KR20100100635A

KR20100100635A - 광학 필터

Info

Publication number: KR20100100635A
Application number: KR1020100018800A
Authority: KR
Inventors: 랄프 할라
Original assignee: 이엠에스-패턴트 에이지
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-09-15
Also published as: US20100227163A1; EP2226657A1; TWI475259B; KR101454946B1; CN101825732B; CN101825732A; JP2010204666A; JP5604137B2; US8101281B2; TW201033656A; EP2226657B1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 광학적 유효층 및 양면 상에 용액으로부터 캐스트된 비연신 보호 폴리아미드층인 보호 층들의 하나 이상을 가지는 보호층을 포함하는 광학 필터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광학 필터는 하나 이상의 보호 폴리아미드층이 PA MACMI/12와 필요에 따라 선택되는 임의의 집합체로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 하나 이상의 보호 폴리아미드층은 전체 폴리아미드에 대해 23 몰% 내지 57 몰%의 라우로락탐의 함량을 갖는다.

Description

광학 필터 {AN OPTICAL FILTER}

본 발명은 적어도 하나의 광학적 유효층 및 용액으로부터 캐스트(cast)된 적어도 하나의 비연신 보호 폴리아미드층을 포함하는 광학 필터에 관한 것이다.

광학 필터들은 예를 들면 통과 필터들, 보색 컬러 필터들, 중성 필터들, IR 컷-오프 필터들 또는 UV 컷-오프 필터들처럼 오랫동안 알려지고 사용되어 왔다. 그러한 필터들의 적용들은 예를 들면 사진술, 레이저 기술 또는 안과학으로부터 공지되어 있다. 그러한 광학 필터들은 쉽게 손상될 수 있고, 이것은 그들이 바람직하게는 하나 또는 양면 상에 보호층이 제공되는 이유이다.

기능성 광학적 렌즈들은, 예를 들면 EP 1 804 088 A2에서 공지되어 있다. 이들은 압출성형한 폴리아미드층과 폴리아미드 시트 층 및 광학적 필름 층을 포함하는 광학적 시트를 포함하며, 폴리아미드 시트층은 바람직하게 연신 폴리아미드 시트를 함유한다. 폴리비닐 알코올, 아크릴 수지, 에스테르 수지, 스티렌 수지, 폴리 염화 비닐, 폴리아미드 및 폴리카보네이트는 광학적 필름 층을 위한 재료들로서 언급된다. 압출성형한 폴리아미드층과 폴리아미드 시트 층 둘 다는 주로 폴리아미드들, 바람직하게는 지환식 폴리아미드들, 예를 들어 "Trogamid CX 7323" 및 "Grilamid TR 90"을 함유한다.

편광 몰딩 물품은 편광층이 두 개의 보호 층들 사이에 배열되는 편광판을 함유하는 EP 1 217 397 A2로부터 공지되어 있다. 개별 층들은 점착제를 사용하여 서로 연결된다. 보호층은 압출성형 또는 캐스팅에 의해 생산된다. 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리 염화 비닐, 셀룰로오스 유도체는 무엇보다도 보호층의 재료로서 언급된다. 셀룰로오스, 폴리비스페놀 A 카보네이트 및 폴리메틸 메타아크릴레이트는 특히 캐스팅을 위한 수지들로서 추천되고, 아세틸셀룰로오스 및 프로필셀룰로오스가 바람직하게 사용된다.

본 발명의 목적은 하나 이상의 광학적 유효층 및 용액으로부터 캐스트된 하나 이상의 비연신 보호 폴리아미드층을 포함하는 광학 필터를 제공하는 것이다.

광학 필터는 적어도 양면 상에 각각 하나의 바깥층, 소위 보호층들을 가지는, 소위 광학적으로 유효층인 중간층으로 구성된다.

본 목적은 독립항 1에 따른 광학 필터에 의해 완성된다. 본 발명에 따른 이 광학 필터는 하나 이상의 광학적 유효층 및 용액으로부터 캐스트된 하나 이상의 비연신 보호 폴리아미드층을 포함한다. 본 발명에 따른 이 광학 필터는 하나 이상의 보호 폴리아미드층이 PA MACMI/12 및 임의의 첨가제들로 구성되는 것을 특징으로 한다. 하나 이상의 보호 폴리아미드층은, 전체 폴리아미드에 대해 23 몰% 내지 57 몰%의 라우로락탐(laurolactam)의 함량을 가진다.

이 임의의 첨가제들은 무기 및 유기 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, UV 안정화제, UV 흡수제, UV 차단제, IR 흡수제, NIR 흡수제, 산화방지제, 오존분해방지제, 핵생성제, 결정화 지연제, 주조 이형제, 윤활제, 블로킹 방지제, 분리제, 유기 및 무기 안료, 컬러링제, 축합 촉매, 쇄 조절제, 소포제, 쇄-연장 첨가제, 유연제, 광색성의 첨가제, 비-변형 및 변형, 천연 및 합성 층상규산염(phyllosilicates) 및 광학적 표백제를 포함하는 군으로부터 선택된다. 임의의 첨가제들이 폴리아미드의 생산, 필름의 생산 또는 둘 다의 생산 중에 첨가될 수 있다.

