KR20180002757A - 개선된 절연 내력 조성물 - Google Patents

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Abstract

개선된 절연 내력을 갖는 성형 물품이 개시된다. 이러한 성형 물품은 (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계에 의해 형성된다. 형성된 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높다.

Description

개선된 절연 내력 조성물
관련 출원에 대한 교차참조
본원은 2015년 5월 18일 출원된 미국 임시출원 번호 62/163,120의 이점을 주장하고, 이것의 전체는 본 명세서에 참고로 편입된다.
기술 분야
본 개시내용은 일반적으로 전기 및 전자 부품에 사용하기 위해 개선된 특성을 갖는 물품, 그리고 더 상세하게는 개선된 절연 내력(dielectric strength)을 갖는 성형 물품과 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 수지는 전기 및 전자장치 산업에서 와이어 코팅물, 접합 및 포팅과 같은 상이한 구성요소의 넓은 배열을 형성하기 위해 광범위하게 사용된다. 전형적으로, 이들 전기 구성요소는 우월한 전기적 절연 특성을 갖는 강하고, 유연한 생성물이어야 한다. 따라서, 이들 구성요소는 높은 절연 내력 (파손 전압으로도 공지됨)을 가져야 하지만, 그러나 여전히 요망된 기계적 특성을 보유해야 한다.
높은 절연 내력은 종종 성형 물품을 생산하기 위해 사용되는 열가소성 수지에 큰 용적 분율의 충전제를 사용함에 의해 성형 물품에서 달성된다. 그러나, 이것은 일반적으로 성형 물품에서 요망된 기계적 특성 예컨대 충격 강도 및 연성을 감소시킨다. 더욱이, 전기 구성요소는 빠르게 소형화되고 있다. 더 얇은 부품에서 동등한 전기 절연 능력을 제공하는 것은 또한 개선된 절연 내력을 갖는 물질을 필요로 한다. 따라서, 높은 절연 내력뿐만 아니라 양호한 기계적 강도 및 가공성을 갖는 성형 물품을 생산할 수 있는 열가소성 수지 조성물이 필요하다.
따라서, 본 개시내용은 현존하는 물품보다 개선된 절연 내력 및 기계적 강도를 갖는 열가소성 수지 및 이들의 형성된 성형 물품을 제공한다. 개선된 절연 내력을 갖는 이들 성형 물품을 제조하는 방법도 본 명세서에 또한 기재된다.
(요약)
개시내용의 일 양태에 따르면, 성형 물품의 제조 방법이 개시된다. 상기 방법은 (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계, 및 (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계를 포함한다. 형성된 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높다.
개시내용의 또 다른 양태에 따르면, 개선된 절연 내력을 갖는 성형 물품이 개시된다. 상기 성형 물품은 (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계에 의해 형성된다. 형성된 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높다.
본 개시내용의 특정 양태에서, 개선된 절연 내력을 갖는 성형 물품이 개시된다. 상기 성형 물품은 열가소성 수지 조성물을 사용하여 형성된다. 본 개시내용의 일 양태에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 성분이 또한 상기 열가소성 수지 조성물에 포함될 수 있다. 일반적으로, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 물품이 용융 공정 및 특히, 사출 성형을 사용하여 형성될 수 있도록 용융 가공에 대해 적합하다.
기재 폴리머 수지
본 개시내용의 특정 양태에서, 열가소성 수지 조성물은 기재 폴리머 수지를 포함한다. 상기 기재 폴리머 수지는 당해 기술에서 공지된 임의의 폴리머 재료일 수 있다. 기재 폴리머 수지의 선택은 이들로부터 형성된 성형 물품에 대한 요망된 특성 및 적용에 따를 수 있다. 상기 기재 폴리머 수지는 하나 초과 기재 폴리머 수지로 구성될 수 있다.
개시내용의 일 양태에서, 상기 열가소성 수지 조성물에 사용된 기재 폴리머 수지는 다양한 열가소성 폴리머, 및 열가소성 폴리머의 블렌드로부터 선택될 수 있다. 기재 폴리머 수지는 호모폴리머, 코폴리머 예컨대 스타 블록 코폴리머, 그라프트 코폴리머, 교대 블록 코폴리머 또는 랜덤 코폴리머, 이오노머, 덴드리머, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 기재 폴리머 수지는 또한 폴리머, 코폴리머, 삼원중합체, 등의 블렌드, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합일 수 있다.
기재 폴리머 수지로서 사용될 수 있는 열가소성 폴리머의 예는 폴리아세탈, 폴리아크릴산, 폴리카보네이트, 폴리알키드, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아르아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리우레탄, 에폭시, 페놀성물질, 실리콘, 폴리아릴설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리벤즈옥사졸, 폴리옥사디아졸, 폴리벤조티아지노페노티아진, 폴리벤조티아졸, 폴리피라지노퀴녹살린, 폴리파이로멜리트이미드, 폴리퀴녹살린, 폴리벤즈이미다졸, 폴리옥신돌, 폴리옥소이소인돌린, 폴리디옥소이소인돌린, 폴리트리아진, 폴리피리다진, 폴리피페라진, 폴리피리딘, 폴리피페리딘, 폴리트리아졸, 폴리피라졸, 폴리카보란, 폴리옥사바이사이클로노난, 폴리디벤조푸란, 폴리프탈라이드, 폴리아세탈, 폴리무수물, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 티오에테르, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드, 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르, 폴리설포네이트, 폴리설파이드, 폴리티오에스테르, 폴리설폰, 폴리설폰아미드, 폴리우레아, 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리실록산, 등, 또는 전술한 열가소성 폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다.
