KR20010043544A - 코팅된 폴리카르보네이트 및 중합체로 이루어진 복합 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면이 코팅되어 있으며 가장자리 부분에 접착을 촉진하는 기하학적 형상이 있는 폴리카르보네이트 성형품 및 중합체를 포함하는 복합 구조물, 복합 구조물의 제조 방법, 및 복합 구조물로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.

Description

코팅된 폴리카르보네이트 및 중합체로 이루어진 복합 구조물 {Composite Consisting of a Coated Polycarbonate and a Polymer}
유리를 폴리카르보네이트로 대체하는 것은 특히 유리의 무게 및(또는) 깨지기 쉬운 성질 때문에 유리의 사용이 불리한 분야에서 계속 진행되어 왔다.
유리의 대체물로서 사용될 수 있는 폴리카르보네이트는 긁힘에 대한 내성 및 기타 환경의 영향에 대한 내성을 위해 코팅되어야 한다. 그러나, 폴리카르보네이트를 그와 같이 코팅하면 대체로 폴리카르보네이트가 다른 중합체와 화학적 또는 물리적으로 결합하지 못하게 되므로, 다른 중합체와 코팅된 폴리카르보네이트가 견고하게 접착되는 복합 구조물에서 스크류와 같은 연결 수단의 사용이 불가피한 것이 일반적이다.
본 발명은 표면이 코팅되어 있으며 가장자리 부분에 접착을 촉진하는 기하학적 형상이 있는 폴리카르보네이트 성형품 및 중합체를 포함하는 복합 구조물, 이 복합 구조물의 제조 방법, 제품 생산에 있어서의 용도, 및 이로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.
도 1은 가장자리 부분에 구멍이 있는 폴리카르보네이트 필름을 나타낸다.
도 2는 가장자리 부분에 홈이 있는 폴리카르보네이트 필름을 나타낸다.
도 3은 가장자리 부분에 압입자국 또는 스캘럽이 있는 폴리카르보네이트 필름을 나타낸다.
도 4는 가장자리 부분이 하프-스탬프된 폴리카르보네이트 필름을 나타낸다.
도 1은 가장자리 부분에 16개의 구멍이 있는, 0.8 mm 두께의 코팅된 폴리카르보네이트 필름을 나타낸다. 열가소성 물질은 예를 들면 필름의 가장자리 부분 둘레에 슬라이드틀이 형성되는 것과 같이 사출 성형된다. 필름의 가장자리 부분에서 사출 성형시, 열가소성 물질은 구멍을 통과하여 구조적으로 견고한 복합 구조물이 형성된다. 구멍의 수 및 직경은 필름과 틀 사이에 작용하는 힘, 즉 복합 구조물이 갖는 강도에 좌우된다.
도 2는 가장자리 부분 (6)에 언더컷(undercut)이 있는 압입자국을 갖는, 5 mm 두께의 코팅된 폴리카르보네이트 시이트를 나타낸다. 시이트가 압입자국을 갖도록 캐스팅되었다. 열가소성 물질이 폴리카르보네이트 시이트 둘레에 사출 성형될 때, 압입자국이 열가소성 물질로 채워져서 상기 열가소성 물질과 시이트가 구조적으로 견고하게 연결된다. 이러한 유형의 복합 구조물은 특히 창유리에 적합하다.
도 3은 폴리카르보네이트 필름의 단면을 보여준다. 필름 (1)의 가장자리 부분에는 끝이 무딘 도구를 사용하여 필름에 도입된 압입자국 또는 스캘럽 (2)이 있다. 열가소성 물질이 필름 둘레에 사출 성형될 때, 이는 압입자국 또는 스캘럽을 에워싸고, 따라서 구조적으로 견고한 복합 구조물을 제조하게 된다.
