KR102354942B1 - 폴리머의 탈수 방법 및 그로부터 제조된 폴리머 - Google Patents

폴리머의 탈수 방법 및 그로부터 제조된 폴리머 Download PDF

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펠릭스 루데스 버지니아 세르나
피터르 얀 안톤 얀센
비달 나탈리에 곤살레스
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

일 구현예에서, 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법은, 상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 이송 구역 벤트를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계; 상기 압출기의 용융물 이송 구역에서 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계; 및 상기 분말 이송 구역 및 상기 용융물 이송 구역 중 하나 또는 둘 다에서 첨가제를 첨가하는 단계;를 포함한다.

Description

폴리머의 탈수 방법 및 그로부터 제조된 폴리머
본 출원은 2015년 6월 5일자로 출원된 미국 임시특허출원 제 62/171,402 호의 이익을 주장한다. 이 관련 출원은 그 전체가 본 명세서에 인용에 의해 통합된다.
다양한 폴리머의 제조는 종종, 중합에 이용되는 물 및 다른 휘발성 성분을 제거하기 위한 최종 건조 단계를 포함한다. 예를 들어, 건조 공정은 대형 산업용 건조기(예를 들어, 유동층 건조기), 질소 전달 시스템, 및 휘발성 성분의 환경으로의 원치 않는 탈출을 제어하기 위한 스크러버 시스템을 사용하여 젖은 폴리머 분말을 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 건조기들은 전형적으로, 다양한 폴리머 분말의 수분 및 휘발성 유기물 함량을 감소시키는데 효과적이지만, 이들을 사용하는 공정은 비교적 느리고 비용이 많이 든다. 폴리머 분말을 건조하는 것에 대한 또 다른 단점이 건조 공정이 진행되면서 발생하는데, 거기에서는, 폴리머 분말에 존재하는 수분 수준이 임계 수분 함량 이하로 떨어지면, 건조 속도가 분말 입자 내의 액체 확산 속도 및 모세관 이동 속도에 의해 제한될 수 있다. 따라서, 폴리머 분말의 최종 건조 단계는 어려울 수 있고, 예를 들어 수 시간 내지 수십 시간의 시간 규모의, 긴 건조 시간을 요구할 수 있다.
따라서, 폴리머 분말을 더욱 효율적으로 건조하는 공정이 요구된다. 건조 공정이 하나 이상의 첨가제를 포함하는 폴리카보네이트 펠렛(polycarbonate pellet) 및 압출 폴리카보네이트 조성물(extruded polycarbonate composition) 중 하나 또는 둘 다를 추가로 생성할 수 있다면, 이 또한 유리할 것이다.
본 명세서에서는, 폴리머의 탈수 방법 및 이로부터 제조된 폴리머가 개시된다.
일 구현예에서, 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 계면 폴리카보네이트 분말을 포함하는 상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 상기 분말 이송 구역 내의 이송 구역 벤트(conveying section vent)를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 첨가제를 첨가하는 단계로서, 상기 첨가는, 상기 첨가제를 포함하는 선택적으로(optionally) 액체 첨가제 조성물을, 상기 분말 이송 구역에서, 상기 건조 폴리머 조성물에 첨가하는 단계를 포함하고, 상기 첨가는 선택적으로(optionally), 질소 하에서 수행되는, 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계; 상기 용융 혼련 구역으로부터 상기 폴리머 용융물을 직접 용융물 이송 구역에 위치된 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계; 및 그후 상기 압출기의 나머지(remaining) 상기 용융물 이송 구역을 통하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계.
또 다른 구현예에서, 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 상기 분말 이송 구역 내의 이송 구역 벤트를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계로서, 상기 용융 혼련 구역은 용융 혼련 블록을 포함하는, 단계; 및 상기 용융 혼련 구역으로부터 상기 폴리머 용융물을 직접 용융물 이송 구역에 위치된 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 용융물 밀봉 구역은 역비행 이송 요소(reverse flighted conveying element), 댐 링(dam ring), 혼련 블록(kneading block) 및 저전단 요소(low shear element)를 포함하고, 상기 혼련 블록은 전진 혼련 블록(forward kneading block), 중립 혼련 블록(neutral kneading block), 후진 혼련 블록(reverse kneading block), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하고, 상기 저전단 요소는, 상기 용융 혼련 블록에 의해 부여되는 것보다, 상기 폴리머 용융물에 더 낮은 전단력을 부여하는, 단계; 상기 압출기의 나머지(remaining) 상기 용융물 이송 구역을 통하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계로서, 상기 이송은 상기 폴리머 용융물에 전단력을 도입하는 단계; 상기 폴리머 용융물을, 상기 용융물 밀봉 구역의 하류에 있는 상기 용융물 이송 구역에서, 배출하는 단계; 및 선택적으로(optionally), 첨가제를 첨가하는 단계.
또 다른 구현예에서, 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 상기 젖은 폴리머 조성물을 폴리머 공급 위치를 통해 압출기의 분말 이송 구역에 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 상기 분말 이송 구역 내의 이송 구역 벤트(conveying section vent)를 통해 배출하여 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여 폴리머 용융물을 형성하는 단계; 상기 폴리머 용융물을 상기 압출기의 용융물 이송 구역에서 이송하는 단계; 및 상기 분말 이송 구역에 첨가제를 첨가하는 단계로서, 상기 첨가제는, 상기 폴리머 및 상기 첨가제의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 1 wt%의 열 안정제, 0.01 내지 1 wt%의 이형제, 0.01 내지 1 wt%의 UV 안정제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 단계.
상기 나머지(remaining) 상기 용융물 이송 구역을 통하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계가 상기 폴리머 용융물을 상기 용융물 이송 구역에서 제2 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
앞에서 기술된 특징들 및 다른 특징들은 다음의 도면들 및 상세한 설명에 의해 예시된다.
도 1은 콤파운딩 압출기(compounding extruder)의 일 구현예의 도면이다.
도 2는 탈수 압출기의 일 구현예의 도면이다.
도 3은 탈수 압출기의 일 구현예의 도면이다.
도 4는 분말 이송 구역 내의 2축 스크류의 단면의 일 구현예의 도면이다.
도 5는 용융 혼련 이송 구역 내의 2축 스크류의 단면의 일 구현예의 도면이다.
도 6은 용융물 이송 구역 내의 2축 스크류의 단면의 일 구현예의 도면이다.
도 7은 실시예들의 황색 지수(yellowness index: YI) 대 황 농도의 그래프이다.
도 8은 실시예 9 및 10의 탈수 압출기의 구현예의 도면이다.
도 9는 실시예 11 및 12의 탈수 압출기의 구현예의 설명이다.
폴리머 분말을 건조하는 표준적인 방법은 시간과 에너지를 많이 소비할 수 있으며 다수의 탈수 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전형적인 계면 폴리카보네이트 중합에서, 반응 후, 폴리머 용액이 침전되어 젖은 폴리카보네이트 분말을 형성하고, 젖은 폴리카보네이트 분말을 하나 이상의 유동층 건조기(들)에서 건조시키고, 건조된 분말을 콤파운딩 압출기에서 압출한다. 도 1은 전형적인 콤파운딩 압출기의 일 구현예로서, 참조하기 쉽도록 압출기 스크류가 압출기 아래에 도시되어 있다. 콤파운딩 압출기는 분말 이송 구역(20), 용융 혼련 구역(22) 및 용융물 이송 구역(24)을 포함한다. 폴리머의 용융을 용이하게 하기 위해 혼련 요소가 용융 혼련 구역(22)에 존재한다. 콤파운딩 압출기를 사용하여, 건조 폴리머는 배럴(2)의 아래쪽 화살표에 있는 분말 이송 구역(20) 내로 공급되고 배출 위치는 배럴(12)의 위쪽 화살표에 있는 용융물 이송 구역(24)에 존재한다.
놀랍게도, 탈수 압출기가 젖은 폴리머 조성물을 건조시키는데 사용될 수 있다는 것이 발견되었다. 탈수 압출기의 사용은 유동층 유형 건조 공정의 필요성을 감소시킬 수 있으며, 단일 압출 단계에서 탈수를 가능하게 한다. 또한, 탈수 압출기는 용매 및 미량의 불순물(예를 들어, 잔류 모노머 및 저 분자량 올리고머("저급(lows)"))을 동시에 제거할 수 있는 것으로 밝혀졌는데, 이들은 최종 폴리머 조성물의 성형(molding) 중, 광 투과율, 탁도(haze), 황색 지수, 및 플레이트-아웃(plate-out) 중 하나 이상과 같은 제품 특성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 첨가제를 압출기에 도입하여, 콤파운드를 제조할 수 있고, 탈수 및 콤파운딩 압출기의 역할을 단일 공정으로 결합할 수 있음이 밝혀졌다.
도 2 및 도 3은 배럴 단면(100) 및 스크류 단면(102)을 보여주고 있다. 탈수 압출기의 구현예들을 도시하는데, 도 2는 배럴들(30-50)을 포함하는 11 배럴 압출기이고, 도 3은 배럴들(60-76)을 포함하는 8 배럴 압출기이다. 주목되는 바와 같이, 이들 압출기 중 어느 것이든 마찬가지로, 도시된 것보다 많거나 적은 배럴을 포함할 수 있고 점선은 액체 주입을 위한 배럴의 선택적인(optional) 플레이트를 나타낸다. 도 1의 콤파운딩 압출기와 유사하게, 탈수 압출기는 분말 이송 구역(20), 용융 혼련 구역(22) 및 용융물 이송 구역(24)을 포함하며, 다만, 예외적으로, 여기서는 분말 이송 구역(20)이 젖은 폴리머 분말을 건조시킨다. 도 2는 배럴(30) 내의 폴리머 공급 위치와 2 개의 배출 위치를 갖는 탈수 압출기를 도시하는데, 2 개의 배출 위치 중 하나는 배럴(40) 내의 분말 이송 구역에 있고 다른 하나는 배럴(48) 내의 용융물 이송 구역에 있다. 도 3은 분말 이송 구역의 배럴(60) 내의 폴리머 공급 위치 및 분말 이송 구역의 배럴(68) 내의 첨가제 공급 위치를 갖는 탈수 압출기를 도시한다. 도 3에 추가적으로 도시된 바와 같이, 탈수 압출기가 4 개의 배출 위치를 가질 수 있는데, 하나는 용융물 이송 구역에, 3 개는 분말 이송 구역에 위치하며, 여기서 제1 배출 위치는 폴리머 공급 위치의 상류에 있다. 분말 이송 구역은 분말 밀봉 구역(104)을 포함할 수 있으며, 그에 따라, 분말 밀봉 구역(104)을 빠져 나온 분말이 용융 혼련 구역(122) 내로 직접 들어가도록 한다. 용융물 밀봉 구역(106)은, 용융 혼련 구역(122)의 하류 및 배럴(도 2 및 도 3에서 각각 48 및 74) 내의 용융물 구역 벤트(melt section vent)의 상류에 위치될 수 있다. 도 2 및 도 3는 용융물 이송 구역 내의 적어도 마지막 배럴이 압력 증가 구역(pressure build-up zone)(108)을 포함할 수 있음을 도시한다.
