AT510134A1 - Lösungsmittel-gegossene flammhemmende polycarbonat-beschichtungen, - filme und -laminate - Google Patents

Description

TITEL DER ERFINDUNG

LÖSUNGSMITTEL-GEGOSSENE FLAMMHEMMENDE POLYCARBONATBESCHICHTUNGEN, -FILME UND -LAMINATE

US-PATENTANMELDUNG

SCHNELLER, LLC VERWANDTE ANMELDUNGEN

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/362.330, eingereicht am 8. Juli 2010, die als Ganzes durch Verweis hierin aufgenommen ist.

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Lösungsmittel-gegossene, flammhemmende Beschichtungen und Filme auf Polycarbonatbasis. Außerdem betrifft sie die Lösungs-mittel-gegossenen Filme umfassende Fabrikate. Erfindungsgemäße Lösungsmittel-gegossene Filme sind besonders zweckdienlich bei der Gestaltung und Herstellung von Laminaten zur Verwendung in Gebäuden und Fahrzeugen zur Massenbeförderung, wie z.B. dekoraktiven Laminaten für Anwendungen bei der Bahn oder in der Verkehrsluftfahrt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Sparsamer Kraftstoffverbrauch gewinnt in allen Transportbereichen immer mehr an Bedeutung, was den Bedarf an leichteren Konstruktionen erhöht, mit denen Schwierigkeiten bezüglich der Aufrechterhaltung oder sogar Verbesserung der Festigkeit und Strukturintegrität von vorherigen Konstruktionen einhergehen. Die Gewichts-

NACHGEREICHT -1 - reduktion ist besonders in Fahrzeugen zur Massenbeförderung wie Zügen und Verkehrsflugzeugen wichtig. Um die Festigkeit von Leichtbauplatten für Böden und Seitenwände von Verkehrsflugzeugen aufrechtzuerhalten, zu unterstützen und zu verbessern, ist es von Vorteil oder sogar erforderlich, dass alle Komponenten der Baueinheit zur Strukturintegrität der Endkonstruktion beitragen. Während dekorative Komponenten in Innenkabinen von Flugzeugen, wie z.B. dekorative Laminate, bisher typischerweise ausschließlich oder vorwiegend einen ästhetischen Zweck erfüllt haben, wird es immer wichtiger, dass sie so konstruiert sind, dass sie die Festigkeit und Beständigkeit der Platten und Oberflächen, die sie bedecken, aufrechterhalten, unterstützen oder verbessern. Die Fähigkeit des dekorativen Laminats, Festigkeit und Beständigkeit zu erhöhen, muss unter strikter Einhaltung der Anforderungen bezüglich Flammhemmung in Bezug auf Wärmefreisetzung, Raucherzeugung und Abgabe von möglicherweise schädlichen Produkten bei der Verbrennung erreicht werden.

Der Bedarf an erhöhter Beständigkeit von dekorativen Laminaten mit geringem Gewicht, erhöhter Festigkeit und hervorragender Flammhemmung erfordert die Verwendung von neuen Materialien, wie z.B, technischen Thermoplasten, die bisher nicht für diese Anwendungen eingesetzt wurden. Außerdem müssen diese Materialien als dünne Beschichtungen oder Filme mit einer Dicke von 0,002 Zoll oder weniger und einer ausreichenden Breite, z.B. 5 Fuß oder mehr, verfügbar sein, um Laminate zum Beschichten von großen Platten herzustellen. Diese Abmessungen sind durch herkömmliche Konfektionierungsverfahren, wie z.B. die Extrusionstechnologie, nicht leicht zu erreichen. Weiters schließt die Extrusion zahlreicher technischer Thermoplaste die Verwendung einiger nützlicher Flammhemmer aus, wie z.B. von Alumi-niumoxidtrihydrat (ATH), das bei hohen Temperaturen, wie sie zum Extrudieren vieler technischer Thermoplaste notwendig sind, zerfällt.

Ein weiterer Nachteil bei der Herstellung von dünnen Polymerfilmen mittels Extrusion ist die Polymerkettenausrichtung im resultierenden Film. Dies kann Filmeigenschaften mit stärkerer Anisotropie-Abhängigkeit erzeugen. Die Ausrichtung wird üblicherweise von Restspannungen im Material begleitet, was zu Größenänderungen auf- [nachgereicht -2- » * · # V · grund von Spannungsabbau führen* ka*nn, wenn*da*s Filmmaterial in nachfolgenden Bearbeitungsschritten erneut auf etwa seinen Erweichungspunkt erhitzt wird.

