KR101183814B1 - 임의의 삼각형 영향을 나타내지 않는, 공압출에 의해코팅된 그라우저 플레이트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨지(wedge)-없는 공압출된 그라우저 플레이트의 제조방법, 이러한 플레이트를 제조하기 위한 특수 압출 노즐, 이러한 플레이트를 제조하는데 있어서의 상기 노즐의 용도, 임의의 삼각형 영향을 나타내지 않는, 열가소성 재료를 함유하는 하나 이상의 기본 구조물 및 하나 이상의 공압출 코팅(9, 10)을 갖는 공압출 그라우저 플레이트, 및 상기 공압출 그라우저 플레이트를 함유하는 기타 제품에 관한 것이다.
삼각형 영향, 거싯, 공압출, 다벽 시트, 열가소성
Description
본 발명은 공압출에 의해 코팅된, 거싯(gusset) 없는 다벽 시트(multi-wall sheet)의 제조 방법, 이러한 시트를 제조하기 위한 특수 압출 다이, 이것의 상기 시트 제조 용도, 삼각형 영향(triangle effect)이 없는, 열가소성 물질을 함유하는 하나 이상의 층 및 하나 이상의 코팅을 포함하는 다층 공압출 다벽 시트, 이러한 다층 다벽 시트를 함유하는 기타 제품에 관한 것이다.
다벽 시트는 종종 외부 면중 한 면 또는 양면에, 상이한 기능을 수행할 수 있는 공압출층을 갖는다. 예를 들면, 이것은 시트를 자외선에 의한 손상(예를 들면 황변)으로부터 보호하는 자외선 차단층일 수 있으나, 다른 기능들, 예를 들면 적외선 반사도 이러한 방식으로 수행될 수 있다.
이러한 다벽 시트에 대한 최신 기술이 아래에 요약되어 있다.
EP-A 0 110 221에는 2개의 폴리카르보네이트층으로 이루어진(그 중 1개의 층은 3 중량% 이상의 자외선 흡수제를 함유함) 시트가 개시되어 있다. 이러한 시트는 EP-A 0 110 221에 따라 공압출에 의해 제조될 수 있다.
EP-A 0 320 632에는 2개의 열가소성 물질층, 바람직하게는 폴리카르보네이트층으로 이루어진(그 중 1개의 층은 자외선 흡수제로서 특수 치환된 벤조트리아졸을 함유함) 성형품이 개시되어 있다. EP-A 0 320 632에는 공압출을 사용한 이러한 성형품의 제조 방법도 개시되어 있다.
EP-A 0 247 480에는 자외선 흡수제로서 특수 치환된 벤조트리아졸을 함유하는 분지형 폴리카르보네이트층 뿐만 아니라 열가소성 물질층으로 이루어진 다층 시트가 개시되어 있다. 공압출을 사용한 이러한 시트의 제조 방법도 개시되어 있다.
EP-A 0 500 496에는 특수 트리아진에 의해 자외선광에 대해 안정화된 중합체 조성물, 및 이것의 다층 시스템의 외부층으로서의 용도가 개시되어 있다. 언급된 중합체는 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리페닐렌 술파이드이다.
그러나, 최신 기술에서 공지된 모든 코팅된 다벽 시트는 소위 "삼각형 영향"(즉, 공압출 공정의 결과, 공압출층의 물질로 이루어진 거싯이 나타남)과 더불어 시트 표면의 특정한 불균일성이라는 문제점을 나타낸다.
도 1은 이러한 거싯이 형성되는 모습을 보여주는, 다벽 시트의 횡단면도이다. 화살표는 공압출층(2)내에 거싯이 형성되게 하는 다벽 시트(1)의 다벽 주형(multi-wall mould)내 중합체 용융물의 흐름을 보여준다.
따라서 최신 기술을 고려해볼 때, 본 발명의 목적은 최신 기술의 것과는 대조적으로 더 이상 삼각형 영향을 나타내지 않는, 임의적으로는 공압출에 의해 여러개의 층으로 코팅된 다벽 시트를 제조하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명의 근간을 이룬다.
한 면이 코팅된 시트의 경우, 비-코팅 면으로부터의 재료 공급을 증가시킴으 로써 코팅면에서의 거싯 형성을 피할 수 있게 하는 방법으로 공압출 재료의 공급을 조절함으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다.
도 2는 이러한 공정이 수행되는 방법을 보여주는, 다벽 시트의 횡단면도이다.
비-코팅면으로부터의 중합체 흐름이 증가하면, 용융물이 다벽 시트(3)의 코팅면 방향으로 분포됨으로써, 공압출층(4)이 거싯 없는 상태를 유지하게 된다.
