KR102316905B1 - 개선된 가공성 및 특성을 위한 pa6/66 공중합체 베이스 수지의 와이어 및 케이블 피복 조성물 - Google Patents

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Abstract

와이어 또는 케이블 피복 조성물의 형성에 사용하기 위한 폴리아미드 조성물. 폴리아미드 조성물은 실질적으로 무작위하게 분포된 카프로락탐 단량체 및 헥사메틸렌 디아민 단량체로부터 형성된 폴리아미드 6/66 공중합체 성분을 포함한다. 폴리아미드 6/66 공중합체 성분은 폴리아미드 조성물 전체를 형성할 수 있고, 또는 대안으로서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 6/66 공중합체 성분과 블렌딩된 소정량의 폴리아미드 6 단독중합체를 포함할 수 있다. 조성물은 하나 이상의 첨가제, 예컨대 폴리아미드 6/66 공중합체 성분의 감소된 결정화도로 인해 폴리아미드 조성물에 혼입된 적어도 하나의 UV 저감 성분을 또한 포함하며, 바람직한 투과율 및 헤이즈 특성을 가질 뿐만 아니라 파단 시 인장 강도 및 파단 시 연신율과 같은 물리적 특성의 유지를 제공한다.

Description

개선된 가공성 및 특성을 위한 PA6/66 공중합체 베이스 수지의 와이어 및 케이블 피복 조성물
본 개시내용은 와이어 및 케이블 피복에 적합한 폴리아미드 조성물, 및 이러한 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
폴리아미드의 코팅 또는 피복은 통상적으로 금속 와이어 및/또는 케이블 상의 하부 폴리비닐 클로라이드 ("PVC") 코팅의 외부 표면 상에 제공된다. 폴리아미드 피복은 내유성, 내마모성, 및 가요성을 와이어 또는 케이블 제품에 제공한다.
와이어 및 케이블 피복에 사용되는 폴리아미드 배합물은 전형적으로 하나 이상의 중합체를, 첨가제, 예컨대 열 안정화제, 윤활제, 및 다른 화합물과 함께 포함한다. 전형적인 접근방법에서는, 전체 배합물을 트윈 스크류 압출기에서 배합하여 각각의 첨가제를 형성된 폴리아미드 펠렛에 균질하게 혼입시키고, 이어서 이것을 용융시키고 와이어 또는 케이블 주위에 압출시켜 피복을 형성한다.
더욱이, 빌딩 와이어를 위한 폴리아미드 피복과 같은 용도의 경우에, 폴리아미드는 착색될 수 있고, 또는 일부 용도에서는, 하부 층의 색 및/또는 인쇄물이 폴리아미드를 통해 뚜렷하게 비쳐 보이는 것을 허용하기 위해 매우 투명한 폴리아미드가 요망될 수 있다. 피복이 태양광에 노출되는 용도에서는, 폴리아미드 배합물이, 특히 UV-B 영역에서, UV-Vis 방사선으로 인해 일어나는 열화에 대해 내성을 가질 것이 요망된다.
그러나, 상기에 기술된 것과 같은 첨가제는 전형적으로 통상적인 폴리아미드 조성물에 비혼화성이어서 조성물은 이러한 첨가제의 혼입 시에 투명성의 손실 및/또는 헤이즈의 증가를 나타내며, 이는 폴리아미드 조성물이 하부 와이어 또는 케이블에 도포되는 경우에 폴리아미드 조성물의 요망되는 투명성에 나쁜 영향을 미친다. 또한, 태양광에 노출 시 UV 저감 첨가제가 존재하지 않으면, 물리적 특성, 예컨대 인장 강도 및 연신율이 저하될 수 있다.
전술된 것을 개선할 필요가 있다.
본 개시내용은 와이어 또는 케이블 피복 조성물의 형성에 사용하기 위한 폴리아미드 조성물을 제공한다. 폴리아미드 조성물은 실질적으로 무작위하게 분포된 카프로락탐 단량체 및 헥사메틸렌 디아민 단량체로부터 형성된 폴리아미드 6/66 공중합체의 성분을 포함한다. 폴리아미드 6/66 공중합체 성분은 폴리아미드 조성물 전체를 형성할 수 있고, 또는 대안으로서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 6/66 공중합체 성분과 블렌딩된 소정량의 폴리아미드 6 단독중합체를 포함할 수 있다. 조성물은 폴리아미드 6/66 공중합체 성분의 감소된 결정화도로 인해 폴리아미드 조성물에 혼입된 하나 이상의 첨가제, 예컨대 적어도 하나의 UV 저감 성분을 또한 포함하며, 바람직한 투과율 및 헤이즈 특성을 가질 뿐만 아니라 파단 시 인장 강도 및 파단 시 연신율과 같은 물리적 특성의 유지를 제공한다.
그것의 하나의 형태에 있어서, 본 개시내용은, 와이어 코어; 및 상기 코어를 둘러싸는 폴리아미드 조성물을 포함하는 와이어 제품이며, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 75 내지 99 wt.%의 양으로 존재하는 카프로락탐 단량체 성분 및 1 내지 25 wt.%의 양으로 존재하는 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체 성분을 포함하는 폴리아미드 베이스 수지, 및 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 6 wt.%의 양으로 존재하는 적어도 하나의 UV 저감 성분을 포함하고, 상기 폴리아미드 조성물은 ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 70%의 측정된 투과율, 및 ASTM D1003에 의해 결정 시 60% 미만의 측정된 헤이즈 중 적어도 하나를 추가로 갖는 것인, 와이어 제품을 제공한다.
와이어 제품의 폴리아미드 베이스 수지는 폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 90 내지 97 wt.%의 양으로 존재하는 카프로락탐 단량체 성분 및 3 내지 10 wt.%의 양으로 존재하는 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체 성분을 포함할 수 있다.
와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 85%의 측정된 투과율을 가질 수 있다. 와이어 제품에 있어서, 폴리아미드 조성물은 60mm 너비, 60mm 길이, 및 1.0mm 두께의 치수를 갖는 성형된 평판으로 형성된 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 30% 미만의 측정된 헤이즈를 가질 수 있다. 와이어 제품의 폴리아미드 조성물의 일부는 와이어 코어로부터 제거되는 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 50% 미만의 측정된 헤이즈를 가질 수 있다.
와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크(Xenon-Arc) 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 인장 강도의 유지율을 나타낼 수 있다. 와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 연신율의 유지율을 나타낼 수 있다.
와이어 제품에 있어서, 적어도 하나의 UV 저감 성분은 UV 안정화제일 수 있거나 UV 흡수제일 수 있다.
그것의 또 다른 형태에 있어서, 본 발명은, 와이어 코어; 및 상기 코어를 둘러싸는 폴리아미드 조성물을 포함하는 와이어 제품이며, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은 카프로락탐 단량체와 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체의 폴리아미드 공중합체를 포함하는 폴리아미드 베이스 수지이며, 여기서 폴리아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 카프로락탐 단량체는 75 내지 99 wt.%의 양으로 존재하고 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체는 1 내지 25 wt.%의 양으로 존재하는 것인 폴리아미드 베이스 수지, 및 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 6 wt.%의 양으로 존재하는 적어도 하나의 UV 저감 성분을 포함하고, 상기 폴리아미드 조성물은 ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 70%의 측정된 투과율, 및 ASTM D1003에 의해 결정 시 60% 미만의 측정된 헤이즈 중 적어도 하나를 추가로 갖는 것인, 와이어 제품을 제공한다.
와이어 제품의 폴리아미드 베이스 수지는 폴리아미드 공중합체와 폴리아미드 6 단독중합체의 블렌드일 수 있으며, 여기서 폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 폴리아미드 공중합체는 5 내지 90 wt.%의 양으로 존재하고 폴리아미드 6 단독중합체는 10 내지 95 wt.%의 양으로 존재한다.
와이어 제품에 있어서, 카프로락탐 단량체는 폴리아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 90 내지 97 wt.%의 양으로 존재할 수 있고 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체는 3 내지 10 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 85%의 측정된 투과율을 가질 수 있다. 와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 60mm 너비, 60mm 길이, 및 1.0mm 두께의 치수를 갖는 성형된 평판으로 형성된 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 30% 미만의 측정된 헤이즈를 가질 수 있다. 와이어 제품의 폴리아미드 조성물의 일부는 와이어 코어로부터 제거되는 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 50% 미만의 측정된 헤이즈를 가질 수 있다.
와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 인장 강도의 유지율을 나타낼 수 있다. 와이어 제품의 폴리아미드 조성물은 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 연신율의 유지율을 나타낼 수 있다.
와이어 제품에 있어서, 적어도 하나의 UV 저감 성분은 UV 안정화제일 수 있거나 UV 흡수제일 수 있다.
첨부된 도면과 더불어 본 개시내용의 실시양태에 대한 하기 설명을 참조함으로써, 개시내용의 상기 언급된 특징 및 다른 특징, 및 그것을 달성하는 방식이 더 명백해질 것이고 개시내용 자체가 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 PVC 절연체 및 폴리아미드 코팅을 갖는 예시적인 와이어를 도시하고;
도 2는 폴리아미드로 피복된 와이어의 예시적인 제조 방법을 도시하고;
도 3은 폴리아미드로 피복된 와이어의 또 다른 예시적인 제조 방법을 도시하고;
도 4는 폴리아미드 마스터배치의 예시적인 제조 방법을 도시하고;
도 5는 폴리아미드 마스터배치의 또 다른 예시적인 제조 방법을 도시한다.
