KR102166306B1

KR102166306B1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 광학 성형품

Info

Publication number: KR102166306B1
Application number: KR1020180096966A
Authority: KR
Inventors: 전병규; 양영인; 황대현; 홍무호; 이기재; 손영욱
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2038-08-20
Also published as: EP3808807A4; TWI800676B; US20210292550A1; CN112654670A; EP3808807B1; JP7104848B2; CN112654670B; KR20200021337A; WO2020040504A1; JP2021530589A; TW202024231A; EP3808807A1

Abstract

본 발명은 우수한 열안정성 및 광학 특성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 광학 성형품에 관한 것이다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 및 420nm 이하의 파장을 갖는 자외선 A(UVA)를 선택적으로 흡수하는 힌더드 아민계 자외선 흡수제로서, [[4-(디메틸아미노)페닐]메틸렌] 프로판디온산의 디메틸에스테르를 포함하는 것이다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 광학 성형품{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION AND OPTICAL PRODUCT INCLUDING THEREOF}

본 발명은 우수한 열안정성 및 광학 특성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 광학 성형품에 관한 것이다.

폴리카보네이트는 우수한 충격강도, 수치안정성, 내열성 및 투명성 등의 물성으로 인하여 전기전자 제품의 외장재, 자동차 부품, 건축 소재, 광학 부품 등의 다양한 분야에 적용되고 있다.

이러한 폴리카보네이트는 최근 응용 분야가 확대됨에 따라, 폴리카보네이트 고유의 물성은 유지하면서도 열안정성 및 광학 특성이 향상된 신규한 폴리카보네이트의 개발이 요구되고 있다.

특히, 광학용 제품에 적용될 경우, 고온의 조건을 거치더라도 제품의 변형이 없이 목적하는 정도의 광학 특성(우수한 차폐율 또는 투과율)를 유지하는 것이 관건이므로, 열안정성과 광학 특성을 동시에 개선하기 위한 기술 개발이 필요하다.

이에 따라, 서로 다른 구조의 방향족 디올을 공중합하여 구조가 다른 단위체를 폴리카보네이트의 주쇄에 도입하거나, 추가 첨가제를 사용하여 원하는 물성을 얻고자 하는 연구가 시도되고 있다. 그러나, 대부분의 기술들이 생산단가가 높고, 내화학성이나 내열성 등이 증가하면 반대로 광학 특성이 저하되고, 광학 특성이 향상되면 내화학성이나 내열성 등이 저하되는 등의 한계가 있다.

또한, 적용되는 제품군에 따라, 폴리카보네이트가 가지는 투명도를 조절할 필요가 있으며, 예를 들어, 광학 제품(예를 들면, 렌즈) 등에 적용시 사용 목적에 따라 특정 파장 영역에서의 투과율을 저하시킬 필요가 있었다.

이에, 폴리카보네이트의 적용 제품에 따라 목적하는 광학 특성(특정 파장의 빛에 대한 우수한 차폐율 또는 낮은 투과율 등)을 만족하면서도 우수한 내열성을 가지는 신규한 폴리카보네이트에 대한 연구 개발이 여전히 필요하다.

이에 본 발명은 우수한 열안정성 및 광학 특성, 보다 구체적으로, 우수한 변색 억제 특성과, 420nm 파장의 빛에 대한 투과 제어 특성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 광학 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명은 폴리카보네이트 수지; 및

420nm 이하의 파장을 갖는 자외선 A(UVA)를 선택적으로 흡수하는 힌더드 아민계 자외선 흡수제로서, [[4-(디메틸아미노)페닐]메틸렌] 프로판디온산의 디메틸에스테르([[4-(dimethylamino)phenyl]methylene] propanedioic acid dimethyl ester)를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 광학 성형품을 제공한다.

이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 광학 성형품 등에 대해 설명하기로 한다.

그에 앞서, 본 명세서에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.

