KR102082876B1 - 커패시터용 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents

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

Info

Publication number
KR102082876B1
KR102082876B1 KR1020167008012A KR20167008012A KR102082876B1 KR 102082876 B1 KR102082876 B1 KR 102082876B1 KR 1020167008012 A KR1020167008012 A KR 1020167008012A KR 20167008012 A KR20167008012 A KR 20167008012A KR 102082876 B1 KR102082876 B1 KR 102082876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
less
phthalimidine
copolycarbonate
polycarbonate
Prior art date
Application number
KR1020167008012A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160048895A (ko
Inventor
제임스 알란 마후드
매튜 프랭크 니마이어
앤 이. 볼바리
마크 에이. 새너
닐 파이펜베르제
Original Assignee
사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. filed Critical 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
Publication of KR20160048895A publication Critical patent/KR20160048895A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102082876B1 publication Critical patent/KR102082876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/04—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/04—Aromatic polycarbonates
    • C08G64/06—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation
    • C08G64/08—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation containing atoms other than carbon, hydrogen or oxygen
    • C08G64/12—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation containing atoms other than carbon, hydrogen or oxygen containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/123—Treatment by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/22—Electrostatic or magnetic shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32—Wound capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0007—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3412—Insulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2469/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2479/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

필름으로서, 상기 필름은, 제1 반복 단위, 및 상기 제1 반복 단위와 상이한 제2 반복 단위를 포함하는 프탈이미딘 코폴리카보네이트; 및 프탈이미딘 코폴리카보네이트가 아닌 제2 폴리카보네이트를 포함하고, 상기 제1 반복 단위는 하기 화학식의 프탈이미딘 카보네이트 단위이며,
Figure 112016028900291-pct00015

상기 제2 반복 단위는 제1 반복 프탈이미딘 카보네이트 단위와 동일하지 않은 비스페놀 카보네이트(bisphenol carbonate) 단위를 포함하고,
상기 필름은 다음을 포함하는 필름: 170℃ 초과의 유리전이온도; 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 3.0 이상의 유전 상수; 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 1% 이하의 소산 계수; 및 800 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도.