그러나, 양면이 코팅된 시트의 경우, 이러한 공정은 더 이상 유효하지 않다. 예를 들면, 저면으로부터의 재료 공급의 증가로 인해 저면에 보다 두꺼운 거싯이 형성되어, 한 면에서의 이득이 다른 면에서의 손실에 의해 상쇄된다.
도 3은 이러한 효과를 보여주는, 다벽 시트의 횡단면도이다((5)에서 공급: 상부 공압출층(6)이 거싯이 없는 상태를 유지하는 반면, 저부 공압출층(7)은 두꺼운 거싯을 가짐).
놀랍게도, 본 발명에 이르러, 다이 콤(die comb) 주위에서 통상적인 재료 흐름으로부터 일부를 분기시키되, 상기 일부를 시트 벽을 형성하는 다이의 다벽 주형에 직접 공급하는 방식으로, 재료 흐름을 압출 과정 동안 조절함으로써, 각 면에서의 거싯 형성 또는 삼각형 영향을 사실상 완전히 피할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 콤을 통과하는 재료 흐름은 통상적으로는 상부 스트림과 하부 스트림으로 분할되는데, 이것은 다벽 주형에서 상부 및 하부로부터 합류하여 벽을 형성한다. 그러나, 이러한 상부 스트림 및 하부 스트림으로부터의 재료 흐름에 의해 전형적인 "배수 깔때기(draining funnel)"가 형성되는데, 이것은 나중에 공압출면에서 유동하는 공 압출 재료로 채워진다. 거싯이 도 1에 도시된 바와 같이 형성된다. 본 발명에 따라 재료의 일부를 다벽 주형에 직접 공급할 수 있도록 하려면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 스트림 및 하부 스트림으로부터의 재료 흐름을 감소시키거나 심지어는 저지하여, 시트의 양면에서의 깔때기 형성, 따라서 거싯 형성 또는 삼각형 영향을 최소화하거나 심지어는 바람직하게는 완전히 회피한다. 따라서 본 발명에 따르는 방법은 한 면 또는 양면에 코팅된 다벽 시트의 제조에 적합하다.
도 4는 본 발명에 따르는 공정이 수행되는 방법을 보여주는, 다벽 시트의 횡단면도이다.
양쪽 공압출층(9) 및 (10)은, (8)에서 중합체 용융물이 예를 들면 채널을 통해 다벽 주형으로 추가적으로 공급됨으로 인해, 거싯 없는 상태를 유지한다.
그렇게 오랫동안 존재하던 문제점이 이러한 단순한 방법으로 이렇게 성공적으로 해결된다는 점은 매우 놀랍다.
따라서 본 발명은 공압출에 의해 다벽 시트상에 코팅을 형성하는 특수한 방법, 및 이러한 방법으로 제조된 거싯 없는 시트, 또는 삼각형 영향 없는 시트를 제공한다. 이러한 시트는 특히 매끄러운 표면 및 균일한, 즉 거싯 없는 공압출층을 가짐을 특징으로 한다. 양면이 코팅된 다벽 시트가 바람직한 실시양태이다.
따라서 본 발명은 또한 본 발명에 따르는 공정을 수행하기 위한 특수 압출 다이를 제공한다.
다양한 목적을 위해 필요한 통상적인 채널, 부품 및 주형 외에도, 다이 콤은 유입되는 재료의 일부를 다벽 주형에 직접 공급하는 채널을 함유한다. 바람직한 실시양태에서, 재료는 다이의 뒷쪽에 있는 한 영역으로부터 다벽 주형으로 직접 공급된다.
다벽 주형에서, 본 발명에 따르는 다이의 가능한 실시양태가 도 5에 횡단면도로서 도시되어 있다.
중합체 용융물은 (12)에서 유동한다. 용융물은 채널(13)을 통해 다벽 주형(14)에 공급된다. (15)는 상면 또는 저면 주형을 나타낸다. 시트는 (16)에서 빠져나간다.
본 발명은 또한 상기 시트를 함유하는 제품을 제공한다. 예를 들면 상기 다층 다벽 시트를 함유하는 제품은, 바람직하게는 판유리, 온실, 겨울식물용 정원, 베란다, 간이 차고, 버스정류장, 천개, 칸막이, 현금 무인자동수납기(cash kiosk) 및 태양열 집열기로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에 따르는 공정은, 거싯의 형성으로 인한 매우 부정적인 결과, 및 이와 관련된 재료의 낭비 및 불균일한 시트 표면을 초래할 수 있는 삼각형 영향을 피할 수 있다는 큰 이점을 갖는다. 거싯의 형성으로 낭비된 코팅 재료는 일반적으로 고가의 첨가제를 함유하는 값비싼 열가소성 재료로 이루어져 있다. 이러한 물질을 절약하는 것은 경제적으로 큰 이점이 될 수 있다.
