KR20040091777A - 균일한 벽 두께를 갖는 플라스틱 용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균일한 벽 두께를 갖는 플라스틱 용기, 및 그의 제조에 관한 것이다.

Description

균일한 벽 두께를 갖는 플라스틱 용기 {Plastic Container Having a Homogeneous Wall Thickness}
본 발명은 균일한 벽 두께를 갖는 플라스틱 용기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 용기의 제조에 관한 것이다.
플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트로 만들어진 용기는 기본적으로 공지되어 있다. 이들 용기는 예를 들면 중합체, 특히 폴리카보네이트, 및 통상의 첨가제를 함유하는 조성물(화합물이라고도 불리운다)로부터 제조된다. 중합체(폴리카보네이트) 및 첨가제로 구성되는 상기 조성물은 또한 플라스틱 재료라고도 불리운다. 첨가제는 예를 들면 안정화제, 가공 보조제 등이다. 또한, 플라스틱 용기는 고무로 만들어진 봉합 또는 금속이나 다른 재료로 만들어진 그립(grip)과 같은 추가의 요소를 포함할 수도 있다. 따라서, "플라스틱 용기"라고 하기 보다는 "플라스틱 재료를 함유하는 용기"라고 하는 것이 더 정확하다. 플라스틱 재료 외에, 상기 용기는 예를 들면 상기 언급된 성분 및/또는 기타 성분을 포함할 수 있다. 이후에 "플라스틱 용기"란 "플라스틱 재료를 함유하는 용기"를 의미한다.
플라스틱 용기는 높은 투명도, 양호한 기계적 성질, 환경의 영향에 대한 우수한 내성 및 긴 수명, 뿐만 아니라 저중량 및 용이한 저비용의 생산성과 같은 많은 유리한 성질을 갖는다.
플라스틱 용기는 예를 들면 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형에 의해 제조될 수 있다.
압출 블로우 성형에서, 플라스틱 재료는 일반적으로 단일-나사 압출기를 이용하여 용융되고 다이에 의해 자유로이 서있는 패리슨(parison)으로 성형된다. 상기 패리슨은 일반적으로 다이로부터 아래를 향하여 매달려 있다. 그 후, 패리슨은 더 아래 말단에서 상기 패리슨을 한데 으깨는 블로우 금형으로 둘러 싸인다. 다음, 상기 패리슨을 금형 내로 팽창시켜 그 패리슨이 원하는 형태를 수득하게 한다. 냉각 시간 후, 상기 금형을 열고 용기(블로우 성형)를 제거할 수 있다.
압출 블로우 성형은 예를 들면 문헌[Brinkschroeder, F.J.: "Polycarbonate" in Becker, Braun, Kunststoff-Handbuch, Vol. 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1996, pages 248 - 255]에 개시되어 있다.
사출 연신 블로우 성형은 사출 성형과 블로우 성형의 조합이다.
사출 연신 블로우 성형은 세 단계로 진행된다:
1. 플라스틱 재료의 가소성 온도 범위에서 상기 패리슨을 사출 성형함
2. 플라스틱 재료의 열가소성 범위에서 상기 패리슨을 팽창시킴 (상기 사출 금형의 코어가 동시에 블로우 굴대(blowing mandrel)임)
3. 블로우 금형을 벗기고 선택적으로 상기 블로우 굴대를 공기로 냉각시킴
사출 연신 블로우 성형은 예를 들면 문헌[Anders, S., Kaminski, A., Kappenstein, R., "Polycarbonate" in Becker,/Braun, Kunststoff-Handbuch, Vol.3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1996, pages 213 - 216]에 개시되어 있다.
종래 기술로부터 공지된 플라스틱 용기는 용기의 실용적 사용에 중요한 특정 요건에 부합되지 않는 단점을 갖는다.
그러므로, 공지의 플라스틱 용기에서 큰 기계적 응력은 그의 파열을 초래할 수 있다. 예를 들면, 이는, 액체가 가득 찬 용기가 상당한 높이, 예를 들면 상기 용기가 운송되는 화물차의 선적 면으로부터 바닥 위로 떨어질 경우에 일어날 수 있다.
물론 용기의 기계적 강도는 용기 하나 당 훨씬 더 많은 플라스틱 재료를 사용하여 벽이 훨씬 더 두꺼워지게 함으로써 증가될 수 있다. 그러나, 이는 상기 재료의 소비가 증가되고 이것이 무엇보다도 고 비용을 초래하는 단점을 갖는다.
따라서 본 발명의 목적은 가능한 한 재료의 소비를 낮추면서 높은 기계적 강도를 갖는 플라스틱 용기를 제공하는 것이다.
따라서 상기 언급된 기계적 파괴의 원인은 불균일한 용기 벽 두께 때문임이 밝혀졌다.
종래 기술로부터 공지된 불균일한 용기 벽 두께는, 압출 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형에 의한 가공 도중 중합체 용융물이 불균일한 벽 두께를 만들기 때문에, 그의 제조 도중에 초래된다.
본 발명의 목적은, 균일한 용기 벽이 그의 가장 두꺼운 지점에서, 그의 가장 얇은 지점의 두께보다 3 배 이하인 플라스틱 재료를 함유하는 용기에 의해 성취된다.
가장 두꺼운 지점에서 균일한 용기 벽은 바람직하게는 그의 가장 얇은 지점에서의 두께의 2.6 배 이하인 것이 바람직하다.
상기 용기는 바람직하게는 병이다.
상기 용기는 특히 바람직하게는 물병이다.
상기 용기는 바람직하게는 플라스틱 재료 폴리카보네이트를 함유한다.
본 발명의 목적은 또한 사출 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형에 의한 본 발명에 따르는 용기의 제조 방법에 의해 성취된다.
회전적 대칭형 용기가 바람직하다. 단 하나의 입구를 갖는 용기가 바람직하다.
균일한 용기 벽은 상기 용기 벽이 모든 지점에서 보다 두껍거나 보다 얇은 지점이 의도적으로 제공되지 않는 것을 의미한다. 그러한 의도적으로 보다 두꺼운 지점은 도 4에서 병목의 부분에서 볼 수 있다. 따라서, 이상적인 용기 제조 조건 하에 상기 균일한 용기 벽은 전체에 걸쳐서 동일한 두께를 가질 것이다.