본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

그리고, 본 명세서에서 '제 1' 및 '제 2'와 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용되며, 상기 서수에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위 내에서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로도 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

발명의 일 구현예에 따르면, 폴리카보네이트 수지; 및 420nm 이하의 파장을 갖는 자외선 A(UVA)를 선택적으로 흡수하는 힌더드 아민계 자외선 흡수제로서, [[4-(디메틸아미노)페닐]메틸렌] 프로판디온산의 디메틸에스테르를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물이 제공된다. 이러한 특정한 힌더드 아민계 자외선 흡수제는 하기 화학식 A로 표시되는 구조를 가질 수 있다:

[화학식 A]

폴리카보네이트 수지의 경우, 적용되는 제품군에 따라, 폴리카보네이트가 가지는 투명도를 조절할 필요가 있으며, 예를 들어, 광학 제품(예를 들면, 렌즈) 등에 적용 시 사용 목적에 따라 특정 파장 영역에서의 투과율을 제어 또는 저하시킬 필요가 있었다. 그러나, 단순히 차폐율을 높이기 위한 목적으로 첨가제를 사용할 경우, 고온의 조건 하에서 내열성이 현저히 저하되어, 제조 공정 중에 고분자 변형이나 변색 등이 발생하는 문제가 있었다.

이에, 본 발명자들은 폴리카보네이트 수지 조성물, 특히, 광학 제품에 사용 가는한 다양한 첨가제, 예를 들어, 자외선 흡수제에 대해 연구를 계속하였다. 이러한 계속적인 연구 결과, 다양한 자외선 흡수제 중에서도, 예를 들어, 상기 화학식 A로 표시되는 특정한 자외선 흡수제를 사용함에 따라, 우수한 물성을 달성할 수 있음을 밝혀내고 발명을 완성하였다.

특히, 이러한 특정 자외선 흡수제를 폴리카보네이트 수지와 조합하여 사용함에 따라, 420nm의 특정 파장을 갖는 자외선의 투과도를 매우 효과적으로 제어 및 감소시킬 수 있으면서도, 고온 하에서의 변색이나 분성 등이 억제되어 우수한 내열성을 달성할 수 있음이 확인되었다.

그 결과, 상술한 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물을 사용하여 제품을 제조할 경우, 제조 공정 중 고온의 사출성형 조건에서도 고분자의 변성이나 색상의 변화가 정도가 현저히 작다. 또한, 제품이 실제 사용되어 고온의 환경 하에서도 변형 없이 우수한 물성을 나타낼 수 있다. 특히, 렌즈 등의 광학 성형품으로 사용될 경우, 특정 파장의 자외선 영역에서 우수한 차폐율을 나타낼 수 있어, 일반용, 산업용, 스포츠용, 특수용 등의 광범위한 범위에 적용할 수 있다.

이하, 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물을 각 성분별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

폴리카보네이트 수지

본 명세서에서 사용하는 용어 '폴리카보네이트'란, 디페놀계 화합물, 포스겐, 탄산 에스테르 또는 이들의 조합을 반응시켜 제조되는 고분자를 의미한다. 폴리카보네이트 수지는 내열성, 내충격성, 기계적 강도 및/또는 투명성 등이 매우 우수하여, 콤팩트디스크, 투명 쉬트, 포장재, 자동차 범퍼, 자외선 차단 필름, 광학 렌즈 등의 제조에 광범위하게 사용되고 있다.

상기 디페놀계 화합물로는, 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판('비스페놀-A'라고도 한다), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등을 들 수 있다. 적절하게는, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다:

[화학식 1]

.

상기 화학식 1에서 a는 1이상의 정수이다.

상기 폴리카보네이트 수지는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체 또는 혼합물의 형태로 될 수도 있다. 또, 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트, 분지형(branched) 폴리카보네이트 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등의 형태를 가질 수도 있다.

상기 선형 폴리카보네이트로는 비스페놀-A로부터 제조되는 폴리카보네이트 등을 들 수 있다. 상기 분지형 폴리카보네이트로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 총량에 대하여 0.05 몰% 내지 2몰%로 포함될 수 있다. 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 카보네이트로는 디페닐카보네이트 등과 같은 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다.