Polycarbonatmaterialien sind insofern besonders problematisch, als sie nur in einer begrenzten Anzahl von Lösungsmitteln löslich sind. Niedermolekulare chlorierte Lösungsmittel, wie z.B. Methylenchlorid, wurden zum Lösen von Polycarbonatharzen eingesetzt. Es wird jedoch vermutet, dass Methylenchlorid ein Karzinogen ist, und es bringt das Problem eines niedrigen Siedepunkts (41 °C) mit sich. Tetrahydrofuran ist ebenfalls ein wirksames Lösungsmittel für Polycarbonatharze, weist jedoch auch einen niedrigen Siedepunkt auf (65-67 °C) und ergibt Lösungen mit geringer Stabilität bei höheren Konzentrationen und ist teuer. 1,3-Dioxolan ist ein bekanntes geeignetes Lösungsmittel zum Lösen und Gießen von Polycarbonatfilmen. Es ist besonders bevorzugt aufgrund seines höheren Siedepunkts von 76 °C, ähnlich wie Methylethylketon, ein Lösungsmittel, das häufig in Lösungsmittel-Gießvorgängen eingesetzt wird. Filme mit hoher optischer Qualität aus reinen Polycarbonatpolymeren, die aus Lösungen von 1,3-Dioxolan mit oder ohne Verschnittmittel gegossen werden, sind im US-Patent 5.478.518 und im US-Patent Nr. 5.561.180 beschrieben. Der Stand der Technik betrifft vor allem Filme für optische Anwendungen und beschäftigt sich nicht mit dem Gießen von formulierten Polycarbonatharzsystemen für spezifische Eigenschaften wie Flammhemmung und Festigkeit.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Offenbarung und verwandte Erfindungen überwinden zahlreiche Schwierigkeiten und Einschränkungen bei der Extrusion von flammhemmenden technischen Thermoplastfilmen, wie z.B. flammhemmenden Harzen auf Polycarbonatbasis, indem dünnen Filme aus einem Lösungsmittel gegossen werden. Lösungs-mittel-gegossene Filme oder Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung behalten die flammhemmenden Eigenschaften und mechanischen Merkmale der Harz-

NACHGEREICHT I -3-

Verbindung bei, aus der sie hergesfeilt’wurHen, und weisen ein vergleichbares Verhalten auf wie ein extrudierter Film aus derselben Harzverbindung.

Die vorliegende Offenbarung und verwandte Erfindungen stellen dünne, flammhemmende Filme auf Polycarbonatbasis bereit, die mithilfe eines Lösungsmittel-Gießverfahrens hergestellt werden. Außerdem betrifft sie die Lösungsmittel-gegossenen Filme umfassende Fabrikate. Erfindungsgemäße Lösungsmittel-gegossene Filme sind besonders zweckdienlich bei der Gestaltung und Herstellung von Laminaten zur Verwendung in der Beförderungsindustrie, z.B. dekoraktiven Laminaten für Anwendungen bei der Bahn oder in der Verkehrsluftfahrt, wo es strenge Vorgaben bezüglich Flammhemmeigenschaften, wie z.B. geringe Rauchentwicklung und Wärmeentwicklung, gibt. Gemäß der Erfindung hergestellte Gegenstände weisen besonders gute Flammhemmeigenschaften, z.B. geringe Wärme- und Rauchentwicklung, auf. Während die flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften der Harzverbindung aufrechterhalten werden, bietet das Lösungsmittel-Gießverfahren einige Vorteile bei der Verarbeitung. Die niedrigeren Temperaturen, die zum Lösen des Harzes und zum Entfernen des Lösungsmittels erforderlich sind, ermöglichen die Verwendung von flammhemmenden Additiven, die bei den höheren Extrusionstemperaturen der meisten technischen thermoplastischen Harze instabil sind. Ein häufig eingesetztes Flammverzögerungsmittel, Aluminiumoxidtrihydrat (ATH), zerfällt bei 200 °C, während die Extrusionstemperaturen von Polycarbonatharzen bei über 230 °C oder mehr liegen können. Die Lösungsmittel-Gießverfahren ermöglichen das Miteinbezie-hen von ATGH in den Film oder in die Beschichtung, um die Flammhemmeigenschaften eines bestimmten Harzes zu verbessern.

Das Lösungsmittel-Gießverfahren ermöglicht die Herstellung von sehr dünnen Beschichtungen mit 0,0005 Zoll oder weniger, weil die Harzdispersion direkt auf ein Substrat oder einen Trägerfilm oder auf mit einer geeigneten Trennschicht überzogenes Papier gegossen werden kann. Beschichtungen können mit einer Dicke hergestellt werden, die normalenweise zu dünn zur Handhabung wäre und zum Ein- oder Durchreißen neigen würde. Die auf eine Trennschicht oder ein Papier aufgegossene

I NAnHttPRFinWT I -4-

Beschichtung kann dann auf ein anderes Substrat, wie z.B. eine andere Polymerfolie oder einen anderen Polymerfilm, übertragen und laminiert werden, um die endgültige Laminatstruktur herzustellen.

In Abhängigkeit von dem zu beschichtenden Substrat kann die Lösungsmittel-gegos-sene Schicht direkt auf ein zu beschichtendes Substrat aufgebracht werden. Die einzige Einschränkung bezüglich des Lösungsmittel-Gießverfahrens ist, dass das Substrat ausreichende Beständigkeit gegenüber dem Lösungsmittel aufweisen muss, um zum Dispergieren der Harzverbindung eingesetzt werden zu können. Beispielsweise erlaubt das Lösungsmittel-Gießverfahren, dass poröse Substrate, wie z.B. Papier oder Web- oder Vliesstoffe oder -matten, beschichtet und imprägniert werden, Fasermaterialien, die zur Verwendung in Stoffen oder Matten zum Beschichten und Imprägnieren geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Glas, Kohlenstoff, Basalt und Aramid, einschließlich Kombination aus zwei oder mehreren Materialien. Imprägnierte Materialien können unter ausreichender Hitze und ausreichendem Druck verfestigt werden, um Verbundplatten herzustellen, die in Bauanwendungen oder antiballistischen Platten eingesetzt werden können.

Ein weiterer Vorteil des Lösungsmittel-Gießverfahrens ist die einfache Pigmentierung der Beschichtung oder des Films, um bestimmte ästhetische Merkmale zur Verwendung als dekorative Farbschicht oder Oberflächenschicht bereitzustellen. Auch wenn die dünne Beschichtung oder der dünne Film als Zwischen- oder Trägerschicht in einem mehrschichtigen Laminat eingesetzt wird, kann es wünschenswert sein, einen Film herzustellen, der die gleiche Farbe aufweist wie die Oberflächenschicht, sodass Löcher, Schnitte, Ritze in den Oberflächenschichten eines Laminats weniger sichtbar sind.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten und Einschränkungen der Filmextrusion durch den Einsatz eines Lösungsmittel-Gießverfahrens zur erst von dünnen Filmen auf Polycarbonatbasis aus flammhemmenden Harzverbindungen, wobei der Film die guten flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften der ursprünglichen Harzverbindung beibehält. NACHGEREICHT ) -5-

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung eines dünnen, flammhemmenden Films auf Polycarbonatbasis unter Einsatz eines Lösungsmittel-Gießverfahrens, wobei die einzigartigen flammhemmenden und physikalischen Eigenschaften der Basisharzverbindung beibehalten werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in der Herstellung von Gegenständen, welche diese Lösungsmittel-gegossenen, dünnen, flammhemmenden Film auf Polycarbonatbasis umfassen, mittels Laminierungsverfahren. Erfindungsgemäße Lösungsmit-tel-gegossene Filme sind besonders zweckdienlich bei der Gestaltung und Herstellung von Laminaten zur Verwendung in Gebäuden und Fahrzeugen zur Massenbeförderung, wie z.B. dekoraktiven Laminaten für Anwendungen bei der Bahn oder in der Verkehrsluftfahrt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Harze, die zur Verwendung in einem Lösungsmittel-Gießverfahren geeignet sind, umfassen beliebige der folgenden flammhemmenden Harzklassen: Polycarbonat-Homopolymere, -Copolymere (z.B. Polycarbonat/Siloxan), -Terpolymere, -Polymerlegierungen oder -Polymermischungen, und können schlagzäh modifiziert oder un-modifiziert sein. Die Klasse ist vorzugsweise so gewählt, dass sie die flammhemmenden Eigenschaften der Endanwendung erfüllt. Geeignete Klassen werden unter den Markennamen Lexan (Sabic Innovative Plastics), Makroion (Bayer) oder Panlite (Teijin) vertrieben. Das Harz kann auch eine flammhemmende Polycarbonat-Acryl-nitril-Butadien-Styrol- (ABS-) Polymerlegierung sein, die unter den Markennamen Cycoloy (Sabic Innovative Plastics), Bayblend (Bayer) oder Multiron (Teijin) vertrieben wird. Eine besonders bevorzugte Klasse von Lösungsmittel-Gießfilmen ist das flammhemmende Polycarbonat-Terpolymerharz Lexan FST9705 (Sabic Innovative Plastics).

Das Polycarbonatharz kann alleine oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Polymerharzen eingesetzt werden, um eine Polymermischung zur Modifikation der mechanischen Eigenschaften oder zur Erreichung besserer Leistung des/der

NACHGEREICHT -6- Lösungsmittel-gegossenen Films oder Öeschichtung in der Zielanwendung herzustellen. Beispielsweise kann eine Polymermischung gewählt werden, welche die Zugfestigkeit oder Zugdehnung, Schlagfestigkeit und Flammhemmung des gegossenen Films verbessert, oder welche die Flammhemmung oder Formbarkeit in einem dekorativen Laminat, welches den/die Lösungsmittel-gegossene(n) Film oder Beschichtung enthält, erhöht. Das Polymerharz oder die Polymerharze müssen im gleichen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch löslich sein, das zum Lösen des Harzes auf Polycarbonatbasis eingesetzt wird. Polymere, die zur Verwendung in einer Mischung mit dem Harz auf Polcarbonatbasis geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Acrylpolymere oder -Copolymere, thermoplastische Polyurethane und Polyvinylchlorid polymere oder -Copolymere. Wenn ein nicht auf Polcarbonat basierendes Polymer in einer Mischung enthalten ist, wird es typischerweise in einer Menge von weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 40 %, noch bevorzugter weniger als 30 %, des Gesamtgewichts der Polymerharze eingesetzt.

Ein bevorzugtes Lösungsmittel zur Verwendung beim Lösung und Dispergieren der oben genannten Harzverbindungen ist 1,3-Dioxolan, entweder alleine oder mit einem Verschnittmittel. Die Art und der Gehalt des Verschnittmittels werden so gewählt, dass vorzeitige Hautbildung auf der Beschichtungsoberfläche während des Lösungsmittel-Entfernungsvorgangs verhindert wird. Das Verschnittmittel muss mit dem 1,3-Dioxolan mischbar sein und verursacht keine Fällung oder Ausflockung der Harzverbindung aus dem 1,3-Dioxolan. Um Hautbildung zu minimieren und die Beschichtungsqualität zu erhöhen, weist das Verschnittmittel vorzugsweise einen höheren Siedepunkt auf als das 1,3-Dioxolan-Lösungsmittel, aber ein Verschnittmittel mit einem zu hohen Siedepunkt macht eine vollständige Entfernung des Lösungsmittels schwer. Das Verschnittmittel weist vorzugsweise einen Siedepunkt zwischen 100 und 200 °C, noch bevorzugter zwischen über 120 und 180 °C, und insbesondere zwischen über 140 und 160 °C auf.

Bevorzugte Verschnittmittel umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Toluol, PM-Acetat und Glyme, einschließlich, nicht jedoch beschränkt auf Monoglyme, Diglyme und Ethylglyme. Bestimmte Lösungsmittel müssen vermieden werden, weil sie sich

NACHGEREICHT -7- negativ auf die Filmeigenschaften auswirken, z.B. zu erhöhter Brüchigkeit führen. Ketone, z.B. Cyciohexanon, sind beispielsweise nachteilig für die Filmeigenschaften.

Es gilt anzumerken, dass viele der oben genannten Harze, wie z.B. vermischte Harzprodukte, aus einem oder mehreren Polymermateriaiien oder Phasen bestehen, die sich im 1,3-Dioxo!an-Lösungsmittel oder im Lösungsmittelgemisch lösen, aber auch Feststoffteilchen, wie z.B. schlagzähmachende Hilfsstoffe, mineralische Füllstoffe und andere Additive, enthalten, die sich gegebenenfalls nicht lösen aber nach dem Lösen des Polymermaterials in dispergierter Phase vorhanden sind. Das flammhemmende Harz auf Polycarbonatbasis wird in 1,3-Dioxolan in einer Konzentration von >20 % der Harz-Feststoffe, noch bevorzugter >25 % der Harz-Feststoffe und noch bevorzugter >30 % der Feststoffe, gelöst. Die Obergrenze für den Feststoffgehalt der Dispersion wird im Allgemeinen durch die Viskosität der Lösungsmitteldispersion bestimmt, die für das gewählte Beschichtungsverfahren geeignet sein muss. Eine geeignete Viskosität für Walzenbeschichtung liegt beispielsweise zwischen 2500 bis 15.000 cP, noch bevorzugterzwischen 5000 und 10.000 cP. Eine Lösung von Lexan FST9705 mit einem Feststoffgehalt von 27,5 % in 1,3-Dioxolan wies eine Viskosität von 6600 cP auf, eine Viskosität, die für Umkehnwalzenbeschichtung und viele andere Beschichtungsverfahren geeignet ist.

Verfahren zum Aufträgen eines Films aus der Polycarbonatharzdispersion können Folgende umfassen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt: Beschichtung durch Tiefdruck, Umkehrwalzen, Walzenrakel, Luftrakel, drahtbewickelte Rakelstäbe („Meyer-Rakel“), Schlitzdüsen, Eintauchen oder Schlitzdüsen („Extrusionsbeschichten“). Das Beschichtungsverfahren, und somit die Gesamtviskosität der Dispersion, wird je nach gewünschter Anwendung ausgewählt. Beispielsweise wird Tauchbeschichten eingesetzt, um ein poröses Substrat wie Papier oder Glas zu beschichten, wenn ein gewisser Grad an Penetration oder Imprägnation des Beschichtungssubstrats gewünscht wird. Tiefdruckbeschichtung kann zur Herstellung von extrem dünnen Filmen oder Beschichtungen bevorzugt sein. Geeignete Viskositäten für Umkehr-Walzenbeschichtung liegen zwischen 2500 bis 15.000 cP, noch bevorzugter zwischen 5000 und 10,000 cP, Eine Lösung von Lexan FST9705 mit einem Feststoffgehalt nachgereicht! -8- 4·»·»*· · * · f * · « * ·· · · t » Ψ I f » III» * · von 27,5 % in 1,3-Dioxolan wiWeine’Viskosität Von *^600 cP auf, eine Viskosität die zum Umkehr-Walzenbeschichten und viele andere Beschichtungsverfahren geeignet ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Gegenstände, welche die oben beschriebenen Lösungsmittel-gegossenen dünnen Filme oder Beschichtungen umfassen. Dünne Filme oder Beschichtungen gemäß der Erfindung können in Gegenstände integriert werden, bei denen Festigkeit und Flammhemmung erforderlich sind. Anwendungen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Laminate, nichttextile Fußbodenlaminate und thermoplastische Verbundwerkstoffe. Dekorative Laminate und nichttextile Fußbodenlaminate, die mit Filmen und Beschichtungen gemäß der Erfindung hergestellt sind, sind besonders gut zur Verwendung auf den Innenflächen von Fahrzeugen zur Massenbeförderung, wie z.B. Verkehrsflugzeugen und Passagierwaggons geeignet. Verbundplatten, die mehrere Schichten von Web- oder Vliesstoffen oder -matten umfassen, können in stationären oder mobilen Anwendungen als Strukturelemente oder antiballistischer Schutz eingesetzt werden.

Bei dekorativen Laminaten können Lösungsmittel-gegossene Beschichtungen oder Filme auf Polycarbonatbasis als Trägerschicht, Farbschicht oder andere innere Schicht in der Konstruktion eingesetzt werden. In der einfachsten Ausführungsform besteht das dekorative Laminat aus zumindest zwei Schichten, einschließlich einer klaren Oberflächenschicht; sowie einer farbigen Schicht aus einem Lösungsmittelgegossenen Film gemäß der vorliegenden Erfindung. Häufiger werden dünne Filme gemäß der Erfindung als Trägerschicht oder innere Schicht eines Laminats eingesetzt, das aus drei oder mehr Schichten besteht: (1) einer Oberflächenschicht; (2) einer Farbschicht; (3) einer Polycarbonat-Dünnfilmschicht gemäß der Erfindung; (4) gegebenenfalls einer Trägerschicht aus Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylchlorid oder einem Polymer auf Acrylbasis. Weitere Schichten können je nach Bedarf vorhanden sein, beispielsweise Bindeschichten zur Verbesserung der Haftung zwischen den unterschiedlichen Schichten des Laminats oder Druckschichten zur Verbesserung der ästhetischen Wirkung des Laminats. Die Gesamtdicke der Bindeschicht und der Druckschicht machen vorzugsweise weniger als 15%, noch be-

NACHGEREICHT -9- vorzugter weniger als 10 %, noch bevorzugter wknigefr’als 5 %, der Gesamtdicke des Laminats aus. Geeignet Laminatkonstruktionen zur Verwendung von Lösungsmittelgegossenen, flammhemmenden Filmen auf Polycarbonatbasis, Herstellungsverfahren und Verwendungsverfahren sind in der gemeinsam übertragenen US-Patent-anmeldung mit der Seriennummer 12/68.401 beschrieben, deren Offenbarung als Ganzes durch Verweis hierin aufgenommen ist.

In nichttextilen Fußbodenlaminaten wird ein Glasfasergewebe mit einer Lösungsmit-tel-gegossenen Beschichtung aus einem flammhemmenden Harz auf Polycarbonatbasis als Verstärkungsschicht auf der Unterseite oder innerhalb des Laminats eingesetzt. Die nichttextilen Fußbodenlaminate bestehen aus einer oder mehreren Glasverstärkungsschichten und einer oder mehreren Polymeroberflächenschichten. Beispielsweise kann ein oberer Abschnitt des Verbundfußbodensystems aus einer farbigen Basisschicht unter einer klaren Deckschicht bestehen. Weitere Schichten in dem Verbundfußbodensystem umfassen Haftbindeschichten und gegebenenfalls dekorative Druckschichten, Geeignete nichttextile Fußbodenlaminatkonstruktionen zur Verwendung einer Verstärkungsschicht aus einem Glasfasergewebe mit einer Lösungs-mittel-gegossenen Beschichtung aus einem flammhemmenden Harz auf Polycarbonatbasis sind in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 12/716.502 beschrieben, deren Offenbarung als Ganzes durch Verweis hierin aufgenommen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lösungsmittelgegossene Beschichtung unter Verwendung eines Tauchbeschichtungsverfahrens auf das Glasfasergewebe aufgebracht werden, um eine gewisse Penetration des Harzes in das Glasfasergewebe zu erreichen. Alternativ dazu kann das Glasfasergewebe unter Einsatz der oben beschriebenen Beschichtungsverfahren beschichtet werden. Diese Verfahren erfordern jedoch gegebenenfalls, dass das Glasfasergewebe in zwei separaten Beschichtungsvorgängen auf beiden Seiten beschichtet wird.

Ein Stoff mit einer Lösungsmittel-gegossenen Beschichtung aus einem flammhemmenden Harz auf Polycarbonatbasis ist auch ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von thermoplastischen Verbundplatten. Mehrere Lagen eines beschichteten Stoffs werden übereinander gestapelt und bei ausreichender Temperatur, ausrei- nachgereicht -10- φ * * « φ ·· φ • i I f *«·*<** Φ chendem Druck und ausreichender‘Dauer zwischen1 die Heizplatten einer erhitzten Presse eingelegt, um die Lagen zu einer monolithischen Struktur zu verfestigen. Der Harzgehalt des resultierenden Verbundstoffs wird durch die Harzmenge gesteuert, die auf das Glas aufgebracht wird, sowie durch die Hitze, Druck und Dauer im Verfestigungsschritt. Die Faserzusammensetzung, die Gewebebindungsart und der Harzgehalt werden basierend auf der gewünschten Anwendung des Verbundstoffs gewählt. Für antiballistische Verbundstoffe ist beispielsweise ein Glasfaserroving-gewebe mit einer S-Glas- oder S2-Glas-Zusammensetzung mit einem Harzgehalt von etwa 20 % oder weniger bevorzugt. Der antiballistische Verbundstoff kann alleine durch Abwehr von Geschossen mit geringer Geschwindigkeit eingesetzt werden, typischerweise wird er jedoch als Splitterschutzauskleidung hinter einer Metall- oder Keramik-Aufprallfläche verwendet, um Geschosse mit hoher Geschwindigkeit und solche mit panzerbrechenden Fähigkeiten abzuwehren. Stoffe aus Kohlenstofffasern oder Basalt können ebenfalls für antiballistische Anwendungen geeignet sein. Für Leichtgewichtanwendungen können die Fasern des Verbundstoffs aus einer Poly-aramidzusammensetzung bestehen.

Wenn der Verbundstoff nur eine strukturelle Funktion erfüllen soll und wenn eine Gewichtsreduktion wenige oder keine Vorteile bringt, ist aus wirtschaftlichen Gründen ein auf einer E-Glas-Zusammensetzung basierendes Stoffmaterial bevorzugt, sowie auch in Fällen, in denen eine insgesamt dickere und schwerere Platte erforderlich ist.

Die nachstehend angeführten Beispiele dienen zur Veranschaulichung verschiedener Ausführungsformen der Prinzipien und Konzepte der Offenbarung und verwandter Erfindungen und schränken den Schutzumfang der Offenbarung oder Ansprüche in keiner anderen Weise ein.

Beispiel 1

Etwa 182 g pigmentiertes Lexan-FST9705-Harz wurde durch langsames Vermischen in etwa 380 g 1,3-Dioxolan gelöst, um eine Lösung/Dispersion von Lexan FST9705 mit einem Feststoffgehalt von etwa 32,5 % herzustellen. Das Lexan-FST9705-Harz

I NACHGEREICHT -11 - Ψ f m ~ « ··· * * » * I ft» « M · # · J · · # »»« » wurde auf Trennpapier zwisch'en *iwdi' pafallälen‘Labor-Beschichtungsrakeln mit einem Nettospalt von 0,005 Zoll aufgetragen. Das Lösungsmittel wurde bei Umgebungsbedingungen entfernt. Die getrocknete Beschichtung wurde vom Trennpapier abgenommen, was eine selbsttragende Folie mit einer Nennstärke von 0,002 Zoll ergab. Die Folie wurde verwendet, um ein dekoratives Laminat herzustellen, das aus einer 0,4 Mil starken klaren Fluorpolymer-Oberflächenschicht, einer 4 Mil starken flammhemmenden Vinyl-Prägeschicht und dem Lösungsmittel-gegossenen Lexan-FST9705-Film als Trägerschicht bestand. Das Laminat wurde in einer Laborpresse bei 310 °F und 150 psi 5 min lang verfestigt, gefolgt von einem Kühlzyklus. Das resultierende dekorative Laminatmaterial wies eine Oberflächendichte von 254 g/mz auf. Das Laminat zeigte eine Zugfestigkeit von 201 N/25 mm Breite. Die Flamm-hemmeigenschaften wurden gemäß FAR 25.853 Anhang F, Teile IV und V, gemessen, wobei die Laminate mithilfe einer 2-Mil-Schicht eines flammhemmenden, wärmeaktivierbaren Klebstoffs auf eine herkömmliche Crush-Core-Phenolplatte (erhältlich von Schneller, LLG) aufgeklebt wurden. Das Material zeigte über 2 min eine Gesamtwärmeentwicklung von 31,5 kW-min/m2 und eine Spitzenwärmeentwicklungsrate von 32,0 kW/mz. Brennrauchmessungen ergaben eine maximale Rauchdichte innerhalb von 4 min (Ds max) von 86,9.

Beispiel 2

Lexan-FST9705-Harz und ein thermoplastisches Polyuretahnharz, Estane 5713 (erhältlich von Lubrizol) wurden in 1,3-Dioxolan mit einem End-Feststoffgehalt von etwa 28% gelöst. Das Verhältnis Lexanharz:Estanharz betrug etwa 4:1. Die Dispersion wurde auf Trennpapier zwischen zwei parallelen Labor-Beschichtungsrakeln mit einem Nettospalt von 0,005 Zoll aufgetragen. Das Lösungsmittel wurde bei Umgebungsbedingungen und anschließend bei 95 °C für 10 min entfernt. Die getrocknete Beschichtung wurde vom Trennpapier abgenommen, was eine selbsttragende Folie mit einer Nennstärke von 0,002 Zoll ergab. Die Folie wurde verwendet, um ein dekoratives Laminat herzustellen, das aus einer 0,4 Mil starken klaren Fluorpolymer-Oberflächenschicht, einer 4 Mil starken flammhemmenden Vinyl-Prägeschicht und dem Lösungsmittel-gegossenen Lexan-FST9705-Film als Trägerschicht bestand. Das Laminat wurde in einer Laborpresse bei 310 °F und 150 psi 5 min lang verfes- .......~'**Μιιμ<nachgereicht -12- * ·· · · * · · · ψ • » m « *···«»· · 4 tigt, gefolgt von einem Kühlzyklus.Bte Pfemrnhelnmetgenschaften des Laminats wurden gemäß FAR 25.853 Anhang F, Teile IV und V, gemessen, wobei die Laminate mithilfe einer 2-Mil-Schicht eines flammhemmenden, wärmeaktivierbaren Klebstoffs auf eine herkömmliche Crush-Core-Phenolplatte (erhältlich von Schneller, LLC) aufgeklebt wurden. Das Material zeigte über 2 min eine Gesamtwärmeentwicklung von 41,2 kW-min/m2 und eine Spitzenwärmeentwicklungsrate von 44,4 kW/m2. Brennrauchmessungen ergaben eine maximale Rauchdichte innerhalb von 4 min (Ds max) von 117,5.

Beispiel 3

Lexan-FST9705-Harz und ein Acrylharz, Korad (erhältlich von Spartech) wurden in 1,3-Dioxolan mit einem End-Feststoffgehalt von etwa 30% gelöst. Das Verhältnis Lexanharz:Koradharz betrug etwa 4:1. Die Dispersion wurde auf Trennpapier zwischen zwei parallelen Labor-Beschichtungsrakeln mit einem Nettospalt von 0,005 Zoll aufgetragen. Das Lösungsmittel wurde bei Umgebungsbedingungen und anschließend bei 95 °C für 10 min entfernt. Die getrocknete Beschichtung wurde vom Trennpapier abgenommen, was eine selbsttragende Folie mit einer Nennstärke von 0,002 Zoll ergab. Die Folie wurde verwendet, um ein dekoratives Laminat herzustellen, das aus einer 0,4 Mil starken klaren Fluorpolymer-Oberflächenschicht, einer 4 Mil starken flammhemmenden Vinyl-Prägeschicht und dem Lösungsmittel-gegosse-nen Lexan-FST9705-Film als Trägerschicht bestand. Das Laminat wurde in einer Laborpresse bei 310 °F und 150 psi 5 min lang verfestigt, gefolgt von einem Kühlzyklus. Die Flammhemmeigenschaften des Laminats wurden gemäß FAR 25.853 Anhang F, Teile IV und V, gemessen, wobei die Laminate mithilfe einer 2-Mil-Schicht eines flammhemmenden, wärmeaktivierbaren Klebstoffs auf eine herkömmliche Crush-Core-Phenolplatte (erhältlich von Schneller, LLC) aufgeklebt wurden. Das Material zeigte über 2 min eine Gesamtwärmeentwicklung von 42,6 kW-min/m2 und eine Spitzenwärmeentwicklungsrate von 43,6 kW/m2. Brennrauchmessungen ergaben eine maximale Rauchdichte innerhalb von 4 min (Ds max) von 96,1.

