KR20180089473A - Uv 안정성 폴리카보네이트를 포함하는 가혹하게 성형된 물품 - Google Patents

Uv 안정성 폴리카보네이트를 포함하는 가혹하게 성형된 물품 Download PDF

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로버트 디르크 반 드 그람펠
다비드 델 아구아 헤르난데스
이그나시오 빅 페르난데스
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Abstract

성형 물품은 폴리카보네이트 수지, 자외선 (UV) 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함한다. 폴리카보네이트 수지는 계면 중합 공정에 의해 제조되고, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가지며, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다. 폴리카보네이트 수지는 고순도 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 산 안정제 성분은 설폰산 에스테르를 포함할 수 있다. 성형 물품의 형성 방법이 또한 기재되어 있다.

Description

UV 안정성 폴리카보네이트를 포함하는 가혹하게 성형된 물품
본 개시내용은 사출 성형 물품, 특히 높은 열 조건 하에 처리된 이후에 바람직한 물리적 특성을 유지하는 폴리카보네이트 수지를 포함하는 사출 성형 물품에 관한 것이다.
폴리카보네이트는 다양한 적용분야에서 사용되며, 이는 이들이 성형가능성, 기계적 특성 (예를 들면, 충격 강도) 및 투명성을 포함하는 양호한 균형을 나타내기 때문이다. 실외 적용분야의 경우, UV 안정제가 UV 방사선을 포함하는 광에 노출되는 경우에 이의 내후성을 개선하기 위해 폴리카보네이트에 첨가된다. UV 흡수 성분은 UV 방사선을 흡수하고, 비반응성 경로를 통해 에너지를 소산시키고, 이는 폴리카보네이트를 안정화시키고, 성형 물품의 황변을 방지한다.
자동차 조명 렌즈 (예를 들면, 헤드램프) 및 다른 적용분야에서 사용되는 것과 같은 성형된 폴리카보네이트 물품에 대한 전형적인 성형 조건은 약 280-290 섭씨온도(℃)의 최대 온도를 이용한다. 이의 높은 투과도 및 양호한 충격 특성으로 인하여 이러한 적용분야에 대한 바람직한 물질인 폴리카보네이트는 이 온도에서 수많은 유용한 물품으로 사출 성형될 수 있다. 그러나, 보다 고도로 형상화되고, 더 경량의 물품 (즉, 감소된 벽 두께를 갖는 물품)에 대한 증가된 수요는 폴리카보네이트 수지가 전체 주형을 충전하기에 충분한 유동성 (충분히 낮은 점도)를 가지도록 성형 과정에서 이의 온도를 증가시킬 필요성을 야기한다. 또한, 폴리카보네이트가 주형 내에 놓여지는 것을 보장하기 위해 폴리카보네이트 수지가 이러한 고온에서 유지되는 시간의 양을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 이는 특히 다중성분 (예를 들면, 2-성분 또는 2K) 성형 적용분야에서 바람직할 수 있다.
고온에서 및/또는 더 긴 체류 시간 동안 물품을 사출 성형하는 경우에의 하나의 특정 극복과제는 이 온도 및/또는 시간은 폴리카보네이트 수지의 분해를 야기할 수 있다는 것이다. 폴리카보네이트 수지의 분해는 비제한적으로 색 변화 (예를 들면, 황변), 기계적 특성에서의 감소 (예를 들면, 충격 강도), 내약품성의 손실, 및 감소된 내후성을 포함하는 다수의 바람직하지 않은 특성을 갖는 성형 물품을 야기할 수 있다. 심지어 표준 (예를 들면, 280-290℃) 온도에서 처리되는 경우에, 사출 성형된 폴리카보네이트 물품은 이러한 바람직하지 않은 특성의 일부를 가질 수 있다. 이를 최소화하기 위해, 폴리카보네이트 수지는 전형적으로 열 안정제, 이형제 및 UV 흡수제를 포함한다. 이러한 성분을 포함하는 성형 물품이 처리 이후 안정한 색을 가지는 것을 보장하기 위해, 이는 성분의 분해로부터의 황변을 회피하기 위해 처리 조건 하에 안정하여야 한다. 최소 수준의 유리 UV 흡수제가 실외 응용분에서의 풍화 과정 동안 장기 안정성을 보장하기 위해 바람직할 수 있다.
폴리카보네이트 성형 적용분야에서 사용되는 전형적인 UV 흡수제는 용이하게 이용가능한 벤조트리아졸 유형의 것이고, 가시광에 대한 낮은 흡수를 가지며, 저비용이다. 그러나, 이러한 벤조트리아졸 UV 흡수제는 반응성 -OH 기를 포함하고, 이는 폴리카보네이트 사슬과 반응하는 경향을 가지고, 이는 UV 흡수 기능의 손실을 야기한다. 벌키한 측기를 갖는 벤조트리아졸 흡수제는 반응성 -OH 기의 반응에 덜 민감성이나, 가시 영역에서 더 많은 흡수를 가지는 경향이 있고, 이는 황색을 갖는 성형 물품을 야기한다. 그 결과, 이러한 흡수제는 바람직하지 않다. 벤조트리아졸 부류 (예컨대 하이드라진 및 트리아진)에서의 것 이외의 작용기를 갖는 UV 흡수제는 또한 처리시 분해되는 반응성 기를 포함할 수 있고, 이는 변색을 야기한다. 처리시의 색 안정성은 전형적으로 열 안정제(비제한적으로 포스파이트 및 트리페닐포스핀 화합물을 포함함)의 첨가에 의해 개성될 수 있으나, 이들은 폴리카보네이트 사슬과의 UV 흡수제의 반응성을 방해할 수 있다.
시장 추세를 수용하기 위한 다른 선택사항은 폴리카보네이트의 분자량을 감소시킴으로써 저온에서의 폴리카보네이트의 유동성을 개선하는 것이다. 이는 또한 감소된 기계적 특성 (예를 들면, 충격 강도) 및 내약품성을 야기하나, 다수의 성형 적용분야에 대해 바람직하지 않다.
이러한 그리고 다른 단점이 본 개시내용의 양태에 의해 다뤄진다.
요약
본 개시내용의 양태는 폴리카보네이트 수지, 자외선 (UV) 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다. 폴리카보네이트 수지는 계면 중합 공정에 의해 제조되고, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가진다. 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다.
다른 양태에서, 성형 물품을 형성하기 위한 방법은 계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지, UV 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 가혹한 성형 조건 하에 혼합물을 성형함으로써 혼합물로부터 성형 물품을 형성하는 단계를 포함한다. 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우, 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분(bound UV absorbing component) 대 유리 UV 흡수 성분(free UV absorbing component)의 비를 포함한다.
반드시 축척에 의하지 않는 도면에서, 유사 부호는 상이한 도면에서 유사한 구성요소를 기술할 수 있다. 상이한 문자 접미어를 갖는 유사 부호는 유사한 구성요소의 상이한 경우를 나타낼 수 있다. 도면은 일반적으로, 제한이 아닌 예로서 본 문헌에 논의된 다양한 구현예를 도시한다.
도 1은 처리 조건의 함수로서 샘플에서의 결합 UV 흡수 성분의 수준을 나타내는 그래프이다.
본 개시내용은 본 개시내용의 하기 상세한 설명 및 이에 포함된 실시예를 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 다양한 양태에서, 본 개시내용은 폴리카보네이트 수지, 자외선 (UV) 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다. 특정 양태에서, 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우, 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하고, 폴리카보네이트 수지는 계면 중합 공정에 의해 제조되고, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가진다.
본 발명의 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치, 및/또는 방법이 개시되고, 기재되기 이전에, 이들은 달리 구체화되지 않는 한, 특정 합성 방법으로, 또는 달리 구체화되지 않는 한, 물론 변화될 수도 있는 특정 시약으로 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원에 사용되는 용어는 단지 특정 양태를 기술하기 위한 목적을 위한 것이며, 제한하기 위한 것으로 의도되지 않음을 이해하여야 한다.
본 개시내용의 성분의 다양한 조합은 본 개시내용, 예를 들면 동일한 독립항에 종속되는 종속항으로부터의 구성요소의 조합에 의해 포괄된다.
또한, 달리 명확하게 언급하지 않는 한, 본원에 기재된 임의의 방법이 이의 단계가 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석함을 의도하지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 이의 단계들이 후속되는 순서를 인용하지 않거나 또는 그렇지 않으면 단계들이 특정 순서로 제한되는 것이 청구항 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 임의의 사항에서 순서가 추론되는 것으로 의도되지 않는다. 이는 단계의 배열 또는 작업 흐름과 관련하여 논리에 관한 문제, 문법적 구조 또는 구두법으로부터 유도된 명백한 의미, 또는 명세서에 기재된 구현예의 수 또는 유형을 포함하는 해석에 관한 임의의 가능한 비표현적 기준을 유지한다.
