KR102015492B1 - 커패시터용 비정질 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법, 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents

커패시터용 비정질 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법, 및 이로부터 제조된 물품 Download PDF

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Abstract

폴리카보네이트를 포함하는 일축 연신 압출 필름으로서, 상기 필름은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 하나 이상의 무주름 영역을 가지며, 상기 하나 이상의 압출된 무주름 영역은 0 초과 내지 7 마이크로미터 미만의 두께; 상기 필름 두께의 +/-10% 이하의 상기 필름 두께의 편차; 및 광촉침법으로 측정될 때, 상기 필름의 평균 두께의 +/- 3% 미만의 평균 표면 조도를 포함하며, 상기 필름은 추가적으로, 1 kHz 및 실온에서 2.7 이상의 유전 상수; 1 kHz 및 실온에서 1% 이하의 소산 계수; 및 300 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도를 갖는다.

Description

커패시터용 비정질 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법, 및 이로부터 제조된 물품{Amorphous polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom}
본 개시는 폴리머 필름, 특히 커패시터의 제조에 유용한 비정질 폴리머 필름에 관한 것이다.
고부피 에너지 밀도, 높은 작동 온도, 및 장수명을 갖는 정전(electrostatic) 필름 커패시터는 펄스 전력(pulse-power), 자동차 및 산업 전자장치에 중요한 부품이다. 커패시터는 본질적으로 절연(유전체) 필름의 얇은 층에 의해 분리된 2개의 평행한 전도성판을 갖는 에너지 저장 장치이다. 전도성판에 걸쳐 전압이 인가되면, 유전체 내의 전기장은 전하를 이동시킴으로써 에너지를 저장한다. 커패시터에 의해 저장된 에너지의 양은 절연성 재료의 유전 상수 및 파괴 전압(breakdown voltage), 및 필름의 크기(총 면적 및 두께)에 따라 달라지며, 상기 커패시터가 축적할 수 있는 에너지의 총량을 최대화하기 위하여, 유전 상수 및 필름의 파괴 전압은 최대화되고, 필름의 두께는 최소화된다. 커패시터 내에서의 유전체 재료의 물리적 특성이 커패시터 성능을 결정하는 주요한 요소이기 때문에, 커패시터 내의 유전체 재료의 하나 이상의 물리적 특성이 향상되면 커패시터 부품에서 이에 대응하는 성능 향상을 낳을 수 있으며, 일반적으로 이러한 커패시터가 내장된 전자 시스템 또는 제품의 성능 및 수명 향상의 결과를 낳을 수 있다.
이축 배향(biaxially-oriented) 폴리(프로필렌)(BOPP)으로부터 제조된 정전 필름 커패시터는 낮은 소산 계수(dissipation factor), 높은 절연 저항(insulation resistance) 및 낮은 유전 흡수를 요구하는 분야, 예를 들어, 전기 제품, 전자 장치, 오븐 및 노(furnaces), 냉장고, 자동차 및 가전제품에 사용되고 있다. 높은 작동 온도 및/또는 높은 에너지 밀도를 요구하는 응용분야에서, 약 2.2의 낮은 유전 상수(Dk) 및 약 100℃의 최대 사용 온도(maximum service temperature)는 이러한 커패시터의 사용을 제한한다. 폴리(카보네이트)(폴리카보네이트, 또는 PC로도 알려짐) 필름은 BOPP 필름보다 높은 유전 상수(약 3.0) 및 약 125℃의 높은 최대 사용 온도를 가진다.
따라서, 당해 기술분야에서 초고순도 및 우수한 전기적 특성, 특히 높은 파괴 강도, 및 높은 유전 상수 갖는 필름을 제공할 수 있는 새로운 필름 및 이들의 제조 방법에 대한 요구가 남아 있다. 이러한 필름이 BOPP 필름보다 높은 온도에서 작동할 수 있다면 더욱 이로울 것이다. 산업적 규모의 공정으로 확장가능한 이러한 필름의 효율적인 제조 방법에 대한 요구가 더 남아 있다. 이러한 방법이 환경친화적인 경우 더 유리할 것이다.
본 발명은 폴리카보네이트를 포함하는 일축 연신 압출 필름에 관한 것으로서, 상기 필름은 제1 면 및 제2 면을 갖는 하나 이상의 무주름 영역(wrinkle-free region)을 가지며, 상기 하나 이상의 압출된 무주름 영역은 0 초과 내지 7 마이크로미터 미만의 두께, 상기 필름 두께의 +/-10% 이하의 상기 필름 두께의 편차; 및 광촉침법(optical profilometry)으로 측정될 때, 상기 필름의 평균 두께의 +/- 3% 미만의 평균 표면 조도(surface roughness average)를 포함하며, 상기 필름은 추가적으로, 1 kHz 및 실온에서 2.7 이상의 유전 상수; 1 kHz 및 실온에서 1% 이하의 소산 계수(dissipation factor); 및 300 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도(breakdown strength)를 갖는다.
상기 조성물을 포함하는 물품이 또한 개시된다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명은 금속화된 일축 연신 압출 필름에 관한 것이다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명은 금속화된 일축 연신 압출 필름으로부터 제조된 커패시터에 관한 것이다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명은 권취되고 금속화된 일축 연신 압출 필름으로부터 제조된 커패시터를 포함하는 전자 물품에 관한 것이다.
본 발명자들은 우수한 특성을 갖는 정전 커패시터용 폴리카보네이트 기재 필름이 무용매 공정으로 압출에 의해 제조될 수 있음을 발견하였다. 놀랍고 중요한 특징으로, 상기 압출된 필름은 300 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도를 갖는 넓은 무주름 영역을 가질 수 있다. 상기 무주름 영역은 충분히 매끄럽고 평평하기 때문에 이 영역에 걸쳐 상기 기재 필름이 금속화되어 실질적으로 균일한 파괴 강도의 금속화 필름을 제공할 수 있다.
특히, 상기 무주름 영역은 0 초과 내지 7 마이크로미터 미만의 두께를 가지며, 상기 필름의 두께의 임의의 편차는 상기 필름의 평균 두께의 +10%이하이며, 상기 필름의 표면 조도는 상기 필름의 평균 두께의 3% 미만이다. 종래의 필름과 비교할 때, 상기 필름은 커패시터 유전 상수 및 유전 파괴 강도 모두의 증가를 제공하면서도, 유연성, 박막도 및 유전 상수 안정성과 같은 다른 유리한 물리적 및 전기적 특성을 보유한다. 특히, 상기 필름은 높은 전압 파괴 강도(300 볼트/마이크로미터 이상), 높은 유전 상수(2.7 초과), 및 낮은 소산 계수(1% 미만)를 가질 수 있다. 따라서, 상기 필름 및 상기 필름으로부터 제조된 커패시터는 현재의 재료 및 전자 산업용 부품의 제조 방법을 능가하는 이점을 제공한다. 특별한 이점은 상기 필름이 무용매 공정으로 산업적 규모로 신뢰성 있게 제조될 수 있다는 점이다. 용매 캐스트 필름으로부터 용매의 제거는 어려울 수 있다. 본 명세서에서 압출 필름은 용매 없이 가공되며, 이는 비용 및 제조 모두에서의 이점을 제공한다. 다른 구현예에 있어서, 상기 압출된 필름은 0 초과 내지 13 마이크론 이하의 것이다.
본 출원에서는 다양한 수치 범위가 개시된다. 이러한 범위는 연속적이기 때문에, 최소값 및 최대값 사이의 값을 모두 포함한다. 명확하게 달리 표시되지 않는 한, 본 출원에서 명시된 다양한 수치 범위는 근사값이다. 동일한 성분 또는 특성에 대한 모든 범위의 종점은 그 종점을 포함하고, 독립적으로 조합가능하다.
달리 언급하지 않는 한, 본 출원에서 모든 분자량은 중량 평균 분자량을 지칭한다. 언급된 이러한 모든 분자량은 달톤으로 표시된다.
"단수 형태"의 용어는 양의 한정을 나타내는 것이 아닌, 기재된 항목(item)이 하나 이상 존재함을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "이들의 조합"은 열거된 요소와 함께, 선택적으로 열거되지 않은 유사한 성분들의 하나 이상을 포함한다. 명세서 전체에서 "일 구현예", "다른 구현예", "몇몇 구현예" 등에 대한 참조는 그 구현예와 관련되어 설명된 특정 요소(예를 들어, 특징, 구조, 성질, 및/또는 특성)가 본 명세서의 적어도 일 구현예에 포함되며, 다른 구현예에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 뿐만 아니라, 기술된 요소(들)은 다양한 구현예들에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다.
화합물은 표준 명명법을 사용하여 설명된다. 예를 들어, 임의의 표시된 기로 치환되지 않은 모든 위치는 그 원자가가 표시된 결합, 또는 수소 원자로 채워진 것으로 이해된다. 두 문자 또는 기호 사이에 있지 않은 대쉬("-")는 치환기의 부착점을 나타내기 위하여 사용된다. 예를 들면, 알데히드기 -CHO는 카보닐기의 탄소를 통하여 부착된다. 용어 "알킬"은 명시된 수의 탄소 원자를 갖는 C1-30 분지형 불포화 지방족 탄화수소기 및 C1-30 직쇄 불포화 지방족 탄화수소기 모두를 포함한다. 일킬의 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-펜틸, s-펜틸, n- 및 s- 헥실, n- 및 s-헵틸, 및 n- 및 s-옥틸을 포함한다. 용어 "아릴"은 명시된 수의 탄소 원자를 함유하는 방향족 모이어티를 의미하며, 예를 들어, 페닐, 프로폰, 인다닐, 또는 나프틸이 있다.
모든 ASTM 테스트는 달리 언급되지 않은 한, ASTM Standards의 Annual Book의 2003년도 판을 기초로 한다.
상기 폴리카보네이트는 아래 자세히 기술된 바와 같이 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 폴리카보네이트 코폴리머일 수 있다. 폴리카보네이트는 하기 화학식 (1)의 카보네이트 반복 구조 단위를 갖는 폴리머이다:
Figure 112018051657377-pat00001
(1)
여기서, R1기의 총 수의 60% 이상은 방향족 모이어티를 함유하며, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족이다. 일 구현예에 있어서, 각각의 R1은 C6-30 방향족기이며, 즉, 하나 이상의 방향족 모이어티를 함유한다. R1은 화학식 HO-R1-OH의 방향족 디하이드록시 화합물, 특히 화학식 (2)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도될 수 있다:
HO-A1-Y1-A2-OH (2)
여기서, 각각의 A1 및 A2는 단일고리 2가 방향족기이며, Y1은 단일 결합이거나 또는 A1을 A2로부터 분리하는 하나 이상의 원자를 갖는 연결기이다. 일 예시적인 구현예에 있어서, 하나의 원자가 A1을 A2로부터 분리한다. 또한, 비스페놀 화합물(3)이 포함된다:
Figure 112018051657377-pat00002
(3)
여기서, Ra 및 Rb 각각은 독립적으로 할로겐 원자 또는 1가 탄화수소기이며, 동일하거나 또는 상이할 수 있으며; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며; Xa는 하이드록시로 치환된 2개의 방향족 기를 연결하는 연결기(bridging group)이며, 상기 연결기 및 각각의 C6 아릴렌기의 하이드록시 치환체는 C6 아릴렌기 상에서 서로에 대해 오쏘, 메타, 또는 파라(특히 파라) 위치에 배치된다. 일 구현예에 있어서, 연결기 Xa는 단일결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 또는 C1-18 유기기이다. 상기 C1-18 유기 연결기는 고리형 또는 비고리형, 방향족 또는 비방향족일 수 있고, 할로겐, 산소, 질소, 황, 규소, 또는 인과 같은 헤테로원자를 더 포함할 수 있다. C1 -18 유기기는 거기에 연결된 C6 아릴렌기들이 각각 공통의 알킬리덴 탄소 또는 C1-18 유기 연결기의 다른 탄소에 연결되도록 배치될 수 있다. 특히, Xa는 C1-18 알킬렌기, C3-18 사이클로알킬렌기, 접합된 C6-18 사이클로알킬렌기, 또는 화학식 -B1-W-B2-의 기이고, 여기서 B1 및 B2는 동일하거나 또는 다른 C1-6 알킬렌기이고, W는 C3-12 사이클로알킬리덴기 또는 C6-16 아릴렌기이다.
예시적인 C1-18 유기 연결기는 메틸렌, 사이클로헥실메틸렌, 에틸리덴, 네오펜틸리덴, 및 이소프로필리덴뿐만 아니라, 2-[2.2.1]-비사이클로헵틸리덴 및 사이클로헥실리덴, 사이클로펜틸리덴, 사이클로도데실리덴 및 아다만틸리덴과 같은 사이클로알킬리덴을 포함한다. Xa가 치환된 사이클로알킬리덴인 비스페놀 (3)의 구체적인 예는 알킬 치환된 사이클로헥실리덴으로 연결된 비스페놀 (4)의 것이다:
Figure 112018051657377-pat00003
(4)
여기서, Ra’및 Rb '는 각각 독립적으로 C1-12 알킬이며, Rg는 C1-12 알킬 또는 할로겐이며, r 및 s는 각각 독립적으로 1 내지 4이며, t는 0 내지 10이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 1종 이상의 각각의 Ra’및 Rb '는 사이클로헥실리덴 연결기의 메타 위치에 배치된다. 상기 치환체 Ra, Rb ' 및 Rg는 적절한 수의 탄소 원자를 포함하는 경우, 직쇄, 고리형, 이고리형(bicyclic), 분지형, 포화, 또는 불포화일 수 있다. 일 구현예에 있어서, Ra’및 Rb '는 각각 독립적으로 C1-4 알킬이고, Rg는 C1-4 알킬이며, r 및 s는 각각 1이고, t는 0 내지 5이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, Ra, Rb ' 및 Rg는 각각 메틸이고, r 및 s는 각각 1이고, t는 0 내지 3이다. 다른 예시적인 구현예에 있어서, 상기 사이클로헥실리덴 연결된 비스페놀은 2몰의 크레졸류와 1몰의 수소화 이소포론(예를 들어, 1,1,3-트리메틸-3-사이클로헥산-5-온)의 반응 생성물이다.
비스페놀 (3)에서 Xa는 또한 치환된 C3-18 사이클로알킬리덴(5)일 수 있다.
Figure 112018051657377-pat00004
(5)
여기서, Rr, Rp, Rq, 및 Rt는 독립적으로 수소, 할로겐, 산소, 또는 C1-12 유기기이며, I는 직접 결합, 탄소, 2가 산소, 황, 또는 -N(Z)-이며, 여기서 Z는 수소, 할로겐, 하이드록시, C1-12 알킬, C1-12 알콕시, 또는 C1-12 아실이며; h는 0 내지 2이고, j는 1 또는 2이고, i는 0 또는 1의 정수이고, k는 0 내지 3의 정수이다. 단, 여기서 Rr, Rp, Rq, 및 Rt 중 2개 이상은 함께 취해져서 접합된 지환족, 방향족, 또는 헤테로방향족 고리이다. 접합 고리가 방향족인 경우 화학식 (5)에 표시된 고리는 이 고리가 접합된 곳에서 불포화 탄소-탄소 연결 결합을 가질 것임이 이해될 것이다. k가 1이고 i가 0인 경우, 화학식 (5)에 표시된 고리는 4개의 탄소 원자를 함유하고, k가 2인 경우, 화학식 (5)에 표시된 고리는 5개의 탄소 원자를 함유하고, k가 3인 경우 이 고리는 6개의 탄소 원자를 함유한다. 일 구현예에 있어서, 인접한 2개의 기(예를 들어, Rq 및 Rt이 함께 취해짐)는 하나의 방향족기를 형성하며, 다른 구현예에 있어서, Rq 및 Rt가 함께 취해져서 하나의 방향족기를 형성하고 Rr 및 Rp가 함께 취해져서 제2 방향족기를 형성한다. Rq 및 Rt가 함께 취해져서 방향족기를 형성하는 경우, Rp는 이중 결합 산소 원자, 즉 케톤일 수 있다.
비스페놀 화합물(3)의 다른 구체적인 구현예에 있어서, C1-18 유기 연결기는 -C(Rc)(Rd)-기 또는 -C(=Re)-기를 포함하며, 여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가 C1-6 선형 또는 고리형 탄화수소기이며, 여기서 Re은 2가 탄화수소기이며, p 및 q는 각각 0 또는 1이며, Ra 및 Rb는 각각 C1-3 알킬기, 구체적으로 메틸이며, 각각의 아릴렌기의 하이드록시기에 대하여 메타 위치에 배치된다.
