KR20030007813A - 투명 폴리카보네이트 블렌드를 함유하는 데이터 저장 매체 - Google Patents

투명 폴리카보네이트 블렌드를 함유하는 데이터 저장 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 제품에 사용하기에 적합한 중합체의 투명 블렌드에 관한 것으로, 상기 중합체는 BCC 및 그의 유도체의 잔기를 포함하고 고밀도 광학 데이터 저장 매체에 사용하기에 특히 적합한 특성을 갖는다. 상기 중합체는 기타 중합체의 잔기, 예를 들어 α-메틸 폴리스티렌 및 폴리스티렌 유도체, 비스페놀 A와 같은 비스페놀, PCCD 및 그의 유도체와 같은 지환족 폴리에스테르 수지, 또는 이들 각각의 일부 조합의 잔기를 추가로 포함한다.

Description

투명 폴리카보네이트 블렌드를 함유하는 데이터 저장 매체{DATA STORAGE MEDIA CONTAINING TRANSPARENT POLYCARBONATE BLENDS}
본 발명의 블렌드는 광학 제품으로서 사용하는 것 이외에, 우수한 특성을 갖는 투명 제품을 제조하는데 유용하다. 상기 특성으로는 내식품화학성 및 용융가공성를 포함한다. 이들 블렌드는 투명 성형 제품, 섬유, 필름 및 시트를 제조하는데 특히 유용하다.
콤팩트 디스크와 같은 광학 데이터 저장 매체에 폴리카보네이트 및 기타 중합체 물질이 사용되고 있다. 광학 데이터 저장 매체에서, 폴리카보네이트 수지는 투명도, 낮은 수분 친화도, 우수한 가공성, 우수한 내열성 및 낮은 복굴절성과 같은 우수한 성능 특성을 갖는 것이 중요하다. 높은 복굴절성은 고밀도 광학 데이터 저장 매체에서 특히 바람직하지 못하다.
데이터 저장 밀도의 증가를 비롯한 광학 데이터 저장 매체의 개선은 매우 바람직하고, 이러한 개선을 달성하면 판독전용 디스크, 1회 기입 디스크, 재기입가능한 디스크, 디지털 다기능 디스크 및 광자기(MO) 디스크와 같은 기존의 컴퓨터 기술 및 새로운 컴퓨터 기술을 개선시킬 것으로 예상된다.
CD-ROM 기술의 경우에, 판독되는 정보는 비스페놀 A(BPA) 폴리카보네이트와 같은 성형가능한 투명 플라스틱 물질에 직접 각인된다. 정보는 중합체 표면에 엠보싱된 얕은 피트(pit)의 형태로 저장된다. 표면은 금속성 반사막으로 스퍼터링되고, 피트의 위치 및 길이로 표시되는 디지털 정보는 초점화된 저출력(5 mW) 레이저 광선에 의해 광학적으로 판독된다.
1회 기입 다중 판독(WORM) 드라이브의 작동 원리는 초점화된 레이저 광선(20 내지 40 mW)을 사용하여 디스크의 박막상에 영구적인 마크를 만드는 것이다. 이어, 정보는 디스크의 광학 특성, 예를 들어 반사도 또는 흡광도의 변화로서 판독된다.
CD-ROM 및 WORM 포맷이 성공적으로 개발되었고 특정 용도에 매우 적합할 지라도, 컴퓨터 산업은 광학 저장용 삭제가능 매체(EOD)에 초점을 두고 있다. 두가지 유형의 EOD, 즉 상변화(PC) EOD 및 광자기(MO) EOD가 있다. MO 저장에서, 정보의 비트는 약 1 ㎛ 직경의 자성 영역으로서 저장되는데, 이는 상향 또는 하향 자성화를 갖는다. 정보는 자성막의 표면으로부터 반사된 광의 면 편광의 회전을 모니터링함으로써 판독될 수 있다. 광자기 케르 효과(Magneto-Optic Kerr Effect)라고 불리는 이 회전은 전형적으로 0.5도 미만이다. MO 저장용 물질은 일반적으로 희토류 금속 및 전이 금속의 비결정성 합금이다.
비결정성 물질은 다결정성 막에서 결정립을 무작위로 배향시킴으로써 야기되는 반사된 광의 편광면에서의 "입상잡음(grain noise)", 즉 의사변화가 없으므로 MO 저장에서 독특한 이점을 갖는다. 비트는 퀴리점(Curie point, Tc)보다 높게 가열하고 자기장의 존재하에서 냉각시키는, 열자기 기입으로 알려진 방법에 의해 기입된다. 상변화 물질에서, 정보는 다양한 상(전형적으로는 비결정성 상 및 결정성 상)인 영역에 저장된다. 이들 막은 통상적으로 용융시키고 급속히 냉각시킴으로써 비결정성 상태로 급냉시킬 수 있는 텔루르의 합금 또는 화합물이다. 막은 결정화 온도보다 높게 가열함으로써 초기에 결정화된다. 대부분의 이들 물질에서, 결정화 온도는 유리 전이 온도에 유사하다. 막을 짧고 고출력 초점화된 레이저 펄스로 가열할 때, 막을 용융시키고 비결정성 상태로 급냉시킬 수 있다. 비결정화된 스폿(spot)은 디지털 "1" 또는 정보의 비트를 나타낸다. 정보는 저출력으로 설정된 동일한 레이저로 이를 주사하고, 반사도를 모니터링함으로써 판독된다.
WORM 및 EOD 기술의 경우에, 기록 층은 투명 비간섭 보호층에 의해 환경으로부터 분리된다. 이러한 "통독" 광학 데이터 저장 용도를 위해 선택되는 물질은 성형성, 연성, 대중적인 용도와 양립가능한 강성의 정도, 고온 또는 고습에 노출되었을 때의 변형에 대한 저항성과 같은 뛰어난 물리적 특성을 단독으로 또는 조합하여 가져야 한다. 물질은 또한 정보를 저장 디바이스로부터 검색하고 추가할 때 매체를 통해 레이저 광선의 통과를 최소로 간섭해야 한다.
디지털 다기능 디스크(DVD), 기록가능 및 재기입가능한 디지털 다기능 디스크(DVD-R 및 DVD-RW), 고밀도 디지털 다기능 디스크(HD-DVD), 디지털 비디오 기록기(DVR) 및 단기 또는 장기 데이터 문헌을 위한 고밀도 데이터 디스크와 같은 보다 새로운 기술을 수용하기 위해 광학 데이터 저장 매체에서 데이터 저장 밀도가 증가함에 따라, 광학 데이터 저장 디바이스의 투명 플라스틱 성분에 대한 설계 조건이 점점 엄격해 지고 있다. 많은 용도에서, BPA 폴리카보네이트 물질과 같은 이전에 사용된 폴리카보네이트 물질은 부적합하다. 현재 낮은 복굴절성을 나타내고, 차후에 점점 짧은 "판독 및 기입" 파장을 나타내는 물질이 광학 데이터 저장 디바이스의 분야에서 집중적인 노력이 필요한 대상이 되었다.
낮은 복굴절성 단독으로는 광학 저장 매체에서 어떤 물질을 사용하기 위한 모든 설계 조건을 충족시키지는 못하고, 높은 투명도, 내열성, 낮은 수분 흡수성, 연성, 높은 순도 및 소량의 불균질물 또는 미립자가 또한 요구되고 있다. 현재 사용되고 있는 물질은 1개 이상의 이들 특성이 결여된 것으로 밝혀졌고, 광학 데이터 저장 매체에서 높은 데이터 저장 밀도를 달성하기 위해 새로운 물질이 요구되고 있다. 또한, 개선된 광학 특성을 갖는 새로운 물질은 렌즈, 회절격자, 광선 분리기 등과 같은 광학 제품의 제조에 전반적으로 사용될 것으로 예상된다.
높은 저장 밀도를 요구하는 용도에서, 중합체 물질(이로부터 광학제품이 제조됨)에서 낮은 복굴절성 및 낮은 수분 흡수성의 특성이 더욱더 중요해진다. 높은 데이터 저장 밀도를 달성하기 위해, 낮은 복굴절성은 광학 제품, 예를 들어 콤팩트 디스크를 통해 레이저 광선이 지나갈 때 이를 최소로 간섭하기 위해 필요하다.
높은 데이터 저장 밀도 용도에 필요한 다른 중요한 특성은 디스크 평평도이다. 디스크 평평도는 고습 환경에 노출시 기판의 치수 안정성뿐만 아니라 사출 성형 공정 직후의 폴리카보네이트 기판의 평평도에 의존한다. 과도한 수분을 흡수하면 디스크 비틀림이 일어나고, 이어 신뢰도가 감소하는 것으로 알려져 있다. 디스크의 내부 부분은 중합체 물질로 이루어져 있기 때문에, 디스크의 평평도는 낮은 수분 용해도 및 중합체성 물질로의 낮은 수분 확산 속도에 의존한다. 또한, 중합체는 사출 성형을 통해 고품질 디스크를 제조하기 위해 용이하게 가공되어야 한다.
우수한 광학 특성 및 우수한 가공성을 가지면서 고밀도 광학 기입 매체에 사용하기에 적합한 조성물이 요구되고 있다. BPA와 같은 상기 방향족 디하이드록시 화합물을 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라에틸스피로비인단(SBI)과 같은 다른 단량체와 공중합함으로써 제조된 폴리카보네이트는 허용가능한 복굴절성을 생성할 수 있지만, 유리 전이 온도(Tg) 용융 점도는 종종 매우 높고, 이로 인해 가공 특성이 떨어지게 된다. 결과적으로, 수득된 성형물은 낮은 내충격성 및 낮은 피트 복제성을 갖는다. 또한, 이러한 폴리카보네이트의 수분 흡수성은 고밀도 용도에는 허용될 수 없다.