기재 폴리머 수지로서 사용될 수 있는 열가소성 폴리머의 블렌드의 예는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌/나일론, 폴리카보네이트/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리페닐렌 에테르/폴리스티렌, 폴리페닐렌 에테르/폴리아미드, 폴리카보네이트/폴리에스테르, 폴리페닐렌 에테르/폴리올레핀, 등, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다.
본 개시내용의 일 양태에서, 기재 폴리머 수지는, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 추가 양태에서, 개시된 열가소성 수지 조성물에 사용된 폴리이미드는 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 및 폴리벤즈이미다졸을 포함할 수 있다. 추가 양태에서, 폴리에테르이미드는 용융된 가공성 폴리에테르이미드를 포함한다.
개시내용의 일 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량의 적어도 85 중량%의 양으로 열가소성 수지 조성물에 존재한다. 추가 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 90 중량%이다. 더욱 추가 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 95 중량%이다. 더욱 추가 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 96 중량%이다. 더욱 추가 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 97 중량%이다. 더욱 추가 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 98 중량%이다. 추가 양태에서, 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 99 중량%이다.
폴리에테르이미드
개시된 조성물에 사용될 수 있는 적합한 폴리에테르이미드는, 비제한적으로, ULTEM™을 포함한다. ULTEM™은 Saudi Basic Industries Corporation (SABIC)에 의해 판매되는 폴리에테르이미드 (PEI)의 계열로부터의 폴리머이다. ULTEM™은 상승된 열 저항, 고강도 및 강성도, 및 넓은 내약품성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 ULTEM™은 달리 구체화되지 않는 한 본 계열에 포함된 임의의 또는 모든 ULTEM™ 폴리머를 지칭한다. 추가 양태에서, ULTEM™은 ULTEM™ 1000이다. 일 양태에서, 폴리에테르이미드는, 예를 들면, 미국 특허 번호 4,548,997; 미국 특허 번호 4,629,759; 미국 특허 번호 4,816,527; 미국 특허 번호 6,310,145, 및 미국 특허 번호 7,230,066에서 인용된 바와 같은, 임의의 폴리카보네이트 물질 또는 물질들의 혼합물을 포함할 수 있고, 이들 모두는 이로써 다양한 폴리에테르이미드 조성물 및 방법을 개시하는 특정한 목적으로 그 전문이 편입된다.
특정 양태에서, 기재 폴리머 수지는 식 (I)의 유기 라디칼에 의해 표시되는 구조 단위를 포함하는 구조를 갖는 폴리에테르이미드 폴리머이다:
Figure pct00001
상기식 (I)에서, R은 치환된 또는 비치환된 2가 유기 라디칼 예컨대 (a) 약 6 내지 약 20개의 탄소 원자 및 할로겐화된 그것의 유도체를 갖는 방향족 탄화수소 라디칼; (b) 약 2 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌 라디칼; (c) 약 3 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬렌 라디칼, 또는 (d) 일반 식 (II)의 2가 라디칼을 포함하고:
Figure pct00002
여기서 Q는 ―O―, ―S―, ―C(O)―, ―S02-, ―SO―, ―CyH2y- (y는 정수 1 내지 5임), 및 퍼플루오로알킬렌 기를 포함하는 할로겐화된 그것의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 2가 모이어티를 포함하고, 여기서 T는 ―O― 또는 식 ―O―Z―O―의 기이고 여기서 ―O― 또는 ―O―Z―O― 기의 2가 결합은 3,3', 3,4', 4,3', 또는 4,4' 위치에 있고, 그리고 여기서 Z는, 비제한적으로 식 (III)의 2가 라디칼을 포함하고:
Figure pct00003
그리고 여기서 식 (I)에 의해 포함되는 폴리에테르이미드는 적어도 약 20,000의 Mw를 갖는다.
추가 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 상기에 기재된 에테르이미드 단위에 부가하여, 식 (IV)의 폴리이미드 구조 단위를 더 포함하는 코폴리머일 수 있다:
Figure pct00004
여기서 R은 식 (I)에 대해 이전에 정의된 바와 같고 M은, 비제한적으로, 식 (V)의 라디칼을 포함한다:
Figure pct00005
추가 양태에서, 열가소성 수지는 다음 식에 의해 표시되는 구조를 갖는 폴리에테르이미드 폴리머이다:
Figure pct00006
여기서 상기 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 40,000 달톤, 50,000 달톤, 60,000 달톤, 80,000 달톤, 또는 100,000 달톤의 분자량을 갖는다.
폴리에테르이미드 폴리머는 식 (VI)의 방향족 비스(에테르 무수물)와 식 (VII)의 유기 디아민과의 반응을 포함하여, 당해 분야의 숙련가에게 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다:
Figure pct00007
H2N―R―H2 (VII),
여기서 T 및 R은 식 (I)에서 상기에 기재된 바와 같이 정의된다.
식 (VI)의 방향족 비스(에테르 무수물)의 예시적이고, 비-제한적인 예는 2,2-비스[4-(3,4-디카복시페녹시)페닐]프로판 이무수물; 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물; 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)벤조페논 이무수물; 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)디페닐 설폰 이무수물; 2,2~비스[4-(2,3-디카복시페녹시)페닐]프로판 이무수물; 4,4'-비스(2,3-디카복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물; 4,4'-비스(2,3-디카복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물; 4,4'-비스(2,3-디카복시페녹시)벤조페논 이무수물; 4,4'-비스(2,3-디카복시페녹시)디페닐 설폰 이무수물; 4-(2,3-디카복시페녹시)-4'-(3,4-디카복시페녹시)디페닐-2,2-프로판 이무수물; 4-(2,3-디카복시페녹시)-4'-(3,4-디카복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물; 4-(2,3-디카복시페녹시)-4'-(3,4-디카복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물; 4-(2,3-디카복시페녹시)-4'-(3,4-디카복시페녹시)벤조페논 이무수물 및 4-(2,3-디카복시페녹시)-4'-(3,4-디카복시페녹시)디페닐 설폰 이무수물, 뿐만 아니라 다양한 이들의 혼합물을 포함한다.
