KR20210058920A - 금속 및 열가소성 폴리우레탄으로 제조된 폴리머 중간층으로 구성된 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층 및 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 포함하는 적층체와, 본 발명에 따른 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

금속 및 열가소성 폴리우레탄으로 제조된 폴리머 중간층으로 구성된 적층체
본 발명은, 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층 및 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 포함하는 적층체와, 본 발명에 따른 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 흔히 접하게 되는 과제는, 특히 항공기 제조, 자동차 제조 및 선박 건조를 위한, 지금까지 사용된 재료보다 가벼운 신규한 재료를 제공하는 것이다. 동시에, 이 신규한 재료는 공지된 재료와 동일한 기계적 특성, 특히 강도, 강성 및 안정성을 갖거나 이들이 개선되어야 한다. 또한 신규한 재료는 공지된 공정, 예들 들어 딥 드로잉, 롤링, 벤딩, 스탬핑 또는 시밍에 의해 성형될 수 있어야 한다.
WO 2005/014278은 2개의 외측 금속 층들 사이에 접착성 폴리머 층을 포함하는 적층체를 기술한다. 이 폴리머 층은 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-11, 나일론-12, 나일론-4,6, 나일론-6,10 또는 나일론-6,12, 및 에틸렌과 불포화 카르복실산 및/또는 카르복실산 유도체의 코폴리머, 및 반응성 코폴리머를 포함한다. 에틸렌과 불포화 카르복실산 및/또는 카르복실산 유도체의 코폴리머는 극성기로 그래프팅될 수 있다.
WO 2005/014278에 기술된 적층체의 특정한 단점은, 이것이 습한 환경에서 보관된 후 단지 인장 강도가 부족하다는 것이다. 더욱이, 폴리머 층은 변동하는 수분 흡수성을 흔히 가지며, 이는 변동하는 결합 특성을 초래한다.
US 2011/0200816은 2개의 금속 층 및 개재된 폴리머 층을 포함하는 적층체를 기술한다. 폴리머 층은, 예를 들어 나일론-6/6,6 코폴리머를 포함한다. 또한 다양한 다른 열가소성 폴리머, 예컨대 폴리올레핀 및 폴리이미드가 기술되어 있다. US 2011/0200816에 기술된 적층체는 또한, 특히 습한 환경에서 보관된 후 부족한 인장 강도를 나타내거나, 심지어 대기 습도에 의해 사용할 수 없을 정도로 파괴된다.
DE 10 2011 084519는 제1 외층, 중간층 및 제2 외층을 포함하는 태양 전지용 밀봉층을 기술한다. 상기 층은 폴리아미드, 예를 들어 나일론-6 또는 나일론-6,6을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 적어도 종래 기술에서 설명된 적층체의 단점을 감소된 정도로만 갖는 적층체 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층, 및 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 포함하는 적층체로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
(A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
(B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
(C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 적층체에 의해 달성되었다.
놀랍게도, 본 발명의 적층체가 특히 우수한 탄성 계수 및 우수한 박리 특성을 갖는 것을 발견하였다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
적층체
본 발명에 따르면, 적층체는 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층 및 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 포함한다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 제1 층"이 의미하는 것은 정확히 하나의 제1 층 또는 2 이상의 제1 층이다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 제1 금속"이 의미하는 것은 정확히 하나의 제1 금속 또는 2 이상의 제1 금속의 혼합물이다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 추가 층"이 의미하는 것은 정확히 하나의 추가 층 또는 2 이상의 추가 층을 의미한다.
적층체는 바람직하게는 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함하며, 이때 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층은, 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 통해 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층에 결합된다. 이러한 적층체에서, 적어도 하나의 제1 층에 적어도 하나의 추가 층이 이어지고, 이것에 적어도 하나의 제2 층이 이어진다.
적어도 하나의 제1 층, 적어도 하나의 추가 층 및 적어도 하나의 제2 층을 포함하는 이러한 적층체는 "샌드위치 재료"로도 공지되어 있다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 적층체가 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함하고 적어도, 적어도 하나의 제1 층이 적어도 하나의 추가 층을 통해 적어도 하나의 제2 층에 결합되는 것인 적층체를 제공한다.
적어도 하나의 제1 층의 적어도 하나의 제1 금속은, 적어도 하나의 제2 층의 적어도 하나의 제2 금속과 동일하거나 상이할 수 있다. 적어도 하나의 제1 층의 적어도 하나의 제1 금속은, 바람직하게는 적어도 하나의 제2 층의 적어도 하나의 제2 금속과 동일하다.
적층체는 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층을 포함한다. 다시 말해, 적층체는 적어도 하나의 제1 금속으로 제조된 적어도 하나의 제1 층을 포함한다.
적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층은, 예를 들어 0.1 ∼ 0.6 mm 범위, 바람직하게는 0.15 ∼ 0.4 mm 범위, 특히 바람직하게는 0.18 ∼ 0.3 mm 범위의 두께를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 제1 층이 0.1 ∼ 0.6 mm 범위의 두께를 갖는 것인 적층체를 제공한다.
적층체는 바람직하게는 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함한다. 달리 말해, 적층체는 바람직하게는 적어도 하나의 제2 금속으로 제조된 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함한다.
적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층은, 예를 들어 0.1 ∼ 0.6 mm 범위, 바람직하게는 0.15 ∼ 0.4 mm 범위, 특히 바람직하게는 0.18 ∼ 0.3 mm 범위의 두께를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 적층체가 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함하고, 여기서 적어도 하나의 제2 층은 0.1 ∼ 0.6 mm 범위의 두께를 갖는 것인 적층체를 제공한다.