본 발명에 따르는 공정은 복합층(자외선 차단층 및 기능층, 예를 들면 상부 적외선 반사층 및 저부 자외선 차단층)을 포함하여, 매우 다양한 공압출층, 주로 임의의 가능한 기능층의 제조에 적합하고, 양면에 자외선 차단층을 갖는 다벽 시트의 제조에 특히 적합하다.
본 발명에 따르는 다층 제품, 예를 들면 다벽 시트는 최신 기술의 것에 비해 추가의 이점을 갖는다. 본 발명에 따르는 다층 제품, 예를 들면 다벽 시트를 공압출에 의해 제조함으로써, 래커칠에 의해 제조된 제품보다 이점을 얻을 수 있다. 따라서, 래커칠과는 대조적으로, 공압출 과정에서 용매가 휘발되지 않는다.
더욱이, 래커는 장기간 보관될 수 없다. 공압출은 이러한 단점을 갖지 않는다.
또한, 래커는 비용이 많이 드는 기술을 요한다. 예를 들면, 이것은 폭발-방지 기기 및 용매 재생, 즉 많은 설비 투자를 필요로 한다. 공압출은 이러한 단점을 갖지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 기본층과 공압출층이 동일하거나 상이한 열가소성 재료로 제조될 수 있는 상기 다층 다벽 시트이다. 바람직하게는 두 층은 동일한 재료를 기본 재료로 한다.
적합한 열가소성 성형 화합물은 예를 들면 폴리카르보네이트 및(또는) 폴리에스테르 및(또는) 폴리에스테르카르보네이트 및(또는) 폴리에스테르 및(또는) 폴리메틸 메타크릴레이트 및(또는) 폴리스티렌 및(또는) SAN, 및(또는) 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 및(또는) 폴리메틸 메타크릴레이트 및(또는) 폴리스티렌 및(또는) SAN의 블렌드를 함유하는 임의의 성형 화합물이다.
바람직한 성형 화합물은 폴리카르보네이트 및(또는) 폴리에스테르와 같은 투명 열가소성 물질을 함유하는 것 뿐만 아니라, 이러한 두 열가소성 물질중 하나 이상을 함유하는 블렌드이다. 폴리카르보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 사용 하는 것이 특히 바람직하고, 폴리카르보네이트를 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
이러한 열가소성 물질의 제조는 해당 분야의 숙련자들에게 잘 공지되어 있고 공지된 공정에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직한 다층 제품은 공압출층이 추가로 1 내지 20 중량%의 자외선 흡수제를 함유하고, 두께가 5 내지 200 ㎛, 바람직하게는 30 내지 100 ㎛인 것이다.
다벽 시트는 2벽 시트, 3벽 시트, 4벽 시트 등일 수 있다. 다벽 시트는 상이한 프로파일, 예를 들면 X 프로파일 또는 XX 프로파일을 가질 수도 있다. 다벽 시트는 주름질 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 양면에 공압출층을 갖는 다벽 시트로서, 기본 재료와 두 공압출층은 폴리카르보네이트로 제조된다.
사용된 열가소성 재료 및 여기에 함유된 첨가제의 유형에 따라, 본 발명에 따르는 다층 제품은 반투명, 불투명 또는 투명할 수 있다.
한 특정 실시양태에서, 다층 제품은 투명하다.
본 발명에 따르는 다층 다벽 시트의 기본 재료 및 공압출층은 둘 다 첨가제를 함유할 수 있다.
특히, 공압출층은 자외선 흡수제 및 이형제를 함유할 수 있다.
자외선 흡수제 또는 이것의 혼합물은 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 10 중량%, 매우 특히 바람직하게는 3 내지 8 중량%의 농도로 존재한다. 둘 이상의 공압출층이 존재하는 경우, 각 층에서의 자외선 흡수제의 구성비율은 상이할 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 자외선 흡수제의 예는 아래에 기술되어 있다:
(a) 하기 화학식 I의 벤조트리아졸 유도체:
화학식 I에서, R 및 X는 동일하거나 상이하고, H, 알킬 또는 알킬아릴이다.
바람직한 대표물은 티누빈(Tinuvin) 329(X는 1,1,3,3-테트라메틸부틸이고 R은 H임), 티누빈 350(X는 tert-부틸이고, R은 2-부틸임) 및 티누빈 234(X 및 R은 1,1-디메틸-1-페닐임)이다.