발명의 요약
본 발명은 이들 문제를 해결하고, 예상치 못한 이로운 특성을 갖는 저장 매체를 위한 조성물을 제공한다. 본 발명의 이들 및 추가의 목적은 하기에 개시된내용 및 첨부된 특허청구범위를 고려함으로써 더욱 용이하게 인식될 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명은 투명 혼화성 블렌드 조성물을 제조하기 위해 중합체를 블렌딩하는 것에 관한 것이다. 추가의 양태에서, 본 출원인은 본 발명의 투명 혼화성 블렌드 조성물이 광학 제품에 사용하기에 적합한 특성, 특히 광학 데이터 저장 매체에 사용하기에 적합한 특성을 갖고 있다는 것을 발견하고 놀랐다.
본 발명은 광학 제품에 사용하기에 적합한 중합체의 투명 블렌드에 관한 것이고, 이때 상기 중합체는 BCC 및 그의 유사체의 잔기를 함유하고 고밀도 광학 데이터 저장 매체에 사용하기에 특히 적합한 특성을 갖고 있다. 중합체는 α-메틸 폴리스티렌 및 스티렌 유사체와 같은 기타 중합체, 비스페놀 A와 같은 비스페놀, PCCD 및 그의 유사체와 같은 지환족 폴리에스테르 수지 또는 이들 각각의 일부 조합의 잔기를 추가로 함유한다.
본 발명은 광학 제품에 사용하기에 적합한 중합체의 투명 혼화성 블렌드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광학 제품, 및 상기 투명 블렌드로부터 광학 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 본 발명의 바람직한 실시태양의 하기 상세한 설명 및 이의 실시예를 참고로 하면 더욱 용이하게 이해될 수 있다
본 발명의 조성물 및 방법을 개시하기에 앞서, 본 발명은 합성 방법 또는 조성이 변경될 수도 있으므로 특정의 합성 방법 또는 특정의 조성에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원에서 사용된 기술 용어는 단지 특정의 실시태양을 기술하기 위한 것이며 한정하기 위해 의도되지 않은 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 및 특허청구범위에서, 많은 용어가 언급되었는데 이들은 하기 의미를 갖는 것으로 정의된다.
단수형은 문맥에서 달리 명백히 기술하지 않는 한 복수형을 포함한다.
"혼화성"이란 용어는 밀접한 중합체-중합체 상호작용이 달성되는 분자 수준의 혼합물인 블렌드를 지칭한다.
"투명한"이란 용어는 시각적으로 관찰하였을 때, 흐림, 연무 및 혼탁이 없는 것으로 본원에서 정의된다. 투명도는 가드너 비색계(Gardner Colorimeter)를 사용하여 투과도, 헤이즈(haze) 및 황색 지수(YI)를 측정함으로써 결정된다.
"선택적" 또는 "선택적으로"란 용어는 이후에 기술된 사건 또는 상황이 발생할 수도 있고 발생하지 않을 수도 있으며, 상기 기술이 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다.
"BCC"는 본원에서 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸 페닐)사이클로헥산으로서 정의된다.
"BisAP"는 본원에서 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메틸페닐메탄으로서 정의된다.
"AMPS"는 본원에서 α-메틸 폴리스티렌으로서 정의된다.
"PS"는 본원에서 폴리스티렌으로서 정의된다.
"PCCD"는 본원에서 폴리(사이클로헥산-1,4-디메틸렌 사이클로헥산-1,4-디카복실레이트)로서 정의된다.
본원에서 사용된 "폴리카보네이트(들)"란 용어는 코폴리카보네이트, 호모폴리카보네이트 및 (코)폴리에스테르 카보네이트를 포함한다.
"Cg"는 브루스터(Brewster, 10-13㎠/dyne)로 측정된 유리질 상태의 중합체성 물질의 스트레스 광학 계수이다.
"IBR"은 나노미터의 단위로 측정된 성형 제품의 면내 복굴절성이다.
"VBR"는 밀리미터당 나노미터(㎚/㎜)의 단위로 측정된 수직 복굴절률이다.
본원에서 사용된 "광학 제품"은 광학 디스크 및 광학 데이터 저장 매체를 포함한다. 예를 들어, 콤팩트 디스크(CD 오디오 또는 CD-ROM), DVD로도 알려진 디지털 다기능 디스크(ROM, RAM, 재기입가능), 기록가능한 디지털 다기능 디스크(DVD-R), 디지털 비디오 기록(DVR), 광자기(MO) 디스크 등; 콘텍트 렌즈, 안경용 렌즈, 망원경용 렌즈 및 프리즘과 같은 광학 렌즈; 광섬유; 정보 기록 매체; 정보 전달 매체; 고밀도 데이터 저장 매체, 비디오 카메라용 디스크, 스틸 카메라용 디스크 등; 및 광학 기록 물질이 용도되는 기판 또한 포함한다. 광학 제품을 제조하기 위한 물질로서 사용하는 것 이외에, 본 발명의 블렌드는 막 또는 시트용 재료로서 사용될 수도 있다.
본 발명의 "광학 데이터 저장 매체"는 임의의 유형일 수 있으며, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), DVD-RW, HD-DVD, DVD-R, DVR 및 광자기(MO) 디스크가 가장 바람직하다. 디바이스는 기록가능 및 재기입가능한 광학 저장 매체를 포함할 수도 있다. 디바이스의 하나의 실시태양에서, 반사성 금속층은 투명 혼화성 블렌드를 포함하는 기판에 직접 부착되어 있으며, 이때 금속층은 알루미늄, 금, 은 또는 이들의 합금을 포함한다.
달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 폴리카보네이트의 조성물과 관련하여 "몰%"는 폴리카보네이트의 반복 단위의 100 몰%를 기준으로 한다. 예를 들어, "BCC 90 몰%를 포함하는 중합체"는 반복 단위의 90 몰%가 BCC 디페놀 또는 그의 대응하는 유사체(들)로부터 유도된 잔기인 폴리카보네이트를 지칭한다. 대응하는 유사체는 디페놀의 대응하는 올리고머, 디페놀 및 그의 올리고머의 대응하는 에스테르, 및 디페놀 및 그의 올리고머의 대응하는 클로로포르메이트를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
중합체의 성분과 관련하여 사용된 "잔기" 또는 "구조 단위"란 용어는 명세서 전체에서 동일한 의미이다.
간행물이 인용된 본원 전체에서, 이들 간행물의 개시 내용은 그 전체가 본 발명이 속하는 당해 기술분야의 상태를 더욱 상세히 기술하기 위해 본원에서 참고로 인용된다.
하나의 양태에서, 본 발명은 (A) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트, (B) 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체 및 (C) 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 2종의 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 관한 것이다:
상기 식에서,
R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
X는 CH2를 포함하고,
m은 4 내지 7의 정수이고,
n은 1 내지 4의 정수이고,
p는 1 내지 4의 정수이고,
단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 (A) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트 및 (D) 하기 화학식 IV에 해당하는 구조 단위를 포함하는 지환족 폴리에스테르 수지를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 관한 것이다:
화학식 I
상기 식에서,
R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
X는 CH2를 포함하고,
m은 4 내지 7의 정수이고,
n은 1 내지 4의 정수이고,
p는 1 내지 4의 정수이고,
단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
R7의 탄소수 6 내지 20의 디올을 함유하는 아릴, 알칸 또는 사이클로알칸의 잔기를 포함하고,
R8의 탄소수 6 내지 20의 이산(diacid)을 함유하는 아릴, 지방족 또는 사이클로알칸의 탈카복실화 잔기를 포함하고,
단, R7또는 R8중 하나 이상은 지환족이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 (A) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트, (B) 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체 및 (C) 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 관한 것이다.
화학식 I
화학식 II
화학식 III
상기 식에서,
R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
X는 CH2를 포함하고,
m은 4 내지 7의 정수이고,
n은 1 내지 4의 정수이고,
p는 1 내지 4의 정수이고,
단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 (A) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트, (B) 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체 및 (E) 하기 화학식 V에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 관한 것이다.
화학식 I
화학식 II
상기 식에서,
R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
X는 CH2를 포함하고,
m은 4 내지 7의 정수이고,
n은 1 내지 4의 정수이고,
p는 1 내지 4의 정수이고,
단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
R9는 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 (B) 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체, (C) 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체 및 (E) 하기 화학식 V에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 관한 것이다:
화학식 II
화학식 III
화학식 V
상기 식에서,
R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
R9는 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함한다.
중합체의 투명 혼화성 블렌드는 흔하지 않다. 투명 혼화성 블렌드는 반투명하거나 불투명하지 않다. 시차 주사 열량측정 시험으로 2개 이상의 성분으로 이루어진 혼화성 블렌드에 대한 단일 유리 전이 온도(Tg)만을 측정한다. 또한, 주사 전자 현미경으로는 불혼화성 상을 나타내는 대비를 검출하지 못한다.
중합체성 물질로부터 성형된 제품의 복굴절성은 그의 구성 중합체 쇄의 배향 및 변형과 관련이 있다. 복굴절성은 중합체 물질의 구조 및 물리적 특성, 중합체 물질에서의 분자 배향도 및 가공된 중합체 물질에서의 열 스트레스를 비롯한 몇몇 원인을 갖는다. 예를 들어, 성형 광학 제품의 복굴절성은 그의 구성 중합체의 분자 구조, 및 중합체 쇄의 열 스트레스 및 배향을 생성할 수 있는 상기 제품의 제조에 사용되는 가공 조건(예를 들어, 성형 충전 및 냉각 동안 적용되는 힘)에 의해 부분적으로 결정된다.
따라서, 디스크의 복굴절성 관측값은 고유 복굴절성을 결정하는 분자 구조, 및 중합체 쇄의 열 스트레스 및 배향을 생성할 수 있는 가공 조건에 의해 결정된다. 구체적으로는, 복굴절성 관측값은 전형적으로 고유 복굴절성 및 광학 디스크와 같은 제품을 성형할 때 도입되는 복굴절성의 함수이다. 광학 디스크의 복굴절성 관측값은 전형적으로 하기에서 더욱 상세히 기술된 "면내 복굴절성" 또는 IBR로 불리는 척도를 사용하여 정량화된다.
