KR102179473B1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 광학 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 광학 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명성 및 색조 안정성이 우수하며, 자외선 투과율이 낮은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 광학 성형품에 관한 것이다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 광학 성형품{Polycarbonate resin composition and optical product composed thereof}
본 발명은 투명성 및 색조 안정성이 우수하며, 자외선 투과율이 낮은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 광학 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되고, 우수한 충격강도, 수치안정성, 내열성 및 투명도 등을 가지며, 전기전자 제품의 외장재, 자동차 부품, 건축 소재, 광학 부품 등 광범위한 분야에 적용된다.
한편, 안경 또는 선글라스 등에 사용되는 광학 렌즈의 경우, 시야에 영향을 주지 않으면서도 외부 광원에 대한 눈부심이 발생하지 않을 정도의 투과율이 요구된다. 또한, 자외선과 같은 특정 파장의 유해한 광선으로부터 눈을 보호할 필요가 있다. 이에, 기계적 물성 외에도 광학적 특성이 우수한 폴리카보네이트 수지를 사용하여 안경 또는 선글라스 등의 야외 활동용 광학용 렌즈로 사용하는 기술이 다양하게 개발되고 있다.
다만, 폴리카보네이트 수지의 경우, 자외선 영역 중 약 380nm 이하의 범위 내에서는 낮은 투과율을 나타내지만, 그 이상의 영역에서 투과율이 높아지는 문제가 있으며, 이를 개선하기 위해 다양한 첨가제를 함께 사용하여 폴리카보네이트의 물성을 조절하고 있었다. 그러나, 대부분 어느 하나의 물성을 향상시키면 다른 물성이 저하되는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2017-0036252호에는 폴리카보네이트 수지에 염료와 안료를 조합하여 가시광선 차폐성을 높인 기술을 개시하고 있으나, 자외선 영역에서의 적정 차폐성과 투명성 등의 물성을 동시에 구현하지는 못하고 있다.
한국특허 공개번호 제10-2017-0036252호
본 발명은 투명성 및 색조 안정성이 우수하며, 자외선 투과율이 낮은 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 광학 성형품을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지, 흑색 착색제, 황색 착색제 및 적어도 하나의 히드록시기를 포함하는, 벤조트리아졸계 화합물; 벤조페논계 화합물; 및 트리아진계 화합물;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제;를 포함하고, ASTM D1003에 따른 380nm 내지 420nm의 파장 영역에서 평균 투과율이 1.0% 내지 6.5%인, 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.
폴리카보네이트 수지는 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 수지로서, 그 자체로 기계적 특성 및 광학적 특성이 우수하나, 응용 분야에 따라 여러 물성을 동시에 충족할 필요가 있다. 폴리카보네이트 수지가 야외 활동용 렌즈 등의 물품에 사용될 경우, 자외선 영역의 투과율을 감소시킬 필요가 있어, 이를 개선하기 위해 다양한 기술이 개발되고 있으나, 대부분 어느 하나의 물성을 향상시키면 다른 물성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 낮은 자외선 투과율을 구현하면서, 동시에 우수한 투명성 및 색조 안정성을 구현하기 위해, 특정 파장 영역에서 광 흡수율이 높은 첨가제와 특정 착색제를 조합하여 사용한 폴리카보네이트 수지 조성물을 개발하였다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른, 폴리카보네이트 수지 조성물은, 특정 자외선 흡수제와 특정 조합의 착색제를 포함함으로써, ASTM D1003에 따른 380nm 내지 420nm의 파장 영역에서 평균 투과율이 1.0% 내지 6.5%을 만족한다. 상기 범위를 만족하는 수지 조성물의 경우, 낮은 자외선 투과율을 구현하면서, 동시에 우수한 투명성 및 색조 안정성을 구현할 수 있다. 상기 영역의 평균 투과율은 바람직하게는 3.0% 내지 6.2%일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 전술한 물성이 더욱 우수하며, 이에 따라, 광학 성형품, 특히, 안경 렌즈나, 선글라스 렌즈 등에 적용이 용이하다.
