KR20060022672A - 먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품 - Google Patents

먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.
먼지 유인력, 폴리카르보네이트, 성형품

Description

먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품{POLYCARBONATE MOULDED BODIES WITH LOW DUST ATTRACTION}
본 발명은 먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.
플라스틱 성형품에서 먼지 형상이 형성되면서 먼지가 축적되는 것은 널리 알려진 문제점이다. 이와 관련하여 예를 들면, 문헌[Saechtling, Kunststoff-Taschenbuch, 26th edition, Hanser Verlag, 1995, Munich, p. 144 ff]을 참조한다. 투명한 성형품 상에 먼지가 침전되는 것이 특히 문제가 되며 성형품의 기능이 제한된다. 이러한 성형품들은, 예를 들면 광학 데이터 운반체, 전기 공업, 자동차 구조물 분야에, 건축 분야에서, 액체 용기 또는 기타 광학 물품으로 사용된다. 이러한 모든 용도를 위하여 먼지가 축적되는 것은 바람직하지 않으며 기능에 손상을 입힐 수 있다.
플라스틱 부품에 먼지가 축적되는 것을 감소시키기 위한 하나의 공지된 방법은 정전기 방지제를 사용하는 것이다. 열가소성 물질에 대한 먼지의 축적을 제한하는 정전기 방지제가 문헌에 기재되어 있다 (예를 들면, 문헌 [Gaechter, Mueller "Plastic Additives", Hanser Verlag, Munich, 1996, p. 749 ff]을 참조). 이들 정전기 방지제는 플라스틱 성형 조성물의 전기 전도성을 개선하여 제조 및 사용시 형성되는 표면 전하를 전환시킨다. 그리하여 먼지 입자가 덜 유인되어, 결과적으로 먼지가 덜 축적된다.
정전기 방지제와 관련하여, 일반적으로 내부 및 외부 정전기 방지제를 구별한다. 외부 정전기 방지제는 가공 후에 플라스틱 성형품에 도포되는 반면에, 내부 정전기 방지제는 첨가제로서 플라스틱 성형 조성물에 첨가된다. 경제적인 이유로, 내부 정전기 방지제를 사용하는 것이 일반적으로 바람직한데, 이는 가공 후 정전기 방지제를 도포하기 위한 추가 단계가 필요치 않기 때문이다. 현재까지 완전하게 특히 폴리카르보네이트로 투명한 성형품도 형성하는 내부 정전기 방지제는 문헌에 거의 기재되어 있지 않다.
JP-A 06-228420호는 정전기 방지제로서 폴리카르보네이트 중의 지방족 술폰산 알루미늄염을 기재하고 있다. 그러나 이들 화합물은 분자량의 감소를 일으킨다. JP-A 62-230835호는 폴리카르보네이트에 4% 노닐 페닐 술폰산 테트라부틸 포스포늄을 첨가하는 것을 기재하고 있다.
공지된 내부 정전기 방지제의 단점은 정전기 방지 효과를 성취하기 위해서 상대적으로 고농도로 사용되어야 한다는 점이다. 그러나 이는 바람직하지 않은 방향으로 플라스틱의 물질 성질을 바꾼다.
외부 정전기 방지제는 열의 작용 및 집중 투사되는 광선 조사 하에 자주 황변된다는 단점을 갖는다. 또한 이들은 마찰시키거나, 수막의 형성 등과 같은 외부 영향에 의해 쉽게 제거된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 플라스틱의 물질 성질이 부정적으로 영향받지 않는 먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
놀랍게도, 화염 처리, 코로나 처리 및(또는) 플라즈마 활성화에 의해 폴리카르보네이트 성형품의 표면을 처리함으로써, 성형품의 물질 성질을 바꾸지 않으면서 먼지 유인이 더 이상 일어나지 않도록 상기 물질의 표면 특성을 바꾸는 방법에 의해 상기 본 발명의 목적을 성취할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명은 화염 처리, 코로나 처리 및(또는) 플라즈마 활성화에 의한 폴리카르보네이트 성형품의 표면 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품의 제조 방법을 제공한다.
