예시적인 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 약 6 wt% 실록산 단위를 포함할 수 있다. 또 다른 예시적인 폴리실록산-폴리카보네이트는 약 20 wt% 실록산 단위를 포함한다. 상기 폴리실록산-폴리카보네이트에서 중량 백분율 조성에 대한 모든 기준은 상기 폴리실록산-폴리카보네이트의 전체 중량 기준이다.

예시적인 폴리실록산-폴리카보네이트는 디메틸실록산 단위 (예를 들어, R이 메틸인 화학식 (12))로부터 유도된 폴리실록산 단위, 및 비스페놀 A, 예를 들어 각각의 A¹ 및 A²이 p-페닐렌이고, Y¹이 이소프로필리덴인 화학식 (3)의 상기 디히드록시 화합물로부터 유도되는 카보네이트 단위를 포함한다. 폴리실록산-폴리카보네이트는 2,000 내지 100,000 g/mol, 구체적으로는 5,000 내지 50,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 몇몇 구체적인 폴리실록산-폴리카보네이트는, 예를 들어, 15,000 내지 45,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 가진다. 본 명세서에서 언급되는 분자량은 스티렌-디비닐벤젠 가교체 칼럼을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피로 밀리리터 당 약 1 밀리그램의 시료 농도에서 측정되며, 폴리카보네이트 표준물로 보정된 것이다.

상기 폴리실록산-폴리카보네이트는 300℃, 1.2 kg의 부하에서 측정되는 경우, 1 내지 50 cc/10 min, 구체적으로는 2 내지 30 cc/10 min의 용융 체적 유속을 가질 수 있다. 구체적인 폴리실록산-폴리카보네이트는 300℃, 1.2 kg의 부하에서 측정되는 경우, 5 내지 15 cc/10 min의 용융 체적 유속을 가질 수 있다. 전체적으로 요구되는 유동성을 달성하기 위하여, 상이한 유동성의 폴리실록산-폴리카보네이트의 혼합물이 사용될 수 있다. 상업적인 폴리실록산-폴리카보네이트가 상품명 LEXAN

EXL 폴리카보네이트로 판매되며, SABIC Innovative Plastics (이전의 GE Plastics)로부터 입수가능하다.

포함될 경우, 상기 열가소성 조성물은, 상기 폴리카보네이트의 첨가로 인해 상기 열가소성 조성물에 요구되는 특성에 현저히 불리한 영향을 미치지 않는다면, 폴리카보네이트 호모 및/또는 코폴리머, 폴리에스테르, 상술한 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트와는 다른 폴리에스테르-폴리카보네이트의 블렌드를 포함하는 폴리카보네이트, 또는 폴리실록산-폴리카보네이트를, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 및 임의 부가된 폴리카보네이트의 전체 중량 기준으로 50 wt% 이하, 구체적으로 1 내지 50 wt%, 더 구체적으로 10 내지 50 wt%의 함량으로 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 상기 열가소성 조성물은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트를 포함한다. 상기 열가소성 조성물은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트와 다른 폴리카보네이트를 더 포함할 수 있다.

놀랍게도, 상술한 바와 같은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는, 높은 유동성, 연성, 투명한 열가소성 조성물은, 목적하는 성능 조건 (즉, 투명도, 및 300℃, 1.2 kg의 부하에서 25 cc/10 min까지의 MVR)을 만족하거나 또는 능가한다. 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머, 즉, 코폴리머 사슬을 따라 랜덤하게 도입된 지방족 디카르복실산 에스테르 소프트 블럭 단위를 가지는 폴리카보네이트는, 폴리머 사슬 내에 소프트 블럭 세그먼트 (예를 들어, 반복 단위 -CH₂-의 연성 사슬)를 가지는데, 여기서 폴리카보네이트 내에 이들 소프트 블럭 세그먼트를 포함하는 것은 결과적인 소프트 블럭 함유 폴리카보네이트 코폴리머의 유리전이온도 (Tg)를 감소시킨다. 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 중량의 0.5 내지 10 wt% 함량으로 소프트 블럭을 포함하는 이들 열가소성 조성물들은 투명하고, 소프트 블럭이 없는 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머보다 더 큰 MVR을 가진다.

상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머의 소프트 블럭 단위는 구체적으로 본 명세서에 개시된 알파, 오메가 C_6-20 디카르복실산으로 제한되지 않지만, 더 짧은 소프트 블럭 사슬 길이(카르복실산 작용기를 포함하여 C₆ 미만)는 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에서 목적하는 수준(즉, 250℃ 및 1.2 kg 부하에서 약 13 cc/10 min 이상)까지 MVR을 증가시키도록 충분한 사슬 유연성을 제공하지는 못할 것이며; 마찬가지로, 소프트 블럭 사슬 길이를 증가시키는 것 (카르복실산 작용기를 포함하여 C₂₀ 초과)은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 조성물 내에 결정성 도메인을 생성하는 결과를 가져올 수 있고, 이는 다시 투명도 감소 및 헤이즈 증가를 통해 분명히 알 수 있는 도메인의 상 분리를 유발할 수 있으며, Tg (여기서 다중 Tg 값은 상이한 상분리된 도메인 때문에 발생할 수 있다) 및 MVR (250℃ 및 1.2 kg 부하에서 약 13 cc/10 min 미만까지 MVR 감소)와 같은 열적 특성에 영향을 미칠 수 있다.

상기 열가소성 조성물의 일부 구현예에서, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는 계면 가공법 또는 용융 가공법으로 제조된 상태로 직접 사용된다. 그러나, 몇몇 다른 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트가 부적당하게 낮은 용융 유동성(즉, 250℃ 및 1.2 kg 부하에서 약 13 cc/10 min 미만)을 가질 수 있고, 이에 따라 금형을 완전히 채우지 못하는 경우, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는, 예를 들어, 테트라-n-부틸 포스포늄 히드록사이드 수용액(40중량%까지)과 같은 재배열 촉매와 함께 반응성 압출로 추가로 처리될 수 있다. 놀랍게도, 그렇지 않을 경우 바람직한 충격 강도 및 투명도를 가지나 불충분하게 높은 용융 유동성을 가지는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트는, 재배열 촉매의 작용으로, 열가소성 조성물의 다른 요구되는 성질의 심각한 손실 없이 더 큰 용융 유동성 (즉, 250℃ 및 1.2 kg에서 13 cc/10 min 초과)을 가지는 반응 생성물을 형성할 수 있으며, 그로부터 제조된 렌즈 물품은 충격 강도, 낮은 복굴절, 금형 충진 성능 및 몰드 이형 성능, 3.2 mm 두께에서 측정시 85% 초과의 가시광 고투명도 (퍼센트 투과율), 및 1 % 미만의 헤이즈를 가진다.

예시적인 열가소성 조성물은 폴리(세바스산 에스테르)-co-(비스페놀 A 카보네이트)를 포함한다. 광범위한 종류의 열가소성 조성물 및 그로부터 유도된 물품은 상기 열가소성 조성물을 변화시키는 것(예를 들어, 폴리(세바스산 에스테르)-co-(비스페놀 A 카보네이트)에서 세바스산을 아디프산으로 대체하는 것) 뿐만 아니라, 일정 분자량은 유지하면서 블렌드 내 세바스산의 함량을 변화시킴으로써 얻을 수 있는 것으로 이해될 것이다. 유사하게는, 상기 예시적인 코폴리머 블렌드에서 예를 들어, 세바스산 함량은 일정하게 유지하면서 상기 성분들의 분자량을 변화시킴으로써 새로운 열가소성 조성물이 확인될 수 있다.

특히, 상기 열가소성 조성물의 연성, 투명도 및 용융 유동성은 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 조성에 의하여 변할 수 있다. 예를 들어, 지방족 디카르복실산 에스테르 단위(예를 들어, 세바스산)의 wt%는 열가소성 조성물의 전체 중량의 1 내지 10 wt%로 변할 수 있다. 또한, 상기 코폴리머에서 세바스산 (또는 다른 디카르복실산 에스테르)의 (폴리머 사슬 내에서의) 분포는, 원하는 특성을 얻기 위하여 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머의 합성 방법 (예를 들어, 계면 공정, 용융 공정, 또는 재배열 촉매와 함께 작은 MVR의 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 반응성 압출)을 선택함으로써 변할 수 있다. 이 방식으로, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트가 MVR이 너무 작거나, 또는 불투명한 경우 (소프트 블럭이 길이가 너무 길거나, 코폴리머에서 소프트 블럭의 농도가 너무 높거나, 또는 코폴리머의 전체 분자량이 너무 크거나, 또는 코폴리머가 코폴리머 내 소프트 블럭 단위가 응집하여 더 큰 블럭을 형성하는 블럭 구조 (block architecture)를 가지는 경우), 고유동성 (예를 들어, 1.2 kg 및 250℃에서 25 cc/10 min까지의 MVR)을 가지는 열가소성 조성물이 더 얻어질 수 있으며, 85% 이상 투과도, 1% 미만 헤이즈(3.2 mm 두께의 몰딩된 플라크 상에서 측정) 및 고유동성 (예를 들어, 1.2 kg 및 250℃에서 25 cc/10 min까지의 MVR) 및 연성을 가지는 투명 생성물이 얻어질 수 있다. 이러한 특성의 조합을 가지는 열가소성 조성물은, 예를 들어, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머가 없는 비스페놀 A 폴리카보네이트 호모폴리머의 폴리카보네이트 조성물로부터는 얻어질 수 없다.

따라서 상기 열가소성 조성물은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머, 및 선택적으로 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트와 동일하지는 않은 폴리카보네이트 폴리머를 포함한다. 이와 같이 부가되는 폴리카보네이트 폴리머는 포함될 수 있으나, 상기 열가소성 조성물에 필수적인 것은 아니다. 일 구현예에서, 원하는 경우, 상기 열가소성 조성물은, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 및 임의 부가된 폴리카보네이트의 전체 중량 기준으로 폴리카보네이트를 50 wt% 이하의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 열가소성 폴리머에서 구체적으로 유용한 것은 호모폴리카보네이트, 코폴리카보네이트, 폴리에스테르-폴리카보네이트, 폴리실록산-폴리카보네이트, 이들의 폴리에스테르와의 블렌드, 및 상술한 폴리카보네이트-유형의 수지 또는 블렌드의 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 상기 열가소성 조성물에서 원하는 성질이 심각하게 불리한 영향을 받지 않는다면, 폴리카보네이트와 같은 다른 폴리머의 포함이 허용된다는 것을 주목하여야 한다. 구체적인 구현예에서, 열가소성 조성물은 본질적으로 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머로 이루어진다. 또 다른 구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머로 이루어진다.

본 명세서에 상술된 바와 같은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 및 임의 부가된 폴리카보네이트 폴리머에 더하여, 상기 열가소성 조성물은 이 유형의 열가소성 조성물에 통상적으로 도입되는 비본질적인 여러 가지 다른 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 여기서 상기 첨가제는 열가소성 조성물의 요구되는 특성에 심각하게 불리한 영향을 미치지 않도록 선택된다. 첨가제의 혼합물이 사용될 수 있다. 이러한 첨가제는 상기 열가소성 조성물을 형성하기 위하여 각 성분들을 혼합하는 과정에서 적절한 시기에 혼합될 수 있다.