본 발명에 따르는 용기는 예를 들면 특정의 유동학적 성질을 갖는 폴리카보네이트로부터 제조되었다. 따라서, 상기 유동학적 성질이 측정될 수 있는 단일축 신장 시험을 이후에 기술한다.
중합체 용융물의 단일축 신장 시험 및 그의 도구는 당업자에게 공지되어 있다. 단일축 신장 시험은 뮌스테트(Muenstedt) 형의 장치로서 수행될 수 있다. 이는 문헌[H. Muenstedt, J. Rheol., Vol. 23, pages 421 - 436 (1979)]에 기재되어있다. 이들은 또한 일반 교과서[Ch. W. Macosko: Rheology, Verlag Wiley/VCH, 1994, 특히 288 내지 297 면, 및 M. Phal, W. Gleiβle, H.-M. Laun: Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere, VDI-Verlag, 1995, 특히 349 내지 357 면]에도 기재되어 있다.
시간의 함수로서 전단 점도를 측정하기 위한 방법은 당업자에게 공지되어 있다.
전단 점도의 시간의 함수로서의 측정은 낮은 전단 속도로 회전식 레오미터에서 바람직하게 수행된다. 전단 점도의 측정은 진동하는 변형과 함께 회전식 레오미터에서 수행될 수 있고 통상의 방법을 이용하여 시간-의존적 점도로 변환될 수 있다. 회전식 레오미터의 구조 및 사용 방식은 통상의 교과서에 기재되어 있다. 예를 들면 문헌[M. Pahl, W. Gleiβle, H-M. Laun: Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere, VDI-Verlag, 1995]에 있다.
시간의 함수로서의 신장 점도는 뮌스테트-형 신장 레오미터를 이용하여 바람직하게 측정된다. 단일축 신장 시험은 다른 레오미터의 범위, 예를 들면 시판되는 마이쓰너(Meissner)-형 신장 레오미터를 이용하여 수행될 수도 있다. 이는 문헌[J. Meissner, Rheologica Acta 8, Vol. 78 (1969) 및 J. S. Schulze 등, Rheol. Acta, Vol. 40 (2001) pages 457 - 466]에 기재되어 있다.
헹키 신장치 (Hencky elongation) ε은 비-치수형 변수이다. 신장 점도 ηE는 파스칼·초의 단위를 갖는다. 전단 점도 η도 파스칼·초의 단위를 갖는다.
비율 S는 신장 점도 ηE의 관련된 증가의 척도로서 작용한다. 비율 S는 비-치수적이다. S는 신장 점도 ηE와 3-배의 전단 점도 3η로부터의 비율이다. S는 측정 온도 T, 헹키 신장률 (Hencky elongation rate)(단위: 1/초) 및 헹키 신장치 ε 및 시간에 의존한다.
다음 수학식이 적용된다:
S = ηE(t,) / 3 η(t)
총 신장치 ε(단위: 비-치수)은 시료 출발 길이 L0(단위: 미터) 및 현재의 시료 길이 L(단위: 미터) 및 신장률(단위: 1/초) 및 시간 t(단위: 초)와 다음 수학식에 의해 관련되어 있다:
ε = (L/L0)의 자연 로그 = x t
플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트는 200℃의 온도에서, 헹키 신장치 ε이 2.0이고 신장률 범위가 0.1과 0.01 사이에서 비율 S (여기서, S = ηE/3η로 정의됨)가 1.1보다 크고, 헹키 신장치 ε이 2.5이고 신장률 범위가 0.1과 0.01 사이에서는 상기 비율 S가 1.1보다 큰 것이 바람직하다.
플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트는 200℃의 온도에서, 헹키 신장치 ε이 2.0이고 신장률 범위가 0.1과 0.01 사이에서 비율 S가 1.3보다 크고, 헹키 신장치 ε이 2.5이고 신장률 범위가 0.1과 0.01 사이에서는 상기 비율 S가 1.5보다 큰 것이 특히 바람직하다.
본 발명은 플라스틱 재료를 함유하는 용기에 관한 것이다. 이는, 예를 들면 벽 재료로서 플라스틱 재료를 함유하는 용기를 의미한다. 이는 완전히 상이한 물질로 만들어지고 충전재로서의 플라스틱 재료만을 함유하는 용기를 의미하지는 않는다.
본 발명은 또한 압출 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형에 의해 상기 용기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 언급된 유동학적 신장 특성을 갖는 플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트를 수득하기 위해, 당업자는 플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트의 다양한 변수를 목적에 맞게 조절할 수 있다. 예를 들면, 당업자는 몰 질량 및 분지화 정도에 영향을 줄 수 있다. 단량체 및 공단량체 또는 말단 기의 선택 또한 유동학적 신장 특성에 영향을 준다. 당업자는 본 발명에 따르는 바람직한 유동학적 신장 특성을 수득하기 위해 적절한 첨가제를 사용할 수도 있다.
상기 언급된 플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트의 장점은 그들이 그의 유리한 성질을 갖는 본 발명에 따르는 용기의 제조를 가능케 한다는 점이다. 공지의 및 유리한 방법(압출 블로우 성형 및/또는 사출 연신 블로우 성형)이 여기에 사용될 수 있다.
물론 본 발명은 플라스틱 재료가 상기 언급된 유동학적 성질을 갖는 플라스틱 재료를 함유하는 용기에 한정되지 않는다. 이들은 단지 용기가 간단한 공지의 방법(압출 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형)에 의해 제조될 수 있게 하므로 바람직하다. 일반적으로, 벽 두께의 상기 균일성이 수득될 것만이 중요하다. 이는 다른 방법 및 다른 플라스틱 재료를 이용하여 일어날 수도 있다(예를 들면 사출 성형 또는 압축).
