KR101977424B1 - 카본 블랙 분산의 개선 방법 - Google Patents

카본 블랙 분산의 개선 방법 Download PDF

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코베스트로 도이칠란드 아게
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Abstract

본 발명은, 안료 및 이형제로 이루어진 마스터배치로서, 이형제가 저분자량 폴리올레핀 오일, 저분자량 폴리올레핀 왁스, 몬탄 왁스 및 지방산 및/또는 지방 알콜의 지방족 또는 방향족 카르복실산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되며, 마스터배치 중의 안료 함량이 마스터배치의 총 중량을 기준으로 하여 3 내지 70 중량%인 것을 특징으로 하는, 마스터배치에 관한 것이다. 상기 마스터배치는 개선된 안료 분산을 갖는 중합체 조성물의 제조에 적합하다.

Description

카본 블랙 분산의 개선 방법 {METHOD FOR IMPROVING SOOT DISPERSION}
본 발명은, 중합체 매트릭스 중의 안료 입자의 개선된 분산을 갖는 안료-함유 폴리카르보네이트 화합물, 및 이들 화합물의 제조 방법을 제공한다. 카본 블랙은 바람직하게 안료로서 사용되고, 본 발명에서 "카본 블랙"은, 모든 미립자 순수 탄소 기재 및 탄소 화합물, 예를 들어 컬러 카본 블랙, 전도성 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 흑연을 나타낸다. 안료-함유 폴리카르보네이트 화합물은, 예를 들어 엘라스토머 또는 그래프트 중합체 등의 추가의 중합체, 또는 예를 들어 폴리에스테르 등의 추가의 열가소성 물질을 함유할 수 있다.
본 발명은 또한, 폴리카르보네이트 조성물에 첨가되는 안료 및 이형제를 함유하는 안료 마스터배치의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 폴리카르보네이트 조성물의 배합에서, 지방족 알콜 또는 폴리올 기재의 지방산 에스테르 중의 안료의 마스터배치가 사용되는, 중합체 매트리스 중의 안료 입자의 개선된 분산을 갖는 이러한 폴리카르보네이트 화합물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 지방산 에스테르 중의 이러한 안료 마스터배치의 제조를 제공한다.
안료, 또한 특히 카본 블랙 입자를 열가소성 중합체 조성물 중에 혼입하는 경우의 기술적 문제는, 안료 입자를 중합체 매트릭스 중에 완전하게, 또한 균일하게 분산시키는 것의 문제이다. 불완전하게 분산된 안료 입자는 안료 응집체를 형성하고, 이는 (색 불균일성 및 부적절한 색 깊이와는 별도로) 또한 특히 중합체 조성물의 기계적 특성, 예컨대 이들의 강도 및 궁극적 신장성, 및 또한 물질의 표면 특성에 불리한 영향을 주는 결점을 초래한다. 보다 큰 안료 응집체는, 예를 들어, 오목부, 줄무늬 등의 이러한 조성물의 표면 상의 결함 및 결점, 또한 궁극적으로 광택도의 바람직하지 않은 감소를 초래한다. 다른 물질들과의 복합체에서, 이러한 표면 결점은 추가로 복합체 접착 특성 (예를 들어 래커 접착) 불리한 영향을 줄 수도 있다.
탄소-기재 안료 (예를 들어 흑색 착색을 위해, 조성물의 전기 또는 열 전도도를 증가시키기 위해, 기계적 강화를 위해, 또는 또한 저분자량 유기 화합물, 예컨대 잔류 단량체 또는 냄새-함유 물질의 결합 및 휘발성 감소를 위해, 많은 상업적 응용 분야에서 사용되는, 예를 들어, 카본 블랙, 흑연, 풀러렌, 그라펜, 활성탄 및 탄소 나노튜브 등)는, 특히 강한 입자간 결합력을 특징으로 하고, 따라서 특히 높은 응집체 (이는 열가소성 중합체 내로의 혼입시 어렵게만이 다시 파괴될 수 있음) 형성 경향성을 갖는다.
열가소성 중합체 조성물 중의 이러한 안료의 분산을 개선시키기 위한 다양한 방법이 선행 기술로부터 공지되어 있다. 예를 들어, 안료 분산은 통상의 배합 유닛, 예컨대 트윈-스크류 압출기 또는 내부 혼련기에서 중합체 용융물 내로의 안료의 혼입 동안 전단에 의해 비에너지 입력을 증가시킴으로써 개선될 수 있다.
그러나, 대부분의 응용 분야에서 우수한 열가소성 가공성에 요구되는 바와 같이, 중합체 용융물, 특히 낮은 점도, 즉 높은 용융 유동성을 갖는 중합체 용융물의 경우에 안료 분산에 사용될 수 있는 에너지 입력은 기술적으로 제한된다. 다른 경우에, 에너지 입력은, 안료가 혼입되는 중합체 용융물의 열 로딩 능력에 의해 제한된다. 높은 비에너지 입력은 자연히 높은 가공 온도로 이어지고, 이는, 중합체에 따라, 바람직하지 않은 손상, 노화 또는 심지어 중합체의 분해를 초래할 수 있다.
추가의 방법은, 중합체 매트릭스 중의 안료의 고농축 마스터배치의 사용이지만, 중합체 매트릭스 중의 기술적으로 달성가능한 안료 농도는 추가의 첨가제/가공 조제의 사용 없이는 경제적 응용에 있어 충분히 높지 않다. 또한, 이 방법을 사용하여서는 단지 안료가 마스터배치 중에 이미 잘 분산되어 있는 경우에만 최종 생성물에서의 우수한 안료 분산이 달성될 수 있고, 이는 중합체 매트릭스를 사용하는 경우에는 (특히 폴리카르보네이트에서) 단지 불충분하게 보장된다.
안료의 분산을 개선시키는 추가의 가능성은, 안료 응집체 내의 안료 응집물 또는 개개의 안료 입자 사이의 분자간 상호작용을 감소시키고, 이로써 화합물의 제조 동안 응집체의 파괴를 용이하게 하는 분산 조제를 사용하는 것에 있다. 조성물에서 다른 필수적인 작용을 하지 않는, 이러한 분산 조제 사용의 단점은, 이들이 생성된 중합체 조성물 중에 남아있고, 그 결과로 가능하게는 표적 생성물의 적용-관련 특성에 불리한 영향을 줄 수 있다는 것이다.
예를 들어, 상이한 중합체 (예컨대 충격-개질 중합체)의 다상(multiphase) 조성물 (블렌드) 중의 이러한 분산 조제는, 상 경계에서의 축적에 의해 상이한 중합체 성분의 상 상용성에 불리한 영향을 주고, 이로써 블렌드 조성물의 기계적 특성에 불리한 영향을 줄 수 있다. 또한, 이들 첨가제는 특정 중합체 시스템에서의 바람직하지 않은 노화 과정, 예를 들어 축중합 중합체에서의 가수분해적 분해 반응을 촉매할 수 있다.
선행 기술:
왁스형 화합물 중의 안료 농축물의 제조는 US 4,484,952로부터 이미 공지되어 있고, 여기에는 PETS (펜타에리트리톨 테트라스테아레이트) 중의 카본 블랙 농축물의 제조가 또한 기재되어 있다. 그러나, 안료를 담체와 혼합하기 위한 US 4,484,952에 언급된 교반, 분무 또는 원심분리 조건 하에 발생하는 전단력은, 고도로 응집된 안료의 경우에 담체 물질 중의 안료의 충분히 미세한 분리 및 균일한 분포를 달성하기에는 지나치게 작다. 그러나, 이는 이러한 안료 농축물의 보조 하에 후속되는 중합체 매트릭스 중의 안료의 균일한 분산을 위한 필수 요건이다. 또한, US 4,484,952에는 이렇게 제조된 카본 블랙 농축물을 사용한 열가소성 물질에서 달성될 수 있는 안료 분산액, 특히 폴리카르보네이트 조성물에서 달성될 수 있는 카본 블랙의 분산액의 품질에 대한 기재는 제공되어 있지 않다. 또한, US 4,484,952에는, 분산액의 품질에 결정적인 영향을 주는 안료 농축물의 제조에 사용되는 공정 파라미터 및 에너지 입력 뿐만 아니라 사용되는 혼합 유닛에 대한 정보는 없다.
왁스형 화합물 중의 안료, 또한 특히 카본 블랙의 제조는 또한 US 4,310,483으로부터 공지되어 있다. 그러나, 이는 또한, 응집된 안료의 분리 및 매트릭스 물질 중의 이들의 균일한 분포를 위해 단지 낮은 에너지 입력만이 일어나는 농축물 형태이다. 제조 공정은 사실상 기재된 안료 농축물의 계량투입 특성 개선을 목표로 하고, 여기서는 더스트(dust) 형성이 주로 회피되고, 보다 유리한 계량투입 형태는 안료의 습윤화에 의해 달성된다. 기재된 카본 블랙 농축물 중의 안료의 양은 사용되는 과립화 조제의 양을 크게 초과한다. 이러한 안료 농축물을 사용한 열가소성 물질 중의 안료 분산액의 품질에 대하여, US 4,310,483에는, 이것이 과립화 조제의 사용 없이 순수한 분말을 계량투입하는 경우와 동일하게 우수하다고 언급되어 있지만, 분산의 개선은 기재되어 있지 않다.
WO 2002/092702는, 왁스형 화합물, 따라서, 예를 들어 또한 PETS로 분무함으로써 카본 블랙 펠릿을 코팅하여, 코팅에 의해 카본 블랙 생성물의 계량투입 특성을 개선시키는 것에 관한 것이다.
카본 블랙 마스터배치를 사용한 카본 블랙-함유 폴리카르보네이트 성형 조성물의 제조가 EP 578 245 A2에 기재되어 있다. 그러나, 여기서 마스터배치는 폴리에틸렌 중의 마스터배치이다. 폴리에틸렌은 폴리카르보네이트 성형 조성물의 불리한 특성 변화 (예를 들어 성형 조성물의 저온 강도에 대한)를 초래하고, 따라서 회피되어야 한다.
US 2009/0057621 A1에는, 마스터배치의 단리 없이 제2 열가소성 용용물로의 동시 연속 계량투입 하에서의 열가소성 물질과 탄소-함유 열가소성 마스터배치의 용융-혼합이 기재되어 있고, 여기서 열가소성 물질은 또한 폴리카르보네이트일 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 기술적으로 지나치게 복잡하고 유연성이 없다.
따라서, 상기 언급된 선행 기술의 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 목적은, 폴리카르보네이트 화합물 중의 안료, 특히 카본 블랙의 개선된 분산을 위한 신규한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 안료 농축물 사용시, 조성물에서 필수적인 작용을 갖지 않는 외래 물질이 폴리카르보네이트 화합물 내로 도입되지 않아야 한다.
또한, 농축물이 개선된 안료 분산을 갖는 폴리카르보네이트 화합물의 제조 및 그로의 혼입에 적합한, 단리된 형태의 안료 농축물이 제공되어야 한다.
본 발명의 추가의 목적은, 통상의 혼합 유닛, 예컨대 단일축 또는 다축 압출기, 혼련기 또는 내부 혼합기에서 표준 조건 하에 제조 공정을 수행하는 것이 여전히 가능하면서, 안료 농축물을 사용함으로써, 단일 배합 단계에서 분말 형태의 순수 안료를 계량투입함으로써 가능한 것보다 더 우수한 중합체 매트릭스 중의 안료 분산을 달성하는 것이다.
놀랍게도, 폴리카르보네이트 성형 조성물에 대한 이형제로서 사용되는 물질 중의, 바람직한 실시양태에서는 지방족 지방산 에스테르 중의 안료, 특히 카본 블랙이, 소정의 조건 하에, 기계적 전단을 이용하여 지방산 에스테르의 용융물 중에 균일하게 분포되고 매우 잘 분산될 수 있으며, 또한 이렇게 제조된 카본 블랙 농축물은 냉각 후에 펠릿으로 성형되며, 후속 배합 공정에서 열가소성 조성물의 착색, 특히 또한 폴리카르보네이트 조성물의 착색을 위한 마스터배치로서 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 원칙적으로, 다양한 유형의 이형제, 및 다양한, 특히 탄소-함유 안료가 이러한 마스터배치의 제조에 적합하다.
본 발명의 목적은, 하기에 개시되며 특허청구범위에 기재되는 조성물, 방법 및 용도에 의해 달성되며, 본 발명에 따른 바람직한 실시양태는, 바람직한 안료로서 예를 들어 카본 블랙을 사용한 것에 대해 기재되지만, 이는 안료로서 카본 블랙으로의 임의의 근본적 제한을 의미하지는 않는다.
지방산 에스테르를 함유하는 이형제 중의 적합한 카본 블랙 유형의 농축물이 제조되며, 이 농축물은 바람직하게는 실온에서 과립화될 수 있다. 이러한 카본 블랙 마스터배치의 제조에 바람직하게 사용되는 이형제는 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 (PETS)이다. 그러나, 다른 지방산 에스테르, 바람직하게는 실온 (20℃)에서 고체인 것들 또한 본 발명에 따른 카본 블랙 마스터배치의 제조에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 카본 블랙 마스터배치는, 임의의 응집된 카본 블랙 입자의 적절한 분리를 위한 충분히 높은 전단 에너지의 적용 하에 지방산 에스테르의 용융물 중에서 통상의 배합 유닛에서 제조될 수 있다.
또한, 표준 조건 하에 통상의 혼합 유닛, 예컨대 단일축 또는 다축 압출기, 혼련기 또는 내부 혼합기에서 단일 배합 단계에서 배합에 의해 본 발명에 따른 카본 블랙 마스터배치를 사용하여 제조되고 착색된 폴리카르보네이트 성형 조성물은, 성형품으로의 열가소성 가공 후에 폴리카르보네이트 매트릭스 중의 카본 블랙 입자의 상당히 개선된 분산을 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 폴리카르보네이트 성형 조성물은 추가의 열가소성 물질 또는 미립자 엘라스토머 중합체 뿐만 아니라 통상의 충전제 및 중합체 첨가제를 함유할 수 있다.