상응하는 참조 부호는 여러 도면에 걸쳐 상응하는 부분을 나타낸다. 도면은 본 개시내용에 따른 다양한 특징 및 구성 요소의 실시양태를 나타내지만, 도면은 반드시 축척에 맞는 것은 아니며 본 개시내용을 더 잘 도시하고 설명하기 위해 어떤 특징은 과장될 수 있다. 본원에 제시된 실례들은 개시내용의 하나 이상의 실시양태를 예시하고, 이러한 실례들은 어떠한 방식으로도 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 개시내용은 와이어 또는 케이블 피복 조성물의 형성에 사용하기 위한 폴리아미드 조성물을 제공한다. 폴리아미드 조성물은 실질적으로 무작위하게 분포된 카프로락탐 단량체 및 헥사메틸렌 디아민 단량체로부터 형성된 폴리아미드 6/66 공중합체 성분을 포함한다. 폴리아미드 6/66 공중합체 성분은 폴리아미드 조성물 전체를 형성할 수 있고, 또는 대안으로서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 6/66 공중합체 성분과 블렌딩된 소정량의 폴리아미드 6 단독중합체를 포함할 수 있다. 조성물은 폴리아미드 6/66 공중합체 성분의 감소된 결정화도로 인해 폴리아미드 조성물에 혼입된 하나 이상의 첨가제, 예컨대 적어도 하나의 UV 저감 성분을 또한 포함하며, 바람직한 투과율 및 헤이즈 특성을 가질 뿐만 아니라 파단 시 인장 강도 및 파단 시 연신율과 같은 물리적 특성의 유지를 제공한다.
I. 배경
본원에서 기술되는 폴리아미드 조성물은 와이어 및 케이블의 피복에 특히 유용하지만 그것으로 제한되지는 않는다. 본원에서 사용되는 용어 "와이어 제품"은 본원에서 기술되는 유형의 임의의 피복된 와이어 또는 케이블 제품, 예컨대 개별 와이어, 와이어의 스트랜드 또는 그룹, 케이블, 케이블의 스트랜드 또는 그룹, 또는 전술된 것들의 그룹, 예컨대 와이어와 케이블 둘 다로써 형성된 복합 물품을 포함하고, 용어 "와이어 코어"는 개별 와이어, 와이어의 스트랜드 또는 그룹, 케이블, 케이블의 스트랜드 또는 그룹, 또는 전술된 것들의 그룹, 예컨대 와이어와 케이블 둘 다로써 형성된 복합 물품 형태의 임의의 기재를 포함한다.
예시적인 피복된 와이어(10)가 도 1에 도시되어 있다. 와이어(10)는 전형적으로 예를 들어 구리 또는 구리 합금, 또는 알루미늄의 전도성 코어(12)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 코어(12)는 절연 층(14)에 의해 둘러싸인다. 예시적인 절연 재료는 임의적 첨가제, 예컨대, 예를 들어 충전제, 난연제, 및 윤활제를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 ("PVC") 기재의 재료이다. 절연 층(14)은 외부 보호 층, 예시적으로는 폴리아미드 피복(16)에 의해 추가로 둘러싸인다. 다른 실시양태에서, 피복된 와이어(10)는 부가적인 절연 재료를 포함하지 않고 폴리아미드 피복(16)은 코어(12)와 직접 접촉한다. 폴리아미드 피복(16)과 연관된 바람직한 특성은, 특히, 본원에서 논의되는 와이어(10)의 설치의 경우에, 인성, 내균열성, 투명성, 평활성, 및 가공성을 포함한다.
폴리아미드 피복(16)은 폴리아미드 조성물에 혼입되는 복수의 첨가제를 포함하는 화합물로부터 형성된다. 한 실시양태에서, 폴리아미드 피복(16)은 다양한 목표 중량 백분율의 폴리아미드 중합체(들) 및 첨가제, 예컨대 단량체, 열 안정화제, 윤활제, 마모 방지 첨가제, 및 다른 적합한 첨가제를 포함하는 폴리아미드 조성물이다. 예시적인 중합체는 폴리아미드 6 또는 폴리카프로락탐, 폴리아미드 66 또는 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드), 또는 본원에서 상세하게 기술된 바와 같이, 카프로락탐 및 헥사메틸렌 아디프아미드의 단량체로부터 형성된 폴리아미드 6/66 공중합체를 포함한다.
II. 폴리아미드 베이스 수지
본 폴리아미드 조성물은 적어도 하나의 폴리아미드 중합체 또는 대안으로서 둘 이상의 폴리아미드 중합체의 블렌드를 포함하는 폴리아미드 베이스 수지 또는 폴리아미드 성분을 포함한다.
한 실시양태에서, 폴리아미드 베이스 수지는 전적으로 카프로락탐 단량체와 헥사메틸렌 디아민 아디페이트 단량체의 폴리아미드 6/66 공중합체로써 형성되고, 여기서 폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 카프로락탐 단량체는 적게는 75 wt.%, 88 wt.%, 또는 90 wt.% 만큼의, 또는 많게는 95 wt.%, 97 wt.%, 또는 99 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 75 내지 99 wt.%, 88 내지 97 wt.%, 또는 90 내지 95 wt.%의 양으로 존재하고, 헥사메틸렌 디아민 아디페이트 단량체는 적게는 1 wt.%, 3 wt.%, 또는 5 wt.% 만큼의, 또는 많게는 10 wt.%, 12 wt.%, 또는 25 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 1 내지 25 wt.%, 3 내지 12 wt.%, 또는 5 내지 10 wt.%의 양으로 존재한다.
또 다른 실시양태에서, 폴리아미드 베이스 수지는 카프로락탐 단량체와 헥사메틸렌 디아민 아디페이트 단량체의 폴리아미드 6/66 공중합체와 카프로락탐 단량체의 폴리아미드 6 단독중합체의 블렌드로서 형성된다. 이러한 블렌드의 폴리아미드 6/66 공중합체는 선행 단락에서 기술된 폴리아미드 6/66 공중합체일 수 있다. 이러한 블렌드에 있어서, 폴리아미드 6/66 공중합체는 폴리아미드 베이스 수지 블렌드의 총 중량을 기준으로 적게는 5 wt.%, 10 wt.%, 또는 20 wt.% 만큼의, 또는 많게는 80 wt.%, 90 wt.%, 또는 100 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 5 내지 100 wt.%, 10 내지 90 wt.%, 또는 20 내지 80 wt.%의 양으로 존재할 수 있고, 폴리아미드 6 단독중합체는 적게는 0 wt.%, 10 wt.%, 또는 20 wt.% 만큼의, 또는 많게는 80 wt.%, 90 wt.%, 또는 95 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0 내지 95 wt.%, 10 내지 90 wt.%, 또는 20 내지 80 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
그러므로, 다시 말해서, 본 폴리아미드 조성물의 베이스 수지 또는 폴리아미드 성분은, 그것이 전적으로 폴리아미드 6/66 공중합체로만 형성되는지 아니면 폴리아미드 6/66 공중합체와 폴리아미드 6 단독중합체의 블렌드의 형태인지에 상관없이, 대안으로서, 카프로락탐 단량체 성분 및 헥사메틸렌 디아민 아디페이트 단량체 성분을 포함하는 것으로 개념화될 수 있으며, 여기서 본 폴리아미드 조성물의 베이스 수지 또는 폴리아미드 성분의 총 중량을 기준으로 카프로락탐 단량체 성분은 적게는 75 wt.%, 80 wt.%, 또는 85 wt.% 만큼의, 또는 많게는 95 wt.%, 97 wt.%, 또는 99 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 75 내지 99 wt.%, 80 내지 97 wt.%, 또는 85 내지 95 wt.%의 양으로 존재하고, 헥사메틸렌 디아민 아디페이트 단량체 성분은 적게는 1 wt.%, 3 wt.%, 또는 5 wt.% 만큼의, 또는 많게는 15 wt.%, 20 wt.%, 또는 25 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 1 내지 25 wt.%, 3 내지 20 wt.%, 또는 5 내지 15 wt.%의 양으로 존재한다.
폴리아미드 6/66 공중합체를 형성하기 위해, 카프로락탐 및 헥사메틸렌디아민 아디페이트를 승온, 예를 들어 낮게는 약 80℃, 100℃, 135℃, 145℃, 155℃, 또는 165℃ 만큼의, 또는 높게는 170℃, 175℃, 또는 180℃ 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 150℃ 내지 170℃, 또는 155℃ 내지 180℃의 온도에서 함께 블렌딩한다. 더 균일한 열 전달 및 혼합을 제공하기 위해 카프로락탐 및 헥사메틸렌디아민 아디페이트를 가열 동안에 약하게 교반할 수 있다. 헥사메틸렌디아민 아디페이트를 건조한 분말로서 카프로락탐과 합할 수 있거나 수용액, 예컨대 적게는 약 30 wt.%, 40 wt.%, 50 wt.% 만큼의, 많게는 58 wt.%, 65 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 50 wt.% 내지 60 wt.% 또는 55 wt.% 내지 60 wt.%의 고체를 함유하는 수용액으로서 카프로락탐과 합할 수 있다. 추가로, 특히 헥사메틸렌디아민 아디페이트를 건조한 분말로서 사용하는 경우에, 카프로락탐 및 헥사메틸렌디아민 아디페이트를 첨가된 물의 존재 하에 블렌딩할 수 있다.