일 구현예의 폴리카보네이트 조성물에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따른 용융 흐름 속도(MFR, Melt flow rate)가 5 내지 15g/10min인 특성을 충족할 수 있다. 상기 범위의 용융 흐름 속도를 가지는 폴리카보네이트 수지를 사용할 경우, 전술한 다른 성분과의 조합 사용으로 제품에 적용 시에 우수한 물성을 구현할 수 있으며, 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물이 우수한 가공성을 나타낼 수 있다.

상기 용융 흐름 속도는 ASTM D1238에 따라 300℃에서 1.2kg의 하중 조건으로 측정될 수 있다.

상기 용융 흐름 속도가 5 g/min 미만인 경우, 가공성이 저하되어 생산성 저하의 문제가 발생할 수 있으며, 15 g/min 초과인 경우 해당 가공 조건에서 수지 흐름이 초과하여 성형 제품에 표면 불량을 발생시키는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 용융 흐름 속도는 보다 적절하게는 6 내지 13g/10min, 혹은 7 내지 10g/10min을 만족할 수 있으며, 이 경우 일 구현예의 수지 조성물이 보다 우수한 가공성 및 기계적 물성 등을 나타낼 수 있다.

또, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량 평균 분자량이 10,000 g/mol 내지 60,000 g/mol, 혹은 47,000 g/mol 내지 60,000 g/mol, 혹은 50,000 g/mol 내지 60,000 g/mol, 혹은 50,000 g/mol 내지 58,000 g/mol 될 수 있다. 이러한 수지의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, ASTM D5296의 방법에 따라, 폴리스티렌을 표준 물질로 사용하여 측정할 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지가 상기 중량 평균 분자량 범위를 충족함에 따라, 일 구현예의 수지 조성물 및 이를 포함한 광학 성형품 등은 우수한 기계적 물성 및 광학 특성을 나타낼 수 있다.

상술한 폴리카보네이트 수지는 일 구현예의 수지 조성물을 주 성분으로서, 전체 수지 조성물 중 80 내지 99.99 중량%, 혹은 90 내지 99.9 중량%, 혹은 95 내지 99.5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이로서, 일 구현예의 수지 조성물이 폴리카보네이트 수지 특유의 내열성, 내충격성, 기계적 강도 및/또는 투명성을 나타낼 수 있다.

자외선 흡수제

일 구현예의 수지 조성물은 상술한 폴리카보네이트 수지와 함께, 420nm 이하의 파장을 갖는 자외선 A(UVA)를 선택적으로 흡수하는 힌더드 아민계 자외선 흡수제, 특히, 하기 화학식 A로 표시되는 [[4-(디메틸아미노)페닐]메틸렌] 프로판디온산의 디메틸에스테르를 포함한다.

[화학식 A]

본 발명자들의 계속적인 실험 결과, 자외선 A에 대한 흡수 특성을 나타내는 다양한 자외선 흡수제 중에서도, 상기 특정한 자외선 흡수제를 포함함에 따라, 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물이 420nm의 특정 파장을 갖는 자외선의 투과도를 매우 효과적으로 제어 및 감소시킬 수 있으며, 고온 하에서의 변색이나 분성 등이 억제되어 우수한 내열성을 나타낼 수 있음이 확인되었다.

상기 특정한 자외선 흡수제는 X-GUARD EV-290 등의 상품명으로 상업적으로 알려진 성분으로서, 이러한 자외선 흡수제를 상업적으로 입수하여 사용하거나, 당업자에게 잘 알려진 방법으로 합성하여 사용할 수도 있음은 물론이다.

상기 자외선 흡수제는 전체 수지 조성물 중 0.01 내지 0.5 중량%, 혹은 0.015 내지 0.1 중량%, 혹은 0.015 내지 0.05 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이로서, 일 구현예의 수지 조성물이 420nm 파장의 빛에 대한 우수한 투과도 제어 성능 및 고온에서의 낮은 변색 특성을 나타낼 수 있으면서도, 폴리카보네이트 수지의 우수한 기계적 물성 등을 저해하지 않을 수 있다.