본 명세서에서 유용하다고 여겨지는 첨가제는, 염료 및 안료를 포함하는 착색제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제 및/또는 UV 광안정제, 가소제, 윤활제, 몰딩 이형제, 화염 방지제, 대전 방지제, 드립 방지제, 방사 (감마) 안정제 등, 또는 상술한 첨가제 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편 본 명세서에서 설명하는 상기 열가소성 조성물에 다른 수지 및/또는 첨가제가 사용될 수 있는 것으로 여겨지는데, 그러한 첨가제는 몇몇 예시적인 구현예에서 바람직한 반면 필수적인 것은 아니다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, ASTM D1238-04에 따라 250℃, 1.2kg의 부하 및 6분의 체류 시간 하에서 측정시, 약 2 내지 약 25cc/10분, 더 바람직하게는 약 3 내지 약 22cc/10분의 MVR을 갖는다. 또한 일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, ISO 1133에 따라 250℃, 1.2kg의 부하 및 4분의 체류 시간 하에서 측정시, 약 2 내지 약 25cc/10분, 더 바람직하게는 약 3 내지 약 22cc/10분의 MVR을 갖는다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 ASTM D1238-04에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 6분의 체류시간 하에서 측정시, 약 13 내지 약 25 cc/10 min, 더 구체적으로 약 15 내지 약 22cc/10 min의 MVR을 가진다. 또한 일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, ISO 1133에 따라 250℃, 1.2kg의 부하 및 4분의 체류시간에서 측정시, 약 13 내지 약 25 cc/10 min, 더 구체적으로 약 15 내지 약 22 cc/10 min의 MVR을 가진다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, 3.2 mm 두께를 가지는 물품으로 성형되는 경우, ASTM D1003-00에 따라 측정시, 85% 초과, 구체적으로는 87% 이상, 더 구체적으로 89% 이상, 보다 더 구체적으로 90% 이상의 투과도 백분율을 갖는다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, 3.2 mm 두께를 가지는 물품으로 성형되는 경우, ASTM D1003-00에 따라 측정시 1% 이하, 구체적으로 0.95% 이하, 더 구체적으로 0.9% 이하의 헤이즈를 가진다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, 3.2 mm 두께를 가지는 물품으로 성형되는 경우, ASTM D1925-70에 따라 측정시 4 미만, 구체적으로 3 미만, 더 구체적으로 2.5 미만의 황색 지수 (YI)를 가진다.

상기 열가소성 조성물은 본 기술분야에서 일반적으로 이용가능한 방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어, 일 구현예에서, 공정의 일 방식으로서 분말 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머, 임의 부가된 폴리카보네이트, 및 요구되는 경우 다른 첨가제가 HENSCHEL MIXER

고속 믹서에서 먼저 혼합된다. 핸드 믹싱을 포함(이에 제한되지 않는다)하는 다른 저전단 (low shear) 공정이 또한 이러한 블렌딩을 수행할 수 있다. 이어서, 상기 블렌드는 호퍼를 통해 압출기의 입구(throat)로 주입된다. 이와 다른 방법으로, 입구에서 압출기로 직접 공급하거나 및/또는 측면공급부(sidestuffer)를 통해 하류에서 공급함으로써 하나 이상의 성분이 조성물에 도입될 수 있다. 또한 첨가제는 바람직한 폴리머성 수지와 함께 마스터배치로 컴파운딩되어 압출기 내로 공급될 수 있다. 압출기는 일반적으로 조성물을 흐르게 하는데 필요한 온도보다 높은 온도에서, 그러나 상기 조성물에 심각하게 불리한 영향을 미치지 않도록 상기 열가소성 조성물의 성분이 분해되지 않는 온도에서 구동된다. 압출물은 워터배쓰에서 즉시 켄칭되고 펠릿화된다. 이렇게 제조한 펠릿은 압출물 절단시 원하는 바에 따라 길이가 1/4 인치이거나 그 이하일 수 있다. 이렇게 얻은 펠릿은 후속하는 성형(molding), 쉐이핑 (shaping), 또는 포밍(forming)에 사용될 수 있다.

구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 조성물을 제조하는 방법은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머, 및 임의 부가된 폴리카보네이트를 용융 혼합(melt combining)하는 단계를 포함한다. 상기 용융 혼합은 압출에 의해 수행될 수 있다. 일 구현예에서, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머, 및 임의 부가된 폴리카보네이트의 비율은 생성되는 조성물이 용융 체적 유속(MVR)을 최대로 하면서, 저온 NII 및 연성에는 심각하게 불리한 영향을 미치지 않도록 선택된다. 다른 구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 폴리머는 앞서 본 명세서에서 정의된 바와 같이 폴리카보네이트-유형 폴리머(상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에 첨가되며 이와 동일하지는 않다)를 포함한다.

구체적인 구현예에서, 상기 컴파운딩 압출기는 이축 압출기이다. 압출기는 전형적으로 180 내지 385℃의 온도, 구체적으로는 200 내지 330℃의 온도, 더 구체적으로는 220 내지 300℃의 온도에서 구동되며, 여기서 사출구 온도(die temperature)는 상이할 수 있다. 압출된 열가소성 조성물은 물에서 켄칭되어 펠릿화된다.

상기 열가소성 조성물은 펠릿으로 공급될 수 있으며, 휴대폰, 카메라, 개인 디지탈 보조장치, DVD 플레이어 및 녹음 장치 등을 포함하는 휴대용 전자 제품에 사용되는 렌즈와 같이 소정 장치에서 사용되는 물품을 형성하는데 유용하다. 일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은 사출성형에 의해 유용한 형상의 물품으로 성형될 수 있다. 바람직하게는, 상기 열가소성 조성물은 높은 유동성으로 인하여 몰드 충진 능력(mold filling capability)이 우수하다.

상기 열가소성 조성물(들)로부터 제조된 제품(예를 들어 물품)은 구체적으로 투명도, 고재생도로 정의되는 정밀도, 충격 강도를 포함하는 기계적 특성의 유지, 및 정밀한 광학 특성이 요구되는 얇은 벽(thin-wall) 물품을 포함하는 여러 용도에 사용될 수 있다. 상기 열가소성 조성물은 개선된 흐름성으로 인하여 성형된 물품에서 잔류 응력을 감소시키게 된다.

일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물은, 예를 들어, 휴대폰 카메라용 카메라 렌즈 및 디지탈 정지 사진 카메라용 카메라 렌즈; 및 자동차 카메라 렌즈를 포함하는 광학 렌즈 제조에 사용된다. 카메라 렌즈의 경우처럼 렌즈 세트가 요구되는 분야의 경우, 이들 광학 렌즈의 하나 이상이 상기 열가소성 조성물을 사용하여 제조될 수 있다. 뛰어난 성형 충진 특성을 위해 개선된 유속(MVR)을 가지면서도 바람직한 기계적 특성을 유지하는 상기 열가소성 조성물을 사용하면, 렌즈 제조시 상기 열가소성 조성물로부터 성형되는 일련의 렌즈에 대해서 높은 수준의 재현성을 제공한다는 것이 놀랍게도 발견되었다.

렌즈 제조 방법이 또한 개시된다. 성형 공정에서 성형된 렌즈의 복제는 렌즈 규격(specification)에 매우 정확하고, 렌즈마다 일관되게 재현될 필요가 있다; 그렇지 않을 경우, 재현성 기준을 충족하지 못하는 렌즈는 흐릿한 화상을 제공하게 된다. 일 구현예에서, 상기 열가소성 조성물로부터 제조된 광학 렌즈(카메라 렌즈 등)의 제조방법은 3차원 접촉 표면 형상 측정법으로 측정시, 표준 시료로부터 400nm 미만의 오차가 발생하는 정밀도 치수 (precision dimension)를 가지는 렌즈를 제공한다. 다른 구현예에서, 상기 열가소성 조성물로부터 제조된 일련의 광학 렌즈는 각각 3차원 접촉 측정법(three-dimensional contact measurement)으로 측정시 표준 시료로부터 400 nm 미만의 오차가 발생하는 정밀도 치수를 가진다.

본 명세서에 개시된 광학 렌즈는 여러 종류의 치수 특징으로 정의된다. 일 구현예에서, 렌즈의 크기는 "유효 렌즈 면적"이라는 용어로 특징지어지는데, 이는 곡률(curvature)이 양의 값인 렌즈의 면적으로 정의되며, 이 면적을 통하여 굴절되는 광은 실제 화상처리에 사용된다. 본 명세서에 정의되는 "곡률"은, 렌즈의 광학 반지름(광경로로 정의)의 역수이다. 예를 들어 편평한 표면은 무한한 반지름을 가지며 따라서 0 곡률을 가진다. 본 명세서에 설명된 것들과 같은 렌즈는 렌즈 주위에 편평한 부분을 포함하는데, 이는 광학 어셈블리 내에 렌즈를 장착하기 위해 사용된다. 상기 편평한 부분은 유효 렌즈 면적의 부분으로 고려되지 않는다. 전형적인 렌즈는 적어도 두 개의 표면, 제1 표면 및 제2 표면을 가진다. 제1 (입사) 표면 상으로, 광이 렌즈로 들어오고 제2 (굴절) 표면을 통과하여 나간다. 이들 표면의 하나 또는 모두는 곡률을 가질 수 있다. 상기 정의된 바와 같은 유효 렌즈 면적은 제1 표면 및 제2 표면에 대해 동일할 수 있거나, 또는 제1 표면 및 제2 표면에 대해 상이할 수 있다. 상이한 경우, 제1 표면 및 제2 표면에 대해 유효 표면적이 더 큰 값이 전체 렌즈에 대해 유효 렌즈 면적으로 고려된다.

일 구현예에서, 광학 렌즈는 0.5 mm² 내지 100 mm²의 유효 렌즈 면적 (Effective Lens Area, ELA)을 가진다. 구체적 구현예에서, 상기 광학 렌즈는 0.5 mm² 내지 10 mm²의 ELA를 가지는데, 더 구체적인 구현예에서, 상기 광학 렌즈는 카메라 렌즈용 및 자동차 렌즈용으로 사용될 수 있다. 또 다른 구체적인 구현예에서, 광학 렌즈는 5 mm² 내지 100 mm²의 ELA를 가지며, 또 다른 더 구체적인 구현예에서, 상기 광학 렌즈는 디지탈 스틸 카메라 렌즈용으로 사용될 수 있다.

본 명세서에 정의된 바로서 ELA 직경은 렌즈의 유효 (광학적으로 사용가능한) 면적의 가장 바깥쪽 주위에서 측정되는 직경을 나타낸다; 반면 렌즈의 전체 직경은 비광학적으로 관련된 편평한 부분을 포함하는 직경이다. 예를 들어, 휴대폰 카메라 렌즈는 전형적으로 유효 면적에 대해 2.3 mm 직경을 가진다. 렌즈 직경 및 유효 렌즈 면적 (ELA) 사이의 관계를 더 설명하면, 직경 2 mm 렌즈의 경우, ELA는 3.1 mm²일 것이고; 직경 8 mm 렌즈의 경우, ELA는 50.3 mm²일 것이며; 직경 10 mm 렌즈의 경우, ELA는 78.5 mm²일 것이고; 및 직경 12 mm 렌즈의 경우, ELA는 113.1 mm²일 것이다.

광학 렌즈는 또한 이들의 두께로 특징지어질 수 있다. 본 명세서에 정의된 바로서 렌즈 두께는 렌즈의 중앙에서 측정된다 (즉, z축을 따라, 렌즈의 x-y 평면에서 측정되는 렌즈의 직경에 수직). 렌즈는 곡률을 가지므로, 렌즈의 두께는 표면의 높낮이(contour)를 따라 변할 수 있다. 또한, 렌즈의 종류에 따라 (볼록, 오목 등) 두께의 변화는 다양하게 변할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 광학 렌즈는 렌즈의 중앙에서 측정되는 경우 0.25 내지 2.5 mm의 두께, 구체적으로 0.5 내지 2.4 mm의 두께, 더 구체적으로 0.8 내지 2.3 mm의 두께를 가진다.

예시적인 렌즈 종류(분야에 따라), 및 상이한 치수의 렌즈 유효 면적 (ELA), ELA의 직경 (즉, ELA로 정의된 렌즈에서 광학적으로 유용한 부분을 측정한 직경), 전체 직경 (즉, 주위 편평한 부분의 전체 직경 및 유효 렌즈 면적의 직경) 및 렌즈 두께의 상호 관계를 하기 표 1에 설명한다.

렌즈 종류	유효 렌즈 면적 (ELA; mm2)	ELA (mm)의 직경	성형 렌즈의 전체 직경(mm)	렌즈 두께 (중앙, mm)
핸드폰 카메라 렌즈	4.2	2.3	6.4	0.66
핸드폰 카메라 렌즈	3.5	2.1	4.8	1.05
핸드폰 카메라 렌즈	0.8	1	3.5	0.48
자동차 카메라 렌즈	22.1	5.3	7.7	1.57
자동차 카메라 렌즈	16.6	4.6	7	2.38

본 명세서에 설명된 상기 렌즈는 상기 본 명세서에서 정의된 바의 유효 면적 및 두께의 제한 범위 내에서는 어떠한 형상이라도 사용할 수 있다. 예를 들어, 카메라 렌즈는, 촛점이 존재하는 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈일 수 있다. 구면 렌즈는, 예를 들어, 양면-볼록 렌즈, 양면-오목 렌즈, 평면-볼록 렌즈, 평면-오목 렌즈, 메니스커스 볼록 렌즈 또는 메니스커스 오목 렌즈일 수 있다. 이와 다른 경우로서, 비구면 렌즈는 타원면, 쌍곡선면, 또는 포물선면을 가진다.

