KR20090087082A - 열가소성 조성물, 이의 제조방법, 및 이로부터 유도된 물품 - Google Patents

열가소성 조성물, 이의 제조방법, 및 이로부터 유도된 물품 Download PDF

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Abstract

폴리에스테르 10 내지 80 중량%; 및 코폴리머 총 중량 기준으로, 아릴레이트 에스테르 단위 10 내지 95 중량% 및 방향족 카보네이트 단위 5 내지 85 중량%를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 10 내지 90 중량%;의 조합을 포함하는 열가소성 조성물이 개시된다. 또한 상기 조성물의 형성 방법 및 이로부터 제조된 물품(예를 들면 투명 커버)도 개시된다.

Description

열가소성 조성물, 이의 제조방법, 및 이로부터 유도된 물품{Thermoplastic composition, method of manufacture thereof, and articles derived therefrom}
본 출원은 전체로서 인용에 의해 본 명세서에 통합된, 2006년 11월 22일에 제출된, 일련 번호 11/562,594의 일부 계속 출원이다.
본 개시는 열가소성 조성물, 이의 제조방법, 및 이로부터 유도된 물품에 관한 것이다.
폴리에스테르는 폴리에스테르의 다양한 특성을 개선하기 위하여 다른 폴리머와 블렌딩될 수 있다. 구체적으로, 폴리에스테르는 충격 강도와 같은 개선된 기계적 특성을 제공하기 위하여 폴리카보네이트와 블렌딩될 수 있다. 그러나, 폴리에스테르의 다른 특성, 구체적으로 광학 특성은 이러한 블렌딩에 의해 약영향을 받을 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르-폴리카보네이트 블렌드로부터 형성된 물품은 감소된 시감투과율을 가져서, 흐리거나 착색될 수 있다.
폴리에스테르-폴리카보네이트 블렌드에 관한 다른 인지되는 요구는 개선된 내후성, 특히 자외(UV) 광에 의한 내분해성이다. 내화학성, 특히 가성 용액(caustic solution), 즉 수영장 및 온천에서 사용되는 형태의 염소, 브롬, 등을 포함하는 수용액에 대한 저항성은 또한 유리할 수 있다. 이러한 특성은 특히 온천 용 커버, 휴대폰 커버, 자동차 용품 등과 같은 가혹한 조건에 노출되는 물품을 형성하는데 사용되는 조성물에 있어서 특히 바람직하다.
따라서 이는 개선된 내후성 및/또는 내화학성을 갖는 투명한 폴리에스테르-폴리카보네이트 블렌드에 대한 본 기술 분야에서의 요구는 여전히 존재한다.
본 기술 분야에서 상기 결함들은 조성물로서, 상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로, (a) 하기 식의 단위를 포함하는 폴리에스테르 10 내지 80 중량%
Figure 112009037343126-PCT00001
(여기서 T는 C5-C7 지환족 또는 C8-C12 방향족 디카르복실산 또는 이들의 화학적 등가물로부터 유도된 잔기이고, D는 C6-C12 방향족 또는 C2-C12 지방족 디올 또는 이들의 등가물로부터 유도된 잔기이다); 및 (b) 코폴리머 총 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 95 중량%
Figure 112009037343126-PCT00002
(여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다), 및
하기 식의 방향족 카보네이트 단위 5 내지 85 중량%
Figure 112009037343126-PCT00003
(여기서 각 R1은 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, 상기 유기 라디칼의 약 60% 이상이 방향족이다)
및 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 10 내지 90 중량%;의 투명한 블렌드를 포함하는 조성물에 의해 경감된다:
Figure 112009037343126-PCT00004
(여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
또한, 전술한 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함하는 조성물의 제조 방법이 기술된다.
다른 구현예는 전술한 조성물을 형상화(shaping), 압출, 블로우 성형, 또는 사출 성형하여 물품을 형성하는 단계를 포함하는 물품의 형성 방법이다.
다른 구현예에서, 전술한 조성물을 포함하는 물품이 또한 기술된다.
또한, 조성물로서, 상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
(a) 50 몰% 초과의 에스테르기가 1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트기인 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 40 내지 80 중량%;
(b) 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 20 내지 60 중량%의 블렌드를 포함하고,
상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
Figure 112009037343126-PCT00005
(여기서 p는 0이다),
비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고,
상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 5 내지 895 중량%, 및
Figure 112009037343126-PCT00006
(여기서 p는 0이다)
비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지고,
또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하고,
Figure 112009037343126-PCT00007
(여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
또한 상기 조성물로부터 성형된 2.5 mm 두께의 물품이 ASTM D1003-00에 따라서 각각 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈 및 80% 초과의 투명도를 가지는 조성물이 기술된다.
또한, 조성물로서, 상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
(a) 50 몰% 초과의 에스테르기가 에틸렌 테레프탈레이트기인 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 40 내지 80 중량%;
(b) 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 20 내지 60 중량%의 블렌드를 포함하고,
상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
Figure 112009037343126-PCT00008
(여기서 p는 0이다),
비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고,
상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 5 내지 895 중량%, 및
Figure 112009037343126-PCT00009
(여기서 p는 0이다)
비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지고,
또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하고,
Figure 112009037343126-PCT00010
(여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
또한 상기 조성물로부터 성형된 2.5 mm 두께의 물품이 ASTM D1003-00에 따라서 각각 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈 및 80% 초과의 투명도를 가지는 조성물이 기술된다.
또한, 조성물로서, 상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
(a) 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트) 40 내지 80 중량%;
(b) 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 20 내지 60 중량%의 블렌드를 포함하고,
상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
Figure 112009037343126-PCT00011
(여기서 p는 0이다),
비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고,
상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 5 내지 895 중량%, 및
Figure 112009037343126-PCT00012
(여기서 p는 0이다)
비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지고,
또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하고,
Figure 112009037343126-PCT00013
(여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
또한 상기 조성물로부터 성형된 2.5 mm 두께의 물품이 ASTM D1003-00에 따라서 각각 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈 및 80% 초과의 투명도를 가지는 조성물이 기술된다.
상기한 특징 및 다른 특징은 하기 상세한 설명에 의하여 예시된다.
특정 비율의 폴리에스테르, 임의의 폴리카보네이트, 및 특정 모노페놀 화합물로부터 유도된 말단기를 갖는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트를 포함하는 조성물은, 높은 투명성, 우수한 내후성, 및 내화학성을 가진다. 특히, 상기 조성물은 자외선 조사에 장기간 노출 후에도 그다지 열화되지 않는다. 상기 조성물은 또한 가성 용액에 노출후에도 그다지 열화되지 않는다. 상기 조성물은 따라서 수영장 및 온천용 렌즈 및 렌즈 커버, 및 휴대폰의 제조에 유용하다.
게다가, 특정 비율의 폴리에스테르, 및 특정 모노페놀 화합물로부터 유도된 말단기를 갖는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트를 포함하는 조성물로서, 폴리카보네이트의 존재는 임의적인 조성물은, 우수한 광학 특성, 내후성, 및 내화학성을 가진다는 것을 뜻밖에 확인하였다.
화합물은 표준 명명법을 사용하여 본 명세서에서 기술된다. 단수 형태 및 “상기”는 그 문맥이 명확히 달리 가리키지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 동일한 특성 또는 성분에 대한 모든 범위의 종료점은 상기 종료점을 포함하고 독립적으로 조합가능하다. 모든 참조 문헌은 인용에 의해 본 명세서에 통합된다. 작업 실시예 이외에 또는 달리 표시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는 성분의 양, 반응 조건 등을 지칭하기 위한 모든 수 또는 표현은 모든 경우에 용어 "약"에 의하여 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 수치범위가 본 특허 출원에서 개시된다. 이들 범위는 연속적이기 때문에, 이들은 최소값과 최대값 사이의 모든 값을 포함한다. 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 본 출원에서 특정된 상기 다양한 수치범위는 근사값이다.
달리 표시되지 않는 한, 모든 ASTM 테스트는 Annual Book of ASTM Standards의 2003년 판에 근거하고 있다.
적합한 폴리에스테르는 식(1)의 반복 단위를 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00014
(1)
(여기서 T는 C7-12 방향족 또는 C5-7 지환족 디카르복실산 또는 이들의 화학적 등가물로부터 유도된 잔기이고, D는 C6-12 방향족 또는 C2-12 지방족 디올 또는 이들의 등가물로부터 유도된 잔기이다).
상기 폴리에스테르 단위를 제조하기 위하여 사용될 수 있는 방향족 디카르복실산의 예는 이소프탈산, 테레프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 및 상기 디카르복실산 중 1종 이상을 포함하는 조합이다. 예시적인 지환족 디카르복실산은 노르보넨 디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등을 포함한다. 상기 디애시드의 임의의 화학적 등가물은 디알킬 에스테르(예를 들면, 디메틸 에스테르), 디아릴 에스테르, 무수물, 염, 산 염화물(acid chloride), 산 브롬화물 등을 포함한다.
구체적인 디카르복실산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산, 1,4-시클로헥산 디카르복실산(시스 또는 트랜스), 또는 상기 디카르복실산 중 1종 이상을 포함하는 조합이다. 구체적인 디카르복실산은 이소프탈산 대 테레프탈산의 중량비가 91:9 내지 2:98인 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합을 포함한다.
적합한 C6-12 방향족 디올은 이에 한정되는 것은 아니지만 레조르시놀, 히드로퀴논, 및 피로카테콜 뿐만 아니라 1,5-나프탈렌 디올, 2,6-나프탈렌 디올, 1,4-나프탈렌 디올, 4,4'-디히드록시비페닐, 비스(4-히드록시페닐) 에테르, 비스(4-히드록시페닐) 술폰 등과 같은 디올 및 상기 방향족 디올 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
예시적인 C2-12 지방족 디올은 이에 한정되는 것은 아니지만 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 (즉, 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜), 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판 디올, 1,4-부탄 디올, 1,4-부트-2-엔 디올, 1,3- 및 1,5-펜탄 디올, 디프로필렌 글리콜, 2-메틸-1,5-펜탄 디올, 1,6-헥산 디올, 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비시클로옥탄, 1,4-시클로헥산 디메탄올, 이의 시스- 및 트랜스- 이성질체, 트리에틸렌 글리콜, 1,10-데칸 디올; 및 상기 디올의 1종 이상을 포함하는 혼합물과 같은 직쇄형, 분지형 또는 지환족 알칸 디올을 포함한다. 상기 디올 중 임의의 화학적 등가물은 디알킬에스테르, 디아릴 에스테르, 등과 같은 에스테르를 포함한다. 구체적인 지방족 디올은 시클로헥산 디메탄올, 에틸렌 글리콜, 또는 시클로헥산 디메탄올 및 에틸렌 글리콜을 포함하는 조합이다.
일 구현예에서, T는 시클로헥산디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산, 상기 중 임의의 화학적 등가물, 또는 상기 중 1종 이상을 포함하는 조합으로부터 유도되고, D는 1,4-시클로헥산디메탄올, C2-4 디올, 상기의 화학적 등가물, 또는 상기 중 1종 이상을 포함하는 조합으로부터 유도된다.
식 (1)의 범위에 속하는 구체적인 클래스의 폴리에스테르는 예를 들면, 하기 식 (2)의 반복 단위를 갖는 폴리(시클로헥산디메탄올 테레프탈레이트) (PCT)와 같은 폴리(시클로알킬렌 프탈레이트)이다:
Figure 112009037343126-PCT00015
(2)
여기에서, 식 (8)에 따르면, T는 테레프탈산으로부터 유도되고, D는 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 유도된다.
식 (1)의 범위에 속하는 다른 구체적인 클래스의 폴리에스테르는 T 및 D가 각각 시클로알킬기를 포함하는 폴리(시클로알킬렌 시클로알카노에이트)이다. 일 구현예에서, T는 시클로헥산 디카르복실산으로부터 유도되고 D는 1,6-헥산 디올, 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비시클로옥탄, 1,4-시클로헥산 디메탄올 및 이의 시스- 및 트랜스-이성질체, 1,10-데칸 디올 등으로부터 유도되는 2가기이다. 특히 유리한 폴리(시클로알킬렌 시클로알카노에이트)는 하기 식 (3)의 반복 단위를 갖으며, 폴리(1,4-시클로헥산-디메탄올-1,4-시클로헥산디카르복실레이트) (PCCD)라고도 지칭되는, 폴리(시클로헥산-1,4-디메틸렌 시클로헥산-1,4-디카르복실레이트)이다:
Figure 112009037343126-PCT00016
(3)
T는 1,4-시클로헥산 디카르복실산으로부터 유도되고, D는 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 유도된다.
다른 구체적인 폴리에스테르는 방향족 디카르복실산과, 선형 지방족 디올(특히 에틸렌 글리콜, 부티렌 글리콜, 폴리(에틸렌 글리콜) 또는 폴리(부틸렌 글리콜))과 1,4-헥산 디올, 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비시클로옥탄, 1,4-시클로헥산 디메탄올 및 이의 시스- 및 트랜스 이성질체, 1,10-데칸 디올 등과 같은 지환족 디올과의 혼합물로부터 유도된 코폴리에스테르이다. 선형 지방족 또는 지환족 에스테르 단위를 포함하는 에스테르 단위가 폴리머 사슬 중에 개개의 단위로서, 또는 동일한 유형의 단위의 블록으로서 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 이러한 형태의 폴리에스테르는 에스테르기의 50 몰% 초과가 1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트로부터 유도되는 경우에 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PCTG)이거나, 또는 에스테르기의 50 몰% 미만이 1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트로부터 유도되는 경우에 PETG이다. 일 구체적인 구현예에서, 상기 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는 C2-4 디올로부터 유도된 잔기 25 몰% 이하를 포함한다.