본원에 언급된 모든 문헌은 본 개시내용에 참조로 본원에 포함되고, 공보가 인용되는 것과 연관하여 방법 및/또는 물질을 기술하고 있다.
정의
또한, 본원에 사용되는 용어는 단지 특정 양태를 기술하기 위한 목적을 위한 것이고, 제한적인 것으로 의도되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 명세서 및 청구항에서 사용되는 바와 같은, 용어 "포함함"은 구현예 "~로 이루어짐" 및 "~로 본질적으로 이루어짐"을 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 개시내용이 속하는 기술분야의 당업자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 하기의 본 명세서 및 청구항에서, 본원에서 정의될 다수의 용어를 참조한다.
명세서 및 첨부된 청구항에서 사용되는 바와 같은, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 맥락에서 다르게 명확하게 나타내지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들면, "폴리카보네이트"에 대한 참조는 2개 이상의 폴리카보네이트 폴리머를 포함한다.
본원에 사용되는 용어 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
범위는 본원에서 하나의 특정한 값으로부터, 그리고/또는 다른 특정한 값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 추가의 양태는 하나의 특정 값으로부터 그리고/또는 다른 값까지 포함한다. 마찬가지로, 선행된 '약'의 사용에 의해 값이 근사값으로서 표현되는 경우, 상기 특정 값은 다른 양태를 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 각각의 범위의 종료점은 다른 종료점과 관련하여, 그리고 다른 종료점과 무관하게 유의미한 것으로 이해될 수 있다. 다수의 본원에 개시된 값이 존재하고, 각각의 값은 또한 본원에서 그 값 자체 이외 그 특정 값이 "약"으로서 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들면, 값 "10"이 개시되는 경우, 이후 "약 10"이 또한 개시된다. 또한, 2개의 특정 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들면, 10 및 15가 개시되는 경우, 이후 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은, 용어 "약" 및 "대략 또는 약"은 논의되는 양 또는 값이 이와 대략적으로 또는 근사한 일부 값을 표시하는 값일 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 본원에 사용되는 바와 같이, 이는 달리 나타내거나 암시하지 않는 한, ±10% 변화값을 나타내는 공칭 값인 것으로 이해된다. 상기 용어는 유사한 값이 청구항에서 언급된 동일한 결과 또는 효과를 촉진하는 것을 전달하는 것으로 의도된다. 즉, 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 다른 양 및 특성은 정확하지 않고, 정확할 필요는 없으나, 허용도, 환산 계수, 반올림, 측정값 오차 등, 및 본 기술분야에 알려진 다른 인자를 반영하여 원하는 바와 같은 근사하고 및/또는 더 크거나 작을 수 있는 것으로 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제형, 파라미터 또는 다른 정량 또는 특성은 이와 같이 표현적으로 언급되는지 여부와 상관없이 "약" 또는 "대략"인 것이다. 정량값 앞에 "약"이 사용되는 경우, 파라미터는 또한, 특별하게 달리 언급되지 않는 한, 특정 정량값 자체를 포함하는 것으로 이해된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은, 용어 "임의의" 또는 "임의로"는 이후 기재되는 사건 또는 환경이 발생되거나 발생되지 않을 수 있고, 이 설명은 상기 사건 또는 환경이 일어나는 경우 및 이것이 일어나지 않는 경우를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 어구 "임의로 추가적인 첨가제 물질"은 추가적인 첨가제 물질은 치환되거나 치환되지 않을 수 있고, 상세한 설명은 추가적인 첨가제 물질을 포함하는 것과 포함하지 않는 것 둘 모두를 포함하는 성형 물품을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은, 용어 "유효량"은 조성물 또는 물질의 물리적 특성의 바람직한 변형을 달성하기에 충분한 양을 지칭한다. 예를 들면, 열 안정제 성분의 "유효량"은 예를 들면, 바람직한 수준의 UV 흡수 성분 안정성 및/또는 색 안정성을 달성하는 제형 성분에 의해 조절되는 특성의 바람직한 개선을 달성하기에 충분한 양을 지칭한다. 유효량으로서 요구되는 조성에 있어서의 중량%와 관련된 특정 수준은 폴리카보네이트의 양 및 유형, 다른 성분의 양 및 유형, 및 조성물을 사용하여 제조된 물품의 최종 용도를 포함하는 다양한 인자에 좌우될 것이다.
본원에 개시된 방법 내에서 사용되는 개시물의 조성물뿐만 아니라 조성물을 제조하기 위해 사용되는 성분이 개시되어 있다. 이러한 그리고 기타 다른 물질이 본원에 개시되어 있고, 이러한 물질의 조합, 하위부류, 상호작용, 군 등이 개시되는 경우, 한편 이러한 화합물의 각각의 다양한 개개의 그리고 총괄적인 조합 및 순열의 특정 참조가 명확하게 개시되지 않을 수 있는 한편, 각각은 본원에 특별하게 고려되고, 논의되는 것으로 이해된다. 예를 들면, 특정 화합물이 개시되고 논의되고, 화합물을 포함하는 다수의 분자에 대해 이루어질 수 있는 다수의 변형이 개시되는 경우, 화합물의 각각의 그리고 모든 조합 및 순열 및 가능한 변형이, 특별하게 달리 나타내지 않는 한, 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자 A, B, 및 C의 부류가 개시되고, 분자 D, E, 및 F의 부류 및 조합 분자, A-D의 예가 개시되어 있는 경우, 이후, 심지어 각각이 개별적으로 언급되지 않아도, 각각은 개별적 그리고 총괄적으로 고려되고, 이는 조합들, A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F이 개시된 것으로 고려됨을 의미한다. 마찬가지로, 이의 임의의 하위부류 또는 조합이 또한 개시되어 있다. 이에 따라, 예를 들면, A-E, B-F, 및 C-E의 하위-그룹은 개시된 것으로 고려될 수 있다. 이러한 개념은 비제한적으로 개시물의 조성물을 사용하는 제조 방법의 단계를 포함하는 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가적인 단계가 존재하는 경우, 이러한 추가적인 단계 각각은 본 개시물의 방법의 양태의 임의의 특정 양태 또는 양태의 조합으로 수행될 수 있는 것으로 이해된다.
명세서 및 최종적 청구항에서의 조성물 또는 물품에서의 특정 성분 또는 구성요소의 중량부에 대한 참조는 중량부가 표현되는 조성물 또는 물품에서의 성분 또는 구성요소 및 다른 성분 또는 구성요소 사이의 중량 관계를 나타낸다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부의 성분 Y를 포함하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하고, 추가의 성분은 화합물에 함유되는지와 무관하게 이러한 비로 존재한다.
달리 특별하게 언급하지 않는 한, 성분의 중량 백분율은 성분이 포함되는 제형 또는 조성물의 총 중량에 기초한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 상호교환적으로 사용될 수 있는 용어 "BisA", "BPA" 또는 "비스페놀 A"는 하기 화학식으로 나타내는 구조를 갖는 화합물을 지칭한다:
Figure pct00001
BisA는 또한 명칭 4,4'-(프로판-2,2-디일)디페놀; p,p'-이소프로필리덴비스페놀; 또는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판으로 지칭될 수 있다. BisA는 CAS # 80-05-7를 가진다.
본원에 사용되는 "폴리카보네이트"는 카보네이트 연결에 의해 연결되는 하나 이상의 디하이드록시 화합물, 예를 들면, 디하이드록시 방향족 화합물의 잔기를 포함하는 올리고머 또는 폴리머를 지칭하고; 이는 또한 호모폴리카보네이트, 코폴리카보네이트, 및 (코)폴리에스테르 카보네이트를 포괄한다.
폴리머의 구성성분을 참조하여 사용되는 용어 "잔기" 및 "구조 단위"는 본 명세서에 걸쳐 동의어이다.
본원에 사용되는, 상호교환적으로 사용될 수 있는 용어 "중량 백분율", "wt%" 및 "wt.%"는 달리 구체화되지 않는 한, 조성물의 총 중량 기준으로 주어진 성분의 중량%를 나타낸다. 즉, 달리 구체화되지 않는 한, 모든 중량% 값은 조성물의 총 중량에 기초한다. 제형의 개시된 조성물에서의 모든 성분에 대한 중량% 값의 합은 100인 것으로 이해되어야 한다.