Description

커패시터용 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품{POLYCARBONATE FILMS FOR CAPACITORS, METHODS OF MANUFACTURE, AND ARTICLES MANUFACTURED THEREFROM}
본 명세서는 폴리머 필름에 관한 것이며, 특히 커패시터 제조에 유용한 폴리머 필름에 관한 것이다.
높은 부피 에너지 밀도, 높은 작동 온도 및 긴 수명을 갖는 정전필름 커패시터(electrostatic film capacitor)는 펄스 전력(pulse-power), 자동차 및 산업 전자공학에 중요한 부품이다. 커패시터는 본질적으로 절연(유전체) 필름의 얇은 층에 의해 분리된 2개의 평행한 전도성 플레이트들(plates)을 갖는 에너지 저장 장치이다. 해당 플레이트들에 걸쳐 전압이 인가되면, 유전체 내의 전기장은 전하들을 이동시킴으로써 에너지를 저장한다. 커패시터에 의해 저장된 에너지량은 절연 재료의 유전 상수 및 파괴 전압(breakdown voltage)과 필름의 크기(총 면적 및 두께)에 따라 달라지며, 커패시터가 축적할 수 있는 에너지의 총량을 최대화하기 위하여 해당 필름의 유전 상수 및 필름의 파괴 전압은 최대화되고 해당 필름의 두께는 최소화된다. 커패시터 내에서의 유전체 재료의 물리적 특성들이 커패시터 성능을 결정하는 주요한 요소들이기 때문에, 커패시터 내 유전체 재료의 하나 이상의 물리적 특성들이 향상되면 커패시터 부품에서 이에 대응하는 성능 향상을 낳을 수 있으며, 대개 이러한 커패시터가 내장된 전자 시스템 또는 제품의 성능 및 수명이 향상되는 결과를 낳을 수 있다.
이축 배향(biaxially-oriented) 폴리프로필렌(BOPP)으로부터 제조된 정전 필름 커패시터는 낮은 소산 계수(dissipation factor), 높은 절연 저항(insulation resistance) 및 낮은 유전 흡수를 요구하는, 예를 들어 전기 제품, 전자 장치, 오븐 및 퍼니스(furnaces), 냉장고, 자동차 및 가전제품과 같은 응용분야(applications)에서 사용되고 있다. 그러나 높은 작동 온도 및/또는 높은 에너지 밀도를 요구하는 응용분야에서, 약 2.2의 낮은 유전 상수(DK) 및 약 100의 최대 사용 온도(maximum service temperature)는 이러한 커패시터의 사용을 제한한다.
따라서, 우수한 전기적 특성, 특히 높은 파괴 강도(breakdown strength)를 갖는 새로운 필름 및 이의 제조 방법에 대한 요구가 당해 기술분야에 남아 있다. 이러한 필름이 BOPP 필름보다 높은 온도에서 작동할 수 있다면 더욱 이로울 것이다.
본 명세서에 개시된 것은 필름으로서, 상기 필름은, 제1 반복 단위, 및 상기 제1 반복 단위와 상이한 제2 반복 단위를 포함하는 프탈이미딘 코폴리카보네이트; 및 프탈이미딘 코폴리카보네이트가 아닌 제2 폴리카보네이트를 포함하고, 상기 제1 반복 단위는 하기 화학식의 프탈이미딘 카보네이트 단위이며,
Figure 112016028900291-pct00001
(여기서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C1-12 알케닐, C-3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이며, 각 R3는 독립적으로 C1-6 알킬이고, j는 0 내지 4이며, R4는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이다),
상기 제2 반복 단위는 제1 반복 프탈이미딘 카보네이트 단위와 동일하지 않은 비스페놀 카보네이트(bisphenol carbonate) 단위를 포함하고,
상기 필름은 다음을 포함하는 필름: 170℃ 초과의 유리전이온도(glass transmission temperature); 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 3.0 이상의 유전 상수; 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 1% 이하의 소산 계수; 및 800 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도.
상기 필름 제조 방법은 프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 제2 폴리카보네이트를 포함하는 필름 형성 조성물을 압출가공 하는 것을 포함한다.
상기 필름을 포함하는 물품이 또한 개시된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 물품을 포함하는 커패시터가 개시된다.
상기 커패시터를 포함하는 전기 장치가 또한 개시된다.
전술한 특징들 및 다른 특징들은 다음의 도면들, 상세한 설명, 실시예들 및 청구항들에 의해서 예시된다.
예시적이며 비한정적인 것으로 의도되는 도면의 설명은 다음에 제공된다.
도 1은 필름이 테스트 포일(foil) 커패시터 내로 권취됨에 따른 패턴을 도시한다.
본 발명자들은 N-페닐페놀프탈레이닐비스페놀, 2,2-비스(4-하이드로)-비스페놀 A 코폴리카보이네이트("PPPBP-BPA")와 같은 프탈이미딘 코폴리카보네이트들 및 BPA 호모폴리머(homopolymer)와 같은 제2 폴리카보네이트를 포함하는 폴리카보네이트 조성물로부터 우수한 파괴 강도를 갖는 필름이 예상 밖에 획득될 수 있음을 발견하였다. 추가적인 이점에 있어서, 상기 필름은 높은 유리전이온도, 넓은 주파수 및 온도 범위들에 걸친 높은 유전 상수 또는 낮은 소산 계수를 가질 수 있다.
특히, 상기 필름은 양호한 열 저항성, 향상된 에너지 밀도, 감소된 에너지 손실 및 바람직한 유전 상수 안정성과 같은 다른 유리한 물리적 및 전기적 특성들을 보유하는 동안, 종래 기술 필름에 비해 절연 파괴 강도(dielectric breakdown strength)에서의 증가를 제공한다. 예를 들어, 상기 필름은 800 볼트/마이크로미터 이상의 전압 파괴 강도, 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 3.0 이상의 유전 상수, 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 1% 미만의 소산 계수 및 150℃ 이상의 유리전이온도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 필름 및 상기 필름으로 만들어진 커패시터는 종래 재료들보다 더 좋은 이점들을 제공하고, 제조된 고에너지 및 고온 커패시터는 자동차 인버터 응용(inverter applications)과 같은 다양한 응용분야에서 유용하다.
상기 필름에 사용된 프탈이미딘 코폴리카보네이트는 제1 및 제2 반복 카보네이트 단위들을 갖고, 여기서 제1 카보네이트 단위는 프탈이미딘 카보네이트 단위이며 제2 카보네이트 단위는 프탈이미딘 카보네이트 단위가 아니다. 제1 반복 단위는 화학식 (1)의 프탈이미딘 카보네이트 단위이다.
Figure 112016028900291-pct00002
(1)
여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C1-12 알케닐, C-3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고, 구체적으로 C1-3 알킬이며, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이고, 구체적으로 0 내지 1이며, 각 R3는 독립적으로 C1-6 알킬이고, j는 0 내지 4이며, R4는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개까지 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이다. 실시예에 있어서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-3 알킬이다. 예를 들어, 프탈이미딘 카보네이트 단위는 화학식 (1b)일 수 있다.
Figure 112016028900291-pct00003
여기서 R5는 수소, 5개 이하의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐 또는 C1-4 알킬이다. 일 실시예에 있어서, R5는 수소, 페닐 또는 메틸이다. R5가 페닐인 카보네이트 단위 (1b)는 (또한 N-페닐 페놀프탈레인 비스페놀 또는 "PPPBP"으로 알려지고, 또한 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-페닐이소인돌린-1-온으로 알려진) 2-페닐-3,3'-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘으로부터 유도될 수 있다.
제2 반복 단위는 화학식 (2)의 비스페놀 카보네이트 단위이다.
Figure 112016028900291-pct00004
(2)
여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C1-12 알케닐, C-3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이며, Xa는 2개의 아릴렌기들 사이의 가교기(bridging group)이고, Xa가 프탈이미딘이기가 아닐 경우 Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)- 또는 C1-32 가교 탄화수소기(bridging hydrocarbon group)이다. 일 실시예에 있어서, Xa는 화학식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-11 알킬리덴이고, 여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이거나, 혹은 Xa는 화학식 -C(=Re)-의 작용기이고, 여기서 Re는 2가 C1-10 탄화수소기이다. 예시적인 Xa 작용기는 메틸렌, 에틸리덴, 네오펜틸리덴 및 이소프로필리덴이다. 가교기 Xa 및 각 C6 아릴렌기의 카보네이트 산소 원자들은 C6 아릴렌기 상에서 서로에 오르쏘, 메타 또는 파라(구체적으로 파라)로 배치될 수 있다.
구체적인 실시예에 있어서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-3 알킬기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 1이며, Xa는 단일 결합, -O-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)-, 화학식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-9 알킬리덴이고 여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-8 알킬, 또는 화학식 -C(=Re)-의 작용기이고, 여기서 Re는 2가 C1-9 탄화수소기이다. 다른 구체적인 실시예에 있어서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 메틸기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 1이며, Xa는 단일 결합, 화학식 -C(Rc)(Rd)-의 C1-7 알킬리덴이고 여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-6 알킬이다. 일 실시예에 있어서, p 및 q는 각각 1이고, Ra 및 Rb는 각각 C1-3 알킬, 구체적으로는, 각 고리 상에서 산소에 메타로 배치된 메틸이다. 비스페놀 카보네이트 단위 (2)는 비스페놀 A로부터 유도될 수 있고, 이때 p 및 q는 모두 0이며 Xa는 이소프로필리덴이다.
제2 단위 (2)를 제조하는 데 사용될 수 있는 다른 특정 비스페놀 화합물의 몇몇 실례들(illustrative examples)은 4,4'-디하이드록시바이페닐, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(3-하이드록시페닐)프로판, 1,2,2-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-세크-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, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폰 또는 상기한 비스페놀 화합물들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 프탈이미딘 코폴리카보네이트
제1 프탈이미딘 카보네이트 단위 (1) 및 제2 비스페놀 카보네이트 단위 (2)의 상대적 몰비(mole ratio)는 유리전이온도("Tg"), 충격 강도, 연성(ductility), 흐름(flow)과 같은 고려 사항을 포함하는 코폴리카보네이트의 원하는 특성에 따라 99:1부터 1:99까지 달라질 수 있다. 예를 들어, 단위 (1): 단위 (2)의 몰비는 90:10 내지 10:90, 80:20 내지 20: 80, 70:30 내지 30:70 또는 60:40 내지 40:60일 수 있다. 구체적인 실시예에 있어서, 프탈이미딘 코폴리카보네이트는 PPPBP-BPA이고, 단위 (1): 단위 (2)의 몰비는 1:99 내지 50:50 또는 10:90 내지 45:55일 수 있다.
다른 카보네이트 단위는 본 명세서에 기재된 프탈이미딘 코폴리카보네이트 어느 것에서도 비교적 소량으로 존재할 수 있고, 예를 들어 프탈이미딘 코폴리카보네이트에 있는 단위들의 총 몰수(moles)를 기준으로 하여 20 몰% 미만, 10 몰% 미만 또는 5 몰% 미만으로 존재할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 다른 카보네이트 단위는 존재하지 않는다. 또 다른 실시예에 있어서, 예를 들어 에스테르 단위 같은 다른 유형의 반복 단위는 코폴리카보네이트에 존재하지 않는다.
프탈이미딘 코폴리카보네이트는 프탈이미딘 코폴리카보네이트가 아닌 제2 폴리카보네이트와 조합하여 사용된다. 제2 폴리카보네이트는 화학식 (2)의 단위를 포함한다. 제2 폴리카보네이트는 호모폴리카보네이트(여기서 폴리머에 있는 각 카보네이트 단위는 동일하다), 다른 카보네이트 단위를 포함하는 코폴리머들("코폴리카보네이트"), 에스테르 단위 또는 실록산 단위와 같은 다른 유형의 폴리머 단위와 카보네이트 단위를 포함하는 코폴리머들을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제2 카보네이트는 BPA 호모폴리머이다. 제2 폴리카보네이트에 대한 프탈이미딘 코폴리카보네이트의 중량비는 크게 달라질 수 있는데, 해당 필름의 원하는 특성들에 따라 예를 들어 40:60 내지 90:10, 구체적으로 50: 50 내지 85:15, 보다 구체적으로 60:40 내지 80:20, 또는 65:35 내지 80:20이다.