III. 첨가제
본 폴리아미드 조성물은 하나 이상의 첨가제, 예컨대, 예를 들어 폴리아미드 단량체, 열 안정화제, 윤활제, 및 마모 방지 첨가제를 포함한다. 본 폴리아미드 조성물은, 하기에 기술되는 바와 같은, UV 안정화제 또는 UV 흡수제일 수 있는 적어도 하나의 자외선 (UV) 저감 성분을 또한 포함할 수 있다.
첨가제로서 첨가될 수 있는 예시적인 가소제는 카프로락탐 단량체, 환형 및/또는 비환형 폴리아미드 6 올리고머, 및 N-부틸벤젠술폰아미드를 포함한다. 임의의 가소제 첨가제는, 존재한다면, 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 적게는 0.1 wt.%, 1 wt.%, 또는 2 wt.% 만큼의, 또는 많게는 4 wt.%, 6 wt.%, 또는 8 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0.1 내지 8 wt.%, 1 내지 6 wt.%, 또는 2 내지 4 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 가소제 첨가제는 코어 와이어 상에의 압출 동안에 및 후에 폴리아미드 조성물에 가요성을 부여하는 기능을 한다.
예시적인 열 안정화제는 아이오딘화구리, 아이오딘화칼륨, 브로민화칼륨, 아이오딘화나트륨, 염화칼륨, 다른 구리 할로겐화물, 및 다른 금속 할로겐화물 중 하나 이상을 포함한다. 임의의 열 안정화제는, 존재한다면, 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 적게는 0 wt.%, 0.25 wt.%, 또는 1 wt.% 만큼의, 또는 많게는 2 wt.%, 2.5 wt.%, 또는 3 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0.25 내지 3 wt.%, 0.75 내지 2.5 wt.%, 또는 1 내지 2 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 열 안정화제는 주기적인 산화적 열화 자유 라디칼 열화 과정을 방해함으로써 더 높은 온도에서의 산소의 존재로부터 초래된 폴리아미드의 산화적 열화를 억제하는 기능을 한다. 열 안정화제는 또한 하기에 논의되는 UV 열화를 방지하는 것을 돕는 기능을 할 수 있다.
예시적인 윤활제는 에틸렌 비스 스테아르아미드 ("EBS"), 다른 유기 아미드, 스테아르산알루미늄, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘, 다른 금속 스테아르산염, 및 다른 금속 지방산 중 하나 이상을 포함한다. 임의의 윤활제는, 존재한다면, 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 적게는 0.5 wt.%, 0.75 wt.%, 또는 1 wt.% 만큼의, 또는 많게는 2 wt.%, 2.5 wt.%, 또는 3 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0.5 내지 3 wt.%, 0.75 내지 2.5 wt.%, 또는 1 내지 2 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 윤활제는 싱글 스크류 압출기의 토크 변동을 감소시키고 또한 스크류를 작동시키는 데 요구되는 힘을 감소시킴으로써 압출 가공성을 개선하는 작용을 한다. 윤활제는 또한 나일론 코팅이 와이어 코어 및 절연체 상에 압출된 후에 매력적인 광택 있는 표면 외관을 제공한다.
예시적인 마모 방지 첨가제는 퍼플루오로폴리에테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 관능성 및 비-관능성 폴리디메틸실록산, 흑연, 이황화몰리브데넘, 및 실리콘유 중 하나 이상을 포함한다. 다른 적합한 첨가제가 또한 사용될 수 있다. 임의의 마모 방지 첨가제는, 존재한다면, 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 적게는 0.5 wt.%, 0.75 wt.%, 또는 1 wt.% 만큼의, 또는 많게는 2 wt.%, 3 wt.%, 또는 5 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0.5 내지 5 wt.%, 0.75 내지 3 wt.%, 또는 1 내지 2 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 마모 방지 첨가제는 와이어 또는 케이블 피복의 표면이 마모 및 잠재적인 물리적 접촉 손상을 견딜 수 있도록 하는 마찰학적 이점을 그것에 제공한다.
본 폴리아미드 조성물은 UV 안정화제 또는 UV 흡수제, 또는 전술된 것의 조합일 수 있는 적어도 하나의 자외선 (UV) 저감 성분을 또한 포함할 수 있다. 일반적으로, UV 안정화제는 폴리아미드 조성물이 UV 방사선에 노출 시 발생되는 자유 라디칼을 ??칭(quench)하는 기능을 하는 반면에, UV 흡수제는 폴리아미드 조성물 내에서의 자유 라디칼의 형성을 방지하기 위해 UV 방사선을 흡수하여 그것을 열로서 방출시키는 기능을 한다.
예시적인 UV 안정화제는 하기에 나타내어진 화학식 (I)을 갖는 장애 아민 광 안정화제 (HALS)를 포함할 수 있고, 여기서 R1은 질소에 결합되고 알킬 기 또는 수소 원자이고, 각각의 R2, R3, R5, R6은 수소 원자 또는 알킬 기일 수 있고, R4는 수소 원자, 알킬 기, 또는 아미드, 에스테르, 또는 에테르를 포함하는 관능기일 수 있다. 전술된 내용에 있어서, 알킬 기는 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, 및 tert-부틸을 포함하는 C1-C6 알킬일 수 있다.
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다른 예시적인 UV 안정화제는 예를 들어 N,N'-비스-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐-1,3-벤젠 디카르복사미드, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜, 및 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜을 포함하고, 강한 분자 특이적 상호작용 및 저분자량을 통해 혼합의 유리한 자유 에너지를 제공함으로써 폴리아미드 피복(16) (하기에서 논의됨)의 폴리아미드 조성물과 혼화될 수 있다.
또한, 폴리아미드 조성물의 활성화 스펙트럼 최대값과 일치하는 UV 흡수율을 갖는 안정화제는 높은 UV 안정화 효능을 또한 갖는다. 예시적인 실시양태에서, 클라리안트 코포레이션(Clariant Corporation)에 의해 제조되는 나일로스타브(Nylostab) SEED (1,3-벤젠디카르복사미드, N1,N3-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-, CAS NO. 42774-15-2)가 UV 안정화제로서 사용된다.
예시적인 UV 흡수제는 히드록시벤조페논, 히드록시페닐벤조트리아졸, 및 옥사닐리드, 예컨대 2-에틸-2'-에톡시-옥살라닐리드를 포함한다.
임의의 UV 저감 성분은, 존재한다면, 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 적게는 0.1 wt.%, 0.5 wt.%, 또는 1 wt.% 만큼의, 또는 많게는 2 wt.%, 4 wt.%, 또는 6 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0.1 내지 6 wt.%, 0.5 내지 4 wt.%, 또는 1 내지 2 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
IV. 폴리아미드 조성물의 특성
일부 실시양태에서, 폴리아미드 조성물은 등온 결정화 방법을 사용하는 시차 주사 열량 분석법 (DSC)에 의해 측정 시 폴리아미드 6 단독중합체에 비해 상대적으로 낮은, 압출 동안의 또는 후의 결정화 속도를 갖는다. 특히, 폴리아미드 조성물은 짧게는 1.5 분, 3 분, 4.5 분 만큼의, 또는 길게는 6 분, 7.5 분, 9 분 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 1.5 분 내지 9 분의 피크 등온 결정화 시간을 가질 수 있다.
폴리아미드 조성물의 압출 동안의 또는 후의 상대적으로 낮은 결정화 속도는 폴리아미드 6 단독중합체에 비해 개선된, 생성된 폴리아미드 와이어 또는 케이블 피복의 표면의 평활성을 달성한다. 특히, 폴리아미드 조성물은, 낮게는 2, 20, 또는 40 마이크로미터 만큼의, 또는 높게는 50, 70, 또는 90 마이크로미터 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 2 내지 90, 10 내지 80, 또는 30 내지 60 마이크로미터의, ISO4287에 따른 표면 형상 측정 장치(profilometer)에 의한 표면 형상 측정에 기초한 표면 조도 (RA)를 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 6 단독중합체에 비해 상대적으로 낮은, 10℃/분에서의 냉각 및 냉각 시 결정화 온도의 측정에 의한, 시차 주사 열량 분석법 (DSC)에 의해 측정된 결정화 온도를 갖는다. 특히, 폴리아미드 조성물은 낮게는 130℃, 140℃, 또는 150℃ 만큼의, 높게는 160℃, 170℃, 또는 180℃ 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 140℃ 내지 170℃, 또는 150℃ 내지 160℃의 결정화 온도를 가질 수 있다.