화학식 HO-R1-OH의 다른 유용한 방향족 디하이드록시 화합물은 방향족 디하이드릭 화합물(6)을 포함한다:
Figure 112018051657377-pat00005
(6)
여기서, 각각의 Rh는 독립적으로 할로겐 원자, C1-10 알킬기와 같은 C1-10 하이드로카빌기, 할로겐 치환된 C1-10 알킬기, C6-10 아릴기, 또는 할로겐 치환된 C6-10 아릴기이며, n은 0 내지 4이다. 할로겐은 일반적으로 브롬이다.
구체적인 방향족 하이드록시 화합물의 몇몇 예시적인 예들은 다음을 포함한다: 4,4'-디하이드록시비페닐, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(3-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스(하이드록시페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로도데칸, 트랜스-2,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)아다만탄, 알파, 알파'-비스(4-하이드록시페닐)톨루엔, 비스(4-하이드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-사이클로헥실-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-알릴-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-하이드록시페닐)에틸렌, 4,4'-디하이드록시벤조페논, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부탄온, 1,6-비스(4-하이드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌 글리콜 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)술파이드, 비스(4-하이드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)술폰, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오린, 2,7-디하이드록시피렌, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단 ("스피로비인단 비스페놀"), 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미드, 2,6-디하이드록시디벤조-p-디옥신, 2,6-디하이드록시티안트렌, 2,7-디하이드록시페녹사틴, 2,7-디하이드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디하이드록시디벤조푸란, 3,6-디하이드록시디벤조티오펜, 및 2,7-디하이드록시카바졸, 레조르시놀, 5-메틸 레조르시놀, 5-에틸 레조르시놀, 5-프로필 레조르시놀, 5-부틸 레조르시놀, 5-t-부틸 레조르시놀, 5-페닐 레조르시놀, 5-쿠밀 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모 레조르시놀 등과 같은 치환된 레조르시놀 화합물; 카테콜; 하이드로퀴논; 2-메틸 하이드로퀴논, 2-에틸 하이드로퀴논, 2-프로필 하이드로퀴논, 2-부틸 하이드로퀴논, 2-t-부틸 하이드로퀴논, 2-페닐 하이드로퀴논, 2-쿠밀 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모 하이드로퀴논 등과 같은 치환된 하이드로퀴논; 또는 상기한 디하이드록시 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 조합.
비스페놀 화합물(3)의 구체적인 예는 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로판("비스페놀 A" 또는 "BPA"로도 알려짐), 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-2-메틸페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐) 프로판, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘, 2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐) 프탈이미딘 (PPPBP), 및 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산(DMBPC)을 포함한다. 상기한 디하이드록시 화합물중 적어도 하나를 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유도된 선형 호모폴리머이며, 이때 화학식 (13)에서 각각의 A1 및 A2는 p-페닐렌이며 Y1은 이소프로필리덴이다.
본 명세서에서 사용된 "폴리카보네이트"는 호모폴리카보네이트(상기 폴리머 중 각각의 R1이 동일함), 상기 카보네이트 단위 중 상이한 R1 모이어티를 포함하는 코폴리머(본 명세서에서 "코폴리카보네이트"로 지칭됨), 카보네이트 단위 및 다른 유형의 폴리머 단위(예를 들어, 에스테르 단위, 디오가노실록산 단위, 우레탄 단위, 아릴렌 에테르 단위, 아릴렌 술폰 단위, 아릴렌 케톤 단위, 및 이들의 조합)를 포함하는 코폴리머, 및 1종 이상의 호모폴리카보네이트 및/또는 1종 이상의 코폴리카보네이트 및/또는 1종 이상의 폴리카보네이트 코폴리머의 조합을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "조합"은 블렌드, 혼합물, 알로이(alloys), 반응 생성물 등을 포함한다.
구체적인 폴리카보네이트 코폴리머는 폴리(카보네이트 에스테르)이다. 이러한 코폴리머는 카보네이트 반복 단위(1) 뿐만 아니라 에스테르 반복 단위(7)을 더 포함한다:
Figure 112018051657377-pat00006
(7)
여기서, J는 디하이드록시 화합물로부터 유도된 2가기이며, 예를 들어, C2-10 알킬렌기, C6-20 지환족기, C6-20 방향족기 또는 폴리옥시알킬렌기일 수 있으며, 상기 알킬렌기는 2 내지 6개의 탄소 원자, 구체적으로 2, 3, 또는 4개의 탄소 원자를 함유하며; T 디카르복시산으로부터 유도된 2가기이며, 예를 들어, C2-10 알킬렌기, C6-20 지환족기, C6-20 알킬 방향족기, 또는 C6-20 방향족기일 수 있다. 상이한 T 및/또는 J의 조합을 함유하는 폴리(카보네이트 에스테르)가 사용될 수 있다. 폴리(카보네이트 에스테르)는 분지형 또는 선형일 수 있다.
일 구현예에 있어서, J는 직쇄, 분지쇄, 또는 고리(다중고리 포함) 구조를 갖는 C2-30 알킬렌기이다. 다른 구현예에 있어서, J는 방향족 디하이드록시 화합물(3)으로부터 유도된다. 다른 구현예에 있어서, J는 방향족 디하이드록시 화합물(4)로부터 유도된다. 다른 구현예에 있어서, J는 방향족 디하이드록시 화합물(6)으로부터 유도된다.
상기 폴리에스테르 단위를 제조하는데 사용될 수 있는 방향족 디카르복시산의 예는 이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카르복시페닐)에탄, 4,4'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산, 및 상기한 산 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 1,4-, 1,5-, 또는 2,6-나프탈렌디카르복시산과 같이 접합 고리를 함유하는 산이 또한 존재할 수 있다. 구체적인 디카르복시산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복시산, 사이클로헥산 디카르복시산, 또는 상기한 것들 중의 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 구체적인 디카르복시산은 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합을 포함하며, 이소프탈산 대 테레프탈산의 중량비는 91:9 내지 2:98이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, J는 C2-6 알킬렌기이고, T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 2가 지방족기, 또는 이들의 조합이다.
코폴리머 중의 카보네이트 단위 대 에스테르 단위의 몰비는 최종 화합물의 원하는 특성에 따라 광범위하게 달라질 수 있으며, 예를 들어, 1:99 내지 99:1, 구체적으로 10:90 내지 90:10, 더욱 구체적으로 25:75 내지 75:25일 수 있다.
폴리(카보네이트 에스테르)(8)의 일 구체적인 구현예는 방향족 카보네이트 및 방향족 에스테르 반복 단위를 포함한다:
Figure 112018051657377-pat00007
(8)
여기서, Ar은 디카르복시산 또는 디카르복시산들의 조합의 2가 방향족 잔기이며, Ar'는 비스페놀류(3) 또는 디하이드릭(dihydric) 화합물(6)의 2가 방향족 잔기이다. 따라서, Ar은 아릴기이며, 바람직하게는 이소프탈산(9a), 테레프탈산(9b), 또는 이들의 조합의 잔기이다:
Figure 112018051657377-pat00008
(9a)
Figure 112018051657377-pat00009
(9b)
Ar'은 예를 들어 비스페놀 또는 비스페놀 A의 잔기와 같은 다중고리일 수 있으며, 또는 예를 들어 하이드로퀴논 또는 레조르시놀의 잔기와 같은 단일고리일 수 있다.
폴리(카보네이트-에스테르)(8)에 추가적으로, x 및 y는 코폴리머 총 100중량부를 기준으로 방향족 에스테르 단위와 방향족 카보네이트 단위 각각의 중량부를 나타낸다. 구체적으로, 방향족 에스테르 함량인 x는 20 내지 100 미만 중량%, 구체적으로 30 내지 95 중량%, 더더욱 구체적으로 50 내지 95 중량%이며, 카보네이트 함량인 y는 0 초과 내지 80 중량%, 5 내지 70 중량%, 더더욱 구체적으로 5 내지 50 중량%이며, 이들 각각은 x+y 단위의 총중량을 기준으로 한다. 일반적으로, 폴리에스테르 제조에 사용된 종래의 모든 방향족 디카르복시산이 폴리(카보네이트-에스테르)(8)의 제조에 사용될 수 있지만, 테레프탈산이 단독으로 사용되거나, 또는 이소프탈산과의 혼합물이 사용될 수 있으며, 이때 테레프탈산 대 이소프탈산의 중량비는 5:95 내지 95:5의 범위일 수 있다. 35 내지 45 중량%의 카보네이트 단위 및 55 내지 65 중량%의 에스테르 단위(이때 에스테르 단위는 45:55 내지 55:45의 이소프탈레이트 대 테레프탈레이트의 몰비를 가짐)를 포함하는 폴리(카보네이트-에스테르)(8)는 종종 폴리(카보네이트-에스테르)(PCE)로 지칭되며, 15 내지 25 중량%의 카보네이트 단위 및 75 내지 85 중량%의 에스테르 단위(98:2 내지 88:12의 이소프탈레이트 대 테레프탈레이트의 몰비를 가짐)를 포함하는 코폴리머는 종종 폴리(프탈레이트-카보네이트)(PPC)로 지칭된다. 이러한 구현예들에 있어서, PCE 또는 PPC(8)는 비스페놀 A 및 포스겐과 이소- 및 테레프탈로일 클로라이드의 반응으로부터 유도될 수 있으며, 그램당 0.5 내지 0.65 데시리터의 고유 점도를 가질 수 있다(25℃의 온도에서 메틸렌 클로라이드 중에서 측정됨).
다른 구체적인 구현예에 있어서, 폴리(카보네이트-에스테르)는 비스페놀 화합물(3)으로부터 유도된 카보네이트 단위(1) 및 방향족 디카르복시산과 디하이드록시 화합물(6)으로부터 유도된 에스테르 단위를 포함한다. 구체적으로, 에스테르 단위는 아릴레이트 에스테르 단위(9)이다:
Figure 112018051657377-pat00010
(9)
여기서, 각각의 R4는 독립적으로 할로겐 또는 C1-4 알킬이며, p는 0 내지 3이다. 아릴레이트 에스테르 단위(9)는 테레프탈산 및 이소프탈산의 혼합물 또는 이들의 화학적 균등물과 다음과 같은 화합물과의 반응으로부터 유도될 수 있다: 5-메틸 레조르시놀, 5-에틸 레조르시놀, 5-프로필 레조르시놀, 5-부틸 레조르시놀, 5-t-부틸 레조르시놀, 2,4,5-트리플루오로 레조르시놀, 2,4,6-트리플루오로 레조르시놀, 4,5,6-트리플루오로 레조르시놀, 2,4,5-트리브로모 레조르시놀, 2,4,6-트리브로모 레조르시놀, 4,5,6-트리브로모 레조르시놀, 카테콜, 하이드로퀴논, 2-메틸 하이드로퀴논, 2-에틸 하이드로퀴논, 2-프로필 하이드로퀴논, 2-부틸 하이드로퀴논 2-t-부틸 하이드로퀴논, 2,3,5-트리메틸 하이드로퀴논, 2,3,5-트리-t-부틸 하이드로퀴논, 2,3,5-트리플루오로 하이드로퀴논, 2,3,5-트리브로모 하이드로퀴논, 또는 상기한 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합. 아릴레이트 에스테르 단위(8)는 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀 에스테르)일 수 있으며, 이는 "ITR" 에스테르로도 알려져 있다.
아릴레이트 에스테르 단위(9)를 포함하는 폴리(카보네이트-에스테르)는, 상기 코폴리머의 총중량을 기준으로, 비스페놀 화합물(3)으로부터 유도된 카보네이트 단위(1) 1 내지 100 중량% 미만, 10 내지 100 중량% 미만, 20 내지 100 중량% 미만, 또는 40 내지 100 중량% 미만 및 방향족 디카르복시산과 디하이드록시 화합물(6)으로부터 유도된 에스테르 단위 0 초과 내지 99 중량%, 0 초과 내지 90 중량%, 0 초과 내지 80 중량%, 또는 0 초과 내지 60 중량%를 포함할 수 있다. 아릴레이트 에스테르 단위(9)를 포함하는 구체적인 폴리(카보네이트-에스테르)는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)-코-폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀 에스테르)이다.
다른 구체적인 구현예에 있어서, 폴리(카보네이트-에스테르) 단위는 비스페놀류(3) 및 방향족 디하이드릭 화합물(6)의 조합으로부터 유도된 카보네이트 단위(1), 및 아릴레이트 에스테르 단위(9)를 함유한다. 비스페놀류(3)으로부터 유도된 카보네이트 단위 대 방향족 디하이드릭 화합물(6)으로부터 유도된 카보네이트 단위의 몰비는 1:99 내지 99:1일 수 있다. 이러한 유형의 구체적인 폴리(카보네이트-에스테르)는 폴리(비스페놀 A 카보네이트)-코-(레조르시놀 카보네이트)-코(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀 에스테르)이다.
폴리카보네이트는 실록산 단위를 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 폴리(카보네이트-실록산) 또는 폴리(카보네이트-에스테르-실록산)일 수 있다. 실록산 단위는 코폴리머 내에서 폴리실록산 블록 중에 존재하며, 이는 실록산 반복 단위(10)를 포함한다:
Figure 112018051657377-pat00011
(10)
여기서, 각각의 R은 독립적으로 동일하거나 상이한 C1-C13 1가 유기기이다. 예를 들어, R은 C1-C13 알킬기, C1-C13 알콕시기, C2-C13 알케닐기, C2-C13 알케닐옥시기, C3-C6 사이클로알킬기, C3-C6 사이클로알콕시기, C6-C14 아릴기, C6-C10 아릴옥시기, C7-C13 아릴알킬기, C7-C13 아랄콕시기, C7-C13 알킬아릴기, 또는 C7-C13 알킬아릴옥시기일 수 있다. 상기한 기들은 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드, 또는 이들의 조합으로 전부 또는 부분적으로 할로겐화될 수 있다. 투명한 폴리실록산-폴리카보네이트가 요구되는 일 구현예에 있어서, R은 할로겐으로 비치환된다. 상기한 R기들의 조합이 동일한 코폴리머에서 사용될 수 있다.
화학식 (10)에서 E 값은 상기 조성물 중의 각각의 성분의 유형 및 상대적인 양, 바람직한 특성, 및 유사한 고려사항에 따라 광범위하게 달라질 수 있다. 일반적으로, E는 5 내지 50 구체적으로 약 5 내지 약 40, 및 더욱 구체적으로 10 내지 30의 평균값을 가진다. 제1 및 제2(또는 그 초과) 코폴리머의 조합이 사용될 수 있으며, 이때 제1 코폴리머의 E의 평균값은 제2 코폴리머의 E의 평균값보다 작다.
일 구현예에 있어서, 폴리실록산 블록은 화학식 (11) 또는 (12)의 것이다:
Figure 112018051657377-pat00012
(11)
Figure 112018051657377-pat00013
(12)
여기서 E는 실록산(10)에서 정의된 바와 같고; 각각의 R은 동일하거나 상이할 수 있으며, 실록산(10)에서 정의된 바와 같다. 블록(11) 및 (12) 중의 각각의 Ar은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 치환된 또는 비치환된 C6-C30 아릴렌기이며, 여기에서 결합들은 방향족 모이어티에 직접 결합된다. (11) 중 Ar기는 비스페놀류(3), 예를 들어, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 사이클로헥산, 비스(4-하이드록시페닐 술파이드), 및 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐) 프로판으로부터 유도될 수 있다. 상기한 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 화학식 (12) 중 각각의 R5는 독립적으로 2가 C1-C30 유기기, 예를 들어, 2가 C2-C8 지방족기이다.
구체적인 일 구현예에 있어서, 폴리실록산 블록은 화학식 (13)의 것이다:
Figure 112018051657377-pat00014
(13)
R 및 E는 화학식 (10)에서 정의된 바와 같고; R6은 2가 C2-C8 지방족기이며; 각각의 M은 독립적으로 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C8 알킬티오, C1-C8 알킬, C1-C8 알콕시, C2-C8 알케닐, C2-C8 알케닐옥시기, C3-C8 사이클로알킬, C3-C8 사이클로알콕시, C6-C10 아릴, C6-C10 아릴옥시, C7-C12 아랄킬, C7-C12 아랄콕시, C7-C12 알킬아릴, 또는 C7-C12 알킬아릴옥시이며, 각각의 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다. 일 구현예에 있어서, M은 브로모 또는 클로로; 메틸, 에틸, 또는 프로필 같은 알킬기; 메톡시, 에톡시, 또는 프로폭시 같은 알콕시기; 또는 페닐, 클로로페닐, 또는 톨릴 같은 아릴기이고; R6은 디메틸렌기, 트리메틸렌기 또는 테트라메틸렌기이고; R은 C1-8 알킬, 트리플루오로프로필 같은 할로알킬, 시아노알킬, 또는 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴과 같은 C6-8 아릴이다. 다른 구현예에 있어서, R은 메틸, 또는 메틸 및 트리플루오로프로필의 조합, 또는 메틸 및 페닐의 조합이다. 또 다른 구현예에 있어서, M은 메톡시이고, n은 1이고, R6은 2가 C1-C3 지방족기이며, R은 메틸이다.