본 발명의 더욱 독창적인 특징들 및 바람직한 구체예들은 종속항들로부터 유래한다.

본 발명에 따른 보호 폴리아미드층을 위한 폴리아미드 PA MACMI/12는 세 개의 모노머들 비스-(4-아미노-3-메틸-사이클로헥실)-메탄, 이소프탈산 (I) 및 라우로락탐 또는 락탐 12 (12)로 구성되고 용액으로부터 필름들을 생산하기에 특히 적절하다. 전체 폴리아미드 각각에 대해, 바람직하게는 라우로락탐의 함량은 23 몰% 내지 57 몰%, 특히 바람직하게는 31 몰% 내지 55 몰%, 더욱 바람직하게는 38 몰% 내지 55 몰%이다.

본 발명에 따른 광학 필터의 광학적 유효층은 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄, 또는 그들의 혼합물들 또는 폴리아미드의 층일 수 있다. 광학 필터는 하나 또는 몇 개의 광학적 활성층들을 함유할 수 있다. 광학적 유효층들은 배향 및/또는 도핑될 수 있다. 폴리비닐 알코올 또는 폴리아미드로 만들어진 광학적 유효층들이 바람직하다. 한편, 폴리아미드 층들이 호환가능한 또는 동일한 폴리아미드 층들에 매우 잘 부착한다고 알려진다. 놀랍게도 다른 한편으로, 본 발명에 따른 투명 보호 폴리아미드 층들이 폴리비닐 알코올 필름뿐만 아니라 폴리비닐 아세탈 필름, 폴리비닐 부티랄 필름 또는 세 개 재료 중 어느 것의 혼합물들로 만들어진 필름 모두와 매우 우수하게 결합한다는 것이 알려져 있다. 따라서 본 발명에 따른 투명 보호 폴리아미드층을 결합제 없이 또는 결합제와 함께 광학적 유효층에 적용하는 것이 가능하다. 결합제 없는 구조들이 바람직하다.

광학적 유효층을 위한 폴리아미드들은 디아민과 디카르복실산, 그리고 임의로 락탐 또는 α, ω- 아미노산으로 만들어진 투명 폴리아미드와 관련된다. 바람직한 디아민은 헥사메틸렌 디아민, 데칸디아민, 운데칸디아민, 트리메틸헥사메틸렌 디아민, 2-메틸-1,5-펜탄-디아민, 비스-(4-아미노-3-메틸-사이클로헥실)-메탄 (약어로 MACM), 비스-(4-아미노-사이클로헥실)-메탄 (약어로 PACM), 이소포론 디아민, 노르보난 디아민, m-크실렌 디아민 및 1,3-비스-(아미노메틸)-시클로헥산이다. 바람직한 디카르복실산은 아디프산, 아젤라산, 세바신산, 1,12-도데칸디온산, 브라질산(brassylic acid), 1,14-테트라데칸디온산, 1,15-펜타데카논산, 1,16-헥사데카논산, 1,18-옥타데카논산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 36 또는 44개의 탄소 원자를 가진 이량체 지방산, 이소프탈산, 테레프탈산 및 2,6-나프탈렌 디카르복실산이다. 바람직한 락탐은 락탐 또는 4, 6, 7, 8, 11 또는 12개의 탄소 원자를 가진 α,ω- 아미노산이다. 이들은 락탐 피롤리딘-2-온 (4개의 탄소 원자), ε-카프로락탐 (6개의 탄소 원자), 오에난데 락탐 (7개의 탄소 원자), 카프릴락탐 (8개의 탄소 원자), 락탐 11 (11개의 탄소 원자), 라우리노락탐 (12개의 탄소 원자) 또는 1,4-아미노부타논산의 α,ω- 아미노산, 1,6-아미노헥사논산, 1,7-아미노헵타논산, 1,8-아미노옥타논산, 1,11-아미노운데카논산 및 1,12-아미노도데카논산이다. 광학적 유효층을 위한 폴리아미드들은 보호 폴리아미드 층들을 위해 이미 언급된 첨가제들로부터 선택되는 첨가제들을 임의로 함유한다.

