KR20180071325A - 광학 부품의 난연 특성, 발광 효율 및 빔 각도가 향상된 확산성 폴리카보네이트 복합체 - Google Patents

광학 부품의 난연 특성, 발광 효율 및 빔 각도가 향상된 확산성 폴리카보네이트 복합체 Download PDF

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하오웨이 탕
지안 양
윙준 청
광더 후앙
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

본 개시내용은 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함하는 광학 부품에 관한 것이며, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 95 wt% 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머; 약 0.25 wt% 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지; 약 0.05 wt% 내지 약 0.5 wt%의 난연제; 및 약 0.1 wt% 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하되, 여기서 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 UL94 가연성 시험에 의해 결정된 바와 같이 0.75 mm에서 VO 등급을 나타내고, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는다.

Description

광학 부품의 난연 특성, 발광 효율 및 빔 각도가 향상된 확산성 폴리카보네이트 복합체
본 개시내용은 난연 특성이 향상되고, 발광 효율 및 빔 각도 특성이 개선된 폴리카보네이트-함유 조성물, 및 LED 렌즈 커버와 같은 광학 부품에서의 이의 용도에 관한 것이다.
LED 확산성 부품의 보다 얇은 벽 디자인에 대한 임의의 산업 동향으로 인해, 보다 얇은 벽에서 UL94 V0 가연성을 유지할 수 있는 확산성 엔지니어링 플라스틱이 요망된다. 대부분의 내화제 (fire retardant; FR) 첨가제는 흡광성이므로 광 부품의 발광 효율을 희생시킨다. 당해 분야에서는 이러한 결함을 극복하는 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
요약
본 개시내용은 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함하는 광학 부품에 관한 것이며, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 95 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머; 약 0.25 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지, 약 0.05 내지 약 0.5 wt%의 난연제, 및 약 0.1 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하며, 여기서 상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는다.
일부 바람직한 광학 부품은 LED 램프 커버이다.
일부 바람직한 난연제는 적어도 1종의 하기 식의 화합물을 포함하며:
[(R)2SiO]y
여기서 R은 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 탄화수소 또는 불소화된 탄화수소이고, y는 3 내지 12의 수이다. 일부 구현예에서, 상기 난연제는 옥타페닐사이클로테트라실록산이다.
예시적인 구현예의 상세한 설명
본 개시내용은 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함하는 광학 부품에 관한 것이며, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 95 내지 약 99.6 wt% 폴리카보네이트 폴리머; 약 0.25 내지 약 1 wt% 실리콘 수지, 약 0.05 내지 약 0.5 wt% 난연제, 및 약 0.1 내지 약 0.5 wt% 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하며, 여기서 상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는다.
폴리카보네이트 (PC)
본 명세서에 개시된 조성물은 상기 조성물의 중량을 기준으로 약 95 wt% 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머를 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리카보네이트의 양은 약 97 wt% 내지 약 99 wt %이다. 특정 구현예에서, 폴리카보네이트의 적어도 일부는 분지형 폴리카보네이트이며; 일부 조성물에서 약 10 wt% 내지 약 90 wt%의 분지형 폴리카보네이트를 포함한다. 다른 조성물에서, 분지형 폴리카보네이트의 양은, 상기 조성물의 중량을 기준으로, 약 20 wt% 내지 약 80 wt% 또는 약 30 wt% 내지 약 70 wt% 또는 약 40 wt% 내지 약 60 wt%, 또는 약 50 wt%이다.
일부 분지형 폴리카보네이트는 비스페놀 A 및 1,1,1-트리스-(4-하이드록시페닐에탄)을 포함하는 시약으로부터 제조된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "폴리카보네이트(polycarbonate(s))"는 코폴리카보네이트, 호모폴리카보네이트 및 (코)폴리에스테르 카보네이트를 포함한다. PC 폴리머는 SABIC으로부터 상업적으로 이용가능하다.
용어 폴리카보네이트는 조성물이 식 (1)의 반복 구조 단위를 갖는 것으로 추가로 정의될 수 있다:
Figure pct00001
여기서 R1 그룹의 총 수의 적어도 60 퍼센트는 방향족 유기 라디칼이며, 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다. 추가 양태에서, 각각의 R1은 방향족 유기 라디칼이며, 더 바람직하게는, 식(2)의 라디칼이다:
─A1─Y1─A2─ (2),
여기서 각각의 A1 및 A2는 단환형 2가 아릴 라디칼이며, Y1은 A1을 A2에서 분리시키는 1개 또는 2개의 원자를 갖는 브릿징 라디칼이다. 다양한 양태에서, 1개의 원자가 A1을 A2에서 분리시킨다. 예를 들면, 이러한 유형의 라디칼은, 비제한적으로, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O2)-, -C(O)-, 메틸렌, 사이클로헥실-메틸렌, 2-[2.2.1]-바이사이클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴과 같은 라디칼을 포함한다. 브릿징 라디칼 Y1은 바람직하게는 탄화수소 그룹 또는 포화된 탄화수소 그룹 예컨대 메틸렌, 사이클로헥실리덴 또는 이소프로필리덴이다. 폴리카보네이트 물질은, 다양한 폴리카보네이트 조성물 및 그것의 제조 방법을 개시하려는 특정 목적을 위해 그 전문이 본 명세서에 참고로 편입된 미국 특허 번호 7,786,246에 개시되고 기재된 물질을 포함힌다.
일반적으로 폴리카보네이트는 중량 평균 분자량 (Mw)이 PS 표준에 기반하여 약 5,000 g/mol 초과일 수 있다. 일 양태에서, 상기 폴리카보네이트는 Mw가 PS 표준에 기반하여, 약 20,000 g/mol 이상일 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 폴리카보네이트는 PS 표준에 기반하여 Mw가 예를 들면 30,000 g/mol, 40,000 g/mol, 50,000 g/mol, 60,000 g/mol, 70,000 g/mol, 80,000 g/mol, 또는 90,000 g/mol을 포함하여 약 20,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 더욱 추가의 양태에서, 상기 폴리카보네이트는 PS 표준에 기반하여 Mw가 약 22,000 내지 약 50,000 g/mol이다. 더욱 추가의 양태에서, 상기 폴리카보네이트는 PS 표준에 기반하여 Mw가 약 25,000 내지 약 40,000 g/mol이다.