특정 약어는 하기와 같이 정의된다: "g"는 그램이고, "kg"은 킬로그램이고, "℃"는 섭씨온도이고, "min"은 분이고, "mm"은 밀리미터이고, "mPa"는 메가파스칼이고, "WiFi"는 원격 기계로부터 인터넷에 접속하는 시스템이고, "GPS"는 위치 및 속도 데이터를 제공하는 미국 항행 위성의 위성 항법 시스템 - 세계 위치 시스템이다. "LED"는 발광 다이오드이고, "RF"는 무선 주파수이고, "RFID"는 무선 주파수 식별이다.
본원에 달리 언급되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원의 출원 시점에 유효한 가장 최근 표준이다.
본원에 개시된 각각의 물질은 상업적으로 이용가능하고 및/또는 이의 제조 방법은 본 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다.
본원에 개시된 조성물은 특정 역할을 가지는 것으로 이해된다. 본원에 개시된 역할을 수행하기 위한 특정 구조적 요건이 개시되어 있고, 개시된 구조와 관련된 동일한 역할을 수행할 수 있는 다양한 구조가 존재하고, 이러한 구조는 전형적으로 동일한 결과를 달성할 것임을 이해하여야 한다.
UV-안정성 폴리카보네이트를 포함하는 가혹하게 성형된 물품
본 발명의 개시내용의 양태는 폴리카보네이트 수지, 자외선 (UV) 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다. 특정 양태에서, 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우, 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다. 추가의 양태에서, 폴리카보네이트 수지는 계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가진다.
폴리카보네이트 수지를 포함하는 가혹 성형 물품에서의 UV 흡수 성분 유지는 수지에 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함시킴으로써 향상될 수 있음을 발견하였다. 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분은 폴리카보네이스 사슬에의 UV 흡수 성분의 부착을 방지하고, 이는 결합 UV 흡수 성분의 수준을 감소시킨다. 환언하면, 가혹 성형 물품은 유리 UV 흡수 성분의 더 높은 수준을 유지한다. 추가로, 종래에 알려진 폴리카보네이트 수지-함유 성형 물품과 대조적으로, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함하는 본 개시내용에 따른 성형 물품은 가혹 성형 공정 과정에서 더 많은 이의 분자량을 유지한다.
가혹한 성형 조건은 물품이 성형되는 최대 온도 및 상기 물품이 이 최대 온도에서 유지되는 시간의 양과 관련된다. 상기에서 주지한 바와 같이, 자동차 조명 (예를 들면, 헤드램프) 및 다른 적용분야에 사용되는 것과 같은 성형된 폴리카보네이트 물품에 대한 전형적인 성형 조건이 약 280-290 ℃의 최대 온도를 이용하는 한편, 일부 적용분야에서, 적어도 약 330℃, 적어도 약 360℃까지 성형 온도를 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 폴리카보네이트 수지는 이 고온에서 유지되는 시간의 양을 증가시키는 것이 바람직할 수 있고; 한편 표준 성형 적용분야에서, 체류 시간은 약 6분 이하일 수 있고, 이는 특정 적용분야에서 약 12분 내지 15분으로 증가될 것이 필요할 수 있다. 이러한 가혹한 성형 조건은 폴리카보네이트 사슬에의 UV 흡수 성분의 부착을 야기할 수 있고, 이는 궁극적으로 (상기 논의된 바와 같은) 바람직하지 않은 특성을 갖는 성형 물품을 야기한다. 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분 모두를 포함하는 폴리카보네이트 수지-기반 성형 물품과 관련된 본 개시내용의 양태는 이러한 단점을 다룬다. 특정 양태에서, 가혹한 성형 조건은 적어도 약 10분의 체류 시간에서 적어도 약 330℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 12분의 체류 시간에서 적어도 약 330℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 15분의 체류 시간에서 적어도 약 330℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서 적어도 약 340℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 10분의 체류 시간에서 적어도 약 340℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서 적어도 약 350℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 10분의 체류 시간에서 적어도 약 350℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 15분의 체류 시간에서 적어도 약 350℃의 최대 온도로, 또는 심지어 적어도 약 3분의 체류 시간에서 적어도 약 360℃의 최대 온도로 물품을 성형하는 것을 포함한다. 다른 특정 양태에서, 가혹한 성형 조건은 적어도 약 10분의 체류 시간에서 적어도 약 330℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서 적어도 약 340℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서 적어도 약 350℃의 최대 성형 온도로, 또는 적어도 약 3분의 체류 시간에서 적어도 약 360℃의 최대 성형 온도에서 물품을 성형하는 것을 포함한다. 특정 양태에서, 가혹한 성형 조건은 적어도 약 15분의 체류 시간에서 적어도 약 350℃의 최대 온도로 물품을 성형하는 것을 포함한다.
본 개시내용의 일부 양태에서 논의된 바와 같이, 폴리카보네이트 수지는 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가진다. 이러한 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지는 일반적으로 계면 중합 공정에 의해 제조될 수 있다. 순수하게 예로서, 폴리카보네이트가 BPA 폴리카보네이트인 하나의 특정 계면 중합 공정에서, BPA 폴리카보네이트는 비스페놀 A와 포스겐의 아민 촉매화 계면 중축합에 의해 제조된다. 폴리카보네이트가 약 98% 미만의 말단캡 수준을 가지는 폴리카보네이트의 다른 공지된 형성 방법 (예컨대 용융 에스테르교환 반응 공정)과 대조적으로, 계면 중합에 의해 형성되는 폴리카보네이트는 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 것을 특징으로 한다. 일부 양태에서, 폴리카보네이트 수지는 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가진다. 추가의 양태에서, 폴리카보네이트 수지는 실질적으로 완전하게 말단캡된다.
본 개시내용에 따른 성형된 물품에서 사용하기 위한 적절한 폴리카보네이트는 비제한적으로, 비스페놀 A, 폴리카보네이트 코폴리머, 폴리에스테르 카보네이트 폴리머, 또는 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머, 또는 이들의 조합을 포함한다.
일 양태에서, 폴리카보네이트는 임의의 폴리카보네이트 물질 또는 예를 들면, 미국특허 번호 7,786,246에 인용된 물질의 혼합물을 포함할 수 있고, 이 특허는 다양한 폴리카보네이트 조성물 및 방법을 개시하는 특정 목적을 위해 그 전문이 본원에 포함된다. 용어 폴리카보네이트는 조성물이 하기 화학식 (1)의 반복 구조 단위를 가지는 조성물로 추가로 정의될 수 있다:
Figure pct00002
식 중, R1기의 총수의 적어도 60%는 방향족 유기 라디칼이고, 이의 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족 라디칼이다. 추가의 양태에서, 각각의 R1은 방향족 유기 라디칼, 더 바람직하게는, 하기 화학식 (2)의 라디칼이다:
Figure pct00003
식 중, 각각의 A1 및 A2는 단환형 2가 아릴 라디칼이고, Y1은 A2로부터 A1을 분리하는 1 내지 2개의 원자를 갖는 가교 라디칼이다. 다양한 양태에서, 하나의 원자는 A2로부터 A1을 분리한다. 예를 들면, 이러한 유형의 라디칼은 비제한적으로, 라디칼 예컨대 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O2)-, -C(O)-, 메틸렌, 사이클로헥실-메틸렌, 2-[2.2.1]-바이사이클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴을 포함한다. 가교 라디칼 Y1은 바람직하게는 탄화수소기 또는 포화된 탄화수소기 예컨대 메틸렌, 사이클로헥실리덴, 또는 이소프로필리덴이다.
상기 기재된 폴리카보네이트 이외에, 폴리카보네이트와 다른 열가소성 폴리머의 조합, 예를 들면, 호모폴리카보네이트 및/또는 폴리카보네이트 코폴리머의 조합이 사용될 수 있다.
이소소르바이드-기반 폴리에스테르-폴리카보네이트를 포함하는 폴리카보네이트는 카보네이트 단위 및 에스테르 단위를 포함하는 다른 유형의 폴리머 단위를 포함하는 코폴리머, 및 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 예시적인 폴리카보네이트 코폴리머는 폴리에스테르-폴리카보네이트 또는 폴리에스테르 카보네이트로서도 알려진 폴리에스테르 카보네이트이다. 이러한 코폴리머는 추가로 올리고머성 에스테르-함유 디하이드록시 화합물 (또한 본 명세서에서 하이드록시 말단-캡핑된 올리고머성 아크릴레이트 에스테르로도 지칭됨)로부터 유도된 카보네이트 단위를 포함한다.