상기 폴리에스테르는 상기한 바와 같은 계면 중합 또는 용융 공정 축합에 의해, 용액상 축합에 의해, 또는 에스테르교환 중합에 의해 얻어질 수 있으며, 여기서, 예를 들면, 디메틸 테레프탈레이트와 같은 디알킬 에스테르가 산촉매를 사용하여 에틸렌 글리콜과 에스테르교환되어, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)가 생성될 수 있다. 분지화제, 예를 들면, 3개 이상의 히드록실기를 갖는 글리콜 또는 3관능기 또는 다관능기의 카르복실산이 혼입되어 있는 분지형 폴리에스테르를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 때로는 상기 조성물의 궁극적인 최종 용도에 따라 폴리에스테르 상에 다양한 농도의 산 및 히드록시 말단기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르는 25℃, 클로로포름중에서 측정되었을 때 0.3 내지 2 데시리터/그램(dl/gm), 특히 0.45 내지 1.2 dl/gm의 고유점도(intrinsic viscosity)를 가질 수 있다. 상기 폴리에스테르는 겔 투과 크로마토그래피로 측정된 경우, 10,000 내지 200,000, 구체적으로 20,000 내지 100,000 Dalton의 중량평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다.
상기 폴리에스테르는 조성물의 총 중량 기준으로, 10 내지 80 중량%(wt.%)의 함량으로 조성물 내에 존재한다. 이러한 범위 내에서, 상기 함량은 상기 조성물의 바람직한 특성, 예를 들면, 낮은 헤이즈를 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리에스테르는 조성물의 총 중량 기준으로, 12 내지 50 중량%, 더 구체적으로는 15 내지 30 중량%의 함량으로 조성물 내에 존재할 수 있다.
택일적인 구현예에서, 상기 조성물은 폴리카보네이트를 포함한다. 적합한 폴리카보네이트는 식(1)의 반복 구조 카보네이트 단위를 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00017
(4)
여기서 R1기의 총 수의 60% 이상은 방향족 유기기를 포함하며, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족기이다. 일 구현예에서, 각 R1은 C6-30 방향족기이고, 즉, 1종 이상의 방향족 모이어티를 포함한다. R1은 식 HO-R1-OH의 디히드록시 화합물, 구체적으로는 하기 식 (5)의 디히드록시 화합물로부터 유도된다:
HO-A1-Y1-A2-OH (5)
여기에서, 각각의 A1 및 A2는 모노시클릭 2가 방향족기이고, Y1은 단일 결합 또는 A1을 A2로부터 분리시키는 1개 이상의 원자를 갖는 가교기(bridging group)이다. 예시적인 일 구현예에서, 1개의 원자는 A1을 A2로부터 분리한다. 구체적으로, 각 R1은 식 (6)의 디히드록시 방향족 화합물로부터 유도될 수 있다:
Figure 112009037343126-PCT00018
(6)
여기에서, Ra 및 Rb는 각각 할로겐 또는 C1-12 알킬기를 나타내고, 동일하거나 상이할 수 있고; p와 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. 또한 식 (6)에서, Xa는 상기 2개의 히드록시-치환된 방향족기를 연결하는 가교기를 나타내고, 상기 가교기 및 각 C6 아릴렌기의 히드록시 치환기는 상기 C6 아릴렌기 상에 서로 오르소, 메타, 또는 파라(구체적으로는 파라)로 위치한다. 일 구현예에서, 상기 가교기 Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 또는 C1-18 유기기이다. 상기 C1-18 유기 가교기는 시클릭 또는 비시클릭(acyclic), 방향족 또는 비방향족일 수 있고, 또한 할로겐, 산소, 질소, 황, 규소, 또는 인과 같은 헤테로원자를 포함할 수 있다. 상기 C1-18 유기 가교기는, C1-18 유기 가교기에 연결된 C6 아릴렌기가 공통의 알킬리덴 탄소에 또는 C1-18 유기 가교기의 상이한 탄소에 각각 연결될 수 있도록 위치할 수 있다. 택일적인 일 구현예에서, p 및 q는 각각 1이고, Ra 및 Rb는 각각 각 아릴렌기 상의 상기 히드록시기에 메타로 위치하는, C1-3 알킬기, 구체적으로 메틸기이다.
일 구현예에서, Xa는 치환 또는 비치환된 C3-18 시클로알킬리덴, 식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-25 알킬리덴 (여기에서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, C1-12 알킬, C1-12 시클로알킬, C7-12 아릴알킬, C1-12 헤테로알킬, 또는 시클릭 C7-12 헤테로아릴알킬이다), 또는 식 -C(=Re)-의 기 (여기에서 Re는 2가 C1-12 탄화수소기)이다. 이러한 유형의 예시적인 기는 메틸렌, 시클로헥실메틸렌, 에틸리덴, 네오펜틸리덴, 및 이소프로필리덴 뿐만아니라, 2-[2.2.1]-비시클로헵틸리덴, 시클로헥실리덴, 시클로펜틸리덴, 시클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴을 포함한다.
식 HO―R1―OH의 다른 유용한 디히드록시 화합물은 하기 식(7)의 화합물을 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00019
(7)
여기서 각 Rh는 독립적으로 할로겐 원자, C1-10 알킬기 같은 C1-10 히드로카르빌, 할로겐 치환 C1-10 알킬기, C6-10 아릴기, 또는 할로겐 치환 C6-10 아릴기이고, n은 0 내지 4이다. 상기 할로겐은 통상적으로 브롬이다.
구체적인 방향족 디히드록시 화합물의 일부 예시적인 예는 다음을 포함한다: 4,4´-디히드록시비페닐, 1,6-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-히드록시페닐)-2-(3-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스(히드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로도데칸, 트랜스-2,3-비스(4-히드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)아다만틴, 알파, 알파´-비스(4-히드록시페닐)톨루엔, 비스(4-히드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-시클로헥실-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-알릴-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-히드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-히드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-히드록시페닐)에틸렌, 4,4´-디히드록시벤조페논, 3,3-비스(4-히드록시페닐)-2-부타논, 1,6-비스(4-히드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌 글리콜 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)술피드, 비스(4-히드록시페닐)술폭시드, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오린, 2,7-디히드록시피렌, 6,6´-디히드록시-3,3,3´,3´-테트라메틸스피로(비스)인단 (“스피로비인단 비스페놀”), 3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈이미드, 2,6-디히드록시디벤조-p-디옥신, 2,6-디히드록시티안트렌, 2,7-디히드록시페녹사틴, 2,7-디히드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디히드록시디벤조푸란, 3,6-디히드록시디벤조티오펜, 및 2,7-디히드록시카바졸, 레조르시놀, 5-메틸레조르시놀, 5-에틸레조르시놀, 5-프로필레조르시놀, 5-부틸레조르시놀, 5-t-부틸레조르시놀, 5-페닐레조르시놀, 5-쿠밀레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모레조르시놀 등과 같은 치환 레조르시놀 화합물; 카테콜; 히드로퀴논; 2-메틸히드로퀴논, 2-에틸히드로퀴논, 2-프로필히드로퀴논, 2-부틸히드로퀴논, 2-t-부틸히드로퀴논, 2-페닐히드로퀴논, 2-쿠밀히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모히드로퀴논 등과 같은 치환 히드로퀴논 뿐만아니라, 상기 디히드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합.
식(6)의 비스페놀 화합물의 구체적인 예는 1,1-비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(이하 비스페놀-A, “BPA”, “비스페놀 A”라 함), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-부탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐)프로판, 3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈이미딘, 2-페닐-3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈이미딘(PPPBP), 및 1,1-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)시클로헥산(DMBPC)을 포함한다. 상기 디히드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합도 사용될 수 있다. 구체적인 일 구현예에서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀-A로부터 유도된 선형 호모폴리머이고, 식 (6)에서 A1 및 A2의 각각은 p-페닐렌이고, Y1는 이소프로필리덴이다.
택일적인 일 구현예에서, 상기 폴리카보네이트는 식 (4)의 카보네이트 단위 및 식 (6a) 및/또는 (7a)의 폴리실록산 단위를 포함하는 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머이다
Figure 112009037343126-PCT00020
(6a)
Figure 112009037343126-PCT00021
(7a)
여기에서 각 R2는 독립적으로 동일하거나 상이한 C1-13 1가 유기기이고, 각 Ar은 독립적으로 결합이 방향족 모이어티에 직접 연결되는 동일하거나 상이한 C6-36 아릴렌기이고, 각 R3은 독립적으로 동일하거나 상이한 2가 C1-30 유기기이고, E는 2 내지 1,000의 평균값을 갖는 정수이다.
구체적으로 R2는 독립적으로 C1-C13 알킬기, C1-C13 알콕시기, C2-C13 알케닐기, C2-C13 알케닐옥시기, C3-C6 시클로알킬기, C3-C6 시클로알콕시기, C6-C14 아릴기, C6-C10 아릴옥시기, C7-C13 아릴알킬기, C7-C13 아릴알콕시기, C7-C13 알킬아릴기, 또는 C7-C13 알킬아릴옥시기일 수 있다. 상기 기들은 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드, 또는 이들의 조합으로 전부 또는 부분적으로 할로겐화될 수 있다. 일 구현예에서, 투명한 폴리실록산-폴리카보네이트가 원하는 경우, R은 할로겐에 의해 비치환된다. 상기 R기의 조합이 동일한 코폴리머에 사용될 수 있다.
식(6a)에서 Ar기는 C6-C30 디히드록시아릴렌 화합물, 예를 들면 상기 식(6a) 또는 (7a)의 디히드록시아릴렌으로부터 유도될 수 있다. 예시적인 디히드록시아릴렌 화합물은 1,1-비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-부탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 비스(4-히드록시페닐 술피드), 및 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐)프로판이다.
식(7a)에서 R3기는 C1-C13 알킬렌, C3-C6 시클로알킬렌, 또는 C6-C14 아릴렌이다. 일 구현예에서, 각 R3은 식(8)의 기이다:
Figure 112009037343126-PCT00022
(8)
여기서 R6은 C2-C8 알킬렌이고, 각 M은 동일하거나 서로 다를 수 있고, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C8 알킬티오, C1-C8 알킬, C1-C8 알콕시, C2-C8 알케닐, C2-C8 알케닐옥시기, C3-C8 시클로알킬, C3-C8 시클로알콕시, C6-C10 아릴, C6-C10 아릴옥시, C7-C12 아릴알킬, C7-C12 아릴알콕시, C7-C12 알킬아릴, 또는 C7-C12 알킬아릴옥시일 수 있으며, 여기서 각 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다.
식(6a) 및 (7a)에서 E 값은 열가소성 조성물 내의 각 성분의 유형 및 상대적 함량, 조성물의 원하는 특성, 및 유사한 고려사항에 따라 폭넓게 변할 수 있다. 일반적으로, E는 2 내지 약 1,000, 구체적으로는 약 2 내지 약 500, 보다 구체적으로는 약 5 내지 약 100의 평균값을 가진다. 일 구현예에서, E는 약 10 내지 75의 평균값을 가지고, 또 다른 구현예에서, E는 약 40 내지 약 60의 평균값을 가진다. E가 작은 값, 예를 들면 약 40 미만인 경우, 상대적으로 더 큰 함량의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, E가 더 큰 값, 예를 들면 약 40 초과인 경우, 상대적으로 더 작은 함량의 코폴리머를 사용하는 것이 필요할 수 있다.
구체적인 일 구현예에서, 상기 폴리실록산 단위는, 각 R2가 독립적으로 동일하거나 상이한 C1-3 1가 유기기이고, 각 R3이 동일하거나 상이한 2가 C1-10 유기기이고, E가 2 내지 500의 정수인 식(7a)이다. 구체적인 일 구현예에서, 각 R2는 독립적으로 동일하거나 상이한 C1-3 알킬 또는 C1-3 할로알킬이고, 각 R3은, R6이 동일한 C1-5 알킬렌이고 각 M이 동일하고 브로모 또는 클로로, C1-3 알킬, C1-3 알콕시, 페닐, 클로로페닐, 또는 톨일이고, E가 4 내지 100의 평균값을 갖는 정수인 식(8)이다. 또 다른 구현예에서, 각 R2는 메틸이고, 각 R3은, R6이 트리메틸렌이고, M이 메톡시이고, n이 1인 식(8)이다. 상기 폴리카보네이트-실록산 코폴리머는 General Electric Company에 의해 상업적으로 판매된다.
폴리카보네이트는 본 기술 분야에서 알려진 계면중합 및 용융중합 같은 방법에 의해 제조될 수 있다. 폴리카보네이트는 가교결합된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고 폴리카보네이트 표준으로 캘리브레이션하여 겔 투과 크로마트그래피(GPC)로 측정시, 약 10,000 내지 약 200,000 Dalton의 중량 평균 분자량을, 구체적으로는 약 20,000 내지 약 100,000 Dalton의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. GPC 샘플은 약 1 ㎎/㎖의 농도로 제조되고 약 1.5 ㎖/min의 유속으로 용리된다.
상기 조성물은 조성물의 총 중량 기준으로, 5 내지 50 중량%의 폴리카보네이트를 포함한다. 이러한 범위 내에서, 상기 함량은 상기 조성물의 바람직한 특성, 예를 들면, 낮은 헤이즈를 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리카보네이트는 조성물의 총 중량 기준으로, 10 내지 40 중량%, 더 구체적으로는 25 내지 35 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 조성물은 조성물의 총 중량 기준으로, 10 내지 40 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 조성물은 또한 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머, 구체적으로는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하고, 이는 또한 폴리에스테르 카보네이트, 코폴리에스테르-폴리카보네이트, 및 코폴리에스테르카보네이트로 알려져 있다. 각 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 코폴리머 총 중량 기준으로, 15 내지 95 중량%의 아릴레이트 에스테르 단위 및 5 내지 85 중량%의 카보네이트 단위를 포함한다.