한편, 일 구현예의 수지 조성물은 상술한 폴리카보네이트 수지 및 자외선 흡수제 외에, 필요에 따라 상기 수지 조성물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 산화방지제, 열 안정제, 쇄 연장제, 핵제, 난연제, 활제, 충격 보강제, 및 형광 증백제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

한편, 상술한 일 구현예의 수지 조성물은 ASTM D1003에 따른 420nm 파장의 자외선에 대한 투과율이 30%이하, 혹은 5 내지 30%, 혹은 10 내지 30%, 혹은 20 내지 30%인 특성을 나타낼 수 있다. 이러한 투과율은, 예를 들어, 상기 일 구현예의 수지 조성물을 3mm의 두께 및 30*50mm의 평면 스케일을 갖는 직사각형 시편형태(3T 사출 시편 형태)로 사출 성형한 상태에서, 예를 들어, Hunter Lab 장비를 사용하여, 투과 조건 350 ~ 1050nm으로 420nm에 대한 투과율을 측정하는 방법으로 측정/산출할 수 있다.

일 구현예의 수지 조성물이 상기 투과율 범위를 충족함에 따라, 420nm 이하의 파장을 갖는 자외선을 효과적으로 차폐하고, 그 투과를 적절히 제어 및 감소시킬 수 있으므로, 일반용, 산업용, 스포츠용, 특수용 등의 다양한 광학 성형품에 적용할 수 있게 된다.

또한, 일 구현예의 수지 조성물은 하기 일반식 1로 표시되는 황변 지수 변화 값(ΔYI)이 0.5이하, 혹은 0.1 내지 0.4, 혹은 0.2 내지 0.35인 특성을 나타낼 수 있다:

[일반식 1]

ΔYI = YI(340℃) - YI(285℃)

YI(X℃)는 해당 온도 X℃에서 ASTM D1925에 따라 측정된 황변 지수 값을 나타내며, 상기 285℃에서 340℃로의 승온 시간은 20분이다.

상기 황변 지수 변화 값을 측정함에 있어서는, 먼저, 285℃에서의 황변 지수 값(YI(285℃))을 측정할 수 있다. 이러한 YI(285℃)는, 예를 들어, 상기 일 구현예의 수지 조성물을 3mm의 두께 및 30*50mm의 평면 스케일을 갖는 직사각형 시편 형태(3T 사출 시편 형태)로 사출 성형한 상태에서, ASTM D1925에 따라, Hunter Lab 장비를 사용하여, 투과 조건 350 ~ 1050nm의 조건 하에 측정할 수 있다. 이후, 일 구현예의 조성물을 285℃에서 340℃로 20분 동안 승온하여 열처리한 후, 상기 YI(285℃)와 동일한 방법으로 YI(340℃)를 측정하고, 이들의 측정 값으로부터 상기 황변 지수 변화 값을 측정/산출할 수 있다.

일 구현예의 수지 조성물이 상기 황변 지수 변화 값을 충족함에 따라, 일 구현예의 조성물은 보다 우수한 내열성 및 내열 변색성을 나타내며, 고온 하에서도 우수한 광학 특성을 유지할 수 있다. 이로서, 상기 일 구현예의 수지 조성물로 광학 성형품 등을 제조할 경우, 제조 공정 중 고온의 사출성형 조건에서도 고분자의 변성이나 색상의 변화가 정도가 작게 유지될 수 있다. 또, 광학 성형품 등이 실제 사용되어 고온의 환경 하에서도 변형 없이 우수한 물성을 나타낼 수 있다.

또, 상술한 일 구현예의 수지 조성물은 20℃에서 측정된 황변 지수 값(YI)이 5 내지 10, 혹은 7 내지 9로 될 수 있다. 이러한 황변 지수 값은 측정 온도를 제외하고는, 상기 YI(285℃) 등과 동일한 방법 및 조건으로 측정될 수 있다. 일 구현예의 수지 조성물이 상온에서도 이러한 황변 지수 값을 충족함에 따라, 광학 성형품에 적합한 우수한 광학 특성을 나타낼 수 있다.