다양한 추가의 양태에서, 본 명세서에서 사용되는 "폴리카보네이트" 및 "폴리카보네이트 수지"는 추가로 호모폴리카보네이트, 카보네이트에 상이한 R1 모이어티를 포함하는 코폴리머 (본 명세서에서 "코폴리카보네이트"로서 지칭됨), 카보네이트 단위 및 다른 유형의 폴리머 단위, 예컨대 에스테르 단위, 폴리실록산 단위를 포함하는 코폴리머, 및 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포괄한다.
추가의 양태에서, 폴리카보네이트 수지는 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머, 및 특별하게는 본 명세서에서 지방족 디카복실산 에스테르 단위로 지칭되는 연질 블록 에스테르 단위를 포함하는 에스테르 단위를 포함하는 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다. 연질 블록 에스테르 단위를 포함하는 그와 같은 폴리에스테르-폴리카보네이트 코폴리머는 또한 본 명세서에서 폴리(지방족 에스테르)-폴리카보네이트로 지칭한다. 연질 블록 에스테르 단위는 C6-20 지방족 디카복실산 에스테르 단위 (C6-20은 말단 카복실기를 포함함)일 수 있고, 직쇄 (즉, 비분지형) 또는 분지쇄 디카복실산, 사이클로알킬 또는 사이클로알킬리덴-함유 디카복실산 단위, 또는 이들 구조 단위의 조합일 수 있다. 또 다른 추가의 양태에서, C6-20 지방족 디카복실산 에스테르 단위는 메틸렌 (-CH2-) 반복 단위를 포함하는 직쇄 알킬렌기를 포함한다.
모든 유형의 폴리카보네이트 말단기는 폴리카보네이트 조성물에서 유용한 것으로 고려되고, 단 이러한 말단기는 상당하게 조성물의 바람직한 특성에 부정적인 영향을 주지 않는 것이다.
추가의 양태에서, 폴리카보네이트 폴리머는 호모폴리머이다. 또 다른 추가의 양태에서, 호모폴리머는 비스페놀 A로부터 유도된 반복 단위를 포함한다.
또 다른 추가의 양태에서, 폴리카보네이트 성분은 코폴리머이다. 또 다른 추가의 양태에서, 코폴리머는 BPA로부터 유도된 반복 단위를 포함한다. 또 다른 추가의 양태에서, 코폴리머는 세박산으로부터 유도된 반복 단위를 포함한다. 심지어 추가의 양태에서, 코폴리머는 세박산 및 BPA로부터 유도된 반복 단위를 포함한다. 유용한 폴리카보네이트 코폴리머는 상업적으로 이용가능하고, 비제한적으로 SABIC Innovative Plastics (이전에 GE Plastics임)로부터 이용가능한 상표명 LEXAN®EXL 및 LEXAN®HFD 폴리머 하에 시판되는 것을 포함한다.
본 개시내용의 일부 양태에서, 폴리카보네이트 수지는 고순도 폴리카보네이트 수지이다. 고순도 폴리카보네이트 수지는 일반적으로 적어도 약 99.70%의 순도, 100 중량 백만분율 (ppm) 미만의 하이드록실 함량을 가지는 것을 특징으로 하며, 이는 2 ppm 미만의 황을 포함하며, 한편 다른 순도 기준이 적용될 수 있다. 특정 양태에서, 본 개시내용의 성형 물품에 포함된 폴리카보네이트 수지는 적어도 약 99.70%의 순도, 100 중량 ppm 미만의 하이드록실 함량을 가지며, 2 ppm 미만의 황을 포함하는 비스페놀 A 폴리머로부터 제조된다.
본 개시내용의 양태는 UV 흡수 성분을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다. 특정 양태에서, UV 흡수 성분은 벤조트리아졸 화합물, 트리아진 화합물, 또는 이들의 조합이다. 적합한 UV 흡수 성분의 예는 비제한적으로 2-(2'-하이드록시-5'-t-옥틸페닐) 벤조트리아졸 (예를 들어, CYASORB® UV5411, Cytec Industries로부터 이용가능함) (UV5411), 2-(2 하이드록시-3,5 디큐밀) 벤조트리아졸 (예를 들어, Tinuvin® 234, BASF로부터 이용가능함) (UVA 234), 페놀, 2,2'-메틸렌비스(6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-(예를 들어, Tinuvin® 360, BASF로부터 이용가능함) (LA31RG/T360), 페놀, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-(헥실옥시)-(예를 들어, Tinuvin® 1577, BASF로부터 이용가능함) (T1577), 1,3-비스((2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시)-2,2-비스(((2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시)메틸)프로판 (예를 들어, Uvinul® 3030, BASF로부터 이용가능함) (UV3030), 및 이들의 조합을 포함한다. 특정 양태에서, UV 흡수 성분은 2-(2'-하이드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3,5 디큐밀)벤조트리아졸, 페놀, 2,2'-메틸렌비스(6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-, 또는 이들의 조합이다.
임의의 유효량의 UV 흡수 성분은 성형 물품에 포함될 수 있다. 일부 양태에서, UV 흡수 성분은 조성물의 약 0.01 내지 약 1.0 중량% (wt%)의 양으로, 또는 특정 양태에서, 조성물의 약 0.10 내지 약 0.50 중량%의 양으로, 또는 심지어 조성물의 약 0.10 내지 약 0.30 중량%의 양으로 성형 물품에 존재한다.
열 안정제 성분은 열처리시 색 안정성을 개선함으로써 성형 물품에서 폴리카보네이트 수지를 안정화시킨다. 일부 양태에서, 열 안정제 성분은 비제한적으로 포스파이트, 포스핀 또는 포스포나이트 화합물을 포함하는 적어도 하나의 유기인 화합물을 포함한다. 특정 양태에서, 열 안정제 성분은 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트 (예를 들어, IRGAFOS®168, BASF로부터 이용가능함) (IRG), 트리페닐포스핀 (TPP), 트리데실포스파이트 (TDP), 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4-디페닐디포스포나이트) (PEPQ), 비스 (2,4-디큐밀페닐) 펜타에리트리톨 디포스파이트 (예를 들어, Doverphos S-9228, Dover Chemical로부터 이용가능함) (DP), 디페닐 모노데실 포스파이트 (DPDP), 또는 이들의 조합을 포함한다. 특정 양태에서, 열 안정제 성분은 PEPQ, DP, TDP, DPDP 또는 이들의 조합, 또는 심지어 PEPQ, DP, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다른 특정 양태에서, 열 안정제 성분은 IRG, TPP, 또는 이들의 조합을 포함한다.
임의의 유효량의 열 안정제 성분은 성형 물품에 포함될 수 있다. 일부 양태에서, 열 안정제 성분은 조성물의 약 0.01 내지 약 0.2 중량%의 양으로, 또는 특정 양태에서, 조성물의 약 0.01 내지 약 0.8 중량%의 양으로 성형 물품에 존재한다.
일부 양태에서의 산 안정제 성분은 성형 물품에서의 UV 흡수 성분을 안정화시키고, 가혹 성형에 가해지는 경우에 폴리카보네이트 사슬에 UV 흡수 성분을 부착시키는 것을 방지하거나 또는 최소화하는데 기여한다. 특정 양태에서, 산 안정제 성분은 설폰산 에스테르를 포함한다. 특정 양태에서, 산 안정제 성분은 부틸 토실레이트 (예를 들면, 부틸 p-톨루엔설포네이트, 또는 BuTos)를 포함한다. 다른 양태에서, 산 안정제 성분은 아인산, 인산, 또는 이의 조합을 포함하는 유기인 화합물을 포함한다. 또 다른 추가의 양태에서, 산 안정제 성분은 유기인 성분과 조합하여 설폰산 에스테르를 포함한다.
유효량의 산 안정제 성분은 성형 물품에 포함될 수 있다. 일부 양태에서, 산 안정제 성분은 조성물에서 약 0.5 내지 약 10 ppm의 양으로, 또는 특정 양태에서, 조성물에서 약 0.5 내지 약 6 ppm의 양으로 존재한다.
성형 물품이 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분 모두를 포함하는 것으로 기재되어 있는 한편, 일부 양태에서, 성형 물품은 열 안정제 성분이 가혹 성형 이후 폴리카보네이트 수지에의 UV 흡수 성분의 결합을 충분하게 방지하거나 또는 최소화한다면 산 안정제 성분을 포함할 필요가 없다. UV 흡수 성분을 충분하게 보호할 수 있는 적합한 열 안정제 성분은 반드시 이에 제한되지 않고 하기 유기인 화합물: TDP, PEPQ, DP 및 DPDP 중 하나 이상을 포함한다. 이러한 양태에서, 성형 물품은 이에 따라 폴리카보네이트 수지, 자외선 (UV) 흡수 성분, 및 열 안정제 성분 (TDP, PEPQ, DP 및 DPDP 중 하나 이상을 포함함)을 포함할 것이다. 다른 양태에서, 성형 물품은 PEPQ, DP 또는 이들의 조합을 포함한다. 폴리카보네이트 수지는 계면 중합 공정에 의해 제조되고, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 가지고, 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형된 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다.