광학 필터는 본 발명에 따른 하나 또는 두 개의 비연신 보호 폴리아미드 층들을 포함할 수 있다. 그러한 광학 필터는 컷-오프 필터, 통과 필터, 단파-통과 필터, 장파-통과 필터, 대역-통과 필터, 보색 컬러 필터, IR 컷-오프 필터들, UV 컷-오프 필터들, 눈부심-방지 필터들, 편광 필터들, 조광 필터, 중성 필터, 멀티밴드 필터들, 간섭 필터들, 전환 필터들, 보정 필터들, 효과 필터들 또는 그러한 필터들의 어느 바람직한 조합일 수 있다. 그러한 광학 필터는 편광 필터의 형태에서 바람직하다. 그러한 광학 필터를 가진 광학 부품들은 조명 필터, 레이저 스캐너용 필터, 센서, 안전망, 안경(spectacle) 렌즈, 헬멧 얼굴 가리개(visor), 보호 고글, 스포츠용 고글, 투영 장치용 렌즈 또는 필터, 측정기용 렌즈 또는 필터, 또는 사진 촬영용 필터로서 사용될 수 있다.

그러한 광학 필터는 추가로 평면-평행 형태에서 또는 성형 후 사용될 수 있다. 그러한 필터들은 적층, 코팅, 백-몰딩 또는 특수 사출성형 방법들에 의한 추가의 코팅들의 적용에 의해 더욱 가공될 수 있다. 이 공정에서, 이들 코팅들을 결합제 층과 함께 또는 결합제 층 없이 적용하는 것이 가능하다. 결합제는 추가 가능성으로서 코팅들의 재료에 미리 혼합될 수 있다. 코팅들은 바람직하게 결합제 없이 보호 폴리아미드 층에 적용된다.

코팅들은 5 ㎛ 이상, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 15 mm, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 내지 10 mm의 두께를 갖는다. 코팅들은 층으로서 5.1 ㎛ 내지 800 ㎛의 두께로 그리고 몸체로서 801 ㎛ 내지 15 mm의 두께로 지정될 수 있다.

코팅들을 위한 재료는 바람직하게는 보호 폴리아미드층과 화학적으로 양립가능하다. 그것은 보호 폴리아미드층의 폴리아미드, 또 다른 폴리아미드, 폴리아미드 블렌드 또는 또 다른 폴리머와 관련될 수 있다. 다른 폴리머는 예를 들면 열가소성 폴리우레탄, 듀로플라스틱 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리에스터 또는 폴리카보네이트와 관련될 수도 있다. 폴리아미드는 코팅들을 위한 재료로서 바람직하다. 그 결과, PA MACMI/12로 만들어진 보호층은 PA MACM12, PA MACM14, PA MACM18, PA MACM36, PA MACM10/11, PA MACM10/1010, PA MACM10/1014, PA MACM14/1114, PA 6I/6T/PACMI/PACMT/MACMI/MACMT/12, PA 12, PA 11, 폴리에스테르 아미드, 폴리에테르 아미드, 폴리에테르 에스테르 아미드, PA PACM12/MACM12, PA PACM14/MACM14, PA PACM12, PA PACM14, PA PACM18, PA PACM36 또는 PA MACMT/12와 같은 폴리아미드 재료들로 매우 잘 코팅될 수 있다.

코팅제는 임의로 보호 폴리아미드 층들로서 이미 언급된 첨가제들로부터 선택된 첨가제들을 함유한다. 코팅제는 또한 필요에 따라 광학 필터링 특성을 가질 수 있다. 더욱이 층들은 보호 폴리아미드층과 코팅제에 둘 다 적용될 수 있다. 그것은 광학적으로 얇은 층들(1 ㎛ 미만의 두께), 광학적으로 얇은 필름들 (1 ㎛ 내지 5 ㎛의 두께), 추가로 광학 필터들 또는 그들의 조합들과 관련될 수 있다. 얇은 층들은 예를 들면 반사방지 층들, 장식용 층들, 렌즈 코팅들, 반사방지 코팅들 또는 거울 코팅들이다. 얇은 필름들은 예를 들면 하드 코트들(hard coats) 또는 김서림-방지 층들을 포함한다.

본 발명은 하나 이상의 광학적 유효층 및 용액으로부터 캐스트된 하나 이상의 비연신 보호 폴리아미드층을 포함하는 광학 필터를 제공한다.

폴리아미드들과 그들의 필름에 대한 일반적인 생산 요건:

폴리아미드들의 생산은 공급 용기 및 반응 용기를 갖는 공지의 교반가능한 압력 오토클레이브(autoclave)에서 공지의 방식으로 발생한다. 탈이온수가 공급 용기에 공급되고, 모노머들과 첨가제들이 첨가된다. 그리고 나서 질소에 의해 불활성화가 여러 번 수행된다. 그리고 나서 균일한 용액을 얻기 위해, 발생하는 압력 하에서 교반하면서 150에서 230℃로 가열이 수행된다. 그리고 나서 이 용액은 스크린을 통해 반응 용기로 펌프되고 거기에서 최대 30 bar의 압력에서 260 내지 310℃의 바람직한 반응 온도로 가열된다. 배치는 반응 온도에서 0.5 내지 4 시간 동안 압력 상으로 유지된다. 압력은 1 내지 4 시간 내에 이후의 릴리프(relief) 상에서 대기 압력으로 감소되는데, 여기서 온도가 약간 감소할 수 있다. 이후의 탈기 상에서, 배치는 250 내지 340℃의 온도에서 0.5 내지 3 시간 동안 대기 압력으로 유지된다. 폴리머 용융물은 스트랜드(strand) 형태로 인도되고, 10 내지 80℃의 수조에서 냉각되고, 그리고 나서 과립화된다. 과립상은 질소 하에서 또는 진공 중에서 80 내지 120℃에서 12 내지 48 시간 동안 0.1 중량% 하의 수분 함량으로 건조된다.