따라서, 본 발명은 특히, 카본 블랙이 폴리카르보네이트 성형 조성물의 배합물에서 이형제로서 사용되며, 따라서 조성물에서 필수적인 작용을 나타내는 물질 중의 마스터배치 형태의 미세하게 분산된 형태로 존재하고, 이를 용융 배합에 의해 폴리카르보네이트 성형 조성물 내로 도입하는 것인, 카본 블랙-함유 폴리카르보네이트 성형 조성물의 제조 방법을 제공한다. 카본 블랙 마스터배치는 바람직하게는 상기한 바와 같이 펠릿 형태이고, 이것이 그대로 배합 공정에서 사용되고 계량투입된다. 그러나, 별법으로, 이러한 카본 블랙 마스터배치는, 비교적 낮은 융점에서의 낮은 용융 점도로 인해, 용융물 계량투입 펌프의 보조 하에 액체 또는 페이스트 형태로 배합 유닛에 공급될 수도 있다.
카본 블랙 마스터배치의 제조에 적합한 혼합 유닛은, 임의의 고체 카본 블랙 응집체를 미세하게 분리하고 이들을 이형제 중에 균일하게 분포시키도록 충분히 높은 전단 에너지를 카본 블랙 및 이형제의 용융물 중에 도입시킬 수 있는, 단일축 또는 다축 압출기 또는 혼련기, 예컨대 버스(Buss) 공-혼련기 또는 내부 혼합기 또는 전단 롤러, 및 임의의 혼합 유닛이다.
카본 블랙 및 이형제의 출발 성분은, 별도로, 또는 분말 또는 알갱이 또는 과립 혼합물 형태로 배합 유닛에 공급되고, 25℃ 내지 200℃, 바람직하게는 30℃ 내지 130℃의 하우징의 가열 온도에서 용융물 중에서 긴밀하게 혼합된다.
이렇게 얻어진 마스터배치는, 이들의 카본 블랙 함량 및 사용되는 이형제에 따라, 바람직하게는 실온에서 고체 점조도(consistency)를 갖는다. 고체 형태의 계량투입에서는, 카본 블랙 마스터배치를 용융 스트랜드로 성형하고, 임의로 미세-메쉬 체 (10 내지 100 ㎛ 메쉬 크기, 바람직하게는 20 내지 50 ㎛)를 통해 용융물 중에서 여과하여 불완전하게 분리된 카본 블랙 응집체를 유지하고, 이어서 40℃ 미만, 바람직하게는 30℃ 미만의 온도로 냉각시키고, 이어서 과립화한다.
폴리카르보네이트 성형 조성물의 후속 배합에서 용이하게 계량투입될 수 있는 카본 블랙 마스터배치의 충분히 미세하게 분할된 과립/펠릿의 제조에 적합한 과립화 장치는 수중 또는 고온면 수봉식(hot-face water-ring) 과립화기이다. 이렇게 얻어진 과립 또는 펠릿은 바람직하게는 8 mm, 특히 바람직하게는 5 mm 이하의 최대 길이, 및 바람직하게는 0.5 mm, 특히 바람직하게는 1 mm 이상의 최소 길이를 가지며, 여기서 길이는 본체의 최대 범위 방향의 축을 한정한다.
별법의 실시양태에서, 마스터배치는 0.5 mm 미만 및 0.1 mm 이상의 최대 직경을 갖는 분말 형태로 사용된다.
마스터배치 중의 카본 블랙 또는 안료의 양은, 마스터배치를 기준으로 하여 3 중량% 내지 70 중량%의 비교적 폭넓은 범위 내에서 달라질 수 있고; 카본 블랙 함량은 바람직하게는 30 중량% 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 35 중량% 내지 65 중량%, 특히 바람직하게는 40 내지 60 중량%이다
사용되는 안료, 또한 특히 사용되는 카본 블랙의 성질은 매우 크게 달라질 수 있고, 여기서 용어 "카본 블랙"은 탄소 나노튜브, 흑연, 전도성 카본 블랙 및 컬러 카본 블랙 등의 화학 종, 뿐만 아니라 매우 다양한 제조 방법에 의해 얻어진 카본 블랙을 또한 포함한다. 컬러 카본 블랙 및 전도성 카본 블랙이 특히 바람직하고, 컬러 카본 블랙이 특히 바람직하다. 이들 카본 블랙은 임의로 카본 블랙 마스터배치 중에서 또는 폴리카르보네이트 성형 조성물의 배합에서 다른 유기 또는 무기 안료와 함께 사용될 수도 있다. 별법의 실시양태에서 탄소 나노튜브 (CNT)는 바람직하게는 사용되지 않는다.
사용되는 이형제의 성질 또한 크게 달라질 수 있고, 여기서는 바람직하게는 실온에서 고체 점조도를 갖는 저분자량 폴리올레핀 오일 또는 왁스, 수소화된 오일, 몬탄산 또는 지방산 에스테르 등의 화합물이 바람직하게 사용된다. 추가의 바람직한 이형제는 지방족 몬탄산 또는 지방산 에스테르, 예컨대 글리세롤 스테아레이트 또는 팔미테이트 또는 펜타에리트리톨 스테아레이트이다. 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 (PETS)가 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 이들 카본 블랙 마스터배치를 통상의 조건 하에 용융물 중에서, 중합체와, 바람직하게는 폴리카르보네이트 및 임의로 추가의 중합체 성분, 바람직하게는 폴리카르보네이트, 성형 조성물과 통상의 용융-혼합 유닛에서, 예컨대 단일축 또는 다축 압출기에서 또는 혼련기에서 긴밀하게 혼합하고, 혼합물을 압출하고 과립화한다. 이들을, 비율조절 중량측정기 또는 측면 공급 장치를 통해 과립 또는 펠릿 형태로 별도로 또는 별법으로 승온에서 계량투입 펌프에 의해 용융물 형태로, 적합한 위치에서 압출기의 고체 공급 영역으로 또는 중합체 용융물로 계량투입한다. 과립 또는 펠릿 형태의 마스터배치를 다른 미립자 화합물과 조합하여 예비혼합물을 얻고, 이어서 함께 압출기의 고체 공급 영역으로 또는 압출기 내의 중합체 용융물로 계량투입 호퍼 또는 측면 공급 장치를 통해 공급할 수도 있다. 배합 유닛은 바람직하게는 이축 압출기, 특히 바람직하게는, 바람직하게는 20 내지 44, 특히 바람직하게는 28 내지 40의 스크류 축의 길이/직경 비율을 갖는 동시-회전 축을 갖는 이축 압출기이다. 이러한 이축 압출기는 용융 및 혼합 대역 또는 조합된 용융 및 혼합 대역 (여기서 "용융 및 혼합 대역"은 또한 하기에서 "혼련 및 용융 대역"으로서 언급됨), 및 임의로, 바람직하게는 800 mbar 이하, 보다 바람직하게는 500 mbar 이하, 특히 바람직하게는 200 mbar 이하의 절대 압력 pabs가 설정되는 탈기 대역을 포함한다. 혼합물 조성물의 압출기 내 평균 체류 시간은 바람직하게는 120 s 이하, 특히 바람직하게는 80 s 이하, 특히 바람직하게는 60 s 이하로 제한된다. 바람직한 실시양태에서, 압출기 출구에서의 중합체 또는 중합체 알로이의 용융물의 온도는 200℃ 내지 400℃이다.
따라서, 본 발명은 또한,
a) 1 내지 99.96 중량%, 바람직하게는 40 내지 99.9 중량%, 보다 바람직하게는 50 내지 99.8 중량%, 특히 바람직하게는 50 내지 75 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체 (a),
b) 0.02 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량%의 하나 이상의 안료 성분 (b), 바람직한 실시양태에서는 탄소-기재 안료, 특히 바람직한 실시양태에서는 카본 블랙,
c) 0.02 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량%의 하나 이상의 이형제 (c),
d) 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 0 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 60 중량%, 특히 바람직하게는 20 내지 60 중량%의 하나 이상의 열가소성 폴리에스테르 (d),
e) 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 20 중량%의, 성분 f 이외의 하나 이상의 엘라스토머 (e),
f) 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 0 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 50 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 40 중량%의 하나 이상의 임의로 고무-개질된 비닐 (공)중합체 (f), 및
g) 0 내지 40 중량%, 바람직하게는 0 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%의 추가의 첨가제
를 함유하는, 본 발명에 따른 방법에 의해, 즉 본 발명에 따른 안료-이형제 농축물을 사용하여 제조된, 개선된 안료 분산을 갖는 안료-함유 중합체 성형 조성물, 바람직한 실시양태에서는 폴리카르보네이트 성형 조성물을 제공한다.
성분 b 및 c는 전체적으로 또는 단지 부분적으로 성분 b 및 c의 마스터배치 형태로 본 발명에 따른 안료-함유 중합체 성형 조성물의 제조에 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 성분 b에 따른 탄소-기재 안료는 단지 성분 b 및 c의 마스터배치 형태로 본 발명에 따른 안료-함유 중합체 성형 조성물의 제조에 사용되지만, 이러한 바람직한 실시양태에서 성분 c의 일부는 본 발명에 따른 안료-함유 중합체 성형 조성물의 제조에서 순수 성분 형태로 사용될 수도 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 성분 b 및 c는 단지 성분 b 및 c의 마스터배치 형태로 본 발명에 따른 안료-함유 중합체 성형 조성물의 제조에 사용된다.
본 발명에 따라 제조된 이들 안료/카본 블랙-함유 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물로부터 열가소성 가공에 의해, 예를 들어 사출 성형에 의해 제조된 성형품은, 예를 들어 분말 혼합물로부터 직접 배합에 의해 또는 열가소성 물질-기재 안료/카본 블랙 마스터배치를 사용한 배합에 의해 제조된 동일한 조성의 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물에 비해, 현저히 적은 광학 결함, 즉 표면 결점을 갖는 현저히 더 균질한 성형 표면, 및 현저히 향상된 강도, 특히 향상된 노치 충격 강도를 나타낸다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 중합체/폴리카르보네이트 조성물로부터 사출 성형 공정에 의해 제조된 성형품 상의 표면 결점 (오목부, 크레이터, 오점 등)의 수는, 상이한 공정에 의해, 특히 분말 형태의 안료 성분 b를 사용하여 1단계 배합 공정에 의해 제조된 동일한 조성을 갖는 성형 조성물의 성형품과 비교하여, 20% 이상, 특히 바람직하게는 20 내지 95% 감소한다.
고광택 마감처리를 갖는 사출 성형 도구 (ISO N1) 상에서 제조된 사출-성형품의 표면 결점은 광학 분석 방법에 의해 규명되고 정량화될 수 있으며, 여기서는 10 ㎛ 이상의 평균 직경을 갖는 모든 결함이 표면 결점 수의 측정에 사용된다. 표면 결점의 수는, 할로겐 100 광원에 의해 조사하여, 명시야에서 2.5x 배율로 대물 렌즈를 통해 반사 광 현미경 (예를 들어, 자이스 액시오플랜(Zeiss Axioplan) (2 모터형)) 하에 성형 표면을 관찰하여 측정하였다. 4 cm x 4 cm 크기의 표면 영역 내의 결점의 수는 곡류 방식으로 영역을 스캐닝함으로써 측정하였다. 측정은, 이미지 평가 소프트웨어 (예를 들어, KS 300 자이스)를 이용하여 카메라 (예를 들어, 액시오캠(Axiocam) HRC)에 의해 보조되었다.
라만(Raman) 분광법에 의한 분석에 따라, 상기 언급된 조성을 갖는 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물의 성형물에 대해 광학적으로 이와 같이 측정된 표면 결점은, 압출기에서의 성분들의 용융 배합물 중에서 부적절하게 분리되어 있는, 임의로 성분 E 및/또는 F의 엘라스토머 입자와 함께, 안료, 특히 카본 블랙 입자의 응집체 및 응집물을 나타낸다. 이러한 표면 결점은 물질 샘플의 적합한 구역의 반사 광 현미경검사에 의해 명백하게 가시적이다. 이러한 표면 결점은 통상적으로 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 평균 직경을 갖는다.
안료/카본 블랙-함유 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물의 본 발명에 따른 제조에서, 중합체 매트릭스 중의 안료/카본 블랙의 분산을 개선시키는 것을 추가로 보조하는 추가의 공정-관련 수단이 이용될 수 있다. 예를 들어, 용융물 중의 안료/카본 블랙-함유 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물의 배합 동안, 물이 성형 조성물을 기준으로 하여 0.2 내지 10 중량%의 양으로 첨가되고, 압출기의 탈기 노즐에 의해 다시 제거될 수 있다 (DE 10 2009 009680 및 EP 10001490.1에 기재된 바와 같음). 마찬가지로, 안료/카본 블랙-함유 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물의 배합은 스크류 크레스트와 하우징 벽 사이의 확대된 갭 폭을 갖는 압출기 상에서 수행될 수 있다 (EP 1016954.7에 기재된 바와 같음). 모든 이들 수단은 이들 자체로, 또한 서로 조합되어, 중합체/폴리카르보네이트 성형 조성물 중의 안료/카본 블랙의 분산 개선을 제공한다.
성분 a
본 발명에 따른 조성물 중의 열가소성 중합체로서는, 예를 들어, 폴리올레핀 (예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 비닐 (공)중합체, 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 스티렌 (공)중합체 (예를 들어, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴), 폴리비닐 아세테이트, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아세탈 (예컨대 폴리옥시메틸렌 및 폴리페닐렌 에테르), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리에스테르 카르보네이트, 폴리술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴 에테르, 폴리페닐렌 에테르, 폴리아릴술폰, 폴리아릴 술피드, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르 케톤, 폴리아미드 이미드, 폴리에테르 이미드 및 폴리에스테르 이미드가 사용될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 조성물 중의 열가소성 중합체 a로서는, 방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 군으로부터 선택된 하나 이상의 대표물이 사용된다.
