KR20170057320A - 높은 강도를 갖는 광 확산 플라스틱 - Google Patents

Abstract

광 확산 플라스틱은, 40 내지 94.9 질량% 의 중합체 수지 매트릭스; 5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및 0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고; 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.02 이하이고; 상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 DLD 값을 포함하고, 상기 1mm 두께 샘플은 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고, 상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 포함한다.

Description

높은 강도를 갖는 광 확산 플라스틱 {OPTICALLY DIFFUSIVE PLASTIC HAVING HIGH STIFFNESS}

본 발명은 높은 강도를 갖는 광 확산 플라스틱에 관한 것이다.

광 확산기(Optical diffusers) 및 광학 렌즈는 물체를 균일하게 빛을 비추기 위하여 영역에 거쳐 광원으로부터 방출되는 광을 분산시키기 위해 다양한 용도로 사용될 수 있다. 확산기로서 작동하는 위한 물품의 능력의 측정은 광 분산도(DLD: Degree of Light Dispersion)가 있을 수 있고, 이것은 고정된 투과율에서 물체를 통과하여 지나가는 빛의 코히어런트 전송(coherent transmission)와 확산 전송 사이의 차이를 측정하는 것이다. 이러한 확산기 및 렌즈는 휴대폰, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 등의 디스플레이 스크린, 전구, 및 광 분산이 요구되는 임의의 조명 장치를 포함하는 포함한 다양한 용도로 사용될 수 있다.

광 확산기 및 렌즈들은 그들의 확산 효과를 개선하기 위하여 착색제 및/또는 표면 처리를 포함할 수 있는 유리로 제조될 수 있다. 유리 확산기와 렌즈는 우수한 강도(stiffness), 및 우수한 광 확산도를 제공할 수 있으나, 열악한 내충격성을 갖는다. 유리로 만들어진 얇은 벽 확산기 및 렌즈는 같은 사이즈의 플라스틱 제품에 비해 무거운 것이 될 수 있다. 확산기 및 렌즈를 만들기 위해, 엔지니어 플라스틱(EP: engineered plastics), 예를 들면, 폴리카보네이트(PC: polycarbonate) 및 폴리(메틸 메타크릴 레이트)(PMMA: poly(methyl methacrylate)를 사용하는 것은 그 무게를 줄일 수 있다. 그러나, 이러한 플라스틱들은 다른 단점을 가질 수 있다. 예를 들어, PC는 열악한 강도를 가질 수 있으며, PMMA는 열악한 강성과 낮은 내충격성을 가질 수 있다.

따라서, 유리와 다른 엔지니어 플라스틱들에 비하여 적은 무게를 가질 수 있으면서도, 높은 강도, 충격 강도, 및 높은 광 분산도(DLD) 값을 가질 수 있는, 얇은 벽의 광 확산기 및/또는 광학 렌즈로 형성될 수 있는 광 확산 플라스틱들에 대한 필요가 남아 있다.

광 확산 플라스틱 및 이로 만들어진 플라스틱 제품들이 여기에 개시된다.

실시 예에서, 광 확산 플라스틱은, 40 내지 94.9 질량%(mass%)의 중합체 수지 매트릭스; 5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및 0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고, 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.02 이하이고; 상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리(goniophotometry)에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 광분산도(DLD) 값을 포함하고, 상기 1 mm 두께 샘플은 CIE 표준 광원 D65을 사용하여, ASTM D1003에 절차 A에 의해 결정되는 경우, 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고, 상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 ASTM D790에 의해 결정되는 경우, 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 포함한다.

또 다른 실시 예에서, 광 확산 플라스틱은, 40 내지 94.9 질량%의 중합체 수지 매트릭스; 5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및 0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고; 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률 사이의 차이는 0.02 이하이고; 상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 DLD 값과, CIE 표준 광원 D65을 사용하여, ASTM D1003에 절차 A에 의해 결정되는 경우, 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고; 1 mm의 두께, 13.2 mm의 폭, 121 mm의 길이를 갖는 상기 광 확산 플라스틱의 테스트 샘플은, 60 mm의 스팬(span)을 가로질러 연장되고, ASTM D5023에 따라 상기 스팬의 중심 및 상기 샘플의 중심에 위치하고 5 mm 직경을 갖는 부하 헤드(load head)에 의해 가해지는 1 kgf의 부하를 받는 경우, 10 mm 이하의 변형을 나타낸다.

상술한 및 다른 특징은 다음의 도면들과 및 상세한 설명에 의해 예시된다.

이제, 예시적인 실시 예들인, 도면들을 참조하고, 여기서 같은 요소는 같은 도면부호로 표시된다.
도 1은 비교 예 C7의 고니오포토메트릭(goniophotometric) 성능을 나타내는 도면이다.
도 2는 비교 예 C8의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 3은 비교 예 C9의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 예 E6의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 5는 비교 예 C10의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 6은 비교 예 C11의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 7은 비교 예 C12의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 예 E7의 고니오포토메트릭 성능을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 예 E6와 비교 예 C7, C8, C9의 투과율 대 입사각을 나타내는 그래프이다.
도 10은 비교 예 C10, C11, C12와 실시 예 E7의 투과율 대 입사각을 나타내는 그래프이다.
도 11은 DLD의 정의를 나타내는 그래프이다.
도 12는 샘플을 측정하는 고니오포토미터(goniophotometer)를 개략적으로 나타내는 도면이다.

해결해야 할 문제는 우수한 가시광 투과율을 가질 수 있는 광 확산 플라스틱을 제공하는 것을 포함할 수 있고, 향상된 강도를 가질 수 있으며, 향상된 내충격성을 가질 수 있고, 다양한 용도의 사용을 위한 DLD 값의 범위를 제공하도록 만들어질 수 있다. 본 발명의 주제는, 예를 들어, 40% 이상의 가시광 투과율, 향상된 강도, 향상된 내충격성, 및 1° 이상, 구체적으로 5° 이상의, 보다 구체적으로 10° 이상의 DLD 값을 나타내는 광 확산 플라스틱 조성물을 제공함에 의해, 이러한 문제에 대한 해결책을 제공하는 데의 도움이 될 수 있다. 예를 들면, 3.2 mm 두께 플라크(plaque)의 광 확산 플라스틱 조성물은, ASTM D790에 의해 결정될 때, 2,500 MPa 이상의, 구체적으로 3,000 MPa 이상의, 보다 구체적으로 4,000 MPa 이상의, 훨씬 더 구체적으로 5,000 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스(flexural modulus)를 포함한다.

여기에 개시된 광 확산 플라스틱 물질은 중합체 수지 매트릭스(polymer resin matrix), 유리 충전제(glass filler), 및 광 확산 요소(light diffusing component)을 포함할 수 있다. 이러한 광 확산 플라스틱 물질은 유리에 비하여 향상된 내충격성을 제공할 수 있다. 이러한 광 확산 물질들은 유리에 비하여 감소된 무게를 제공할 수 있다. 이러한 광 확산 플라스틱 물질들은 같은 두께의 다른 중합체 조성물들에 비하여 향상된 강도를 제공할 수 있다. 이러한 광 확산 플라스틱 물질들은 같은 두께의 다른 중합체의 조성물들에 비하여 안정된 광 투과율 및 확산 효과를 제공할 수 있다. 이러한 광 확산 플라스틱 물질들은 다양한 용도로 사용하기 위해 특정 두께로 DLD 값들의 범위를 제공하도록 만들어질 수 있다.

중합체 수지 매트릭스에 유리 충전제를 배치하는 것은 유리 충전제가 없는 중합체의 수지에 비하여 강도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 유리 충전제를 상기 중합체 수지 매트릭스에 섞는 것은 이러한 물질들의 광 투과율을 감소시킬 수 있다. 이러한 섞인 중합체 수지들은 불투명할 수 있다. 중합체 수지 매트릭스들의 굴절률과 유사한 굴절률(RI)을 갖는 유리 충전제를 선택하는 것은 유리 강화 물질의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 폴리카보네이트(PC: polycarbonate) 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA: poly(methyl methacrylate))와 같은, 중합체의 수지들은, 유리 충전제가 섞이는 경우, 이러한 수지들이 유리 충전제가 없는 경우에 비하여 높은 헤이즈(haze) 값을 가질 수 있다. 따라서, 이들은 투명한 적용 제품들에는 바람직하지 않을 수 있다. 그러나, 중합체 물질의 굴절률(RI)에 가까이 일치된 굴절률(RI)을 갖는 유리 충전제로 섞인, 중합체 수지는 확산 적용 제품들에서 향상된 성능 (DLD, 헤이즈, 투과율, 휨 모듈러스, 등)을 제공한다. 가깝게 일치된 굴절률(RI)을 갖는 유리 충전제를 포함하는 이러한 중합체 수지들은 강도와 확산 광 성능 모두를 요구하는 적용 제품들에서 유용할 수 있다.

광 확산 물질들의 중합체 수지 매트릭스는 중합체 수지 매트릭스의 굴절률(RI)과 유리 충전제의 굴절률(RI) 사이의 차이가, 예를 들면 0.0001 내지 0.02, 또는 0.001 내지 0.01, 또는 0.001 내지 0.002 (예를 들면, 0.001)인, 0.02 이하가 되도록 만들어질 수 있다. 중합체 수지 매트릭스의 굴절률(RI)과 유리 충전제의 굴절률(RI) 사이의 차이를 감소시키는 것은 열가소성 수지(thermoplastic resin) 조성물의 굴절률(RI)을 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 중합체 수지 매트릭스의 굴절률(RI)과 유리 충전제의 굴절률(RI)의 차이를 감소시키는 것은 유리 충전제의 굴절률(RI)을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.