또한 놀랍게도, 상기 광학 렌즈의 복굴절은 소프트 블럭이 없는 폴리카보네이트를 사용하여 제조된 비교 렌즈보다 매우 낮다. 이론에 얽매이고 싶지 않지만, 보다 많이 연질인 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 폴리머 사슬은 성형 기계의 금형 내로 흐르는 동안 더 랜덤하게 배향되며, 보다 적게 연질인 폴리머 사슬(예를 들어, 비스페놀 A 호모폴리머 등)은 압출(흐름) 방향으로 배향될 수 있다. 따라서, 이와 같은 배향의 랜덤화는 사슬내 배열 및 사슬간 배열을 최소화할 수 있고, 이는 다시 편광 효과(polarizing effect)를 감소시키게 되므로, 그 결과 생성되는 상기 광학 렌즈에서 복굴절을 감소시킨다. 성형 렌즈에서 수용가능한 복제 및 복굴절을 얻기 위해, 금형 온도는 바람직하게는 115 내지 135℃이고, 실린더 온도는 300 내지 340℃이고, 냉각 시간은 45 초 및 75 초 사이이다.

따라서, 일 구현예에서, 120℃의 몰드 온도, 310℃의 실린더 온도, 및 80 MPa의 보압(holding pressure)에서 0.8초간 성형된 광학 렌즈는, 병렬 니콜스법에 따라 590nm의 파장에서 측정시 81nm 미만, 구체적으로 76nm 미만, 더 구체적으로 73nm 미만의 평균 복굴절을 가진다. 구체적인 구현예에서, 상기 열가소성 조성물로부터 성형된 광학 렌즈는 3차원 접촉 표면 형상 측정법으로 측정시, 전체 허용 한계가 400nm (0.4 마이크로미터) 이내인 표면 변화를 가지며, 또한 병렬 니콜스법에 따라 590nm의 파장 길이에서 측정시 76nm 미만, 구체적으로 73nm 미만의 평균 위상지연(retardation)을 가진다. 다른 구현예에서, 상기 열가소성 조성물로부터 성형된 광학 렌즈는 ASTM D1238-04에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 6분의 체류시간 하에서 약 11 cc/10 min의 용융 체적 유속을 가지는 광학 품질의 비스페놀 A 폴리카보네이트로부터 성형된 광학 렌즈의 복굴절보다 낮은 복굴절을 가진다.

구체적인 분야 및 물품을 본 명세서에 개시하지만, 당업자는 본 명세서의 열가소성 조성물의 적용 분야가 이들에 제한되지 않음을 알 것이다.

열가소성 조성물은 다음의 비제한적인 예를 들어 더 설명한다.

모든 실시예의 열가소성 조성물 (하기 표에서 실시예로 약칭) 및 비교예의 열가소성 조성물 (하기 표에서 비교예로 약칭)은 하기 표 2에 열거된 성분들 중 하나 이상을 사용하여 제조되었다.

성분	설명	공급원
PAE-PC-1	세바스산-co-비스페놀 A 폴리카보네이트 6 wt% (p-큐밀페놀 (PCP) 말단캡 (endcap)을 갖는 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 ), 250℃, 1.2 kg 부하 및 6 분 체류시간에서 MVR = 19 cc/10 min , Mw = 18,300 g/mol	SABIC Innovative Plastics
PAE-PC-2	세바스산-co-비스페놀 A 폴리카보네이트 6 wt% (p-큐밀페놀 (PCP) 말단캡을 갖는 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머), 250℃, 1.2 kg 부하 및 6분 체류시간에서 MVR = 13.8 cc/10 min, Mw = 19,500 g/mol	SABIC Innovative Plastics
OQ-PC	광학 품질 (Optical Quality) (OQ) 비스페놀 A 폴리카보네이트 (페놀 말단캡을 가짐), 250℃, 1.2 kg 부하 및 6분 체류시간에서 MVR = 11 cc/10 min, Mw = 18,100 g/mol	SABIC Innovative Plastics
GMS	글리세롤 모노스테아레이트, PATIONIC 901 및 Rikenmal S-100A로서 입수가능	Caravan Ingredients or Riken Vitamin Co. Ltd.
안정화제	DOVERPHOS S-9228	Dover Chemical
TBPH	테트라-n-부틸 포스포늄 히드록사이드, 40 wt% 수용액	Sachem Chemical Co.

혼합된 열가소성 조성물을 40-200-225-250-260-260-260-260℃의 배럴 온도, 20kg/h의 주입 속도 및 350rpm의 스크루 속도에서 구동하는 Werner & Pfleiderer ZSK 25-mm 이축 압출기에서 혼합되었다. 이축 압출기는 상기 열가소성 조성물을 잘 혼합하기에 충분한 분배 및 분산 혼합 요소(distributive and dispersive mixing element)를 구비하였다. 다음으로 상기 조성물을 약 120℃에서 4시간 동안 건조한 후, 255-260-250-240℃의 배럴 온도 및 70℃ 또는 90℃의 금형 온도를 사용하는 Husky 또는 BOY 사출-성형 기계에서 성형하였고, 30초 동안 냉각하였다.

상기 열가소성 조성물을 다음과 같이 14mm 외경 (OD) 렌즈로 성형하였다. 광학 분야에 적용하기 위하여, 상기 열가소성 조성물을 300 내지 340℃의 실린더 온도에서 작동하는 Nihon Yuki HF1 Hungry-Feeder 단축 압출기에 적재하였고, 330 mm/sec의 최대 사출 속도를 가지는 FANUC ROBOSHOT S-2000i 50B, 500 kilo-Newton (50 ton-force) 사출 성형기에 공급하였으며, 115 내지 135℃의 금형 온도에서 구동시켰다. 10마이크로미터 필터를 구비하고 60 내지 200℃에서 작동하는 44-리터 Matsui MCAX-140-J 중온 조절기, 및 99.99%의 질소 순도를 제공하는 Taiyo Nissan M-10 질소 발생기를 사용하는 질소 퍼지를 사용하여 건조하였으며, 60초 동안 냉각시켰다. 성형된 렌즈를 450mm 스트로크(stroke) 및 60ㅀ-90ㅀ스윙 각을 가지는 Yushin HopFive 450 Runner Take-out Robot으로 분리하였다. 모든 렌즈는 등급 10,000의 무균실 환경에서 성형하였다. 당업자는 압출 및 성형 방법이 이들 온도에 제한되지는 않는다는 것을 이해할 것이다.

상기 열가소성 조성물의 특성들은 다음과 같이 측정되었다. 용융 체적 유속(MVR)은 ISO 1133에 따라, 250℃, 1.2 kg의 부하, 및 4분 또는 12분의 체류시간 하에서, 또는 ASTM D1238-04에 따라, 6분의 체류시간에서 측정되었으며, cc/10min의 단위로 기재하였다. 폴리머의 분자량 (Mw)은 약 1mg/ml의 시료 농도, 및 0.5 내지 1.5ml/min의 톨루엔 또는 클로로포름 용리액의 용리 속도를 사용하여, 스티렌-디비닐벤젠 가교체 칼럼을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정하였고, 폴리카보네이트 기준으로 보정하였다.

유리전이온도(반열용량 (half heat capacity)에서의 Tg, 단위 ℃)는 10℃/min의 온도 상승 속도(temperature ramp rate)에서 작동하는 시차주사열량계 (differential scanning calorimeter) (DSC)를 사용하는 제2 열(heat)로부터 측정되었다. 열 변형 온도(heat distortion/deflection temperature)(HDT)(℃)는 1.8 MPa에서 ASTM D648-06에 따라 엣지와이즈(edgewise) 방식으로 측정되었다.

노치드 아이조드 충격(Notched Izod impact) (NII) 및 비노치드 아이조드 충격(unnotched Izod impact) (UNI) 시험은 ASTM D256-04 또는 ISO 180에 따라 80 mm x 10 mm x 3 mm 성형된 시료(bars)에 대해, 23℃의 온도에서 측정하였으며, NII 및 UNI 충격 강도는 각각 제곱미터당 킬로주울 단위 (kJ/m²)로 기재하였다.

뉴톤(N) 단위로 기재된 다중 축 충격(Multi Axial Impact)(MAI), 각각 주울(J) 단위로 기재된 최대 변형 에너지(energy at maximum deflection)와 파열 에너지(energy at break), 파열 변형 (deflection at break) (mm), 및 고장 모드(failure mode)는 ISO 6602 또는 ASTM D3763에 따라 3.2 mm 디스크를 사용하여 측정되었다. 인장 탄성률(MPa), 파열시 인장응력(tensile stress at break)(MPa) 및 인장 스트레인(%)은 각각 ISO 527에 따라 23℃의 온도에서 성형품에 대해 측정되었다. 비캇 연화 온도(Vicat softening temperature)는 ASTM D1525에 따라 ℃로 기재하였다.

색상 표현 능력(color capability)은 Gretagmacbeth가 제조한 ColorEye^TM 7000A 분광광도계를 사용하여 수행되었다. CIE (L^*, a^*, b^*)값은 ASTM 6290에 따른 반사율 모드 하에서 3.2mm 색상 칩(color chip)에 대해 측정되었고, 5wt%의 백색 안료 (TiO₂) 부하에서 고광택 폴리카보네이트 표준물을 사용하여 보정하였다. 색상 표현 능력은 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage)에 의하여 상세화된 CIELAB 색측정 방법에 따라 흡수 스펙트럼 자료로부터 측정되었다. E^*, L^*, a^* 및 b^*의 값은 테스트된 예들에 대해 기재하였다.

헤이즈(%) 및 광투과도(%)는 각각 ASTM D1003-00에 따라 3.2mm 성형된 플라크를 사용하여 측정하였다. 황색지수(YI)는 ASTM D1925-70에 따라 측정하였다.

폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 조성물 대비 유리전이온도의 관계. 소프트-블럭 코폴리머 재료의 경우, 유리전이온도는 분자량뿐만 아니라 소프트-블럭 모노머의 백분율에 의해서도 달라진다. 도 1은 유리전이온도 대 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트에 대한 소프트 블럭 (세바스산) 백분율의 플롯이다. 상기 플롯은 상이한 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 (0.5, 2, 4, 6, 8, 10, 및 12 wt% 세바스산 함량)에 대해 유리전이온도의 변화를 설명하는데, 여기서 Tg는 코폴리머에 대해 증가하는 소프트 블럭 함량의 함수로서 선형적인 감소를 보인다. 중량 평균 분자량은 이들 시료 각각에 대해 약 18,000 g/mol로 유지되었다. 6 wt% 세바스산을 포함하는 재료에 대해 아래 예들에 대해 추가적인 실험을 수행하였다.

표 3은 아래 개시된 바와 같이 비교예 1 및 실시예 1에 대한 조성 정보 및 상기 방법에 따라 테스트된 특성들을 보여준다.

성분	비교예 1	실시예 1
PAE-PC-1 (wt%)	--	100
OQ-PC (wt%)	100	--
MVR 250℃, 1.2 kg 부하, 6 분 체류 (cc/10 min)	11	19
Tg (℃)	143	130
HDT (1.8 MPa. edgewise) (℃)	124	110
NII (23℃) (kJ/m2)	44	56
UNI (23℃) (kJ/m2)	NB	NB
MAI (23℃) (N)	7,960	8,350
최대시점에서 에너지(J)	82	94
파열시점에서 에너지 (J)	87	102
파열시점에서 변형 (deflection@ break) (mm)	17	20
고장 모드	2D	4D
인장 탄성률(MPa)	2,350	2,300
파열시 인장 응력-평균(MPa)	50	50
파열시 인장 스트레인-평균(%)	>60	>60
투과율 (%)	91.6	90.7
헤이즈 (%)	0.4	0.8
황색 지수	1.2	3.6

표 3은 표 2의 PAE-PC-1 및 BPA-PC로부터 제조된 실시예 1 및 비교예 1의 열가소성 조성물에 대해 조성 정보 및 상기 방법에 따라 테스트된 특성을 보여준다.