성형 광학 디스크에 있어서, IBR은 하기 수학식 3과 같이 정의된다:
상기 식에서, nr및 nθ는 디스크의 원통축 r 및 θ를 따라 나타나는 굴절률이고, nr은 방사 방향을 따라 편광된 광선에 의해 나타나는 굴절률이고, nθ는 디스크의 면에 방위각으로 편광된 광에 대한 굴절률이고, d는 디스크의 두께의 측정값이다. IBR은 초점이탈 마아진(margin)을 조절하고, IBR이 감소하면 기계적으로 보정할 수 없는 문제가 완화될 것이다. 공식적으로 감속도라고 불리는 IBR은 표면처리된 광학 디스크의 특성이고, 나노미터의 단위를 갖는다.
성형 광학 데이터 저장 디스크와 같은 성형 광학 제품으로서 사용하기 위한 재료의 적합성의 2가지 유용한 척도는 각각 용융물에서 재료의 스트레스 광학계수(Cm) 및 유리질 상태에서 재료의 스트레스 광학 계수(Cg)이다. Cm, Cg및 복굴절성 사이의 관계는 하기 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다:
상기 식에서, △n은 복굴절성 측정값이고, △σm및 △σg는 용융물 및 유리질 상태 각각에서의 적용 스트레스이다. 스트레스 광학 계수 Cm및 Cg는 금형 충전 동안 발생하는 배향 및 변형의 결과로서 야기되는 복굴절성 및 성형 제품이 냉각될 때 발생되는 스트레스에 대한 물질의 감수율의 척도이다.
스트레스 광학 계수(Cm및 Cg)는 일반적인 재료 선별 수단으로서 유용하고, 즉 성형 광학 제품에 주어진 재료를 성공적으로 사용하는데 중요한 양인 성형 제품의 수직 복굴절성(VBR)을 예측하는데 사용될 수도 있다. 성형 광학 디스크에 있어서, VBR은 하기 수학식 4와 같다:
상기 식에서, nr및 nz는 디스크의 원통축 r 및 z를 따라 나타나는 굴절률이고, nr은방사 방향을 따라 편광된 광선에 의해 나타나는 굴절률이고, nz는 디스크 면에 수직으로 편광된 광에 대한 굴절률이다. VBR은 초점이탈 마아진을 조절하고, VBR이 감소하면 기계적으로 보정할 수 없는 문제가 완화될 것이다.
광학 제품에 사용하기 위한 개선된 재료를 찾는데 있어, Cm및 Cg는 최소량의 물질을 필요로 하고 제어되지 않는 측정 파라미터 또는 시료 제조 방법에 비교적 민감하지 않으므로 특히 유용한 반면, VBR의 측정은 상당히 많은 양의 재료를 필요로 하고 성형 조건에 의존한다. 일반적으로, 낮은 Cg및 Cm값을 갖는 재료는 보다 높은 Cg및 Cm값을 갖는 재료에 비해 광학 데이터 저장 용도에서 개선된 성능 특성, 예를 들어 VBR을 나타낸다는 것이 밝혀져 있다. 따라서, 향상된 광학 품질을 개발하기 위한 노력에서, 이러한 용도에 대해 가능성 있는 후보 재료를 분류하고, 이들을 이전에 발견된 재료와 비교하기 위해 Cg및 Cm측정을 광범위하게 사용한다.
공중합 공정과는 반대로 블렌딩 공정은 특정의 이점을 제공한다. 블렌딩 공정의 이점으로는 공중합 공정에 의해서는 너무 비싸거나 수득할 수 없는 조성물을 제조하는 것을 포함한다.
블렌드 조성물은 이상적인 광학 특성 및 적합한 유리 전이 온도(Tg)를 갖고 광학 제품에 사용하기에 적합한 폴리카보네이트 블렌드를 추가로 제공한다. 적합한 유리 전이 온도는 적절한 가공성, 예를 들어 이상적인 성형 특성을 제공하는데필요하다.
본 출원인은 본원에서 정의된 투명 혼화성 중합체 블렌드는 또한 높은 데이터 저장 밀도의 광학 매체에 사용하기에 적합하다는 것을 발견하였다. 특히, 본 발명의 블렌드는 우수한 투명도, 낮은 수분 흡수성, 우수한 가공성, 우수한 열 안정성 및 낮은 복굴절성을 갖는다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 데이터 저장 층 및 인접한 투명 덧층(overlayer)을 갖는 데이터 저장 매체에 관한 것이고, 이때 데이터 저장 층은 상기 데이터 층에 입사되기 전에 상기 투명 덧층에 입사된 에너지 장을 반사시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 이 양태는 정의된 혼화성 투명 블렌드 조성물의 얇은(약 100㎛ 내지 0.6 ㎜) 투명 덧층을 포함하는 데이터 저장 매체에 관한 것이다. 상기에서 언급된 바와 같이, 데이터 저장 매체의 실시태양은 DVD이다. DVD는 전형적으로 각각 약 120 ㎜의 반경 및 약 0.6 ㎜의 두께인 2개의 기판을 갖는다. 이들 기판을 함께 접착시켜 양면 광학 매체를 제조한다. 데이터 저장 매체의 대체 실시태양은 전형적으로 약 1.1 ㎜의 두께의 폴리카보네이트 기판(데이터 층)과 약 100 ㎛의 두께의 덧층이 접착제를 사용하여 접착된 DVR이다.
상기에서 논의된 바와 같이, 투명 블렌드 조성물은 광학 매체, 특히 광학 데이터 저장 용도로 사용하기에 적합한 특성을 갖는다. 본 발명의 투명 혼화성 블렌드는 약 100 내지 약 185 ℃의 범위, 더욱 바람직하게는 약 125 내지 약 165 ℃의 범위, 더욱더 바람직하게는 약 130 내지 약 150 ℃의 범위의 유리 전이 온도를 갖는다. 투명 혼화성 블렌드 조성물의 수분 흡수성은 평형상태에서 약 0.33 % 미만이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 0.2 % 미만이다. 투명 혼화성 블렌드 조성물로부터 성형된 디스크의 IBR 값은 약 -100 내지 약 100 ㎚, 바람직하게는 약 -50 내지 약 50 ㎚, 더욱더 바람직하게는 약 -40 내지 약 40 ㎚이다.
2종의 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 있어서, 폴리스티렌을 기준물질로 하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 제 1 중합체 및 제 2 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 약 10,000 내지 약 100,000 g/몰의 범위, 더욱 바람직하게는 약 10,000 내지 약 50,000 g/몰의 범위, 더욱더 바람직하게는 약 12,000 내지 약 40,000 g/몰의 범위이다. 2개의 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물은 바람직하게는 약 85 % 이상, 더욱 바람직하게는 약 90 % 이상의 광 투과도를 갖는다.
3종의 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물에 있어서, 폴리스티렌을 기준물질로 하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 제 1 중합체, 제 2 중합체 및 제 3 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 약 10,000 내지 약 100,000 g/몰의 범위, 더욱 바람직하게는 약 10,000 내지 약 50,000 g/몰의 범위, 더욱더 바람직하게는 약 12,000 내지 약 40,000 g/몰의 범위이다. 3종의 중합체를 포함하는 투명 혼화성 블렌드 조성물은 바람직하게는 약 85 % 이상, 더욱 바람직하게는 약 90 % 이상의 광 투과도를 갖는다.
적합한 특성 프로파일을 달성하기 위해 특정의 블렌드의 조성물은 특정한 범위내에서 변경될 수 있다. 상기 블렌드는 조성물의 전 범위내에서 혼화성이다.
2종의 중합체를 포함하는 블렌드 조성물의 경우에, 중합체의 비율은 제 1 중합체 부분 약 1 내지 약 99 중량% 및 제 2 중합체 약 1 내지 약 99 중량%이고, 제 1 성분 및 제 2 성분의 전체 중량%는 약 100 중량%인 것이 바람직하다.
제 1 성분으로서 중합체 A 및 제 2 성분으로서 중합체 B 또는 중합체 D를 포함하는, 2종의 중합체를 포함하는 블렌드의 실시태양에서, 중합체 A 성분은 주성분이고 블렌드의 약 1 내지 약 99 중량%, 바람직하게는 블렌드의 약 10 내지 약 99 중량%, 더욱 바람직하게는 블렌드의 약 30 내지 약 99 중량%, 더욱더 바람직하게는 블렌드의 약 60 내지 99 중량%를 구성한다. 다른 실시태양에서, 성분 중합체 A는 블렌드의 약 90 내지 약 99 중량%를 구성한다. 중합체 B 또는 중합체 D 중 하나인 제 2 성분은 블렌드의 약 1 내지 약 40 중량%, 더욱 바람직하게는 블렌드의 약 5 내지 약 30 중량%, 더욱더 바람직하게는 블렌드의 약 10 내지 약 30 중량%를 구성하고, 이때 제 1 성분 및 제 2 성분의 전체 중량%는 약 100 중량%인 것이 바람직하다.
제 1 성분으로서 중합체 C 및 제 2 성분으로서 중합체 B를 포함하는, 2종의 중합체를 포함하는 블렌드의 실시태양에서, 중합체 C 성분이 주성분이고 블렌드의 약 1 내지 약 99 중량%, 바람직하게는 블렌드의 약 10 내지 약 99 중량%, 더욱 바람직하게는 블렌드의 약 30 내지 약 99 중량%, 더욱더 바람직하게는 블렌드의 약 60 내지 약 99 중량%를 구성한다. 다른 실시태양에서, 중합체 C는 블렌드의 약 90 내지 약 99 중량%를 구성한다. 제 2 성분인 중합체 B는 블렌드의 약 1 내지 약 40 중량%, 더욱 바람직하게는 블렌드의 약 5 내지 약 30 중량%, 더욱더 바람직하게는 블렌드의 약 10 내지 약 30 중량%를 구성한다.
제 1 성분으로서 중합체 A 및 제 2 성분으로서 중합체 C를 포함하는, 2종의 중합체를 포함하는 블렌드의 실시태양에서, 2개의 성분 중 하나가 주성분일 수 있다. 대체 실시태양에서, 중합체 A 및 중합체 B는 동일한 비율일 수 있다.
블렌드의 특정의 조성은 블렌드의 최종 용도 및 블렌드의 목적하는 특성을 비롯한 수많은 인자에 따라 조절될 수 있다. 블렌드의 조성은 성분비에 기초하여 조절된다. 예를 들어, 블렌드에서 하나 이상의 성분은 낮은 수분 흡수성 및 우수한 복굴절성을 유지하는데 도움이 된다.