적어도 하나의 제2 층의 두께는, 적어도 하나의 제1 층의 두께와 동일하거나 상이할 수 있다. 적어도 하나의 제2 층의 두께는, 바람직하게는 적어도 하나의 제1 층의 두께와 동일하다.
적어도 하나의 제1 층의 적어도 하나의 제1 금속으로서 적합한 것은, 적층체의 제조 온도 및 사용 온도에서 고체인, 당업자에게 공지된 임의의 금속 및 금속 합금이다. 적어도 하나의 제1 층의 적어도 하나의 제1 금속은 바람직하게는 철, 알루미늄, 구리, 니켈 및 마그네슘, 및 또한 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적어도 하나의 제1 금속은 보다 바람직하게는 철의 합금이고, 적어도 하나의 제1 금속은 특히 바람직하게는 강철이다.
따라서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 제1 층의 적어도 하나의 제1 금속이 철, 알루미늄, 구리, 니켈 및 마그네슘, 및 또한 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체를 제공한다.
따라서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 제1 금속이 철, 알루미늄, 구리, 니켈 및 마그네슘, 또한 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체를 제공한다.
강철은 당업자에게 공지되어 있다. 본 발명의 맥락에서 "강철"은 철을 주성분으로 포함하는 합금을 의미하는 것으로 이해된다. 이는 DIN EN 10020:2000-07에 따른 강철의 정의에 해당한다.
적어도 하나의 제1 금속은 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 적어도 하나의 제1 금속은 바람직하게는 코팅된다. 적어도 하나의 제1 금속에 적합한 코팅은 당업자에게 자체 공지되어 있으며, 예를 들어 접착 촉진제 층, 부식 방지 층, 페인트, 또는 아연 또는 마그네슘 코팅이다.
적어도 하나의 제1 금속은 바람직하게는 아연 코팅된다. "아연 코팅된"은, 적어도 하나의 제1 금속이 추가 금속, 특히 아연 또는 아연 합금으로 코팅됨을 의미한다.
따라서, 적어도 하나의 제1 금속이 아연 코팅된 강철인 경우가 특히 바람직하다.
적어도 하나의 제1 금속의 아연 코팅은 당업자에게 공지된 방법, 예를 들어 용융 아연 코팅 또는 갈바닉 아연 코팅에 의해 수행될 수 있다.
적어도 하나의 제1 금속이 아연 코팅된 경우, 이것은 추가 코팅, 예를 들어 접착 촉진제 층 및/또는 페인트를 추가로 포함할 수 있다. 이는 당업자에게 공지되어 있다.
적어도 하나의 제1 금속의 코팅은 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어 코팅은 수용액 또는 분산액으로부터 수행될 수 있다.
적어도 하나의 제1 층의 적어도 하나의 제1 금속에 대한 전술한 설명 및 선호도는, 적어도 하나의 제2 층의 적어도 하나의 제2 금속에 대응하여 적용된다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 적층체가 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 제2 층의 적어도 하나의 제2 금속은 철, 알루미늄, 구리, 니켈 및 마그네슘, 및 또한 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체를 제공한다.
적층체는 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 포함한다. 다시 말해, 이는 적어도 하나의 추가 층이 폴리머 조성물(PC)로 구성된다는 것을 의미한다.
폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층은, 예를 들어 0.02 ∼ 1.5 mm 범위, 바람직하게는 0.05 ∼ 1 mm 범위, 특히 바람직하게는 0.1 ∼ 0.5 mm 범위의 두께를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 추가 층이 0.02 ∼ 1.5 mm 범위의 두께를 갖는 것인 적층체를 제공한다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 제1 층이 0.1 mm ∼ 0.6 mm 범위의 두께를 갖고/갖거나 적어도 하나의 추가 층이 0.02 mm ∼ 1.5 mm 범위의 두께를 갖는 것인 적층체를 추가로 제공한다.
폴리머 조성물(PC)
본 발명에 따르면, 폴리머 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함한다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)"이 의미하는 것은 정확히 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 2 이상의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 혼합물(블렌드)이다.
또한, 폴리머 조성물(PC)은 적어도 하나의 추가 폴리머를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 추가 폴리머"가 의미하는 것은 정확히 하나의 추가 폴리머 또는 2 이상의 추가 폴리머의 혼합물(블렌드)이다.
적어도 하나의 추가 폴리머로서 적합한 폴리머는 당업자에게 공지된 임의의 추가 폴리머를 포함한다. 적어도 하나의 추가 폴리머가 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 상이하다는 것은 명백해질 것이다.
적어도 하나의 추가 폴리머는 바람직하게는 폴리에틸렌, 그리고 에틸렌, 아크릴산, 말레산 무수물, 이소부틸렌, 부텐, 프로필렌, 옥텐, 알킬 아크릴레이트 및 알킬 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 모노머의 코폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리에틸렌, 그리고 에틸렌, 이소부틸렌, 부텐, 프로필렌, 옥텐, 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 아크릴산 및 말레산 무수물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 모노머의 코폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 폴리머를 추가로 포함하는 것인 적층체를 제공한다.
알킬 아크릴레이트는 당업자에게 공지되어 있으며 "아크릴산 알킬 에스테르"로도 지칭된다. 알킬 아크릴레이트는 아크릴산과 알킬 알코올의 반응에서 형성된다. 본 발명에 따르면 알킬 아크릴레이트로서 n-부틸 아크릴레이트가 바람직하다.