프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 제2 카보네이트는 계면 중합 및 용융 중합과 같은 공정에 의해 제조될 수 있다. 계면 중합을 위한 반응 조건은 다양할 수 있으나, 예시적인 공정은 일반적으로 디하이드록시 화합물을 수용성 NaOH 또는 KOH에 용해 또는 분산시키는 것, 제조된 혼합물을 수불혼화성 용매(water-immiscible solvent)에 첨가하는 것, 및 해당 반응물을 3차 아민 또는 상전이 촉매와 같은 촉매의 존재 하에, 예를 들어 8 내지 10의 제어된 pH 조건에서 카보네이트 전구체와 접촉시키는 것을 포함한다. 수불혼화성 용매는 예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 톨루엔 등일 수 있다. 예시적인 카보네이트 전구체는 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드(포스젠 (phosgene))와 같은 카보닐 할라이드, 디하이드록시 화합물의 비스할로포르메이트(예를 들면, 비스페놀 A, 하이드로퀴논 에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 비스클로로포르메이트) 및 디아릴카보네이트를 포함한다. 상기한 유형의 카보네이트 전구체 중 1종 이상 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 디아릴 카보네이트 에스테르는 디페닐 카보네이트, 혹은 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 조합과 같이 각 아릴 상에 전자-끄는 치환기(electron-withdrawing substituents)를 갖는 활성화된 디페닐 카보네이트일 수 있다. 계면 중합에서 촉매로서 사용될 수 있는 3차 아민 중에는, 트리에틸아민 및 트리부틸아민과 같은 지방족 3차 아민, N,N-디에틸-사이클로헥실아민과 같은 고리형 지방족(cycloaliphatic) 3차 아민 및 N,N-디메틸아닐린과 같은 방향족 3차 아민이 있다. 사용될 수 있는 상전이 촉매 중에는, 화학식 (R3)4Q+X의 촉매가 있으며, 여기서 각각의 R3는 동일하거나 또는 상이하며, C1-10 알킬기이고; Q는 질소 또는 인 원자이며; X는 할로겐 원자 또는 C1-8 알콕시 혹은 C6-18 아릴옥시이다. 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, 여기서 X는 Cl-, Br-, C1-8 알콕시 또는 C6-18 아릴옥시이다. 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중의 디하이드록시 화합물 중량을 기준으로 각각 0.1 내지 10 중량% 또는 0.5 내지 2 중량%일 수 있다.
대안적으로는, 폴리카보네이트를 제조하기 위해 용융 공정이 사용될 수 있다. 일반적으로, 용융 중합 공정에서 폴리카보네이트는 에스테르 교환 촉매의 존재 하에 디하이드록시 반응물 및 디아릴 카보네이트 에스테르를 용융 상태에서 공반응(co-reacting)시킴으로써 제조될 수 있다. 해당 반응은 연속 교반 반응기(CSTR), 관형 반응기, 와이어 습윤 낙하 중합기(wire wetting fall polymerizers), 자유낙하 중합기(free fall polymerizers), 와이핑된 필름 중합기(wiped film polymerizers), BANBURY 사의 믹서들, 일축 혹은 이축 압출기(single or twin screw extruders) 또는 상기한 것들의 조합과 같은 전형적인 중합기에서 수행될 수 있다. 휘발성 1가 페놀은 증류됨으로써 용융 반응물로부터 제거되고, 폴리머는 용융 잔류물로서 분리된다. 용융 중합은 배치 공정(batch process) 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다. 어느 경우에나, 사용되는 용융 중합 조건들은, 예를 들어 디하이드록시 방향족 화합물 및 디아릴 카보네이트 개시 물질이 올리고머릭 폴리카보네이트로 전환되는 제1 반응 단계, 및 상기 제1 반응 단계에서 형성된 올리고머릭 카보네이트가 고분자량의 폴리카보네이트로 전환되는 제2 단계와 같은 둘 이상의 구별되는 반응 단계들을 포함할 수 있다. 이러한 "단계화된(staged)"중합 반응 조건들은 특히, 개시 모노머들(monomers)이 제1 반응 용기(vessel)에서 올리고머화 되고, 여기서 형성된 올리고머릭 폴리카보네이트가 연속적으로 하나 이상의 하류 반응기들로 전달되어 올리고머릭 폴리카보네이트가 해당 반응기에서 고분자량의 폴리카보네이트로 전환되는 연속 중합 시스템에서 사용하기 적합하다. 전형적으로는, 올리고머화 단계에서, 제조된 올리고머릭 폴리카보네이트는 약 1,000 내지 약 7,500 달톤의 수평균 분자량을 갖는다. 하나 이상의 이어지는 중합 단계들에서, 폴리카보네이트의 수평균 분자량(Mn)은 약 8,000 내지 약 25,000 달톤까지 증가된다(폴리카보네이트 표준을 사용함). 전형적으로는, 해당 공정에서 용매들은 사용되지 않고, 디하이드록시 방향족 화합물 및 디아릴 카보네이트 반응물들은 용융 상태에 있다. 반응 온도는 약 100℃ 내지 약 350℃, 구체적으로 약 180℃ 내지 약 310℃일 수 있다. 압력은 대기압, 초-대기압, 혹은 반응의 초기 단계에서 대기압 내지 약 15 torr 범위이고 후속 단계들에서 예를 들어 약 0.2 내지 약 15 torr의 감소된 범위의 압력이다. 반응 시간은 일반적으로 약 0.1 시간 내지 약 10 시간이다.
폴리카보네이트의 용융 에스테르 교환 중합 제조에서 사용된 촉매는 알파 또는 베타 촉매들을 포함할 수 있다. 베타 촉매는 전형적으로 휘발성이고 승온에서 분해된다. 그러므로 베타 촉매는 초기 저온 중합 단계들에서 사용되는 것이 선호된다. 알파 촉매는 전형적으로 베타 촉매보다 열적으로 더 안정하며 덜 휘발된다. 알파 촉매는 알카리 또는 알카리 토 이온들의 공급원을 포함할 수 있다. 이러한 이온들의 공급원들은 마그네슘 하이드록사이드 및 칼슘 하이드록사이드와 같은 알칼리 토 하이드록사이드(alkaline earth hydroxides)뿐만 아니라, 리튬 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드 및 포타슘 하이드록사이드와 같은 알칼리 금속 하이드록사이드도 포함한다. 알칼리 및 알칼리 토 금속 이온들의 다른 가능한 공급원들은 (소듐 아세테이트와 같은)카복실산의 대응하는 염 및 (EDTA 테트라소듐 염 및 EDTA 마그네슘 디소듐 염과 같은)에틸렌 디아민 테트라아세트산(EDTA) 유도체들의 대응하는 염을 포함한다. 다른 알파 에스테르 교환 촉매들은 Cs2CO3, NaHCO3, 및 Na2CO3 등과 같은 카보네이트의 알카리 또는 알칼리 토금속 염, NaH2PO3, NaH2PO4, Na2HPO3, KH2PO4, CsH2PO4, Cs2HPO4 등과 같은 비휘발성 무기산, 또는 NaKHPO4, CsNaHPO4, CsKHPO4 등과 같은 혼합된 인산염을 포함한다. 상기한 촉매들 중 어느 것이든 1종 이상을 포함하는 조합이 사용될 수 있다.
가능한 베타 촉매들은 4차 암모늄 화합물, 4차 포스포늄 화합물, 또는 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 4차 암모늄 화합물은 (R4)4N+X- 구조의 화합물일 수 있고, 여기서 각 R4는 동일하거나 상이한데 C1-20 알킬, C4-20 사이클로알킬 또는 C4-20 아릴이며; X-는 예를 들어 하이드록사이드, 할라이드, 카복실레이트, 술포네이트, 술페이트, 포르메이트, 카보네이트 또는 바이카보네이트 같은 유기 또는 무기 음이온이다. 예시적인 유기 4차 암모늄 화합물은 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라메틸 암모늄 아세테이트, 테트라메틸 암모늄 포르메이트, 테트라부틸 암모늄 아세테이트, 및 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드가 종종 사용된다. 4차 포스포늄 화합물은 (R5)4P+X-구조의 화합물일 수 있고, 이때 각 R5는 동일하거나 상이한데 C1-20 알킬, C4-20 사이클로알킬 또는 C4-20 아릴이며; X-는 예를 들어 하이드록사이드, 페녹사이드, 할라이드, 아세테이트 또는 포르메이트와 같은 카복실레이트, 술포네이트, 술페이트, 포르메이트, 카보네이트 또는 바이카보네이트이다. X-가 카보네이트 또는 술페이트와 같은 다가의 음이온인 경우에, 4차 암모늄 및 포스포늄 구조에서 양전하 및 음전하는 적절히 균형되는 것으로 이해된다. 예를 들어, R20내지 R23이 각각 메틸이고 X-가 카보네이트인 경우, X-는 2(CO3 -2)를 나타내는 것으로 이해된다. 예시적인 유기 4차 포스포늄 화합물은 테트라메틸 포스포늄 하이드록사이드, 테트라메틸 포스포늄 아세테이트, 테트라메틸 포스포늄 포르메이트, 테트라부틸 포스포늄 하이드록사이드, 테트라부틸 포스포늄 아세테이트(TBPA), 테트라페닐 포스포늄 아세테이트, 테트라페닐 포스포늄 페녹시드, 및 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. TBPA가 종종 사용된다. 사용된 알파 및 베타 촉매의 양은 중합 반응에서 사용된 디하이드록시 화합물의 총 몰수에 준한다. 중합 반응에 사용된 모든 디하이드록시 화합물에 대한 포스포늄 염과 같은 베타 촉매의 비율을 언급할 때, 디하이드록시 화합물의 1몰당 포스포늄 염의 몰로 언급하는 것이 편리하며, 이는 포스포늄 염의 몰수를 반응 혼합물에 존재하는 각각의 개별 디하이드록시 화합물의 몰수 합으로 나눈 것을 의미한다. 알파 촉매는 사용된 디하이드록시 화합물 1몰당 1 x 10-2 내지 1 x 10-8 몰, 구체적으로는 1 x 10-4 내지 1 x 10-7 몰의 금속을 제공하기 충분한 양으로 사용될 수 있다. 사용된 (예를 들어, 유기 암모늄 염 또는 포스포늄 염들과 같은)베타 촉매의 양은 반응 혼합물 중 디하이드록시 화합물의 총 몰당 1 x 10-2 내지 1 x 10-5 몰, 구체적으로는 1 x 10-3 내지 1 x 10-4 몰 일 것이다. 중합이 완료된 후에 에스테르 교환 촉매들 및 모든 활성 촉매 잔여물을 산성 화합물로 퀀칭(quenching) 하는 것은 몇몇 용융 중합 공정들에서 또한 유용할 수 있다. 중합이 완료된 후에 촉매 잔여물들 및/또는 용융 중합 반응에서 기인한 퀀칭제(quenching agent) 및 다른 휘발성 잔여물들을 제거하는 것은 몇몇 중합 공정들에서 또한 유용할 수 있다.
(사슬 정지제(chain stopper agent) 혹은 사슬 종결제(chain terminating agent)로 또한 지칭되는)말단-캡핑제(end-capping agent)는 중합 중에 포함되어 말단기(end groups)를 제공할 수 있다. 말단-캐핑제(그러므로 말단기)는 폴리카보네이트의 원하는 특성들에 준하여 선택된다. 예시적인 말단-캡핑제들은, 페놀, 및 p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트 및 p- 및 3차-부틸 페놀과 같은 C1-C22 알킬-치환된 페놀과 같은 모노사이클릭 페놀; p-메톡시페놀, 및 8 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 분지형(branched) 사슬 알킬 치환기가 있는 알킬-치환된 페놀과 같은 디페놀의 모노에테르; 4-치환된-2-하이드록시벤조페논 및 이들의 유도체; 아릴 살리실레이트; 레조르시놀 모노벤조에이트와 같은 디페놀의 모노에스테르; 2-(2-하이드록시아릴)-벤조트리아졸 및 이들의 유도체; 2-(2-하이드록시아릴)-1,3,5-트리아진 및 이들의 유도체; 벤조일 클로라이드, C1-C22 알킬-치환된 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 시나모일 클로라이드 및 4-나디미도벤조일 클로라이드와 같은 모노-카르복시산 클로라이드; 트리멜리트산 무수물 클로라이드 및 나프토일 클로라이드와 같은 폴리사이클릭-카르복시산 클로라이드 또는 모노-카르복시산 클로라이드; 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드와 같은 관능화된 지방족 모노카르복시산의 클로라이드; 및 페닐 클로로포르메이트, 알킬-치환된 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트 및 톨루엔 클로로포르메이트와 같은 모노-클로로포르메이트로 예시화된다. 다른 말단기들의 조합들이 사용될 수 있다.
프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 제2 폴리카보네이트는 선택적으로 더 가교결합될 수 있다. 가교결합하는 방법들은, 예를 들어 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 제2 폴리카보네이트를 가교하는 데 효과적인 파장에서 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 제2 폴리카보네이트를 가교하는 데 효과적인 시간 동안에 압출된 필름을 조사하는(irradiating) 것으로 알려졌다. 예를 들어, 280nm 초과 및 400nm 이하의 파장에서 자외선을 조사함으로써 가교결합 될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 가교결합형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 가교결합형 제2 폴리카보네이트는 비가교결합형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 비가교결합형 제2 폴리카보네이트를 포함하는 동일 필름보다 5 내지 50 %로 파괴 강도가 더 증가하는 것을 보인다. 일 실시예에 있어서, 프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 제2 폴리카보네이트는 가교결합되지 않는다.
대안적으로, 혹은 게다가, 필름은 분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 분지형 제2 폴리카보네이트를 선택적으로 포함할 수 있고, 이때 해당 필름은 비분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 비분지형 제2 폴리카보네이트를 포함하는 것을 제외하고는 동일한 필름보다 5 내지 50 %로 더 큰 파괴 강도를 보인다. 분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 분지형 제2 폴리카보네이트가 사용될 경우, 해당 필름은 비분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 비분지형 폴리카보네이트를 포함하는 것을 제외하고는 동일한 필름보다 5 내지 50 %의 파괴 강도를 보인다. 다른 일 실시예에 있어서, 필름은 분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트 또는 분지형 제2 폴리카보네이트를 함유하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 필름은 분지형 제2 폴리카보네이트 및 비분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 함유한다.
분지형 폴리카보네이트 블록은 중합 동안에 분지제(branching agent)를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 이러한 분지제는 하이드록실, 카르복실, 카르복실산 무수물, 할로포르밀, 및 상기한 관능기들의 혼합물로부터 선택되는 3종 이상의 관능기를 함유하는 다관능성 유기 화합물을 포함한다. 구체적인 예들은 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리트산 트리클로라이드, 트리스-p-하이드록시페닐에탄, 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 조합들이 사용될 수 있다.