(b) 화학식 II의 이량체 벤조트리아졸 유도체:
화학식 II에서, R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, H, 할로겐, C1-C10-알킬, C5-C10-시클로알킬, C7-C13-아르알킬, C6-C14-아릴, -OR5 또는 -(CO)-O-R5(여기서 R5는 H 또는 C1-C4-알킬임)이다.
화학식 II에서, R3 및 R4는 동일하거나 상이하고, H, C1-C4-알킬, C5-C6-시클로알킬, 벤질 또는 C6-C14-아릴이다.
화학식 II에서, m은 1, 2 또는 3이고, n은 1, 2, 3 또는 4이다.
티누빈 360(R1, R3 및 R4는 H이고, n은 4이고, R2는 1,1,3,3-테트라메틸부틸이고, m은 1임)이 바람직하다.
(b1) 화학식 III의 이량체 벤조트리아졸 유도체:
상기 식에서,
R1, R2, m 및 n은 화학식 II에서 정의된 바와 같고, p는 0 내지 3의 정수이고, q는 1 내지 10의 정수이고,
Y는 -CH2-CH2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6- 또는 CH(CH3)-CH2-이고, R3 및 R4는 화학식 II에서 정의된 바와 같다.
티누빈 840(R1은 H이고, n은 4이고, R2는 tert-부틸이고, m은 1이고, R2는 OH기에 대해서 오르토 위치에 있고, R3 및 R4는 H이고, p는 2이고, Y는 -(CH2)5-이고, q는 1임)이 바람직하다.
(c) 화학식 IV의 트리아진 유도체:
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 상이하고, H, 알킬, CN 또는 할로겐이고, X는 알킬이다.
티누빈 1577(R1, R2, R3 및 R4는 H이고, X는 헥실임) 및 시아소르브(Cyasorb) UV-1164(R1, R2, R3 및 R4는 메틸이고, X는 옥틸임)이 바람직하다.
(d) 화학식 IVa의 트리아진 유도체:
상기 식에서, R1은 C1-C17-알킬이고, R2는 H 또는 C1-C4-알킬이고, n은 0 내지 20이다.
(e) 화학식 V의 이량체 트리아진 유도체:
상기 식에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 동일하거나 상이하고, H, 알킬, CN 또는 할로겐이고, X는 알킬 또는 -(CH2CH2-O)n-C(=O)-이다.
(f) 화학식 VI의 디아릴 시아노아크릴레이트:
상기 식에서, R1 내지 R40은 동일하거나 상이하고, H, 알킬, CN 또는 할로겐이다.
유비눌(Uvinul) 3030(R1 내지 R40는 H임)이 바람직하다.
매우 특히 바람직한 자외선 흡수제는 티누빈 360, 티누빈 1577 및 유비놀 3030으로 이루어진 군에서 선택된다.
티누빈 360
티누빈 1577
티누빈 3030
상기 자외선 흡수제는 시판되고 있다.
자외선 흡수제와 함께, 또는 자외선 흡수제 대신에, 층은 기타 통상적인 공정 보조제, 특히 이형제 및 유동성 조절제 뿐만 아니라, 사용된 폴리카르보네이트를 위한 통상적인 첨가제, 예를 들면 안정화제, 특히 열 안정화제, 및 착색제, 형광증백제 및 무기 안료도 함유할 수 있다.
모든 공지된 폴리카르보네이트가 본 발명에 따르는 다층 제품을 위한 바람직한 열가소성 재료로서 적합하다.
이것은 호모폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트 및 열가소성 폴리에스테르카르보네이트이다.
이것은, 평균분자량 Mw이, 폴리카르보네이트에 대해 보정된 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정시, 바람직하게는 18,000 내지 40,000, 특히 바람직하게는 26,000 내지 36,000, 매우 특히 바람직하게는 28,000 내지 35,000이다.
폴리카르보네이트의 제조에 대해서라면, 예를 들면 문헌[Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, 제 9 권, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964], 문헌[D.C.PREVORSEK, B.T.DEBONA 및 Y.KESTEN, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960, 'Synthesis of Poly(ester)carbonate Copolymers', Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, 제 19 권, 75-90(1980)], 문헌[D.Freitag, U.Grigo, P.R. Mueller 및 N.Nouvertne, BAYER AG, 'Polycarbonates', Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 제 11 권, 제 2 판, 1988, 648 내지 718 페이지], 및 마지막으로 문헌[Dres.U.Grigo, K.Kircher 및 P.R.Mueller, 'Polycarbonate', Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, 제 3/1 권, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna 1992, 117 내지 299 페이지]을 참고할 수 있다.
폴리카르보네이트는 바람직하게는 계면중축합 공정 또는 용융 에스테르교환 공정에 의해 제조되며, 예로서 계면중축합 공정을 사용한 폴리카르보네이트의 제조 방법이 아래에 기술된다.