본 발명에서, 상기 평균 투과율은 ASTM D1003에 따라 측정된 것으로서, 380nm 내지 420nm에서의 투과율을 5nm 단위로 측정하고, 그 평균값(T380-420)을 계산한 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물을 2축 압출기(L/D=36, Φ=45, 배럴온도 240℃)에 시간당 80 kg 속도로 펠렛을 제조한 뒤, 펠렛을 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 약 270℃에서 체류 시간 없이 사출 성형하여 시편(가로/세로/두께 = 60mm/40mm/3mm)을 제조하고, ASTM D1003에 의거하여 UltraScan PRO(HunterLab社)를 이용하여 투과도 값을 측정한 것이다.
자외선 흡수제
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 벤조트리아졸계 화합물; 벤조페논계 화합물; 및 트리아진계 화합물;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제;를 포함하며, 이들은 적어도 하나의 히드록시기를 포함하며, 후술하는 특정 조합의 착색제와 함께 사용되어, 낮은 자외선 투과율을 구현하면서, 동시에 우수한 투명성 및 색조 안정성을 구현한다.
구체적으로, 상기 자외선 흡수제는 약 380nm 초과의 자외선 영역, 특히, 약 420nm의 영역에서 광 흡수율이 높은 화합물로서, 특정 조합의 착색제와 함께 사용되어 해당 영역에서의 폴리카보네이트 수지 조성물의 자외선 흡수율을 향상시킬 수 있다.
상기 벤조트리아졸계 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 히드록시기를 포함하며, 구체적으로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112018094960102-pat00001
상기 벤조페논계 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 히드록시기를 포함하며, 구체적으로는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112018094960102-pat00002
상기 트리아진계 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 히드록시기를 포함하며, 구체적으로는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112018094960102-pat00003
본 발명에 있어서, 상기 자외선 흡수제는, 조성물 총 건조 중량에 대하여 1,000ppmw 내지 15,000ppmw으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 3,000ppmw 내지 10,000ppmw, 또는 4,000ppmw 내지 9,000ppmw으로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함됨으로써, 후술하는 착색제와의 조합 사용에 따라 본 발명이 목적하는 효과를 구현할 수 있다.
착색제
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 흑색 착색제와 황색 착색제 동시에 포함하며, 전술한 특정 자외선 흡수제와 함께 사용되어, 낮은 자외선 투과율을 구현하면서, 동시에 우수한 투명성 및 색조 안정성을 구현한다.
특히, 흑색 착색제와 황색 착색제를 조합하여 사용함으로써, 황색 착색제만을 단독으로 사용할 시에 색조 안정성이 저하되는 문제를 보완할 수 있다. 또한, 이들의 시너지 효과에 의해 자외선 영역, 특히 420nm의 낮은 광 투과율을 구현하며, 우수한 색조 안정성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 흑색 착색제는 안트라퀴논(anthraquinone)계 화합물, 아조페닐 (azophenyl)계 화합물, 아세트아마이드(acetamide)계 화합물 및 카본계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 바람직하게는 안트라퀴논(anthraquinone)계 화합물 또는 카본계 화합물일 수 있다.
시판되는 흑색 착색제로는, BASF사의 Nigrosine Black G, Bayer사의 Nigrosin BASE BA, Orient chemical사의 Nubian Black PC-0870, Abbey Color사의 ABCOL Nigrosine Z1630 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 흑색 착색제는 조성물 총 건조 중량에 대하여 1.0ppmw 내지 10.0ppmw로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 3.0ppmw 내지 5.0ppmw, 또는 5.0ppmw 내지 7.0ppmw으로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함됨으로써, 본 발명의 자외선 흡수제와의 조합 사용에 따라 본 발명이 목적하는 효과를 구현할 수 있다.