본 발명에 따라 적합한 성분 a에 따른 방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 문헌에 공지되어 있거나, 또는 문헌에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다 (방향족 폴리카르보네이트의 제조에 대해서는, 예를 들어, 문헌 [Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964] 및 DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE-A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610, DE-A 3 832 396 참조; 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조에 대해서는, 예를 들어, DE-A 3 007 934 참조). 방향족 폴리카르보네이트의 제조는, 예를 들어, 디페놀을 탄산 할라이드, 바람직하게는 포스겐과 및/또는 방향족 디카르복실산 디할라이드, 바람직하게는 벤젠디카르복실산 디할라이드와, 계면 공정에 따라, 임의로는 쇄 종결제, 예를 들어 모노페놀을 사용하고, 임의로 3 이상의 관능가를 갖는 분지화제, 예를 들어 트리페놀 또는 테트라페놀을 사용하여 반응시킴으로써 수행된다. 디페놀과, 예를 들어, 디페닐 카르보네이트의 반응에 의한 용융 중합 방법에 의한 제조 또한 가능하다.
방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조를 위한 디페놀은 바람직하게는 하기 화학식 I의 것들이다.
<화학식 I>
Figure 112013065796988-pct00001
상기 식에서,
A는 단일 결합, C1- 내지 C5-알킬렌, C2- 내지 C5-알킬리덴, C5- 내지 C6-시클로알킬리덴, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6- 내지 C12-아릴렌이며, 여기에 임의로 헤테로원자를 함유하는 추가의 방향족 고리가 융합될 수 있거나,
또는 하기 화학식 II 또는 III의 라디칼이고,
<화학식 II>
Figure 112013065796988-pct00002
<화학식 III>
Figure 112013065796988-pct00003
B는 각 경우에 C1- 내지 C12-알킬, 바람직하게는 메틸, 할로겐, 바람직하게는 염소 및/또는 브로민이고
x는 각각 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이고,
p는 1 또는 0이고,
R5 및 R6은 각각의 X1에 대해 개별적으로 선택될 수 있고, 각각 서로 독립적으로 수소 또는 C1- 내지 C6-알킬, 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이고,
X1은 탄소이고,
m은 4 내지 7의 정수, 바람직하게는 4 또는 5이고, 단 적어도 하나의 원자 상에서 X1, R5 및 R6은 동시에 알킬이다.
바람직한 디페놀은 히드로퀴논, 레조르시놀, 디히드록시디페놀, 비스-(히드록시페닐)-C1-C5-알칸, 비스-(히드록시페닐)-C5-C6-시클로알칸, 비스-(히드록시페닐) 에테르, 비스-(히드록시페닐) 술폭시드, 비스-(히드록시페닐) 케톤, 비스-(히드록시페닐)-술폰 및 α,α-비스-(히드록시페닐)-디이소프로필-벤젠, 및 이들의 고리 상의 브로민화 및/또는 염소화 유도체이다.
특히 바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 비스페놀 A, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 4,4'-디히드록시디페닐 술피드, 4,4'-디히드록시디페닐술폰 및 이들의 이- 및 사-브로민화 또는 염소화 유도체, 예컨대 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 또는 2,2-비스-(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)-프로판이다. 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판 (비스페놀 A)이 특히 바람직하다.
디페놀은 그 자체로 또는 임의의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 디페놀은 문헌에 공지되어 있거나 또는 문헌에 공지된 방법에 따라 수득가능하다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트의 제조에 적합한 쇄 종결제는, 예를 들어, 페놀, p-클로로페놀, p-tert-부틸페놀 또는 2,4,6-트리브로모페놀, 뿐만 아니라 장쇄 알킬페놀, 예컨대 4-[2-(2,4,4-트리메틸펜틸)]-페놀, 4-(1,3-테트라메틸부틸)-페놀 (DE-A 2 842 005에 따름) 또는 알킬 치환기 내에 총 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모노알킬페놀 또는 디알킬페놀, 예컨대 3,5-디-tert-부틸페놀, p-이소옥틸페놀, p-tert-옥틸페놀, p-도데실페놀 및 2-(3,5-디메틸헵틸)-페놀 및 4-(3,5-디메틸헵틸)-페놀이다. 사용되는 쇄 종결제의 양은 일반적으로, 특정 경우에 사용되는 디페놀의 몰 합계를 기준으로 하여 0.5 mol% 내지 10 mol%이다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 10,000 내지 200,000 g/mol, 바람직하게는 15,000 내지 80,000 g/mol, 특히 바람직하게는 24,000 내지 32,000 g/mol의 중량-평균 분자량 (Mw, GPC (디클로로메탄 중의 폴리카르보네이트 표준물을 사용한 겔 투과 크로마토그래피)에 의해 측정됨)을 갖는다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 공지된 방식으로, 바람직하게는 사용되는 디페놀의 합계를 기준으로 하여 0.05 내지 2.0 mol%의, 3 이상의 관능가를 갖는 화합물, 예를 들어 3개 이상의 페놀 기를 갖는 화합물의 혼입에 의해 분지화될 수 있다. 선형 폴리카르보네이트, 보다 바람직하게는 비스페놀 A를 기재로 한 것이 바람직하다.
호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 둘 다 적합하다. 본 발명에 따른 성분 a의 코폴리카르보네이트의 제조를 위해, 사용되는 디페놀의 총량을 기준으로 하여 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 2.5 내지 25 중량%의, 히드록시아릴옥시 말단 기를 갖는 폴리디오르가노실록산을 사용할 수도 있다. 이들은 공지되어 있고 (US 3 419 634), 문헌에 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 폴리디오르가노실록산-함유 코폴리카르보네이트 또한 적합하고; 폴리디오르가노실록산을 함유하는 코폴리카르보네이트의 제조는, 예를 들어, DE-A 3 334 782에 기재되어 있다.
비스페놀 A 호모폴리카르보네이트에 추가로 바람직한 폴리카르보네이트는, 디페놀의 몰 합계를 기준으로 하여 15 mol% 이하의, 바람직한 또는 특히 바람직한 것으로 언급된 것들 이외의 디페놀, 특히 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)-프로판과 비스페놀 A의 코폴리카르보네이트이다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조를 위한 방향족 디카르복실산 디할라이드는 바람직하게는 이소프탈산, 테레프탈산, 디페닐 에테르 4,4'-디카르복실산 및 나프탈렌-2,6-디카르복실산의 2가산(diacid) 디클로라이드이다.
1:20 내지 20:1 비율의 이소프탈산 및 테레프탈산의 2가산 디클로라이드의 혼합물이 특히 바람직하다.
폴리에스테르 카르보네이트의 제조에서는, 탄산 할라이드, 바람직하게는 포스겐이 이관능성 산 유도체로서 동시에 추가로 사용된다.
상기 언급된 모노페놀 이외에도, 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조에 적합한 쇄 종결제는 또한, 이들의 클로로탄산 에스테르 및 방향족 모노카르복실산의 산 클로라이드 (이는 임의로 C1- 내지 C22-알킬 기로 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있음), 뿐만 아니라 지방족 C2- 내지 C22-모노카르복실산 클로라이드이다.
쇄 종결제의 양은, 페놀계 쇄 종결제의 경우에는 디페놀의 몰수를 기준으로 하여, 또한 모노카르복실산 클로라이드 쇄 종결제의 경우에는 디카르복실산 디클로라이드의 몰수를 기준으로 하여, 각 경우에 0.1 내지 10 mol%이다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조에서는, 하나 이상의 방향족 히드록시카르복실산이 추가로 사용될 수 있다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 선형일 수도 있고 공지된 방식으로 분지화될 수도 있으며 (이와 관련하여 DE-A 2 940 024 및 DE-A 3 007 934 참조), 선형 폴리에스테르 카르보네이트가 바람직하다.
분지화제로서, 예를 들어, 카르복실산 클로라이드, 예컨대 트리메스산 트리클로라이드, 시아누르산 트리클로라이드, 3,3'-,4,4'-벤조페논-테트라카르복실산 테트라클로라이드, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 테트라클로라이드 또는 피로멜리트산 테트라클로라이드가 0.01 내지 1.0 mol% (사용되는 디카르복실산 디클로라이드 기준)의 양으로, 또는 3 이상의 관능가를 갖는 페놀, 예컨대 플로로글루시놀, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-헵트-2-엔, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-헵탄, 1,3,5-트리-(4-히드록시페닐)-벤젠, 1,1,1-트리-(4-히드록시페닐)-에탄, 트리-(4-히드록시페닐)-페닐메탄, 2,2-비스[4,4-비스(4-히드록시-페닐)-시클로헥실]-프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐-이소프로필)-페놀, 테트라-(4-히드록시페닐)-메탄, 2,6-비스(2-히드록시-5-메틸-벤질)-4-메틸-페놀, 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)-프로판, 테트라-(4-[4-히드록시페닐-이소프로필]-페녹시)-메탄, 1,4-비스[4,4'-디히드록시트리페닐)-메틸]-벤젠이 0.01 내지 1.0 mol% (사용되는 디페놀 기준)의 양으로 사용될 수 있다. 페놀계 분지화제는 디페놀과 함께 용기 내에 배치될 수 있고; 산 클로라이드 분지화제는 산 디클로라이드와 함께 도입될 수 있다.
열가소성 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 중의 카르보네이트 구조 단위의 함량은 요망되는 바에 따라 변할 수 있다. 카르보네이트 기의 함량은 에스테르 기 및 카르보네이트 기의 합계를 기준으로 하여 바람직하게는 100 mol% 이하, 특히 80 mol% 이하, 특히 바람직하게는 50 mol% 이하이다. 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 중에 함유된 에스테르 및 카르보네이트 둘 다 블록 형태로 축중합물 중에 존재하거나 랜덤 분포될 수 있다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 카르보네이트는 그 자체로 또는 임의의 혼합물로 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 특히 바람직하게 사용되는 성분 a는 폴리카르보네이트이고, 비스페놀 A 호모폴리카르보네이트가 특히 바람직하다.
성분 b
성분 b로서는 원칙적으로 임의의 요망되는 무기 또는 유기, 천연 또는 합성적으로 제조된 안료가 사용된다. 안료는 적용 매질 (여기서는 성분 a에 따른 열가소성 중합체) 중에서 불용성인 색-부여 물질로서 이해된다. 이러한 안료의 예는, 이산화티타늄, 카본 블랙, 비스무트 안료, 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 술피드, 철 시안 블루, 울트라마린, 카드뮴 안료, 크로메이트 안료, 아조 안료 뿐만 아니라 폴리시클릭 안료이다.
바람직하게는 성분 b로서 강한 입자간 결합력 (반 데르 발스 힘)을 갖는 안료가 사용되는데, 이들은 특히 분산되기 어렵기 때문이다.
성분 b는 특히 바람직하게는 카본 블랙, 흑연, 풀러렌, 그라펜, 활성탄 및 탄소 나노튜브 (CNT)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 탄소-기재 안료이다.
탄소 나노튜브로서는 단층 벽을 갖는 것들 (단일 벽 형성 탄소 나노튜브 = SWCNT) 및 다층 벽을 갖는 것들 (다중 벽 형성 탄소 나노튜브 = MWCNT) 둘 다 적합하다.
탄소 나노튜브 (CNT)는 바람직하게는, 임의의 무정형 탄소를 함유하지 않는 > 95%의 탄소 함량을 갖는 원통형 탄소 튜브인 것으로 이해된다. 탄소 나노튜브는 바람직하게는 3 내지 80 nm, 특히 바람직하게는 5 내지 20 nm의 외경을 갖는다. 외경의 평균 값은 바람직하게는 13 내지 16 nm이다. 원통형 탄소 나노튜브의 길이는 바람직하게는 0.1 내지 20 ㎛, 특히 바람직하게는 1 내지 10 ㎛이다. 탄소 나노튜브는, 2 내지 6 nm의 최소 내경을 갖는, 바람직하게는 2 내지 50개, 특히 바람직하게는 3 내지 15개의 흑연층 (또한 "벽"으로서 언급됨)으로 이루어진다. 이들 탄소 나노튜브는 또한 예를 들어 "탄소 피브릴" 또는 "중공 탄소 섬유"로서 언급된다.
본 발명에 따라 사용되는 CNT의 제조는 일반적으로 공지되어 있고 (예를 들어, US-A 5 643 502 및 DE-A 10 2006 017 695 참조); 이들은 바람직하게는 DE-A 10 2006 017 695에 개시된 방법에 의해, 특히 바람직하게는 DE-A 10 2006 017 695의 실시예 3에 개시된 방법에 의해 제조된다.
별법의 실시양태에서, 성분 b에 따른 탄소-기재 안료는 바람직하게는 탄소 나노튜브의 형태로 사용되지 않고, CNT를 제외한 탄소-기재 안료, 바람직하게는 카본 블랙, 특히 바람직하게는 컬러 카본 블랙이 성분 b로서 사용된다.
카본 블랙은, 품질 및 용도에 따라, 실질적으로 탄소로 이루어진 흑색 미분 고체이다. 카본 블랙의 탄소 함량은 일반적으로 80.0 내지 99.9 중량%이다. 산화적 후-처리가 수행되지 않은 카본 블랙의 경우, 탄소 함량은 바람직하게는 96.0 내지 95.5 중량%이다. 유기 용매를 사용한, 예를 들어 톨루엔을 사용한 카본 블랙의 추출에 의해, 카본 블랙 상의 미량의 유기 불순물이 제거될 수 있고, 이로써 탄소 함량이 99.9 중량% 초과로 증가할 수 있다. 산화적 후-처리가 수행된 카본 블랙의 경우에는, 산소 함량이 30 중량% 이하, 바람직하게는 20 중량% 이하, 특히 5 내지 15 중량%일 수 있다.