본원에 기재된 양태에 따른 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형된 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다. 다른 특정 양태에서, 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형된 경우에 약 0.66 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하거나, 또는 가혹한 성형 조건 하에 성형된 경우에 약 0.33 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하거나, 또는 심지어 가혹한 성형 조건 하에 성형된 경우에 약 0.17 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다.
일부 양태에서, 본원에 기재된 양태에 따른 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 적어도 60%의 비결합(unbound) UV 흡수 성분을 포함한다. 추가의 양태에서, 성형 물품은 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 적어도 70%의 비결합 UV 흡수 성분을 포함하거나, 또는 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 적어도 80%의 비결합 UV 흡수 성분을 포함하거나, 또는 심지어 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 적어도 90%의 비결합 UV 흡수 성분을 포함한다.
상기 성분 이외에, 개시된 성형 물품은 이러한 유형의 폴리카보네이트 수지 조성물에 보통 포함되는 임의로 하나 이상의 추가적인 첨가제 물질의 유효량을 임의로 포함할 수 있고, 단 첨가제는 폴리카보네이트 수지 조성물의 원하는 특성에 상당한 부작용을 주지 않도록 선택된다. 첨가제의 조합이 사용될 수 있다. 이러한 첨가제는 성형 이전 또는 그 과정에서 성분의 혼합 과정 동안 적합한 시점에 다른 성분과 조합될 수 있다. 개시된 성형 물품에 존재할 수 있는 첨가제 물질의 예시적인 그리고 비제한적인 예는 추가의 강화 충전제, 산 포착제, 적하방지제, 산화방지제, 정전기방지제, 사슬 연장제, 착색제 (예를 들어, 안료 및/또는 염료), 탈형제, 흐름 촉진제, 윤활제, 금형 이형제, 가소제, 켄칭제, 난연 안정화제 (예를 들어, 열 안정제, 가수분해 안정제, 또는 광안정제를 포함함), UV 반사 첨가제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
특정 양태에서, 성형 물품은 페놀계 열 안정제 성분 (예를 들면, Irganox®1076, BASF로부터 이용가능함), 카복실산 에스테르 (예를 들면, PETS) 또는 이의 조합을 포함하는 추가적인 첨가제 물질을 포함한다.
본원에 기재된 양태에 따라 가혹한 성형 조건 하에 형성된 성형 물품은 이전에 공지된 성형 물품에 대해 (상기 기재된 감소된 UV 흡수 성분 결합 이외에) 다수의 개선된 특성을 나타낼 수 있다. 이러한 성형 물품의 특성은 비제한적으로 가혹 성형 이후의 폴리카보네이트 분자량 손실, 가혹 성형 이후의 개선된 황변화 지수 (△YI), 풍화 이후의 감소된 △YI를 포함한다.
특정 양태에서, 성형 물품에서 폴리카보네이트 수지는 가혹 성형 이전에 폴리카보네이트 수지의 분자량과 비교하여 약 10% 미만의 분자량 손실을 나타낸다.
일부 양태에서, 성형 물품은 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 약 4.0 미만의 황변화 지수 (YI), 또는 약 3.5 미만의 YI, 또는 약 3.0 미만의 YI, 또는 약 2.5 미만의 YI, 또는 약 2.0 미만의 YI를 가진다. 추가의 양태에서, 가혹하게 성형된 물품은 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 약 1.0 내지 약 2.5의 황변화 지수(YI)를 가진다.
특정 양태에서, 가혹하게 성형된 물품은 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 4.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 3.5 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 3.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 2.5 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 2.0 미만의 YI에서의 증가를 나타낸다. 추가의 양태에서, 가혹 성형 물품은 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 1.0 내지 약 4.0의 YI의 증가를 나타낸다. YI에서의 증가는 열 에이징되지 않은 동일한 성분, 및 성분의 동일한 양을 갖는 성형 물품과 비교된다.
추가의 양태에서, 성형 물품은 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 가혹 성형 이후 약 1.10 미만의 황변화 지수 (YI), 또는 가혹 성형 이후 약 1.0 미만의 △YI, 또는 가혹 성형 이후 약 0.90 미만의 △YI, 또는 가혹 성형 이후 약 0.75 미만의 △YI, 또는 가혹 성형 이후 약 0.60 미만의 △YI, 또는 가혹 성형 이후 약 0.5 미만의 △YI, 또는 가혹 성형 이후 약 0.35 미만의 △YI에서의 변화를 가진다. △YI는 가혹한 성형 조건에 가해지지 않은 동일한 성분, 및 성분의 동일한 양을 갖는 성형 물품과 비교된다.
다른 양태에서, 성형 물품은 2000 시간 동안 ISO 11341:2004에 따라 풍화되는 경우, 약 8.0 미만의 △YI, 또는 약 7.0 미만의 △YI, 또는 약 6.0 미만의 △YI, 또는 약 5.0 내지 약 8.0의 △YI를 가진다. △YI는 풍화되지 않은 동일한 성분, 및 성분의 동일한 양을 갖는 성형 물품과 비교된다.
UV-안정성 폴리카보네이트를 포함하는 가혹하게 성형된 물품의 형성 방법
본 개시내용은 또한 UV-안정성 폴리카보네이트-포함 성형 물품의 형성 방법에 관한 것이다. 일 양태에서, 성형 물품의 형성 방법은 계면 중합 공정에 의해 제조되고, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지, UV 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 가혹한 성형 조건 하에 혼합물을 성형함으로써 혼합물로부터 성형 물품을 형성하는 단계를 포함한다. 성형 물품은 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함한다. 일부 양태에서, 가혹한 성형 조건은 상기 기재된 최대 온도 및 체류 시간에서 물품을 성형하는 단계를 포함한다. 특정 양태에서, 가혹한 성형 조건은 적어도 약 10분의 체류 시간에서 적어도 약 330℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서 적어도 약 340℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서 적어도 약 350℃의 최대 온도로, 또는 적어도 약 3분의 체류 시간에서 적어도 약 360℃의 최대 온도로 물품을 성형하는 것을 포함한다.
일부 양태에서, 혼합물은 약 15 내지 약 30의 입방 센티미터 (cm3)/10 min의 용융 유동 속도를 가진다. 용융 유동 지수는 300℃, 1.2 킬로그램 (kg) 및 300초의 체류 시간으로 ISO 1133:2005 (열가소성물질의 용융 질량-유동 지수(MFR) 및 용융 체적-유동 지수(MVR)의 결정)에 따라 결정될 수 있다. 특정 양태에서, 혼합물은 약 15 내지 약 25 cm3/10 min의 용융 유동 지수, 또는 심지어 약 18 내지 약 22 cm3/10 min의 용융 유동 지수를 가진다.
본 방법의 다른 양태는 폴리카보네이트 수지, UV 흡수 성분, 열 안정제 성분, 산 안정제 성분 및 상기 기재된 것과 같은 임의의 추가의 첨가제 성분의 선별을 포함한다. 본 방법은 또한 본원에 기재된 양태에 따른 산 안정제 성분을 포함하지 않는 성형 물품을 형성하는 것과 관련된다.
본원에 기재된 본 개시내용의 양태에 따른 성형 물품은 비제한적으로 자동차 조명 렌즈 (예를 들면, 헤드램프) 적용분야를 포함하는 다양한 적용분야에서 사용하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들면, 자동차 조명 렌즈 적용분야에서, 성형 물품은 헤드램프 커버, 헤드램프 렌즈, 내부 렌즈, 안개등 렌즈, 미등 렌즈, 미등 내부 렌즈 또는 실내 램프 렌즈일 수 있다. 다른 적용분야에서, 성형 물품은 광 가이드, 자동차 글레이징 또는 윈도우 적용분야에서 사용하기에 적합하다.