여기에 개시된 광 확산 플라스틱 물질의 유리 충전제는, 내알칼리 유리(alkali resistant glass), 전기 저항 유리 (electric resistant glass), 바륨 크라운 유리(barium crown glass), E-글라스(E-glass), D-글라스(D-glass), R-글라스(R-glass), E-CR-글라스(E-CR-glass), C-글라스(C-glass), S-글라스(S-glass), 및 AE-글라스(AE-glass), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 유리 충전제의 몇 가지 예로, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 일본전기초자주식회사(Nippon Electric Glass Co., Ltd)로부터 상업적으로 이용 가능한 NEG T120-GF 유리 섬유, 또는 (중국, 다두커우 구(Dadukou District) 충칭(Chongquing)의) 충칭 폴리콤프 인터내셔날 (CPIC: Chonqing Polycomp International Corp.)로부터 상업적으로 이용 가능한 ECS-307 유리 섬유를 포함할 수 있다.

[표 1]에 제공된 유리 충전제의 예들은 예시적인 유리 충전제들을 요약하는 것을 의도한 것이다.

광 확산 플라스틱 조성물은, (중합체 수지(들) 유리 충전제(들), 광 확산 요소(들) 및 다른 선택적 첨가제의) 전체 조성물의 결합된 질량에 기초하여, 예를 들면 10 질량% 내지 50 질량%, 또는 20 질량% 내지 40 질량%, 또는 25 질량% 내지 35 질량%(예를 들면, 30 질량%)인, 5 질량% 내지 50 질량%의 유리 충전제를 포함할 수 있다. 상기 유리 충전제는 밀드(milled) 섬유, 초프드(chopped) 섬유, 파우더(powders), 플레이크(flakes), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합의 형태가 될 수 있다. 상기 유리 충전제는, 예를 들면 구형, 원통형, 불규칙한 형상, 판 형상(plate-like), 또는 섬유 형상(fiber-like)과 같은 임의의 형상이 될 수 있다. 유리 충전제 형태의 혼합물은, 예를 들면 섬유와 플레이크가 사용될 수 있다.

광 확산 플라스틱 조성물로 광학적 및 물리적 특성들의 바람직한 안정성을 제공하도록, 상기 유리 충전제 입자들의 평균 최대 치수는, 상기 조성물의 처리 과정 동안에, 예를 들면, 제품의 형성에 적합한 형태로 조성물을 제공하는 동안에, 발생할 수 있는 어떠한 파손 또는 다른 사이즈의 감소를 고려하여, 선택될 수 있다. 예를 들면, 섬유상 형태(fibrous form)의 경우에, 상기 유리는, 예를 들면, 1 내지 800, 또는 10 내지 400, 또는 20 내지 200인, 1,000 이하의 (섬유들의 직경(d)에 대한 길이(L)의 평균 비율(L/d)인) 후-처리 종횡비(post-processing aspect ratio)를 제공하도록 선택될 수 있다. 섬유 모양 형태의 경우, 상기 유리 충전제의 평균 직경은, 예를 들면, 5 ㎛ 내지 22 ㎛, 또는 10 내지 13 ㎛인, 1 ㎛ (micrometer) 내지 24 ㎛가 될 수 있다. (상기 섬유의 길이방향 차원에 수직한 평면에서 취해진) 유리 섬유의 단면은, 예를 들면, 원형, 타원형, 다각형, 및 불규칙한 형상과 같은, 임의의 형상이 될 수 있다. 비-섬유상 유리 충전제 형상들은, 상기 유리 후-처리의 평균 최대 직경은, 예를 들면, 5 ㎛ 내지 40 ㎛, 또는 7 ㎛ 내지 30 ㎛인, 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 일 수 있다. 멀티모달(Multimodal) 입자 사이즈 분포가 사용될 수 있다.

상기 유리 충전제의 굴절률은, 예를 들면, 1.564 내지 1.576인, 1.564 내지 1.582 일 수 있다.

상기 광 확산 플라스틱 조성물은, (중합체 수지(들), 유리 충전제(들), 광 확산 요소(들) 및 다른 선택적 첨가제들의) 전체 조성물의 결합된 질량에 기초하여, 예를 들면, 0.01 질량% 내지 8 질량%, 또는 0.01 질량% 내지 5 질량%인, 0.01 질량% 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함할 수 있다.

상기 광 확산 플라스틱 물질의 광 확산 요소는 광 확산 유기물, 또는 무기물, 또는 유기물과 무기물의 조합을 포함할 수 있다. 광 확산 유기물들의 예로, 폴리(아크릴레이트)(poly(acrylates)); 예를 들면 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 폴리(알킬 메타크릴레이트)(poly(alkyl methacrylates)); 폴리 (테트라플루오로에틸렌)(poly(tetrafluoroethylene))(PTFE); 예를 들면, (Momentive Performance Materials Inc로부터 상표명 Tospearl^TM 로 상업적으로 이용 가능한 것들과 같은) 하이드롤라이즈드 폴리(알킬 트리알콕시실란)(hydrolyzed poly(alkyl trialkoxysilanes)) 및 폴리메틸실세스퀴옥세인(polymethylsilsesquioxane)과 같은, 실리콘(silicones); 또는 이 유기물들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있고, 여기서 상기 알킬기는 1에서 대략 12개까지의 탄소 원자를 갖는다. 광 확산 무기물들의 예로, 안티몬(antimony), 티타늄(titanium), 바륨(barium), 또는 아연(zinc), 예를 들면, 이산화티탄(titanium dioxide), 산화 아연(zinc oxide), 산화 안티몬(antimony oxide)과 같은, 이들의 산화물 또는 황화물, 이 무기물들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.

상기 광 확산 요소는, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 구(spherical), 구와 같은 형상(sphere-like), 타원체, 원통형, 및 (회전 축에 대해 대칭인 3차원 다각형 형상인) 직선 또는 곡선 가장자리를 갖는 회전 다각형을 포함하는 임의의 형상이 될 수 있다. 상기 광 확산 요소의 단면 형상은, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 둥근 형상, 타원형, 및 (직선 또는 곡선 가장자리를 갖는) 다각형을 포함하는, 임의의 형상이 될 수 있다. 상기 광 확산 요소는 멀티모달 분포를 포함하는, 임의의 입자 사이즈 분포를 갖는 입자들을 포함할 수 있다. 상기 광 확산 요소는, 예를 들면, 0.1 ㎛ 내지 40 ㎛, 또는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛, 또는 2.0 ㎛인, 0.1 ㎛ 내지 70 ㎛ 평균 입자 사이즈를 가질 수 있다. 여기에 사용되는 바와 같이, 상기 입자 사이즈는 주축 (즉, 가장 긴 축)을 따라서 측정되는 경우의 것이다. 상기 광 확산 요소는 유기 실리콘 수지 비드(organosilicon resin beads)들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 광 확산 요소는 (예를 들면, Momentive Performance Materials Inc로부터 상업적으로 이용 가능한 Tospearl^TM 120A 비드와 같은 ), 2.0 ㎛의 평균 입자 사이즈를 갖는 폴리메틸실세스퀴옥세인 비드를 포함할 수 있다.

상기 광 확산 플라스틱 조성물은, (중합체 수지(들), 유리 충전제(들), 광 확산 요소(들), 및 다른 선택적 첨가제(들)의) 전체 조성물의 결합 된 질량에 기초하여, 예를 들면, 70 질량% 내지 90 질량%, 또는 75 질량% 내지 85 질량%, 또는 80 질량% 내지 82 질량%인, 40 질량% 내지 94.9 질량%의 중합체 수지 매트릭스를 포함할 수 있다. 상기 광 확산 플라스틱 물질의 중합체 수지 매트릭스는 열가소성 수지(thermoplastic resin), 열경화성 수지(thermoset resin) 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함 할 수 있다.