코폴리아미드 조성물의 상대적으로 낮은 결정화 온도는 또한, 전형적인 케이블 절연 재료, 예컨대 PVC 또는 가교된 폴리에틸렌 상에의 폴리아미드 와이어 또는 케이블 피복의 압출 코팅 작업을 위한 온도 가공 윈도우(window)를 증가시킴으로써, 폴리아미드 6 단독중합체에 비해 개선된, 폴리아미드 와이어 또는 케이블 피복의 가공성을 달성한다. 특히, 폴리아미드 조성물은 낮게는 190℃, 210℃, 225℃, 또는 240℃ 만큼의, 또는 높게는 270℃, 280℃, 또는 290℃ 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 190℃ 내지 290℃, 210℃ 내지 280℃, 또는 225℃ 내지 270℃의 온도 가공 윈도우를 가질 수 있다.
상대적으로 낮은 결정화도를 갖는 폴리아미드는, 폴리아미드 6 단독중합체로 이루어진 와이어 또는 케이블 피복에 비해 개선된, 압출된 폴리아미드 와이어 또는 케이블 피복의 투명성을 달성한다. 개선된 투명성은 PVC 층(14)에 색 안료를 이용함으로써 폴리아미드 피복(16)에 색 안료를 사용할 필요가 없도록 할 수 있다.
특히, 본 개시내용에 따른 폴리아미드 조성물은 ASTM 표준 D 1003에 따른 비와이케이-가드너(BYK-Gardner) 헤이즈 가드(haze-gard)를 사용함으로써 결정된 투과율을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 투과율은, 폴리아미드를 260℃에서 용융시키고 38℃의 온도에서 금형을 사용하여 성형하여 60mm 너비 x 60mm 길이 x 1 mm 두께의 성형된 평판을 제조함으로써, 측정된다. 또 다른 실시양태에서 투과율은, 폴리아미드 조성물이 압출되어 있는 와이어 또는 케이블로부터 폴리아미드 조성물을 제거함으로써 측정된다. 측정된 투과율은 각각 20%, 40%, 또는 60% 만큼 높거나 그것보다 더 높거나, 각각 70%, 80%, 또는 90% 만큼 높거나 그것보다 더 높고 최대 100%이고 그것을 포함할 수 있거나, 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내, 예컨대, 예를 들어 20% 내지 100%, 40% 내지 80%, 또는 60% 내지 70%일 수 있다.
또한, 본 개시내용에 따른 압출되고 도포된 폴리아미드 조성물은 또한 ASTM 표준 D 1003에 따른 비와이케이-가드너 헤이즈-가드를 사용하여 결정된, 측정된 헤이즈를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 헤이즈는, 폴리아미드를 260℃에서 용융시키고 38℃의 온도에서 금형을 사용하여 성형함으로써 제조된 60mm 너비 x 60mm 길이 x 1mm 두께의 성형된 평판을 통해, 측정된다. 또 다른 실시양태에서 헤이즈는, 폴리아미드 조성물이 압출되어 있는 와이어 또는 케이블로부터 폴리아미드 조성물을 제거함으로써 폴리아미드 피복을 통해 직접 측정된다. 측정된 헤이즈는 0%에 근접하거나 그만큼 낮거나, 각각 5%, 10%, 또는 30% 만큼 낮거나 그보다 더 낮거나, 각각 40%, 50%, 또는 60% 만큼 낮거나 그보다 더 낮거나, 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내, 예컨대, 예를 들어 0% 내지 60%, 5% 내지 50%, 또는 10% 내지 40%일 수 있다.
일반적으로, 낮은 헤이즈 값 및 높은 투과율 값은 더 우수한 투명성을 암시한다.
상대적으로 더 느린 결정화 속도 및 감소된 총 결정화도로 인해, 본 폴리아미드 조성물은, 폴리아미드 와이어 또는 케이블 피복(16)을 형성하는 데 사용되는 경우에, 폴리아미드 6 단독중합체로 이루어진 와이어 또는 케이블 피복에 비해 개선된 인성을 나타낸다. 개선된 인성은, 특정한 환경에서, 예컨대 건조하고 추운 겨울철 동안에, 균열을 감소시킨다.
본 폴리아미드 6/66 공중합체는, ASTM D789에 의해 결정 시, 작게는 약 45 포름산 점도 ("FAV"), 50 FAV, 55 FAV 만큼의, 또는 높게는 60 FAV, 65 FAV, 70 FAV 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 45 내지 70, 50 내지 65, 또는 55 내지 60의 용액 점도를 가질 수 있다.
본 폴리아미드 6/66 공중합체는 미종결될 수 있거나, ISO 6427에 의해 결정 시, 작게는 약 0.1 wt.%, 1 wt.%, 1.5 wt.%, 또는 2 wt.% 만큼의, 또는 크게는 2.5 wt.%, 3 wt.%, 3.5 wt.%, 4 wt.%, 또는 5 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의, 예컨대, 예를 들어 0.1 wt.% 내지 5 wt.%, 1 wt.% 내지 4 wt.%, 1.5 wt.% 내지 3.5 wt.%, 또는 2 wt.% 내지 2.5 wt.%의 폴리아미드 6 기재의 단량체 또는 올리고머의 추출물 함량 ("추출물 함량")을 갖는 단일 또는 이중 말단기 종결부를 가질 수 있다.
본 개시내용에 따른 예시적인 폴리아미드 6/66 공중합체는 작게는 30 FAV, 40 FAV, 또는 50 FAV 만큼의, 또는 높게는 54 FAV, 55 FAV, 65 FAV, 또는 75 FAV 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 용액 점도, 미종결된 말단기, 및 적게는 약 0.1 wt.%, 0.5 wt. %, 1 wt.%, 또는 1.5 wt.% 만큼의, 또는 크게는 3 wt.%, 4 wt.%, 또는 5 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 추출물 함량을 가질 수 있다.
유리하게는, 본 폴리아미드 조성물은, 하기에 논의되는 바와 같은 배합 및 압출 후에, UV 방사선에 적용 시 노출 및 유지 시험 후에 요망되는 기계적 특성을 유지할 수 있다.
본 폴리아미드 조성물은 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 인장 강도의 유지율을 나타낼 수 있다. 다른 실시양태에서, 파단 시 인장 강도의 유지율은 예를 들어 적어도 85%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%, 및 최대 100%일 수 있다.
본 폴리아미드 조성물은 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 연신율의 유지율을 나타낼 수 있다. 다른 실시양태에서, 파단 시 연신율의 유지율은 예를 들어 적어도 85%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%, 및 최대 100%일 수 있다.
전술된 기계적 특성을 평가하기 위한 조건은 본원에서 실시예 3에 제시된다.
V. 폴리아미드 조성물의 형성 방법
도 2에는 폴리아미드로 피복된 와이어의 예시적인 제조 방법 80이 도시되어 있다. 단계 82에서, 요망되는 배합물이 되도록 합할 성분들을 제공한다. 혼합 공정에서 첨가제, 예컨대, 예를 들어 UV 안정화제의 이송 및 분산을 돕기 위해 폴리아미드의 일부를 분쇄된 분말 형태로 제공할 수 있다. 한 실시양태에서, 전체 배합물의 약 1 중량%를 분쇄된 폴리아미드로서 제공한다. 단계 84에서, 성분들을 폴리아미드 조성물의 융점에서 또는 그보다 높은 온도에서 중합체에 혼입시킨다. 한 예시적인 실시양태에서, 폴리아미드 조성물의 융점은 약 220℃이다. 다른 실시양태에서, 융점은 낮게는 약 180℃, 190℃, 또는 200℃ 만큼, 또는 높게는 210℃, 215℃, 또는 220℃ 만큼, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내, 예컨대, 예를 들어 180℃ 내지 220℃, 190℃ 내지 215℃, 또는 200℃ 내지 210℃일 수 있다.
이러한 방식으로 첨가제를 폴리아미드 조성물에 혼입시키면 더 균일한 혼합물 및 더 균질한 중합체 화합물을 얻을 수 있다. 다른 말로 하면, 본원에 개시된 방법을 통한 첨가제의 혼입에 의해 첨가제와 폴리아미드 조성물의 완전히 균질한 혼합이 달성되고, 이로써 최종 조성물이 개선된 특성을 달성할 수 있게 된다. 한 실시양태에서, 단계 84를 트윈 스크류 압출기 또는 혼합기에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, 단계 84를 싱글 스크류 압출기 또는 혼합기에서 수행한다. 첨가제를 폴리아미드 조성물에 혼입시키는 다른 적합한 방법은 브라벤더(Brabender) 혼합기, 롤러, 혼련기, 및 밀의 사용을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, 첨가제, 예컨대 UV 안정화제를 중합 동안에 계내 첨가를 통해 중합체에 혼입시킬 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 혼합 요소를 갖는 싱글 스크류 압출기를 사용한 용융 압출 (도 3)을 통해 첨가제를 혼입시킬 수 있다. 추가의 대안적인 실시양태에서, 정적 혼합기를 지나는 유동을 이용한 용융 압출 (도 3)을 통해 첨가제를 혼입시킬 수 있다. 그 밖의 또 다른 실시양태에서, 폴리아미드 펠렛을 첨가제로써 코팅한 후에 압출함으로써 첨가제를 혼입시킬 수 있다.