프탈이미딘 폴리카보네이트는 25에서 클로로포름 중에서 측정될 때, 그램당 0.3 내지 1.5 데시리터(dl/gm), 구체적으로 0.45 내지 1.0 dl/gm의 고유 점도를 가질 수 있다. 폴리카보네이트는, 가교결합형 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하며 폴리카보네이트 참조로 보정(calibrated)된 겔 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography, 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 ml당 1 mg의 농도로 제조되며, 분당 1.5 ml의 유속으로 용출된다.
폴리카보네이트 필름 형성 조성물 및 필름이 낮은 수준의 특정 금속 이온을 함유하는 경우, 우수한 전기적 특성이 얻어진다. 따라서, 필름 형성 조성물 및 필름은, 알루미늄, 칼슘, 크로뮴, 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. 일 실시예에 있어서, 필름 형성 조성물 및 필름에 있는 알루미늄, 칼슘, 크로뮴, 마그네슘, 철, 니켈, 포타슘, 망간, 몰리브덴, 소듐, 티타늄, 및 아연의 총 함량은 10 ppm 미만이다.
몇몇 실시예들에 있어서, 브롬 및 염소를 본질적으로 포함하지 않는 필름 형성 조성물 및 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 브롬 및 염소를 "본질적으로 포함하지 않는 것"은 필름 형성 조성물이 해당 필름 형성 조성물의 중량을 기준으로 3 중량% 미만의 브롬 및 염소를 포함하는 것을 의미하고, 다른 실시예들에 있어서는 1 중량% 미만의 브롬 및 염소를 포함하는 것을 의미한다. 다른 실시예들에 있어서, 필름 형성 조성물은 할로겐을 포함하지 않는다. "할로겐을 포함하지 않는 것"은, 900ppm 이하의 개별 할로겐 함량을 갖는 전체 필름 형성 조성물 백만 중량부(ppm)당 총 할로겐 중량부(ppm)가 1500 이하인 할로겐 함량(불소, 브롬, 염소, 요오드 및 아스타틴의 총량)을 갖는 것으로 정의된다. 할로겐의 양은 원자 흡광법(atomic absorption)과 같은 보통의 화학적 분석을 통해 측정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 필름은 0.1 ppm 미만의 여과 가능한 이온성 클로라이드 및 설페이트를 포함한다. 필름은 또한 100 cm2의 면적에서 20 마이크로미터 초과의 직경을 갖는 탄화된 봉입물(carbonized inclusion)을 2개 미만으로 포함할 수 있고, 혹은 탄화된 봉입물들을 포함하지 않을 수 있다.
폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 유전체 기재 폴리머 조성물에 혼입된 다양한 첨가제를 포함할 수 있는데, 단, 상기 첨가제는 상기 조성물의 원하는 물리적 및 전기적 특성들에 상당한 악영향을 주지 않도록 선택된다. 예시적인 첨가제들은 산화 방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외선(UV) 흡수제, 퀀처(quencher), 가소제, 윤활제, 이형제(mold release agents), 대전 방지제, 난연제, 적하 방지제 및 방사선 안정화제를 포함한다. 첨가제들의 조합들이 사용될 수 있다. 상기한 첨가제(임의의 충전제 제외)들은 일반적으로 해당 필름 형성 조성물의 총 중량을 기준으로 개별적으로 0.005 내지 10 중량%, 구체적으로 0.01 내지 2 중량%의 양으로 존재한다. 구체적인 일 실시예에 있어서, 첨가제들의 양은 최소화된다. 예를 들어, 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 첨가제는 어느 것이든 프탈이미딘 코폴리카보네이트 백만 중량부당 0 내지 1,000 중량부 양으로 존재할 수 있고, 예를 들어 프탈이미딘 코폴리카보네이트 중량 기준으로 50 내지 1,000 ppm으로 존재할 수 있다.
적합한 산화 방지제는 포스파이트, 포스포나이트, 및 입체장애(hindered) 페놀 또는 이들의 혼합물과 같은 화합물일 수 있다. 트리아릴 포스파이트 및 아릴 포스포네이트를 포함하는 인-함유 안정화제는 유용한 첨가제이다. 이관능성 인-함유 화합물이 또한 사용될(unseeded) 수 있다. 바람직한 안정화제는 300 이상의 분자량을 가질 수 있다. 몇몇 예시적인 화합물은 Ciba Chemical Co. as IRGAPHOS 168로부터 입수 가능한 트리스-디-t-부틸페닐 포스파이트 및 Dover Chemical Co. as DOVERPHOS S-9228로부터 입수 가능한 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트이다.
예시적인 포스파이트 및 포스포나이트는 다음을 포함한다: 트리페닐 포스파이트, 디페닐 알킬 포스파이트, 페닐 디알킬 포스파이트, 페닐(노닐페닐) 포스파이트, 트리라우릴 포스파이트, 트리옥타데실 포스파이트, 디스테아릴 펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트, 디이소데실 펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐) 펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)-펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 디이소데실옥시 펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸-6-메틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(2,4,6-트리스(t-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 트리스테아릴 솔비톨 트리-포스파이트, 테트라키스(2,4-디-t-부틸-페닐) 4,4'-바이페닐렌 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[트리에틸 트리스(3,3',5,5'-테트라-t-부틸-1,1'-바이페닐-2,2'-디일)포스파이트], 2-에틸헥실(3,3',5,5'-테트라-t-부틸-1,1'-바이페닐-2,2'-디일)포스파이트 및 5-부틸-5-에틸-2-(2,4,6-페닐-t-부틸페녹시)-1,3,2-디옥사포스피란.
1종 초과의 유기인(organophosphorous) 화합물을 포함하는 조합들이 고려된다. 조합하여 사용되는 경우, 유기인 화합물은 동일한 유형 또는 상이한 유형의 것일 수 있다. 예를 들어, 조합은 2종의 포스파이트들을 포함할 수 있거나, 혹은 조합은 포스파이트 및 포스포나이트를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 300 이상의 분자량을 갖는 인-함유 안정화제가 유용하다. 인함유 안정화제, 예를 들어 아릴 포스파이트는 일반적으로 필름 형성 조성물의 총 중량을 기준으로 해당 필름 형성 조성물 중에 0.005 내지 3 중량%, 구체적으로 0.01 내지 1.0 중량%의 양으로 존재한다.
입체장애 페놀, 예를 들어 알킬화 모노페놀 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-도데실메르캅토부탄, 에틸렌글리콜 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-하이드록시2-메틸페닐)-4-n-도데실메르캅토부탄, 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, 예를 들어 300℃ 이상의 온도와 같은 높은 공정 온도에서 폴리머 용융물 중에서 입체장애 페놀 모이어티(moiety)가 유지되는 것을 도와줄 수 있다. 입체장애 페놀 안정화제는 일반적으로 해당 필름 형성 조성물의 총 중량을 기준으로 상기 조성물 중에 0.005 내지 2 중량%, 구체적으로 0.01 내지 1.0 중량%의 양으로 존재한다.
가소제, 윤활제 및 이형제 중에는 상당한 중복이 있고, 이들은, 예를 들어 글리세롤 트리스테아레이트(GTS), 프탈산 에스테르(예를 들어, 옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트), 트리스-(옥톡시카보닐에틸)이소시아누레이트, 트리스테아린, 이관능성 또는 다관능성 방향족 포스페이트(예를 들어, 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트(RDP), 히드로퀴논의 비스(디페닐) 포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐) 포스페이트); 폴리-알파-올레핀; 에폭시화 대두유; 실리콘유를 포함하는 실리콘류(예를 들어, 폴리(디메틸 디페닐실록산)); 에스테르류, 예컨대, 지방산 에스테르(예를 들어, 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트 등과 같은 알킬 스테아릴 에스테르), 왁스(예를 들어, 밀랍, 몬탄 왁스, 파라핀 왁스 등) 또는 상기한 가소제, 윤활제 및 이형제를 1종 이상 포함하는 조합들을 포함한다. 이들은 일반적으로 해당 필름 형성 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%로 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 선택적으로 1종 이상의 추가적인 비정질 폴리머를 더 포함할 수 있는데, 단, 상기 폴리머들은 5 중량% 초과의 불소 또는 규소를 제공하지 않도록, 혹은 그렇지 않은 경우에는 필름 형성 조성물의 원하는 특성에 상당한 악영향을 주지 않도록 선택된다. 이러한 추가적인 폴리머들의 예들은 폴리(페닐렌 술폰), 폴리(술폰), 폴리(에테르 술폰), 폴리(아릴렌 술폰), 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(에테르이미드) 및 폴리(에테르이미드 술폰)뿐만 아니라, 이들의 블렌드들(blends) 및 코폴리머들(co-polymers)를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 추가적인 폴리머들의 예들은 실리콘 폴리에테르이미드, 폴리에스테르, 실리콘 폴리카보네이트-폴리에스테르 코폴리머 및 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 존재하는 경우, 상기 폴리머는 모두 해당 필름 형성 조성물의 총 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%, 1 내지 50 중량%, 0 내지 12 중량%, 0.1 내지 10 중량% 또는 0.5 내지 5 중량%의 양으로 사용된다. 일 실시예에 있어서, 프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 제2 폴리카보네이트 이외에 다른 폴리머는 필름 형성 조성물에 존재하지 않는다.
폴리카보네이트 필름 형성 조성물은 균질 블렌드(intimate blend)를 형성할 수 있는 조건 하에서 상기 성분들을 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 이러한 조건들은 종종 일축 또는 이축 유형 압출기들, 혼합 보울(mixing bowl) 또는 성분들에 전단을 인가할 수 있는 이와 유사한 혼합 장치들 내에서의 용융 혼합물을 포함한다. 이축 압출기는 종종 일축 압출기보다 더 강한 혼합 능력 및 자체 와이핑(self-wiping) 능력으로 인해 선호된다. 필름 형성 조성물 내 휘발성 불순물들을 제거하기 위하여, 상기 압출기 내 적어도 하나의 통기구(vent port)를 통해 상기 블렌드에 진공을 인가하는 것이 종종 유리하다. 종종 용융 전에 프탈이미딘 코폴리카보네이트(및/또는 다른 첨가제들)을 건조하는 것이 유리하다. 해당 용융 공정은 종종 240 내지 360에서 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 사용해 상기 폴리머 블렌드를 용융 여과하여, 바람직하지 않은 검은 반점(black specks), 또는 예를 들어 1 마이크로미터 초과의 직경을 갖는 임의의 입자들과 같은 다른 이질성(heterogeneous) 오염물들을 또한 제거할 수 있다.
필름 형성 조성물은 열가소성 조성물에 관습적으로 사용되고 플랫 다이(flat die)를 사용하는 압출기를 사용하여 압출될 수 있다. 압출 캐스트 필름법(the extrusion cast film method)은 폴리머를 압출기 내에서 용융시키는 것, 용융된 폴리머를 작은 립 갭 분리(small lip gap separation)의 플랫 다이를 통해 이송하는 것, 필름을 비교적 높은 권취(take up) 속도에서 연신하는 것, 및 해당 폴리머를 냉각/응고시켜서 최종 필름을 형성하는 것을 포함한다. 압출기는 일축 또는 이축 디자인의 것일 수 있으며, 다이를 통하는 폴리머의 일정한 비맥동(non-pulsating) 흐름을 제공하기 위해 용융 펌프가 또한 사용될 수 있다. 다이 립 갭은 100 내지 200 마이크론 정도로 작을 수 있으며, 권취 롤러는 200 m/min 이하의 속도에서 작동할 수 있다. 해당 디자인은 또한 필름을 템퍼링/어닐링(temper/anneal)하기 위해 가열된 롤을 추가하는 것을 포함하고, 이에 따라 동결 내부 응력(frozen-in internal stresses)의 발생을 최소화시킬 수 있다. 필름의 가장자리들은 종종 다듬어지고(trimmed), 필름은 장력 제어 권취(winding) 매커니즘을 사용하여 롤에 권취된다. 몇몇 예들에 있어서, 상업적인 및/또는 실험적으로 기능화된 충전제들이 해당 폴리머 중에 불균일하게 분산된 후 해당 복합체를 얇은 필름으로 연신할 수 있다. 이러한 경우에, 균일한 분산물을 얻기 위해 해당 충전제를 폴리머 매트릭스 내로 혼합(compounding)하는 것은 별개의 압출기 또는 대안적으로는, 그리고 보다 바람직하게는, 연신 작업 전에 해당 폴리머를 용융시키는데 사용된 동일한 압출기에서 수행될 수 있다. 다이를 통한, 용융 폴리머의 일정한 그리고 균일한 흐름 전달의 정확성, 필름을 제조하는데 사용되는 폴리머의 리올로지 특성(rheological properties), 폴리머 및 장비 모두의 청결도, 및 권취 매커니즘의 기계적 특징은 비교적 작은 두께를 갖는 이러한 압출 필름의 성공적인 제조에 기여할 것이다.
일 실시예에 있어서, 압출 캐스트 필름법은 단일 단계로서, 보다 큰 규모의 설비에 확장가능하며, 어떠한 용매의 사용도 요구하지 않는다. 고분자량 및/또는 높은 유리전이온도의 폴리머들의 경우에도, 이 압출 공정은 해당 폴리머에 재료의 열적 또는 기계적 열화를 일으킬 수 있는 과도한 온도를 초래하지 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 경우에 이들 필름의 유전 성능을 손상시킬 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 필름은 얇으며(10 마이크론 및 더 얇은 두께), 웹(web)에 걸쳐 균일한 두께를 가지고, 주름 또는 표면 굴곡이 거의 없이 평평하며, 비교적 오염물이 없다.