표 3에 나타난 열가소성 조성물의 성질에서, 실시예 1 및 비교예 1의 열가소성 조성물의 점도는, OQ-PC 재료(11 cc/10 min의 MVR, 동일 측정 조건)와 비교하여 PAE-PC-1에 대해 상당히 더 낮다(즉, 250℃, 1.2 kg 부하, 및 6분 체류시간에서 측정할 때, 더 높은 19 cc/10 min의 MVR)는 것을 알 수 있다. OQ-PC 같은 BPA-폴리카보네이트 수지에 대해, MVR은 또한 충격 성능에서의 감소에 의해 증가한다는 것이 알려져 있다.

열적 성능 (Tg)은 실시예 1의 PAE-PC-1에서 완만하게 감소하며, 이는 상기 조성물에 대한 MVR의 증가에 비춰볼 때 예상하지 못한 것은 아니지만, 실시예 1의 PAE-PC-1의 기계적 특성은 비교예 1의 OQ-PC과 유사함을 알 수 있다.

최상의 복제를 보여주는 렌즈의 복굴절 측정은 도 4에 대해 후술하는 바와 같다.

상업적으로 입수가능하고, 높은 유동성, 광학 등급 재료 (OQ-PC)의 성형 복제 성능은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 (PAE-PC-1)와 유사하다. 테스트 물품으로서, 14mm의 유효 구경(effective aperture diameter) (F) 및 1.5mm의 두께를 갖는 비구면 렌즈(메니스커스 렌즈)를, 양오목 또는 메니스커스 렌즈를 제조할 수 있는 비구면 렌즈 몰딩 도구를 이용하여 이들 재료 각각을 성형하였다. 이 도구를 사용하여 성형된 시료 렌즈의 개략적인 다이아그램을 도 2a에 나타내었으며, 이 도구를 사용하여 성형된 10개의 예시적인 렌즈를 보여주는 사진을 도 2b에 나타내었다.

성형시 렌즈의 복제. 복제(즉, 측정 표준 세트에 따라서 렌즈에서 렌즈로 이어지는 복제능(lens-to-lens reproducibility))은 광학용 성능 측정에서 얻어진 120 또는 200 mm 트래버스 단위, 12.5mm부터의 게이지 범위, 0.8nm 내지 12.8nm 게이지 해상도 및 1/10λ을 갖는 Taylor-Hobson Form TALYSURF

PGI 프로필 측정기(profilometer)를 사용하여 측정하였다. 성형된 렌즈에서 고정밀도는 3차원 (3D) 접촉 측정법으로 측정된다. 프로필 측정기로 측정하여 얻어진 자료는, 각각의 조성물(계획된 실험으로 결정되며, 비교예 1의 재료로 성형된 렌즈는 135℃의 금형 온도, 330℃의 실린더 온도, 및 80MPa/0.8 sec, 50MPa/2.0sec, 및 40 MPa/2.0sec의 보압 및 시간 순서로 성형되었고, 실시예 1의 재료로 성형된 렌즈는 120℃의 금형 온도, 310℃의 실린더 온도, 및 80MPa/0.8sec, 50MPa/2.0sec, 및 40MPa/2.0sec의 보압 및 시간 순서로 성형되었다)에 대한 최적 성형 조건 하에서 복제가, 두 재료(비교예 1의 OQ-PC 및 실시예 1의 PAE-PC-1) 모두로부터 제조된 렌즈에 대해 허용가능한 복제능을 유발하였음을 나타내었다. 렌즈 형상(form) (복제, 및 필요한 치수의 편차)은 규격 범위 이내였으며, 이는 각각의 렌즈에 대한 정밀도 치수(precision dimension)가 전체 허용 한계에 대해 400nm 기준 라인 이내였다는 것을 의미한다. 도 3a는 비교예 1의 OQ-PC를 사용하여 제조된 렌즈의 표면 프로파일을 보여준다; 도 3b는 실시예 1의 PAE-PC-1을 사용하여 제조된 렌즈의 표면 프로파일을 보여준다. 도 3a에서 각각의 조성물로부터 제조된 렌즈는 전체 허용 한계 400nm (0.4마이크로미터) 이내인 표면 변화를 보여준다는 것을 알 수 있다.

복굴절 측정. 비교예 1 및 실시예 1의 재료로 성형된 렌즈에 대해 복굴절을 측정하였다. 비교예 1의 재료로 성형된 렌즈는 135℃의 금형 온도, 330℃의 실린더 온도, 및 80MPa/0.8sec, 50MPa/2.0sec, 및 40MPa/2.0sec의 보압 및 시간 순서로 성형되었다. 실시예 1의 재료로 성형된 렌즈는 120℃의 금형 온도, 310℃의 실린더 온도, 및 80MPa/0.8sec, 50MPa/2.0sec, 및 40MPa/2.0sec의 보압 및 시간 순서로 성형되었다. 590nm의 파장 길이에서 구동되는 Oji Instruments Kobra-CCD 자동 복굴절 분석기를 사용하여, 예시된 렌즈에 대한 복굴절(즉, 400nm 기준 라인에 의해 결정된 허용 한계 내)을 측정하였다. 도 4는 복굴절 측정에서 얻어진 결과를 비교한 것이다. 도 4b에서의 점선 아래의 영역과 비교할 때, 도 4a의 점선 아래 영역에서 더 높은 수준의 복굴절에 대응하는 더 큰 등고선(contour)이 있다는 것을 알 수 있다. OQ-PC 렌즈(비교예 1)에 대해 계산된 평균 복굴절은 81nm인데, 이는 도 4b에서 보여지는 PAE-PC-1(실시예 1) 렌즈에 대한 71nm의 평균 위상 지연보다 10nm가 더 크다. 이에 의해, PAE-PC-1로부터 제조된 렌즈의 복굴절은 OQ-PC에 비하여 현저한 향상을 보여준다.

열 및 습도 테스트. 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 성형 렌즈의 시료를 85℃에서 85% 상대 습도 조건에서 약 1,000시간 동안 노출시켰다. 다음으로 광투과율 및 헤이즈 백분율을 포함하는 렌즈의 광학 특성을 측정하였다. 1,000시간 후, 투과도 백분율에서 1% 미만의 감소가 모든 가시광 파장에서 관찰되었고, 그렇게 테스트된 시료에 대해 관찰된 헤이즈 백분율은 실시예 1의 경우 1% 미만에 머물렀다.

비교예 2-4, 및 실시예 2-18. 적절하지 않거나 적절한 범위 이하의 (예를 들어, 헤이즈가 너무 높거나, 또는 MVR이 낮은 범위에 있는) 고분자량, 고점도 재료를 재배열 촉매 존재 하에 압출 조건 하에 두어 적절한 유동성(melt flow) 및 광학 특성을 가지는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 제조하였다. 동일 측정 조건 하에서 PAE-PC-1보다 더 큰 분자량 (Mw = 19,500 g/mol) 및 더 낮은 MVR (13.8 cc/10 min.)을 가지는 PAE-PC-2를 동일한 압출 및 몰딩 조건 하에서 재분포시켜 개질하였으며, 다만 실험 1의 광학 시료(비교예 2 및 3 및 실시예 2-10)에 대한 금형 온도는 90℃로 유지하고, 실험 2의 광학 시료(비교예 4 및 5, 및 실시예 10-18)에 대한 금형 온도는 70℃로 유지시켰다. PAE-PC-2를 실험 1(표 4) 및 실험 2(표 5)에 개시된 성분비로 첨가제 및 재배열 촉매(TBPH, 수용액)와 함께 혼합하고, 이어서 압출하여, 상응하는 더 높은 유동성의 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 형성하였다. 이들 압출 조건 하에서 생성된 재배열된 PAE-PC의 특성을 아래 표 4 및 표 5에 나타내었다.

^a MVR은 ISO 1133에 따라 측정함.

^a실시예 18의 반복; ^b MVR은 ISO 1133에 따라 측정함.

실험 1 및 2 각각에 대한 자료에서 알 수 있듯이(표 4 및 5), MVR 값은 TBPH 함량이 많을수록 증가하였다. 도 5는 실험 1 및 2에 대해 결합된 MVR 자료에 대하여 MVR 대 TBPH ppm의 플롯을 보여주는데, 여기서 시료에서 TBPH 함량이 증가할수록 비선형(2차)이지만 일정하게 전체적으로 MVR이 증가함을 알 수 있다. MVR 결과는 가장 많은 TBPH 함량(160ppm TBPH에서의 실시예 16, 및 200 ppm TBPH에서의 실시예 17)을 제외한 모두에서 250℃/1.2 kg에서 13 내지 25 cc/10 min의 바람직한 범위 이내에 있다. 도 5에 도시된 MVR 자료에서 관찰된 편차는, 특히 TBPH를 50 ppm 미만의 함량으로 사용했을 때, MVR 측정 방법에서의 변화 및 재배열 공정에서의 변화에 기인하는 것으로 여겨진다. 이축 대 단축 압출기의 사용, 압출기 배럴 온도 프로파일에서의 변화, 및 처리량(스크류 속도 기준)와 같은 혼합 조건이 재배열 효율에 영향을 미칠 수 있고, 따라서 재배열된 생성물의 MVR 및 분자량 등의 특성에 영향을 미칠 수 있는 것으로 이해된다.

120ppm 보다 많은 TBPH 함량을 갖는 재배열의 경우(실시예 16 및 실시예 17) MVR 값은 목적하는 최대값인 250℃/1.2kg에서 25cc/10분보다 더 컸다. 재배열된 PAE-PC-2에 대해 체류시간을 4분에서 12분으로 증가시키면, 실시예 15에서 MVR이 -0.2%만큼 다소 감소하는 결과를 보였는데, 이는 체류 시간을 길게 할 경우 비교예 4(첨가된 TBPH가 없음)와 비교하여 다소 무시할만한 점도의 감소를 나타내며, 비교예 4는 추가된 체류시간에서 약간의 점도 상승, 약 0.7%를 나타내었다. 따라서 재배열된 PAE-PC-2(실시예 15)에서 소량의 점도 변화는 추가된 8분의 체류시간(4 분에서 12분 사이)에 대해 250℃의 온도에서 안정한 점도의 생성물을 보여주는데 이는 혼합 공정에서 TBPH 촉매가 분해되었음을 나타낸다.

MVR, 비캇 연화, 3.2 및 2.5 mm 플라크 두께에서의 광학 자료 (즉, %T, 헤이즈, 및 YI), 및 분자량을 포함하여 표 4 및 5에 기재한 자료는 모두 허용가능한 한계 내에 있다. 도 6은 중량 평균 분자량(Mw) 및 다분산성(PD) 대 TBPH 촉매 ppm의 플롯을 나타낸다. 상기 도면에서, Mw에서의 감소는 TBPH 촉매 함량이 증가함에 따라 대략 선형으로 반비례하며, 재배열된 생성물은 75ppm 이상의 촉매 함량에서 2.20 및 2.25 사이의 일정한 다분산도(polydispersity)에 접근한다는 것을 알 수 있다. 70℃의 금형 온도에서 시료의 성형시(실험 2, 표 5), 100 내지 120 ppm 또는 그 이상의 TBPH로 제조된 재료의 경우(즉, 대략 실시예 14부터) 성형된 시료는 스프루(sprue)에서 파열되는 것이 관찰되었다.

폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 및 터폴리머 조성물의 제조 및 계획된 실험에 의한 분석. C₃₆ 소프트 블록을 갖는 일련의 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 및 터폴리머를 제조하여, 상기 조성물 및 각 반복단위의 분율에 근거하여 이들 폴리머 조성에 대한 유리전이온도, 굴절률 및 고유 복굴절을 포함하는 물성을 조사하였다. 이들 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 및 터폴리머 각각을 상기 폴리머 조성에 대한 실험 계획과 비교하였다. 카메라 렌즈 제조에 유용한 유리전이온도, 굴절률, 및 고유 복굴절을 갖는 폴리머 조성물을 제공할 것으로 기대되는 확실한 조성물의 경계 조건을 나타내기 위하여 상기 실험 계획을 준비하였다.