일단 첨가제를 폴리아미드 조성물에 혼입시킨 후에는, 이어서 단계 86에서 배합물을 펠렛으로 전환시킨다. 단계 88에서, 피복된 와이어를 제조하는 데 사용되는 압출기에 펠렛을 제공한다. 단계 90에서는, 펠렛을 다이를 통해 압출시켜, 피복된 와이어의 전도성 코어를 둘러싸는 폴리아미드 피복을 형성한다. 절연 층이 또한 전도성 코어 상에 코팅된 것인 실시양태에서, 도 1에 도시된 바와 같이 폴리아미드 피복을 절연 층의 외부에 형성한다.
도 3에는 폴리아미드로 피복된 와이어의 또 다른 예시적인 제조 방법 102가 도시되어 있다. 단계 104에서, 펠렛 형태의 폴리아미드 조성물의 마스터배치 화합물을 제공한다. 마스터배치 화합물은 요망되는 최종 배합물에 비해 더 높은 부하량의 적어도 하나의 첨가제 (예를 들어, UV 안정화제)를 함유한다. 마스터배치의 예시적인 제조 방법은 하기에서 도 4 및 5에 대해 더 상세하게 기술된다. 한 실시양태에서, 단계 104는 폴리아미드 조성물의 일부 또는 전부 및 제1 첨가제를 포함하는 복수의 제1 마스터배치 펠렛 및 폴리아미드 조성물의 일부 또는 전부 및 제2 첨가제를 포함하는 복수의 제2 마스터배치 펠렛을 제공하는 것을 포함한다. 단계 106에서, 폴리아미드 조성물을 또한 펠렛 형태로 제공한다. 한 실시양태에서, 단계 106에서 제공된 폴리아미드 조성물 및 방법 120의 단계 122 (도 4) 또는 방법 140의 단계 142 (도 5)에서 제공된 폴리아미드 조성물은 동일한 폴리아미드 조성물이거나 동일한 제조 공정으로부터 유래된다. 한 실시양태에서, 단계 106에서 제공된 폴리아미드 조성물과 단계 122 또는 142에서 제공된 폴리아미드 조성물은 동일하다 (예를 들어, 폴리아미드 6/6,6). 본원에서 사용된 두 중합체들은, 그것이 동일한 화학적 특성, 예컨대 동일한 점도 및 동일한 추출물 함량을 갖는다면, 동일하다.
단계 108에서, 단계 104에서 제공된 마스터배치 펠렛과 단계 106에서 제공된 폴리아미드 수지 펠렛을 합한다. 단계 110에서, 펠렛을 압출기에 제공한다. 한 실시양태에서, 단계 108 및 110을 단일 단계로서 수행한다. 이러한 실시양태에서, 마스터배치 펠렛 및 폴리아미드 수지 펠렛을 직접 압출기에 제공한다. 또 다른 실시양태에서, 단계 108 및 110을 개별 단계로서 수행한다. 이러한 실시양태에서, 마스터배치 펠렛과 폴리아미드 수지 펠렛을 합하여 건조한 펠렛 블렌드를 형성하고, 건조한 펠렛 블렌드를 압출기에 직접 제공한다. 한 실시양태에서, 건조한 펠렛 블렌드를 혼합 또는 분산시켜 마스터배치 펠렛과 폴리아미드 수지 펠렛 사이에서의 블렌드의 균질성을 증가시킨다.
단계 112에서, 합한 펠렛들을 압출시켜, 도 1에 도시된 바와 같은 폴리아미드로 피복된 와이어의 외부를 덮는 폴리아미드 피복을 형성한다.
한 실시양태에서, 도 3에 도시된 방법 102를 사용하여, 도 2에 도시된 방법 80의 단계 90에서 제조된 폴리아미드 피복(16)에 비해 감소된 열 이력을 갖는 폴리아미드 피복(16)을 단계 112에서 제조한다. 도 2에서, 최종 폴리아미드 피복(16)에 존재하는 폴리아미드 조성물 전부를, 적어도 두 번, 즉 첨가제를 폴리아미드 조성물에 혼입시키기 위한 단계 84에서 한 번 및 단계 90에서 폴리아미드 피복(16)을 형성할 때 다시 한 번, 그것의 융점보다 높은 온도로 가열하였다. 비교해 보면, 도 3에서, 단계 106에서 폴리아미드 펠렛으로서 제공된 폴리아미드 조성물의 일부를 단지 한 번, 즉 폴리아미드 피복(16)의 형성 동안에 가열하는 반면에, 단계 104에서 마스터배치로서 제공된 부분만을 미리 가열하였다. 20% 마스터배치와 80% 원료 폴리아미드의 예시적인 블렌드에 있어서, 20%의 폴리아미드를 두 번 가열하는 반면에, 폴리아미드 조성물의 80%를 단지 한 번 가열하였다. 이러한 방식으로, 도 3의 실시양태는 유리할 수 있는데, 왜냐하면 폴리아미드 중합체를 반복적으로 가열 및 냉각시키면, 다양한 중합체 및 결정 특성을 달성할 수 있어서, 최종 폴리아미드 피복(16)에 있어서 다양한 특성을 생성할 수 있기 때문이다.
도 4에는 마스터배치 펠렛의 예시적인 제조 방법 120이 도시되어 있다. 단계 122에서, 베이스 수지를 본 폴리아미드 조성물의 형태로 제공한다.
한 실시양태에서, 단계 122에서 제공된 베이스 수지 및 방법 102의 단계 106 (도 3)에서 제공된 베이스 수지는 동일한 등급의 폴리아미드 조성물이거나 동일한 제조 공정으로부터 유래된다. 혼합 공정에서 첨가제의 이송 및 분산을 돕기 위해 폴리아미드의 일부를 분쇄된 분말 형태로 제공할 수 있다. 한 실시양태에서, 분쇄된 폴리아미드로서 제공되는 폴리아미드의 중량 퍼센트는 제공된 카프로락탐의 중량 퍼센트와 대략 같다.
단계 124에서, 부가적인 단량체를 제공한다. 예시적인 단량체는 카프로락탐이다. 예시적인 실시양태에서, 단계 124에서 제공되는 단량체의 양은, 중량을 기준으로 요망되는 마스터배치의, 적게는 8 wt.%, 9 wt.%, 10 wt.%, 11 wt.%, 12 wt.%, 또는 13 wt.% 만큼, 또는 많게는 14 wt.%, 15 wt.%, 16 wt.%, 17 wt.%, 또는 18 wt.% 만큼, 또는, 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내이다.
단계 126에서, 하나 이상의 열 안정화 성분을 제공한다. 예시적인 열 안정화제는 아이오딘화구리, 아이오딘화칼륨, 브로민화칼륨, 아이오딘화나트륨, 염화칼륨, 다른 구리 할로겐화물, 및 다른 금속 할로겐화물 중 하나 이상을 포함한다. 예시적인 실시양태에서, 단계 126에서 UV 안정화제를 열 안정화제와 함께 첨가한다. 예시적인 UV 안정화제는 N,N'-비스-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐-1,3-벤젠 디카르복사미드; 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜; 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜; 및 UVA 중 하나 이상을 포함한다. 단계 128에서, 하나 이상의 윤활제를 제공한다. 예시적인 윤활제는 에틸렌 비스 스테아르아미드 ("EBS"), 다른 유기 아미드, 스테아르산알루미늄, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘, 및 다른 금속 스테아르산염 중 하나 이상을 포함한다.
단계 130에서, 단계 122, 124, 126, 및 128에서 제공된 성분들을 합한다. 한 실시양태에서, 단계 130을 트윈 스크류 압출기 또는 혼합기에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, 단계 130을 싱글 스크류 압출기 또는 혼합기에서 수행한다. 브라벤더 혼합기, 롤러, 혼련기, 및 밀의 사용을 포함하지만 이로 제한되지는 않는, 첨가제를 중합체에 혼입시키는 다른 적합한 방법을 또한 사용할 수 있다. 한 실시양태에서, 싱글 스크류 또는 트윈 스크류 압출기를 사용하여 폴리아미드 베이스 수지의 용융 온도보다 약간 더 높은 온도에서 마스터배치들을 합한다. 단계 132에서, 단계 130에서 제조된 마스터배치를 펠렛화한다.
예시적인 마스터배치 배합물
Figure 112019099732318-pct00002
예시적인 마스터배치 배합물이 표 1에 제공되어 있다. 마스터배치 배합물 A20% 및 B20%은 첨가제를 목표 배합물 A 및 목표 배합물 B의 첨가제의 5배로 포함한다. 마스터배치 배합물 A20% 및 B20%에 부가적인 폴리아미드 조성물을 20% 마스터배치 대 80% 폴리아미드 수지의 중량비로 혼입시키면, 생성된 화합물은 목표 배합물 A 및 목표 배합물 B와 동일한 수준의 첨가제 카프로락탐, 열 안정화제, 및 윤활제를 포함하게 될 것이다. 마찬가지로, 마스터배치 배합물 A10% 및 B10%는 첨가제를 목표 배합물 A 및 목표 배합물 B의 첨가제의 5배로 포함한다. 마스터배치 배합물 A10% 및 B10%에 부가적인 폴리아미드 조성물을 10% 마스터배치 대 90% 폴리아미드 수지의 중량비로 혼입시키면, 생성된 화합물은 목표 배합물 A 및 목표 배합물 B와 동일한 수준의 첨가제 카프로락탐, 열 안정화제, 및 윤활제를 포함하게 될 것이다.