폴리아미드의 상대 점도 (메타-크레졸에서 0.5 중량%의 용액 20℃에서 측정)는 1.40 내지 2.00, 바람직하게는 1.45 내지 1.90, 특히 바람직하게는 1.50 내지 1.80이다.

용액으로부터 비연신 필름 캐스트의 생산은 폴리아미드 과립 또는 분말을 교반에 의해 용매 중에 용해시키는 공지 방식으로 발생한다. 이는 상온 또는 증가된 온도에서 발생한다. 증가된 온도의 경우에, 용매 증기가 응축되고 회수된다는 것을 명심할 것이 요구된다. 용액의 농도는 10 내지 40 중량%이다. 얻어진 투명한 용액은 예를 들면 금속, 유리 또는 플라스틱으로 만들어진 토대에 적용된다. 용매 혼합물의 증발에 의해 형성된 필름은 IR 방열기가 있는 로(furnace)에서 또는 공기 중에서 건조된다. 필름은 이 건조 전이나 후에 토대로부터 탈착될 수 있다.

용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소프로판올, 제3급 부탄올, 톨루엔, 크실렌, 메타-크레졸, 에틸 벤젠, 테트라하이드로퓨란, 퓨란, 메틸렌 클로라이드, 2-클로로톨루엔, 4-클로로톨루엔, 다이옥산, n-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 술폭시드, 포름산 및 그들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된다. 용매는 바람직하게는 메탄올/메틸렌 클로라이드, 에탄올/메틸렌 클로라이드, 이소프로판올/메틸렌 클로라이드, 에탄올/메틸렌 클로라이드/테트라하이드로퓨란, 메탄올/메틸렌 클로라이드/테트라하이드로퓨란, 포름산, 에탄올/메틸렌 클로라이드/톨루엔, 에탄올/메틸렌 클로라이드/메타-크레졸, 에탄올/메틸렌 클로라이드/메타-크레졸, 메타-크레졸, 메탄올/메틸렌 클로라이드/메타-크레졸, 포름산/메타-크레졸, n-메틸-2-피롤리돈/메틸렌 클로라이드/메타-크레졸, n-메틸-2-피롤리돈/메타-크레졸, n-메틸-2-피롤리돈/포름산/메타-크레졸, 에틸 벤젠/메타-크레졸, 에틸 벤젠/포름산/메타-크레졸, 에탄올/메타-크레졸, 메탄올/메타-크레졸, 2-클로로톨루엔/메타-크레졸, 4-클로로톨루엔/메타-크레졸로 이루어진 군으로부터 선택된다.

용액으로부터 캐스트된 폴리아미드 필름의 두께는 20 내지 195 ㎛, 바람직하게는 25 내지 185 ㎛, 특히 바람직하게는 40 내지 180 ㎛, 더욱 바람직하게는 70 내지 180 ㎛이다.

시험 예에서 사용된 모노머들:

이소프탈산 (I): 녹는점 345 내지 348 ℃

승화 온도 0.07 mmHg에서 100 ℃

제조사: BP Amoco Chemicals

라우로락탐 (12): 녹는점 151 ℃

제조사: EMS-UBE Ltd.

MACM: 비스-(4-아미노-3-메틸-사이클로헥실)-메탄

녹는점 -7 내지 -1℃

제조사: BASF AG

생산 예:

본 발명에 따른 코폴리아미드의 생산은 실시예 2에서 사용된 PA MACMI/12를 기준으로 하기에서 설명될 것이다. 탈이온수 42 kg을 300 L 압력 오토클레이브의 공급 용기에 공급하고, 이소프탈산 39.88 kg과 라우리노락탐 50.05 kg을 물에 교반시켰다. 그 후에, 비스-(3-메틸-4-아미노-사이클로헥실)-메탄 (MACM) 57.76 kg, 에멀젼 (소포제, 제조사: Dow Corning)의 소포제 RD 10 중량% 0.015 kg 그리고 마지막으로 벤조산 0.59 kg을 첨가하였다. 다음의 절차가 이어졌다:

·10회의 불활성화 후, 가열을 190℃로 수행하였다. 균질 용액을 190℃에서 스크린을 통해 반응 용기 내부로 펌프하였다.

·배치를 교반 하에서 280℃로 가열하고 가압상을 20 bar에서 1.5 시간 동안 유지하였다. 2.5 시간 안에 대기 압력으로의 릴리프가 일어났고 그 후에 275℃에서 2 시간 동안 탈기가 발생하였다.

·폴리머 용융물을 제거하였고, 수조 (20℃)에서 냉각시키고 과립화하였다.

·과립을 90℃ 진공(30 mbar)에서 수분 함량 0.1 중량% 이하로 건조시켰다.

·생성물의 상대 점도는 1.58이었다.

필름의 생산 예:

분말 형태의 실시예 2의 폴리아미드 21 중량%를, 증발 용매를 압축 후에 회수하면서, 35℃로 가열된 에탄올/메틸렌 클로라이드/테트라하이드로퓨란 (중량비 23:23:4)으로 이루어진 용매 혼합물 중에 교반하면서 용해시켰다. 용해 과정을 완전히 투명한 용액이 얻어질 때까지 계속하였다. 캐스트 필름을 닥터블레이드에 의해 상온에서 이 용액으로 생산하였고, 캐스트 필름을 70℃에서 수 분의 정지 후에 건조시켰다. 건조된 필름의 두께는 180 ㎛이었다.

폴리아미드들을 확인하는데 다음의 측정 규정들을 사용하였다:

헤이즈: ASTM D 1003

둥근 플레이트, 두께 2 mm, 반경 37.5 mm

온도 23 ℃

측정기: CIE 광 타입 C를 갖는 Byk Gardner 사의 Haze Gard 플러스

헤이즈 값은 조사된 광량의 %로 언급된다.

샤르피 충격 강도:

ISO 179/*eU

ISO 시험 로드, 기준: ISO/CD 3167, 타입 B1, 80 x 10 x 4 mm

온도 23 ℃

* 1 = 비-계기식, 2 = 계기식

샤르피 노치-바 충격 강도:

ISO 179/*eA

ISO 시험 로드, 기준: ISO/CD 3167, 타입 B1, 80 x 10 x 4 mm

온도 23 ℃

* 1 = 비-계기식, 2 = 계기식

유리 전이 온도 (Tg):

ISO 기준 11357-1/-2

과립

시차 주사 열량계 (DSC)는 20 K/min의 가열속도로 수행되었다.

개시 온도는 유리 전이 온도로 표시된다.

상대 점도:

ISO 307

0.5 중량%의 메타-크레졸 용액

온도 20 ℃

RV=t/t₀에 따른 상대점도(RV)의 계산은 기준 제11항을 기준으로 함.

시험편은 Arburg, 모델 Allrounder 420 C 1000-250 사출-성형 기계에서 생산하였다. 240 내지 290℃의 실린더 온도를 사용하였다. 금형 온도는 40 내지 80℃이었다. 연마된 주형을 광학 측정용 시트로서 사용하였다.

헤이즈 측정용 시험편은 건조한 상태에서 사용하였다. 이 목적을 위해, 이들을 건조한 환경, 예를 들어 사출성형 후에 상온에서 적어도 48 시간 동안 실리카겔 중에 저장하였다. 충격 강도 및 노치-바 충격 강도의 측정을 위한 시험편은 72℃ 및 상대 습도 62%에서 14일 동안 ISO 1110에 따라 조절하였다.

보호 폴리아미드층에, 천연 필름의 특성, 특히 동시에 높은 충격 강도 및 낮은 헤이즈 값에 대한 특이 요건들이 제거된다면, 라우로락탐이 매우 특정한 분율로 존재하는 것이 필요하다는 것이 알려져 있다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 보호 폴리아미드 층들은 전체 폴리아미드에 대해 25 몰%, 35 몰% 및 54 몰%의 라우로락탐의 분율에서 매우 우수한 값들을 얻었다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3
PA 성분	단위
MACMI	몰%	75	65	46
라우로락탐	몰%	25	35	54

측정 결과	단위
헤이즈	%	0.78	0.62	0.96
샤르피 충격 강도, 23 ℃	kJ/m²	> 100	> 100	> 100
샤르피 노치-바 충격 강도, 23 ℃	kJ/m²	6	8	9
유리 전이 온도	℃	190	160	110
상대 점도	-	1.51	1.58	1.67

본 발명에 따른 모든 실시예 1 내지 3은 100 kJ/m²이 넘는 충격 강도, 5 kJ/m²이 넘는 노치-바 충격 강도 및 또한 1 이하의 헤이즈 값을 얻었다. 유리 전이 온도는 실시예 1에서 190℃로 특별히 높고, 이것은 폴리아미드 몸체를 가진 이 후의 백-몰딩(back-molding)에 대해 매우 유리하였다. 보호 폴리아미드층의 유리 전이 온도는 실시예 2에서 160℃로 여전히 우수하고 실시예 3에서는 110℃로 여전히 허용가능하였다.

라우로락탐의 백분율이 전체 폴리아미드에 대하여 20 몰% 아래 또는 60 몰% 위에 놓이면, 표 2에 있는 비교예 4 및 5에서 나타낸 바와 같이, 상당히 불리한 결과들이 얻어졌다.

		비교예 4	비교예 5
PA 성분	단위
MACMI	몰%	80	39
라우로락탐	몰%	19	61

측정 결과	단위
헤이즈	%	0.65	2.21
샤르피 충격 강도, 23 ℃	kJ/m²	80	>100
샤르피 노치-바 충격 강도, 23 ℃	kJ/m²	4	9
유리 전이 온도	℃	200	100
상대 점도	-	1.45	1.73

비교예 4는 명백히 허용가능한 0.65 헤이즈 값을 얻었다. 그러나 이 재료는 부서지기 쉬운 것으로 분류되어야 할 정도로, 충격 강도 및 또한 노치-바 충격 강도가 너무 낮았다. 한편, 유리 전이 온도는 매우 높았다. 비교예 5는 우수한 충격 강도 및 노치-바 충격 강도를 나타내었다. 그러나 이 재료는 불투명하다고 분류되어야 할 정도로 헤이즈 값이 허용할 수 없을 만큼 높았다. 더욱이, 유리 전이 온도는 너무 낮았다.

적어도 하나의 보호 폴리아미드층은 전체 폴리아미드에 대하여 20 몰% 내지 60 몰%의 라우로락탐의 함량으로 요건들을 충족하였고, 이는 100 kJ/m²이 넘는 충격 강도, 5 kJ/m²이 넘는 노치-바 충격 강도 및 또한 1 이하의 헤이즈 값을 갖는다는 것을 의미한다.

용액으로부터 캐스트되고 PA MACMI/12로 만들어진 (35 몰%의 락탐 함량을 가진 이소프탈산과 MACM으로 만들어진 실시예 2의 코폴리아미드) 비연신 보호 폴리아미드층이 동일한 재료로 만들어진 압출 필름들의 사용과 비교하여 등방성에 관하여 주요한 이점을 제공한다는 것이 또한 알려져 있다. 동일한 이점이 (어느 방향성 디카르복실산을 함유하지 않는) 호모폴리아미드 PA MACM12로 만들어진 압출 필름에 대하여도 알려질 수 있다.

압출 필름과 비교하여 용액으로부터 캐스트된 보호 폴리아미드 층의 이점을 확인하기 위하여, PA/MACMI/12 캐스트 필름, PA MACMI/12 압출 필름 및 PA MACM12 압출 필름을 측정하였다. 이 목적을 위해, 두 개의 편광 필름들을 Perkin Elmer, Lambda 35 UV/VIS-Spectrometer 측정 빔(measuring beam)에 수직으로 서로의 뒤에 배열하고, 광 투과가 최소, 소위 잔여 광 투과를 달성하는 정도로 서로에 대해 뒤틀렸다. 이들 교차 편광 필름들 사이에, 프레임에 부착된 다양한 캐스트 및 압출 필름들은, 편광 필름들에 연속적으로 평행하게 유지시켰고 광 투과를 측정하였다. 기본 위치에서, 프레임들을 필름의 압출성형 방향이 수직으로 연장되는 방법으로 고정시켰다. 이 위치를 기준으로, 필름이 있는 프레임을 90°및 45°까지 돌렸고, 각각의 광 투과를 다시 측정하였다. 광 투과를 세 가지의 다른 파장들 (480 nm, 588 nm 및 644 nm)에서 측정하였다. 광 투과 및 잔여 광 투과를 조사광의 %로 표시하였다.

각각 폴리아미드로 만들어진 캐스트 및 압출 필름들의 두께는 180 ㎛였다. 사용된 편광 필름들의 두께는 30 ㎛이었다. 이들은 폴리비닐 알코올로 구성되었다.

표 3은 측정들이 480 nm의 파장에서 수행했을 때 얻어진 컴파일된 측정값들을 나타낸다. 교차 편광 필름들에서 잔여 광 투과는 0.089%이었다.

파장 480 nm

	PA MACMI/12 캐스트 필름	PA MACMI/12 압출 필름	PA MACM12 압출 필름
기본 위치	0.096 %	0.105 %	0.437 %
90°까지 회전	0.091 %	0.117 %	0.172 %
45°까지 회전	0.099 %	0.205 %	0.236 %

본 발명에 따른 PA MACMI/12로 만들어진 캐스트 필름은 480 nm의 기본 위치에서 단지 0.089%에서 0.096%로 광 투과를 증가시킨 것을 알 수 있다. 광 투과에서의 차이는 단지 0.007% 이었다. 캐스트 필름을 90°까지 회전했을 때, 광 투과는 0.091%로 낮아졌다. 그것은 45°까지 회전했을 때 0.099%로 약간 상승하였다. 광 투과는 캐스트 필름 위치에 의존하여 480 nm 내지 단지 최대 0.008%까지 변하기 때문에, PA MACMI/12로 만들어진 캐스트 필름에서 우수한 등방성이 입증될 수 있다. 폴리아미드 보호층은 일반적으로 세 개 위치들의 광 투과는 최대 0.013%, 바람직하게는 최대 0.010%까지 차이가 날 때 본 발명과 관련되어 등방성으로 간주된다.

PA MACMI/12로 만들어진 압출 필름에서, 광 투과는 480 nm의 기본 위치에서 0.089%로부터 0.105%까지, 즉, 0.016% 증가하였다. PA MACMI/12로 만들어진 압출 필름의 값들은 총 최대 0.100%까지 변하였다. 비등방성은 호모폴리머 PA MACM12로 만들어진 압출 필름으로 더욱 확고해지고, 광 투과는 480 nm의 기본 위치에서 0.089%로부터 0.437%로, 즉 0.348% 증가하였다. PA MACM12로 만들어진 압출 필름의 값들은 총 최대 0.265%까지 변하였다. 압출 필름들의 비등방성은 영상의 흐려짐의 원인이 된다.

표 4는 588 nm의 파장에서 측정을 수행했을 때 얻어진 측정값들의 컴파일링을 나타낸다. 교차 편광 호일에 의한 잔여 광 투과는 0.053%이었다.

파장 588 nm

	PA MACMI/12 캐스트 필름	PA MACMI/12 압출 필름	PA MACM12 압출 필름
기본 위치	0.187 %	0.197 %	0.285 %
90°까지 회전	0.179 %	0.189 %	0.211 %
45°까지 회전	0.177 %	0.207 %	0.366 %

본 발명에 따른 PA MACMI/12로 만들어진 캐스트 필름은 588 nm의 기본 위치에서 0.053%에서 0.187%로 광 투과를 증가시킨다는 것을 알 수 있다. 여기서 차이는 0.134%이었다. 캐스트 필름을 90°회전했을 때 광 투과는 0.179%로 감소하였다. 그것은 45°까지 회전했을 때 0.177%로 감소한다. 광 투과는 캐스트 필름 위치에 의존하여 588 nm 내지 단지 최대 0.010% 까지 변하기 때문에, PA MACMI/12로 만들어진 캐스트 필름은 이 파장에서 우수한 등방성의 원인이 될 수 있다. PA MACMI/12로 만들어진 압출 필름에서, 광 투과는 588 nm의 기본 위치에서 0.053%에서 0.197%로, 즉 0.144% 증가하였다. PA MACMI/12로 만들어진 압출 필름을 가진 값들은 총 0.019%까지 변하였다.

비등방성은 호모폴리머 PA MACM12로 만들어진 압출 필름에서 심지어 더욱 확고해지고, 광 투과는 588 nm의 편광 필름들의 기본 위치에서 0.053%에서 0.285%로, 즉 0.232% 증가하였다. PA MACM12로 만들어진 압출 필름의 값들은 총 0.155%까지 변하였고, 따라서 압출성형에 의해 만들어진 두 개의 비교 필름들은 매우 불량한 등방성을 가졌다.

표 5는 644 nm의 파장에서 측정을 수행했을 때 얻어진 측정값들의 컴파일링을 나타낸다. 잔여 광 투과는 교차 편광 필름들에서 0.050%이었다.

파장 644 nm

	PA MACMI/12 캐스트 필름	PA MACMI/12 압출 필름	PA MACM12 압출 필름
기본 위치	0.060 %	0.068 %	0.254 %
90°까지 회전	0.069 %	0.083 %	0.102 %
45°까지 회전	0.064 %	0.073 %	0.274 %

본 발명에 따른 PA MACMI/12로 만들어진 캐스트 필름은 644 nm의 기본 위치에서 0.050%에서 0.060%로 광 투과를 증가시킨 것을 알 수 있다. 여기서 차이는 단지 0.010%이다. 캐스트 필름이 90°까지 회전될 때 광 투과는 0.069%로 증가하였다. 광 투과는 45°까지 회전될 때 0.064%로 증가하였다. 644 nm 에서 광 투과가 캐스트 필름의 위치에 의존하여 단지 최대 0.009% 까지 변화하기 때문에, PA MACMI/12로 만들어진 캐스트 필름은 이 파장에서 매우 우수한 등방성의 원인이 될 수 있다.

PA MACMI/12로 만들어진 압출 필름의 광 투과는 644 nm의 기본 위치에서 0.050%에서 0.068%로, 즉 0.018% 증가하였다. PA MACM12로 만들어진 압출 필름의 값들은 총 0.015% 변하였다. 비등방성은 호모폴리머 PA MACM12로 만들어진 압출 필름에 의해 심지어 더욱 확고해지고, 광 투과는 644 nm의 편광 필름들의 기본 위치에서 0.050%로부터 0.254%로, 즉, 0.204% 증가하였다. PA MACM12로 만들어진 압출 필름의 값들은 총 0.172% 변하였다.

대조 실험들은 "RILAMID TR 90" (EMS-CHEMIE AG)로 또한 공지의 PA MACM 12로부터 캐스트 필름들이 생산될 수 없다는 것을 나타내는데, 왜냐하면, 한 편으로는 투명한 용액이 얻어질 수 없고 다른 한편으로는 용액이 불안정하기 때문이며, 이것은 용액이 짧은 기간 안에 진해지고 덩어리들이 형성될 것이라는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 광학 필터의 이점들은 다음을 포함한다:

- 용액으로부터 캐스트되고 PA MACMI/12로 만들어진 제안된 비연신 보호 폴리아미드 층들은 수 개의 작업 단계들에서 일정한 두께로 생산될 수 있다.

- 유리 전이 온도의 단순한 변이는 라우로락탐의 함량을 변화시킴에 의해 가능하다.

- 제안된 보호 폴리아미드 층들은 압출 필름들보다 실질적으로 더 나은 우수한 광학적 등방성을 나타낸다.

- PA MACMI/12로 만들어진 제안된 보호 폴리아미드 층들은 (겔 입자의 함량, 함유물, 먼지 입자 등에 관하여) 광학적 품질이 높고, 헤이즈 값들이 낮다.

- 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄 또는 그들의 혼합물들로 만들어진 필름과 보호 폴리아미드층 사이에 결합제 층이 없이도 매우 우수한 결합을 갖는다.

- 보호 폴리아미드층과 추가로 적용된 폴리아미드 사이에 결합제 층이 없이도 매우 우수한 결합을 갖는다.

- 보호 폴리아미드 층은 매우 우수한 내화학성을 나타낸다.

- 보호 폴리아미드 층은 매우 우수한 내균열성을 나타낸다.

- 보호 폴리아미드 층은 매우 우수한 아베 수(Abbe nummber)(40 내지 55)를 가진다.

- 보호 폴리아미드 층은 매우 우수한 굴절율 n_D ²⁰ (1.50 - 1.60)을 가진다.

Claims

하나 이상의 광학적 유효층 및 양면 상에 보호층을 포함하고, 상기 보호층의 하나 이상은 용액으로부터 캐스트(cast)된 비연신 보호 폴리아미드층인 광학 필터로, 상기 하나 이상의 보호 폴리아미드층은 PA MACMI/12와 임의의 첨가제들로 구성되고 상기 하나 이상의 보호 폴리아미드층은 전체 폴리아미드에 대해 23 몰% 내지 57 몰%의 라우로락탐의 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항에 있어서, 전체 폴리아미드에 대해 각각, 상기 하나 이상의 보호 폴리아미드층은 31 몰% 내지 55 몰%의 라우로락탐의 함량, 바람직하게는 38 몰% 내지 55 몰%의 라우로락탐의 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 보호 폴리아미드층이 20 내지 195 ㎛, 바람직하게는 25 내지 185 ㎛, 특히 바람직하게는 40 내지 180 ㎛의 두께를 가진 캐스트 폴리아미드 필름으로 배열된 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 필터가 하나 또는 두 개의 보호 폴리아미드 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 광학적 유효층이 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄 또는 그들의 혼합물들, 폴리아미드, 바람직하게는 폴리비닐 알코올 또는 폴리아미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 필터의 하나 이상의 보호 폴리아미드층과 광학적 유효층 사이에 결합제(bonding agent) 층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 양면 상에 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제7항에 있어서, 코팅을 위한 재료가 폴리아미드, 폴리아미드 블렌드 또는 폴리머인 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제8항에 있어서, 광학적 얇은 층들, 광학적 얇은 필름들, 더욱이 광학 필터들 또는 이들의 조합들이 코팅 및/또는 보호 폴리아미드층에 적용되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제9항에 있어서, 광학적 얇은 층들 또는 광학적 얇은 필름들이 반사방지 층들, 장식용 층들, 렌즈 코팅들, 반사방지 코팅들, 거울 코팅들, 하드코트들(hard coats) 및 김서림-방지 층들을 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 임의의 첨가제들이 무기 및 유기 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, UV 안정화제, UV 흡수제, UV 차단제, IR 흡수제, NIR 흡수제, 산화방지제, 오존분해방지제, 핵생성제, 결정화 지연제, 주조 이형제, 윤활제, 블로킹 방지제, 분리제, 유기 및 무기 안료, 컬러링제, 축합 촉매, 쇄 조절제, 소포제, 쇄-연장 첨가제, 유연제, 광색성의 첨가제, 비-변형 및 변형, 천연 및 합성 층상규산염(phyllosilicates) 및 광학적 표백제를 포함하는 군으로부터 필요에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광학 필터를 갖는 광학 부품으로, 부품은 조명 필터, 레이저 스캐너용 필터, 센서, 안전망, 안경(spectacle) 렌즈, 헬멧 얼굴 가리개(visor), 보호 고글, 스포츠용 고글, 투영 장치용 렌즈 또는 필터, 측정기용 렌즈 또는 필터, 또는 사진 촬영용 필터인 것을 특징으로 하는 광학 부품.