일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트는 비스페놀류(3), 구체적으로 비스페놀 A로부터 유도된 카보네이트 단위(1), 및 실록산 단위(13)를 포함하는 폴리(카보네이트-실록산)이며, 이때 M은 메톡시이고, n은 1이며, R6은 2가 C1-C3 지방족기이며, R은 메틸이다. 상기 폴리(카보네이트-실록산)은 50 내지 99 중량%의 카보네이트 단위 및 1 내지 50 중량%의 실록산 단위를 포함할 수 있다. 이 범위 내에서, 폴리(카보네이트-실록산)은 70 내지 98 중량%, 더욱 구체적으로 75 내지 97 중량%의 카보네이트 단위 및 2 내지 30 중량%, 더욱 구체적으로 3 내지 25 중량%의 실록산 단위를 포함할 수 있다.
다른 구현예에 있어서, 폴리카보네이트는 비스페놀류(3), 구체적으로 비스페놀 A로부터 유도된 카보네이트 단위(1); 실록산 단위(13); 및 에스테르 단위(9), 구체적으로 (이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀) 에스테르 단위를 포함하는 폴리(카보네이트 실록산)이며, 이때 M은 메톡시이고, n은 1이며, R6은 2가 C1-C3 지방족기이며, R은 메틸이다.
폴리카보네이트는 계면 중합 및 용융 중합과 같은 공정에 의해 제조될 수 있다. 계면 중합을 위한 반응 조건은 다양할 수 있으나, 예시적인 공정은 일반적으로 2가의 페놀 반응물을 수성 가성 소다(caustic soda) 또는 포타쉬(potash)에 용해 또는 분산시키는 단계, 생성된 혼합물을 수불혼화성 용매 매질(water-immiscible solvent medium)에 첨가하는 단계, 및 상기 반응물을 트리에틸아민 또는 상전이 촉매와 같은 적합한 촉매의 존재 하에서, 제어된 pH 조건 예를 들어 pH 약 8 내지 약 10에서 카보네이트 전구체와 접촉시키는 단계를 포함한다. 가장 통상적으로 사용되는 수불혼화성 용매는 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 톨루엔 등을 포함한다.
예시적인 카보네이트 전구체는 예를 들어, 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드와 같은 카보닐 할라이드, 또는 2가 페놀의 비스할로포르메이트(예를 들면, 비스페놀 A, 하이드로퀴논 등의 비스클로로포르메이트) 또는 글리콜의 비스할로포르메이트(예를 들면, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등의 비스할로포르메이트)와 같은 할로포르메이트를 포함한다. 상기한 유형의 카보네이트 전구체 중 1종 이상 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 예시적인 일 구현예에 있어서, 카보네이트 연결 결합을 형성하기 위한 계면 중합 반응은 카보네이트 전구체로서 포스겐을 사용하며, 이는 포스겐화 반응으로 지칭된다.
사용될 수 있는 상전이 촉매 중에는, 화학식 (R3)4Q+X의 촉매가 있으며, 여기서 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이하며, C1-10 알킬기이고; Q는 질소 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C1-8 알콕시기 또는 C6-18 아릴옥시기이다. 예시적인 상전이 촉매는, 예를 들어, [CH3(CH2)3]4NX, [CH3(CH2)3]4PX, [CH3(CH2)5]4NX, [CH3(CH2)6]4NX, [CH3(CH2)4]4NX, CH3[CH3(CH2)3]3NX, 및 CH3[CH3(CH2)2]3NX를 포함하며, X는 Cl-, Br-, C1-8 알콕시기 또는 C6-18 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중의 비스페놀류의 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량%일 수 있다. 다른 구현예에서, 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중 비스페놀류의 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 2 중량%일 수 있다.
모든 유형의 폴리카보네이트 말단기가 상기 폴리카보네이트 조성물에 유용한 것으로 고려되는데, 단 이러한 말단기가 상기 조성물의 원하는 특성에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다.
분지형 폴리카보네이트 블록은 중합동안 분지제를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 이러한 분지제는 하이드록실, 카르복실, 카르복실산 무수물, 할로포르밀, 및 상기한 관능기들의 혼합물로부터 선택되는 3개 이상의 관능기를 함유하는 다관능성 유기 화합물을 포함한다. 구체적인 예는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리트산 트리클로라이드, 트리스-p-하이드록시 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC(1,3,5-트리스((p-하이드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA(4(4(1,1-비스(p-하이드록시페닐)-에틸)알파, 알파-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복실산을 포함한다. 분지제는 약 0.05 내지 약 2.0 중량% 수준으로 첨가될 수 있다. 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물이 사용될 수 있다.
중합 중에 사슬 정지제(chain stopper)(캡핑제로도 지칭됨)가 포함될 수 있다. 사슬 정지제는 분자량 성장 속도를 제한하여 폴리카보네이트의 분자량을 제어한다. 예시적인 사슬 정지제는 특정 모노 페놀성 화합물, 모노 카르복시산 클로라이드, 및/또는 모노 클로로포르메이트를 포함한다. 모노 페놀성 사슬 정지제는 페놀과 같은 단일 고리 페놀; p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 t-부틸 페놀과 같은 C1-C22 알킬 치환 페놀; p-메톡시페놀과 같은 디페놀의 모노에테르로 예시화된다. 8 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 분지형 사슬 알킬 치환기가 있는 알킬 치환된 페놀이 구체적으로 언급될 수 있다. 특정한 모노 페놀성 UV 흡수제가 또한 캡핑제로서 사용될 수 있는데, 예를 들면 4-치환된-2-하이드록시벤조페논 및 이들의 유도체, 아릴 살리실레이트, 레조르시놀 모노벤조에이트와 같은 디페놀 화합물의 모노에스테르, 2-(2-하이드록시아릴)-벤조트리아졸 및 이들의 유도체, 2-(2-하이드록시아릴)-1,3,5-트리아진 및 이들의 유도체 등이 있다.
모노카르복시산 클로라이드가 또한 사슬 정지제로 적합할 수 있다. 이들은 벤조일 클로라이드, C1-C22 알킬 치환 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 할로겐 치환 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나디미도벤조일 클로라이드, 및 이들의 조합과 같은 단일고리형 모노카르복시산 클로라이드; 트리멜리트산 무수물 클로라이드, 및 나프토일 클로라이드와 같은 다중 고리 모노카르복시산 클로라이드; 및 상기 단일 고리와 다중 고리 모노카르복시산 클로라이드의 조합을 포함한다. 22개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족 모노카르복시산의 클로라이드가 유용하다. 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드와 같이 관능화된 지방족 모노카르복시산의 클로라이드도 유용하다. 또한, 모노클로로포르메이트도 유용한데, 이는 페닐 클로로포르메이트, 알킬 치환된 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 조합과 같은 단일고리형, 모노클로로포르메이트를 포함한다.
대안적으로, 폴리카보네이트를 제조하기 위해 용융 공정이 사용될 수 있다. 일반적으로, 용융 중합 공정에서, 폴리카보네이트는, 균일한 분산물을 형성하기 위한 BANBURY® 믹서, 이축 압출기 등에서, 에스테르 교환 촉매의 존재 하에서, 용융상태의 디하이드록시 반응물(들)과 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를 공반응시킴으로써 제조될 수 있다. 휘발성 모노 페놀이 증류에 의해 용융된 반응물로부터 제거되고 폴리머는 용융된 잔류물로서 분리된다. 폴리카보네이트의 제조에 특히 유용한 용융 공정은 아릴기에 전자 끄는 치환체를 갖는 디아릴 카보네이트 에스테르를 사용한다. 전자 끄는 치환체를 갖는 유용한 디아릴 카보네이트 에스테르의 구체적인 예는 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복시페닐) 카보네이트, 비스(2-아세틸페닐) 카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐) 카르복실레이트, 또는 상기한 에스테르 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 또한, 유용한 에스테르교환 촉매는 상기 화학식 (R3)4Q+X의 상전이 촉매를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 R3, Q, 및 X는 상기 정의된 바와 같다. 예시적인 에스테르교환 촉매는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 메틸트리부틸암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드, 테트라부틸포스포늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 페놀레이트, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
특히 폴리에스테르-폴리카보네이트는 일반적으로 전술한 폴리카보네이트와 관련된 계면 중합에 의해서도 제조될 수 있다. 디카르복시산 또는 디올 그 자체로서 사용하기보다는, 대응하는 산 할라이드, 특히 산 디클로라이드 및 산 디브로마이드 같은 산 또는 디올의 반응성 유도체가 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 이소프탈산, 테레프탈산, 또는 상기한 산 중 1종 이상을 포함하는 조합을 사용하는 대신, 이소프탈로일 디클로라이드, 테레프탈로일 디클로라이드, 또는 상기한 디클로라이드 중 1종 이상을 포함하는 조합이 사용될 수 있다.
상기 폴리카보네이트는 25℃에서 클로로포름중에서 측정될 때, 그램당 0.3 내지 1.5 데시리터(dl/gm), 구체적으로 0.45 내지 1.0 dl/gm의 고유 점도를 가질 수 있다. 상기 폴리카보네이트는, 가교결합된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하며 폴리카보네이트 표준으로 보정(calibrated)된, 겔투과 크로마토그래피(GPC)로 측정될 때, 10,000 내지 200,000 달톤, 구체적으로 20,000 내지 100,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. GPC 샘플은 ml 당 1 mg의 농도로 제조되며, 분당 1.5 ml의 유속으로 용리된다. 전체적으로 원하는 흐름 특성을 달성하기 위하여 다양한 흐름 특성의 폴리카보네이트의 조합이 사용될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트는 비스페놀 A를 기초로 하며, 이때 각각의 A3 및 A4는 p-페닐렌이며, Y2는 이소프로필리덴이다. 상기 폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은 전술한 GPC로 측정될 때, 5,000 내지 100,000 달톤, 또는 더욱 구체적으로 10,000 내지 65,000 달톤, 또는 더더욱 구체적으로, 15,000 내지 35,000 달톤일 수 있다.
특히 상기 폴리에스테르-폴리카보네이트는 일반적으로 고분자량의 것이며, 25℃에서 클로로포름 중에서 측정될 때, 0.3 내지 1.5 dl/gm, 및 바람직하게는 0.45 내지 1.0 dl/gm의 고유 점도를 가진다. 이러한 폴리에스테르-폴리카보네이트는 분지형 또는 비분지형일 수 있으며, 전술한 GPC로 측정될 때, 일반적으로 10,000 내지 200,000, 바람직하게는 20,000 내지 100,000의 중량 평균 분자량을 가질 것이다.
상기 폴리(카보네이트-실록산)은, 가교결합된 스티렌-디비닐 벤젠 컬럼을 사용하고 폴리카보네이트 표준으로 보정된 겔투과 크로마토그래피로, 밀리리터 당 1 밀리그램의 샘플 농도에서 측정될 때, 2,000 내지 100,000 달톤, 구체적으로, 5,000 내지 50,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 상기 폴리(카보네이트-실록산)은 300℃/1.2kg에서 측정될 때, 10분당 1 내지 50 세제곱센티미터(cc/10min), 구체적으로 2 내지 30 cc/10 min의 용융 부피 유량을 가질 수 있다. 전체적으로 원하는 흐름 특성을 달성하기 위하여 상이한 흐름 특성의 폴리오가노실록산-폴리카보네이트의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기한 폴리카보네이트가 단독으로 또는 조합으로, 예를 들어, 호모폴리카보네이트 및 1종 이상의 폴리(카보네이트-에스테르)의 조합, 2종 이상의 폴리(카보네이트-에스테르)의 조합으로 사용될 수 있다. 다양한 폴리카보네이트 에스테르의 블렌드가 이러한 조성물에 사용될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 필름을 형성하는 조성물(및 그에 따른 필름)은 상기 조성물의 총중량을 기준으로 각각 5 중량% 미만, 구체적으로 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만의 불소를 함유한다.
다른 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 필름을 형성하는 조성물 및 필름은 1000 중량ppm 미만, 구체적으로 750 중량ppm 미만, 500 중량ppm 미만, 또는 50 중량ppm 미만의 불소 함유 화합물을 함유한다. 추가적인 일 구현예에 있어서, 불소 함유 화합물이 상기 필름 형성 조성물 중에 존재하지 않는다. 이러한 화합물은, 제한 없이, 특정 주형 이형제, 충전제(예를 들어, 입자상 PTFE), 또는 난연제를 포함한다.
다른 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물(및 그에 따른 필름)은 1000 중량ppm 미만, 구체적으로 750 중량ppm 미만, 500 중량ppm 미만, 또는 50 중량ppm 미만의 규소 화합물을 함유한다. 일 구현예에 있어서, 상기 필름 형성 조성물 또는 필름 중에 규소 화합물은 존재하지 않는다. 이러한 규소 화합물은, 제한 없이, 실리콘 오일, 및 폴리디메틸 실록산을 포함한다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물 및 필름은 1000 중량ppm 미만, 750 중량ppm 미만, 500 중량ppm 미만, 또는 50 중량ppm 미만의 불소 함유 화합물 및 규소 화합물 모두를 함유한다. 일 구현예에 있어서, 상기 필름 형성 조성물 또는 필름 중에 불소 함유 화합물 및 규소 화합물은 존재하지 않는다.
상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물 및 필름이 낮은 수준의 특정 금속 이온을 함유하는 경우 우수한 전기적 특성이 얻어진다. 따라서, 상기 필름 형성 조성물 및 필름은, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 니켈, 포타슘, 망간, 몰리브덴, 소듐, 티타늄, 및 아연을 각각 50 중량ppm 미만, 구체적으로 40 중량ppm 미만, 30 중량ppm 미만, 또는 20 중량ppm 미만으로 함유한다.
몇몇 구현예들에 있어서, 브롬 및 염소를 본질적으로 포함하지 않는 필름 형성 조성물 및 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 브롬 및 염소를 "본질적으로 포함하지 않음"은 상기 필름 형성 조성물이 상기 필름 형성 조성물의 중량을 기준으로 3 중량% 미만의 브롬 및 염소 및, 다른 구현예들에 있어서 1 중량% 미만의 브롬 및 염소를 포함하는 것을 의미한다. 다른 구현예들에 있어서, 상기 조성물은 할로겐을 포함하지 않는다. "할로겐을 포함하지 않음"은 상기 전체 조성물 백만 중량부 당 할로겐 1000 중량부(ppm) 이하의 할로겐 함량(불소, 브롬, 염소 및 요오드의 총량)을 갖는 것으로 정의된다. 할로겐의 양은 원자 흡광법(atomic absorption)과 같은 통상적인 화학 분석법에 의해 측정될 수 있다.
상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 이들의 특성, 예를 들어, 유전 상수, 열팽창 계수 등을 조절하기 위해 선택적으로 1종 이상의 입자상 충전제를 더 포함할 수 있다. 예시적인 입자상 충전제는 용융 실리카 및 결정질 실리카와 같은 실리카 분말; 질화 붕소 분말 및 보론 실리케이트 분말; 알루미나, 및 산화 마그네슘(또는 마그네시아); 실리케이트 스피어(silicate sphere); 연진(flue dust); 세노스피어(cenospheres); 알루미노실리케이트(아모스피어(armospheres)); 천연 규사(natural silica sand); 석영(quartz); 규암(quartzite); 산화 티타늄, 바륨 티타네이트, 바륨 스트론튬, 탄탈륨 펜톡사이드, 트리폴리(tripoli); 규조토(diatomaceous earth); 합성 실리카; 및 이들의 조합을 포함한다. 상기 모든 충전제는 실란으로 표면 처리되어 폴리머 매트릭스 수지와의 접착 및 분산을 향상시킬 수 있다. 입자상 충전제가 존재하는 경우, 상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물 중의 상기 입자상 충전제의 양은 크게 달라질 수 있으나, 바람직한 물리적 특성을 제공하기에 효과적인 양이다. 몇몇 예들에 있어서, 상기 입자상 충전제는 상기 필름 형성 조성물의 총중량을 기준으로 각각 0.1 내지 50 부피%, 0.1 내지 40 부피%, 대안적으로 5 내지 30 부피%, 더욱 특히 5 내지 20 부피%의 양으로 존재한다.