특정 구현예에서, 상기 폴리카보네이트는 분자량 및/또는 조성 변화가 상이한 2종 이상의 폴리카보네이트 조성물을 포함할 수 있다.
특정 폴리카보네이트는 매사추세츠주 피츠필드 소재의 SABIC Innovative Plastics에 의해 상표명 LEXANTM 하에 판매된다.
실리콘 수지
본 명세서에 개시된 조성물은 상기 조성물의 중량을 기준으로 약 0.25 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지를 포함한다. 특정 조성물은 0.4 내지 약 0.8 wt%의 실리콘 수지를 포함한다.
유용한 실리콘은 중합된 실록산을 포함한다. 그 예는 실리콘 오일 및 옥타페닐사이클로테트라실록산을 포함한다.
난연제
본 개시내용의 조성물은 상기 조성물의 중량을 기준으로 약 0.05 내지 약 0.5 wt%의 난연제를 포함한다. 일부 구현예에서, 약 0.1 wt% 내지 약 0.4 wt%의 난연제가 본 조성물에 존재한다.
특정 난연제는 적어도 1종의 하기 식의 화합물을 포함하며:
[(R)2SiO]y
여기서 R은 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 탄화수소 또는 불소화된 탄화수소이고, y는 3 내지 12의 수이다. 하나의 바람직한 난연제는 옥타페닐사이클로테트라실록산이다
스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌
본 개시내용의 조성물은 약 0.1 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함한다. 캡슐화된 플루오로폴리머는 플루오로폴리머, 예를 들면 수성 분산물의 존재 하에서 캡슐화 폴리머를 중합시켜 제조될 수 있다. TSAN은, TSAN이 본 조성물에 더 쉽게 분산될 수 있다는 점에서 PTFE에 비해 상당한 이점을 제공할 수 있다. 예시적인 TSAN은, 캡슐화된 플루오로폴리머의 총 중량을 기준으로, 50 wt%의 PTFE 및 50 wt%의 SAN을 포함할 수 있다. SAN은, 예를 들면, 상기 코폴리머의 총 중량을 기준으로 75 wt%의 스티렌 및 25 wt%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 플루오로폴리머를, 예를 들면, 방향족 폴리카보네이트 또는 SAN와 같은 제2 폴리머와 일부 방식으로 예비-블렌딩하여 적하방지제로서 사용하기 위한 응집 물질을 형성할 수 있다. 어느 방법이든 캡슐화된 플루오로폴리머를 제조하는데 사용될 수 있다.
형광체(Phosphors)
"발광성 전환 물질"로도 공지된 형광체는 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물에 배합될 수 있다. 일 양태에서, 형광체 물질은 발광 다이오드 (LED)와 같은 광원에 의해 방출된 광을 상이한 파장을 갖는 광으로 전환하도록 구성된다. 예를 들면, 형광체 물질은 LED에 의해 방출된 광을 필요에 따라 더 높거나 더 낮은 파장으로 전환하도록 구성될 수 있다.
형광체는 전형적으로 무기 화합물이다. 형광체 물질의 예는 희토류 원소로 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷 (yttrium aluminum garnet; YAG), 희토류 원소로 도핑된 테르븀 알루미늄 가넷, 희토류 원소로 도핑된 실리케이트 (BOSE); 희토류 원소로 도핑된 니트리도 실리케이트; 희토류 원소로 도핑된 니트라이드 오르토실리케이트, 및 희토류 원소로 도핑된 옥소니트리도알루미노실리케이트를 포함한다. 무기 물질, 일반적으로 카드뮴 기반 인광 화합물을 포함하는 양자점(quantum dot)이 또한 불투명한 및 반투명한 폴리카보네이트를 형성하는데 사용될 수 있다.
형광체 물질은 전형적으로 고체 분말 형태이다. 형광체 물질은 적색-방출 형광체, 녹색-방출 형광체, 및 황색-방출 형광체를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 상기 형광체 물질은 적색-방출 형광체, 녹색-방출 형광체 및 황색-방출 형광체 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 형광체 물질은 Si, Sr, Ba, Ca, Eu, Y, Tb, B, N, Se, Ti, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 형광체는, 상기 형광체의 총 중량을 기준으로 Si, Sr, Ba, Ca, Eu, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 0 ppm 초과의 제1 물질; 및 Al, Co, Fe, Mg, Mo, Na, Ni, Pd, P, Rh, Sb, Ti, Zr, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는, 50 ppm 미만의 제2 물질을 포함할 수 있다. 상기 형광체는, 상기 형광체의 총 중량을 기준으로 Si, Sr, Ba, Ca, Eu, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로 구성된, 0 ppm 초과의 제1 물질; 및 Al, Co, Fe, Mg, Mo, Na, Ni, Pd, P, Rh, Sb, Ti, Zr, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로 구성된, 50 ppm 미만의 제2 물질을 포함할 수 있다.
상기 형광체는 이트륨 알루미늄 가넷(garnet), 테르븀 알루미늄 가넷, 붕소 실리케이트; 니트리도 실리케이트; 니트라이드 오르토실리케이트, 옥소니트리도 알루미노실리케이트, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 스트론튬 실리케이트 황색 형광체, 이트륨 알루미늄 가넷, 테르븀 알루미늄 가넷, 실리케이트 형광체, 니트라이드 형광체; 니트리도 실리케이트, 니트라이드 오르토실리케이트, 옥소니트리도알루미노실리케이트, 알루미노 니트리도 실리케이트, 니트리도알루미네이트, 루테튬 알루미늄 가넷, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 알루미노 니트리도 실리케이트는 Sr이 없을 수 있는 (즉, 0 wt%의 Sr을 포함할 수 있는) CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu), 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
상기 형광체는 적어도 1종의 알칼리토 금속 및 적어도 1종의 할로겐을 함유하는 루테튬 알루미늄 가넷을 포함하고, 희토류 원소로 도핑될 수 있다.
상기 형광체는 예를 들면, 도펀트로서 희토류 원소, 세륨3+ 또는 유로퓸2+을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 상기 형광체는 루테튬, 세륨, 적어도 1종의 알칼리토 금속, 알루미늄, 산소, 및 적어도 1종의 할로겐을 포함하는 녹색-방출 루테튬 알루미네이트 형광체를 포함할 수 있다.