용융된 조성물은 용융 펌프를 사용하는 압출기 다이를 통해 이송될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 필름은 250 내지 500, 예를 들어 300 내지 450의 온도에서 압출되며, 압출된 필름은 일축으로(uniaxially) 연신되어 유전체 기재 필름을 생성한다. 구체적으로는, 필름 형성 조성물의 성분은 조합되고, 용융되고, 균질하게 혼합된 후, 여과되어 1 마이크로미터 초과의 입자들이 제거되고; 플랫 다이를 통해 상기한 온도에서 압출되며; 이후 일축으로 연신된다. 연신 후에, 필름은 다음에 서술하는 바와 같이 직접 금속화되거나, 또는 저장 또는 운송을 위해 권취롤로 권취될 수 있다. 필름은 10 이상, 또는 100 내지 10,000 미터의 길이, 및 300 이상, 또는 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 가질 수 있다. 필름이 압출될 수 있는 속도는 달라질 수 있다. 상업적인 실시예들에 있어서, 필름이 압출될 수 있는 속도는 10 1bs (4.5 kg/hr) 내지 1000 1bs/hr(450 kg/hr)으로 달라진다. 필름이 압출기의 다이 플레이트(die plate)으로부터 당겨질 수 있는 속도(권취 속도)는 10 미터/분 내지 300 미터/분의 범위에 있을 수 있다.
필름은 이의 하나 이상의 면에서 금속화될 수 있다. 필름의 의도된 용도에 따라서, 다양한 금속들 및 금속 합금들, 예를 들어 구리, 알루미늄, 은, 금, 니켈, 아연, 티타늄, 크로뮴, 바나듐, 백금, 탄탈륨, 니오븀, 황동(brass) 또는 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합이 사용될 수 있다. 필름은 적어도 매끄러운 면, 즉, 광촉침법(optical profilometry)으로 측정하였을 때, 필름 평균 두께의 +/- 3% 미만의 평균 표면 조도(average surface roughness) Ra를 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 반응들을 포함한다. 필름은 종래의 무전해 도금을 통해 양면에서 금속화될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 패턴화된 금속층은 필름의 표면상에, 예를 들어 잉크젯 프린팅(printing)을 통해 형성될 수 있다. 금속화된 층의 두께는 금속화 필름의 의도된 용도에 의해 결정되며, 예를 들어, 1 옹스트롬 내지 1000 나노미터, 500 나노미터, 또는 10 나노미터일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 금속 필름의 두께는 1 내지 3000 옹스트롬, 1 내지 2000 옹스트롬 또는 1 내지 1000 옹스트롬일 수 있다. 전도성 금속이 사용되는 경우, 폴리머 필름 상의 금속층의 비저항은 ASTMD257에 따라 측정될 때 제곱미터(square)당 0.1 내지 1000 Ohm 또는 제곱미터당 0.1 내지 100 Ohm일 수 있다. 비금속화된 필름은 또한 ASTMD257에 따라 측정될 때 제곱미터당 0.1 Ohm 초과 내지 100 Ohm의 표면 비저항을 가질 수 있다.
금속화되는 필름의 표면은, 예를 들어 금속층의 접착력을 향상시키기 위해, 예를 들어 세척, 화염 처리, 플라즈마 방전 코로나 방전 등을 통해 전처리될 수 있다. 하나 이상의 추가의 층, 예를 들어 (내스크래치성(scratch resistance)을 제공하는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(에틸 메타크릴레이트)와 같은)투명 코팅층 또는 프탈이미딘 코폴리카보네이트 필름의 또 다른 층이 금속층 상에 증착되어 적층체(laminate)를 형성할 수 있다.
이에 따라 제조된 필름 및 금속화된 필름은 다양한 유리한 물리적 특성들을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 비금속화된 필름의 파괴 강도는 700 볼트/마이크로미터 이상, 750 볼트/마이크로미터 이상 또는 750 볼트/마이크로미터 이상이다. 일 실시예에 있어서, 비금속화된 필름의 파괴 강도는 800 또는 820 볼트/마이크로미터 이하일 수 있다. 일 실시예에 있어서, ASTMD149에 따라 측정될 때, 23℃ 내지 100℃ 범위에서 필름들의 파괴 강도 편차(difference)는 23℃에서 측정된 값의 10% 미만이다.
상기 조성물 및 제조 방법은 원하는 성능 특성들, 특히 전기적 특성들을 달성하기 위해 달라질 수 있다.
필름은 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대 습도에서 높은 유전 상수, 특히 2.5 초과 내지 4.0, 예를 들어 2.8 초과, 2.9 초과, 3.0 초과, 3.1 초과 또는 3.2 초과 내지 7.0 이하를 가질 수 있다.
필름은 시차주사 열량측정법(differential scanning calorimetry)으로 측정했을 때, 150℃ 초과, 160℃ 초과, 170℃ 초과 또는 180℃ 초과 내지 250℃ 이하의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.
필름은 이를 제조하는 해당 폴리머의 Tg까지 안정한 유전 상수를 추가적으로 가질 수 있다. 일반적으로, 필름은 필름 폴리머의 각 Tg 보다 낮은 온도, 예를 들어, 약 20 낮은 온도의 환경에서 사용된다. 일 실시예에서, 필름은 140℃ 이하, 150℃ 이하, 160℃ 이하 또는 170℃ 이하에서 10% 미만의 변화를 겪는 유전 상수를 추가로 가질 수 있다. 일 실시예에서, 1 kHz에서 -40℃ 내지 150℃ 범위에서 필름의 유전 상수 편차는 상온(23℃) 유전 상수 값의 10% 미만이다.
1 kHz에서 0℃ 내지 100℃ 범위에서 필름의 정전용량 편차는 23℃에서의 값을 기준으로 +/- 5% 미만일 수 있다.
필름은 적어도 하나의 무주름(wrinkle-free) 영역, 즉 필름의 표면이 금속화될 때 금속화된 필름이 유리하게 일관된 표면 모폴로지(morphology)를 갖도록 충분히 평평하고 매끄러운 영역을 갖는다.
필름의 무주름 영역의 편평도(flatness)는 특정 면적에 걸쳐 필름의 두께 변화를 측정함으로써 결정될 수 있다. 이때, 평평한 필름은, 측정된 면적 전체에 걸친 필름의 평균 두께를 기준으로, 플러스 또는 마이너스(+/-) 10% 미만, 대안적으로 +/-9% 미만, +/-8% 미만, +/-6% 미만, 또는 +/-5%, +/-4%, +/-3%, +/-2%, +/-1% 미만의 필름 두께 편차를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 두께의 편차는 +/-1%만큼 낮을 수 있다.
필름 표면의 무주름 영역의 평활도(smoothness)는 광촉짐법에 의해 평균 표면 조도("Ra")를 측정함으로써 정량화될 수 있다. 이때, 필름의 무주름 영역은 광촉침법에 의해 측정될 때, 필름 평균 두께의 +/-3% 미만 또는 +/-2% 미만의 Ra, 혹은 +/-1% 만큼 낮은 Ra를 갖는 표면을 가진다.
특히 유리한 일 특징에 있어서, 무주름 영역은 필름의 넓은 면적에 걸쳐 생성될 수 있다. 예를 들어, 해당 필름 면적의 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 97% 이상이 무주름 영역일 수 있다. 이와 같이, 필름은 하한 및/또는 상한을 갖는 무주름 영역을 가질 수 있다. 해당 범위는 하한 및/또는 상한을 포함하거나 배제할 수 있다. 하한 및/또는 상한은 해당 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 실시예에 있어서, 무주름 면적은 1 제곱미터(m2) 이상, 2m2 이상, 3m2 이상, 5m2 이상, 10m2 이상, 20m2 이상, 50m2 이상, 또는 100m2 이상의 연속적인 면적을 가질 수 있다. 넓은 크기의 무주름 영역은 금속화된 필름이 롤 형태로 제조, 저장, 및 운송될 수 있다는 점에서 상당한 제조상의 이점을 제공한다. 그러므로 필름은 10 미터 이상의 길이 및 300 밀리미터 이상의 폭을 가질 수 있으며, 여기서 해당 필름 면적의 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 97% 이상이 무주름 영역이다. 다른 일 실시예에 있어서, 필름은 100 내지 10,000 미터의 길이 및 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 가지며, 여기서 해당 필름 면적의 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 97% 이상이 무주름 영역이다. 이와 같이, 필름이 100 내지 10,000 미터 범위의 길이를 가지는 경우, 필름은 하한 및/또는 상한을 갖는 무주름 영역을 가질 수 있다. 해당 범위는 하한 및/또는 상한을 포함하거나 또는 배제할 수 있다. 상기 하한 및/또는 상한은 해당 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.
필름 및 금속화된 필름은 본질적으로 무용매(solvent-free)일 수 있는데, 즉 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 화합물을 1,000 ppm 미만, 750 ppm 미만, 500 ppm 미만, 또는 250 ppm 미만으로 함유할 수 있다.
필름 및 금속화된 필름은 폴리카보네이트 층에 알루미늄, 칼슘, 크로뮴, 마그네슘, 철, 니켈, 포타슘, 망간, 몰리브덴, 소듐, 티타늄 및 아연을 각각 50 ppm 미만, 25 ppm 미만 또는 10 ppm 미만으로 가질 수 있다.
필름 및 금속화된 필름은 불소-함유 화합물 또는 실리콘-함유 화합물을 각각 1000 ppm 미만, 500 ppm 미만, 250 ppm 미만 또는 100 ppm 미만으로 가질 수 있다.
필름 및 금속화된 필름은 확대하지 않고 0.3 미터의 거리에서 관찰 시, 0.3 제곱미터 이상의 면적에서 혹은 0.9 제곱미터 이상의 면적에서 관찰 가능한 반점(specks) 또는 겔을 갖지 않을 수 있다. 필름 및 금속화된 필름은 50배의 배율로 관찰 시, 0.3 제곱미터 이상의 면적에서 혹은 0.9 제곱미터 이상의 면적에서 관찰 가능한 공극(void)을 갖지 않을 수 있다.
금속화된 필름은 유전 분광학(dielectric spectroscopy)으로 측정될 때, 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대 습도에서 0 초과 내지 5% 미만, 대안적으로는 0 초과 내지 4% 미만, 대안적으로는 0 초과 내지 3% 미만, 대안적으로는 0 초과 내지 2% 미만, 대안적으로는 0 초과 내지 1% 미만의 범위의 소산 계수를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 해당 필름은 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대 습도에서 낮은 소산 계수, 즉 0.1% 미만 또는 0.08% 미만의 소산 계수를 가진다. 일 실시예에 있어서, 1 kHz 내지 100kHz 범위에서 소산 계수는 23℃ 및 50% 상대 습도에서 1% 미만이다.
프탈이미딘 코폴리카보네이트 필름은 모든 비정질 필름 응용분야에서 사용될 수 있으나, 특히 금속화에 적절하다. 금속화된 필름은 모든 금속화 필름 응용분야에 사용될 수 있으나, 특히, 예를 들어 커패시터 또는 회로 재료와 같은 전기 응용분야에 적합하다. 높은 에너지 밀도, 고전압 비극성(non-polar) 커패시터는 원통 형상으로 권취되고 금속화된 폴리머 필름을 사용하여 제조될 수 있다. 구체적인 일 실시예에 있어서, 프탈이미딘 코폴리카보네이트가 압출된 다음, 진공 챔버 내에서 기상 증착을 통하여 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 금속을 해당 이동(moving) 폴리머 필름 상에 1 옹스트롬 내지 1000 나노미터, 1 내지 3000 옹스트롬 또는 1 내지1000 옹스트롬의 두께로 분무함으로써 금속화된다. 폴리머 필름 상의 금속의 비저항은 ASTMD257에 따라 측정할 때, 제곱미터당 약 0.1 Ohm 내지 제곱미터당 100 Ohm의 범위에 있을 수 있다. 금속화 공정이 수행되기 전에, 폴리머 필름이 적절하게 마스킹(maksed)되어 해당 필름 폭의 가장자리에서 비금속화 여백(unmetallized margins)을 제공함으로써, (커패시터가 조립되는 경우에) 금속화 필름의 교호층(alternate layer)은 대향하는 가장자리에서 비금속화된 영역들을 가지며, 이는 단부 금속화(end metallization)가 궁극적으로 적용되는 경우에 해당 커패시터 전극의 전기적 단락(electrical shorting)을 방지한다.
그 다음, 커패시터는 2개의 적층된 금속화된 폴리머 필름을 롤링함으로써 튜브 형상으로 제조될 수 있다. 전선들이 각 금속층에 연결된다. 구체적인 일 실시예에 있어서, 금속화된 필름의 2개의 개별 롤들이 커패시터 권취기(winder)에 놓이고 맨드렐(mandrel)(이후 제거될 수 있음) 상에서 함께 단단히 권취됨으로써, 프탈이미딘 코폴리카보네이트/금속화된 층/프탈이미딘 코폴리카보네이트/금속화된 층의 순서로 층이 배열되어, 커패시터의 전형적인 구조, 즉, 대향하는 면들 상에 2개의 금속층들을 갖는 유전체를 모사한다. 필름의 2개의 롤은 대향하는 면들 상에서 비금속화된 여백들로 권취된다.
커패시터의 권취 정도는 원하는 커패시터의 물리적 크기 또는 원하는 정전용량에 의존한다. 단단히 권취된 2개의 롤들은, 제거되지 않으면 조기 파괴(premature breakdown)를 일으킬 수 있는 포획된(entrapped) 모든 공기를 제거하는 데 도움을 준다. 각각의 커패시터는 HEPA 필터들을 포함하는 Class 100 이상의 청정실(clean room) 환경에서 처리될 수 있어, 이물질로 인한 유전체 필름 사이에서 접촉 지점의 오염 가능성을 감소시킬 뿐만 아니라, 유전체 내로의 수분 흡수를 감소시킬 수 있다. 각 커패시터에서 균일한 장력을 더 잘 유지하기 위해 전기적 권취가 사용될 수 있다. 커패시터는 이후에 그 가장자리가 테이핑(taped)되고, 양측이 개방된 트레이에 묶여질 수 있어, 필름층들의 풀림(unwinding)을 방지하고, 원통의 가장자리들 또는 단부들이 전도성 원소로 분무되는 것을 가능하게 하는데, 예를 들어 높은 아연 함량 땜납으로 분무된 다음 90% 주석, 10% 아연의 일반적이고 부드러운 단부 스프레이(end spray) 땜납으로 분무될 수 있다. 첫 번째 분무는 금속화된 표면에 스크래치를 내고 골(trough)을 형성하여, 유전체 필름 상의 금속화 부분과 보다 잘 접촉하게 한다. 단부 스프레이들의 조합은 최종 종단(final termination)과의 더 나은 접촉 접착력(contact adhesion)에 추가적으로 도움을 준다. 그 후에, 예를 들어 알루미늄 리드들(leads)와 같은 전도성 리드들이 각 단부에 땜납되어 최종 종단을 형성할 수 있다. 하나의 종단은 캔의 바닥에 점용접(spot welded)될 수 있고, 다른 종단은 뚜껑에 평행하게 용접될 수 있다. 커패시터는 진공 충전 장치에서, 액상 함침(liquid impregnate)(예를 들어, 이소프로필 페닐 술폰)으로 충전되고 폐쇄될 수 있다.