한 실시양태에서, 마스터배치 및 폴리아미드 조성물을 작게는 2:1, 1:1, 1:2, 3:1, 4:1, 5:1 만큼의, 크게는 9:1, 10:1: 19:1, 20:1, 24:1, 25:1 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 마스터배치 대 폴리아미드 수지의 중량비로 합할 수 있다.
한 실시양태에서, 요망되는 목표물 및 마스터배치 부하량을 기준으로, 마스터배치 화합물은, 하나 이상의 첨가제를, 마스터배치의 총 중량을 기준으로 적게는 0.10 wt.%, 0.30 wt.%, 1 wt.%, 또는 5 wt % 만큼의, 또는 많게는 10 wt.%, 15 wt.%, 20 wt.%, 25 wt.%, 30 wt.%, 33 wt.%, 30 wt.%, 또는 50 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 양으로 포함할 수 있다. 폴리아미드 수지는, 마스터배치의 총 중량을 기준으로 적게는 50 wt.%, 60 wt. %, 70 wt.% 만큼의, 또는 많게는 75 wt.%, 80 wt.%, 90 wt.%, 95 wt.%, 또는 99 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
한 실시양태에서, 첨가제를 본질적으로 첨가제로 이루어진 형태로 제공할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 첨가제를 첨가제 및 폴리아미드 수지를 포함하는 혼합물의 일부로서 제공할 수 있다. 한 실시양태에서, 단계 130 (도 4) 또는 단계 148 (도 5)에 도시된 바와 같이 혼합물을 마스터배치에 혼입시킨다. 또 다른 실시양태에서 혼합물을 제2 마스터배치로서 제공하고 단계 108 (도 3)에서 제1 마스터배치 및 폴리아미드 수지 펠렛에 첨가하여 첨가제의 요망되는 최종 농도를 달성한다.
한 실시양태에서, 마스터배치 화합물은 하나 이상의 열 안정화제를 포함할 수 있다. 예시적인 열 안정화제는 아이오딘화구리, 아이오딘화칼륨, 브로민화칼륨, 아이오딘화나트륨, 염화칼륨, 다른 구리 할로겐화물, 및 다른 금속 할로겐화물 중 하나 이상을 포함한다. 마스터배치 화합물은 하나 이상의 열 안정화제를, 마스터배치의 총 중량을 기준으로 적게는 0 wt.%, 0.1 wt.%, 0.3 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 1.5 wt.%, 2 wt.%, 2.5 wt.%, 3 wt.%, 4 wt.% 만큼의, 많게는 5 wt.%, 6 wt.%, 7 wt.%, 8 wt.%, 9 wt.%, 10 wt.%, 11 wt.%, 12 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 총량으로 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 마스터배치 화합물은 하나 이상의 윤활제를 포함할 수 있다. 예시적인 윤활제는 에틸렌 비스 스테아르아미드 ("EBS"), 다른 유기 아미드, 스테아르산알루미늄, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘, 다른 금속 스테아르산염, 및 다른 금속 지방산 중 하나 이상을 포함한다. 마스터배치 화합물은, 하나 이상의 윤활제를, 마스터배치의 총 중량을 기준으로 적게는 0 wt.%, 0.1 wt.%, 0.3 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 1.3 wt.%, 1.5 wt.%, 2 wt.%, 2.5 wt.% 만큼의, 많게는 3 wt.%, 4 wt.%, 5 wt.%, 6 wt.%, 7 wt.%, 8 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 총량으로 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 마스터배치 화합물은, 하나 이상의 단량체, 예컨대 카프로락탐 또는 다른 적합한 단량체를, 마스터배치의 총 중량을 기준으로 적게는 0 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 2 wt.%, 5 wt.%, 10 wt.%, 11 wt.% 만큼의, 많게는 15 wt.%, 16 wt.%, 20 wt.%, 25 wt.%, 30 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 총량으로 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 마스터배치 화합물은 하나 이상의 마모 방지 첨가제를 포함할 수 있다. 예시적인 윤활제는 퍼플루오로폴리에테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 관능성 및 비-관능성 폴리디메틸실록산, 흑연, 이황화몰리브데넘, 및 실리콘유를 포함한다. 마스터배치 화합물은, 하나 이상의 마모 방지 첨가제를, 마스터배치의 총 중량을 기준으로 적게는 0 wt.%, 0.1 wt.%, 0.3 wt.%, 0.5 wt.%, 1 wt.%, 1.5 wt.%, 2 wt.%, 2.5 wt.% 만큼의, 많게는 3 wt.%, 4 wt.%, 5 wt.% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의 총량으로 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 방법 120에서 제조된 마스터배치는 방법 102의 단계 104에서 마스터배치 펠렛으로서 제공된다. 예시적인 실시양태에서, 단계 104에서 제공된 마스터배치 펠렛은 요망되는 건조한 펠렛 블렌드 중량의 약 5 중량% 내지 약 20 중량%이고 단계 106에서 제공된 폴리아미드 수지 펠렛은 요망되는 건조한 펠렛 블렌드 중량의 약 95 중량% 내지 약 80 중량%이다. 한 실시양태에서, 단계 104에서 제공된 마스터배치 펠렛은, 요망되는 건조한 펠렛 블렌드 중량의, 적게는 5 중량%, 10 중량%, 또는 15 중량% 만큼의, 또는 많게는 20 중량%, 25 중량%, 33 중량%, 또는 50 중량% 만큼의, 또는 전술된 값들 중 임의의 쌍 사이의 한정된 범위 내의 양으로 존재하며, 이때 폴리아미드 수지 펠렛은 요망되는 건조한 펠렛 블렌드 중량의 나머지를 구성한다.
도 5에는 마스터배치의 또 다른 예시적인 제조 방법 140이 도시되어 있다. 단계 142에서 베이스 수지를 본 폴리아미드 조성물의 형태로 제공한다. 한 실시양태에서, 단계 142에서 제공된 베이스 수지 및 방법 102의 단계 106 (도 3)에서 제공된 베이스 수지는 동일한 등급의 중합체이거나 동일한 제조 공정으로부터 유래된다. 혼합 공정에서 첨가제의 이송 및 분산을 돕기 위해 폴리아미드 조성물의 일부를 분쇄된 분말 형태로 제공할 수 있다. 한 실시양태에서, 분쇄된 폴리아미드로서 제공된 폴리아미드 조성물의 중량 퍼센트는 제공된 첨가제의 중량 퍼센트와 대략 같다.
단계 144에서, 하나 이상의 열 안정화 성분을 제공한다. 예시적인 열 안정화제는 아이오딘화구리 및 아이오딘화칼륨을 포함한다. 단계 146에서, 하나 이상의 윤활제를 제공한다. 예시적인 윤활제는 EBS 및 스테아르산알루미늄을 포함한다. 단계 148에서는, 단계 142, 144, 및 146에서 제공된 성분들을 합한다. 한 실시양태에서, 단계 148을 트윈 스크류 압출기 또는 혼합기에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, 단계 148을 싱글 스크류 압출기 또는 혼합기에서 수행한다. 브라벤더 혼합기, 롤러, 혼련기, 및 밀을 포함하지만 이로 제한되지는 않는, 첨가제를 중합체에 혼입시키는 다른 적합한 방법을 또한 사용할 수 있다. 한 실시양태에서, 싱글 스크류 또는 트윈 스크류 압출기를 사용하여 폴리아미드 베이스 수지의 용융 온도보다 약간 더 높은 온도에서 마스터배치를 합한다. 단계 150에서는, 단계 148에서 제조된 마스터배치를 펠렛화한다.
한 실시양태에서, 방법 140에서 제조된 마스터배치를 방법 102의 단계 104에서의 마스터배치 펠렛으로서 제공한다. 예시적인 실시양태에서, 단계 104에서 제공된 마스터배치 펠렛은 요망되는 건조한 펠렛 블렌드 중량의 약 5 중량% 내지 약 20 중량%이고, 단계 106에서 제공된 폴리아미드 수지 펠렛은 요망되는 건조한 펠렛 블렌드 중량의 약 95 중량% 내지 약 80 중량%이다.
한 실시양태에서, 방법 102의 단계 106에서 제공된 폴리아미드 수지 펠렛은 방법 120의 단계 122에서 제공된 폴리아미드 수지와 동일한 폴리아미드 수지를 포함한다. 또 다른 실시양태에서 방법 102의 단계 106에서 제공된 폴리아미드 수지 펠렛은 방법 140의 단계 142에서 제공된 폴리아미드 수지와 동일한 폴리아미드 수지를 포함한다.
본원에서 사용된 문구 "전술된 값들 중 임의의 둘 사이의 한정된 임의의 범위 내의"는 문자 그대로, 그 값이 목록의 상위에 있는지 또는 목록의 하위에 있는지에 상관없이, 임의의 범위가 이러한 문구에 앞서 열거된 값들 중 임의의 둘로부터 선택될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 한 쌍의 값은 두 개의 더 낮은 값들, 두 개의 더 높은 값들, 또는 더 낮은 값 및 더 높은 값으로부터 선택될 수 있다.
