KR20050041825A - 다층 제품 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20050041825A
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반 덴 요스 보거드
에스텔 셰레
요세푸스 후베르투스 코르넬리우스 마 리아 데케르스
몰레루스 라인 파베르
이안-윌렘 구드마커스
크리스티아누스 제이제이 마스
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명은 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층; 열가소성 중합체 및 전자기 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 1 캡층을 포함하고; 상기 제 1 캡층의 표면이 코어층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 다층 시이트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 조성물을 용융 블렌딩하여 코어층을 제조하는 단계; 열가소성 중합체 및 자외선 복사 흡수제를 포함하는 조합물을 용융 블렌딩하여 제 1 캡층을 제조하는 단계; 캡층이 코어층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉되도록 코어층을 제 1 캡층과 조합하는 단계를 포함하는 다층 시이트의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

다층 제품 및 그의 제조 방법{MULTILAYERED ARTICLES AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은 다층 제품 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 IR 복사의 흡수를 위한 다층 시이트 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차, 주택 또는 사무실 빌딩의 내부 표면에 의한 과량의 태양광 복사 흡수는 내부 온도를 상승시킬 수 있어 거주자에게 주는 안락감이 줄어들고, 내부 물질의 분해가 가속화되고, 더욱 큰 공기 조절 장치가 필요하게 된다. 특히 자동차에서는, 특히 사막 기후에서 뜨거운 여름 햇볕에 주차된 차에서 발생할 수 있는 높은 정적-소크(static-soak) 조건하에서, 폐쇄된 차안의 표면 온도가 100℃ 이상에 도달할 수 있고, 차의 전체 열량이 고온으로 상승될 수 있다.
열 불쾌감을 개선시키기 위해 자동차의 공기 조절 장치의 냉각 부하를 증가시키는 것은 자동차 산업의 유행 경향에 역행하는 것이다. 자동차 엔진은 중량을 감소시키고 연료 효율을 개선시키기 위해 소형화되고 있으며 더 큰 공기 조절기의 동력 유출을 처리하는 능력은 떨어진다. 산업계 및 정부의 최근 관심사는 대기중으로 방출되는 클로로플루오로카본(CFC)의 공급원으로서의 자동차 공기 조절기의 역할이고, 증가된 냉각 부하는 더욱 더 큰 공기 조절 장치를 필요로 하고, 이는 상기 문제점을 확대시킨다. 따라서, 자동차뿐만 아니라 주택 및 사무실 빌딩의 태양열 부하를 감소시킬 새로운 기술 및 수동적(passive) 설계 해법에 대한 요구가 있다.
본 발명은 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층; 열가소성 중합체 및 전자기 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 1 캡층을 포함하고; 상기 제 1 캡층의 표면이 코어층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 다층 시이트를 개시한다.
또한, 본 발명은 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 조성물을 용융 블렌딩하여 코어층을 제조하는 단계; 열가소성 중합체 및 자외선 복사 흡수제를 포함하는 조성물을 용융 블렌딩하여 제 1 캡층을 제조하는 단계; 상기 캡층이 상기 코어층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉되도록 상기 코어층을 제 1 캡층과 조합하는 단계를 포함하는 다층 시이트의 제조 방법을 개시한다.
또한 본 발명은 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층을 열가소성 중합체 및 자외선 복사 흡수제를 포함하는 제 1 캡층과 함께 공압출시키는 것을 포함하는 다층 시이트의 제조 방법을 개시한다.
또한, 본 발명은 상기 설명된 다층 시이트를 포함하는 제품을 개시한다.
본 발명은 전자기 스펙트럼의 자외선(UV) 영역에서 높은 광흡수성, 근적외선(IR) 영역에서 높은 광흡수성 및 높은 광반사성을 나타내면서, 가시 영역에서는 광에 대한 높은 투과율 및 낮은 반사성을 제공하는 다층 시이트를 개시한다. 다층 시이트는 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층을 포함한다. 한 실시양태에서, 코어층의 표면은 열가소성 중합체 및 전자기 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 1 캡층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된다. 다른 실시양태에서, 코어층의 표면은 각각이 열가소성 중합체 및 전자기 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 1 및 제 2 캡층의 표면 사이에 배치되어 긴밀하게 접촉된다. 다층 시이트는 일반적으로 임의의 용도(예: 빌딩 또는 자동차)에서 태양광 복사가 코어층에 충돌하기 전에 캡층에 충돌하도록 하는 방식으로 탑재된다. 다층 시이트는 바람직하게는 공압출에 의해 제조되고, 이는 하기에 자세히 설명된다. 본원에 개시된 모든 범위는 그 한계치를 포함하며 조합될 수 있다는 것을 명심해야 한다.
전자기 복사 흡수 첨가제는 전자기 스펙트럼으로부터의 임의의 복사의 흡수제일 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 전자기 복사 흡수 첨가제는 자외선(UV) 복사 흡수제이다. 다른 예시적인 실시양태에서, 전자기 복사 흡수 첨가제는 IR 복사를 흡수할 수 있는 IR 흡수 첨가제이다. 또 다른 예시적인 실시양태에서, 전자기 복사 흡수 첨가제는 IR 복사 및 UV 복사를 흡수할 수 있는 첨가제이다.
도 1은 제 1 캡층의 표면 및 제 2 캡층의 표면 사이에 배치된 코어층의 표면을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 오직 제 1 캡층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 코어층의 표면을 개략적으로 도시한 것이다. 코어 및 캡층 둘 다는 열가소성 중합체의 단일 시이트이거나 열가소성 중합체의 다중 시이트일 수 있다. 도 1 및 2로부터, 다층 시이트의 두께는 코어층의 두께 더하기 캡층의 두께를 나타냄을 알 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 코어 및 캡층 둘 다는 열가소성 수지를 포함한다. 사용될 수 있는 열가소성 중합체는 올리고머, 중합체, 이오노머, 덴드리머(dendrimer), 공중합체, 예컨대 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 스타 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 등 뿐만 아니라 상기 중합체중 하나 이상을 포함하는 조합물이다. 코어 및 캡층으로서 사용될 수 있는 열가소성 중합체의 적합한 예는 폴리아세탈, 폴리아크릴릭, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리아릴설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리벤족사졸, 폴리옥사디아졸, 폴리벤조티아지노페노티아진, 폴리벤조티아졸, 폴리피라지노퀴녹살린, 폴리피로멜리트이미드, 폴리퀴녹살린, 폴리벤즈이미다졸, 폴리옥신돌, 폴리옥소이소인돌린, 폴리디옥소이소인돌린, 폴리트리아진, 폴리피리다진, 폴리피페라진, 폴리피리딘, 폴리피페리딘, 폴리트리아졸, 폴리피라졸, 폴리피롤리딘, 폴리카보란, 폴리옥사비사이클로노난, 폴리디벤조푸란, 폴리프탈라이드, 폴리아세탈, 폴리무수물, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 티오에테르, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드, 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르, 폴리설포네이트, 폴리설파이드, 폴리티오에스테르, 폴리설폰, 폴리설폰아미드, 폴리우레아, 폴리포스파젠, 폴리실라잔 등, 또는 상기 열가소성 중합체중 하나 이상을 포함하는 조합물이다. 코어층에 사용하기 바람직한 열가소성 중합체는 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트와 폴리실록산의 공중합체이다. 캡층에 사용하기 바람직한 열가소성 중합체는 폴리카보네이트, 코폴리에스테르카보네이트, 또는 폴리에스테르와 폴리카보네이트의 블렌드이다.
전술한 바와 같이, 코어층은 열가소성 중합체의 단일 시이트 또는 열가소성 중합체의 다중 시이트일 수 있다. 열가소성 중합체가 전자기 스펙트럼의 광학 파장 영역에서 광에 투명한 것이 바람직하다. 코어층은 일반적으로 폴리카보네이트 및 IR 흡수 첨가제를 포함한다. 본원에서, "폴리카보네이트", "폴리카보네이트 조성물", 및 "방향족 카보네이트 쇄 단위를 포함하는 조성물"이란 용어는 화학식 I의 구조 단위를 갖는 조성물을 포함한다:
상기 식에서, R1 기의 총 수의 약 60% 이상이 방향족 유기 라디칼이고 그 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족 라디칼이다. 바람직하게는, R1은 방향족 유기 라디칼이고, 더욱 바람직하게는, 하기 화학식 2의 라디칼이다:
상기 식에서, A1 및 A2는 단환식 2가 아릴 라디칼이고, Y1은 A1을 A2로부터 분리시키는 0, 1 또는 2개의 원자를 갖는 가교 라디칼이다. 예시적인 실시양태에서, 1개의 원자가 A1을 A2로부터 분리시킨다. Y1 라디칼의 예시적인 예는 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 메틸렌, 사이클로헥실-메틸렌, 2-[2,2,1]-비사이클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 아다만틸리덴 등이다. 다른 실시양태에서, 0개의 원자가 A1을 A2로부터 분리시키고, 그의 예는 비페닐이다. 가교 라디칼 Y1은 메틸렌, 사이클로헥실리덴 또는 이소프로필리덴과 같은 포화 탄화수소 기일 수 있다.