카본 블랙은 바람직하게는 10 내지 500 nm의 크기를 갖는 대체로 구형인 1차 입자로 이루어진다. 이들 1차 입자는 함께 성장하여 쇄형 또는 분지형 응집물을 형성한다. 응집물은 일반적으로, 분산 공정에서 분리될 수 있는 카본 블랙의 최소 단위이다. 또한 많은 이들 응집물이 분자간 (반 데르 발스) 힘에 의해 합쳐져 응집체를 형성한다. 제조 조건을 변화시킴으로써, 1차 입자의 크기 및 이들의 응집물 (구조)가 의도적으로 조정될 수 있다. 당업자는 구조를 응집물 내의 1차 입자의 3차원 배열의 유형으로서 이해한다. "고도 구조화"는 고도로 분지화되고 가교된 응집물 구조를 갖는 카본 블랙을 지칭하고, 반면에 주로 선형인 응집물 구조, 즉 거의 분지화 및 가교되지 않은 응집물 구조의 경우에는, 용어 "저 구조화"가 사용된다.
디부틸 프탈레이트 (DBP)를 사용하여 ISO 4656에 따라 측정된 오일 흡착가가 일반적으로 카본 블랙의 구조에 대한 척도로서 제공된다. 높은 오일 흡착가는 고도 구조화에 대한 지표이다.
카본 블랙의 1차 입자 크기는, 예를 들어 주사 전자 현미경검사에 의해 측정될 수 있다. 그러나, 질소 흡착을 이용하여 ISO 4652에 따라 측정된 카본 블랙의 BET 표면적 또한 카본 블랙의 1차 입자 크기의 척도로서 이용된다. 높은 BET 표면적은 작은 1차 입자 크기에 대한 지표이다.
카본 블랙의 응집체의 분산성은 1차 입자 크기 및 응집물의 구조에 따라 달라지며, 카본 블랙의 분산성은 일반적으로 1차 입자 크기 및 구조화가 감소함에 따라 감소한다.
시판품으로서, 탄화수소의 불완전 연소 또는 열분해에 의해 산업용 카본 블랙이 제조된다. 산업용 카본 블랙의 제조 방법은 문헌에 공지되어 있다. 산업용 카본 블랙의 공지된 제조 방법은 특히, 로(furnace), 기체 블랙, 화염 블랙, 아세틸렌 블랙 및 열 블랙 방법이다.
1차 입자의 입자 크기 분포 및 1차 입자 응집물의 크기 및 구조는 카본 블랙의 색 깊이, 그라운드 색조 및 전도도 등의 특성을 결정한다. 전도성 카본 블랙은 일반적으로 작은 1차 입자 및 고도 분지화 응집물을 갖는다. 컬러 카본 블랙은 일반적으로 매우 작은 1차 입자를 갖는 카본 블랙이고, 흔히 상기 언급된 방법 중 하나에 의한 제조 후 후속 산화가 수행된다. 이로써 카본 블랙 표면에 결합된 산화 기는, 카본 블랙이 도입되고 분산되는 수지와의 상용성을 증가시키도록 의도된다.
바람직하게는 컬러 카본 블랙이 성분 b로서 사용된다. 바람직한 실시양태에서 이들은 주사 전자 현미경검사에 의해 측정된 평균 1차 입자 크기가 10 내지 100 nm, 보다 바람직하게는 10 내지 50 nm, 특히 바람직하게는 10 내지 30 nm, 특히 10 내지 20 nm이다. 따라서, 특히 미세하게 분할된 컬러 카본 블랙이 본 발명에 따른 방법에서 특히 바람직한데, 이는 1차 입자 크기 감소에 따라 특정량의 카본 블랙으로 달성될 수 있는 색 깊이 및 UV 내성이 증가하는 반면 이들의 분산성이 또한 감소하기 때문이며, 이러한 이유로 이러한 매우 미세하게 분할된 카본 블랙은 특히 이들의 분산성에 대한 개선을 필요로 한다.
성분 b로서 바람직하게 사용되는 컬러 카본 블랙은, 질소 흡착에 의해 ISO 4652에 따라 측정된 BET 표면적이 바람직하게는 20 ㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 50 ㎡/g 이상, 특히 바람직하게는 100 ㎡/g 이상, 특히 150 ㎡/g 이상이다.
성분 b로서 바람직하게 사용되는 컬러 카본 블랙은 또한, 디부틸 프탈레이트 (DBP)를 사용하여 ISO 4656에 따라 측정된 오일 흡착가가 바람직하게는 10 내지 200 ml/100 g, 보다 바람직하게는 30 내지 150 ml/100 g, 특히 바람직하게는 40 내지 120 ml/100 g, 특히 40 내지 80 ml/100 g인 것을 특징으로 한다. 낮은 오일 흡착가를 갖는 컬러 카본 블랙은 일반적으로 보다 우수한 색 깊이를 달성하며 이러한 점에서 바람직한 반면에 이들은 일반적으로 분산시키기가 어렵고, 이러한 이유로 이러한 카본 블랙은 특히 이들의 분산성에 대한 개선을 필요로 한다.
성분 b로서 사용되는 카본 블랙은 펠릿 또는 펄 형태로 사용될 수 있고 바람직하게는 이와 같이 사용된다. 펄 형성 또는 펠릿화는 문헌에 공지된 방법에 의해 수행되며, 이는 한편으로는 벌크 밀도 증가를 제공하며 계량투입 (유동) 특성을 개선시키지만, 반면에 이는 또한 산업 위생의 이유로 수행된다. 펠릿 또는 펄은 바람직하게는, 이들이 계량투입 동안 주로 손상되지 않고 수송 및 공급 공정을 견디며, 예를 들어 통상의 분말 혼합 장치 및/또는 배합 유닛에서 일어나는 높은 기계적 전단력의 작용 하에 다시 완전히 응집체로 파괴되도록 이들의 경도가 조정된다.
성분 c
본 발명에 따라 사용될 수 있는 이형제는 바람직하게는 120℃ 미만, 특히 바람직하게는 20℃ 내지 100℃, 가장 특히 바람직하게는 40℃ 내지 80℃의 연화 온도를 갖는 화합물, 예컨대 저분자량 폴리올레핀 오일 또는 왁스, 몬탄 왁스, 지방산 및/또는 지방 알콜 기재의 지방족 또는 방향족 카르복실산 에스테르이다. 본 발명에 따라 바람직한 이형제는 지방족 카르복실산 에스테르이다. 이들은 1가 또는 2가 지방족 및/또는 방향족, 바람직하게는 지방족, 히드록시 화합물과 지방족 장쇄 카르복실산의 에스테르이다.
특히 바람직하게 사용되는 지방족 카르복실산 에스테르는 하기 화학식 IV의 화합물이거나 이를 함유한다:
<화학식 IV>
(R2-CO-O)o-R3-(OH)p
상기 식에서, o = 1 내지 4이고, p = 0 내지 3이며, R2는 지방족 포화 또는 불포화, 선형, 시클릭 또는 분지형 알킬 라디칼이고, R3은 화학식 R3-(OH)o+p의 1가 내지 4가 지방족 알콜의 알킬렌 라디칼이다. 화학식 IV의 화합물에서, 동일한 분자 내의 o개의 라디칼 R2는 상이한 구조를 가질 수도 있다.
R2로는 C1-C30-, 특히 바람직하게는 C4-C28-, 가장 특히 바람직하게는 C12-C24-알킬 라디칼이 특히 바람직하다. C1-C30-알킬은, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 네오펜틸, 1-에틸프로필, 시클로헥실, 시클로펜틸, n-헥실, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1-메틸프로필, 1-에틸-2-메틸프로필 또는 1-에틸-2-메틸프로필, n-헵틸 및 n-옥틸, 피나실, 아다만틸, 이성질체 멘틸, n-노닐, n-데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실 또는 n-옥타데실을 나타낸다.
R3으로는 C1-C30-, 특히 바람직하게는 C1-C18-알킬렌 라디칼이 특히 바람직하다. 알킬렌은 직쇄, 시클릭, 분지형 또는 비-분지형 알킬렌 라디칼을 나타낸다. C1-C18-알킬렌은, 예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, 이소프로필렌, n-부틸렌, n-펜틸렌, n-헥실렌, n-헵틸렌, n-옥틸렌, n-노닐렌, n-데실렌, n-도데실렌, n-트리데실렌, n-테트라데실렌, n-헥사데실렌 또는 n-옥타데실렌을 나타낸다.
다가 알콜의 에스테르의 경우, 비-에스테르화된 유리 OH 기가 존재할 수도 있다. 본 발명에 따라 적합한 지방족 카르복실산 에스테르는, 예를 들어, 또한 바람직하게는, 글리세롤 모노스테아레이트 (GMS), 팔미틸 팔미테이트 및 스테아릴 스테아레이트이다. 상이한 화학식 IV의 카르복실산 에스테르의 혼합물이 사용될 수도 있다. 바람직하게 사용되는 카르복실산 에스테르는 또한, 펜타에리트리톨, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 프로판디올, 스테아릴 알콜, 세틸 알콜 또는 미리스틸 알콜과 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 또는 몬탄산의 모노- 또는 폴리-에스테르 및 이들의 혼합물이다. 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트 및 프로판디올 디스테아레이트, 또는 이들의 혼합물이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 이형제는 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 및 글리세롤 모노스테아레이트, 특히 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트이다.
성분 d
본 발명에 따라 사용될 수 있는 성분 d에 따른 열가소성 폴리에스테르는 폴리알킬렌 테레프탈레이트이며, 이는 문헌에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Kunststoff-Handbuch, Volume VIII, p. 695 ff, Carl-Hanser-Verlag, Munich 1973] 참조).
바람직한 실시양태에서, 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 방향족 디카르복실산 또는 그의 반응성 유도체, 예컨대 디메틸 에스테르 또는 무수물, 및 지방족, 시클로지방족 또는 방향지방족 디올의 반응 생성물, 뿐만 아니라 이들 반응 생성물의 혼합물이다.
특히 바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 디카르복실산 성분을 기준으로 하여 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상의 테레프탈산 라디칼, 및 디올 성분을 기준으로 하여 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 mol% 이상의 에틸렌 글리콜 및/또는 1,4-부탄디올 라디칼을 함유한다.
테레프탈산 및 그의 반응성 유도체 (예를 들어, 그의 디알킬 에스테르) 및 에틸렌 글리콜 및/또는 1,4-부탄디올로부터 제조된 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 및 이들 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 혼합물이 특히 바람직하다. 본 발명에 따라 특히 바람직하게 사용되는 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)이다.
성분 e
본 발명에 따라 성분 e로서는, < 10℃, 바람직하게는 < 0℃, 특히 바람직하게는 < -20℃의 유리 전이 온도를 갖는, 성분 f 이외의 임의의 엘라스토머가 사용될 수 있다.
바람직하게는 성분 e로서, 예를 들어, 열가소성 엘라스토머, 예컨대 올레핀-기재 열가소성 엘라스토머 (TPO), 폴리우레탄-기재 열가소성 엘라스토머 (TPU), 및 열가소성 스티렌 블록 공중합체 (TPS)가 사용된다.
본 발명에서 달리 명시적으로 기재되지 않는 한, 유리 전이 온도는 모든 성분에 대해 10 K/min의 가열 속도로 DIN EN 61006에 따라 시차 주사 열량측정법 (DSC)에 의해, 중간점 온도로서 Tg를 측정함으로써 (탄젠트 방법) 결정된다.
성분 f
성분 f로서 본 발명에 따라 사용될 수 있는 고무-개질된 비닐 (공)중합체는,
f.2 95 내지 5 중량%, 바람직하게는 90 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 70 내지 40 중량%의, < 10℃, 바람직하게는 < 0℃, 특히 바람직하게는 < -20℃의 유리 전이 온도를 갖는 하나 이상의 그래프트 기재 상의
f.1 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 90 중량%, 특히 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 하나 이상의 비닐 단량체
의 하나 이상의 그래프트 중합체이다.
그래프트 기재 f.2는 일반적으로 0.05 내지 10.00 ㎛, 바람직하게는 0.10 내지 5.00 ㎛, 보다 바람직하게는 0.15 내지 1.00 ㎛, 또한 특히 바람직하게는 0.2 내지 0.5 ㎛의 평균 입자 크기 (d50 값)를 갖는다.
평균 입자 크기 d50은 각 경우에 입자의 50 중량%가 그 값 초과 및 그 값 미만에 있는 직경이다. 이는 초원심분리 측정에 의해 결정될 수 있다 (문헌 [W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-1796]).
단량체 f.1은 바람직하게는
f.1.1 50 내지 99 중량부의, 비닐 방향족 화합물 및/또는 고리 상에 치환된 비닐 방향족 화합물 (예컨대 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌) 및/또는 (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 및
f.1.2 1 내지 50 중량부의, 비닐 시아니드 (불포화 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴) 및/또는 (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 및/또는 불포화 카르복실산의 유도체 (예컨대 무수물 및 이미드), 예를 들어 말레산 무수물
의 혼합물이다.
바람직한 단량체 f.1.1은 단량체 스티렌, α-메틸스티렌 및 메틸 메타크릴레이트 중 적어도 하나로부터 선택되고, 바람직한 단량체 f.1.2는 단량체 아크릴로니트릴, 말레산 무수물 및 메틸 메타크릴레이트 중 적어도 하나로부터 선택된다. 특히 바람직한 단량체는 f.1.1 스티렌 및 f.1.2 아크릴로니트릴이다.
성분 f에 따른 그래프트 중합체에 적합한 그래프트 기재 f.2는, 예를 들어, 디엔 고무, EP(D)M 고무, 즉 에틸렌/프로필렌 및 임의로 디엔 기재의 것들, 아크릴레이트, 폴리우레탄, 실리콘, 클로로프렌, 에틸렌/비닐 아세테이트 및 아크릴레이트-실리콘 복합 고무이다.
바람직한 그래프트 기재 f.2는, 예를 들어 부타디엔 및 이소프렌 기재의 디엔 고무, 또는 디엔 고무의 혼합물 또는 디엔 고무의 공중합체 또는 이들의 추가의 공중합가능한 단량체 (예를 들어, f.1.1 및 f.1.2에 따름)와의 혼합물이며, 단 성분 f.2의 유리 전이 온도는 < 10℃ 미만, 바람직하게는 < 0℃, 특히 바람직하게는 < -10℃이다. 순수 폴리부타디엔 고무가 특히 바람직하다.
그래프트 기재 f.2의 겔 함량은 30 중량% 이상, 바람직하게는 40 중량% 이상, 특히 바람직하게는 70 중량% 이상 (톨루엔 중에서 측정됨)이다.
그래프트 기재 f.2의 겔 함량은 적합한 용매 중에서 25℃에서 측정된다 (문헌 [M. Hoffmann, H. Kroemer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1977]).
성분 f에 따른 특히 바람직한 고무-개질된 비닐 (공)중합체는, 예를 들어, ABS 중합체 (에멀젼, 괴상(mass) 및 현탁액 ABS)이고, 이는 예를 들어 DE-OS 2 035 390 (= US-PS 3 644 574) 또는 DE-OS 2 248 242 (= GB-PS 1 409 275) 또는 문헌 [Ullmanns, Enzyklopaedie der Technischen Chemie, Vol. 19 (1980), p. 280 ff]에 기재되어 있다.
성분 f에 따른 그래프트 공중합체는 라디칼 중합에 의해, 예를 들어 에멀젼, 현탁액, 용액 또는 괴상 중합에 의해, 바람직하게는 에멀젼 또는 괴상 중합에 의해, 특히 바람직하게는 에멀젼 중합에 의해 제조된다.
특히 적합한 그래프트 고무는 또한, US-P 4 937 285에 따른 유기 히드로퍼옥시드 및 아스코르브산을 포함하는 개시제 시스템을 사용한 산화환원 개시에 의한 에멀젼 중합 방법에 의해 제조된 ABS 중합체이다.
그래프트 반응에서, 그래프트 단량체가 반드시 그래프트 기재 상에 완전히 그래프팅되는 것은 아니라고 공지되어 있기 때문에, 성분 f에 따른 고무-개질된 그래프트 중합체는 또한 본 발명에 따라 그래프트 기재 f.2의 존재 하에 그래프트 기재 f.1의 (공)중합에 의해 얻어지며 후처리 동안 또한 형성되는 생성물로서 이해된다.
그래프트 기재 f.2로서 적합한 아크릴레이트 고무는 바람직하게는, 아크릴산 알킬 에스테르의, 임의로 40 중량% 이하 (f.2 기준)의 다른 중합가능한 에틸렌계 불포화 단량체와의 중합체이다. 바람직한 중합가능한 아크릴산 에스테르는 C1- 내지 C8-알킬 에스테르, 예를 들어 메틸, 에틸, 부틸, n-옥틸 및 2-에틸헥실 에스테르; 할로알킬 에스테르, 바람직하게는 할로-C1-C8-알킬 에스테르, 예컨대 클로로에틸 아크릴레이트, 뿐만 아니라 이들 단량체의 혼합물을 포함한다.
가교를 위해, 1개 초과의 중합가능한 이중 결합을 갖는 단량체가 공중합될 수 있다. 가교 단량체의 바람직한 예는, 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 불포화 모노카르복실산 및 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 불포화 1가 알콜 또는 2 내지 4개의 OH 기 및 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 포화 폴리올의 에스테르, 예컨대 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트; 다중불포화 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 트리비닐 및 트리알릴 시아누레이트; 다관능성 비닐 화합물, 예컨대 디- 및 트리-비닐벤젠; 뿐만 아니라 트리알릴 포스페이트 및 디알릴 프탈레이트이다. 바람직한 가교 단량체는 알릴 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디알릴 프탈레이트, 및 3개 이상의 에틸렌계 불포화 기를 함유하는 헤테로시클릭 화합물이다. 특히 바람직한 가교 단량체는 시클릭 단량체 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리아크릴로일-헥사히드로-s-트리아진, 트리알릴 벤젠이다. 가교된 단량체의 양은 그래프트 기재 B.2를 기준으로 하여 바람직하게는 0.02 내지 5.00 중량%, 특히 0.05 내지 2.00 중량%이다. 3개 이상의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 시클릭 가교 단량체의 경우, 그 양을 그래프트 기재 f.2의 1 중량% 미만으로 제한하는 것이 유리하다.
그래프트 기재 f.2로서 적합한 아크릴레이트 고무의 제조를 위해 아크릴산 에스테르에 추가로 임의로 사용될 수 있는 바람직한 "다른" 중합가능한 에틸렌계 불포화 단량체는, 예를 들어, 아크릴로니트릴, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴아미드, 비닐 C1-C6-알킬 에테르, 메틸 메타크릴레이트, 부타디엔이다. 그래프트 기재 f.2로서 바람직한 아크릴레이트 고무는 60 중량% 이상의 겔 함량을 갖는 에멀젼 중합체이다.
f.2에 따른 추가의 적합한 그래프트 기재는, DE-OS 3 704 657, DE-OS 3 704 655, DE-OS 3 631 540 및 DE-OS 3 631 539에 기재된 바와 같은, 그래프트-활성 자리를 갖는 실리콘 고무이다.
성분 f로서 본 발명에 따라 사용될 수 있는 고무-비함유 비닐 (공)중합체는, 예를 들어, 또한 바람직하게는, 비닐 방향족 화합물, 비닐 시아니드 (불포화 니트릴), (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르, 불포화 카르복실산, 뿐만 아니라 불포화 카르복실산의 유도체 (예컨대 무수물 및 이미드)의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체의 단독중합체 및/또는 공중합체이다.
각 경우에 (공)중합체를 기준으로 하여 50 내지 99 중량부, 바람직하게는 60 내지 80 중량부, 특히 70 내지 80 중량부의, 비닐 방향족 화합물 (예컨대 스티렌, α-메틸스티렌), 고리 상에 치환된 비닐 방향족 화합물 (예컨대 p-메틸스티렌, p-클로로스티렌) 및 (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르 (예컨대 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트)의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체, 및 각 경우에 (공)중합체를 기준으로 하여 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 20 내지 40 중량부, 특히 20 내지 30 중량부의, 비닐 시아니드 (예컨대 불포화 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴), (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르 (예컨대 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트), 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산의 유도체 (예를 들어 말레산 무수물 및 N-페닐-말레이미드)의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체의 (공)중합체가 특히 적합하다. 스티렌 및 아크릴로니트릴의 공중합체가 특히 바람직하다.
이러한 비닐 (공)중합체는 공지되어 있고, 라디칼 중합에 의해, 특히 에멀젼, 현탁액, 용액 또는 괴상 중합에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따라 특히 바람직한 실시양태에서, 비닐 (공)중합체는 50,000 내지 250,000 g/mol, 특히 바람직하게는 70,000 내지 180,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리스티렌 보정 하에 디클로로메탄 중에서 겔 크로마토그래피에 의해 측정됨)를 갖는다.
성분 g
본 발명에 따라 사용될 수 있는 성분 g에 따른 첨가제는, 예를 들어, 난연제 (예를 들어 할로겐 화합물 또는 인 화합물, 예컨대 단량체 또는 올리고머 유기 인산 에스테르, 포스파젠 또는 포스포네이트 아민, 특히 비스페놀 A 디포스페이트, 레조르시놀 디포스페이트 및 트리페닐 포스페이트), 난연 상승제 (예를 들어 나노-스케일 금속 산화물), 연기-억제 첨가제 (예를 들어 붕산 또는 보레이트), 적하방지제(antidripping agent) (예를 들어 플루오린화 폴리올레핀, 실리콘, 뿐만 아니라 아라미드 섬유의 물질군의 화합물), 대전방지제 (예를 들어 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 블록 공중합체, 다른 폴리에테르 또는 폴리히드록시 에테르, 폴리에테르 아미드, 폴리에스테르 아미드 또는 술폰산 염), 성분 b의 정의 이외의 전도성 첨가제, 안정화제 (예를 들어 UV/광 안정화제, 열 안정화제, 산화방지제, 에스테르교환 억제제, 가수분해 안정화제), 항균 작용을 갖는 첨가제 (예를 들어 은 또는 은 염), 내스크래치성 향상 첨가제 (예를 들어 실리콘 오일 또는 경질 충전제, 예컨대 (중공) 세라믹 비드), IR 흡수제, 형광 증백제, 형광 첨가제, 충전제 및 성분 b의 정의 이외의 보강 물질 (예를 들어 활석, 임의로 분쇄 유리 섬유, (중공) 유리 또는 세라믹 비드, 운모, 카올린, CaCO3 및 유리 플레이크), 착색제, 분쇄 열가소성 중합체 및 염기 수용체로서의 브뢴스테드-산(Broenstedt-acidic) 화합물, 또는 다수의 언급된 첨가제의 혼합물이다.
본 발명에 따라 제조된 중합체 혼합물은 바람직하게는, 균일성 및 표면 결점의 부재에 대한 특정 요구가 존재하는 사출-성형품 또는 압출물의 제조에 사용된다.
본 발명에 따른 성형품의 예는, 사무 기기, 예컨대 모니터, 인쇄기, 복사기를 위한; 전기 설비의 시트, 튜브, 도관, 건설 부문의 창문, 문 및 프로파일, 인테리어 비품 및 외부 응용물을 위한; 전기 공학 분야에서, 예를 들어 스위치 및 소켓을 위한, 임의의 종류의 프로파일, 필름, 케이싱 부품, 특히 컴퓨터, 랩탑, 이동 전화, 텔레비젼 서라운드를 위한 케이싱 부품이다. 본 발명에 따른 성형품은 여객 운송수단, 철도 운송수단, 선박, 항공기, 버스 및 다른 자동차 운송수단을 위한 인테리어 비품, 뿐만 아니라 자동차 차체 부품에 사용될 수도 있다. 추가의 성형품은 식품 및 음료 포장 및 사출 성형 후 아연도금 또는 금속화된 구조적 구성요소이다.
실시예 :
사용된 원료:
a1
17,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리카르보네이트 보정 하에 25℃에서 메틸렌클로라이드 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 비스페놀 A 기재의 선형 폴리카르보네이트.
a2
25,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리카르보네이트 보정 하에 25℃에서 메틸렌클로라이드 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 비스페놀 A 기재의 선형 폴리카르보네이트.
a3
28,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리카르보네이트 보정 하에 25℃에서 메틸렌클로라이드 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 비스페놀 A 기재의 선형 폴리카르보네이트.
a4
30,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리카르보네이트 보정 하에 25℃에서 메틸렌클로라이드 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 비스페놀 A 기재의 선형 폴리카르보네이트.
a5
36,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리카르보네이트 보정 하에 25℃에서 메틸렌클로라이드 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 비스페놀 A 기재의 선형 폴리카르보네이트.
a6
340℃의 온도 및 1000 s-1의 전단 속도에서 ISO 11433에 따라 측정된 용융 점도가 400 Pas인, 70 중량% : 30 중량%의 혼합비를 갖는 비스페놀 A 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산의 선형 코폴리카르보네이트.
a7
340℃의 온도 및 1000 s-1의 전단 속도에서 ISO 11433에 따라 측정된 용융 점도가 320 Pas인, 30 중량% : 70 중량%의 혼합비를 갖는 비스페놀 A 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산의 선형 폴리카르보네이트.
a8
분말로 분쇄된 성분 a2
a9
분말로 분쇄된, 32,000 g/mol의 중량-평균 분자량 Mw (폴리카르보네이트 보정 하에 25℃에서 메틸렌클로라이드 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 비스페놀 A 기재의 선형 폴리카르보네이트.
b1
블랙 펄즈(Black Pearls) 800 (벨기에 레우벤 소재의 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)): 주사 전자 현미경검사에 의해 측정된 평균 1차 입자 크기가 17 nm, 질소 흡착에 의해 ISO 4652에 따라 측정된 BET 표면적이 210 ㎡/g, 또한 디부틸 프탈레이트 (DBP)를 사용하여 ISO 4656에 따라 측정된 오일 흡착가가 65 ml/100 g인 펄화된 안료 카본 블랙.
b2
프린텍스(Printex) 85 (독일 프랑크푸르트/마인 소재의 에보닉 데구사 게엠베하(Evonik Degussa GmbH)): 주사 전자 현미경검사에 의해 측정된 평균 1차 입자 크기가 16 nm, 질소 흡착에 의해 ISO 4652에 따라 측정된 BET 표면적이 200 ㎡/g, 또한 디부틸 프탈레이트 (DBP)를 사용하여 ISO 4656에 따라 측정된 오일 흡착가가 48 ml/100 g인 안료 카본 블랙.
b3
크롬 루틸 안료
b4
산화철 안료
c1
펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 (PETS)
c2
글리세롤 모노스테아레이트 (GMS)
c3
스테아릴 스테아레이트
c4
LDPE 왁스 (저밀도 폴리에틸렌 왁스)
d1
25℃에서 페놀/o-디클로로벤젠 (1:1 중량부) 중에서 측정된 고유 점도가 0.665인 선형 폴리에틸렌 테레프탈레이트
d2
250℃ 및 2.16 kg 로딩에서의 용융 부피 유량이 45 ㎤/10 min인 선형 폴리부틸렌 테레프탈레이트
f1
A:B:S 중량비가 20:24:56인 에멀젼 ABS 과립
f2
A:B:S 중량비가 25:10:65인 괴상 ABS 과립
f3
에멀젼 중합 방법에 의해 제조된, 그래프트 기재를 기준으로 하여 46 중량부의 실리콘 고무 및 그래프트 기재를 기준으로 하여 54 중량부의 부틸 아크릴레이트 고무로 이루어진 코어로서의 미립자 그래프트 기재 72 중량% 상의 쉘로서의 스티렌 대 아크릴로니트릴의 비율이 71 대 29 중량부인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 28 중량%로 이루어진 그래프트 중합체.
f4
A:B:S 중량비가 12:58:30인 분말 형태의 에멀젼 ABS 그래프트
f5
A:B:S 중량비가 7:75:18인 분말 형태의 에멀젼 ABS 그래프트
f6
그래프트를 기준으로 하여 10 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트의 그래프트 쉘 및 실리콘-부틸 아크릴레이트 복합 고무 기재를 기준으로 하여 실리콘 함량이 30 중량%이고, 실리콘-부틸 아크릴레이트 복합 고무 기재를 기준으로 하여 부틸 아크릴레이트 함량이 70 중량%인, 그래프트를 기준으로 하여 90 중량%의 미립자 실리콘-부틸 아크릴레이트 복합 고무 기재로 이루어진, 에멀젼 중합에 의해 제조된, 분말 형태의 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)-그래프팅된 실리콘-부틸 아크릴레이트 복합 고무 그래프트
f7
A:S 중량비가 24:76인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN)
g1
비스페놀 A-기재 올리고포스페이트
Figure 112013065796988-pct00004
g2
50 중량% 스티렌-아크릴로니트릴 (SAN) 공중합체 및 50 중량% PTFE로 이루어진 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 농축물
g3
안정화제
g4
d50이 1.2 ㎛인 활석.
g5
물
A) 카본 블랙 마스터배치
성분 B 하에 표 1에 기재된 카본 블랙/이형제 마스터배치 1 내지 14를 하기와 같이 제조하였다.
A.1) 사용된 혼합 유닛
시험 배열 1
버스로부터의 유형 MDK/E 46 공-혼련기를 사용하였다. 도 1에 원칙적으로 구조를 나타내었다. 혼합물 성분을 버스 공-혼련기 (2)의 공급 호퍼 (1)로 계량투입하였다. 여기서 혼합물 성분을 내부에 위치하는 스크류 (도시되지 않음)에 의해 공-혼련기 (2) 내로 취출하고, 축방향으로 이송하였다. 유지 고리 (3)의 영역에서, 혼합물 성분의 축적, 뿐만 아니라 이형제의 용융, 혼합물 성분의 긴밀한 혼합 및 카본 블랙의 분산이 수행되었다. 유지 고리 (4)의 영역에서는, 용융 혼합물의 축적, 뿐만 아니라 혼합물 성분의 추가의 혼합 및 카본 블랙의 분산이 수행되었다. 공급 호퍼 (1)과 유지 고리 (3), 유지 고리 (3)과 유지 고리 (4) 및 유지 고리 (4)와 공-혼련기 (2) 상에 플랜지-장착된 단일축 압출기 (5)의 사이의 영역에, 혼련 블레이드가 용융 혼합물이 단일축 압출기 (5)의 방향으로 축방향 이송되도록 스크류 축 상에 배열되었다. 단일축 압출기 (5)에서, 용융 혼합물이 단일축 스크류 (도시되지 않음)를 통해 이송되고, 탈기 개구 (6)에서 탈기되었다. 단일축 압출기 (5)의 말단에는, 각각 2.5 mm의 직경을 갖는 8개의 홀을 갖는 노즐 프레이트를 갖는 분무 헤드 (도시되지 않음)가 존재하였다. 이어서, 노즐 플레이트로부터 방출되는 용융 스트랜드를 당업자에게 공지된 고온면 수봉식 과립화 시스템 (도시되지 않음)에 의해 과립화하여 5 mm 이하의 길이를 갖는 과립을 형성하고, 이를 냉각시켰다. 이어서, 과립에 부착된 물을 진동 스크린 (도시되지 않음)에 의해 제거하고, 이어서 유동층 건조기 (도시되지 않음)에서 건조시켰다.
시험 배열 2
유지 고리 (3)이 없는 배열 1로서 (도 2 참조), 시험 배열 2에서의 공-혼련기의 에너지 입력은 시험 배열 1에 비해 더 낮았다.
시험 배열 3
유지 고리 (3)의 하류에 추가의 계량투입 호퍼 (7)을 갖는 배열 1로서 (도 3 참조), 카본 블랙이 계량투입 호퍼 (1) 및 (7)을 통해 2 단계로 두 부분으로 나누어 첨가되었다.
시험 배열 4
하우징 내경이 32 mm이고, 스크류 내경에 대한 스크류 외경의 비율이 1.55이고, 길이-대-직경비가 44인 클렉스트랄(Clextral)로부터의 에볼룸(Evolum) HT32 트윈-스크류 압출기를 사용하였다. 트윈-스크류 압출기는, 2개의 동시-회전하는 맞물린 축 (도시되지 않음)이 배열되어 있는 11개 부분으로 이루어진 하우징을 가졌다.
사용되는 압출기의 구조를 원칙적으로 도 4에 나타내었다.
미분 카본 블랙 및 미분 이형제의 일부를 공급 호퍼 (8)을 통해 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해 하우징 (9) (유입구 하우징) 내의 압출기의 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (9) 내지 (11)의 영역에는, 혼합물 구성성분이 고체 상태로 압출기 내로 취출되고 추가로 이송되는 공급 대역이 존재하였다.
하우징 (12)의 영역에는, 다양한 폭을 갖는 다양한 이송되는 이중 및 삼중-쓰레드 혼련 블록 및 대역의 말단의 회수 부재로 이루어진 가소화 대역이 존재하였다.
하우징 (13) 및 (14)의 영역에는, 다양한 혼합, 혼련 및 공급 부재로 이루어진 혼합 대역이 존재하였다.
하우징 (15)에서는, 나머지 부분의 미분 카본 블랙이 측면 공급 장치를 통해 압출기로 계량투입되었다.
하우징 (16) 및 (17)의 영역에는, 다양한 혼합, 혼련 및 공급 부재로 이루어진 추가의 혼합 대역이 존재하였다.
하우징 부분 (18) (탈기 하우징)에는, 흡인 장치 (도시되지 않음)에 연결된 탈기 개구 (20)이 존재하였다.
하우징 (19) (배출 하우징)에는, 각각 3.2 mm의 직경을 갖는 6개의 홀을 갖는 노즐 플레이트를 갖는 분무 헤드 (도시되지 않음)가 이어지는 압력 축적 대역이 존재하였다.
시험 배열 5
버스로부터의 유형 MDK/E 100 공-혼련기를 사용하였다. 구조는 원칙적으로 시험 배열 3의 구조에 상응하였다.
시험 배열 6
예를 들어, EP 0707037 B1에 기재된 바와 같이, 전단 롤러 유닛을 사용하였다.
A.2) 마스터배치 B1 내지 B16의 제조
표 2에 기재된 시험 배열, 공정 파라미터 및 배합을 이용하여 카본 블랙/이형제 마스터배치 B1 내지 B4를 제조하였다.
표 2에 기재된 기계적 비에너지 입력 (SME)을 하기 수학식 1에 따라 결정하였다.
<수학식 1>
Figure 112013065796988-pct00005
SME: 기계적 비에너지 입력 (kWh/kg)
M: 토크 (Nm)
n: 속도 (l/min)
Figure 112013065796988-pct00006
: 처리량 (kg/h)
58% b1 및 42% c1으로부터 시험 배열 5를 이용하여 카본 블랙/이형제 마스터배치 B5를 제조하였다.
50% b1 및 50% c1으로부터 (B6), 또한 65% b1 및 35% c1으로부터 (B7) 시험 배열 6을 이용하여 카본 블랙/이형제 마스터배치 B6 및 B7을 제조하였다.
표 3에 기재된 시험 배열, 공정 파라미터 및 배합을 이용하여 카본 블랙/이형제 마스터배치 B8 내지 B14를 제조하였다. 표 3에 기재된 기계적 비에너지 입력 (SME)을 수학식 1에 따라 계산하였다.
카본 블랙/폴리카르보네이트 마스터배치 B15는, 상대 용액 점도가 1.28인 15 중량%의 b1 및 85 중량%의 비스페놀 A-기재 폴리카르보네이트로 이루어진 컬러 시스템 에스.피.에이.(Color System S.p.a.) 카본 블랙/폴리카르보네이트 마스터배치에 의해 공급되었다.
카본 블랙/폴리에틸렌 마스터배치 B16은 캐보트 (상표명: 플라스블랙(Plasblak) PE6130)에 의해 공급되었다. 여기서 카본 블랙/폴리에틸렌 마스터배치는 50 중량% 카본 블랙을 함유하였다.
B) PC 성형 조성물
B.1) 사용된 혼합 유닛
시험 배열 7
하우징 내경이 32 mm이고, 스크류 내경에 대한 스크류 외경의 비율이 1.55이고, 길이-대-직경비가 36인 클렉스트랄로부터의 에볼룸 HT32 트윈-스크류 압출기를 사용하였다. 트윈-스크류 압출기는, 2개의 동시-회전하는 맞물린 축 (도시되지 않음)이 배열되어 있는 9개 부분으로 이루어진 하우징을 가졌다.
사용되는 압출기의 구조를 원칙적으로 도 5에 나타내었다.
모든 성분을 공급 호퍼 (8a)를 통해 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해 하우징 (9a) (유입구 하우징) 내의 압출기의 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (9a) 내지 (13a)의 영역에는, 혼합물 구성성분이 고체 상태로 압출기 내로 취출되고 추가로 이송되는 공급 대역이 존재하였다.
하우징 (14a) 및 (16a)의 영역에는, 다양한 폭을 갖는 다양한 이송되는 이중 및 삼중-쓰레드 혼련 블록 및 대역의 말단의 회수 부재로 이루어진 가소화 대역이 존재하였다.
하우징 (16a) 및 (18a)의 영역에는, 다양한 혼합 및 공급 부재로 이루어진 혼합 대역이 존재하였다.
하우징 부분 (18a) (탈기 하우징)에는, 흡인 장치 (도시되지 않음)에 연결된 탈기 개구 (20a)가 존재하였다.
하우징 (19a) (배출 하우징)에는, 각각 3.2 mm의 직경을 갖는 6개의 홀을 갖는 노즐 플레이트를 갖는 분무 헤드 (도시되지 않음)가 이어지는 압력 축적 대역이 존재하였다.
시험 배열 8
하우징 부분 (21)의 말단에 배열된 주입 밸브 (22)를 갖는 시험 배열 7로서, 주입 밸브 (22)를 통해 액체 첨가제 (1)이 배합물 (20) 및 (21)로 계량투입되었다 (도 6).
시험 배열 9
하우징 내경이 25.2 mm이고, 스크류 내경에 대한 스크류 외경의 비율이 1.50이고, 길이-대-직경비가 48인 코페리언 베르너 앤드 플라이더러(Coperion Werner & Pfleiderer)로부터의 ZSK 25 WLE 트윈-스크류 압출기를 사용하였다. 트윈-스크류 압출기는, 2개의 동시-회전하는 맞물린 축 (도시되지 않음)이 배열되어 있는 13개 부분으로 이루어진 하우징을 가졌다. 사용되는 압출기의 구조를 원칙적으로 도 7에 나타내었다. 모든 성분을 공급 호퍼 (8c)을 통해 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해 하우징 (9c) (유입구 하우징) 내의 압출기의 주요 유입구로 계량투입하였다. 하우징 (9c) 내지 (12c)의 영역에는, 혼합물 구성성분이 고체 상태로 압출기 내로 취출되고 추가로 이송되는 공급 대역이 존재하였다. 하우징 (13c) 및 (23) (중간 플레이트)의 영역에는, 다양한 폭을 갖는 다양한 이송되는 이중 및 삼중-쓰레드 혼련 블록 및 대역의 말단의 회수 부재로 이루어진 가소화 대역이 존재하였다. 하우징 (14c) 내지 (17c)의 영역에는, 다양한 혼합 및 공급 부재로 이루어진 2개의 혼합 대역이 존재하였다. 하우징 부분 (18c)에는, 흡인 장치 (도시되지 않음)에 연결된 탈기 개구 (20c)가 존재하였다. 하우징 (19c) (배출 하우징)에는, 각각 4.5 mm의 직경을 갖는 2개의 홀을 갖는 노즐 플레이트를 갖는 분무 헤드 (도시되지 않음)가 이어지는 압력 축적 대역이 존재하였다.
시험 배열 10
하우징 내경이 134.4 mm이고, 스크류 내경에 대한 스크류 외경의 비율이 1.55이고, 길이-대-직경비가 31.5인 코페리언 베르너 앤드 플라이더러로부터의 ZSK 133Sc 트윈-스크류 압출기를 사용하였다. 트윈-스크류 압출기는, 2개의 동시-회전하는 맞물린 축 (도시되지 않음)이 배열되어 있는 10개 부분으로 이루어진 하우징을 가졌다. 사용되는 압출기의 구조를 원칙적으로 도 8에 나타내었다. 모든 성분을 공급 호퍼 (8d)을 통해 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해 하우징 (9d) (유입구 하우징) 내의 압출기의 주요 유입구로 계량투입하였다. 하우징 (9d) 내지 (11d)의 영역에는, 혼합물 구성성분이 고체 상태로 압출기 내로 취출되고 추가로 이송되는 공급 대역이 존재하였다. 하우징 (12d), (23a) 및 (13d)의 영역에는, 다양한 폭을 갖는 다양한 이송되는 이중 및 삼중-쓰레드 혼련 블록 및 대역의 말단의 회수 부재로 이루어진 가소화 대역이 존재하였다. 하우징 (14d), (24a) 및 (18d)의 영역에는, 다양한 혼합 및 공급 부재로 이루어진 혼합 대역이 존재하였다. 하우징 부분 (18d) (탈기 하우징)에는, 흡인 장치 (도시되지 않음)에 연결된 탈기 개구 (20d)가 존재하였다. 하우징 (19d) (배출 하우징)에는, 각각 4.5 mm의 직경을 갖는 60개의 홀을 갖는 노즐 플레이트를 갖는 분무 헤드 (도시되지 않음)가 이어지는 압력 축적 대역이 존재하였다.
시험 배열 11
하우징 내경이 92.8 mm이고, 스크류 내경에 대한 스크류 외경의 비율이 1.55이고, 길이-대-직경비가 40인 코페리언 베르너 앤드 플라이더러로부터의 ZSK 92Mc 트윈-스크류 압출기를 사용하였다. 트윈-스크류 압출기는, 2개의 동시-회전하는 맞물린 축 (도시되지 않음)이 배열되어 있는 10개 부분으로 이루어진 하우징을 가졌다. 사용되는 압출기의 구조를 원칙적으로 도 9에 나타내었다. 모든 성분을 공급 호퍼 (8e)을 통해 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해 하우징 (9e) (유입구 하우징) 내의 압출기의 주요 유입구로 계량투입하였다. 하우징 (9e) 내지 (13e)의 영역에는, 혼합물 구성성분이 고체 상태로 압출기 내로 취출되고 추가로 이송되는 공급 대역이 존재하였다. 하우징 (13e) 및 (14e)의 영역에는, 다양한 폭을 갖는 다양한 이송되는 이중 및 삼중-쓰레드 혼련 블록 및 대역의 말단의 회수 부재로 이루어진 가소화 대역이 존재하였다. 하우징 부분 (18e) (탈기 하우징)에는, 흡인 장치 (도시되지 않음)에 연결된 탈기 개구 (20e)가 존재하였다. 하우징 부분 (21a)에는, 주입 밸브 (22a)가 존재하고, 이를 통해 PETS록시올(Loxiol)P8613,5스페지알(Spezial)이 액체 형태로 첨가되었다. 하우징 (21a) 및 (26)의 영역에는, 다양한 혼합 및 공급 부재로 이루어진 혼합 대역이 존재하였다. 하우징 (19e) (배출 하우징)에는, 각각 4.5 mm의 직경을 갖는 60개의 홀을 갖는 노즐 플레이트를 갖는 분무 헤드 (도시되지 않음)가 이어지는 압력 축적 대역이 존재하였다.
B.2) PC 성형 조성물의 제조
PC 성형 조성물의 제조를 위해 실시예에서 이용된 공정 파라미터를 표 4에 나타내었다. 표 4에 기재된 기계적 비에너지 입력 (SME)을 수학식 1에 따라 결정하였다.
실시예에서 제조된 PC 성형 조성물 과립을 사출 성형 공정에 의해 150 mm x 105 mm x 3.2 mm의 크기를 갖는 광택성 표면을 갖는 시트 및 80 mm x 10 mm x 4 mm의 크기를 갖는 시험편 (ISO 180/1A에 따른 이조드(Izod) 노치 충격 시험을 위한 것)으로 가공하였다.
광택성 표면을 갖는 시트를 클뢰크너(Kloeckner)로부터의 유형 FM160 사출 성형 기계 상에서 제조하였다. 이 사출 성형 기계는 45 mm의 실린더 직경을 가졌다. 결과적으로, PC 성형 조성물 과립을 4시간의 기간 내에 110℃에서 예비가열하였다. 사출 성형에 의한 가공을 폴리카르보네이트 또는 폴리카르보네이트/ABS 블렌드 또는 폴리카르보네이트/PET 블렌드에 대해 특징적인 조건 하에 수행하였다. 광택 마감처리를 갖는 사출 성형 도구 (ISO N1)를 사용하여 시트를 제조하였다.
광택성 표면을 갖는 시트 상의 표면 결점의 수를 상기한 바와 같이 측정하였다. 각 경우에 3개의 플레이트를 측정하고, 결과로부터 산술 평균을 결정하였다.
제조된 화합물의 이조드 노치 충격 강도를 노치 충격 시험을 위한 시험편 상에서 ISO 180/1A에 따라 측정하였다. 결과적으로, 각 경우에 10개의 시험편을 시험하고, 이들 결과로부터 산술 평균을 결정하였다.
실시예 1 (비교예)
시험 배열 7을 이용하여 배합 1 (표 1)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 300 l/min의 속도 및 80%의 혼합기 충전도로 4.5분 동안 믹사코(Mixaco)로부터의 컨테이너 혼합기 (Z 도구를 갖는 유형 CM30)에서 예비혼합물의 혼합을 수행하였다.
이어서, 예비혼합물 및 표 1에 기재된 나머지 혼합물 구성성분을, 각 경우에 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해, 서로 별도로 공급 호퍼 (8a)를 통해 압출기의 하우징 (9a) 내 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (14a), (16a) 및 (18a)의 영역 내의 가소화 대역 및 혼합 대역에서, 용융가능 혼합물 구성성분을 용융시키고, 모든 혼합물 구성성분을 분산시키고, 용융 혼합물을 균질화하고, 용융물을 끝에서 두번째의 하우징 부분 (18a)에서 탈기시켰다.
노즐 플레이트로부터 방출되는 용융 스트랜드를 수조에서 냉각시키고, 이어서 스트랜드 과립화기에 의해 과립화하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 1 하에 기재하였다.
실시예 2 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 4 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), f (엘라스토머) 및 g (첨가제)로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 2 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 2와 비교예 1의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 현저히 더 작고, 23℃ 및 0℃에서의 노치 충격 강도가 현저히 더 높다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 3 ( 비교예 )
시험 배열 7을 이용하여 배합 18 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 18 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 f4로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 3 하에 기재하였다.
실시예 4 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 19 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 18 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분) 및 g (첨가제) 및 또한 f4로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 4 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 4와 비교예 3의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다. 실시예 1 내지 4의 비교는, 현저히 상이한 용융 부피 유량을 갖는 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드의 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 5 ( 비교예 )
시험 배열 8을 이용하여 배합 20 (표 1 참조)에 따라 방염 처리된 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제), g2, g3 및 또한 f4로부터 예비혼합물을 제조하였다. 300 l/min의 속도 및 80%의 혼합기 충전도로 4.5분 동안 믹사코로부터의 컨테이너 혼합기 (Z 도구를 갖는 유형 CM30)에서 예비혼합물의 혼합을 수행하였다.
이어서 예비혼합물 및 표 1에 기재된 나머지 혼합물 구성성분을, 각 경우에 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해, 서로 별도로 공급 호퍼 (8b)를 통해 압출기의 하우징 (9b) 내 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (12b) 및 (13b)의 영역 내 가소화 대역 및 혼합 대역에서, 용융가능 혼합물 구성성분을 용융시키고, 주요 유입구로 계량투입된 혼합물 구성성분을 분산시키고, 용융 혼합물을 균질화하였다. 이어서, 용융물을 하우징 부분 (18b)에서 탈기시켰다. 하우징 부분 (21)에서, 액체 g1 (난연제)을 주입 밸브 (22)를 통해 첨가하고, 하우징 부분 (14b) 및 (19b) 내의 후속 혼합 대역에서 용융물과 긴밀하게 혼합하였다.
노즐 플레이트로부터 방출되는 용융 스트랜드를 수조에서 냉각시키고, 이어서 스트랜드 과립화기에 의해 과립화하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 5 하에 기재하였다.
실시예 6 (본 발명에 따름)
시험 배열 8을 이용하여 배합 21 (표 1 참조)에 따라 방염 처리된 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g2, g3 및 또한 f4로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 5에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 6 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 6과 비교예 5의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 현저히 더 작고, 23℃에서의 노치 충격 강도가 더 높다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다. 실시예 5 및 6과 실시예 1 내지 4의 비교는, 액체 난연제가 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드에 첨가되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 7 (비교예)
시험 배열 7을 이용하여 배합 22 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 9.5 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 폴리카르보네이트 화합물을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 7 하에 기재하였다.
실시예 8 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 23 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 9.5 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 폴리카르보네이트 화합물을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 8 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 8과 비교예 7의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 9 ( 비교예 )
시험 배열 7을 이용하여 배합 24 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 5 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 폴리카르보네이트 화합물을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 9 하에 기재하였다.
실시예 10 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 25 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 5 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 폴리카르보네이트 화합물을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 10 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 10과 비교예 9의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 11 ( 비교예 )
시험 배열 7을 이용하여 배합 28 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 8 ㎤/10 min (330℃ 및 2.16 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 내고온성 폴리카르보네이트 화합물 (50 N; 120℃/h에서 ISO 306에 따라 측정된 비캣(Vicat) 연화 온도 203℃)을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 11 하에 기재하였다.
실시예 12 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 29 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 8 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 내고온성 폴리카르보네이트 화합물 (50 N; 120℃/h에서 ISO 306에 따라 측정된 비캣 연화 온도 203℃)을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 12 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 12와 비교예 11의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 13 ( 비교예 )
시험 배열 7을 이용하여 배합 30 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 10 ㎤/10 min (330℃ 및 2.16 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 내고온성 폴리카르보네이트 화합물 (50 N; 120℃/h에서 ISO 306에 따라 측정된 비캣 연화 온도 184℃)을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분) 및 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 13 하에 기재하였다.
실시예 14 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 31 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 10 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 내고온성 폴리카르보네이트 화합물 (50 N; 120℃/h에서 ISO 306에 따라 측정된 비캣 연화 온도 184℃)을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분) 및 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 14 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 14와 비교예 13의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 7 내지 14의 비교는, 현저히 상이한 용융 부피 유량 및 비캣 연화 온도를 갖는 폴리카르보네이트 화합물의 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 7 내지 14와 실시예 1 내지 4의 비교는, 엘라스토머-함유 성분이 첨가되지 않은 순수 폴리카르보네이트 화합물의 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 15 ( 비교예 )
시험 배열 9를 이용하여 배합 35 (표 1)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 17 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제), g (첨가제) 및 f6으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 300 l/min의 속도 및 80%의 혼합기 충전도로 4.5분 동안 믹사코로부터의 컨테이너 혼합기 (Z 도구를 갖는 유형 CM30)에서 예비혼합물의 혼합을 수행하였다.
이어서 예비혼합물 및 표 1에 기재된 나머지 혼합물 구성성분을, 각 경우에 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해, 서로 별도로 공급 호퍼 (8c)를 통해 압출기의 하우징 (9c) 내 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (12c) 및 (13c)의 영역 내 가소화 대역에서, 용융가능 혼합물 구성성분을 용융시키고, 모든 혼합물 구성성분을 분산시켰다. 하우징 (24), (16c), (25) 및 (17c)의 영역 내 혼합 대역에서, 용융 혼합물을 긴밀하게 혼합하고 균질화하였다. 용융물을 끝에서 두번째의 하우징 부분 (18c)에서 탈기시켰다.
노즐 플레이트로부터 방출되는 용융 스트랜드를 수조에서 냉각시키고, 이어서 스트랜드 과립화기에 의해 과립화하였다.
압출기의 공정 파라미터를 표 4에 실시예 15 하에 기재하였다. ISO 180/1A에 따라 측정된, 상이한 주변 온도에서의 노치 충격 강도를, 260℃의 사출 성형 물질 온도에 대해 도 11의 도표에, 또한 300℃의 사출 성형 물질 온도에 대해 도 12의 도표에 나타내었다. 도표에서의 각각의 측정점은 10개 측정치에 대한 평균 값을 나타낸다. 측정점에 추가로 나타낸 숫자 쌍은 연성 파쇄된 또는 취성 파쇄된 시험편의 수를 나타낸다. 예를 들어, "10/0"은, 시험된 모든 10개의 시험편이 연성 파쇄된 것임을 나타낸다.
실시예 16 (본 발명에 따름)
시험 배열 9를 이용하여 배합 36 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 17 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f6으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 15에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터를 표 4에 실시예 16 하에 기재하였다. ISO 180/1A에 따라 측정된, 상이한 주변 온도에서의 노치 충격 강도를, 260℃의 사출 성형 물질 온도에 대해 도 11의 도표에, 또한 300℃의 사출 성형 물질 온도에 대해 도 12의 도표에 나타내었다. 도표에서의 각각의 측정점은 10개 측정치에 대한 평균 값을 나타낸다. 측정점에 추가로 나타낸 숫자 쌍은 연성 파쇄된 또는 취성 파쇄된 시험편의 수를 나타낸다. 예를 들어, "10/0"은, 시험된 모든 10개의 시험편이 연성 파쇄된 것임을 나타낸다.
본 발명에 따른 실시예 16과 비교예 15의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 노치 충격 강도가 현저히 더 높고 연성 - 취성 파쇄 거동의 전이가 보다 저온에서 일어난다는 것을 보여준다. 이는, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 17 (비교예)
시험 배열 7을 이용하여 배합 17 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 B16 (캐보트로부터의 카본 블랙/폴리에틸렌 마스터배치 플라스블랙 PE6130 (50% 카본 블랙))을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 17 하에 기재하였다.
실시예 18 ( 비교예 )
시험 배열 7을 이용하여 배합 16 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙/폴리카르보네이트 마스터배치 B15 (컬러 시스템즈(Color Systems)로부터의 PC 블랙 91024 (15% 카본 블랙))를 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 a9로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 18 하에 기재하였다.
실시예 19 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 4 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 19 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 19와 비교예 17 및 18의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 표면 결점의 수가 폴리에틸렌 (B16) 또는 폴리카르보네이트 (B15) 기재의 마스터배치가 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
실시예 20 ( 비교예 )
시험 배열 10을 이용하여 배합 32 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 12 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머- 및 폴리에스테르-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 a8로부터 예비혼합물을 제조하였다. 425 l/min의 속도 및 80%의 혼합기 충전도로 4.5분 동안 믹사코로부터의 컨테이너 혼합기 (MB 도구를 갖는 유형 CM1000)에서 예비혼합물의 혼합을 수행하였다.
이어서 예비혼합물 및 표 1에 기재된 나머지 혼합물 구성성분을, 각 경우에 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해, 서로 별도로 공급 호퍼 (8d)를 통해 압출기의 하우징 (9d) 내 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (12d), (23a) 및 (13d)의 영역 내 가소화 대역에서, 용융가능 혼합물 구성성분을 용융시키고, 모든 혼합물 구성성분을 분산시켰다. 하우징 (14d), (24a) 및 (18d)의 영역 내 혼합 대역에서, 혼합물 구성성분을 긴밀하게 혼합하고 용융 혼합물을 균질화하였다. 용융 혼합물을 끝에서 두번째의 하우징 부분 (18d)에서 탈기시켰다.
노즐 플레이트로부터 방출되는 용융 스트랜드를 수조에서 냉각시키고, 이어서 스트랜드 과립화기에 의해 과립화하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 20 하에 기재하였다.