상기 황색 착색제는 퀴놀린(quinoline)계 화합물, 피라졸(pyrazole)계 화합물, 나프탈렌(naphthalene)계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 바람직하게는 퀴놀린(quinoline)계 화합물, 피라졸(pyrazole)계 화합물일 수 있다.
시판되는 황색 착색제로는, Bayer사의 Macrolex Yellow G, Clariant사의 Sandoplast Yellow 2G, Yabang사의 Transparent Yellow 3, Albion Colours사의 Kenawax Yellow BGP, Solvent Yellow 114(CAS No.는 7576-65-0) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 황색 착색제는, 조성물 총 건조 중량에 대하여 0.5ppmw 내지 5.0ppmw로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1.0ppmw 내지 1.5ppmw, 또는 1.5ppmw 내지 2.0ppmw으로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함됨으로써, 본 발명의 자외선 흡수제와의 조합 사용에 따라 본 발명이 목적하는 효과를 구현할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 황색 착색제와 흑색 착색제의 혼합비를 조절하여, 폴리카보네이트 수지 조성물의 광학성 성질을 효율적으로 개선할 수 있다. 상기 황색 착색제와 흑색 착색제는 혼합 중량비는 1:1 내지 10:1가 될 수 있다. 바람직하게는 2:1 내지 8:1, 더욱 바람직하게는 4:1 내지 6:1이다.
폴리 카보네이트 수지
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 수지로서, 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 4로 표시되는 반복 단위를 포함한다:
[화학식 4]
Figure 112018094960102-pat00004
상기 화학식 4에서,
R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
바람직하게는, R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 클로로, 또는 브로모이다.
또한 바람직하게는, Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10 알킬렌이며, 보다 바람직하게는 메틸렌, 에탄-1,1-디일, 프로판-2,2-디일, 부탄-2,2-디일, 1-페닐에탄-1,1-디일, 또는 디페닐메틸렌이다. 또한 바람직하게는, Z는 사이클로헥산-1,1-디일, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
상기 화학식 4로 표시되는 반복단위는, 방향족 디올 화합물 및 카보네이트 전구체가 반응하여 형성된다.
바람직하게는, 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위는 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 비스페놀 A, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 및 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방향족 디올 화합물로부터 유래할 수 있다.
상기 '방향족 디올 화합물로부터 유래한다'의 의미는, 방향족 디올 화합물의 하이드록시기와 카보네이트 전구체가 반응하여 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 형성하는 것을 의미한다.
예컨대, 방향족 디올 화합물인 비스페놀 A와 카보네이트 전구체인 트리포스겐이 중합된 경우, 상기 제1 반복 단위는 하기 화학식 4-1로 표시된다.
[화학식 4-1]
Figure 112018094960102-pat00005
상기 카보네이트 전구체로는, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, 디-m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 포스겐, 트리포스겐, 디포스겐, 브로모포스겐 및 비스할로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 트리포스겐 또는 포스겐을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는, 중량평균분자량이 1,000 내지 100,000g/mol일 수 있으며, 바람직하게는 15,000 내지 70,000 g/mol이다.
보다 바람직하게는, 상기 중량 평균 분자량은 20,000 g/mol 이상, 21,000 g/mol 이상, 22,000 g/mol 이상, 23,000 g/mol 이상, 24,000 g/mol 이상, 25,000 g/mol 이상, 26,000 g/mol 이상, 27,000 g/mol 이상, 또는 28,000 g/mol 이상이다. 또한, 상기 중량 평균 분자량은 65,000 g/mol 이하, 60,000 g/mol 이하, 또는 55,000 g/mol이다.