폴리카보네이트는 카보네이트 전구체의 디하이드록시 화합물과의 쇼텐-바우만(Schotten-Bauman) 계면 반응에 의해 제조될 수 있다. 전형적으로, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등과 같은 수성 염기를 디하이드록시 화합물을 함유하는 벤젠, 톨루엔, 이황화탄소, 또는 디클로로메탄과 같은 유기 수불혼화성 용매와 혼합한다. 상 전달제는 일반적으로 반응을 용이하게 하기 위해 사용된다. 분자량 조절제는 반응물 혼합물에 단독으로 또는 혼합물로 첨가된다. 곧 설명될 분지제도 또한 단독으로 또는 혼합물로 첨가된다.
폴리카보네이트는 오직 하나의 원자가 A1 및 A2를 분리시키는 경우 디하이드록시 화합물의 계면 반응에 의해 제조될 수 있다. 본원에서, "디하이드록시 화합물"이란 용어는 예를 들어 하기와 같은 화학식 3의 비스페놀 화합물을 포함한다:
상기 식에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자, 바람직하게는 브롬, 또는 1가 탄화수소 기를 나타내고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고, Xa는 하기 화학식 4의 기중 하나를 나타낸다:
상기 식에서, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가 선형 또는 환식 탄화수소 기이고, Re는 2가 탄화수소 기, 산소, 또는 황이다.
화학식 3으로 표시될 수 있는 비스페놀 화합물의 유형의 예는 비스(하이드록시아릴)알칸 계열, 예컨대 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 (또는 비스페놀-A), 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)n-부탄, 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로판 등; 비스(하이드록시아릴)사이클로알칸 계열, 예컨대 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산 등, 또는 상기 비스페놀 화합물중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함한다.
화학식 3으로 표시될 수 있는 다른 비스페놀 화합물은 X가 -O-, -S-, -SO- 또는 S(O)2-인 것을 포함한다. 이러한 비스페놀 화합물의 몇몇 예는 비스(하이드록시아릴)에테르, 예컨대 4,4'-디하이드록시 디페닐에테르, 4,4'-디하이드록시-3,3'-디메틸페닐 에테르 등; 비스(하이드록시 디아릴)설파이드, 예컨대 4,4'-디하이드록시 디페닐 설파이드, 4,4'-디하이드록시-3,3'-디메틸 디페닐 설파이드 등; 비스(하이드록시 디아릴) 설폭사이드, 예컨대 4,4'-디하이드록시 디페닐 설폭사이드, 4,4'-디하이드록시-3,3'-디메틸 디페닐 설폭사이드 등; 비스(하이드록시 디아릴)설폰, 예컨대 4,4'-디하이드록시 디페닐 설폰, 4,4'-디하이드록시-3,3'-디메틸 디페닐 설폰 등; 또는 상기 비스페놀 화합물중 하나 이상을 포함하는 조합물이다.
폴리카보네이트의 축중합에 사용될 수 있는 다른 비스페놀 화합물은 화학식 5로 표시된다.
상기 식에서, Rf는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소 기의 할로겐 원자 또는 할로겐 치환된 탄화수소 기이고; n은 0 내지 4의 값이다. n이 2 이상일 경우, Rf는 동일하거나 상이할 수 있다. 화학식 5로 표시될 수 있는 비스페놀 화합물의 예는 레소시놀, 치환된 레소시놀 화합물, 예컨대 5-메틸 레소신, 5-에틸 레소신, 5-프로필 레소신, 5-부틸 레소신, 5-t-부틸 레소신, 5-페닐 레소신, 5-쿠밀 레소신 등; 카테콜, 하이드로퀴논, 치환된 하이드로퀴논, 예컨대 3-메틸 하이드로퀴논, 3-에틸 하이드로퀴논, 3-프로필 하이드로퀴논, 3-부틸 하이드로퀴논, 3-t-부틸 하이드로퀴논, 3-페닐 하이드로퀴논, 3-쿠밀 하이드로퀴논 등; 또는 상기 비스페놀중 하나 이상을 포함하는 조합물이다.
하기 화학식 6으로 표시되는 2,2,2',2'-테트라하이드로-3,3,3',3'-테트라메틸-1,1'-스피로비-[IH-인덴]-6,6'-디올과 같은 비스페놀 화합물이 또한 사용될 수 있다.
적합한 폴리카보네이트는 알킬 사이클로헥산 단위를 함유하는 비스페놀로부터 유도된 것을 추가로 포함한다. 이러한 폴리카보네이트는 화학식 7에 상응하는 구조 단위를 갖는다.
상기 식에서, Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로 수소, C1-C12 하이드로카빌, 또는 할로겐이고; Re 내지 Ri는 각각 독립적으로 수소, C1-C12 하이드로카빌이다. 본원에서, "하이드로카빌"이란 용어는 단지 탄소 및 수소만을 함유하는 잔사를 지칭한다. 상기 잔사는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 환식, 이환식, 분지, 포화 또는 불포화일 수 있다. 하이드로카빌 잔사는 치환체 잔사의 탄소 및 수소 멤버 위 및 상에 헤테로원자를 함유할 수 있다. 따라서, 이러한 헤테로원자를 함유하는 것으로 특정하게 지목되는 경우, 하이드로카빌 잔사는 또한 카보닐 기, 아미노 기, 하이드록실 기 등을 함유할 수 있거나, 또는 하이드로카빌 잔사의 주쇄 내에 헤테로원자를 함유할 수 있다. 알킬 사이클로헥산 함유 비스페놀, 예를 들어 페놀 2몰과 수소화 이소포론 1몰의 반응 생성물이, 높은 유리 전이 온도 및 높은 열 뒤틀림 온도를 갖는 폴리카보네이트 중합체를 제조하는데 유용하다. 상기 이소포론 비스페놀-함유 폴리카보네이트는 화학식 8에 상응하는 구조 단위를 갖는다.
상기 식에서, Ra-Rd는 상기 정의한 바와 같다. 비-알킬 사이클로헥산 비스페놀 및 알킬 사이클로헥실 비스페놀 함유 폴리카보네이트와 비-알킬 사이클로헥실 비스페놀 폴리카보네이트의 블렌드를 함유하도록 제조된 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 상기 이소포론 비스페놀계 중합체는 상표명 APEC으로 바이엘 캄파니(Bayer Co.)에서 공급된다. 바람직한 비스페놀 화합물은 비스페놀 A이다.
한 실시양태에서, 디하이드록시 화합물은 하이드록시아릴-종결된 폴리(디오가노실록산)과 반응하여 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체를 생성할 수 있다. 바람직하게는 폴리카보네이트-폴리(디오가노실록산) 공중합체는 포스겐을 계면 반응 조건하에 BPA와 같은 디하이드록시 화합물 및 하이드록시아릴-종결된 폴리(디오가노실록산)의 혼합물에 도입시킴으로써 제조된다. 반응물의 중합은 3차 아민 촉매 또는 상 전달 촉매를 사용함으로써 용이하게 될 수 있다.
하이드록시아릴-종결된 폴리(디오가노실록산)은 화학식 9의 실록산 하이드라이드와 지방족 불포화 1가 페놀 사이의 백금 촉매작용된 첨가를 수행시킴에 의해 제조될 수 있다.
상기 식에서, R4는 예를 들어 C(1-8) 알킬 라디칼, 할로알킬 라디칼, 예컨대 트리플루오로프로필 및 시아노알킬 라디칼; 아릴 라디칼, 예컨대 페닐, 클로로페닐 및 톨릴이다. R4는 바람직하게는 메틸, 또는 메틸과 트리플루오로프로필의 혼합물, 또는 메틸과 페닐의 혼합물이다.
하이드록시아릴-종결된 폴리(디오가노실록산)을 제조하는데 사용될 수 있는 지방족 불포화 1가 페놀중 몇몇은, 예를 들어, 유제놀(eugenol), 2-알킬페놀, 4-알릴-2-메틸페놀, 4-알릴-2-페닐페놀, 4-알릴-2-브로모페놀, 4-알릴-2-t-부톡시페놀, 4-페닐-2-페닐페놀, 2-메틸-4-프로필페놀, 2-알릴-4,6-디메틸페놀, 2-알릴-4-브로모-6-메틸페놀, 2-알릴-6-메톡시-4-메틸페놀, 2-알릴-4,6-디메틸페놀 등, 또는 상기중 하나 이상을 포함하는 조합물이다.
전형적인 카보네이트 전구체는 카보닐 할라이드, 예를 들어 카보닐 클로라이드(포스겐), 및 카보닐 브로마이드; 비스-할로포르메이트, 예를 들어 비스페놀 A, 하이드로퀴논 등과 같은 2가 페놀의 비스-할로포르메이트, 및 에틸렌 글리콜 및 네오펜틸 글리콜과 같은 글리콜의 비스-할로포르메이트; 및 디아릴 카보네이트, 예컨대 디페닐 카보네이트, 디(톨릴) 카보네이트, 및 디(나프틸) 카보네이트를 포함한다. 계면 반응에 바람직한 카보네이트 전구체는 카보닐 클로라이드이다.