이하의 실시예 및 비교예에서도 뒷받침되는 바와 같이, 본 발명자들의 실험 결과, 상술한 제반 물성, 예를 들어, 투과율 범위, 황변 지수 변화 값 및 황변 지수 값은 폴리카보네이트 수지와, 특정한 자외선 흡수제를 포함하는 일 구현예의 수지 조성물에 의해 비로소 달성 가능함이 확인되었다. 따라서, 일 구현예의 조성물 및 이를 포함한 광학 성형품은 상술한 각 물성을 충족하여, 내열성과 우수한 광학 특성(420nm에서의 차폐성)을 구현할 수 있으며, 다양한 분야의 렌즈 등 광학 성형품에 매우 바람직하게 적용될 수 있다.

이에 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 일 구현예의 수지 조성물을 포함한 광학 성형품이 제공된다. 바람직하게는, 상기 광학 성형품은 렌즈이며, 조명용 렌즈나 안경 렌즈에 사용하기에 적합하다.

이러한 광학 성형품은 일 구현예의 조성물을 사용함을 제외하고는 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 제조될 수 있다. 예컨대, 전술한 각 성분을 혼합하여 일 구현예의 수지 조성물을 얻은 후, 이를 용융 혼련하여 펠렛으로 제조하고, 시편을 목적하는 형태로 사출 성형할 수 있다.

상기 용융 혼련은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법, 예컨대 리본 블렌더, 헨셀 믹서, 밴버리 믹서, 드럼 텀블러, 단축 스크루압출기, 2축 스크루 압출기, 코니더, 다축 스크루 압출기 등을 사용하는 방법에 의해 실시할 수 있다. 상기 용융 혼련의 온도는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있다.

다음으로, 상기 일 구현예의 수지 조성물의 용융 혼련물 또는 펠릿을 원료로 하여, 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 압출 성형법, 진공 성형법, 블로우 성형법, 프레스 성형법, 압공 성형법, 발포 성형법, 열 굽힘 성형법, 압축 성형법, 캘린더 성형법 및 회전 성형법 등의 성형법을 적용할 수 있다.

사출 성형법을 이용할 경우, 200 내지 400℃의 고온의 조건 하에 놓이게 되는데, 일 구현예의 수지 조성물은 내열성이 뛰어나므로, 전술한 용융 혼련공정이나 사출 공정에서 고분자 변성이나 황변 발생이 거의 없어 바람직하다.

성형품의 크기, 두께 등은 사용 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 도광판의 형상 또한 사용 목적에 따라 평판 또는 곡면의 형태를 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 우수한 열안정성(내열성), 내열 변색성 및 광학 특성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 광학 성형품이 제공된다.

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예 : 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조

실시예 1 및 2, 비교예 1 내지 7

폴리카보네이트 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 하기 표 1에 기재된 함량으로 각각의 첨가제 성분을 혼합하여 폴리카보네이트 수지 조성물을 제조하였다.

	중량부	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5	비교예6	비교예7
수지	PC (Mw 32,000)	99.505	99.5075	99.025	99.025	99.025	99.425	99.505
수지	PET (Mw 32,000)								99.505	99.5075
첨가제	산화방지제	0.075	0.075	0.075	0.075	0.075	0.075	0.075	0.075	0.075
	EV290	0.02	0.0175						0.02	0.0175
	Uvinul3049			0.5
	T326				0.5
	T360					0.5
	LA-F70						0.1
	UNINUL A PLUS							0.02
	쇄 연장제	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
	활제	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35

상기 표 1에서 사용한 각 성분에 대한 구체적인 사항은 다음과 같았다:

PC 수지: Mw 32,000, LG화학 MFR(300 ℃, 1.2kg)이 8g/10min인 비스페놀 A형 선형 폴리카보네이트;

PET 수지: Mw 32,000, Hitach Chmical사제 ESPEL 9940 E-37;

산화방지제: ADEKA사 PEP36;

EV 290: Chempia사제 X-GUARD EV-290(자외선 흡수제)

Uvinul 3049: BASF사제 Uvinul 3049 (자외선 흡수제)

T326: BASF사제 T326 (자외선 흡수제)

T360: BASF사제 T360 (자외선 흡수제)

LA-F70: ADEKA사제 LA-F70 (자외선 흡수제)