화학식 I의 대표적인 단위로는 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산(BCC), 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헵탄 및 이들의 혼합물의 잔기를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. BCC의 잔기는 화학식 I의 구조 단위가 가장 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시태양에서, 블렌드는 BCC의 잔기(화학식 VI) 약 90 내지 약 100 몰%를 포함한다.
BCC로부터 유도된 구조 단위 100 몰%를 포함하는 폴리카보네이트는 본원에서 "BCC 호모폴리카보네이트"로서 지칭된다.
본 발명에서, 화학식 I의 구조 단위는 R1또는 R2중 하나 이상에 의해 3 또는 3' 위치에서 치환되는 것이 중요하다. n 및 p가 1이고 R1및 R2가 각각 3 및 3' 위치에 존재하는 것이 바람직하다. R1및 R2는 바람직하게는 C1-C6알킬, 더욱 바람직하게는 C1-C3알킬, 더욱더 바람직하게는 CH3이다.
지난 10년 동안 폴리카보네이트와 폴리스티렌의 블렌딩에 관해 많은 관심을 나타냈다. 예를 들어, 폴리스티렌에 블렌딩함으로써 폴리카보네이트의 수분 흡수성을 감소시키고, 모듈러스를 증가시키고, 스트레스 광학 계수를 감소시키는 것이 바람직할 것이다. 그러나, BPA 폴리카보네이트와 폴리스티렌은 비혼화성이다. 따라서, 화학식 I을 갖는 중합체가 화학식 II를 갖는 중합체와 혼화될 수 있고, 얻어진 블렌드가 광학 제품, 특히 광학 데이터 저장 매체에 사용하기에 적합하다 것을 발견한 것은 놀라운 것이었다.
화학식 II의 대표적인 단위는 페닐 환이 치환되거나 비치환될 수 있는 α-메틸 폴리스티렌이다. 하나의 실시태양에서, 블렌드의 제 2 중합체는 α-메틸 폴리스티렌의 잔기 약 100 몰%를 포함한다. α-메틸 폴리스티렌은 문헌에 기술된 α-메틸스티렌의 자유 라디칼 중합, 음이온성 또는 양이온성 중합에 의해 수득될 수 있다.
화학식 III의 대표적인 단위는 페닐 환이 치환되거나 비치환될 수 있는BisAP의 잔기이다. 하나의 실시태양에서, 블렌드의 제 2 중합체는 BisAP의 잔기 약 100 몰%를 포함한다. BisAP는 아세토페논과 페놀의 산촉매화된 축합에 의해 수득될 수 있다.
지환족 폴리에스테르 수지는 하기 화학식 IV의 반복 단위를 갖는 폴리에스테르를 포함한다:
화학식 IV
상기 식에서, R7또는 R8중 하나 이상은 라디칼을 포함하는 사이클로알킬이다.
폴리에스테르는 R7이 탄소수 6 내지 20의 디올 또는 그의 화학적 등가물을 포함하는 아릴, 알칸 또는 사이클로알칸의 잔기이고, R8이 탄소수 6 내지 20의 이산 또는 그의 화학적 등가물을 포함하는 아릴, 지방족 또는 사이클로알칸으로부터 유도된 탈카복실화된 잔기이고, 단 R7또는 R8중 하나 이상은 지환족인 축합 생성물이다. 본 발명의 바람직한 폴리에스테르는 R7및 R8이 모두 지환족일 것이다.
본 발명의 지환족 폴리에스테르는 지방족 이산 또는 그의 화학적 등가물과 지방족 디올 또는 그의 화학적 등가물의 축합 생성물이다. 본 발명의 지환족 폴리에스테르는 지방족 이산과 지방족 디올의 혼합물로부터 형성될 수 있지만 환형 이산 및/또는 환형 디올 성분을 50 몰% 이상 함유해야 하고, 만약 잔류물이 존재한다면, 이는 선형 지방족 이산 및/또는 디올이다. 환형 성분은 폴리에스테르에 우수한 강도를 부여하고 폴리카보네이트 수지와의 유리한 상호작용으로 인해 투명 블렌드의 형성을 가능하게 하는데 필요하다.
폴리에스테르 수지는 전형적으로 디올 또는 디올의 등가 성분과 이산 또는 이산의 화학적 등가 성분의 축합 또는 에스테르 상호교환 중합을 통해서 수득된다.
R7및 R8은 하기 화학식들로부터 독립적으로 선택되는 사이클로알킬 라디칼이 바람직하다:
바람직한 지환족 라디칼 R8은 1,4-사이클로헥실 이산으로부터 유도되고, 가장 바람직하게는 그의 70 몰% 이상이 트랜스 이성질체의 형태이다. 바람직한 지환족 라디칼 R7은 1,4-사이클로헥실 디메탄올과 같은 1,4-사이클로헥실 1급 디올로부터 유도되고, 가장 바람직하게는 그의 70 몰% 이상이 트랜스 이성질체의 형태이다.
본 발명의 폴리에스테르 수지의 제조에 유용한 기타 디올은 직쇄, 분지쇄 또는 지환족 알칸 디올이고, 2 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 이러한 디올의 예로는 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜, 즉 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜; 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올; 2-에틸, 2-메틸, 1,3-프로판 디올; 1,3- 및 1,5-펜탄 디올; 디프로필렌 글리콜; 2-메틸-1,5-펜탄 디올; 1,6-헥산 디올; 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비사이클로 옥탄; 1,4-사이클로헥산 디메탄올, 특히 그의 시스- 및 트랜스-이성질체; 트리에틸 글리콜; 1,10-데칸 디올; 및 이들 중 임의의 혼합물을 들 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 바람직하게는, 지환족 디올 또는 그의 화학적 등가물, 특히 1,4-사이클로헥산 디메탄올 또는 그의 화학적 등가물이 디올 성분으로서 사용된다.
디올의 화학적 등가물로는 디알킬 에스테르, 디아릴 에스테르 등과 같은 에스테르를 포함한다.
본 발명의 지방족 폴리에스테르 수지의 제조에 유용한 이산은 지환족 이산이 바람직하다. 이는 포화된 탄소에 각각 부착된 2개의 카복실 기를 갖는 카복실산을 포함한다는 것을 의미한다. 바람직한 이산은 사이클로 또는 비사이클로 지방족 산, 예를 들어 데카하이드로 나프탈렌 디카복실산, 노보넨 디카복실산, 비사이클로 옥탄 디카복실산, 1,4-사이클로헥산디카복실산 또는 그의 화학적 등가물이고, 가장 바람직한 이산은 트랜스-1,4-사이클로헥산디카복실산 또는 그의 화학적 등가물이다. 아디프산, 아젤라산, 디카복실 도데칸산 및 숙신산과 같은 선형 디카복실산도유용할 수 있다.
사이클로헥산 디카복실산 및 그의 화학적 등가물은, 예를 들어 탄소 또는 알루미나와 같은 담체상에 지지된 로듐과 같은 적합한 촉매를 사용하여 물 또는 아세트산과 같은 적합한 용매 중에서 사이클로방향족 이산 및 대응하는 유도체(예를 들어, 이소프탈산, 테레프탈산 또는 나프탈렌산)의 수소화에 의해 제조될 수 있다. 문헌[Friefelder et al., Journal of Organic Chemistry, 31, 3438(1966)], 미국 특허 제 2,675,390 호 및 미국 특허 제 4,754,064 호를 참조한다. 이들은 또한 프탈산이 반응 조건하에서 탄소 또는 실리카상의 팔라듐 또는 루테늄의 촉매와 함께 적어도 부분적으로 가용성인 비활성 액체 매질을 사용함으로써 제조될 수 있다. 미국 특허 제 2,888,484 호 및 제 3,444,237 호를 참조한다.
전형적으로, 수소화에서, 2개의 이성질체는 카복실산 기가 시스- 또는 트랜스-위치에 존재할 경우에 수득된다. 시스- 또는 트랜스-이성질체는 용매, 예를 들어 n-헵탄의 존재 또는 부재하에 결정화에 의해 분리되거나, 또는 증류에 의해 분리될 수 있다. 시스-이성질체가 더 잘 블렌딩되는 경향이 있지만 트랜스-이성질체는 보다 높은 용융 온도 및 결정화 온도를 가지므로 바람직할 수 있다. 시스- 및 트랜스-이성질체의 혼합물도 또한 본원에서 유용하다.
이성질체의 혼합물, 또는 1종 이상의 이산 또는 디올의 혼합물이 사용될 때, 코폴리에스테르 또는 2종의 폴리에스테르의 혼합물이 본 발명의 지환족 폴리에스테르 수지로서 사용될 수 있다.
이들 이산의 화학적 등가물로는 에스테르, 알킬 에스테르(예를 들어, 디알킬에스테르), 디아릴 에스테르, 무수물, 염, 산 클로라이드, 산 브로마이드 등을 들 수 있다. 바람직한 화학적 등가물은 지환족 이산의 디알킬 에스테르를 포함하고, 가장 바람직한 화학적 등가물은 산의 디메틸 에스테르, 특히 디메틸-1,4-사이클로헥산-디카복실레이트를 포함한다.
바람직한 지환족 폴리에스테르는 하기 화학식의 반복 단위를 갖는 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-디카복실레이트)(PCCD)로도 지칭되는 폴리(사이클로헥산-1,4-디메틸렌 사이클로헥산-1,4-디카복실레이트)이다:
상기 화학식과 관련하여, PCCD에 있어 R은 1,4-사이클로헥산 디메탄올로부터 유도되고, R1은 사이클로헥산디카복실레이트 또는 그의 화학적 등가물로부터 유도된 사이클로헥산 환이다. 바람직한 PCCD는 시스/트랜스 화학식을 갖는다.
폴리에스테르 중합 반응은 일반적으로 적합한 양, 전형적으로 최종 생성물을 기준으로 티타늄 약 50 내지 약 200 ppm으로 테라키스(2-에틸 헥실) 티타네이트와 같은 적합한 촉매의 존재하에 용융물 상태에서 수행된다.