폴리카보네이트 수지 조성물
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 상술한 폴리카보네이트 수지, 흑색 착색제, 황색 착색제 및 자외선 흡수제를 포함하며, 상기 성분들의 조합에 따른 시너지 효과로 인해 우수한 투명성 및 색조 안정성과 낮은 자외선 투과율을 구현한다. 특히, 전술한 특정 파장 영역에서의 평균 투과율 값을 만족하여, 목적하는 제품에 적용시(특히, 광학 성형품), 우수한 물성을 구현할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 필요에 따라 당업계에서 통상적으로 사용되는 산화 방지제, 열 안정제, 가소제, 대전 방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격 보강제, 형광 증백제 및 방사선 흡수제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 폴리카보네이트, 고리형 포스파이트 에스터 화합물, 선형 포스파이트 에스터 화합물, 에폭시 작용기를 포함한 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함한 비닐계 중합체 및 페닐렌 작용기를 포함한 광반응성 화합물 및 필요에 따라 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있으며, 이하 설명할 바와 같이 광학 성형품을 제조하기 위하여 용융 혼련하여 펠렛으로 제조하는 것이 바람직하다.
상기 용융 혼련은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법, 예컨대 리본 블렌더, 헨셀 믹서, 밴버리 믹서, 드럼 텀블러, 단축 스크루압출기, 2축 스크루 압출기, 코니더, 다축 스크루 압출기 등을 사용하는 방법에 의해 실시할 수 있다. 상기 용융 혼련의 온도는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들어 200 ℃ 내지 300 ℃의 온도로 조절할 수 있다.
광학 성형품
또한, 본 발명은 상기 수지 조성물을 포함한 광학 성형품을 제공한다. 바람직하게는, 상기 광학 성형품은 자외선 차단이 필요한 광학 렌즈로서, 안경 렌즈, 선글라스 렌즈 등이다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 투명성 및 색조 안정성이 우수하며, 자외선 투과율이 낮기 때문에 광학 성형품으로 유용하게 사용할 수 있다.
성형품의 제조 방법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 제조될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 수지 조성물의 용융 혼련물 또는 펠릿을 원료로 하여 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 압출 성형법, 진공 성형법, 블로우 성형법, 프레스 성형법, 압공 성형법, 발포 성형법, 열 굽힘 성형법, 압축 성형법, 캘린더 성형법 및 회전 성형법 등의 성형법을 적용할 수 있다.
성형품의 크기, 두께 등은 사용 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 사용 목적에 따라 평판 또는 곡면의 형태를 가질 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 특정 파장 영역에서 광 흡수율이 높은 첨가제와 특정 착색제를 조합하여 사용함으로써, 투명성 및 색조 안정성이 우수하며, 자외선 투과율이 낮은 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 및 비교예의 외관 평가 기준을 나타낸 이미지이다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
사용 물질
실시예 및 비교예에서 하기의 물질을 사용하였다.
1) (A) 폴리카보네이트 수지[Polycarbonate, PC]
중량 평균 분자량이 31,000g/mol이고, MFR(300 ℃, 1.2kg)이 9.5g/min인 비스페놀 A형 선형 폴리카보네이트 수지(A-1)를 사용하였다.
2) (B) 착색제
B-1: 흑색 착색제 Oriental chemical사 Nubian Black PC-0870
B-2: 황색 착색제 Yabang사 Transparent Yellow 3G
B-3: 적색 착색제 Lanxess사 Macrolex Reed E2G
2) (C) 자외선 흡수제
C-1: 화학식 1의 화합물(Tinuvin 326),
[화학식 1]
Figure 112018094960102-pat00006
C-2: 화학식 2의 화합물(Uvinul 3049)
[화학식 2]
Figure 112018094960102-pat00007
C-3: 화학식 3의 화합물(LA-F70)
[화학식 3]
Figure 112018094960102-pat00008
C-4: 화학식 5의 화합물(Tinuvin 360)
[화학식 5]
Figure 112018094960102-pat00009
C-5: 화학식 6의 화합물(Tinuvin 329)
[화학식 6]
Figure 112018094960102-pat00010
실시예 및 비교예
하기 표 1에 기재된 바와 같은 각 성분의 함량을 혼합한 후, 2축 압출기(L/D=36, Φ=45, 배럴온도 240℃)에 시간당 80 kg 속도로 펠렛을 제조하였다.