상기 아릴레이트 에스테르 단위는 식(9)이다:
Figure 112009037343126-PCT00023
(9)
여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다. 상기 아릴레이트 에스테르 단위는, 테레프탈산 및 이소프탈산의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물과, 5-메틸레조르시놀, 5-에틸레조르시놀, 5-프로필레조르시놀, 5-부틸레조르시놀, 5-t-부틸레조르시놀, 2,4,5-트리플루오로레조르시놀, 2,4,6-트리플루오로레조르시놀, 4,5,6-트리플루오로레조르시놀, 2,4,5-트리브로모레조르시놀, 2,4,6-트리브로모레조르시놀, 4,5,6-트리브로모레조르시놀, 카테콜, 히드로퀴논, 2-메틸히드로퀴논, 2-에틸히드로퀴논, 2-프로필히드로퀴논, 2-부틸히드로퀴논, 2-t-부틸히드로퀴논, 2,3,5-트리메틸히드로퀴논, 2,3,5-트리-t-부틸히드로퀴논, 2,3,5-트리플루오로히드로퀴논, 2,3,5-트리브로모히드로퀴논, 또는 상기 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합의 반응으로부터 유도될 수 있다.
상기 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머에서 방향족 카보네이트 단위는 전술한 식(4)이다. 구체적으로는, 상기 카보네이트 단위는 식(6)의 디히드록시 화합물, 구체적으로는 Xa가 식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-25 알킬리덴인 식(6)의 화합물 (여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, C1-12 알킬, C1-12 시클로알킬, C7-12 아릴알킬, C1-12 헤테로알킬, 또는 시클릭 C7-12 헤테로아릴알킬이다), 또는 식 C(=Re)의 기 (여기서 Re는 2가 C1-12 탄화수소기이다), 더욱더 구체적으로는 비스페놀-A로부터 유도된다.
구체적인 일 구현예에서, 상기 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 식(10)의 반복 구조를 포함하는 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-코-(비스페놀-A 카보네이트) 폴리머이다:
Figure 112009037343126-PCT00024
(10)
(아릴레이트 에스테르 단위 10 내지 30 중량%, 또는 15 내지 25 중량% 및 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%, 또는 75 내지 85 중량%를 포함).
상기 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 분자량 성장 속도를 제한하고, 그 결과 폴리카보네이트 내의 분자량을 제어하는 사슬 종결제(또한 캡핑제로 지칭됨)와의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함한다. 사슬 종결제는 식(11)의 모노페놀 화합물이다:
Figure 112009037343126-PCT00025
(11)
여기서 각 R5는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C1-22 알콕시, C1-22 알콕시카보닐, C6-10 아릴, C6-10 아릴옥시, C6-10 아릴옥시카보닐, C6-10 아릴카보닐, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, C6-30 2-벤조트라아졸, 또는 트리아진이고, q는 0 내지 5이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, C6-16 벤조트리아졸은 비치환 및 치환된 벤조트리아졸을 포함하고, 여기서 상기 벤조트리아졸은 3개 이하의 할로겐, 시아노, C1-8 알킬, C1-8 알콕시, C6-10 아릴, 또는 C6-10 알릴옥시기로 치환된다.
식(11)의 적합한 모노페놀 사슬 종결제는 페놀, p-쿠밀 페놀, p-터셔리-부틸 페놀, 히드록시 디페닐; p-메톡시페놀과 같은 히드로퀴논의 모노에테르; 8 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄 알킬 치환체를 갖는 것들을 포함하는 알킬 치환 페놀; 4-치환-2-히드록시벤조페논, 아릴 살리실레이트, 레조르시놀 모노벤조에이트와 같은 디페놀의 모노에스테르, 2-(2-히드록시아릴)벤조트리아졸, 2-(2-히드록시아릴)-1,3,5-트리아진 등과 같은 모노-페놀 UV 흡수제를 포함한다. 구체적인 모노페놀 사슬 종결제는 페놀, p-쿠밀페놀, 및 레조르시놀 모노벤조에이트를 포함한다.
상기 조성물은 또한 다른 유형의 사슬 종결제, 예를 들면 모노카르복실산 할라이드, 모노할로포르메이트, 등을 포함할 수 있다. 상기 사슬 종결제는 -C(O)X 또는 -OC(O)Cl기가 페놀 히드록시기 대신에 존재하고, X가 할로겐, 특히 브롬 또는 클로라이드인 식(11)일 수 있다. 모노카르복실산 클로라이드 및 모노클로로포르메이트가 구체적으로 언급될 수 있다. 예시적인 모노카르복실산 클로라이드는 벤조일 클로라이드, C1-22 알킬 치환 벤조일 클로라이드, 4-메틸 벤조일 클로라이드, 할로겐-치환 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나디미도벤조일 클로라이드 및 이들의 조합 같은 모노시클릭, 모노카르복실산 클로라이드; 무수 트리멜리트산 클로라이드, 및 나프토일 클로라이드 같은 폴리시클릭, 모노카르복실산 클로라이드; 및 모노시클릭 및 폴리시클릭 모노-카르복실산 클로라이드의 조합을 포함한다. 22개 이하의 탄소원자를 가지는 지방족 모노카르복실산의 클로라이드가 유용하다. 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드 같은 지방족 모노카르복실산의 관능화된 클로라이드도 또한 유용하다. 모노클로로포르메이트는 페닐 클로로포르메이트, 알킬-치환 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 조합과 같은 모노시클릭, 모노-클로로포르메이트를 포함한다. 상이한 연쇄 종결제의 조합, 예를 들면 2종의 상이한 모노페놀 연쇄 종결제의 조합, 또는 모노페놀 연쇄 종결제 및 모노클로로포르메이트 연쇄 종결제의 조합이 사용될 수 있다.
폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머의 제조에 사용되는 연쇄 종결제의 유형 및 함량은 1,500 내지 100,000 Dalton, 구체적으로는 1,700 내지 50,000 Dalton, 더 구체적으로는 2,000 내지 40,000 Dalton의 분자량을 갖는 코폴리머를 제공하기 위하여 선택된다. 분자량 측정은 가교결합된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고 비스페놀-A 폴리카보네이트 표준으로 캘리브레이션하여 겔 투과 크로마트그래피를 사용하여 수행된다. 샘플은 1 ㎎/㎖의 농도로 제조되고 1.0 ㎖/min의 유속으로 용리된다.
폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 조성물 총 중량을 기준으로, 10 내지 90 중량%의 함량으로 조성물 내에 존재한다. 이러한 범위 내에서, 상기 함량은 조성물의 원하는 특성, 예를 들면 낮은 헤이즈를 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 예를 들면 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 조성물 총 중량을 기준으로, 15 내지 60 중량%, 더 구체적으로는 15 내지 45 중량%의 함량으로 존재할 수 있다.
상기 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 및 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머에 더하여, 상기 조성물은 이러한 유형의 조성물에 통상적으로 혼입되는 다양한 첨가제를 포함할 수 있는데, 다만 이러한 첨가제는 조성물의 원하는 특성에 심각한 악영향을 미치지 않도록 선택된다. 첨가제의 혼합물이 사용될 수 있다.
적합한 첨가제는 산 교환 퀀처(acid interchange quencher)와 같은 퀀처, 에폭시 관능기를 갖는 화합물, 산화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외광 흡수제, 가소제, 주형 이형제(mold release agent), 윤활제, 대전방지제, 안료, 염료, 난연제, 감마 안정화제 또는 상기 첨가제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 상기 첨가제의 각각은 존재하는 경우, 폴리에스테르-폴리카보네이트 블렌드에 대해 전형적인 함량, 예를 들면 상기 블렌드의 총 중량의 0.001 내지 5 중량%, 구체적으로는 상기 블렌드의 총 중량의 0.01 내지 2 중량%으로 사용되고, 다만, 난연제의 경우는 더 전형적으로 조성물의 총 중량 기준으로 1 내지 10 중량%의 함량으로 사용된다.
적합한 퀀처는 징크 포스페이트(zinc phosphate), 모노 징크 포스페이트(mono zinc phosphate), 아인산(phosphorous acid), 물에 희석된 인산(phosphoric acid), 피로인산 소디움(sodium acid pyrophosphate), 테트라프로필오르소실리케이트(tetrapropylorthosilicate), 테트라키스-(2-메톡시에톡시)실란, 소디움 라우릴 술페이트 (sodium lauryl sulphate), 붕산, 구연산(citric acid), 옥살산(oxalic acid), 시클릭 이미노에테르 함유 화합물, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
상기 조성물은 안료 및/또는 염료 첨가제와 같은 착색제를 포함할 수 있다. 적합한 안료는 예를 들면, 징크 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 아이언 옥사이드 등과 같은 금속 산화물 및 혼합된 금속 산화물; 징크 설파이드 등과 같은 설파이드; 알루미네이트; 소디움 술포-실리케이트, 술페이트, 크로메이트 등; 카본 블랙; 징크 페라이트; 울트라마린 블루; Pigment Brown 24; Pigment Red 101; Pigment Yellow 119와 같은 무기 안료; 아조류, 디아조류, 퀴나크리돈류, 페릴렌류, 나프탈렌 테트라카르복실산, 플라반트론류(flavanthrones), 이소인돌리논류, 테트라클로로이소인돌리논류, 안트라퀴논류, 안탄트론류, 디옥사진류, 프탈로시아닌류, 및 아조 레이크류(azo lakes)와 같은 유기 안료; Pigment Blue 60, Pigment Red 122, Pigment Red 149, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 202, Pigment Violet 29, Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 28, Pigment Green 7, Pigment Yellow 147 및 Pigment Yellow 150, 또는 상기 안료 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 안료는 조성물의 총 중량 기준으로 0.01 내지 10 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
적합한 염료는 유기 재료일 수 있으며, 예를 들면, 쿠마린 460(블루), 쿠마린 6(그린), 나일 레드 등과 같은 쿠마린 염료; 란타나이드 착물(lanthanide complexes); 탄화수소 및 치환된 탄화수소 염료; 폴리시클릭 방향족 탄화수소 염료; 옥사졸 또는 옥사디아졸 염료와 같은 신틸레이션 염료(scintillation dyes); 아릴- 또는 헤테로아릴-치환된 폴리(C2-8) 올레핀 염료; 카르보시아닌 염료; 인단트론 염료; 프탈로시아닌 염료; 옥사진 염료; 카르보스티릴 염료; 나프탈렌테트라카르복실산 염료; 포피린 염료; 비스(스티릴)비페닐 염료; 아크리딘 염료; 안트라퀴논 염료; 시아닌 염료; 메틴 염료; 아릴메탄 염료; 아조 염료; 인디고이드 염료; 티오인디고이드 염료; 디아조늄 염료; 니트로 염료; 퀴논 이민 염료; 아미노케톤 염료; 테트라졸륨 염료; 티아졸 염료; 페릴렌 염료, 페리논 염료; 비스-벤족사졸릴티오펜(BBOT); 트리아릴메탄 염료; 크산텐 염료; 티오크산텐 염료; 나프탈이미드 염료; 락톤 염료; 근적외 파장을 흡수하고 가시 파장 등을 방출하는 반스토크 이동 염료(anti-stokes shift dye)와 같은 형광물질(fluorophore); 7-아미노-4-메틸쿠마린; 3-(2'-벤조티아졸일)-7-디에틸아미노쿠마린; 2-(4-바이페닐일)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸; 2,5-비스-(4-바이페닐일)-옥사졸; 2,2'-디메틸-p-쿼터페닐; 2,2-디메틸-p-터페닐; 3,5,3'''',5''''-테트라-t-부틸-p-퀸퀘페닐(quinquephenyl); 2,5-디페닐푸란; 2,5-디페닐옥사졸; 4,4'-디페닐스틸벤; 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란; 1,1'-디에틸-2,2'-카르보시아닌 아이오다이드; 3,3'-디에틸-4,4',5,5'-디벤조티아트리카르보시아닌 아이오다이드; 7-디메틸아미노-1-메틸-4-메톡시-8-아자퀴놀론-2; 7-디메틸아미노-4-메틸퀴놀론-2; 2-(4-(4-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-3-에틸벤조티아졸륨 퍼클로레이트; 3-디에틸아미노-7-디에틸이미노페녹사조늄 퍼클로레이트; 2-(1-나프틸)-5-페닐옥사졸; 2,2'-p-페닐렌-비스(5-페닐옥사졸); 로다민 700; 로다민 800; 피렌; 크리센(chrysene); 루브렌(rubrene); 코로넨(coronene) 등과 같은 발광 염료, 또는 상기 염료 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 염료는 폴리에스테르-폴리카보네이트 및 폴리(알킬렌 에스테르)의 총 중량 기준으로 0.01 내지 10 중량%의 함량으로 사용될 수 있으며, 여기서 염료의 사용은 조성물의 원하는 특성에 심각하게 약영향을 미치지는 않는다.