일부 형광체 물질은 청색광의 일부를 청색 LED에서 황색광으로 전환시킬 수 있으며, 이용가능한 광의 전체 조합은 관측자에게 백색광으로 감지된다.
상기 형광체는 하기 식을 갖는 형광체를 포함할 수 있으며: (A3)2SiO4:Eu2+D1, 여기서 A3은 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn, Cd, 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택된 2가 금속이고, D1은 F, Cl, Br, I, P, S 또는 N, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택된 도펀트이다.
상기 형광체는 Al, Co, Fe, Mg, Mo, Na, Ni, Pd, P, Rh, Sb, Ti 또는 Zr, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택된 선택적인 도펀트와 함께 하기 식을 갖는 형광체를 포함할 수 있으며: (A4)2SiO4:Eu2+D2, 여기서 A4는 Sr, Ba, Ca, 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택된다.
상기 형광체는 하기 식을 갖는 형광체를 포함할 수 있으며: (YA5)3(AlB)5(OD3)12:Ce3+, 여기서 A5는 Gd, Tb, La, Sm으로부터 선택된 3가 금속, 또는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn, Cd, 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 2가 금속 이온이고; B는 Si, B, P, 및 Ga, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택되고; D3은 F, Cl, Br, I, P, S 또는 N, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택된 도펀트이다. 다른 가능한 황색 물질(들)은 하기를 포함하며: Y3Al5O12:Ce; Tb3-xRExAl5O12:Ce (TAG), 여기서 RE = Y, Gd, La, Lu; Sr2-x-yBaxCaySiO4:Eu; Sr3-xSiO5:Eu2+ x, 여기서 0 < x ≤1. 가능한 황색/녹색 물질(들)은 하기를 포함한다: (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; Ba2(Mg,Zn)Si2O7:Eu2+; Gd0.46Sr0.31Al1.23OxF1.38:Eu2+ 0.06; (Ba1-x-ySrxCay)SiO4:Eu; 및 Ba2SiO4:Eu2+.
상기 형광체는 하기 식을 갖는 형광체를 포함할 수 있다: (YGd)3Al5O12:Ce3+ 또는 Y3Al5(OD3)12:Ce3+.
상기 형광체는 하기 식을 갖는 오렌지-적색 실리케이트-기반 형광체(들): (SrM1)3Si(OD4)5:Eu (여기서 M1은 Ba, Ca, Mg, Zn, 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택되고; D4는 F, Cl, S, 및 N, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택됨); 형광체(들); 하기 식을 갖는 Eu2+ 도핑된 및 또는 Dy3+ 형광체(들)를 포함한다: M3MgSi2O8 (여기서 M은 Ca, Sr, Ba, 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택됨).
상기 형광체는 하기 식을 갖는 적색 질화규소 기반 Eu2+ 도핑된 형광체(들)를 포함할 수 있으며: (SrM2)2Si5N8, 여기서 M2는 Ca, Mg, 및 Zn 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택된다. 다른 니트리도실리케이트, 옥소니트리도실리케이트, 옥소니트리도알루미노실리케이트의 예는 하기를 포함한다: Ba2SiN8:Eu2+; 알파-SiAlON:Re (Re = Eu2+, Ce3+, Yb2+, Tb3+, Pr3+, Sm3+, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합); 베타-SiAlON:Eu2+; Sr2Si5N8:Eu2+,Ce3+; 희토류 도핑된 적색 황화물 기반 형광체 (예컨대 (SrM3)S, 여기서 M3은 Ca, Ba, 및 Mg, 및 선택적으로 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택됨); SrxCa1-xS:Eu,Y (여기서 Y는 할라이드임); CaSiAlN3:Eu2+; Sr2-yCaySiO4:Eu; Lu2O3:Eu3+; (Sr2-xLax)(Ce1-xEux)O4; Sr2Ce1-xEuxO4; Sr2-xEuxCeO4; SrTiO3:Pr3+,Ga3+; CaAlSiN3:Eu2+; Sr2Si5N8:Eu2+, 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합.
상기 형광체는 청색 형광체 예컨대 BaMgAl10O17:Eu2+를 포함할 수 있다.
상기 형광체는 녹색 황화물 기반 형광체 예컨대 (SrM3)(GaM4)2S4:Eu (여기서 M3은 상기 기재되어 있으며, M4는 Al 및 In으로부터 선택됨)를 포함할 수 있다.
상기 형광체는 Tb3-xRE1 xO12:Ce(TAG) (여기서 RE1은 Y, Gd, La, Lu, 및 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로부터 선택됨); 세륨으로 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷 (YAG) (예를 들면, (Y,Gd)3Al5O12:Ce3+; YAG:Ce); 세륨으로 도핑된 테르븀 알루미늄 가넷 (TAG:Ce); 실리케이트 형광체 물질 (예를 들면, (Sr)2SiO4:Eu, (Ba)2SiO4:Eu, (Ca)2SiO4:Eu); 니트라이드 형광체 물질 (예를 들면, 세륨 및/또는 유로퓸으로 도핑됨); 니트리도 실리케이트 (예를 들면, LaSi3N5:Eu2+, O2- 또는 Ba2Si5N8:Eu2+); 니트라이드 오르토실리케이트 (예를 들면, DE 10 2006 016 548 A1에 개시된 바와 같은 것들); 또는 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 코팅된 YAG:Ce 기반 형광체 물질(들)은 가넷 구조 A3 3+B5 3+O12 2- (Al5O12 9-를 함유함, A는 Y3+와 같은 3가 원소임)를 갖는, 합성 알루미늄 가넷일 수 있다. 상기 알루미늄 가넷은 10-4 s보다 적게 지속되는 단수명의 발광 수명을 부여하는 것과 같은 방식 (어닐링)으로 합성으로 제조될 수 있다. 다른 가능한 녹색 형광체 물질(들)은 하기를 포함한다: SrGa2S4:Eu, Sr2-yBaySiO4:Eu, SrSiO2N2:Eu, 및 Ca3Si2O4N2:Eu2+.