또한 둘 이상의 상이한 2가 페놀의 중합으로 수득된 폴리카보네이트, 또는 단독중합체 대신 카보네이트 공중합체의 사용이 요망될 경우 2가 페놀의 글리콜과의, 또는 하이드록시- 또는 산-종결된 폴리에스테르와의, 또는 2염기산과의 또는 하이드록시 산과의 또는 지방족 이산과의 공중합체를 사용할 수 있다. 일반적으로, 유용한 지방족 이산은 약 2 내지 약 40개의 탄소를 갖는다. 바람직한 지방족 이산은 도데칸디오산이다.
분지 폴리카보네이트, 및 선형 폴리카보네이트 및 분지 폴리카보네이트의 블렌드가 또한 코어층에 사용될 수 있다. 분지 폴리카보네이트는 중합 동안 분지제를 첨가하여 제조될 수 있다. 상기 분지제는 하이드록실, 카복실, 카복실산 무수물, 할로포밀, 및 상기 분지제중 하나 이상을 포함하는 조합물일 수 있는 셋 이상의 작용기를 함유하는 다작용성 유기 화합물을 포함할 수 있다. 구체적인 예는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리틱 트리클로라이드, 트리스-p-하이드록시 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC(1,3,5-트리((p-하이드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA (4(4(1,1-비스(p-하이드록시페닐)-에틸) α,α-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 벤조페논 테트라카복실산 등, 또는 상기 분지제중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함한다. 분지제는 주어진 층 중의 폴리카보네이트의 총 중량을 기준으로 약 0.05 내지 약 4.0중량%의 수준으로 첨가될 수 있다.
한 실시양태에서, 폴리카보네이트는 디하이드록시 화합물과 카본산 디에스테르 사이의 용융 축중합 반응에 의해 제조될 수 있다. 폴리카보네이트를 제조하는데 사용될 수 있는 카본산 디에스테르의 예는 디페닐 카보네이트, 비스(2,4-디클로로페닐)카보네이트, 비스(2,4,6-트리클로로페닐) 카보네이트, 비스(2-시아노페닐) 카보네이트, 비스(o-니트로페닐) 카보네이트, 디톨릴 카보네이트, m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디사이클로헥실 카보네이트, 비스(o-메톡시카보닐페닐)카보네이트, 비스(o-에톡시카보닐페닐)카보네이트, 비스(o-프로폭시카보닐페닐)카보네이트, 비스-오르토 메톡시 페닐 카보네이트, 비스(o-부톡시카보닐페닐)카보네이트, 비스(이소부톡시카보닐페닐)카보네이트, o-메톡시카보닐페닐-o-에톡시카보닐페닐카보네이트, 비스 o-(tert-부톡시카보닐페닐)카보네이트, o-에틸페닐-o-메톡시카보닐페닐 카보네이트, p-(tert부틸페닐)-o-(tert-부톡시카보닐페닐)카보네이트, 비스-메틸 살리실 카보네이트, 비스-에틸 살리실 카보네이트, 비스-프로필 살리실 카보네이트, 비스-부틸 살리실 카보네이트, 비스-벤질 살리실 카보네이트, 비스-메틸 4-클로로살리실 카보네이트 등, 또는 상기 카본산 디에스테르중 하나 이상을 포함하는 조합물이다. 바람직한 카본산 디에스테르는 디페닐 카보네이트 또는 비스-메틸 살리실 카보네이트이다.
바람직하게는, 폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은 약 3,000 내지 약 1,000,000g/mole이다. 한 실시양태에서, 폴리카보네이트는 약 10,000 내지 약 100,000g/mole의 분자량을 갖는다. 다른 실시양태에서, 폴리카보네이트는 약 20,000 내지 약 50,000g/mole의 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 폴리카보네이트는 약 25,000 내지 약 35,000g/mole의 분자량을 갖는다.
열가소성 중합체는 일반적으로 코어층의 중량을 기준으로 약 70 내지 약 99.9중량%의 양으로 사용된다. 한 실시양태에서, 열가소성 중합체는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 75 내지 약 99.7중량%의 양으로 존재한다. 다른 실시양태에서, 열가소성 중합체는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 80 내지 약 99.5중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 실시양태에서, 열가소성 중합체는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 85 내지 약 97중량%의 양으로 존재한다.
IR 흡수 첨가제는 일반적으로 금속 보라이드 또는 란타늄 보라이드(LaB6), 프라세오디뮴 보라이드(PrB6), 네오디뮴 보라이드(NdB6), 세륨 보라이드(CeB6 ), 가돌리늄 보라이드(GdB6), 테르븀 보라이드(TbB6), 디스프로슘 보라이드(DyB6), 홀뮴 보라이드(HoB6), 이트륨 보라이드(YB6), 사마륨 보라이드(SmB6), 유로퓸 보라이드(EuB6), 에르븀 보라이드(ErB6), 툴륨 보라이드(TmB6), 이테르븀 보라이드(YbB6), 루테튬 보라이드(LuB6), 스트론튬 보라이드(SrB6), 칼슘 보라이드(CaB6), 티타늄 보라이드(TiB2), 지르코늄 보라이드(ZrB2), 하프늄 보라이드(HfB2), 바나듐 보라이드(VB2), 탄탈륨 보라이드(TaB2), 크롬 보라이드(CrB 및 CrB2), 몰리브덴 보라이드(MoB2, Mo2B5 및 MoB), 텅스텐 보라이드(W 2B5) 등과 같은 보라이드, 또는 상기 보라이드중 하나 이상을 포함하는 조합물의 미세 입자이다.
IR 흡수 첨가제가 폴리카보네이트중에 분산되기 전에 나노크기 입자의 형태로 있는 것이 바람직하다. 입자의 형상에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 구형, 불규칙형, 판형 또는 구렛나루형일 수 있다. 나노크기 입자는 일반적으로 약 200nm 이하의 평균 최대 치수를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 입자는 약 150nm 이하의 평균 최대 치수를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 입자는 약 100nm 이하의 평균 최대 치수를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 입자는 약 75nm 이하의 평균 최대 치수를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 입자는 약 50nm 이하의 평균 최대 치수를 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 나노크기 입자는 일반적으로 약 200nm 이하의 평균 최대 치수를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 입자중 90%를 초과하는 입자가 약 200nm 이하의 평균 최대 치수를 가진다. 다른 실시양태에서, 입자중 95%를 초과하는 입자가 약 200nm 이하의 평균 최대 치수를 가진다. 또 다른 실시양태에서, 입자중 99%를 초과하는 입자가 약 200nm 이하의 평균 최대 치수를 가진다. 입자 크기의 이봉 분포 또는 그 이상의 분포가 사용될 수 있다.
IR 흡수 첨가제는 일반적으로 약 0.001g/m2 내지 약 2.0g/m2의 양으로 사용된다. 한 실시양태에서, IR 흡수 첨가제는 약 0.03 내지 약 1.0g/m2의 양으로 사용된다. 다른 실시양태에서, IR 흡수 첨가제는 약 0.05 내지 약 0.75g/m2의 양으로 사용된다. 또 다른 실시양태에서, IR 흡수 첨가제는 약 0.09 내지 약 0.36g/m2의 양으로 사용된다.
IR 흡수 첨가제는 일반적으로 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.02ppm 내지 약 3000ppm의 양으로 사용된다. 한 실시양태에서, IR 흡수 첨가제는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 1ppm 내지 약 1500ppm의 양으로 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서, IR 흡수 첨가제는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 1.5ppm 내지 약 1250ppm의 양으로 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, IR 흡수 첨가제는 코어층의 총 중량을 기준으로 시이트의 두께에 따라 약 2.5ppm 내지 약 600ppm의 양으로 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 코어층은 IR 흡수 첨가제와 IR광의 상호작용으로 발생한 온도 상승을 보상하기 위한 열 안정화제를 함유할 수 있다. 또한 열 안정화제를 첨가함으로써 용융 블렌딩과 같은 가공 조작 동안 물질이 보호된다. 일반적으로, IR 흡수 첨가제를 함유하는 폴리카보네이트의 층은 광 노출시 약 20℃에 달하는 온도 상승을 경험한다. 열 안정화제를 코어층에 첨가함으로써 장기간 노화 특성이 개선되고 다층 시이트의 수명 사이클이 증가한다. 다른 실시양태에서, 또한 UV 안정화제를 코어층에 첨가하여 UV 열화를 방지할 수 있다. 적합한 열 안정화제는 포스파이트, 포스포나이트, 포스핀, 장애(hindered) 아민, 하이드록실 아민, 페놀, 아크릴로일 개질된 페놀, 하이드로퍼옥사이드 분해제, 벤조푸라논 유도체 등, 또는 상기 열 안정화제중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함한다. 상업적으로 구입가능한 적합한 열 안정화제는 IRGAPHOS 168, DOVERPHOS S-9228, ULTRANOX 641이고, 상업적으로 구입가능한 적합한 UV 안정화제는 TINUVIN 329, TINUVIN 234, TINUVIN 350, TINUVIN 360 또는 UVINOL 3030이다. 바람직한 경우, 지환족 에폭시 중합체 또는 IRGANOX 1076과 같은 선택적인 공-안정화제를 또한 첨가하여 코어층의 열 안정성을 개선시킬 수 있다. 바람직한 열 안정화제는 포스파이트이다.