비스(에테르 무수물)은 쌍극성, 비양성자성 용매의 존재에서 2가 페놀 화합물의 금속 염과 니트로 치환된 페닐 디니트릴의 반응 생성물의 가수분해와, 그 다음 탈수에 의해 제조될 수 있다. 상기 식 (VI)에 포함된 방향족 비스(에테르 무수물)의 유용한 부류는, 비제한적으로, T가 식 (VIII):
Figure pct00008
및 에테르 연결기로, 예를 들면, 유익하게 3,3', 3,4', 4,3', 또는 4,4' 위치에 있는 것, 및 이들의 혼합물인 화합물을 포함하고, 그리고 여기서 Q는 상기에 정의된 바와 같다.
임의의 디아미노 화합물이 폴리이미드 및/또는 폴리에테르이미드의 제조에 이용될 수 있다. 식 (VII)의 적합한 디아미노 화합물의 예시적이고, 비-제한적인 예는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 트리메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 1,12-도데칸 디아민, 1,18-옥타데칸디아민, 3-메틸헵타메틸렌디아민, 4,4-디메틸헵타메틸렌디아민, 4-메틸노나메틸렌디아민, 5-메틸노나메틸렌 디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헵타메틸렌디아민, 2,2-디메틸프로필렌디아민, N-메틸-비스(3-아미노프로필)아민, 3-메톡시헥사메틸렌 디아민, l,2-비스(3-아미노프로폭시) 에탄, 비스(3-아미노프로필) 설파이드, 1,4-사이클로헥산 디아민, 비스-(4-아미노사이클로헥실) 메탄, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, m-크실릴렌디아민, p-크실릴렌디아민, 2-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민, 5-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민, 벤지딘, 3,3'-디메틸벤지딘, 3,3'-디메톡시벤지딘, 1,5-디아미노나프탈렌, 비스(4-아미노펜일) 메탄, 비스(2-클로로-4-아미노-3,5-디에틸페닐) 메탄, 비스(4-아미노펜일) 프로판, 2,4-비스(b-아미노-t-부틸) 톨루엔, 비스(p-b-아미노-t-부틸페닐)에테르, 비스(p-b-메틸-o-아미노펜일)벤젠, 비스(p-b-메틸-o-아미노펜틸)벤젠, l,3-디아미노-4-이소프로필 벤젠, 비스(4-아미노펜일) 설파이드, 비스(4-아미노펜일) 설폰, 비스(4-아미노펜일)에테르 및 l,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산을 포함한다. 이들 화합물의 혼합물이 또한 존재할 수 있다. 유익한 디아미노 화합물은 방향족 디아민, 특히 m- 및 p-페닐렌디아민 및 이들의 혼합물이다.
추가 양태에서, 폴리에테르이미드 수지는 각 R은 독립적으로 p-페닐렌 또는 m-페닐렌 또는 이들의 혼합물이고 T는 식 (IX)의 2가 라디칼인 식 (I)에 따른 구조 단위를 포함한다:
Figure pct00009
다양한 양태에서, 반응은 약 100℃ 내지 약 250℃의 온도에서 식 (VI)의 무수물과 식 (VII)의 디아민 사이의 반응에 효과를 미치도록 용매 예컨대 o-디클로로벤젠, m-크레졸/톨루엔, 등을 채용하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 폴리에테르이미드는 교반을 동반하여 개시 물질의 혼합물을 고온으로 가열함에 의해 식 (VI)의 방향족 비스(에테르 무수물)과 식 (VII)의 디아민의 용융 중합에 의해 제조될 수 있다. 용융 중합은 약 200℃ 내지 약 400℃의 온도를 이용한다. 사슬 스토퍼 및 분기제가 또한 반응에 이용될 수 있다. 폴리에테르이미드 폴리머는 디아민이 약 0.2 몰 과잉보다 많지 않은, 그리고 유익하게 약 0.2 몰 과잉보다 적게 반응 혼합물에 존재하는 유기 디아민과 방향족 비스(에테르 무수물)의 반응으로부터 선택적으로 제조될 수 있다. 이러한 조건하에서 폴리에테르이미드 수지는, 빙초산 내 33 중량 퍼센트 (wt %) 브롬화수소산의 용액으로 클로로포름 용액과 적정에 의해 나타난 바와 같이, 일 구현예에서 약 15 미만 마이크로당량/그램 (μeq/g) 산 적정가능한 기, 그리고 대안적인 구현예에서 약 10 미만 μeq/g 산 적정가능한 기를 가진다. 산-적정가능한 기는 본질적으로 폴리에테르이미드 수지 내 아민 말단기에 기인한다.
추가 양태에서, 폴리에테르이미드 수지는 폴리스티렌 표준을 사용하여, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 바와 같이, 적어도 약 20,000 내지 약 150,000 그램/몰 (g/몰)의 중량 평균 분자량 (Mw)을 갖는다. 또 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 40,000 달톤, 50,000 달톤, 60,000 달톤, 80,000 달톤, 또는 100,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다. 또 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 40,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다. 더욱 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 45,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다. 또 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 50,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다. 또 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 60,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다. 더욱 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 70,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다. 또 추가의 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 100,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다.