본원에 기재된 개시내용의 양태에 따른 성형 물품은 추가로 고전단 성형 조건에서 사용하기 위해 적용가능할 수 있다. 고전단 성형 조건은 일부 양태에서 가혹한 성형 조건과 유사하다. 고전단 성형 조건은 주형 두께 및 주형 충전 속도를 포함하는 특정 성형 조건 하의 성능에 의해 확인될 수 있다. 주형 충전 속도는 처리 파라미터 예컨대 게이트 설계 (작은 게이트는 고전단을 야기함), 사출 속도 (높은 속도는 더 높은 전단을 야기함), 물질 속도, 및 용융 온도에 영향을 받는다. 고전단 성형 조건 하에 형성될 수 있는 본 개시내용의 양태에 따른 성형 물품의 특정 예는 비제한적으로 글레이징 적용분야 (예를 들면, 주거용 글레이징 적용분야) 또는 온실에 사용하기 위한 시트 또는 압출된 프로파일을 포함한다.
개시내용의 양태
다양한 양태에서, 본 개시내용은 적어도 하기 양태에 관한 것이고, 이를 포함한다.
양태 1: 계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지;
자외선 (UV) 흡수 성분;
열 안정제 성분; 및
산 안정제 성분
을 포함하는 성형 물품으로서,
가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
양태 2: 양태 1에 있어서, 산 안정제 성분은 설폰산 에스테르를 포함하는 성형 물품.
양태 3: 양태 2에 있어서, 설폰산 에스테르는 부틸 p-톨루엔설포네이트를 포함하는 성형 물품.
양태 4: 양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 산 안정제 성분은 아인산, 인산, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
양태 5: 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 자동차 조명 렌즈를 포함하는 성형 물품.
양태 6: 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 헤드램프 커버, 헤드램프 렌즈, 내부 렌즈, 안개등 렌즈, 미등 렌즈, 미등 내부 렌즈, 실내 램프 렌즈를 포함하거나, 또는 광 가이드, 자동차 글레이징 또는 윈도우 적용분야에 사용하기에 적합한 성형 물품.
양태 7: 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, UV 흡수 성분은 벤조트리아졸 화합물, 트리아진 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
양태 8: 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, UV 흡수 성분은 2-(2'-하이드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3,5 디큐밀)벤조트리아졸, 페놀, 2,2'-메틸렌비스(6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
양태 9: 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 열 안정제 성분은 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 트리페닐포스핀, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
양태 10: 양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 산 안정제 성분은 조성물에 약 0.5 내지 약 10 ppm로 포함되는 성형 물품.
양태 11: 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 적어도 약 99.70%의 순도, 100 중량ppm 미만의 하이드록실 함량을 가지며, 2 ppm 미만의 황을 포함하는 비스페놀 A 폴리머로부터 제조되는 성형 물품.
양태 12: 양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 가혹 성형 이전의 폴리카보네이트 수지의 분자량과 비교하여 약 10% 미만의 분자량 손실을 나타내는 성형 물품.
양태 13: 양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 0.66 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
양태 14: 양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 0.33 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
양태 15: 양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 0.17 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
양태 16: 양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 가혹한 성형 조건은 적어도 약 10분의 체류 시간에서의 적어도 약 330℃의 최대 성형 온도, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서의 적어도 약 340℃의 최대 성형 온도, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서의 적어도 약 350℃의 최대 성형 온도, 또는 적어도 약 3분의 체류 시간에서의 적어도 약 360℃의 최대 성형 온도를 포함하는 성형 물품.
양태 17: 양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 약 4.0 미만의 황변화 지수 (YI), 또는 약 3.5 미만의 YI, 또는 약 3.0 미만의 YI, 또는 약 2.5 미만의 YI, 또는 약 2.0 미만의 YI, 또는 약 1.0 내지 약 2.5의 YI를 가지는 성형 물품.
양태 18: 양태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 4.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 3.5 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 3.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 2.5 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 2.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 1.0 내지 약 4.0의 YI에서의 증가를 나타내는 성형 물품.
양태 19: 계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지;
자외선 (UV) 흡수 성분; 및
테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4-디페닐디포스포나이트), 비스(2,4-디큐밀페닐)펜타에리트리톨 디포스페이트, 트리데실포스파이트, 디페닐모노데실 포스파이트 또는 이들의 조합을 포함하는 열 안정제 성분
을 포함하는 성형 물품으로서,
가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
양태 20: 성형 물품의 형성 방법으로서,
계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지, UV 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
가혹한 성형 조건 하에 상기 혼합물을 성형하여 혼합물로부터 성형 물품을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 성형 물품은 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품의 형성 방법.
양태 21: 양태 20에 있어서, 상기 혼합물은 300℃, 1.2 킬로그램 (kg) 및 300초의 체류 시간으로 ISO 1133:2005에 따라 시험되는 경우, 약 15 내지 약 30 cm3/10 min의 용융 유동 지수, 또는 약 15 내지 약 25 cm3/10 min의 용융 유동 지수, 또는 약 18 내지 약 22 cm3/10 min의 용융 유동 지수를 가지는 방법.
양태 22: 이전 양태 중 어느 하나에 있어서, 고전단 성형 조건 하에 형성되는 성형 물품.
양태 23: 이전 양태 중 어느 하나에 있어서, 고전단 성형 조건 하에 형성되고, 글레이징 적용분야 또는 온실에 대해 사용하기 위한 시트 또는 압출된 프로파일인 성형 물품.
실시예
하기 실시예는 본 기술분야의 당업자에게 본원에 청구된 화합물, 조성물, 물품, 장치 및/또는 방법이 이루어지고, 평가되는 방식의 완전한 개시내용 및 설명을 제공하기 위해 기재되며, 이는 순전히 예시적인 것으로 의도되며, 본 개시내용을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수치 (예를 들면, 양, 온도 등)과 관련하여 정확도를 보장하기 위한 노력이 이루어졌으나, 일부 오차 및 편차가 고려되어야 한다. 달리 나타내지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃이거나 또는 주위 온도이고, 압력은 대기압이거나 또는 그 부근의 것이다. 달리 나타내지 않는 한, 조성물을 나타내는 백분율은 중량%와 관련된다.
기재된 공정으로부터 얻은 생성물 순도 및 수율을 최적화하기 위해 사용될 수 있는 반응 조건, 예를 들면, 성분 농도, 원하는 용매, 용매 혼합물, 온도, 압력 및 다른 반응 범위 및 조건의 수많은 변화 및 조합이 존재한다. 합리적이고, 일반적인 실험만이 이러한 공정 조건을 최적화하는데 요구될 것이다.
표 1에 나타난 물질을 본원에 기재되고, 평가된 조성물을 제조하기 위해 사용하였다.
[표 1] 수지 (표 1A)
Figure pct00004
[표 1B] 첨가제
Figure pct00005
처리시의 색 안정성을 결정하기 위해, 2.5 밀리미터 (mm)의 두께를 갖는 컬러 플라크를 투명 폴리카보네이트 전용인 기계 (Engel-75) 상에서 사출 성형하였다. 물질을 사출 성형 하기 2-3 시간 (hrs) 이전에 120 섭씨 온도(℃)에서 건조시켰다. 표준 성형 조건에 대한 참조로서, 하기 온도 프로파일을 사용하였다: 구간 1/구간 2/구간 3/노즐 = 280/290/300/295℃. 스크류에서의 물질의 체류 시간을 냉각 속도에 의해 조절하였다. 이러한 처리 조건은 본원에서 T(용융)/체류 시간(분('))(예를 들면, 300℃/6')으로서 표시된다. 마찬가지로, 가혹 성형은 참조 조건에 대해 동일한 온도 프로파일을 사용한 것 이외에 더 높은 온도 (본원에 논의됨)에서 수행될 수 있다.
컬러 값 (L*, a*, b* 및 YI)을 400 나노미터 (nm) 내지 700 nm의 2.5 mm 두께의 컬러 플라크 (600 mm x 600 mm)의 흡수 스펙트럼으로부터 계산하였다. 스펙트럼을 투과 모드로 Macbeth 7000A 장치 상에서 측정하였고, UV는 배제되었다. 본원에 제공되는 YI (황변화 지수) 값은 ASTM D1925 (1988) (플라스틱의 황변화 지수의 시험 방법 (Withdrawn 1995))에 따라 계산하였다. 풍화를 가속하는 UV 광을 포함하는 실외 조건의 영향 하에 PC 부분의 분해를 시뮬레이션하기 위해, ISO 11341:2004 (열, 물 및 유리를 통한 인공 광에의 노출 이후 밀봉제의 접착제/응집 특성의 결정)에 따라 측정하였다. 제논 광 (300-400 nm, 50 와트/제곱미터 (W/m2))을 이용하는 ATLAS CI5000 풍화 챔버에 노출되는 2.5 mm 두께의 컬러 플라크 상에서 시험을 수행한다. 블랙 표준 온도는 65℃이다. 챔버 온도는 40℃이다. 상대 습도는 70%이다. 에이징을 일정한 광 하에 실시한다. 분무는 18 분 (min)의 켜짐 및 102 min의 꺼짐의 주기로 실시되고, 2시간 마다 반복한다. 내부 석영 필터를 사용하고, 외부 필터를 코팅된 적외선 흡수 ("CIRA") 필터이다.