열 안정화제는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.001 내지 약 3중량%의 양으로 첨가하는 것이 일반적으로 바람직하다. 한 실시양태에서, 열 안정화제는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.002 내지 약 0.5중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 다른 실시양태에서, 열 안정화제는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.005 내지 약 0.2중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 열 안정화제는 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 0.1중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 공-안정화제가 사용될 경우, 이를 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.001 내지 약 2중량%의 양으로 첨가하는 것이 일반적으로 바람직하다.
열 안정화제 및 UV 안정화제 이외에, 몰드 이형제, 안료, 염료, 충격 개질제, 윤활제, 산화방지제, 항미생물제, 난연제, 시각효과 첨가제, 카본 섬유, 유리 섬유, 탄소 나노튜브 등과 같은 섬유; 정전기방지제, 가소제, 발연 실리카, 에어로겔, 카본 블랙 등과 같은 충전제와 같은 다른 첨가제가 코어 및 캡층 둘 다에 첨가될 수 있다.
코어층이 약 0.5 내지 약 30mm의 두께를 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 한 실시양태에서, 코어층은 약 0.75 내지 약 25mm의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 코어층은 약 0.85 내지 약 20mm의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 코어층은 약 1 내지 약 15mm의 두께를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 다층 시이트는 코어층 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 단일 캡층을 포함할 수 있다. 다르게는, 다층 시이트는 한 캡층이 코어층의 한쪽 표면상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 2개의 캡층을 포함할 수 있다. 캡층은 또한 일반적으로 열가소성 중합체를 포함한다. 적합한 열가소성 중합체는 폴리카보네이트, 코폴리에스테르카보네이트, 또는 폴리에스테르와 폴리카보네이트의 블렌드이다. 폴리에스테르는 지환족 폴리에스테르, 폴리아릴레이트 또는 지환족 폴리에스테르와 폴리아릴레이트의 조합물일 수 있다.
캡층에 사용하기 적합한 지환족 폴리에스테르는 광 투명성, 개선된 내후성, 화학적 내성, 및 낮은 수 흡수성을 특징으로 하는 것이다. 또한, 지환족 폴리에스테르가 코어층에 사용되는 열가소성 중합체와의 양호한 용융 상용성을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 예시적인 실시양태에서, 코어층에 사용되는 폴리카보네이트와의 양호한 용융 상용성을 나타내는 지환족 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. 지환족 폴리에스테르는 일반적으로 디올을 2염기산 또는 유도체와 반응시켜 제조된다. 고품질 광학 시이트로서 사용하기 위한 지환족 폴리에스테르 중합체의 제조에 유용한 디올은 직쇄, 분지, 또는 지환족이고, 바람직하게는 직쇄 또는 분지 알칸 디올이고, 2 내지 12개의 탄소 원자를 함유할 수 있다.
디올의 적합한 예는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 예컨대 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜 등; 부탄 디올, 예컨대 1,3- 및 1,4-부탄 디올 등; 디에틸렌 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸, 2-메틸, 1,3-프로판 디올, 1,3- 및 1,5-펜탄 디올, 디프로필렌 글리콜, 2-메틸-1,5-펜탄 디올, 1,6-헥산 디올, 1,4-사이클로헥산 디메탄올 및 특히 그의 시스- 및 트랜스-이성질체, 트리에틸렌 글리콜, 1,10-데칸 디올, 및 상기 디올중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함한다. 특히 바람직한 것은 디메탄올 비사이클로 옥탄, 디메탄올 데칼린, 지환족 디올 또는 그의 화학적 동등물, 및 특히 1,4-사이클로헥산 디메탄올 또는 그의 화학적 동등물이다. 1,4-사이클로헥산 디메탄올이 디올 성분으로서 사용될 경우, 시스- 대 트랜스-이성질체를 약 1:4 내지 약 4:1의 비율로 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 상기 범위내에서, 약 1:3의 시스- 대 트랜스-이성질체 비율을 이용하는 것이 일반적으로 바람직하다.
지환족 폴리에스테르 중합체의 제조에 유용한 이산은 각각이 포화 고리중의 포화 탄소에 부착되어 있는 2개의 카복실 기를 갖는 카복실산을 포함하는 지방족 이산이다. 지환족 산의 적합한 예는 데카하이드로 나프탈렌 디카복실산, 노르보넨 디카복실산, 비사이클로 옥탄 디카복실산을 포함한다. 바람직한 지환족 이산은 1,4-사이클로헥산디카복실산 및 트랜스-1,4-사이클로헥산디카복실산이다. 선형 지방족 이산은 또한 폴리에스테르가 지환족 고리를 함유하는 하나 이상의 단량체를 갖는 경우 유용하다. 선형 지방족 이산의 예시적인 예는 숙신산, 아디프산, 디메틸 숙신산, 및 아젤라산이다. 이산과 디올의 혼합물이 또한 지환족 폴리에스테르를 제조하는데 사용될 수 있다.
사이클로헥산디카복실산 및 그의 화학적 동등물은 예를 들어 사이클로방향족 이산 및 상응하는 유도체, 예컨대 이소프탈산, 테레프탈산 또는 나프탈렌산을 적당한 용매(예: 물 또는 아세트산)중에서 실온 및 대기압에서 탄소 및 알루미나를 포함하는 담체상에 지지된 로듐과 같은 촉매를 사용하여 수소화시킴으로써 제조될 수 있다. 상기 물질은 또한 반응 조건하에 산이 적어도 부분적으로 용해될 수 있고 탄소 또는 실리카상의 팔라듐 또는 루테늄의 촉매를 사용하는 불활성 액체 매질의 사용에 의해 제조될 수 있다.
일반적으로, 수소화 동안에, 둘 이상의 이성질체가 수득되며 여기서 카복실산 기는 시스- 또는 트랜스-위치에 있다. 시스- 및 트랜스-이성질체는 용매, 예를 들어 n-헵탄을 사용하거나 사용하지 않는 결정화, 또는 증류에 의해 분리될 수 있다. 시스-이성질체는 더 혼합되기 쉬운 경향이 있으나, 트랜스-이성질체는 더 높은 용융 및 결정화 온도를 가져 특히 바람직하다. 시스- 및 트랜스-이성질체의 혼합물을 또한 사용할 수 있고, 바람직하게는 이러한 혼합물을 사용하는 경우, 조합된 시스- 및 트랜스-이성질체의 총 중량을 기준으로 트랜스-이성질체는 바람직하게는 약 75중량% 이상을 차지하고 시스-이성질체는 그 나머지를 차지한다. 이성질체 또는 하나 이상의 이산의 혼합물을 사용할 경우, 코폴리에스테르 또는 두 폴리에스테르의 혼합물을 지환족 폴리에스테르 중합체로서 사용할 수 있다.
상기 이산의 에스테르를 포함하는 화학적 동등물이 또한 지환족 폴리에스테르의 제조에 사용될 수 있다. 이산의 화학적 동등물의 적합한 예는 알킬 에스테르, 예컨대 디알킬 에스테르, 디아릴 에스테르, 무수물, 산 클로라이드, 산 브로마이드 등, 및 상기 화학적 동등물중 하나 이상을 포함하는 조합물이다. 바람직한 화학적 동등물은 지환족 이산의 디알킬 에스테르를 포함하고, 가장 바람직한 화학적 동등물은 산의 디메틸 에스테르, 특히 디메틸-트랜스-1,4-사이클로헥산디카복실레이트를 포함한다.
디메틸-1,4-사이클로헥산디카복실레이트는 디메틸테레프탈레이트의 고리 수소화에 의해 수득될 수 있고, 시스- 및 트랜스-위치에 카복실산 기를 갖는 2종의 이성질체가 수득된다. 이성질체는 분리될 수 있으며, 트랜스-이성질체가 특히 바람직하다. 이성질체의 혼합물이 또한 전술된 바와 같이 사용될 수 있다.
폴리에스테르 중합체는 일반적으로 디올 또는 디올 화학적 동등 성분의 이산 또는 이산 화학적 동등 성분과의 축합 또는 에스테르 교환 중합을 통해 수득되며 화학식 10의 반복 단위를 갖는다:
상기 식에서, R3은 탄소수 2 내지 12의 알킬 또는 사이클로알킬 라디칼이고 탄소수 2 내지 12의 직쇄, 분지, 또는 지환족 알칸 디올 또는 그의 화학적 동등물의 잔사이고; R4는 이산으로부터 유도된 탈카복실화된 잔사인 알킬 또는 지환족 라디칼이고, 단, R3 또는 R4중 하나 이상은 사이클로알킬 기이다.
