KR20080072041A - 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템 및 이의 제조방법 - Google Patents

내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20080072041A
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Abstract

내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템이 개시된다. 이 폴리카보네이트 시스템은 제1 표면과 제2 표면을 포함하는 기판, 이 기판의 제1 표면 위에 배치된 프라이머, 및 내마모성을 위해 상기 제1 표면 위의 프라이머 위에 배치되는 탑코트를 포함한다. 상기 프라이머와 탑코트 중 적어도 하나는 자외선 흡수를 위해 용매 중에 자외선 흡수제를 포함하고, 이 자외선 흡수제는 λ= 325nm에서 흡광계수가 ≥45,000 L-mol-1cm-1 이다.
폴리카보네이트 시스템, 창유리, 내후성, 자외선 흡수제

Description

내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템 및 이의 제조방법{POLYCARBONATE SYSTEM HAVING ENHANCED WEATHERABILITY AND METHOD OF MAKING SAME}
본 발명은 차량 창(window) 용으로, 내후성이 향상된 폴리카보네이트 창유리 시스템에 관한 것이다.
유리는 자동차 산업에서 창에 사용되는 구성부품이었다. 공지된 바와 같이, 유리는 차량에 창으로 사용하기 위해 내마모성 및 내자외선성 처리를 할 수 있는 기판 매체를 구비한다. 유리 기판은 적당하지만, 특징적으로 비교적 무거워, 전달과 장착에 많은 비용이 든다. 더욱이, 유리의 중량은 궁극적으로 차량의 총 중량에 영향을 미친다. 플라스틱 재료는 유리 대체용으로, 차량 스타일링을 향상시키고 총 차량의 중량 및 비용을 낮추기 위해 많은 자동차 공학 분야에 사용되고 있다. 투명 플라스틱 재료가 최근 사용되는 용도는 자동차 창 시스템이다.
하지만, 많은 제조업자들은 중합체의 황변("광황변"이라 한다)을 유발하고 투명성과 매력을 저하시키는 장기적 색 불안정성을 보유하는 중합체 물품에 대한 문제점에 직면해 있다. 중합체의 황변은 대부분 자외선 작용에 의해 일어난다. 내마모성도 이 제조업자들이 안고 있는 문제점 중의 하나이다.
따라서, 당업계에서 필요로 하는 과제는 시스템의 표면을 보호하는 기능을 저하시킴이 없이 중량이 비교적 더 가벼운 플라스틱 시스템과 같은 유리 대용품을 제조하는 것이다.
발명의 개요
본 발명은 일반적으로 폴리카보네이트 창유리 시스템 및 내후성을 향상시키는 방법을 제공한다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 내마모성 및 내자외선성의 특징들이 향상된 폴리카보네이트 창유리 시스템을 제공한다.
일 양태에서, 본 발명은 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템을 제공한다. 이 시스템은 제1 표면과 제2 표면을 포함하는 기판, 이 기판의 제1 표면에 배치되는 프라이머(primer), 및 이 제1 표면 위의 프라이머에 내마모성을 위해 배치되는 탑 코트(top coat)를 포함한다. 프라이머와 탑 코트 중 적어도 하나는 자외선 흡수를 위해 용매 중에 자외선 흡수제를 포함하고, 이 자외선 흡수제는 λ=325 나노미터(nm)에서 흡광계수가 ≥45,000 L-mol-1cm-1 이다.