실시예
하기 비-제한적인 실시예는 본 개시내용의 다양한 특징 및 특성을 예시하지만, 본 개시내용이 그것으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1
예시적인 폴리아미드 조성물
이러한 실시예에서, 예시적인 폴리아미드 조성물을 제조하였다. 라이스트리츠(Leistritz) 18mm 또는 27mm (스크류 직경) 동방향-회전 트윈 스크류 압출기를 사용하여 조성물 성분들을 배합함으로써 폴리아미드 배합물을 제조하였다. 전형적인 스크류 속도는 200 rpm이었다. 250-270℃의 압출기를 빠져나가는 폴리아미드 용융 온도를 달성하기 위해 압출기 가열 대역 (대역 1 내지 대역 6)을 제어하였다. 18mm 압출기의 처리량은 7 lb/hr였다. 27mm 압출기의 처리량은 20-30 lb/hr였다. 압출 전에, 잔여 수분을 제거하기 위해 폴리아미드 재료를 진공 오븐에서 70℃에서 24 시간 동안 건조시켰다. 첨가제의 공급을, 2개의 공급기인, 폴리아미드 베이스 수지 (또는 베이스 수지 블렌드)를 위한 하나의 공급기 및 첨가제를 위한 하나의 공급기를 사용하여 실행하였다. 첨가제를 균일하게 분산시키고 공급을 용이하게 하기 위해 소량의 분쇄된 폴리아미드 6 단독중합체 첨가제를 다른 첨가제와 블렌딩하였다. 압출된 스트랜드를 펠렛화 전에 수조에서 냉각시켰다.
폴리아미드 조성물이 하기 표 1A 및 1B에 제시되어 있다:
<표 1A>
예시적인 폴리아미드 조성물 - 폴리아미드 성분
Figure 112019099732318-pct00003
<표 1B>
예시적인 폴리아미드 조성물 - 첨가제 성분
Figure 112019099732318-pct00004
상기 표 1A 및 1B에서, "PA 조성물"은 폴리아미드 조성물 번호를 의미한다. "PA 6 단독중합체"는 전체 폴리아미드 조성물의 중량을 기준으로 wt.%로 표시된 폴리아미드 6 단독중합체의 양을 의미한다. "카프로락탐 단량체"는 전체 폴리아미드 조성물의 중량을 기준으로 wt.%로 표시된 카프로락탐 단량체 첨가제의 양을 의미한다. "PA 6/66 공중합체 (성분)"는 전체 폴리아미드 조성물의 중량을 기준으로 wt.%로 표시된 폴리아미드 6/66 공중합체의 양을 의미하고, 이와 함께 카프로락탐 단량체 및 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체 성분의 각각의 양이 공중합체의 총 중량을 기준으로 wt.%로 표시되어 있다. "카프로락탐/HA의 총 함량"은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 wt.%로 표시된 카프로락탐 단량체 및 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체 성분의 각각의 양을 의미한다. "열 안정화제"는 산화제일구리 및 아이오딘화칼륨의 조합인 열 안정화제의 양을 의미한다. "UV 안정화제 1"은 저분자량 HALS인 제1 UV 안정화제의 양을 의미한다. "UV 흡수제 1"은 옥사닐리드 유형의 UV 흡수제인 제1 UV 흡수제의 양을 의미한다. "UV 안정화제 2"는 UV 안정화제 1과 UV 흡수제 1과 산화방지제의 조합인 제2 UV 안정화제의 양을 의미한다. "윤활제"는 에틸렌 비스-스테아르아미드와 스테아르산알루미늄의 조합인 윤활제의 양을 의미한다.
실시예 2
광학 특성 연구
이어서, 실시예 1로부터의 배합되고 펠렛화된 재료를 사출 성형 전에 진공 오븐에서 70℃에서 24 시간 동안 건조시켰다. 화합물을, 아르버그 320S 올라운더(Arburg 320S Allrounder)를 사용해서 38℃의 금형 온도를 사용하여 직접 ASTM D638 유형 V 미세인장 바로서 성형하거나, 먼저 아르버그 320S 및 악시콘(Axxicon) 금형 세트 (60mm x 60mm x 1.0 mm 두께)를 사용하여 1.0mm 두께의 평판을 성형한 후에 미세인장 바를 펀칭함으로써 성형하였다.
성형된 평판을 비와이케이-가드너 헤이즈 가드를 사용하여 ASTM D1003에 따라 % 헤이즈 및 % 투과율을 측정함으로써 광학 특성에 대해 시험하였다. 그 결과의 광학 특성이 하기에 표 2에 제시되어 있다:
<표 2>
광학 특성
Figure 112019099732318-pct00005
표 1에 기재된 조성물 및 표 2에 기재된 측정된 광학 특성에 기초하여, 폴리아미드 6 단독중합체의 일부를 폴리아미드 6 단독중합체에 비해 감소된 결정화도를 갖는 다른 폴리아미드, 예컨대 본원에 개시된 폴리아미드 6/66 공중합체로 대체함으로써 본 폴리아미드 조성물에 있어서 와이어 및 케이블 피복 용도를 위한 투명성의 기준을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 광 투과율 (T)은 감소된 결정화도를 갖는 다른 폴리아미드의 첨가에 의해 약간 향상되었다 (1.0 mm 평판의 경우에 >84% T, 6 mil 와이어 피복의 경우에 >90% T).
측정된 헤이즈 (H) 값은 감소된 결정화도를 갖는 다른 폴리아미드의 첨가에 의해 1.1 MM 성형된 평판의 경우에 25% H 미만 및 6 mil 와이어 피복의 경우에 <56% H로 더 극적으로 감소하였다. 그러나, 와이어 피복의 경우에 헤이즈 값은, 폴리아미드 피복이 압출되어 있는 하부 절연된 케이블의 형상을 취하는 폴리아미드 피복으로부터 초래된 와이어 피복의 내부의 조도로 인해, 성형된 평판에 비해 다소 더 높은 경향이 있다는 것을 유념해야 한다.
폴리아미드 15-23은 폴리아미드 6/66 공중합체의 수준을 증가시키는 것이 와이어 및 케이블 피복 조성물의 광학 특성을 개선하는 데 있어서 이로운 효과를 갖는다는 것을 더 잘 보여주었다. 이러한 실시예에서, 폴리아미드 6/66 공중합체는 ~7% HA 함량을 갖고서 0%, 49% 및 97-98%의 wt/wt 부하량으로 이용된다. 이러한 부하량은 0%, 3.5% 및 6.9%의 최종 조성물의 총 HA 수준 (wt/wt)에 상응한다. 이러한 데이터 세트에 있어서, 감소된 % 헤이즈와 더 높은 수준의 HA의 상관관계는 0.79의 R2 값 및 0.0013의 P 값을 갖는 선형 회귀에 의해 통계학적으로 유의한 것으로 보일 수 있다. 유사한 상관관계가 % HA의 함수로서의 % 투과율에 대해서도 관찰된다.
(100% 폴리아미드 6/66 공중합체를 통한, 또는 폴리아미드 6/66 공중합체와 폴리아미드 6 단독중합체의 블렌드를 통한) 증가된 수준의 HA의 첨가에 따른 이러한 헤이즈의 감소는 더 적은 광 산란 결정 모이어티를 초래하는 HA 단량체 성분에 의해 제공되는 결정화도의 손실에 의해 설명될 수 있다.
헤이즈의 예시적인 값은 1.0 mm 성형된 평판에 있어서 6.0%의 총 HA 수준의 경우에 10% 미만의 헤이즈로서 나타났다. 3.5%의 총 HA 수준을 갖는 폴리아미드 19의 경우에, <20%의 매우 허용될 만한 헤이즈 수준이 여전히 달성된다.
폴리아미드 15, 16, 17, 19, 20, 및 22는 모두 허용될 만한 UV 안정성 (≥80% 인장 특성 유지율)을 보여주었다. 이는 UV 안정성이 HA 함량 수준과 상관이 없고, 다른 말로 하면, 폴리아미드 조성물의 UV 안정성이 총 HA 수준과 무관하다는 것을 보여준다.
실시예 3
기계적 특성 연구
실시예 2로부터의 미세인장 바를 4.5-8.0의 pH의 물을 사용하여 ASTM G 155, 사이클 1에 따른 노출 방식으로 제논-아크 장치에서 720 시간 동안 노출하였다. 컨디셔닝된 평판 샘플 (~2.7% H2O로 컨디셔닝됨)을 제논-아크 노출 전 및 후에 2 인치/분의 분리 속도를 사용하여 시험함으로써 인장 특성 유지율 (파단 시 인장 강도 및 파단 시 연신율)을 결정하였다. 와이어 피복 재료의 경우에, 샘플을 시험 전에 실온 및 50% 상대 습도에서 48 내지 72 시간 동안 컨디셔닝하였다. 인장 특성 % 유지율을 100 * (720 hr UV 노출 후의 인장 특성/초기 인장 특성)으로서 계산하였다.