상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 유전체 기재 폴리머 조성물에 혼입된 다양한 첨가제를 포함할 수 있으며, 단 상기 첨가제들은 상기 조성물의 원하는 특성에 상당한 악영향을 주지 않도록 선택된다. 일 구현예에 있어서, 임의의 첨가제는 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 화합물을 1,000 ppm 미만으로 제공하는 양으로 존재한다. 예시적인 첨가제는 산화 방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외선(UV) 흡수제, 퀀처(quencher), 가소제, 윤활제, 대전 방지제, 난연제, 적하 방지제, 및 방사선 안정화제를 포함한다. 첨가제들의 조합이 사용될 수 있다. 상기한 첨가제(임의의 충전제 제외)들은 일반적으로 상기 필름 형성 조성물의 총중량을 기준으로 개별적으로 0.005 내지 20 중량%, 구체적으로 0.01 내지 10 중량%의 양으로 존재한다.
적합한 산화 방지제는 포스파이트, 포스포나이트, 및 입체장애(hindered) 페놀 또는 이들의 혼합물과 같은 화합물일 수 있다. 트리아릴 포스파이트 및 아릴 포스포네이트와 같은 인함유 안정화제는 유용한 첨가제이다. 이관능성 인함유 화합물이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 안정화제는 300 이상의 분자량을 가질 수 있다. 몇몇 예시적인 화합물은 Ciba Chemical Co. as IRGAPHOS 168로부터 입수가능한 트리스-디-t-부틸페닐 포스파이트 및 Dover Chemical Co. as DOVERPHOS S-9228로부터 입수가능한 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트이다.
포스파이트 및 포스포나이트의 예는 다음을 포함한다: 트리페닐 포스파이트, 디페닐 알킬 포스파이트, 페닐 디알킬 포스파이트, 페닐(노닐페닐) 포스파이트, 페닐라우릴 포스파이트, 페닐옥타데실 포스파이트, 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트, 페닐(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트, 디이소데실 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐) 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)-펜타에리트리톨 디포스파이트, 디이소데실옥시 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸-6-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4,6-페닐(t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 페닐스테아릴 솔비톨 페닐-포스파이트, 테트라키스(2,4-디-t-부틸-페닐) 4,4'-비페닐렌 디포스포나이트, 비스(2,4-디-t-부틸-6-메틸페닐) 메틸 포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸-6-메틸페닐) 에틸 포스파이트, 2,2',2''-니트릴로[디에틸 트리스(3,3',5,5'-테트라-t-부틸-1,1'-비페닐-2,2'-디일)포스파이트], 2-에틸헥실(3,3',5,5'-테트라-t-부틸-1,1'-비페닐-2,2'-디일)포스파이트 및 5-부틸-5-에틸-2-(2,4,6-페닐-t-부틸페녹시)-1,3,2-디옥사포스피란.
1종 초과의 유기인 화합물을 포함하는 조합이 고려된다. 조합하여 사용되는 경우, 유기인 화합물은 동일한 유형 또는 상이한 유형의 것일 수 있다. 예를 들어, 조합은 2종의 포스파이트를 포함할 수 있거나, 또는 조합은 포스파이트 및 포스포나이트를 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에 있어서, 300 이상의 분자량을 갖는 인함유 안정화제가 유용하다. 인함유 안정화제, 예를 들어, 아릴 포스파이트는 일반적으로 상기 조성물의 총중량을 기준으로 상기 조성물 중에 0.005 내지 3 중량%, 구체적으로 0.01 내지 1.0 중량%의 양으로 존재한다.
입체장애 페놀, 예를 들어 알킬화 모노 페놀, 및 알킬화 비스페놀 또는 다가 페놀(polyphenols)이 또한 산화 방지제로서 사용될 수 있다. 예시적인 알킬화 모노 페놀은, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀; 2-t-부틸-4,6-디메틸페놀; 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀; 2,6-디-t-부틸-4-n-부틸페놀; 2,6-디-t-부틸-4-이소부틸페놀; 2,6-디사이클로펜틸-4-메틸페놀; 2-(알파-메틸사이클로헥실)-4,6-디메틸페놀; 2,6-디옥타데실-4-메틸페놀; 2,4,6-트리사이클로헥실페놀; 2,6-디-t-부틸-4-메톡시메틸페놀; 측쇄가 선형 또는 분지형인 노닐 페놀, 예를 들어, 2,6-디-노닐-4-메틸페놀; 2,4-디메틸-6-(1'-메틸운데크-1'-일)페놀; 2,4-디메틸-6-(1'-메틸헵타데크-1'-일)페놀; 2,4-디메틸-6-(1'-메틸트리데크-1'-일)페놀 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 알킬리덴 비스페놀은, 2,2'-메틸렌비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-t-부틸-4-에틸페놀), 2,2'-메틸렌비스[4-메틸-6-(알파-메틸사이클로헥실)-페놀], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-사이클로헥실페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-노닐-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-t-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(4,6-디-t-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(6-t-부틸-4-이소부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스[6-(알파-메틸벤질)-4-노닐페놀], 2,2'-메틸렌비스[6-(알파, 알파-디메틸벤질)-4-노닐페놀], 4,4'-메틸렌비스-(2,6-디-t-부틸페놀), 4,4'-메틸렌비스(6-t-부틸-2-메틸페놀), 1,1-비스(5-t-부틸-4-하이드록시-2-메틸페닐)부탄, 2,6-비스(3-t-부틸-5-메틸-2-하이드록시벤질)-4-메틸페놀, 1,1,3-트리스(5-t-부틸-4-하이드록시-2-메틸페닐)부탄, 1,1-비스(5-t-부틸-4-하이드록시-2-메틸-페닐)-3-n-도데실머캅토부탄, 에틸렌 글리콜 비스[3,3-비스(3'-t-부틸-4'-하이드록시페닐)부티레이트], 비스(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸-페닐)디사이클로펜타디엔, 비스[2-(3'-t-부틸-2'-하이드록시-5'-메틸벤질)-6-t-부틸-4-메틸페닐]테레프탈레이트, 1,1-비스-(3,5-디메틸-2-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스-(5-t-부틸-4-하이드록시-2-메틸페닐)-4-n-도데실머캅토부탄, 1,1,5,5-테트라-(5-t-부틸-4-하이드록시-2-메틸페닐)펜탄 및 이들의 혼합물을 포함한다.
입체장애 페놀 화합물은 300 g/몰 이상의 분자량을 가질 수 있다. 고분자량은 높은 공정 온도, 예를 들어, 300℃ 이상의 온도에서 폴리머 용융물 중에서 입체장애 페놀 모이어티가 유지되는 것을 도와줄 수 있다. 입체장애 페놀 안정화제는 일반적으로 상기 조성물의 총중량을 기준으로 상기 조성물 중에 0.005 내지 2 중량%, 구체적으로 0.01 내지 1.0 중량%의 양으로 존재한다.
몇몇 구현예들에 있어서, 상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 선택적으로 1종 이상의 추가적인 비정질 폴리머를 더 포함할 수 있으나, 단 상기 폴리머는 5 중량% 초과의 불소 또는 규소를 제공하지 않도록, 또는 그렇지 않은 경우 상기 조성물의 원하는 특성에 상당한 악영향을 주지 않도록 선택된다. 이러한 추가적인 폴리머의 예들은 폴리(페닐렌 술폰), 폴리(술폰), 폴리(에테르 술폰), 폴리(아릴렌 술폰), 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(에테르이미드) 및 폴리(에테르이미드 술폰) 뿐만 아니라, 이들의 블렌드 및 코폴리머를 포함한다. 존재하는 경우, 상기 폴리머는 모두 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0 초과 내지 12 중량%, 구체적으로 0.1 내지 10 중량%, 더욱 구체적으로 0.5 내지 5 중량%의 양으로 사용된다. 일 구현예에 있어서, 상기 필름 형성 조성물 중에 폴리카보네이트 이외에 다른 폴리머는 존재하지 않는다.
상기 폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 균질(intimate) 블렌드를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 성분들을 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 이러한 조건들은 종종 일축 또는 2축 유형 압출기, 혼합 보울(bowl), 또는 성분들에 전단을 인가할 수 있는 이와 유사한 혼합 장치 내에서의 용융 혼합물을 포함한다. 2축 압출기는 종종 일축 압출기보다 더 강한 혼합능 및 자체 와이핑(self-wiping) 능력으로 인해 선호된다. 상기 조성물 내 휘발성 불순물을 제거하기 위하여, 상기 압출기 내 적어도 하나의 통기구(vent port)를 통해 상기 블렌드에 진공을 인가하는 것이 종종 유리하다. 종종 상기 폴리카보네이트(및/또는 다른 첨가제)를 건조한 후 용융 공정을 수행하는 것이 유리하다. 상기 용융 공정은 종종 240℃ 내지 360℃에서 수행되어, 충분한 용융으로 임의의 용융되지 않은 성분들이 없는 균질 폴리머 혼합물을 얻으면서도, 과도한 폴리머 열화는 피한다. 40 내지 100 마이크로미터 캔들(candle) 필터 또는 스크린 필터를 사용하여 상기 폴리머 블렌드를 용융 여과하여 바람직하지 않은 검은 반점(black specks) 또는 다른 이질성(heterogeneous) 오염물, 예를 들어 1 마이크로미터 초과의 직경을 갖는 임의의 입자를 또한 제거할 수 있다.
예시적인 일 공정에서, 상술한 다양한 성분들을 압출 컴파운더 넣고, 연속적인 스트랜드를 제조하고 이를 냉각하고 펠렛으로 절단한다. 다른 절차에서, 상기 성분들은 건조 블렌딩으로 혼합한 후, 밀(mill)에서 유동화(fluxed)시키고, 분쇄하거나, 또는 압출 및 절단한다. 또한 상기 조성물 및 선택적인 성분들은 혼합되고 직접 압출되어 필름을 형성할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 모든 성분들로부터 가능한 한 많은 물이 제거된다. 또한, 컴파운딩은 기계 내에서의 체류 시간이 짧고; 온도가 주의 깊게 제어되며; 마찰 열이 이용되고; 상기 성분들 간의 균질한 블렌드가 얻어지도록 수행된다.
상기 조성물은 열가소성 조성물에 관습적으로 사용되는, 플랫 다이(flat die)를 사용하는 압출기를 사용하여 압출될 수 있다. 상기 압출 캐스트 필름법은 상기 폴리머를 압출기 내에서 용융시키는 단계, 상기 용융된 폴리머를 작은 립 갭 분리(small lip gap separation)의 플랫 다이를 통해 이송하는 단계, 상기 필름을 비교적 높은 권취(take up) 속도에서 연신하는 단계, 및 상기 폴리머를 냉각/고화시켜서 최종 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 압출기는 일축 또는 2축 디자인의 것일 수 있으며, 다이를 통하는 일정한, 비맥동(non-pulsating) 흐름의 상기 폴리머를 제공하기 위하여 용융 펌프가 또한 사용될 수 있다. 상기 다이 립 갭은 100 내지 200 마이크론 정도로 작을 수 있으며, 권취 롤러는 200 m/min 이하의 속도에서 운전할 수 있다. 상기 디자인은 또한 가열된 롤의 추가를 포함하여 필름을 템퍼링/어닐링함으로써, 동결 내부 응력(frozen-in internal stresses)의 발생을 최소화시킬 수 있다. 상기 필름의 가장자리는 종종 다듬어지고(trimmed), 상기 필름은 장력 제어된 권취(winding) 매커니즘을 사용하여 롤에 권취된다. 몇몇 예들에 있어서, 상업적인 및/또는 실험적으로 기능화된 충전제가 상기 폴리머 중에 불균일하게 분산된 후 이 복합재를 얇은 필름으로 연신될 수 있다. 이러한 경우에, 균일한 분산물을 얻기 위해 상기 충전제를 상기 폴리머 매트릭스로 컴파운딩하는 것은 별개의 압출기 또는 대안적으로, 그리고 더욱 바람직하게는, 연신 작업 이전에 상기 폴리머를 용융시키는데 사용된 동일한 압출기에서 수행될 수 있다. 다이를 통한, 용융 폴리머의 일정한 그리고 균일한 흐름 전달의 정확성, 상기 필름을 제조하는데 사용되는 폴리머의 유변학적 특성, 수지 및 장비 모두의 청결도, 및 권취 매커니즘의 기계적 특징은, 비교적 작은 두께를 갖는 이러한 압출 필름의 성공적인 제조에 기여할 것이다.
일 구현예에 있어서, 압출 캐스트 필름법은 단일 단계로서, 보다 큰 규모의 설비에 확장가능하며, 어떠한 용매의 사용도 요구하지 않는다. 고분자량 및/또는 높은 유리 전이 온도의 폴리머의 경우에도, 이 압출 공정은 상기 폴리머에 재료의 열적 또는 기계적 열화를 일으킬 수 있는 과도한 온도를 낳지 않는 환경을 제공하도록 적절하게 설계될 수 있다. 용융물에 대한 여과 장치의 사용은, 겔 및 검은 반점과 같은 오염물이 사실상 없는 필름을 생성하며, 상기 오염물은 용융물로부터 적절하게 제거되지 않는 경우 이들 필름의 유전 성능을 손상시킬 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 필름은 얇으며(10 마이크론 및 더 얇은 두께), 웹 전체에 걸쳐 균일한 두께를 가지며, 주름 또는 표면 굴곡이 거의 없이 평평하며, 비교적 오염물이 없다.
용융된 조성물은 용융 펌프를 사용하는 압출기 다이를 통해 이송될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 필름은 250℃ 내지 500℃, 예를 들어 300℃ 내지 450℃의 온도에서 압출되며, 압출된 필름은 일축 연신되어 유전체 기재 필름을 생성한다. 구체적으로, 상기 필름 형성 조성물의 성분은 조합되고, 용융되고, 균질하게 혼합된 후, 여과되어 1 마이크로미터 초과의 입자가 제거되고, 플랫 다이를 통해 상기한 온도에서 압출되며; 이후 일축 연신된다. 연신 이후에, 상기 필름은 후술하는 바와 같이 직접 금속화되거나, 또는 저장 또는 운송을 위해 권취롤로 권취될 수 있다. 상기 필름은 10 이상, 또는 100 내지 10,000 미터의 길이, 및 300 이상, 또는 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 가질 수 있다. 상기 필름이 압출될 수 있는 속도는 달라질 수 있다. 상업적인 구현예들에 있어서, 필름이 압출될 수 있는 속도는 10 1b/hr(4.5 kg/hr) 내지 1000 1b/hr(450 kg/hr)으로 달라진다. 상기 필름이 압출기의 다이판으로부터 당겨질 수 있는 속도(권취 속도)는 10 미터/분 내지 300 미터/분의 범위에 있을 수 있다.
상기 필름의 하나 이상의 면은 금속화될 수 있다. 상기 필름의 의도하는 용도에 따라서, 다양한 금속, 예를 들어, 구리, 알루미늄, 은, 금, 니켈, 아연, 티타늄, 크로뮴, 바나듐 및 기타 금속이 사용될 수 있다. 상기 필름은 적어도 매끄러운 면, 즉, 광촉짐법에 의해 측정될 때, 상기 필름의 평균 두께의 +/- 3% 미만의 평균 표면 조도를 갖는 면에서 금속화된다. 폴리머 필름의 금속화 방법은 알려져 있으며, 예를 들어, 무전해 습식 화학적 증착(electroless wet-chemical deposition)뿐만 아니라, 진공 금속 기상 증착, 금속 스퍼터링(sputtering), 플라즈마 처리, 전자빔 처리, 화학적 산화 또는 환원 반응을 포함한다. 상기 필름은 종래의 무전해 도금에 의해 양면이 금속화될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 상기 필름의 표면상에, 예를 들어, 잉크젯 인쇄에 의해, 패턴화된 금속층이 형성될 수 있다. 상기 금속화층의 두께는 금속화 필름의 목적하는 용도에 의해 결정되며, 예를 들어, 1 옹스트롬 내지 1000 나노미터, 500 나노미터, 또는 10 나노미터일 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 금속 필름의 두께는 1 내지 3000 옹스트롬, 1 내지 2000 옹스트롬, 또는 1 내지 1000 옹스트롬일 수 있다. 전도성 금속이 사용되는 경우, 상기 폴리머 필름상의 금속층의 비저항은 제곱미터당 0.1 내지 1000 Ohm 또는 제곱미터당 0.1 내지 100 Ohm로 달라질 수 있다.
금속화될 상기 필름의 표면은, 예를 들어, 상기 금속층의 부착력을 향상시키기 위하여, 예를 들어, 세척, 화염 처리, 플라즈마 방전, 코로나 방전 등에 의해 전처리될 수 있다. 하나 이상의 추가적인 층, 예를 들어, 투명 코트(예를 들어, 내스크래치성을 제공하기 위한 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(에틸 메타크릴레이트)), 또는 적층체를 형성하기 위한 다른 폴리카보네이트 필름층이 상기 금속층 상에 증착될 수 있다.
이에 따라 제조된 상기 필름 및 금속화 필름은 다양한 유리한 물리적 특성을 가진다. 상기 필름은 하나 이상의 무주름 영역을 가지며, 상기 영역은 상기 필름의 표면이 금속화될 때, 금속화된 필름이 유리하게 일관된 표면 모폴리지를 갖도록 충분히 평평하고 매끄럽다. 일 구현예에 있어서, 비금속화된 필름의 파괴 강도는 300 볼트/마이크로미터 이상, 대안적으로 350 볼트/마이크로미터 이상, 대안적으로 400 볼트/마이크로미터 이상이다. 일 구현예에 있어서, 상기 비금속화된 필름의 파괴 강도는 520, 550, 580, 610, 640, 670, 및 700 볼트/마이크로미터 이하일 수 있다.
상기 필름의 무주름 영역의 편평도(flatness)는 특정 면적에 걸쳐 필름의 두께 변화를 측정하여 결정될 수 있다. 이때, 평평한 필름은, 측정된 면적 전체에 걸친 필름의 평균 두께를 기준으로, 플러스 또는 마이너스 (+/-) 10% 이하, 대안적으로 +/-9% 이하, +/-8% 이하, +/-6% 이하, 또는 +/-5% , +/-4%, +/-3%, +/-2% , +/-1% 이하의 필름 두께 편차를 갖는다. 일 구현예에 있어서, 두께의 편차는 +/-1%만큼 낮을 수 있다.
상기 필름 표면의 무주름 영역의 평활도(smoothness)는 광촉짐법에 의해 평균 표면 조도("Ra")를 측정함으로써 정량화될 수 있다. 이때, 상기 필름의 무주름 영역은, 광촉침법에 의해 측정될 때, 상기 필름의 평균 두께의 +/-3% 미만, +/-2% 미만, 또는 +/-1% 만큼 낮은 Ra을 갖는 표면을 가진다.
특히 유리한 일 특징에 있어서, 상기 무주름 영역은 상기 필름의 넓은 면적 위에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 필름 면적의 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 97% 이상이 무주름 영역일 수 있다. 이와 같이, 상기 필름은 하한 및/또는 상한을 갖는 무주름 영역을 가질 수 있다. 이 범위는 하한 및/또는 상한을 포함하거나 또는 배제할 수 있다. 이를테면, 상기 하한 및/또는 상한은, 상기 필름 면적의 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 및 100%로부터 선택될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 상기 무주름 면적은 1 제곱미터(m2) 이상, 2 m2 이상, 3 m2 이상, 5 m2 이상, 10 m2 이상, 20 m2 이상, 50 m2 이상, 또는 100 m2 이상의 연속적인 면적을 가질 수 있다. 넓은 크기의 상기 무주름 영역은 금속화 필름이 롤 형태로 제조, 저장, 및 운송될 수 있다는 점에서 상당한 제조상의 이점을 제공한다. 따라서, 상기 필름은 10 미터 이상의 길이, 및 300 밀리미터 이상의 폭을 가질 수 있으며, 이때, 상기 필름 면적의 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 97% 이상이 무주름 영역이다. 다른 구현예에 있어서, 상기 필름은 100 내지 10,000 미터의 길이, 및 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 가지며, 이때, 상기 필름 면적의 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 97% 이상이 무주름 영역이다. 이와 같이, 상기 필름이 100 내지 10,000 미터 범위의 길이를 가지는 경우, 상기 필름은 하한 및/또는 상한을 갖는 무주름 영역을 가질 수 있다. 상기 범위는 하한 및/또는 상한을 포함하거나 또는 배제할 수 있다. 상기 하한 및/또는 상한은 상기 필름 면적의 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 및 100%로부터 선택될 수 있다.
상기 조성물 및 제조 방법은 바람직한 성능 특성, 특히 전기적 특성을 달성하기 위해 달라질 수 있다.
상기 필름은 높은 유전 상수, 특히 2.7 초과, 3.0 초과, 또는 3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4, 또는 4.5 초과 7.0 이하의 유전 상수를 가질 수 있다.
상기 필름은 이를 제조하는 상기 폴리머의 Tg까지 안정한 유전 상수를 추가적으로 가질 수 있다. 일반적으로, 상기 필름은 상기 필름의 폴리머 각각의 Tg보다 낮은 온도, 예를 들면, 대략 20℃ 낮은 온도의 환경에서 사용된다. 일 구현예에 있어서, 필름은 50℃ 이하, 60℃ 이하, 70℃ 이하, 80℃ 이하, 90℃ 이하, 100℃ 이하, 110℃ 이하, 120℃ 이하 또는 더 높은 온도에서 안정한 유전 상수를 더 가질 수 있다.
상기 필름 및 금속화 필름은 본질적으로 무용매일 수 있다. 즉, 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 화합물을 1,000 ppm 미만, 750 ppm 미만, 500 ppm 미만, 또는 250 ppm 미만으로 함유할 수 있다.
상기 필름 및 금속화 필름은 상기 폴리카보네이트 층에 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 니켈, 포타슘, 망간, 몰리브덴, 소듐, 티타늄, 및 아연을 각각 50 ppm 미만, 또는 25 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만으로 가질 수 있다.
상기 필름 및 금속화 필름은 불소 함유 화합물 또는 규소 함유 화합물을 각각 1000 ppm 미만, 500 ppm 미만, 250 ppm 미만, 또는 100 ppm 미만으로 가질 수 있다.
상기 필름 및 금속화 필름은 확대 없이 0.3미터의 거리에서 관찰시, 3 제곱미터 이상의 면적에서, 또는 9 제곱미터 이상의 면적에서 관찰가능한 반점(specks) 또는 겔을 갖지 않을 수 있다.
상기 필름 및 금속화 필름은 50x 확대에서 관찰시, 3 제곱미터 이상의 면적에서, 또는 9 제곱미터 이상의 면적에서 관찰가능한 공극(void)을 갖지 않을 수 있다.
상기 금속화 필름은 유전 분광학(dielectric spectroscopy)으로 측정될 때, 0 초과 내지 5% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 4% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 3% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 2% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 1% 미만의 범위의 소산 계수(dissipation factor)를 가질 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 필름은 낮은 소산 계수, 즉 0.1% 미만, 또는 0.08% 미만의 소산 계수를 가진다.
상기 폴리카보네이트 필름은 모든 비정질 필름 응용분야에 사용될 수 있으나, 특히 금속화에 적절하다. 상기 금속화 필름은 모든 금속화 필름 응용분야에 사용될 수 있으나, 특히 전기 응용분야, 예를 들어 커패시터 또는 회로 재료와 같은 분야에 적합하다. 고에너지 밀도, 고전압 비극성 커패시터는 원통형 형상으로 권취되고 금속화된 폴리머 필름을 사용하여 제조될 수 있다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 필름이 압출된 다음, 진공 챔버 내에서 기상 증착을 통하여 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 금속을 상기 이동 폴리머 필름상에 1 옹스트롬 내지 1000 나노미터, 1 내지 3000 옹스트롬, 또는 1 내지1000 옹스트롬의 두께로 분무함으로써 금속화된다. 상기 폴리머 필름상의 금속의 비저항은 제곱미터당 약 0.1 Ohm 내지 제곱미터당 100 Ohm의 범위에 있을 수 있다. 금속화 공정이 수행되기 이전에, 상기 폴리머 필름이 적절하게 마스킹되어 상기 필름의 폭의 가장자리에서 비금속화 여백을 제공함으로써, 금속화 필름의 교호층(alternate layer)(커패시터가 조립되는 경우)은 대향하는 가장자리에서 비금속화된 영역을 가지며, 이는 단부 금속화(end metallization)가 궁극적으로 적용되는 경우, 상기 커패시터의 전극의 전기적 단락(electrical shorting)을 방지한다.
그 다음, 상기 커패시터는 2개의 적층된 금속화 폴리머 필름을 롤링함으로써 튜브 형상으로 제조될 수 있다. 전선이 각각의 금속층에 연결된다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 금속화 필름의 2개의 별개의 롤을 커패시터 권취기(winder)에 놓고, 맨드렐(이후 제거될 수 있음) 상에서 함께 단단히 권취함으로써, 폴리카보네이트/금속화층/폴리카보네이트/금속화층 순서로 층이 배열되며, 이는 커패시터의 전형적인 구조, 즉, 대향하는 면에 2개의 금속층을 갖는 유전체를 모사하기 위한 것이다. 상기 필름의 2개의 롤은 비금속화된 여백이 대향하는 면이 되도록 권취된다.
커패시터의 권취 정도는 원하는 커패시터의 물리적 크기 또는 원하는 정전용량(capacitance)에 따라 달라진다. 단단히 권취된 2개의 롤은, 제거되지 않으면 조기 파괴(premature breakdown)를 일으킬 수 있는 포획된(entrapped) 공기를 제거하는데 도움을 준다. 각각의 커패시터는 HEPA 필터를 포함하는 Class 100 이상의 청정실(clean room) 환경에서 처리될 수 있어, 이물질로 인한 유전체 필름층 사이의 접촉 지점의 오염 가능성을 감소시킬 뿐만 아니라 유전체 내로의 수분 흡수를 감소시킬 수 있다. 각각의 커패시터의 균일한 장력을 더 잘 유지하기 위해 전기적 권취가 사용될 수 있다. 상기 커패시터는 이후 그 가장자리가 테이핑되고, 양측이 개방된 트레이에 묶여질 수 있어, 상기 필름층의 풀림(unwinding)을 방지하고, 상기 원통의 가장자리 또는 단부가 전도성 요소, 예를 들어 높은 아연 함량 땜납 이후에 90% 주석, 10% 아연의 일반적이고 부드러운 단부 스프레이(end spray) 땜납으로 분무될 수 있다. 첫 번째 분무는 상기 금속화 표면에 스크래치를 내고 골(trough)을 형성하여 상기 유전체 필름상의 금속화 부분과의 보다 나은 접촉을 달성한다. 단부 스프레이의 조합은 최종 종단(final termination)과 더 나은 접촉 부착력에 추가적으로 도움을 준다. 이후, 전도성, 예를 들어 알루미늄 리드선이 각각의 단부에 땜납되어 최종 종단을 형성할 수 있다. 하나의 종단은 상기 캔의 바닥에 점용접(spot welded)될 수 있고, 다른 종단은 뚜껑에 평행하게 용접될 수 있다. 상기 커패시터는 진공 충전 장치에서, 액상 함침(liquid impregnate)(예를 들어, 이소프로필 페닐 술폰)으로 충전되고 폐쇄될 수 있다.
본 발명은 적어도 다음 구현예들을 포함한다:
구현예 1: 폴리카보네이트를 포함하는 일축 연신 압출 필름으로서, 상기 필름은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 하나 이상의 무주름 영역을 가지며, 상기 하나 이상의 압출된 무주름 영역은, 0 초과 내지 7 마이크로미터 미만의 두께; 및 상기 필름 두께의 +/-10% 이하의 상기 필름 두께의 편차; 및 광촉침법으로 측정될 때, 상기 필름의 평균 두께의 +/- 3% 미만의 평균 표면 조도를 포함하며, 상기 필름은 추가적으로, 1 kHz 및 실온에서 2.7 이상의 유전 상수; 1 kHz 및 실온에서 1% 이하의 소산 계수; 및 300 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도를 갖는다.
구현예 2: 구현예 1에 따른 필름으로서, 상기 폴리카보네이트는 화학식 (1)의 카보네이트 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트이다:
Figure 112018051657377-pat00015
(1), 여기서, 상기 R1기의 총 수의 60% 이상은 방향족 모이어티를 함유하며, 그 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족이다.
구현예 3: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 폴리카보네이트는 호모폴리머이다.
구현예 4: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 폴리카보네이트는 2종 이상의 상이한 R1 모이어티를 포함하는 코폴리카보네이트이다.
구현예 5: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 10 미터 이상의 길이 및 300 밀리미터 이상의 폭을 가지며, 상기 필름 면적의 80% 이상은 무주름 영역이다.
구현예 6: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 3 J/cc 이상의 에너지 밀도를 갖는다.
구현예 7: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 100 내지 10,000 미터의 길이, 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 갖는다.
구현예 8: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 화합물을 1,000 ppm 미만으로 갖는다.
구현예 9: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 니켈, 포타슘, 망간, 몰리브덴, 소듐, 티타늄, 및 아연을 각각 50 ppm 미만으로 갖는다.
구현예 10: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 불소 함유 화합물 또는 규소 함유 화합물을 각각 1000 ppm 미만으로 포함한다.
구현예 11: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 불소 함유 화합물 또는 규소 함유 화합물을 각각 100 ppm 미만으로 포함한다.
구현예 12: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 확대 없이 0.3 미터의 거리에서 관찰시, 3 제곱미터 이상의 면적에 걸쳐 관찰가능한 반점 또는 겔을 갖지 않는다.
구현예 13: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 50x 확대에서 관찰시, 3 제곱미터 이상의 면적에서 관찰가능한 공극을 갖지 않는다.
구현예 14: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 무주름 영역의 하나 이상의 상기 표면은 상기 필름의 평균 두께의 3% 미만의 조도값 Ra를 갖는다.
구현예 15: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름으로서, 상기 필름은 롤로 권취되며, 상기 롤은 0.3 미터의 거리에서 확대 없이 관찰시, 관찰가능한 주름 또는 다이선(die lines)을 갖지 않는다.
구현예 16: 상기한 구현예들 중 어느 하나에 따른 필름을 포함하는 물품.
구현예 17: 구현예 16의 필름의 일 부분을 포함하는 물품.
구현예 18: 구현예 16 또는 17의 물품으로서, 상기 무주름 영역의 적어도 일 부분 상에 증착된 전도성 금속층을 더 포함한다.
구현예 19: 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 물품으로서, 상기 전도성 금속은 알루미늄, 구리, 또는 이들의 조합을 포함한다.
구현예 20: 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 물품으로서, 상기 전도성 금속층은 1 내지 3000 옴스트롬의 두께를 갖는다.
구현예 21: 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 물품으로서, 상기 전도성 금속층은 0.1 내지 100 Ohm/sq의 비저항을 갖는다.
구현예 22: 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 물품으로서, 상기 전도성 금속층은 화학 기상 증착, 고온 진공 작업 또는 이들의 조합에 의해 증착된다.
구현예 23: 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른, 권취되고 금속화된 필름 물품을 포함하는 커패시터.
구현예 24: 구현예 23의 상기 커패시터를 포함하는 전자 물품(electronic article).
다른 커패시터 구조가 가능하다. 예를 들어, 상기 커패시터는 적층된 구조로 배치된 제1 및 제2 전극; 및 이들 사이에 배치되고 적어도 부분적으로 제1 및 제2 전극 각각에 접촉된 폴리카보네이트 필름을 적어도 포함하는 평평한 구조를 가질 수 있다. 추가적인 폴리카보네이트 필름 및 전극층이 교호층으로 존재할 수 있다. 따라서, 전자 장치 형성을 위한, 폴리카보네이트층/금속층/유전체층을 포함하는 다층 물품은 본 특허청구범위의 범위 내이며, 상기 유전체층은 본 명세서에서 설명한 바와 같은 폴리카보네이트 필름이거나 또는 다른 유전체 재료일 수 있다. 추가적인 층(예를 들어, 추가적으로 교호하는 유전체/금속층)이 선택적으로 존재할 수 있다.
아래 비제한적인 실시예들이 설명된다.
실시예
재료
표 1에서 명시된 재료를 사용하여 아래 절차에 따라 실시예를 수행하였다.
테스트 절차
필름 두께는 San Diego, CA에 위치한 Filmetrics Inc.사에서 제조된 Filmetrics F20 박막 측정 시스템(Thin Film Measurement System)을 사용하여 측정하며, 이는 분광 반사율(spectral reflectance)을 채용하여, 필름에 빛을 반사시키고 반사된 빛의 파장 범위을 분석함으로써 필름의 두께를 측정한다.
표면 조도는 Wyko NT100에서 제조된 광촉침계(optical profilometer)를 사용하여 측정하며, 이는 이 유닛의 표준 작동 모드에서 작동한다. 측정된 값은 Ra, Sq 등과 같은 통상적인 항목으로 기록되며, 여기서 "R"은 그 값이 2D 데이터를 사용하여 계산되었으며, 선형 또는 프로파일 조도를 나타내는 것을 가리키며, "S"는 그 값이 3D 데이터를 사용하여 계산되었으며, 표면 또는 면적 조도를 나타내는 것을 가리킨다. 두 번째 문자는 계산에 사용된 식의 유형을 나타내며, 예를 들어, "a"는 산술식을 가리키며, "q"는 제곱 평균 제곱근(root mean square) 식을 가리킨다.
금속 오염물은 ICP(금속 오염물을 측정하는 방법으로 알려진 유도 결합 플라즈마 스펙트로스코피(Inductively Coupled Plasma Spectroscopy))로 측정하였다.
유전 상수 (DK) 및 소산 계수 (DF)를 유전 분광학(dielectric spectroscopy)을 사용하여 측정하였다. 매우 균일한 필름 두께를 가진 폴리머 필름을 테스트 샘플로서 사용한다. 상기 필름 두께 d는 마이크로미터 또는 (상기 필름이 투명한 경우)광학 두께 측정기로 정밀하게 측정한다. 스퍼터링 또는 열증착을 사용하여 기지 면적 A를 가진 금 또는 알루미늄 전극을 상기 필름 샘플의 양 측면에 증착한다. 그 다음, 금속화된 샘플을 온도 제어 챔버에 로딩하고, Novocontrol Broadband Dielectric Spectrometer와 같은 유전 스펙트럼 분석기에 전기적으로 연결한다. 상기 스팩트럼 분석기는 정전용량 C 및 소산 계수 DF를 측정한다. 상기 샘플의 DK는 측정된 정전용량 및 상기 샘플의 면적과 두께를 기초로 계산된다:
Figure 112018051657377-pat00016
여기서, 진공 유전율 상수(vacuum permittivity constant) ε 0 = 8.85x10-12 F/m이다.
유전 파괴(dielectric breakdown)는 ASTM D-149에 따라 측정하였다. 균일한 두께를 갖는 폴리머 필름의 조각을 테스트 샘플로서 사용하며, 그 두께를 DK 및 DF 측정과 동일한 방법을 사용하여 측정한다. 상기 필름 샘플을 그 표면상에 전극이 증착되지 않은 그대로의(bare) 필름으로서 테스트한다. 하부 전극이 평평한 구리판이며, 상부 전극이 ¼ 인치 직경을 갖는 스테인리스강 볼인 2개의 금속 전극 사이에 상기 필름 샘플을 놓는다. 파괴 측정 동안에, 지속적으로 증가하는 DC 전압을 상기 2개의 전극 사이의 샘플에 인가하며, 상기 전압은 0V 시작하고 500V/초의 고정된 속도로 증가한다. Hipotronics DC 전원 장치와 같은 고전압 전원 장치를 사용하여 DC 전압을 인가한다. 유전 파괴가 발생할 때까지 전압을 증가시키며, 이는 대전류를 생성하고 상기 전원 장치가 이의 보호 회로를 통하여 자동적으로 재설정(reset)하도록 한다. 가장 높게 도달하는 전압을 파괴 전압 V BD 으로 기록하고, 파괴 전기장 E BD 는 V BD 를 상기 필름 두께 d로 나누어 측정하였다. 다른 방법이 표시되지 않는 한 이 방법이 사용되었다.
절연 저항은 오랜 세월에 걸쳐 입증된 기능, 온도계, 및 유사한 특징을 갖는 메그옴 미터(megohm meter)로 측정한다.
압축 성형 절차 - 대략 1.5 그램의 분말 또는 펠렛을 계량하여 20ml 바이알에 넣고, Kim 와이프 및 고무 밴드로 덮었다. 이를 진공 오븐에서 80℃에서 밤새 건조시켰다. 다음날 상기 진공 및 상기 진공 오븐을 채우는데 사용되었던 경우 질소를 제거하였다. 샘플을 신속히 꺼내고 상기 바이알 뚜껑을 덮었다. 건조시키고 뚜껑이 덮인 샘플을 적어도 4-8시간 동안 유지하였다. 4 x 5 인치(101mm x 127mm)의 철판(ferro-plate)을 더 큰 강철판 위에 놓았다. 바람직한 샘플 두께이고 2 인치(101m) 길이의 3개의 심(shim)을 정사각형의 3개의 변을 형성하는 방식으로 철판 위에 놓았다. 성형할 준비가 되면 각각의 샘플을 신속히 중앙에 붓고, 다른 철판 및 강판을 그 위에 놓았다. 이러한 전체 스택을 Tetrahedron 프레스와 같은 자동화 프레스 내에 놓았다. 초기 온도 설정은 512°F(270℃)였고, 상부 가압판(platen)이 들리기에는 충분하지만 유압 장치(hydraulics)에 결합하기에는 불충분하도록 평판을 올렸다. 평형에서 3분 이후에, 상기 가압판을 올려 상기 자동화된 프레스에 결합하도록 하고 상기 압력을 빠르게 15,000 lbs (6,804 kg)까지 증가시킨 후, 이 온도 및 압력에서 5분간 유지하였다. 그 다음, 15,000 lbs (6,804 kg) 압력을 유지하면서 상기 프레스를 212°F(100℃)까지 자동으로 냉각시키고, 상기 최종 온도에서 5분 동안 유지시켰다. 마지막으로 상기 프레스가 해제되면, 샘플을 신속히 꺼내고 아직 따뜻할 때 상기 판을 샘플에서 떼어내었다. 상기 판에 샘플이 붙은 채로 남아있는 경우, 이들이 쉽게 분리되도록 일정 시간 동안 물에 침지시켰다.
이 절차는 대략 180℃의 Tg를 갖는 재료의 경우에 사용하였다. 145℃-150℃ 범위의 Tg를 갖는 폴리카보네이트의 경우, 프레스의 초기 및 최종 온도는 각각 20℃씩 감소시켰다. 최종 온도가 200℃-220℃인 경우 외관상 용융물에서의 결정화로 인하여 탁한 필름(hazy film)이 생성되는 것으로 관찰되었다. 필름 두께는 재료의 Tg에 따라서 전형적으로 225-275㎛의 범위였다. 이 절차 이후에 낮은 벌크 밀도 분말이 버블을 생성한 경우, 먼저 상기 샘플을 냉각 프레스하였다. 1.5 그램의 분말을 1인치(25.4m) 직경의 금형에 놓고, Carver 프레스로 동전 모양의 디스크를 형성하였다. 그 다음, 동일한 방식으로 밤새 건조시킨 후 필름 제조에 사용하였다. 마지막으로, 필름 두께는 다양한 두께의 심을 사용함으로써 조절될 수 있다.
재료 상품명 공급처
폴리카보네이트 1 (PC1) Lexan 135 수지 SABIC Innovative Plastics
폴리카보네이트 2 (PC2) APEC PMR-00039808 수지 Bayer
폴리카보네이트 3 (PC3) Lexan XHT 4141 수지 SABIC Innovative Plastics
폴리카보네이트 4 (PC4) Lexan 151 수지 SABIC Innovative Plastics
폴리카보네이트 5 (PC5) Lexan ML5221 수지 SABIC Innovative Plastics
폴리에테르이미드(PEI) Ultem 1000 수지 SABIC Innovative Plastics
코폴리에스테르카보네이트 1 (CPC1) Lexan 수지 SABIC Innovative Plastics
코폴리에스테르카보네이트 2 (CPC2) Lexan 수지 SABIC Innovative Plastics
코폴리에스테르카보네이트 3 (CPC3) Lexan 수지 SABIC Innovative Plastics
코폴리에스테르카보네이트 4 (CPC4) Lexan 수지 SABIC Innovative Plastics
코폴리에스테르카보네이트 5 (CPC5) Lexan 수지 SABIC Innovative Plastics
코폴리에스테르카보네이트 6 (CPC6) Lexan 수지 SABIC Innovative Plastics
비교예 1:
상이한 유리 전이 온도의 2개의 폴리카보네이트 수지인 PC1(비스페놀 A계 폴리카보네이트) 및 PC2를 박막으로 압출하고, 이들의 유전 파괴 강도를 평가하였다. 그 결과가 표 2에 제시된다.
비교예 1A 비교예 1B 비교예 1C비교예 1D
다이 크기(in/mm) 3/76.2 3/76.2 3/76.2 3/76.2
다이 갭 (in/마이크론) 0.005/125 0.005/125 0.005/125 0.005/125
축 설계 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합
재료 PC1 PC1 PC2 PC2
용융 온도(℃) 311
압출기 배럴 온도 설정 실제 설정 실제 설정 실제 설정 실제
다이 헤드 T (℃) 320 316 340 340
다이 어댑터 T (℃) 320 316 340 340
어댑터 T (℃) 320 320 340 340
압출기 선단 T (℃) 310 310 340 340
압출기 중간 T (℃) 300 301 340 340
압출기 중간 T (℃) 280 280 340 340
압출기 후단 T (℃) 260 259 320 320
축속도 (rpm) 200 200 200
토크 (%/Nm) 43/11.2 35/9.4 30/8.6 30/8.6
다이 압력 (psi)/(MPa) 745/5.13 560/3.86 600/4.13 420/2.89
처리량(설정) (lb/hr)/(kg/hr) 0.5/0.227 0.25/0.114 0.5/0.227 0.25/0.114
처리량(실제) (lb/hr)/(kg/hr) 0.4822/0.219 0.2441/0.111 0.4822/0.219 0.2441/0.111
실제 롤속도(ft/min)/(m/min) 11.4/3.47 11.4/3.47 11.4/3.47 11.4/3.47
다이 출구에서 필름을 냉각시키기 위해 가해진 공기 있음 있음 있음 있음
필름 두께(마이크론)
평균/표준 편차/샘플수		 8.9/0.5/20 4.9/0.6/20 10.3/1.4/20 5.4/0.7/20
파괴 강도(V/마이크론)
평균/표준 편차/샘플수		 804/99/20 818/93/20 838/121/20 787/151/20
토의: 표 2는 7 마이크론 미만의 두께 및 약 750 V/마이크론 초과의 유전 파괴 강도를 갖는 PC1 (Tg=152℃) 및 PC2 (Tg=204℃)의 필름이 용융 압출에 의해 제조될 수 있음을 보여준다. 이들 필름은 0.25 lb/hr의 폴리머 속도 및 11.4 ft/min의 권취 속도에서 제조되었다. 이러한 필름은 주름, 다이선(die lines) 및 다른 결함을 나타냈기 때문에, 정전 필름 커패시터의 제조에서 요구되는 정도의 품질을 갖지 않았다.
비교예 2:
표 3은 181.5℃의 유리 전이 온도를 갖는 PC3으로부터 압출되어 제조된 필름의 필름 두께 및 유전 파괴 강도를 나타낸다.
비교예 2A 비교예 2B 비교예 2C 비교예 2D 비교예 2E
재료 PC3 PC3 PC3 PC3 PC3
다이 크기(in/mm) 3/76.2 3/76.2 3/76.2 3/76.2 3/76.2
다이 갭 (in/마이크론) 0.005/125 0.005/125 0.005/125 0.005/125 0.005/125
축 설계 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합 표준, 낮은 혼합
용융 온도(℃) ~315
압출기 배럴 온도 설정 실제 설정 실제 설정 실제 설정 실제 설정 실제
다이 헤드 T (℃) 320 315 320 330
다이 어댑터T (℃) 320 320 330
어댑터T (℃) 320 320 320
압출기 선단 T (℃) 320 320 320
압출기 중간 T (℃) 320 320 320
압출기 중간 T (℃) 300 300 300
압출기 후단 T (℃) 280 280 280
축속도 (rpm) 250 250 250 250 250
토크 (%/Nm) 37/10.4 37/10.2 30/8.2 25/7.8
다이 압력 (psi)/(MPa) ~820/5.65 810/5.58 750/5.17 675/4.65 500/3.45
처리량(설정) (lb/hr)/(kg/hr) 0.5/0.227 0.5/0.227 0.5/0.227 0.4/0.182 0.4/0.182
처리량(실제) (lb/hr)/(kg/hr) 7.6/2.32 11.4/3.47 15.2/4.63 15.2/4.63 17.1/5.21
실제 롤속도(ft/min)
/(m/min)		 약
2.5/63.5		 약
2.5/63.5
다이 출구에서 필름을 냉각시키기 위해 가해진 공기 있음/8 psi 있음 있음 있음 있음
필름 두께(마이크론)
평균/표준 편차/샘플수		 13.7/1.2/20 10.7/1.6/20 7.5/1.3/20 6.0/1.1/20 4.4/0.8/20
파괴 강도(V/마이크론)
평균/표준 편차/샘플수		 698/93/20 710/119/20 629/131/20 713/136/20 706/121/20
토의: 이들 필름은 비교적 높은 파괴 강도를 가졌지만, 주름, 다이선 및 다른 결함들의 존재 때문에 정전 필름 커패시터의 제조에 부적절하다.실시예 1:
표 4는 약 6 마이크로미터 두께, 약 45 in 폭 및 약 6,000 ft 길이를 갖는 PC4의 필름의 웹 전체에서의 두께 분포를 나타낸다.
측정 번호 필름 두께
(㎛)		 왼쪽 가장자리로부터의 거리(in)/(mm)
1 7.4171 2/51
2 6.1876 4/102
3 6.5986 6/152
4 5.6736 8/203
5 6.3265 10/254
6 6.0949 12/305
7 6.0564 14/355
8 6.0961 16/406
9 5.4231 18/457
10 6.3784 20/508
11 5.4621 22/558
12 6.1343 24/610
13 5.2897 26/660
14 6.6928 28/711
15 6.0192 30/762
16 5.7591 32/813
17 5.6524 34/864
18 5.8041 36/914
19 5.4151 38/965
20 5.8695 40/1016
21 5.2719 42/1067
22 5.935 44/1118
평균 5.98
표준 편차 0.51
% 에러 9
이러한 결과는, 웹에서의 상기 필름 두께의 22회의 측정을 취합하여 오직 0.51 마이크론의 표준 편차로 5.98 마이크론의 평균을 얻었음을 보여준다.
표 5는 표 4에서 두께 측정이 기록된 PC4의 필름의 유전 파괴 강도를 보여준다.
지점 두께(마이크론) 파괴 전압
(kVDC)		 파괴 강도
(C/마이크론)
1 5.56 3.79 682
2 5.56 3.79 682
3 5.61 3.74 667
4 5.60 4.34 775
5 5.71 4.37 765
6 5.72 4.13 722
7 5.83 4.35 746
8 5.91 4.39 743
9 5.90 3.81 646
10 5.95 4.39 738
11 5.99 3.22 538
12 6.03 4.39 728
13 6.05 4.54 750
14 6.08 4.86 799
15 6.22 4.64 746
16 6.24 3.93 630
17 6.30 4.45 706
18 6.33 4.38 692
19 6.35 4.87 767
20 6.35 4.40 693
평균 6.0 4.24 711
표준 편차 0.28 0.41 60
토의: 이러한 결과는 상기 PC4의 필름이 오직 60 V/마이크론의 표준 편차로 700 V/마이크론을 초과하는 파괴 강도를 가졌으며, 약 4,240 VDC의 평균 전압에서 파괴되었음을 보여주었다.
표 6은 광촉침법으로 측정될 때, 동일한 PC4 필름의 양측의 표면 조도(Ra)를 보여준다.
샘플 Ra(um) Rq(um)
측면1 0.0126 0.0161
0.0142 0.0185
0.0132 0.0169
0.0187 0.0238
0.0182 0.0229
0.0154 0.0191
평균 0.0154 0.0196
표준 편차 0.0026 0.0031
측면 2 0.0109 0.0140
0.0108 0.0149
0.0097 0.0125
0.0104 0.0138
0.0100 0.0127
0.0133 0.0171
평균 0.0108 0.0142
표준 편차 0.0013 0.0017
이러한 결과는 양측면에서 평균 조도값이 약 15 및 11nm이며, 이는 정전 금속화 필름 커패시터(평균 필름 두께의 약 3% 미만)의 제조를 위한 사양에 허용된 180 nm보다 작다.
압출 방법에 의해 제조된 폴리카보네이트 및 폴리에테르이미드의 필름 몇 개에 대하여, 유도 결합 플라즈마 질량 스펙트로스코피(Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy)로 성분 분석을 수행하였다. 아래 표 7은 이들 필름 내에서 발견된 금속의 양이 금속화 필름 커패시터의 제조를 위한 사양을 따르는 수용가능한 범위 내에 있음을 보여준다.
ICP-결과(단위: ㎍/g (ppm))
샘플
명		 Al, ㎍/g
±95%CI		 Ca, ㎍/g
±95%CI		 Mg, ㎍/g
±95%CI		 Ni, ㎍/g
±95%CI		 Na, ㎍/g
±95%CI		 Fe, ㎍/g
±95%CI
PC5 5.7±0.2
2.3±0.1
2.5±0.1		 57±0.3
204±0.5
198±0.5		 2.1±0.1
1.2±0.1
0.9±0.1		 11.3±0.5
10.5±0.4
9.3±0.4		 2.4±0.1
3.8±0.1
6.1±0.1		 28.0±0.5
22.9±0.3
33.8±0.3
PEI8.5 2.9±0.2
2.9±0.1		 81±0.3
88±0.3		 1.0±0.1
0.8±0.1		 35.1±0.5
31.8±0.5		 10.3±0.1
12.0±0.1		 108±0.6
136±0.7
PEI7.2 3.7±0.2
3.6±0.2		 57±0.3
47±0.3		 1.2±0.1
1.0±0.1		 29.2±0.6
36.1±0.6		 13.7±0.1
12.6±0.1		 142±0.8
141±0.8
PC4 3.1±0.1
2.3±0.1
2.9±0.1		 33±0.2
32±0.2
40±0.2		 1.0±0.1
0.7±0.1
0.8±0.1		 23.9±0.3
18.2±0.3
9.1±0.3		 2.0±0.1
2.0±0.1
2.5±0.1		 24>X>0.7
24>X>0.7
24>X>0.7
샘플
명		 Ti, ㎍/g
±95% CI		 Cr*, ㎍/g
±95% CI		 Cu*, ㎍/g
±95% CI		 Zn, ㎍/g
±95% CI		 K, ㎍/g
±95% CI		 Mn, ㎍/g
±95% CI		 Mo, ㎍/g
±95% CI
PC5 1.2±0.1
0.4±0.1
0.5±0.1		 3.3±0.3
3.3±0.3
4.9±0.3		 3.3±0.5
2.7±0.5
3.5±0.5		 5.7±0.3
16.9±0.3
17.4±0.3		 1.7±0.3
3.3±0.2
5.4±0.2		 0.4±0.1
0.4±0.1
0.6±0.1		 1.1>X>0.3
1.1>X>0.3
1.1>X>0.3
PEI8.5 0.4±0.1
0.3±0.1		 191±0.5
257±0.5		 2.2>X>1.0
2.3±0.5		 9.5±0.3
11.5±0.3		 1.8±0.3
2.2±0.3		 2.5±0.1
3.1±0.1		 1.1>X>0.3
1.1±0.3
PEI7.2 0.3±0.1
0.3±0.1		 206±0.5
213±0.5		 2.6±0.5
2.6±0.5		 7.8±0.3
10.9±0.3		 2.3±0.3
1.7±0.3		 3.3±0.1
3.2±0.1		 1.1±0.3
1.2±0.3
PC4 0.4±0.1
0.3±0.1
0.4±0.1		 1.6±0.3
1.3±0.1
1.2>X>0.4		 ＜1
＜1
＜1		 5.6±0.3
6.6±0.3
7.1±0.3		 1.3>X>0.4
1.3>X>0.4
1.3>X>0.4		 ＜0.2
＜0.2
＜0.2		 1.1>X>0.3
＜0.3
＜0.3
PC5, 연구실 제조, PRISM 압출선, 0.5 lb/hr, 5.4 ft/min, ~25 마이크론 PEI8.5, 연구실 제조, PRISM 압출선, 0.4 lb/hr, 9 ft/min, 8.5 마이크론, 475 V/마이크론
PEI7.2, Ultem 1000, PRISM 압출선, 0.3 lb/hr, 9 ft/min, 7.2 마이크론, 553 V/마이크론
PC4, 압출된 6 마이크론 필름, 711 V/마이크론.
*Cr 및 특히 Cu는 애싱(ashing) 이후에 부분적으로 손실될 수 있기 때문에, 이들의 결과는 정보만을 위한 것이다.
상기 결과는 몇 가지 불순물들이 샘플 내에 균일하지 않게 분포되어 있음을 보여준다. 상기 표 4에서 설명된 필름과 동일한 PC4 폴리카보네이트 필름의 경우에, 이러한 결과는 동일한 필름(상기 표 5)에서 측정된 비교적 높은 값의 유전 파괴 강도와 일치하였다.
실시예 2:
표 4에서 설명된 PC4의 필름을 금속화하고, 약 13.5 microF의 정전 필름 커패시터로 권취하였다. 압출된 폴리카보네이트 필름의 2개의 롤 쌍을 아연 강화 가장자리(heavy edge) 및 알루미늄 웹 전극으로 금속화하였다. 상기 롤을 #3 & #4 및 #2 & #5와 같이 쌍으로 표시하였다. 롤 쌍 모두에서 상기 필름은 6 마이크론의 두께 및 100mm의 폭을 가졌다. 각각의 롤 쌍 세트로부터 일련의 커패시터를 자동으로 권취하였다.
파괴 전압의 측정: 각각의 롤 쌍 세트(유닛 #1 및 #5)로부터의 2개의 커패시터를, 500 메그옴(또는 그 미만)(파괴점(breakdown point)으로 사용하여 상기 유닛이 단락(short circuited)될 때까지, 단계당 90초씩 50 VDC 단계로 램핑하였다. 그 결과가 표 8 및 9에 기록된다.
유닛 #1의 파괴 테스트 결과
S/N 파괴 테스트(VDC) 파괴 테스트(VDC)
1 900 850
전압
VDC		 #2 & #5 롤
IR (MΩ)		 #3 & #4 롤
IR (MΩ)
50 6,250 6,250
100 11,111 11,111
150 10,714 9,375
200 11,765 11,765
250 10,870 10,870
300 9,677 9,677
350 8,750 13,462
400 11,111 11,111
450 9,783 10,000
500 8,065 8,065
550 6,250 7,237
600 4,615 6,316
650 3,611 5,417
700 2,593 4,118
750 1,923 3,216
800 1,379 2,105
850 988 2
900 30 n/a
유닛 #5의 파괴 테스트 결과
S/N 파괴 테스트
(VDC)		 파괴 테스트
(VDC)
5 850 900
전압
VDC		 #2 & #5 롤
IR (MΩ)		 #3 & #4롤
IR (MΩ)
50 16,666 16,666
100 16,666 14,285
150 21,428 16,666
200 22,222 16,666
250 22,727 17,857
300 23,076 15,000
350 20,588 15,909
400 20,000 15,384
450 15,517 11,842
500 11,627 10,204
550 9,322 7,857
600 7,058 6,382
650 5,327 5,200
700 3,846 3,977
750 2,788 2,952
800 1,550 2,156
850 220 1,534
900 n/a 78
표 8 및 9는 이러한 커패시터의 파괴 전압이 850V 내지 900V 사이였음을 보여준다.
전압에 따른 절연 저항: 역사적인 정격(rating)에 기초하여, 전형적으로, 6 마이크론 두께의 PC 필름을 400 VDC의 DWV 요구조건에서 200 VDC으로 시험하였다(rated). 3개의 다른 13.5 microF 커패시터의 유전 내전압(dielectric withstanding voltage: DWV)을 테스트하고, 400 VDC DWV/200 VDC IR; 600 VDC DWV/300 VDC IR; 및 800 VDC DWV/400 VDC IR에서 절연 저항을 측정하였고, 전형적인 용매 캐스트 PC 결과에 대한 상기 압출된 PC 필름 성능을 비교하였다(표 10).
절연 저항 vs 전압의 파괴 테스트 결과
유닛
S/N		 롤 #2 & #5
파괴 테스트 (VDC)		 롤 #3 & #4
파괴 테스트(VDC)
1 900 850
유닛
S/N		 IR AT
(VDC)		 롤 #2 & #5
IR (MΩ)		 롤 #3 & #4)
IR (MΩ
2 200 66,700 66,700
3 300 13,600 10,700
4 400 1,000 400
온도에 따른 절연 저항: 각각 두 개의 그룹으로부터의 유닛 #2, 3, 및 4의 절연 저항을 +25℃, +85℃, +105℃ 및 +125℃ 및 3개의 다른 전압, 200 VDC, 300 VDC 및 400 VDC에서 측정하였다(표 11A, 11B, 및 11C)
표 11A: 200 VDC에서 IR(MΩ)에 대한 온도 효과
롤
섹션 S/N4		 온도(℃)
25		 온도(℃)
85		 온도(℃)
105		 온도(℃)
125
롤 #2 & #5 64,500 7,200 4,200 1,900
롤 #3 & #4 69,000 9,600 6,700 4,900
표 11B: 300 VDC에서 IR(MΩ)에 대한 온도 효과
롤
섹션 S/N3		 온도(℃)
25		 온도(℃)
85		 온도(℃)
105		 온도(℃)
125
롤 #2 & #5 77,000 4,800 3,100 1,700
롤 #3 & #4 79,000 8,500 5,400 4,100
표 11C: 400 VDC에서 IR(MΩ)에 대한 온도 효과
롤
섹션 S/N2		 온도(℃)
25		 온도(℃)
85		 온도(℃)
105		 온도(℃)
125
롤 #2 & #5 Shorted N/A N/A N/A
롤 #3 & #4 57,000 5,900 4,900 2,100
하기 실시예의 목적은 코폴리에스테르카보네이트의 성능을 입증하기 위한 것이다. CPC1, CPC2, CPC3, CPC4, CPC5, 및 CPC6로 표시된 6개의 코폴리에스테르카보네이트를 다음 실시예들에서 사용하였다. 이러한 코폴리에스테르카보네이트의 조성은 상기 표 1, 그 다음의 토의 및 아래 표 12에서 더욱 구체적으로 제공된다.
CPC1은 67 몰%의 비스페놀 A 및 33 몰%의 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-페닐이소인돌린-1-온의 코폴리카보네이트이다.
CPC2는 하이드록시벤조니트릴 말단기를 갖는 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트이다.
CPC3는 약 19 몰%의 레조르시놀, 이소프탈레이트 및 테레프탈레이트(1:1) 에스테르 연결 결합, 6 몰%의 레조르시놀 카보네이트 연결 결합, 및 약 75 몰%의 BPA 카보네이트 연결 결합을 갖는 폴리에스테르카보네이트이다. Mw ~ 30,000.
CPC4는 약 80 몰%의 레조르시놀, 이소프탈레이트 및 테레프탈레이트(1:1) 에스테르 연결 결합, 10 몰%의 레조르시놀 카보네이트 연결 결합 및 약 10 몰%의 BPA 카보네이트 연결 결합을 갖는 코폴리카보네이트이다. Mw~21,000
CPC5는 약 80 몰%의 이소프탈레이트 및 테레프탈레이트(93:7) 에스테르기의 혼합물 및 그 나머지는 BPA 카보네이트기를 함유하는 BPA 코폴리에스테르 카보네이트이다. Mw ~ 28,000.
CPC6는 약 60 몰%의 이소프탈레이트 및 테레프탈레이트(50:50) 에스테르기의 혼합물 및 그 나머지는 BPA 카보네이트기를 함유하는 BPA 코폴리에스테르이다.
코폴리에스테르카보네이트 % 에스테르 이소프탈/테레프탈 비 페놀
CPC 3 90 50/50 레조르시놀
CPC 4 20 50/50 레조르시놀
CPC 5 80 93/7 비스페놀 A
CPC 6 60 50/50 비스페놀 A
이러한 재료들의 샘플을 상기 요약된 테스트 절차에 따라 평가하였고, 그 결과가 표 13에 기록되어 있다.
폴리머 파괴 강도/ 표준 편차 (V/마이크론) 유전 상수
(***)		 소산계수(%)
(***)		 에너지 밀도
(J/cc)		 유리 전이 온도
(℃)
PC1 804/99 3.05 0.35 8.7 152
CPC1 738/178 3.23 0.71 7.8 196
CPC2 801/165 3.2 0.33 9.1 140
CPC3 636/75 3.5 0.82 6.3 136
CPC4 660/95 3.3 0.65 6.4 141
CPC5 766/149 3.55 0.96 9.2 177
CPC6 692/149 3.22 0.37 6.8 171
(***) 상기 절차에서 설명된 바과 같이 제조된 압축 성형 샘플로 이러한 테스트를 수행하였다.
상기 코폴리에스테르카보네이트는 높은 파괴 강도(~650-800 V/마이크론)의 평균값을 입증하였다. 상기 코폴리에스테르카보네이트의 유전 상수값은 균일하게 상기 평가된 폴리카보네이트 PC1과 동일하거나 또는 더 우수하였다. 3개의 코폴리에스테르카보네이트, CPC1, CPC5 및 CPC 6은 전기적 특성에 대한 우수한 전체 성능을 입증하였고, 높은 Tg 값을 나타내었으며, 아래 추가적으로 필름 특성에 대해 평가하였다.
압출 필름의 표면 조도 - CPC1, CPC5 및 CPC6의 필름을 상기 절차에서 설명된 바와 같이 평가하였으며, 그 결과가 아래 표 14a 및 14b에 나타난다. 기록된 값은 마이크론이다.
표 14a
필름 측면 1 Ra 측면 2 Ra 측면 1 + 측면 2 Ra
CPC5 0.0266 0.0056 0.0490 0.0011 0.0378 0.0128
CPC6 0.0117 0.0037 0.0173 0.0082 0.0145 0.0065
CPC1 0.0056 0.0005 0.0089 0.0043 0.0073 0.0033
표 14b
필름 측면 1 Rq 측면 2 Rq 측면 1 + 측면 2 Rq
CPC5 0.0346 0.0070 0.0707 0.0054 0.0526 0.0346
CPC6 0.0164 0.0061 0.0224 0.0100 0.0194 0.0164
CPC1 0.0077 0.0012 0.0112 0.0054 0.0095 0.0077
이러한 결과는 양측면의 평균 조도값이 0.04 마이크론 미만임을 보여주었다.
표 15는 CPC1의 필름 상의 20개의 지점에서의 상기 필름의 유전 파괴 강도를 나타낸다.
지점 두께(마이크론) 파괴 전압
(k-VDC)		 파괴 강도
(V/마이크론)
1 11.5 12.44 1081
2 11.5 10.09 874
3 12.3 10.55 857
4 10.3 9.25 898
5 11.4 10.54 925
6 9.50 8.65 911
7 9.13 6.72 736
8 7.42 7.62 1027
9 7.81 7.15 916
10 7.79 7.46 957
11 8.91 6.74 756
12 11.1 8.03 721
13 10.0 8.63 860
14 8.83 9.83 1113
15 8.51 8.00 941
16 9.06 8.02 885
17 12.4 11.19 902
18 11.5 11.56 1004
19 10.8 10.51 973
20 10.0 10.37 1036
평균 10.00 9.17 919
표준 편차 1.54 1.70 106
이들 결과는 상기 CPC1의 필름이 106 V/마이크론의 표준편차로 900 V/마이크론 초과의 평균 파괴 강도를 가지며, 약 9,170 VDC의 평균 전압에서 파괴되었음을 보여주었다.
표 16은 상기 CPC5의 필름의 20개의 지점에서의 상기 필름의 유전 파괴 강도를 보여준다.
지점 두께(마이크론) 파괴 전압
(k-VDC)		 파괴 강도
(V/마이크론)
1 10.7 11.85 1107
2 10.9 10.06 927
3 11.2 10.56 945
4 10.6 11.19 1061
5 8.30 9.27 1117
6 10.7 6.73 627
7 7.36 9.18 1247
8 9.16 9.27 1012
9 9.30 8.03 864
10 10.5 7.85 748
11 13.9 10.49 753
12 8.08 8.63 1068
13 8.82 8.64 980
14 9.15 7.12 778
15 8.17 8.58 1050
16 9.99 12.46 1248
17 13.5 10.46 777
18 9.70 9.27 956
19 10.0 10.54 1052
20 10.4 8.01 773
평균 10.01 9.41 955
표준 편차 1.65 1.53 172
이러한 결과는 CPC1의 필름이 172 V/마이크론의 표준 편차로 900V/마이크론의 초과의 평균 파괴 강도를 가졌으며, 약 9,410 VDC의 평균 전압에서 파괴되었음을 보여주었다.
표 17은 상기 CPC6의 필름상의 20개의 지점에서의 상기 필름의 유전 파괴 강도를 보여준다.
지점 두께 (마이크론) 파괴 전압
(k-VDC)		 파괴 강도
(V/마이크론)
1 7.16 6.08 849
2 9.77 8.61 881
3 11.1 9.24 834
4 10.3 8.54 829
5 8.00 7.39 924
6 8.43 6.73 798
7 10.3 10.52 1022
8 11.1 9.24 832
9 12.7 11.28 891
10 15.0 15.16 1009
11 15.6 15.68 1008
12 15.0 13.09 873
13 16.1 13.08 811
14 14.0 6.75 484
15 11.2 10.53 939
16 9.50 8.63 908
17 7.67 6.71 875
18 9.20 5.41 588
19 8.26 6.15 744
20 10.4 8.31 796
평균 11.04 9.36 845
표준 편차 2.79 3.01 130
이러한 결과는 상기 CPC1의 필름이 130 V/마이크론의 표준 편차로 840 V/마이크론 초과의 평균 파괴 강도를 가지며, 약 9,360 VDC의 평균 전압에서 파괴되었음을 보여주었다. 유리하게는, 본 발명에 따라 제조된 필름은 0 초과 내지 7 마이크로미터 미만의 두께, 상기 필름 두께의 +/-10% 이하의 상기 필름 두께의 편차, 광촉침법으로 측정될 때, 상기 필름의 평균 두께의 +/-3% 미만의 평균 표면 조도; 1 kHz 및 실온에서 2.7 이상의 유전 상수; 1 kHz 및 실온에서 1% 이하의 소산 계수; 및 300 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도를 나타내었다.
인용된 모든 특허, 특허 출원, 및 다른 참고 문헌들은 참조에 의해 그 전문이 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 이들의 특정 바람직한 버전을 참조하여 상세하게 설명되었으나, 다른 변형이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위는 본 명세서에 포함된 버전의 설명으로 제한되지 않아야 한다.

Claims (24)

  1. 코폴리카보네이트를 포함하는 일축 연신 압출 필름으로서, 상기 필름은 하나 이상의 필름 영역(film region)을 포함하며, 상기 하나 이상의 필름 영역은
    0 초과 내지 14 마이크로미터 미만의 평균 두께로서 0.8 마이크로미터 내지 1.6 마이크로미터의 표준 편차를 갖는 평균 두께;
    광촉침법(optical profilometry)으로 측정될 때, 0.04 마이크로미터 미만의 평균 표면 조도(surface roughness average)를 갖는 표면;
    1 kHz 및 실온에서 2.7 이상의 유전 상수;
    1 kHz 및 실온에서 1% 이하의 소산 계수(dissipation factor); 및
    620 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도(breakdown strength)를 가지며,
    상기 코폴리카보네이트는 180℃ 초과의 유리전이온도(Tg)를 가지며 하기 화학식의 비스페놀 화합물로부터 유도된 카보네이트 단위를 포함하는 일축 연신 압출 필름:
    Figure 112019013658210-pat00017

    여기에서, Ra 및 Rb은 각각 독립적으로 할로겐 원자 또는 1가 탄화수소 기이고,
    p와 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고, 및
    Xa는 사이클로도데실리덴 또는 아다만틸리덴이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코폴리카보네이트 이외의 다른 폴리머가 상기 필름내에 존재하지 않는 일축 연신 압출 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필름은 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 화합물을 1,000 ppm 미만으로 갖는 일축 연신 압출 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필름은 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 니켈, 포타슘, 망간, 몰리브덴, 소듐, 티타늄, 및 아연을 각각 50 ppm 미만으로 갖는 일축 연신 압출 필름.
  5. 제1항에 있어서, 불소 함유 화합물 또는 규소 함유 화합물을 각각 1000 ppm 미만으로 포함하는 일축 연신 압출 필름.
  6. 제1항에 있어서, 불소 함유 화합물 또는 규소 함유 화합물을 100 ppm 미만으로 포함하는 일축 연신 압출 필름.
  7. 제1항의 상기 일축 연신 압출 필름, 및 상기 일축 연신 압출 필름의 표면의 적어도 일부분 상에 증착된 전도성 금속층을 포함하는 물품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전도성 금속은 알루미늄, 아연, 구리, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는 물품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전도성 금속층은 1 내지 3000 옴스트롬의 두께를 갖는 물품.
  10. 제7항의 상기 물품을 포함하는 커패시터.
  11. 제10항의 상기 커패시터를 포함하는 전자 물품(electronic article).
  12. 제1항에 있어서, 산화 방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외선(UV) 흡수제, 퀀처(quencher), 가소제, 윤활제, 대전 방지제, 난연제, 적하 방지제, 방사선 안정화제, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 더 포함하는 일축 연신 압출 필름.
  13. 제1항에 있어서, 폴리(페닐렌 술폰), 폴리(술폰), 폴리(에테르 술폰), 폴리(아릴렌 술폰), 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(에테르이미드), 폴리(에테르이미드 술폰), 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 더 포함하는 일축 연신 압출 필름.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021251800A1 (ko) * 2020-06-12 2021-12-16 충남대학교 산학협력단 고유전막 및 이를 포함하는 반도체 또는 커패시터 소자

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103562263B (zh) * 2011-05-12 2015-05-27 沙特基础全球技术有限公司 用于电容器的无定形聚碳酸酯膜、制备方法、以及由其制造的制品
US9659711B2 (en) 2013-05-31 2017-05-23 Sabic Global Technologies B.V. Capacitor films, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
US10077345B2 (en) 2013-05-31 2018-09-18 Sabic Global Technologies B.V. Capacitor films, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
WO2014208423A1 (ja) 2013-06-26 2014-12-31 三菱瓦斯化学株式会社 難燃性シートまたはフィルム、及びそれを用いた製品及びその製造方法
WO2015031627A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
JP6238283B2 (ja) * 2013-10-02 2017-11-29 株式会社Adeka 紫外線吸収性ポリカーボネート
WO2016126291A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 Sabic Global Technologies, B.V. Polyetherimide compatible polymer blends for capacitor films
KR20170104161A (ko) * 2015-02-03 2017-09-14 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 커패시터 필름용 폴리에터이미드 혼화성 중합체 블렌드
CN105440624B (zh) * 2015-05-27 2019-05-07 金发科技股份有限公司 一种聚碳酸酯组合物及其制备方法
CN104987691B (zh) * 2015-06-09 2016-11-02 金发科技股份有限公司 一种聚碳酸酯组合物及其制备方法
WO2017183541A1 (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 東レ・ダウコーニング株式会社 高誘電性フィルム、その用途および製造方法
KR102325932B1 (ko) 2016-05-12 2021-11-17 에스에이치피피 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 고온 성능을 갖는 커패시터 필름, 이의 제조 방법 및 물품
JP7020033B2 (ja) * 2017-09-29 2022-02-16 東洋紡株式会社 配向フィルム
JP7020032B2 (ja) * 2017-09-29 2022-02-16 東洋紡株式会社 配向フィルム
US10487077B1 (en) 2018-06-14 2019-11-26 Sabic Global Technologies B.V. Bis(benzoxazinyl)phthalimidine and associated curable composition and composite
WO2020102531A1 (en) * 2018-11-14 2020-05-22 Sabic Global Technologies B.V. Extruded capacitor films with high temperature performance, methods of manufacture, and articles containing the same
CN113272113B (zh) * 2018-12-27 2023-12-05 王子控股株式会社 非晶态热塑性树脂膜、电容器用金属化膜、膜卷及电容器
EP3910001A1 (en) * 2020-05-13 2021-11-17 SHPP Global Technologies B.V. Polycarbonate copolymer and associated film extrusion composition, extruded film, and capacitor
EP4089132B1 (en) * 2020-05-13 2024-03-27 SHPP Global Technologies B.V. Polycarbonate copolymer and associated film extrusion composition, extruded film, and capacitor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786708A (en) 1986-05-10 1988-11-22 Bayer Aktiengesellschaft Use of films of polycondensates
JP2003502856A (ja) 1999-06-22 2003-01-21 リチウム パワー テクノロジーズ インコーポレイテッド 高エネルギー密度の金属化フィルムコンデンサと、その製造方法

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3484664A (en) * 1968-11-21 1969-12-16 Hercules Inc Electrical capacitors
US3740623A (en) * 1972-01-14 1973-06-19 Trw Inc Self-healing non-metallized polystyrene capacitor
JPS5222380B2 (ko) * 1973-05-30 1977-06-17
US4604303A (en) 1983-05-11 1986-08-05 Nissan Chemical Industries, Ltd. Polymer composition containing an organic metal complex and method for producing a metallized polymer from the polymer composition
US4679122A (en) 1984-10-09 1987-07-07 General Electric Company Metal core printed circuit board
JPH0637564B2 (ja) * 1987-04-30 1994-05-18 出光石油化学株式会社 液晶性フイルム
US4895760A (en) * 1987-10-09 1990-01-23 Tredegar Industries, Inc. Film coating for rigid, smooth surfaces
US5260407A (en) 1989-07-17 1993-11-09 Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated Polyimide film and preparation process of the film
US5714243A (en) 1990-12-10 1998-02-03 Xerox Corporation Dielectric image receiving member
US5229482A (en) 1991-02-28 1993-07-20 General Electric Company Phase transfer catalyzed preparation of aromatic polyether polymers
US5357033A (en) 1993-04-01 1994-10-18 General Electric Company Film forming aromatic organic polymers having enhanced dielectric constant values and method for making
US5636100A (en) 1993-10-12 1997-06-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Capacitor having an enhanced dielectric breakdown strength
US6033483A (en) 1994-06-30 2000-03-07 Applied Materials, Inc. Electrically insulating sealing structure and its method of use in a high vacuum physical vapor deposition apparatus
EP0985701B1 (en) 1998-09-11 2007-07-11 Toray Industries, Inc. Biaxially oriented polyester film and a process for its production
DE69914352T2 (de) * 1998-10-29 2004-12-09 General Electric Co. Witterungsbeständige blockcopolyestercarbonate und diese enthaltende polymerlegierungen
US6720379B1 (en) 1998-11-24 2004-04-13 Richard W. Campbell Electrostatic dissipative plastics adapted particularly for use at elevated temperatures
US6974620B1 (en) 2000-02-28 2005-12-13 Toray Industries, Inc. Polyester film for heat-resistant capacitor, metallized film thereof, and heat-resistant film capacitor containing the same
JP4368553B2 (ja) * 2000-03-28 2009-11-18 旭化成ケミカルズ株式会社 ブロック共重合体
US6511701B1 (en) 2000-05-09 2003-01-28 3M Innovative Properties Company Coatings and methods
JP2001332443A (ja) 2000-05-24 2001-11-30 Toray Ind Inc コンデンサ用金属蒸着ポリエステルフィルム及びそれを用いたコンデンサ
US20040247921A1 (en) * 2000-07-18 2004-12-09 Dodsworth Robert S. Etched dielectric film in hard disk drives
US6586791B1 (en) 2000-07-19 2003-07-01 3M Innovative Properties Company Transistor insulator layer incorporating superfine ceramic particles
DE10201761A1 (de) * 2002-01-18 2003-07-31 Bayer Ag Folie als Dielektrikum in Kondensatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6808780B2 (en) * 2002-12-23 2004-10-26 Eastman Kodak Company Low birefringence film
KR20070007083A (ko) 2004-03-04 2007-01-12 도레이 가부시끼가이샤 내열성 수지적층필름 및 이것을 포함하는 금속층이 부착된적층필름 및 반도체장치
US7365124B2 (en) * 2004-03-31 2008-04-29 General Electric Company Flame retardant resin blends based on polymers derived from 2-hydrocarbyl-3,3-bis(4-hydroxyaryl)phthalimidine monomers
US20070108490A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 General Electric Company Film capacitors with improved dielectric properties
US20070116976A1 (en) 2005-11-23 2007-05-24 Qi Tan Nanoparticle enhanced thermoplastic dielectrics, methods of manufacture thereof, and articles comprising the same
US7465497B2 (en) 2005-11-23 2008-12-16 General Electric Company High dielectric constant nanocomposites, methods of manufacture thereof, and articles comprising the same
US20070148467A1 (en) 2005-12-23 2007-06-28 World Properties, Inc. Thermal management circuit materials, method of manufacture thereof, and articles formed therefrom
US20070258190A1 (en) 2006-05-05 2007-11-08 Irwin Patricia C High temperature capacitors and method of manufacturing the same
US9161440B2 (en) 2006-06-26 2015-10-13 Sabic Global Technologies B.V. Articles comprising a polyimide solvent cast film having a low coefficient of thermal expansion and method of manufacture thereof
US20080044639A1 (en) 2006-06-26 2008-02-21 Kwok Pong Chan Polyimide solvent cast films having a low coefficient of thermal expansion and method of manufacture thereof
US7700696B2 (en) * 2006-06-28 2010-04-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate composition having improved scratch resistance, and articles formed therefrom
KR101254342B1 (ko) 2006-10-17 2013-04-12 엘지전자 주식회사 플라즈마 발생 장치
US20080118729A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 General Electric Company Thermoplastic composition, method of making, and articles formed therefrom
US7542265B2 (en) 2006-11-28 2009-06-02 General Electric Company High energy density capacitors and methods of manufacture
US20090045544A1 (en) 2007-08-14 2009-02-19 General Electric Company Method for manufacturing ultra-thin polymeric films
US9062196B2 (en) 2007-09-28 2015-06-23 Sabic Global Technologies B.V. High heat polycarbonates, methods of making, and articles formed therefrom
JP4980205B2 (ja) 2007-12-11 2012-07-18 信越ポリマー株式会社 コンデンサ用フィルムの製造方法
US7852611B2 (en) 2007-12-18 2010-12-14 General Electric Company High capacitance film capacitor system and method for manufacturing the same
US20090226711A1 (en) 2008-03-06 2009-09-10 General Electric Company Biaxially Oriented Nanocomposite Film, Method of Manufacture, and Articles Thereof
US8776367B2 (en) 2008-03-10 2014-07-15 National Taiwan University Method of manufacturing an electret film
JP5267555B2 (ja) 2008-03-27 2013-08-21 旭硝子株式会社 エレクトレットおよび静電誘導型変換素子
EP2108673A1 (en) 2008-04-11 2009-10-14 DuPont Teijin Films U.S. Limited Partnership Plastic film having a high breakdown voltage
EP2266795B1 (en) 2008-04-17 2015-07-01 Asahi Glass Company, Limited Electret and electrostatic induction conversion device
US7935777B2 (en) 2008-06-23 2011-05-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate compositions
US8120890B2 (en) 2008-07-25 2012-02-21 General Electric Company High temperature film capacitor
US9390857B2 (en) 2008-09-30 2016-07-12 General Electric Company Film capacitor
US8611068B2 (en) * 2008-10-16 2013-12-17 Case Western Reserve University Multilayer polymer dialectric film having a charge-delocalizing interface
JP5241470B2 (ja) 2008-12-19 2013-07-17 信越ポリマー株式会社 コンデンサ用フィルムの製造方法及びコンデンサ用フィルム
US8064140B2 (en) 2008-12-31 2011-11-22 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Transparent articles prepared from thermoplastic compositions having low birefringence
US8094431B2 (en) 2009-03-31 2012-01-10 General Electric Company Methods for improving the dielectric properties of a polymer, and related articles and devices
US20100302707A1 (en) 2009-05-26 2010-12-02 General Electric Company Composite structures for high energy-density capacitors and other devices
JP5191471B2 (ja) * 2009-11-13 2013-05-08 信越ポリマー株式会社 フィルムキャパシタ用フィルムの製造方法及びフィルムキャパシタ用フィルム
US8218291B2 (en) * 2010-03-31 2012-07-10 General Electric Company Monomers for preparing polycarbonate resins, methods of preparing the monomers, polycarbonate resins prepared with the monomers, and capacitors comprising the polycarbonate resins
JP5582877B2 (ja) 2010-06-07 2014-09-03 信越ポリマー株式会社 フィルムキャパシタ用フィルムの製造方法及びフィルムキャパシタ用フィルム
US20120081833A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Electronic devices containing polyetherimide components
CN103562263B (zh) * 2011-05-12 2015-05-27 沙特基础全球技术有限公司 用于电容器的无定形聚碳酸酯膜、制备方法、以及由其制造的制品
US8535792B2 (en) 2011-06-30 2013-09-17 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polyetherimide resins with very low levels of residual contamination
US9441106B2 (en) 2011-11-11 2016-09-13 Sabic Global Technologies B.V. Composition, multilayer sheets made therefrom, and methods for making and using the same
US8779040B2 (en) 2012-10-16 2014-07-15 Sabic Global Technologies B.V. High-heat polycarbonate blends that are halogen-free and flame retardant
US9328240B2 (en) 2012-12-21 2016-05-03 Sabic Global Technologies B.V. Polycarbonate compositions, articles formed therefrom, and methods of manufacture thereof
US9659711B2 (en) 2013-05-31 2017-05-23 Sabic Global Technologies B.V. Capacitor films, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
WO2015031627A1 (en) 2013-08-28 2015-03-05 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786708A (en) 1986-05-10 1988-11-22 Bayer Aktiengesellschaft Use of films of polycondensates
JP2003502856A (ja) 1999-06-22 2003-01-21 リチウム パワー テクノロジーズ インコーポレイテッド 高エネルギー密度の金属化フィルムコンデンサと、その製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021251800A1 (ko) * 2020-06-12 2021-12-16 충남대학교 산학협력단 고유전막 및 이를 포함하는 반도체 또는 커패시터 소자

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014513196A (ja) 2014-05-29
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