본 발명의 투명 성형 조성물에 사용되는 바람직한 지방족 폴리에스테르는 약 50 ℃ 초과, 더욱 바람직하게는 약 80 ℃ 초과, 더욱더 바람직하게는 약 100 ℃ 초과의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다.
코폴리에스테르를 생성하기 위해 중합체성 지방족 산 및/또는 중합체성 지방족 폴리올로부터 유도된 단위 약 1 내지 약 50 중량%를 갖는 상기 폴리에스테르가 본원에서 또한 고려된다. 지방족 폴리올로는 폴리(에틸렌 글리콜) 또는 폴리(부틸렌 글리콜)과 같은 글리콜을 포함한다.
3개의 중합체를 블렌딩하여 투명 혼화성 블렌드를 제조하는 것을 포함하는 본 발명의 실시태양에서, 제 1 중합체 (B)는 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체이다. 제 2 중합체 및 제 3 중합체는 (A) 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체, (C) 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체 및 (E) 화학식 V에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 하나의 실시태양에서, 중합체 (B), 중합체 (A) 및 중합체 (C)를 포함하는 투명 혼화성 블렌드는 약 1 내지 약 50 중량%의 제 1 중합체 (B), 약 1 내지 약 80 중량%의 제 2 중합체 (A) 및 약 1 내지 약 80 중량%의 제 3 중합체 (C)이다. 더욱 바람직하게는, 상기 블렌드는 약 5 내지 약 25 중량%의 제 1 중합체 (B), 약 3 내지 약 70 중량%의 제 2 중합체 (A) 및 약 20 내지 약 75 중량%의 제 3 중합체 (C)를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시태양에서, 중합체 (B), 중합체 (A) 및 중합체 (E)를 포함하는 투명 혼화성 블렌드는 약 1 내지 약 30 중량%의 제 1 중합체 (B), 약 50 내지 약 98 중량%의 제 2 중합체 (A) 및 약 1 내지 약 20 중량%의 제 3 중합체 (E)이다. 더욱 바람직하게는, 상기 블렌드는 약 5 내지 약 20 중량%의 제 1 중합체 (B), 약 70 내지 약 90 중량%의 제 2 중합체 (A) 및 약 5 내지 약 10 중량%의 제 3중합체 (E)를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시태양에서, 중합체 (B), 중합체 (C) 및 중합체 (E)를 포함하는 투명 혼화성 블렌드는 약 1 내지 30 중량%의 제 1 중합체 (B), 약 50 내지 약 98 중량%의 제 2 중합체 (C) 및 약 1 내지 약 20 중량%의 제 3 중합체 (E)이다. 더욱 바람직하게는, 상기 블렌드는 약 5 내지 약 20 중량%의 제 1 중합체 (B), 약 70 내지 약 90 중량%의 제 2 중합체 (C) 및 약 5 내지 약 10 중량%의 제 3 중합체 (E)를 포함한다.
화학식 V의 대표적인 단위는 페닐 환이 치환되거나 비치환될 수 있는 스티렌의 잔기이다. 하나의 실시태양에서, 블렌드의 제 3 중합체는 폴리스티렌의 잔기 약 100 중량%를 포함한다.
본 발명의 블렌드는 흐림을 발생시키지 않는 양의 혼화될 수 있는 중합체(비스페놀 A(BPA) 폴리카보네이트 또는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로비인단(SBI), 디메틸-BPA(DMBPA), 테트라메틸-BPA(TMBPA) 및 디메틸-1,1-비스(4-하이드록시페닐)메틸페닐메탄(DMbisAP)를 포함하지만 이에 한정되지는 않음)와 같은 임의의 기타 첨가제와 선택적으로 블렌딩될 수 있다.
본 발명의 투명 혼화성 블렌드는 광학 용도에 사용되는 임의의 통상적인 첨가제(염료, UV 안정제, 항산화제, 열 안정제 및 이형제를 포함하지만 이에 한정되지는 않음)와 블렌딩하여 광학 제품을 제조할 수 있다. 특히, 블렌드의 가공을 도와서 목적하는 광학 제품을 제조하는 폴리카보네이트 및 첨가제의 블렌드를 제조하는 것이 바람직하다. 상기 블렌드는 약 0.0001 내지 약 10 중량%의 소정의 목적하는 첨가제, 더욱 바람직하게는 약 0.0001 내지 약 1.0 중량%의 소정의 목적하는 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 중합체에 첨가될 수 있는 물질 또는 첨가제로는 내열성 안정제, UV 흡수제, 이형제, 정전기 방지제, 미끄럼제, 항차단제, 윤활제, 항흐림제, 색소제, 형광 염료 및 착색제, 천연유, 합성유, 왁스, 유기 충전제, 무기 충전제, 기타 혼화성 중합체 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 한정되는 않는다. 적합한 정전기 방지제로는 디스테아릴하이드록실아민, 트리페닐 아민, 트리-n-옥틸포스핀 옥사이드, 트리페닐 포스핀 옥사이드, 피리딘 N-옥사이드, 에톡실화된 소비탄 모노라우레이트 및 폴리(알킬렌 글리콜) 화합물을 들 수 있다.
상기 내열성 안정제의 예로는 페놀 안정제, 유기 티오에테르 안정제, 유기 포스파이드 안정제, 장애 아민 안정제, 에폭시 안정제 및 이들의 혼합물을 들 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 내열성 안정제는 고체 또는 액체의 형태로 첨가될 수 있다.
UV 흡수제의 예로는 살리실산 UV 흡수제, 벤조페논 UV 흡수제, 벤조트리아졸 UV 흡수제, 시아노아크릴레이트 UV 흡수제 및 이들의 혼합물을 들 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
이형제의 예로는 천연 및 합성 파라핀, 폴리에틸렌 왁스, 플루오로카본, 기타 탄화수소 이형제; 스테아르산, 하이드록시스테아르산, 및 기타 고급 지방산, 하이드록시지방산 및 기타 지방산 이형제; 스테아르산 아미드, 에틸렌비스스테아로아미드, 및 기타 지방산 아미드, 알킬렌비스지방산 아미드 및 기타 지방산 아미드 이형제; 스테아릴 알콜, 세틸 알콜, 및 기타 지방족 알콜, 다가 알콜, 폴리글리콜, 폴리글리세롤 및 기타 알콜성 이형제; 부틸 스테아레이트, 펜타에리트리톨테트라스테아레이트, 및 기타 지방산의 저급 알콜 에스테르, 지방산의 다가 알콜 에스테르, 지방산의 폴리글리콜 에스테르 및 기타 지방산 에스테르 이형제; 실리콘 유 및 기타 실리콘 이형제; 및 이들의 임의의 혼합물을 들 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
색소제는 안료 또는 염료 중 하나일 수 있다. 무기 색소제 및 유기 색소제가 본 발명에서 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
선택적으로, 적합한 카보네이트 재분포 촉매가 블렌드에 도입될 수 있다. 적합한 재분포 촉매로는 광범위한 염기 및 루이스 산을 포함한다. 상기 촉매의 예로는 아민, 특히 1,3-디메틸아미노프로판, 이미다졸, 벤즈이미다졸 및 벤조트리아졸, 및 기타 유기 염기, 예를 들어 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(일반적으로 5수화물), 디에틸디메틸암모늄 하이드록사이드 및 테트라에틸암모늄 하이드록사이드와 같은 테트라알킬암모늄 하이드록사이드; 테트라메틸암모늄 페녹사이드(일반적으로 1수화물)와 같은 테트라알킬암모늄 페녹사이드; 테트라메틸암모늄 아세테이트와 같은 테트라알킬암모늄 아세테이트; 테트라메틸암모늄 테트라페닐보레이트와 같은 테트라알킬암모늄 테트라페닐보레이트; 및 리튬 스테아레이트, 비스페놀 A의 리튬 염, 비스페놀 A의 테트라에틸암모늄 염, 나트륨 페녹사이드 등을 들 수 있다. 기타 적합한 유기 염기로는 포스핀, 예를 들어 트리페닐포스린을 들 수 있다. 광범위한 유기 금속은 디(n-부틸)틴 옥사이드, 디(n-옥틸)틴 옥사이드, 디(n-부틸)틴 디부톡사이드, 디(n-부틸)틴 디옥토에이트, 디부틸틴, 테트라부틸틴, 트리부틸틴 트리플루오로아세테이트, 트리부틸틴 클로로페녹사이드, 비스[(디부틸)(페톡시)틴]옥사이드, 및 트리부틸틴 하이드라이드와 같은 유기주석 화합물; 티타늄 테트라(이소프로폭사이드), 티타늄 테트라(5-메틸헵톡사이드) 및 티타늄 테트라(부톡사이드)와 같은 유기티타늄 화합물; 및 지르코늄 테트라(이소프로폭사이드), 알루미늄 트리(에톡사이드), 알루미늄 트리(페녹사이드), 아세트산 제 2 수은, 아세트산납, (디페닐)수은, (테트라페닐)납 및 (테트라페닐)실란을 비롯한 적합한 촉매이다. 수소화나트륨, 수소화리튬, 수소화알루미늄, 3수소화붕소, 수소화탄탈 및 수소화니오븀, 수소화알루미늄리튬, 리튬 보로하이드라이드, 나트륨 보로하이드라이드, 테트라메틸알루미늄 보로하이드라이드, 테트라(n-부틸암모늄) 보로하이드라이드, 리튬 트리(t-부톡시)알루미늄 하이드라이드 및 디페닐실란를 비롯한 다양한 수소화물; 및 수산화리튬, 규산나트륨, 붕산나트륨, 실리카, 불화리튬, 염화리튬, 탄산리튬 및 산화아연과 같은 간단한 무기 화합물이 또한 적합하다.
목적하는 광학 제품은 사출 성형, 압축 성형, 압출 방법 및 용액 주조 방법에 의해 투명 혼화성 블렌드를 성형함으로써 수득될 수 있다. 제품을 제조하는 바람직한 방법은 사출 성형이다.