성형되거나 펀칭된 상기-명시된 치수 및 단면의 샘플을 사용하여, 견본의 단부를 1 인치 표점 거리로 클램핑하고 견본을 미리 결정된 속도 (2 인치/min)로 연신시키고 그 결과의 힘을 연신율의 함수로서 측정함으로써, 재료의 인장 특성 (ASTM D638)을 결정하였다. 파단 시 인장 강도는 샘플 파단 시점에서의 또는 그 직전의 응력 (측정된 힘을 견본 초기 단면적으로 나눈 것)과 동일하다. 파단 시 % 연신율을 100 * (견본의 파단 시 길이/초기 길이)로서 계산한다.
그 결과는 하기 표 3에 제시되어 있다:
<표 3>
기계적 특성
Figure 112019099732318-pct00006
태양광을 모방하는 UV 방사선에 720 시간 동안 노출 후의 인장 특성 유지율을 평가한 결과, UV 안정화 첨가제를 함유하는 폴리아미드 1-4 및 6은 태양광 차단제로서의 사용을 위한 빌딩 와이어 (예 THHN, THWN)와 같은 용도에서의 사용에 충분한 인장 특성 유지율 (≥ 80%)을 유지하였다는 것을 알 수 있다. 폴리아미드 1-6은 모두, 최종 성형된 평판 또는 압출된 와이어 피복의 감소된 헤이즈를 초래하는 상 분리 성향을 제공하고 저감시키기 위해, 폴리아미드 수지와의 상용성에 기초하여 선택된 UV 첨가제를 함유하였다. 특히, 무정형 폴리아미드를 함유하는 폴리아미드 5는 UV 열화에 대한 UV-흡수 방향족 고리의 고유의 민감성으로 인한 UV 노출 후의 인장 특성 유지율의 현저한 감소를 나타내었다. UV 안정화제를 함유하지 않는 폴리아미드 7은 또한 감소된 수준의 인장 특성 유지율을 가졌다.
실시예 4
예언적 실시예
도 1에 도시된 바와 같이 와이어(10)의 폴리아미드 피복(16)을 사용하여 코어(12) 및 PVC 절연 층(14)을 덮는다. 폴리아미드 조성물을 카프로락탐 및 AH 염 (헥사메틸렌디아민 아디페이트 (1:1))으로써 형성된 폴리아미드 6/66 공중합체 형태로 폴리아미드 피복(16)을 위해 제공한다. 폴리아미드 조성물은 또한 UV 안정화제, 예컨대 N,N'-비스-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐-1,3-벤젠 디카르복사미드 또는 클라리안트 코포레이션에 의해 제조된 나일로스타브 SEED를, 조성물에 첨가된 첨가제로서 포함한다.
폴리아미드 피복(16)을 위한 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 6 단독중합체의 조성물에 비해 상대적으로 낮은 결정화 속도 및 상대적으로 낮은 결정화도를 갖는다. 폴리아미드 조성물의 압출 동안의 또는 후의 상대적으로 낮은 결정화 속도는 폴리아미드 피복(16)의 표면의 개선된 평활성을 달성하고, 또한 폴리아미드 피복(16)의 압출 인발을 위한 온도 가공 윈도우를 증가시킴으로써 폴리아미드 6 단독중합체에 비해 개선된, 폴리아미드 피복(16)의 가공성을 달성한다. 폴리아미드 피복(16)의 폴리아미드 조성물의 상대적으로 낮은 결정화도는 개선된 투명성을 나타내어서, 피복(16)은 폴리아미드 피복(16)에 색 안료를 사용할 필요가 없게 할 수 있고 PVC 층(14)에 색 안료를 이용할 수 있게 한다.
또한, 상대적으로 더 느린 결정화 속도 및 감소된 총 결정화도는 폴리아미드 피복(16)의 개선된 인성을 초래하여, 폴리아미드 피복(16)은 특정한 환경에서, 예컨대 건조하고 추운 겨울철 동안에 감소된 균열을 겪는다. 더욱이, 폴리아미드 피복(16)은 상당한 함량의 구정 결정을 포함하는 더 안정한 결정 상을 갖고, 여기서 상기 결정 상은 상대적으로 작은 결정을 상대적으로 많이 가질 것이다.
UV 안정화제를 첨가하면, 피복을 위한 폴리아미드 조성물은, 특히 UV-B 영역에서의, UV-Vis 방사선으로 인해 일어나는 열화에 대해 더 우수한 내성을 나타낸다.
본 개시내용은 예시적인 디자인에 대해 기술되었지만, 본 개시내용은 본 개시내용의 취지 및 범위 내에서 추가로 변경될 수 있다. 추가로, 본 출원은 이와 같이 본 개시내용으로부터 벗어나지만 본 개시내용에 관한 관련 기술 분야에 공지되어 있거나 통상적인 관행에 따르는 것을 포함하도록 의도된다.

Claims (19)

  1. 와이어 코어; 및
    상기 코어를 둘러싸는 폴리아미드 조성물
    을 포함하는 와이어 제품이며, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은
    폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 75 내지 99 wt.%의 양으로 존재하는 카프로락탐 단량체 성분 및 1 내지 25 wt.%의 양으로 존재하는 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체 성분을 포함하는 폴리아미드 베이스 수지;
    폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 6 wt.%의 양으로 존재하는 적어도 하나의 UV 저감 성분
    을 포함하고, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은
    ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 70%의 측정된 투과율; 및
    ASTM D1003에 의해 결정 시 60% 미만의 측정된 헤이즈
    중 적어도 하나를 추가로 갖는 것인
    와이어 제품.
  2. 제1항에 있어서, 폴리아미드 베이스 수지가 폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 90 내지 97 wt.%의 양으로 존재하는 카프로락탐 단량체 성분 및 3 내지 10 wt.%의 양으로 존재하는 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체 성분을 포함하는 것인 와이어 제품.
  3. 제1항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 85%의 측정된 투과율을 갖는 것인 와이어 제품.
  4. 제1항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 60mm 너비, 60mm 길이, 및 1.0mm 두께의 치수를 갖는 성형된 평판으로 형성된 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 30% 미만의 측정된 헤이즈를 갖는 것인 와이어 제품.
  5. 제1항에 있어서, 폴리아미드 조성물의 일부가 와이어 코어로부터 제거되는 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 50% 미만의 측정된 헤이즈를 갖는 것인 와이어 제품.
  6. 제1항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크(Xenon-Arc) 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 인장 강도의 유지율을 나타내는 것인 와이어 제품.
  7. 제1항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 연신율의 유지율을 나타내는 것인 와이어 제품.
  8. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 UV 저감 성분이 UV 안정화제인 와이어 제품.
  9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 UV 저감 성분이 UV 흡수제인 와이어 제품.
  10. 와이어 코어; 및
    상기 코어를 둘러싸는 폴리아미드 조성물
    을 포함하는 와이어 제품이며, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은
    카프로락탐 단량체와 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체의 폴리아미드 공중합체를 포함하는 폴리아미드 베이스 수지이며, 여기서 폴리아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 카프로락탐 단량체는 75 내지 99 wt.%의 양으로 존재하고 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체는 1 내지 25 wt.%의 양으로 존재하는 것인 폴리아미드 베이스 수지;
    폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 6 wt.%의 양으로 존재하는 적어도 하나의 UV 저감 성분
    을 포함하고, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은
    ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 70%의 측정된 투과율; 및
    ASTM D1003에 의해 결정 시 60% 미만의 측정된 헤이즈
    중 적어도 하나를 추가로 갖는 것인
    와이어 제품.
  11. 제10항에 있어서, 폴리아미드 베이스 수지가 폴리아미드 공중합체와 폴리아미드 6 단독중합체의 블렌드이며, 여기서 폴리아미드 베이스 수지의 총 중량을 기준으로 폴리아미드 공중합체는 5 내지 90 wt.%의 양으로 존재하고 폴리아미드 6 단독중합체는 10 내지 95 wt.%의 양으로 존재하는 것인 와이어 제품.
  12. 제10항에 있어서, 폴리아미드 공중합체의 총 중량을 기준으로 카프로락탐 단량체가 90 내지 97 wt.%의 양으로 존재하고 헥사메틸렌디아민 아디페이트 단량체가 3 내지 10 wt.%의 양으로 존재하는 것인 와이어 제품.
  13. 제10항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 ASTM D1003에 의해 결정 시 적어도 85%의 측정된 투과율을 갖는 것인 와이어 제품.
  14. 제10항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 60mm 너비, 60mm 길이, 및 1.0mm 두께의 치수를 갖는 성형된 평판으로 형성된 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 30% 미만의 측정된 헤이즈를 갖는 것인 와이어 제품.
  15. 제10항에 있어서, 폴리아미드 조성물의 일부가 와이어 코어로부터 제거되는 경우에, ASTM D1003에 의해 결정 시 50% 미만의 측정된 헤이즈를 갖는 것인 와이어 제품.
  16. 제10항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 인장 강도의 유지율을 나타내는 것인 와이어 제품.
  17. 제10항에 있어서, 폴리아미드 조성물이 ASTM G155 사이클 1에 의해 명시된 조건 하에 제논-아크 에너지원에 720 시간 동안 노출된 후에 적어도 80%의 파단 시 연신율의 유지율을 나타내는 것인 와이어 제품.
  18. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 UV 저감 성분이 UV 안정화제인 와이어 제품.
  19. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 UV 저감 성분이 UV 흡수제인 와이어 제품.
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