다른 예에서, 본 발명은 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템의 제조방법을 제공한다. 이 제조방법은 λ=325nm에서 흡광계수가 ≥45,000 L-mol-1cm-1 인 자외선 흡수제 용액을 라텍스 에멀젼 희석 혼합물에 첨가하여 분산 프라이머를 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 이러한 프라이머를 폴리카보네이트 기판 표면에 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 이 방법은 또한 내마모성을 위해 프라이머 위에 탑 코트를 적용하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 이 방법은 자외선 흡수제를 대략 실온 내지 약 50℃ 범위의 온 도 하에 약 20분 동안 용매 중에 혼합하여 자외선 흡수제 용액을 제공하는 단계 및 이 자외선 흡수제 용액을, 희석된 라텍스 에멀젼 혼합물에 첨가하여 분산 프라이머를 제공하는 단계를 포함하되, 상기 자외선 흡수제는 λ=325nm에서 흡광계수가 ≥45,000 L-mol-1cm-1인 것이다. 이 방법은 추가로 폴리카보네이트 기판 표면 위에 상기 프라이머를 적용하는 단계 및 기판 위의 프라이머를 실온에서 약 20분 동안 건조하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 기판 위의 프라이머를 약 120℃ 내지 130℃ 사이에서 약 30분 동안 경화시키는 단계 및 이 프라이머 위에 내마모성을 위한 탑 코트를 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 이하 상세한 설명과 후속되는 청구의 범위를 첨부 도면과 관련하여 살펴보면 명백하게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따라 도시된 폴리카보네이트 시스템의 횡단면도이다;
도 2는 본 발명의 다른 양태에 따라 도시된 폴리카보네이트 시스템 1의 횡단면도이다.
본 발명은 일반적으로 내마모성 및 내자외선성의 향상을 비롯하여 내후성 특징이 향상된 폴리카보네이트 시스템을 제공한다. 이 폴리카보네이트 시스템은 폴리카보네이트 기판, 이 폴리카보네이트 기판 위에 배치된 프라이머, 및 이 프라이머 위에 배치된 탑 코트를 포함한다. 프라이머는 뜻밖에도 혼화성인 자외선 흡수제를 용매 중에 포함하고, 여기서 자외선 흡수제는 흡광계수가 비교적 높고 휘발성이 낮으며 광안정성이 비교적 높은 것이다. 결과적으로, 폴리카보네이트 시스템은 자외선 흡수성이 향상된다.
본 발명의 일 예는 본 발명의 일 양태에 따라 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템(13)을 포함하는 차량 창을 포함한다. 이 양태에서, 폴리카보네이트 시스템은 내마모성 및 내자외선성의 향상을 비롯하여 내후성이 향상된 것이다. 이 시스템은 일반적으로 투명 플라스틱 기판, 이 플라스틱 기판 위에 배치되고 자외선 흡수제를 보유하는 프라이머 및 이 프라이머 위에 배치된 탑코트를 포함한다.
도 1은 폴리카보네이트 시스템(13)의 1가지 예의 횡단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 폴리카보네이트 시스템(13)은 제1 표면(16)과 제2 표면(18)을 보유하는 투명 플라스틱 기판(14)을 포함한다. 이 양태에서, 제1 표면(16)은 창(12)의 외측 또는 "A" 표면이고, 제2 표면(18)은 창(12)의 내측 또는 "B" 표면이다.
이 양태에서, 투명 플라스틱 기판(14)은 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리설폰 수지 또는 공중합체 또는 임의의 다른 적당한 투명 플라스틱 물질, 및 이의 혼합물을 포함한다. 투명 플라스틱 기판은 비스페놀-A 폴리카보네이트 및 다른 수지 등급(예, 분지형 또는 치환형)뿐만 아니라 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리-(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 또는 폴리에틸렌과 같은 다른 중합체와 배합되거나 공중합된 것을 포함한다. 투명 플라스틱 기판은 추가로 다양한 첨가제, 예컨대 착색제, 주형 이형제, 산화방지제 및 자외선 흡수제를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프라이머(20)는 투명 플라스틱 기판(14) 위에 배치된다. 기판(14)은 제1 표면(16)과 제2 표면(18) 중 어느 한 표면에만 프라이머가 배치될 수도 있지만, 제1 표면(16)과 제2 표면(18) 양면에 적용된 프라이머(20)를 포함하는 것이 바람직하다. 앞에서 언급한 바와 같이, 프라이머는 용매 중에 자외선 흡수제를 포함하여 향상된 내후성, 예컨대 개선된 내자외선성을 제공한다. 프라이머(20)는 수성계 프라이머 또는 용매계 프라이머일 수 있다.