본 발명의 블렌드는 낮은 수분 흡수성, 우수한 가공성 및 낮은 복굴절성과 같은 유리한 특성을 갖기 때문에 광학 제품을 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 블렌드의 광학 제품에 대한 최종 용도는 디지털 오디오 디스크, 디지털 다기능 디스크, 광학 메모리 디스크, 콤팩트 디스크, DVR 및 MO 매체 등; 콘택트 렌즈, 안경용 렌즈, 망원경용 렌즈 및 프리즘과 같은 광학 렌즈; 광섬유; 광자기 디스크; 정보 기록 매체; 정보 전달 매체; 비디오 카메라용 디스크, 스틸 카메라용 디스크 등을 포함한다.
블렌드는 데이터 저장을 위한 매체로서 기능할 수 있는데, 즉 데이터는 중합체 상에 또는 중합체 내에 고정될 수 있다. 블렌드는 데이터 저장 매체가 적용되는 기판으로서 기능할 수도 있다. 또한, 2개의 기능을 일부 조합하면 단일 디바이스에서 사용할 수 있다.
본 발명의 블렌드는 광학 제품으로서 사용하는 것 이외에, 바람직한 특성을 갖는 투명 제품을 제조하는데 유용하다. 이들 특성으로는 내식품화학성 및 용융가공성을 포함한다. 본 발명의 블렌드는 성형 제품, 섬유, 필름 및 시트를 제조하는데 특히 유용하다.
본 발명의 블렌드는 약 240 ℃ 초과, 바람직하게는 약 240 내지 약 300 ℃ 범위의 온도에서, 투명 블렌드 조성물을 형성하기에 충분한 시간 동안 중합체를 블렌딩하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 블렌드를 형성하는데 적합한 방법으로는 용융 방법, 용액 제조 방법, 건식 블렌딩 방법 및 압출을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 블렌드는 상기 조성물 이외에, 하나 이상의 기타 개질 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 개질 중합체는 제 1 및 제 2 폴리카보네이트 부분과 함께 혼화성 블렌드를 형성하는 중합체이다. 가능한 개질 중합체로는 기타 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리아릴레이트, 액체 결정질 중합체, 비닐 중합체 등, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 적합한 개질 중합체는 가능한 개질 중합체를 사용하여 전통적인 혼화성 시험을 수행함으로써 당해 기술분야의 숙련자에 의해 측정될 수 있다.
하기 실시예는 본원에서 청구된 조성물 및 방법이 어떻게 제조되고 평가되는지에 관한 완전한 개시 및 설명을 당해 기술분야의 숙련자에게 제공하기 위해 기재되지만 본 발명자들이 자신의 발명으로 간주하는 범주를 제한하기 위해 의도된 것은 아니다. 수자(예를 들어, 양, 온도 등)와 관련하여 정확성을 확보하기 위해 노력하였지만 약간의 오차 및 편차를 고려해야 한다. 달리 표시하지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃이거나 실온이고, 압력은 대기압 또는 대기압에 근접한다.
본원에서 나타낸 결과를 얻기 위해 사용된 재료 및 시험 절차는 다음과 같다:
수분 흡수성(% H2O)은 ASTM D570과 유사하지만 실시예에서 기술된 부품의 다양한 두께를 설명하기 위해 변형된 하기 방법에 의해 측정되었다. 플라스틱 부품 또는 디스크를 1주 이상 동안 진공에서 건조시켰다. 시료를 주기적으로 채취하고 중량을 측정하여 시료가 건조되었는지(질량 손실이 멈췄는지)를 판정하였다. 시료를 오븐에서 제거하고 데시케이터에서 실온으로 평형화시키고 건조 중량을 기록하였다. 시료를 23 ℃의 수욕에 침지시켰다. 시료를 수욕으로부터 주기적으로 채취하고, 표면을 블러팅(blotting) 건조하고 중량을 기록하였다. 시료를 반복하여 침지시키고, 시료가 실질적으로 포화될 때까지 중량을 측정하였다. 시료는 2주 주기 이내의 중량 증가의 평균이 전체 중량 증가가 1 % 미만일 때 실질적으로 포화되거나 "평형상태"에 있는 것으로 간주하였다(SATM 방법 D-570-98 7.4 항에 기술된 바와 같음).
유리 전이 온도(Tg) 값은 퍼킨 엘머(PERKIN ELMER) DSC7을 사용하여 시차 주사 열량법에 의해 측정되었다. Tg는 20 ℃/분의 가열 램프를 사용하여 1/2 Cp 방법에 기초하여 계산되었다.
투과도 측정값은 HP 8453 UV-비스 분광광도계를 사용하여 630 ㎚에서 수득하였다. 측정값은 부품 표면에서의 반사 또는 부품의 두께를 통한 광 산란에 대해 보정되지 않았다. 가시선을 사용하는 투과도, YI 및 헤이즈 측정값은 가드너 비색계를 사용하여 수득되었다.
Cg값은 다음과 같이 측정하였다. 중합체(7.0 g)를 5.0 ×0.5 인치의 치수를 갖는 가열된 금형에 충전하고, 표준 압축 성형 장치를 사용하여 0 lb에서 시작하여 2000 lb에서 끝나는 적용 압력을 가하면서 중합체의 유리 전이 온도를 초과한 120 ℃에서 압축 성형하였다. 이들 조건하에서 요구되는 시간이 지난 후, 금형은 냉각시키고, 성형된 시험 바를 카버 압축기(Carver press)의 도움으로 제거하였다. 이어, 성형된 시험 바를 폴라로스코프(polaroscope)하에서 측정하고, 시험 바의 관찰 면적을 표시하였다. 관측 면적의 선택은 관측된 복굴절성의 결여 및 시험 바의 끝 또는 측면으로부터의 충분한 거리에 기초하였다. 이어, 시료를 바를 따라 수직으로 기지량의 힘을 적용하도록 설계된 장치에 설치하는 동안, 바의 관측 면적을 적절히 편광된 광을 사용하여 조사하였다. 이어, 바에 6 단계의 적용 스트레스를 가하고, 각각의 단계에서 바비넷 보정기(Babinet compensator)의 도움으로 복굴절성을 측정하였다. 복굴절성 대 스트레스를 도표화하면 기울기가 스트레스 광학 계수(Cg)와 동일한 선이 얻어진다.
면내 복굴절성(IBR) 및 수직 복굴절성(VBR)의 값은 닥터 쉔크 프로메테우스(Dr. Schenk Prometeus) MT136E 광학 디스크 시험기를 사용하여 측정하였다. CD 디스크를 성형하고, 복굴절성을 금속화되지 않은 CD 기판(1.2 ㎜ 디스크) 상에서 측정하였다.
배럴 온도는 금형내로 중합체를 사출하였을 때 기계 내부의 중합체가 얼마나 뜨거운지를 나타내고, 금형 온도는 중합체가 방출되고 있는 공동 금형의 온도이다. 배럴 온도는 예를 들어 350 ℃일 수 있고, 금형 온도는 예를 들어 100 ℃일 수 있다.
실시예 1 내지 35
본 발명의 일부 블렌드에 대한 실험상의 유리 전이 온도(Tg)는 표 1에 나열되어 있다. 실시예 1 내지 35에서, Tg는 용매 주조 막으로부터 수득하였다. 막은 하기 방법으로 제조하였다. 각각의 중합체에 대한 4 중량% 농도 용액을 제조하였다. 이어, 상기 용액을 합하여 적절한 혼합물을 제조하였다. 예를 들어, BCC 및 AMPS의 90/10 혼합물(실시예 1)을 얻기 위해, 9 g의 BCC 용액을 1 g의 AMPS 용액과 합하였다. 이어, 합한 용액을 유리 슬라이드 위에 살포하고, 하룻밤 동안 용매가 증발되도록 방치하였다. 얻어진 막을 진공 오븐에서 100 ℃에서 3일 동안 건조시켰다. 일단 건조되면, 막의 투명도를 조사하고, Tg를 측정하였다. 표 1에서 모든 막은 투명하였고 흐림은 없었으며, 블렌드의 Tg(Tg,블렌드)에 대한 하기 혼합 방정식에 의해 예상될 수 있는 단일의 명확한 유리 전이도를 가졌다:
1/Tg,블렌드= w1/Tg1+ w2/Tg2
상기 식에서, w1및 w2는 중량 분율이고, Tg1및 Tg2는 2성분 블렌드의 개개의 중합체 각각에 대한 켈빈(Kelvin) 단위의 유리 전이 온도이다.
실시예 1 내지 5는 BCC 및 AMPS를 혼합하여 단일 Tg투명 블렌드를 제조할 수 있다는 것을 나타낸다. 블렌드의 Tg는 BCC 및 AMPS 중합체의 Tg(각각 실시예 C1 및 실시예 C2)로 나타낸 Tg혼합 방정식에 의해 잘 정의된다. BCC/BisAP 블렌드에 대한 단일 Tg투명 블렌드는 또한 실시예 6 내지 10에 나타나 있고, BCC/PCCD 블렌드에 대한 단일 Tg투명 블렌드는 실시예 11 내지 15에 나타나 있고, BisAP/AMPS 블렌드에 대한 단일 Tg투명 블렌드는 실시예 16 내지 21에 나타나 있다. BisAP 및 PCCD에 대한 Tg(각각 실시예 C3 및 실시예 C4)도 또한 표 1에 나열되어 있다.