결합된 (및 유리) UV 흡수 성분의 수준을 가스 크로마토그래피 (GC)로 측정하였다. 분자량 손실을 겔투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 결정하였다.
열 안정제 성분과 배합되는 산 안정제 성분
IRG 및 TPP 모두는 일반적으로 폴리카보네이트 사슬과의 UV 반응에 대한 양호한 보호를 제공하지 못하는 사용된 열 안정제 성분이다. 표 2A-2C에 나타난 바와 같이, 비제한적으로 이러한 열 안정제 성분과 배합되는 아인산 (H3PO3), 인산 (H3PO4) 또는 알킬 토실레이트 (BuTos)를 포함하는 소량의 산 안정제 성분의 첨가는 UV 흡수 성분의 반응이 최소화되거나 또는 저지되는 조성물을 산출할 수 있다.
[표 2A] (안정제 - BuTos의 효과)
Figure pct00006
[표 2B] (안정제 - H3PO3의 효과)
Figure pct00007
[표 2C] (안정제 - H3PO4 및 시트르산의 효과)
Figure pct00008
본 개시내용의 구현예에 따라 각각 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 포함하는 Ex1 내지 Ex7을 이와 관련된 비교 실시예 (C1a-c, C2...C7a-c)를 비교하고, 비교 실시예는 산 안정제 성분 (C1a, C1b, C2, C3, C4a, C4b, C5 및 C6)이 결여되고, 열 안정제 성분 (C1a, C1c, C4a, C4c 및 C7a)이 결여되거나 또는 본 개시내용의 양태의 범위 내인 것으로 고려되지 않는 상이한 산 (스트르산, C7b 및 C7c을 참조함)을 포함한다. 데이터가 이용가능한 실시예 각각으로부터 알 수 있는 바와 같이, 열 안정제로서 IRG 또는 TPP를 포함하고, 산 안정제 성분으로서 BuTos, H3PO3, 또는 H3PO4를 또한 포함하는 모든 실시예의 경우, 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비는 이러한 산 안정제 성분 중 하나를 포함하지 않는 비교 실시예보다 낮으며, 대부분의 경우 실질적으로 낮다.
산 안정제 농도의 효과
표 3A 및 3B는 2개의 산 안정제 성분, BuTos 및 H3PO3에 대한 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비/UV 손실에 대한 산 안정제 농도의 효과를 입증한다. BuTos의 경우, 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비는 표 3A에 나타난 바와 같이 약 0.3 내지 0.6 ppm의 BuTos 수준에서 급속하게 감소된다 (약 17로부터 1 미만까지임). H3PO3의 경우, 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비에서의 감소는 표 3B에 나타난 바와 같이 약 2 내지 4 ppm H3PO3 (비는 약 17로부터 1 미만까지의 감소됨)로 관찰된다.
[표 3A] (BuTos 농도의 효과)
Figure pct00009
[표 3B] (H3PO3 농도의 효과)
Figure pct00010
고순도 PC 수지의 분석
본 개시내용의 양태를 예시하는 Ex10 내지 Ex11 (표 4 참조)는 고순도 비스페놀 A 폴리카보네이트로부터 제조된 것과 같은 고순도 수지에 적용될 수 있다. 산 안정제 성분 (BuTos)을 포함하는 Ex10 및 Ex11의 조성물은 가혹 성형 이후에 각각 0.19 및 0.55의 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 나타낸다. 반면, 산 안정제 성분을 포함하지 않는 비교 실시예 C10 및 C11은 가혹 성형 이후에 각각 8.3 및 6.3의 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 가졌다.
[표 4]
Figure pct00011
폴리카보네이트 사슬에 대한 반응성 UV 흡수 성분의 결합
표 5에서의 하기 실시예 (Ex12, Ex13 및 Ex14)는 반응성 기를 갖는 상이한 유형의 UV 흡수 성분들이 폴리카보네이트 골격에 결합될 수 있는 방법을 입증한다. UV5411 및 LA31RG (각각 Ex12 및 Ex13)은 벤조트리아졸 UV 흡수 성분이고, 이는 폴리카보네이트에서 카보네이트 기와 반응할 수 있는 페놀계 하이드록실 기를 포함한다. T1577 (Ex14)는 트리아진이고, 이는 또한 활성 하이드록실 기를 포함한다. Ex12는 자동차 헤드램프 ("COMP")에서 사용되는 현재 표준 물질에 해당하나, 이는 산 안정제 성분 (BuTos)을 포함한다. 산 안정제 성분이 첨가된 결합 대 유리 UV 흡수 성분에서의 개선이 매우 뚜렷하다. COMP (4.52)에 대해 Ex12 (0.30), C13 (2.70)에 대해 Ex13 (0.25), 그리고 C14 (∞)에 대해 Ex14 (~0)를 비교하였다.
[표 5]
Figure pct00012
열 안정제 성분으로서의 아인산 에스테르 및 포스파이트
아인산 에스테르 또는 포스파이트 열 안정제 성분의 존재 하에, UV 흡수 성분의 반응성은 심지어 산 안정제 성분의 포함 없이 감소될 수 있다. 표 6A 및 6B를 참조한다. Ex15a-c (표 6A)에 나타난 바와 같이, PEPQ, TDP 및 DPDP의 포함은 매우 낮은 UV 흡수 성분 (UV5411) 및 각각 0.08, 0.07 및 0.06의 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 야기하였다. 표 6B에 나타난 바와 같이, UV 흡수 성분으로서 LA31RG를 포함하는 조성물에서의 PEPQ 및 DP의 포함은 또한 낮은 수준의 결합 UV를 야기한다. 반면, 열 안정제 성분 (C15a)을 포함하지 않는 비교 실시예 또는 IRG (C15b 및 C16) 또는 TPP (C15c 및 C15d)을 포함하는 열 안정제 성분을 포함하는 비교 실시예는 적어도 2.4의 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비 및 높은 UV 손실을 나타내었다 (실시예 C15a). 상이한 포스파이트는 아인산 또는 인 함유 산의 에스테르이고, 가수분해에 대한 상이한 안정성을 가진다. 예를 들면, PEPQ는 IRG보다 더 많이 산성 안정제로서 알려져 있고, 좋지 않은 가수분해 안정성을 가지며, 이는 산성 가수분해 생성물을 산출한다. 이는 폴리카보네이트와의 UV 흡수 성분 반응성을 저지하는 이의 유리한 효과에 대한 이유 중 하나일 수 있는 것으로 여겨진다. 하나 이상의 이의 에스테르 기의 가수분해에 의해 산성 기를 발생시키는 포스파이트는 폴리카보네이트와 UV 흡수 성분의 반응성을 저지할 수 있다. 그러나, 하나의 단점은 UV 흡수 성분 반응성을 저지하는 일부 아인산은 더 큰 분자량 손실 및 좋지 않은 열 에이징 성능을 나타내는 것이다.
[표 6A] (산 안정제 성분 없음; UV 흡수 성분으로서의 UV5411)
Figure pct00013
[표 6B] (산 안정제 성분 없음; UV 흡수 성분으로서의 LA31RG)
Figure pct00014
처리 온도 및 체류 시간의 효과
처리 온도 및 체류 시간 모두는 폴리카보네이트 수지와 반응하는 UV의 양에 영향을 주는 것이 분명하다. 280-290℃는 본원에 논의되는 바와 같이 표준 처리 온도로 고려될 수 있으며, 더 높은 온도는 폴리카보네이트 수지에 대해 가혹한 것으로 고려될 수 있다. 추가로, 최대 6분의 체류 시간이 사용되는 한편, 더 긴 체류 시간 (예컨대 2-성분 (2K) 성형 적용분야에서 사용되는 것)이 또한 본원에 논의되는 바와 같이 가혹할 수 있다.