일 양태에서, 프라이머(20)는 2-(2-하이드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진, 물, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 폴리메틸 메타크릴레이트의 자외선 흡수제 혼합물을 포함한다. 다른 양태에서, 프라이머(20)는 물과 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 대신에 디아세톤 알콜과 1-메톡시-2-프로판올이 사용되는 용매계 프라이머이다.
이러한 예에서, 자외선 흡수제는 흡광 계수 ε가, λ=325 나노미터(nm)에서 바람직하게는 ≥45,000 L-mol-1cm-1 , 더욱 바람직하게는 λ=325nm에서 ≥55,000 L-mol-1cm-1 , 가장 바람직하게는 λ=325nm에서 65,000 L-mol-1cm-1 인 것이다.
다른 양태에서, 프라이머(20)는 일반적으로 제1 공용매로서 물을 포함하고, 제2 공용매로서 유기 액체를 포함하는 수성계 프라이머이다. 이 양태에서, 제2 용매는 일반적으로 글리콜 에테르, 케톤, 알콜 및 아세테이트를 포함한다. 제1 공용매는 수성계 프라이머의 30중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 50중량% 이상, 가장 바람직하게는 적어도 70중량% 이상으로 포함되는 것이 바람직하다. 앞에서 언급한 바와 같이, 제2 공용매가 관련된 일반적인 화학물질 군에는 글리콜 에테르, 케톤, 알콜 및 아세테이트가 있으며, 이러한 제2 공용매는 수성계 프라이머의 70중량% 미만으로 존재하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 제2 공용매는 수성계 프라이머의 약 50중량% 미만으로 포함되고, 가장 바람직하게는 수성계 프라이머의 약 30중량% 미만으로 포함되는 것이 좋다.
예를 들어, 제2 공용매는 2-부톡시에탄올(에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르로 불리기도 한다)을 포함할 수 있다. 또한, 프라이머는 다른 첨가제, 예컨대 특히 계면활성제, 산화방지제, 살생물제 및 건조제를 포함할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 제1 및 제2 공용매 중의 자외선 흡수제는 하이드록시페닐-트리아진, 하이드록시벤조페논, 하이드록시페닐벤조트리아졸, 하이드록시페닐트리아진, 폴리아로일레조시놀 및 시아노아크릴레이트를 포함할 수 있다.
프라이머는 적당한 모든 상압 코팅법으로 적용할 수 있으며, 그 예에는 커튼코팅, 분사코팅, 스핀코팅, 딥코팅 및 플로우코팅이 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 탑코트(23)는 시스템(13)의 프라이머(20) 위에, 제1 표면(16)과 제2 표면(18)에 각각 적용된다. 탑코트(23)는 폴리카보네이트 시스템에 기능성을 추가하거나 향상시킨다. 이와 같이 향상된 기능성에는 향상된 내마모성 및 내자외선성이 있다. 예를 들어, 탑코트(23)는 Exatec® 900 창유리 시스템에 사용되는 경질 코트일 수 있다. Exatec® 900 창유리 시스템에서, 자동차 창유리 판넬은 투명 폴리카보네이트 기판, 본 명세서에서 논한 것과 같은 잉크, 수성계 아크릴성 프라이머(Exatec® SHP 9X, Exatec LLC와 GE Silicones 제품), 실리콘 경질 코트(Exatec® SHX, Exatec LLC와 GE Silicones 제품), 및 플라즈마 증강 화학증착법으로 증착된 "유리상(glass-like)" 코트를 포함한다.