실시예 21 ( 비교예 )
시험 배열 10을 이용하여 배합 33 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 12 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머- 및 폴리에스테르-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 B16 (캐보트로부터의 카본 블랙/폴리에틸렌 마스터배치 플라스블랙 PE6130 (50% 카본 블랙))을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 a8로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 20에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 뿐만 아니라 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 21 하에 기재하였다.
실시예 22 (본 발명에 따름)
시험 배열 10을 이용하여 배합 34 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 12 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 a8로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 20에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 22 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 22와 비교예 20 및 21의 비교는, 엘라스토머- 및 폴리에스테르-함유 폴리카르보네이트 블렌드의 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말 및 선행 기술에 따른 카본 블랙/폴리에틸렌 마스터배치가 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 거의 동일하게 유지되는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
동시에, 보다 큰 스크류 외경 (133 mm)을 갖는 압출기를 사용하는 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말 및 선행 기술에 따른 카본 블랙 마스터배치가 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 23 (비교예)
시험 배열 11을 이용하여 배합 26 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 19 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 폴리카르보네이트 화합물을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서 표 1에 따른 카본 블랙 분말을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 g (첨가제) 및 또한 a8로부터 예비혼합물을 제조하였다. 믹사코로부터의 컨테이너 혼합기 (MB 도구를 갖는 유형 CM1000)에서 예비혼합물의 혼합을 수행하였다. 먼저 성분 b, g 및 a8을 혼합 컨테이너 내에 도입하고, 250 l/min의 속도 및 80%의 혼합기 충전도로 2분 동안 혼합하였다. 이어서, 성분 c를 혼합 컨테이너 중의 예비혼합된 성분에 첨가하고, 350 l/min의 속도로 1.5분 동안 혼합하였다.
이어서 예비혼합물 및 표 1에 기재된 나머지 혼합물 구성성분을, 각 경우에 차등 비율조절 중량측정기 (도시되지 않음)에 의해, 서로 별도로 공급 호퍼 (8e)를 통해 압출기의 하우징 (9e) 내 주요 유입구로 계량투입하였다.
하우징 (13e) 및 (14e)의 영역 내 가소화 대역 및 혼합 대역에서, 용융가능 혼합물 구성성분을 용융시키고, 모든 혼합물 구성성분을 분산시켰다. 하우징 (18e)에서, 용융물을 탈기시켰다. 하우징 (21a)에서, 액체 g1 (난연제)를 주입 노즐 (22a)를 통해 용융물 내에 주입하고, 하우징 (21a), (26) 및 (19e)의 영역 내의 후속 혼합 대역에서 용융물과 긴밀하게 혼합하고, 용융 혼합물을 균질화하였다.
노즐 플레이트로부터 방출되는 용융 스트랜드를 수조에서 냉각시키고, 이어서 스트랜드 과립화기에 의해 과립화하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 23 하에 기재하였다.
실시예 24 (본 발명에 따름)
시험 배열 11을 이용하여 배합 27 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 19 ㎤/10 min (300℃ 및 1.2 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 폴리카르보네이트 화합물을 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), c (이형제) 및 또한 a8로부터 예비혼합물을 제조하였다. 믹사코로부터의 컨테이너 혼합기 (MB 도구를 갖는 유형 CM1000)에서 예비혼합물의 혼합을 수행하였다. 먼저 성분 b, g 및 a8을 혼합 컨테이너 내에 도입하고, 250 l/min의 속도 및 80%의 혼합기 충전도로 2분 동안 혼합하였다. 이어서, 성분 c를 혼합 컨테이너 중의 예비혼합된 성분에 첨가하고, 350 l/min의 속도로 1.5분 동안 혼합하였다.
실시예 23에 기재된 바와 같이 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 24 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 24와 비교예 23의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 이들 결과 모두, 기계적 비에너지 입력 (SME)이 실시예 24에서보다 실시예 23에서 더 높았을지라도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 카본 블랙의 보다 우수한 분산을 나타낸다.
동시에, 보다 큰 스크류 외경 (92 mm)을 갖는 압출기에서의 폴리카르보네이트 화합물의 경우에도, 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 25 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 10 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 40 중량% 카본 블랙을 함유하는 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 25 하에 기재하였다.
실시예 26 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 12 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 45 중량% 카본 블랙을 함유하는 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 25의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 26 하에 기재하였다.
실시예 27
시험 배열 7을 이용하여 배합 9 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 50 중량% 카본 블랙을 함유하는 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 25의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 27 하에 기재하였다.
실시예 28 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 6 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 58 중량% 카본 블랙을 함유하는 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 25의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 28 하에 기재하였다.
실시예 29 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 11 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 60 중량% 카본 블랙을 함유하는 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 25의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 29 하에 기재하였다.
실시예 30 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 8 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 65 중량% 카본 블랙을 함유하는 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 25의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 30 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 25 내지 30과 비교예 1의 비교는, 40 중량% 내지 65 중량%의 다양한 카본 블랙 함량을 갖는 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우에도, 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 그러나, 마스터배치 중 65 중량%의 카본 블랙 함량의 경우에는 (실시예 30), 표면 결점의 수가 40 중량% 내지 60 중량%의 경우에 비해 더 커서, 65 중량%는 우수한 분산을 위한 카본 블랙 농도 초과를 나타내었다.
40 중량% 미만의 카본 블랙 농도를 사용한 시험에서는, 카본 블랙-이형제 조성물이 지나치게 낮은 점도를 갖고 점착성이었기 때문에 스트랜드를 형성할 수 없었다. 따라서, 시험에서, 40 중량%의 카본 블랙 농도는 여전히 문제 없이 가공될 수 있는 카본 블랙 농도 하한을 나타내었다.
실시예 31 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 7 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 31 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 2, 27 및 31과 비교예 1의 비교는, 공-혼련기를 사용하거나 트윈-스크류 압출기를 사용하거나 또는 전단 롤러를 사용하여 제조된 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다.
실시예 32 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 13 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 32 하에 기재하였다.
실시예 33 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 14 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 32의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 33 하에 기재하였다.
실시예 34 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 15 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 폴리카르보네이트 블렌드의 제조에서의 절차는 실시예 32의 경우에 상응하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준)를 표 4에 실시예 34 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 27, 32, 33 및 34와 비교예 1의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치에 c1 또는 c3 또는 c4를 사용한 경우, 이렇게 제조된 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 현저히 더 작다는 것을 보여준다. 카본 블랙/이형제 마스터배치에 c2가 사용되는 경우에도, 이렇게 제조된 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우의 표면 결점의 수가 c1, c3 또는 c4가 사용되는 경우에 비해 더 컸지만, 이는 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해서는 또한 현저히 더 작은 것이었다.
실시예 35 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 5 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 35 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 2 및 35와 비교예 1의 비교는, 카본 블랙/이형제 마스터배치에 카본 블랙으로서 b2 및 b1 둘 다를 사용하는 경우, 이렇게 제조된 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우에 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 현저히 더 작고, 23℃ 및 0℃에서의 노치 충격 강도가 현저히 더 높다는 것을 보여준다.
실시예 36 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 3 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 36 하에 기재하였다.
실시예 37 (본 발명에 따름)
시험 배열 7을 이용하여 배합 2 (표 1 참조)에 따라 용융 부피 유량 (MVR)이 27 ㎤/10 min (260℃ 및 5 kg에서 ISO 1133에 따라 측정됨)인 엘라스토머-함유 폴리카르보네이트 블렌드를 제조하였다. 카본 블랙 성분으로서, A.2 하에 기재된 바와 같이 제조된, 표 1에 따른 카본 블랙/이형제 마스터배치 과립을 첨가하였다.
화합물의 제조를 위해, 먼저, 언급된 양의 표 1에 기재된 성분 b (카본 블랙 성분), g (첨가제) 및 f3으로부터 예비혼합물을 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 예비혼합물의 제조 및 성형 조성물의 배합을 수행하였다.
압출기의 공정 파라미터 및 상기한 바와 같이 측정된 표면 결점의 수 (1 제곱 센티미터 기준), 및 ISO 180/1A에 따라 측정된 노치 충격 강도를 표 4에 실시예 37 하에 기재하였다.
본 발명에 따른 실시예 2, 36 및 37과 비교예 1의 비교는, 상이한 공정 파라미터 및 시험 배열을 이용하여 공-혼련기에서 제조된 카본 블랙/이형제 마스터배치가 사용되는 경우, 카본 블랙 분말이 사용되는 경우에 비해 표면 결점의 수가 현저히 더 작고, 23℃ 및 0℃에서의 노치 충격 강도가 현저히 더 높다는 것을 보여준다.
Figure 112013065796988-pct00007
Figure 112013065796988-pct00008
Figure 112013065796988-pct00009
Figure 112013065796988-pct00010
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Figure 112013065796988-pct00012
Figure 112013065796988-pct00013
Figure 112013065796988-pct00014
Figure 112013065796988-pct00015

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 안료 및 이형제를, 안료 및 이형제로 이루어진 중합체 조성물의 착색을 위한 마스터배치의 형태로 배합에 사용하는 것을 특징으로 하는, 용융-혼합에 의한 착색된 중합체 조성물의 제조 방법으로서,
    이형제가 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되며,
    마스터배치 중의 안료 함량이 마스터배치의 총 중량을 기준으로 하여 40 내지 60 중량%이며,
    마스터배치는 단일축 압출기, 다축 압출기, 내부 혼합기, 공-혼련기 또는 전단 롤러 장치로부터 선택된 전단 및 혼합 유닛을 사용하여 제조되며,
    안료는 탄소-기재 안료이며,
    중합체 조성물은
    a) 방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 군으로부터 선택되는 1 내지 99.96 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체 (a),
    b) 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 탄소-기재 안료 성분 (b),
    c) 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 이형제 (c),
    d) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 열가소성 폴리에스테르 (d),
    e) 0 내지 50 중량%의, 성분 f 이외의 하나 이상의 엘라스토머 (e),
    f) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 임의로 고무-개질된 비닐 (공)중합체 (f), 및
    g) 0 내지 40 중량%의 추가의 첨가제
    를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물인 것을 특징으로 하는
    착색된 중합체 조성물 제조 방법.
  13. 삭제
  14. a) 방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 군으로부터 선택되는 1 내지 99.96 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체 (a),
    b) 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 탄소-기재 안료 성분 (b),
    c) 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 이형제 (c),
    d) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 열가소성 폴리에스테르 (d),
    e) 0 내지 50 중량%의, 성분 f 이외의 하나 이상의 엘라스토머 (e),
    f) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 임의로 고무-개질된 비닐 (공)중합체 (f), 및
    g) 0 내지 40 중량%의 추가의 첨가제
    를 함유하는, 제12항에 따른 방법에 의해 제조된 중합체 조성물.
  15. 분말 형태의 안료 성분 b를 사용하여 배합 공정에 의해 제조된 동일한 조성을 갖는 성형 조성물의 성형품과 비교하여 표면 결점의 수가 20% 이상 감소된 것을 특징으로 하는, 제14항에 따른 중합체 조성물을 함유하는 성형품.
  16. 안료 및 이형제를, 카본 블랙 안료 및 이형제로 이루어진 중합체 조성물의 착색을 위한 마스터배치의 형태로 배합에 사용하는 것을 특징으로 하는, 용융-혼합에 의한 착색된 중합체 조성물의 제조 방법으로서,
    이형제가 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되며,
    마스터배치 중의 안료 함량이 마스터배치의 총 중량을 기준으로 하여 40 내지 60 중량%이며,
    마스터배치는 단일축 압출기, 다축 압출기, 내부 혼합기, 공-혼련기 또는 전단 롤러 장치로부터 선택된 전단 및 혼합 유닛을 사용하여 제조되며,
    중합체 조성물은
    a) 방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 군으로부터 선택되는 1 내지 99.96 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체 (a),
    b) 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 카본 블랙 안료 성분 (b),
    c) 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 이형제 (c),
    d) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 열가소성 폴리에스테르 (d),
    e) 0 내지 50 중량%의, 성분 f 이외의 하나 이상의 엘라스토머 (e),
    f) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 임의로 고무-개질된 비닐 (공)중합체 (f), 및
    g) 0 내지 40 중량%의 추가의 첨가제
    를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물인 것을 특징으로 하는
    착색된 중합체 조성물 제조 방법.
  17. 안료 및 이형제를, 안료 및 이형제로 이루어진 중합체 조성물의 착색을 위한 마스터배치의 형태로 배합에 사용하는 것을 특징으로 하는, 착색된 중합체 조성물의 제조 방법으로서,
    착색된 중합체 조성물은 용융-혼합에 의한 것이며,
    이형제가 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되며,
    마스터배치 중의 안료 함량이 마스터배치의 총 중량을 기준으로 하여 40 내지 60 중량%이며,
    마스터배치는 다음의 단계
    a) 이형제 및 안료를 전단 및 혼합 유닛으로 계량투입하는 단계,
    b) 이형제 중에 안료를 용융-혼합하고, 이형제 중에 안료를 분산시키는 단계,
    c) 임의로 용융 혼합물을 여과하는 단계,
    d) 용융 스트랜드를 형성하는 단계,
    e) 용융 스트랜드를 냉각시키고 과립화하는 단계, 및
    f) 단계 e)에서 수중 또는 수봉식(water-ring) 과립화를 이용하는 경우, 과립을 건조시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조되고,
    중합체 조성물은
    a) 방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 군으로부터 선택되는 1 내지 99.96 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체 (a),
    b) 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 탄소-기재 안료 성분 (b),
    c) 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트 및 스테아릴 스테아레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 0.02 내지 10 중량%의 하나 이상의 이형제 (c),
    d) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 열가소성 폴리에스테르 (d),
    e) 0 내지 50 중량%의, 성분 f 이외의 하나 이상의 엘라스토머 (e),
    f) 0 내지 70 중량%의 하나 이상의 임의로 고무-개질된 비닐 (공)중합체 (f), 및
    g) 0 내지 40 중량%의 추가의 첨가제
    를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물인 것을 특징으로 하는
    착색된 중합체 조성물 제조 방법.

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