각 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머 및 터폴리머 내의 소프트 블록은 C₃₆ 지방족 디카르복실산 (Uniqema에서 입수가능)으로부터 유도되었고; 카보네이트 단위는 2-페닐-3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈이미딘 (PPPBP)으로부터 유도되었으며, 그리고 부가적인 카보네이트기 (실시예 20 외에 모든 실시예에 존재)는 비스페놀 A(BPA) 또는 1,1-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)시클로헥산 (DMBPC) 중 하나로부터 유도되었다. 소프트 블럭, PPPBP, 및 BPA 또는 DMBPC의 중량비를 하기 표 6에 나타낸다. 별도로 규정하지 않는 한, 부가적인 카보네이트기는 BPA로부터 유도되었다. 상기 폴리머를 제조하기 위하여 사용된 예시적인 계면중합법 및 융용중합법은 하기에 기술한다.

계면중합법의 공정 예: 포스겐화 공정에서 비스(4-히드록시페닐)-N-페닐-프탈이미딘(PPPBP) 및 C₃₆ 이염기산(diacid)을 함께 공급. 메틸렌 클로라이드 (20L), 물 (6L), 비스페놀 A (BPA, 2116 g), p-큐밀페놀 (PCP, 150g), 트리에틸아민 (85ml) 및 소듐 글루코네이트 (10g)을 기계적 교반기, 냉각기, 가성 스크러버 통기 시스템(caustic scrubber vent system)을 구비한 75L 반응기에 가하였다. pH를 약 5로 유지하는 속도로 50중량%의 가성소다(caustic)를 가하면서, 포스겐 (625g)을 상기 반응기에 60g/분의 속도로 가하였다. 포스겐을 첨가함과 동시에, PPPBP 및 C₃₆ 이염기산의 용액들을 상기 반응기에 함께 공급하였다. 구체적으로, 물(6660g)에 용해한 PPPBP (1750g) 용액 및 50중량% 가성소다(caustic) (940g)를 900g/분의 속도로 공급하고, 그와 동시에 메틸렌 클로라이드 (2L)에 용해한 C₃₆ 이염기산 (PRIPOL

1009 이염기산, 625g)의 용액을 250g/분의 속도로 상기 반응기에 공급하였다. 포스겐, PPPBP 용액, 및 C36 이염기산 용액의 첨가 공정이 완료되면, 부가하려는 가성소다(caustic)를 반응기에 첨가하여 약 10의 pH를 얻고, 이때 부가하려는 포스겐(1600g)을 60g/분의 속도로 가하면서 약 10.5에서 pH를 유지할 수 있는 속도로 가성소다(caustic)를 가하였다. 이어서 분자량을 기준으로 반응 종결 여부를 결정하기 위하여 GPC 분석을 위해 상기 반응기를 샘플링하여 처리하였고, 여기서 샘플 처리(workup)는 묽은 산(0.1N HCl)으로 세척한 후 잔류 염소 농도가 5ppm 미만이 될 때까지 탈이온수로 반복하여 세척하였다. GPC 결과, 산 세척한 샘플에 대한 Mw는 21,830 g/몰이었으며, 아민 처리한 샘플의 Mw는 20,785이었다. 산 세척한 샘플에 비해 아민 처리한 샘플의 Mw가 4.8% 감소하였다.

GPC 분석으로 인한 지연 과정에서 발생할 수 있는 잠재적 열화를 보상하기 위하여, 부가 포스겐(200g)을 충분한 함량의 가성소다(caustic)와 함께 80g/분의 공급속도로 공급하여 약 9의 pH를 얻었다. 이어서 상기 반응 혼합물을 질소로 퍼지하여 잔류 포스겐을 제거하였고, 다른 탱크로 옮겨 원심분리함으로써 수층을 분리 및 제거하였다. 다음으로, 폴리머를 포함하는 유기층을 원심분리 트레인 상에서 1N HCl(aq.)로 세척하고, 잔류 염소가 5ppm (by weight) 미만이 될 때까지 탈이온수로 연속하여 세척한 후, 스팀 침전으로 상기 폴리머를 분리하고 핫 질소 하에 건조하였다. 최종 건조된 폴리머는 GPC로 측정시 (폴리카보네이트 기준물과 비교하여) 20,673의 Mw 및 2.33의 다분산도, 1ppm 미만의 트리에틸아민, 1ppm 미만의 잔류 염소 및 0.07 ppm 잔류 Fe를 포함하였다.

상기 폴리머들은 하기 표 6에 기재된 함량비 및 치환(예를 들어, 실시예 20의 BPA는 실시예 21에서 비스(4-히드록시-3-메틸페닐)-1,1-시클로헥산 (DMBPC)으로 대체됨)에 따른 방법으로 제조하였다.

용융 중합을 위한 일반 공정. 제한된 함량으로 사용가능한 모노머를 기준으로 코폴리머의 성질을 측정하기 위하여, 용융 트랜스-에스테르화 반응이 25 그램-스케일 배치 반응기에서 배치 모드로 수행되었다. 적어도 24시간 동안 1M HCl에 상기 반응기를 완전히 담그고(soaking) 이어서 18.2 밀리오옴(mO) 탈이온수로 반복하여 씻어냄으로써(5회 이상) 상기 유리 반응기로부터 잔류 나트륨을 제거하였다. PID(proportional-integral-derivative) 온도 조절기를 구비한 히팅 맨틀을 사용하여 상기 반응기를 가열하였다. 증류액 수집 플라스크 하류의 진공펌프에 질소를 흐르게 하여 상기 반응기 내 압력을 조절하였고, 압력 게이지로 측정하였다. 18.2 mO 물을 사용하여 적절한 농도로 스톡(stock) 촉매(테트라메틸 암모늄 히드록사이드 (TMAH; Sachem, 물의 25중량%) 및 NaOH (Acros, 0.5몰/L)) 를 희석시켜 촉매 용액을 제조하였다. 모든 반응은, 디올 (예를 들어, PPPBP, BPA 및 DMBPC) 몰당 2.5 x 10^-5 몰 TMAH이 반응하는 촉매 농도로, 또는 NaOH가 사용되는 경우 디올 몰당 1.0 x 10^-6 몰 NaOH가 반응하는 농도로, 100마이크로리터의 함량으로 포함된 촉매를 사용하여 수행하였다. 첨가된 촉매의 함량은 25g 반응 규모에 대해 100 마이크로리터로 유지되며, 보다 높은 농도가 필요한 경우 더 진한 용액을 제조하였다.

상기 반응에서, 유리 반응기 튜브를 고체 디올(들) 및 이염기산으로 채웠으며, 여기서 디올 및 이염기산의 합은 0.05879 내지 0.5995몰이다. 이어서 고체 비스(메틸살리실) 카보네이트 (0.0605몰)을 가하였다(여기서 상기 함량은 디올을 기준으로 목적하는 1.01 내지 1.03의 몰비에 따라 조절된다). 다음으로 상기 반응기를 조립, 밀봉하고, 용기를 질소로 3회 퍼지하였다. 상기 촉매를 상기 단량체에 가하였다. 상기 반응기를 대기압 근처로 조절하고, 히터가 제1 설정 온도로 설정됨과 동시에 반응시간을 시작하였다.

상기 반응물(이염기산, 디올, BMSC, 및 촉매)을 180 ℃, 1,000 mbar 압력에서 함께 용융하고, 오버헤드 냉각기를 100 ℃로 가열하였다. 6분 후, 40 rpm에서 교반을 시작하였다. 일단 반응물(모노머)이 용용되면 약 15분 후, 반응기 압력을 500 mbar로 감압하고, 교반을 계속하였다. 45분 후, 반응기 온도를 5분에 걸쳐 270 ℃로 증가시켰다. 이어서, 50분에서, 상기 반응기 온도를 300 ℃로 설정하고, 동시에 압력을 완전 진공 (약 0.5 내지 약 1 mbar)으로 서서히 감압하였다. 완전 진공은 통상 약 4분 후 얻어진다. 원하는 점도에 도달하면(대체로 반응 시간 약 60분 후), 중합을 중단하고, 상기 반응기를 완만한 질소 흐름하에서 대기압으로 되돌린다. 대기압에 도달하면, 교반기를 중단하고, 다소 초과된 압력의 질소로 생성물을 밀어내면서 상기 반응기 바닥을 열어 반응기 튜브로부터 생성물을 빼냈다. 얻어진 생성물의 Tg 및 분자량 (GPC, 폴리카보네이트 기준물)을 분석한 후, 이어지는 성형 공정에서 사용하였다.

굴절률 및 고유 복굴절 (BR^*)의 측정. 폴리머 조성물(실시예 19-28 및 비교예 5)에 대한 굴절률 및 고유 복굴절을 Toney, M. F. et al., "Near surface alignment of polymers in rubbed films," Nature, 1995, vol. 374, p. 709; Ge, J. J. et al., "Surface studies of polyimide thin films via surface-enhanced Raman scattering and second harmonic generation," Macromol. Rapid Commun., 1998, vol. 19, p. 619; 및 Agra, D. M. G. et al., "Relaxation dynamics of rubbed polystyrene thin films," Europhys. Lett., 2000, vol. 51, p. 655에 개시된 방법을 기준으로 하기 방법에 따라 측정하였으며, 상기 문헌들 각각은 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.

테스트하려는 상기 폴리머 조성물의 용액을 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코팅하여 250 내지 500 nm의 두께 (대체로 400nm의 두께를 가짐)를 갖는 얇은 필름을 형성하였다. 상기 필름을 핫 플레이트 상에서 베이킹하여 잔류 용매를 제거하였다. 이어서 상기 캐스트 필름의 굴절률을 다중각 타원계측법(multi-angle ellipsometry)으로 측정하였으며, 여기서 상기 얇은 필름은 UV-VIS 스펙트럼(약 200 nm 내지 약 750 nm)에 걸쳐 편광빔으로 조사한다. 상기 타원계측기는 상이한 몇가지 각도에서 반사된 빔의 위상 및 강도를 측정하며, 측정된 데이타는 일련의 방정식에 적용되어 파장의 함수로서 굴절률이 유도된다. 초기 RI를 측정한 후, 상기 필름을 벨벳 용지를 사용하여 단일 방향을 따라 세로 방향으로 25회 이상, 대체로 40 내지 45회를 문지렀다 (여기서 1회 문지름은 상기 벨벳 용지를 사용하여 상기 웨이퍼를 한번 가로질러 가는 것과 동일하다). 이와 같이 문지른 필름은 포화점, 즉, 작업하는 사람에 무관하게, 더 이상 문질러도 사슬 정렬(chain alignment)을 더 증가시키지 않는 시점에 도달한 것으로 칭해진다. 상기 얇은 필름의 표면을 벨벳 용지로 문지름으로써, 상기 문지른 방향을 따라 상기 폴리머 사슬을를 정렬하는 것이 가능하였다. 편광계측법을 사용하여 상기 문지른 얇은 필름 상에서 굴절률을 다시 측정하였다. 문지른 방향에서의 RI가 문지른 방향에 수직하게 측정한 RI보다 더 컸으며, 문지른 얇은 필름이 포화되는 시점까지 증가한다. 이어서 하기 방정식에 나타낸 바와 같이, 문지른 방향에 수직으로 측정한 상기 얇은 필름의 RI로부터 문지른 방향으로 측정한 RI를 빼서 고유 복굴절을 계산한다:

RI (문지른 방향) - RI (문지른 방향의 수직) = BR^* (고유)

여기서, 상기 고유 복굴절은 단위가 없는 수에 해당한다. 포화점에서 상기 값은, 다양한 종류의 다른 폴리머에 대해 알려져 있는 용융 스트레스 광학 계수 (Cm)와 잘 연관되었으며, 그 결과 상기 포화값은 표 6에 기재한 바와 같이 완전히 정렬된 폴리머 사슬의 "고유 BR", 또는 BR*를 나타내는 것으로 확인되었다. 이와 같은 방법은 RI 및 BR*에 의해 상기 폴리머를 규명하는 신속하고 편리한 방법을 나타내며, 스크리닝을 위해 적은 함량 (25-50g)으로 입수 가능한 샘플에서 특히 유용하다.

	계획 포인트 (도 7)	BPA 또는 DMBPC 중량% (mol%)	PPPBP 중량% (mol%)	소프트 블럭a 중량% (mol%)	Mw (g/mol)	Tg (℃)	RI	BR*
비교예 5	1	100 (100)	0 (0)	0 (0)	22,814	145	1.586	0.025
비교예 6	2	35 (50)	35 (30)	31 (20)	22,602	91	1.575	0.011
실시예 19	3	0 (0)	75 (80)	25 (20)	18,151	152	1.599	0.003
비교예 7	4	46 (60)	38 (30)	17 (10)	20,271	131	1.587	0.009
비교예 8	5	92.7 (96.5)	0 (0)	7.3 (3.5)	--	123	1.579	--
비교예 9	6	94.7 (97.5)	0 (0)	5.3 (2.5)	--	128	1.580	--
비교예 10	7	40 (55)	36 (30)	24 (15)	20,764	108	1.581	0.009
실시예 20 b	8	54 (62.5)	34 (30)	11 (7.5)	21,542	137	1.596	0.011
실시예 21	9	49 (62.5)	38 (30)	13 (7.5)	12,502	137	1.593	0.013

^a 소프트 블록은 C₃₆ 지방족 이염기산이다.

^b 디히드록시 방향족 화합물은 DMBPC이다.

표 6의 폴리머 조성물을 표 7에 나타낸 설계 실험으로 발생한 3가지 조성의 플롯과 비교하여 분석하였으며, 사슬 길이를 변화시킨 소프트 블럭의 함량을 달리하는 것 및 전체적인 탄소 함량 사이에서 조성물의 전체적 효과를 결정하였다. 상기 소프트 블럭은 C₃₆ 지방족 이염기산으로부터 유도되었으며, 고회전성 장벽 디히드록시방향족 모노머 (PPPBP)와 공중합되어, 증가된 함량과 함께 증가된 굴절률 및 Tg을 모두 제공한다. 선택적인 세번째 디히드록시 방향족 모노머 (BPA 또는 DMBPC, DMBPC는 BPA보다 높은 회전성 장벽 및 굴절률을 가지며, 그 결과 상기 폴리머에 높은 Tg 및 RI를 제공한다)는 실시예 19를 제외한 각각의 폴리머 조성물에 포함되었다.

도 7은 DESIGN-EXPERT

소프트웨어 (STAT-EASE

Software corporation에서 입수가능)를 사용하여 생성된 3종의 조성물 오버레이 플롯을 나타낸다. 상기 오버레이 플롯은 0 내지 100중량% BPA (정점은 "A:"로 기재), 0 내지 100중량% PPPBP (정점은 "B:"로 기재), 및 0 내지 100중량% 소프트 블럭 (정점은은 "C:"로 칭함)의 폴리머 조성물에 대한 전체적인 조성 공간을 나타낸다. 따라서 각각의 정점은 상응하는 단량체 100%로 된 호모폴리머를 나타내고, 삼각형의 각 다리는 다양한 조성의 코폴리머, 예를 들어 100중량% PPPBP 내지 100중량% 소프트 블럭 (및 0중량% BPA)까지 조성이 변하는 코폴리머를 나타내는 B: 대 C:로 표시되는 기준선 같은 다양한 조성의 코폴리머를 나타낸다.

전체적인 삼각형 플롯 내부에 포함된 선들은 폴리머 조성과 연관된 물성에 대한 경계 조건에 상응한다. 예를 들어, "Tg: 155"로 표시한 선은 155℃의 유리전이온도의 상한에 대한 경계 조건을 나타내고, 이 선의 좌측의 계획 공간(즉, "Tg: 155" 선 및 상기 A:-B: 경계 사이) 내의 조성물은 155℃보다 큰 유리전이온도를 가지며; 그리고 마찬가지로 "Tg: 120"으로 나타낸 선은 120℃의 유리전이온도의 하한에 대한 경계 조건을 나타내며, 이 선의 오른쪽의 계획 공간(즉, "Tg: 120" 선 및 상기 A:-C: 경계 사이) 내의 조성물은 120℃보다 작은 유리전이온도를 갖는다. "BR: 0.015"로 나타낸 선은 복굴절의 상한을 나타내며(㎛로 표시되며, 이는 0.015의 고유 복굴절에 해당한다), 여기서 이 선의 오른쪽에 있는 폴리머 조성물("BR: 0.015" 및 상기 A:-C: 경계 사이)은 0.015보다 큰 고유 복굴절을 갖는다. "RI:1.59"로 나타낸 선은 굴절률의 하한을 나타내고, 여기서 이 선의 오른쪽에 있는 폴리머 조성물("RI: 1.59" 및 상기 A:-C: 경계의 사이)은 1.590 미만의 굴절률을 갖는다.

조성물의 데이터 포인트 X1 (23중량% 소프트 블럭 및 77중량% PPPBP), X2 (32중량% 소프트 블럭 및 68% PPPBP), X3 (7중량% 소프트 블럭, 20중량% PPPBP, 및 73중량% BPA), 및 X4 (2중량% 소프트 블럭, 19중량% PPPBP, 및 79중량% BPA)는 4개의 선 (표 7에서 Tg: 155, Tg: 120, RI: 1.59, 및 BR: 0.015)에 의해 한정된 내부 경계 공간을 형성하는 각 모서리 조성을 표시한다. 이들 4개의 선으로 형성된 음영 공간은 폴리머 조성물에 대하여 최적으로 계산된 설계 공간이며, 이와 같은 설계 공간 내에 있는 모든 조성물은 카메라 렌즈에 대한 성능 요구조건인 Tg, RI, 및 BR을 만족시킬 것으로 여겨진다.

또한 도 7에서, 설계 포인트 1, 2, 및 4 내지 7 (각각 비교예 5 내지 10에 해당) 및 3, 8, 및 9 (각각 실시예 19-21에 해당)는 이 플롯 상에 중첩되어 높은 굴절률 (≥1.590) 및 낮은 고유 복굴절 (≤0.015nm), 및 Tg (120℃ 초과부터 155℃까지)를 필요로 하는 분야에서 유용한 물성을 갖는 조성물을 규정한다. 따라서, 도 7에 나타내는 음영 영역 내의 데이터 포인트의 분포는 카메라 렌즈에 대해 상술한 조건을 모두 만족하는 실시예에 상응하는 것으로 판단되었다. 그러므로, 실험 설계 플롯에 따르면, 데이터 포인트 3, 8 및 9에 대한 조성물 (실시예 19, 20 및 21에 해당) 및 데이터 포인트 4 및 7 (비교예 7 및 10)은 카메라 렌즈에 대한 조건을 각각 만족해야 한다. 상기 데이터는 이하와 같이 분석하였다.

표 6에 나타낸 예에서, 소프트 블럭/PPPBP/BPA 터폴리머(실시예 19-21)는 1.593(실시예 21) 내지 1.599(실시예 19)의 RI 값을 나타냈으며, 코폴리머를 포함하는 비교 대상 소프트 블럭은 1.575(비교예 6) 내지 1.587(비교예 7)의 RI를 가지고, 이는 비교 대상인 비스페놀 A 호모폴리머(비교예 5)에 대한 RI 값에 해당한다. 마찬가지로, 예시된 터폴리머는 0.003 (실시예 19) 내지 0.013 (실시예 21)의 고유 복굴절을 나타냈으며; 그리고 비교예들은 0.009(비교예 7 및 10) 내지 0.011 (비교예 6)의 범위이며, 이들 모두는 바람직하게는 BPA 호모폴리머 비교예 5(0.025)의 고유 복굴절보다 약 절반 이하이고, 카메라 렌즈에 적합한 바람직한 범위인 0.015 이하이다.

상기 소프트 블럭/PPPBP 코폴리머 (실시예 19) 및 상기 소프트 블럭/PPPBP/DMBPC 터폴리머(실시예 20)는 각각 터폴리머 함유 BPA와 비교하여 더 높은 굴절률 값, 통상 1.593 이상 (실시예 21)이며 비교예보다 낮은 값을 나타냈다. 더욱이, 비교대상인 소프트 블럭-BPA 코폴리머의 RI (각각 1.579 및 1.580의 RI값을 갖는 비교예 8 및 9)는, 낮은 소프트 블럭 함량에도 불구하고(각각 3.5중량% 및 2.5중량%) 모두 소프트 블록-PPPBP 코폴리머의 RI (실시예 9; 1.599의 RO)보다 낮았으며, 이는 PPPBP 모노머에 의해 수반되는 유리한 RI 성능을 명확히 나타낸다. 또한 소프트 블럭-PPPBP 코폴리머 실시예 19 에 대한 고유 복굴절 (0.003)은 비교예들 (비교예 5, 0.025) 또는 가장 우수한 DMBPC-함유 터폴리머 (실시예 20, 0.011) 중 하나보다 현저히 낮았다.

통상적으로 표 6에 나타낸 바와 같이, 보다 높은 분자량의 소프트 블럭(예를 들어, C₃₆ 이염기산)으로부터 유도된 소프트 블럭은 구조적으로 단단한 모노머 PPPBP와 조합하여 약 20몰%의 비율로 존재하여 (예를 들어 실시예 19 참조), 이들 조성물들에 대해서 얻어진 가장 높은 굴절률 및 가장 낮은 고유 복굴절을 제공하였다. 그러나, 터폴리머에 대해서는, 높은 탄소량의 소프트 블럭 (예를 들어, C₃₆ 이염기산, 실시예 20 및 21)의 낮은 함량 (약 7.5 몰%)는 적절한 고유 복굴절을 제공하면서도, 더 낮은 탄소량의 소프트 블록 (예를 들어, 비교예 7)의 증가된 양으로 확인되는 양호한 고유 복굴절을 제공하지 않았다. 그러나, 보다 높은 BPA 함량(보다 높은 PPPBP 함량은 아님)에 의해 상쇄된, 상기 비교예 내 소프트 블럭의 증가된 함량은 1.590 이상의 RI 목표값을 만족시키기에 불충분한 RI (1.587)를 나타내었다. 터폴리머 내 코모노모로서, 동일한 중량의 조성에 대하여, C₃₆ 소프트 블럭 및 PPPBP 이후 제3 모노모로서 첨가된 DMBPC는 RI 및 고유 복굴절 모두에서 BPA보다 전체적으로 우수한 성능을 제공하였다 (DMBPC 함유한 실시예 20을 BPA 함유한 실시예 21과 비교).

대체로 표 6의 데이터에서, 2-히드록시카빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 모노머(예를 들어, PPPBP)로부터 유도된 카보네이트 단위체를 비교적 높은 함량으로 포함하는 것이, 예를 들어 비스페놀 A에서 유도된 카보네이트 단위체와 비교하여 바람직하게 높은 RI 및 감소한 BR을 제공하였다. 따라서, 렌즈와 같은 분야에 대하여 수용가능한 고유 복굴절 및 증가된 RI는 적어도 약 30몰% PPPBP를 필요로 한다 (예를 들어, 30몰%의 PPPBP, 0.013의 고유 복굴절, 및 1.593의 RI를 갖는 실시예 26 참조).

또한, 증가된 DMBPC 또는 PPPBP 함량이 유리전이온도를 증가시키고 공정처리의 자유도를 감소시킨다는 것을 주목해야 한다 (예를 들어, 75중량%의 PPPBP를 함유하는 실시예 19가 152℃의 Tg를 갖는 반면, 40중량%의 BPA를 포함하는 비교예 10은 108℃의 Tg를 갖는다). 보다 높은 함량의 소프트 블럭은 Tg를 현저히 감소시킬 수 있으며, 증가된 함량의 PPPBP 또는 DMBPC에 의해 상쇄되지 않는다면, 결과적인 용융 성질이 가공처리(예를 들어 압출 및 성형)에 부적합하게 할 수 있다. 수용가능한 가공처리 조건(예를 들어, 압출 및 성형 조건)을 제공하기 위하여, 적어도 7.5몰%의 지방족 코모노머가 바람직하며, 이는 상기 모노머의 지방족 부분의 길이에 따라 달라진다. 예를 들어, 7.5몰%의 C₃₆ 이염기산 및 30.0몰% 세바스산은 동일한 Tg을 제공할 수 있고; 그러나 폴리에스테르-폴리카보네이트에서 에스테르 함량을 증가시키는 것(동일한 Tg을 얻기 위하여 세바스산의 지방족 디카르복실산 함량을 보다 증가시켜 측정시) 바람직하지 않은 부반응을 증가시킬 가능성이 있다. 따라서, 이들 물성 및 중요성의 균형을 유지하는 것은 유용한 조성물을 제공하는데 필수적이다. 전체적인 조건에 근거하여, 실시예 19, 20 및 21의 조성물은 일반적으로 카메라 렌즈용으로 수용가능하다. 이들 중, 실시예 20 및 21은 가장 낮은 소프트 블록 함량 (C₃₆ 이염기산)을 갖는다. 데이터 포인트 3 (실시예 19), 4 (비교예 7), 6 (비교예 9), 8 (실시예 20), 및 9 (실시예 21)가 각각 카메라 렌즈에 대한 조건을 만족해야 함을 나타내는 실험 설계 플롯과의 비교는 실험 데이터와 밀접하게 일치하는 반면, 비교예 7의 RI(1.587의 RI)는 카메라 렌즈 조성물에 대해서 덜 적합하다.

상이한 성형 조건에 대한 복굴절 (지연)의 비교. 실시예 22 및 23, 및 시판중인 폴리머, 비교예 11의 지연값(retardation value)들은, 바람직한 복굴절 및 최소한의 변색의 균형을 얻기 위한 적절한 성형 조건을 결정하기 위하여, 상이한 성형 조건을 사용하는 성형 플라크(molded plaques)를 제조하여 결정하였다. 상기 폴리머 조성물 평가를 위하여 사용된 성형 조건을 표 7에 기재한다.

	세팅 1	세팅 2	세팅 3
도우징(DOSING)
도우징 (mm)	28	28	28
스크류 속도 (% of 최대 RPM)	33	33	33
배압 (bar)	5	5	5
감압(Decompression) (mm)	--	--	--
사출(INJECTION)
사출 속도 (mm/s)	20	64	120
사출 압력 (bar)	160	120	62
스위치 오버 포인트 (mm)	7	7	10
가압 후 (bar)	144	46	45
가압 후 시간 (s)	15	8	3
냉각 시간 (s)	15	22	27
스크류 직경 (mm)	--	--	--
온도:
호퍼 (℃)	40	40	40
영역 1 (℃)	250	290	300
영역 2 (℃)	260	300	310
영역 3 (℃)	270	310	320
노즐 (℃)	265	305	315
몰드 (℃)	65	75	100

전체 3가지의 상이한 몰딩 세팅인 세팅 1, 2 및 3을 사용하여 실시예 22(90:10 몰% BPA/DDDA 코폴리머에 해당) 및 실시예 23 (90:10 몰% DMBPC/DDDA에 해당)에 대해 가장 낮은 지연을 얻기 위해 적절한 성형 조건을 결정하였으며, 이들 각각은 실시예 21 및 비교예 11 (ZEONEX

E48R 시클로-올레핀 폴리머, Zeon Chemicals에서 입수가능)에 대해 상술한 바와 같은 계면 공중합으로 제조하였다. 300, 310 및 320℃의 배럴 가열 영역 온도, 315℃의 노즐 온도, 및 100℃의 몰드 온도에서 성형하고, 24시간 동안 50% 상대습도로 조절한 1.2mm 두께의 플라크 상에서 지연을 측정하고, 편광 현미경 및 Michel-Levy 복굴절 차트를 사용하여 분석하였으며,플라크 실시예 1에서 상술한 압출 및 성형 조건을 사용하여 샘플 렌즈로 성형된 각 폴리머 샘플에 대한 평균 지연 계산값으로서 나노미터(nm)의 단위로 기록하였다. 각 성형 플래크에 대한 파괴 간섭 패턴(destructive interference patterns)은 상기 사출 지점에서 1.3cm 떨어진 플라크 상의 지점에서 이와 같은 방법을 사용하여 측정되었다. 상기 파괴 간섭의 예를 도 8에 도시하며, 이는 증가한 복굴절로부터 세팅 1, 2, 및 3에서 얻어진, 실시예 22 및 23, 및 비교예 11 각각에 대한 간섭 색상 패턴 (무지개 유사 효과)을 나타낸다. 도 8에 도시한 상기 실시예 및 비교예들에 대한 지연값을 표 8에 요약한다.

	비교예 11	실시예 22	실시예 23
세팅 3	--	200 nm	200 nm
세팅 2	200 nm	300 nm	300 nm
세팅 1	950 nm	1800 nm	2100 nm

* 1.2 mm 두께의 플라크에 대한 지연은, 사출 지점에서 1.3cm 떨어져서 측정됨

표 8은, 실시예 22 및 23의 폴리머 조성물은 각각 세팅 3 (세팅 2보다, 배럴 가열 영역 1 내지 3 및 노즐 온도가 각각 10℃ 더 높고, 몰드 온도가 25℃ 더 높다)에서 플래크의 사출지점에서 1.3cm 떨어져서 측정시, 최대 200nm의 지연값을 가짐을 나타낸다. 비교예 11은 또한 200nm의 최대 지연을 나타냈으며, 세팅 3의 보다 더 높은 배럴, 노즐 및 몰드 온도에서 실시예 22 및 23과 유사하였다. 통상, 가장 우수한 복굴절 (즉, 가장 낮은 최대 지연값)은 가장 높은 성형 온도에서 얻어졌으나, 증가된 성형 온도는 증가한 수지 변색 (즉, 분해)와 연관되며, 따라서 복굴절을 갖는 최종 물품의 색상 균형을 최적화시킬 필요가 있다.

도 9는 상기 상이한 성형 조건에 대해 실시예 22 및 23, 및 비교예 11의 감도를 나타내며, 가장 낮은 복굴절을 얻기에 필요한 최적의 성형 조건을 나타낸다. 상기 데이터에서, 세팅 2 및 3에서 성형된 플라크가 최소의 간섭 색상 패턴(가장 낮은 값은 세팅 3에서의 실시예 22 및 23, 및 세팅 2에서의 비교예 11이었다)을 갖지만, 세팅 1에서 실시예 23은 2,100nm의 가장 높은 최대 지연값 뿐만 아니라 가장 큰 간섭 색상을 나타낸다는 점에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 세팅이 1 -> 2 -> 3으로 변화됨에 따라 복굴절이 개선됨을 알 수 있다.

성형된 렌즈의 복굴절 측정. 성형된 렌즈에서 결함을 유발함이 없이 가장 낮은 전체 복굴절을 얻도록 온도가 변화될 수 있는 상이한 배럴 온도에서 성형된 렌즈에 대해 복굴절을 측정하였다. 90초의 사출 사이클 시간에서 22mm의 직경을 갖는 Fanuc 50T-성형 장치를 사용하여 도 9에 도시한 바와 같이, 사출 당 4개의 렌즈를 제조하였다. 상기 4개의 렌즈와 런너(runner)의 무게가 5.1g이며, 사출당 상응하는 폴리머의 부피가 너무 적기 때문에, 또한 4개 렌즈 한세트를 제조하는 사이클 시간이 높기 때문에(90초), 상기 폴리머가 배럴에 머무는 체류 시간이 소정 온도 하에 25분 이상이며, 이는 온도의 증가 및 연장과 함께 분해 및 변색을 유발할 수 있다.

통상, 도 9에서 보는 바와 같이, 균일하게 형성된 렌즈가 필요한 경우, 상기 폴리머 조성의 평가는 330℃의 배럴 온도에서 개시되며, 스플레이(splay), 변색, 스트릭(streaks), 및 버블과 같은 사출 결함에 대해 샘플을 검사한다. 상기 결함이 관찰되면, 5℃ 간격(increment)으로 배럴 온도를 감소시키면서 결함이 없고 균일하게 형성된 렌즈가 얻어질 때까지 각 간격마다 성형을 수행한다.

상기 성형 렌즈의 전체 복굴절은 상술한 바와 같이 590nm의 파장에서 구동하는 KOBRA-CCD 자동 복굴절 분석기를 사용하여 측정하였다. 도 10은, DMBPC/PPPBP/C₃₆ 이염기산 터폴리머 (표 6의 실시예 25), BPA/PPPBP/C₃₆ 이염기산 터폴리머 (표 6의 실시예 21), 및 표준 광품질 폴리카보네이트 (OQ-PC; 비교예 1의 조성물에 해당)에 기초한 렌즈의 대표적인 기록을 나타낸다. 상이한 색상은 상기 지연에 대한 측정값이다. 도 10에 도시한 바와 같이, BPA 함유 렌즈보다 DMBPC 함유 렌즈의 유효 면적이 조금 더 큼(상기 실시예에 대한 x-y 좌표값)에도 불구하고, 실시예 24 및 25 각각은 각 렌즈의 유효 면적에 대한 성형렌즈의 최대 전체 복굴절 (즉, 88nm 미만의 지연)이 보다 낮음을 나타낸다. 이들 데이터에 기초하여, 실시예 20의 물질은, 300℃의 배럴 온도에서 성형시, 유효 렌즈 면적의 기능으로서 가장 낮은 전체 복굴절을 나타내었다.

이와 같은 상세한 설명은 최적 실시예를 포함한 본 발명을 개시하고, 또한 당업자들이 본 발명을 제조 및 사용하도록 하는 실시예를 사용한다. 본 발명의 특허가능한 영역은 특허청구범위로 한정되며, 당업자에게 생겨나는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 실시예들은, 이들 실시예가 특허청구범위의 문헌적 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가진다면, 또는 상기 청구항의 문헌적 언어와 실질적이지 않은 차이를 가진 동등한 구조적 요소를 포함한다면, 특허청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 해석된다.

모든 인용된 특허, 특허출원, 및 다른 문헌은 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 결합된다. 그러나, 본 출원 내 용어가 결합된 문헌의 용어와 충돌하거나 모순된다면 본 출원에서의 용어가 결합된 문헌에서의 충돌되는 용어보다 우선한다.

본 명세서에 개시된 모든 범위는 경계값을 포함하며, 상기 경계값은 독립적으로 서로 조합된다. 예를 들어, "25중량% 이하, 또는 더 구체적으로는 약 5중량% 내지 약 20중량%"는 경계값 및 "약 5중량% 내지 약 25중량%" 범위의 모든 중간값을 포함한다. 본 명세서에서 "(들)"이라는 접미어는 해당 용어의 단수 및 복수를 모두 포함하기 위하여 사용되며, 그에 따라 해당 용어의 적어도 하나를 포함한다(예를 들어, 착색제(들)은 적어도 하나의 착색제를 포함한다). "선택적" 또는 "선택적으로"는 후술하는 경우 또는 상황이 발생할 수 있거나 없음을 의미하며, 또한 상세한 설명은 상기 경우 발생하는 예 및 발생하지 않는 예를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "조합"은 블렌드물, 혼합물, 합금, 반응 결과물 등을 포함한다. 모든 문헌은 인용에 의해 본 명세서에 결합된다.

화합물은 표준 명명법을 사용하여 기술된다. 예를 들어, 별도로 표시한 작용기로 치환된 것이 아닌 위치는 표시된, 또는 수소 원자와 같은 결합에 의해 채워진 원자가를 갖는 것으로 이해된다. 두개의 문자나 기호 사이가 아닌 곳에 있는 대쉬("-")는 치환기가 결합한 위치를 나타내기 위하여 사용된다. 예를 들어, -CHO는 카보닐기의 탄소를 통해 결합된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "히드로카빌"이라는 용어는 보편적으로 탄소 및 수소를 포함하며, 선태적으로는 예를 들어 산소, 질소, 할로겐 또는 황과 같은 적어도 하나의 헤테로 원자를 갖는 치환기를 칭하며, "알킬"은 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소 작용기를 칭하고, "알킬렌"은 직쇄 또는 분지쇄 2가 탄화수소 작용기를 칭하며; "알킬리덴"은 직쇄 또는 분지쇄 2가 탄화수소 작용기이며, 단일 공통 탄소원자 상에 두개의 원자가를 갖고; "알케닐"은 탄소-탄소 이중결합으로 결합한 적어도 두개의 탄소를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소 작용기를 칭하며; "시클로알킬"은 적어도 3개의 탄소원자를 갖는 비방향족 1가 모노시클릭 또는 폴리시클릭 탄화수소 작용기를 칭하고; "시클로알케닐"은 적어도 하나의 불포화도를 가지며, 적어도 3개의 탄소 원자를 갖는 비방향족 고리형 2가 탄화수소 작용기를 칭하며; "아릴"은 방향족 고리 또는 고리들 내에 탄소만을 갖는 방향족 1가 작용기를 칭하고; "아릴렌"은 방향족 고리 또는 고리들 내에 탄소만을 포함하는 방향족 2가 작용기를 칭하며; "알킬아릴"은 상기에서 정의한 알킬기로 치환된 아릴기를 칭하며, 알킬아릴기의 예로서는 4-메틸페닐기를 들 수 있고; "아릴알킬"은 상기에서 정의한 아릴기로 치환된 알킬기를 칭하며, 아릴알킬기의 예로서는 벤질기를 들 수 있으며; "아실"은 카보닐 탄소 브릿지 (-C(=0)-)을 통해 결합된 특정 갯수의 탄소원자를 갖는 상술한 바와 같은 알킬기를 칭하고; "알콕시"는 산소 브릿지 (-O-)를 통해 결합된 특정 갯수의 탄소원자를 갖는 상기에서 정의한 알킬기를 칭하며; 그리고 "아릴옥시"는 산소 브릿지 (-O-)를 통해 결합된 특정 갯수의 탄소원자를 갖는 상기에서 정의한 아릴기를 칭한다.