탑코트(23)는 기능성 향상을 위해 본 발명의 폴리카보네이트 시스템(13)에 적당한 다른 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 적당한 성분에는 알루미늄 옥사이드, 바륨 플루오라이드, 보론 니트라이드, 하프늄 옥사이드, 란탄 플루오라이드, 마그네슘 플루오라이드, 마그네슘 옥사이드, 스칸듐 옥사이드, 실리콘 모노옥사이드, 실리콘 디옥사이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 옥시-니트라이드, 실리콘 옥시-카바이드, 실리콘 카바이드, 탄탈 옥사이드, 티탄 옥사이드, 틴 옥사이드, 인듐 틴 옥사이드, 이트륨 옥사이드, 징크 옥사이드, 징크 셀레나이드, 징크 설파이드, 지르코늄 옥사이드, 지르코늄 티타네이트 또는 유리, 및 이의 혼합물이 포함될 수 있다.
탑코트(23)는 당업자에게 공지된 임의의 기술로 적용할 수 있다. 이러한 기술에는 진공 보조 증착법에 이용되는 것과 같은 반응성 종 유래의 증착법, 및 기판에 졸-겔 코팅을 적용하는데 이용되는 것과 같은 상압 코팅법 등이 있다. 진공 보조 증착법의 예에는 플라즈마 증강 화학증착법, 이온 보조 플라즈마 증착법, 마그네트론 스퍼터링, 전자빔 증발, 및 이온빔 스퍼터링이 있다. 상압 코팅법의 예에는 커튼코팅, 분사코팅, 스핀코팅, 딥코팅 및 플로우코팅이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
이러한 양태에서, 탑코트는 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 또는 실리콘 하드코트를 비롯한 임의의 적당한 물질과 자외선 흡수제로 구성될 수 있다.
일 양태에서, 탑코트는 또한 앞에서 언급한 자외선 흡수제(예, Tinuvin™ 479, 고도 트리아진 자외선 흡수제, CIBA 제품)를 보유할 수 있다. 탑코트는 프라이머 처리된 기판 위에 적용되거나, 프라이머가 없는 탑코트일 수 있다.
이러한 양태에서, 장식용 잉크 혼합물은 장식 목적으로 기판(14)과 프라이머(20) 사이인 제2 표면(18) 위에 선택적으로 적용할 수 있다. 일 양태에서, 장식용 잉크는 폴리에스테르 잉크에서 수득되는 폴리에스테르 수지 약 5 내지 34중량% 및 폴리카보네이트 잉크에서 수득되는 폴리카보네이트 수지 약 1 내지 13중량%를 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 폴리에스테르 잉크와 폴리카보네이트 잉크의 중량비는 약 100:0 이하, 약 50:50 초과이다. 장식용 잉크는 추가로 이소시아네이트 약 0.1 내지 5중량% 및 잔여량의 수성계 용매를 포함한다. 이 양태에서는 장식용 잉크가 표면에 부착하도록 경질 코트가 장식용 잉크에 적용된다.
도 2는 본 발명의 다른 양태에 따르는 폴리카보네이트 시스템(113)을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 폴리카보네이트 시스템(113)은 제1 표면(116)과 제2 표면(118)을 보유하는 투명 플라스틱 기판(114)을 포함한다. 이 양태에서, 프라이머(120)는 제2 표면(118)에만 적용된다. 또한, 탑코트(123)는 제2 표면(118) 위의 프라이머(120)에만 적용된다. 기판(114), 프라이머(120) 및 탑코트(123)는 각각 앞에서 언급한 기판(14), 프라이머(20) 및 탑코트(23)와 동일한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 양태에서, 잉크 혼합물 역시 기판(114)과 프라이머(120) 사이인 제2 표면(118)에 선택적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 일 예는 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템의 제조방법을 포함한다. 이 예에서는 투명 플라스틱 기판이 제공된다. 이 기판은 비스페놀-A 폴리카보네이트 및 다른 수지 등급(예컨대, 분지형 또는 치환형)을 포함할 뿐만 아니라 다른 중합체, 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리-(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)(ABS), 또는 폴리에틸렌 등과 공중합되거나 배합될 수 있다. 기판은 당업자에게 공지된 임의의 기술, 예컨대 압출, 몰딩(예컨대, 사출 몰딩, 블로우 몰딩 및 압착 몰딩), 또는 열성형(예, 가열 성형, 진공 성형 및 저온 성형) 등을 통해 창, 예컨대 차량용 창으로 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 기판을 이용한 창의 성형은 본 발명의 범위 또는 범주를 벗어나지 않는 한, 프린팅 전이나 프린팅 후, 또는 프라이머 및 탑코트의 적용 후에 실시될 수 있다는 것을 유념해야 한다.