도 4는 가장자리 부분이 하프-스탬프된 폴리카르보네이트 필름의 투시도이다. 세그먼트 3 (예를 들면, 원형)은 부분적으로 스탬핑되고, 스탬핑시 바깥쪽으로 구부러진다. 열가소성 물질이 시이트 둘레에 사출 성형될 때, 이는 돌출부 (거의 원형인 디스크 4)를 에워싸고, 따라서 구조적으로 견고한 복합 구조물을 제조하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 표면이 코팅된 폴리카르보네이트 성형품 및 중합체를 포함하며, 스크류와 같은 연결 수단 없이도 견고한 구조를 갖는 복합 구조물, 본 발명에 따른 복합 구조물의 제조 방법, 및 이로부터 제조되는 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 표면이 코팅되어 있고 가장자리 부분에 접착을 촉진하는 기하학적 형상이 있는 폴리카르보네이트 성형품 및 중합체를 포함하며, 성형품의 가장자리 부분 둘레에 상기 중합체를 사출 성형 또는 캐스팅하여 제조되는 복합 구조물, 폴리카르보네이트 성형품의 가장자리 부분 둘레에 중합체 재료를 사출 성형 또는 캐스팅하여 본 발명의 복합 구조물을 제조하는 방법, 제품 생산에 있어서의 그의 용도, 및 그와 같이 제조되는 제품에 의해 성취된다.
본 발명의 복합 구조물은 성형품과 중합체가 물리적 또는 화학적으로 전혀 결합하지 못함에도 불구하고, 코팅된 폴리카르보네이트 성형품과 중합체가 구조적으로 협력한다는 이점이 있다. 물리적 결합은 예를 들면, 특히 견고한 접착을 의미한다.
본 발명에서 폴리카르보네이트는 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 모두를 이른다. 폴리카르보네이트는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 비스페놀 A (2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판) 기재의 호모폴리카르보네이트 또는 비스페놀 A 기재의 코폴리카르보네이트이며, 비스페놀의 총 몰을 기준으로 60 몰% 이하의 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 사용하는 것이 바람직하다. 비스페놀 A 기재의 호모폴리카르보네이트가 특히 바람직하게 사용된다.
또한, 본 발명에서 폴리카르보네이트는 80 몰% 이하, 바람직하게는 20 몰% 내지 50 몰%의 카로보네이트기가 방향족 디카르복실산 에스테르기로 치환된 방향족 폴리카르보네이트이다. 탄산의 산 라디칼 및 방향족 디카르복실산의 산 라디칼 모두가 분자 사슬에 혼입된 폴리카르보네이트는 방향족 폴리에스테르-카르보네이트라 불리운다. 이 화합물은 폴리카르보네이트라는 일반적인 용어로 요약될 수 있다.
폴리카르보네이트는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 문헌 [Schnell, Chemistry of Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964], [D.C. Prevorsek, B.T. Debona and Y. Kesten, Corporate Research Center, Allied Chimical Corporation, Morristown, New Jersey, New Jersey 07960, "Synthesis of Poly(ester-carbonate)copolymers", Jorunal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, vol. 19, 75-90 (1980)], [D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, N. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates", Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering, volume 11, 1988, second edition, pages 648-718] 및 [U. Grigo, K. Kircher and P.R. Mueller, "Polycarbonate", Becker, Braun, Kunststoff-Handbuch, volume 3/1, Polycarbonate, Polyacetate, Polyester, Celluloeester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna, 1992, pages 117-299]이 있다.
본 발명의 폴리카르보네이트는 평균 분자량이 12,000 내지 400,000 g/몰 (25℃에서 100 ml의 염화메틸렌중 0.5 g의 폴리카르보네이트를 함유하는 염화메틸렌 용액에 대한 상대적 점도 측정에 의해 결정됨), 바람직하게는 18,000 내지 80,000 g/몰, 특히 22,000 내지 60,000 g/몰이다.