표 1에서 폴리카보네이트 수지(A)의 함량은 조성물 총 100중량%를 기준으로 하였을 때, 나머지 착색제(B) 및 자외선 차단제(C)의 함량을 제외한 나머지 함량을 의미한다.
구분 폴리카보네이트
수지(A)
(종류/함량(wt%))		 착색제(B)
(종류/함량(ppmw))		 자외선 흡수제(C)
(종류/함량(ppmw))
실시예 1 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 - C-1/6000 - -
실시예 2 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 - - C-2/6000
실시예 3 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 - - - C-3/6000
실시예 4 A-1/잔량 B-1/3 B-2/3 - C-1/6000
실시예 5 A-1/잔량 B-1/1 B-2/5 - C-1/6000
실시예 6 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 - - C-2/8000
실시예 7 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 - - - C-3/10000
비교예 1 A-1/잔량 - - - C-4/6000
비교예 2 A-1/잔량 - - - C-4/8000
비교예 3 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 - C-4/6000
비교예 4 A-1/잔량 - - - C-5/6000
비교예 5 A-1/잔량 B-1/5 B-2/1 C-5/6000
비교예 6 A-1/잔량 - - - C-1/6000 - -
비교예 7 A-1/잔량 - - - C-1/8000 -
비교예 8 A-1/잔량 - - - - C-2/6000
비교예 9 A-1/잔량 - - - - - C-3/6000
비교예 10 A-1/잔량 B-1/6 - - C-1/6000 - -
비교예 11 A-1/잔량 - B-2/6 - C-1/6000 - -
비교예 12 A-1/잔량 - - B-3/6 C-1/6000 - -
실험 방법
(1) 실험예 1: 투과율(T), 420nm 투과율(T420), 380-420nm 평균 투과율(T380-420)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 270℃에서 체류 시간 없이 사출 성형하여 시편(가로/세로/두께 = 60mm/40mm/3mm)을 제조하고, ASTM D1003에 의거하여 UltraScan PRO(HunterLab社)(기기 설정: 360nm 내지 750nm)를 이용하여 투과율(T) 값을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 420㎚에서의 투과율(T420)을 측정하고, 또한, 380nm 내지 420nm에서의 투과율을 5nm 단위로 측정하고, 그 평균값(T380-420)의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(2) 실험예 2: 색조 안정성 평가
색조 안정성은 하기 황색도와 외관 실험 결과를 종합하여 평가하였으며, YI 값의 경우 높을수록 상대적으로 색도 안정성 저하에 영향을 주나, 약 20정도 까지는 제품 적용이 용이하다. 다만, YI값이 20 이하 값을 가지더라도 육안으로 황색이 관찰되는 경우 색조 안정성이 저하된다고 볼 수 있다.
(2-1) 황색도 평가(YI, Yellow Index)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 270℃에서 체류 시간 없이 사출성형하여 시편(가로/세로/두께 = 60 mm/ 40 mm/ 3 mm)을 제조하고, ASTM D1925에 의거하여 UltraScan PRO(HunterLab社)를 이용하여 YI 값을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(2-2) 외관 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 270℃에서 체류 시간 없이 사출 성형하여 시편(가로/세로/두께 = 60mm/40mm/3mm)을 제조하고, 샘플 시편의 황색도를 육안으로 확인하였다. ○, △, X의 평가는 대상 시료를 상대적으로 평가하였다.
<외관 평가 기준>
○: 샘플에 황색이 거의 나타나지 않으며, 도 1의 (A) 샘플 시편 이미지와 유사한 정도이다.
△ : 샘플에 황색이 옅게 나타나며, 도 1의 (B) 샘플 시편 이미지와 유사한 정도이다.
X: 샘플에 황색이 진하게 나타나며, 도 1의 (C) 샘플 시편 이미지와 유사한 정도이다.