알킬 메타크릴레이트도 마찬가지로 당업자에게 공지되어 있으며 "메타크릴산 알킬 에스테르"로도 지칭된다. 알킬 메타크릴레이트는, 예를 들어 메타크릴산을 알킬 알코올과 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 예를 들어, 알킬 메타크릴레이트는 치환될 수도 있다. 치환된 알킬 메타크릴레이트의 한 예는 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트이다. 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트는 "글리시딜 메타크릴레이트"로도 공지되어 있다. 바람직하게는 본 발명에 따르면, 알킬 메타크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트 및 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한, 폴리머 조성물(PC)은 적어도 하나의 충전제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 충전제"가 의미하는 것은 정확히 하나의 충전제 또는 2 이상의 충전제의 혼합물이다.
적합한 충전제는, 당업자에게 공지되어 있고 성분 (A), (B) 및 (C), 및 임의로 폴리머 조성물(PC) 중 적어도 하나의 추가 폴리머와 혼합될 수 있는 모든 충전제를 포함한다.
적어도 하나의 충전제가 무기 충전제, 유기 충전제 및 천연 충전제로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우가 바람직하다.
적어도 하나의 충전제는 일반적으로 미립자이다. 예를 들어, 적어도 하나의 충전제는 섬유 재료이거나 예컨대 구체의 형태를 취할 수 있다. 적어도 하나의 충전제는, 예를 들어 1 ∼ 15 범위, 바람직하게는 1 ∼ 10 범위, 특히 바람직하게는 1 ∼ 5 범위의 종횡비를 갖는다. 본 발명의 맥락에서 "종횡비"가 의미하는 것은, 적어도 하나의 충전제의 입자의 가장 큰 치수 대 적어도 하나의 충전제의 입자의 가장 작은 치수의 비율이다.
본 발명의 맥락에서, "섬유 재료"는 섬유, 예를 들어 개별 섬유, 섬유 다발(로빙), 부직포, 레이드 스크림, 직조물 또는 편직물를 포함하는 모든 재료를 의미하는 것으로 이해된다.
예를 들어, 적어도 하나의 충전제는 규회석, 탈크, 붕소 섬유 재료, 유리 섬유 재료, 탄소 섬유 재료, 실리카 섬유 재료, 세라믹 섬유 재료, 현무암 섬유 재료, 금속 섬유 재료, 아라미드 섬유 재료, 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸) 섬유 재료, 폴리에스테르 섬유 재료, 나일론 섬유 재료, 폴리에틸렌 섬유 재료, 목재 섬유 재료, 아마 섬유 재료, 대마 섬유 재료, 코코넛 섬유 재료 및 사이잘 섬유 재료로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적어도 하나의 충전제가 유리 섬유 재료, 탄소 섬유 재료, 아라미드 섬유 재료, 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸) 섬유 재료, 붕소 섬유 재료, 금속 섬유 재료 및 티탄산칼륨 섬유 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 경우가 특히 바람직하다. 적어도 하나의 충전제가 유리 섬유 재료인 경우가 특히 바람직하다.
폴리머 조성물(PC)은 바람직하게는 어떠한 충전제도 포함하지 않는다.
폴리머 조성물(PC)은 예를 들어, 각각의 경우에 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU), 적어도 하나의 추가 폴리머 및 임의의 적어도 하나의 충전제의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 바람직하게는 폴리머 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로, 0 ∼ 50 중량% 범위, 바람직하게는 5 ∼ 50 중량% 범위, 특히 바람직하게는 10 ∼ 30 중량% 범위의 적어도 하나의 추가 폴리머를 포함한다.
폴리머 조성물(PC)은 예를 들어, 각각의 경우에 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU), 적어도 하나의 충전제 및 임의의 적어도 하나의 추가 폴리머의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 바람직하게는 폴리머 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로, 0.1 ∼ 70 중량% 범위의 하나 이상의 충전제, 바람직하게는 0.5 ∼ 60 중량% 범위, 특히 바람직하게는 1 ∼ 50 중량% 범위의 적어도 하나의 충전제를 포함한다.
열가소성 폴리우레탄(TPU), 임의의 적어도 하나의 추가 폴리머 및 임의의 적어도 하나의 충전제의 중량 백분율의 총합은 일반적으로 100 중량%이다.
또한, 폴리머 조성물(PC)은 당업자에게 공지된 첨가제를 포함할 수 있다. 폴리머 조성물(PC)에 존재할 수 있는 첨가제는, 예를 들어 안정제, 염료, 정전기 방지제, 필러 오일, 표면 개선제, 건조제, 탈형 보조제(demolding aid), 이형제(release agent), 항산화제, 광 안정제, PVC 안정제, 활제, 난연제, 발포제, 충격 개질제, 접착 촉진제, 커플링제 및 핵 형성 보조제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 폴리머 조성물(PC)이 안정제, 염료, 대전방지제, 필러 오일, 표면 개선제, 건조제, 탈형 보조제, 이형제, 항산화제, 광 안정제, PVC 안정제, 활제, 난연제, 발포제, 충격 개질제, 접착 촉진제, 커플링제 및 핵 형성 보조제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는 것인 적층체를 제공한다.
이들 첨가제는 당업자에게 자체 공지되어 있다. 결합제는 "가교제"로도 공지되어 있다. 본 발명의 맥락에서, "접착 촉진제"는 적어도 하나의 제1 층 및 임의로 적어도 하나의 제2 층에 대한, 적어도 하나의 추가 층의 폴리머 조성물(PC)의 접착성을 추가로 개선하는 첨가제를 의미하는 것으로 이해된다.
폴리머 조성물(PC)이 첨가제를 추가로 포함하는 경우, 열가소성 폴리우레탄(TPU), 첨가제, 임의의 적어도 하나의 추가 폴리머 및 임의의 적어도 하나의 충전제의 중량 백분율의 총합운 일반적으로 100 중량%라는 것이 명백해질 것이다.