추가 양태에서, 열가소성 수지는 적어도 40,000 달톤, 50,000 달톤, 60,000 달톤, 80,000 달톤, 또는 100,000 달톤의 분자량을 갖는 폴리에테르이미드 폴리머를 포함할 수 있다. 또 추가의 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 달톤, 40,000 달톤 또는 50,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 추가의 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 40,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 추가의 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 50,000 달톤의 분자량을 갖는다. 더욱 추가의 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 60,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 추가의 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 70,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 추가의 양태에서, 폴리에테르이미드 폴리머는 적어도 100,000 달톤의 분자량을 갖는다.
금형 이형제
본 개시내용의 특정 양태에서, 열가소성 수지 조성물은 또한 금형 이형제를 포함한다. 다양한 금형 이형제가 열가소성 수지에 사용될 수 있다. 열가소성 수지는 또한 1 초과 금형 이형제를 포함할 수 있다. 전형적으로, 선택된 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 내의 기재 폴리머 수지 및 다른 성분과 화학적으로 양립가능하여야 한다.
금형 이형제는 다른 성분이 예를 들면, 건조 또는 액체 단계에서 첨가되고, 그리고 공압출되는 통상적인 방식으로, 또는 용매로 열가소성 수지에 첨가될 수 있고, 그리고 열가소성 수지 조성물로 용융 압출될 수 있다.
추가 양태에서, 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 1.0 중량 퍼센트이다. 또 추가의 양태에서, 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 적어도 2.0 중량 퍼센트이다.
추가 양태에서, 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 약 0.01 내지 약 3.0 중량 퍼센트의 열가소성 수지 조성물에 존재한다. 또 다른 양태에서, 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물의 총 중량 중 약 0.1 내지 약 0.4 중량 퍼센트의 열가소성 수지 조성물에 존재한다.
금형 이형제는 용융 가공 또는 사출 성형 작업 도중 주형에 조성물의 부착을 감소하기 위해 기재 폴리머 수지에 일반적으로 첨가된다. 그러나, 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 사용하여 성형된 물품의 절연 내력이 금형 이형제가 없는 동일한 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 상당히 더 높다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 금형 이형제를 포함하는 성형 물품에서 이들 더 높은 절연 내력은 아래 실시예에 제시되어 있다.
적합한 금형 이형제는, 예를 들면 프탈산 에스테르 예컨대 디옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트; 트리스테아린; 폴리-알파-올레핀; 에폭시화된 대두 오일; 실리콘 오일을 포함한 실리콘; 에스테르, 예를 들면, 지방산 에스테르 예컨대 알킬 스테아릴 에스테르, 예를 들면, 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 및 기타 동종의 것; 적합한 용매 내에 폴리에틸렌 글리콜 폴리머, 폴리프로필렌 글리콜 폴리머, 폴리(에틸렌 글리콜-코-프로필렌 글리콜) 코폴리머 또는 전술한 글리콜 폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는 친수성 및 소수성 비이온성 계면활성제와 메틸 스테아레이트의 조합, 예를 들면, 메틸 스테아레이트와 폴리에틸렌-폴리프로필렌 글리콜 코폴리머; 및 왁스 예컨대 밀랍, 파라핀 왁스, 등을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 금형 이형제는 12 내지 36개의 탄소 원자를 갖는 1종 이상의 장쇄, 지방족 카복실산의 염 또는 에스테르이다.
추가 양태에서, 금형 이형제는 지방족 폴리에스테르, 폴리-알파-올레핀 지방족 폴리아미드, 카복실산 염, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 또 추가의 양태에서, 금형 이형제는 실리콘, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 에테르 또는 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 또 추가의 양태에서, 금형 이형제는 고밀도 폴리에틸렌일 수 있다.
폴리에틸렌
폴리에틸렌은 다양한 분자 구조로 상업적으로 입수가능하다. 이들 폴리머의 화학적 및 물리적 특성은 폴리에틸렌의 제조에서 사용된 온도, 압력, 촉매 유형, 조절제, 및 반응기 디자인에 크게 의존한다. 본 개시내용에 사용하기 위한, 폴리에틸렌은 고밀도 유형 (이하에서 HDPE로 칭함)의 것일 수 있다. 이들 수지는 일반적으로 0.95 g/㎤ 이상의 공칭 밀도를 갖는다. 고분자량 고밀도 폴리에틸렌이 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 고분자량 고밀도 폴리에틸렌은 300,000 내지 500,000 사이의 중량 평균 분자량 (Mw)을 갖는 이들 고밀도 폴리에틸렌 수지에 대해 제공된 명칭이다. 본 개시내용에 사용될 수 있는 여전히 또 다른 고밀도 폴리에틸렌은 초고분자량 폴리에틸렌으로 공지되어 있다. 일반적으로 이들 수지는 3 백만 내지 약 6 백만의 범위인 분자량을 갖는다.
다른 성분
본 개시내용의 특정 양태에서, 보강 충전제는 열가소성 수지 조성물의 추가 선택적인 성분을 포함할 수 있다. 보강 충전제는 그 자체로 또한 당해 기술에서 잘 알려져 있다. 따라서, 사실상 당해 기술에 공지된 임의의 보강 충전제가 본 발명에 따라 적합하다. 예를 들면, 본 개시내용은 유리, 석면, 탈크, 석영, 탈산칼슘, 황산칼슘, 바륨 설페이트, 탄소 섬유, 실리카, 산화아연, 지르코늄 옥사이드, 지르코늄 실리케이트, 스트론튬 설페이트, 알루미나, 무수 알루미늄 실리케이트, 바륨 페라이트, 마이카, 펠드스파, 점토, 산화마그네슘, 규산마그네슘, 하석 섬장암, 페놀 수지, 규회석, 및 이산화티타늄 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 무기 충전제를 포함할 수 있다. 용어 유리 충전제는 유리 섬유, 밀 유리, 유리 구형체 및 마이크로구형체, 등과 같이 충전제로 사용된 임의의 유형의 유리를 포함하는 것으로 의도된다.