본 발명의 폴리카르보네이트는 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에서 코팅되었다는 것은 폴리카르보네이트 성형품의 표면이 화학 물질에 대한 내성 뿐만 아니라 긁힘에 대한 내성이 있고, 임의로 UV를 흡수하며, 추가로 친수성 또는 소수성을 가질 수 있다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 폴리카르보네이트 성형품 가장자리 부분의 50% 이상이 코팅된다. 특히 바람직하게는, 가장자리 부분의 75% 이상이 코팅된다.
폴리카르보네이트가 유리같은 표면 구조를 갖게하여 긁힘에 내성이 있게 만드는 것으로 전문가에게 알려진 모든 코팅제가 표면 코팅제로서 사용될 수 있다. WO 95/13426호에 기재된 것과 같은 표면 코팅제가 바람직하게 사용된다.
본 발명의 복합 구조물은 성형품의 가장자리 부분 둘레에 중합체를 사출 성형 또는 캐스팅하여 제조된다. 본 발명에서 중합체에는 모든 열가소성 물질이 포함되며, 또한 봉합용 조성물로서 사용되는 것과 같은 고무같은 중합체 (고무)나 열경화성 중합체도 포함한다. 상기 중합체의 블렌드도 또한 사용될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 복합 구조물은 성형품 둘레에 열가소성 물질을 사출 성형하여 제조된다.
언급할 수 있는 열가소성 물질의 예에는 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌/아크릴로니트릴, 상기 중합체 기재의 공중합체, 및 상기 중합체 또는 공중합체의 다른 또는 추가의 중합체와의 블렌드가 있다.
본 발명에서 고무같은 중합체에는 예를 들면, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌, 스티렌/부타디엔 고무, 고무같은 ABS 중합체, 및 비닐 아세테이트, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르 또는 프로필렌 중 1종 이상의 화합물과 에틸렌의 공중합체가 있다.
게다가, 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지 조성물, 아크릴레이트, 포름알데히드 수지 또는 폴리우레탄과 같은 캐스팅용 수지가 본 발명에서 중합체로서 또한 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 열가소성 물질, 고무 및 열경화성 수지는 문헌 [Saechtling, Kunststoff-Taschenbuch, edition 26, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna, 1995], [Vieweg and Braun, Kunststoff-Handbuch, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna, 1995] 및 [Becker, Braun, Kunststoff-Handbuch, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna, 1992]에 기재되어 있다.
본 발명의 중합체는 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 복합 구조물은 바람직하게는 성형품 둘레에 열가소성 물질을 사출 성형하여 제조된다.
폴리카르보네이트 성형품은 바람직하게 시이트 또는 필름이다. 시이트는 편평하거나 곡면형일 수 있다. 본 발명에서 "곡면형"이란 시이트가 특정한 형태, 예를 들면 자동차 구조물에서 전방 또는 후방 유리의 형태로 요구되는 경우나 주택 구조물에서 채광창으로서의 형태와 같이 곡면형인 것을 의미한다. 시이트의 두께는 바람직하게는 1 mm 내지 3 cm이며, 특히 바람직하게는 3 mm 내지 10 mm이다. 필름의 두께는 바람직하게는 1 mm 미만이며, 특히 바람직하게는 0.25 내지 1.0 mm이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 성형품은 특히 광학 렌즈에서 나타나는 것과 같은 곡면을 갖는다.
성형품은 가장자리 부분에 접착을 촉진하는 기하학적 형상으로서의 하나 이상의 홈, 원형 또는 타원형 구멍, 압입자국, 스캘럽, 스탬프-아웃 (stamp-out), 하프-스탬프 (half-stamp) 또는 주름을 갖으며, 이는 중합체가 성형품 둘레에 사출 성형 또는 캐스팅될 때, 성형품과 중합체가 구조적으로 견고하게 연결되도록 중합체에 의해 둘러싸인다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 표면이 코팅되어 있고 열가소성인 비스페놀 A 기재의 폴리카르보네이트 복합 구조물, 이 복합 구조물의 제조 및 용도, 및 이로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.
바람직하게, 가장자리 부분은 본 발명의 폴리카르보네이트 성형품 총 표면적의 20% 미만을 차지한다. 특히 바람직하게는 10% 미만을 차지한다. 가장자리 부분은 예를 들면, 시이트의 가장자리에 가까운 표면으로서 이해된다. 구체와 같이 가장자리가 명확하지 않은 성형품의 경우에는, 가장자리 부분으로 성형품 표면의 일부를 임의로 선택한다.
본 발명의 복합 구조물은 다양한 제품의 제조에 적합하다. 본 발명의 복합 구조물은 슬라이드틀과 같이 틀이 있는 물품의 제조에 특히 적합하다.
추가로 본 발명의 복합 구조물은, 봉합 (seal) 부분 또는 심지어 전체 틀이 코팅된 폴리카르보네이트 창에 사출 성형 조작에 의해 부착되는 폴리카르보네이트 창유리의 제조에 특히 적합하다.
추가로, 본 발명의 복합 구조물은 자동차 전조등의 제조에 특히 적합하다. 이 경우에 전조등의 렌즈는 본 발명의 폴리카르보네이트 성형품에 의해 형성될 수 있다.
본 발명 복합 구조물의 다른 바람직한 용도는, 폴리카르보네이트 시이트가 반사 방지 코팅을 제공할 수 있는 사진틀의 제조이다.
또한, 본 발명의 복합 구조물은 바람직하게 자동차류의 창유리 제조에 사용된다.
다른 바람직한 용도는 모든 유형의 플라스틱 기구류에서 디스플레이 (display)부, 특히 컴퓨터 및 이동 전화의 디스플레이부 제조이다. 또한, 텔레비전의 무광택 스크린도 본 발명의 복합 구조물로부터 제조될 수 있다.
본 발명은 하기의 도 1 내지 3으로 설명된다. 이 설명은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고, 따라서 본 발명을 제한하지 않는다.

Claims (16)

  1. 표면이 코팅되어 있으며 가장자리 부분에 접착을 촉진하는 기하학적 형상이 있는 폴리카르보네이트 성형품 및 중합체를 포함하며, 성형품의 가장자리 부분 둘레에 중합체를 압출 성형 또는 캐스팅하여 제조된 복합 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리카르보네이트 성형품이 편평하거나 곡면형인 시이트 또는 필름인 것을 특징으로 하는 복합 구조물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착을 촉진하는 기하학적 형상이 구멍, 압입자국, 스캘럽, 스탬프-아웃 (stamp-out), 하프-스탬프 (half-stamp) 또는 주름으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 구조물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 열가소성임을 특징으로 하는 복합 구조물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리카르보네이트가 긁힘-내성 표면 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 구조물.
  6. 표면이 코팅되어 있으며 가장자리 부분에 접착을 촉진하는 기하학적 형상이 있는 폴리카르보네이트 성형품의 가장자리 부분 둘레에 중합체 재료를 압출 성형 또는 캐스팅하는 것을 포함하는, 상기 폴리카르보네이트 성형품 및 중합체를 포함하는 복합 구조물의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물의 제품 생산에 있어서의 용도.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물의 슬라이드틀 또는 사진틀의 제조에 있어서의 용도.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물의 봉합 (seal)부가 있는 창문 또는 틀이 있는 창문의 제조에 있어서의 용도.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물의 자동차류 창유리 제조에 있어서의 용도.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물의 플라스틱 기구류의 디스플레이(display)부 제조에 있어서의 용도.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물로부터 제조된 제품.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물로부터 제조된 사진틀 또는 슬라이드틀.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물로부터 제조된 봉합부 또는 틀이 있는 창문.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물로부터 제조된 자동차용 창유리.
  16. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 복합 구조물로부터 제조된 플라스틱 기구류의 디스플레이부.
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