300℃에서 COMP (표 7에서의 C17)에 대한 처리 데이터를 포함하는 도 1에 나타난 바와 같이, 결합 UV는 시각적으로 최대 18분의 체류 시간 동안 관찰되지 않는다. 그러나, 330℃에서, COMP에서의 결합 UV의 수준은 체류 시간이 6 내지 18 min로 증가되는 경우에 20% 내지 약 70%로 증가된다. 350℃에서, COMP는 단지 6 min분의 체류 시간 내에 약 60%의 결합 UV 및 9 min분의 체류 시간 내에 70% 초과의 결합 UV를 나타낸다. 결합 UV의 70% 수준은 분석 방법에서 사용되는 장비의 검출 한계값에 근접한 매우 낮은 양의 유리 UV 흡수 성분의 검출을 야기하고; 이로부터 시각적으로 유리된 활성 UV 흡수 성분이 시각적으로 잔류하지 않는 것으로 해석될 수 있다. 반면, 나타낸 실시예를 통해 나타난 바와 같이, 열 안정제와 함께 산 안정제 성분 예컨대 BuTos, H3PO3 또는 H3PO4를 포함하는 것, 또는 산 안정제 성분이 포함되지 않은 특정 열 안정제 성분을 포함하는 것은 15 min의 체류 시간 동안 350℃의 온도에서 가혹 성형 이후에서도 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 매우 낮은 비 (<1)를 갖는 성형 물품을 야기할 수 있다.
[표 7] (처리 온도 및 시간의 효과)
Figure pct00015
풍화 성능
하기 실시예는 높은 열 처리시에 UV 흡수 성분의 더 큰 백분율은 폴리카보네이트 사슬과 결합되는 방식 및 이것이 가속된 풍화에서 색 안정성에 영향을 미치는 방식을 나타낸다. 이는 자동차 램프("COMP")에 사용되는 현재 표준 물질에 대해 나타난다. Ex18 및 Ex19에 대응되나 산 안정제 성분을 포함하지 않은 C18 및 C19는 비교를 위해 제공된다. 본 개시내용에 따른 조성물을 포함하는 Ex20 및 Ex21은 열 안정제 성분으로서 대안적인 아인산 에스테르를 첨가함으로써, 사슬에 대한 UV 흡수 성분의 결합은 방지되거나 또는 최소화됨을 나타낸다. 이는 높은 열 처리 이후에 더 나은 풍화 성능 및 더 낮은 분자량 (Mw)을 제공한다.
이러한 실시예는 추가로 양호한 색 안정성 특성은 본질적으로 양호한 UV 유지 특성과 관련되지 않음을 보여준다. 예를 들면, COMP 및 C19는 결합 대 유리 UV 흡수 성분 (각각 3.78 및 2.7)을 제외하고 처리시의 YI의 상대적으로 낮은 변화 (각각 1.17 및 2.54의 YI 성형)를 나타낸다. 따라서, 색 안정성 및 초기 색상은 UV 성능 및 분자량의 유지에 대해 양호한 지표가 아니다. 오히려, UV 흡수 성분의 손실은 분자량에서의 손실과 관련되고: 높은 수준의 결합 UV를 갖는 실시예 (COMP, C18 및 C19)는 또한 분자량의 더 높은 손실 (> 6%)을 나타낸다. 반면, 본 개시내용의 양태에 따른 실시예 - Ex18, Ex19, Ex20 및 Ex21 - 낮은 수준의 결합 UV (r1.0 미만의 결합 대 유리 UV 흡수 성분의 비)를 가지는 이들 각각은 3.2% 이하의 분자량 손실을 나타내었다. 이는 Ex20 및 Ex21를 포함하고, 이는 열 안정제 성분으로서 PEPQ 또는 DP (IRG보다 더 낮은 가수분해 안정성을 갖는 2개의 아인산 에스테르)를 포함하고, 별개의 산 안정제 성분을 포함하지 않는다.
[표 8]
Figure pct00016
열 안정제 성분의 조합
본 개시내용에 나타나지 않았지만, 다른 열 안정제 성분 (예컨대 비제한적으로 IRG)과 낮은 양의 포스파이트 열 안정제 성분의 조합은 유사한 유리한 효과를 가질 수 있다. 이러한 조합은 분자량 손실에 대한 부정적인 효과를 제한할 수 있다.
상기 설명은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 의도된다. 예를 들면, 상기 기재된 실시예 (또는 이의 하나 이상의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 상기 설명의 검토시 본 기술분야의 당업자에 의해 다른 구현예가 사용될 수 있다. 요약은 37 C.F.R.§ 1.72(b)에 따르도록 제공되어 독자가 기술적 개시내용의 특징을 신속하게 확인할 수 있게 한다. 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해에 따른다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특징은 개시내용을 간소화하기 위해 함께 그룹화될 수 있다. 이는 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적인 것이라는 의도로서 해석해서는 안된다. 오히려, 본 발명의 주제는 특정 개시된 구현예의 모든 특징보다 더 적게 있을 수 있다. 따라서, 하기 청구항은 별개의 구현예로서 그 자체를 의미하는 각각의 청구항과 함께 실시예 또는 구현예로서 상세한 설명에 혼입되고, 이러한 구현예가 다양한 조합 또는 치환에서 서로 조합될 수 있다. 본 발명의 범위는 이러한 청구항이 권리 범위를 부여하는 동등물의 전체 범위와 함께 첨부된 청구항을 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡(endcap) 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지;
    자외선 (UV) 흡수 성분;
    열 안정제 성분; 및
    산 안정제 성분
    을 포함하는 성형 물품으로서,
    가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 1.0 미만의 결합(bound) UV 흡수 성분 대 유리(free) UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산 안정제 성분은 설폰산 에스테르를 포함하는 성형 물품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 설폰산 에스테르는 부틸 p-톨루엔설포네이트를 포함하는 성형 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산 안정제 성분은 아인산, 인산, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차 조명 렌즈를 포함하는 성형 물품.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드램프 커버, 헤드램프 렌즈, 내부 렌즈, 안개등 렌즈, 미등 렌즈, 미등 내부 렌즈, 실내 램프 렌즈를 포함하거나, 또는 광 가이드, 자동차 글레이징 또는 윈도우 적용분야에 사용하기에 적합한 성형 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UV 흡수 성분은 벤조트리아졸 화합물, 트리아진 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UV 흡수 성분은 2-(2'-하이드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-3,5 디큐밀)벤조트리아졸, 페놀, 2,2'-메틸렌비스(6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 안정제 성분은 트리스-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 트리페닐포스핀, 또는 이들의 조합을 포함하는 성형 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산 안정제 성분은 조성물에 약 0.5 내지 약 10 ppm으로 포함되는 성형 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 적어도 약 99.70%의 순도, 100 중량ppm 미만의 하이드록실 함량을 가지며, 2 ppm 미만의 황을 포함하는 비스페놀 A 폴리머로부터 제조되는 성형 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 가혹 성형 이전의 폴리카보네이트 수지의 분자량과 비교하여 약 10% 미만의 분자량 손실을 나타내는 성형 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 0.66 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 0.33 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 0.17 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 가혹한 성형 조건은 적어도 약 10분의 체류 시간에서의 적어도 약 330℃의 최대 성형 온도, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서의 적어도 약 340℃의 최대 성형 온도, 또는 적어도 약 6분의 체류 시간에서의 적어도 약 350℃의 최대 성형 온도, 또는 적어도 약 3분의 체류 시간에서의 적어도 약 360℃의 최대 성형 온도를 포함하는 성형 물품.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 약 4.0 미만의 황변화 지수 (YI), 또는 약 3.5 미만의 YI, 또는 약 3.0 미만의 YI, 또는 약 2.5 미만의 YI, 또는 약 2.0 미만의 YI, 또는 약 1.0 내지 약 2.5의 YI를 가지는 성형 물품.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 2.5 mm 두께의 플라크를 사용하여 ASTM D1925 (1988)에 따라 시험되는 경우, 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 4.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 3.5 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 3.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 2.5 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 2.0 미만의 YI에서의 증가, 또는 120℃에서 열 에이징의 2000시간 이후에 약 1.0 내지 약 4.0의 YI에서의 증가를 나타내는 성형 물품.
  19. 계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지;
    자외선 (UV) 흡수 성분; 및
    테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4-디페닐디포스포나이트), 비스(2,4-디큐밀페닐)펜타에리트리톨 디포스페이트, 트리데실포스파이트, 디페닐모노데실 포스파이트 또는 이들의 조합을 포함하는 열 안정제 성분
    을 포함하는 성형 물품으로서,
    가혹한 성형 조건 하에 성형되는 경우에 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품.
  20. 성형 물품의 형성 방법으로서,
    계면 중합 공정에 의해 제조되며, 적어도 약 98%의 말단캡 수준을 갖는 폴리카보네이트 수지, UV 흡수 성분, 열 안정제 성분 및 산 안정제 성분을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
    가혹한 성형 조건 하에 상기 혼합물을 성형하여 혼합물로부터 성형 물품을 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 성형 물품은 약 1.0 미만의 결합 UV 흡수 성분 대 유리 UV 흡수 성분의 비를 포함하는 성형 물품의 형성 방법.
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