가능한 열가소성 수질들은, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 올리고머(oligomers), 중합체(polymers), 이오노머(ionomers), 덴드리머(dendrimers), 그라프트 공중합체(graft copolymers), 블록 공중합체(block copolymers)와 같은 (예를 들면, 스타 블록 공중합체(star block copolymers), 랜덤 공중합체(random copolymers), 등의) 공중합체 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함한다. 이러한 열가소성 수지의 예들로, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 폴리카보네이트(polycarbonates) (예를 들면, 100 그레이드(grade) PCP, PCP 1300, 및 (폴리카보네이트-폴리부타디엔 혼합물, 공폴리에스테르 폴리카보네이트(copolyester polycarbonates)와 같은 폴리카보네이트 혼합물), 폴리스티렌(polystyrenes) (예를 들면, 폴리카보네이트와 스티렌의 공중합체, 폴리페닐렌 에테르-폴리스티렌 혼합물(polyphenylene ether-polystyrene blends)), 폴리이미드(polyimides)(PI) (예를 들면, 폴리에터이미드(polyetherimides)(PEI)), 아크릴로-스티렌-부타디엔(acrylonitrile-styrene-butadiene)(ABS), 폴리알킬메타크릴레이트(polyalkylmethacrylates) (예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylates)(PMMA)), 폴리에스테르(polyesters) (예를 들면, 공폴리에테르(copolyesters), 폴리치오에스테르(polythioesters)), 폴리올레핀(polyolefins) (예를 들면, 폴리프로필렌(polypropylenes)(PP) 및 폴리에틸렌(polyethylenes), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylenes)(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylenes)(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylenes)(LLDPE)), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 폴리아미드(polyamides) (예를 들면, 폴리아미드이미드(polyamideimides)), 폴리아릴레이트(polyarylates), 폴리설폰(polysulfones) (예를 들면, 폴리아릴설폰(polyarylsulfones), 폴리설폰아미드(polysulfonamides)), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfides), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylenes), 폴리에테르(polyethers) (예를 들면, 폴리에테르 케톤(polyether ketones)(PEK), 폴리에테르 에테르케톤(polyether etherketones)(PEEK), 폴리에테르설폰(polyethersulfones)(PES)), 폴리아크릴(polyacrylics), 폴리아세탈(polyacetals), 폴리벤즈옥사졸(polybenzoxazoles) (예를 들면, 폴리벤조티아지노페노티아진(polybenzothiazinophenothiazines), 폴리벤조티아졸(polybenzothiazoles)), 폴리옥사다이아졸(polyoxadiazoles), 폴리피라지노퀴녹살린(polypyrazinoquinoxalines), 폴리파이로멜리티미드(polypyromellitimides), 폴리퀴녹살린(polyquinoxalines), 폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazoles), 폴리옥스인돌(polyoxindoles), 폴리옥소이소인돌린(polyoxoisoindolines) (예를 들어, 폴리다이옥소이소인돌린(polydioxoisoindolines)), 폴리트리아진(polytriazines), 폴리피리다진(polypyridazines), 폴리피페라진(polypiperazines), 폴리피리딘(polypyridines), 폴리피페리딘(polypiperidines), 폴리트리아졸(polytriazoles), 폴리피라졸(polypyrazoles), 폴리피롤리딘(polypyrrolidones), 폴리카르보란(polycarboranes), 폴리옥사바이사이클로노난(polyoxabicyclononanes), 폴리다이벤조푸란(polydibenzofurans), 폴리프탈리미드(polyphthalamide), 폴리아세탈(polyacetals), 폴리산 무수물(polyanhydrides), 폴리비닐(polyvinyls) (예를 들어, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 티오에테르(polyvinyl thioethers), 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드(polyvinyl halides), 폴리비닐 니트릴(polyvinyl nitriles), 폴리비닐 에스테르, 폴리비닐클로라이드(polyvinylchlorides)), 폴리설포네이트(polysulfonates), 폴리설파이드(polysulfides), 폴리우레아(polyureas), 폴리포스파젠(polyphosphazenes), 폴리실라잔(polysilazanes), 폴리실록산(polysiloxanes), 플루오로폴리머(fluoropolymers) (예를 들어, 폴리비닐 플루오라이드(polyvinyl fluorides)(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinyl fluorides)(PVDF), 불소화된 에틸렌-프로필렌(fluorinated ethylene-propylenes)(FEP), 폴리에틸렌 테트라플루오로에틸렌(polyethylene tetrafluoroethylenes)(ETFE)), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalates)(PEN), 환형 올레핀 공중합체(cyclic olefin copolymers)(COC), 폴리(1,4-사이클로헥실렌디메틸렌 1,4-사이클로헥세인카복실레이트)(poly(1,4-cyclohexylenedimethylene 1,4-cyclohexanedicarboxylate)(PCCD), 및 (예를 들면, 폴리(시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트(poly(cyclohexanedimethylene terephthalate))(PCT), 글리콜 개질 PCT(glycol modified PCT)(PCTG), 및 글리콜 개질 PET(glycol modified PET) (PETG)과 같은) 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 시클로헥산 디메탄올(cyclohexane dimethanol)과 공중합한 테레프탈산(terephthalic acid)와 같은 다른 폴리에스테르 공중합체(polyester copolymers), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함한다.

보다 구체적으로, 열가소성 수지는, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, LEXAN ™ CFR 수지, LEXAN ™ LUX 수지, LEXAN ™ LUX-G 수지, 및 LEXAN ™ LUX-T를 포함하는 LEXAN ™ 수지들과 같은), 폴리페닐렌 에테르-폴리스티렌(polyphenylene ether-polystyrene) 수지(예를 들어, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, NORYL™ 수지와 같은), 폴리에테르이미드(polyetherimide) 수지(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, ULTEM^TM 수지와 같은), 폴리부틸렌 테레프탈레이트-폴리카보네이트(polybutylene terephthalate-polycarbonate) 수지(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, XENOY^TM 수지와 같은), PC 및 폴리에스테르 공중합체의 혼합물(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, XYLEX^TM 수지와 같은), 코폴리에스테르카보네이트(copolyestercarbonate) 수지(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, LEXAN^TM SLX 수지와 같은), 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트 공중합체(poly(aliphatic ester)-polycarbonate copolymer) 수지(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한, LEXAN^TM HFD 수지와 같은), 또는 이러한 수지들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 더욱더 구체적으로, 상기 열가소성 수지는, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아미드(polyamide), 폴리에테르이미드( polyetherimide), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether), 또는 이러한 수지들 중 하나 이상을 포함하는 조합의 동종 중합체 및 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리카보네이트는 폴리카보네이트 공중합체들(예를 들면, 폴리카보네이트-폴리실록산(polycarbonate-polysiloxane)(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business사로부터 상업적으로 이용 가능한, LEXAN^TM EXL 및 LEXAN^TM EXL-T 수지), 폴리카보네이트-폴리실록산 블록 공중합체와 같은, 폴리카보네이트-디메틸 비스페놀 시클로헥산(polycarbonate-dimethyl bisphenol cyclohexane)(DMBPC) 폴리카보네이트 공중합체(예를 들면, SABIC’s Innovative Plastics business사로부터 상업적으로 이용 가능한, LEXAN^TM DMX 수지), 폴리카보네이트-폴리(2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘) 공중합체(polycarbonate- poly(2-phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidine) copolymer)(예를 들면, SABIC’s Innovative Plastics business사로부터 상업적으로 이용 가능한, LEXAN^TM XHT 수지들)과 같은) , 선형 폴리카보네이트(linear polycarbonate), 분지형 폴리카보네이트(branched polycarbonate), 말단-캡핑된 폴리카보네이트(end-capped polycarbonate) (예를 들면, 니트릴 말단-캡핑된 폴리카보네이트(nitrile end-capped polycarbonate)), 예를 들면, 분지형 및 선형 카보네이트의 조합인, 선행하는 것들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.

여기서 사용된, "폴리카보네이트(polycarbonate)"라는 용어는 화학식 (1)의 반복되는 구조적 카보네이트 유닛들을 포함하는 조성물들을 의미한다.

(1)

여기서, R¹기의 총수의 적어도 60%는 방향족 모이어티(moiety)들을 포함하고, 그들의 나머지는 지방족, 지환식, 또는 방향족이다. 일 실시 예에서, 각각의 R¹은 C_6-30 방향족기이고, 즉, 적어도 하나의 방향족 모이어티를 포함한다. R¹은, 특히 화학식 (2)에서, 화학식 HO-R¹-OH의 디하이드록시 화합물로부터 유도될 수 있다

(2)

여기서, 각각 A¹ 및 A²는 모노사이클릭 2가 방향족기이고, Y¹은 A²로부터 A¹을 분리하는 하나 이상의 원자를 갖는 브리징기(bridging group) 또는 단일 결합이다.예시적인 실시예에서, 하나의 원자는 A²로부터 A¹을 분리시킨다. 특히, 각 R¹은 화학식 (3)의 디하이드록시 방향족 화합물로부터 유도될 수 있다.

(3)

여기서, R^a 와 R^b는 각각 할로겐 또는 C_1-12 알킬기를 나타내며, 같거나 다를 수 있다. 그리고, p 및 q는 0 내지 4의 각각 독립적인 정수이다. R^a는 p가 0이면, 수소이고, 마찬가지로 R^b는 q가 0이면 수소이다. 또한, 화학식 (3)에서, X^a는 2개의 하이드록시-치환 방향족기들을 연결하는 브리징 기를 나타내고, 여기서 상기 브리징 기 및 각각의 C₆ 아릴렌기의 하이드록시 치환기는 C⁶ 아릴렌기 상에서 서로 오쏘(ortho), 메타(meta), 또는 파라(para)(특히, 파라(para))로 배치된다. 일 실시 예에서, 상기 브리징기 X^a는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂-, -C(O)-, 또는 C_1-18 유기기이다. C_1-18 유기 브리징 기는 고리형(cyclic), 비고리형(acyclic), 방향족 또는 비-방향족이 될 수 있고, 할로겐, 산소, 질소, 황, 실리콘, 또는 인 등의 헤테로 원자를 포함할 수 있다. C_1-18 유기기는 이에 연결된 C₆ 아릴렌기가 공통 알킬리덴 탄소 또는 C_1-18 유기 브리징 기의 다른 탄소들에 각각 연결되도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, p 및 q는 각각 1이고, R^a 및 R^b는 각각 C_1-3 알킬기이고, 특히, 각각의 아릴렌기에서 하이드록시기에 메타(meta)로 배치된, 메틸이다.

일 실시 예에서, X^a는 치환된 또는 비치환된 C_3-18 사이클로알킬리덴(cycloalkylidene), 화학식 -C(R^c)(R^d)-의 C_1-25 알킬리덴 이며, 여기서 R^c 및 R^d는 각각 독립적으로 수소, C_1-12 알킬, C_1-12 사이클로알킬, C_7-12 아릴알킬, C_1-12 헤테로알킬, 또는 고리형(cyclic) C_7-12 헤테로아릴알킬(heteroarylalkyl), 또는 화학식 -C(=R^e)- 기이고, 여기서 R^e는 2가의 C_1-12 탄화수소기이다. 이러한 유형의 예시적인기들은 메틸렌(methylene), 사이클로헥실메틸렌(cyclohexylmethylene), 에틸리덴(ethylidene), 네오펜틸리덴(neopentylidene), 및 이소프로필리덴(isopropylidene), 또한, 2-[2.2.1]-바이사이클로헵틸리덴(2-[2.2.1]-bicycloheptylidene), 사이클로헥실리덴(cyclohexylidene), 사이클로펜틸리덴(cyclopentylidene), 사이클로도데실리덴(cyclododecylidene), 및 아다만틸리덴(adamantylidene)을 포함한다. X^a 가 치환된 사이클로알킬리덴(substituted cycloalkylidene)인 구체적인 예로 화학식 (4)의 사이클로헥실리덴-다리 결합, 알킬-치환 비스페놀(cyclohexylidene-bridged, alkyl-substituted bisphenol)이 있다.

(4)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_1-12 알킬이고, R^g는 C_1-12 알킬 또는 할로젠이고, r 및 s는 각각 독립적으로 1 내지 4이며, 그리고 t는 0 내지 10이다. 구체적인 실시 예에서, 각각 R^a' 및 R^b 중 적어도 하나는 사이클로헥실리덴 브리징기(cyclohexylidene bridging group)에 메타(meta)로 배치된다. 치환기 R^a', R^{b '}, 및 R^g는, 적절한 수의 탄소 원자를 포함하는 경우, 곧은 사슬형, 고리형, 두고리식(bicyclic), 가지형(branched), 포화(saturated), 또는 비포화(unsaturated)될 수 있다. 일 실시 예에서, R^a' 및 R^{b '}는 각각 독립적으로 C_1-4 알킬이고, R^g는 C_1-4 알킬이며, r 및 s 는 각각 1이고, t는 0 내지 5이다. 또 다른 실시 예에서, R^a', R^{b '} 및 R^g 는 각각 메틸이고, r 및 s는 각각 1이고, t는 0 또는 3이다. 사이클로헥실리덴-다리결합 비스페놀(cyclohexylidene-bridged bisphenol)은 2몰의 o-크레졸(o-cresol)과 1몰의 사이클로헥사논(cyclohexanone)의 반응 생성물일 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 상기 사이클로헥실리덴-다리결합 비스페놀은 2몰의 크레졸과 1몰의 수소화 이소포론(hydrogenated isophorone)(예를 들면, 1,1,3-트리메틸-3-사이클로헥세인-5-원(1,1,3-trimethyl-3-cyclohexane-5-one))의 반응 생성물이다. 예를 들면, 2몰의 페놀과 1몰의 수소화 이소포론(hydrogenated isophorone)의 반응 생성물인, 이러한 사이클로헥세인-함유 비스페놀(cyclohexane-containing bisphenols)은, 예를 들면 2몰의 페놀(phenol)과 1몰의 수소화 이소포론의 반응 생성물이고, 높은 유리 전이 온도와 높은 가열 변형 온도를 갖는 폴리카보네이트 중합체를 만드는 데에 유용하다.

또 다른 실시 예에서, X^a는 C_1-18 알킬렌기, C_3-18 사이클로알킬렌기, 접합된 C_6-18 사이클로알킬렌기, 또는 화학식 -B¹-W-B²- 인기이며, 여기서 B¹ 및 B² 는 같거나 다른 C_1-6 알킬렌기이고, W는 C_3-12 사이클로알킬리덴기 또는 C_6-16 아릴렌기이다.

또한, X^a는 화학식 (5)의 치환된 C_3-18 사이클로알킬리덴일 수 있다.

(5)

여기서, R^r, R^p, R^q, 및 R^t는 독립적으로 수소, 할로젠, 산소, 또는 C_1-12 유기기이고, I는 직접 결합, 탄소, 또는 2가의 산소, 황, 또는 -N(Z)-이고, 여기서, Z는 수소, 할로젠, 하이드록시, C_1-12 알킬, C_1-12 알콕시, 또는 C_1-12 아실이고, h는 0 내지 2, j는 1 또는 2, i는 0 또는 1인 정수이고, 그리고 k는 0 내지 3의 정수이며, 함께 취해진 R^r, R^p, R^q, 및 R^t 중 적어도 2개가 접합된 사이클로지방족, 방향족, 또는 헤테로방향족 링이라는 조건을 갖는다. 상기 접합된 링이 방향족인 경우, 화학식 (5)에 도시된 것과 같은 링은, 상기 링이 접합된 곳에서, 불포화 탄소-탄소 연결을 가질 것이라는 점을 이해할 것이다. k는 1이고, i가 0인 경우, 화학식 (5)에 도시된 상기 링은 4개 탄소 원자를 포함하고, k가 2인 경우, 화학식 (5)에 도시된 상기 링은 5개의 탄소 원자를 포함하며, k가 3인 경우, 상기 링은 6개의 탄소 원자를 포함한다. 일 실시 예에서, 2개의 인접한 기들은 (예를 들면, 함께 취해진 R^q 및 R^t 는) 방향족기를 형성하고, 다른 실시 예에서, 함께 취해진 R^q 및 R^t 는 하나의 방향족기를 형성하고, 함께 취해진 R^r 및 R^p 는 두 번째 방향족기를 형성한다. 함께 취해진 R^q 및 R^t 가 방향족기를 형성하는 경우, R^p는 이중-결합 산소 원자, 즉, 케톤이 될 수 있다.

화학식 HO-R¹-OH의 다른 유용한 방향족 디하이드록시 화합물은 화학식 (6)의 화합물을 포함한다.

(6)

여기서, 각각의 R^h는 독립적으로 할로겐 원자, C_{1 -10} 알킬기와 같은 C_1-10 하이드로카르빌, 할로젠-치환 C_1-10 알킬기, C_6-10 아릴기, 또는 a 할로젠-치환 C_6-10 아릴기이고, n은 0 내지 4이다. 상기 할로젠은 일반적으로 브롬(bromine)이다.

구체적인 방향족 디하이드록시 화합물들의 몇 가지 예로:

4,4'-디하이드록시바이페닐(4,4'-dihydroxybiphenyl), 1,6-디하이드록시나프탈렌(1,6-dihydroxynaphthalene), 2,6-디하이드록시나프탈렌(2,6-dihydroxynaphthalene), 비스(4-하이드록시페닐)메탄(bis(4-hydroxyphenyl)methane), 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄(bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane), 비스(4-하이드록시페닐)-1-나프틸메탄(bis(4-hydroxyphenyl)-1-naphthylmethane), 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄(1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane), 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에탄(1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane), 2-(4-하이드록시페닐)-2-(3-하이드록시페닐)프로페인(2-(4-hydroxyphenyl)-2-(3-hydroxyphenyl)propane), 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄(bis(4-hydroxyphenyl)phenylmethane), 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로페인(2,2-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)propane), 1,1-비스 (하이드록시페닐)사이클로펜탄(1,1-bis (hydroxyphenyl)cyclopentane), 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인(1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane), 1,1-비스(4-하이드록시페닐)아이소부텐(1,1-bis(4-hydroxyphenyl)isobutene), 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로도데케인(1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclododecane), 트렌스-2,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부텐(trans-2,3-bis(4-hydroxyphenyl)-2-butene), 2,2-비스(4-하이드록시페닐)아다만탄(2,2-bis(4-hydroxyphenyl)adamantane), 알파, 알파'-비스(4-하이드록시페닐)톨루엔(alpha, alpha'-bis(4-hydroxyphenyl)toluene), 비스(4-하이드록시페닐)아세토니트릴(bis(4-hydroxyphenyl)acetonitrile), 2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-에틸-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-ethyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-n-프로필-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-n-propyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-아이소프로필-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-isopropyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-sec-부틸-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-sec-butyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-사이클로헥실-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-아릴-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)프로페인(2,2-bis(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)propane), 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로페인(2,2-bis(4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane), 1,1-디클로로-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌(1,1-dichloro-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethylene), 1,1-디브로모-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌(1,1-dibromo-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethylene), 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-하이드록시페닐)에틸렌(1,1-dichloro-2,2-bis(5-phenoxy-4-hydroxyphenyl)ethylene), 4,4'-디하이드록시벤조페논(4,4'-dihydroxybenzophenone), 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부탄온(3,3-bis(4-hydroxyphenyl)-2-butanone), 1,6-비스(4-하이드록시페닐)-1,6-헥세인다이온(1,6-bis(4-hydroxyphenyl)-1,6-hexanedione), 에틸렌 글리콜 비스(4-하이드록시페닐)에터(ethylene glycol bis(4-hydroxyphenyl)ether), 비스(4-하이드록시페닐)에터(bis(4-hydroxyphenyl)ether), 비스(4-하이드록시페닐)설파이드(bis(4-hydroxyphenyl)sulfide), 비스(4-하이드록시페닐)술폭시드(bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxide), 비스(4-하이드록시페닐)술폰(bis(4-hydroxyphenyl)sulfone), 9,9-비스(4-하이드록시페닐)풀루오린(9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorine), 2,7-디하이드록시피렌(2,7-dihydroxypyrene), 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스파이로(비스)인덴(6,6'-dihydroxy-3,3,3',3'- tetramethylspiro(bis)indane)("스파이로바이인덴 비스페놀(spirobiindane bisphenol)"), 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미드(3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimide), 2,6-디하이드록시디벤조-p-다이옥신(2,6-dihydroxydibenzo-p-dioxin), 2,6-디하이드록시티안트렌(2,6-dihydroxythianthrene), 2,7-디하이드록시페녹사틴(2,7-dihydroxyphenoxathin), 2,7-디하이드록시-9,10-디메틸페나진(2,7-dihydroxy-9,10-dimethylphenazine), 3,6-디하이드록시디벤조퓨란(3,6-dihydroxydibenzofuran), 3,6-디하이드록시디벤조티오펜(3,6-dihydroxydibenzothiophene), 및 2,7-디하이드록시카르바졸(2,7-dihydroxycarbazole), 레조르시놀(resorcinol), 5-메틸 레조르시놀(5-methyl resorcinol)과 같이 치환된 레조르시놀 화합물(substituted resorcinol compounds), 5-에틸 레조르시놀(5-ethyl resorcinol), 5-프로필 레조르시놀(5-propyl resorcinol), 5-부틸 레조르시놀(5-butyl resorcinol), 5-t-부틸 레조르시놀(5-t-butyl resorcinol), 5-페닐 레조르시놀(5-phenyl resorcinol), 5-쿠메닐 레조르시놀(5-cumyl resorcinol), 2,4,5,6-테트라플루오로 레조르시놀(2,4,5,6-tetrafluoro resorcinol), 2,4,5,6-테트라브로모 레조르시놀(2,4,5,6-tetrabromo resorcinol), 또는 이와 유사한 것; 카테콜(catechol); 하이드로퀴논(hydroquinone); 2-메틸 하이드로퀴논(2-methyl hydroquinone)과 같이 치환된 하이드로퀴논(substituted hydroquinones), 2-에틸 하이드로퀴논(2-ethyl hydroquinone), 2-프로필 하이드로퀴논(2-propyl hydroquinone), 2-부틸 하이드로퀴논(2-butyl hydroquinone), 2-t-부틸 하이드로퀴논(2-t-butyl hydroquinone), 2-페닐 하이드로퀴논(2-phenyl hydroquinone), 2-쿠메닐 하이드로퀴논(2-cumyl hydroquinone), 2,3,5,6-테트라메틸 하이드로퀴논(2,3,5,6-tetramethyl hydroquinone), 2,3,5,6-테트라-t-부틸 하이드로퀴논(, 2,3,5,6-tetra-t-butyl hydroquinone), 2,3,5,6-테트라플루오로 하이드로퀴논(2,3,5,6-tetrafluoro hydroquinone), 2,3,5,6-테트라브로모 하이드로퀴논(2,3,5,6-tetrabromo hydroquinone), 또는 이와 유사한 것, 또는 상술한 디하이드록시 화합물들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

화학식 (3)의 비스페놀 화합물들의 구체적인 예로, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 메탄(1,1-bis(4-hydroxyphenyl) methane), 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 에탄(1,1-bis(4-hydroxyphenyl) ethane), 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로페인(2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane) (이후, "비스페놀 A(bisphenol A)" 또는 "BPA"), 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 뷰테인(2,2-bis(4-hydroxyphenyl) butane), 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 옥테인(2,2-bis(4-hydroxyphenyl) octane), 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 프로페인(1,1-bis(4-hydroxyphenyl) propane), 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-뷰테인(1,1-bis(4-hydroxyphenyl) n-butane), 2,2-비스(4-하이드록시-2-메틸페닐) 프로페인(2,2-bis(4-hydroxy-2-methylphenyl) propane), 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐) 프로페인(, 1,1-bis(4-hydroxy-t-butylphenyl) propane), 3,3-비스(4-하이드록시페닐) 프탈이미딘(3,3-bis(4-hydroxyphenyl) phthalimidine), 2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐) 프탈이미딘(2-phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl) phthalimidine)(p,p-PPPBP), 및 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥세인(1,1-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)cyclohexane)(DMBPC)을 포함한다. 상술한 디하이드록시 화합물들 중 하나 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 구체적인 일 실시 예에서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유도된 선형 동종중합체이고, 각각의 A¹ 및 A²는 p-페닐렌(p-phenylene)이고, Y¹는 화학식 (3)에서 이소프로필리덴(isopropylidene)이다.

화학식 (7)의 x 부분으로 표시되는, DMBPC 카보네이트의 동종중합체, 또는 BPA 카보네이트를 갖는 그 공중합체는 화학식 (7)에 의해 표현되는 전체적인 화학적 구조를 갖는다.

(7)

DMBPC 카보네이트는 DMBPC BPA 코-폴리카보네이트를 형성하도록 BPA 카보네이트와 공중합될 수 있다. 예를 들면, 공중합체 또는 동종중합체(DMBPC)로서 DMBPC 기반 폴리카보네이트는 10 내지 100 mol% DMBPC 카보네이트와 90 내지 0 mol% BPA 카보네이트를 포함할 수 있다.

여기에 기재된 임의의 폴리카보네이트를 만드는 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 포스겐(phosgene)을 사용하는 계면 공정 및/또는 카보네이트 소스로서 디페닐 카보네이트(diphenyl carbonate) 또는 비스메틸 살리실 카보네이트(bismethyl salicyl carbonate)와 같은, 디아릴 카보네이트를 사용하는 용융 공정을 포함하는 폴리카보네이트를 제조하는 임의의 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.

여기서 사용된 "폴리카보네이트"는 호모폴리카보네이트(homopolycarbonates), (중합체에서 각각의 R¹은 같음), (여기서 "코폴리카보네이트(copolycarbonates)"로 일컬어지는) 카보네이트에서 다른 R¹ 모이어티들을 포함하는 공중합체, 카보네이트 유닛 및 에스터 유닛과 같은 다른 유형의 중합체 유닛들을 포함하는 공중합체, 및 호모폴리카보네이트들 및/또는 코폴리카보네이트들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 더 포함한다. 여기 사용된 바와 같이, "조합"은 혼합물, 혼합, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.

상기 폴리카보네이트 조성물은 충격 개질제(들)를 더 포함할 수 있다. 충격 개질제들은 폴리카보네이트-폴리실록산(polycarbonate-polysiloxane)(예를 들면, SABIC's Innovative Plastics business로부터 상업적으로 이용 가능한 LEXAN^TM EXL-T 수지)와 같은 것이 될 수 있음이 명백하고, 예시적인 충격 개질제들은 천연 고무, 플루오로엘라스토머(fluoroelastomers), 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber)(EPR), 에틸렌-부텐 고무(ethylene-butene rubber), 에틸렌-프로필렌-디엔 단위체 고무(ethylene-propylene-diene monomer rubber)(EPDM), 아크릴레이트 고무(acrylate rubbers), 수소화 니트릴 고무(hydrogenated nitrile rubber)(HNBR) 실리콘 엘라스토머(silicone elastomers), 및 스티렌-부타디엔-스티렌(styrene-butadiene-styrene)(SBS), 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber)(SBR), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(styrene-ethylene-butadiene-styrene)(SEBS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene)(ABS), 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌(acrylonitrile-ethylene-propylene-diene-styrene)(AES), 스티렌-이소프렌-스티렌(styrene-isoprene-styrene)(SIS), 메틸 메타아크릴레이트-부타디엔-스티렌(methyl methacrylate-butadiene-styrene)(MBS), 하이 고무 그래프트(high rubber graft)(HRG), 등과 같은 엘라스토머-개질 그래프트 공중합체(elastomer-modified graft copolymers), 등을 포함한다. 충격 개질제들은 일반적으로 조성물에서 중합체들의 전체 중량에 기초하여, 1 내지 30 중량 퍼센트(wt.%)의 양으로 제공된다.

첨가제(들)은 중합체 조성물의 원하는 특성들, 구체적으로 수열 저항성, 수분 투과(water vapor transmission) 저항성, 천공(puncture) 저항성, 및 열 수축성에 명백하게 반대로 영향을 미치지 않도록 선택된다는 단서하에, 광 확산 플라스틱의 중합체는 이러한 유형의 중합체 조성물들에 일반적으로 합쳐지는 다양한 첨가제들을 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 상기 조성물을 형성하기 위한 성분들을 혼합하는 동안 적절한 시간에 혼합될 수 있다. 예시적인 첨가제로는, 충전제, 보강제, 항산화제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선(UV) 광 안정제, 가소제, 윤활제, 이형제, 대전방지제, 티타늄 디옥사이드, 카본 블랙 및 유기 염료와 같은 착색제, 표면 효과 첨가제, 방사선 안정제(radiation stabilizers), 내연제 및 드립-방지제(anti-drip agent)를 포함한다. 예를 들면, 열 안정제, 이형제 및 자외선 광 안정제의 조합과 같은 첨가제의 조합이 사용될 수 있다. (임의의 충격 개질제, 충전제 또는 보강제 이외의 첨가제인) 첨가제의 총 함량은 상기 조성물의 전체 중량을 기준으로 주로 0.001 내지 5 wt.%가 될 수 있다.

광 안정제 및/또는 자외선 광 (UV) 흡수 안정제가 또한 사용될 수 있다. 예시적인 광 안정제 첨가제는 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)-벤조트리아졸(2-(2-hydroxy-5-methylphenyl)-benzotriazole), 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐)-벤조트리아졸(2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)-benzotriazole)과 같은 벤조트리아졸(benzotriazoles) 및 2-하이드록시-4-n-옥톡시 벤조페논(2-hydroxy-4-n-octoxy benzophenone), 또는 상술한 광 안정제들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 광 안정제는, 임의의 충전제를 제외한, 전체 조성물의 무게 100 중량부에 기초하여, 0.01 내지 5 중량부(part by weight)의 양으로 사용된다.

UV 광 흡수 안정제는, 트리아진, (BASF로부터 사업적으로 이용 가능한 TINUVIN^TM 1577 및 Asahi Denka로부터 상업적으로 이용 가능한 ADK STAB LA-46과 같은) 디벤조일레조르시놀(dibenzoylresorcinols), 하이드록시벤조페논(hydroxybenzophenones); 하이드록시벤조트리아졸(hydroxybenzotriazoles); 하이드록시페닐 트리아진(hydroxyphenyl triazines)(예를 들면, 2-하이드록시페닐 트리아진(2-hydroxyphenyl triazine)); 하이드록시벤조트리아진(hydroxybenzotriazines); 시아노아크릴레이트(cyanoacrylates); 옥사닐리드(oxanilides); 벤조사지논(benzoxazinones); 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenol)(CYASORB^* 5411); 2-하이드록시-4-n-옥틸옥시벤조페논(2-hydroxy-4-n-octyloxybenzophenone)(CYASORB^TM 531); 2-[4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진-2-일]-5-(옥틸옥시)-페놀(2-[4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl]-5-(octyloxy)-phenol)(CYASORB^TM 1164); 2,2'-(1,4- 페닐렌)비스(4H-3,1-벤조사진-4-one)(2,2'-(1,4-phenylene)bis(4H-3,1-benzoxazin-4-one))(CYASORB^* UV-3638); 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로페인(1,3-bis[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis[[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]methyl]propane)(UVINUL^TM 3030); 2,2'-(1,4-페닐렌) 비스(4H-3,1-벤조사진-4-one)(2,2'-(1,4-phenylene) bis(4H-3,1-benzoxazin-4-one)); 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로페인(1,3-bis[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy] -2,2-bis[[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]methyl]propane); 모두 100 나노미터(nm) 이하의 입자 사이즈를 갖는, 티타늄 산화물, 세륨 산화물, 및 아연 산화물과 같은, 또는 상술한 UV 광 흡수 안정제 들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. UV 광 흡수 안정제는, 충전제를 제외한, 전체 조성물의 100 중량부에 기초하여, 0.01 내지 5 중량부의 양으로 사용된다.

상기 광 확산 플라스틱 조성물은 실리콘 오일을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 오일은 폴리알킬페닐알콕시실록산(polyalkylphenylalkoxysiloxane)을 포함하는 고 점성 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 오일은 상기 조성물의 전체 중량에 기초하여, 0 내지 5 wt.%의 양으로, 구체적으로 0.01 내지 3 wt.%로 제공될 수 있다. 상기 실리콘 오일은 폴리알킬페닐알콕시실록산을 포함할 수 있고, 여기서, 상기 실리콘 오일은 25℃에서 0.15 내지 0.26 파스칼-세컨드(Pa·s)의 점성을 갖는다. 상기 실리콘 오일은 Momentive로부터 상업적으로 이용 가능한 XR31-B8092을 포함할 수 있다.

상기 광 확산 플라스틱 물질은 예를 들어, (블로우(blow) 몰딩과 같은) 몰딩, 그리고 (열성형, 진공 성형과 같은) 성형, 그리고 압출 공정과 같은, 본 기술분야에 공지된 임의의 플라스틱 성형 기술을 사용하여 형성될 수 있다.

상기 광학 확산 플라스틱 물질은, 예를 들면, 0.2 mm 내지 5 mm, 또는, 0.5 mm 내지 3 mm인, 0.2 밀리미터 (mm) 내지 10 mm의 평균 두께를 갖는 필름과 같은 평평한 물품으로 형성될 수 있다. 상기 광 확산 플라스틱 물질은 광학 부품 (예를 들면, 또는 광 확산기와 광학 렌즈)과 같은 형상의 물품으로 형성될 수 있다.

광 확산 플라스틱 물질은 다양한 광 확산 적용 제품들에 사용될 수 있다. 예를 들면, 광 확산 물질의 필름은 디스플레이 패널(예를 들면, 발광 다이오드(LED) 기술, 유기 발광 다이오드(OLED) 기술, 액정 표시 장치(LCD) 기술 등을 사용한 패널과 같은, 역광 디스플레이 패널인), 휴대용 전기 장치 (예를 들면, 휴대용 컴퓨터, 휴대폰, 개인 정보 단말기(PDA's), 위성 항법 시스템 (GPS's) 등)에 사용될 수 있다. 상기 광 확산 플라스틱 재료로 형성된 물품은, 예를 들면, LED 전구와 같이, 다양한 조명 적용제품과 같이, 부드러운 빛을 생성하도록 광원으로부터의 광을 분산시키는 데에 사용될 수 있다.

유리 확산기의 단점은, 중합체의 광 확산기에 비하여 그 내충격성이 열악하다는 데에 있을 수 있다. 중합체 광 확산기의 단점은 같은 두께의 유리 광 확산기에 비하여 그 강도가 열악하다는 데에 있을 수 있다. 상기 중합체 수지 매트릭스에 유리 충전제를 혼합함으로써, 그로부터 만들어진 물품의 강도가 향상될 수 있다. 이러한, 더 강한, 광 확산, 물품들은 그들의 내구성 및 내충격성을 유지하면서, 그 두께 및 결과적인 무게가 감소되게 할 수 있다.

광 확산 플라스틱은 예를 들면, 60% 내지 100%, 또는, 70% 내지 100%로, 350 (예를 들면, 나노미터 (nm) 내지 760 nm의 파장에서 그리고/또는 394 테라헤르츠 (THz) 내지 857 THz의 주파수를 갖는 전자기 방사선의) 입사 가시광의 50% 이상 (예를 들면 50% 투과율)을 전달할 수 있다. 투명한 중합체, 물질 또는 물품은, 예를 들면 75% 내지 100%, 또는, 90% 내지 100%의, 입사 가시광의 50% 이상을 전달할 수 있다. 여기서 사용된 퍼센트 투과율은 ASTM D1003, 절차 A, 헤이즈-가드(Haze-Gard) 테스트 장치를 사용하여 결정되는 것이다. ASTM D1003 (절차 A, 헤이즈미터(hazemeter), 표준 광원 C 또는 대안적으로 확산 시야를 갖는 비방향성 조명을 구비한 광원) 퍼센트 투과율로 다음과 같이 정의된다.

(8)

여기서: I = 테스트 샘플을 통과하여 지나가는 광의 세기

I_o= 입사 광의 세기.

확산 필름 적용에 있어 사용을 위한 광 확산 플라스틱의 은폐력은 필름의 다른 측면에서 바라보는 관찰자에 의한 시야로부터 상기 필름의 뒷면에서 입사하는 광원을 "감추는(hide)" 능력이 될 수 있다. 광 분산도(The degree of light dispersion)(DLD) 수치는 (다른 조성물, 형상, 표면 특징부, 배향 등을 갖는 필름을 포함하는) 다양한 필름의 은폐력을 수량화하는 데에 사용될 수 있는 지수이다. DLD의 정의는 도 11에 도시되고, 여기서, 휘도 I_θ 는 (가로 좌표계) 특정한 수용 각도 θ를 (세로 좌표계) 따라서 필름을 통하여 전달되는 (예를 들면, 최대 값이 100과 같게) 정규화된 입사광의 양에 대응한다. 휘도 피크 값(G)은 0°의 θ에서 필름을 통하여 전달되는 입사광의 양이다. DLD α는 G 값의 1/2을 얻기 위한 수용 각도 θ에 대응한다. 도 11에서, 확산 전송을 갖는 물품은 선(501)으로 표현될 수 있고, α₁의 수용 각도에 대응하는 DLD를 가질 수 있는 반면, 선(502)은 수용 각도α₂에 대응하는 DLD를 가질 수 있는 코히어런트 전송광을 나타낸다.

샘플의 DLD는 도 12에 도시된 고니오포토미터(goniophotometer)로 측정될 수 있다. 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 광원(401)은 DLD 테스트에 사용될 수 있고, 한 세트의 분광 렌즈(collimator lens)들은 평행한 광 빔(beams)으로 넓은 각도의 광을 전달하는 데에 사용된다. 평행 광 빔은 상기 샘플(407)에 수직할 수 있다. 입사 각도(406)는 특정 테스트를 위해샘플에 부여될 수 있다. 평행광은 상기 샘플(407)을 통과하여 지나간 뒤에 산란된다. 포토 디텍터(photo detector)(409)는 렌즈(408)를 적용함에 의한 휘도 세기를 측정할 수 있으면서, 샘플(407)의 평면에 대해 0° 내지 180°의 수용 각도 θ로부터 화살표(410)를 따라 이동한다. 여기서 취해진 측정법들은 GP200 고니오포토미터에 있다.

실시 예들

다양한 플라스틱 조성물들이 평평한 시트로 형성되었고, 1 mm, 2 mm, 및 3 mm의 두께에서 가시광 투과율, 헤이즈 및 DLD 값을 측정하기 위해 테스트 되었다. 각 샘플의 휨 모듈러스는 각 ASTM D790에 대하여 결정되었다. 표 2 내지 표 4는 각 샘플의 조성물들 및 그들의 테스트 결과를 나타낸다.

비교 예 C1은 20 질량%의 유리 섬유를 갖는 폴리카보네이트 조성물이 비등방성을 갖는 것을 나타내고, 수직하게 편광된 (polarized) 가시광에 대해 12.1의 DLD값을 갖고, 1mm 두께에서 수평으로 편광된 가시광에 대해 7.8의 DLD 값을 가지며, 수직하게 편광된 가시광에 대해 18.3 의 DLD 값을 갖고, 2 mm 두께에서 수평으로 편광된 가시광에 대해 13.1의 DLD 값을 갖는다. 실시 예 E1은 20 질량%의 유리 섬유를 포함하고, 광 확산 요소가 없으나, 이 조성물은 등방성 광학 성능을 제공한다. 비교 예 C1은 실시 예 E2에 비하여 높은 헤이즈와 낮은 투과율 값들을 갖는다. 이러한 결과는 유리 충전체와 중합체 매트릭스 사이의 굴절률 차이로 인한 것이 될 수 있다. 그러나, 실시 예 E1 및 비교 예 C1은 같은 휨 모듈러스를 갖는다. 실시 예 E2 및 비교 예 C3는 0.1 질량%의 Tospearl^TM 120 (2.0 ㎛의 평균 입자 사이즈를 갖는 메틸실세스퀴옥세인(methylsilsesquioxan) 비드를 포함하는 광 확산 요소) 을 포함한다. 실시 예 2는 비교 예 C3에 비하여 유리 충전제와 광 확산 요소의 첨가를 갖고 향상된 DLD 값을 나타낸다. 실시 예 E2는 또한 비교 예 C3에 비하여 2배 이상의 휨 모듈러스를 나타낸다.

표 3은 개시된 광 확산 플라스틱 조성물이 (E3 및 E5) 0.001의 유리 충전제와 중합체 수지 매트릭스 사이의 굴절률(RI)의 차이를 달성하기 위하여 조성될 수 있다는 것을 나타낸다. E3의 광 확산 플라스틱 조성물은 1mm 두께로 큰 DLD 값을 달성할 수 있고, 비교 예 C4 및 C5에 비하여 보다 높은 휨 모듈러스를 나타내는 반면, 유사한 투과율을 유지한다. 비교 예 C6에 비교하여, E4, E5, 및 E5-1의 광 확산 플라스틱 조성물은 같은 양의 광 학산 요소에 대하여 상기 광 확산 플라스틱은 1mm와 2mm의 두께에서 큰 DLD 값을 달성할 수 있고, 두 배 이상의 휨 모듈러스를 제공하는 것을 나타낸다. 1mm 두께의 실시 예 E3은 2 mm 두께의 비교 예 C6와 거의 같은 DLD 값을 갖고 개선된 투과율을 가지며, 개시된 광 확산 플라스틱은 두께가 감소되는 반면 유사하거나 개선된 광학적 성능을 달성한다는 것을 나타낸다. E3, E4 및 E5-2의 비교는 유리 충전제와 중합체 수지 매트릭스 사이의 굴절률(RI)의 차이를 줄이는 것은 투과율에 영향을 미치지 않고 같은 두께에서 DLD 값을 증가시킬 수 있다는 것을 나타낸다.

표 4는 개시된 광 확산 플라스틱들과 비교하여, 광 확산 요소가 결합되는 폴리카보네이트 조성물들의 비교를 제공한다. Tospearl^TM 120 광 확산 요소는 고니오포토메트리에 의해 측정되었을 때 20의 목표 DLD 값을 달성하도록 비교 예 C7, C8 및 C9의 폴리카보네이트에 결합되었고, 앞서 설명한 고니오포토메트릭에 의해 측정되었을 때 50의 목표 DLD 값을 달성하도록 비교 예 C10, C11 및 C12의 폴리카보네이트에 결합 되었다. 20의 DLD 값과 50의 DLD 값은 모두, 샘플의 두께가 증가할수록, 더 적은 광 확산 요소가 목표 DLD 값에 도달하기 위하여 사용되는 것을 나타낸다. 개시된 광 확산 플라스틱의 실시 예 E6는 더 적은 광 확산 요소를 갖는 (E6와 같은 두께를 갖는) 비교 예 C7에서와 거의 같은 DLD 값을 달성할 수 있다. 개시된 광 확산 플라스틱의 실시 예 E7은 더 적은 광 확산 요소를 갖고 (E7과 같은 두께를 갖는) 비교 예 C10과 거의 같은 DLD 값을 달성할 수 있다. 게다가, 실시 예 E6 및 E7 모두의 굴절률(RI) 차이는 0.007 이었고, 이 차이가 감소하면 이러한 샘플들의 투과율 및 DLD 값은, (E3 및 E4와 비교하여) 표 3에 도시된 바와 같이, 더 증가할 수 있다.

표 4의 샘플들의 등방성 성능이 도 1 내지 도 8에서 더 확인될 수 있고, 고니오포토메트릭 결과들을 나타낸다. 도 1 내지 도 3은 비교 예 C7, C8 및 C9에 대한 고니오포토메트릭 결과들을 나타내고, 도 4는 실시 예 6에 대한 고니오포토메트릭 결과를 나타낸다. 도 5 내지 도 7은 비교 예 C10, C11 및 C12에 대한 고니오포토메트릭 결과들을 나타내고, 도 8은 실시 예 7의 고니오포토메트릭 결과를 나타낸다. 도면들로부터 개시된 광 확산 플라스틱은 폴리카보네이트에 비교하여 유사한 등방성 광학적 성능을 달성할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 실시 예 E6 및 E7의 유리 충전제의 존재는 비등방성 광학적 성능을 초래하지 않는다.

도 9 및 도 10은 표 4의 샘플들 상의 입사각의 함수로서 투과율 퍼센트를 나타내는 그래프이다. 도 9는 실시 예 E6의 광 확산 플라스틱이 비교 예 C7, C8 및 C9에 비해 개선된 작은 각도의 분산 기능을 제공할 수 있다는 것을 나타낸다. 도 10은 50의 DLD 값에서의 실시 예 E7의 투과율은 비교 예 C10, C11 및 C12에서와 거의 같다는 것을 나타낸다.

표 5는 비교 예 C7, C8, C9와 실시 예 E6에서 수행된 강도 테스트 결과를 나타내며, 각각은 20의 DLD 값을 나타내도록 조성된 것이다. 표 6은 비교 예 C10, C11, C12와 실시 예 E7에서 수행된 강도 테스트 결과를 나타내며, 각각은 50의 DLD 값을 나타내도록 조성된 것이다. 각각의 샘플의 테스트는 5 mm의 헤드 직경과 10 mm의 세팅 스트로크(setting stroke)를 갖는 부하(load) 장치를 사용하는 ASTM D5023에 따랐다. 각각의 샘플은 13.2 mm의 폭과 121 mm의 길이를 가졌다. 각각의 샘플의 평균 두께는, 표 5 및 표 6에 도시된 바와 같이, 1 mm, 1.5 mm, 또는 2 mm가 되도록 선택되었다. 각각의 샘플은, 60 mm 스팬까지 분리된 2개의 지지부 사이에, 부하가 작용되는 방향에 평행한 두께 치수를 갖는, 테스트 고정물에 배치되었다. 부하 장치의 상기 부하 헤드는 샘플에 중심이 맞추어졌고, 길이와 폭에 의해 정의된 평면에 수직한, 스팬 사이에 중심이 맞춰졌다. 그리고 나서, 상기 부하 헤드는 상기 샘플에 측정된 부하를 적용하도록 구동 되었다. 상기 샘플의 중심의 변위(또는 변형)은, 언로드(unloaded) 되었을 때에, 상기 샘플의 중심에 비하여, 기설정된 값 (2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 또는 10 mm)이 되도록 설정되었고, 각각의 변위에 대한 부하 헤드의 힘이 측정되었다. 이러한 테스트 결과가 표 5 및 표 6에 도시되었다. 이러한 테스트 결과들은, 같은 두께에서, 실시 예 E6 및 E7은 비교 예 C7 및 C10보다 더 높은 부하를 견딜 수 있다는 것을 나타낸다. 이러한 결과들의 선형 보간법(linear interpolation)으로부터 실시 예 E6 및 E7은 1 킬로그램중(kilogram force)(kgf)의 부하를 받는 경우 8 mm 이하의 변형을 나타내는 것으로 결론지어 졌다. (예를 들면, 6 mm 및 8 mm 변형에서 결과들의 선형 보간법은 1 kgf의 부하가 가해지면, E6의 변위는 7 mm 가 될 것이고, E7의 변위는 7.1 mm가 될 것이라는 것을 나타낸다.) 게다가, 1.26 kgf 이상의 힘은 실시 예 E6 및 E7을 10 mm 또는 그 이상으로 이동할 것이라는 것을 결론지을 수 있다. 더 나아가, 실시 예 E6 및 E7에서 유리 충전제의 양이 감소하면, 그들은 1 kgf의 힘 하에서 10 mm 미만으로 이동될 것이라는 것을 결론지을 수 있다.

실시 예 1: 광 확산 플라스틱은, 40 내지 94.9 질량% 의 중합체 수지 매트릭스; 5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및 0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고; 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.02 이하이고; 상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 DLD 값을 포함하고; 상기 1 mm 두께 샘플은 CIE 표준 광원 D65을 사용하여, ASTM D1003에 절차 A에 의해 결정되는 경우, 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고; (i) 상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 ASTM D790에 의해 결정되는 경우, 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 포함하는 것; (ⅱ) 1 mm의 두께, 13.2 mm의 폭, 121 mm의 길이를 갖는 상기 광 확산 플라스틱의 테스트 샘플은, 60 mm의 스팬을 가로질러 연장되고, ASTM D5023에 따라 상기 스팬의 중심 및 상기 샘플의 중심에 위치하고 5 mm 직경을 갖는 부하 헤드에 의해 가해지는 1 kgf의 부하를 받는 경우, 10 mm 이하의 변형을 나타내는 것, 중 적어도 하나를 포함한다.

실시 예 2: 광 확산 플라스틱은, 40 내지 94.9 질량%의 중합체 수지 매트릭스; 5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및 0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고; 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률 사이의 차이는 0.02 이하이고; 상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 DLD 값과, CIE 표준 광원 D65을 사용하여, ASTM D1003에 절차 A에 의해 결정되는 경우, 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고; 1 mm의 두께, 13.2 mm의 폭, 121 mm의 길이를 갖는 상기 광 확산 플라스틱의 테스트 샘플은, 60 mm의 스팬을 가로질러 연장되고, ASTM D5023에 따라 상기 스팬의 중심 및 상기 샘플의 중심에 위치하고 5 mm 직경을 갖는 부하 헤드에 의해 가해지는 1 kgf의 부하를 받는 경우, 10 mm 이하의 변형을 나타낸다.

실시 예 3: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 변형은 8mm 이하이다.

실시 예 4: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, CIE 표준 광원 C를 사용하여, ASTM D1003 절차 A에 의해 결정되는 경우 상기 1 mm 두께 샘플의 헤이즈는 95% 이상이다.

실시 예 5: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 전체 투과율은 50% 이상이다.

실시 예 6: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 유리 충전제의 굴절률은 1.564에서 1.582까지이다.

실시 예 7: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 광 확산 요소는 폴리(메틸 메타크릴레이트), 실리콘 비드(silicone bead), 산화티타늄(titanium dioxide), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

실시 예 8: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 광 확산 요소는 폴리메틸실세스퀴옥세인(polymethylsilsesquioxane), 하이드롤라이즈드 폴리(알킬 트리알콕시실란)(hydrolyzed poly(alkyl trialkoxysilanes)), 또는 폴리메틸실세스퀴옥세인 및 하이드롤라이즈드 폴리(알킬 트리알콕시실란) 모두를 포함한다.

실시 예 9: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 중합체 수지 매트릭스는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에스테르 공중합체, 폴리카보네이트 공중합체, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스티렌 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합한다.

실시 예 10: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 이형제, 에스테르교환 억제제, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 더 포함한다.

실시 예 11: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.01이하이다.

실시 예 12: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.005이하이다.

실시 예 13: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.002이하이다.

실시 예 14: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 DLD 값은 10°이상이다.

실시 예 15: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 DLD 값은 20° 이상이다.

실시 예 16: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 DLD 값은 30° 이상이다.

실시 예 17: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 DLD 값이 50° 이상이다.

실시 예 18: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 DLD 값이 60°이상이다.

실시 예 19: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 전체 투과율이 60% 이상이다.

실시 예 20: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 ASTM D790에 의해 측정되는 경우 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 갖는다.

실시 예 21: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 휨 모듈러스는 3,000 MPa 이상이다.

실시 예 22: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 휨 모듈러스는 4,500 MPa 이상이다.

실시 예 23: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 휨 모듈러스는 5,000 MPa 이상이다.

실시 예 24: 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 광 확산 플라스틱으로, 상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 ASTM D790에 의해 측정되는 경우 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 포함한다. .

실시 예 25: 실시 예 1 내지 실시 예 24 중 어느 하나에 따른 광 확산 플라스틱을 포함하는 광학 렌즈 또는 광 확산기.

실시 예 26: 조명 장치로서, 광원; 및 실시 예 1 내지 실시 예 24 중 어느 하나에 따른 광 확산 플라스틱을 포함하는 광학 요소를 포함하고; 상기 광학 렌즈 또는 광 확산기가 조명되는 물체와 상기 광원 사이에 배치된다.

실시 예 27: 광학 요소를 형성하는 방법은, 실시 예 1 내지 실시 예 24 중 어느 하나에 따른 광 확산 플라스틱을 가열하는 단계; 몰딩 장치의 공동에 상기 광 확산 플라스틱을 도입하는 단계, 여기서, 상기 공동은 대향하는 면들을 구비한 다이에 의해 형성되며, 상기 공동은 상기 광학 요소의 형상을 갖고; 상기 다이의 대향하는 면들을 함께 가압하는 단계; 및 상기 광학 요소를 형성하도록 상기 공동을 냉각하는 단계를 포함한다.

일반적으로, 본 발명은 여기에 개시된 적절한 부품들을 대안적으로 포함할 수 있고, 구성될 수 있으며 또는 필수적으로 구성될 수 있다. 본 발명은 그렇지 않으면 본 발명의 기능 및/또는 목표의 달성을 위해 필수적이지 않은 것 또는 종래 기술의 조성물들에서 사용되는 어떠한 부품, 물질, 첨가제, 보조제 또는 종들을 피하도록, 또는 실질적으로 이에 자유롭도록 추가적으로 또는 대안적으로 만들어질 수 있다.

본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점(endpoint)을 포함하고, 종점은 독립적으로 상호 결합 될 수 있다(예를 들면, "최대 25중량 %, 또는 더 구체적으로 5중량 % 내지 20중량 %"의 범위는 종점 및 "5중량 % 내지 25중량 %"의 범위의 모든 중간 값을 포함하는 등). "조합물"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 더욱이, "제 1", "제 2" 등의 용어는 본 명세서에서 어떤 순서, 양, 또는 중요성을 나타내는 것이 아니고, 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용된다. 본 명세서의 "하나의(a, an, the)"라는 용어는 수량의 한계를 나타내지 않고, 본 명세서에 다르게 표시되거나 문맥에 의해 명확하게 반대되지 않는 한 단수 및 복수의 양자 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 어미 "(들)"은 이것에 의해 수식되는 용어의 단수 및 복수의 양자 모두를 포함하는 것을, 이것에 의해 하나 이상의 해당 용어를 포함하는 것을 의도한다(예를 들면, 박막(들)은 하나 이상의 박막을 포함한다). 본 명세서의 전체를 통해 "하나의 실시 예", "다른 실시 예", "실시 예"는 특정 요소(예를 들면, 특성, 구조 및/또는 특징)이 본 명세서에 설명되는 적어도 하나의 실시 예 내에 포함되고, 또 다른 실시 예 내에 존재하거나 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한, 설명되는 요소는 다양한 실시형태에서 임의의 적절한 방법으로 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 여기에 특정되어 있지 않은 한, (ASTM D1003, ASTM D5023, ASTM D790 및 ASTM E2387과 같은) 표준, 규정, 테스트 방법 등에 대한 어떠한 참조는 2015년 9월 10일 시행중인 가장 최신의 표준 또는 방법을 지칭한다.

특정의 실시형태가 설명되었으나, 현재 예측하지 못한 대안, 개조, 변형, 개량 및 실질적 등가가 본 출원인이나 다른 본 기술분야의 당업자에게 생길 수 있다. 따라서, 출원된, 그리고 보정될 가능성 있는 첨부된 청구항은 모든 이와 같은 대안, 개조, 변형, 개량 및 실질적 등가를 모두 포함하는 것이 의도된다.

Claims (20)

1. 광 확산 플라스틱으로,
   40 내지 94.9 질량% 의 중합체 수지 매트릭스;
   5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및
   0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고,
   상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률의 차이는 0.02 이하이고;
   상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 DLD 값과, CIE 표준 광원 D65을 사용하여, ASTM D1003에 절차 A에 의해 결정되는 경우, 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고,
   상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 ASTM D790에 의해 결정되는 경우, 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
2. 광 확산 플라스틱으로,
   40 내지 94.9 질량%의 중합체 수지 매트릭스;
   5 내지 50 질량%의 유리 충전제; 및
   0.1 내지 10 질량%의 광 확산 요소를 포함하고,
   상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률 사이의 차이는 0.02 이하이고;
   상기 광 확산 플라스틱의 1 mm 두께 샘플은 고니오포토메트리에 의해 측정되는 경우, 1° 이상의 DLD 값과, CIE 표준 광원 D65을 사용하여, ASTM D1003에 절차 A에 의해 결정되는 경우, 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 40% 이상의 전체 투과율을 포함하고;
   1 mm의 두께, 13.2 mm의 폭, 121 mm의 길이를 갖는 상기 광 확산 플라스틱의 테스트 샘플은, 60 mm의 스팬을 가로질러 연장되고, ASTM D5023에 따라 상기 스팬의 중심 및 상기 샘플의 중심에 위치하고 5 mm 직경을 갖는 부하 헤드에 의해 가해지는 1 kgf의 부하를 받는 경우, 10 mm 이하의 변형을 나타내는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 광 확산 플라스틱의 3.2 mm 두께 샘플은 ASTM D790에 의해 결정되는 경우, 2,500 MPa 이상의, 23℃에서 측정된, 휨 모듈러스를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 변형은 8 mm 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   CIE 표준 광원 C를 사용하여, ASTM D1003 절차 A에 의해 결정되는 경우 상기 1 mm 두께 샘플의 헤이즈는 95% 이상인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전체 투과율은 공기 중에서 360 nm 내지 750 nm의 파장을 갖는 입사광에 대하여 50% 이상인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 충전제의 굴절률은 1.564 내지 1.582인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광 확산 요소는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 실리콘 비드(silicone bead), 산화티타늄(titanium dioxide), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광 확산 요소는 폴리메틸실세스퀴옥세인(polymethylsilsesquioxane), 하이드롤라이즈드 폴리(알킬 트리알콕시실란)(hydrolyzed poly(alkyl trialkoxysilanes)), 또는 폴리메틸실세스퀴옥세인 및 하이드롤라이즈드 폴리(알킬 트리알콕시실란) 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 수지 매트릭스는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에스테르 공중합체, 폴리카보네이트 공중합체, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스티렌 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이형제, 에스테르교환 억제제, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률 사이의 차이는 0.01 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률 사이의 차이는 0.005 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 수지 매트릭스의 굴절률과 상기 유리 충전제의 굴절률 사이의 차이는 0.002 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DLD 값이, 10° 이상, 또는 20° 이상, 또는 30° 이상, 또는 50° 이상인, 또는 60° 이상인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전체 투과율이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
17. 제 1 항, 및 제 3 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휨 모듈러스는, 3000 MPa 이상, 또는 4,500 MPa 이상, 또는 5,000 MPa이상인 것을 특징으로 하는 광 확산 플라스틱.
    
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 광 확산 플라스틱을 포함하는 광 확산기 또는 광학 렌즈.
    
19. 조명 장치로서,
    광원; 및
    제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 광 확산 플라스틱을 포함하는 광학 요소를 포함하고,
    상기 광학 렌즈 또는 광 확산기가 조명되는 물체와 상기 광원 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
    
20. 광학 요소를 형성하는 방법으로,
    제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 광 확산 플라스틱을 가열하는 단계;
    몰딩 장치의 공동에 상기 광 확산 플라스틱을 도입하는 단계,
    여기서, 상기 공동은 대향하는 면들을 구비한 다이에 의해 형성되며, 상기 공동은 상기 광학 요소의 형상을 갖고;
    상기 다이의 대향하는 면들을 함께 가압하는 단계; 및
    상기 광학 요소를 형성하도록 상기 공동을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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