본 발명에 따르는 용기는 그들이 용기 당 플라스틱 재료의 소정량으로 높은 기계적 강도를 갖는다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따르는 용기는 다수의 장점을 더 갖는다. 이들은 기계적 응력에 내성이며, 즉 파열에 견디며, 또한 또다른 기계적 성질의 유리한 범위를 갖는다. 이들은 양호한 광학 성질, 특히 고도의 투명도를 갖는다. 이들은 높은 열 변형 온도를 갖는다. 높은 열 변형 온도 때문에, 본 발명에 따르는 용기는 뜨거운 물로 세척되거나 고온의 수증기로 소독될 수 있다. 이들은 본 발명에 따르는 용기의 응용 분야의 하나인, 예를 들면 재사용가능한 물병을 세척하는 데 사용되는 통상의 세제에 대하여 높은 내성을 갖는다. 이들은 공지의 방법에 의해 쉽고 값싸게 제조될 수 있다. 플라스틱 재료, 특히 폴리카보네이트의 양호한 가공 특성이 여기에서 유리하게 명백히 나타난다. 이들 재료는 사용시 서서히 노화되며 따라서 긴 수명을 갖는다. 가능한 반복 사용의 경우 이는 많은 사용 회수를 의미한다.
본 발명에 따르는 용기는 액체, 고체 또는 기체를 포장, 저장 또는 운송하기 위해 사용될 수 있다. 액체를 포장, 저장 또는 운송하기 위한 용기(액체 용기)가 바람직하며, 물을 포장, 저장 또는 운송하기 위한 용기(물병)가 특히 바람직하다.
본 발명에 따르는 용기는 바람직하게는 0.1 ℓ 내지 50 ℓ, 바람직하게는 0.5 ℓ 내지 50 ℓ, 특히 바람직하게는, 1 ℓ, 5 ℓ, 12 ℓ 및 20 ℓ의 부피를 갖는 블로우 성형품이 바람직하다.
3 및 5 갤런 물병이 가장 특별히 바람직하다.
상기 용기는 바람직하게는 0.1 g 내지 3,000 g, 더욱 바람직하게는 50 g 내지 2,000 g, 특히 바람직하게는 650 g 내지 900 g의 빈 무게를 갖는 것이 바람직하다.
용기의 벽 두께는 바람직하게는 0.5 mm 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 0.8 mm 내지 4 mm이다.
본 발명의 의미에서 용기는 바람직하게는 5 mm 내지 2,000 mm, 특히 바람직하게는 100 mm 내지 1,000 mm의 길이를 갖는 것이 좋다.
상기 용기는 바람직하게는 10 mm 내지 250 mm, 더욱 바람직하게는 50 mm 내지 150 mm, 가장 바람직하게는 70 내지 90 mm의 최대 둘레를 갖는 것이 좋다.
본 발명의 의미에서 용기는 바람직하게는 1 mm 내지 500 mm, 더욱 바람직하게는 10 mm 내지 250 mm, 특히 바람직하게는 50 mm 내지 100 mm, 가장 특히 바람직하게는 70 내지 80 mm의 병목 길이를 갖는 것이 좋다.
상기 용기의 병목의 벽 두께는 바람직하게는 0.5 mm 내지 10 mm 사이, 특히 바람직하게는 1 mm 내지 10 mm, 가장 특히 바람직하게는 1 mm 내지 3 mm에서 변하는 것이 좋다.
병목의 지름은 5 mm 내지 200 mm 사이에서 바람직하게 변한다. 10 mm 내지100 mm가 특히 바람직하며 45 mm 내지 75 mm가 가장 특별히 바람직하다.
본 발명에 따르는 용기의 병 바닥은 바람직하게는 10 mm 내지 250 mm, 더욱 바람직하게는 50 mm 내지 150mm, 가장 특별히 바람직하게는 70 내지 90 mm의 직경을 갖는다.
본 발명의 의미에서 용기는 임의의 기하학적 형태를 가질 수 있으며, 예를 들면, 원형, 타원형 또는 3 내지 12 개의 변을 갖는 다각형일 수 있다. 원형, 타원형 및 육각형 형태가 바람직하다.
용기의 디자인은 임의의 표면 구조를 기초로 할 수 있다. 표면 구조는 바람직하게는 매끈하거나 늑재(ribbed) 형태이다. 본 발명에 따르는 용기는 또한 복수의 상이한 표면 구조를 가질 수도 있다. 늑재 또는 비드가 용기 주위에 둘러질 수 있다. 이들은 임의의 간격 또는 서로 다른 복수의 간격을 가질 수 있다. 본 발명에 따르는 용기의 표면 구조는 울퉁불퉁하거나 일관된 구조, 상징, 장식, 암(arm)의 피복, 제조자의 엠블렘, 상표, 서명, 제조자의 세부사항, 재료 특성 및/또는 부피 정보일 수 있다.
본 발명에 따르는 용기는 측면, 상단 또는 바닥에 위치할 수 있는 임의의 수의 손잡이를 가질 수 있다. 손잡이는 외측 상에 있거나 용기의 윤곽에 일체화될 수 있다. 손잡이는 접을 수 있거나 고정된 것일 수 있다. 손잡이는 예를 들면 타원형, 원형 또는 다각형 등 임의의 윤곽을 가질 수 있다. 손잡이는 바람직하게는 0.1 mm 내지 180 mm, 바람직하게는 20 mm 내지 120 mm의 길이를 갖는다.
본 발명에 따르는 플라스틱 재료 외에도, 본 발명에 따르는 용기는 소량의다른 물질, 예를 들면 고무로 만들어진 봉합 또는 기타 재료로 만들어진 손잡이를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 용기는 바람직하게는 압출 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형에 의해 바람직하게 제조된다.
본 발명에 따르는 용기의 제조를 위한 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따르는 플라스틱 재료는 매끈하거나 홈이 파진, 바람직하게는 매끈한 공급 영역을 갖는 압출기 상에서 가공된다.
압출기의 구동 전력은 나사 직경에 따라 선택된다. 예를 들면 60 mm의 나사 직경을 이용하면 압출기의 구동 전력은 약 30 내지 40 kW이고, 나사 직경이 90 mm이면 약 60 내지 70 kW이다.
산업적인 열가소성 물질의 가공에 통용되는 3개 영역 나사가 적합하다.
1 ℓ의 부피를 갖는 용기를 제조하기 위해 50 내지 60 mm의 나사 직경이 바람직하다. 20 ℓ의 부피를 갖는 용기를 제조하기 위해서는 70 내지 100 mm의 나사 직경이 바람직하다. 나사의 길이는 나사의 직경의 20 내지 25 배가 바람직하다.
블로우 성형의 경우 블로우 금형의 온도는 광택있는 고 품질의 용기 표면을 수득하기 위해 50 내지 90℃로 조절되는 것이 바람직하다.