다양한 종류의 광학 등급 물품은 본 개시의 상기 폴리머를 포함하는 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 광학 등급 물품은 카메라 렌즈, 고글 렌즈, 광 가이드, 화상처리 매질, 또는 투명 베젤이다.

당업자는 광학 등급 물품을 포함하는 제조 물품을 제조할 수 있으며, 예를 들어 카메라 제조 기술은 당해 기술분야에서 잘 이해된다.

일 구현예에서, 제조 물품은 빛 차광 하우징을 포함하는 화상처리 장치일 수 있으며, 상기 하우징은 셔터, 셔터 제어 수단, 촬상 기판(imaging substrate), 및 광학 등급 물품을 포함하는 광 전송 매체를 포함하며, 상기 광학 등급 물품은 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 함유하는 열가소성 조성물을 포함하고, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머는 하기 단량체 단위를 포함한다: C_20-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을 제외한 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 76중량%, 그리고, 여기서 소프트 블럭 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량%이고, 상기 열가소성 조성물의 굴절률은 1.590 이상이고, 상기 코폴리머의 유리전이온도는 120 내지 155℃이다.

또 다른 구현예에서, 상기 제조 물품은 빛 차광 하우징을 포함하는 화상처리장치일 수 있으며, 상기 하우징은 셔터, 셔터 제어 수단, 촬상 기판, 및 하기 성분을 포함하는 조성물을 포함하는 광 전송 매체를 포함한다: a) 하기 단량체 단위를 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머: 하기 화학식 (9e)의 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%:

(9e)

식중, m 및 m'은 독립적으로 0 내지 38이며, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 38이고, 합계 m+m'+n+n'은 14 내지 38임; 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%, 및 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 76중량%, 여기서 소프트 블럭 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합은 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량%임, 및 b) BPA 폴리카보네이트, 여기서 상기 열가소성 조성물로부터 성형되며 3.2mm의 두께를 갖는 물품은 ASTM D1003-00에 따라 측정시 1.0퍼센트 이하의 헤이즈를 가지며, 상기 열가소성 조성물의 굴절율은 1.590 이상이고, 300℃의 배럴(barrel) 온도에서 상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 0.5mm² 내지 100mm²의 유효 렌즈 면적을 갖는 카메라 렌즈는 590nm의 파장에서 병렬 니콜스법(parallel Nicols method)으로 측정시 90나노미터 이하의 복굴절을 갖는다.

본 발명을 설명하는 문맥에서(특히 다음의 특허청구범위의 문맥에서) 단수 형태 "하나의" 및 "상기" 및 유사 지시어는 본 명세서에서 달리 진술하지 않거나 또는 문맥에서 분명히 모순되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석된다. 또한, 본 명세서에서 용어 "제1", "제2" 등은 어떤 순서, 양, 또는 중요도를 표시하는 것이 아니라, 한 요소를 다른 요소와 구별하기 위하여 사용된다. 양과 관련되어 사용된 수식어 "약"은 언급된 값을 포함하며 문맥상 지적되는 의미를 가진다(예를 들어, 이는 특정 양의 측정과 관련된 에러의 정도를 포함한다).

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "포함하는"은 "주로 ~으로 이루어진" 및 "~으로 이루어진"을 포함한다. 다른 구현예에서, 본 발명은 종속항의 조합물 및 하위 조합물을 독립항에 포함한다. 예를 들어, 두개의 종속항이 독립항을 인용하면, 두 종속항의 주제(subject matter)는 독립항에 결합될 수 있다.

또 다른 구현예에서, 개시된 범위, 예를 들어 중량%, 온도, 분자량 및/또는 탄소 함량은 상기 범위 내의 중간값, 및/또는 개시된 범위 내의 모든 하위 범위를 포함한다.

통상의 구현예가 설명을 위해 기술되었지만, 상술한 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자가 다양한 변형, 적용 및 대안을 생각할 수 있다.

Claims (24)

1. C_20-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%;
   2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%; 및
   2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을 제외한 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 53중량%;
   를 단량체 단위로서 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하는 광학 등급 물품으로서,
   소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 상기 단량체 단위의 100중량%이고,
   상기 열가소성 조성물의 굴절율이 1.590 이상이고, 상기 코폴리머의 유리전이온도는 120 내지 155℃인 광학 등급 물품.
2. 제1항에 있어서,
   상기 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%;
   2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 상기 카보네이트 단위 34 내지 75중량%; 및
   2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을 제외한 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 상기 카보네이트 단위 0 내지 53중량%;
   를 단량체 단위로서 포함하고, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 상기 단량체 단위의 100중량%인 광학 등급 물품.
3. 제1항에 있어서,
   상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트가,
   상기 소프트 블럭 에스테르 단위 11 내지 21중량%;
   2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 상기 카보네이트 단위 34 내지 53중량%; 및
   2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘을 제외한 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 상기 카보네이트 단위 33 내지 53중량%;
   를 단량체 단위로서 포함하고, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 단량체 단위의 100중량%인 광학 등급 물품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머가, 폴리카보네이트 표준물로 보정된, 스티렌-디비닐벤젠 가교체 컬럼을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피로 측정시 10,000 내지 25,000 g/mol의 중량평균 분자량을 갖는 광학 등급 물품.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 조성물이 ISO 1133에 따라 250℃, 1.2 kg의 부하 및 4분의 체류시간 하에서 13 내지 25 cc/10 min의 용융 체적 유속(melt volume rate)을 갖는 광학 등급 물품.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소프트 블럭 에스테르 단위가 하기 화학식 (9f)의 분지형 지방족 디카르복실산으로부터 유도된 것인 광학 등급 물품:
   

   

   (9f)
   식중, m 및 m'은 독립적으로 0 내지 38의 정수이며, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 38의 정수이고, 합 m+m'+n+n'은 14 내지 38의 정수이다.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 C_20-44 지방족 디카르복실산이 C₃₆ 지방족 디카르복실산, C₄₄ 지방족 디카르복실산, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는 광학 등급 물품.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘이 하기 화학식 (8)을 갖는 광학 등급 물품:
   

   

   (8)
   식중, Rⁱ, R^j, 및 R^k는 독립적으로 C_1-12 히드로카르빌이며, G는 C_1-12 알킬기 또는 C_6-18 방향족기이고, u, v, 및 w는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘이 하기 화학식 (8a)의 2-페닐-3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈이미딘인 광학 등급 물품:
   

   

   (8a).
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디히드록시방향족 화합물이 비스페놀 A, 비스(3-메틸-4-히드록시페닐)시클로헥산, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는 광학 등급 물품.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이, 3.2mm의 두께를 갖는 물품으로 성형시, ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 1.0 퍼센트 이하의 헤이즈를 갖는 광학 등급 물품.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이, 3.2mm의 두께를 갖는 물품으로 성형시, ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 85 퍼센트 이상의 투과도를 갖는 광학 등급 물품.
13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이, 3.2mm의 두께를 갖는 물품으로 성형시, ASTM D1925-70에 따라 측정할 때 4 미만의 황색 지수(YI)를 갖는 광학 등급 물품.
14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    1.2mm의 두께를 가지고 300℃의 배럴 온도 및 100℃의 몰드 온도에서 상기 열가소성 조성물로부터 성형된 플래크의 복굴절이, 300 나노미터 이하의, 마이클 레비 복굴절 등급(Michel Levy birefringence scale)을 사용하는 편광 현미경으로 측정된 상대 평균 복굴절을 갖는 광학 등급 물품.
15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    250 내지 500nm 두께의, 포화점까지 문지른, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 필름의 고유 복굴절이 0.015 이하인 광학 등급 물품.
16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이 폴리카보네이트를 더 포함하는 광학 등급 물품.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이, 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 및 임의 첨가된 폴리카보네이트의 전체 중량을 기준으로 50 내지 99중량%의 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트, 및 1 내지 50중량%의 폴리카보네이트를 포함하는 광학 등급 물품.
18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 등급 물품이 카메라 렌즈, 고글 렌즈, 광 가이드, 화상처리 매체, 또는 투명 베젤인 광학 등급 물품.
19. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머가,
    알파, 오메가 C_20-44 지방족 디카르복실산 또는 그의 유도체로부터 유도된 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 21중량%,
    2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 53중량%, 및
    상기 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 53중량%
    를 포함하고, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 상기 단량체 단위의 100중량%이며,
    상기 열가소성 조성물이 3.2mm의 두께를 갖는 물품으로 성형시 ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 1.0퍼센트 이하의 헤이즈를 가지고,
    100℃의 몰드 온도에서 상기 열가소성 조성물의 굴절율이 1.590보다 크고, 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 유리전이온도가 135 내지 140℃인 광학 등급 물품.
20. a) 하기 화학식 (9e)의 소프트 블럭 에스테르 단위 10 내지 25중량%:
    

    

    (9e)
    식중, m 및 m'은 독립적으로 0 내지 38의 정수이며, n 및 n'은 독립적으로 0 내지 38의 정수이고, 합계 m+m'+n+n'은 14 내지 38임;
    2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘으로부터 유도된 카보네이트 단위 34 내지 77중량%; 및
    2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘과 동일하지 않은 디히드록시방향족 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위 0 내지 53중량%;
    를 단량체 단위로서 포함하는 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 코폴리머로서, 여기서 소프트 블럭 에스테르 단위, 2-히드로카르빌-3,3-비스(4-히드록시아릴)프탈이미딘 단위, 및 디히드록시방향족 화합물 단위의 중량 백분율의 합이 상기 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트의 상기 단량체 단위의 100중량%인 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트; 및
    b) 선택적으로, 폴리카보네이트;
    를 포함하는 열가소성 조성물을 포함하는 카메라 렌즈로서,
    상기 열가소성 조성물로부터 성형되고 3.2mm의 두께를 갖는 물품은 ASTM D1003-00에 따라 측정할 때 1.0퍼센트 이하의 헤이즈를 가지고,
    상기 열가소성 조성물의 굴절율이 1.590 이상이며, 0.5mm² 내지 100mm²의 유효 렌즈 면적을 갖고 300℃의 배럴 온도에서 상기 열가소성 조성물로부터 성형되는 상기 카메라 렌즈가 590nm의 파장에서 병렬 니콜스법으로 복굴절을 측정시 90나노미터 이하의 복굴절을 갖는 카메라 렌즈.
21. 제20항에 있어서,
    0.5 내지 10 mm²의 유효 렌즈 면적을 갖는 카메라 렌즈.
22. 제20항에 있어서,
    상기 카메라 렌즈의 두께가 0.25 내지 2.5mm인 카메라 렌즈.
23. 제20항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이 BPA 폴리카보네이트를 포함하는 카메라 렌즈.
24. 빛 차광 하우징을 포함하며, 상기 하우징이 제1항의 광학 등급 물품을 구비하는 광 전송 매체, 셔터, 셔터 제어 수단, 및 촬상 기판(imaging substrate)을 포함하는 화상처리 장치.

Images