추가 양태에서, 열가소성 수지 조성물은 카본블랙을 포함할 수 있다. 또 추가의 양태에서, 열가소성 수지 조성물은 성형 물품의 미적 감각을 향상시키기 위해 착색제와 같은 첨가제를 포함할 수 있다.
성형 물품
개시내용의 특정 양태에서, 성형 물품은 (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하고; 그리고 (b) 성형 물품을 형성하기 위해 상기 열가소성 수지 조성물을 성형함에 의해 형성된다. 형성된 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높다.
일 양태에서, 성형 물품은 용융 성형 공정을 사용하여 형성된다. 추가 양태에서, 용융 성형 공정은 사출 성형, 취입 성형, 시트 및 필름 압출, 프로파일 압출, 열성형, 적층 가공, 압축 성형, 섬유 압출, 및 분말 소결을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 성형 물품은 용융 성형 공정의 조합, 예를 들면, 사출 성형 그 다음 열성형을 사용하여 형성된다.
본 개시내용의 특정 양태에서, 성형 물품은 비제한적으로, 높은 절연 내력을 갖는 물품을 사용하는 것이 바람직할 수 있는 와이어 코팅물, 포팅 물질, 접합, 또는 기타 적용을 포함하는 다양한 구조적 및 비-구조적 물품일 수 있다. 개시내용의 추가 양태에서, 본 개시내용의 성형 물품은 분배기 캡, 배터리 케이싱, 전기 와이어 절연, 습성-건조 적용, 자기-윤활 부품, 물리적-충격 내구성 부품, 가전제품, 예를 들어 냄비 손잡이, 노브 및 가전제품 베이스; 전기/전자 인클로저, 예컨대 커넥터, 배선 디바이스, 회로 차단기, 접합 박스, 전력량계 베이스, 등에 사용될 수 있다. 본 개시내용의 성형 물품은 이들 적용에 제한되지 않는다. 다른 적합한 적용이 또한 고려된다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하는 역할을 할 것이지만, 본 발명은 이들 구체적인 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 부 및 백분율은 달리 언급하지 않는 한 중량에 의한다.
실시예
2개의 열가소성 수지 조성물이 상기 기재된 절차에 따라 제조되었다. 실시예 1은 금형 이형제를 포함하지 않는 열가소성 수지 조성물이다. 실시예 2는 금형 이형제로 HDPE를 포함하는 열가소성 수지 조성물이다. 실시예 1 및 2 모두는 기재 폴리머 수지로서 상품명 ULTEM®으로 시판되는 폴리에테르이미드를 사용한다.
실시예 1: 조성물은 ULTEM® 1000 (수 평균 분자량 (Mn) 21,000; 중량 평균 분자량 (Mw) 54,000; 분산도 2.5) 및 열 안정제를 사용하여 제조되었다. 실시예 1에는 사용된 금형 이형제가 없다.
실시예 2: 조성물은 99.7 중량% ULTEM® 1010 (수 평균 분자량 (Mn) 19,000; 중량 평균 분자량 (Mw) 47,000; 분산도 2.5), 금형 이형제로 0.3 중량% HDPE, 0.3 중량% 카본블랙 및 열 안정제를 사용하여 제조되었다.
실시예 I 및 2 조성물과 그것의 특성은 표 1에 요약되어 있다. 모든 성분은 달리 언급되지 않는 한 중량에 의한 백분율로 표시되어 있다.
Figure pct00010
실시예 1 및 2의 각각의 샘플은 대략 30-40초의 총 사이클 시간으로, 300℉(150℃)의 금형 온도 및 680-700℉(360-370℃)의 용융 온도에서 사출 성형되었다. 샘플은 두께 3.2mm (125mil) 디스크에 사출-성형되었다. 얻어진 성형 디스크(molded disks)에 대한 절연 내력은 ASTM D149에 따라 측정되었다. 오일 내의 타입2 1-인치(type 2 1-inch) 전극이 초당 500볼트의 상승비로 사용되었다. 파손 전압도 또한 계산되었다. 실시예 1로부터의 조성물을 사용하여 형성된 성형 디스크에 대한 결과는 표 2에 요약되어 있다. 실시예 2로부터의 조성물을 사용하여 형성된 성형 디스크에 대한 결과는 표 3에 요약되어 있다.
Figure pct00011
Figure pct00012
표 2 및 3에서의 결과는 임의의 금형 이형제를 사용함이 없이 형성된 성형 디스크에 비교하여 금형 이형제를 사용하여 형성된 성형 디스크에 대해 상당히 더 높은 절연 내력 및 파손 전압이 달성된다는 것을 나타낸다. 표 2에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1 조성물 (시료 1-5)을 사용하여 형성된 성형 디스크는 379 V/mil의 평균 절연 내력과 50,400 V의 평균 파손 전압을 가졌다. 표 3에서 나타낸 바와 같이, 실시예 2 조성물 (시료 6-10)을 사용하여 형성된 성형 디스크는 547 V/mil의 평균 절연 내력과 70,420 V의 평균 파손 전압을 가졌다.