블로우 금형의 균일하고 효과적인 온도 조절을 보장하기 위해 상기 바닥 영역 및 외부 영역이 별도로 온도 조절될 수 있다.
블로우 성형은 바람직하게는 조임 단접(pinch-off weld) 길이 1 센티미터 당 1,000 내지 1,500 N의 압축력으로 폐쇄된다.
플라스틱 재료는 바람직하게는 가공 전에 건조되어 용기의 시각적 품질이 흠이나 버블에 의해 손상되지 않고 가공 도중에 가수분해적으로 붕괴되지 않도록 한다. 건조 후 잔류 습기 함량은 0.01 중량% 미만이 바람직하다. 120℃의 건조 온도가 바람직하다. 더 낮은 온도는 충분한 건조를 보장하지 못하고, 더 높은 온도에서는 플라스틱 재료 과립이 서로 점착되어 더 이상 가공이 불가능해질 위험이 있다. 건풍 건조기가 바람직하다.
폴리카보네이트를 기재로 하는 플라스틱 재료를 가공할 때 바람직한 용융 온도는 230℃ 내지 300℃이다.
본 발명에 따르는 용기는 액체, 고체 또는 기체를 포장, 저장 또는 운송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면 액체를 포장, 저장 또는 운송하기 위해 사용되는 구현예가 바람직하다. 예를 들면 물을 포장, 저장 또는 운송하기 위해 사용될 수 있는 물병으로서의 구현예가 특히 바람직하다.
본 발명의 의미에서 폴리카보네이트는 바람직하게는 열가소적으로 가공가능한 방향족 폴리카보네이트이다. 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트가 둘 다 사용될 수 있다.
특히 바람직한 폴리카보네이트는 비스페놀 A를 기재로 하는 호모폴리카보네이트, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 호모폴리카보네이트 및 두 단량체 비스페놀 A와 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 코폴리카보네이트이다.
본 발명에 따르는 폴리카보네이트는 또한 80 몰% 이하, 특히 20 몰% 내지 50몰%의 카보네이트 기가 방향족 디카르복실산 에스테르 기로 치환된 폴리카보네이트를 포함한다. 분자 사슬 중에 도입된 이산화탄소의 산 잔기 및 방향족 디카르복실산의 산 잔기를 둘 다 포함하는 이러한 유형의 폴리카보네이트는 방향족 폴리에스테르 카보네이트라고도 불리운다.
폴리카보네이트는 디페놀, 이산화탄소 유도체, 선택적으로 연쇄 종결제 및 선택적으로 분지화제로부터 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 이산화탄소 유도체의 일부를 방향족 디카르복실산 또는 디카르복실산의 유도체로 치환하여 폴리에스테르 카보네이트를 제조한다. 이는 방향족 폴리카보네이트에서 방향족 디카르복실산 에스테르 구조 단위에 의해 치환될 카보네이트 구조 단위에 따라 진행된다.
폴리카보네이트의 제조에 대한 세부사항이 공지되어 있다. 그 예로서 다음을 참고한다:
1. 문헌 [Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964];
2. 문헌 [D.C. Prevorsek, B.T. Debona and Y. Kesten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960: "Synthesis of Poly(ester Carbonate) Copolymers" in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 19, 75-90 (1980)];
3. 문헌 [D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, N. Nouvertne', BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, Second Edition, 1988, pages 648-718];
4. 문헌 [U. Grigo, K. Kircher and P. R- Mueller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Vol. 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, pages 117-299].
폴리에스테르 카보네이트를 포함하는 폴리카보네이트는 12,000 내지 120,000 g/mol(메틸렌 클로라이드 100 ml 당 0.5 g 폴리카보네이트의 농도에서 메틸렌 클로라이드 중 25℃에서의 상대 점도를 측정함으로써 결정된)의 평균 분자량 Mw을 갖는 것이 바람직하다. 15,000 내지 80,000 g/mol이 바람직하며, 15,000 내지 60,000 g/mol이 특히 바람직하다.
폴리카보네이트를 제조하기 적합한 디페놀은 예를 들면, 히드로퀴논, 레소르시놀, 디히드록시디페닐, 비스-(히드록시페닐)-알칸, 비스-(히드록시페닐)-시클로알칸, 비스-(히드록시페닐)-술피드, 비스-(히드록시페닐)-에테르, 비스-(히드록시페닐)-케톤, 비스-(히드록시페닐)-술폰, 비스-(히드록시페닐)술폭시드, (α,α'-비스-(히드록시페닐)-디이소프로필벤젠, 및 핵 상에 알킬화 및 핵 상에 할로겐화된 그들의 화합물이다.
바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-1-페닐-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-페닐-에탄, 2,2-비스-4-(히드록시페닐)프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-m/p-디이소프로필벤젠, 2,2-비스-(3-메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-메탄, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-술폰, 2,4-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-m/p-디이소프로필-벤젠, 2,2- 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이다.
특히 바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-페닐-에탄, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-m/p-디이소프로필벤젠 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이다.
상기 및 기타 적합한 디페놀 및 그들의 제조는 예를 들면 미국 특허 제 3 028 635 호, 2 999 835 호, 3 148 172 호, 2 991 273 호, 3 271 367 호, 4 982 014 호 및 2 999 846 호, 독일 특허 제 1 570 703 호, 2 063 050 호, 2 036 052 호, 2 211 956 호 및 3 832 396 호, 프랑스 특허 제 1 561 518 호, 논문 [H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964] 및 일본 특허 62039/1986, 62040/1986 및 105550/1986에 개시되어 있다.
호모폴리카보네이트의 경우에는 오직 1종의 디페놀이 사용되고, 코폴리카보네이트의 경우에는 복수의 디페놀이 사용되며, 여기에서 사용되는 디페놀(비스페놀이라고도 함)은 가능하면 순수한 원료 물질을 이용하여 작업하는 것이 바람직하지만, 합성에 첨가된 모든 기타 화학물질 및 보조제와 마찬가지로 그 자체의 합성으로부터 유래된 불순물로 오염될 수 있음은 물론이다.
폴리카보네이트의 제조에 사용될 수 있는 적합한 연쇄 종결제는 모노페놀 및모노카르복실산이다.