출발 화합물로서 바람직하게 사용되는 화합물은 화학식 HO-Z-OH(여기서 Z는 6 내지 30 개의 탄소 원자 및 하나 이상의 방향족 기를 갖는 2가 유기 라디칼임)의 비스페놀이다.
이러한 화합물의 예는 디히드록시비페닐, 비스(히드록시페닐)알칸, 인단비스페놀, 비스(히드록시페닐)에테르, 비스(히드록시페닐)술폰, 비스(히드록시페닐)케톤 및 1,3- 또는 1,4-비스(히드록시페닐프로필)벤젠으로 이루어진 군에 속하는 비스페놀이다.
상기 화합물 군에 속하는 특히 바람직한 비스페놀은 비스페놀 A, 테트라알킬비스페놀 A, 1,3-비스[2-(4-히드록시페닐)-2-프로필]벤젠(비스페놀 M), 1,4-비스-[2-(4-히드록시페닐)-2-프로필]벤젠, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산(비스페놀 TMC) 및 임의적으로는 이것들의 혼합물이다.
바람직하게는 본 발명에 따라 사용되는 비스페놀 화합물은 탄산 화합물, 특히 포스겐과 반응하며, 용융 에스테르교환 공정의 경우에는, 디페닐 카르보네이트 또는 디메틸 카르보네이트와 반응한다.
폴리에스테르카르보네이트를, 바람직하게는 전술된 비스페놀과 하나 이상의 방향족 디카르복실산과 임의적으로 탄산 등가물을 반응시킴으로써, 수득한다. 적합한 방향족 디카르복실산의 예는 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 3,3'- 또는 4,4'-디페닐디카르복실산 및 벤조페논디카르복실산이다. 폴리카르보네이트중 카르보네이트기의 80몰% 이하, 바람직하게는 20 내지 50 몰%가 방향족 디카르복실산 에 스테르기로 대체될 수 있다.
계면중축합 공정에서 사용되는 불활성 유기 용매의 예는 디클로로메탄, 다양한 디클로로에탄 및 클로로프로판 화합물, 사염화탄소, 클로로포름, 클로로벤젠 및 클로로톨루엔이다. 클로로벤젠 또는 디클로로메탄 또는 디클로로메탄과 클로로벤젠의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
계면중축합 반응을, 촉매, 예를 들면 3급 아민, 특히 N-알킬피페리딘 또는 오늄염을 사용해서 가속화시킬 수 있다. 트리부틸아민, 트리에틸아민 및 N-에틸피페리딘을 사용하는 것이 바람직하다. 용융 에스테르교환 공정의 경우, DE-A 42 38 123에서 언급된 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리카르보네이트를, 소량의 분지화제를 사용하여 제어된 방식으로 의도적으로 분지화시킬 수 있고, 몇몇 적합한 분지화제는 플로로글루시놀, 4,6-디메틸-2,4,6-트리(4-히드록시페닐)-2-헵텐, 4,6-디메틸-2,4,6-트리(4-히드록시페닐)헵탄, 1,3,5-트리(4-히드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리(4-히드록시페닐)에탄, 트리(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스[4,4-비스(4-히드록시페닐)시클로헥실]프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐이소프로필)페놀, 2,6-비스(2-히드록시-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)프로판, 헥사(4-(4-히드록시페닐이소프로필)페닐) 오르토-테레프탈레이트, 테트라(4-히드록시페닐)메탄, 테트라(4-(4-히드록시페닐이소프로필)-페녹시)메탄, 1,3,5-트리스[2-(4-히드록시페닐)-2-프로필]벤젠, 2,4-디히드록시벤조산, 트리메스산, 시아누릭 클로라이드, 3,3-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌 및 1,4-비스(4',4"-디히드록시트리페닐) 메틸)벤젠, 특히 1,1,1-트리(4-히드록시페닐)에탄 및 비스(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.
사용된 디페놀을 기준으로 0.05 내지 2 몰%의 양으로 함께 임의적으로 사용되는 분지화제 또는 분지화제의 혼합물을, 디페놀과 함께 첨가하거나, 합성 공정의 이후 단계에서 첨가할 수 있다.
사용된 사슬종결제는 바람직하게는, 비스페놀 1몰당 1 내지 20 몰%, 바람직하게는 2 내지 10 몰%의, 페놀, 예를 들면 페놀, 알킬페놀, 예를 들면 크레솔 및 4-tert-부틸페놀, 클로로페놀, 브로모페놀, 쿠밀페놀 또는 이것들의 혼합물이다. 페놀, 4-tert-부틸페놀 및 쿠밀페놀이 바람직하다.