상기 형광체는, 예를 들면, 온백색광(warm white light)을 생성하기 위해 황색 형광체(들) (예컨대 (Y,Gd)3Al5O12:Ce3+ 또는 (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu) 및 적색 형광체 물질(들) (예컨대 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu)을 포함할 수 있다. 상기 형광체 물질(들)은 (예를 들면, 청색 led, 녹색광, 및 적색광의 RGB로부터 백색광을 생성하기 위해) 녹색 알루미네이트 (GAL) 및 적색 형광체 물질(들)의 조합을 포함한다. 녹색 알루미네이트 및 적색 니트라이드 형광체는 단독으로 사용될 수 있거나 청색 LED 광에 노출될 때 백색광을 발생시키도록 조합될 수 있다. 적색 니트라이드 형광체 물질은 양자 효율을 촉진시키기 위해 이온을 함유할 수 있다. 상기 형광체 물질은 망간과 혼합된 카드뮴 황화물의 반도체 나노결정의 조합; 및/또는 La3Si6N11:Ce3+를 포함할 수 있다. YAG:Ce 형광체 물질 또는 BOSE (붕소 오르토-실리케이트) 형광체는, 예를 들면, 청색광을 황색으로 전환시키는데 이용될 수 있다. 불그스름한 AlInGaP LED는 형광체로부터의 황색광을 흑체 곡선으로 끌어 들이기 위해 포함될 수 있다.
상기 형광체는 하향 전환제(down converting agent) (예컨대 (py)24Nd28F68(SePh)16, 여기서 py는 피리딘임), 상향 전환제(up converting agent) (예컨대 0.2 wt% Ti2+:NaCl 및 0.1 wt% Ti2+:MgCl2), 또는 전술한 것들 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 유기 염료 (예컨대 로다민 6G, LumogenTM 083), 양자점, 희토류 착물, 또는 전술한 것들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 유기 염료 분자는 폴리머 골격에 부착될 수 있거나 방사선 발광층에 분산될 수 있다. 상기 형광체는 치환된 아미노 및/또는 시아노 그룹을 갖는 피라진 유형 화합물, 프테리딘 화합물 예컨대 벤조프테리딘 유도체, 페릴렌 유형 화합물, 안트라퀴논 유형 화합물, 티오인디고 유형 화합물, 나프탈렌 유형 화합물, 크산텐 유형 화합물, 또는 전술한 것들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 피롤로피롤 시아닌 (PPCy), 비스(PPCy) 염료, 수용체-치환된 스쿠아레인, 또는 전술한 것들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 피롤로피롤 시아닌은 BF2-PPCy, BPh2-PPCy, 비스(BF2-PPCy), 비스(BPh2-PPCy), 또는 전술한 것들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 란탄족-기반 화합물 예컨대 란탄족 킬레이트를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 칼코게나이드-결합된 란탄족을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 전이 금속 이온 예컨대 Ti2+-도핑된 NaCl 및 Ti2+-도핑된 MgCl2 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.
상기 형광체는 전술한 형광체 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
상기 형광체는 알루미늄 스피넬이 없을 수 있으며, 여기서 스피넬은 구조 A2+B2 3+O4 2- (Al2O4 2- 및 A는 Ca2+, Sr2+, 및 Ba2+와 같은 2가 알칼리토류 원소임)를 갖는다.
폴리머 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 20 wt%, 또는 1 내지 10 wt%, 또는 3 내지 8 wt%의 형광체를 포함할 수 있다. 폴리머 조성물은 100 pbw의 폴리머를 기준으로 0.1 내지 40 중량부 (pbw), 또는 4 내지 20 pbw의 형광체를 포함할 수 있다.
상기 형광체는 레이저 회절에 의해 결정된 바와 같이, 10 나노미터 (nm) 내지 100 마이크로미터 (μm)의 중앙 입자 크기를 가질 수 있다. 중앙 입자 크기는 때때로 D50-값으로 표시된다. 중앙 입자 크기는 1 내지 30 마이크로미터, 또는 5 내지 25 마이크로미터일 수 있다. 중앙 입자 크기의 예는 1 내지 5 마이크로미터, 또는 5 내지 10 마이크로미터, 또는 11 내지 15 마이크로미터, 또는 16 내지 20 마이크로미터, 또는 21 내지 25 마이크로미터, 또는 26 내지 30 마이크로미터, 또는 31 내지 100 마이크로미터를 포함한다.
상기 형광체는 방사선 발광층의 투명도를 감소시키지 않도록 하는 크기일 수 있으며, 예를 들면, 상기 형광체는 가시광, 또는 390 내지 700 나노미터 (nm)의 파장을 갖는 광을 산란시키지 않는 것일 수 있다. 상기 형광체는 최장 평균 치수가 300 nm 이하, 또는 100 nm 이하, 또는 40 nm 이하, 또는 1 내지 35 nm일 수 있다.
상기 형광체는 코팅될 수 있다 (예를 들면, 형광체의 표면에 물질을 도포한 결과, 여기서 코팅물은 표면 상에 있고/있거나 표면과 화학적으로 상호작용함). 방사측정 값 (예컨대 복사선속(radiant power), 복사 강도, 복사 조도, 및 복사 휘도) 및 상응하는 측광 값 (예컨대 총 광속(total luminance flux), 광도, 조도, 휘도), 휘도 효율 (루멘스/와트 (lm/W) 단위), 연색 지수, 색상 품질 척도 (color quality scale; CQS), 상관된 색상 온도, 및 색도가 폴리카보네이트와 같은 폴리머 물질에 부가될 때 코팅되지 않은 형광체(들)에 비해 개선될 수 있다.
상기 형광체는 실리콘 오일 및/또는 비정질 실리카 층으로 코팅될 수 있다. 실리콘 오일의 일부 예는, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 수소-알킬 실록산 오일; 폴리디알킬 실록산 오일; 폴리디메틸 실록산 코디페닐 실록산, 디하이드록시 종료된 (예컨대 Gelest, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 Gelest PDS 1615); 뿐만 아니라 전술한 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합. 그와 같은 실리콘 오일은, 폴리카보네이트와 같은 매트릭스 또는 결합제 (총괄하여 매트릭스로 지칭됨)에 첨가되기 전에 형광체가 우선 실리콘 오일(들)로 처리된 코팅물로 간주된다. 코팅물 자체는, 청색 LED 방사선에 노출되도록 고정시키는 형광체를 함유하는 결합제도 매트릭스도 아니다. 추가로, 코팅은 경화 방법을 필요로 하지 않는다.