상기 조성물은 산화방지제를 더 포함할 수 있다. 적합한 산화방지제는, 예를 들면, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트 등과 같은 오르가노포스파이트류; 알킬화된 모노페놀류 또는 폴리페놀류; 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)]메탄 등과 같은, 폴리페놀류와 디엔류의 알킬화된 반응 생성물; 파라크레졸 또는 디시클로펜타디엔의 부틸화된 반응 생성물; 알킬화된 히드로퀴논류; 히드록시화 티오디페닐 에테르류; 알킬리덴-비스페놀류; 벤질 화합물; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)-프로피온산과 모노히드릭 또는 폴리히드릭 알코올류의 에스테르; 베타-(5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 모노히드릭 또는 폴리히드릭 알코올류의 에스테르; 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우릴티오프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 등과 같은 티오알킬 또는 티오아릴 화합물의 에스테르; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)-프로피온산 등의 아미드류, 또는 상기 산화방지제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 산화방지제는 조성물의 총 중량 기준으로 0.0001 내지 1 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
적합한 열안정제는, 예를 들면, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트, 트리스-(혼합된 모노- 및 디-노닐페닐)포스파이트 등과 같은 오르가노포스파이트; 디메틸벤젠 포스포네이트 등과 같은 포스포네이트, 트리메틸 포스페이트 등과 같은 포스페이트, 또는 상기 열안정제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 열안정제는 조성물의 총 중량 기준으로 0.0001 내지 1 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
광안정제 및/또는 자외광(UV) 흡수 첨가제가 또한 사용될 수 있다. 적합한 광안정제는, 예를 들면, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸 및 2-히드록시-4-n-옥토시벤조페논 등과 같은 벤조트리아졸류, 또는 상기 광안정제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 광안정제는 조성물의 총 중량 기준으로 0.0001 내지 1 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
적합한 UV 흡수제는, 예를 들면, 히드록시벤조페논류; 히드록시벤조트리아졸류; 히드록시벤조트리아진류; 시아노아릴레이트류; 옥사닐리드류(oxanilides); 벤조옥사지논류; 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀(CYASORB® 5411); 2-히드록시-4-n-옥틸옥시벤조페논(CYASORB® 531); 2-[4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진-2-일]-5-(옥틸옥시)-페놀(CYASORB® 1164); 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤족사진-4-온)(CYASORB® UV-3638); 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로판(UVINUL® 3030); 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤족사진-4-온); 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로판; 모두가 100 나노미터 미만의 입자 크기를 갖는 티타늄 옥사이드, 세륨 옥사이드, 및 징크 옥사이드와 같은 나노 크기 무기 재료 등, 또는 상기 UV 흡수제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. UV 흡수제는 조성물의 총 중량 기준으로 0.0001 내지 1 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
가소제, 윤활제, 및/또는 주형 이형제가 또한 사용될 수 있다. 이러한 유형의 재료들 중에는 상당한 중복이 있으며, 그것들은, 예를 들면, 디옥틸-4,5-에폭시-헥사히드로프탈레이트와 같은 프탈산 에스테르; 트리스-(옥톡시카르보닐에틸)이소시아누레이트; 트리스테아린; 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트, 히드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀-A의 비스(디페닐)포스페이트와 같은 이관능성 또는 다관능성 방향족 포스페이트; 폴리-알파-올레핀류; 에폭시화된 소이빈 오일; 실리콘 오일을 포함하는 실리콘류; 에스테르류, 예를 들면, 알킬 스테아릴 에스테르류(예를 들면, 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 등)와 같은 지방산 에스테르류; 메틸 스테아레이트와, 폴리에틸렌글리콜 폴리머, 폴리프로필렌글리콜 폴리머, 및 이들의 코폴리머를 포함하는 친수성 및 소수성 비이온성 계면활성제의 혼합물(예를 들면, 적당한 용매에서의 메틸 스테아레이트 및 폴리에틸렌-폴리프로필렌글리콜 코폴리머); 비즈왁스(beeswax), 몬탄 왁스(montan wax), 파라핀 왁스 등과 같은 왁스를 포함한다. 상기 재료는 조성물의 총 중량 기준으로 0.001 내지 1 중량%, 구체적으로는 0.01 내지 0.7 중량%, 보다 구체적으로 0.1 내지 0.5 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
무기 난연제, 예를 들면, 포타슘 퍼플루오로부탄 술포네이트 (Rimar salt), 포타슘 퍼플루오로옥탄 술포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 술포네이트, 및 포타슘 디페닐술폰 술포네이트 등과 같은 C2-16 알킬 술포네이트염; 예를 들면 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속(예를 들면, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 및 바륨염)과 무기산 착물염(예를 들면, Na2CO3, K2CO3, MgCO3, CaCO3, 및 BaCO3와 같은 탄산의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속염과 같은 옥소-음이온, 또는 Li3AlF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4, K2SiF6, 및/또는 Na3AlF6 등과 같은 플루오로-음이온 착물)의 반응에 의해 형성된 염이 또한 사용될 수 있다. 존재하는 경우, 무기 난연제 염은 조성물의 총 중량 기준으로 0.1 내지 5 중량%의 함량으로 존재할 수 있다.
상기 조성물은 본 기술 분야에서 일반적으로 이용가능한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 임의의 분말 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 및 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머, 및 다른 임의의 첨가제(안정화제 패키지, 예를 들면 산화방지제, 감마 안정제, 열안정제, 자외광 안정제 등을 포함)가 HENSCHEL-Mixer® 고속 믹서에서, 우선 블렌딩된다. 핸드 믹싱과 같은 다른 저전단 공정(low shear processes)이 또한 이러한 블렌딩을 달성할 수 있다. 이어서 상기 블렌드는 호퍼를 통해 압출기의 입구로 주입된다. 다르게는, 1개 이상의 성분이 입구에서 압출기로 직접 주입 및/또는 측면공급부(sidestuffer)를 통해 다운스트림으로 주입됨으로써 조성물에 포함될 수 있다. 임의의 원하는 첨가제가 또한 마스터배치로 컴파운딩되고 상기 공정의 임의의 지점에서 잔류하는 폴리머 성분과 함께 결합될 수 있다. 압출기는 일반적으로 조성물을 흐르게 하는데 필요한 온도 보다 높은 온도에서 운전된다. 압출물은 워터 배스에서 즉시 퀀칭되고 펠렛화된다. 상기 펠렛은 후속 성형, 형상화 또는 포밍(forming)에 사용될 수 있다.
상기 조성물의 일부로부터 성형품은 탁월한 광학 특성을 가진다는 것을 확인하였다. 따라서, 일 구현예에서, 성형품은 80% 이상의 총 시감투과율을 가진다. 다른 구현예에서, 상기 조성물을 포함하는 성형품은 0 초과 내지 5% 이하의 헤이즈 값을 가진다. 총 시감투과율 및 헤이즈는 ASTM D1003-00에 따라서 조성물을 포함하는 2.5 mm 두께의 성형품에서 측정된다. 일 구현예에서, 상기 조성물의 2.5 mm 두께의 성형품은 ASTM D1003-00에 따라서 측정된 경우, 80% 이상의 총 시감투과율 및 5% 이하의 헤이즈 값을 가진다.
상기 조성물을 포함하는 압출된 펠렛 및 성형품은 또한 무색일 수 있다. 예를 들면 3.2 mm의 두께를 갖는 성형품은 4 미만, 구체적으로는 3 미만, 더 구체적으로는 2 미만의 황변 지수(Yellowness Index)를 가질 수 있다. 황변 지수는 Gardner XL-835 색차계(colormeter)로 ASTM D1925에 따라서 측정된다.
상기 조성물을 포함하는 성형품은 또한 Underwriters Laboratories에 의해 발표된 F-1 내후성 인증(weathering certification) 기준을 충족할 수 있다. 그것으로서, 조성물의 성형품은 ASTM G155에 따라서 자외광에 1000 시간 노출후, 초기 인장 또는 굴곡 강도의 70% 이상, 및 초기 인장, 아이조드, 또는 샤르피 충격(Charpy impact)의 70% 이상을 유지한다. 강도 및 충격 측정은 사출 성형된 ASTM 유형 V 인장 바(ASTM type V tensile bar)로 ASTM D638에 따라서 수행된다.
상기 조성물의 성형품은 또한 70℃에서 7일 동안 물에 침지된 이후, ASTM D638에 따라서 측정된 인장 또는 굴곡 강도의 50% 이상, 및 인장, 아이조드, 또는 샤르피 충격의 50% 이상을 유지할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 조성물의 성형품은 ASTM G155에 따라서 자외선에 1000 시간 노출 후에, ASTM D638에 따라서 측정된 인장 충격 강도의 70% 이상을 유지한다.
다른 구현예에서, 상기 조성물의 성형품은 70℃에서 7일 동안 물에 침지된 이후, ASTM D638에 따라서 측정된 인장 충격 강도의 50% 이상을 유지한다.
또 다른 구현예에서, 상기 조성물의 성형품은 ASTM G155에 따라서 자외선에 1000 시간 노출 후에, ASTM D638에 따라서 측정된 인장 충격 강도의 70% 이상을 유지하고, 70℃에서 7일 동안 물에 침지된 이후, ASTM D638에 따라서 측정된 인장 충격 강도의 50% 이상을 유지한다.
상기 조성물의 성형품은 또한 가성 용액에 대한 개선된 저항성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "가성 용액"은 수영장 및 온천에서 사용되는 유형의 염소, 브롬, 등의 유형을 포함하는 수용액이다. 염소수는 300 ppm의 염소를 가지고, 반면에 브롬수는 400 ppm의 브롬을 가진다. 가성 용액의 다른 예를 BaquaSpa Shock®, Baquacil Algicide®, Baquacil Sanitizer and Algistat®, Baquacil Oxidizer®, Baquacil Waterline Control® 등을 포함한다. 일 구현예에서, 0.5%의 변형율을 갖는 일정한 변형율의 지그(jig)에서 2일 동안 가성 용액에 노출되는 경우, 상기 조성물의 성형품은 ASTM D638에 따라서 측정된 인장 충격 강도의 70% 이상을 유지한다.
상기 조성물을 포함하는 형상화, 포밍 또는 성형된 물품은 또한 제공된다. 일 구현예에서, 상기 물품은 압출 또는 사출 성형품이다. 상기 조성물을 포함하는 물품의 예는 수영장 및/또는 온천 구성 요소, 휴대폰용 렌즈 및 렌즈 커버, 수영장 및/또는 온천용 렌즈 및 렌즈 커버, 보호 시트, 필름, 섬유, 식기류, 의료 용품, 자동차 용품, 정원 설비, 스포츠 및 레저 물품 등을 포함한다.
본 발명의 범위는 전술한 것 이외의 다른 구현예를 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 택일적인 일 구현예에서, 예를 들면, 폴리카보네이트 성분은 임의적이어서, 조성물 중 폴리머 성분의 총 중량 기준으로, 조성물은 하기 식(1)의 단위를 포함하는 폴리에스테르 10 내지 80 중량%를 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00026
(1)
여기서, 전술한 바와 같이, T는 C5-C7 지환족 또는 C7-C12 방향족 디카르복실산 또는 이들의 화학적 등가물로부터 유도된 잔기이고, D는 C6-C12 방향족 또는 C2-C12 지방족 디올 또는 이들의 등가물로부터 유도된 잔기이다. 상기 T 및 D기의 범위 내에서, 구체적으로 T는 시클로헥산디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산, 상기의 화학적 등가물, 또는 상기 중 1종 이상을 포함하는 조합으로부터 유도될 수 있고, D는 1,4-시클로헥산디메탄올, C2-4 디올, 상기의 화학적 등가물 또는 상기 중 1종 이상을 포함하는 조합으로부터 유도될 수 있다. 더욱더 구체적으로는, T는 테레프탈산 또는 이의 화학적 등가물로부터 유도되고, D는 1,4-시클로헥산디메탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물로부터 유도된다. 더욱더 구체적으로는, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물은 25 몰% 이하의 에틸렌 글리콜을 포함한다.
이러한 택일적인 구현예에서, 상기 조성물은 임의로 폴리카보네이트를 포함하는데, 즉 하기 식(4)의 단위를 포함하는 폴리카보네이트 0 내지 50 중량%를 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00027
(4)
여기서, 전술한 바와 같이, R1기의 총 수의 60% 이상은 방향족 유기기를 포함하며, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족기이다. 가능한 R1기의 전술한 범위 내에서, 이러한 구현예의 R1은 구체적으로는 하기 식(6)의 화합물로부터 유도될 수 있다:
Figure 112009037343126-PCT00028
(6)
여기서 전술한 바와 같이 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 할로겐 또는 C1-12 알킬기이고, Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 또는 C1-18 유기기이고, p 및 q는 각 독립적으로 0 내지 4이다. 구체적인 구현예에서, Xa는 식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-25 알킬리덴이고 (여기에서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, C1-12 알킬, C1-12 시클로알킬, C7-12 아릴알킬, C1-12 헤테로알킬, 또는 시클릭 C7-12 헤테로아릴알킬이다), 또는 식 -C(=Re)-의 기(여기에서 Re는 2가 C1-12 탄화수소기)이고, 더욱더 구체적으로는 Xa는 이소프로필리덴이고 p 및 q는 각각 0이다.
이러한 택일적인 구현예에서 임의의 폴리카보네이트가 하기 식(6a) 및/또는 (7a)의 단위를 더 포함하는 것이 또한 가능하다:
Figure 112009037343126-PCT00029
(6a)
Figure 112009037343126-PCT00030
(7a)
여기에서 각 R2는 독립적으로 C1-13 1가 유기기이고, 각 Ar은 독립적으로 결합이 방향족 모이어티에 직접 연결되는 동일하거나 상이한 C6-36 아릴렌기이고, 각 R3은 독립적으로 2가 C1-30 유기기이고, E는 2 내지 1,000의 평균값을 갖는 정수이다. 더 구체적으로는 각 R2는 독립적으로 C1-6 1가 유기기, 특히 메틸이고, 각 Ar은 독립적으로 결합이 방향족 모이어티에 직접 연결되는 C6-12 아릴렌기, 특히 페닐렌이고, 각 R3은 독립적으로 2가 C6-12 유기기, 특히 프로필렌페닐렌과 같은 알킬렌페닐렌이고, E는 4 내지 500의 평균값을 갖는 정수이다.
임의의 폴리카보네이트가 폴리실록산 단위를 포함하는 경우, 폴리실록산 단위의 함량은 조성물의 원하는 특성, 예를 들면 낮은 헤이즈를 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 구체적인 구현예에서, 임의의 폴리카보네이트는 식(7a), 구체적으로는 각 R2가 메틸이고, 각 R3이 유게놀, 및 동일하거나 상이한 2가의 C1-10 유기기로부터 유도되고, E는 4 내지 100의 평균값을 갖는 정수인 식(7a)의 단위 1 내지 20 몰%를 포함한다.