사슬종결제 및 분지화제를 비스페놀과 따로 또는 함께 합성 공정에 첨가할 수 있다.
용융 에스테르교환 공정에 의한 폴리카르보네이트의 제조 방법은 예를 들면 DE-A 42 38 123에 기술되어 있다.
본 발명에 따라 바람직한 폴리카르보네이트는 비스페놀 A를 기재로 하는 호모폴리카르보네이트, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 호모폴리카르보네이트, 두 단량체인 비스페놀 A와 1,1,-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 코폴리카르보네이트, 및 두 단량체인 비스페놀 A와 4,4'-디히드록시비페닐(DHB)을 기재로 하는 코폴리카르보네이트이다.
비스페놀 A를 기재로 하는 호모폴리카르보네이트가 특히 바람직하다.
사용된 중합체는 안정화제를 함유할 수 있고, 적합한 안정화제의 예는 포스 핀, 포스파이트, Si-함유 안정화제, 및 EP-A 0 500 496에 기술된 기타 화합물이다. 언급될 수 있는 예는 트리페닐 포스파이트, 디페닐 알킬 포스파이트, 페닐 디알킬 포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4'-비페닐렌 디포스포나이트 및 트리아릴 포스파이트이다. 트리페닐포스핀 및 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트가 특히 바람직하다.
이러한 안정화제는 본 발명에 따르는 다벽 시트의 모든 층, 즉 기본층 및 공압출층 둘 다에 존재할 수 있다. 상이한 유형 또는 농도의 첨가제가 각 층에 존재할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르는 다벽 시트는 0.01 내지 0.5 중량%의 1가 내지 6가 알콜(특히 글리세롤, 펜타에리쓰리톨 또는 구에르벳 알콜)의 에스테르 또는 부분 에스테르를 함유할 수 있다.
1가 알콜의 예는 스테아릴 알콜, 팔미틸 알콜 및 구에르벳 알콜이다. 글리콜은 2가 알콜의 예이다. 글리세롤은 3가 알콜의 예이다. 펜타에리쓰리톨 및 메소에리쓰리톨은 4가 알콜의 예이다. 아라비톨, 리비톨 및 자일리톨은 5가 알콜의 예이다. 만니톨, 글루시톨(소르비톨) 및 둘시톨은 6가 알콜의 예이다.
에스테르는 바람직하게는 포화 C10-C36 지방족 모노카르복실산과 임의적으로는 히드록시모노카르복실산, 바람직하게는 포화 C14-C32 지방족 모노카르복실산과 임의적으로는 히드록시모노카르복실산의 모노에스테르, 디에스테르, 트리에스테르, 테트라에스테르, 펜타에스테르 및 헥사에스테르 또는 이것들의 혼합물, 특히는 랜 덤 혼합물이다.
시판 지방산 에스테르, 특히 펜타에리쓰리톨 및 글리세롤은 제조 공정의 결과로 60% 미만의 다양한 부분 에스테르를 함유할 수 있다.
10 내지 36 개의 C 원자를 갖는 포화 지방족 모노카르복실산의 예는 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 히드록시스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산 및 몬탄산이다.
14 내지 22 개의 C 원자를 갖는 바람직한 포화 지방족 모노카르복실산의 예는 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 히드록시스테아르산, 아라키드산 및 베헨산이다.
팔미트산, 스테아르산 및 히드록시스테아르산과 같은 포화 지방족 모노카르복실산이 특히 바람직하다.
포화 C10-C36 지방족 모노카르복실산 및 지방산 에스테르는 문헌에 공지되어 있거나 문헌에 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다. 펜타에리쓰리톨 지방산 에스테르의 예는 위에서 언급된 특히 바람직한 모노카르복실산의 에스테르이다.
펜타에리쓰리톨 및 글리세롤과 스테아르산 및 팔미트산의 에스테르가 특히 바람직하다.
구에르벳 알콜 및 글리세롤과 스테아르산 및 팔미트산, 및 임의적으로는 히드록시스테아르산의 에스테르도 특히 바람직하다.
에스테르는 기본층과 공압출층 둘 다에 존재할 수 있다. 상이한 유형 또는 농도의 첨가제가 각 층에 존재할 수 있다.
본 발명에 따르는 다벽 시트는 대전방지제를 함유할 수 있다.
대전방지제의 예는 양이온성 화합물, 예를 들면 4급 암모늄, 포스포늄 또는 술포늄 염, 음이온성 화합물, 예를 들면 알칼리금속 또는 알칼리토금속 염의 형태인 알킬술포네이트, 알킬술페이트, 알킬포스페이트 또는 카르복실레이트, 및 비-이온성 화합물, 예를 들면 폴리에틸렌 글리콜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 지방산 에스테르 또는 에톡실화 지방 아민이다. 바람직한 대전방지제는 비-이온성 화합물이다.