이러한 예에서, 본 발명의 방법은 추가로 대략 실온 내지 약 50℃에서 약 20분 동안 앞에서 언급한 제1 및 제2 공용매에 자외선 흡수제를 혼합하여, 자외선 흡수제 용액을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 공용매는 물이고 수성계 프라이머의 10중량% 이상으로 포함되는 것이 바람직하다. 제2 공용매는 글리콜 에테르, 케톤, 알콜 및 아세테이트를 포함하는 것이 바람직하다. 제2 공용매는 수성계 프라이머의 90중량% 미만으로 존재하는 것이 바람직하다.
본 방법은 또한 희석된 라텍스 에멀젼 혼합물에 자외선 흡수제 용액을 첨가하여 분산 프라이머를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 이 예에서, 자외선 흡수제는 하이드록시페닐-트리아진을 포함한다. 이 방법은 추가로 앞에서 언급한 폴리카보네이트 기판의 표면에 프라이머를 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 이 예에서, 프라이머는 2-(2-하이드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 폴리메틸 메타크릴레이트의 혼합물을 포함한다.
본 방법은 그 다음 기판 위의 프라이머를 실온에서 약 20분 동안 건조하는 단계 및 이 기판 위의 프라이머를 약 120 내지 130℃에서 약 30분 동안 경화시키는 단계를 포함한다.
이 방법은 추가로 내마모성을 위해 프라이머 위에 탑코트를 적용하는 단계를 포함한다. 이 예에서, 탑코트는 내마모성 물질을 보유하는 실리콘 경질 코트다. 내마모성 물질로는 알루미늄 옥사이드, 바륨 플루오라이드, 보론 니트라이드, 하프늄 옥사이드, 란탄 플루오라이드, 마그네슘 플루오라이드, 마그네슘 옥사이드, 스칸듐 옥사이드, 실리콘 모노옥사이드, 실리콘 디옥사이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 옥시-니트라이드, 실리콘 옥시-카바이드, 실리콘 카바이드, 탄탈 옥사이드, 티탄 옥사이드, 틴 옥사이드, 인듐 틴 옥사이드, 이트륨 옥사이드, 징크 옥사이드, 징크 셀레나이드, 징크 설파이드, 지르코늄 옥사이드, 지르코늄 티타네이트 또는 유리, 또는 이의 혼합물이 포함될 수 있다.
본 실시예는 하이드록시페닐-트리아진(예, Tinuvin™ 479)과 같은 자외선 흡수제를 이용하여 폴리카보네이트 창유리 시스템에 개선된 내후성을 제공한다. 이 실시예에서는 프라이머에 자외선 흡수제를 첨가하여 실험을 수행했다. 이 실시예에서는 CIBA 사의 고도 트리아진 자외선 흡수제인 Tinuvin™ 479를 선택했다.
프라이머 조제
본 실시예의 시스템에서 사용된 프라이머는 수성계이며 에멀젼 중합체 Hycar™ 26237 및 Hycar™ 26256을 포함했다. Hycar™ 26237은 아크릴성 공중합체 라텍스로서, 라텍스 중량이 9.1 lbs/gal이고 고형물 중량이 4.4 lbs/gal 이다. Hycar™ 26237의 특성은 다음과 같다: pH 2.5; 총 고형물: 50.5중량%; 점도: 140cp; 표면장력: 43 다인/cm; 비중-라텍스: 1.091; 비중-중합체: 1.210. Hycar™ 26256은 합성 음이온 아크릴성 공중합체 라텍스로서, 라텍스 중량이 9.1 lbs/gal이고 고형물 중량이 4.4 lbs/gal 이다. Hycar™ 26256의 특성은 다음과 같다: pH 2.5; 총 고형물: 49.5중량%; 점도: 120cp; 표면장력: 43 다인/cm; 비중-라텍스: 1.09; 비중-중합체: 1.20.
자외선 흡수제 Uvinul™ 3039는 대조용 배합물에 첨가했다. 이 예에서 Uvinul™ 3039는 분자량이 361의 투명한 황색빛 액체인 2-에틸헥실-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트이다. 대조군의 포뮬러는 "대조군 포뮬러 A"라는 표제로 이하에 제시했다.
본 실시예의 포뮬러에는 시바 사 제품인 자외선 흡수제 Tinuvin™ 479를 사 용했다. 자외선 흡수제 Tinuvin™ 479는 2-(2-하이드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진이다.
Figure 112008040423612-PCT00001
본 샘플의 포뮬러는 "샘플 A-E"라는 표제로 이하에 제시했다.
대조군 포뮬러 A
대조군 포뮬러 A는 다음과 같은 방법으로 제조했다. 탈이온수 약 60부를 용기에 넣고 칭량했다. 여기에 구연산 약 0.02부를 첨가하고, 이 혼합물을 약 15분 동안 진탕시켰다. 이 혼합물에 Hycar™ 26237 약 2.4부 및 Hycar™ 26256 약 2.4부를 첨가했다. 이 혼합물을 약 10분 동안 진탕시켰다. Univul™ 3039 용액은 2-에톡시부탄올 26부에 첨가하여 제조하고, 이 용액을 다시 에멀젼 혼합물에 지속적으로 교반하면서 비교적 천천히 첨가했다. 수득되는 혼합물을 약 15분 동안 혼합한 뒤, 여과했다.
표 A
Tinuvin™ 479를 함유하는 포뮬러
100% 100% 100% 100%
B C D E
탈이온수 57.63 57.63 57.63 57.63
구연산 0.03 0.03 0.03 0.03
Hycar 237 4.80 4.80 4.80 2.40
Hycar 256 4.80 4.80 4.80 2.40
Tinuvin 479 0.2 0.405 0.81 1.62
2-에톡시부탄올 36.06 36.06 36.06 36.06
BOF 0.2 0.405 0.81 1.62
BOS 4 7.78 14.44 40.29
절차
탈이온수를 용기에 넣고 칭량했다. 그 다음, 구연산을 용기에 넣고 칭량하고, 이 혼합물을 저속 진탕 하에 유지시키고, 2가지 Hycar™ 26256 및 26237 에멀젼을 칭량하고 용기에 첨가했다. 저속 진탕 하에 약 15분 동안 혼합한 후, 자외선 흡수제 Tinuvin™ 479 및 2-에톡시부탄올을 각각 칭량한 뒤, 혼합한 다음, 벌크 용기에 첨가했다. 이 혼합물을 그 다음 약 30분 동안 진탕한 뒤, 여과했다. 고형물 %는 약 3.5 내지 4중량% 사이인 것으로 관찰되었다.
코팅 적용
성형된 폴리카보네이트 시트(각각 약 730mm)를 2-이소프로판올로 세척한 다음, 이온화된 공기로 건조했다. 이 시트에 8 미크론(건조 필름) 흑색 잉크 두 줄(폭이 약 5인치)을 프린트했다. 그 다음, 프라이머 용액을 온도가 약 20 내지 25℃ 사이이고 상대습도가 약 40%인 부스(booth) 조건 하에서 플로우코팅법으로 상기 시트 위에 적용했다. 이러한 시트를 실온에서 20분 동안 플래싱(flashing) 한 뒤, 125℃에서 60분 동안 베이킹(baking)했다. 두께는 약 0.2 내지 1.0미크론 사이인 것으로 확인되었다.
결과
기판(또는 프라이머 처리된 플라크)에 실리콘 하드코트 및 그 다음 실록산 플라즈마 층을 탑코팅했다. 이 플라크를 접착성, 외관 및 자외선 흡광도에 대해 검사했다. 접착성은 플라크의 표면부, 중간부 및 바닥부에서 잉크 부분 및 무잉크 부분에 대해 실시했다. 접착성 조사에 사용된 검사는 약 65℃의 온도로 유지되는 물에 해당 부분을 10일 동안 침지시키는 단계를 포함한다. 이러한 침수 검사는 ASTM D3359-95에 따르는 초기 크로스헤치 접착성 시험(테이프 당김)과 그 다음 프린트 및 코팅된 플라스틱 기판을 약 65℃의 승온인 증류수에 약 10일 동안 침지시키는 단계를 포함한다. 잉크 및 프라이머/하드코트와 이 하드코트의 표면 또는 바닥에 적용된 임의의 선택적 탑코트의 접착성은 최대 10일까지 주기적으로 검사했다. 아래에 제시된 바와 같이, 접착성 검사의 결과(접착성%)는 무잉크 영역(표 B) 및 잉크 영역이 상대적인 접착성 품질(>90%)을 보유한다는 것을 보여주었다(표 C).
표 B
Figure 112008040423612-PCT00002
표 C
Figure 112008040423612-PCT00003
Tinuvin™ 479를 함유하는 프라이머 포뮬러의 접착성은 비교적 양호하며 대조군인 Uvinul™ 3038을 함유하는 포뮬러와 비슷한 접착성인 것으로 관찰되었다.
자외선 흡광도
자외선 흡수제를 함유하지 않는 기판이나 폴리카보네이트 플라크 위에 프라이머 용액을 적용했다. 프라이머의 두께를 측정하고, 자외선 지수를 340nm에서 Varian Cary 500 UV Vis NIR 분광광도계로 측정했다. 이하 표 D에 제시된 바와 같이, 프라이머의 자외선 흡광도는 자외선 흡수제의 함유 농도가 증가함에 따라 증가하는 바, 이 프라이머의 바람직한 UV 흡광 효용을 보여주었다.
표 D
Figure 112008040423612-PCT00004
이상, 본 발명의 바람직한 양태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 당업자라면 특히 앞의 교시에 비추어 변경된 구성을 조성할 수 있다는 것은 너무나 자명한 것이다.

Claims (27)

  1. 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템으로서,
    제1 표면과 제2 표면을 포함하는 기판;
    기판의 제1 표면에 배치되는 프라이머; 및
    내마모성을 위해, 상기 제1 표면 위의 프라이머 위에 배치되는 탑코트를 포함하고, 상기 프라이머와 탑코트 중 적어도 하나는 자외선 흡수를 위해 용매 중에 자외선 흡수제를 포함하며, 이 자외선 흡수제의 흡광계수는 λ= 325nm에서 ≥45,000 L-mol-1cm-1 인 폴리카보네이트 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 기판이 투명한 폴리카보네이트 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 기판이 자동차 창인 폴리카보네이트 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 자외선 흡수제가 λ= 325nm에서 흡광계수가 ≥55,000 L-mol-1cm-1 인 폴리카보네이트 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 자외선 흡수제가 λ= 325nm에서 흡광계수가 ≥65,000 L-mol-1cm-1 인 폴리카보네이트 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 프라이머는 기판의 제2 표면에 배치되고, 탑코트는 제2 표면 위의 프라이머 위에 배치되는 폴리카보네이트 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 프라이머가 2-(2-하이드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 추가로 제1 및 제2 표면 위의 탑 코트 위에 배치된 내마모성 물질을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 추가로 제2 표면 위의 기판 일부에 배치되는 잉크 층을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 잉크가 합성 수지를 포함하고, 이 합성 수지가 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르 수지 또는 이의 혼합물인 폴리카보네이트 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 추가로 탑 코트 위에 배치된 내마모성 물질을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 내마모성 물질이 알루미늄 옥사이드, 바륨 플루오라이드, 보론 니트라이드, 하프늄 옥사이드, 란탄 플루오라이드, 마그네슘 플루오라이드, 마그네슘 옥사이드, 스칸듐 옥사이드, 실리콘 모노옥사이드, 실리콘 디옥사이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 옥시-니트라이드, 실리콘 옥시-카바이드, 실리콘 카바이드, 탄탈 옥사이드, 티탄 옥사이드, 틴 옥사이드, 인듐 틴 옥사이드, 이트륨 옥사이드, 징크 옥사이드, 징크 셀레나이드, 징크 설파이드, 지르코늄 옥사이드, 지르코늄 티타네이트 또는 유리, 또는 이의 혼합물을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 프라이머가 수성계 프라이머 및 용매계 프라이머 중 하나를 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 프라이머가 2-(2-하이드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 자외선 흡수제가 하이드록시페닐-트리아진을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 용매가 제1 공용매 및 제2 공용매를 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 제1 공용매가 물을 포함하고, 제2 공용매가 글리콜 에테르, 케톤, 알콜 또는 아세테이트 또는 이의 혼합물을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 제1 공용매 및 제2 공용매가 각각 글리콜 에테르, 케톤, 알콜 또는 아세테이트 또는 이의 혼합물을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 기판이 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이의 혼합물을 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 탑코트가 폴리메틸-메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 및 실리콘 중 적어도 하나와 자외선 흡수제를 포함하는 폴리카보네이트 시스템.
  21. λ= 325nm에서 흡광계수가 ≥45,000 L-mol-1cm-1 인 자외선 흡수제 용액을 희 석된 라텍스 에멀젼 혼합물에 첨가하여 분산 프라이머를 제공하는 단계;
    상기 프라이머를 폴리카보네이트 기판의 표면 위에 적용하는 단계; 및
    내마모성을 위해 상기 프라이머 위에 탑코트를 적용하는 단계를 포함하는, 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 탑코트가 자외선 흡수제를 포함하는 제조방법.
  23. 제22항에 있어서, 첨가하는 단계가 대략 실온 내지 약 50℃의 온도에서 20분 동안 용매 중에 자외선 흡수제를 혼합하여 자외선 흡수제 용액을 제공하는 단계를 포함하는 제조방법.
  24. 제22항에 있어서, 프라이머를 적용하는 단계가,
    기판 위의 프라이머를 실온에서 약 20분 동안 건조하는 단계; 및
    기판 위의 프라이머를 약 120 내지 130℃에서 약 30분 동안 경화시키는 단계를 포함하는 제조방법.
  25. λ= 325nm에서 흡광계수가 ≥45,000 L-mol-1cm-1 인 자외선 흡수제를 대략 실온 내지 약 50℃의 온도에서 20분 동안 용매 중에 혼합하여 자외선 흡수제 용액을 제공하는 단계;
    상기 자외선 흡수제 용액을 희석된 라텍스 에멀젼 혼합물에 첨가하여 분산 프라이머를 제공하는 단계;
    상기 프라이머를 폴리카보네이트 기판의 표면 위에 적용하는 단계;
    상기 기판 위의 프라이머를 실온에서 약 20분 동안 건조하는 단계;
    상기 기판 위의 프라이머를 약 120 내지 130℃에서 약 30분 동안 경화시키는 단계; 및
    내마모성을 위해 상기 프라이머 위에 탑코트를 적용하는 단계를 포함하는, 내후성이 향상된 폴리카보네이트 시스템의 제조방법.
  26. 제25항에 있어서, 프라이머 유래의 흡광도 값이 적어도 0.5인 제조방법.
  27. 제25항에 있어서, 자외선 흡수제가 하이드록시페닐-트리아진을 포함하는 제조방법.
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