적합한 모노페놀은 예를 들면 페놀, 크레졸, p-tert-부틸페놀, p-n-옥틸페놀, p-이소-옥틸페놀, p-n-노닐페놀 및 p-이소-노닐페놀과 같은 알킬 페놀, p-클로로페놀, 2,4-디클로로페놀, p-브로모페놀 및 2,4,6-트리브로모페놀과 같은 할로겐 페놀 및 이들의 혼합물이다.
적합한 모노카르복실산은 예를 들면 벤조산, 알킬 벤조산 및 할로겐 벤조산이다.
바람직한 연쇄 종결제는 하기 화학식 I의 페놀이다.
R6- Ph - OH
상기 식 중, R6는 H 또는 분지쇄 또는 직쇄의 C1-C18알킬기이다.
사용되는 연쇄 종결제의 양은 각각의 사용된 디페놀 1 몰을 기준으로 0.5 몰% 내지 10 몰%가 바람직하다. 상기 연쇄 종결제는 포스겐화 전, 도중 또는 후에 첨가될 수 있다.
폴리카보네이트는 분지화될 수 있다. 폴리카보네이트를 분지화하기 위해 사용될 수 있는 적합한 분지화제는 폴리카보네이트 화학에 공지된 3-작용성 화합물 또는 그 이상의 작용성 화합물, 특히 3 개 또는 그 이상의 페놀계 OH 기를 갖는 것들이다.
적합한 분지화제는 예를 들면 플로로글루신, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-헵텐-2,4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-헵탄, 1,3,5-트리-(4-히드록시페닐)-벤젠, 1,1,1-트리-(4-히드록시페닐)-에탄, 트리-(4-히드록시페닐)-페닐메탄, 2,2-비스-[4,4-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥실]-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐-이소프로필)-페놀, 2,6-비스-(2-히드록시-5'-메틸-벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)-프로판, 헥사-(4-(4-히드록시페닐-이소프로필)페닐)-오르토테레프탈산 에스테르, 테트라-(4-히드록시페닐)-메탄, 테트라-(4-(4-히드록시-페닐-이소프로필)-페녹시)-메탄 및 1,4-비스(4',4"-디히드록시-트리페닐)-메틸)-벤젠 및 2,4-디히드록시벤조산, 트리메스산, 시안우르클로라이드 및 3,3-비스-(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.
선택적으로 사용되는 분지화제의 양은 각각의 사용된 디페놀 1 몰을 기준으로 0.05 몰% 내지 2.5 몰%가 바람직하다.
상기 분지화제는 수성 알칼리 상 중 디페놀 및 연쇄 종결제과 함께 도입되거나, 유기 용매에 용해되어 포스겐화 이전에 첨가될 수 있다.
폴리카보네이트를 제조하기 위한 상기 모든 수단은 당업자에게 친숙한 것이다.
폴리에스테르 카보네이트를 제조하기 적절한 방향족 디카르복실산은 예를 들면 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, tert-부틸이소프탈산, 3,3'-디페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 4,4-벤조페논디카르복실산, 3,4'-벤조페논디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르디카르복실산, 4,4'-디페닐술포닉디카르복실산, 2,2-비스-(4-카르복시페닐)-프로판, 트리메틸-3-페닐인단-4,5'-디카르복실산이다.
상기 방향족 디카르복실산 중, 테레프탈산 및/또는 이소프탈산이 특히 바람직하게 사용된다.
디카르복실산의 유도체는 예를 들면 디카르복실산 디할라이드 및 디카르복실산 디알킬에스테르, 특히 디카르복실산 디클로라이드 및 디카르복실산 디메틸에스테르이다.
카보네이트 기는 방향족 디카르복실산 에스테르 기에 의해 실질적으로 화학량론적으로 및 정량적으로 치환되어, 종결된 폴리에스테르 카보네이트에서 반응 짝의 상기 몰 비가 다시 나타난다. 방향족 디카르복실산 에스테르 기는 랜덤하게 및 블럭 별로 도입될 수 있다.
폴리카보네이트는 계면 공정 또는 공지의 용융물 에스테르 교환 방법에 의해 바람직하게 제조된다. 전자의 경우 포스겐이 이산화탄소 유도체로서 바람직하게 작용하며, 후자의 경우는 디페닐카보네이트가 바람직하게 작용한다.
폴리카보네이트의 제조를 위한 촉매, 용매, 반응 후 처리, 반응 조건 등은 두 경우 모두 공지되어 있다.
용융물 에스테르 교환 방법은 특히 문헌[H. Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Vol. 9, pages 44 - 51, Interscience Publishers, New York, London, Sidney, 1964] 및 독일 특허 제 1 031 512 호, 미국 특허 3 022 272 호, 5 340 905 호 및 5 399 659 호에 기재되어 있다.
폴리카보네이트는 또한 예를 들면 안료, UV 안정화제, 열 안정화제, 산화방지제 및 이형제와 같은 통상의 첨가제를 폴리카보네이트를 위한 통상의 양으로 함유할 수 있다.
폴리카보네이트가 첨가제를 함유하는 경우, 폴리카보네이트와 첨가제로 구성된 상기 조성물은 폴리카보네이트 성형 화합물이라고도 불리운다.
상기 통상의 첨가제들은 본 발명에 따르는 성분과 함께 또는 그 후에 공지의 방법으로 첨가될 수 있다.
폴리카보네이트를 제조할 때, 낮은 정도의 오염물을 갖는 원료 및 보조제가 바람직하게 사용된다. 사용되는 비스페놀 및 사용된 이산화탄소 유도체는, 특히 용융물 에스테르 교환 방법에 의한 제조에 있어서, 가능하면 알칼리 이온 및 알칼리 토금속이 없는 것이어야 한다. 이러한 유형의 순수한 원료는 예를 들면, 이산화탄소 유도체, 예를 들면 이산화탄소 에스테르의 재결정, 세척 또는 증류에 의해 수득될 수 있다.
용융물 에스테르 교환 방법에 의해 폴리카보네이트를 제조할 때, 비스페놀과 이산화탄소 디에스테르의 반응은, 예를 들면 교반되는 탱크, 필름 증발기, 낙하-필름 증발기, 일련의 교반-탱크 반응기, 압출기, 혼련기, 간단한 원판 반응기 및 고점도 원판 반응기에서, 연속적 또는 비연속적으로 수행될 수 있다.