바람직한 지환족 폴리에스테르는 화학식 11의 반복 단위를 갖는 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-사이클로헥산디카복실레이트)(PCCD)이다.
화학식 9에서 R3은 사이클로헥산 고리이고, R4는 사이클로헥산디카복실레이트 또는 그의 화학적 동등물로부터 유도된 사이클로헥산 고리이고 그의 시스- 또는 트랜스-이성질체 또는 시스- 및 트랜스-이성질체의 혼합물로부터 선택된다.
지환족 폴리에스테르 중합체는 일반적으로 최종 생성물의 총 중량을 기준으로 일반적으로 약 50 내지 400ppm 티타늄의 적당한 양의 테트라(2-에틸 헥실)티타네이트와 같은 적당한 촉매의 존재하에 제조될 수 있다.
PCCD는 일반적으로 폴리카보네이트와 완전히 혼합될 수 있다. 일반적으로 폴리카보네이트-PCCD 혼합물이 265℃에서 2.16kg의 부하 및 4분의 휴지(dwell) 시간에서 측정시 약 5cc/10분 이상 내지 약 150cc/10분 이하의 용융물 체적 속도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 범위내에서, 265℃에서 2.16kg의 부하 및 4분의 휴지(dwell) 시간에서 측정시 약 7 이상, 바람직하게는 약 9 이상, 더욱 바람직하게는 10cc/10분 이상의 용융물 체적 속도를 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 또한 상기 범위내에서, 약 125 이하, 바람직하게는 약 110 이하, 더욱 바람직하게는 약 100cc/10분 이하의 용융물 체적 속도가 바람직하다.
폴리카보네이트와 혼합될 수 있는 다른 바람직한 지환족 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(PTT), 폴리(사이클로헥산디메탄올-코-에틸렌 테레프탈레이트)(PETG), 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN), 및 폴리(부틸렌 나프탈레이트)(PBN)이다.
다른 중합체와 혼합될 수 있는 다른 바람직한 폴리에스테르는 폴리아릴레이트이다. 폴리아릴레이트는 일반적으로 방향족 디카복실산 및 비스페놀의 폴리에스테르를 지칭한다. 아릴 에스테르 결합 이외에 카보네이트 결합을 포함하는 폴리아릴레이트 공중합체는 폴리에스테르-카보네이트라 명명되며, 또한 혼합물중에 유리하게 사용될 수 있다. 폴리아릴레이트는 용액중에서 또는 방향족 디카복실산 또는 그의 에스테르 형성 유도체의 비스페놀 또는 그의 유도체와의 용융 중합에 의해 제조될 수 있다.
일반적으로, 폴리아릴레이트가 1종 이상의 방향족 디카복실산 잔사와 함께 1종 이상의 디페놀 잔사를 포함하는 것이 바람직하다. 화학식 12로 예시되는 바람직한 디페놀 잔사는 1,3-디하이드록시벤젠 잔기로부터 유도되고, 본 명세서 전체에서 레소시놀 또는 레소시놀 잔기로서 지칭된다. 레소시놀 또는 레소시놀 잔기는 미치환된 1,3-디하이드록시벤젠 및 치환된 1,3-디하이드록시벤젠을 포함한다.
화학식 10에서, R은 C1-12 알킬 또는 할로겐중 하나 이상이고, n은 0 내지 3이다. 적합한 디카복실산 잔사는 단환식 잔기, 바람직하게는 이소프탈산, 테레프탈산, 또는 이소프탈산과 테레프탈산의 혼합물로부터, 또는 디페닐 디카복실산, 디페닐에테르 디카복실산, 및 나프탈렌-2,6-디카복실산 등, 및 상기 다환식 잔기중 하나 이상을 포함하는 조합물과 같은 다환식 잔기로부터 유도된 방향족 디카복실산 잔사를 포함한다. 바람직한 다환식 잔기는 나프탈렌-2,6-디카복실산이다.
바람직하게는, 방향족 디카복실산 잔사는 화학식 13에 일반적으로 예시된 바와 같은 이소프탈산 및/또는 테레프탈산의 혼합물로부터 유도된다.
따라서, 한 실시양태에서 폴리아릴레이트는 화학식 14에 예시된 바와 같은 레소시놀 아릴레이트 폴리에스테르를 포함하고, 여기서 R 및 n은 화학식 11에 대해 앞서 정의되었다.
상기 식에서, R은 C1-12 알킬 또는 할로겐중 하나 이상이고, n은 0 내지 3이고, m은 약 8 이상이다. R이 수소인 것이 바람직하다. 바람직하게는, n은 0이고 m은 약 10 내지 약 300이다. 이소프탈레이트 대 테레프탈레이트의 몰비는 약 0.25:1 내지 약 4.0:1이다.
다른 실시양태에서, 폴리아릴레이트는 화학식 15로 나타낸 바와 같은 다환식 방향족 라디칼을 갖는 열적으로 안정한 레소시놀 아릴레이트 폴리에스테르를 포함한다.
상기 식에서, R은 C1-12 알킬 또는 할로겐중 하나 이상이고, n은 0 내지 3이고, m은 약 8 이상이다.
다른 실시양태에서, 폴리아릴레이트는 공중합되어 블록 코폴리에스테르카보네이트를 형성하고, 이는 카보네이트 및 아릴레이트 블록을 포함한다. 폴리아릴레이트는 화학식 16의 구조 단위를 포함하는 중합체를 포함한다.
상기 식에서, R1은 각각 독립적으로 할로겐 또는 C1-12 알킬이고, m은 1 이상이고, p는 약 0 내지 약 3이고, R2는 각각 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, n은 약 4 이상이다. 바람직하게는 n은 약 10 이상, 더욱 바람직하게는 약 20 이상이고 가장 바람직하게는 약 30 내지 약 150이다. 바람직하게는 m은 약 3 이상, 더욱 바람직하게는 약 10 이상이고 가장 바람직하게는 약 20 내지 약 200이다. 예시적인 실시양태에서 m은 약 20 내지 50의 양으로 존재한다.
폴리에스테르의 중량 평균 분자량이 약 500 내지 약 1,000,000g/mole인 것이 일반적으로 바람직하다. 한 실시양태에서, 폴리에스테르는 약 10,000 내지 약 200,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는다. 다른 실시양태에서, 폴리에스테르는 약 30,000 내지 약 150,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 폴리에스테르는 약 50,000 내지 약 120,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는다. 캡층에 사용되는 폴리에스테르의 예시적인 분자량은 60,000 내지 120,000g/mole이다. 상기 분자량은 폴리스티렌 표준물질에 대해 결정된다.
한 실시양태에서, 다층 시이트의 형성 동안 코어층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도를 캡층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도에 맞추는 것이 바람직하다. 다른 실시양태에서, 다층 시이트의 형성 동안 두 용융물의 초기 접촉시점에서 캡층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도가 코어층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도와 같은 것이 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트의 형성 동안 두 용융물의 초기 접촉 시점에서 캡층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도가 코어층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도의 1% 이내에 있는 것이 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트의 형성 동안 두 용융물의 초기 접촉 시점에서 캡층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도가 코어층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도의 5% 이내에 있는 것이 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트의 형성 동안 두 용융물의 초기 접촉 시점에서 캡층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도가 코어층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도의 10% 이내에 있는 것이 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트의 형성 동안 두 용융물의 초기 접촉 시점에서 캡층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도가 코어층에 사용되는 열가소성 중합체의 용융 점도의 20% 이내에 있는 것이 바람직하다.
폴리에스테르 및/또는 코폴리에스테르카보네이트는 일반적으로 캡층의 중량을 기준으로 약 70 내지 약 99.9중량%의 양으로 사용된다. 상기 범위내에서, 캡층의 중량을 기준으로 약 75 이상, 바람직하게는 약 80 이상, 더욱 바람직하게는 약 85중량% 이상의 양이 사용될 수 있다. 또한 상기 범위내에서, 캡층의 중량을 기준으로 약 98 이상, 바람직하게는 약 97 이상, 더욱 바람직하게는 95중량% 이상의 양이 바람직하게 사용될 수 있다.