상기 형광체는 예를 들면, 실리콘 오일의 분무와 같은 방법에 의해 실리콘 오일로 코팅될 수 있다. 예를 들면, 상기 형광체는 유동층 반응기에서 실리콘 오일을 분무하여 코팅될 수 있다. 실리콘 오일의 총량은 상기 형광체에 대해 0.05 내지 10 wt%, 또는 상기 형광체의 총 중량을 기준으로, 0.1 내지 10 wt%, 또는 0.5 내지 5 wt%일 수 있다. 2개의 실리콘 코팅물, 예컨대 폴리메틸하이드로실록산 및 폴리디메틸실록산이 사용될 때, 총량은 변하지 않으며, 2개의 오일 사이의 분할비는 1:99 내지 99:1일 수 있다. 제1 코팅물은 총 실리콘 오일 함량의 적어도 약 50 wt%를 나타낼 수 있다.
오일의 일부 예는 폴리메틸하이드로실록산 (예를 들면, Momentive Performance Materials로부터 상업적으로 입수가능한 DF1040) 및 폴리디메틸 실록산 (예를 들면, Momentive Performance Materials로부터 상업적으로 입수가능한 DF581)을 포함한다. 다른 예로는 디페닐 실록산, 예를 들면, 실란올 종료된 오일 예컨대 실란올 종료된 디페닐실록산 (예를 들면, Gelest, Inc., Morrisville, PA로부터 상업적으로 입수가능한 PDS-1615)을 포함한다. 폴리머 조성물은 최대 4 중량 기준 백분율 (parts per hundred; pph), 또는 0.1 내지 0.5 (예를 들면, 0.2) 중량 기준 pph의 안료 (예를 들면, Gelest PDS-1615)를 포함할 수 있다. 다른 가능한 실란올 종료된 실록산은 Gelest, Inc.로부터 또한 상업적으로 입수가능한 PDS-0338 및 PDS-9931을 포함한다. 폴리머 조성물은 100 pbw의 폴리머에 대해 20 pbw 이하의 코팅된 형광체를 포함할 수 있다.
추가의 형광체는 반도체 나노결정을 포함하는 양자점을 포함한다. 그와 같은 물질은 Cd-기반, ZnS 쉘로 부동태화된 Cd-기반 코어/쉘, 합금된 양자점 예컨대 CdSeTe, InP, InP/ZnS 코어/쉘 및 ZnSe/InP/ZnS 코어/쉘/쉘, CuInS2, ZnS 쉘을 갖는 ZnS-CuInS2 합금, 및 CuInS2/ZnS 코어/쉘 물질을 포함한다. 또 다른 형광체는 망간 기반 형광체 예컨대 K2SiF6:Mn4+; K2(TaF7):Mn4+ ; KMgBO3:Mn2+이다. 형광체는 또한 협대역 적색 형광체: Sr[LiAl3N4]:Eu2+를 포함한다. FWHM 25-35nm, 바람직하게는 < 30nm의 협대역 형광체는 450nm 광을 흡수하며, 상대적 양자 수율은 90% 이상 (적어도 150℃/25℃)이며, 95% 이상을 선호하며, 열 켄칭으로 인한 양자 수율 감소는 150℃에서 10% 미만이다. 형광체는 카비도니트라이드- 및 옥시카비도니트라이드-기반 형광체를 포함한다. 다른 형광체는 식 CaAlSiN3:Eu일 수 있다.
다른 첨가제
다른 선택적인 첨가제는 산화방지제, UV 안정화제, 가소제, 윤활제 및 금형 이형제 중 1종 이상을 포함한다. 상기 조성물은 이러한 유형의 폴리머 조성물 내에 통상적으로 편입되는 다양한 첨가제를 포함할 수 있으며, 단, 첨가제(들)는 열가소성 조성물의 요망된 특성 (예를 들면, 양호한 혼용성)에 상당히 부정적으로 영향을 주지 않도록 선택된다. 그와 같은 첨가제는 상기 조성물을 형성하기 위한 성분의 혼합 동안 적합한 시간에 혼합될 수 있다.
가소제, 윤활제 및 금형 이형제 사이에 상당한 중복이 있으며, 이들은, 예를 들면, 글리세롤 트리스테아레이트 (GTS), 프탈산 에스테르 (예를 들면, 옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트), 트리스-(옥톡시카보닐에틸)이소시아누레이트, 트리스테아린, 이작용성 또는 다작용성 방향족 포스페이트 (예를 들면, 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐) 포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐) 포스페이트); 폴리-알파-올레핀; 에폭시화된 대두 오일; 실리콘 오일 (예를 들면, 폴리(디메틸 디페닐 실록산)을 포함하는 실리콘; 에스테르, 예를 들면, 지방산 에스테르 (예를 들면, 알킬 스테아릴 에스테르, 예컨대, 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 및 기타 동종의 것), 왁스 (예를 들면, 밀랍, 몬탄 왁스, 파라핀 왁스, 등), 또는 전술한 가소제, 윤활제, 및 금형 이형제 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 이들은 일반적으로, 상기 조성물 중 폴리머의 총 중량을 기준으로, 0.01 내지 5 wt%의 양으로 사용된다.
광안정제, 특히 자외선 (UV) 흡수 첨가제, 또한 일명 UV 안정화제는 하이드록시벤조페논 (예를 들면, 2-하이드록시-4-n-옥톡시 벤조페논), 하이드록시벤조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐라이드, 벤즈옥사지논 (예를 들면, 2,2'-(1,4- 페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사진-4-온, Cytec으로부터 상표명 CYASORB UV-3638 하에 상업적으로 입수가능함), 아릴 살리실레이트, 하이드록시벤조트리아졸 (예를 들면, 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 및 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀, Cytec으로부터 상표명 CYASORB 5411 하에 상업적으로 입수가능함) 또는 전술한 광안정제 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. UV 안정화제는, 상기 조성물 중 폴리머의 총 중량을 기준으로, 0.01 내지 1 wt%, 구체적으로 0.1 내지 0.5 wt%, 및 더 구체적으로 0.15 내지 0.4 wt%의 양으로 존재할 수 있다.