폴리머 조성물(PC)은 일반적으로, ISO 527-1:2012에 따라 측정될 때 800 ∼ 1400 MPa 범위, 바람직하게는 900 ∼ 1350 MPa 범위, 특히 바람직하게는 1000 ∼ 1300 MPa 범위의 탄성 계수를 갖는다.
열가소성 폴리우레탄(TPU)
본 발명에 따르면, 폴리머 조성물(PC)은 적어도 다음의 성분들:
(A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
(B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
(C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
을 중합함으로써 얻을 수 있는 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄을 포함한다.
예를 들어, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은, 각각의 경우에 성분 (A), (B) 및 (C)의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 5 ∼ 50 중량% 범위의 성분 (A), 20 ∼ 80 중량% 범위의 성분 (B), 및 5 ∼ 40 중량% 범위의 성분 (C)를 중합함으로써 얻을 수 있다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 바람직하게는, 각각의 경우에 성분 (A), (B) 및 (C)의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 10 ∼ 40 중량% 범위의 성분 (A), 40 ∼ 70 중량% 범위의 성분 (B), 및 8 ∼ 30 중량% 범위의 성분 (C)를 중합함으로써 얻을 수 있다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 더욱 바람직하게는, 각각의 경우에 성분 (A), (B) 및 (C)의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 14 ∼ 35 중량% 범위의 성분 (A), 50 ∼ 65 중량% 범위의 성분 (B), 및 13 ∼ 24 중량% 범위의 성분 (C)를 중합함으로써 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 열가소성 폴리우레탄(TPU)이, 각각의 경우에 성분 (A), (B) 및 (C)의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 5 ∼ 50 중량% 범위의 성분 (A), 20 ∼ 80 중량% 범위의 성분 (B), 및 5 ∼ 40 중량% 범위의 성분 (C)를 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 적층체를 제공한다.
성분 (A), (B) 및 (C)의 중량 백분율은 성분 (A), (B) 및 (C)의 중합 전의 중량 백분율에 관한 것임이 명백해질 것이다. 중합 동안에, 중량 백분율은 변화할 수도 있다. 이는 당업자에게 자체 공지되어 있다.
성분 (A), (B) 및 (C)를 아래에서 상세히 설명한다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)"이 의미하는 것은 정확히 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 2 이상의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 혼합물(블렌드)이다.
폴리머 조성물(PC)이 2 이상의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 경우, 2 이상의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 혼합물은 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)에 대해 이하에 기술된 특성을 충족한다.
달리 말해, 이 경우에, 2 이상의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 블렌드는 이하에 기술하는 특성을 갖는다. 이는, 이 경우에, 블렌드에 존재하는 개개의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이, 블렌드가 특성을 갖는 경우에 후속의 설명과 차이가 있는 특성을 가질 수도 있음을 의미한다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 성분 (A), (B) 및 (C)를 중합함으로써 얻을 수 있다. 성분 (A)는 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올이다. 따라서 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 폴리에테르계 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로도 지칭된다.
따라서, 본 발명은 또한 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 적어도 하나의 폴리에테르계 열가소성 폴리우레탄(TPU)인 적층체를 제공한다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 제조를 위한 성분으로서 폴리에스테르를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 중합시에 에스테르 결합을 형성하는 성분을 사용하지 않는 것이 특히 바람직하다.
따라서, 본 발명은 또한 중합에서 에스테르 결합을 형성하는 성분이 성분 (A), (B) 및 (C)의 중합에 사용되지 않는 것인 적층체를 제공한다.
중합시 에스테르 결합을 형성하는 성분 및/또는 폴리에스테르를 사용하여 제조되는 열가소성 폴리우레탄(TPU)은, 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로도 지칭된다. 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 바람직하게는 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 아니다.
따라서 본 발명은 또한, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 아닌 적층체를 제공한다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 제조를 위한 성분 (A), (B) 및 (C)의 중합에서, 연쇄 이동제(D), 촉매(E) 및 첨가제(F)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 성분을 추가로 이용하는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명은 또한 성분 (A), (B) 및 (C)와, 연쇄 이동제(D), 촉매(E) 및 첨가제(F)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 성분을 중합함으로써 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 얻을 수 있는 것인 적층체를 제공한다.
적합한 연쇄 이동제(D)는 당업자에게 자체 공지되어 있다.
본 발명의 맥락에서 "연쇄 이동제"는 이소시아네이트에 대해 반응성인 정확히 하나의 기를 갖는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 연쇄 이동제의 예는 단작용성 알코올, 단작용성 아민 및 단작용성 폴리올이다. 바람직한 연쇄 이동제는 메틸아민이다.
예를 들어, 연쇄 이동제(D)는 30 g/mol ∼ 500 g/mol 범위의 분자량을 갖는다.
연쇄 이동제(D)는 바람직하게는, 성분 (A), 성분 (C) 및 성분 (D)의 중량 백분율의 총합을 기준으로 0 ∼ 5 중량% 범위, 바람직하게는 0.1 ∼ 1 중량% 범위의 양으로 사용된다.
적합한 촉매(E)는, 성분 (B)의 이소시아네이트 기(NCO 기)와 성분 (A) 및 성분 (C)의 히드록실기 사이의 반응을 촉매하는, 당업자에게 공지된 화합물이다. 예를 들어, 촉매(E)는 3차 아민 및 유기 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적합한 3차 아민은 당업자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 트리에틸아민, 디메틸시클로헥실아민, n-메틸모르폴린, N,N-디메틸피페라진, 2-(디메틸아미노에 톡시)에탄올 및 디아자비시클로[2.2.2]옥탄으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적합한 유기 금속 화합물은, 예를 들어 티탄산 에스테르, 철(III) 아세틸아세토네이트, 주석 디아세테이트, 주석 디옥타노에이트, 주석 디라우레이트, 디부틸 주석 디아세테이트 및 디부틸주석 디라우레이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
촉매(E)는 일반적으로 성분 (A) 및 (C)의 100 중량%를 기준으로 0.0001 중량% ∼ 0.1 중량%의 양으로 사용된다.
적합한 첨가제(F)는, 예를 들어 가수분해 안정제 및 난연제이다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 당업자에게 공지된 임의의 공정에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 연속 공정, 예컨대 반응형 압출 공정, 벨트 공정, "원샷" 공정 또는 프리폴리머 공정으로 제조된다. 이들 공정은 당업자에게 자체 공지되어 있다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 일반적으로 용융 온도(TM(TPU))를 갖는다. 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 용융 온도(TM(TPU))는, ISO 11357-3:2014에 따라 측정될 때, 예를 들어 140℃ ∼ 240℃ 범위, 바람직하게는 150℃ ∼ 230℃ 범위, 특히 바람직하게는 170℃ ∼ 220℃ 범위이다.
따라서 본 발명은 또한, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 140℃ ∼ 240℃ 범위의 용융 온도(TM(TPU))를 갖는 적층체를 제공한다.
ISO 11357-3:2014에 따른 용융 온도(TM(TPU))의 측정을 위해서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 일반적으로 펠릿화된 형태로 사용된다. 이 경우에 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 펠릿은 일반적으로 1 mm ∼ 10 mm 범위의 크기를 갖는다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 일반적으로 유리 전이 온도(TG(TPU))를 갖는다. 유리 전이 온도(TG(TPU))는 ISO 11357-2:2014에 따라 측정될 때, 예를 들어 -150℃ ∼ 20℃ 범위, 바람직하게는 -80℃ ∼ 0℃ 범위, 특히 바람직하게는 -60℃ ∼ -20℃ 범위이다.
따라서, 본 발명은 또한 적층체로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 유리 전이 온도(TG(TPU))를 갖고, 그 유리 전이 온도 (TG(TPU))가 -150℃ ∼ 20℃인 적층체를 제공한다.
본 발명의 맥락에서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 유리 전이 온도(TG(TPU))는, ISO 11357-2:2014에 따라, 건조 형태의 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 유리 전이 온도(TG(TPU))를 기준으로 한다.
본 발명의 맥락에서 "건조"는, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 물을 포함한다는 것을 의미한다. 보다 바람직하게는 "건조"는, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 어떠한 물도 포함하지 않음을 의미하고, 가장 바람직하게는 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 어떠한 용매도 포함하지 않음을 의미한다.
적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은, DIN EN ISO 527-1:2012에 따라 측정될 때, 예를 들어 800 ∼ 1400 MPa 범위, 바람직하게는 900 ∼ 1350 MPa 범위, 더욱 바람직하게는 1000 ∼ 1300 MPa 범위의 탄성 계수를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 800 ∼ 1400 MPa 범위의 탄성 계수를 갖는 것인 적층체를 제공한다.
성분 (A)
본 발명에 따르면, 성분 (A)는 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "성분 (A)" 및 "적어도 하나의 폴리에테르 폴리올"은 동의어로 사용되므로 동일한 의미를 갖는다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 폴리에테르 폴리올"이 의미하는 것은, 정확히 하나의 폴리에테르 폴리올 또는 2 이상의 폴리에테르 폴리올의 혼합물이다.
본 발명의 맥락에서 "폴리에테르 폴리올"은 2 이상의 알코올 기(히드록실 기, OH 기)를 갖는 폴리에테르를 의미하는 것으로 이해된다. 바람직한 폴리에테르 폴리올은 폴리에테르 디올이다. "폴리에테르 디올"은 정확히 2개의 알코올 기(OH 기; 히드록실 기)를 갖는 폴리에테르를 의미하는 것으로 이해된다. 폴리에테르 폴리올은 당업자에게 자체 공지되어 있다.
바람직한 폴리에테르 폴리올은, 예를 들어 촉매로서의 알칼리 금속 수산화물, 예컨대 수산화나트륨 또는 수산화칼륨, 또는 알칼리 금속 알콕시드, 예컨대 나트륨 메톡시드, 나트륨 에톡시드 또는 칼륨 에톡시드, 또는 칼륨 이소프로폭시드와 알킬렌 옥시드의 음이온 중합에 의해 얻을 수 있고, 이때 적어도 하나의 출발 분자가 첨가되며, 여기서 출발 분자는 2∼3개, 바람직하게는 2개의 반응성 수소 원자를 포함한다. 또한, 폴리에테르 폴리올은, 알킬 라디칼에 2∼4개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥시드의 촉매 중합에 의해, 그리고 촉매로서 루이스 산을 사용함으로써 얻을 수 있다.
바람직한 알킬렌 옥시드는, 예를 들어 테트라히드로푸란, 1,3-프로필렌 옥시드, 에틸렌 옥시드 및 1,2-프로필렌 옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된다. 테트라히드로푸란, 에틸렌 옥시드 및 1,2-프로필렌 옥시드가 특히 바람직하다. 테트라히드로푸란이 가장 바람직하다.
따라서 바람직하게는 본 발명에 따르면, 성분 (A)는 폴리 테트라히드로푸란, 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리-1,2-프로필렌 옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는 본 발명에 따르면, 성분 (A)는 폴리 테트라히드로푸란이다.
적합한 출발 분자는 당업자에게 자체 공지되어 있다. 예를 들어, 출발 분자는 물, 에탄디올, 프로판-1,2-디올, 부탄-1,4-디올, 디에틸렌 글리콜, 헥산-1,6-디올 및 2-메틸펜탄-1,5-디올로 이루어진 군으로부터 선택된다.
성분 (A)는 바람직하게는 선형이고, 예를 들어 100 ∼ 8000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 ∼ 7000 g/mol 범위, 더욱 바람직하게는 600 ∼ 6000 g/mol 범위의 수평균 분자량(Mn)을 갖는다.
따라서 본 발명은 또한, 성분 (A)가 100 ∼ 8000 g/mol 범위의 수평균 분자량(Mn)을 갖는 것인 적층체를 제공한다.
성분 (B)
본 발명에 따르면, 성분 (B)는 적어도 하나의 폴리이소시아네이트이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "성분 (B)" 및 "적어도 하나의 폴리이소시아네이트"는 동의어로 사용되므로 동일한 의미를 갖는다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 폴리이소시아네이트"가 의미하는 것은 정확히 하나의 폴리이소시아네이트 또는 2 이상의 폴리이소시아네이트의 혼합물이다.
본 발명의 맥락에서, "폴리이소시아네이트"는 2 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 적어도 하나의 폴리이소시아네이트는 바람직하게는 유기 폴리이소시아네이트이다. 더욱 바람직하게는, 적어도 하나의 폴리이소시아네이트는 적어도 하나의 디이소시아네이트이다.
따라서, 성분 (B)는 바람직하게는 적어도 하나의 유기 디이소시아네이트이다. 본 발명의 맥락에서, "유기 디이소시아네이트"는 지방족, 지환족, 방향지방족 및/또는 방향족 디이소시아네이트를 의미하는 것으로 이해된다.
예를 들어, 성분 (B)는 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 펜타메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 헵타메틸렌 디이소시아네이트, 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트; IPDI), 1,4- 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로 헥산(HXDI), 시클로헥산 1,4-디이소시아네이트, 1-메틸시클로헥산 2,4-디이소시아네이트, 1-메틸시클로헥산 2,6-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 2,4'-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 2,2'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트(2,2'-MDI), 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트(2,4'-MDI), 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트(4,4'-MDI), 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), 톨릴렌 2,4-디이소시아네이트(2,4-TDI), 톨릴렌 2,6-디이소시아네이트(2,6TDI), 3,3'-디메틸디페닐 디이소시아네이트, 디페닐에탄 1,2-디이소시아네이트 및 페닐렌 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
보다 바람직하게는, 성분 (B)는 디페닐메틸렌 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한, 성분 (B)가 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체를 제공한다.
성분 (C)
성분 (C)는 적어도 하나의 C2-C20 폴리올이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "성분 (C)" 및 "적어도 하나의 C2-C20 폴리올"은 동의어로 사용되므로 동일한 의미를 갖는다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 C2-C20 폴리올"이 의미하는 것은 정확히 하나의 C2-C20 폴리올 또는 2 이상의 C2-C20 폴리올의 혼합물이다.
본 발명의 맥락에서, "C2-C20 폴리올"은 2∼20개의 탄소 원자 및 2개 이상의 알코올 기(히드록실 기; OH 기)를 갖는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 성분 (C)는 2∼20개의 탄소 원자 및 2개 이상의 알코올 기(OH 기; 히드록실 기)를 갖는 지방족, 방향지방족, 방향족 및/또는 지환족 화합물일 수 있다. 성분 (C)는 바람직하게는 정확히 2개의 히드록실기를 갖는다.
예를 들어, 성분 (C)는 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 3∼8개의 탄소 원자를 갖는 디알킬렌 글리콜, 3∼8개의 탄소 원자를 갖는 트리알킬렌 글리콜, 및 3∼8개의 탄소 원자를 갖는 테트라 알킬렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된다.
보다 바람직하게는, 성분 (C)는 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올 및 부탄-1,4-디올로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한, 성분 (C)가 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올 및 부탄-1,4-디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체를 제공한다.
제조
본 발명의 적층체는 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 적층체를 연속 공정으로 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체는 바람직하게는 다음의 단계들:
a) 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
(A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
(B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
(C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 단계,
b) 적어도 하나의 제1 금속의 제1 시트를 가열하는 단계,
c) 단계 b)로부터의 가열된 제1 시트를, 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하여 적층체를 얻는 단계
를 포함하는 방법으로 제조된다.
따라서 본 발명은 또한, 본 발명의 적층체의 제조 방법으로서,
a) 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
(A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
(B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
(C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 단계,
b) 적어도 하나의 제1 금속의 제1 시트를 가열하는 단계,
c) 단계 b)로부터의 가열된 제1 시트를, 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하여 적층체를 얻는 단계
를 포함하는 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 적층체의 폴리머 조성물(PC)에 대한 전술한 설명 및 선호도는, 본 발명의 방법에서의 폴리머 조성물(PC)에 상응하게 적용된다.
적층체의 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)에 대한 설명 및 선호도는, 마찬가지로 상기 방법의 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)에 상응하게 적용된다.
단계 a)는 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 것을 포함한다. 단계 a)에서 제공된 필름은 폴리머 조성물(PC)로 이루어진다. 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 방법은 당업자에게 자체 공지되어 있다. 단계 a)는 바람직하게는 압출법에 의해 필름을 제공하는 것을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한, 단계 a)에서 압출법에 의해 필름이 제공되는 것인 방법을 제공한다.
폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하기 위한 적합한 압출법은 당업자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 캐스팅법, 캘린더링법, 블로잉법 또는 다중 블로잉법을 포함한다.
단계 a)에서 제공된 폴리머 조성물의 필름은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 단계 a)에서 제공된 폴리머 조성물(PC)의 필름은 일반적으로, 제조될 적층체의 적어도 하나의 추가 층보다 1% ∼ 20% 더 큰 범위, 제조될 적층체의 적어도 하나의 추가 층보다 2% ∼ 15% 더 큰 범위, 특히 바람직하게는 제조될 적층체의 적어도 하나의 추가 층보다 4% ∼ 10% 더 큰 범위의 두께를 갖는다.
단계 b)는 적어도 하나의 제1 금속의 제1 시트를 가열하는 것을 포함한다. 제1 시트는 적어도 하나의 제1 금속으로 제조된다. 적층체에 존재하는 적어도 하나의 제1 금속에 대한 전술한 상세사항 및 선호도는 적어도 하나의 제1 금속에 상응하게 적용될 수 있다. 제1 시트의 가열은 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 단계 b)는 바람직하게는 유도 수단(inductive means)에 의해 제1 시트를 가열하는 것을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한, 단계 b)에서 유도 수단에 의해 제1 시트가 가열되는 것인 방법을 제공한다.
단계 b)는 제1 시트를 임의의 원하는 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 단계 b)는 바람직하게는, 폴리머 조성물(PC)의 용융 온도(TM(PC)) 초과 및 분해 온도 미만의 온도로 제1 시트를 가열하는 것을 포함한다. 단계 b)는 바람직하게는, 제1 시트를 150℃ ∼ 350℃ 범위, 더욱 바람직하게는 180℃ ∼ 280℃ 범위, 특히 바람직하게는 200℃ ∼ 220℃ 범위의 온도로 가열하는 것을 포함한다.
따라서 본 발명은 또한, 단계 b)가 제1 시트를 150℃ ∼ 350℃ 범위의 온도로 가열하는 것을 포함하는 것인 방법을 제공한다.
단계 c)는, 단계 b)로부터의 가열된 제1 시트를, 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하여 적층체를 얻는 것을 포함한다. 이는 필름을 제1 시트에 결합시킨다. 이는 필름의 두께를 감소시킬 수 있다.
단계 c)에서, 단계 b)로부터의 가열된 제1 시트를 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하는 방법은 당업자에게 자체 공지되어 있다.
단계 b) 및 c)는 동시에 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 단계 b) 및 c)가 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 그 경우에, 제1 시트는 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착되면서 가열된다.
단계 c)에서 얻은 적층체는 일반적으로 냉각된다. 냉각은 당업자에게 공지된 임의의 공정, 예를 들어 적층체에 압축 공기를 불어넣는 것에 의해 수행될 수 있다. 적층체는 바람직하게는 압착 압력을 유지하면서 냉각된다.
얻어진 적층체에서, 가열된 제1 시트는 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층이고, 필름은 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층이다.
적층체가 적어도 하나의 제2 층을 포함하는 경우, 적어도 하나의 제2 금속의 제2 시트를 가열하는 것을 포함하는 추가 단계 b1)이 수행된다. 단계 b)에서의 제1 시트의 가열에 대한 전술한 설명 및 선호도는, 단계 b1)에서 제2 시트의 가열에 상응하여 적용된다.
이어서, 단계 c)는, 단계 a)에서 제공된 필름을 두 시트 사이에 배치하면서 가열된 제1 시트를 단계 b1)로부터의 가열된 제2 시트로 압착하는 것을 포함한다.
본 발명의 적층체의 제조 방법은 일반적으로 다음의 단계들:
a) 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
(A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
(B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
(C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 단계,
b) 적어도 하나의 제1 금속의 제1 시트를 가열하는 단계,
b1) 적어도 하나의 제2 금속의 제2 시트를 가열하는 단계,
c) 단계 a)에서 제공된 필름을, 단계 b)에서 가열된 제1 시트와 단계 b1)에서 가열된 제2 시트 사이에 배치하고, 단계 b)에서 가열된 제1 시트와 단계 b1)에서 가열된 제2 시트를, 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하여 적층체를 얻는 단계
를 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함하고 적어도 하나의 제1 층이 적어도 하나의 추가 층을 통해 적어도 하나의 제2 층에 결합되는 본 발명의 적층체의 제조 방법으로서,
a) 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
(A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
(B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
(C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 단계,
b) 적어도 하나의 제1 금속의 제1 시트를 가열하는 단계,
b1) 적어도 하나의 제2 금속의 제2 시트를 가열하는 단계,
c) 단계 a)에서 제공된 필름을, 단계 b)에서 가열된 제1 시트와 단계 b1)에서 가열된 제2 시트 사이에 배치하고, 단계 b)에서 가열된 제1 시트와 단계 b1)에서 가열된 제2 시트를, 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하여 적층체를 얻는 단계
를 포함하는 제조 방법을 제공한다.
적층체에 존재하는 적어도 하나의 제2 층의 임의의 적어도 하나의 제2 금속에 대한 전술한 설명 및 선호도는, 본 발명의 방법에서 제2 시트의 적어도 하나의 제2 금속에 상응하게 적용된다.
제1 시트 및 제1 시트의 가열에 대한 전술한 설명 및 선호도는 제2 시트 및 제2 시트의 가열에 상응하여 적용된다.
단계 c)에 대한 전술한 설명 및 선호도는 마찬가지로, 제2 시트가 추가적으로 배치되는 단계 c)에 상응하게 적용된다.