캡층은 일반적으로 적당한 UV 흡수제를 포함한다. 적당한 UV 흡수제는 벤조페논, 예컨대 2,4 디하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 4-도데실옥시-2 하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥타데실옥시벤조페논, 2,2' 디하이드록시- 4 메톡시벤조페논, 2,2' 디하이드록시-4,4'디메톡시벤조페논, 2,2' 디하이드록시-4 메톡시벤조페논, 2,2', 4,4' 테트라 하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5 설포벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-2'-카복시벤조페논, 2,2'디하이드록시-4,4'디메톡시-5 설포벤조페논, 2-하이드록시-4-(2-하이드록시-3-메틸아릴옥시) 프로폭시벤조페논, 2-하이드록시-4 클로로벤조페논 등; 벤조트리아졸, 예컨대 2,2'-(하이드록시-5-메틸 페닐) 벤조트리아졸, 2,2'-(하이드록시-3',5'-디tert-부틸 페닐) 벤조트리아졸, 및 2,2'-(하이드록시-X-tert, 부틸-5'-메틸-페닐) 벤조트리아졸 등; 살리실레이트, 예컨대 페닐 살리실레이트, 카복시페닐 살리실레이트, p-옥틸페닐 살리실레이트, 스트론튬 살리실레이트, p-tert 부틸페닐 살리실레이트, 메틸 살리실레이트, 도데실 살리실레이트 등; 및 또한 다른 자외선 흡수제, 예컨대 레소시놀 모노벤조에이트, 2'에틸 헥실-2-시아노, 3-페닐신나메이트, 2-에틸-헥실-2-시아노-3,3-디페닐 아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3,3-디페닐 아크릴레이트, [2-2'-티오비스(4-t-옥틸페놀레이트)-l-n-부틸아민 등, 또는 상기 UV 흡수제중 하나 이상을 포함하는 조합물이다. 캡층에 사용하기 바람직한 UV 흡수제는 BASF로부터 상업적으로 구입가능한 UVINUL 3030이다.
UV 흡수제는 일반적으로 캡층의 중량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 15중량%의 양으로 사용된다. 한 실시양태에서, UV 흡수제는 캡층의 총 중량을 기준으로 7 내지 약 14중량%의 양으로 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, UV 흡수제는 캡층의 총 중량을 기준으로 8 내지 약 12중량%의 양으로 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, UV 흡수제는 캡층의 총 중량을 기준으로 9 내지 약 11중량%의 양으로 사용될 수 있다.
캡층이 약 10 내지 약 120㎛의 평균 두께를 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 한 실시양태에서, 캡층은 약 15 내지 약 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 캡층은 약 20 내지 약 90㎛의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 캡층은 약 25 내지 약 80㎛의 두께를 가질 수 있다.
다층 시이트는 일반적으로 압출 후에 시이트를 롤 밀 또는 롤 스택에서 적층함으로써 제조될 수 있다. 다층 시이트의 개별 층의 압출은 일축 압출기 또는 쌍축 압출기에서 수행될 수 있다. 일축 압출기에서 층들을 압출시키고 층들을 롤 밀에서 적층하는 것이 바람직하다. 층들을 일축 압출기 또는 쌍축 압출기에서 공압출시키고 선택적으로 롤 밀에서 층들을 적층시키는 것이 더욱 바람직하다. 롤 밀은 필요에 따라 2롤 또는 3롤 밀일 수 있다. 일축 압출기에 의한 층들의 공압출이 다층 시이트의 제조에 일반적으로 바람직하다.
한 실시양태에서, 코어층 및 캡층의 압출시에, 첨가제(예: IR 흡수 첨가제 및 UV 흡수제)를 공급 스로트(throat)에서 열가소성 중합체와 함께 압출기에 첨가할 수 있다. 다른 실시양태에서, 코어층 및 캡층의 압출시에, 첨가제를 마스터배치의 형태로 압출기에 첨가할 수 있다. 열가소성 중합체가 압출기의 스로트에 공급되는 동안, 마스터배치는 압출기의 스로트에서 또는 스로트의 하류에서 공급될 수 있다. 예시적인 하나의 실시양태에서, 코어층의 제조시에, 열가소성 중합체를 일축 압출기의 스로트에 공급하는 한편 IR 흡수 첨가제를 마스터배치 형태로 공급 스로트의 하류에 첨가한다. 다른 예시적인 실시양태에서, 캡층의 제조시에, 열가소성 중합체를 일축 압출기의 스로트에 공급하는 한편 UV 흡수제를 마스터배치 형태로 공급 스로트의 하류에 첨가한다.
한 실시양태에서, 코어층 및 캡층을 위한 목적하는 조성물은 공압출되기 전에 개별적으로 예비화합된다. 이 경우에, 예비화합된 물질은 먼저 쌍축 압출기, 일축 압출기, 버스(buss) 니더, 롤 밀 등에서 용융 블렌딩된 후, 추가의 공압출을 위해 펠릿, 시이트 등과 같은 적당한 형상으로 성형된다. 예비화합된 코어 및 캡층 조성물은 이후 공압출을 위한 각각의 압출기로 공급될 수 있다.
전술한 바와 같이, 캡 및 코어층을 공압출하는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 다층 시이트를 공압출하는 한 방법에서, 다양한 압출기로부터의 용융물 스트림(압출물)이 공급 블록 다이로 공급되고, 여기서 다양한 용융물 스트림이 다이로 들어가기 전에 조합된다. 다른 실시양태에서, 다양한 압출기로부터의 용융물 스트림은 다중-매니폴드 내부 조합 다이로 공급된다. 상이한 용융물 스트림이 다이에 개별적으로 들어가 바로 최종 다이 오리피스 내측에서 결합한다. 또 다른 실시양태에서, 다양한 압출기로부터의 용융물 스트림은 다중-매니폴드 조합 다이로 공급된다. 외부 조합 다이는 상이한 용융물 스트림에 대해 완전히 분리된 매니폴드를 가질 뿐만 아니라 별개의 오리피스를 가져, 이를 통해 스트림들이 다이를 개별적으로 빠져나가, 다이 출구 바로 너머에서 결합한다. 층들은 아직 용융된 동안 다이의 바로 하류에서 조합된다. 다층 시이트의 제조에 사용되는 예시적인 다이는 공급 블록 다이이다. 예시적인 실시양태에서, 캡 및 코어층의 공압출에 사용되는 압출기는 각각 일축 압출기이다. 공압출된 시이트는 바라는 경우 롤 밀에서 임의적으로 캘린더링될 수 있다. 다층 시이트는 일반적으로 약 0.5 내지 약 35mm의 두께를 갖는다.
다층 시이트가 시이트의 표면에 입사된 IR 복사 전체의 약 90% 이상의 양을 흡수하는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 IR 복사 전체의 약 60% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 IR 복사 전체의 약 50% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 IR 복사 전체의 약 40% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 IR 복사 전체의 약 20% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 IR 복사 전체의 약 5% 이상의 양을 흡수할 수 있다.
다층 시이트가 시이트 표면에 입사된 UV 복사 전체의 약 90% 이상의 양을 흡수하는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 UV 복사 전체의 약 60% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 UV 복사 전체의 약 50% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 UV 복사 전체의 약 40% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 UV 복사 전체의 약 20% 이상의 양을 흡수할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다층 시이트는 시이트 표면에 입사된 UV 복사 전체의 약 5% 이상의 양을 흡수할 수 있다.
다층 시이트가 전자기 스펙트럼의 UV 및 IR 영역에서 가능한 한 많은 전자기 복사를 흡수하는 것이 일반적으로 바람직하지만, 다층 시이트가 전자기 스펙트럼의 가시 영역에서 광에 투명한 것이 바람직하다. 전자기 스펙트럼의 가시 영역은 일반적으로 약 400 내지 약 700nm의 파장을 갖는다. 시이트가 가시 영역에서 약 20% 이상의 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 시이트가 가시 영역에서 약 30% 이상의 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시양태에서, 시이트가 가시 영역에서 약 40% 이상의 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 시이트가 약 50% 이상의 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 다층 시이트가 약 5% 이하의 헤이즈를 갖는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 헤이즈는 약 2% 이하일 수 있다. 다른 실시양태에서, 헤이즈는 약 1.8% 이하일 수 있다. 다른 실시양태에서, 헤이즈는 약 1.6% 이하일 수 있다.
생성된 다층 시이트가 다중벽 시이트의 형태일 경우, 25% 미만의 헤이즈를 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 한 실시양태에서, 헤이즈는 약 20% 이하일 수 있다. 다른 실시양태에서, 헤이즈는 약 15% 이하일 수 있다. 다른 실시양태에서, 헤이즈는 약 10% 이하일 수 있다.
이와 같이 제조된 다층 시이트는 자동차, 주거 및 사무실 빌딩 또는 IR 복사에 노출됨에 의해 생성된 열이 바람직하지 않은 다른 영역에 유리하게 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 시이트는 도 3에 도시된 바와 같이 벽 사이에 공기 채널을 갖는 다중벽 시이트로서 공압출된 후에 지붕재(roofing) 또는 창유리(glazing) 물질로서 사용될 수 있다. 도 3은 개별 시이트가 브라켓에 의해 분리되고 상기 브라켓 사이에 공기 포켓을 갖는 다중벽 시이트를 개략적으로 도시한 것이다. 시이트 두께가 또한 도 3에 도시되어 있으며 개별 다층 시이트뿐만 아니라 브라켓을 포괄한다. 브라켓은 또한 전술된 것과 같은 열가소성 중합체로 제조될 수 있다. 한 실시양태에서, 브라켓은 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 또는 폴리에스테르카보네이트-폴리에스테르로부터 제조될 수 있다.