또한, 이러한 택일적인 구현예에서, 조성물은 코폴리머 총 중량 기준으로, 전술한 바와 같이 하기 식(9)의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 95 중량%를 포함하는 1종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 10 내지 90 중량%를 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00031
(9)
여기서 전술한 바와 같이, 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다. 상기 아릴레이트 에스테르 단위는, 테레프탈산 및 이소프탈산의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물과, 5-메틸레조르시놀, 5-에틸레조르시놀, 5-프로필레조르시놀, 5-부틸레조르시놀, 5-t-부틸레조르시놀, 5-페닐레조르시놀, 5-쿠밀레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모레조르시놀, 카테콜, 히드로퀴논, 2-메틸히드로퀴논, 2-에틸히드로퀴논, 2-프로필히드로퀴논, 2-부틸히드로퀴논, 2-t-부틸히드로퀴논, 2-페닐히드로퀴논, 2-쿠밀히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모히드로퀴논, 상기 화합물의 화학적 등가물, 또는 상기 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합의 반응으로부터 유도될 수 있다.
또한 이러한 택일적인 구현예에서, 1종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 하기 식(4)의 방향족 카보네이트 단위 5 내지 85 중량%를 포함한다:
Figure 112009037343126-PCT00032
(4)
여기서 전술한 바와 같이, R1기의 총 수의 60% 이상은 방향족 유기기를 포함하며, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족기이다. 가능한 R1기의 전술한 범위 내에서, 이러한 구현예의 R1은 구체적으로는 하기 식(6)의 화합물로부터 유도될 수 있다:
Figure 112009037343126-PCT00033
(6)
여기서 전술한 바와 같이 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 할로겐 또는 C1-12 알킬기이고, Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 또는 C1-18 유기기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이다. 구체적인 구현예에서, Xa는 식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-25 알킬리덴이고 (여기에서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, C1-12 알킬, C1-12 시클로알킬, C7-12 아릴알킬, C1-12 헤테로알킬, 또는 시클릭 C7-12 헤테로아릴알킬이다), 또는 식 -C(=Re)-의 기(여기에서 Re는 2가 C1-12 탄화수소기)이고, 더욱더 구체적으로는 Xa는 이소프로필리덴이고 p 및 q는 각각 0이다.
구체적인 구현예에서, 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 식(10)의 반복 구조를 포함하는 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀 에스테르)-코-(비스페놀 A 카보네이트) 폴리머이다.
10 내지 90 중량%의 범위 내에서, 1종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머의 함량은 상기 조성물의 원하는 특성, 예를 들면 낮은 헤이즈(haze)를 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 예를 들면, 1종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 조성물의 총 중량 기준으로 15 내지 60 중량%, 또는 더욱 구체적으로 15 내지 45 중량%의 함량으로 존재할 수 있다.
이러한 택일적인 구현예의 1종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 하기 식(12)의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도되는 말단기를 더 포함할 수 있다:
Figure 112009037343126-PCT00034
(12)
여기서, 각 R5' 는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시, 및 q 는 0 내지 4이다. 구체적으로, 상기 페놀 화합물은 페놀, p-쿠밀페놀, p-tert-부틸페놀, 히드록시디페닐, 히드로퀴논, 또는 p-메톡시페놀이 될 수 있다.
이러한 택일적인 구현예에서 상이한 2종의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머(여기서 편의상 "제1" 및 "제2" 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머로 칭한다)를 사용함이 유리하다는 것이 확인되었다. 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 주로 카보네이트 단위에 대한 아릴레이트 에스테르 단위의 상대적인 비율에서 서로 다르다. 따라서, 상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 10 내지 30 중량%, 및 더욱 구체적으로 15 내지 25 중량%의 식(9)의 아릴레이트 단위(여기서 각 R4 는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p 는 0 내지 3이다), 및 70 내지 90 중량%, 더욱 구체적으로 75 내지 85 중량%의 식(4)의 방향족 카보네이트 단위(여기서 R1기의 총 갯수의 60% 이상이 방향족 유기기를 포함하고 그 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족 작용기이다)를 포함한다. 상기 제 2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 75 내지 95 중량% 및 더욱 구체적으로 85 내지 95 중량%의 식(9)의 아릴레이트 에스테르 단위(여기서 각 R4 는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p 는 0 내지 3이다), 및 5 내지 25 중량%, 더욱 구체적으로 5 내지 15 중량%의 식(4)의 카보네이트 단위(여기서 R1기의 총 갯수의 60% 이상이 방향족 유기기를 포함하고 그 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족기이다)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 함량의 상대적인 함량은 중량 기준으로 1:99 내지 99:1 로 변화되어 상기 조성물의 원하는 특성, 예를 들면 낮은 헤이즈를 달성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 대 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머의 중량비는 2:1 내지 1:1, 더욱 구체적으로 1.5:1 내지 1:1일 수 있다. 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 각각의 함량은 개별적으로 상기 조성물 총 중량의 80%, 및 더욱 구체적으로 40%를 초과하지 않는다.
전술한 바와 같이, 상기 조성물은 임의로 폴리카보네이트를 포함하는데, 즉 상기 조성물은 조성물 총 중량 기준으로 0 내지 50 중량%의 폴리카보네이트를 포함한다. 이러한 범위 내에서, 상기 함량은 조성물의 원하는 특성, 예를 들면 낮은 헤이즈를 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리카보네이트는 조성물의 총 중량 기준으로 0 내지 40 중량%, 구체적으로 10 내지 40 중량%, 더욱 구체적으로 20 내지 35 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 특히, 상기 폴리카보네이트가 폴리실록산 단위를 포함하는 경우, 상기 폴리카보네이트는 상기 조성물의 폴리머 성분의 총 중량의 10 내지 40 중량%를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 폴리카보네이트를 포함하며, 또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 10 중량% 미만의 폴리카보네이트, 더욱 구체적으로, 5 중량% 미만의 폴리카보네이트를 포함한다. 특히 2종의 상이한 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 사용되는 경우, 상기 조성물은, 폴리머 성분의 총 중량 기준으로, 15 중량% 미만의 폴리카보네이트, 구체적으로 10 중량% 미만의 폴리카보네이트, 보다 구체적으로, 5 중량% 미만의 폴리카보네이트를 포함하고, 보다 더 구체적으로 폴리카보네이트 폴리머를 일절 포함하지 않는다. 어떠한 폴리카보네이트도 존재하지 않는 경우, 구체적인 조성물은 10 내지 80 중량%의 폴리에스테르 및 10 내지 90 중량%의 2종 이상의 상이한 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다.
상기 폴리에스테르, 임의의 폴리카보네이트, 및 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 외에, 상기 조성물은 전술한 바와 같은 이러한 유형의 조성물과 통상적으로 혼입될 수 있는 다양한 다른 첨가제를 포함할 수 있는데, 단 상기 첨가제는 상기 조성물의 원하는 특성에 심각하게 악영향을 미치지 않도록 선택된다. 첨가제의 혼합물이 사용될 수 있다. 구체적인 첨가제는 산 교환 퀀처, 에폭시 관능기를 갖는 화합물, 산화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외광 흡수제, 가소제, 주형 이형제, 윤활제, 대전방지제, 안료, 염료, 난연제, 또는 상기 화합물들 중 1종 이상 포함하는 혼합물을 포함한다. 상기 각각의 첨가제는, 존재하는 경우에, 폴리에스테르-폴리카보네이트 블렌드에 대한 통상적인 함량, 예를 들면 상기 블렌드 총 중량의 0.001 내지 5 중량%, 구체적으로 상기 블렌드 총 중량의 0.01 내지 2 중량%의 함량으로 사용되며, 다만 난연제의 경우에는 더욱 전형적적으로 상기 조성물의 총 중량 기준으로 1 내지 10 중량%의 함량으로 사용된다.
이러한 구현예의 조성물은 전술한 바와 같은 조성물의 성분들을 용융 블렌딩하여 추가적으로 제조될 수 있다. 상기 조성물을 포함하는 형상화 물품, 포밍 물품, 또는 성형품(shaped, formed or molded articles)이 또한 제공된다. 상기 조성물은, 예를 들면, 상기 조성물을 압출(extruding), 주조(casting), 캘린더링(calendaring), 형상화 또는 성형(예를 들면, 또는 사출 성형 또는 블로우 성형)하여 물품을 형성함에 의하여 전술한 바와 같은 물품으로 형성될 수 있다. 상기 물품은 필름 또는 섬유의 형태일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 수영장 및/또는 온천 구성요소, 휴대폰용 렌즈 및 렌즈 커버, 수영장 및/또는 온천용 렌즈 및 렌즈 커버, 보호 시트, 필름, 섬유, 식기류, 의료 용품, 자동차 용품, 정원 설비, 스포츠 및 레저 물품 등을 형성하는데 사용될 수 있다.
유리하게는, 이러한 구현예의 조성물(여기서 폴리카보네이트는 조성물의 폴리머 부분의 0 내지 50중량% 의 함량으로 존재한다)을 포함하는 물품은 매우 유용한 특성을 나타낸다. 성형품은 10% 이하, 및 더 구체적으로 5% 이하의 헤이즈를 나타낼 수 있다. 상기 조성물로부터 유도되는 물품은 ASTM D1003-00에 따라 측정된 경우, 80% 이상의 투명도를 나타낸다. 헤이즈 및 투명도는 ASTM D1003-00에 따라 2.5mm 두께의 성형품에서 측정될 수 있다.
폴리카보네이트를 포함하는 상기 조성물로부터 유도되는 물품은 ASTM D 1925에 따라 측정된 경우, 2 미만의 황변 지수를 가질 수 있다. 예를 들면, 3.2 mm 두께를 가지는 성형품은 4 미만, 구체적으로 3 미만, 및 더욱 구체적으로 2 미만의 황변 지수를 가질 수 있다. 황변 지수는 ASTM D1925에 따라 Gardner XL-835 색차계에서 측정된다.
전술된 조성물을 포함하는 성형품은 Underwriters Laboratories에 의하여 발표된 F-1의 내후성 인증 기준을 또한 만족시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 조성물의 성형품은 ASTM G155에 따른 1000 시간의 자외광 노출 후, 이들의 초기 인장 또는 굽힘 강도의 70% 이상, 및 이들의 초기 인장, 아이조드, 또는 샤르피 충격의 70% 이상을 유지한다. 강도 및 충격 측정은 ASTM D638에 따라 사출-성형된 ASTM 유형 V 인장 바에서 수행된다.
상기 조성물의 성형품은 또한 70℃의 물에 7일 동안 침지된 후에, ASTM D638에 따라 측정된 것으로서, 이들의 인장 또는 굽힘 강도의 50% 이상, 및 이들의 인장, 아이조드, 또는 샤르피 충격의 50% 이상을 유지할 수 있다.
상기 조성물의 성형품은 또한 가성 용액에 대하여 향상된 내성을 가질 수 있다. 본 명세서에 사용된 것으로서, "가성 용액" 은 수영장 및 온천에 사용되는 유형의 염소, 브롬, 등을 포함하는 수용액이다. 염소수는 300 ppm의 염소를 가지나, 이에 반해 브롬수는 400 ppm의 브롬을 가진다. 가성 용액의 다른 예들은 BaquaSpa Shock®, Baquacil Algicide®, Baquacil Sanitizer and Algistat®, Baquacil Oxidizer®, Baquacil Waterline Control®, 등을 포함한다. 일 구현예에서, 0.5% 변형율을 갖는 일정한 변형율 지그(jig)에서 2일 동안 가성 용액에 노출되는 경우, 상기 조성물의 성형품은 ASTM D638에 따라 측정된 경우, 그 인장 강도의 70% 이상을 유지한다.
보다 구체적인 구현에에서, 조성물은 폴리(20 몰% 에틸렌 테레프탈레이트)-코-(80 몰% 1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)를 상기 조성물의 30 내지 70 중량%의 함량으로 포함하는 폴리에스테르, 및 폴리(20 몰% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-코-(80 몰% 비스페놀-A 카보네이트)를 상기 조성물의 10 내지 50 중량%의 함량으로 포함하는 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머, 및 폴리(90 중량% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-코-(10 중량% 비스페놀-A 카보네이트)를 상기 조성물의 10 내지 60 중량%의 함량으로 포함하는 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다. 상기 조성물을 포함하는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 10% 이하의 헤이즈 및 70% 초과의 총 시감투과율을 가진다.
또 다른 더욱 구체적인 구현예에서, 조성물은 폴리(70 몰% 에틸렌 테레프탈레이트)-코-(30 몰% 1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)를 상기 조성물의 20 내지 70 중량%의 함량으로 포함하는 폴리에스테르, 및 폴리(20 몰% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-코-(80 몰% 비스페놀-A 카보네이트)를 상기 조성물의 15 내지 45 중량%의 함량으로 포함하는 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머, 및 폴리(90 중량% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-코-(10 중량% 비스페놀-A 카보네이트)를 상기 조성물의 10 내지 40 중량%의 함량으로 포함하는 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다. 상기 조성물을 포함하는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 10% 이하의 헤이즈 및 70% 초과의 총 시감투과율을 가진다.
또 다른 보다 구체적인 구현예에서, 조성물은 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)를 상기 조성물의 40 내지 70 중량%의 함량으로 포함하는 폴리에스테르, 및 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하며, 여기서 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트는 폴리(20 몰% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-코-(80 몰% 비스페놀-A 카보네이트)를 상기 조성물의 10 내지 30중량%의 함량으로 포함하며, 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 폴리(90 중량% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀레조르시놀)-코-(10 중량% 비스페놀-A 카보네이트)를 상기 조성물의 15 내지 50 중량%의 함량으로 포함한다. 상기 조성물을 포함하는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 10% 이하의 헤이즈 및 70% 초과의 총 시감투과율을 가진다.
본 발명은 이하의 비제한적인 실시예들에 의하여 추가적으로 예시된다.
실시예들 및 비교예들에 대한 조성물이 표 1에 보여진 성분들을 사용하여 제 조되었다.