이러한 대전방지제는 기본층과 공압출층 둘 다에 존재할 수 있다. 상이한 유형 또는 농도의 첨가제가 각 층에 존재할 수 있다. 대전방지제는 바람직하게는 공압출층에서 사용된다.
본 발명에 따르는 다벽 시트는 유기 염료, 무기 착색 안료, 형광 염료, 및 특히 바람직하게는 형광증백제를 함유할 수 있다.
이러한 착색제는 기본층과 공압출층 둘 다에 존재할 수 있다. 상이한 유형 또는 농도의 첨가제가 각 층에 존재할 수 있다.
본 발명에 따르는 다벽 시트를 제조하는데 사용되는 모든 성형 화합물 및 첨가제 및 용매는 이것의 제조 공정 및 저장의 결과로 각각 불순물로 오염될 수 있으므로, 가능한 한 가장 깨끗한 출발 물질을 사용하여 공정을 수행하는 것을 목표로 한다.
개개의 성분들을 공지된 방식으로, 순차적으로 또는 동시에, 실온 또는 승온 에서 혼합할 수 있다.
첨가제, 특히 위에서 언급된 바와 같은 자외선 흡수제 및 기타 첨가제를, 바람직하게는 공지된 방식으로, 본 발명에 따르는 다벽 시트를 위한 성형 화합물에 첨가하는데, 예를 들면 내부 혼련기, 일축 압출기 및 이축 압출기와 같은 통상적인 기기에서, 약 200 내지 330 ℃의 온도에서, 중합체 과립을 첨가제와 혼합, 예를 들면 용융 컴파운딩 또는 용융 압출시키거나, 중합체의 용액을 첨가제의 용액과 혼합한 후 용매를 공지된 방식으로 증발시킨다. 성형 화합물중 첨가제의 구성비율은 넓은 범위에서 변할 수 있고, 성형 화합물의 원하는 성질에 따라 달라진다. 성형 화합물중 첨가제의 총 구성비율은 성형 화합물의 중량을 기준으로 바람직하게는 약 20 중량% 이하, 바람직하게는 0.2 내지 12 중량%이다.
자외선 흡수제도 성형 화합물에 첨가할 수 있는데, 예를 들면 자외선 흡수제와 임의적으로 위에서 언급된 기타 첨가제의 용액을, 적합한 유기 용매(예를 들면 CH2Cl2 할로게노알칸, 할로게노방향족, 클로로벤젠 및 자일렌)중 가소성 물질의 용액과 혼합한다. 이어서 재료의 혼합물을 바람직하게는 공지된 방식으로 압출을 통해 균질화시키고, 용액의 혼합물을 바람직하게는 제거하고, 예를 들면 공지된 방식으로 용매를 증발시킨 후 압출시켜 컴파운딩한다.
본 발명에 따르는 다벽 시트를, 예를 들면 딥 드로잉시키거나, 표면 처리함으로써, 예를 들면 긁힘 내성 래커 및 물 확산층 등을 적용하는 방법으로 가공할 수 있고, 본 발명은 이러한 공정에 의해 제조된 제품도 제공한다.
이러한 공압출은 문헌에 공지되어 있다(예를 들면 EP-A 0 110 221 및 EP-A 0 110 238을 참고). 이러한 경우, 공정은 바람직하게는 다음과 같다: 코어층 및 피복층을 제조하기 위한 압출기는 공압출 어댑터에 연결되어 있다. 어댑터를, 피복층을 형성하는 용융물이 박층으로서 코어층 용융물에 부착 도포되도록, 구성한다. 이어서 이렇게 제조된 다층 용융 스트랜드를 하류 방향으로 연결된 다이에서 원하는 형상(다벽 시트)으로 전환시킨다. 이어서 용융물을 제어된 조건하에서 공지된 방식으로 진공 사이징에 의해 냉각시킨 후(다벽 시트), 길이 방향으로 절단한다. 임의적으로는, 응력을 제거하기 위해서 사이징 후 서냉로를 사용할 수 있다. 다이로부터 상류 방향으로 배열된 어댑터 대신에, 다이 그 자체를, 용융물이 그 지점에서 합류하도록 설계할 수도 있다.
본 발명에 따르는 공정에서, 예시된 공정을, 전술된 바와 같이 개조된 다이, 즉 재료를 다벽 주형에 직접 공급하기 위한 채널을 갖는 다이를 사용하여 수행한다. 따라서, 본 발명은 거싯 없는 코팅 다벽 시트의 제조에서의 본 발명에 따르는 다이의 용도를 제공한다.