젖은 폴리머 조성물은 액체 성분을 포함한다. 액체 성분은 수성 용매(예를 들어, 테트라하이드로푸란, 1,3/1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 물, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합), 유기 용매(예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 에틸렌 디클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, 카본 테트라클로라이드, 톨루엔, 벤젠, 크실렌, 아니솔, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
탈수 압출기에 투입되는 젖은 폴리머 조성물은, 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로하여, 1 wt% 이상, 특히, 5 wt% 이상, 더욱 특히, 10 wt% 이상의 액체 성분(특히, 물)을 포함할 수 있다. 탈수 압출기에 투입되는 젖은 폴리머 조성물은, 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 5 내지 10 wt%, 또는 6 내지 8 wt%의 물을 포함할 수 있다. 탈수 압출기에 투입되는 젖은 폴리머는, 투입되는 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 30 wt%, 특히, 1 내지 20 wt%, 더욱 특히, 10 내지 20 wt%의 액체 성분(특히, 물)을 포함할 수 있다. 젖은 폴리머 조성물은, 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 염소화용매와 같은 할로겐화 용매를, 5 wt% 이하, 특히, 0 wt% 초과 내지 5 wt% 이하, 더욱 특히, 0.001 내지 5 wt%, 더욱더 특히, 0.001 내지 1 wt% 또는 0.01 내지 5 wt%의 함량으로 포함할 수 있다.
또한, 휘발성 성분은 분말 이송 구역 및 용융물 이송 구역 중 하나 또는 둘 모두에서 제거될 수 있다. 예를 들어, 휘발성 성분은 잔류 모노머(예를 들어, 계면 폴리카보네이트의 경우, 포스겐 및 디하이드록시 화합물), 폴리머 재료의 제조 동안 형성된 고비점 부산물(예를 들어, 말단캡핑제로서 페놀을 사용하는 비스페놀 A 폴리카보네이트의 계면 제조 중에 부산물로서 형성된 디페닐 카보네이트), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
탈수 압출기를 빠져나가는 건조 폴리머 조성물은, 빠져나가는 건조 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 5 wt% 이하, 또는 3 wt% 이하, 또는 1 wt% 이하, 또는 0.8 wt% 이하, 또는 0.4 wt% 이하의 액체 성분(특히, 물)을 포함할 수 있다. 건조 폴리머 조성물은, 건조 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 500 중량 ppm 이하의 물을 포함할 수 있다. 건조 폴리머 조성물은, 건조 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 ppm 이하의 잔류 할로겐화 용매를 포함할 수 있다.
건조 폴리머 조성물은, 건조 폴리머 조성물 1 kg 당 10 mg 이하의 황으로 표시되는 황 함량; 및 건조 폴리머 조성물 1 kg 당 1 mg 이하의 이온성 클로라이드로 표시되는 이온성 클로라이드 수준; 중의 하나 이상을 가질 수 있다. 황은 비스페놀-A와 같은 디하이드록시 화합물의 제조에 사용되는 조촉매(co-catalyst)의 잔류물로부터 기인할 수 있다.
탈수 압출기는, 폴리머 공급 위치 및 하나 이상의 분말 구역 벤트를 포함하는 분말 이송 구역; 상기 분말 이송 구역으로부터 하류에 위치한 용융 혼련 구역; 및 상기 용융 혼련 구역으로부터 하류에 위치하며, 하나 이상의 용융물 구역 벤트를 포함하는 용융물 이송 구역;을 포함한다. 분말 구역 벤트는 폴리머 공급 위치의 상류에 위치할 수 있으며, 이것은 분말 이송 구역으로 들어가는 공기의 양을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
탈수 압출기는 하나 이상의 첨가제 공급 위치를 포함할 수 있다. 첨가제 공급 위치는 분말 이송 구역 내에 위치될 수 있으며, 이는 용융물 폴리머 중의 용융된 폴리머로 공기가 도입되는 것을 피할 수 있다. 첨가제 공급 위치는 용융물 이송 구역에 위치될 수 있다.
탈수 압출기는 40 초과의, 특히, 41 이상의, 또는 41 내지 45의 길이 대 내경 비율을 가질 수 있다. 탈수 압출기는 40 이하의 길이 대 내경 비율을 가질 수 있다. 탈수 압출기는 40 밀리미터(mm) 이하의, 특히, 15 내지 30 mm의, 직경을 가질 수 있다. 탈수 압출기는 40 mm 이상의, 특히, 40 내지 450 mm의, 직경을 가질 수 있다.
탈수 압출기는 스크류(예를 들어, 회전하면, 압출기의 일 측면으로부터의 재료를, 폴리머 공급 위치로부터 탈수 압출기의 원단부(distal end)로, 이송하는 2축 스크류)를 포함하며, 상기 원단부에서, 건조 폴리머 조성물이 탈수 압출기를 빠져 나간다. 스크류 속도는 150 내지 1,200 분당 회전 수(rpm), 특히, 300 내지 600 rpm, 더욱 특히, 300 내지 390 rpm일 수 있다.
스크류는 탈수 압출기 내의 상이한 위치에서 상이한 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 스크류의 분말 이송 구역은 넓은 피치(pitch)를 갖는 스크류 요소에 의해 예시되는 요소로서, 전방으로 비행되는(forward flighted) 요소들을 가질 수 있다. 스크류의 용융 혼련 구역은 순비행(forward flighted) 및 역비행(reverse flighted) 혼련 블록들을 포함할 수 있다. 스크류의 용융물 이송 구역은 순비행 스크류 요소, 역비행 스크류 요소, 중립 스크류 요소, 혼련 블록, 댐 링(dam ring), 분배 혼합 요소(distributive mixing element)(예를 들어, 스크류 혼합 요소(SME), 터빈 혼합 요소(TME), 및 "잔미쉬(Zahnmisch)"요소(ZME)), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 용융물 이송 구역 내의 스크류의 마지막 구역은 용융물 이송 구역 내의 나머지 스크류보다 더 작은 피치를 가질 수 있다. 이러한 더 작은 피치는 압력 증가를 용이하게 할 수 있으며, 본 명세서에서는 압력 증가 구역(pressure build-up zone)으로 언급된다. 더 작은 피치는 기준 스크류의 피치보다 최소 10 % 더 작은 피치를 지칭할 수 있다.
탈수 압출기는 동방향 회전식(co-rotating) 2축 스크류 압출기일 수 있고, 이때 스크류들이 서로 맞물릴 수 있다. 반대로, 2축 스크류는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.
스크류의 분말 이송 구역 및 스크류의 용융물 이송 구역은 각각 독립적으로 2 개 이상의 로브(lobe)를 가질 수 있다. 스크류의 분말 이송 구역은 2 개의 로브를 가질 수 있다. 스크류의 용융물 이송 구역은 2 개 또는 3 개의 로브, 특히, 2 개의 로브를 가질 수 있다. 도 4 내지 도 6은 맞물림 2축 스크류의 단면을 보여준다. 도 4는 맞물림 2 로브(two lobe) 스크류(100)의 단면도이고; 도 5는 맞물림 용융물 혼련 스크류(112)의 단면도이며; 도 6은 맞물림 3 로브(tri lobe) 스크류(114)의 단면도이다. 스크류의 분말 이송 구역 및 스크류의 용융물 이송 구역은 도 4에 도시된 바와 같이 맞물림 2 로브 스크류(110)를 포함할 수 있다. 스크류의 용융물 혼련 구역은 도 5에 도시된 바와 같이 맞물림 용융물 혼련 스크류(112)를 포함할 수 있다. 스크류의 용융물 이송 구역은 도 6에 도시된 바와 같이 맞물림 3 로브 2축 스크류(114)를 포함할 수 있다.
탈수 압출기는 8 개 이상의 배럴, 특히, 8 내지 15 개의 배럴, 더욱 특히, 4 내지 11 개의 배럴, 또는 4 내지 10 개의 배럴을 포함할 수 있다. 분말 이송 구역은 6 개 이상의 배럴을 포함할 수 있다. 용융물 이송 구역은 2 개 이상의 배럴, 특히, 3 내지 4 개의 배럴을 포함할 수 있다. 압출기 내의 마지막 배럴, 예를 들어, 용융물 이송 구역의 마지막 1 내지 3 개의 배럴은 압력 증가 구역을 구성할 수 있다.
탈수 압출기는 냉각 장치를 포함할 수 있다. 냉각 장치는 용융물 이송 구역의 하나 이상의 배럴들을 냉각시키도록 작동할 수 있다.
탈수 압출기는 응축기를 포함할 수 있다. 응축기는 탈수 압출기에서 제거되는 증기의 양을 정량화하는 데 사용될 수 있다. 응축기는 하나 이상의 벤트 위치에, 예를 들어, 하나 이상의 분말 구역 벤트에 및/또는 하나 이상의 용융물 구역 벤트에 위치될 수 있다. 특히, 응축기는 모든 분말 구역 벤트에 위치될 수 있다. 더욱 특히, 응축기는 모든 분말 구역 벤트 및 모든 용융물 구역 벤트에 위치될 수 있다. 응축기는 대기압에 있거나, 또는, 진공 압력, 예를 들어 2,000 절대 밀리바(mbara) 이하, 더욱 특히, 1,000 mbara 이하의 진공 압력을 갖는 진공 압력에 있을 수 있다.
분말 이송 구역은 폴리머 공급 위치를 포함한다. 폴리머 공급 위치는 스크류 공급기 스터퍼(stuffinger stuffer), 크램머 공급기(crammer feeder), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 분말 이송 구역은, 예를 들어 질소를 포함하는 질소 공급물을 위한, 가스 공급 위치를 포함할 수 있다. 가스 공급 위치는 폴리머 공급 위치의 하류에 위치할 수 있다.
분말 이송 구역은 하나 이상의 분말 구역 벤트, 예를 들어, 1 내지 6 개의 분말 구역 벤트를 포함한다. 분말 이송 구역은 2 개 이상의, 특히, 3 개 이상의, 또는 2 개 내지 6 개의 분말 구역 벤트를 포함할 수 있다. 분말 이송 구역이 2 개 이상의 분말 구역 벤트를 포함하는 경우, 분말 구역 벤트들 중 적어도 하나는 폴리머 공급 위치의 상류에 위치될 수 있다. 예를 들어, 분말 이송 구역은 3 개 이상의 용융물 구역 벤트를 포함할 수 있으며, 여기서 1 개의 용융물 구역 벤트는 폴리머 공급 위치의 상류에 위치되고, 적어도 2 개의 벤트 위치는 폴리머 공급 위치의 하류에 위치된다.
분말 이송 구역은 폴리머의 용융점, Tm 미만의 온도에서 작동할 수 있다. 분말 이송 구역은 250 ℃ 이하의 온도에서 작동할 수 있다. 연속하는 배럴 들의 온도는, (예를 들어, 분말 이송 구역의 제1 배럴의 하류에 위치한 제2 배럴의 온도를 비교하면) 제1 배럴과 비교하여 동일하거나 증가될 수 있다. 분말 이송 구역 내의 온도는 실온으로부터 폴리머의 용융점 미만의 온도까지, 예를 들어, 23 ℃로부터 250 ℃ 미만까지, 특히, 30 ℃로부터 225 ℃까지 증가할 수 있다. 적어도 하나의 배럴은 액체 성분의 비등점보다 높은 온도에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 분말 이송 구역 내의 적어도 하나의 배럴, 특히, 1 내지 4 개의 배럴은 100 ℃ 이상의 온도, 특히, 100 내지 200 ℃의 온도에서 작동할 수 있다.
분말 구역 벤트는 190 킬로파스칼(kPa) 이하의 절대 진공 압력, 특히, 120 kPa 이하의 절대 진공 압력을 가질 수 있다. 분말 이송 구역은 2 개 이상의 분말 구역 벤트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분말 이송 구역은 3 개의 분말 구역 벤트를 포함할 수 있으며, 여기서, 제1 분말 구역 벤트는 50 내지 150 kPa의 절대 진공 압력을 가질 수 있고, 제2 분말 구역 벤트는 3 내지 190 kPa의 절대 진공 압력을 가질 수 있고, 제3 분말 구역 벤트는 0.1 내지 3 kPa의 절대 진공 압력을 가질 수 있다.
분말 이송 구역은, 분말 밀봉 구역을 나가는 분말이 용융 혼련 구역 내로 직접 들어가도록 배치된 분말 밀봉 구역을 포함할 수 있다. 분말 밀봉 구역은 스크류 요소를 포함할 수 있는데, 이것은 분말 밀봉을 형성하기에 충분하도록 분말의 하류로의 진행을 지연시키지만 상기 분말 밀봉을 가로지르는 폴리머 분말의 이동을 막지는 않는다. 분말 밀봉 구역은, 스크류 채널의 완전히 채워진 부분에서, 충전된 폴리머 분말(packed polymer powder)을 포함할 수 있다.
용융 혼련 구역은 분말 이송 구역의 하류에, 예를 들어, 분말 밀봉 구역의 하류에 위치한다. 용융 혼련 구역에서, 폴리머는 고체 분말로부터 용융물로의 상전이를 겪는다. 용융 혼련 구역은 폴리머의 용융점 이상의 온도에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 용융 혼련 구역의 온도는 250 내지 300 ℃일 수 있다. 탈수 압출기는 하나 이상의 용융 혼련 구역, 예를 들어, 적어도 2 개의 용융 혼련 구역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탈수 압출기는 분말 이송 구역의 하류에 위치하는 제1 용융 혼련 구역, 용융물 이송 구역의 상류에 위치하는 제2 용융 혼련 구역, 제1 용융 혼련 구역과 제2 용융 혼련 구역 사이에 위치한 중간 이송 구역(intervening conveying section)을 포함할 수 있다. 중간 이송 구역 내의 폴리머 조성물은 완전히 용융되거나 부분적으로 용융될 수 있다.
용융물 이송 구역은 첨가제 공급 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 용융물 이송 구역은 1 개 이상의 첨가제 공급 위치, 예를 들어, 1 내지 3 개의 첨가제 공급 위치를 가질 수 있다.
용융물 이송 구역은 1 개 이상의, 특히, 1 내지 4 개의 용융물 구역 벤트를 가질 수 있다. 용융물 구역 벤트는 120 kPa 이하의 진공 압력을 가질 수 있다. 예를 들어, 액체 성분의 제거를 용이하게 하기 위해 용융물 밀봉 구역의 하류에 있는 용융물 구역 벤트에 진공이 적용될 수 있다.
용융물 이송 구역은 하나 이상의 용융물 밀봉 구역을 포함할 수 있으며, 여기에서 상이한 용융물 밀봉 구역이 각각의 용융물 구역 벤트의 상류에 위치될 수 있다. 용융물 밀봉 구역은 역비행 스크류 요소 또는 댐 링을 포함할 수 있다. 용융물 밀봉 구역은 역비행 이송 요소, 댐 링, 혼련 블록, 및 저전단 요소를 포함할 수 있다. 혼련 블록은 전진 혼련 블록, 중립 혼련 블록, 후진 혼련 블록, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 저전단 요소는, 5-디스크 혼련 블록(a five disc kneading block)에 의해 부여되는 것보다 더 낮은 전단력을 폴리머 용융물에 부여하는 요소일 수 있으며, 여기서, 5-디스크 혼련 블록의 전체 길이는 5-디스크 혼련 블록을 포함하는 압출기 배럴의 내부 직경의 50 내지 100 %이다. 저전단 요소는, 용융 혼련 블록에 의해 부여되는 것보다 더 낮은 전단력을 폴리머 용융물에 부여할 수 있고, 여기서, 용융 혼련 블록은 용융 혼련 블록을 포함하는 압출기 배럴의 내부 직경의 100 %보다 큰 전체 길이를 가질 수 있다. 용융 혼련 블록은 5 개 이상의 디스크를 가질 수 있다.
용융물 이송 구역은, 분말 이송 구역으로부터 떨어져 있는 용융물 이송 구역의 원단부에 있는 압력 증가 구역을 포함할 수 있다. 용융물 이송 구역은 압력 증가 구역을 포함할 수 있으며, 여기서 스크류는 맞물림 2 로브 스크류일 수 있다.
용융물 이송 구역은 용융물 필터를 포함할 수 있다. 용융물 필터는 압력 증가 구역 앞에 또는 뒤에 위치할 수 있다.
용융물 이송 구역은 폴리머의 용융점보다 높은 온도에서 작동할 수 있다. 용융물 이송 구역은 250 ℃ 이상의, 특히, 250 내지 450 ℃의, 더욱 특히, 250 내지 400 ℃의, 더욱더 특히, 280 내지 320 ℃의 온도에서 작동할 수 있다.
탈수 압출기는 펠렛, 스트랜드(strands), 등의 형태로 건조 폴리머 조성물을 압출할 수 있다. 예를 들어, 탈수 압출기는 건조 폴리머 조성물이 압출되어 스트랜드를 형성하는 개구부를 갖는 다이(die)를 포함할 수 있다. 블레이드를 사용하여 스트랜드를 펠렛으로 절단할 수 있다. 압출기의 개구부는 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 등일 수 있다.
폴리머는 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머는 올리고머, 폴리머, 이오노머(ionomer), 덴드리머(dendrimers), 그래프트 코폴리머와 같은 코폴리머, 블록 코폴리머(예를 들어, 스타(star) 블록 코폴리머, 랜덤 코폴리머, 등), 및 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 폴리머는 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 에테르, 폴리이미드(예를 들어, 폴리에테르이미드), 폴리부타디엔, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(C1-12)알킬메타크릴레이트(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)), 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리티오에스테르), 폴리올레핀(예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)), 폴리아미드(예를 들어, 폴리아미드이미드), 폴리아릴레이트, 폴리술폰(예를 들어, 폴리아릴술폰, 폴리술폰아미드), 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에테르(예를 들어, 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르술폰(PES)), 폴리아크릴, 폴리아세탈, 폴리벤즈옥사졸(예를 들어, 폴리벤조티아지노페노티아진, 폴리벤조티아졸), 폴리우레아, 폴리옥사디아졸, 폴리피라지노퀴녹살린, 폴리피로멜리트이미드, 폴리퀴녹살린, 폴리벤즈이미다졸, 폴리옥시인돌, 폴리옥소이소인돌린(예를 들어, 폴리디옥소이소인돌린), 폴리트리아진, 폴리피리다진, 폴리피페라진, 폴리피리딘, 폴리피페리딘, 폴리트리아졸, 폴리피라졸, 폴리피롤리딘, 폴리카르보란, 폴리옥사바이시클로노난, 폴리디벤조퓨란, 폴리프탈라이드, 폴리아세탈, 폴리안하이드라이드, 폴리비닐(예를 들어, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 티오에테르, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드(예를 들어, 폴리비닐클로라이드), 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르), 폴리술포네이트, 폴리술피드, 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 폴리실록산, 플루오로폴리머(예를 들어, 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(PETFE)), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 폴리머는 폴리(에테르 에테르 케톤), 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머, 스티렌-부타디엔 코폴리머, 스티렌-에틸렌-프로필렌 코폴리머, 나일론, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 폴리머는 액정 폴리머(liquid crystal polymer)를 포함할 수 있다. 폴리머는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머는 고온 나일론을 포함할 수 있다. 폴리머는 이들 폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
폴리머는 계면 중합된 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "폴리카보네이트"는 하기 화학식 (1)의 반복 구조 카보네이트 단위를 갖는 폴리머 또는 코폴리머를 의미하며,
Figure 112018001330730-pct00001
(1)
여기서 R1 기의 총 개수의 적어도 60 %가 방향족이거나, 또는 각각의 R1은 적어도 하나의 C6-30 방향족 기를 함유한다. 폴리카보네이트 및 그의 제조 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 예를 들어, WO 2013/175448 A1, US 2014/0295363, 및 WO 2014/072923에 기술된 바 있다. 폴리카보네이트는 일반적으로 비스페놀 화합물(예를 들어, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로판("비스페놀-A" 또는 "BPA"), 3,3-비스(4-하이드록시페닐) 프탈이미딘, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)시클로헥산, 또는 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산)로부터 제조될 수 있으며, 또는 이들 비스페놀 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 조합 또한 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 폴리카보네이트는 BPA로부터 유도된 호모폴리머; BPA 및 다른 비스페놀 또는 레조르시놀과 같은 디하이드록시 방향족 화합물로부터 유도된 코폴리머; 또는 BPA 및 선택적으로(optionally) 다른 비스페놀 또는 디하이드록시 방향족 화합물로부터 유도되고, 비카보네이트(non-carbonate) 단위(예를 들어, 레조르시놀 테레프탈레이트 또는 이소프탈레이트와 같은 방향족 에스테르 단위, C6-20 지방족 2산에 기초한 방향족-지방족 에스테르 단위, 폴리디메틸실록산 단위와 같은 폴리실록산 단위, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합)를 더 포함하는 코폴리머;이다.
폴리카보네이트는 계면 중합 공정에 의해 제조될 수 있다. 계면 중합은 연속 공정, 반회분(semi-batch) 공정 또는 회분 공정일 수 있다. 계면 중합에 대한 반응 조건은 다양할 수 있지만, 예시적인 공정은 일반적으로, 디하이드록시 화합물을 가성 소다 또는 가성칼리 수용액에 용해 또는 분산시키는 단계, 생성된 혼합물을 물과 섞이지 않는 용매 매질에 첨가하는 단계, 및 조절된 pH 조건, 예를 들어, 8 내지 10의 pH 조건 하에서, 3차 아민과 같은 계면 촉매(또한 상전이 촉매로도 지칭됨)의 존재하에 반응물을 카보네이트 화합물과 접촉시키는 단계를 포함한다. 물과 섞이지 않는 용매는 방향족 클로로하이드로카본 및/또는 지방족 클로로하이드로카본을 포함할 수 있다. 용매는 메틸렌 클로라이드, 에틸렌 디클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, 카본 테트라클로라이드, 톨루엔, 벤젠, 크실렌, 아니솔, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 용매는 디클로로메탄과 같은 저비점 용매 및 클로로벤젠과 같은 고비점 용매를, 예를 들어 1:2 내지 2:1의 용매 비율로, 포함할 수 있다. 수성 상(aqueous phase)은 테트라하이드로퓨란, 1,3/1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 물, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
카보네이트 화합물은 카르보닐 할라이드(예를 들어, 카르보닐 브로마이드 또는 카르보닐 클로라이드(포스겐)), 디하이드록시 화합물의 비스할로포르메이트(예를 들어, 비스페놀 A, 하이드로퀴논 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 등의 비스클로로포르메이트), 및 디아릴 카보네이트를 포함할 수 있다. 카보네이트 화합물은 포스겐을 포함할 수 있다. 카보네이트 화합물은 디아릴 카보네이트(예를 들어, 활성화된 디아릴 카보네이트)를 포함할 수 있다. 이들 유형의 카보네이트 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 조합 또한 사용될 수 있다. 디아릴 카보네이트 에스테르는 디페닐 카보네이트, 또는 각각의 아릴기 상에 전자끄는 치환기를 갖는 활성화된 디페닐 카보네이트일 수 있으며, 예를 들어, 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복실페닐)카보네이트, 비스(2-아세틸페닐)카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐)카르복실레이트, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합일 수 있다.　카보네이트 결합을 형성하기 위한 계면 중합 반응은 카보네이트 화합물로서 포스겐(phosgene)을 사용할 수 있으며, 포스겐화 반응이라고 지칭된다.
계면 촉매는 3차 아민을 포함할 수 있다. 3차 아민은 지방족 3차 아민(예를 들어, 트리에틸아민 및 트리부틸아민), 지환족 3차 아민(예를 들어, N,N-디에틸-시클로헥실아민), 및 방향족 3차 아민(예를 들어, N,N-디메틸아닐린), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 계면 촉매 중에는 화학식 (R3)4Q+X의 촉매들이 있으며, 여기서 각 R3은 동일하거나 상이하고, C1-10 알킬기이며; Q는 질소 또는 인 원자이며; X는 할로겐 원자 또는 C1-8 알콕시기 또는 C6-18 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 예는 (CH3(CH2)3)4NX, (CH3(CH2)3)4PX, (CH3(CH2)5)4NX, (CH3(CH2)6)4NX, (CH3(CH2)4)4NX, CH3(CH3(CH2)3)3NX, 및 CH3(CH3(CH2)2)3NX를 포함할 수 있으며, 여기서 X는 Cl-, Br-, C1-8 알콕시기 또는 C6-18 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 유효량은, 포스겐화 혼합물 중의 비스페놀의 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 10 wt%, 또는 0.5 내지 2 wt% 일 수있다.
분지형 폴리카보네이트 블록은 중합 중에 분지화제를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 이들 분지화제는 히드록실, 카르복실, 무수 카르복실산, 할로포르밀, 및 이들 작용기 중 하나 이상을 포함하는 혼합물로부터 선택된 적어도 3개의 작용기를 함유하는 다관능성(polyfunctional) 유기 화합물을 포함한다. 분지화제는 트리멜리트산, 무수 트리멜리트산, 트리멜리트 트리클로라이드, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄, 트리스-p-하이드록시 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC (1,3,5-트리스((p-하이드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA (4(4(1,1-비스(p-하이드록시페닐)-에틸)알파,알파-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포르밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복실산을 포함할 수 있다. 분지화제는, 폴리카보네이트의 총 중량을 기준으로 하여, 0.05 내지 2.0 wt%의 수준으로 첨가될 수 있다. 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트를 포함하는 조합이 사용될 수 있다.
하기 분지형 구조의 함량은 2000 중량 ppm 이하, 특히, 1,000 중량 ppm 이하, 더욱 특히, 900 중량 ppm 이하, 더욱더 특히, 500 중량 ppm 이하일 수 있다.
Figure 112018001330730-pct00002
분지화제는 중합에 사용될 수 있고 폴리머 용융 강도를 증가시킬 수 있다. 분지화제(예를 들어, 1,1,1-트리스-(하이드록시페닐)에탄(THPE))는 분지화 용매에 용해된 분지화제의 용액으로서 중합 장치에 도입될 수 있다. 분지화제를 용해시키기 위해 선택된 분지화 용매는 원하는 양의 분지화제를 중합 장치로 전달 또는 도입시키기에 충분한 수준으로 분지화제를 용해시킬 수 있는 임의의 용매일 수 있다. 분지화 용매는, 메탄올, 에탄올, 프로판올(예를 들어, n-프로판올 및 이소프로판올), n-부탄올, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는, C1-4 알칸올과 같은, 저급 알칸올을 포함할 수 있다.
분지화제는, 최종 분지형 폴리카보네이트에 분지화제를 1.5 mol% 이하, 특히, 1.0 mol% 이하, 더욱 특히, 0.5 mol% 이하로 포함하는 폴리카보네이트를 생성시키도록 하는 양으로, 도입될 수 있다. 용액 중에 존재하는 용해된 분지화제의 양은, 분지화제 및 용매 용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.5 내지 50 wt%, 특히, 5 내지 40 wt%, 더욱 특히, 15 내지 35 wt%의 양일 수 있다. 폴리카보네이트는, 폴리카보네이트 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 100 내지 5,000 ppm, 특히는, 500 내지 4,000 ppm, 더욱 특히, 1,000 내지 3,500 ppm의 양으로 분지화제를 포함할 수 있다.
모든 유형의 폴리카보네이트 말단기는 폴리카보네이트 조성물에서 유용한 것으로 고려되며, 다만 그러한 말단기는 조성물의 원하는 특성에 현저한 악영향을 미치지 않아야 한다. 중합 동안 사슬 종결제(chain stopper)(또한 말단 캡핑제로 지칭됨)가 포함될 수 있다. 사슬 종결제는 분자량 증가 속도를 제한하므로, 폴리카보네이트의 분자량을 제어한다. 사슬 종결제의 예는 특정 모노-페놀성 화합물, 모노-카르복실산 클로라이드, 및/또는 모노-클로로포르메이트를 포함한다. 모노-페놀성 사슬 종결제의 예로는 단환성 페놀(예를 들어, 페놀 및 C1-22 알킬-치환된 페놀(예를 들어, p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 tert-부틸 페놀)); 및 디페놀의 모노에테르(예를 들어, p-메톡시페놀)가 있다. 8 내지 9 개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄형 알킬 치환기를 갖는 알킬-치환된 페놀이 특히 언급될 수 있다. 특정 모노-페놀성 UV 흡수제 또한 캡핑제로서 사용될 수 있으며, 예를 들어, 4-치환된-2-하이드록시벤조페논 및 그의 유도체, 아릴 살리실레이트, 디페놀의 모노에스테르(예를 들어, 레조르시놀 모노벤조에이트, 2-(2-하이드록시아릴)-벤조트리아졸 및 그의 유도체, 2-(2-하이드록시아릴)-1,3,5-트리아진 및 그의 유도체, 등)이 사용될 수 있다. 모노-카르복실산 클로라이드 또한 사슬 종결제로서 사용될 수 있다. 여기에는, 단환성 모노-카르복실산 클로라이드(예를 들어, 벤조일 클로라이드, C1-22 알킬-치환된 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 할로겐-치환된 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나드이미도벤조일 클로라이드, 및 이들의 조합); 다환성 모노-카르복실산 클로라이드(예를 들어, 트리멜리트산 무수물 클로라이드, 및 나프토일 클로라이드); 및 단환성 및 다환성 모노-카르복실산 클로라이드의 조합이 포함된다. 22개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족 모노카르복실산의 클로라이드가 유용하다. 또한, 지방족 모노카르복실산의 관능화된 클로라이드(예를 들어, 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드)가 유용하다. 또한, 단환성 모노-클로로포르메이트(예를 들어, 페닐 클로로포르메이트, 알킬-치환된 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 조합)를 포함하는 모노-클로로포르메이트가 유용하다.
중합은, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄, 또는 트리멜리트 트리클로라이드와 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄의 조합을 포함하는 분지화제를 포함할 수 있다. 중합은, 페놀; 또는 시아노기, 지방족기, 올레핀기, 방향족기, 할로겐, 에스테르기, 에테르기, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 치환기를 함유하는 페놀;을 포함하는 사슬 종결제를 포함할 수 있다. 사슬 종결제는 페놀, p-t-부틸페놀, p-메톡시페놀, p-시아노페놀, p-쿠밀페놀, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
폴리카보네이트는, 전술한 바와 같은 단위; 폴리카보네이트의 총 몰 수를 기준으로 하여 3 mol% 이상의, 분지화제로부터 유도된 모이어티; 및 8.3 내지 11의 pKa를 갖는 말단 캡핑제로부터 유도된 말단 캡핑기;를 포함하는 분지형 폴리카보네이트일 수 있다.
일반적으로, 폴리카보네이트의 중합은, 연속 교반 탱크 반응기(들)(CSTR), 관형 반응기(들), 원심분리기(들)(예를 들어, 디스크-유형 원심 분리기 및 CINCTM 원심분리기), 열교환기(들), 디캔터(들), 분리 코얼레서(separating coalescer)(들), 추출 컬럼(들), 탈휘발장치(devolatilizer)(들), 압출기(들), 스크러버(들), 필터(들), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는 중합 장치를 이용한다. 예를 들어, 중합 장치는 하나 이상의 반응기들, 예를 들어, 중합 용기로서 각각 독립적으로 작용할 수 있는 하나 이상의 CSTR 및/또는 하나 이상의 관형 반응기를 포함할 수 있다. 반응기(들)는 회분 모드, 반회분 모드, 또는 연속 모드로 작동될 수 있다.
계면 폴리카보네이트는, 폴리카보네이트 표준시료를 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정, 18,000 내지 40,000 달톤, 특히, 18,000 내지 35,000 달톤의 중량평균 분자량을 가질 수 있다. 폴리카보네이트 분말(젖은 또는 건조)은 130 내지 220 kg/m3의 벌크 밀도를 가질 수 있다. 펠렛 형태의 폴리카보네이트는 550 kg/m3 이상의 벌크 밀도를 가질 수 있다. 달리 표시되지 않는 한, 벌크 밀도는 ISO 697:1981에 따라 측정되었다. 계면 폴리카보네이트는 건조 폴리카보네이트 kg 당 10 mg 이하의 황을 포함할 수 있다.
건조 계면 폴리카보네이트로부터 성형되고 2.5 mm의 두께를 갖는 물품은 ASTM D1003-07에 의해 측정된 85 % 이상의 광투과율, 1 이하의 탁도(haze), 및 ASTM D1925에 의해 측정된 2 이하의 황색 지수 중 하나 이상을 가질 수 있다.
첨가제는 분말 이송 구역 및 용융물 이송 구역 중 하나 또는 둘 다에 첨가될 수 있다. 특히, 분말 이송 구역에 첨가제가 첨가될 수 있는데, 예를 들어, 젖은 폴리머가 건조된 후, 폴리머가 액체 성분을 5 wt% 이하로, 특히, 3 wt% 이하로 포함하도록 첨가될 수 있다. 첨가제는 측면 공급기(side feeder)를 통해 첨가될 수 있다. 첨가제는 액체 형태로 첨가될 수 있다. 액체 첨가제는 액체 주입기를 사용하여 첨가될 수 있다. 첨가제는 불활성 분위기(여기서, 불활성 분위기는, 분위기가 폴리카보네이트 또는 첨가제와 반응하지 않음을 의미한다)에서, 예를 들어, 질소 하에서 첨가될 수 있다.
첨가제는 충격 개질제, 유동 개질제(flow modifier), 충전제(예를 들어, 입자상 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 유리, 탄소, 미네랄 또는 금속), 보강제(예를 들어, 유리 섬유), 산화방지제, 열 안정화제, 광 안정화제, 자외선(UV) 안정화제, UV 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 이형제(예를 들어, 몰드 이형제), 대전 방지제, 김서림 방지제(anti-fog agent), 항균제, 착색제(예를 들어, 염료 또는 안료), 표면 효과 첨가제, 방사선 안정제, 난연제, 적하 방지제(예를 들어, PTFE-캡슐화된 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머(TSAN)), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 첨가제는 열 안정화제, 몰드 이형제, 자외선 안정화제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 첨가제는 열 안정화제, 산소 제거제, 몰드 이형제, 자외선 안정화제, 착색제(예를 들어, 안료 또는 염료), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 첨가제는 자외선 안정화제, 열 안정화제, 몰드 이형제, 착색제, 충전제(예를 들어, 유기 충전제 및 무기 충전제 중 하나 또는 둘 모두), 감마-안정화제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
첨가제는 2개 이상의 첨가제(임의의 충격 개질제, 충전제, 또는 보강제 이외의)를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 첨가제는, 독립적으로, 조성물 중 폴리머의 총 중량을 기준으로 하여, 0.001 내지 10.0 wt%, 또는 0.01 내지 5 wt%일 수 있다. 폴리머 조성물이, 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 1 wt%, 특히, 0.1 내지 0.6 wt%의 열 안정화제(예를 들어, IRGAFOSTM 168로서 입수가능한 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트)를 포함하도록 첨가제가 첨가될 수 있다. 폴리머 조성물이 0.01 내지 1 wt%, 특히, 0.05 내지 0.5 wt%의 열 안정화제(예를 들어, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트)를 포함하도록 첨가제가 첨가될 수 있다. 폴리머 조성물이 0.01 내지 1 wt%, 특히, 0.1 내지 0.6 wt%의 이형제(예를 들어, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합)를 포함하도록 첨가제가 첨가될 수 있다. 이형제는 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트를 포함할 수 있다. 이형제는 글리세롤 트리스테아레이트를 포함할 수 있다. 폴리머 조성물이 0.01 내지 1 wt%, 특히, 0.1 내지 0.6 wt%의 UV 안정화제(예를 들어, 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸)를 포함하도록 첨가제가 첨가될 수 있다. 폴리머 조성물이 0 내지 1 wt%, 특히, 0.01 내지 0.4 wt%의 착색제를 포함하도록 첨가제가 첨가될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 조성물이 울트라마린 블루와 같은 안료를 0 내지 1 wt%, 특히, 0.01 내지 1 wt%, 더욱 특히, 0.05 내지 0.4 wt%로 포함하도록 첨가제가 첨가될 수 있다.
물품은 건조 폴리머 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 물품은 성형(예를 들어, 압출 성형, 블로우 성형, 진공 성형, 등)에 의해 형성될 수 있다. 물품은 렌즈일 수 있다. 예를 들어, 물품은 자동차 렌즈(예를 들어, 전조등, 미등, 돔형 램프(dome lamp), 등)일 수 있다. 물품은 소비자 전자제품 스크린, 예를 들어, 휴대전화, 랩탑, 데스크탑, 태블릿, 스마트 시계, 또는 텔레비젼에서 사용하기 위한 스크린일 수 있다.
<실시예>
탁도(Haze) 및 투과율은 2.5 ㎜ 플라크(plaque)에서 ASTM D1003-07에 따라, 그리고 절차 A에 따라 반사 모드(specular mode)가 없는 탁도계(Hazemeter) 및 조명 D65를 사용하여 측정되었다.
색상을 CIELAB 방법(Comission Internationale de l'Eclairage 1 9 7 6 L*a*b Diagram)에 따라 측정하여, L 값, a 값, 및 b *값을 평가하였다.
황색 지수는 2.5 mm 두께의 플라크 상에서 ASTM D1925-88에 따라 측정되었다.
용융물 부피 유량(MVR)은 ASTM D1238-04 또는 ISO 1133에 따라 1.2 kg의 하중에서, 300 ℃에서 측정되었다. 단위는 cm3/10분(10분 당 세제곱미터)이다.
생성된 조성물(펠렛 또는 성형 물품)의 황 수준은 연소 및 전기량 검출에 기초하는, 상업적으로 입수가능한 총 황 분석기(Total Sulfur Analysis)에 의해 측정되었다.
중량평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은 폴리카보네이트 표준시료를 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정하였다.
실시예에서 사용된 압출기를 도 1 및 도 2에 나타내었는데, 여기에서, 액체 주입을 위한 추가 플레이트를 나타내는 점선은 사용되지 않았으며; 위를 향하는 화살표는 배출 위치를 나타내고, 아래를 향하는 화살표는 공급 위치를 나타낸다.
하기 실시예들의 콤파운딩 압출기는 도 1에 예시된 콤파운딩 압출기였다. 콤파운딩 압출기는 내경이 25 mm이고 길이는 직경의 30배이다. 콤파운딩 압출기는 온도 프로파일이 다음과 같은 4개의 가열 구역으로 나뉘었다: 구역 2, 40 ℃; 구역 4, 200 ℃; 구역 6, 250 ℃, 및 구역 8-14, 300 ℃. 위를 향하는 화살표는 압출기의 단일 벤트 포트를 나타낸다.
하기 실시예들의 탈수 압출기는 공회전(co-rotating) 맞물림, 11 배럴, 2축 스크류 탈수 압출기로서, 이는, 단일 공급 스로트(throat) 및 26 mm의 내경을 갖는다. 탈수 압출기가 도 2에 도시되어 있다. 사용된 온도 프로파일은 다음과 같다: 구역 30, 50 ℃; 구역 32, 70 ℃; 구역 34, 120 ℃; 구역 36, 190 ℃; 구역 38, 200 ℃; 구역 40, 200 ℃; 구역 42, 250 ℃; 및 구역 44-50, 300 ℃. 구역 20은 분말 이송 구역이고, 구역 22는 용융 혼련 구역이고, 구역 24는 용융물 이송 구역이다. 탈수 압출기는 분말 이송 구역에서 하나의 배출 위치 및 용융물 이송 구역에서 하나의 배출 위치를 갖는다. 탈수 압출기는 분말 이송 구역 내의 추가적인 배출 위치로서 배럴(40)에 측면 공급기를 가지며, 벤트 포트는 용융물 이송 구역에 위치되었다. 탈수 압출기는 길이 대 직경 비율이 44:1이고 직경이 26 mm이었다.
압출된 폴리카보네이트를 121 ℃에서 4 시간 동안 먼저 건조시킴으로써 두께 2.5 mm의 성형된 플라크(plaques)를 제조하였다. 그런 다음 건조 폴리카보네이트를 30 mm/s의 주입 속도로 몰드에 주입하였다. 사출 성형기에 110 톤의 힘을 가하고 280 내지 300 ℃에서 작동시켰다. 냉각 시간은 15 초였다.
실시예 1-8 : 콤파운딩 및 탈수 압출기에서의 폴리카보네이트 압출
실시예 1 내지 8의 계면 폴리카보네이트를 표 1에 따라 압출하였고, 여기서, 실시예 1 및 5 내지 7은 물 농도가 1 wt% 미만인 건조 계면 폴리카보네이트였고, 실시예 2, 3, 4, 및 8은 젖은 폴리카보네이트였다. 표 1에서, C는 콤파운딩 압출기를 나타내고, D는 탈수 압출기를 나타낸다. 실시예 4의 분말 이송 구역 내의 배출 포트는 폐쇄하였다.
실시예 6 내지 8의 계면 폴리카보네이트는, 압출된 조성물이 98.67 wt%의 폴리카보네이트; 0.4 wt%의 열 안정화제 1(트리스(2,4-디-tert- 부틸페닐)포스파이트); 0.2 wt%의 열 안정화제 2(옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트); 0.3 wt%의 이형제(펜타에리트리톨 테트라스테아레이트); 0.3 wt%의 UV 안정화제(2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸); 및 0.13 wt%의 안료(울트라마린 블루)를 포함하도록, 첨가제 패키지와 함께 압출되었다.
표 1
실시예 1 2 3 4 5 6 7 8
물 (wt%) <1 12 13.4 13.4 <1 <1 <1 12.2
첨가제 N N N N N Y Y Y
압출기 C C C D D C D D
압출 조건
스크류 속도 (rpm) 300 300 300 300 300 300 300 300
처리량 (kg/h) 8 8 20 20 20 20 20 20
토크 (%) N/A N/A 60 63 49 57 50 55
배럴 온도(°C) 300 300 300 300 300 300 300 300
펠렛 분석
이온성 클로라이드 (*mg/kg) 0.46 1.57 0.93 0.98 0.69 0.56 0.48 0.59
물 (*mg/kg) 206 196 200 248 264 190 210 166
Mw (kiloDaltons) 30.1 28.4 29.1 29.0 29.6 29.7 29.5 29.7
PDI 2.65 2.58 2.57 2.56 2.58 2.58 2.50 2.57
MVR (cm3/10분) - - 7.4 13.2 6.1 7.75 8.54 8.91
황 (*mg/kg) 5.4 4.8 8.2 7.9 9.5 3.3 2.3 2.5
성형 물품
황색 지수 1.8 2.1 2.1 2.4 3.3 1.57 1.42 1.76
탁도(Haze) - - - - - 0.48 0.52 0.51
투과율 (%) - - - - - 90.2 90.0 89.7
*: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, mg/kg은 조성물 1kg 당 성분의 mg을 의미한다.
표 1은 탈수 압출기에서 압출된 폴리카보네이트가, 예를 들어 PDI, 분자량, 탁도, 및 투과율을 고려할 때, 건조 압출된 폴리카보네이트와 유사한 특성을 갖는 압출된 폴리카보네이트를 놀랍게도 생성한다는 것을 보여준다. 실시예 7은 또한 탈수 압출기를 사용함으로써, 압출된 폴리카보네이트가 단지 1.42의 낮은 황색 지수를 갖는다는 것을 보여준다.
황 농도의 함수로서 황색 지수를 플롯하여 도 1에 나타내었다. 도 7은 낮은 황 폴리카보네이트가 놀랍게도 개선된 황색 지수를 야기한다는 놀라운 결과를 나타내는데, 도 7은, 압출된 조성물의 kg 당 2 내지 9 mg의 황 농도에 걸쳐, YI 대 황의 양 사이에 상관 관계가 있음을 예시한다.
예언적(prophetic) 실시예 9:
도 8의 탈수 압출기는, 6 내지 8 wt%의 물 농도를 갖는 젖은 계면 폴리카보네이트 분말을 건조 및 콤파운딩하는데 사용된다. 계면 폴리카보네이트는, 폴리카보네이트 표준시료를 기준으로 중량평균 분자량이 30,000 달톤이었으며, 페놀 말단캡핑 및/또는 p-쿠밀페놀 말단캡핑을 가졌다. 탈수 압출기는 2 개의 용융물 밀봉 구역을 갖는다: 배럴(92) 내의 벤트의 상류 및 용융 혼련 구역 후의 하나, 및 배럴(96) 내의 벤트의 상류에 있는 배럴(94) 내의 다른 하나. 탈수 압출기는 용융 혼련 구역의 직전에 분말 밀봉 구역을 가지며, 그에 따라, 분말 밀봉 구역으로부터 나온 폴리카보네이트가 용융 혼련 구역에 직접 들어가도록 한다. 탈수 압출기는 배럴(98) 내에 압력 증가 구역을 갖는다. 분말 이송 구역 및 용융물 이송 구역의 스크류는 맞물림 2 로브 2축 스크류이다. 탈수 압출기는 길이 대 직경 비율이 40이고 직경이 50 mm이다.
탈수 압출기는 150 내지 450 rpm의 스크류 속도로 작동할 것이다. 분말 이송 구역의 배럴 온도는 250 ℃ 미만의 온도에서 작동할 것이고, 용융물 이송 구역은 300 ℃에서 작동할 것이다.
젖은 폴리카보네이트는 배럴(82) 내로 공급되고 0.05 %의 열 안정화제를 포함하는 첨가제 패키지가 배럴(88)에 첨가된다. 배럴(80, 82, 86, 88, 92 및 96)의 벤트들은 개방된다.
예언적 실시예 10:
폴리카보네이트가 배럴(86)에서 첨가되고 배럴(82)에서는 첨가되지 않는 것을 제외하고는, 실시예 9의 탈수 압출기가 사용된다.
예언적 실시예 11:
도 9의 탈수 압출기는, 물의 농도가 10 내지 12 wt%인 젖은 계면 폴리카보네이트 분말을 건조 및 콤파운딩하는데 사용된다. 계면 폴리카보네이트는, 폴리카보네이트 표준시료를 기준으로 한 중량평균 분자량이 30,000 달톤이었으며, 페놀 말단 캡핑을 가졌다. 탈수 압출기는 배럴(96) 내의 벤트의 상류 및 용융 혼련 구역의 후에 위치하는 하나의 용융물 밀봉 구역을 갖는다. 탈수 압출기는, 분말 밀봉 구역으로부터 나온 폴리카보네이트가 용융 혼련 구역에 직접 들어가도록, 용융 혼련 구역의 직전에 분말 밀봉 구역을 갖는다. 탈수 압출기는 배럴(98) 내에 압력 증가 구역을 갖는다. 분말 이송 구역 및 용융물 이송 구역 내의 스크류는 맞물림 2 로브 2축 스크류이다. 탈수 압출기는 길이 대 직경 비율이 40이고 직경이 50 mm이다.
탈수 압출기는 150 내지 450 rpm의 스크류 속도로 작동할 것이다. 분말 이송 구역의 배럴 온도는 250 ℃ 미만의 온도에서 작동할 것이고 용융물 이송 구역은 300 ℃의 온도에서 작동할 것이다.
젖은 폴리카보네이트는 배럴(82) 내로 공급되고 0.05 %의 열 안정화제를 포함하는 첨가제 패키지가 배럴(90)에 첨가된다. 배럴(80, 82, 86, 90 및 96) 내의 벤트들은 개방된다.
예언적 실시예 12:
폴리카보네이트가 배럴(86)에서 첨가되고 배럴(82)에서는 첨가되지 않는 것을 제외하고는 실시예 11의 탈수 압출기가 사용된다.
실시예 13-17: 　계면 폴리카보네이트의 탈수
실시예 13 내지 17의 젖은 계면 폴리카보네이트를 표 2에 따른 압출 조건을 사용하여 압출하였다. 압출기 구성 I는 10 개의 배럴을 포함하였으며, 이때, 상단 벤트들은 배럴(1 및 9)에 위치하였고, 용융 혼련 블록은 배럴(6)에 위치하였고, 측면 탈기장치는 배럴(4 및 7)에 위치하였고, 공급 위치는 배럴(2)에 위치하였다. 압출기 구성 II는 11개의 배럴을 포함하였으며, 상단 벤트들은 배럴(1 및 9)에 위치하였고, 용융 혼련 블록은 배럴(4 및 6)에 위치하였고, 슬릿 배럴 탈기장치는 배럴(3)에 위치하였고, 측면 탈기장치는 배럴(5 및 7)에 위치하였고, 공급 위치는 배럴(2)에 위치하였다. 압출기 구성 III은 11개의 배럴을 포함하였으며, 상단 벤트는 배럴(10)에 위치하였고, 탈기장치는 배럴(6)(실시예 16에서는 개방되었고 실시예 17에서는 폐쇄됨)에 위치하였고, 공급 위치는 배럴(2)에 위치하였다.
표 2
실시예 13 14 15 16 17
압출기 구성 I I II III III
스크류 크기 (mm) 50 50 58 26 26
RPM 300 300 300 300 300
공급속도(kg/hr) 200 200 300 20 20
물 함량 (wt%) 6 12 12 12 12
공급물 Mw (g/mol) 30,225 29,994 30,000 29,800 29,800
공급물 Mn (g/mol) 11,565 11,514 11,800 11,656 11,656
펠렛 Mw (g/mol) 29,664 29,998 29,700 29,029 28,809
펠렛 Mn (g/mol) 11,409 11,555 12,000 11,307 11,218
MVR 6.60 5.18 9.20 7.40 13.20
YI 1.53 1.91 2.37 2.11 2.44
투과율 (%) 90.76 90.50 90.50 90.8 90.4
탁도(Haze) (%) 0.34 0.40 0.83 0.53 0.58
L 95.63 95.48 95.51 95.58 95.47
a -0.07 -0.09 -0.09 -0.08 -0.09
b* 0.74 0.95 1.21 1.05 1.23
표 2는 실시예 13 내지 17 모두가 5 % 미만, 특히, 3 % 미만의 분자량 변화를 갖고, 실시예 13 내지 15는 2 % 미만의 분자량 변화를 가짐을 보여준다. 또한, 표 2는 실시예 13 내지 17 모두가 3 미만의 YI를 가지고, 실시예 13 내지 14는 2 미만의 YI 값을 가짐을 보여준다.
앞에서 기술된 폴리머 탈수 방법이 하기 구현예에서 추가로 기술된다.
구현예 1: 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법으로서, 상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 이송 구역 벤트(conveying section vent)를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 첨가제를 첨가하는 단계로서, 상기 첨가는, 상기 첨가제를 포함하는 선택적으로(optionally) 액체인 첨가제 조성물을, 상기 분말 이송 구역에서, 상기 건조 폴리머 조성물에 첨가하는 단계를 포함하는, 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계; 및 상기 폴리머 용융물을 상기 압출기의 용융물 이송 구역에서 이송하는 단계;를 포함하는 탈수 방법.
구현예 2: 구현예 1에 있어서, 상기 첨가는 질소 하에서 수행되는, 탈수 방법.
구현예 3: 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법으로서, 상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 이송 구역 벤트를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계로서, 상기 용융 혼련 구역은 용융 혼련 블록을 포함하는, 단계; 및 상기 폴리머 용융물을 상기 압출기의 용융물 이송 구역에서 이송하는 단계로서, 상기 이송은 상기 폴리머 용융물에 전단력을 도입하는, 단계; 상기 폴리머 용융물을 상기 용융물 이송 구역에 위치된 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 용융물 밀봉 구역은 역비행 이송 요소(reverse flighted conveying element), 댐 링(dam ring), 혼련 블록(kneading block) 및 저전단 요소(low shear element)를 포함하고, 상기 혼련 블록은 전진 혼련 블록(forward kneading block), 중립 혼련 블록(neutral kneading block), 후진 혼련 블록(reverse kneading block), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하고, 상기 저전단 요소는, 상기 용융 혼련 블록에 의해 부여되는 것보다, 상기 폴리머 용융물에 더 낮은 전단력을 부여하고, 및/또는, 상기 저전단 요소는, 5개의 디스크 혼련 블록을 포함하는 압출기 배럴의 내경의 50 내지 100%인 총 길이를 갖는 5개의 디스크에 의해 부여되는 것보다 더 낮은 전단력을 상기 폴리머 용융물에 부여하는, 단계; 상기 폴리머 용융물을, 상기 용융물 밀봉 구역의 하류에 있는 상기 용융물 이송 구역에서, 배출하는 단계; 및 선택적으로(optionally), 첨가제를 첨가하는 단계;를 포함하는 탈수 방법.
구현예 4: 구현예 3에 있어서, 상기 저전단 요소는 스크류 혼합 요소, 터빈 혼합 요소, 잔미쉬 요소(zahnmisch element), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 5: 구현예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 첨가제는, 상기 폴리머 및 상기 첨가제의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 1 wt%의 열 안정제, 0.01 내지 1 wt%의 이형제, 0.01 내지 1 wt%의 UV 안정제, 0 내지 1 wt%의, 특히 0.1 내지 1 wt%의, 착색제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 6: 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법으로서, 상기 탈수 방법은, 상기 젖은 폴리머 조성물을 폴리머 공급 위치를 통해 압출기의 분말 이송 구역에 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계; 상기 물을 이송 구역 벤트(conveying section vent)를 통해 배출하여 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계; 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여 폴리머 용융물을 형성하는 단계; 상기 폴리머 용융물을 상기 압출기의 용융물 이송 구역에서 이송하는 단계; 및 상기 분말 이송 구역 및 상기 용융물 이송 구역 중 하나 또는 둘 다에서 첨가제를 첨가하는 단계;를 포함하고, 상기 첨가제는, 상기 폴리머 및 상기 첨가제의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 1 wt%의 열 안정제, 0.01 내지 1 wt%의 이형제, 0.01 내지 1 wt%의 UV 안정제, 0 내지 1 wt%의, 특히 0.1 내지 1 wt%의, 착색제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 7: 구현예 3 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 방법은 액체 형태의 상기 첨가제를, 상기 분말 이송 구역에서, 상기 건조 폴리머 조성물에 첨가하는 단계를 더 포함하며, 상기 첨가제는 선택적으로(optionally) 질소 하에서 첨가되는, 탈수 방법.
구현예 8: 구현예 1, 2 및 5 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융 혼련 구역은 용융 혼련 블록을 포함하고; 상기 탈수 방법은 상기 용융물 이송 구역에 위치된 용융물 밀봉 구역에 상기 폴리머 용융물을 도입하는 단계를 더 포함하며; 상기 용융물 밀봉 구역은 역비행 이송 요소, 댐 링, 혼련 블록, 및 저전단 요소를 포함하며; 상기 혼련 블록은 전진 혼련 블록, 중립 혼련 블록, 후진 혼련 블록, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하며; 상기 저전단 요소는, 상기 용융 혼련 블록에 의해 부여되는 것보다 더 낮은 전단력을 상기 폴리머 용융물에 부여하며, 및/또는, 상기 저전단 요소는, 5개의 디스크 혼련 블록을 포함하는 압출기 배럴의 내경의 50 내지 100%인 총 길이를 갖는 5개의 디스크에 의해 부여되는 것보다 더 낮은 전단력을 상기 폴리머 용융물에 부여하는; 탈수 방법.
구현예 9: 구현예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 이송은 2엽 혼합 요소(two lobe mixing element)를 사용하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 10: 구현예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융물 이송 구역에서, 상기 폴리머 용융물을 용융 여과하는 단계를 더 포함하는 탈수 방법.
구현예 11: 구현예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 압출기는 40보다 큰 길이 대 내부 직경 비율을 갖는, 탈수 방법.
구현예 12: 구현예 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 압출기는 40 이하의 길이 대 내부 직경 비율을 갖는, 탈수 방법.
구현예 13: 구현예 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 직경은 40 mm 이상이고, 특히 40 내지 450 mm인, 탈수 방법.
구현예 14: 구현예 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 저전단 요소를 통해, 상기 용융물 이송 구역에 위치한 용융물 밀봉 구역에서, 상기 폴리머 용융물에 낮은 전단력을 도입하는, 탈수 방법.
구현예 15: 구현예 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 압출기는 둘 이상의 용융물 구역 벤트(melt section vent)를 포함하며, 용융물 밀봉 구역은 각각의 용융물 구역 벤트의 상류에 위치하는, 탈수 방법.
구현예 16: 구현예 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 건조 폴리머 조성물은 0.4 wt% 이하의 물을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 17: 구현예 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 젖은 폴리머 조성물은 5 wt% 이상의, 특히 10 내지 40 wt%의, 물을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 18: 구현예 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 첨가는 상기 첨가제를 상기 용융물 이송 구역에서 첨가하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 19: 구현예 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융물 이송 구역에서, 둘 이상의 첨가제 공급 위치에서, 상기 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는 탈수 방법.
구현예 20: 구현예 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역에서, 액체 주입기를 통해, 상기 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 21: 구현예 1 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역에서, 둘 이상의 첨가제 공급 위치에서, 상기 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 22: 구현예 1 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 상기 첨가제는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트, 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐) 벤조트리아졸, 울트라마린 블루, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하며, 특히 상기 첨가제는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 23: 구현예 1 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역 및 상기 용융물 이송 구역 중 하나 또는 둘 다에서의 상기 배출(venting)은 120 kPa 이하의 진공 압력에서 발생하는, 탈수 방법.
구현예 24: 구현예 1 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역은 둘 이상의 분말 구역 벤트를 포함하고, 상기 분말 구역 벤트들 중 적어도 하나는 상기 폴리머 공급 위치의 상류에 위치하는, 탈수 방법.
구현예 25: 구현예 1 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역에서, 1 내지 6개의 분말 구역 벤트에서, 배출(venting)하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 26: 구현예 1 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역에서, 3개 이상의 용융물 구역 벤트에서 배출(venting)하는 단계를 포함하며, 여기서, 적어도 하나의 용융물 구역 벤트는 상기 폴리머 공급 위치의 상류에 위치하고, 적어도 2개의 벤트 위치는 상기 폴리머 공급 위치의 하류에 위치하는, 탈수 방법.
구현예 27: 구현예 1 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 상기 압출기는 맞물림 공회전 회전식 2축 스크류 압출기(intermeshing co-rotating twin screw extruder)인, 탈수 방법.
구현예 28: 구현예 27에 있어서, 상기 분말 이송 구역의 상기 2축 스크류는 2엽 맞물림 스크류(two lobe intermeshing screw)이고, 상기 용융물 이송 구역의 상기 2축 스크류는 2엽 또는 3엽 맞물림 스크류이고, 특히 2엽 맞물림 스크류인, 탈수 방법.
구현예 29: 구현예 1 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 5 wt% 이하의 할로겐화 용매를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 30: 구현예 1 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 상기 건조 폴리머 조성물은, 상기 건조 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 500 ppm 이하의 물, 및, 상기 건조 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 ppm 이하의 잔류 할로겐화 용매를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 31: 구현예 1 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 압출기는 8개 이상의 배럴을 갖는, 탈수 방법.
구현예 32: 구현예 1 내지 31 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역은 6개 이상의 배럴을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 33: 구현예 1 내지 32 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 압출기는 15개 이하의 배럴을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 34: 구현예 1 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 상기 탈수 압출기는 4 내지 11개의 배럴을 포함하는, 특히 4 내지 10개의 배럴을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 35: 구현예 1 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 상기 분말 이송 구역은 250 ℃ 이하의 온도를 갖는, 탈수 방법.
구현예 36: 구현예 1 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융물 이송 구역은 2개 이상의 배럴을 포함하고, 특히 3 내지 4개의 배럴을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 37: 구현예 1 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 상기 이송은 250 ℃ 초과의 온도에서 발생하는, 탈수 방법.
구현예 38: 구현예 1 내지 37 중 어느 하나에 있어서, 상기 젖은 폴리머 조성물은 젖은 계면 폴리카보네이트를 포함하고, 상기 건조 폴리머 조성물은 건조 계면 폴리카보네이트를 포함하는, 탈수 방법.
구현예 39: 구현예 38에 있어서, 상기 젖은 계면 폴리카보네이트 및 상기 건조 계면 폴리카보네이트는, 폴리카보네이트 표준을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정된 18,000 내지 40,000 달톤의 중량평균 분자량을 갖는, 탈수 방법.
구현예 40: 구현예 38 또는 39에 있어서, 젖은 분말 형태의 상기 젖은 계면 폴리카보네이트 또는 건조 분말 형태의 상기 건조 계면 폴리카보네이트는 130 내지 220 kg/m3의 벌크 밀도를 가지며, 및/또는, 펠렛 형태의 상기 건조 폴리머 조성물은 상기 건조 계면 폴리카보네이트를 포함하고, 상기 건조 계면 폴리카보네이트는 550 kg/m3 이상의 벌크 밀도를 갖는, 탈수 방법.
구현예 41: 구현예 38 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 상기 건조 폴리머 조성물은 상기 건조 계면 폴리카보네이트 킬로그램 당 10 mg 이하의 황을 함유하는, 탈수 방법.
구현예 42: 구현예 38 내지 41 중 어느 하나에 있어서, 상기 건조 계면 폴리카보네이트로부터 성형되고 2.5 mm의 두께를 갖는 물품은, ASTM D1003-07에 의해 측정된 85% 이상의, 또는 90% 이상의, 투과율; ASTM D1003-07에 의해 측정된 1% 이하의 탁도(haze); 및 ASTM D1925에 의해 측정된 3 이하의, 또는 2 이하의, 황색 지수(yellowness index); 중 하나 이상을 갖는, 탈수 방법:
구현예 43: 구현예 1 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융물 이송 구역은 상기 분말 이송 구역으로부터 떨어져 있는 상기 용융물 이송 구역의 원단부(distal end)에 있는 압력 증가 구역(pressure buildup zone)을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 44: 구현예 1 내지 43 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융물 이송 구역은 2엽 요소들(two lobe elements)을 갖는 압력 증가 구역을 포함하는, 탈수 방법.
구현예 45: 구현예 1 내지 44 중 어느 하나에 있어서, 상기 용융물 이송 후, 상기 건조 폴리머 조성물을 다이(die)를 통해 통과시켜 스트랜드 또는 펠렛을 형성하는 단계를 더 포함하는 탈수 방법.
구현예 46: 구현예 1 내지 45 중 어느 하나에 있어서, 상기 젖은 폴리머 조성물 및 상기 건조 폴리머 조성물의 중량평균 분자량 및 수평균 분자량 중 하나 또는 둘 다는 5% 이하 만큼, 또는 3% 이하 만큼, 변하는, 탈수 방법.
구현예 47: 구현예 1 내지 46 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 건조 폴리머 조성물.
구현예 48: 구현예 47에 있어서, 상기 건조 폴리머 조성물은, 상기 건조 폴리머 조성물 킬로그램 당 황이 10 mg 이하인 황 함량; 및 상기 건조 폴리머 조성물 킬로그램 당 이온성 클로라이드가 1 mg 이하인 이온성 클로라이드 수준; 중 하나 이상을 갖는, 건조 폴리머 조성물.
구현예 49: 구현예 47 또는 48의 조성물로부터 제조된 성형 물품.
구현예 50: 구현예 49에 있어서, 상기 성형 물품은 렌즈이며, 또는 상기 성형 물품은 소비자 전자제품 스크린이고, 특히, 휴대전화, 랩탑, 데스크탑, 태블릿, 스마트 시계 또는 텔레비전에서 사용하기 위한 스크린인, 성형 물품.
구현예 51: 구현예 50에 있어서, 상기 렌즈는 자동차 렌즈이고, 특히, 전조등, 미등, 또는 돔형램프(dome lamp)에 사용되는 렌즈인, 성형 물품.
일반적으로, 본 발명은 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 성분들을 번갈아 포함할 수 있고, 이들로 이루어질 수 있으며, 또는, 이들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 본 발명은, 부가적으로 또는 대안적으로, 본 발명의 기능 및/또는 목적을 달성하는데 반드시 필요하지 않은 종래기술의 조성물에 사용된 임의의 성분, 재료, 물질, 보조제 또는 화학종을 결여하도록, 또는 실질적으로 결여하도록, 제형화될 수 있다.
본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점을 포함하고, 종점들은 서로 독립적으로 조합가능하다(예를 들어, "25 wt% 이하, 또는 더욱 특히 5 내지 20 wt%"의 범위는 "5 내지 25 wt%"의 범위의 종점들 및 모든 중간 값들을 포함한다). "조합(combination)"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물, 등을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 순서, 양 또는 중요성을 나타내지 않고, 오히려 하나의 요소를 다른 것으로부터 구별하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 단수 용어 및 "상기"("a," "an," 및 "the")는 양의 제한을 나타내지 않으며, 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥상 명백하게 반대되지 않는 한, 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "또는"은 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 접미사 "(들)"은 그것이 수식하는 용어의 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 의도되며, 그에 따라, 그 용어가 지시하는 대상을 하나 이상을 포함하는 것으로 의도된다(예를 들어, 필름(들)은 하나 이상의 필름을 포함함). 본 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 구현예", "다른 구현예", "일 구현예" 등의 언급은, 그 구현예와 관련하여 설명된 특정 요소(예를 들어, 특징, 구조, 및/또는 특성)가 본 명세서에 기술된 적어도 하나의 구현예에 포함되되, 다른 구현에서는 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다는 것을 의미한다. "선택적(optional)" 또는 "선택적으로(optionally)"는 그 뒤에 기술된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있다는 것을 의미하며, 그러한 기재는 그 사건이 발생하는 경우 및 그 사건이 발생하지 않는 경우를 포함한다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 특별히 명시하지 않는 한, 시험 표준은 2015년 3월 15일 현재의 최신 표준이다.
인용된 모든 특허, 특허 출원 및 기타 참고 문헌은 그 전체가 본 명세서에 인용에 의해 통합된다. 그러나, 본 출원의 용어가 통합된 참고 문헌의 용어와 모순되거나 충돌하는 경우, 본 출원으로부터의 용어는 통합된 참고 문헌으로부터의 상반되는 용어보다 우선한다.
또한, 설명된 구성요소들은 다양한 구현예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다.
특정 구현예들이 설명되었지만, 예상되지 않거나 현재로서는 예상될 수 없는 대안, 수정, 변형, 개선 및 실질적 균등물이, 본 출원인 또는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 떠오를 수 있다. 따라서, 최초 출원서에 첨부된 그리고 보정될 수 있는 청구범위는 그러한 모든 대안, 수정, 변형, 개선 및 실질적 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법으로서,
    계면 폴리카보네이트 분말을 포함하는 상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계;
    상기 물을 상기 분말 이송 구역 내의 이송 구역 벤트(conveying section vent)를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계;
    첨가제를 첨가하는 단계로서, 상기 첨가는, 상기 첨가제를 포함하는 선택적으로(optionally) 액체 첨가제 조성물을, 상기 분말 이송 구역에서, 상기 건조 폴리머 조성물에 첨가하는 단계를 포함하고, 상기 첨가는 선택적으로(optionally), 질소 하에서 수행되는, 단계;
    상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계;
    상기 용융 혼련 구역으로부터 상기 폴리머 용융물을 직접 용융물 이송 구역에 위치된 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계; 및 그후
    상기 압출기의 나머지(remaining) 상기 용융물 이송 구역을 통하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계;를 포함하는 탈수 방법.
  2. 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법으로서,
    상기 젖은 폴리머 조성물을, 폴리머 공급 위치를 통해, 압출기의 분말 이송 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계;
    상기 물을 상기 분말 이송 구역 내의 이송 구역 벤트를 통해 배출하여, 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계;
    상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여, 폴리머 용융물을 형성하는 단계로서, 상기 용융 혼련 구역은 용융 혼련 블록을 포함하는, 단계; 및
    상기 용융 혼련 구역으로부터 상기 폴리머 용융물을 직접 용융물 이송 구역에 위치된 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계로서, 상기 용융물 밀봉 구역은 역비행 이송 요소(reverse flighted conveying element), 댐 링(dam ring), 혼련 블록(kneading block) 및 저전단 요소(low shear element)를 포함하고, 상기 혼련 블록은 전진 혼련 블록(forward kneading block), 중립 혼련 블록(neutral kneading block), 후진 혼련 블록(reverse kneading block), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하고, 상기 저전단 요소는, 상기 용융 혼련 블록에 의해 부여되는 것보다, 상기 폴리머 용융물에 더 낮은 전단력을 부여하는, 단계;
    상기 압출기의 나머지(remaining) 상기 용융물 이송 구역을 통하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계로서, 상기 이송은 상기 폴리머 용융물에 전단력을 도입하는 단계;
    상기 폴리머 용융물을, 상기 용융물 밀봉 구역의 하류에 있는 상기 용융물 이송 구역에서, 배출하는 단계; 및
    선택적으로(optionally), 첨가제를 첨가하는 단계;를 포함하는 탈수 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저전단 요소는 스크류 혼합 요소, 터빈 혼합 요소, 잔미쉬 요소(zahnmisch element), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 탈수 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는, 상기 폴리머 및 상기 첨가제의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 1 wt%의 열 안정제, 0.01 내지 1 wt%의 이형제, 0.01 내지 1 wt%의 UV 안정제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 탈수 방법.
  5. 젖은 폴리머 조성물의 탈수 방법으로서, 상기 탈수 방법은,
    상기 젖은 폴리머 조성물을 폴리머 공급 위치를 통해 압출기의 분말 이송 구역에 도입하는 단계로서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 wt% 이상의 물을 포함하는, 단계;
    상기 물을 상기 분말 이송 구역 내의 이송 구역 벤트(conveying section vent)를 통해 배출하여 건조 폴리머 조성물을 형성하는 단계;
    상기 건조 폴리머 조성물을 상기 압출기의 용융 혼련 구역에서 용융 혼련하여 폴리머 용융물을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 용융물을 상기 압출기의 용융물 이송 구역에서 이송하는 단계; 및
    상기 분말 이송 구역에 첨가제를 첨가하는 단계;를 포함하고,
    상기 첨가제는, 상기 폴리머 및 상기 첨가제의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 1 wt%의 열 안정제, 0.01 내지 1 wt%의 이형제, 0.01 내지 1 wt%의 UV 안정제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 탈수 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 첨가는, 상기 첨가제를 포함하는 상기 액체 첨가제 조성물을, 상기 분말 이송 구역에서, 상기 건조 폴리머 조성물에 첨가하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용융 혼련 구역은 용융 혼련 블록을 포함하고; 상기 용융물 밀봉 구역은 역비행 이송 요소, 댐 링, 혼련 블록, 및 저전단 요소를 포함하며; 상기 혼련 블록은 전진 혼련 블록, 중립 혼련 블록, 후진 혼련 블록, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하며; 상기 저전단 요소는, 상기 용융 혼련 블록에 의해 부여되는 것보다 더 낮은 전단력을 상기 폴리머 용융물에 부여하는, 탈수 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이송은 2 로브 혼합 요소(two lobe mixing element)를 사용하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계를 포함하는, 탈수 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 용융물 이송 구역 후에, 상기 폴리머 용융물을 용융 여과하는 단계를 더 포함하는 탈수 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 압출기는 40보다 큰 길이 대 내경 비율을 갖는, 탈수 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 건조 폴리머 조성물은 0.4 wt% 이하의 물을 포함하며, 및/또는 상기 젖은 폴리머 조성물은 5 wt% 이상의 물을 포함하는, 탈수 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 첨가는 상기 첨가제를 상기 용융물 이송 구역에 첨가하는 단계를 포함하며, 및/또는 상기 배출은 120 kPa 이하의 진공 압력에서 발생하는, 탈수 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트, 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐) 벤조트리아졸, 울트라마린 블루, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하며, 또는, 상기 첨가제는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트를 포함하는, 탈수 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0 wt% 초과 내지 5 wt% 이하의 할로겐화 용매를 포함하며, 및/또는, 상기 건조 폴리머 조성물은, 상기 건조 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 ppm 이하의 잔류 할로겐화 용매를 포함하는, 탈수 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 젖은 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 5 wt% 이상의 물을 포함하고, 상기 건조 폴리머 조성물은, 상기 젖은 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 5 wt% 미만의 물을 포함하는, 탈수 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 분말 이송 구역으로부터 떨어져 있는 상기 용융물 이송 구역의 원단부(distal end)에 있는 압력 증가 구역(pressure buildup zone)에 상기 용융 폴리머를 도입하는 단계를 더 포함하는, 탈수 방법.
  17. 제1항의 탈수 방법에 의해 제조된 건조 폴리머 조성물로서, 상기 건조 폴리머 조성물은 상기 건조 폴리머 조성물 1 kg 당 10 mg 이하의 황으로 표시되는 황 함량 및 상기 건조 폴리머 조성물 1 kg 당 1 mg 이하의 이온성 클로라이드 수준 중의 하나 이상을 갖는, 건조 폴리머 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 상기 용융물을 펠릿화하는 단계 및 그 후 상기 펠릿으로부터 물품을 형성하는 단계를 더 포함하고; 상기 물품은 렌즈이거나; 또는 상기 물품은 소비자 전자제품 스크린인, 탈수 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 건조 폴리머 조성물을 상기 용융 혼련 구역의 바로 상류에 있는 상기 분말 이송 구역에 위치하는 분말 밀봉 구역으로 도입하는 단계를 더 포함하는, 탈수 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 나머지(remaining) 상기 용융물 이송 구역을 통하여 상기 폴리머 용융물을 이송하는 단계가 상기 폴리머 용융물을 상기 용융물 이송 구역에서 제2 용융물 밀봉 구역으로 도입하는 단계를 더 포함하는, 탈수 방법.
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