이전에 형성된 성형 디스크 샘플의 각각의 표면을 기계 가공하여 125 mil의 디스크의 전체 두께를 75 mil로 감소시켰다. 기계 가공 후, 성형 디스크에 대한 절연 내력이 ASTM D149에 따라 다시 측정되었다. 오일 내의 타입2 1-인치 전극이 초당 500볼트의 상승비로 사용되었다. 기계가공 디스크에 대한 절연 내력은 성형 디스크와 비교되었다. 실시예 1로부터의 조성물을 사용하여 형성된 기계가공 디스크에 대한 결과는 표 4에 요약되어 있다. 실시예 2로부터의 조성물을 사용하여 형성된 기계가공 디스크에 대한 결과는 표 5에 요약되어 있다.
Figure pct00013
Figure pct00014
표 4 및 5에서의 결과는 금형 이형제를 사용함이 없이 형성된 기계가공 디스크(machined disks)에 비교될 때 금형 이형제를 사용하여 형성된 기계가공 디스크에 대해 더 높은 절연 내력 및 파손 전압을 지속하여 나타낸다. 표 4에서 나타낸 바와 같이, HDPE 없이 (시료 11-15) 형성된 기계가공 디스크는 535 V/mil의 평균 절연 내력과 40,120 V의 평균 파손 전압을 가졌다. 표 5에서 나타낸 바와 같이, HDPE를 사용하여 (시료 16-20) 형성된 기계가공 디스크는 591 V/mil의 평균 파손 전압과 44,360 V의 평균 절연 내력을 가졌다.
표 4 및 5에서의 결과는 더욱이 절연 내력 및 파손 전압에서의 차이는 기계 가공되지 않은 성형 디스크 (시료 6-10)에 대해서 될 때보다 기계가공 디스크 (시료 16-20)에 대해 상당히 증가되지 않았다는 것을 나타낸다. 기계 가공 공정은 성형된 부품에서 관측된 절연 내력 및 파손 전압에서의 개선에 부정적으로 영향을 미친다. 성형 디스크 (시료 1-10)에 대해, 평균 절연 내력은 379 V/mil (시료 1-5)에서 547 V/mil (시료 6-10)로 증가했다. 기계가공 디스크 (시료 11-20)에 대해서는, 평균 절연 내력은 535 V/mil (시료 11-15)에서 591 V/mil (시료 16-20)로 증가했다.
결과는 성형 디스크를 형성하기 위해 사용된 열가소성 수지 조성물에 금형 이형제를 혼입시키는 것은 절연 내력 및 파손 전압의 유의미한 증가에 대한 원인이 된다는 것을 추가로 보여준다. 성형 가공 동안 금형 이형제는 성형 디스크의 표면으로 이동한다. 성형 디스크의 표면을 기계 가공하는 것은 금형 이형제가 농축된 표면을 적어도 부분적으로 제거하여, 이로써 금형 이형제를 사용하여 성형 디스크에서 관측된 이점을 감소시킨다.
양태
다양한 양태에서, 본 개시내용은 적어도 하기 양태에 속하고 이를 포함한다: 양태 1: 성형 물품의 제조 방법으로, 상기 방법은: (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높다.
양태 2: 양태 1의 방법으로, 여기서 상기 성형 단계는 하기로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 용융 성형 공정을 포함한다: 사출 성형, 취입 성형, 시트 및 필름 압출, 프로파일 압출, 열성형, 적층 가공, 압축 성형, 섬유 압출, 및 분말 소결.
양태 3: 양태 2의 방법으로, 여기서 상기 용융 성형 공정은 사출 성형을 포함한다.
양태 4: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 기재 폴리머 수지는 하기로 구성된 군으로부터 적어도 1종의 폴리머를 포함한다: 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌.
양태 5: 양태 4의 방법으로, 여기서 상기 기재 폴리머 수지는 폴리에테르이미드를 포함한다.
양태 6: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 금형 이형제는 하기로 구성된 군으로부터 적어도 1종의 폴리머를 포함한다: 실리콘, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 에테르 또는 폴리에틸렌.
양태 7: 양태 6의 방법으로, 여기서 상기 금형 이형제는 폴리에틸렌을 포함한다.
양태 8: 양태 7의 방법으로, 여기서 상기 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌 또는 초고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
양태 9: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 성형 물품은 압출된 필름 또는 와이어 코팅물이다.
양태 10: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 10% 더 높다.
양태 11: 양태 10의 방법으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 40% 더 높다.
양태 12: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 성형 물품은 약 0.075 인치 내지 약 0.125 인치의 벽 두께를 갖는다.
양태 13: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 적어도 400 V/mil이다.
양태 14: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 중 0.01 wt% 내지 5 wt%이다.
양태 15: 양태 14의 방법으로, 여기서 상기 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 중 0.1 wt% 내지 0.4 wt%이다.
양태 16: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물 중 적어도 85 wt%이다.
양태 17: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 열가소성 수지 조성물은 추가로 보강 충전제를 포함한다.
양태 18: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 열가소성 수지 조성물은 추가로 카본블랙을 포함한다.
양태 19: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 폴리에테르이미드는 적어도 약 20,000 내지 약 150,00 그램/몰 (g/mol)의 중량 평균 분자량을 갖는다.
양태 20: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 폴리에테르이미드는 적어도 40,000 달톤의 분자량을 갖는다.
양태 21: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 폴리에틸렌은 약 300,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량을 갖는다.
양태 22: 이전의 양태들 중 어느 하나의 방법으로, 여기서 상기 폴리에틸렌은 약 3 백만 내지 6 백만의 분자량을 갖는다.
양태 23: (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높다.
양태 24: 양태 23의 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 단계는 하기로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 용융 성형 공정을 포함한다: 사출 성형, 취입 성형, 시트 및 필름 압출, 프로파일 압출, 열성형, 적층 가공, 압축 성형, 섬유 압출, 및 분말 소결.