중합체 블렌드의 실시예 - 막 데이터
실시예 BCC(중량%) AMPS(중량%) BisAP(중량%) PCCD(중량%) PS(중량%) Tg(℃)
C1 1 141
C2 1 76
C3 1 180
C4 1 70
1 0.9 0.1 121
2 0.8 0.2 118
3 0.7 0.3 111
4 0.5 0.5 98
5 0.3 0.7 94
6 0.9 0.1 144
7 0.8 0.2 146
8 0.6 0.4 150
9 0.4 0.6 160
10 0.2 0.8 170
11 0.9 0.1 131
12 0.8 0.2 125
13 0.7 0.3 116
14 0.4 0.6 95
15 0.2 0.8 80
16 0.1 0.9 164
17 0.2 0.8 147
18 0.25 0.75 143
19 0.3 0.7 131
20 0.5 0.5 119
21 0.7 0.3 113
22 0.04 0.25 0.71 138
23 0.10 0.10 0.80 171
24 0.10 0.80 0.10 136
25 0.19 0.20 0.61 137
26 0.20 0.60 0.20 144
27 0.33 0.33 0.33 155
28 0.35 0.15 0.50 138
29 0.50 0.10 0.40 137
30 0.65 0.05 0.30 139
31 0.65 0.15 0.20 130
32 0.8 0.1 0.1 126
33 0.75 0.2 0.05 115
34 0.1 0.8 0.1 164
35 0.2 0.75 0.05 144
실시예 22 내지 35는 또한 3 성분으로부터의 단일 Tg투명 블렌드를 나타낸다. 3개의 중합체가 함께 블렌딩되었을 때, Tg,블렌드는 하기 혼합 법칙을 이용하여 개개의 중합체 각각의 중량 분율(w1, w2및 w3) 및 개개의 중합체 각각의 Tg(Tg1, Tg2및 Tg3)로부터 예상된다.
1/Tg,블렌드= w1/Tg1+ w2/Tg2+ w3/Tg3
실시예 22 내지 31에서는 BCC, AMPS 및 BisAP의 블렌드가 또한 3성분 혼합물 법칙을 따르는 명확한 Tg를 갖는다는 것을 증명한다. BCC/AMPS/PS 블렌드에 대한 실시예 32 및 33에서, BisAP/AMPS/PS 블렌드에 대한 실시예 34 및 35는 AMPS가 또한 혼합물에 포함되어 있다면 폴리카보네이트 및 폴리스티렌을 혼합하여 투명 블렌드를 제조할 수 있다는 것을 증명하고 있다.
실시예 36 내지 43
투명 중합체 블렌드의 선정된 실시예(표 2에 나열됨)를 Tg, Cg및 광학 투과도(%) 및 평형 수분 흡수도를 측정하기 위해 광학 제품으로 성형하였다. 630 ㎚에서의 광투과도는 HP UV-가시선 분광광도계를 사용하여 측정되었다. 블렌드는 약 75 % 이상, 더욱 바람직하게는 약 80 % 이상의 광학 투과도 및 약 60 브루스터 미만, 더욱 바람직하게는 55 브루스터 미만, 더욱더 바람직하게는 50 브루스터 미만의 Cg를 가져야 한다. 블렌드는 헨셀 고강도 혼합기에 개개의 중합체 성분 각각의 건조 분말을 혼합함으로써 제조되고, 이어 광학 제품으로 성형되었다. Cg바는 압축 성형(실시예 39 및 43)되거나 250 내지 320 ℃의 온도에서 "개뼈" 형상(규격 구역-0.125" 두께, 0.500" 넓이)을 갖는 인장 바로 사출 성형(실시예 36 내지 38 및 실시예 40 내지 42)되었다.
실시예 36 및 37(BCC/AMPS 블렌드)는 AMPS를 첨가하면 BCC 단일중합체(52 브루스터)에 비해 블렌드의 Cg(49 브루스터)가 감소하는 반면 높은 광투과도를 유지한다는 것을 나타낸다. 유사하게, 실시예 38은 BCC/PCCD 블렌드가 또한 BCC에 비해 높은 광학 투과도 및 약간 낮은 Cg를 갖는다는 것을 보여준다. 실시예 39 및 40(BCC/BisAP 블렌드)은 또한 Cg가 BisAP를 첨가함에 따라 BCC에 비해 감소할 지라도 단일 Tg및 높은 투과도(실시예 40)를 나타낸다. 마지막으로, 3성분 블렌드는 실시예 41 내지 43에서 단일 Tg및 높은 투과도를 갖는 것으로 나타난다. BCC/AMPS/BisAP 블렌드(실시예 42)는 BCC 및 BPA-PC에 비해 실질적으로 감소된 40 브루스터의 Cg를 갖는다. 높은 비율(약 80 % 초과)의 BisAP를 함유하는 것을 제외한 대부분의 블렌드는 BPA-PC보다 낮은 평형 수분 흡수도를 갖는다. 낮은 수분 흡수도는 광학 디스크가 낮은 틸트 및 뒤틀림, 및 높은 데이터 신뢰도를 유지하기 위해 바람직한 것으로 여겨진다.
중합체 블렌드의 실시예 - 성형 제품
실시예 BCC(중량%) AMPS(중량%) BisAP(중량%) PCCD(중량%) PS(중량%) Tg(℃) Cg(브루스터) 630nm에서의 T(%) 수분 흡수도(%)
C5: BPA-PC 148 85 88 0.35
C6: BCC 1 140 52 89 0.22
C7: BisAP 1 180 87 0.41
36 0.9 0.1 129 49 85
37 0.8 0.2 123 85
38 0.9 0.1 134 50 84 0.26
39 0.2 0.8 170 55-60 *** 0.39
40 0.7 0.3 152 53 84 0.29
41 0.65 0.15 0.2 135 53 86 0.23
42 0.2 0.2 0.6 142 40 81 0.29
43 0.8 0.1 0.1 126 43 *** 0.23
*** 이들 시료는 단지 실시예들은 압축 성형되었음. T(%)는 측정되지 않음.
실시예 44 내지 51
표 3에 나타낸 실시예는 헨셀 고강도 혼합기에서 개개의 중합체 성분 각각의 건조 분말을 혼합함으로써 제조되었고, 마일드 스크류 설계물(mild screw design)이 장착된 28 ㎜ WP 압출기에 공급되었다. 300 rpm의 스크류 속도 및 약 10 내지 20 lb/시간의 처리량으로 약 260 내지 약 280 ℃의 배럴 온도를 이용하여 압출을 수행하였다. 이어, 얻어진 펠렛은 표 3에 나타낸 바와 같이 550 내지 580 ℉ 범위의 배럴 온도 및 171 내지 208 ℉ 범위의 성형 온도를 사용하여 엔젤(Engel) 275 톤 사출 성형기를 사용하여 콤팩트 디스크로 사출 성형되었다. 모든 디스크에 대한 630 ㎚에서의 광투과도는 88 % 이상이었다. 또한, 가드너 비색계에 의해 측정된 황색 지수(YI) 및 헤이즈는 각각 5 및 15 미만으로, CD 기판에 대한 허용가능한한도 내에 있었다. 이들 실시예의 높은 투과도 및 낮은 헤이즈는 중합체 블렌드가 혼화성이라는 결론을 지지해준다.
실시예 44 내지 51에서 모든 블렌드는 BPA-PC(실시예 C8)보다 실질적으로 낮은 Cg, IBR 및 VBR 값을 갖고, 대부분은 BCC(실시예 C9)보다 낮은 복굴절성을 갖는다. 면내 복굴절성(IBR)은 이들 CD의 내경 부근에서 최대이고 외경 부근에서 최소임으로 IBR의 범위는, 표 3에 나타낸 바와 같이, 30 ㎜에서의 최대 IBR 및 50 ㎜에서의 최소 IBR을 표로 작성함으로써 나타낸다. 최대 값과 최소 값의 차이는 IBR의 범위(△IBR)를 나타낸다. 최대 IBR은 100 ㎚ 미만인 것이 바람직하고, 50 ㎚ 미만인 것이 더욱 바람직하고, 30 ㎚ 미만인 것이 더욱더 바람직하다. 유사하게, 최소 IBR은 -100 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, -50 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, -30 ㎚ 이상인 것이 더욱더 바람직하다. 또한 표 3에는, 30 ㎜ 및 50 ㎜에서 VBR 값의 산술 평균을 구함으로써 계산된 수직 복굴절성(VBR)의 평균값이 나타나 있다.
중합체 블렌드의 실시예 - 성형 CD
실시예 조성 용융 온도(℉) 금형 온도(℉) Tg(℃) 투과도(%) YI 헤이즈
C8 BPA-PC 570 182 142 91.1 1.4 8.4
C9 BCC-PC 570 182 139 88.5 4.2 10.3
C10 BisAP-PC 580 208 182 88.2 4.6 7.5
C11 90/10BPA-PC/PCCD 575 182 133 89.7 2.7 10.3
44 90/10 BCC/AMPS 550 180 123 89.8 3.3 8
45 80/20 BCC/AMPS 550 180 117 88.1 4.5 9.7
46 90/10 BisAP/AMPS 580 208 145 89.2 3.7 8.4
47 90/10 BCC/PCCD 575 180 128 90.1 2.8 9.9
48 80/20 BCC/PCCD 550 184 121 90.8 2.3 9.9
48 70/30 BCC/PCCD 550 171 115 91 2.1 9.5
50 76/24 BCC/BisAP 570 182 146 89.9 3.2 7.6
51 65/20/15 BCC/BisAP/AMPS 550 180 129 89.6 3 8
중합체 블렌드의 실시예 - 성형 CD
실시예 조성 Cg(브루스터) 30㎜에서의 최대 IBR(㎚) 50㎜에서의 최소 IBR(㎚) 30mm에서의 최대 IBR 내지 50mm에서의최소 IBR 평균(BVR50-BVR30)
C8 BPA-PC 80 34 -59 94 663
C9 BCC-PC 50 18 -41 59 538
C10 BisAP-PC 53.9 30 -28 58 372
C11 90/10BPA-PC/PCCD 73.5 17 -59 75 601
44 90/10 BCC/AMPS 44.1 20 -5 25 319
45 80/20 BCC/AMPS 35.9 13 3 9 260
46 90/10 BisAP/AMPS 47.2 26 -36 62 255
47 90/10 BCC/PCCD 47.1 10 -4 13 472
48 80/20 BCC/PCCD 44.2 3 -5 9 422
48 70/30 BCC/PCCD 42.4 13 -9 22 424
50 76/24 BCC/BisAP 50.9 39 -35 74 418
51 65/20/15 BCC/BisAP/AMPS 40.8 34 -12 47 285
실시예 44 및 45(BCC/AMPS 블렌드)는 BCC(50 브루스터) 및 BPA-PC(80 브루스터)에 대한 값보다 상당히 낮은 약 44 브루스터 및 36 브루스터의 Cg값을 갖는다. 또한, 감소된 Tg(성형 동안 낮은 용융 점도를 초래함) 및 감소된 Cg는 성형 CD에서 보다 낮은 복굴절성을 갖게 한다. 실시예 45는 3 내지 13 ㎚의 IBR 및 260의 평균 VBR을 갖는다. Tg 및 용융 점도가 낮아지면 CD에 대한 복제 및 특히 고밀도 DVD 및 DVD-기록가능 및 재기입가능한 포맷과 같은 보가 깊은 피트 및 홈(groove) 구조를 갖는 더욱 진보된 광학 매체에 대한 복제를 개선시킬 수 있다.