상기 표면 처리는 표면 장력을 증가시키고, 특히 표면 장력의 극성 함량을 급격하게 증가시키는 것으로 보인다. 특히 표면 장력의 극성 함량이 20% 초과하게 되면 양호한 결과를 얻는다.
본원에서 표면 장력 및 극성 함량은 특히 하기 문헌들에 기재되어 있는 공지된 방법에 의해 측정된다: 문헌 ["Einige Aspekte der Benetzungstheorie und ihre Anwendungen auf die Untersuchung der Veraenderung der Oberflaecheneigenschaften von Polymeren" in Farbe und Lack, volume 77, no.10, 1971, p. 997 ff]; ["Determination of contact angles and solid surface tensions of poly(4-X-styrene) films" in Acta Polym. 1998, 49, p. 417-426"]; ["Wettability and microstructure of polymer surfaces: stereochemical and conformational aspects" in Apparent and Microscopic Contact Angles, pp. 111-128].
본 발명의 제1 실시양태에 따르면, 화염 처리에 의해 표면 처리를 수행한다.
화염 처리에서, 개방 화염, 바람직하게는 그의 산화부가 플라스틱 성형품의 표면 상에 작용한다. 활성화시킬 성형품의 모양 및 질량에 따라 다르나, 약 0.2 초의 노출 시간이 일반적으로 충분하다.
공기 함량이 화학양론 혼합물 보다 약간 많도록 혼합물을 조정하는 것(약간 희박 혼합물)이 일반적으로 최상의 처리 결과를 생성하는 것으로 보인다. 화염의 산화 효과를 위해서는, 연소 과정 동안 외부로부터 들어온 산소 및 공급된 공기-가스 혼합물 중의 전체 산소 둘다 중요하다.
또한 상기 공급된 공기-가스 혼합물은 화염의 특성에 강한 영향을 미치므로, 농후 혼합물 (높은 가스 함량)을 사용하여 작용하는 화염은 희박 혼합물 (낮은 가스 함량)을 사용하여 작용하는 화염만큼 불안정하다.
혼합물 조정을 위한 표준 값은 하기 기재한 공기/가스비이다.
공기 대 메탄 (천연 가스) ≥ 8 : 1
공기 대 프로판 (LPG) ≥ 25 : 1
공기 대 부탄 ≥ 32 : 1
혼합물 조정 이외에도, 연소기 설정 및 연소기 거리도 효과적인 화염 처리를 위해 중요하다. 연소기 출력은 화염의 모든 특성 (온도, 이온 분포, 활성 영역 범위)에 영향을 미친다. 연소기 출력이 변하면 화염 길이가 변하고, 이로 인해 연소기로부터 제품까지의 거리가 변하게 된다.
연소기 출력은 일반적으로 kW로 표현되며, 임의 어느 시간에 흐르는 가스의 부피 (리터 당 분)에 정비례한다. 지나치게 출력이 낮으면 처리량이 감소되어, 즉 표면 에너지가 충분히 증가되지 않는다. 또한 출력을 더 높이면 이온 농도가 높아지고 보다 강력한 처리를 하게 한다. 지나치게 출력이 높으면 물질 온도가 높아져서 표면이 초기에 용융되기 시작한다. 이는 화염 처리 후 표면에서 광택이 나거나 윤이 지워지는 것으로 감지할 수 있다.
작동 속도 및 이에 따라 가능한 접촉 시간은 일반적으로 사용자에 의해 정의되고, 이로써 필요한 연소기 출력이 결정된다. 작동 속도 및 연소기 출력은 가능한 최상의 결과를 얻기 위해 시험을 통해서 항상 서로 조정되어야 한다.
화염 처리를 1 내지 20 m/분, 특히 2 내지 10 m/분의 처리 속도로 연속 화염처리 장치 내에서 수행하는 경우에 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 제2 실시양태에 따르면, 코로나 처리에 의해 표면 처리를 수행한다.