양태 25: 양태 24의 성형 물품으로, 여기서 상기 용융 성형 공정은 사출 성형을 포함한다.
양태 26: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 기재 폴리머 수지는 하기로 구성된 군으로부터 적어도 1종의 폴리머를 포함한다: 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌.
양태 27: 양태 26의 성형 물품으로, 여기서 상기 기재 폴리머 수지는 폴리에테르이미드를 포함한다.
양태 28: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 금형 이형제는 하기로 구성된 군으로부터 적어도 1종의 폴리머를 포함한다: 실리콘, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 에테르 또는 폴리에틸렌.
양태 29: 양태 28의 성형 물품으로, 여기서 상기 금형 이형제는 폴리에틸렌을 포함한다.
양태 30: 양태 29의 성형 물품으로, 여기서 상기 금형 이형제는 고밀도 폴리에틸렌 또는 초고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
양태 31: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품은 압출된 필름 또는 와이어 코팅물이다.
양태 32: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 10% 더 높다.
양태 33: 양태 32의 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 40% 더 높다.
양태 34: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품은 약 0.075 인치 내지 약 0.125 인치의 벽 두께를 갖는다.
양태 35: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 적어도 400 V/mil이다.
양태 36: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 중 0.01 wt% 내지 5 wt%이다.
양태 37: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 중 0.1 wt% 내지 0.4 wt%이다.
양태 38: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물 중 적어도 85 wt%이다.
양태 39: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 열가소성 수지 조성물은 추가로 보강 충전제를 포함한다.
양태 40: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 열가소성 수지 조성물은 추가로 카본블랙을 포함한다.
양태 41: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 폴리에테르이미드는 적어도 약 20,000 내지 약 150,00 그램/몰 (g/mol)의 중량 평균 분자량을 갖는다.
양태 42: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 폴리에테르이미드는 적어도 40,000 달톤의 분자량을 갖는다.
양태 43: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 폴리에틸렌은 약 300,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량을 갖는다.
양태 44: 이전의 양태들 중 어느 하나의 성형 물품으로, 여기서 상기 폴리에틸렌은 약 3 백만 내지 6 백만의 분자량을 갖는다.
전술한 설명은 개시된 시스템 및 기술의 실시예를 제공하는 것으로 인정될 것이다. 그러나, 본 개시사항의 다른 구현예들이 전술한 실시예와 상세하게 다를 수 있다는 것이 고려된다. 개시내용 또는 이들의 실시예에 대한 모든 언급은 그 점에서 논의된 특정한 실시예를 언급하기 위한 것이고, 보다 일반적으로는 개시내용의 범위에 대한 어떠한 제한을 암시하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 특정한 특징에 대한 차이 및 비방의 모든 언어는 이들 특징에 대한 선호의 부족함을 나타내기 위한 것으로 의도되었지만, 달리 나타내지 않는 한 개시내용의 범위로부터 그러한 특징을 전적으로 배제하지는 않는다.
정의
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 발명이 속하는 당해 분야의 숙련가에거 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 기재된 것과 유사한 또는 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 실시예 방법과 물질이 지금 기재되어 있다.
명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는 문맥이 달리 명확히 지시하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들면, "나노 복합물"에 대한 언급은 둘 이상의 나노 복합물들의 혼합물들 및 기타 동종의 것을 포함한다.
범위는 본 명세서에서 "약" 하나의 특정한 값으로부터, 및/또는 "약" 또 다른 특정한 값까지로 표현될 수 있다. 그와 같은 범위가 표현될 때, 또 다른 양태은 하나의 특정한 값으로부터 및/또는 다른 특정한 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로 표현될 때, "약"이라는 전제를 사용함에 의해, 특정한 값이 또 다른 양태을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 범위 각각의 종단점은 다른 종단점과 관련하여, 그리고 다른 종단점과 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다. 본 명세서에 개시된 수많은 값이 있으며, 각각의 값은 또한 값 그 자체 이외에 그 특정한 값에 대해 "약"으로 본 명세서에 또한 개시된다는 것이 또한 이해된다. 예를 들면, 만일 값 "10"이 개시된 경우, "약 10"도 또한 개시된다. 또한, 2개의 특정한 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시된다는 것이 이해된다. 예를 들면, 만일 10과 15가 개시되면, 11, 12, 13 및 14도 또한 개시된다.
용어들 "절연 내력(dielectric strength)" 및 "파손 전압(breakdown voltage)"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어들 "절연 내력" 또는 "파손 전압"은 특정한 전기장 강도에서 제곱 센티미터당 암페어 또는 제곱 센티미터당 피코 암페어로 되는 전형적으로 전류 밀도인, 마이크론당 볼트 및 누설 전류의 인가된 전자장 강도의 단위로 정의된 파손 전압의 특성 모두를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "성형 물품"은 당해 기술에서 공지된 임의의 유형의 성형 가공 또는 성형 가공의 조합에 의해 형성된 물품을 지칭한다. 이들 성형 가공은, 비제한적으로, 다양한 용융 성형 공정, 사출 성형, 취입 성형 (연신, 압출 또는 사출), 시트 및 필름 압출, 프로파일 압출, 열성형, 적층 가공, 압축 성형, 섬유 압출, 분말 소결, 이송 성형, 반응 사출 (RIM) 성형, 진공 성형, 냉간 주조, 딥 몰딩, 슬러쉬 몰딩 및 프레스 몰딩을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어들 "선택적인" 또는 "선택적으로" 그 뒤에 기재된 사례 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생할 수 없다는 것과, 상기 설명은 상기 사례 또는 상황이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다.