이와 같이 형성된 다층 시이트는 또한 열성형, 진공 몰딩, 블로우 몰딩, 부형(shaping) 등과 같은 추가의 가공을 거쳐 상이한 형상 및 기하구조를 갖는 물질을 제조한다.
예시를 위한 것이며 한정하고자 하는 것이 아닌 하기 실시예는 다양한 물질 및 장치를 사용하여 다층 시이트의 다양한 실시양태중 일부를 제조하는 방법 및 조성물을 예시한다.
실시예
비교예
본 실시예는 하기 실시예 1과 함께 IR 흡수 첨가제를 코어층 대 캡층에 혼입시키는 이점을 증명하기 위해 수행되었다. 상기 실시예는 또한 캡층(UV 흡수제 함유)을 코어층(IR 흡수 첨가제 함유)의 표면 상에 배치하여 다층 시이트가 태양광 복사를 받을 때 복사가 코어층에 접촉하기 전에 캡층에 접촉하도록 하는 이점을 증명하기 위해 수행되었다. 상기 실시예에서, 폴리카보네이트 층 상에 배치된 캡층(폴리카보네이트를 LaB6(IR 흡수 첨가제) 및 UV 흡수제와 함께 포함)을 갖는 3mm 다층 시이트를 IR 흡수 첨가제를 함유하는 코어층 상에 배치된 UV 흡수제를 함유하는 캡층을 갖는 다층 시이트와 비교하였다. 비교예는 캡층에 IR 흡수 첨가제(LaB6)를 배치한 결과를 논의하지만, 하기 실시예 1은 코어층에 IR 흡수 첨가제(LaB6)를 배치한 유리한 결과를 논의한다.
캡층 두께는 약 60㎛이지만, 두께 편차는 캡층 두께가 약 50 내지 약 80㎛로 변하도록 하였다. 캡층 및 코어층의 조성 및 구조는 하기에 상세히 설명된다.
캡층중의 LaB 6
캡 및 코어층 둘 다는 폴리카보네이트를 열가소성 중합체로서 갖는다. 폴리카보네이트는 30,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트였다.
캡층은 LaB6 0.18g/m2, 티누빈(Tinuvin) 234 10% 및 이르가포스(Irgafos) 168 0.1%를 함유하고, 나머지는 비스페놀 A 폴리카보네이트이다. LaB6은 30,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트중에 LaB6 0.25중량%를 함유하는 마스터배치로부터 수득되었다. 전술된 성분들은 쌍축 압출기에서 예비화합되어 캡층 예비화합물을 형성하였다.
코어층을 먼저 쌍축 압출기에서 예비화합시켰다. 코어층은 30,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트 99.75중량%, 펜타에리트리톨테트라스테아레이트 0.1중량%, 티누빈 234 0.1중량% 및 이르가포스 168 0.05중량%를 함유한다. 이후 코어 및 캡층 예비화합물을 하기 방법으로 공압출시켜 다층 시이트를 제조하였다.
코어층을 압출시키는데 사용되는 압출기는 워너 앤드 플레이더러(Werner and Pfleiderer) ZSK 압출기 133mm(쌍축 압출기)였다. 통(barrel) 온도는 각각 약 200 내지 280℃로 설정되었다. 다이 온도는 250℃였고 스크류 속도는 85rpm이었다. 5개의 통은 공급 스로트로부터 다이로 각각 250, 260, 260, 270, 280℃의 온도를 가졌다. 캡층을 제조하는데 사용되는 압출기(맥기(Macgi), 45mm 통 직경을 갖는 일축 압출기)의 대역 온도는 200 내지 280℃로 설정되고 스크류 속도는 58rpm이었다. 6개의 통이 각각의 일축 압출기에 사용되었으며 통 온도는 각각 245, 255, 230, 230, 270, 280℃로 설정되었다. 전술된 통 온도는, 각각 일축 압출기의 공급 스로트로부터 공급 블록으로의 순서대로이다. 코어층의 몇몇 특징이 표 1에 주어져 있다.
코어 및 캡층의 압출에서, 상기에 상세하게 설명된 필수 조성을 갖는 예비-화합된 펠릿을 공급 스로트를 통해 압출기로 공급하였다. 각각의 압출기로부터의 압출물을 공급 블록 다이로 공급하여 공압출된 다층 시이트를 형성하였다. 광 투과율 및 헤이즈를 ASTM D 1003에 따라 측정하고, 랩(lab) 색상은 CIE 랩 DIN 5033에 따라 측정했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
상기 표로부터 약 53.4 내지 약 63%의 광 투과율(LT)의 광범위한 변화가 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 유사하게 캡층에 IR 흡수 첨가제를 배치함으로써 다층 시이트가 7%보다 큰 높은 수준의 헤이즈를 갖고 태양광 투과율의 수준이 광범위하게 변화함을 알 수 있다.
실시예 1
전술한 바와 같이, 본 실시예는 코어층에 LaB6를 혼입시키는 효능을 증명한다. 표 1에서 샘플 1번으로 표시된 양으로 LaB6를 함유하는 그의 코어층을 갖는 3층 다층 시이트를 UV 캡층과 함께 공압출시켰다. 시이트는 2개의 캡층 및 하나의 코어층을 함유한다. 코어층은 두 캡층 사이에 배치되었다.
3층 시이트의 캡층은 UV 흡수제(티누빈 234) 10중량%, 열 안정화제(이르가포스 168) 0.1중량% 및 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트 89.9%를 함유하는 예비-화합물의 형태로 제조되었다.
코어층을 먼저 하기 생성물 스트림을 공급하고 혼합함에 의해 예비화합시켰다: LaB6 0.032중량%, 이르가포스 168 0.05% 및 30,000 내지 31,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는 선형 폴리카보네이트 99.918%를 함유하는 LaB6 마스터배치 16중량%. 두 번째로 30,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는 선형 폴리카보네이트 97.5중량%, 티누빈 234 2중량% 및 이르가포스 168 0.1중량%로 이루어진 UV 농축물 5중량%. 나머지는 30,000g/mole의 중량 평균 분자량을 갖는 선형 폴리카보네이트 78중량%로 구성되었다.
이후 각각의 예비-화합물을 비교예에 상술된 바와 같이 각각의 압출기로 공급하여 다층 시이트를 제조하였다. 결과를 표 2 및 3에 나타낸다. 표 2는 코어층에 LaB6을 함유하는 다층 시이트의 몇몇 특징을 나타낸다. 표 3은 캡층에 UV 흡수제 및 코어층에 IR 흡수 첨가제를 갖는 다층 시이트에서 수득된 결과를 나타낸다. 두 경우 모두에, 캡층은 충돌하는 복사에 의해 먼저 접촉되었다.
표 1(비교예) 및 표 3(본 발명의 실시예)로부터, 캡층에 IR 흡수 첨가제, LaB6을 갖는 다층 시이트는 코어층에 IR 흡수 첨가제를 갖는 다층 시이트에 비해 %광 투과율(LT%), 및 %헤이즈가 크게 변화함을 알 수 있다. 표 3으로부터, %광 투과율, 헤이즈 및 색상의 변화량이 표 1의 샘플보다 작다는 것을 또한 알 수 있다. 가능한 한 낮은 헤이즈를 갖는 것이 일반적으로 바람직하므로, 코어층에 IR 흡수 첨가제를 분산시켜 IR 흡수 첨가제가 캡층에 첨가된 제품보다 우수한 제품을 제조한다. 도 4는 두 다층 시이트를 통해 촬영한 피사체의 사진을 나타내며, 한 다층 시이트는 코어층에 LaB6를 함유하고, 다른 한 다층 시이트는 캡층에 LaB6를 갖는다. 이 도면으로부터, 피사체가 코어층에 LaB6를 함유하는 다층 시이트를 통해서는 뚜렷하게 보일 수 있지만, 캡층에 LaB6를 함유하는 다층 시이트를 통해서는 가까스로 보인다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다. 이는 LaB6가 캡층에 사용되는 경우 색상에서의 가시적인 변화를 명백하게 나타낸다.
상기 시험 동안 몇몇 다른 관찰이 수행되었다. 전술한 바와 같이 +/- 20㎛의 두께 편차가 캡층의 두께에서 관찰되었다. 허용가능한 IR 흡수성을 갖기 위해, LaB6 0.18g/m2 카보네이트의 표적량이 사용되었다. 상기 양의 IR 흡수 첨가제를 3 내지 6mm 코어층 대신 60mm 캡층에 첨가할 경우, 그의 농도가 캡층에서 훨씬 높아지고, 따라서 다층 시이트에 허용될 수 없는 수준의 헤이즈가 발생한다. 또한, 폴리카보네이트를 UV 노화로부터 보호하기 위해, UV 보호 코팅 또는 UV 흡수제 함유 캡층을 다층 시이트상에 사용한다. 특정 농도의 UV 흡수제가 PC의 UV 보호를 위해 허용가능한 수준에 도달하기 위해 필요하다. 캡층의 두께 편차 문제를 저감하고 이로써 더 두꺼운 캡층, 예를 들어 500㎛(0.5mm)의 두께를 갖는 캡층을 사용함에 의해 관측된 투과율 편차를 감소시키는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 캡층을 제조하는 실제적인 문제점과는 별도로, 캡층 전체에 걸친 높은 UV 농도에 대한 필요는 전체 다층 시이트의 비용을 증가시킬 것이다.
실시예 2
본 실시예는 %광 투과율, 태양광 인자, 차광 계수, 및 헤이즈에 대한 다층 시이트의 열성형의 효과를 연구하기 위해 수행되었다. 각각의 LaB6 농도가 0.09 및 0.18g/m2인 2개의 3mm 다층 시이트를 도 5에 도시된 장치 상에서 열성형하였다. 랩 색상 측정을 CIE 랩 DIN 5033에 따라 수행하고; 태양광 투과율 측정을 ISO9050에 따라 수행하고; 헤이즈 및 광 투과율을 ASTM D1003에 따라 측정하였다. 다층 시이트를 도 5에 도시된 장치 상에서 열성형한 경우, 시이트는 1.15 내지 2.4mm의 두께 변화를 나타낸다. 캡층 두께는 약 23 내지 약 48mm의 양으로 변화한다.
실시예 3
본 실시예는 코어층의 두께가 1mm인 경우 폴리카보네이트 코어층중의 바람직한 범위의 LaB6를 기술한다. 다양한 양의 LaB6 및 이르가포스168 500ppm을 함유하는 폴리카보네이트 샘플을 워너 앤드 플레이더러 25mm 쌍축 압출기에서 제조하였다. 1mm 플라크를 엔젤(Engel) 75T 머신상에서 주입 몰딩하였다.
투과된 IR 복사의 %를 '히타치(Hitachi) U3410 UV-VIS-NIR'에서 측정하였다. 780nm 내지 1400nm 사이에서 IR 투과율의 평균을 계산하였다(IR-T%). 상기 파장 범위에서의 복사는 가열의 가장 큰 원인이 된다. 결과를 표 4에 나타낸다.
상기 데이터는 코어층의 두께가 1mm일 때 0.77%를 초과하는 LaB6를 폴리카보네이트 코어층에 첨가할 경우 추가의 IR 흡수 효과가 얻어지지 않는다는 것을 보여준다.
상기 실시예로부터, 코어층이 IR 흡수 첨가제를 함유하는 다층 시이트를 사용하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이는 IR 흡수 첨가제가 주위 습도에 영향 받는 것을 방지하여 다층 시이트의 수명을 증가시킨다. 또한 상기 결과는 UV 흡수제를 함유하는 캡층을 IR 흡수 첨가제를 함유하는 코어층과 조합하는 상승작용이 존재함을 증명한다. 상기 결과는 전술한 구성에서, 개선된 투명성, 더 낮은 헤이즈 및 더 양호한 색상이 있다는 것을 명백히 나타낸다. 상기 다층 시이트는 따라서 자동차, 주거 및 사무실 주택에 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명이 예시적인 실시양태를 참조하여 설명되었으나, 당해 분야의 숙련자에게는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변화가 이루어질 수 있고 동등물이 그의 요소에 대해 치환될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주로부터 벗어나지 않고 본 발명의 교시에 대해 특정한 상황 또는 물질에 맞추어 많은 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명을 수행하는데 최량의 양태로서 생각되는 것으로 개시된 특정한 실시양태로 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니며, 본 발명은 청구의 범위의 범주 내에 있는 모든 실시양태를 포함한다.
본 발명에 따른 다층 제품은 태양광 부하가 감소되고, 개선된 투명성, 더 낮은 헤이즈 및 더 양호한 색상을 나타내어, 자동차, 주거 및 사무실 빌딩에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 두 캡층 사이에 배치된 코어층을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 단일 캡층 상에 긴밀하게 접촉되어 배치된 코어층을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 각각의 층이 브라켓(bracket)에 의해 분리되고 상기 브라켓 사이에 공기 포켓을 갖는 다층 시이트를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 2개의 다층 시이트를 통해 촬영한 피사체의 사진으로, 하나의 다층 시이트는 코어층에 LaB6를 함유하고, 다른 다층 시이트는 캡층에 LaB6를 함유한 것이다.
도 5는 열성형(thermalforming) 실험을 수행한 장치를 도시한 것이다.

Claims (14)

  1. 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층; 및
    열가소성 중합체 및 전자기 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 1 캡층을 포함하고; 상기 제 1 캡층의 표면이 상기 코어층의 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 다층 시이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    열가소성 중합체 및 전자기 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 2 캡층을 추가로 포함하고; 상기 제 2 캡층이 제 1 캡층과 접촉한 표면 반대쪽의 코어층 표면 상에 배치되어 긴밀하게 접촉된 다층 시이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    IR 흡수 첨가제가 란타늄 보라이드(LaB6), 프라세오디뮴 보라이드(PrB6), 네오디뮴 보라이드(NdB6), 세륨 보라이드(CeB6), 가돌리늄 보라이드(GdB6), 테르븀 보라이드(TbB6), 디스프로슘 보라이드(DyB6), 홀뮴 보라이드(HoB6), 이트륨 보라이드(YB6), 사마륨 보라이드(SmB6), 유로퓸 보라이드(EuB6), 에르븀 보라이드(ErB 6), 툴륨 보라이드(TmB6), 이테르븀 보라이드(YbB6), 루테튬 보라이드(LuB6), 스트론튬 보라이드(SrB6), 칼슘 보라이드(CaB6), 티타늄 보라이드(TiB2), 지르코늄 보라이드(ZrB2), 하프늄 보라이드(HfB2), 바나듐 보라이드(VB2), 탄탈륨 보라이드(TaB2), 크롬 보라이드(CrB 및 CrB2), 몰리브덴 보라이드(MoB2, Mo2B5 및 MoB), 텅스텐 보라이드(W2B5), 또는 상기 보라이드중 하나 이상을 포함하는 조합물이고, 또한 IR 흡수 첨가제가 약 200nm 이하의 평균 입자 치수를 갖는 나노크기 입자를 포함하고 코어층의 총 중량을 기준으로 약 0.02ppm 내지 약 3000ppm의 양으로 존재하는 다층 시이트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    코어층이 열 안정화제를 추가로 포함하고, 상기 열 안정화제가 포스파이트, 포스포나이트, 포스핀, 장애 아민, 하이드록실 아민, 페놀, 아크릴로일 개질된 페놀, 하이드로퍼옥사이드 분해제, 벤조푸라논 유도체, 또는 상기 산화방지제중 하나 이상을 포함하는 조합물인 다층 시이트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    열가소성 중합체가 폴리아세탈, 폴리아크릴릭, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리아릴설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리벤족사졸, 폴리옥사디아졸, 폴리벤조티아지노페노티아진, 폴리벤조티아졸, 폴리피라지노퀴녹살린, 폴리피로멜리트이미드, 폴리퀴녹살린, 폴리벤즈이미다졸, 폴리옥신돌, 폴리옥소이소인돌린, 폴리디옥소이소인돌린, 폴리트리아진, 폴리피리다진, 폴리피페라진, 폴리피리딘, 폴리피페리딘, 폴리트리아졸, 폴리피라졸, 폴리피롤리딘, 폴리카보란, 폴리옥사비사이클로노난, 폴리디벤조푸란, 폴리프탈라이드, 폴리아세탈, 폴리무수물, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 티오에테르, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드, 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르, 폴리설포네이트, 폴리설파이드, 폴리티오에스테르, 폴리설폰, 폴리설폰아미드, 폴리우레아, 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 또는 상기 열가소성 중합체중 하나 이상을 포함하는 조합물인 다층 시이트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    약 20% 이상의 적외선 흡수율, 약 20% 이상의 자외선 흡수율, 및 가시 영역에서 약 40% 이상의 투과율을 갖는 다층 시이트.
  7. 열가소성 중합체 및 자외선 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 1 캡층을 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층의 표면 상에 배치하는 것을 포함하는 다층 시이트의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    코어층을 제 1 캡층과 동시에 또는 순차적으로 제조하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    열가소성 중합체 및 자외선 복사 흡수 첨가제를 포함하는 제 2 캡층을 제 1 캡층과 접촉하는 표면 반대쪽의 코어층 표면 상에 배치하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  10. 열가소성 중합체 및 IR 흡수 첨가제를 포함하는 코어층을 열가소성 중합체 및 자외선 복사 흡수제를 포함하는 제 1 캡층과 함께 공압출시키는 것을 포함하는 다층 시이트의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 2 캡층을 제 1 캡층 및 코어층과 함께 공압출시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    다층 시이트를 적층시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 1 항의 시이트를 포함하는 제품.
  14. 제 10 항의 방법에 의해 제조된 제품.
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