또한, 실시예 46(BisAP/AMPS)은 BPA-PC 및 BCC에 비해 상당히 감소된 VBR(약 255)을 갖는다. IBR은 실시예 45에서와 만큼 낮지는 않지만, 여전히 ±36 ㎚의 범위내에 있다. 실시예 47 내지 49(BCC/PCCD)는 ±15 ㎚의 범위내의 IBR 값을 갖고, BCC(538)의 값보다는 상당히 낮지만 BCC/AMPS 블렌드에 대한 값만큼 우수하지 못한 약 420 내지 475의 평균 BVR 값을 갖는다. BCC/BisAP 블렌드(실시예 50)는 유사한 평균 VBR을 갖지만 보다 높은 IBR 범위(±40 ㎚)를 갖는다. 마지막으로, BCC/BisAP/AMPS 3성분 블렌드는 ±35 ㎚ 내의 IBR 범위를 갖고, BPA-PC 및 BCC의 값보다는 상당히 낮은 285의 평균 VBR을 갖는다.

Claims (32)

  1. 하기 (i) 내지 (iv)로 이루어진 군으로부터 선택되고 100 내지 185 ℃의 유리 전이 온도를 갖는 혼화성 중합체 블렌드:
    (i) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트인 제 1 중합체 (A), 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 2 중합체 (B) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 I
    화학식 II
    화학식 III
    [상기 식에서,
    R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
    X는 CH2를 포함하고,
    m은 4 내지 7의 정수이고,
    n은 1 내지 4의 정수이고,
    p는 1 내지 4의 정수이고,
    단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
    R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함한다];
    (ii) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트인 제 1 중합체 (A), 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 2 중합체 (C) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 I
    화학식 III
    [상기 식에서,
    R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
    X는 CH2를 포함하고,
    m은 4 내지 7의 정수이고,
    n은 1 내지 4의 정수이고,
    p는 1 내지 4의 정수이고,
    단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
    R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함한다];
    (iii) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트인 제 1 중합체 (A), 하기 화학식 IV에 해당하는 구조 단위를 포함하는 지환족 폴리에스테르 수지인 제 2 중합체 (D) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 I
    화학식 IV
    [상기 식에서,
    R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
    X는 CH2를 포함하고,
    m은 4 내지 7의 정수이고,
    n은 1 내지 4의 정수이고,
    p는 1 내지 4의 정수이고,
    단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
    R7은 탄소수 6 내지 20의 디올을 함유하는 아릴, 알칸 또는 사이클로알칸의 잔기를 포함하고,
    R8은 탄소수 6 내지 20의 이산(diacid)을 함유하는 아릴, 지방족 또는 사이클로알칸의 탈카복실화 잔기를 포함하고,
    단, R7또는 R8중 하나 이상은 지환족이다]; 및
    (iv) 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 1 중합체 (B), 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 2 중합체 (C) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 II
    화학식 III
    [상기 식에서,
    R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
    R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함한다].
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산(BCC), 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헵탄 및 이들의 혼합물의 잔기로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 I의 카보네이트 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 중합체 (B)가 α-메틸 폴리스티렌(AMPS)의 잔기로부터 선택된 화학식 II의 비닐 중합체 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 2 중합체 (C)가 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메틸페닐메탄(BisAP)의 잔기로부터 선택된 화학식 III의 카보네이트 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 2 중합체 (D)가 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-디카복실레이트)(PCCD)로도 지칭되는 폴리(사이클로헥산-1,4-디메틸렌 사이클로헥산-1,4-디카복실레이트)의 잔기를 포함하는 화학식 IV의 에스테르 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 블렌드의 60 내지 99 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (B)가 블렌드의 1 내지 40 중량%를 구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 블렌드의 1 내지 99 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (C)가 블렌드의 1 내지 99 중량%를 구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 블렌드의 60 내지 99 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (D)가 블렌드의 1 내지 40 중량%를 구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 1 중합체 (B)가 블렌드의 1 내지 40 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (C)가 블렌드의 60 내지 99 중량%를 구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    투명한 혼화성 중합체 블렌드.
  11. 제 1 항의 혼화성 중합체 블렌드를 포함하는 제품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    광학 제품인 제품.
  13. 제 11 항에 있어서,
    광학 데이터 저장 매체인 제품.
  14. 제 11 항에 있어서,
    광학 데이터 저장 매체가 데이터 층, 및 데이터 층에 인접하고 0.6 ㎜ 이하의 두께를 갖는 투명 덧층을 포함하는 제품.
  15. 제 11 항에 있어서,
    광학 데이터 저장 매체가 1.1 ㎜ 이하의 두께를 갖는 데이터 층, 및 데이터 층에 인접하고 100 ㎛ 이하의 두께를 갖는 투명 덧층을 포함하는 제품.
  16. 제 1 항에 있어서,
    광학 용도에 사용되는 첨가제가 블렌드의 0.0001 내지 10 중량%인 혼화성 중합체 블렌드.
  17. 하기 (i) 내지 (iii)으로 이루어진 군으로부터 선택되고 약 100 내지 약 185 ℃의 유리 전이 온도를 갖는 혼화성 중합체 블렌드:
    (i) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트인 제 1 중합체 (A), 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 2 중합체 (B), 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 3 중합체 (C) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 I
    화학식 II
    화학식 III
    [상기 식에서,
    R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
    X는 CH2를 포함하고,
    m은 4 내지 7의 정수이고,
    n은 1 내지 4의 정수이고,
    p는 1 내지 4의 정수이고,
    단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
    R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
    R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함한다];
    (ii) 하기 화학식 I에 해당하는 구조 단위를 포함하는 폴리카보네이트인 제 1 중합체 (A), 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 2 중합체 (B), 하기 화학식 V에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 3 중합체 (E) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 I
    화학식 II
    화학식 V
    [상기 식에서,
    R1및 R2는 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
    X는 CH2를 포함하고,
    m은 4 내지 7의 정수이고,
    n은 1 내지 4의 정수이고,
    p는 1 내지 4의 정수이고,
    단, R1또는 R2중 하나 이상은 3 또는 3' 위치에 있고,
    R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
    R9는 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함한다]; 및
    (iii) 하기 화학식 II에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 1 중합체 (B), 하기 화학식 III에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 2 중합체 (C), 하기 화학식 V에 해당하는 구조 단위를 포함하는 중합체인 제 3 중합체 (E) 및 광학 용도에 사용되는 광학 첨가제:
    화학식 II
    화학식 III
    화학식 V
    [상기 식에서,
    R3은 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함하고,
    R4, R5및 R6은 독립적으로 C1-C6알킬을 포함하고,
    R9는 C1-C6알킬, 수소, 시아노 또는 메톡시를 포함한다].
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산(BCC), 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헵탄 및 이들의 혼합물의 잔기로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 I의 카보네이트 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  19. 제 17 항에 있어서,
    제 2 중합체 (B)가 α-메틸 폴리스티렌(AMPS)의 잔기로부터 선택된 화학식 II의 비닐 중합체 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  20. 제 17 항에 있어서,
    제 2 중합체 (C)가 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메틸페닐메탄(BisAP)의 잔기로부터 선택된 화학식 III의 카보네이트 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  21. 제 17 항에 있어서,
    제 2 중합체 (D)가 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-디카복실레이트)(PCCD)로도 지칭되는 폴리(사이클로헥산-1,4-디메틸렌 사이클로헥산-1,4-디카복실레이트)의 잔기를 포함하는 화학식 IV의 에스테르 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  22. 제 17 항에 있어서,
    제 3 중합체 (E)가 폴리스티렌(PS)의 잔기로부터 선택되는 화학식 V의 비닐 중합체 구조 단위가 되도록 선택되는 혼화성 중합체 블렌드.
  23. 제 17 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 블렌드의 1 내지 80 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (B)가 블렌드의 1 내지 50 중량%를 구성하고, 제 3 중합체 (C)가 블렌드의 1 내지 80 중량%를구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  24. 제 17 항에 있어서,
    제 1 중합체 (A)가 블렌드의 50 내지 98 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (B)가 블렌드의 1 내지 30 중량%를 구성하고, 제 3 중합체 (E)가 블렌드의 1 내지 20 중량%를 구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  25. 제 17 항에 있어서,
    제 1 중합체 (B)가 블렌드의 1 내지 30 중량%를 구성하고, 제 2 중합체 (C)가 블렌드의 50 내지 98 중량%를 구성하고, 제 3 중합체 (E)가 블렌드의 1 내지 20 중량%를 구성하는 혼화성 중합체 블렌드.
  26. 제 17 항에 있어서,
    투명한 혼화성 중합체 블렌드.
  27. 제 17 항의 혼화성 중합체 블렌드를 포함하는 제품.
  28. 제 27 항에 있어서,
    광학 제품인 제품.
  29. 제 27 항에 있어서,
    광학 데이터 저장 매체인 제품.
  30. 제 27 항에 있어서,
    광학 데이터 저장 매체가 데이터 층 및 데이터 층에 인접하고 0.6 ㎜ 이하의 두께를 갖는 투명 덧층을 포함하는 제품.
  31. 제 27 항에 있어서,
    광학 데이터 저장 매체가 1.1 ㎜ 이하의 두께를 갖는 데이터 층, 및 데이터 층에 인접하고 100 ㎛ 이하의 두께를 갖는 투명 덧층을 포함하는 제품.
  32. 제 17 항에 있어서,
    광학 용도에 사용되는 광학 첨가제가 블렌드의 0.0001 내지 10 중량%인 혼화성 중합체 블렌드.
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