성분 설명 상표명, 공급처
PC High Flow 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 (Mw = 22,000 g/몰, PS 표준) LEXAN®, GE Plastics
LEXAN®, PC 105 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 (Mw = 30,000 g/몰, PS 표준) LEXAN®, GE Plastics
PC 131 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 (Mw = 36,000 g/몰, PS 표준) LEXAN®, GE Plastics
PC 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 (Mw = 60,000 g/몰, PS 표준) GE Plastics
PCCD 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 1,4-시클로헥산디카르복실레이트) Eastman Chemical
PCT 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트) (Mw = 70,000 g/몰, PS 표준) Eastman Chemical
20:80 ITR-PC 폴리(20 중량% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀 에스테르)-코-(80 중량% 비스페놀-A 카보네이트) 코폴리머 (Mw = 60,000 g/몰, PS 표준) GE Plastics
90:10 ITR-PC 폴리(90 중량% 이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀)-co-(10 중량% 비스페놀-A 카보네이트) 코폴리머 (Mw = 40,000 g/몰, PS 표준) GE Plastics
PETG 폴리(70 몰% 에틸렌 테레프탈레이트)-코-(30 몰% 1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트) (Mw = 70,000 g/몰, PS 표준) Eastman Chemical
P.T. 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 Lonza, Inc.
P-EPQ 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4'-비페닐렌디포스포나이트 Sandostab P-EPQ, Clariant
AO1010 펜타에리트리톨 테트라키스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나메이트) Irganox 1010, Ciba Specialty Chemicals
UV5411 2-(2'-히드록시-5'-옥틸페닐)-벤조트리아졸 Cyasorb UV-5411, Cytec Indus.
UV3638 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사진-4-온) Cyasorb UV-3638, Cytec Indus.
Tinuvin 234 2-(2'-히드록시-3,5-디쿠밀)벤조트리아졸 Everlight USA Inc.
Tinuvin 1577 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-헥실옥시페놀 Ciba Specialty Chemicals
Tinuvin 350 2-(2H-벤조[d][1,2,3]트리아졸-2-일)-6-sec-부틸-4-tert-부틸페놀 Ciba Specialty Chemicals
Uvinul 5050H 입체 장애 아민 올리고머 BASF
Uvinul 3030 1,3-비스-[2'-시아노-3',3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스-{[2-시아노-3',3'-디페닐아크릴로일)옥시]메틸}프로판 BASF
R7260 Pigment Blue 60 BASF
R03509 알파-안정화된 구리 프탈로시아닌 안료 Heliogen Blue K6911D, BASF
R72 1,8-비스-(p-톨루이디노)-9,10-안트라퀴논 Nagase America Corp.
P.A. 10%로 미리 희석된 인산 Lab Chem, Inc.
ADR4368 글리시딜기를 갖는 스티렌-아크릴레이트 코폴리머 BASF
PCTG 폴리(20 몰% 에틸렌테레프탈레이트)-코-(80 몰% 1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트) (Mw = 70,000 폴리스티렌 표준 사용) Eastman Chemical Co.
PC 100 비스페놀-A 폴리카보네이트 LEXAN® 수지. (Mn = 29,000 Daltons, 폴리스티렌 표준에 대한 GPC) General Electric Company
Clear EXL 코어-쉘 아크릴 충격 개질제 Rohm and Haas
폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀 에스테르)-코-(비스페놀-A 카보네이트)(ITR-PC)의 일반적인 제조과정.
여기에서 사용된 ITR-PC 코폴리머 각각은 하기 일반 과정에 따라 제조되었다. 기계적 교반기, pH 전극, 콘덴서, 및 계량 펌프(metering pump)에 연결된 두 개의 첨가 튜브가 구비된 30리터 둥근 바닥 반응기에 레조르시놀(디애시드 클로라이드의 총몰에 비해 12.5 내지 25몰% 과잉), 물(히드록시 말단 폴리에스테르의 제조 다음에 약 34 내지 35중량% 염을 제공하기 위함), 메틸렌 클로라이드(6리터), 및 트리에틸아민(2 몰%)를 충진시켰다. 상기 혼합물을 약 300-350rpm으로 6인치 임펠러로 교반하였다. 하나의 첨가 튜브를 이소프탈로일 및 테레프탈로일 클로라이드 50/50 혼합물 및 충분한 메틸렌 클로라이드로 이루어진 용액에 연결하여 약 35 중량% 디애시드 클로라이드 용액을 제조하였다. 다른 첨가 튜브를 50 중량% 수산화나트륨 수용액에 연결하였다. 10분에 걸쳐, 3.42몰 이소프탈로일 디클로라이드 및 3.42몰 테레프탈로일 디클로라이드를 포함하는 디애시드 클로라이드 용액, 및 85 내지 95 몰%의 NaOH 용액(디애시드 클로라이드를 기준)을 일정한 몰 유속으로 반응기에 첨가하였다. 애시드 클로라이드의 첨가 완료시, pH를 약 8.25로 조절하기 위하여 추가적인 양의 NaOH 용액을 약 3분에 걸쳐 반응기에 첨가하고, 상기 혼합물을 약 10분 동안 교반하였다. 얻어진 히드록시 말단 폴리에스테르(HTPE)의 형성이 완료된 후, 페놀(총 비스페놀-A를 기준으로 3.4 몰%), 비스페놀-A(BPA), 물 및 메틸렌 클로라이드를 상기 혼합물에 첨가하였다. 첨가된 BPA의 함량은 하기 식에 근거한다:
첨가된 BPA몰= 6.84몰 디애시드 클로라이드 x ((몰% PC)/(몰% ITR))
여기서, 예를 들면예를 들면카보네이트 단위 및 80 몰% 에스테르 단위(즉, 80:20 ITR-PC)의 원하는 조성을 갖는 폴리머는 BPA 함량 = (6.84몰 x (20/80)=6.84 x 0.25 = 1.71몰 BPA를 사용한다.
포스젠화 이전에, 히드록시 말단 폴리에스테르 중간체의 형성 종료시 반응 혼합물에 존재하는 염(NaCl)을 전부 용해시키기 위하여 충분한 양의 추가적인 물을 첨가하였다. 포스젠화 종료시 유기 상(organic phase)에서 약 11 내지 약 17 중량%의 고형분 농도를 제공하기 위하여 추가적인 메틸렌 클로라이드를 도입하였다.
이어서, 히드록시 말단 폴리에스테르 중간체를 제조하기 위해 사용된 반응기와 동일한 반응기에서 히드록시 말단 폴리에스테르, 유리 페놀(free phenol), 유리 과잉 레조르시놀(free excess resorcinol), 비스페놀-A, 메틸렌 클로라이드, 염, 및 트리에틸아민(TEA)을 포함하는 혼합물을 포스젠화하였다. 이어서, pH 8.5의 pH를 유지하면서 포스젠의 화학양론적 양의 60 몰%가 첨가될 때까지(60 몰% 비스페놀 전환율) 약 1.4 당량(유리 비스페놀-A의 총몰을 기준으로 함)의 포스젠 및 50 중량% NaOH 용액을 55분 동안에 걸쳐 일정한 속도로 주입하였다. pH를 9.5로 조절하고 나머지 포스젠을 첨가하였다. 포스젠 첨가의 완료시, 반응 혼합물을 수분 동안 교반하였다. 폴리에스테르-폴리카보네이트 생성물을 포함하는 메틸렌 클로라이드 용액을 염수층(brine layer)으로부터 분리시키고, 1N HCl로 2회 및 탈이온수로 4회 세척하였다. 수성 세척액의 부피는 폴리머 생성물 용액의 부피와 대략적으로 같았다. 열수 및 폴리에스테르-폴리카보네이트 생성물의 메틸렌 클로라이드 용액의 잘 교반된 혼합물에 스팀을 주입시킴으로써 생성물을 분리시켰다. 백색 분말로 분리된 생성물을 여과하고 80 내지 100℃에서 24시간 동안 건조시켰다. GPC(Mw, 폴리스티렌 분자량 표준)에 의해 폴리에스테르-폴리카보네이트 생성물의 특성을 분석하였다. 분석 결과는 블록 폴리에스테르-폴리카보네이트의 형성과 일치하였다. NMR은 자유 말단 히드록시기(NMR에 의한 검출불가) 및 애시드 말단기(역시 NMR에 의한 검출불가)의 부존재에 의해 알 수 있는 것처럼 폴리에스테르-폴리카보네이트 생성물이 완전히 말단 캡핑(endcapped)되었음을 표시하였다.
실시예 1-17 및 비교예 1-16
271℃, 300rpm, 및 시간당 50 파운드의 속도에서 진공 통기된 혼합 스크류를 갖는 Werner and Pfleiderer 27 mm 공회전 이축 압출기(co-rotating twin screw extruder)로 컴파운딩하여 조성물을 제조하였다. 압출물을 물 배스를 통해 냉각시키고 이후 펠렛화하였다. 펠렛을 강제 공기 순환 오븐에서 77℃로 3-4 시간 동안 건조하고, 293℃에서 Van Dorn 80T 성형 장치로 사출 성형하였다.
폴리머 분자량은 가교결합된 스티렌-디비닐벤젠 겔 컬럼, 1 ㎎/㎖의 샘플 농도를 사용하고, 나타낸 바와 같이 폴리카보네이트 또는 폴리스티렌 표준으로 캘리브레이션하여 겔 투과 크로마트그래피로 측정하였다.
헤이즈 및 총 시감투과율(%T)은 ASTM D1003-00에 따라서 2.5 밀리미터 (mm) 플라크(plaque)로 각각 측정하였다.
황변 지수는 3.2 mm 두께의 플래크를 사용하여 Gardner XL-835 색차계로 ASTM D1925에 따라서 측정하였다.
용융 부피 유량(Melt volume rate) (MVR)은 265℃에서 2.16㎏ 샘플 또는 300℃에서 1.2㎏ 샘플을 사용하고, 240 초의 체류 시간(dwelling time)으로, 0.0825 인치(2.1 mm)의 직경을 갖는 오리피스를 사용하여, ISO 1133에 따라 측정하였다. 상기 샘플들은 100℃에서 60분 동안 건조하였다. MVR은 10 분당 세제곱 센티미터(cm3/10 min)로 기록된다.
충격값은 ASTM D 256에 따라서 3.2 mm 두께의 바로 측정하였다. 테스트 결과는 시편 폭의 단위당 흡수된 에너지에 의해 기록되고, 주울/미터(J/m)로 나타낸다. 전형적으로, 최종 테스트 결과는 5개의 테스트 바의 테스트 결과의 평균으로 계산된다.
다이나텁(Dynatup) (다중축 충격으로도 알려져 있음) 테스트는 ASTM D376 방법에 근거한다. 이 테스트는 다중축 변형 조건 하에서 물질이 어떻게 거동하는지에 대한 정보를 제공한다. 적용되는 변형은 고속 천자(puncture)이다. 테스트 결과로 퍼센트(%)로 표시되는 연성 및 주울(J)로 표시되는 충격 에너지가 기록된다. 최종 테스트 결과는 전형적으로 5개의 테스트 플라크의 테스트 결과의 평균으로 계산된다.
용융 점도는 Tinius Olson MP 987로 자동 타이머가 구비된 압출 플라스토머를 사용하는, ASTM D1238 방법에 근거한다. 테스트하기 전에, 샘플을 150℃에서 1시간 동안 건조하였다. 테스트 조건은 266℃의 용융 온도, 5,000그램의 총 하중, 0.0825 인치의 오리피스 직경, 및 5분의 체류 시간이다. 테스트 결과는 포이즈(Poise) 단위로 나타낸다.
굴곡 모듈러스는 ASTM D790 방법에 근거한다. 전형적인 테스트 바는 하기 칫수를 가진다: 1/8 인치 x 1/2 인치 x 2-1/2 인치. 최종 테스트 결과는 5개의 테스트 바의 테스트 결과의 평균으로 계산된다. 테스트는 단순히 지지되는 빔 상에 중심 하중을 이용하는 3점의 하중 시스템과 관련된다. Instron 및 Zwick은 이러한 유형의 테스트를 수행하기 위하여 고안된 장치의 제조사의 전형적인 예이다. 굴곡 모듈러스는 탄성 한계 내에서, 대응하는 변형율에 대한 응력의 비이고, 메가파스칼(MPa)로 나타낸다.
인장 강도는 ASTM D638 방법에 근거한다. 표준 덤벨 형상의 형태의 테스트 바가 본 테스트 방법에 사용된다. 최종 테스트 결과는 5개의 테스트 바의 테스트 결과의 평균으로 계산된다. 인장 강도는 테스트 시편의 본래 최소 단면적으로 테스트에서 측정된 최대 하중을 나눔으로써 계산된다. 결과는 메가파스칼(MPa)로 나타낸다. Instron 및 Zwick은 이러한 유형의 테스트를 수행하기 위하여 고안된 장치의 제조사의 전형적인 예이다.
인장 신도는 인장 응력하에서 파단을 저지하기 위한 재료의 능력이고, ASTM D638에 근거한다. 샘플은 사출 성형된다. 인장 테스트 기계는 샘플을 양 말단으로부터 당기고, 시편을 당겨서 분리시키는데 필요한 힘 및 샘플이 파단 전까지 얼마다 신장되는지를 측정한다. 플라스틱의 최종 신도는 인장 하에서 파단하기 전에 일어나는 길이의 퍼센티지 증가이다.
하기 표의 모든 함량은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 중량%이다.
비교예 1-2
표 2는 비교예 1 및 2의 성분을 나타낸다. 표 A는 ASTM G155에 따라 1000 시간 동안 자외선 노출한 후, 및 70℃에서 7일간 물에 침지한 후에 비교예 1 및 2의 보유 특성을 나타낸다.