NACHGEREICHT -13-

Verqleichsbeispiel: Extrudierter Lexan-FSTQTOS'-Filny·

Ein Film aus extrudiertem Lexan-FST9705-Harz mit einer Nennstärke von 2 Mil wurde verwendet, um ein dekoratives Laminat herzustellen, das aus einer 0,4 Mil starken klaren Fluorpolymer-Oberflächenschicht, einer 4 Mil starken flammhemmenden Vinyl-Prägeschicht und dem Lösungsmittel-gegossenen Lexan-FST9705-Film als Trägerschicht bestand. Das Laminat wurde in einer Laborpresse bei 310 °F und 150 psi 5 min lang verfestigt, gefolgt von einem Kühlzyklus. Das resultierende dekorative Laminatmaterial wies eine Oberflächendichte von 254 g/m2 auf. Die resultierenden Laminate zeigten eine mittlere Zugfestigkeit von 1,65 N in Laufrichtung (Richtung der kontinuierlichen Laminierung) und 1,77 N in Querrichtung, als sie gemäß ISO 4674, Verfahren A2 bei einer Testgeschwindigkeit von 100 mm/min getestet wurden. Das Laminat zeigte eine Zugfestigkeit von 196 N/25 mm Breite in Laufrichtung und 203 N/25 mm in Querrichtung, als es gemäß ISO 527-3 mit einer Probe vom Typ 2 bei einer Testgeschwindigkeit von 50 mm/min getestet wurde. Die Flammhemmeigen-schaften wurden gemäß FAR 25.853 Anhang F, Teile IV und V gemessen, wobei die Laminate mithilfe einer 2-Mil-Schicht eines flammhemmenden, wärmeaktivierbaren Klebstoffs auf eine herkömmliche Crush-Core-Phenolplatte (erhältlich von Schneller, LLC) gebunden wurden. Das Material zeigte über 2 min eine Gesamtwärmeentwicklung von 35,7 kW-min/mz und eine Spitzenwärmeentwicklungsrate von 40,4 kW/m2. Brennrauchmessungen ergaben eine maximale Rauchdichte innerhalb von 4 min (Ds max) von 98,1.

| NACHQEREIOHT -14-

Claims (11)

1. *«*»»·** * * k I# « **··«** * 4 PATENTANSPRÜCHE ·-·*··' ··* : *' ·:· 1. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis, der Folgendes umfasst: ein Polycarbonatharz, ein Polymerharz und ein Lösungsmittel.
2. 2. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1 in Kombination mit einer Fluorpolymer-Oberflächenschicht und einer Vinyl-Prägeschicht.
3. 3. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 2 als Trägerschicht für die Fluorpolymer-Oberflächenschicht und die Vinyl-Prägeschicht.
4. 4. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Polycarbonatharz ein Homopolymer, Copolymer, Terpolymer, eine Polymerlegierung oder eine Polymermischung ist.
5. 5. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Polycarbonatharz eine Polymermischung aus Acrylpolymeren oder -Copolymeren, thermoplastischen Polyurethanen oder Polyvinylchloridpolymeren oder -Copolymeren ist.
6. 6. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Lösungsmittel 1,3-Dioxolan ist
7. 7. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Lösungsmittel ein Verschnittmittel ist.
8. 8. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Lösungsmittel ein Verschnittmittel aus PM-Acetat, Monoglyme, Diglyme oder Ethylglyme ist. N ACHG EREICHT -15- ** · # · · * * * * » »*····· · I · * ι · ·· i I · * * * I l 9 t M »Ml I <
9. 9. Lösungsmittel-gegossener £ifrrr'auf· fcolycarbonätbasis nach Anspruch 1, worin das Polycarbonatharz mit dem Polymerharz gemeinsam löslich ist.
10. 10. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Polycarbonatharz in 1,3-Dioxolan in einer Konzentration von mehr als etwa 20 % Harz-Feststoffe gelöst ist.
11. 11. Lösungsmittel-gegossener Film auf Polycarbonatbasis nach Anspruch 1, worin das Polycarbonatharz in 1,3-Dioxolan mit einem endgültigen Feststoffgehalt von etwa 30 % gelöst ist. NACHGEREICHT -16-