이하, 실시예를 참조하나 그에 한정하지 않으면서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
실시예
다음의 성분들을 사용하였다:
열가소성 폴리우레탄
TPU1: Elastollan 1174 D (BASF SE의 열가소성 폴리우레탄; MDI/폴리에테롤 코폴리머)
TPU2: Elastollan 1283 D11 (BASF SE의 열가소성 폴리우레탄; MDI/폴리에테롤 코폴리머)
TPU3: Elastollan C74 D (BASF SE의 열가소성 폴리우레탄; MDI/폴리에스테롤 코폴리머)
제1 및 제2 금속
강철
적층체의 제조
표 1에 명시된 폴리머들을, 표 1에 명시된 양으로, CTW100 압출기를 갖는 Haake PolyLab QC로 230℃에서 배합하여 폴리머 조성물을 얻고, 폭 100 mm의 슬롯 필름 다이를 통해 압출시켰다. 생성된 스트랜드를 폭 20 cm 너비의 수냉식 롤로 가공하여, 폭이 적어도 5 mm 이상이고 두께가 420 μm인 필름을 형성하고, 이를 권취하였다. 표 1에 명시된 양은 모두 중량%이다.
폴리머 조성물의 필름과 강철의 제1 시트 및 제2 시트를, 적층체를 제조하기 전에 7일 동안 80℃ 및 <5 mbar의 압력에서 건조하였다.
강철의 제1 시트 및 강철의 제2 시트를 장치에 삽입하여 적층체를 제조하였다. 폴리머 조성물의 필름을 제1 시트와 제2 시트 사이에 배치하였다. 시트들을 유압 프레스로 250℃ 및 30 bar로 60초 동안 압착하였다.
냉각을 위해서, 적층체를 고온 프레스로부터 회수하고 강철 시트(40 × 40 mm, 두께 5mm)로 덮었다. 냉각 후, 적층체를 상대 습도가 <1%인 공기 하에 보관하였다. 검편을 DIN EN ISO 11339에 따라 Zwick 테스터(공압 클램핑 조를 갖는 Zwicki BT1-FR5.0TN)에서, 측정 속도 200 mm/min 및 검편 두께 0.85 ∼ 0.9 mm로 측정하였다. 100 mm의 측정 거리로부터 확인된 인장력(뉴턴(N)으로 나타냄)을, 전체 측정에 대한 평균을 형성하는 데에 사용하였으며, 계산에 의해 폭 40 mm로 수정하였다. 다양한 적층체에 대한 결과(T-박리)도 마찬가지로 표 1에서 볼 수 있다.
적층체의 탄성 계수는 ISO 527-1:2012에 따라 측정하였다. 그 결과도 마찬가지로 표 1에서 볼 수 있다.
Figure pct00001
본 발명의 적층체는 특히 우수한 박리 특성 및 우수한 탄성 계수를 갖는다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 제1 금속의 적어도 하나의 제1 층, 및 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 적어도 하나의 추가 층을 포함하는 적층체로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
    (A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
    (B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
    (C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
    을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 적층체는 적어도 하나의 제2 금속의 적어도 하나의 제2 층을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 제1 층은 적어도 하나의 추가 층을 통해 적어도 하나의 제2 층에 결합되는 것인 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 -150℃ ∼ 20℃ 범위의 유리 전이 온도(TG(TPU))를 갖는 것인 적층체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리우레탄(TPU)은, 각각의 경우에 성분 (A), (B) 및 (C)의 중량 백분율의 총합을 기준으로, 5 ∼ 50 중량% 범위의 성분 (A), 20 ∼ 80 중량% 범위의 성분 (B), 및 5 ∼ 40 중량% 범위의 성분 (C)를 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 적층체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (B)는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (C)는 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올 및 부탄-1,4-디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 800 ∼ 1400 MPa 범위의 탄성 계수를 갖는 것인 적층체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (A)는 100 ∼ 8000 g/mol 범위의 수평균 분자량(Mn)을 갖는 것인 적층체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1 금속은 철, 알루미늄, 구리, 니켈 및 마그네슘, 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1 층은 0.1 mm ∼ 0.6 mm 범위의 두께를 갖고/갖거나, 적어도 하나의 추가 층은 0.02 mm ∼ 1.5 mm 범위의 두께를 갖는 것인 적층체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물(PC)은 안정제, 염료, 대전방지제, 필러 오일, 표면 개선제, 건조제, 탈형제, 이형제, 산화방지제, 광 안정제, PVC 안정제, 활제, 난연제, 발포제, 충격 개질제, 접착 촉진제, 커플링제 및 핵 형성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는 것인 적층체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적층체의 제조 방법으로서,
    a) 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하는 폴리머 조성물(PC)의 필름을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 적어도 다음의 성분들:
    (A) 적어도 하나의 폴리에테르 폴리올,
    (B) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트,
    (C) 적어도 하나의 C2-C20 폴리올
    을 중합함으로써 얻을 수 있는 것인 단계,
    b) 적어도 하나의 제1 금속의 제1 시트를 가열하는 단계,
    c) 단계 b)로부터의 가열된 제1 시트를, 단계 a)에서 제공된 필름으로 압착하여 적층체를 얻는 단계
    를 포함하는, 상기 적층체의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 단계 b)는 제1 시트를 150℃ ∼ 350℃ 범위의 온도로 가열하는 것을 포함하는 것인 제조 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 단계 b)에서 제1 시트의 가열은 유도 수단에 의해 수행되는 것인 제조 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)는 압출 공정에 의해 필름을 제공하는 것을 포함하는 것인 제조 방법.
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