UNINUL A PLUS: BASF사제 UNINUL A PLUS (자외선 흡수제)

쇄 연장제: BASF사 ADR4370F(4468)

활제: NOF사제 PETS

실험예

제조된 실시예 및 비교예에 따라 제조된 수지 조성물에 하여, 2축압출기(L/D=36, Φ=45, 배럴온도 240℃)에 시간당 55 kg 속도로 펠렛 샘플을 제조하였으며, 제조된 시편에 대하여, 하기의 방법으로 특성을 측정하였다. 이러한 물성 측정용 시편은 3mm의 두께 및 30*50mm의 평면 스케일을 갖는 직사각형 시편 형태(3T 사출 시편 형태)를 갖는 것이었다.

(1) 투과율(%)

ASTM D1003에 따라, Hunter Lab 장비를 사용하여, 투과 조건 350 ~ 1050nm으로 420nm에서의 투과율을 측정하였으며 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

(3) 황변 지수 값 및 황변 지수 변화 값(ΔYI)

ASTM D1925에 따라, Hunter Lab 장비를 사용하여, 투과 조건 350 ~ 1050nm으로 황변 지수를 측정하였다. 먼저, 20℃에서 측정한 황변 지수 값을 하기 표 2에 나타내었다.

또, 285℃에서의 황변 지수 값(YI(285℃))을 측정한 후, 각 시편을 285℃에서 340℃로 20분 동안 승온하여 열처리하고 나서, 상기 YI(285℃)와 동일한 방법으로 YI(340℃)를 측정하였다. 이러한 측정 값으로부터 하기 일반식 1에 따른 황변 지수 변화 값을 계산하고 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

[일반식 1]

ΔYI = YI(340℃) - YI(285℃)

구분	420nm 투과율(%)	YI (20℃)	ΔYI
실시예 1	26	8	0.32
실시예 2	30	8	0.31
비교예 1	43	17	0.24
비교예 2	48	3	0.21
비교예 3	49	4	0.22
비교예 4	29	22	3.5
비교예 5	45	10	0.37
비교예 6	26	8	4.7
비교예 7	30	8	4.9

상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 및 2는 우수한 내열성 및 광학 특성을 나타냄이 확인되었다.

이에 비해, 비교예들의 경우, 고온의 조건 하에서 내열성이 떨어져 황변도 변화 값이 현저히 상승하거나, 420nm에서 투과율이 증가하여, 광학용 성형품, 특히 렌즈에 사용이 부적합한 것으로 확인되었다.

Claims

폴리카보네이트 수지; 및
420nm 이하의 파장을 갖는 자외선 A(UVA)를 선택적으로 흡수하는 힌더드 아민계 자외선 흡수제로서, [[4-(디메틸아미노)페닐]메틸렌] 프로판디온산의 디메틸에스테르([[4-(dimethylamino)phenyl]methylene] propanedioic acid dimethyl ester)를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서 a는 1이상의 정수이다.
제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량 평균 분자량이 10,000 g/mol 내지 60,000 g/mol인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 힌더드 아민계 자외선 흡수제는 0.01 내지 0.5 중량%의 함량으로 포함되는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 80 내지 99.99 중량%의 함량으로 포함되는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 산화방지제, 열 안정제, 쇄 연장제, 핵제, 난연제, 활제, 충격 보강제, 및 형광 증백제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, ASTM D1003에 따른 420nm 파장의 자외선에 대한 투과율이 30%이하이며,
하기 일반식 1로 표시되는 황변 지수 변화 값(ΔYI)이 0.5이하인, 폴리카보네이트 수지 조성물:
[일반식 1]
ΔYI = YI(340℃) - YI(285℃)
YI(X℃)는 해당 온도 X℃에서 ASTM D1925에 따라 측정된 황변 지수 값을 나타내며, 상기 285℃에서 340℃로의 승온 시간은 20분이다.
제 7 항에 있어서, 20℃에서 측정된 황변 지수 값(YI)이 5 내지 10인 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 8 항의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 광학 성형품.
제 9 항에 있어서, 상기 광학 성형품이 렌즈인 광학 성형품.