산화방지제 첨가제는 오르가노포스파이트 예컨대 트리스(노닐 페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트; 알킬화된 모노페놀 또는 폴리페놀; 폴리페놀과 디엔의 알킬화된 반응 생성물, 예컨대 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)] 메탄; 파라-크레졸 또는 디사이클로펜타디엔의 부틸화된 반응 생성물; 알킬화된 하이드로퀴논; 하이드록실화된 티오디페닐 에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 화합물; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 베타-(5-tert-부틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 티오알킬 또는 티오아릴 화합물의 에스테르 예컨대 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우릴티오프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산의 아미드, 또는 전술한 산화방지제 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 산화방지제는, 총 조성물 100 중량부를 기준으로, 0.01 내지 0.1 중량부의 양으로 사용된다.
광학 부품
광학 부품은 당해 분야에 공지된 종래의 수단에 의해 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 광학 부품은 종래의 성형 기술에 의해 형성된다. 일 구현예에서, 상기 성형 기술은, 비제한적으로, 사출 성형, 취입 성형, 및 압축 성형을 포함한다. 성형 물품은 또한, 본 명세서에 기재된 조성물 블렌드로부터 제조될 수 있다. 그와 같은 블렌드는 압출 방법을 사용하여 제조될 수 있으며, 종래의 기술을 사용하여 성형될 수 있다. 특정 구현예에서, 성형 물품은 사출 성형을 사용하여 제조된다.
일부 광학 부품은 UL94 가연성 시험에 의해 결정된 바와 같이 0.75 mm에서 VO 등급을 나타내는 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함한다. 특정 광학 부품은 (i) 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 빔 각 및 (ii) 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 발광 효율 중 하나 또는 둘 모두를 나타내는 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함한다.
광학 부품은 LED 램프 커버를 포함한다.
실시예
다음과 같은 실시예는 설명하기 위한 것이며, 제한하고자 하는 것은 아니다.
LUX9616G (SABIC으로부터의 Lexan)를 대조군으로 선택하였다. 그것은 폴리카보네이트 (고순도 BPA2, SABIC으로부터의 THPE 기반 분지형 PC), 폴리카보네이트 (고순도 PC 175, SABIC), 폴리카보네이트 (고순도 PC 105, SABIC), 칼륨 퍼플루오로부탄 설포네이트 (Bayowet C4, Lanxess), 옥타페닐사이클로테트라실록산 (SX-12-B, Shin-Etsu), 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 (Alkanox 240, Chemtura), 트리스(2,4-디tert-부틸페닐) 포스파이트 (Alkanox 240, BASF), Cyasorb UV 3638 (Cyasorb UV-3638F, Cytec), 옥타데실3(3,5디tert부틸4하이드록시페닐)프로피오네이트 (힌더드 페놀 산화방지제) (IRGANOX 1076, Ciba)로 구성된 1.5 mm V0 PC이다. 폴리카보네이트는 기재 수지로서 사용되며, Cyasorb UV 3638은 UV 안정화제로서 작동되며, 트리스(2,4-디tert부틸페닐) 포스파이트 및 옥타데실3(3,5디tert부틸4하이드록시페닐)프로피오네이트 (힌더드 페놀 산화방지제)는 산화방지제이며, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트는 금형 이형제로서 이용되며, 칼륨 퍼플루오로부탄, 설포네이트 및 옥타페닐사이클로테트라실록산은 FR 첨가제였다. TSAN은 FR 성능을 추가로 개선하기 위해 복합체에 편입되었다.
0 내지 0.25 pph의 TSAN 로딩이 디퓨저로서 0.5 pph 실리콘 수지 비드 (Momentive로부터의 Tospearl 120)의 존재 하에서 선별되었다. 추가로, 0.2 pph TSAN을 갖는 복합체를 몇 개의 확산 수준에서 비-TSAN 복합체 LUX9616G와 비교하였다.
FR 비교를 위해, 1.0 mm 및 0.75mm UL 바는 UL94 표준에 따라 성형 및 시험되었다. 광학 비교를 위해, 벽 두께가 1.0/0.8 mm인 A60 벌브(bulb)를 발광 효율 및 빔 각도를 위해 성형하였다.
복합체는 표 1에 제시된 상세한 배합 프로파일을 사용하여 트윈 스크류 압출기로부터 제조되었다.
(표 1) 배합 프로파일
Figure pct00002
UL 바 성형 프로파일은 표 2에 나타내었다.
Figure pct00003
표 3은 0.5 pph 실리콘 수지 비드의 존재 하에 TSAN 로딩이 0 내지 0.25 pph인 복합체의 FR 및 광학 성능을 나타낸다.
(표 3) TSAN 로딩 선별
Figure pct00004
TSAN 로딩이 증가함에 따라, 평면 색표의 1 mm %T가 감소하는 것이 관측된다. 이것은 일반적인 지식에 따른 것이다. TSAN은 PC 내로 편입될 때 산란을 증가시켜 투과되는 광이 더 적다.
0.2 pph의 TSAN에 의해, FR 성능은 상당히 개선된다. 0.2+ pph TSAN을 함유하는 복합체는 1.0 mm V0 시험을 통과할 수 있다.
0.1 pph TSAN의 첨가는 발광 효율을 상당히 개선시킨다. 그러나, 로딩이 0.1에서 0.25 pph로 추가로 상승될 때, 발광 효율의 추가 개선은 없다.
TSAN의 포함은 빔 각도를 증가시킨다.
표 4는 상이한 확산 수준에서 0.2 pph TSAN의 광학 평가를 나타낸다.
Figure pct00005
상이한 확산 수준에서, TSAN은 발광 효율 및 빔 각도를 동시에 증가시킨다는 것을 관측하였다.
표 5는 난연제 특성의 평가를 나타낸다.
Figure pct00006
실리콘 오일, 옥타페닐사이클로테트라실록산 및 TSAN의 조합이 FR 등급을 개선시킨다는 것 (예를 들면, VO @ 1.5mm에서 V0 @ 0.75mm로 개선됨)을 관측하였다.
양태
본 개시내용은 적어도 다음과 같은 양태를 포함한다.
양태 1. 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함하는 광학 부품으로서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은
약 95 wt% 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머;
약 0.25 wt% 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지,
약 0.05 wt% 내지 약 0.5 wt%의 난연제, 및
약 0.1 wt% 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하되,
상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 UL94 가연성 시험에 의해 결정된 바와 같이 0.75 mm에서 VO 등급을 나타내고;
상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는, 광학 부품.
양태 2. 양태 1에 있어서, 상기 폴리카보네이트의 적어도 일부는 분지형 폴리카보네이트인, 광학 부품.
양태 3. 양태 2에 있어서, 상기 분지형 폴리카보네이트는 비스페놀 A 및 1,1,1-트리스-(4-하이드록시페닐에탄)을 포함하는 시약으로부터 제조되는, 광학 부품.
양태 4. 양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 10 wt% 내지 약 90 wt%의 분지형 폴리카보네이트를 포함하는, 광학 부품.
양태 5. 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 산화방지제, UV 안정화제, 및 금형 이형제 중 1종 이상을 추가로 포함하는, 광학 부품.
양태 6. 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 광학 부품은 사출 성형에 의해 형성되는, 광학 부품.
양태 7. 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 빔 각도를 나타내는, 광학 부품.
양태 8. 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 발광 효율을 나타내는, 광학 부품.
양태 9. 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 난연제는 하기 식의 적어도 1종의 화합물을 포함하는, 광학 부품:
[(R)2SiO]y
여기서 R은 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 탄화수소 또는 불소화된 탄화수소이고, y는 3 내지 12의 수이다.
양태 10. 양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 난연제는 옥타페닐사이클로테트라실록산인, 광학 부품.
양태 11. 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, LED 램프 커버인, 광학 부품.
양태 12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 형광체를 추가로 포함하는, 광학 부품.
양태 13. 양태 11의 LED 램프 커버를 포함하는 LED 광(light).
양태 14. 폴리카보네이트-함유 조성물로서,
약 95 wt% 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머;
약 0.25 wt% 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지,
약 0.05 wt% 내지 약 0.5 wt%의 난연제, 및
약 0.1 wt% 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하되,
상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않고,
상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 UL94 가연성 시험에 의해 결정된 바와 같이 0.75 mm에서 VO 등급을 나타내고;
상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 15. 양태 14에 있어서, 상기 폴리카보네이트의 적어도 일부는 분지형 폴리카보네이트인, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 16. 양태 14에 있어서, 상기 분지형 폴리카보네이트는 비스페놀 A 및 1,1,1-트리스-(4-하이드록시페닐에탄)을 포함하는 시약으로부터 제조되는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 17. 양태 14 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 10 내지 약 90 wt%의 분지형 폴리카보네이트를 포함하는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 18. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 산화방지제, UV 안정화제, 및 금형 이형제 중 1종 이상을 추가로 포함하는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 19. 양태 14 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 광학 부품은 사출 성형에 의해 형성되는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 20. 양태 14 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 빔 각도를 나타내는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
양태 21. 양태 14 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 발광 효율을 나타내는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
정의
본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정한 양태를 설명하기 위한 것이며 제한하는 것으로 의도되지 않음을 이해해야 한다. 본 명세서 및 청구항들에서 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는(comprising)"은 구현예 "구성되는(consisting of)" 및 "본질적으로 구성되는(consisting essentially of)"을 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 개시내용이 속하는 분야의 숙련가에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 하기 청구항들에서는, 본 명세서에서 정의되는 수많은 용어에 대한 참조가 이루어질 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는, 맥락상 달리 명확히 지시되지 않는 한, 복수의 등가물을 포함한다. 따라서, 예를 들면, "폴리카보네이트 폴리머"에 대한 언급은 2종 이상의 폴리카보네이트 폴리머의 혼합물을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물, 및 기타 동종의 것을 포괄한다.
범위는 하나의 특정한 값에서 또 다른 특정한 값으로 본 명세서에서 표현될 수 있다. 그와 같은 범위가 표현될 때, 또 다른 양태은 하나의 특정한 값부터 및/또는 다른 특정한 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 앞에 ‘약’을 사용하여 근사치로 표현될 때, 특정한 값은 또 다른 양태를 형성한다는 것을 이해할 것이다. 각각의 범위의 종점은 다른 종점과 관련하여 및 다른 종점과는 독립적으로 유의미하다는 것을 추가로 이해할 것이다. 수많은 값이 본 명세서에 개시되어 있으며, 각각의 값은 값 자체 이외에 또한 "약" 특정한 값으로 본 명세서에 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들면, 값 "10"이 개시된 경우, "약 10"도 개시된다. 또한, 2개의 특정한 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들면, 10 및 15가 개시된 경우, 11, 12, 13 및 14도 개시된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "약(about)" 및 "에서 또는 약(at or about)"은 해당 양 또는 값이 대략 또는 거의 동일한 일부 다른 값으로 지정된 값일 수 있음을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 그것은, 달리 나타내거나 추론되지 않는 한, ±5% 변동을 나타내는 명목 값인 것으로 일반적으로 이해된다. 상기 용어는, 유사한 값이 청구항들에 열거된 동등한 결과 또는 효과를 촉진시킨다는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 즉, 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 다른 양 및 특징은 정확하지 않고 정확할 필요도 없지만, 원하는 경우, 허용 오차, 환산 계수, 반올림, 측정 오차 및 기타 동종의 것, 및 당해 분야의 숙련가에게 공지된 다른 인자를 반영하여 근사치 및/또는 더 크거나 더 작을 수 있는 것으로 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제형, 파라미터 또는 다른 양 또는 특징은, 그러한 것으로 명확히 언급되었는지 여부와 관계없이 "약" 또는 "대략"이다. 정량 값 이전에 "약"이 사용된 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 파라미터는 또한 특정 정량 값 자체를 포함하는 것으로 이해된다.
본 개시내용의 조성물 뿐만 아니라 본 명세서에 개시된 방법 내에서 사용되는 조성물 자체를 제조하는데 사용되는 성분이 개시된다. 이들 및 다른 물질이 본 명세서에 개시되어 있으며, 이들 물질의 조합, 서브셋, 상호작용, 그룹, 등이 개시될 때, 이들 화합물의 각각의 다양한 개체 및 집단적인 조합 및 순열에 대한 구체적인 언급은 명백하게 개시될 수 없지만, 각각은 구체적으로 고려되고 본 명세서에 기재되는 것으로 이해된다. 예를 들면, 특정한 화합물이 개시되고 논의되며, 상기 화합물을 포함하는 수많은 분자에서 이루어질 수 있는 수많은 변형이 논의된다면, 상기 화합물의 각각 및 모든 조합 및 순열, 및 반대로 구체적으로 나타내지 않는 한 가능할 수 있는 변형이 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자 A, B, 및 C의 부류 뿐만 아니라 분자 D, E, 및 F의 부류가 개시되고, 조합 분자의 예, A-D가 개시된다면, 각각이 개별적으로 열거되지 않더라도, 각각은 개별적으로 및 집합적으로 고려되어 조합, A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F가 개시된 것으로 간주됨을 의미한다. 마찬가지로, 이들의 임의의 서브셋 또는 조합도 개시된다. 따라서, 예를 들면, A-E, B-F, 및 C-E의 하위-그룹이 개시된 것으로 간주될 것이다. 이 개념은, 비제한적으로, 본 개시내용의 조성물의 제조 및 사용 방법에서의 단계를 포함하는 본원의 모든 양태에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가의 단계가 존재한다면, 각각의 이들 추가 단계는 본 개시내용의 방법의 임의의 특정 양태 또는 양태의 조합으로 수행될 수 있는 것으로 이해된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "중량 평균 분자량" 또는 "Mw"는 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 하기 식으로 정의된다:
Figure pct00007
여기서 Mi는 사슬의 분자량이고, Ni는 상기 분자량의 사슬의 수이다. Mw는 분자량 표준, 예를 들면 폴리카보네이트 표준 또는 폴리스티렌 표준, 바람직하게는 보증된 또는 추적가능한 분자량 표준을 사용하여 당해 분야의 숙련가에게 잘 알려진 방법에 의해 폴리머, 예를 들면 폴리카보네이트 폴리머에 대해 결정될 수 있다.
약어 "LED"는 "발광 다이오드"를 의미한다.
"유사한 조성물"은 설명에서 언급된 것을 제외하고는 조성물로 지칭되는 것과 동일한 것으로 정의된다.
"PC"는 폴리카보네이트의 약어이다.
"TSAN"은 스티렌/아크릴로니트릴 캡슐화된 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타내는 약어이다.
"TPHE"는 테트라하이드록시프로필 에틸렌디아민을 나타낸다. TPHE는 분지형 폴리카보네이트의 제조에 사용될 수 있다.
약어 "mm"는 밀리미터를 나타낸다. 두께에 관하여 사용될 때, 측정은 물품의 가장 얇은 부분에서 수행된다.
"Wt%" (또는 "wt %")는 중량 퍼센트를 나타낸다. 달리 구체화되지 않는 한, wt%는 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
"FR"은 난연제를 나타낸다.
"VO"는 특정 두께에서 UL 94 V-O 시험의 결과를 나타낸다.
약어 "g"는 그램 또는 그램들을 나타낸다.
"Mol"은 몰 또는 몰들의 약어이다.
"pph"는 백분율의 약어이다.
"cm2"는 센티미터 제곱이다.
"mm"는 밀리미터(들)의 약어이다.
"s"는 초(들)이다.
"℃"는 섭씨 온도이다.
"kg"은 킬로그램(들)이다.
"pbw"는 중량부이다.
"hr"은 시간(들)이다.
"min"은 분(들)이다.
"g"은 그램(들)이다.
"kgf/cm2"는 제곱 센터미터당 킬로그램-포스를 지칭한다.

Claims (20)

  1. 폴리카보네이트-함유 조성물을 포함하는 광학 부품으로서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은
    약 95 wt% 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머;
    약 0.25 wt% 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지;
    약 0.05 wt% 내지 약 0.5 wt%의 난연제; 및
    약 0.1 wt% 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하되,
    상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 UL94 가연성 시험에 의해 결정된 바와 같이 0.75 mm에서 VO 등급을 나타내고,
    상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는, 광학 부품.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리카보네이트의 적어도 일부는 분지형 폴리카보네이트인, 광학 부품.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 분지형 폴리카보네이트는 비스페놀 A 및 1,1,1-트리스-(4-하이드록시페닐에탄)을 포함하는 시약으로부터 제조되는, 광학 부품.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 10 wt% 내지 약 90 wt%의 분지형 폴리카보네이트를 포함하는, 광학 부품.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 산화방지제, UV 안정화제, 및 금형 이형제 중 1종 이상을 추가로 포함하는, 광학 부품.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 부품은 사출 성형에 의해 형성되는, 광학 부품.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 빔 각도를 나타내는, 광학 부품.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 발광 효율을 나타내는, 광학 부품.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난연제는 하기 식의 적어도 1종의 화합물을 포함하는, 광학 부품:
    [(R)2SiO]y
    여기서 R은 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 탄화수소 또는 불소화된 탄화수소이고, y는 3 내지 12의 수이다.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난연제는 옥타페닐사이클로테트라실록산인, 광학 부품.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 형광체를 추가로 포함하는, 광학 부품.
  12. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 발광 다이오드 램프 커버인, 광학 부품.
  13. 청구항 12의 LED 램프 커버를 포함하는 발광 다이오드 광(light emitting diode light).
  14. 폴리카보네이트-함유 조성물로서,
    약 95 wt% 내지 약 99.6 wt%의 폴리카보네이트 폴리머;
    약 0.25 wt% 내지 약 1 wt%의 실리콘 수지;
    약 0.05 wt% 내지 약 0.5 wt%의 난연제; 및
    약 0.1 wt% 내지 약 0.5 wt%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하되;
    상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않고,
    상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 UL94 가연성 시험에 의해 결정된 바와 같이 0.75 mm에서 VO 등급을 나타내고,
    상기 폴리카보네이트-함유 조성물의 모든 성분의 총 wt%는 100 wt%를 초과하지 않는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 폴리카보네이트의 적어도 일부는 분지형 폴리카보네이트인, 폴리카보네이트-함유 조성물.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 분지형 폴리카보네이트는 비스페놀 A 및 1,1,1-트리스-(4-하이드록시페닐에탄)을 포함하는 시약으로부터 제조되는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
  17. 청구항 14 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 약 10 내지 약 90 wt%의 분지형 폴리카보네이트를 포함하는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
  18. 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 부품은 사출 성형에 의해 형성되는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
  19. 청구항 13 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 빔 각도를 나타내는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
  20. 청구항 13 내지 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-함유 조성물은 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 코팅된 폴리테트라플루오로에틸렌을 갖지 않는 유사한 조성물에 비해 증가된 발광 효율을 나타내는, 폴리카보네이트-함유 조성물.
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