통상적인 (직접) 코로나 시스템에서, 처리될 물품은 코로나 방전기의 방전 갭 내로 직접 도입된다. 막 처리 시, 상기 갭은 웹을 안내하는 처리 롤, 및 이 롤보다 약 1.5 내지 2.0 mm 위에 있는 처리 전극으로 형성된다. 전극이 보다 멀리 떨어져 있다면, 방전기를 점화시키기 위해 전기 전압을 높여서 개별 방전기의 에너지량이 증가하고 점점 가열되는 아크(arc) 방전을 형성할 수 있는데, 이는 기재를 온화하게 처리하기 위해서 피해야 할 것이다.
상기 통상적인 전극을 위한 전형적인 분말 밀도는 단일 전극봉의 경우 약 1 W/mm 이다.
간접 코로나 시스템에서는 전기 방전이 작업편 앞에서 일어난다. 기류는 처리될 작업편 상으로 방전 불꽃이 향하도록 하여, 작업편과 방전기가 간접적으로만 접촉하게 된다. 간접 코로나 처리의 한 원리는 2개의 금속 핀 전극 사이에서 방전기를 연소시키는 것을 포함한다. 코로나 방전을 형성하기 위해 필요한 전류 제한은 전기적으로 일어난다. 방전 불꽃은 공기에 의해 편향된다. 본원에서는 5 내지 20 mm 범위의 처리 거리를 둔다. 이러한 긴 방전 거리로 인해 설계 측정기를 사용하여 개별 방전기의 에너지량을 최소화시키는 것이 필수적이다.
약 50 kHz의 높은 작동 주파수 및 최적화된 방전기 구조 및 공기 제어에 의해, 방전 강도를 100 W로 감소시킬 수 있다. 적합한 시스템은 예를 들면 티그리스(Tigris)의 CKG 코로나 총이다. 본원에서는 약 20 mm의 유효 너비를 갖는 단일 전극을 사용한다.
다수개의 전극을 조합함으로써 복잡한 구조의 폴리카르보네이트 성형품도 처리할 수 있다. 3차원 물품에 배열을 조정할 수 있다.
저온 코로나 방전기를 사용하여 예비처리를 하여 성형품이 상당히 가열되지 않도록 한다. 이로써 감열성 플라스틱의 표면은 광학적 변화를 일으키지 않고, 스트리킹(streaking) 및 혼탁과 같은 손상이 일어나지 않는다.
3차원 제품의 예비처리를 위해 다양한 코로나 기술, 예컨대 저주파(LF) 시스템, 고주파 (HF) 시스템 및 스폿 발생기가 이용될 수 있으며, 이들은 개별 제품에 따라 사용될 수 있다.
스폿 발생기는 고전압 방전을 일으키는데, 이는 상대 전극을 사용하지 않고 공기에 의해 기재 상에 가압된다. 스폿 발생기는 기존 생산 라인 내로 용이하게 삽입될 수 있고, 사용하기 용이하며 일반적으로 타이머 및 경보 기능을 포함한다. 예비처리 폭은 45 내지 65 mm로 매우 다양한 제품을 예비처리할 수 있다. 또한 스폿 발생기는 2개 이상의 방전 헤드와 함께 공급될 수 있다.
고주파 코로나에서는 20 내지 30 kHz의 주파수를 지닌 고전압 방전이 생성되는데, 이는 공기 중에서 2개 전극 사이에 코로나 영역을 형성한다. 이 코로나는 표면을 활성화시키고, 이로써 보다 높은 접착력 및 습윤력을 생성한다. 시트 및 단순 3D 구조물의 코로나 활성화가 고속으로 가능하다.
생산 라인에서 본체의 전체 표면을 예비처리할 수 있는 코로나 터널 (예를 들면, 탄텍(Tantec))이 복잡한 성형품의 예비처리를 위해 적합하다. 전극을 특별하게 설계하여 절대적으로 균일한 표면 에너지를 수득한다. 수직 측벽 및 90°각도가 처리될 수 있다. 코로나 터널 설계는 일반적으로 제품-특이적이고, 기존 장치 내로 삽입될 수도 있다. 코로나 터널은 100 mm 이하 높이 및 2000 mm 이하 너비를 갖는 부품의 전체 상부면을 비접촉 예비처리 할 수 있다.
코로나 처리는 바람직하게는 1 내지 20 m/분, 특히 2 내지 10 m/분의 처리 속도 및(또는) 500 내지 4000 W, 특히 1500 내지 3500 W의 출력으로 연속 코로나 장치 내에서 수행한다.
본 발명의 제3 실시양태에 따르면, 플라즈마 활성화에 의해 표면 처리를 수행한다. 플라즈마 활성화는 바람직하게는 1 내지 10-2 mbar, 특히 10-1 내지 10-2 mbar의 압력하 및 200 내지 4000 W, 특히 1500 내지 3500 W의 출력으로 산소 또는 특히 공기와 같은 공정 가스의 존재하에 저주파 발생기를 장착한 챔버 (예를 들어, 발저스(Balzers)로부터 BPA 2000 표준 시스템) 내에서 수행한다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 기재 표면에 먼지 유인이 일어나지 않도록 동일 작업으로 화염 처리용 기재에 금속 산화물 층을 공급하는 것이 특히 효과적인 것으로 추가로 밝혀졌다. 알루미늄, 주석, 인듐, 규소, 티타늄, 지르코늄 및(또는) 세륨 화합물을 연소 가스/공기 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합하다. 기류 중의 유기 전구체 또는 에어로졸의 계량된 혼합물을 성분으로 하여 먼지 유인하지 않는 탑코트를 제조하기 위한 첨가제를 계량한다. 공정-제어되는 증발 또는 분사 분무에 의해 계량을 수행한다. 적합한 장치로는 예를 들면, 아르코가스 게엠베하(arcogas GmbH; 독일 묀샤임(Moesheim) 로트베크(Rotweg) 24 소재)가 제조한 FTS 레인지로부터의 제어 장치와 조합된 SMB22 버너가 있다. 휘발성 유기금속 화합물, 특히 상기 금속들의 알콕시드 또는 아세테이트가 유기 전구체로서 적합하다. 규소 테트라알콕시드가 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다.
금속 산화물 나노입자의 수성 분산액이 에어로졸의 제조를 위해 가장 적합하며, 상기 분산액은 기류 내로 주입되고 화염을 통해 표면 상에 침착된다.
US 5,008,148호에 기재된 플라즈마 공정과 비교시, 본원에서 청구하는 금속 산화물 층의 적용이 실질적으로 보다 간단하고 비용면에서 더 효과적이다.
US 5,008,148호에는 UV 차단을 위해 저압 플라즈마 공정에 의해 폴리카르보네이트 또는 폴리프로필렌 설피드 물품을 금속 산화물 층으로 코팅하는 것에 대해 기재하고 있다. US 5,008,148호에 따라 제조된 물품은 먼지 유인은 막지 못한다.
투명한 열가소성 물질로는 바람직하게는 투명한 플라스틱, 특히 바람직하게는 에틸렌-불포화 단량체의 중합체 및(또는) 2관능성 반응 화합물의 축중합물이 사용된다.
특히 적합한 플라스틱으로는 디페놀 기재 폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트 또는 코폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트 또는 코폴리메타크릴레이트 (예컨대, 폴리메틸 또는 코폴리메틸 메타크릴레이트), 또한 스티렌을 포함한 공중합체 (예컨대, 투명한 폴리스티렌 아크릴로니트릴 (SAN)), 또한 투명한 시클로올레핀, 테레프탈산의 축중합물 또는 공중축합물 (예컨대, 폴리에틸렌 또는 코폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET 또는 CoPET) 또는 글리콜-개질된 PET (PETG))가 있다.
당업자는 폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트를 사용하여 우수한 결과를 수득할 수 있다.
본 발명에서 의미하는 범위 내의 열가소성 방향족 폴리카르보네이트란 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 둘다이다. 폴리카르보네이트는 공지된 방법에 의해 직쇄형이 되거나 분지형이 될 수 있다.
상기 폴리카르보네이트는 공지된 방법에 의해 디페놀, 카본산 유도체, 임의로 연쇄종결제 및 임의로 분지제로부터 제조된다.
폴리카르보네이트의 제조법의 상세한 설명은 지난 40 년 정도에 걸쳐 다수의 특허 명세서 내에 기재되었다. 본원에서는 예로써 단지 문헌 [Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964] 및 [D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, H. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, pages 648-718] 및 [Drs U. Grigo, K. Kirchner and P.R. Mueller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Volume 3/1, Polycarbonate, Polyacetate, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna, 1992, pages 117-299]를 참조로 한다.
폴리카르보네이트의 제조를 위해 적합한 디페놀로는 예를 들면, 히드로퀴논, 레조르시놀, 디하이드록시디페닐, 비스(하이드록시페닐) 알칸, 비스(하이드록시페닐) 시클로알칸, 비스(하이드록시페닐) 설피드, 비스(하이드록시페닐) 에테르, 비스(하이드록시페닐) 케톤, 비스(하이드록시페닐) 설폰, 비스(하이드록시페닐) 설폭시드, α,α'-비스(하이드록시페닐) 디이소프로필 벤젠, 및 이들의 고리-알킬화 및 고리-할로겐화 화합물이 있다.
바람직한 디페놀로는 4,4'-디하이드록시디페닐, 2,2-비스-(4-하이드록시페닐) 프로판, 2,4-비스-(4-하이드록시페닐)-2-메틸 부탄, 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-p-디이소프로필 벤젠, 2,2-비스-(3-메틸-4-하이드록시페닐) 프로판, 2,2-비스-(3-클로로-4-하이드록시페닐) 프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐) 메탄, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐) 프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐) 설폰, 2,4-비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-2-메틸 부탄, 1,1-비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-p-디이소프로필 벤젠, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐) 프로판, 2,2-비스-(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐) 프로판 및 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸 시클로헥산이 있다.
특히 바람직한 디페놀로는 2,2-비스-(4-히드록시페닐) 프로판, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐) 프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐) 프로판, 2,2-비스-(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐) 프로판, 1,1-비스-(4-하이드록시페닐) 시클로헥산 및 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸 시클로헥산이 있다.
이들 및 그외 적합한 디페놀은 당업자들에게 공지되어 있으며, 예를 들어 논문 ["H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964"]에 기재되어 있다.
호모폴리카르보네이트의 경우, 단지 1종의 디페놀만 사용되나, 코폴리카르보네이트의 경우, 여러 종의 디페놀이 사용된다.
적합한 카본산 유도체는 예를 들면, 포스겐 또는 디페닐 카르보네이트이다.
모노페놀 및 모노카르복실산 둘다 적합한 연쇄종결제이다. 적합한 모노페놀로는 페놀 그자체, 알킬 페놀 (예컨대, 크레솔, p-tert-부틸 페놀, p-n-옥틸 페놀, p-이소 옥틸 페놀, p-n-노닐 페놀 및 p-이소-노닐 페놀), 할로페놀 (예컨대, p-클로로페놀, 2,4-디클로로페놀, p-브로모페놀 및 2,4,6-트리브로모페놀, 2,4,6-트리요오도페놀, p-요오도페놀) 및 이들의 혼합물이 있다.
바람직한 연쇄종결제로는 p-tert-부틸 페놀이 있다.
적합한 모노카르복실산으로는 벤조산, 알킬 벤조산 및 할로벤조산이 있다.
바람직한 연쇄종결제는 하기 화학식 I을 갖는 페놀이다.
Figure 112005070470030-PCT00001
상기 식에서,
R은 수소, tert-부틸 또는 분지쇄 또는 비분지쇄 C8 및(또는) C9 알킬 라디칼이다.
사용되는 연쇄종결제의 양은 각 경우에 사용된 디페놀의 몰량을 기준으로 0.1 몰% 내지 5 몰%이다. 연쇄종결제는 포스겐화 이전에, 그동안에 또는 이후에 첨가될 수 있다.
적합한 분지제로는 폴리카르보네이트 화학 분야에서 알려진 3관능성 또는 그보다 높은 관능도의 화합물, 특히 3개 초과의 페놀성 OH 기를 갖는 화합물이 있다.
적합한 분지제로는 예를 들면, 플로로글루시놀, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-하이드록시페닐) 헵텐-2,4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-하이드록시페닐) 헵탄, 1,3,5- 트리-(4-하이드록시페닐) 벤젠, 1,1,1-트리-(4-하이드록시페닐) 에탄, 트리-(4-하이드록시페닐) 페닐 메탄, 2,2-비스-[4,4-비스-(4-하이드록시페닐) 시클로헥실] 프로판, 2,4-비스-(4-하이드록시페닐 이소프로필) 페놀, 2,6-비스-(2-하이드록시-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(2,4-디하이드록시페닐) 프로판, 헥사-(4-(4-하이드록시페닐 이소프로필) 페닐) 오르토테레프탈산 에스테르, 테트라-(4-하이드록시페닐) 메탄, 테트라-(4-(4-하이드록시페닐 이소프로필) 페녹시) 메탄 및 1,4-비스-(4',4"-디히드록시트리페닐) 메틸) 벤젠 뿐만 아니라 2,4-디하이드록시벤조산, 트리메스산, 시아누르 클로라이드 및 3,3-비스-(3-메틸-4-하이드록시페닐)-2-옥소-2,3-디하이드로인돌이 있다.
임의로 사용되는 분지제의 양은 각 경우에 사용된 디페놀의 몰량을 기준으로 0.05 몰% 내지 2 몰%이다.
분지제는 수성 알칼리상 중에 디페놀 및 연쇄종결제와 함께 포함되거나 유기 용매 중에 용해되어 포스겐화 이전에 첨가될 수 있다. 에스테르교환 공정의 경우, 분지제를 디페놀과 함께 첨가한다.
열가소성 폴리카르보네이트를 제조하기 위한 상기 모든 양은 당업자들에게 친숙하다.
개선된 조성물을 수득하기 위해서, 열가소성 물질, 바람직하게는 폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 중에 통상적으로 존재하는 하나 이상의 기타 첨가제, 예컨대 난연제, 충전제, 발포제, 염료, 안료, 광증백제(optical brightener), 에스테르교환 촉매 및 핵 형성제 등을 총 혼합물에 대해 각각 5 중량% 이하, 바람 직하게는 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 플라스틱 양에 대해 0.01 중량% 내지 1 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
이로써 수득한 중합체 조성물은 통상적인 방법들, 예컨대 고온 압축 성형, 스핀닝, 압출 또는 사출 성형에 의해 성형 물품, 예컨대 완구류 부품 뿐만 아니라 섬유, 필름, 필름 테이프, 시트, 다중벽 시트, 용기, 파이프 및 그외 프로파일로 전환될 수 있다. 또한 상기 중합체 조성물은 캐스트 필름으로 가공될 수 있다. 따라서 본 발명은 성형 물품의 제조를 위한 본 발명에 따른 중합체 조성물의 용도에 관한 것이기도 하다. 또한 다층 구조의 사용에 관심이 있다.
본원에서 본 발명에 따른 중합체 조성물은 중합체로부터 제조된 성형 물품에 박층으로 도포된다. 상기 도포는 예를 들어 공압출 또는 샌드위치 성형에 의해 기본 물품의 성형과 동시에 또는 직후에 수행할 수 있다. 그러나 예를 들어 필름으로 적층시키거나 용액으로 코팅함으로써, 마감된 기본 성형 물품 상에 도포를 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단리된 폴리카르보네이트를 공지된 방법에 의해 과립으로 압출시키고, 임의로 상기 언급된 첨가제를 첨가한 후 이 과립을 공지된 방법에 의해 사출 성형하여 다양한 물품들로 가공함으로써, 본 발명에 따른 폴리카르보네이트 성형 조성물을 성형품으로 가공할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카르보네이트 성형 조성물로부터 제조된 성형품은 다양한 범위 내에서, 특히 먼지 축적이 상기 언급된 이유들로 인해 바람직하지 못한 물품에서 사용될 수 있다. 이들은 특히 광학 데이터 운반체(예컨대 CD), 자동차 부 품(예컨대, 창유리 요소), 플라스틱 디퓨저 뿐만 아니라 압출된 시트(예컨대 단단한 시트, 이중벽 시트, 또는 다중벽 시트, 또한 임의로 1개 이상의 공압출된 층을 갖는 시트), 및 사출 성형품, 예컨대 식품 용기, 전기 기구의 부품, 안경 렌즈 또는 장식 물품에서 사용하기에 적합하다.
또한 본 발명에 따른 폴리카르보네이트 성형 조성물은 다른 통상적인 중합체와 함께 혼합될 수 있다. 투명한 플라스틱이 특히 적합하다. 투명한 열가소성 물질로서는 바람직하게는 투명한 플라스틱, 특히 바람직하게는 에틸렌 불포화 단량체의 중합체 및(또는) 2관능성 반응 화합물의 축중합물이 사용된다.
상기 혼합물을 위해 특히 적합한 플라스틱으로는 폴리아크릴레이트 또는 코폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트 또는 코폴리메타크릴레이트(예컨대 폴리메틸 또는 코폴리메틸 메타크릴레이트) 뿐만 아니라 특별하게는 스티렌의 공중합체(예컨대 투명한 폴리스티렌 아크릴로니트릴(SAN)), 및 투명한 시클로올레핀, 테레프탈산의 축중합물 또는 공중축합물(예컨대 폴리에틸렌 또는 코폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 또는 CoPET) 또는 글리콜-개질된 PET(PETG))가 있다.
견본 제조
100×150×3.2 mm 크기의 시트를 크뢰크너(Kloeckner) FH160 사출 성형기 상에서 매크로론(Makrolon) 3103 및 매크로론 AL 2647로부터 사출 성형함으로써 제조하였다. 가공하기 전에, 폴리카르보네이트 과립을 순환 건조 오븐 내에서 120 ℃에서 12 시간 동안 건조시켜서 잔류 수분량이 0.01% 미만이 되도록 하였다. 용융 온도는 300 ℃였다. 주형을 90 ℃로 가열하였다. 클램핑 압력은 770 bar였고, 후속 압력은 700 bar였다. 사출 성형 공정의 총 수행 시간은 48.5 초였다.
매크로론 3103은 약 31,000 g/몰의 평균 분자량 Mw (중량 평균)을 갖는 UV-안정화된 비스페놀 A 폴리카르보네이트이다. 매크로론 AL 2647은 비스페놀 A 폴리카르보네이트와 마찬가지로 UV 안정화제, 성형 이형제 및 열 안정화제를 포함하는 첨가제 배합물을 함유한다. 매크로론 AL 2647의 평균 분자량 Mw는 약 26,500 g/몰이다.
또한 시험을 위해 사용한 플라스틱 전면유리(windscreen)는 매크로론 AL 2647로부터 제조하였다. 이것은 전면유리 제조자들로부터 제공받았다.
아르코텍(Arcotec; 독일 묀샤임 소재)로부터 구입한 FTS 401 장치를 사용하여 화염 처리를 수행하였다. 벨트 속도는 20 m/분이고, 기류량은 120 l/분이고, 가스 유량은 5.5 l/분이었다. 혼합 장치 FTS 201D/9900017을 규산염 처리를 위해 사용하였다.
먼지 시험
실험실 시험에서 먼지 축적을 시험하기 위해서, 사출 성형되거나 추가적으로 표면-처리된 시트를 와류하는 먼지가 있는 대기에 노출시켰다. 이를 위해, 삼각형 단면을 갖는 80 mm 길이의 자석 교반기를 장착한 2 리터 비이커에 먼지(카본 먼지/20 g 활성탄, 리델-데-하엔(Riedel-de-Haen; 독일 시일체(Seelze) 소재), 물품 번호 18 003)를 약 1 cm의 수준으로 채웠다. 자석 교반기를 사용하여 먼지를 와류시 켰다. 교반기가 정지했을 때, 견본을 상기 먼지 대기에 7 초 동안 노출시켰다. 사용한 견본에 따라, 보다 많거나 적은 먼지가 상기 견본 상에 침전되었다.
먼지 축적물(먼지 형상)을 시각적으로 평가하였다. 먼지 형상을 나타내는 시트를 마이너스(-)로, 실질적으로 먼지 형상이 없는 시트를 (+)로 등급을 매겼다.
표면 장력
표면 장력을 DIE EN 828에 따라 측정하고 표면 장력의 극성 함량을 문헌 ["Einige Aspekte der Benetzungstheorie und ihre Anwendungen auf die Untersuchung der Veraenderung der Oberflaecheneigenschaften von Polymeren" in Farbe und Lack, volume 77, no. 10, 1971, p. 997 ff] 중의 식 8에 따라 결정하였다.
시험 결과:
실시예 견본 폴리카르보네이트 등급 표면 처리1 ) 먼지 시험
1 100 × 150 mm 시트 마크로론 3103 안함 -
2 마크로론 3103 1x 화염 처리 +
3 마크로론 2647 안함 -
4 마크로론 2647 1x 화염 처리 +/-
5 플라스틱 디퓨저 마크로론 2647 안함 -
6 마크로론 2647 1x 화염 처리 +/-
7 마크로론 2647 플라즈마 처리함 +
8 마크로론 2647 코로나 처리함 +
9 100 × 150 mm 시트 마크로론 2647 1x 화염 처리 및 규산염 처리 +
10 마크로론 2647 2x 화염 처리 및 규산염 처리 +
11 마크로론 2647 3x 화염 처리 +

Claims (9)

  1. 폴리카르보네이트 성형품의 표면을 화염 처리, 코로나 또는 플라즈마 처리에 의해 처리하는 것을 특징으로 하는, 먼지 유인력이 낮은 폴리카르보네이트 성형품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 폴리카르보네이트 성형품의 표면 장력이 20 퍼센트 초과의 극성 함량을 나타내는 것을 특징으로 하는 폴리카르보네이트 성형품의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리카르보네이트 성형품의 표면을, 화염 처리, 규소, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 주석, 인듐 및(또는) 세륨의 산화 화합물로 실질적으로 이루어진 층의 증착 및(또는) 연소 가스/공기 혼합물로의 특히 상기 원소들의 에어로졸 및(또는) 휘발성 화합물의 첨가에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 테트라알콕시실란을 사용하여 상기 층을 제조하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1 내지 40 m/분, 특히 1 내지 20 m/분의 처리 속도로 연속 화염 처리 장치 내에서 표면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 제 조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1 내지 20 m/분, 특히 2 내지 10 m/분의 처리 속도 및(또는) 500 내지 4000 W, 특히 1500 내지 3500 W의 출력으로 연속 코로나 장치 내에서 표면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가공 가스의 존재하에 1 내지 10-2 mbar의 압력 및 200 내지 4000 W의 출력으로 플라즈마 챔버 내에서 표면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득할 수 있는 폴리카르보네이트 성형품의 광학 물품을 위한 용도.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득할 수 있는 플라스틱 디퓨저(diffuser).
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