본 명세서에 개시된 방법 내에서 사용되는 본 발명의 조성물을 제조하기 위해 사용되는 성분뿐만 아니라 조성물 자체가 개시되어 있다. 이들 및 다른 물질이 본 명세서에서 개시되어 있고, 이들 물질의 조합, 부분집합(subsets), 상호작용, 그룹 등이 개시되어 질 때, 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적인 및 집단적인 조합과 순열에 대한 특정한 참조가 명백하게 개시될 수는 없지만, 각각은 본 명세서에서 구체적으로 고려되고 기재된다는 것이 이해되어 진다. 예를 들면, 특정한 화합물이 개시되고 논의되고, 화합물을 포함한 수많은 분자에 대해 행해질 수 있는 수많은 변형이 논의된다면, 구체적으로 반대로 표시되어 있지 않은 한 화합물의 각각의 모든 조합 및 순열과 가능한 변형이 구체적으로 고려된다. 따라서, 만일 분자 A, B, 및 C의 부류가 개시될 뿐만 아니라 분자 D, E, 및 F의 부류 및 조합 분자, A-D의 실시예가 개시된다면, 각각이 개별적으로 인용되지 않더라도 각각은 개별적으로 및 집합적으로 고려된 의미 조합이고, A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F가 개시된 것으로 간주된다. 마찬가지로, 이들의 임의의 부분집합 또는 조합이 또한 개시된다. 따라서 예를 들면, A-E, B-F 및 C-E의 하위 그룹이 개시된 것으로 간주된다. 이 개념은, 비제한적으로, 본 발명의 조성물을 제조 및 사용하는 방법에서의 단계를 포함하여, 본원의 모든 양태에 적용한다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가 단계가 있는 경우, 이들 추가 단계 각각은 본 발명의 방법의 임의의 특정 구현예 또는 구현예의 조합으로 수행될 수 있는 것으로 이해된다.
조성물 또는 물품에서 특정한 요소 또는 성분과 관련하여, 명세서 및 최종 청구항에서의 중량부에 대한 언급은 중량부가 표현되는 조성물 또는 물품에서 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분 사이의 중량 관계를 나타낸다. 따라서, 2 중량부의 성분 X와 5 중량부 성분 Y를 함유하는 화합물에서, X와 Y는 2:5의 중량비로 존재하며, 추가 성분이 화합물에 함유되는지 여부에 무관하게 이러한 비로 존재한다.
특별히 반대로 언급되지 않는 한, 성분의 중량 퍼센트는 성분이 포함되는 제형 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들면, 조성물 또는 물품 내에 특정한 요소 또는 성분이 8% 중량을 가진다고 언급되면, 이 백분율은 100%의 전체 조성물의 백분율에 관계된다는 것이 이해된다.
본 명세서에 개시된 각각의 물질은 상업적으로 입수가능하고 및/또는 이들의 제조 방법은 당해 분야의 숙련가에게 공지되어 있다.
본 명세서에 개시된 조성물은 특정 기능을 갖는 것으로 이해된다. 개시된 기능을 수행하기 위한 특정 구조적 요건이 본 명세서에 개시되어 있고, 개시된 구조와 관련된 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조가 있다는 것과 이들 구조는 전형적으로 동일한 결과를 달성할 것이다는 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 성형 물품의 제조 방법으로, 상기 방법은:
    (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력(dielectric strength)은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품(comparator molded article)보다 더 높은, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성형 단계는 사출 성형, 취입 성형, 시트 및 필름 압출, 프로파일 압출, 열성형, 적층 가공, 압축 성형, 섬유 압출, 및 분말 소결로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 용융 성형 공정을 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용융 성형 공정은 사출 성형을 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 폴리머 수지는 폴리에테르이미드를 포함하고 상기 폴리에테르이미드는 적어도 약 20,000 내지 약 150,000 그램/몰 (g/mol)의 중량 평균 분자량을 가지는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금형 이형제는 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 10% 더 높은 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 40% 더 높은 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품의 절연 내력은 적어도 400 V/mil인 방법.
  9. (a) 기재 폴리머 수지 및 금형 이형제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형 물품을 형성하는 단계:
    를 포함하는 공정에 의해 제조된 성형 물품으로, 여기서 상기 성형 물품의 절연 내력은 금형 이형제가 없는 열가소성 수지 조성물을 포함하는 비교 성형 물품보다 더 높은, 성형 물품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기재 폴리머 수지는 적어도 약 20,000 내지 약 150,000 그램/몰 (g/mol)의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르이미드를 포함하는 성형 물품.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 금형 이형제는 실리콘, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 에테르 또는 폴리에틸렌으로 구성된 군으로부터의 적어도 1종의 폴리머를 포함하는 성형 물품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 금형 이형제는 폴리에틸렌을 포함하는 성형 물품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌 또는 초고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 성형 물품.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 10% 더 높은 성형 물품.
  15. 제14에 있어서, 상기 성형 물품의 절연 내력은 비교 성형 물품의 절연 내력보다 적어도 40% 더 높은 성형 물품.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품은 약 0.075 인치 내지 약 0.125 인치의 벽 두께를 가지는 성형 물품.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품의 절연 내력은 적어도 400 V/mil인 성형 물품.
  18. 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 중 0.01 wt% 내지 5 wt%인 성형 물품.
  19. 제9항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금형 이형제는 열가소성 수지 조성물 중 0.1 wt% 내지 0.4 wt%인 성형 물품.
  20. 제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 폴리머 수지는 열가소성 수지 조성물 중 적어도 85 wt%인 성형 물품.
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