다른 커패시터 구조들(configurations)이 가능하다. 예를 들어, 커패시터는 적층된 구조로 배치된 제1 및 제2 전극; 및 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 전극 각각에 적어도 부분적으로 접촉된 프탈이미딘 코폴리카보네이트 필름을 적어도 포함하는 평평한 구조를 가질 수 있다. 추가적인 프탈이미딘 코폴리카보네이트 필름들 및 전극층들이 교호층들으로 존재할 수 있다. 따라서, 프탈이미딘 코폴리카보네이트 층/금속층/유전체 층을 포함하고 전자 장치 형성을 위한 다층 물품은 본 특허청구범위의 범위 내이며, 여기서 상기 유전체 층은 본 명세서에 개시된 바와 같은 프탈이미딘 코폴리카보네이트 필름이거나 또는 다른 유전체 재료일 수 있다. 추가적인 층들(예를 들어, 추가적으로 교호하는 유전체/금속층들)이 선택적으로 존재할 수 있다.
다음 제시된 것은 필름, 상기 필름을 포함하는 물품, 및 커패시터를 포함하는 전자 장치의 몇몇 실시예들이다.
일 실시예에 있어서, 필름은 다음을 포함한다: 제1 반복 단위, 및 상기 제1 반복 단위와 상이한 제2 반복 단위를 포함하는 프탈이미딘 코폴리카보네이트(phthalimidine copolycarbonate); 및 프탈이미딘 코폴리카보네이트가 아닌 제2 폴리카보네이트. 상기 제1 반복 단위는 하기 화학식의 프탈이미딘 카보네이트(phthalimidine carbonate) 단위이며,
Figure 112016028900291-pct00005
(여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C1-12 알케닐, C-3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이며, 각 R3는 독립적으로 C1-6 알킬이고, j는 0 내지 4이며, R4는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이다), 상기 제2 반복 단위는 제1 반복 프탈이미딘 카보네이트 단위와 동일하지 않은 비스페놀 카보네이트(bisphenol carbonate) 단위를 포함하고; 상기 필름은 다음을 포함한다: 170℃ 초과의 유리전이온도(glass transmission temperature); 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 3.0 이상의 유전 상수; 1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 1% 이하의 소산 계수; 및 800 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도.
상기한 필름의 특정 실시예들에 있어서, 하나 이상의 다음 조건들이 적용된다: 상기 필름은 0 초과 내지 10 마이크로미터 미만의 두께를 가진다; 상기 필름은 10 미터 이상의 길이 및 300 밀리미터 이상의 폭을 갖고, 상기 필름 영역의 80% 이상이 무주름 영역이다; 상기 필름은 100 내지 10,000 미터의 길이 및 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 갖는다; 상기 필름은 ASTMD257에 따라 측정할 때, 제곱미터당 약 0.1 Ohm 초과 내지 제곱미터당 100 Ohm의 표면 비저항을 갖는다; 1 kHz에서 -40℃ 내지 140℃ 범위에서 상기 필름의 유전 상수 변화는 23℃에서의 유전 상수 값의 10% 미만이다; 1 kHz에서 0℃ 내지 140℃ 범위에서 소산 계수의 변화는 1% 미만이다; 1 kHz 내지 100kHz 범위에서 소산 계수는 23℃ 및 50% 상대 습도에서 1% 미만이다; ASTMD149에 따라 측정될 때, 23℃ 내지 100℃에서 상기 필름의 파괴 강도 편차는 23℃에서 측정된 값의 10% 미만이다; 1 kHz에서 0℃ 내지 100℃ 범위에서 정전용량 편차는 23℃에서의 값을 기준으로 +/- 5% 미만일 수 있다; 상기 프탈이미딘 카보네이트는 다음 화학식의 단위이다.
Figure 112016028900291-pct00006
여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-3 알킬기이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수(integers)이며, 각 R3는 독립적으로 C1-6 알킬기이고, j는 0 내지 4이며, R4는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이다: 상기 프탈이미딘 카보네이트 단위는 다음 화학식의 카보네이트 단위이다.
Figure 112016028900291-pct00007
여기서 R5는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이고, 예를 들어 R5는 페닐 또는 메틸이다; 상기 제2 반복 단위는 다음 화학식의 카보네이트 단위이다.
Figure 112016028900291-pct00008
여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C1-12 알케닐, C-3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이며, Xa가 프탈이미딘기가 아닐 경우에 Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)- 또는 C1-32 가교 탄화수소기이다; 상기 프탈이미딘 코폴리카보네이트는 N-페닐페놀프탈레이닐비스페놀, 2,2-비스(4-하이드로)-비스페놀 A 코폴리카보네이트이다; 상기 필름은 가교결합형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하고, 이때 상기 필름은 비가교결합형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하는 필름보다 5 내지 50 % 초과로 더 큰 파괴 강도를 보인다; 상기 필름은 분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하고, 이때 상기 필름은 비분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하는 필름보다 5 내지 50% 초과로 더 큰 파괴 강도를 보인다; 상기 제2 폴리카보네이트는 BPA 호모폴리머이다; 상기 필름은 1,500 ppm 미만의 총 할로겐 함유 화합물을 포함하고 900 ppm 미만의 개별(any) 할로겐 함유 화합물을 포함한다; 상기 필름은 0.1 ppm 미만의 여과 가능한 저이온성 클로라이드 및 설페이트를 포함한다; 상기 필름은 Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Na, Ni, Mn, Mo, Zn 및 Ti을 각각 10 ppm 미만으로 포함하고, Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Na, Ni, Mn, Mo, Zn 및 Ti의 총 함량은 10 ppm 미만이다; 상기 필름은 이형제를 더 포함한다; 상기 필름은 실리콘 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 설폰, 폴리에스테르, 프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 상기 제2 폴리카보네이트 이외의 폴리카보네이트, 실리콘 폴리카보네이트-폴리에스테르 코폴리머 및 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합으로부터 선택된 폴리머를 상기 필름의 총 중량 기준으로 1 내지 50 중량% 더 포함한다; 상기 필름은 100 cm2의 면적에서 20 마이크로미터 초과의 직경을 갖는 2개 미만의 탄화된 봉입물을 포함한다; 상기 필름은 압출된다; 상기 필름은 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 조성물을 1,000 ppm 미만 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 물품은 상기 필름을 포함한다.
상기 물품의 구체적인 실시예들에 있어서, 적어도 하나의 다음 조건들이 적용된다: 상기 물품은 상기 필름의 적어도 일 부분 상에 증착된 전도성 금속층 또는 금속 합금층을 더 포함한다; 상기 전도성 금속 또는 금속 합금은 알루미늄, 아연, 구리, 은, 금, 니켈, 티타늄, 크로뮴, 바나듐, 백금, 탄탈륨, 니오븀, 황동 또는 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다; 상기 전도성 금속층은 1 내지 3,000 옹스크롬의 두께를 갖는다; 상기 전도성 금속층은 1 내지 2,000 옹스트롬의 두께를 갖는다; 상기 도전성 금속층은 0.1 내지 100 Ohm/sq의 비저항을 갖는다; 상기 도전성 금속층은 화학 기상 증착법, 고온 진공 운전 또는 이들의 조합을 통해 증착된다.
다른 일 실시예에 있어서, 커패시터는 권취 물품(wound article) 또는 권취 물품의 일 부분을 포함한다. 다른 일 실시예에 있어서, 전기 장치는 상기 커패시터를 포함한다. 전기 물품은 선택적으로 자동차 인버터이다. 다른 일 실시예에 있어서, 필름 제조 방법은 프탈이미딘 코폴리카보네이트 및 제2 폴리카보네이트를 포함하는 필름 형성 조성물을 압출하는 것을 포함한다. 상기 방법은 폴리카보네이트를 가교결합하는 데 효과적인 파장에서 폴리카보네이트를 가교결합하는 데 효과적인 시간 동안 압출된 필름을 조사하는 것을 선택적으로 더 포함하고, 이때 가교결합형 폴리카보네이트를 포함하는 필름은 비가교결합형 폴리카보네이트를 포함하는 동일 필름보다 파괴 강도가 5 내지 50% 이상 더 증가하는 것을 보인다.
다음의 실시예들은 예시적이고 비한정적이다.
실시예들
실시예들에 사용된 재료들은 표 1에 개시되어 있다.
성분 화학적 설명 공급처
PC1 계면 중합을 통해 제조된 PPPBP-BPA 코폴리카보네이트(N-페닐페놀프탈레이닐비스페놀, 2,2-비스(4-하이드로) - 비스페놀 A 코폴리카보네이트), 32 mol % PPPBP, 파라-쿠밀페놀 (PCP) 말단-캡핑 SABIC
PC2 계면 중합을 통해 제조된 비스페놀 A 폴리카보네이트 SABIC
PC-에스테르1 계면 중합을 통해 제조된 폴리(프탈레이트-카보네이트) 코폴리머, 약 81 몰% 에스테르 단위, 파라-쿠밀페놀(PCP) 말단-캡핑 SABIC
PC-에스테르2 계면 중합을 통해 제조된 폴리(프탈레이트-카보네이트) 코폴리머, 약 60 몰% 에스테르 단위, 파라-쿠밀페놀(PCP) 말단-캡핑 SABIC
PEI m-페닐렌 디아민과 비스페놀 A 이무수물(dianhydride)의 반응을 통해 제조된 폴리에테르이미드 SABIC
IRGAPHO
S 168		 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 CIBA
테스트 절차들
필름 두께는 기계적 두께 측정기을 사용하여 0.2μm 해상도로 측정되었다.
[0077] 소산 계수(DF)는 LCR 미터를 사용하여 측정되었다. 매우 균일한 두께의 폴리머 필름은 테스트 샘플로서 사용된다. 필름 두께 d는 마이크로미터기 또는 (해당 필름이 투명할 경우에)광학 두께 측정기로 정밀하게 측정된다. 기지 면적(known area) A를 갖는 100-200 nm 두께 d의 금 또는 알루미늄 전극은 스퍼터링 또는 열 증착을 사용하여 필름 샘플의 양면 상에 증착된다. 금속화된 샘플은 후에 온도 제어 챔버(temperature-controlled chamber)로 적재(loaded)되고, Wayne Kerr 6004 cap option과 같은 LCR 미터에 전기적으로 연결된다. 해당 LCR 미터는 정전용량 C, 유전 상수(DK) 및 소산 계수 DF를 측정한다.
유전 상수(DK)는 LCR 미터를 사용하여 측정되었다. 매우 균일한 두께의 폴리머 필름이 테스트 샘플로서 사용된다. 필름 두께 d는 마이크로미터기 또는 (해당 필름이 투명할 경우에)광학 두께 측정기로 정밀하게 측정된다. 기지 A를 갖는 100-200 nm 두께 d의 금 또는 알루미늄 전극들은 스퍼터링 또는 열 증착을 사용하여 필름 샘플의 양면 상에 증착된다. 금속화된 샘플은 후에 온도-제어 챔버로 적재되고, QuadTech 7600 Plus Precision LCR 미터와 같은 LCR 미터에 전기적으로 연결된다. 상기 샘플의 DK는 측정된 정전용량 및 상기 샘플의 면적 및 두께를 기준으로 계산되었다:
Figure 112016028900291-pct00009
, 여기서 진공 유전율 상수(vacuum permittivity constant) e 0 = 8.85 x 10-12 F/m.
유전 파괴(dielectric breakdown)는 ASTM D-149에 따라 측정되었다. 균일한 두께를 갖는 폴리머 필름의 조각을 테스트 샘플로서 사용하고, 그 두께를 Heidenhain Certo CT2501 측정기를 사용하여 디지털 판독으로 측정한다. 60mm의 전체 측정 범위에 대한 CT 6001의 총 오차는 19 내지 21℃ 사이의 주위 온도에서 ±0.05 μm 이내이다. 필름 샘플은 이의 표면 상에 전극이 증착되지 않은 그대로의(bare) 필름으로서 테스트된다. 하부 전극이 평평한 구리 플레이트이며, 상부 전극이 1/4 인치 직경을 갖는 스테인리스 강 볼인 2개의 금속 전극들 사이에 상기 필름 샘플을 놓는다. 파괴 측정 동안에, 0V 시작해서 500 V/초의 고정된 속도로 지속적으로 증가하는 DC 전압을 상기 2개의 전극들 사이의 샘플에 인가한다. DC 전압은 Labview에 의해 제어되는 Treck 30/20A-L과 같은 고전압 전력공급기를 사용하여 인가된다. 전압은 유전 파괴가 발생할 때까지 증가하며, 이는 큰 전류를 발생시키고 전력공급기가 자동적으로 이의 보호 회로를 통해 초기화되도록 한다. 최고점에 도달한 전압은 파괴 전압 VBD로 기록되며, 파괴 전기장 EBD는 필름 두께 d로 나눈 VBD로 측정된다. 다른 방법이 확인되지(identified) 않는 한, 이러한 방법이 적용되었다.
유리전이온도는 시차주사 열량측정법(DSC)을 사용하여 측정되었다.
애벌런치(avalanches)는 필름 포일 샘플에 의해 Glassman 10 mA 전원 공급기로 측정되었다. 테스트는 0 볼트에서 시작되고 파괴가 발생할 때까지 램프(ramped) 되었다. 후에, 전압은 파괴가 멈출 때까지 안정상태를 유지하였다. 파괴가 5초 이내에 멈추지 않으며, 전압은 애벌런치 전압(avalanche voltage)으로 측정된다. 파괴가 5초 이내에 멈추면, 전압은 다음 파괴가 발생할 때까지 증가된다. 공정은 파괴가 "폭주(run-away)"하고 애벌런치 전압이 기록되는 5초 안정기 이내에 파괴가 멈추지 않을 때까지 반복된다.
정전용량(CAP)은 LCR 미터를 사용하여 측정되었다. 매우 균일한 두께를 갖는 폴리머 필름은 테스트 샘플로서 사용된다. 필름 두께 d는 마이크로미터기 또는 (해당 필름이 투명할 경우에)광학 두께 측정기로 정밀하게 측정된다. 기지 면적 A를 갖는 100-200 nm 두께 d의 금 또는 알루미늄 전극은 스퍼터링 또는 열 증착을 사용하여 필름 샘플의 양면 상에 증착된다. 금속화된 샘플은 후에 온도 제어 챔버로 적재되고, QuadTech 7600 Plus Precision LCR와 같은 LCR 미터에 전기적으로 연결된다.