성분 C1 C2
PC 131 -- 50.0
LEXAN PC 105 29.8 --
PC HIGH FLOW 10.00 24.0
PCT -- 24.9
PCCD 59.8 --
P.T. -- 0.30
P.A. -- 0.075
ADR4368 -- 0.25
UV5411 0.25 0.25
P-EPQ 0.15 0.15
모노징크 포스페이트 0.05 --
AO1010 0.00 0.12
착색제 1 0.000079 0.000195
착색제 2 0.000051 0.000113
[표 A]
노출 유형 C1에서 %보유 C2에서 %보유
인장 충격 인장 강도 인장 충격 인장 강도
ASTM G155 48 105 45 102
물 침지 18 106 72 108
표 A에서 볼 수 있듯이, 비교예 1 및 2는 F-1 인증을 위한 Underwriters Laboratories 표준을 만족시키지 못하였으며, 즉 보유가 70% 이상이 아니었다.
비교예 3-9
표 3은 광안정화제 및 광흡수제를 포함하는 비교예 3-9의 성분을 나타낸다. 표 B는 ASTM G1550에 따라 250, 500, 및 1000 시간 동안 자외선 노출 후에 비교예 3-9의 보유 특성을 나타낸다.
C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9
PC High Flow 24.15 24.03 24.03 23.96 24.03 24.03 24.03
PC 131 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00
PCT 25.00 24.88 24.88 24.80 24.83 24.88 24.88
P.T. 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
P-EPQ 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
AO1010 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
P.A. 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075
ADR4368 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
UV5411 -- 0.25 -- -- -- -- --
Tinuvin 234 -- -- 0.25 -- -- -- --
Uvinul 5050H -- -- -- 0.1 -- -- --
Tinuvin 1577 -- -- -- 0.3 -- -- --
UV3638 -- -- -- -- 0.3 -- --
Tinuvin 350 -- -- -- -- -- 0.25 --
Uvinul 3030 -- -- -- -- -- -- 0.25
R72 0.000195 0.000195 0.000195 0.000195 0.000195 0.000195 0.000195
R7260 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113
[표 B]
인장 충격의 %보유
250 시간 500 시간 1000 시간
C3 63 61 9
C4 55 51 13
C5 58 57 12
C6 53 52 12
C7 50 55 18
C8 41 44 42
C9 50 50 42
표 B로부터 비교예 3-9는 F-1 인증을 위한 Underwriters Laboratories 표준을 만족시키지 못하며, 즉 보유가 70% 이상이 아님을 알 수 있다.
실시예 1-5, 비교예 10-12
표 4는 본 발명에 따른 실시예 1-5 및 비교예 10-12의 성분을 나타낸다. 표 C는 ASTM G1550에 따라 200, 400, 600, 800, 및 1000 시간 동안 자외선 노출 후에 이들의 보유 특성을 나타낸다.
C10 E1 E2 C11 E3 C12 E4 E5
PCTG -- -- -- -- -- 26.3 26.3 26.3
PCCD -- -- -- 59.73 59.73 -- -- --
PCT 24.78 24.78 24.78 -- -- -- -- --
PC 131 50.00 -- -- -- -- -- -- --
PC High Flow 24.03 -- -- 15.0 -- 62.0 -- --
PC 100 -- -- -- 24.3 -- 11.0 -- --
20:80 ITR-PC -- 74.1 -- -- 39.3 -- 73.0 --
90:10 ITR-PC -- -- 74.1 -- -- -- -- 73.0
P.T. 0.30 0.30 0.30 0.27 0.27 0.30 0.30 0.30
P-EPQ 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.1 0.1 0.1
P.A. 0.075 0.075 0.075 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
ADR4368 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
UV5411 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 -- -- --
AO1010 0.12 0.12 0.12 -- -- -- -- --
안료 1 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113 0.000113
안료 2 0.000028 0.000028 0.000028 0.000028 0.000028 0.000028 0.000028 0.000028
[표 C]
샘플 인장 충격의 %보유
200시간 400시간 600시간 800시간 1000시간
C10 53 96 90 81 48
E1 78 53 78 87 93
E2 91 98 88 101 99
C11 86 78 90 84 21
E3 106 85 93 65 73
C12 12 49 29 10 11
E4 75 90 68 92 97
E5 99 94 94 103 98
표 C로부터 실시예 1-5는 표준을 만족시키는데 반면, 비교예 10-12는 F-1 인증을 위한 Underwriters Laboratories 표준을 만족시키지 못하며, 즉 인장 충격의 보유가 1000 시간 동안 자외선 노출 후에 70% 이상이 아님을 알 수 있다.
실시예 6-10 및 비교예 13
표 5는 발명의 실시예 6-10 및 비교예 13의 성분을 나타낸다. 표 D는 ASTM G1550에 따라 500 및 1000 시간 동안 자외선 노출 후에 및 70℃에서 7일간 물 침지한 후에 이들의 보유 특성을 나타낸다.
C13 E6 E7 E8 E9 E10
PC 131 49.42 22.76 9.42 -- 22.77 9.44
PC High Flow 24.71 11.38 4.71 -- 11.39 4.72
20:80 ITR-PC -- 40 60 74.14 40 60
PCT 24.78 24.78 24.78 24.78 -- --
PCTG -- -- -- -- 24.78 24.78
P.T. 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300
P-EPQ 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
P.A. 0.075 0.075 0.075 0.075 0.050 0.050
ADR4368 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250
UV5411 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250
AO1010 0.120 0.120 0.120 0.120 0.120 0.120
착색제 1 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044
착색제 2 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012
[표 D]
샘플 인장 충격의 %보유
500시간 1000시간 물 침지
C13 51 49 84
E6 72 72 87
E7 79 70 89
E8 75 73 89
E9 81 75 55
E10 73 72 69
표 D로부터 발명의 실시예 6-10은 표준을 만족시키는데 반면, 비교예 13은 F-1 인증을 위한 Underwriters Laboratories 표준을 만족시키지 못하며, 즉 인장 충격의 보유가 1000 시간 동안 자외선 노출 후에 70% 이상이 아님을 알 수 있다.
실시예 11-16 및 비교예 14
표 6은 발명의 실시예 11-16 및 비교예 14의 성분을 나타낸다. 표 E는 전술한 테스트에 따르는 상이한 기계적, 유변학적, 및 광학 특성을 나타낸다.
C14 E11 E12 E13 E14 E15 E16
PC 131 49.42 22.76 9.42 -- 53.93 9.44 53.93
PC High Flow 24.71 11.38 4.71 -- -- 4.72 --
20:80 ITR-PC -- 40 60 74.14 -- 60 --
PCT 24.78 24.78 24.78 24.78 20 -- --
PCTG -- -- -- -- -- 24.78 20
Clear EXL -- -- -- -- 25 -- 25
P.T. 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
P-EPQ 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
P.A. 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.05 0.05
ADR4368 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
UV5411 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
AO1010 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
착색제 1 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044 0.00044
착색제 2 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012 0.00012
[표 E]
C14 E11 E12 E13 E14 E15 E16
MVR, 300℃ (cm3/10분) 11.9 12.8 14.1 15.2 8.7 -- --
MVR, 265℃ -- -- -- -- -- 6.0 4.1
비중 1.2 1.22 1.21 1.22 1.19 1.21 1.19
굴곡 모듈러스 (MPa) 2270 2340 2300 2300 2250 2370 2340
5% 변형율에서 굴곡 응력 (MPa) 87.8 90.8 89.8 89.6 87.1 90.6 89.7
항복 굴곡 응력 97.6 99.6 98.4 98.4 95 97.8 97.2
열 변형 온도 (℃) 109 103 105 104 110 104 111
23℃에서 노치드 아이조드 연성 (%) 100 100 100 100 100 100 100
23℃에서 노치드 아이조드 충격 강도 (J/m) 981 845 974 928 1050 988 1150
0℃에서 노치드 아이조드 연성 (%) 40 20 0 20 100 0 100
0℃에서 노치드 아이조드 충격 강도 (J/m) 480 317 138 325 1040 175 1030
23℃에서 다중축 충격 연성 (%) 100 100 100 100 100 100 100
23℃에서 노치드 아이조드 충격 총에너지 (J) 75.8 71.7 68.7 69.1 83.3 89.1 91.5
0℃에서 다중축 충격 연성 (%) 100 100 100 100 100 100 100
0℃에서 노치드 아이조드 충격 총에너지 (J) 78 73.1 66.3 59.3 71.3 76.4 80.5
인장 모듈러스 (MPa) 2240 2200 2000 2100 2070 2310 2300
항복 인장 응력 (MPa) 60.8 62.3 61.5 61.6 59.9 61.8 60.8
파단 인장 응력 (MPa) 62 58.1 66.3 69.4 62.4 66.4 60.9
항복 인장 신도 (%) 6.2 6.1 6.6 6.3 6.3 6 5.9
파단 인장 신도 (%) 110 97 130 140 110 130 110
황변 지수 1.3 0.3 0.8 0.8 5.9 -0.1 5.6
총 시감투과율 (%) 77.8 82.4 83.3 83.1 81.8 81.1 79.8
헤이즈 (%) 1.6 2.2 1.5 1.8 2.6 1.8 2.7
표 E의 데이터는 비교예 14가 가장 열악한 품질, 특히 용융 부피 유량, 굴곡 모듈러스, 굴곡 응력, 및 인장 응력을 보였다는 것을 보여 준다. 비교예 14가 80% 이상의 총 시감투과율을 가지지 못했다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 반면에, 발명의 실시예 11-16은 모두 뛰어난 기계적 특성을 유지하면서 80% 이상의 총 시감투과율, 및 5% 미만의 헤이즈값을 보인다.
실시예 9 및 비교예 15-17의 특성 보유
실시예 9 및 비교예 15-17을 가성 용액에서 2일 동안 0.5% 변형율을 갖는 일정 변형율 지그(jig)에서 더 침지시켰다. 표 7은 ASTM D638에 따라 측정된 이들의 파단 신도를 비교함으로써 기계적 특성의 보유를 나타낸다. 비교예 15(C15)는 PC HIGH FLOW이다. 비교예 16(C16)은 LEXAN 105이다. 비교예 17(C17)은 PC 131이다.
BaquaSpa Shock® 브롬수 Baquacil Algicide® Baquacil Sanitizer & Algistat® Baquacil Oxidizer® Baquacil Waterline Control®
C15 74 74 77 68 75 72
C16 70 72 67 67 75 68
C17 73 73 69 66 73 71
E9 89 92 88 84 93 86
표 7로부터 발명의 실시예 9가 가장 큰 신도값을 나타내고, 실시예 9의 가장 작은 값은 Baquacil Sanitizer & Algistat®에 침지한 후 84% 신도라는 것을 알 수 있다. 비교예 중에서 가장 우수한 보유는 Baquacil Algicide®에 침지 후 77% 신도였다.
실시예 17-35 및 비교예 18-67
이 실험예에서, 조성물을 진공 통기 혼합 스크류가 구비된 Werner and Pfleiderer 28㎜ 이축 압출기로, 배럴 및 다이 헤드 온도를 240℃ 내지 265℃로 하고 150 내지 300 rpm의 스크류 속도로 컴파운딩하였다. 압출기는 8개의 독립된 피더(feeder)를 가지고 있으며 30 ㎏/hr의 최대 속도로 작동하였다. 압출물을 펠렛화하기 전에 물 배스에서 냉각시켰다. 테스트용 물품을 반 도른(van Dorn) 성형 기계에서 240℃ 내지 265℃ 온도로 사출 성형하였다. 펠렛을 사출 성형하기 전에 강제 공기 순환 오븐에서 3 내지 4 시간 동안 60℃-120℃에서 건조시켰다.
헤이즈 및 총 시감투과율(%T)은 전술한 바와 같이 측정하였다.
하기 표의 모든 함량은 조성물의 총 중량 기준으로 하는 중량%이다.
실시예 17-21, 비교예 18-36
표 8은 2종의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머(2개의 ITR-PC) 및 폴리에스테르(PCTG)를 포함하는 3원 조성물, 및 비교의 목적으로 (ⅰ) 2원 블렌드 및 (ⅱ) 상이한 함량의 성분을 갖는 3원 블렌드의 광학 특성을 보여 준다.
번호 성분 광학 특성
20:80 ITR-PC 90:10 ITR-PC PCTG 투과도 (%) 헤이즈 (%)
C18 (2원) 50 50 0 23.9 85.1
C19 (3원) 40 40 20 36.4 59.9
C20 (3원) 35 35 30 51.6 34.1
C21 (3원) 30 30 40 69.7 12.7
E17 (3원) 25 25 50 84.5 2.2
C22 (3원) 15 45 40 78.9 5.8
C23 (3원) 45 15 40 78 6.9
C24 (2원) 15 0 85 88.9 0.9
C25 (2원) 85 0 15 88.8 0.5
C26 (2원) 0 15 85 86.6 2
C27 (2원) 0 85 15 86.7 1.6
E18 (3원) 15 15 70 88.7 0.6
E19 (3원) 50 10 40 83.1 4.2
C28 (3원) 60 10 30 74.1 13.1
C29 (3원) 70 10 20 66.9 24.9
C30 (3원) 80 10 10 66.1 24.2
C31 (2원) 90 10 0 65.8 24.3
E20 (3원) 10 50 40 86.7 2.8
E21 (3원) 10 60 30 82.9 5.0
C32 (3원) 10 70 20 77.5 8.9
C33 (3원) 10 80 10 69.5 17.5
C34 (2원) 10 90 0 67 20.7
C35 (2원) 50 0 50 90 0.8
C36 (2원) 0 50 50 90 0.9
표 8로부터 조성물에 30 중량% 이상의 PCTG가 존재할 때 상기 조성물을 포함하고 2.5㎜의 두께를 가지는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈를 가진다는 것을 알 수 있다. 상기 데이터로부터 조성물에 40 중량% 이상의 PCTG가 존재하는 경우 상기 조성물을 포함하고 2.5㎜의 두께를 가지는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 측정된 80% 이상의 총 시감투과율을 가지는 것이 또한 명백하다.
실시예 22-29 및 비교예 37-53
표 9는 2종의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 및 폴리에스테르(PETG)를 포함하는 3원 조성물, 및 비교의 목적으로 (ⅰ) PETG 및 1개의 폴리카보네이트 코폴리머를 함유하는 2원 블렌드 및 (ⅱ) 상이한 함량의 성분을 갖는 3원 블렌드의 광학 특성을 보여 준다.