구분 YI 투과율(T) % 420㎚의 투과율(T420), % 380nm-420nm 평균투과율 (T380-420), % 외관 평가
실시예 1 10.2 88.1 24.8 6.2 ○
실시예 2 15.1 87.9 24.5 6.0 ○
실시예 3 15.2 87.8 23.4 5.8 ○
실시예 4 13.4 88.4 24.3 6.0 ○
실시예 5 15.5 88.2 22.5 5.6 ○
실시예 6 18.8 86.9 19.5 4.8 ○
실시예 7 20.1 86.1 15.2 3.7 ○
비교예 1 6.8 89.2 52.2 12.5 X
비교예 2 10.2 87.8 43.4 10.6 X
비교예 3 7.7 86.9 42.2 10.4 ○
비교예 4 6.5 89.5 48.8 12 X
비교예 5 7.5 87.5 41.2 10 ○
비교예 6 7.3 89.9 31.8 7.8 X
비교예 7 15.9 88.9 29.1 7.1 X
비교예 8 13.5 89.6 28.9 7.1 X
비교예 9 13.9 89.4 28.2 7.0 X
비교예 10 7.5 87.4 27.6 7.0 ○
비교예 11 18.2 88.4 22.2 6.0 X
비교예 12 6.0 88.6 32.3 7.9 △
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 실시예들은 특정 파장 영역에서 광 흡수율이 높은 첨가제와 특정 착색제를 조합하여 사용함으로써, 투명성 이 우수하며, 동시에 420nm 영역의 자외선 투과율이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 샘플을 육안으로 확인하였을 때 황색이 나타나지 않았으며, YI값이 20이하로 색조 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 자외선 차단제와 착색제를 사용하지 않은 비교예들의 경우, 380nm-420nm 평균투과율이 매우 높고, 샘플이 진한 황색을 나타내는 경우가 많았다. 특히, 종래에 자외선 흡수제로 사용되던 다른 물질들을 사용한, 비교예 1 내지 5의 경우, 전체적인 평균 투과율을 우수하였으나, 420㎚ 영역에서의 투과율이 실시예 대비 현저히 높은 것을 확인할 수 있었다.
비교예 11의 경우, 380nm-420nm 평균투과율은 실시예와 동등 수준을 구현하였으나, 육안으로 진한 황색이 나타나 제품 적용이 용이하지 않음을 확인하였다.

Claims (14)

  1. 폴리카보네이트 수지, 흑색 착색제, 황색 착색제 및
    벤조트리아졸계 화합물; 벤조페논계 화합물; 및 트리아진계 화합물;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 자외선 흡수제;를 포함하고,
    상기 흑색 착색제는, 조성물 총 건조 중량에 대하여 1.0ppmw 내지 10.0ppmw로 포함되고,
    ASTM D1003에 따른 380nm 내지 420nm의 파장 영역에서 평균 투과율이 1.0% 내지 6.5%인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤조트리아졸계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112018094960102-pat00011
    .
  3. 제1항에 있어서,
    상기 벤조페논계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112018094960102-pat00012
    .
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트리아진계 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure 112018094960102-pat00013
    .
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흑색 착색제는 안트라퀴논(anthraquinone)계 화합물, 아조페닐(azophenyl)계 화합물, 아세트아마이드(acetamide)계 화합물 및 카본계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 황색 착색제는 퀴놀린(quinoline)계 화합물, 피라졸(pyrazole)계 화합물 및 나프탈렌(naphthalene)계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제는, 조성물 총 건조 중량에 대하여 1,000ppmw 내지 15,000ppmw 으로 포함되는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 황색 착색제는, 조성물 총 건조 중량에 대하여 0.5ppmw 내지 5.0ppmw로 포함되는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는, 하기 화학식 4로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 4]
    Figure 112018094960102-pat00014

    상기 화학식 4에서,
    R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
    Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화학식 4로 표시되는 반복 단위는, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 비스페놀 A, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 및 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방향족 디올 화합물로부터 유래하는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 100,000g/mol인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 산화 방지제, 열 안정제, 가소제, 대전 방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격 보강제 및 형광 증백제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  14. 제1항 내지 제7항 및 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는, 광학 성형품.
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