폴리카보네이트를 제조하는 데 사용될 수 있는 이산화탄소 디에스테르는 예를 들면, 두 개의 아릴 기가 바람직하게는 각각 6 내지 14 개의 탄소 원자를 갖는 이산화탄소의 디아릴에스테르이다. 이산화탄소의 디에스테르는 바람직하게는 페놀 또는 알킬-치환된 페놀, 다시 말하면 예를 들어 디페닐 카보네이트 또는 디크레실카보네이트를 기준으로 사용된다. 1 몰의 비스페놀을 기준으로, 상기 이산화탄소 디에스테르는 바람직하게는 1.01 내지 1.30 몰의 양으로, 특히 바람직하게는 1.02 내지 1.15 몰의 양으로 사용된다.
페놀, 알킬페놀 및/또는 아릴페놀이 폴리카보네이트의 제조에 사용될 경우, 이들은 연쇄 종결제의 작용을 갖는다. 이는 그들이 최대의 수득가능한 평균 몰 질량을 제한함을 의미한다. 그들은 폴리카보네이트를 제조하는 데 필요한 단량체와 함께 첨가되거나 폴리카보네이트 합성의 이후 단계에 첨가된다. 이들은 폴리카보네이트 합성의 의미에서 단일관능성 화합물로서 작용하며 따라서 연쇄 종결제로서 작용한다.
폴리카보네이트의 제조에 선택적으로 사용되는 페놀, 알킬페놀 및/또는 아릴페놀은 각각의 사용된 비스페놀의 총량을 기준으로 0.25 내지 10 몰%의 양으로 바람직하게 사용된다.
페놀 및/또는 1종 이상의 알킬페놀 및/또는 아릴페놀의 혼합물이 사용될 수도 있다.
폴리카보네이트의 제조에 선택적으로 사용되는 알킬페놀 및/또는 아릴페놀은 말단의 알킬페닐 기 및 말단의 아릴페닐 기를 초래한다. 또한, 제조 방법에 따라, 수득되는 폴리카보네이트에 페놀계 말단 OH 기 또는 말단 클로로포름산 에스테르 기와 같은 기타의 말단 기가 나타날 수 있다.
연쇄 종결제로서 작용할 수 있는 추가의 물질의 첨가 없이, 페놀, 알킬페놀 및/또는 아릴페놀은 연쇄 종결제로서 바람직하게는 배타적으로 사용된다.
연쇄 종결제로서 작용할 수 있는 적절한 추가의 물질은 모노페놀 및 모노카르복실산이다. 적합한 모노페놀은 예를 들면 페놀, p-클로로페놀 또는 2,4,6-트리브로모페놀이다. 적합한 모노카르복실산은 벤조산, 알킬벤조산 및 할로겐벤조산이다.
연쇄 종결제로서 작용할 수 있는 바람직한 추가의 물질은 페놀, p-tert-부틸페놀, 큐밀페놀 및 이소옥틸페놀이다.
연쇄 종결제로서 작용할 수 있는 추가 물질의 양은 각각의 사용된 비스페놀의 총량을 기준으로 0.25 내지 10 몰% 사이가 바람직하다.
단일축 신장 점도를 결정하기 위한 측정 방법을 이후에 기술한다.
단일축 신장 점도를 측정하기 위해 원통형 플라스틱 시료(유효 치수: 직경은 실질적으로 4 내지 5 mm 사이, 길이는 실질적으로 20 내지 25 mm 사이)를 클램프 집게를 이용하여 말단에 고정시키고 신장 레오미터에 고정시킨다.
상기 시료를, 200℃의 측정 온도에서 상기 플라스틱 재료와 거의 동일한 밀도를 갖는 오일욕을 이용하여 온도 조절한다. 온도가 일정하게 도달하면, 시료의 한쪽 말단에서 클램프 집게에 연결된 이탈(take-off) 막대를 통해 소정의 변형이 가해진다. 일정한 헹키 신장률이 여기에서 주어진다. 이는 이탈 속도 u가 시간에 따라 기하급수적으로 증가함을 의미한다.
시료의 다른 말단에서 인장력을 시간 또는 총 신장의 함수로서 측정한다. 단일축 신장 점도는 시간-의존적 단면적에 대하여 확인된 인장 응력을 참고하여 확인될 수 있다.
본 문서의 실시예에서 측정에 사용된 신장 레오미터에서, 최대 이탈 길이는 약 500 mm이고 이는 거의 L/L0= 25 의 최대 변형 또는 거의 ln(L/L0= 3.2)의 최대 헹키 신장에 해당한다. 그러나, 총 신장은 시료가 미리 파열 또는 파괴될 수 있으므로 연구되는 폴리카보네이트에서 항상 수득되는 것은 아니다.
단일축 신장 시험의 평가는 다음과 같다. 단일 신장 점도 값의 로그 및 3-배의 전단 점도 값을 시간의 함수로서 한 그래프에 함께 나타낸다. 용기를 제조하기 적합한 플라스틱 재료는 정확하게 3 배의 전단 점도에 비하여 신장 점도가 크게 증가하는 것들임이 밝혀졌다 (도 1 참고). 신장 점도가 3 배의 전단 점도에 비하여 크게 증가하지 않는 플라스틱 재료(도 2 참고)는 물병을 제조하는 데 덜 적합하거나 부적합하다.
물병을 제조하는 데 유리하지 않은 폴리카보네이트의 용융물은 시료가 수축 및/또는 파괴되므로 높은 총 신장치 (ε> 2.5)에서 어느 정도는 변형되지 않을 수 있다.
단일축 신장 점도의 측정 결과는 정확한 시험 과정에 심각하게 의존할 수 있다. 부정확한 시험 과정을 이용하면, 실제 값이 아닌 크게 증가된 신장 점도가 측정될 수 있다. 정확한 측정 값을 확인하기 위해서는 적절한 시험 과정 및 평가가 관찰되어야 한다(문헌 Th. Schweizer, Rheol. Acta 39 (2000) 5, pages 428 - 443; J. S. Schulze 등, Rheol. Acta 40 (2001) pages 457 - 466; 및 V. C. Barroso, J.A. Covas, J. M. Maia Rheol. Acta 41 (2002) pages 154 - 161 참고).
이하에 도 1 및 도 2를 기술한다.
도 1은 압출 블로우 성형에 의해 물병을 제조하기에 유리한 폴리카보네이트의 경우 (본 발명의 실시예에 따라 제조된) 단일축 신장 점도 ηE(t,) 및 3-배의 전단 점도 3 η(t)를 나타낸다. 3-배의 전단 점도 3η(t)는 실선으로 나타낸다. 0.1, 0.03 및 0.01 (단위: 1/초)의 3 가지 상이한 신장률의 경우 단일축 신장 점도 ηE(t,)를 기호로 표시된 선으로 나타낸다. 모든 신장률의 경우 신장 점도는 시간 증가에 따라 크게 증가하며 3-배 전단 점도 상에 놓이게 된다는 것을 알 수 있다.
도 2는 압출 블로우 성형에 의해 물병을 제조하기에 유리하지 않은 폴리카보네이트의 경우 (비교예에 따라 제조된) 단일축 신장 점도 ηE(t,) 및 3-배의 전단 점도 3 η(t)를 나타낸다. 3-배의 전단 점도 3η(t)는 실선으로 나타낸다. 0.2, 0.1 및 0.05 (단위: 1/초)의 3 가지 상이한 신장률의 경우 단일축 신장 점도 ηE(t,)를 기호로 표시된 선으로 나타낸다. 모든 신장률의 경우 신장 점도는 시간 증가에 따라 크게 증가하지 않으며 3-배 전단 점도의 영역에 놓이게 된다는 것을 알 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 특정 헹키 신장률을 갖는 곡선의 경우 시간 축 t은다음을 적용하여 헹키 신장치 ε로 변환될 수 있다:
헹키 신장치 ε = 헹키 신장률 x 시간 t
도 3은 실시예에서 제조된 병들을 나타낸다. 그 치수는 밀리미터(mm)로 나타낸다.
도 4는 벽 두께가 실시예에서 측정된 병들 위의 측정 지점의 위치를 나타낸다.
도 5는 표 2에서 재현된 벽 두께의 행로를 그래프로 나타낸다. mm로 나타낸 벽 두께를 측정 지점 1 내지 46에 대하여 플롯한다. 실시예에 따르는 폴리카보네이트로 제조된 병은 균일한 행로(정사각 기호)를 나타낸다. 비교예에 따르는 폴리카보네이트로 만들어진 병은 불균일한 행로(삼각형 기호)를 나타낸다.
실시예에 따라서 유동학적 신장 특성을 갖는 폴리카보네이트를 제조하였다. 5 갤런의 부피를 갖는 물병을 플라스틱 과립으로부터 연속적으로 제조하고 벽 두께 분포를 측정하였다. 같은 과정을 비교예에 따르는 유동학적 신장 특성을 갖는 비교 제품으로 수행하였다.
균일한 벽 두께 분포를 갖는 물병이 실시예에 따르는 폴리카보네이트로부터 수득되었으나 비교예에 따르는 폴리카보네이트로부터는 수득되지 않았다.
1. 폴리카보네이트의 제조
실시예:
5515.7 g(24.16 mol)의 비스페놀 A 및 31.10 g의 이사틴비스크레졸(isatinbiscresol)을 33.40 kg의 6.5% 수산화 나트륨 용액 중 교반하면서 질소 대기 중에 용해시켰다. 70.6 g의 페놀과 36.03 kg의 메틸렌 클로라이드의 혼합물을 상기 용액에 가하였다. 2967.6 g의 포스겐을 20 내지 25℃에서 30 분 동안 도입하고, 강하게 교반하면서 추가의 수산화 나트륨 용액을 첨가함으로써 pH 13을 유지하였다. 상기 도입 후, 28.3 g의 N-에틸피페리딘을 가하고 상기 용액을 45 분 동안 pH 13에서 교반하였다.
알칼리 상을 유기 상으로부터 분리하였다. 유기 상을 묽은 인산 또는 염산으로 pH 1로 조절하였다. 다음, 상기 상을 탈이온수로 전해질이 없도록 세척하였다. 메틸렌 클로라이드를 클로로벤젠으로 교환한 후 상기 폴리카보네이트를 스트리핑 압출기를 통해 공지의 방식으로 단리하였다.
이와 같이 수득된 폴리카보네이트는 100 ml 메틸렌 클로라이드 중 0.5 g 폴리카보네이트의 농도로 25℃에서 측정한 상대 용액 점도가 1.325였다.
비교예:
6.91 g의 이사틴비스크레졸 및 78.4 g 페놀을 상기 실시예에서 사용하였다. 1.305의 상대 용액 점도를 갖는 폴리카보네이트가 수득되었다. 이사틴비스크레졸은 시판되며 정확한 명칭은 3,3-비스-(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.
2. 압출 블로우 성형에 의한 폴리카보네이트로 만들어진 5 갤런 물병의 제조의 설명
다음의 기계 요건으로 SIG 블로우텍(Blowtec)에서 제조된 압출 블로우 성형 기계 KBS 2-20을 이용하여 병을 제조하였다. 직경 100 mm, 길이 25 D의 나사를 갖는 압출기를 사용하였고, 이것은 비교적 낮은 나사 속도에서 재료 내로 거의 마찰열을 도입하지 않았다. 가소화 용량은 약 750 g의 병 총중량에서 약 145 내지 190 kg/h 사이였고, 갯수로는 130 내지 144 병/시간이었다. 가소화 실린더는 조절된 가열 영역 및 정확하고 일정한 온도 제어를 보장하는 팬이 구비되어 있다. 구동은 재료의 균일한 운반 및 일정한 토크를 위해 구비된 사이리스터-제어된 d.c. 단위에 의해 제공되었다. 패리슨 다이는 3.5 리터의 저장 부피 및 중첩되는 하트-형 홈을 갖는 피포(fifo) 축적기 헤드(fifo = 선입선출(first in - first out))로 구성되었다. 180°벌충된 2 개의 하트-형 홈이 내부 및 외부 패리슨을 형성하고 용융물의 흐름을 축적기 쳄버 내로 운반하였다. 패리슨 다이 내의 굴대 및 다이는 원뿔형으로 디자인되었다. 굴대는 벽 두께 제어 프로그램에 의해 원뿔형 다이에 대하여 축 방향으로 배치되었다. 결과적으로, 병의 중량을 적정화하고, 상응하는 벽 부위, 예를 들면 바닥 영역에서 벽 두께를 적응시키는 것이 가능하였다.
공급 영역에서 압출기 온도는 110℃였고, 개별적인 가열 영역에서는 245℃ 내지 265℃ 사이였다. 다이 헤드 온도는 245℃ 내지 250℃였고, 다이 온도는 275℃였다. 확인된 내용물 온도는 267℃였다. 평균 순환 시간은 25.8 초 ± 0.2 초였고, 패리슨의 배출 시간은 5.3 초로, 갯수로는 1 시간 당 138 내지 140 병에 해당하였다. 5 갤런 폴리카보네이트 병의 통상의 수직 벽 두께 윤곽이 벽 두께를 제어하기 위해 사용되었다. 제조된 병은 750 g 내지 850 g의 총 중량을 가졌고 적외선 방사에 의해 즉시 온도 조절되었다. 온도 제어는 상기 재료를 신속히 이완시키고, 그와 관련된 공정-유도된 내부 응력을 이완시키는 작용을 하였다. 프로세스 다이나믹스 사(Process Dynamics Inc., USA)로부터 제조된 프로써엄(Protherm) 850-3 모델, 일련 번호: KRK 7110의 적외선 방사 오븐이 사용되었다. 존재하는 7 개 가열 영역의 조절가능한 온도는 병의 표면 온도 130℃ ± 2℃를 보장하도록 선택되었다.
병의 기하학 및 실시예/비교예 물병의 중량
실시예 평균 벽 두께 [mm] 면적 [cm2] 부피 [cm3] 계산된 중량 [g]
목 2.35 129.53 30.440 36.53
어깨 2.01 642.44 129.130 154.96
몸체 1.30 2747.82 357.217 428.66
바닥 2.14 547.11 117.082 140.50
계 4066.90 633.87 760.65
비교예 평균 벽 두께 [mm] 면적 [cm2] 부피 [cm3] 계산된 중량 [g]
목 2.75 129.53 35.588 42.71
어깨 2.30 642.44 147.681 177.22
몸체 1.35 2747.82 369.696 443.64
바닥 2.23 547.11 122.224 146.67
계 4066.90 675.19 810.23
3. 물병의 벽 두께 측정에 대한 설명
크라우트크래머 사(Krautkraemer GmbH & Co., Huerth, Germany)로부터 제조된 CL3 DL 형의 초음파 벽 두께 측정 장치를 사용하여 벽 두께를 확인하였다. 상기 장치는 임펄스-에코(impulse-echo) 원리에 의해 작동된다. 펄스에 의해 재료중에 통과된 시간의 측정은, 초음파 펄스의 일부가 진행 부분과 측정될 재료의 표면 사이의 경계 면으로부터 반사될 때, 발생된 진입 에코와 함께 시작된다. 재료의 두께에 따라, CL3 DL은 진입 에코로부터 첫번째 슬랩-백(slap-back)(계면에서 첫번째 모드)까지의 측정 또는 이어지는 슬랩-백 에코(다중-에코-모드) 사이의 측정을 자동으로 결정한다. 알파(ALPHA) DFR-P라고 불리우는 플라스틱 재료에 대해 특이적이며 명목상 주파수 22 MHz 및 접속 면 6.4 mm를 갖는 초음파 진행 프로브가 0.125 mm 내지 3.8 mm의 범위를 측정하기 위해 사용되었다. 벽 두께 측정은 초음파 커플링 수단을 이용하여 직접 병 위의 46 개 측정 지점(도 4 참고)에서 수행되었다.
측정 지점의 벽 두께
측정 지점 측정 부분 벽 두께 [mm] 실시예 벽 두께 [mm] 비교예
1 목 2.27 2.57
2 목 2.42 2.92
3 어깨 2.28 2.78
4 어깨 2.14 2.66
5 어깨 1.88 2.39
6 어깨 1.72 1.92
7 몸체 1.53 1.63
8 몸체 1.36 1.36
9 몸체 1.22 1.14
10 몸체 1.16 1.45
11 몸체 1.14 1.08
12 몸체 1.16 1.32
13 몸체 1.19 1.17
14 몸체 1.24 1.78
15 몸체 1.3 1.86
16 몸체 1.38 1.96
17 몸체 1.45 1.76
18 몸체 1.57 1.89
19 바닥 1.72 1.78
20 바닥 1.94 2.28
21 바닥 2.16 2.56
22 바닥 2.33 2.73
23 바닥 2.46 2.53
24 바닥 2.45 2.39
25 바닥 2.35 2.48
26 바닥 2.19 2.29
27 바닥 2.02 1.94
28 바닥 1.76 1.36
29 몸체 1.58 1.21
30 몸체 1.45 1.09
31 몸체 1.35 1.37
32 몸체 1.29 1.43
33 몸체 1.25 1.34
34 몸체 1.19 0.94
35 몸체 1.16 1.18
36 몸체 1.15 0.96
37 몸체 1.14 1.27
38 몸체 1.22 0.94
39 몸체 1.33 1.03
40 몸체 1.48 1.13
41 어깨 1.68 1.35
42 어깨 1.92 2.09
43 어깨 2.12 2.51
44 어깨 2.3 2.69
45 목 2.45 2.86
46 목 2.25 2.64

Claims (7)

  1. 가장 두꺼운 지점에서 균일한 용기 벽이 그의 가장 얇은 지점에서의 두께의 3 배 이하인, 플라스틱 재료를 함유하는 용기.
  2. 제1항에 있어서, 가장 두꺼운 지점에서 상기 균일한 용기 벽이 그의 가장 얇은 지점에서의 두께의 2.6 배 이하인 용기.
  3. 제1항에 있어서, 가장 두꺼운 지점에서 상기 균일한 용기 벽이 그의 가장 얇은 지점에서의 두께의 2.2 배 이하인 용기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 병인 용기.
  5. 제4항에 있어서, 물병인 용기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 재료가 폴리카보네이트인 용기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따르는 용기를 압출 블로우 성형 또는 사출 연신 블로우 성형에 의해 제조하는 방법.
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