번호 성분 광학 특성
20:80 ITR-PC 90:10 ITR-PC PETG 투과도 (%) 헤이즈 (%)
C37 35 35 30 66.1 21.8
E22 30 30 40 80.3 9
E23 25 25 50 88 1.8
E24 15 45 40 80.8 9.7
E25 45 15 40 86 1.4
E26 15 15 70 89.3 1
E27 40 20 40 83.2 3.2
C38 50 20 30 74.8 7.6
C39 10 50 40 67.1 17.5
C40 10 60 30 67.1 15.7
E28 15 35 50 87.4 3.2
C41 20 40 40 80.7 14.5
C42 10 80 10 64.4 27.7
E29 70 10 20 81.2 5.7
C43 60 20 20 65.4 19.9
C44 80 10 10 75.6 10.5
C45 70 0 30 90.3 0.9
C46 50 0 50 90.2 1.1
C47 30 0 70 89.9 1.3
C48 90 10 0 65.8 24.3
C49 50 50 0 23.9 85.1
C50 10 90 0 67 20.7
C51 0 70 30 87.8 3.1
C52 0 50 50 89 1.6
C53 0 30 70 89 2.4
표 9로부터 조성물에 40 중량% 이상의 PETG가 존재하는 경우 상기 조성물을 포함하고 2.5㎜의 두께를 가지는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈를 가진다는 것을 알 수 있다. 상기 데이터로부터 조성물에 40 중량% 이상의 PETG가 존재하는 경우 상기 조성물을 포함하고 2.5㎜의 두께를 가지는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 측정된 경우, 80% 이상의 총 시감투과율을 가지는 것이 또한 명백하다.
실시예 30-34 및 비교예 54-68
표 10은 2종의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 및 폴리에스테르(PCT)를 포함하는 3원 조성물, 및 비교의 목적으로 (ⅰ) PCT 및 하나의 폴리카보네이트 코폴리머를 함유하는 2원 블렌드 및 (ⅱ) 상이한 함량의 성분을 갖는 3원 블렌드의 광학 특성을 보여 준다.
번호 성분 광학 특성
20:80 ITR-PC 90:10 ITR-PC PCT 투과도 (%) 헤이즈 (%)
C54 85 0 15 88.1 2.9
E30 15 15 70 88.8 1.4
E31 25 25 50 82.1 2.8
C55 30 30 40 45.8 42.2
C56 40 40 20 23.9 90.1
C57 60 10 30 64 49.3
C58 10 60 30 69 14.3
C59 50 10 40 72.5 24.6
C60 40 20 40 60 33.7
C61 20 40 40 50 26.9
E32 10 50 40 86.1 1.5
E33 30 20 50 85.1 2.3
E34 20 30 50 80.5 4.3
C62 0 50 50 90 1.4
C63 50 0 50 90 1.7
C64 50 50 0 23.9 85.1
C65 90 10 0 65.8 24.3
C66 10 90 0 67 20.7
C67 0 85 15 88 1.1
C68 0 15 85 88 1.5
표 10으로부터 조성물에 40 중량%의 PCT가 존재하는 경우 상기 조성물을 포함하고 2.5㎜의 두께를 가지는 성형품은 ASTM D1003-00에 따라 측정된 10% 이하의 헤이즈를 가진다는 것을 알 수 있다. 상기 데이터로부터 조성물에 40 중량% 이상의 PCT가 존재하는 경우 상기 조성물을 포함하고 2.5㎜의 두께를 가지는 성형품은 1003-00에 따라 측정된 80% 이상의 총 시감투과율을 가지는 것이 또한 명백하다.
설명의 목적으로 전형적인 구현예를 설명하였지만, 상기 설명은 본 명세서의 범위를 제한하는 것으로 여겨져서는 안 된다. 따라서, 본 명세서의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 당업자에게 다양한 변형, 개조, 및 대안이 있을 수 있다.

Claims (38)

  1. 조성물로서,
    상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
    (a) 하기 식의 단위를 포함하는 폴리에스테르 10 내지 80 중량%
    Figure 112009037343126-PCT00035
    (여기서 T는 C5-C7 지환족 또는 C8-C12 방향족 디카르복실산 또는 이들의 화학적 등가물로부터 유도된 잔기이고, D는 C6-C12 방향족 또는 C2-C12 지방족 디올 또는 이들의 등가물로부터 유도된 잔기이다);
    (b) 코폴리머 총 중량 기준으로,
    하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 95 중량%
    Figure 112009037343126-PCT00036
    (여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다), 및
    하기 식의 방향족 카보네이트 단위 5 내지 85 중량%를 포함하는 2종 이상의 상이한 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 10 내지 90 중량%;의 투명한 블렌드 를 포함하고,
    Figure 112009037343126-PCT00037
    (여기서 각 R1은 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, 상기 유기 라디칼의 약 60% 이상이 방향족이다)
    또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하는 조성물:
    Figure 112009037343126-PCT00038
    (여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물을 포함하는 압출된 펠렛이 투명한 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 압출된 펠렛이 무색인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 퀀처(quencher)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 퀀처가 징크 포스페이트, 모노 징크 포스페이트, 아인산, 물에 희석된 인산, 피로인산 소디움(sodium acid pyrophosphate), 테트라프로필오르소실리케이트, 테트라키스-(2-메톡시에톡시)실란, 소디움 라우릴 설페이트 , 붕산, 구연산, 옥살산, 시클릭 이미노에테르 함유 화합물, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조성물로부터 유도된 성형품이 2.5 밀리미터의 두께 및 ASTM D1003-00에 따라서 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 조성물로부터 유도된 성형품이 2.5 밀리미터의 두께 및 ASTM D1003-00에 따라서 측정된 경우, 80% 이상의 총 시감투과율(luminous transmittance)을 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서, T가 시클로헥산디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산, 상기 산들의 화학적 등가물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소로부터 유도되고, D가 1,4-시클로헥산디메탄올, C2-4 디올, 상기 디올의 화학적 등가물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항에 있어서, T가 시클로헥산디카르복실산 또는 이의 화학적 등가물로부터 유도되고, D가 1,4-시클로헥산디메탄올 또는 이의 화학적 등가물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제1항에 있어서, T가 테레프탈산 또는 이의 화학적 등가물로부터 유도되고, D가 1,4-시클로헥산디메탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 에틸렌 글리콜의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물이 25 몰% 이하의 에틸렌 글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하고,
    상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식을 갖는 아릴레이트 에스테르 단위 10 내지 30 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00039
    (여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다)
    하기 식의 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고
    Figure 112009037343126-PCT00040
    (여기서 각 R1은 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, 상기 유기 라디칼의 약 60% 이상이 방향족이다),
    상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식을 갖는 아릴레이트 에스테르 단위 75 내지 95 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00041
    (여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다)
    하기 식의 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112009037343126-PCT00042
    (여기서 각 R1은 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, 상기 유기 라디칼의 약 60% 이상이 방향족이다).
  13. 제1항에 있어서, 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하고,
    상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식을 갖는 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00043
    (여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다)
    하기 식의 방향족 카보네이트 단위 75 내지 85 중량%를 가지고,
    Figure 112009037343126-PCT00044
    (여기서 각 R1은 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, 상기 유기 라디칼의 약 60% 이상이 방향족이다),
    제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식을 갖는 아릴레이트 에스테르 단위 85 내지 95 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00045
    (여기서 각 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이고, p는 0 내지 3이다)
    하기 식의 방향족 카보네이트 단위 5 내지 15 중량%를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112009037343126-PCT00046
    (여기서 각 R1은 독립적으로 2가 유기 라디칼이고, 상기 유기 라디칼의 약 60% 이상이 방향족이다).
  14. 제13항에 있어서, 상기 아릴레이트 에스테르 단위가, 테레프탈산 및 이소프탈산의 혼합물 또는 이의 화학적 등가물과, 5-메틸레조르시놀, 5-에틸레조르시놀, 5-프로필레조르시놀, 5-부틸레조르시놀, 5-t-부틸레조르시놀, 5-페닐레조르시놀, 5-쿠밀레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모레조르시놀, 카테콜, 히드로퀴논, 2-메틸히드로퀴논, 2-에틸히드로퀴논, 2-프로필히드로퀴논, 2-부틸히드로퀴논, 2-t-부틸히드로퀴논, 2-페닐히드로퀴논, 2-쿠밀히드로 퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모히드로퀴논, 상기 화합물의 화학적 등가물, 또는 상기 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합의 반응으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제13항에 있어서, R1이 하기 식의 화합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112009037343126-PCT00047
    (여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 할로겐 또는 C1-12 알킬이고, Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 또는 C1-18 유기기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이다).
  16. 제15항에 있어서, Xa가 식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-25 알킬리덴 또는 식 -C(=Re)-의 기이고, 여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, C1-12 알킬, C1-12 시클로알킬, C7-12 아릴알킬, C1-12 헤테로알킬, 또는 시클릭 C7-12 헤테로아릴알킬이고, Re는 2가의 C1-12 탄화수소기인 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제16항에 있어서, Xa가 이소프로필리덴이고 p 및 q가 각각 0인 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 상기 페놀 화합물이 페놀, p-쿠밀페놀, p-tertiary-부틸 페놀, 히드록시디페닐, 히드로퀴논, p-메톡시페놀, 또는 상기 페놀 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합인 것을 특징으로 하는 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 산 교환 퀀처(acid interchange quencher), 에폭시 관능기를 갖는 화합물, 산화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외광 흡수제, 가소제, 주형 이형제(mold release agent), 윤활제, 대전방지제, 안료, 염료, 난연제, 또는 상기 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  20. 제1항의 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함하는 제1항의 조성물의 제조 방법.
  21. 제1항의 조성물을 포함하는 물품.
  22. 제21항에 있어서, 상기 물품이 압출, 블로우 성형 또는 사출 성형된 물품인 것을 특징으로 하는 물품.
  23. 제21항에 있어서, 필름 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
  24. 제21항에 있어서, 섬유 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
  25. 제21항에 있어서, 수영장 및/또는 온천용 렌즈 또는 렌즈 커버의 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
  26. 물품의 형성 방법으로서, 제1항의 조성물을 형상화(shaping), 압출, 블로우 성형, 또는 사출 성형하여 상기 물품을 형성하는 단계를 포함하는 물품의 형성 방법.
  27. 조성물로서,
    상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
    (a) 50 몰% 초과의 에스테르기가 1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트기인 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 40 내지 80 중량%;
    (b) 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 20 내지 60 중량%의 블렌드를 포함하고,
    상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00048
    (여기서 p는 0이다),
    비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고,
    상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 5 내지 895 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00049
    (여기서 p는 0이다)
    비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지고,
    또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하고,
    Figure 112009037343126-PCT00050
    (여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
    또한 상기 조성물로부터 성형된 2.5 mm 두께의 물품이 ASTM D1003-00에 따라서 각각 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈 및 80% 초과의 투명도를 가지는 조성물.
  28. 제27항의 조성물을 포함하는 물품.
  29. 제28항에 있어서, 상기 물품이 압출, 블로우 성형 또는 사출 성형된 물품인 것을 특징으로 하는 물품.
  30. 제28항에 있어서, 필름 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
  31. 조성물로서,
    상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
    (a) 50 몰% 초과의 에스테르기가 에틸렌 테레프탈레이트기인 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 40 내지 80 중 량%;
    (b) 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 20 내지 60 중량%의 블렌드를 포함하고,
    상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00051
    (여기서 p는 0이다),
    비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고,
    상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 5 내지 895 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00052
    (여기서 p는 0이다)
    비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지고,
    또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하고,
    Figure 112009037343126-PCT00053
    (여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
    또한 상기 조성물로부터 성형된 2.5 mm 두께의 물품이 ASTM D1003-00에 따라서 각각 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈 및 80% 초과의 투명도를 가지는 조성물.
  32. 제31항의 조성물을 포함하는 물품.
  33. 제32항에 있어서, 상기 물품이 압출, 블로우 성형 또는 사출 성형된 물품인 것을 특징으로 하는 물품.
  34. 제32항에 있어서, 필름 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
  35. 조성물로서,
    상기 조성물 중의 폴리머 성분의 총 중량 기준으로,
    (a) 폴리(1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트) 40 내지 80 중량%;
    (b) 제1 및 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머 20 내지 60 중량%의 블렌드를 포함하고,
    상기 제1 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 15 내지 25 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00054
    (여기서 p는 0이다),
    비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 70 내지 90 중량%를 가지고,
    상기 제2 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 상기 코폴리머의 중량 기준으로, 하기 식의 아릴레이트 에스테르 단위 5 내지 895 중량%, 및
    Figure 112009037343126-PCT00055
    (여기서 p는 0이다)
    비스페놀 A로부터 유도된 방향족 카보네이트 단위 5 내지 25 중량%를 가지고,
    또한 상기 2종 이상의 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머가 하기 식의 페놀 화합물과의 반응으로부터 유도된 말단기를 포함하고,
    Figure 112009037343126-PCT00056
    (여기서 각 R5'는 독립적으로 할로겐, C1-22 알킬, C6-10 아릴, C7-22 알킬아릴, C7-22 아릴알킬, 또는 C1-22 알콕시이고, q는 0 내지 4이다)
    또한 상기 조성물로부터 성형된 2.5 mm 두께의 물품이 ASTM D1003-00에 따라서 각각 측정된 경우, 10% 이하의 헤이즈 및 80% 초과의 투명도를 가지는 조성물.
  36. 제35항의 조성물을 포함하는 물품.
  37. 제36항에 있어서, 상기 물품이 압출, 블로우 성형 또는 사출 성형된 물품인 것을 특징으로 하는 물품.
  38. 제36항에 있어서, 필름 형태인 것을 특징으로 하는 물품.
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