본 발명을 하기 실시예로서 보다 상세하게 예시하지만, 이러한 실시예가 본 발명을 제한하지는 않는다. 본 발명에 따르는 실시예는 단지 본 발명의 바람직한 실시양태를 제공할 뿐이다.
다층 충실(solid) 시트의 제조에 사용되는 기기 및 설비가 아래에 기술되어 있다. 이것은 배기구를 갖거나 갖지 않는, 길이 25 내지 36 D 및 직경 70 내지 200 ㎜의 스크류를 갖는 주 압출기; 배기구를 갖거나 갖지 않는, 길이 25 내지 36 D의 스크류 및 직경 25 내지 70 ㎜의 압출기 직경 D를 갖는, 피복층을 도포하기 위한 하나 이상의 공압출기; 공압출 어댑터; 특수 다벽 시트 다이; 사이저; 인취(take-off) 장치; 롤러 컨베이어; 절단 장치(톱); 및 운반 테이블을 포함한다.
기본 재료의 폴리카르보네이트 과립을 주 압출기의 호퍼로 공급하고, 공압출 재료를 공압출기의 호퍼로 공급하였다. 각 재료를 용융시키고 각각의 실린더/스크류 가소화 시스템에서 운송하였다. 두 재료 용융물은 공압출 어댑터 및 다벽 시트 다이에서 합류하고, 다이를 떠나서 사이저에서 냉각된 후 복합체를 형성한다. 기타 장치를 사용하여 압출된 시트를 운송하고, 이것을 길이 방향으로 절단하고, 운반한다.
이어서 이렇게 제조된 시트를 시각적으로 평가하였다.
하기 크기를 갖는 폴리카르보네이트 다벽 시트를 제조하였다:
2벽 시트: 두께 10 ㎜, 벽 간격 11 ㎜, 너비 2100 ㎜, 1.7 ㎏/㎡ SN2 10/11-2100 1.7 ㎏/㎡
2벽 시트: 두께 10 ㎜, 11 ㎜ 벽 간격, 너비 2100 ㎜, 2.0 ㎏/㎡ SS2 10/11-2100 2.0 ㎏/㎡
2벽 시트: 두께 8 ㎜, 벽 간격 11 ㎜, 너비 2100 ㎜, 1.5 ㎏/㎡ SN2 8/11-2100 1.5 ㎏/㎡
2벽 시트: 두께 8 ㎜, 벽 간격 11 ㎜, 너비 2100 ㎜, 1.7 ㎏/㎡ SS2 8/11-2100 1.7 ㎏/㎡
이것은 확실한 거싯을 함유하지 않으므로 삼각형 영향을 나타내지 않는다.
이러한 실험에서는, 공압출 재료로서, 마크롤론(Makrolon, 등록상표) 1243(분지화제로서 0.3 몰%의 이사틴 비스크레솔을 함유하고 Mw가 29,234이고 상대적 용액 점도가 0.5 g/100 ㎖인 분지형 비스페놀 A 폴리카르보네이트), 및 마크롤론 3103(Mw가 31,887이고 상대적 용액 점도가 0.5 g/100 ㎖인 선형 비스페놀 A 폴리카르보네이트)를 사용하였고, 기본 재료로서, DP1-1816(Mw가 33,560이고 자외선 안정화제를 함유하는 또다른 선형 비스페놀 A 폴리카르보네이트)를 사용하였다.
Claims (11)
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- 공압출에 의해 코팅된, 거싯(gusset) 형성 없는 다벽 시트(multi-wall sheet).
- 제5항에 있어서, 투명 열가소성 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 다벽 시트.
- 제5항에 있어서, 모든 층이 동일한 열가소성 재료를 기본 재료로 하는 것을 특징으로 하는 다벽 시트.
- 제5항에 있어서, 폴리카르보네이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다벽 시트.
- 제5항에 있어서, 공압출층이 자외선 차단 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 다벽 시트.
- 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 다벽 시트를 포함하는 제품.
- 하나 이상의 공압출기로 공압출층(9,10)을 공압출하는 다층 다벽 시트의 제조 방법으로서,주 압출기로 기본층을 압출하고, 기본 재료의 재료 흐름으로부터 일부 흐름을 분기시키되, 상기 일부 흐름을 시트 벽을 형성하는 다벽 주형(multi-wall mould)(8)에 직접 공급함으로써 상기 시트를 얻는 것을 특징으로 하고, 상기 시트는 균일한 공압출층(9,10)을 갖는 것인, 다층 다벽 시트의 제조 방법.
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