등가직렬저항(ESR)은 LCR 미터를 사용하여 측정되었다. 매우 균일한 두께를 갖는 폴리머 필름은 테스트 샘플로서 사용된다. 필름 두께 d는 마이크로미터기 또는 (해당 필름이 투명할 경우에)광학 두께 측정기로 정밀하게 측정된다. 기지 면적 A를 갖는 100-200 nm 두께 d의 금 또는 알루미늄 전극은 스퍼터링 또는 열 증착을 사용하여 필름 샘플의 양면 상에 증착된다. 금속화된 샘플은 후에 온도 제어 챔버로 적재되고, QuadTech 7600 Plus Precision LCR와 같은 LCR 미터에 전기적으로 연결된다.
고전위(High potential, Hipot)는 Glassman 10 mA 전력공급기를 사용하여 샘플을 400V 과전압에 놓아둠으로써 측정되었다. 상기 테스트는 400 V에 도달한 후에 400 V에서 5초 동안 시행되었고, 파괴가 발생하지 않을 경우, 샘플은 통과(P)된다고 한다.
폴리머 블렌드는 다음의 배합(formulation)으로 일축 압출기 상에서 압출되었다.
Figure 112016028900291-pct00010
* 조성물 내 폴리머 100 중량부 당 중량부
실시예 1
배합 1은 압출되어 6 마이크로미터의 두께를 갖는 필름을 형성하였다. DSC는 필름 1-3 상에서 운전되었고, 그 결과는 표 2에 도시된다.
샘플 1 2 3
Tg(oC) 190.2 180.8 183.2
필름 4 및 5는 표 3에 도시된 온도에 1시간 동안 노출되었고, 수축에 관해 검사되었다. 길이 방향(machine direction)("MD") 및 폭 방향(transverse direction)("TD")에서 수축 결과는 표 3에 도시된다.
수축
샘플		 MD
(150oC)		 TD
(150oC)		 MD
(160oC)		 TD
(160oC)		 MD
(175oC)		 TD
(175oC)
4 0% 0% 0% 0% 1% 0%
5 0% 0% 0% 0% % 0%
160℃ 이하에서 수축은 관찰되지 않았고, 이는 필름의 고온 열 저항성을 보여준다.
애벌런치 테스트 결과는 표 4에 요약되어 있다. 그 결과는 150℃까지도 양호한 전기적 강도 및 성능(값에서 25% 미만의 변화)을 도시한다. 고온에서, 애벌런치 값은 더 크게 감소한다.
샘플 25℃에서 애벌런치 (VDC) 85℃에서 애벌런치 (VDC) 105℃에서 애벌런치 (VDC) 125℃에서 애벌런치 (VDC) 150℃에서 애벌런치 (VDC) 175℃에서 애벌런치 (VDC)
6 698 688 689 645 670 372
7 688 684 589 672 608 367
8 710 665 597 570 427 391
9 767 674 584 562 654 360
10 693 713 688 622 464 596
11 691 673 582 663 398 396
12 762 653 627 682 639 553
13 699 632 672 654 663 450
14 682 704 691 583 438 650
15 753 650 628 643 458 523
AVG 714 672 635 630 542 466
STDEV 73 24 46 43 113 107
V/ μm 60 56 53 52 45 39
Avg: 평균;
Stdev: 표준 편차
실시예 2
이 실시예는 배합 1로부터 압축된 필름의 파괴 강도 및 폴리(에스테르-카보네이트)들 및 PEI로부터 압출된 필름의 파괴 강도를 비교한다. 결과는 표 6에 도시된다.
필름 물질 필름 두께
(μm)		 특성 파괴 영역
(V/μm)		 베타(Beta)
배합 1 10 949 11.6
배합 1 6 906 8.2
배합 1 10 920 10.6
배합 1 16 891 15.9
배합 1 20 864 9.7
배합 1 10 923 6
배합 2 10 852 17
배합 3 10 790 4
배합 3 20 759 5.5
배합 4 16 733 8.7
배합 4 10 752 9.4
배합 5 5 551 13.2
배합 5 13 580 21.2
표 6의 데이터는, PPPBP-BPA 코폴리머의 블렌드로 제조된 필름이 폴리(에스테르-카보네이트)들 및 PEI로부터 제조된 필름보다 더 높은 파괴 강도를 가지며, 예를 들어 125℃ 이하의 사용 온도를 갖는 고열 커패시터 재료로서 널리 사용되어 온 BPA 호모폴리머로 제조된 필름에 필적하거나 이보다 더 뛰어나다는 결과를 제공하는 것을 나타낸다.
실시예 3
실시예 1의 필름은 도 1에 도시된 것과 같은 패턴을 사용하여 테스트 포일 커패시터로 권취되었다. 66개 커패시터 상의 테스트 결과가 표 7에 주어졌다. 모든 테스트 커패시터가 상기 테스트를 통과했다. DF는 1kHz에서 1% 미만이었다.
No. 1 kHz에서 CAP 1 kHz에서 DF 10kHz에서 DF 50Hz에서 ESR 400 Vdc 에서 Hipot
1 0.020 0.095 0.204 588.23 P
2 0.020 0.094 0.201 576.60 P
3 0.020 0.092 0.195 551.65 P
4 0.020 0.096 0.202 585.47 P
5 0.020 0.092 0.194 571.22 P
6 0.020 0.093 0.198 562.96 P
7 0.020 0.094 0.195 566.98 P
8 0.020 0.092 0.195 561.15 P
9 0.019 0.088 0.187 568.91 P
10 0.019 0.089 0.189 576.70 P
11 0.021 0.096 0.201 554.78 P
12 0.021 0.091 0.194 558.02 P
13 0.019 0.091 0.190 572.24 P
14 0.020 0.090 0.188 550.95 P
15 0.019 0.091 0.192 582.77 P
16 0.020 0.089 0.185 545.38 P
17 0.019 0.090 0.187 585.49 P
18 0.019 0.088 0.183 558.21 P
19 0.020 0.090 0.188 549.85 P
20 0.020 0.091 0.193 555.68 P
21 0.020 0.092 0.195 562.89 P
22 0.019 0.087 0.186 572.25 P
23 0.020 0.088 0.188 547.83 P
24 0.020 0.088 0.189 540.15 P
25 0.019 0.087 0.185 566.68 P
26 0.020 0.090 0.189 552.64 P
27 0.019 0.090 0.191 579.11 P
28 0.020 0.093 0.198 567.98 P
29 0.021 0.090 0.191 542.60 P
30 0.020 0.091 0.194 563.73 P
31 0.020 0.089 0.187 557.74 P
32 0.020 0.090 0.193 567.53 P
33 0.020 0.089 0.188 546.33 P
34 0.020 0.091 0.188 556.30 P
35 0.021 0.094 0.197 548.71 P
36 0.021 0.093 0.195 554.75 P
37 0.021 0.094 0.195 550.77 P
38 0.019 0.089 0.189 572.70 P
39 0.021 0.093 0.195 547.19 P
40 0.019 0.089 0.189 565.92 P
41 0.019 0.089 0.187 566.57 P
42 0.019 0.087 0.183 565.01 P
43 0.019 0.092 0.195 579.80 P
44 0.019 0.089 0.189 565.39 P
45 0.020 0.093 0.194 565.19 P
46 0.020 0.092 0.192 546.91 P
47 0.021 0.089 0.187 534.25 P
48 0.020 0.092 0.195 567.32 P
49 0.020 0.091 0.191 552.20 P
50 0.020 0.090 0.189 539.67 P
51 0.019 0.087 0.185 558.13 P
52 0.020 0.090 0.192 553.85 P
53 0.019 0.088 0.188 566.38 P
54 0.020 0.093 0.193 572.48 P
55 0.020 0.091 0.192 567.59 P
56 0.019 0.096 0.188 573.40 P
57 0.019 0.090 0.193 572.78 P
58 0.020 0.088 0.189 566.48 P
59 0.020 0.093 0.196 578.86 P
60 0.019 0.091 0.196 586.33 P
61 0.019 0.091 0.200 591.32 P
62 0.020 0.093 0.196 571.89 P
63 0.021 0.095 0.202 574.77 P
64 0.020 0.095 0.200 594.12 P
65 0.019 0.093 0.196 596.13 P
66 0.019 0.089 0.187 562.22 P
AVG: 0.020 0.091 0.192 564.49
STDEV: 0.001 0.002 0.005 13.93
Avg: 평균;
Stdev: 표준 편차
문맥이 명확히 다른 것을 지시하지 않는 이상, 단수 형태"a", "an" 및 "the"는 복수의 대상들을 포함한다. "또는(or)"은 "및/또는(and/or)"을 의미한다. 동일 성분 또는 특성에 관한 모든 범위의 종점(endpoints)은 포괄적이고 독립적으로 조합이 가능하다. 본 명세서에 사용된 것과 같은 접미사 "들(s)"은 그것이 의미하는 용어의 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 의도되어, (예를 들어, "착색제(들)"이 적어도 하나의 착제를 포함하는 것과 같이) 해당 용어의 적어도 하나를 포함한다. 본 명세서에 개시되는 용어 "선택적(optional)" 또는 "선택적으로(optionally)"는 이후에 개시되는 사건 또는 환경들이 발생할 수 있거나 발생할 수 없는 것을 의미하며, 상기 용어는 상기 사건 또는 환경이 발생하는 실시예의 경우 및 발생되지 않는 실시예의 경우를 모두 포함한다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 당해 분야의 기술자에게 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
본 명세서에서 사용된 것으로서, "조합(combination)"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응물 등을 포함한다. 화합물은 표준 명명법을 사용하여 개시된다. 예를 들어, 임의의 표시된 작용기로 치환되지 않은 모든 자리는 표시된 것과 같은 결합 또는 수소 원자에 의해 채워진 가전자(valency)를 갖는 것으로 이해된다. 두 글자 사이 또는 두 기호 사이에 있지 않은 대쉬("-")는 치환기의 부착점을 지칭하는 데 사용된다. 예를 들면, -CHO는 카보닐기의 탄소를 통해 결합된다.
본 명세서에서 사용된 것으로서, 용어 "하이드로카빌"및 "하이드로카본"은 탄소 및 산소, 선택적으로는, 예를 들어 산소, 질소, 할로겐, 실리콘, 황 또는 이들의 조합과 같은 1 내지 3개의 헤테로원자들을 포함하는 치환기를 광범위하게 의미한다; "알킬"은 직쇄 또는 분지 사슬형의 1가 탄화수소기를 의미한다; "알킬렌"은 직쇄 또는 분지 사슬형의 2가 포화 탄화수소기를 의미한다; "알킬리덴"은 직쇄 또는 분지 사슬형의 2가 포화 탄화수소기로, 원자가들(valences) 모두가 하나의 공통 탄소 원자 상에 존재하는 것을 의미한다; "알케닐"은 탄소-탄소 이중 결합에 의해 결합된 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지 사슬형의 1가 탄화수소 작용기를 의미한다; "사이클로알킬"은 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 비방향족 1가 모노사이클릭 또는 멀티사이클릭 탄화수소기를 의미한다, "사이클로알케닐"은 1 이상의 불포화도를 갖고, 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 비방향족 사이클릭 2가 탄화수소기를 의미한다; "아릴"은 방향족 고리 또는 고리들에 탄소만을 함유하는 1가의 방향족기를 의미한다; "아릴렌"은 방향족 고리 또는 고리들에 탄소만을 함유하는 2가 방향족기를 의미한다; "알킬아릴"은 앞서 정의된 알킬기로 치환된 아릴기를 의미하고, 예시적인 알킬아릴기는 4-메틸페닐이다; "아릴알킬"은 앞서 정의된 아릴기로 치환된 알킬기를 의미하고, 예시적인 아릴알킬기는 벤질이다; "아실"은 카보닐 탄소 가교(-C(=O)-)를 통해 결합된 탄소 원자의 지정된 수를 포함하는, 앞서 정의된 바와 같은 알킬기를 의미한다; "알콕시"는 산소 가교(-O-)를 통해 결합된 탄소 원자의 지정된 수를 포함하는, 앞서 정의된 바와 같은 알킬기를 의미한다; "아릴록시"는 산소 가교(-O-)를 통해 결합된 탄소 원자의 지정된 수를 포함하는, 앞서 정의된 바와 같은 아릴기를 의미한다;
달리 표시되지 않는 한, 치환이 합성, 안정성 또는 화합물의 사용에 상당한 악영향을 주지 않는다면, 상기한 각 작용기들은 치환되지 않거나 치환될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "치환된"은 지정된 원자의 일반적인 원자가를 초과하지 않는다면, 지정된 원자 또는 작용기 상의 하나 이상의 수소 원자가 다른 작용기로 치환됨을 의미한다. 치환기가 옥소(즉, =O)일 때, 후에 원자 상의 수소 두 개가 치환된다. 치환이 합성 또는 화합물의 사용에 상당한 악영향을 주지 않는다면, 치환기들 또는 변수들의 조합은 허용된다. "치환된" 자리에 나타날 수 있는 예시적인 작용기들은 시아노; 하이드록실; 니트로; 아지도; (예를 들어, 아실과 같은 C2-6 아카노일기와 같은)아카노일; 카복시아미도; C1-6 또는 C1-3 알킬, 사이클로알킬, 알케닐 및 알키닐(하나 이상의 불포화 결합을 갖고 2 내지 8개 또는 2 내지 6개 탄소 원자를 갖는 작용기를 포함한다); C1-6 또는 C1-3 알콕시기; 페녹시와 같은 C6-10 아릴록시; C1-6 알킬티오; C1-6 또는 C1-3 알킬설파이닐; C1-6 또는 C1-3 알킬설포닐; 아미노디(C1-6 또는 C1-3)알킬; (예를 들어, 각 고리가 치환된 또는 비치환된 방향족인, 페닐, 바이페닐, 나프틸 등과 같이)하나 이상의 방향족 고리를 갖는 C6-12 아릴; 1 내지 3개의 분리 또는 융합된 고리 및 6 내지 18개 고리 탄소 원자를 갖는 C7-19 알킬렌아릴, 예시적인 알킬아릴기는 벤질이다; 또는 1 내지 3개의 분리 또는 융합된 고리들 및 6 내지 18개 고리 탄소 원자를 갖는 아릴알콕시, 예시적인 아릴알콕시기는 벤질록시이다; 를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에 인용된 모든 참조문헌들은 그 전체가 참조로서 포함된다. 전형적인 실시예들은 도시의 목적으로 기재되었지만, 전술한 설명은 본 명세서의 범위에 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다. 따라서, 다양한 변형, 개조 및 대안은 본 명세서의 목적 및 범위를 벗어나지 않고 당해 분야의 기술자에게 발생할 수 있다.
청구항은 다음과 같다:

Claims (20)

  1. 필름으로서, 상기 필름은, 제1 반복 단위, 및 상기 제1 반복 단위와 상이한 제2 반복 단위를 포함하는 프탈이미딘 코폴리카보네이트; 및 프탈이미딘 코폴리카보네이트가 아닌 제2 폴리카보네이트를 포함하고, 상기 제1 반복 단위는 하기 화학식의 프탈이미딘 카보네이트 단위이며,
    Figure 112019112763026-pct00018

    여기서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C2-12 알케닐, C3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고,
    p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이며,
    각 R3는 독립적으로 C1-6 알킬이고,
    j는 0 내지 4이며,
    R4는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이고,
    상기 제2 반복 단위는 제1 반복 프탈이미딘 카보네이트 단위와 동일하지 않은 비스페놀 카보네이트(bisphenol carbonate) 단위를 포함하고,
    상기 제2 반복 단위는 다음 화학식을 가지며,
    Figure 112019112763026-pct00019

    여기서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-12 알킬, C2-12 알케닐, C3-8 사이클로알킬 또는 C1-12 알콕시이고,
    p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
    Xa가 프탈이미딘기가 아닐 경우, Xa는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -C(O)- 또는 C1-32 가교 탄화수소기이고,
    상기 제2 폴리카보네이트는 폴리카보네이트 호모폴리머(homopolymer), 코폴리카보네이트, 또는 카보네이트 단위 및 에스테르 단위를 포함하는 코폴리머를 포함하고,
    상기 필름은,
    170℃ 초과의 유리전이온도;
    1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 3.0 이상의 유전 상수;
    1 kHz, 23℃ 및 50% 상대습도에서 1% 이하의 소산 계수; 및
    800 볼트/마이크로미터 이상의 파괴 강도를 갖는 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름은 1개 이상의 다음 특성들을 갖는 필름:
    0 초과 내지 10 마이크로미터 미만의 두께;
    10 미터 이상의 길이 및 300 밀리미터 이상의 폭 및 필름 영역의 80% 이상은 무주름 영역인 것;
    상기 필름은 ASTMD257에 따라 측정될 때, 제곱미터당 0.1 Ohm 초과 내지 제곱미터당 100 Ohm의 표면 비저항을 갖는 것;
    1 kHz에서 -40℃ 내지 140℃ 범위에서의 필름의 유전 상수 변화는 23℃에서의 유전 상수 값의 10% 미만인 것;
    1 kHz에서 0℃ 내지 140℃ 범위에서의 소산 계수 변화는 1% 미만인 것; 1 kHz 내지 100 kHz 범위에서의 소산 계수는 23℃ 및 50% 상대 습도에서 1% 미만인 것;
    ASTMD149에 따라 측정될 때, 23℃ 내지 100℃ 범위에서의 필름의 파괴 강도 편차(difference)는 23℃에서 측정된 값의 10% 미만인 것; 및
    0℃ 내지 100℃ 범위에서의 정전용량 편차는 1 kHz에서 23℃에서의 값을 기준으로 +/- 5% 미만인 것.
  3. 제2항에 있어서, 상기 필름은 100 내지 10,000 미터의 길이 및 300 내지 3,000 밀리미터의 폭을 갖는 필름.
  4. 제1항에 있어서, 프탈이미딘 카보네이트 단위는 다음 화학식의 단위인 필름:
    Figure 112019112763026-pct00020

    여기서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-3 알킬기이고,
    p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수(integers)이며,
    각 R3는 독립적으로 C1-6 알킬기이고,
    j는 0 내지 4이며,
    R4는 수소, C1-6 알킬 또는 1 내지 5개의 C1-6 알킬기들로 선택적으로 치환된 페닐이다.
  5. 제4항에 있어서, 프탈이미딘 카보네이트 반복 단위는 다음 화학식의 단위인 필름:
    Figure 112019112763026-pct00021

    여기서, R5는 수소, 페닐 또는 메틸이다.
  6. 제1항에 있어서, 프탈이미딘 코폴리카보네이트는 N-페닐페놀프탈레이닐비스페놀, 2,2-비스(4-하이드로)-비스페놀 A 코폴리카보네이트인 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필름은 가교결합형(crosslinked) 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하고, 상기 필름은 비가교결합형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하는 필름보다 5 내지 50%의 더 큰 파괴 강도를 보이는 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필름은 분지형(branched) 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하고, 상기 필름은 비분지형 프탈이미딘 코폴리카보네이트를 포함하는 필름보다 5 내지 50%의 더 높은 파괴 강도를 보이는 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트는 BPA 호모폴리머(homopolymer)인 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 필름은 1개 이상의 다음의 조건들을 만족하는 필름:
    상기 필름은 1,500 ppm 미만의 총 할로겐 함유 화합물 및 900 ppm 미만의 개별(any) 할로겐 함유 화합물을 포함함;
    상기 필름은 0.1 ppm 미만의 여과 가능한 낮은 이온성 클로라이드 및 설페이트를 포함함;
    상기 필름은 Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Na, Ni, Mn, Mo, Zn 및 Ti을 각각 10 ppm 미만으로 포함함;
    상기 필름의 Al, Ca, Cr, Fe, K, Mg, Na, Ni, Mn, Mo, Zn 및 Ti의 총 함량은 10 ppm 미만임;
    상기 필름은 100 cm2의 면적에서 20 마이크로미터 초과의 직경을 갖는 2개 미만의 탄화된 봉입물(carbonized inclusions)을 포함함; 및
    상기 필름은 250 달톤 미만의 분자량을 갖는 화합물을 1,000 ppm 미만으로 포함함.
  11. 제1항에 있어서, 상기 필름은 실리콘 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 설폰, 폴리에스테르, 상기 프탈이미딘 코폴리카보네이트 이외의 폴리카보네이트, 실리콘 폴리카보네이트-폴리에스테르 코폴리머 및 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합으로부터 선택된 폴리머를 상기 필름의 총 중량 기준으로 1 내지 50 중량% 더 포함하는 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 필름을 포함하는 물품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 필름의 적어도 일 부분 상에 증착된 전도성 금속층 또는 금속 합금층을 더 포함하고, 전도성 금속 또는 금속 합금은 알루미늄, 아연, 구리, 은, 금, 니켈, 티타늄, 크로뮴, 바나듐, 백금, 탄탈륨, 니오븀, 황동(brass) 또는 상기한 것들 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함하는 물품.
  14. 제12항에 따른 권취 물품 또는 제12항에 따른 권취 물품의 일 부분을 포함하는 커패시터.
  15. 제14항에 따른 커패시터를 포함하는 전자 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020167008012A 2013-08-28 2014-08-28 커패시터용 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품 KR102082876B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361871031P 2013-08-28 2013-08-28
US61/871,031 2013-08-28
PCT/US2014/053182 WO2015031627A1 (en) 2013-08-28 2014-08-28 Polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160048895A KR20160048895A (ko) 2016-05-04
KR102082876B1 true KR102082876B1 (ko) 2020-02-28

Family

ID=51539367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167008012A KR102082876B1 (ko) 2013-08-28 2014-08-28 커패시터용 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9567445B2 (ko)
EP (1) EP3039061B1 (ko)
JP (1) JP6257774B2 (ko)
KR (1) KR102082876B1 (ko)
CN (1) CN105518063B (ko)
WO (1) WO2015031627A1 (ko)

Families Citing this family (18)

* 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
JP6787879B2 (ja) * 2014-07-22 2020-11-18 サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ 高熱モノマおよびその使用法
US10239865B2 (en) * 2015-01-15 2019-03-26 Council Of Scientific & Industrial Research Bisphenols containing pendant clickable maleimide group and polymers therefrom
KR20170104161A (ko) 2015-02-03 2017-09-14 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 커패시터 필름용 폴리에터이미드 혼화성 중합체 블렌드
KR102325932B1 (ko) * 2016-05-12 2021-11-17 에스에이치피피 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 고온 성능을 갖는 커패시터 필름, 이의 제조 방법 및 물품
WO2018172975A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Sabic Global Technologies B.V. High heat polycarbonate and polyetherimide-siloxane compositions, methods of manufacture, and articles thereof
DE102017004111A1 (de) * 2017-04-27 2018-10-31 Topas Advanced Polymers Gmbh Polyolefinfolie und deren Verwendung
EP3530700B1 (en) * 2018-02-21 2022-05-11 SHPP Global Technologies B.V. Polycarbonate copolymer blends, articles formed therefrom, and methods of manufacture
EP3587424A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-01 SABIC Global Technologies B.V. 2-hydrocarbyl-3-(dihydroxyfluoresceinyl)phthalimidine monomers, methods of manufacture, and copolymers derived therefrom
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
KR102423311B1 (ko) * 2020-02-18 2022-07-22 (주)진양이피에스 혼합 수지 필름 및 이의 제조방법
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
CN114316237B (zh) * 2021-07-14 2023-04-21 广州市德力塑化工科技有限公司 一种电容器膜用的三元聚碳酸酯及其制备方法和应用
WO2023047198A1 (en) 2021-09-27 2023-03-30 Shpp Global Technologies B.V. Film extrusion composition and associated extruded film, metallized film, and capacitor
KR102666809B1 (ko) * 2021-11-15 2024-05-17 주식회사 삼양사 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 공중합체 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012155116A1 (en) 2011-05-12 2012-11-15 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Amorphous polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom

Family Cites Families (58)

* 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
JPS5222380B2 (ko) 1973-05-30 1977-06-17
DE3615764A1 (de) 1986-05-10 1987-11-12 Bayer Ag Folien aus polykondensaten
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
JPH05169526A (ja) 1991-12-19 1993-07-09 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱可塑性ポリイミド延伸フィルムの熱処理方法
US5344910A (en) * 1993-03-23 1994-09-06 General Electric Company Heat-resistant polycarbonate resins containing 2-alkyl-3,3-bis(p-hydroxyphenyl)phthalimide
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
JPH0820060A (ja) 1994-07-08 1996-01-23 Mitsubishi Plastics Ind Ltd ポリエーテルイミドフイルムの製造方法
JP2000071268A (ja) 1998-08-31 2000-03-07 Du Pont Toray Co Ltd ポリイミドフィルムおよびその製造方法
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
US6426861B1 (en) 1999-06-22 2002-07-30 Lithium Power Technologies, Inc. High energy density metallized film capacitors and methods of manufacture thereof
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
US6586791B1 (en) 2000-07-19 2003-07-01 3M Innovative Properties Company Transistor insulator layer incorporating superfine ceramic particles
JP2002124148A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Hien Electric Industries Ltd 電気絶縁積層テープ
DE10201761A1 (de) * 2002-01-18 2003-07-31 Bayer Ag Folie als Dielektrikum in Kondensatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung
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
US20060194070A1 (en) 2005-02-25 2006-08-31 Joshua Croll Polyetherimide film and multilayer structure
US20070108490A1 (en) 2005-11-14 2007-05-17 General Electric Company Film capacitors with improved dielectric properties
US7465497B2 (en) 2005-11-23 2008-12-16 General Electric Company High dielectric constant nanocomposites, methods of manufacture thereof, and articles comprising the same
US20070116976A1 (en) 2005-11-23 2007-05-24 Qi Tan Nanoparticle enhanced thermoplastic dielectrics, 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
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
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
JP5283350B2 (ja) 2007-04-25 2013-09-04 Ｓａｂｉｃイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社 コンデンサー用ポリエーテルイミドフィルム
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
EP2108673A1 (en) 2008-04-11 2009-10-14 DuPont Teijin Films U.S. Limited Partnership Plastic film having a high breakdown voltage
US7935777B2 (en) * 2008-06-23 2011-05-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate compositions
US8623948B2 (en) * 2008-06-26 2014-01-07 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate compositions having antistatic enhancers, method of preparing, and articles comprising the same
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
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
DE102009059771A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 Bayer MaterialScience AG, 51373 Polycarbonat mit verbesserten thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie reduziertem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
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
BR112013029137A2 (pt) 2011-05-12 2017-02-07 Sabic Innovative Plastics Ip Bv filme extrudado alongado uniaxialmente, artigo, capacitor, e artigo eletrônico
US20130143018A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Coated Polymer Films
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012155116A1 (en) 2011-05-12 2012-11-15 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Amorphous polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160048895A (ko) 2016-05-04
JP6257774B2 (ja) 2018-01-10
EP3039061B1 (en) 2018-07-25
WO2015031627A1 (en) 2015-03-05
CN105518063A (zh) 2016-04-20
EP3039061A1 (en) 2016-07-06
JP2016536418A (ja) 2016-11-24
US20160060403A1 (en) 2016-03-03
US9567445B2 (en) 2017-02-14
CN105518063B (zh) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102082876B1 (ko) 커패시터용 폴리카보네이트 필름, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품
EP2707414B1 (en) Amorphous polycarbonate films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
US9659711B2 (en) Capacitor films, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
EP2707423B1 (en) Amorphous polyetherimide films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
CN109071850B (zh) 具有耐高温性能的电容器膜、其制造方法及其制品
EP3003686B1 (en) Capacitor films, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
KR20170110137A (ko) 커패시터 필름용 폴리에터이미드 혼화성 중합체 블렌드
CN113272367B (zh) 具有高温性能的挤出电容器膜、制造方法及包含其的制品
KR20170104162A (ko) 커패시터 필름용 폴리에터이미드 상용성 중합체 블렌드
EP3245243B1 (en) Polyetherimide miscible polymer blends for capacitor films

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant