DE112006002276T5

DE112006002276T5 - Mehrschichtige Thermoplastfilme und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE112006002276T5
Application number: DE112006002276T
Authority: DE
Inventors: Himanshu Evansville Asthana; Aniruddha Bangalore Moitra; David Mt.Vernon Rosendale
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-08-14
Also published as: JP2009505861A; BRPI0617080A2; KR20080040029A; EP1928657A1; AU2006283795A1; CN101296794A; WO2007024431A1; GB2443402A; US20070045893A1; CA2620181A1; TW200718558A; GB0803508D0

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Films, mit den Schritten zum
Koextrudieren einer ersten Schicht, die eine erste Polycarbonatzusammensetzung aufweist, mit einer zweiten Schicht, die eine zweite Polycarbonatzusammensetzung mit einem Polycarbonat und einem optischen Effektfüllstoff aufweist;
wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung während des Koextrudierens einer Scherbelastung von mindestens 40 kPa ausgesetzt wird.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft mehrschichtige Filme, die Polycarbonate enthalten, und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Polycarbonate sind aufgrund ihres hohen Glanzes, ihrer optischen Klarheit oder Transparenz, ihrer ausgezeichneten Farbeeigenschaften, ihrer mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise ihrer Schlagfestigkeit, und ihrer Schmelzflußeigenschaften für ein breites Spektrum von Anwendungen geeignet. Mehrschichtige Filme, die Polycarbonatzusammensetzungen aufweisen, können außerdem derart konstruiert werden, dass sie eine Kombination von Eigenschaften aufweisen, z. B. eine hohe Verwitterungs- oder Wetterbeständigkeit, eine hohe Kratzbeständigkeit und eine optische Klarheit oder Transparenz, und können Oberflächenbeschaffenheitseigenschaften unterstützen, z. B. glänzende oder matte Oberflächenbeschaffenheiten, Farb- und Metalleffekte, die zur Verwendung als eine Farb- oder Lackersatzschicht geeignet sind. Ein mehrschichtiger Film mit derartigen Eigenschaften wird mit der Außenseite eines Artikels verbunden, bevor oder während er in eine gewünschte Form geformt wird, um den Artikel fertigzustellen. Auf diese Weise hergestellte Artikel mit einem mehrschichtigen Film als Farb- oder Lackersatzschicht sind beispielsweise Außenwände oder -platten von Kraftfahrzeugen, Kofferraumabdeckungen, Stoßfänger und ähnliche.
Koextrusion zum Herstellen mehrschichtiger Filme ist ein bevorzugtes Herstellungsverfahren, bei dem geringere Lagerkosten anfallen und die derart hergestellten Filme in ge ringerem Maße gehandhabt werden müssen. Unter Verwendung von Koextrusionsverfahren hergestellte dünne mehrschichtige Filme (mit einer Dicke von weniger als 200 Mil oder 5080 μm) können jedoch ein defektes Erscheinungsbild haben, wenn ein optischer Effektfüllstoff zum Bereitstellen eines metallischen Oberflächenbildes in einer oder mehreren Schichten dispergiert ist. Parallelliniendefekte, die alternativ als "Streifen" bezeichnet werden und sich als in der Extrusionsrichtung erstreckende parallele Linien zeigen, sind in derartigen mehrschichtigen Filmen beobachtet worden. Streifen vermindern die Gebrauchsfähigkeit dieser mehrschichtigen Filme für Anwendungen, in denen ein hochwertiges optisches Erscheinungsbild erwünscht ist, weil sie ein ungleichmäßiges Oberflächenbild, ein Oberflächenbild mit veränderlichem Farbeindruck und/oder metallischem Eindruck verursachen.
Daher besteht auf dem Fachgebiet Bedarf für ein Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Filme mit einem verbesserten optischen Erscheinungsbild.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Films mit einem Schritt zum Koextrudieren einer ersten Schicht, die eine erste Polycarbonatzusammensetzung aufweist, und einer zweiten Schicht, die eine zweite Polycarbonatzusammensetzung aufweist, die ein Polycarbonat und einen optischen Effektfüllstoff enthält, wobei die zweite Polycarbonatschicht während des Koextrudierens einer Scherbelastung von mindestens 40 Kilopascal (kPa) ausgesetzt wird.
Die vorstehenden und andere Merkmale werden unter Bezug auf die Figuren und die ausführliche Beschreibung näher erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird auf die Figuren Bezug genommen, die lediglich als exemplarisch und nicht im einschränkenden Sinne verstanden werden sollen.
1 zeigt ein Diagramm einer Mehrschicht-Koextrusionsdüse im Querschnitt entlang der Fließrichtung;
2 zeigt eine Querschnittansicht einer Ausführungsform eines mehrschichtigen Films;
3 zeigt eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines mehrschichtigen Films;
4 zeigt ein Transmissionselektronenmikroskopbild eines Teils eines mehrschichtigen Films mit Streifen; und
5 zeigt ein Transmissionselektronenmikroskopbild eines streifenfreien Teils eines mehrschichtigen Films.
Ausführliche Beschreibung
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch Extrudieren einer Polycarbonatzusammensetzung, die ein Polycarbonat und einen optischen Effektfüllstoff enthält (d. h. einen Füllstoff mit lichtreflektierenden und/oder lichtbrechenden Eigenschaften), oberhalb eines geeigneten Scherbelastungswertes eine Schicht eines mehrschichtigen Films ohne Parallelliniendefekte (d. h. Streifen) erhalten wird. Der hierin verwendete Ausdruck "ohne" bedeutet frei von optisch sichtbaren Streifen, was unter Verwendung des bloßen Auges aus einem geeigneten Abstand beurteilt wird. In einer Ausführungsform ist eine geeignete Scherbelastung während des Extrudierens größer oder gleich 40 Kilopascal (kPa). Der hierin verwendete Ausdruck Scherbelastung (die in Kilopascal (kPa) angegeben wird) bezeichnet die Belastung, die auf die Polycarbonatzusammensetzung ausgeübt wird, wenn sie durch die engste Abmessung eines Strömungskanals in einer Extrusi onsdüse extrudiert wird. Der Scherbelastungsvektor steht senkrecht zur Strömungs- oder Fließrichtung.
Die Schichten des mehrschichtigen Films enthalten Polycarbonat. Der hierin verwendete Ausdruck "Polycarbonat" und "Polycarbonatharz" bezeichnen Zusammensetzungen mit sich wiederholenden strukturellen Carbonateinheiten mit der Formel (1) :
wobei mindestens 60% der Gesamtzahl von R¹-Gruppen aromatische organische Radikale sind und der Rest aus aliphatischen, alizyklischen oder aromatischen Radikalen besteht. In einer Ausführungsform ist jede Komponente R¹ ein aromatisches organisches Radikal, z. B. ein Radikal mit der Formel (2) A¹-Y¹-A² (2)wobei A¹ und A² jeweils ein monozyklisches divalentes Arylradikal und Y¹ ein Brückenradikal mit einem oder mehreren Atomen darstellen, die A¹ von A² trennen. In einer exemplarischen Ausführungsform werden A¹ und A² durch ein Atom getrennt. Exemplarische, nicht einschränkende Beispiele derartiger Radikale sind -O-, -S-, -S(O)-, -S(O₂)-, -C(O)-, Methylen, Cyclohexylmethylen, 2-[2.2.1]-Bicycloheptyliden, Ethyliden, Isopropyliden, Neopentyliden, Cyclohexyliden, Cyclopentadecyliden, Cyclododecyliden und Adamantyliden. Das Brückenradikal Y¹ kann eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe sein, wie beispielsweise Methylen, Cyclohexyliden oder Isopropyliden.
Polycarbonate können durch die Grenzschichtreaktion von Dihydroxyverbindungen mit der Formel HO-R¹-OH erzeugt werden, die Dihydroxyverbindungen mit der Formel (3) enthalten: HO-A¹-Y¹–A²-OH (3) wobei Y¹, A¹ und A² die vorstehend beschriebenen Komponenten darstellen. Außerdem sind Bisphenolverbindungen der allgemeinen Formel (4) enthalten:
wobei R^a und R^b jeweils ein Halogenatom oder eine monovalente Kohlenwasserstoffgruppe darstellen und gleich oder verschieden sein können; p und q bezeichnen jeweils unabhängige ganze Zahlen von 0 bis 4; und X³ stellt eine der folgenden Gruppen mit der Formel (5) dar:
wobei R^c und R^d jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine monovalente lineare oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppe und R^e eine divalente Kohlenwasserstoffgruppe darstellen.
Einige exemplarische, nicht einschränkende Beispiele geeigneter Dihydroxyverbindungen sind die folgenden: Resorcinol, 4-Bromresorcinol, Hydrochinon, 4,4'-Dihydroxybiphenyl, 1,6-Dihydroxynaphthalen, 2,6-Dihydroxynaphthalen, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, Bis (4-hydroxyphenyl)diphenylmethan, Bis(4-hydroxyphenyl)-1-naphthylmethan, 1,2-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(3-hydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenylmethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-bromphenyl)propan, 1,1-Bis(hydroxyphenyl)cyclopentan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)isobuten, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclododecan, Trans-2,3-bis(4-hydroxyphenyl)-2-buten, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)adamantin, (alpha,alpha'-bis(4-hydroxyphenyl)toluol, Bis(4-hydroxy phenyl)acetonitril, 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-ethyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-n-propyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-isopropyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-sec-butyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-bis(3-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)hexafluorpropan, 1,1-Dichlor-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethylen, 1,1-Dibrom-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethylen, 1,1-Dichlor-2,2-bis(5-phenoxy-4hydroxyphenyl)ethylen, 4,4'-Dihydroxybenzophenon, 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-butanon, 1,6-Bis(4-hydroxyphenyl)-1,6-hexandion, Ethylenglycol-bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluor, 2,7-Dihydroxypyren, 6,6'-Dihydroxy-3,3,3',3'-tetramethylspiro(bis)indan ("Spirobiindan-Bisphenol"), 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)phthalid, 2,6-Dihydroxydibenzo-p-dioxin, 2,6-Dihydroxythianthren, 2,7-dihydroxyphenoxathin, 2,7-Dihydroxy-9,10-dimethylphenazin, 3,6-Dihydroxydibenzofuran, 3,6-Dihydroxydibenzothiophen und 2,7-Dihydroxycarbazol, und ähnliche, sowie Kombinationen mit mindestens einem der vorstehenden Dihydroxyverbindungen.
Spezifische Beispiele der Arten von durch Formel (3) darstellbaren Bisphenolverbindungen sind: 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (nachstehend als "Bisphenol A" oder "BPA" bezeichnet), 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)octan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)n-butan, 2,2-Bis(4-hydroxy-1-methylphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxy-t-butylphenyl)propan, 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin, 2-Phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin (PPPBP) und 1,1-Bis(4-hydroxy-3- methylphenyl)cyclohexan (DMBPC). Außerdem können Kombinationen mit mindestens einer der vorstehend erwähnten Dihydroxyverbindungen verwendet werden.
Auch verzweigte Polycarbonate sind geeignet, ebenso wie Mischungen aus einem linearen Polycarbonat und einem verzweigten Polycarbonat. Die verzweigten Polycarbonate können durch Hinzufügen eines Verzweigungsmittels während der Polymerisation hergestellt werden. Diese Verzweigungsmittel enthalten polyfunktionelle organische Verbindungen, die mindestens drei funktionelle Gruppen aufweisen, die aus Hydroxyl, Carboxyl, Carboxylanhydrid, Haloformyl und Mischungen dieser funktionellen Gruppen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele sind Trimellitsäure, Trimellitanhydrid, Trimellittrichlorid, Tris-p-hydroxy-phenylethan, Isatin-bis-phenol, Tris-Phenol TC (1,3,5-tris((p-hydroxyphenyl)isopropyl)benzol), Tris-Phenol PA (4(4(1,1-bis(p-hydroxyphenyl)-ethyl) alpha, Alpha-dimethylbenzyl)phenol), 4-Chlorformylphthalanhydrid, Trimesinsäure und Benzophenontetracarboxylsäure. Die Verzweigungsmittel können in einer Menge von etwa 0,05 bis 2,0 Gew.-% hinzugefügt werden. Alle Arten von Polycarbonatendgruppen kommen als für die Polycarbonatgruppe geeignete Komponenten in Betracht, vorausgesetzt, dass diese Endgruppen die gewünschten Eigenschaften der Polycarbonatzusammensetzungen nicht wesentlich beeinflussen.
In einer spezifischen Ausführungsform ist das Polycarbonat ein lineares Homopolymer, das von Bisphenol A gewonnen wird, wobei A¹ und A² jeweils p-Phenylen und Y¹ Isopropyliden darstellen. Die Polycarbonate können eine in Chloroform bei 25°C bestimmte intrinsische Viskosität von etwa 0,3 bis etwa 1,5 Deziliter pro Gramm (dl/g) aufweisen, insbesondere von etwa 0,45 bis etwa 1,0 dl/g. Die Polycarbonate können ein mittleres Molekulargewicht von etwa 10000 bis etwa 200000, insbesondere von etwa 20000 bis etwa 100000, aufweisen, das gemessen wird durch Gel-Permeationschromatographie ("GPC") unter Verwendung einer GPC-Säule mit vernetztem Styrol-Divinylbenzol bei einer Probenkonzentration von 1 mg/ml, kalibriert unter Verwendung von Polycarbonatstandards. Die hierin beschriebenen Polymermolekulargewichte beziehen sich auf atomare Masseneinheiten (AMU).
In einer Ausführungsform weist das Polycarbonat Fließeigenschaften auf, die für die Herstellung dünner Artikel (mit einer Dicke von weniger als 200 Mil oder 5080 μm) geeignet sind, z. B. für mehrschichtige Filme. Die Schmelzvolumen-Fließgeschwindigkeit (die häufig durch MVR abgekürzt wird) gibt die Extrusionsrate oder -geschwindigkeit eines Thermoplasts durch eine Öffnung bei einer vorgegebenen Temperatur und Last an. Für die Herstellung dünner Artikel geeignete Polycarbonate können eine bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemessene Schmelzvolumen-Fließgeschwindigkeit (MVR) von etwa 0,4 bis etwa 25 Kubikzentimeter pro 10 Minuten (cm³/10 min), insbesondere von etwa 1 bis 15 cm³/10 min, aufweisen. Es können Mischungen aus Polycarbonaten mit verschiedenen Fließeigenschaften verwendet werden, um die insgesamt gewünschte Fließeigenschaft zu erhalten.
Die hierin verwendeten "Polycarbonate" und "Polycarbonatharze" weisen ferner Kombinationen aus Polycarbonaten mit anderen Copolymeren auf, die Carbonatketteneinheiten enthalten. Der hierin verwendete Ausdruck "Kombination" schließt alle Mischungen, Gemische, Legierungen, Reaktionsprodukte und ähnliche ein. Ein besonders geeignetes Copolymer ist ein Polyestercarbonat, das auch als Polyester-Polycarbonat bezeichnet wird. Derartige Copolymere enthalten zusätzlich zu sich wiederholenden Carbonatketteneinheiten der Formel (1), sich wiederholende Einheiten der Formel (6):
wobei D ein divalentes Radikal bezeichnet, das von einer Dihydroxyverbindung gewonnen wird, und beispielsweise ein C_2-10-Alkylenradikal, ein C_6-20-Alkylradikal, ein aromatisches C_6-20-Radikal oder ein Polyoxyalkylenradikal sein kann, in dem die Alkylengruppe 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatome, insbeondere 2, 3 oder 4 Kohlenstoffatome, enthält; und T bezeichnet ein divalentes Radikal, das von einer Dicarboxylsäure gewonnen wird, und kann beispielsweise ein C_2-10-Alkylenradikal, ein alizyklisches C_6-20-Radikal, ein aromatisches Alkylradikal oder ein aromatisches C_6-20-Radikal sein.
In einer Ausführungsform ist D ein C_2-6-Alkylenradikal. In einer anderen Ausführungsform wird D von einer aromatischen Dihydroxyverbindung mit der Formel (7) gewonnen:
wobei jede Komponente R^f ein Halogenatom, eine C_1-10-Kohlenwasserstoffgruppe oder eine C_1-10-Halogen-substituierte Kohlenwasserstoffgruppe bezeichnet und n 0 bis 4 beträgt. Das Halogen ist normalerweise Brom. Beispiele von Verbindungen, die durch Formel (7) darstellbar sind, sind Resorcinol, substituierte Resorcinolverbindungen, wie beispielsweise 5-Methylresorcinol, 5-Ethylresorcinol, 5-Propylresorcinol, 5-Butylresorcinol, 5-t-Butylresorcinol, 5-Phenylresorcinol, 5-Cumylresorcinol, 2,4,5,6-Tetrafluorresorcinol, 2,4,5,6-Tetrabromresorcinol, usw.; Catechol; Hydrochinon; substituierte Hydrochinone, wie beispielsweise 2-Mmethylhydrochinon, 2-Ethylhydrochinon, 2-Propylhydrochinon, 2-Butylhydrochinon, 2-t-Butylhydrochinon, 2-Phenylhydrochinon, 2-Cumylhydrochinon, 2,3,5,6-Tetramethylhydrochinon, 2,3,5,6-Tetra-t- butylhydrochinon, 2,3,5,6-Tetrafluorhydrochinon, 2,3,5,6-Tetrabromhydrochinon, usw.; und Kombinationen, die mindestens eine der vorstehenden Verbindungen enthalten.
Beispiele aromatischer Dicarboxylsäuren, die zum Herstellen der Polyester geeignet sind, sind Isophthal- oder Terephthalsäure, 1,2-Di(p-carboxyphenyl)ethan, 4,4'-Dicarboxydiphenylether, 4,4'-Bisbenzoesäure und Gemische, die mindestens eine der vorstehenden Säuren enthalten. Außerdem können Säuren vorhanden sein, die vereinigte Ringe enthalten, wie dies beispielsweise in 1,4-, 1,5-, oder 2,6-Naphthalendicarboxylsäuren der Fall ist. Spezifische Dicarboxylsäuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalendicarboxylsäure, Cyclohexandicarboxylsäure oder Gemische davon. Eine spezifische Dicarboxylsäure weist ein Gemisch aus Isophthalsäure und Terephthalsäure auf, wobei ein Gewichtsverhältnis der Terephthalsäure zu Isophthalsäure etwa 91:9 bis etwa 2:98 beträgt. In einer anderen spezifischen Ausführungsform ist D ein C_2-6-Alkylenradikal und T p-Phenylen, m-Phenylen, Naphthalen, ein divalentes cycloalphatisches Radikal oder ein Gemisch davon. Diese Klasse von Polyestern weist Poly(alkylenterephthalate) auf.
In einer spezifischen Ausführungsform kann ein Polyester-Polycarbonat Polyestereinheiten enthalten, die Estergruppen mit der Formel (6) aufweisen, wobei T von einem Radikal gewonnen wird, das von Isophthalat, Terephthalat oder einer Kombination davon gewonnen wird, und D ein von einem Resorcinol mit der Formel (7) gewonnenes Radikal darstellt. In einer anderen spezifischen Ausführungsform bezeichnet D in Formel (6) ein von einem Bisphenol der Formel (4) gewonnenes Radikal. In einer anderen spezifischen Ausführungsform kann eine geeignete Carbonateinheit des Polyestercarbonats von einer Dihydroxyverbindung mit der Formel (4) gewonnen werden. In einer spezifischen Ausführungsform kann eine Di hydroxyverbindung Bisphenol A sein, in dem A¹ und A² in Formel (3) jeweils p-Phenylen und Y¹ Isopropyliden darstellen. Das Polyester-Polycarbonat kann Polyestereinheiten und Polycarbonateinheiten in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1:99 bis etwa 75:25, insbesondere von etwa 5:95 bis etwa 60:40, aufweisen. Geeignete Polyester-Polycarbonate können ein mittleres Molekulargewicht von etwa 2000 bis etwa 100000, insbesondere von etwa 3000 bis etwa 50000 aufweisen, gemessen durch die vorstehend erwähnte Gel-Permeationschromatographie. Für die vorliegende Erfindung geeignete Polyester-Polycarbonate können eine bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemessene Schmelzvolumen-Fließgeschwindigkeit (MVR) von etwa 0,4 bis etwa 25 Kubikzentimeter pro 10 Minuten (cm³/10 min), insbesondere von etwa 1 bis etwa 15 cm³/10 min, aufweisen.
Geeignete Polycarbonate können durch Verfahren wie beispielsweise Grenzschichtpolymerisation und Schmelzpolymerisation hergestellt werden. Obwohl die Reaktionsbedingungen für die Grenzflächenpolymerisation sich ändern können, beinhaltet ein exemplarischer Prozess das Lösen oder Dispergieren eines dihydrischen Phenolreaktionspartners in wässerigem Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat, Beimischen des erhaltenen Gemischs zu einem geeigneten mit Wasser unvermischbaren Lösungsmittel und Inkontaktbringen der Reaktionspartner mit einem Carbonat-Vorgänger bei Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, wie beispielsweise Triethylamin, oder eines Phasenübergangskatalysators unter kontrollierten pH-Bedingungen, beispielsweise bei einem pH-Wert von etwa 8 bis etwa 10. Die gängigsten mit Wasser unvermischbaren Lösungsmittel sind beispielsweise Methylenchlorid, 1,2-dichlorethan, Chlorbenzol, Toluol und ähnliche. Geeignete Carbonat-Vorgänger sind beipielsweise ein Carbonylhalogenid, z. B. Carbonylbromid oder Carbonylchlorid, oder ein Halofor mat, wie beispielsweise Bishaloformate von dihydrischem Phenol (z. B. Bischlorformate von Bisphenol A, Hydrochinon, usw.), oder ein Glycol (z. B. das Bishaloformat von Ethylenglycol, Neopentylglycol, Polyethylenglycol, usw.). Es können auch Kombinationen verwendet werden, die mindestens einen der vorstehenden Typen von Carbonat-Vorgängern enthalten.
Unter den verwendbaren Phasenübergangskatalysatoren sind Katalysatoren mit der Formen (R³)₄Q⁺X, wobei die Komponenten R³ gleich oder verschieden und eine C_1-10-Alkylgruppe sind; wobei Q ein Stickstoff- oder Phosphoratom und X ein Halogenatom oder eine C_1-8-Alkoxygruppe oder eine C_6-18-Aryloxygruppe darstellen. Geeignete Phasenübergangskatalysatoren sind beispielsweise [CH₃(CH₂)₃]₄NX, [CH₃(CH₂)₃]₄NX, [CH₃(CH₂)₅]₄NX, [CH₃(CH₂)₆]₄NX, [CH₃(CH₂)₄]₄NX, CH₃[CH₂(CH₃]₃NX und CH₃[CH₃(CH₂)₂]₃NX, wobei X Cl^–, Br^–, eine C_1-8-Alkoxygruppe oder eine C_6-18-Aryloxygruppe ist. Eine effektive Menge eines Phasenübergangskatalysators kann etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% basierend auf dem Gewicht von Bisphenol im Phosgenierungsgemisch betragen. In einer anderen Ausführungsform kann eine effektive Menge eines Phasenübergangskatalysators etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-% basierend auf dem Gewicht von Bisphenol im Phosgenierungsgemisch betragen.
Alternativ kann ein Schmelzprozess zum Herstellen der Polycarbonate verwendet werden. Im Allgemeinen können im Schmelzpolymerisationsprozess Polycarbonate durch Koreaktion des (der) Dihydroxy-Reaktionspartner(s) und eines Diarylcarbonatesters, wie beispielsweise Diphenylcarbonat, in einem geschmolzenen Zustand bei Anwesenheit eines Transveresterungskatalysators in einem Banbury^®-Mischer, einem Doppelschneckenextruder oder einer ähnlichen Vorrichtung zum Herstellen einer gleichmäßigen Dispersion hergestellt werden. Flüchtiges monohydrisches Phenol wird von den geschmol zenen Reaktionspartnern durch Destillation entfernt, und das Polymer wird als Schmelzrest isoliert.
Polyester-Polycarbonate können auch durch Grenzschichtpolymerisation hergestellt werden. Anstatt Dicarboxylsäure zu verwenden, ist es wünschenswert, die reaktionsfähigen Derivate der Säure zu verwenden, wie beispielsweise die entsprechenden Säurehalogenide, insbesondere die Säure-Dichloride und die Säure-Dibromide. Daher kann anstatt Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure zu verwenden, Isophthaldichlorid, Terephthaloyldichlorid oder ein Gemisch verwendet werden, das mindestens eine dieser Komponenten enthält.
Außer den vorstehend beschriebenen Polycarbonaten können auch Kombinationen verwendet werden, die mindestens eines der vorstehenden Polycarbonate mit anderen thermoplastischen Polymeren aufweisen, z. B. Kombinationen, die Polycarbonate und/oder Polycarbonat-Copolymere mit Polyestern aufweisen. Geeignete Polyester weisen sich wiederholende Einheiten der Formel (6) auf und können beispielsweise Poly(alkylendicarboxylate), flüssige kristalline Polyester und Polyester-Copolymere sein. Außerdem kann ein verzweigtes Polyester verwendet werden, in dem ein Verzweigungsmittel, z. B. ein Glycol mit drei oder mehr Hydroxylgruppen oder eine trifunktionelle oder multifunktionelle Carboxylsäure, eingefügt worden ist. Außerdem ist es manchmal wünschenswert, in Abhängigkeit vom End-Verwendungszweck der Zusammensetzung verschiedene Konzentrationen aus Säure- und Hydroxyl-Endgruppen auf dem Polyester bereitzustellen.
Geeignete Polyester weisen Poly(alkylenterephthalate) auf. Spezifische Beispiele geeigneter Poly(alkylenterephthalate) sind Poly(ethylenterephthalat) (PET), Poly(1,4-butylenterephthalat) (PBT), Poly(ethylennaphthanoat) (PEN), Poly(butylennaphthanoat) (PBN), Poly(propylenterephthalat) (PPT), Poly(cyclohexandimethanolterephthalat) (PCT) und Kombinationen, die mindestens eines der vorstehenden Polyester aufweisen. Außerdem ist Poly(cyclohexandimethanolterephthalat)-co-poly(ethylenterephthalat), abgekürzt durch PETG, wenn das Polymer mindestens 50 Mol-% Poly(ethylenterephthalat) aufweist, und abgekürzt durch PCTG, wenn das Polymer mehr als 50 Mol-% Poly(cyclohexandimethanolterephthalat) aufweist. Die vorstehenden Polyester können analoge aliphatische Polyester aufweisen, wie beispielsweise Poly(alkylencyclohexandicarboxylat), wobei ein geeignetes Beispiel hierfür Poly(1,4-cyclohexylendimethylen-1,4-cyclohexandicarboxylat) (PCCD) ist. Außerdem kommen die vorstehenden Polyesters mit einer kleinen Menge von beispielsweise etwa 0.5 bis etwa 10 Gew.-% von Einheiten in Betracht, die aus einer aliphatischen zweibasigen Säure und/oder aliphatischem Polyol zum Herstellen von Copolyestern gewonnen werden.
Die Polycarbonatzusammensetzung kann ferner ein Polysiloxan-Polycarbonat-Copolymer aufweisen. Die Polysiloxanblöcke des Copolymers enthalten sich wiederholende Polydiorganosiloxaneinheiten mit der Formel (8):
wobei die Komponenten R gleich oder verschieden sind und ein monovalentes organisches C_1-13-Radikal darstellen. Beispielsweise kann R eine C₁-C₁₃-Alkylgruppe, eine C₁-C₁₃-Alkoxygruppe, eine C₂-C₁₃-Alkenylgruppe, eine C₂-C₁₃-Alkenyloxygruppe, eine C₃-C₆-Cycloalkylgruppe, eine C₃-C₆-Cycloalkoxygruppe, eine C₆-C₁₄-Arylgruppe, eine C₆-C₁₀-Aryloxygruppe, eine C₇-C₁₃-Aralkylgruppe, eine C₇-C₁₃-Aralkoxygruppe, eine C₇-C₁₃-Alkarylgruppe oder eine C₇-C₁₃-Alkaryloxygruppe sein. Die vorstehenden Gruppen können teilweise oder vollständig mit Fluor, Chlor, Brom oder Jod oder mit einer Kombination aus mindestens einem der vorstehenden Halogene halogenisiert sein. Kombinationen, die mindestens eine der vorstehenden R-Gruppen enthalten, können im gleichen Copolymer verwendet werden.
Der Wert von D in Formel (8) kann in Abhängigkeit vom Typ und von dem relativen Anteil jeder Komponente in der Polycarbonatzusammensetzung, den gewünschten Eigenschaften der Zusammensetzung und ähnlichen Betrachtungen über einen weiten Bereich variieren. Im Allgemeinen kann D einen Mittelwert von etwa 2 bis etwa 1000, insbesondere von etwa 2 bis etwa 500 und bevorzugter von etwa 5 bis etwa 100 haben. In einer Ausführungsform hat D einen Mittelwert von etwa 10 bis etwa 75, und in einer anderen Ausführungsform hat D einen Mittelwert von etwa 40 bis etwa 60. Wenn D einen niedrigen Wert von beispielsweise weniger als etwa 40 hat, kann es wünschenswert sein, eine relativ größere Menge des Polycarbonat-Polysiloxan-Copolymers zu verwenden. Wenn D dagegen einen höheren Wert von beispielsweise mindestens 40 hat, kann es erforderlich sein, eine relativ geringere Menge des Polycarbonat-Polysiloxan-Copolymers zu verwenden.
Es kann eine Kombination aus einem ersten und einem zweiten (oder mehr) Polycarbonat-Polysiloxan-Copolymeren verwendet werden, wobei der Mittelwert von D des ersten Copolymers kleiner ist als der Mittelwert von D des zweiten Copolymers.
In einer Ausführungsform werden die Polydiorganosiloxanblöcke durch Wiederholen von Struktureinheiten mit der Formel (9) bereitgestellt:
wobei D gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert ist, jede Komponente R gleich oder verschieden sein kann und gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert ist, und die Komponente Ar gleich oder verschieden sein kann und ein substituiertes oder unsubstituiertes C₆-C₃₀-Arylenradikal ist, wobei die Bindungen direkt mit einer aromatischen Moietät verbunden sind. Geeignete Ar-Gruppen in Formel (9) können von einer C₆-C₃₀-Dihydroxyarylenverbindung gewonnen werden, z. B. aus einer Dihydroxyarylenverbindung gemäß der Formel (3), (4) oder (7). Es können auch Kombinationen verwendet werden, die mindestens eine der vorstehend erwähnten Dihydroxyarylenverbindungen aufweisen. Spezifische Beispiele geeigneter Dihydroxyarlyenverbindungen sind 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)octan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)n-butan, 2,2-Bis(4-hydroxy-1-methylphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, Bis(4-hydroxyphenylsulfid) und 1,1-Bis(4-hydroxy-t-butylphenyl)propan. Es können auch Kombinationen verwendet werden, die mindestens eine der vorstehenden Dihydroxyverbindungen aufweisen.
Derartige Einheiten können von der entsprechenden Dihydroxyverbindung mit der Formel (10) gewonnen werden:
wobei Ar und D gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert sind. Verbindungen der Formel (10) können durch Reaktion einer Dihydroxyarylenverbindung beispielsweise mit alpha,omega-bisacetoxypolydiorganosiloxan unter Phasenübergangsbedingungen gewonnen werden.
In einer anderen Ausführungsform weisen Polydiorganosiloxanblöcke sich wiederholende Struktureinheiten mit der Formel (11) auf:
wobei R und D gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert sind, und wobei jede Komponente R¹ unabhängig ein divalentes organisches C₁-C₃₀-Radikal ist, und wobei die polymerisierte Polysiloxaneinheit den Reaktionsrest seiner entsprechenden Dihydroxyverbindung darstellt. In einer spezifischen Ausführungsform weisen die Polydiorganosiloxanblöcke sich wiederholende Struktureinheiten mit der Formel (12) auf:
wobei R und D gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert sind. R² stellt in Formel (12) eine divalente aliphatische C₂-C₈-Gruppe dar. Die jeweiligen Komponenten M in Formel (12) können gleich oder verschieden sein und ein Halogen, Zyan, Salpeter, C₁-C₈-Akylthio, C₁-C₈-Alkyl, C₁-C₈-Alkoxy, C₂-C₈-Alkenyl, eine C₂-C₈-Alkenyloxygruppe, C₃-C₈-Cycloalkyl, C₃-C₈-Cycloalkoxy, C₆-C₁₀-Aryl, C₆-C₁₀-Aryloxy, C₇-C₁₂-Aralkyl, C₇-C₁₂-Aralkoxy, C₇-C₁₂-Alkaryl oder C₇-C₁₂-Alkaryloxy darstellen, wobei n jeweils unabhängig 0, 1, 2, 3 oder 4 beträgt.
In einer Ausführungsform ist M Brom oder Chlor, eine Alkylgruppe, wie beispielsweise Methyl, Ethyl oder Propyl, eine Alkoxygruppe, wie beispielsweise Methoxy, Ethoxy oder Propoxy, oder eine Arylgruppe, wie beispielsweise Phenyl, Chlorphenyl oder Tolyl; R² eine Dimethylen-, Trimethylen- oder Tetramethylengruppe; und R ein C_1-8-Alkyl, ein Haloalkyl, wie beispielsweise Trifluorpropyl, Zyanalkyl oder ein Aryl, wie beispielsweise Phenyl, Chlorphenyl oder Tolyl. In einer anderen Ausführungsform ist R Methyl oder ein Gemisch aus Methyl und Trifluorpropyl oder ein Gemisch aus Methyl und Phenyl. In einer noch anderen Ausführungsform ist M Methoxy, beträgt n = 1, ist R² eine divalente aliphatische C₁-C₃-Gruppe und ist R Methyl.
Einheiten der Formel (12) können vom entsprechenden Dihydroxypolydiorganosiloxan (13) gewonnen werden:
wobei R, D, M, R² und n gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert sind. Derartige Dihydroxypolysiloxane können durch Ausführen einer platinkatalysierten Addition zwischen einem Siloxanhydrid mit der Formel (14) erhalten werden:
wobei R und D gemäß der vorstehenden Beschreibung definiert sind und ein aliphatisch ungesättigtes monohydrisches Phenol darstellen. Nicht einschränkende Beispiele geeigneter aliphatisch ungesättigter monohydrischer Phenole sind Eugenol, 2-Alkylphenol, 4-Allyl-2-methylphenol, 4-Aallyl-2-phe nylphenol, 4-Allyl-2-bromphenol, 4-Allyl-2-t-butoxyphenol, 4-Phenyl-2phenylphenol, 2-Methyl-4-propylphenol, 2-Allyl-4,6-dimethylphenol, 2-Allyl-4-brom-6-methylphenol, 2-Allyl-6-methoxy-4-methylphenol und 2-Allyl-4,6-dimethylphenol und ein Gemisch, das mindestens eine der vorstehenden Komponenten enthält.
Das Polysiloxan-Polycarbonat kann Polysiloxaneinheiten und Polycarbonateinheiten in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1:99 bis etwa 50:50, insbesondere von etwa 3:97 bis etwa 30:70 aufweisen. Geeignete Polysiloxan-Polycarbonate können ein mittleres Molekulargewicht von etwa 2000 bis etwa 100000, insbesondere von etwa 3000 bis etwa 50000 aufweisen, gemessen durch Gel-Permeationschromatographie, wie vorstehend beschrieben wurde. Für die vorliegende Erfindung geeignete Polysiloxan-Polycarbonate können bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg eine Schmelzvolumen-Fließgeschwindigkeit (MVR) von etwa 0,4 bis etwa 25 Kubikzentimeter pro 10 Minuten (cm³/10 min), insbesondere von etwa 1 bis etwa 15 cm³/10 min, aufweisen.
Die Polycarbonatzusammensetzung kann einen darin dispergierten Füllstoff aufweisen, um dem daraus hergestellten Artikel zusätzliche Eigenschaften zu verleihen. Die Füllstoffe können Füllstoffe mit kleinem Aspektverhältnis, faserartige Füllstoffe und Polymerfüllstoffe sein. Nicht einschränkende Beispiele von Füllstoffen sind Silikapulver, z. B. Fused Silica oder Quarzglas, kristallines Silika, natürlicher Silikasand und verschiedene silanbeschichtete Silikas; Bornitridpulver und Borsilikatpulver; Aluminiumoxid und Magnesiumoxid; Wollastonit, wie beispielsweise oberflächenbehandeltes Wollastonit; Calciumsulfat (z. B. sein Anhydrid, Dihydrat oder Trihydrat); Calciumcarbonate, wie beispielsweise Kreide, Kalkstein, Marmor und Kunststoffe; präzipitierte Calciumcarbonate, allgemein in der Form gemahle ner Partikel, die häufig 98+% CaCO₃ aufweisen, wobei der Rest aus anderen anorganischen Substanzen besteht, wie beispielsweise Magnesiumcarbonat, Eisenoxid und Aluminosilikaten; oberflächenbehandelte Calciumcarbonate; Talk, wie beispielsweise faserartiger, modularer, nadelförmiger und lamellarer Talk; Glaskugeln, sowohl hohl als auch massiv, und oberflächenbehandelte Glaskugeln mit Haftvermittlern, wie beispielsweise Silan-Haftvermittler, und/oder mit einer leitfähigen Beschichtung; Kaolin, z. B. hartes, weiches, kalziniertes Kaolin und Kaolin mit verschiedenartigen Beschichtungen, die eine Dispersion in und eine Verträglichkeit mit einem aushärtbaren Harz erleichtern; Mica, wie beispielsweise metallisiertes Mica und Mica, das mit Aminosilan- oder Acryloylsilanbeschichtungen oberflächenbehandelt ist, um den zusammengesetzten Mischungen gute mechanische Eigenschaften zu verleihen; Feldspat und Nephelinsyenit, Silikatkugeln; Flugstaub; Cenospheres; Fillit, Aluminosilikat (Armospheres), wie beispielsweise silanisiertes und metallisiertes Aluminiumsilikat; Quarz; Quarzit; Perlit; Kieselgur; Siliziumcarbid; Molybdänsulfid; Zinksulfid; Aluminiumsilikat (Mullit); synthetisches Calciumsilikat; Zirkonsilikat; Bariumtitanat; Bariumferrit, Bariumsulfat und Schwerspat; Aluminium, Bronze, Zink, Kupfer und Nickel, partikelförmig oder faserartig; Ruß oder Carbon Black, wie beispielsweise leitfähiges Carbon Black; Graphit, wie beispielsweise Graphitpulver; flockenförmige Füllstoffe und Verstärkungsmittel, wie beispielsweise Glasflocken, flockenförmiges Siliziumcarbid, Aluminiumdiborid, Aluminiumflocken und Stahlflocken; verarbeitete anorganische Fasern, beispielsweise solche, die von Mischungen gewonnen werden, die mindestens eine der folgenden Komponenten enthalten: Aluminiumsilikate, Aluminiumoxide, Magnesiumoxide und Calciumsulfathemihydrat; Naturfasern, wie beispielsweise Sägemehl, Cellulose, Baumwolle, Sisal, Jute, Stärke, Korkmehl, Lignin, gemahlene Nussschalen, Korn, Reiskornschalen; synthetische Verstärkungsfasern, wie beispielsweise Polyesterfasern, z. B. Polyethylenterephthalatfasern, Polyvinylalkoholfasern, aromatische Polyamidfasern, Polybenzimidazolfasern, Polyimidfasern, Polyphenylensulfidfasern, Polyetheretherketonfasern, Borfasern, Keramikfasern, wie beispielsweise Siliziumcarbid, Fasern von Mischoxiden von Aluminium, Bor und Silizium; Einkristallfasern oder "Whisker", wie beispielsweise Siliziumcarbidfasern, Aluminiumoxidfasern, Borcarbidfasern, Eisenfasern, Nickelfasern, Kupferfasern; Glasfasern, wie beispielsweise Textilglasfasern, z. B. E-, A-, C-, ECR-, R-, S-, D- und NE-Glas und Quarz; und Kohlenstoffmikrofasern (Vapor-grown Carbon Fibers; VGCF) mit einem mittleren Durchmesser von etwa 3,5 bis etwa 500 nm.
Insbesondere besitzen Füllstoffe Form- und Dimensionsqualitäten, die dazu geeignet sind Licht zu reflektieren und/oder zu brechen. Optische Effektfüllstoffe, d. h. Füllstoffe mit lichtreflektierenden und/oder -brechenden Eigenschaften, weisen beispielsweise ebene Facetten auf und können multifacettiert sein oder in der Form von Flocken, Bruchstücken oder Scherben, Platten, Blättern, Scheiben und ähnlichen bereitgestellt werden. Die Form kann regelmäßig oder unregelmäßig sein. Ein nicht einschränkendes Beispiel einer regelmäßigen Form ist eine sechseckige Platte. Besonders geeignete optische Effektfüllstoffe sind zweidimensionale, plättchenförmige Füllstoffe, wobei ein Partikel eines plättchenförmigen Füllstoffs ein Verhältnis zwischen seiner größten Abmessung und seiner kleinsten Abmessung von mindestens etwa 3:1, vorzugsweise mindestens etwa 5:1 und noch bevorzugter mindestens etwa 10:1 aufweist. Die derart definiert größte Abmessung kann als der Durchmesser des Partikels bezeichnet werden. Plättchenförmige Füllstoffe haben eine durch einen minimalen und einen maximalen Partikeldurchmesser beschriebene Verteilung der Partikeldurchmesser. Der minimale Partikeldurchmesser wird durch den unteren Erfassungsgrenzwert des zum Bestimmen des Partikeldurchmessers verwendeten Verfahrens beschrieben und entspricht ihm. Ein typisches Verfahren zum Bestimmen von Partikeldurchmessern ist ein Laserlichtstreuverfahren, bei dem beispielsweise ein unterer Erfassungsgrenzwert für den Partikeldurchmesser von 0,6 nm erhalten wird. Partikel mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der untere Erfassungsgrenzwert, können zwar vorhanden sein, sind jedoch durch das Verfahren nicht beobachtbar. Der maximale Partikeldurchmesser ist typischerweise kleiner als der obere Erfassungsgrenzwert des Verfahrens. Der maximale Partikeldurchmesser kann hierin kleiner oder gleich etwa 1000 μm, vorzugsweise kleiner oder gleich etwa 750 μm und noch bevorzugter kleiner oder gleich etwa 500 μm sein. Die Verteilung der Partikeldurchmesser kann unimodal, bimodal oder multimodal sein. Der Durchmesser kann allgemein unter Verwendung der mittleren Verteilung der Partikeldurchmesser beschrieben werden, was auch als der mittlere Durchmesser bezeichnet wird. Insbeondere haben für die vorliegende Erfindung geeignete Partikel einen mittleren Durchmesser von etwa 1 bis etwa 100 μm, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 75 μm und noch bevorzugter von etwa 10 bis etwa 60 μm. Spezifische reflektive Füllstoffe haben außerdem eine Zusammensetzung, durch die ein optisch dichter Außenoberflächenüberzug erhalten wird, der dazu geeignet ist, einfallendes Licht zu reflektieren. Besonders geeignet sind metallische und nichtmetallische Füllstoffe, z. B. Füllstoffe auf Aluminium-, Silber-, Kupfer-, Bronze-, Stahl-, Messing-, Gold-, Zinn-, Siliziumbasis oder auf Basis einer Legierung davon, Füllstoffe, die Kombinationen aus mindestens einem der vorstehenden Metalle aufweisen, und ähnliche. Außerdem sind anor ganische Füllstoffe besonders geeignet, die aus einer Zusammensetzung hergestellt werden, durch die eine Oberfläche erhalten wird, die dazu geeignet ist, einfallendes Licht zu reflektieren und/oder zu brechen. Im Gegensatz zu einem reflektiven Füllstoff, kann ein Füllstoff mit lichtbrechenden Eigenschaften mindestens teilweise transparant sein, d. h., er kann einen Prozentanteil des auftreffenden Lichts durchlassen, und er kann auf Reflexion, Brechung oder einer Kombination aus Reflexion und Brechung des einfallenden Lichts basierende optische Eigenschaften aufweisen. Für die vorliegende Erfindung geeignete anorganische Füllstoffe mit lichtreflektierenden und/oder -brechenden Eigenschaften können Mica, Aluminiumoxid, lamellarer Talk, Silica, Siliziumcarbid, Glas, Kombinationen aus mindestens einem der vorstehenden anorganischen Füllstoffe, und ähnliche aufweisen.
Die vorstehend erwähnten Füllstoffe können beispielsweise mit metallischen Beschichtungen und/oder Silanbeschichtungen beschichtet sein, um das Reflexionsvermögen und/oder das Brechungsvermögen einzustellen oder die Verträglichkeit und Adhäsion bezüglich des Polycarbonats zu erhöhen.
Der Füllstoff, z. B. ein optischer Effektfüllstoff, kann in der Polycarbonatzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 25 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 0,05 bis etwa 10 Gewichtsteilen und noch bevorzugter etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Polycarbonatharzes vorhanden sein.
Die Polycarbonatzusammensetzung kann ein Färbemittel enthalten, z. B. einen Farbstoff, Pigmente, usw. Geeignete Farbstoffe sind beispielsweise organische Farbstoffe, z. B. Cumarin 460 (Blau), Cumarin 6 (Grün), Nilrot und ähnliche; Lanthanidkomplexe; Kohlenwasserstoff- und substituierte Kohlenwasserstoff-Farbstoffe; polyzyklische aromatische Kohlenwasserstof fe; Scintillationsfarbstoffe (insbesondere Oxazole und Oxadiazole); aryl- oder heteroaryl-substituierte Poly(2-8-olefins); Carbocyaninfarbstoffe; Phthalocyaninfarbstoffe und -pigmente; Oxazinfarbstoffe; Carbostyrylfarbstoffe; Porphyrinfarbstoffe; Acridinfarbstoffe; Anthrachinonfarbstoffe; Arylmethanfarbstoffe; Azofarbstoffe; Diazoniumfarbstoffe; Nitrofarbstoffe; Chinoniminfarbstoffe; Tetrazoliumfarbstoffe; Thiazolfarbstoffe; Perylenfarbstoffe, Perinonfarbstoffe; Bis-benzoxazolylthiophen (BBOT); und Xanthenfarbstoffe; Fluorophore, wie beispielsweise Anti-stokes-Verschiebungsfarbstoffe, die in der Nähe der nahen Infrarotwellenlängen aborbieren und im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren, und ähnliche; Lumineszenzfarbstoffe, wie beispielsweise 5-Amino-9-diethyliminbenzo(a)phenoxazoniumperchlorat; 7-Amino-4-methylcarbostyryl; 7-Amino-4-methylcumarin; 7-Amino-4-trifluormethylcumarin; 3-(2'-Benzimidazolyl)-7-N,N-diethylaminocumarin; 3-(2'-Benzothiazolyl)-7diethylaminocumarin; 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol; 2-(4-Biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazol; 2-(4-Biphenyl)-6-phenylbenzoxazol-1,3; 2,5-Bis-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazol; 2,5-Bis-(4-biphenylyl)-oxazol; 4,4'-Bis-(2-butyloctyloxy)-p-quaterphenyl; p-Bis(o-methylstyryl)-benzol; 5,9-Diaminobenzo(a)phenoxazoniumperchlorat; 4-Dicyanomethylen-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran; 1,1'-Diethyl-2,2'-carbocyaninjodid; 1,1'-Diethyl-4,4'-carbocyaninjodid; 3,3'-Diethyl-4,4',5,5'-dibenzothiatricarbocyaninjodid; 1,1'-Diethyl-4,4'-dicarbocyaninjodid; 1,1'-Diethyl-2,2'-dicarbocyaninjodid; 3,3'-Diethyl-9,11-neopentylenthiatricarbocyaninjodid; 1,3'-Diethyl-4,2'-quinolyloxacarbocyaninjodid; 1,3'-Diethyl-4,2'-quinolylthiacarbocyaninjodid; 3-Diethylamino-7-diethyliminophenoxazoniumperchlorat; 7-Diethylamino-4-methylcumarin; 7-Diethylamino-4-trifluormethylcumarin; 7-Diethylaminocumarin; 3,3'-Diethyloxadicarbocyaninjodid; 3,3'-Diethylthiacarbocyaninjodid; 3,3'-Diethylthiadicarbocyaninjodid; 3,3'-Diethylthiatri carbocyaninjodid; 4,6-Dimethyl-7-ethylaminocumarin; 2,2'-Dimethyl-p-quaterphenyl; 2,2-Dimethyl-p-terphenyl; 7-Dimethylamino-1-methyl-4-methoxy-8-azaquinolon-2; 7-Dimethylamino-4-methylquinolon-2; 7-Dimethylamino-4-trifluormethylcumarin; 2-(4-(4-Dimethylaminophenyl)-1,3-butadienyl)-3-ethylbenzothiazoliumperchlorat; 2-(6-(p-Dimethylaminophenyl)-2,4-neopentylen-1,3,5-hexatrienyl)-3-methylbenzothiazoliumperchlorat; 2-(4-(p-dime thylaminophenyl)-1,3-butadienyl)-1,3,3-trimethyl-3H-indoliumperchlorat; 3,3'-Dimethyloxatricarbocyaninjodid; 2,5-Diphenylfuran; 2,5-Diphenyloxazol; 4,4'-Diphenylstilben; 1-Ethyl-4-(4-(p-dimethylaminophenyl)-1,3-butadienyl)-pyridiniumperchlorat; 1-Ethyl-2-(4-(p-dimethylaminophenyl)-1,3-butadienyl)-pyridiniumperchlorat; 1-Ethyl-4-(4-(p-dimethylaminophenyl)-1,3-butadienyl)-quinoliumperchlorat; 3-Ethylamino-7-ethylimino-2,8-dimethylphenoxazin-5-iumperchlorat; 9-Ethylamino-5-ethylamino-10-methyl-5H-benzo(a)phenoxazoniumperchlorat; 7-Ethylamino-6-methyl-4-trifluormethylcumarin; 7-Ethylamino-4-trifluormethylcumarin; 1,1',3,3,3',3'-Hexamethyl-4,4',5,5'-dibenzo-2,2'-indotricarbocyaninjodid; 1,1',3,3,3',3'-Hexamethylindodicarbocyaninjodid; 1,1',3,3,3',3'-Hexamethylindotricarbocyaninjodid; 2-Methyl-5-t-butyl-p-quaterphenyl; N-Methyl-4-trifluormethylpiperidin-<3,2-g>cumarin; 3-(2'-N-methylbenzimidazolyl)-7-N,N-diethylaminocumarin; 2-(1-Naphthyl)-5-phenyloxazol; 2,2'-p-Phenylen-bis(5-phenyloxazol); 3,5,3'''',5''''-tetra-t-butyl-p-sexiphenyl; 3,5,3'''',5''''-Tetra-t-butyl-p-quinquephenyl; 2,3,5,6-1H,4H-Tetrahydro-9-acetylquinolizino-<9,9a,1-gh>cumarin; 2,3,5,6-1H,4H-Tetrahydro-9-carboethoxyquinolizino-<9,9a,1-gh>cumarin; 2,3,5,6-1H,4H-tetrahydro-8-methylquinolizino-9,9a,1-gh>cuinarin; 2,3,5,6-1H,4H-Tetrahydro-9-(3-pyridyl)-quinolizino-<9,9a,1-gh>cumarin; 2,3,5,6-1H,4H-Tetrahydro-8-trifluormethyl quinolizino-<9,9a,1-gh>cumarin; 2,3,5,6-1H,4H-Tetrahydroquino lizino-<9,9a,1-gh>cumarin; 3,3',2'',3'''-Tetramethyl-p-quaterphenyl; 2,5,2'''',5'''-Tetramethyl-p-quinquephenyl; P-terphenyl; P-quaterphenyl; Nilrot; Rhodamin 700; Oxazin 750; Rhodamin 800; IR 125; IR 144; IR 140; IR 132; IR 26; IR 5; Diphenylhexatrien; Diphenylbutadien; Tetraphenylbutadien; Naphthalen; Anthracen; 9,10-Diphenylanthracen; Pyren; Chrysen; Rubren; Coronen; Phenanthren; und ähnliche; und Kombinationen, die mindestens einen der vorstehenden Farbstoffe enthalten.
Geeignete Färbemittel sind beispielsweise Titandioxid, Anthrachinone, Perylene, Perinone, Indanthrone, Quinacridone, Xanthene, Oxazine, Oxazoline, Thioxanthene, Indigoide, Thioindigoide, Naphthalimide, Cyanine, Xanthene, Methine, Lactone, Cumarine, Bis-benzoxaxolylthiophene (BBOT), Naphthalentetracarboxylderivate, Monoazo- und Disazopigmente, Triarylmethane, Aminoketone, Bis(styryl)biphenylderivate, und ähnliche, sowie Kombinationen, die mindestens einen der vorstehenden Färbemittel enthalten. In einer Ausführungsform kann ein Färbemittel in der Polycarbonatzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 0,005 bis etwa 3 Gewichtsteilen, und noch bevorzugter etwa 0,01 bis etwa 1 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz vorhanden sein.
Die Zusammensetzung kann außerdem einen UV-absorbierenden Zusatzstoff enthalten. Der UV-absorbierende Zusatzstoff ermöglicht den Schutz des IR-absorbierenden Zusatzstoffs durch Erhöhen seiner hydrolytischen Stabilität. Geeignete UV-absorbierende Zusatzstoffe sind Benzophenone, wie beispielsweise 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon, 4-Dodecyloxy-2-hydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4octadecyloxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon, 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxy-5- sulfobenzophenon, 2-Hydroxy-4-(2-hydroxy-3-methylaryloxy)propoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-chlorobenzophenon, oder ähnliche; Benzotriazole, wie beispielsweise 2-(2-Hydroxy-5-tert-octylphenyl)-benzotriazol, 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon, 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol, 2-(2-Hydroxy-3',5'-ditert-butylphenyl)benzotriazol, und 2-(2-Hydroxy-X-tert,butyl-5'-methylphenyl)benzotriazol, oder ähnliche; Salicylate, wie beispielsweise Phenylsalicylat, Carboxyphenylsalicylat, p-Octylphenylsalicylat, Strontiumsalicylat, p-tert-Butylphenylsalicylat, Methylsalicylat, Dodecylsalicylat, oder ähnliche; und auch andere UV-Absorptionsmittel, wie beispielsweise Resorcinolmonobenzoat, 2-Ethyl-hexyl-2-cyano, 3-Phenylcinnamat, 2-Ethyl-hexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, 2-2'-Thiobis(4-t-octylphenolat)-1-n-butylamin, oder ähnliche oder Kombinationen, die mindestens eines der vorstehenden UV-absorbierenden Zusatzstoffe enthalten. Bevorzugte kommerziell erhältliche UV-Absorptionsmittel sind TINUVIN^TM 234, TINUVIN^TM 329, TINUVIN^TM 350 und TINUVIN^TM 360, die kommerziell erhältlich sind von Ciba Specialty Chemicals; CYASORB^TM UV-Absorptionsmittel, erhältlich von Cyanamide, wie beispielsweise 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-Phenol (CYASORB^TM 5411); 2-Hydroxy-4-n-octyloxybenzophenon (CYASORB^TM 531); 2-[4,6-Bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl]-5-(octyloxy)-Phenol (CYASORB^TM 1164); 2,2'-(1,4-Phenylen)bis(4H-3,1-benzoxazin-4-on) (CYASORB^TM UV-3638); 1,3-Bis[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis[[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]methyl]propan (UVINUL^TM 3030); 2,2'-(1,4-Phenylen)bis(4H-3,1-benzoxazin-4-on); 1,3-Bis[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis[[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]methyl]propan. Für durch Extrusion hergestellte Artikel ist UVINUL^TM 3030, das kommer ziell von BASF erhältlich ist, aufgrund seiner geringen Flüchtigkeit besonders geeignet.
Die UV-Absorptionsmittel können in der Polycarbonatzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 0,4 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz verwendet werden.
Die Zusammensetzung kann thermische Stabilisatoren zum Kompensieren einer Temperaturerhöhung aufweisen, die durch die Wechselwirkung von IR-Licht mit den anorganischen IR-abschirmenden Zusatzstoffen verursacht wird. Außerdem wird durch die Zugabe thermischer Stabilisatoren das Material während Verarbeitungsprozessen, z. B. während der Schmelzenvermischung, geschützt. Im Allgemeinen kann ein Artikel, der ein Thermoplastpolymer aufweist, das die anorganischen IR-abschirmenden Zusatzstoffe enthält, eine Temperaturerhöhung von bis zu 20°C erfahren, wenn er Licht ausgesetzt wird. Durch die Zugabe thermischer Stabilisatoren zu der Zusammensetzung werden die Langzeit-Alterungseigenschaften verbessert und die Lebensdauer des Artikels erhöht.
In einer anderen Ausführungsform können der Zusammensetzung optional thermische Stabilisatoren beigemischt werden, um eine Qualitätsminderung des organischen Polymers während der Verarbeitung zu verhindern und die Wärmebeständigkeit oder Temperaturstabilität des Artikels zu verbessern. Geeignete thermische Stabilisatoren sind Phosphite, Phosphonite, Phosphine, gehinderte Amine, Hydroxylamine, Phenole, acryloylmodifizierte Phenole, Hydroperoxidzersetzer, Benzofuranonderivate, und ähnliche, oder Kombinationen, die mindestens einen der vorstehenden thermischen Stabilisatoren aufweisen. Nicht einschränkende Beispiele sind Phosphite, wie beispielsweise Tris(nonylphenyl)phosphit, Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit, Bis(2,4-di-t-butyl phenyl)pentaerythritoldiphosphit, Distearylpentaerythritoldiphosphit oder ähnliche; alkylisierte Monophenole oder Polyphenole; alkylisierte Reaktionsprodukte von Polyphenolen mit Dienen, wie beispielsweise Tetrakis[methylen(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat)]methan, oder ähnliche; butylisierte Reaktionsprodukte von Para-Cresol oder Dicyclopentadien; alkylisierte Hydrochinone; hydroxylierte Thiodiphenylether; Alkyliden-Bisphenole; Benzylverbindungen; Ester von Beta-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionsäure mit monohydrischen oder polyhydrischen Alkoholen; Ester von Beta-(5-tert-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)-propionsäure mit monohydrischen oderr polyhydrischen Alkoholen; Ester von Thioalkyl- oder Thioarylverbindungen, wie beispielsweise Distearylthiopropionat, Dilaurylthiopropionat, Ditridecylthiodipropionat, Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, Pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat oder ähnliche; Amide von Beta-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure oder ähnliche, oder Kombinationen mit mindestens einem der vorstehende erwähnten Antioxidantien. Geeignete herkömmlich erhältliche thermische Stabilisatoren sind IRGAPHOS^TM 168, DOVERPHOS^TM S-9228, ULTRANOX^TM 641 oder ähnliche. Gegebenenfalls können ein optionaler Co-Stabilisator, z. B. aliphatisches Epoxy, oder ein gehindertes Phenol-Antioxidationsmittel, wie beispielsweise IRGANOX^TM 1076, IR-GANOX^TM 1010, beide von Ciba Specialty Chemicals, beigemischt werden, um die thermische Stabilität der Zusammensetzung zu verbessern. bevorzugte thermische Stabilisatoren sind Phosphite.
Der thermische Stabilisator kann in der Polycarbonatzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 3 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 0,002 bis etwa 1 Ge wichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz enthalten sein.
Die Polycarbonatzusammensetzung kann außerdem einen Flammenhemmstoff, im Allgemeinen ein halogenisiertes Material, ein organisches Phosphat oder eine Kombination aus mindestens einem dieser Komponenten enthalten. Für Zusammensetzungen, die Polycarbonat enthalten, ist im Allgemeinen die organische Phosphatklasse von Materialien nützlich. Das organische Phosphat ist insbesondere eine aromatische Phosphatverbindung mit der Formel (15):
wobei die Komponenten R gleich oder verschieden sind und ein Alkyl, ein Cycloalkyl, ein Aryl, ein alkyk-substituiertes Aryl, ein halogen-substituiertes Aryl, ein aryl-substituiertes Alkyl, ein Halogen oder eine Kombination aus beliebigen der vorstehenden Komponenten sind, vorausgesetzt, dass mindestens eine der Komponenten R Aryl ist.
Beispiele sind Phenylbisdodecylphosphat, Phenylbisneopentylphosphat, Phenyl-bis(3,5,5'-tri-methyl-hexylphosphat), Ethyldiphenylphosphat, 2-Ethylhexyldi(p-tolylphosphat, Bis-(2-ethylhexyl)p-tolylphosphat, Tritolylphosphat, Bis-(2-ethylhexyl)phenylphosphat, Tri-(nonylphenyl)phosphat, Di(dodecyl)p-tolylphosphat, Tricresylphosphat, Triphenylphosphat, Dibutylphenylphosphat, 2-Chlorethyldiphenylphosphat, P-tolyl-bis(2,5,5'-trimethylhexyl)phosphat, 2-Ethylhexyldiphenylphosphat, und ähnliche. In einer Ausführungsform ist das Phosphat ein Phosphat, in dem jede Komponente R Aryl oder alkyl-substituiertes Aryl ist.
Alternativ kann das organische Phosphat eine di- oder polyfunktionelle Verbindung oder ein Polymer mit der nachstehenden Formel (16), (17) oder (18) sein:
einschließlich Gemischen davon, in denen R¹, R³ und R⁵ unabhängig Kohlenwasserstoffe darstellen, R², R⁴, R⁶ und R⁷ unabhängig Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffoxid darstellen; X¹, X² und X³ ein Halogen darstellen; m und r 0 betragen oder ganze Zahlen von 1 bis 4 darstellen und n und p im Bereich von 1 bis 30 liegen. Beispiele sind die Bisdiphenylphosphate von Resorcinol, Hydrochinon bzw. Bisphenol-A oder ihre polymeren Gegenstücke.
Eine andere Gruppe geeigneter Flammenhemmstoffe weist bestimmte zyklische Phosphate, wie beispielsweise Diphenyl pentaerythritoldiphosphat, als Flammenhemmstoff für die Polycarbonatharze auf.
Geeignete organische Phosphate sind Phosphate, die substituierte Phenylgruppen aufweisen, Phosphate auf Resorcinolbasis, wie beispielsweise Resorcinoltetraphenyldiphosphat, sowie Phosphate auf Bisphenolbasis, wie beispielsweise Bisphenol-A-tetraphenyldiphosphat. In einer Ausführungsform wird das organische Phosphat aus butylisiertem Triphenylphosphat, Resorcinoldiphosphat, Bisphenol-A-diphosphat, Triphenylphosphat, isopropyliertem Triphenylphosphat und Gemischen aus zwei oder mehr dieser Komponenten ausgewählt.
Geeignete flammenhemmende Zusatzstoffe sind Phosphoramide mit der Formel (19):
wobei jede A-Moietät eine 2,6-Dimethylphenyl-Moeität oder eine 2,4,6-Trimethylphenyl-Moeität ist. Diese Phosphoramide sind Phosphoramide des Piperazintyps. Wenn Polyamidharze als Teil der Zusammensetzung verwendet werden, sind diese Phosphoramide des Piperazintyps besonders nützlich, weil sie im Vergleich zu Phosphaten des Organo-Ester-Typs vermutlich zu weniger Wechselwirkungen mit den Polyamiden führen.
Der Flammenhemmstoff kann in mindestens der geringesten Menge vorhanden sein, die notwendig ist, um der Zusammensetzung einen gewissen Flammenhemmgrad zu verleihen, damit sie das gewünschte UL-94-Protokoll erfüllt. Die spezifische Menge wird in Abhängigkeit vom Molekulargewicht des organischen Phosphats, der Menge des vorhandenen entflammbaren Harzes und möglicherweise anderer gegebenenfalls vorhandener normalerweise entflammbarer Komponenten variieren.
Halogenisierte Materialien bilden ebenfalls eine geeignete Klasse von Flammenhemmstoffen. Diese Materialien sind spezifische aromatische Halogenverbindungen und Harze mit der Formel (20):
wobei R ein Alkylen, Alkyliden oder eine cycloaliphatische Verbindung ist, z. B. Methylen, Ethylen, Propylen, Isopropylen, Isopropyliden, Butylen, Isobutylen, Amylen, Cyclohexylen, Cyclopentyliden, und ähnliche; eine Verbindung, die aus einem Sauerstoffether ausgewählt wird; Carbonyl; Amin; eine schwefelhaltige Verbindung, z. B. Sufid, Sulfoxid, Sulfon; eine phosphorhaltige Verbindung; und ähnliche. R kann auch aus zwei oder mehr Alkylen- oder Alkylidenverbindungen bestehen, die durch Gruppen verbunden sind, z. B. durch eine aromatische Gruppe, eine Aminogruppe, Ether, Carbonyl, Sulfid, Sulfoxid, Sulfon, einer phosphorhaltigen Verbindung, und ähnlichen.
Ar und Ar' bezeichnen mono- und polycarbozyklische aromatische Gruppen, wie beispielsweise Phenylen, Biphenylen, Terphenylen, Naphthalen, und ähnliche. Ar und Ar' können gleich oder verschieden sein.
Y ist ein Substituent, der aus organischen, anorganischen oder organometallischen Radikalen ausgewählt wird. Die durch Y dargestellten Substituenten sind beispielsweise: ein Halogen, z. B. Chlor, Brom, Jod, Fluor, oder Ethergruppen mit der allgemeinen Formel OE, wobei E ein X ähnliches monovalentes Kohlenwasserstoffradikal ist, oder monovalente Kohlenwasserstoffghruppen des durch R dargestellten Typs, oder andere Substituenten, z. B. Nitro, Cyan, und ähnliche, wobei die Substituenten im wesentlichen inert sind, vorausgesetzt, dass mindestens ein und vorzugsweise zwei Halogenatome pro Arylkern vorhanden sind.
X bezeichnet eine monovalente Kohlenwasserstoffgruppe, beispielsweise eine der folgenden Gruppen: Alkylgruppen, z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Decyl, usw.; Arylgruppen, z. B. Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Xylyl, Tolyl, usw.; Aralkylgruppen, z. B. Benzyl, Ethylphenyl, und ähnliche; cycloaliphatische Gruppen, z. B. Cyclopentyl, Cyclohexyl, und ähnliche; sowie monovalente Kohlenwasserstoffgruppen, die inerte Substituenten enthalten. Falls mehr als eine Komponente X verwendet wird, können diese gleich oder verschieden sein.
Der Buchstabe d stellt eine Gesamtzahl im Bereich von 1 bis zu einem Maximalwert dar, der der Anzahl ersetzbarer Wasserstoffatome entspricht, die auf den aromatischen Ringen substituiert sind, die Ar oder Ar' enthalten. Der Buchstabe e stellt eine Gesamtzahl im Bereich von 0 bis zu einem Maximalwert dar, der durch die Anzahl ersetzbarer Wasserstoffatome auf R kontrolliert wird. Die Buchstaben a, b und c stellen Gesamtzahlen einschließlich 0 dar. Wenn b ungleich 0 ist, können weder a noch c den Wert 0 annehmen. Ansonsten können entweder a oder c, jedoch nicht beide den Wert 0 annehmen. Wenn b = 0 ist, sind die aromatischen Gruppen durch eine direkte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung verbunden.
Die Hydroxyl- und Y-Substituenten auf den aromatischen Gruppen, Ar und Ar', können in der Ortho-, Meta- oder Para-Position auf den aromatischen Ringen verändert werden, und die Gruppen können eine beliebige geometrische Beziehung relativ zueinander haben.
In Verbindung mit der vorstehenden Formel sind Bisphenole verwendbar, von denen die folgenden exemplarisch sind: 2,2-Bis-(3,5-dichlorphenyl)-propan; Bis-(2-chlorphenyl)-methan; Bis(2,6-dibromphenyl)-methan; 1,1-Bis-(4-jodphenyl)-ethan; 1,2-Bis(2,6-dichlorphenyl)-ethan; 1,1-Bis-(2-chlor-4-jodphenyl)ethan; 1,1-Bis-(2-chlor-4-methylphenyl)-ethan; 1,1-Bis-(3,5-dichlorphenyl)-ethan; 2,2-Bis-(3-phenyl-4-bromphenyl)-ethan; 2,6-Bis-(4,6-dichlornaphthyl)-propan; 2,2-Bis-(2,6-dichlorphenyl)-pentan; 2,2-Bis-(3,5-dichromphenyl)-hexan; Bis-(4-chlorphenyl)phenyl-methan; Bis-(3,5-dichlorphenyl)-cyclohexylmethan; Bis-(3-nitro-4-bromphenyl)-methan; Bis-(4-hydroxy-2,6-dichlor-3-methoxyphenyl)-methan; 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan; 2,2-Bis-(3-brom-4-hydroxyphenyl)propan.
Bisphenole können durch Kondensation von zwei Mol Phenol mit einem Mol eines Ketons oder Aldehyds hergestellt werden. An Stelle der divalenten aliphatischen Gruppe in den vorstehenden Beispielen kann Sauerstoff, Schwefel, Sulfoxy oder eine ähnliche Komponente substituiert werden.
In Verbindung mit der vorstehenden Strukturformel kann verwendet werden: 1,3-Dichlorbenzol, 1,4-Dibrombenzol, 1,3-Dichlor-4-hydroxybenzol und Biphenyle, wie beispielsweise 2,2'-Dichlorbiphenyl, polybromiertes 1,4-Diphenoxybenzol, 2,4'-Dibrombiphenyl und 2,4'-Dichlorbiphenyl, sowie Decabromdiphenyloxid, und ähnliche.
Außerdem sind oligomerische und polymerische halogenisierte aromatische Verbindungen geeignet, wie beispielsweise ein Copolycarbonat von Bisphenol A und Tetrabrombisphenol A und ein Carbonat-Vorgänger, z. B. Phosgen. Metall-Synergisten, z. B. Antimonoxid, können ebenfalls in Verbindung mit dem Flammenhemmstoff verwendet werden.
Geeignete phosphorhaltige flammenhemmende Zusatzstoffe sind kommerziell erhältlich oder können geamäß in der Literatur angegebenen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können die Verbindungen hergestellt werden durch Ver anlassen einer Reaktion zwischen einer halogenisierten Phosphatverbindung und verschiedenen dihydrischen oder trihydrischen Phenolverbindungen, bis die gewünschte Anzahl von Phosphat-Funktionsgruppen erhalten wird. Beispiele der Phenolverbindungen sind aromatische Dihydroxyverbindungen, wie beispielsweise Resorcinol und Hydrochinon.
Wenn Flammhemmstoffe verwendet werden, können sie in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 30 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 7 bis 20 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz vorhanden sein.
Obwohl die Polycarbonatzusammensetzung eine für die Anwendung geeignete Viskosität und Fließeigenschaft aufweist, ist es denkbar, dass für bestimmte Ausführungsformen Fluss- oder Verlaufmittel und Weichmacher erwünscht sind. Beispiele geeigneter Fluss- oder Verlaufmittel und Weichmacher sind Phosphatweichmacher, wie beispielsweise Cresyldiphenylphosphat, Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, isopropyliertes und Triphenylphosphat. Terepenphenol, gesättigte alizyklische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Biphenole und Mineralöl sind ebenfalls geeignet. Wenn Weichmacher verwendet werden, sind sie in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz vorhanden.
Die Polycarbonatzusammensetzung kann außerdem optional ein Anti-Tropfmittel, z. B. ein Fluorpolymer, enthalten. Das Fluorpolymer kann ein Fasern bildendes oder nicht Fasern bildendes Fluorpolymer sein. Das allgemein verwendete Fluorpolymer ist ein Faser bildendes Polymer. In einigen Ausführungsformen weist das Fluorpolymer Polytetrafluorethylen auf. In einigen Ausführungsformen kann ein eingekapseltes Fluorpolymer verwendet werden, d. h. ein in ein Polymer eingekapseltes Fluorpolymer. Ein eingekapseltes Fluorpolymer kann durch Polymerisation des Polymers bei Anwesenheit des Fluorpolymers hergestellt werden. Alternativ kann das Fluorpolymer auf eine geeignete Weise mit einem zweiten Polymer vorgemischt sein, z. B. mit einem aromatischen Polycarbonatharz oder einem Styrol-Acrylnitrilharz, um ein Agglomeratmaterial zur Verwendung als Anti-Tropfmittel zu erhalten. Zum Herstellen eines eingekapselten Fluorpolymers kann ein beliebiges geeignetes Verfahren verwendet werden. Das Anti-Tropfmittel kann in der Polycarbonatzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsteilen, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 3,0 Gewichtsteilen, und noch bevorzugter von etwa 1,0 bis etwa 2,5 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz enthalten sein.
Der Polycarbonatfilm kann außerdem ein Antistatikmittel enthalten. Der Ausdruck "Antistatikmittel" bezeichnet Materialien, die entweder zu Polymerharzen schmelzverarbeitet sein können, oder auf kommerziell erhältliche Polymerprodukte und -formen aufsprühbar sind, um die Leitfähigkeit und die gesamten mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
Beispiele geeigneter monomerischer Antistatikmittel sind Glycerolmonostearat, Glyceroldistearat, Glyceroltristearat, ethoxylierte Amine, primäre, sekundäre und tertiäre Amine, ethoxylierte Alkohole, Alkylsulfate, Alkylarylsulfate, Alkylphosphate, Alkylaminsulfate, quaternäre Ammoniumsalze, quaternäre Ammoniumharze, Imidazolinderivate, Sorbitanester, Ethanolamide, Betaine und Gemische davon. Nicht einschränkende Beispiele von in Polymerharzen verwendbaren kommerziell erhältlichen monomerischen Antistatikmitteln sind PATIONIC^TM 1042 und PATIONIC^TM AS10 von Patco, oder STATEXAN^® K1 von Bayer.
Auch Polymermaterialien können als Antistatikmittel geeignet sein, und es hat sich gezeigt, dass sie im geschmolzenen Zustand in ihrer reinen Form oder in Mischungen mit anderen Polymerharzen eine geeignete thermische Stabilität und Verarbeitbarkeit aufweisen.
Beispiele für als Antistatikmittel geeigneten Polymermaterialien sind Polyetheramide, Polyetherester und Polyetheresteramide, die Block-Copolymere und Pfropf-Copolymere enthalten, die beide durch eine Reaktion zwischen einer polyamidbildenden Zusammensetzung und/oder einer polyesterbildenden Zusammensetzung erhalten werden, und eine Verbindung, die eine Polyalkenoxideinheit enthält. Polyamidbildende Zusammensetzungen sind beispielsweise Aminocarboxylsäuren, z. B. ω-Aminocaproinsäure, ω-Aminoenanthinsäure, ω-Aminocaprylsäure, ω-Aminopelargonsäure, ω-Aminocaprinsäure, 11-Aminoundecansäure und 12-Aminododecansäure; Laktame, wie beispielsweise ε-Caprolaktam und Enanthlactam; ein Salz eines Diamins mit einer Dicarboxylsäure, wie beispielsweise Hexamethylendiaminadipat, Hexamethylendiaminsebacat und Hexamethylendiaminisophthalat; und eine Gemisch mit mindestens einem dieser polyamidbildenden Zusammensetzungen. Insbesondere kann die polyamidbildende Zusammensetzung ein Caprolaktam, 12-Aminododecansäure oder eine Kombination aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure sein.
Polyester können ebenfalls geeignete Antistatikmittel sein. Geeignete Polyester können unter Verwendung einer Kombination aus einer Dicarboxylsäure (oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Dicarboxylsäuren) mit einem aliphatischen Diol (oder einem Gemisch aus zwei oder mehr aliphatischen Diolen) hergestellt werden. Nicht einschränkende Beispiele von Dicarboxylsäuren sind aromatische Dicarboxylsäuren, wie beispielsweise Isophthalsäure, Terephthalsäure, Phthalsäure, Naphthalen-2,6-dicarboxylsäure, Naphthalen-2,7-dicarboxylsäure, Diphenyl-4,4'-dicarboxylsäure, Diphenoxyethandicarboxylsäure und Natrium-3-sulfoisophthalat; alizyklische Dicarboxylsäuren, wie beispielsweise 1,3-Cyclopentandicar boxylsäure, 1,4-Cyclohexandicarboxylsäure, 1,2-Cyclohexandicarboxylsäure und 1,3-Dicarboxymethylcyclohexan; und aliphatische Dicarboxylsäuren, wie beispielsweise Succinsäure, Oxalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Decandicarboxylsäure. Diese Dicarboxylsäuren können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Nicht einschränkende Beispiele aliphatischer Diole sind Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Neopentylglycol und Hexandiol. Diese aliphatischen Diole können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Besonders geeignete Dicarboxylsäuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure, 1,4-Cyclohexandicarboxylsäure, Sebacinsäure und Decandicarboxylsäure. Besonders geeignete Diole sind Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol und 1,4-Butandiol.
Zusammensetzungen, die Polyalkylenoxideinheiten aufweisen, wie beispielsweise Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol und ein Block- oder ein Random-Copolymer von Ethylenoxid und Tetramethylenoxid; Diamine, die durch Substituieren der End-Hydroxylgruppen dieser Diole durch Aminogrupen erhalten werden, und Dicarboxylsäuren, die durch Substituieren der End-Hydroxylgruppen dieser Diole durch Carboxylsäuregruppen erhalten werden, können zum Herstellen der Polyetheramid-, Polyetherester- und Polyetheresteramid-Polymer-Antistatikmittel verwendet werden. Diese Zusammensetzungen, die eine Polyalkylenoxideinheit aufweisen, können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Von diesen Zusammensetzungen ist Polyethylenglycol besonders geeignet.
Beispiele von Antistatikmitteln auf Polyamid-Polyalkylenoxidbasis sind PELESTAT^TM 6321 von Sanyo, PEBAX^TM MH1657 von Atofina und IRGASTAT^TM P18 und IRGASTAT^TM P22 von Ciba-Geigy. Leitfähige Polymere, wie beispielsweise Polyani lin, Polypyrrol und Polythiophen, können als Antistatikmittel verwendet werden und können nach einer Schmelzverarbeitung bei erhöhten Temperaturen einen Teil ihrer intrinsischen Leitfähigkeit aufrechterhalten. Ein nicht einschränkendes Beispiel eines Polyanilin-Antistatikmittels ist PANIPOL^® EB von Panipol.
Insofern Antistatikmittel verwendet werden, können sie in der Polycarbonatzusammensetzung in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 25 Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 15 Gewichtsteilen, und noch bevorzugter etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz vorhanden sein.
Außerdem können Strahlungsstabilisatoren in der Zusammensetzung enthalten sein, insbesondere Gammastrahlungsstabilisatoren. Geeignete Gammastrahlungsstabilisatoren sind Diole, wie beispielsweise Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, Meso-2,3-butandiol, 1,2-Pentandiol, 2,3-Pentandiol, 1,4-Pentandiol, 1,4-Hexandiol, und ähnliche; alizyklische Alkohole, wie beispielsweise 1,2-Cyclopentandiol, 1,2-Cyclohexandiol, und ähnliche; verzweigte azyklische Diole, wie beispielsweise 2,3-Dimethyl-2,3-butandiol (Pinacol), und ähnliche, und Polyole, sowie alkoxy-substituierte zyklische oder azyklische Alkane. Alkenole mit ungesättigten Stellen stellen ebenfalls eine geeignete Klasse von Alkoholen dar, Beispiele hierfür sind 4-Methyl-4-penten-2-ol, 3-Methyl-penten-3-ol, 2-Methyl-4-penten-2-ol, 2,4-Dimethyl-4-pene-2-ol und 9-Decen-1-ol. Eine andere Klasse geeigneter Alkohole sind tertiäre Alkohole, die mindestens ein hydroxy-substituiertes tertiäres Kohlenstoffatom aufweisen. Beispiele hierfür sind 2-Methyl-2,4-pentandiol (Hexylenglycol), 2-Phenyl-2-butanol, 3-Hydroxy-3-methyl-2-butanon, 2-phenyl-2-butanol, und ähnliche, und cycloaliphatische tertiäre Kohlenstoffe, wie beispielsweise 1- Hydroxy-1-methyl-cyclohexan. Eine andere Klasse geeigneter Alkohole sind Hydroxymethylaromaten, die eine Hydroxysubstitution auf einem gesättigten Kohlenstoff aufweisen, der mit einem ungesättigten Kohlenstoff in einem aromatischen Ring verbunden ist. Der hydroxy-substituierte gesättigte Kohlenstoff kann eine Methylolgruppe (-CH₂OH) oder ein Mitglied einer komplexeren Kohlenwasserstoffgruppe sein, was mit (-CR⁴HOH) oder (-CR₂ ⁴OH) der Fall wäre, wobei R⁴ ein komplexer oder ein einfacher Kohlenwasserstoff ist. Spezifische Hydroxymethylaromaten können Benzhydrol, 1,3-Benzoldimethanol, Benzylalkohol, 4-Benzyloxybenzylalkohol und Benzylbenzylalkohol sein. Spezifische Alkohole sind 2-Methyl-2,4-pentandiol (auch als Hexylenglycol bekannt), Polyethylenglycol, Polypropylenglycol. Gammastrahlungsstabilisierende Verbindungen können in der Polycarbonatzusammensetzung in Mengen von 0,001 bis 1 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen Polycarbonatharz vorhanden sein.
Daher weist die Polycarbonatzusammensetzung ein gemäß der vorstehenden Beschreibung definiertes Polycarbonatharz auf. In einer Ausführungsform, in der es wünschenswert ist, dass ein optischer Effektfüllstoff vorhanden ist, weist die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff 100 Gewichtsteile Polycarbonatharz und etwa 0,001 bis etwa 25 Gewichtsteile eines optischen Effektfüllstoffs auf. In einer spezifischen Ausführungsform ist der optische Effektfüllstoff Aluminium, Mica oder eine Zusammensetzung mit mindestens einem dieser Komponenten. In einer weiteren Ausführungsform kann die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff ferner 0 bis etwa 25 Gewichtsteile eines Färbemittels enthalten. Die Polycarbonatzusammensetzung kann außerdem zusätzliche Komponenten enthalten, wie beispielsweise UV-Absorptionsmittel, thermische Stabilisato ren, Füllstoffe, Flammenhemmstoffe, Weichmacher, Antistatikmittel, Gammastrahlenstabilisatoren, eine Kombination, die mindestens eine der vorstehenden Komponenten aufweist, und ähnliche, insofern das Vorhandensein der Zusatzkomponenten die gewünschten Eigenschaften der Polycarbonatzusammensetzung nicht nachteilig beeinflusst.
Die Polycarbonatzusammensetzung hat eine Viskosität, gemessen bei einer niedrigen Scherrate von 100 s^–1 oder weniger, die zum Ausbilden einer Schicht eines mehrschichtigen Films geeignet ist. Spezifische Viskositäten von Polycarbonatzusammensetzungen, die zum Bereitstellen streifenfreier mehrschichtiger Filme geeignet sind, betragen etwa 7000 bis etwa 100000 Poise (P), vorzugsweise etwa 8000 bis etwa 90000 P, und noch bevorzugter etwa 8500 bis etwa 80000 P, gemessen bei einer Scherrate von etwa 0,1 s^–1 und bei einer Temperatur von etwa 277°C (530°F) gemäß ASTM D4440-01.
In einer spezifischen Ausführungsform kann die Polycarbonatzusammensetzung eine Viskosität, gemessen bei einer Scherrate von etwa 0,1 s^–1 bei einer Temperatur von etwa 277°C (530°F) von etwa 8000 bis etwa 22000 P, vorzugsweise etwa 8500 bis etwa 21000 P, und noch bevorzugter etwa 9000 bis etwa 20000 P, gemäß ASTM D4440-01 aufweisen.
In einer anderen spezifischen Ausführungsform kann die Polycarbonatzusammensetzung eine Viskosität, gemessen bei einer Scherrate von etwa 0,1 s^–1 bei einer Temperatur von etwa 277°C (530°F) von etwa 22000 bis etwa 100000 P, vorzugsweise etwa 23000 bis etwa 90000 P, und noch bevorzugter etwa 24000 bis etwa 80000 P, gemäß ASTM D4440-01 aufweisen.
Auf eine ähnliche Weise weist die Polycarbonatzusammensetzung Schmelzflussraten auf, durch die ein streifenfreier mehrschichtiger Film erhalten wird. Der hierin verwendeten Ausdruck "Schmelzflussrate", der auf dem Fachgebiet auch als "Schmelzflussindex" oder "Schmelzindex" bezeichnet und durch "MFI" abgekürzt und auch als "Schmelzvolumenrate" bezeichnet und durch "MVR" abgekürzt wird, bezeichnet die Schmelzflussrate. Eine geeignete Schmelzflussrate (MVR) für die Polycarbonatzusammensetzung beträgt etwa 1 bis etwa 12 cm³/10 min, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 11 cm³/10 min, bevorzugter etwa 2,5 bis etwa 10,5 cm³/10 min, und noch bevorzugter etwa 3 bis etwa 10 cm³/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04.
In einer spezifischen Ausführungsform weist die Polycarbonatzusammensetzung eine Schmelzflussrate (MVR) von etwa 1 bis etwa 5 cm³/10 min, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 4,75 cm³/10 min, bevorzugter etwa 2,5 bis etwa 4,5 cm³/10 min, und noch bevorzugter etwa 3 bis etwa 4 cm³/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04 auf. In einer anderen spezifischen Ausführungsform weist die Polycarbonatzusammensetzung eine Schmelzflussrate (MVR) von etwa 5 bis etwa 12 cm³/10 min, vorzugsweise etwa 6 bis etwa 11 cm³/10 min, bevorzugter etwa 7 bis etwa 10,5 cm³/10 min, und noch bevorzugter etwa 8 bis etwa 10 cm³/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04 auf.
Die Polycarbonatzusammensetzungen zum Herstellen mehrschichtiger Filme können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, in einer Ausführungsform beispielsweise derart, dass ein pulverförmiges Polycarbonatharz und jegliche anderen Komponenten zunächst in einem Hochgeschwindigkeitsmischer (HENSCHEL-Mixer^®) gemischt werden. Gemäß einem anderen Verfahren mit niedriger Scherbelastung kann dieser Mischvorgang beispielsweise durch einen Handmischvorgang implementiert werden. Die Mischung wird dann über einen Trichter der Eintrittsöffnung eines Einzel- oder Doppelschnecken-Extruders zugeführt. Alternativ kann der Zusammensetzung eine oder mehrere Komponenten hinzugefügt werden, indem sie an der Eintrittsöffnung und/oder stromabwärtsseitig durch eine Seitenpresse direkt in den Extruder zugeführt werden. Derartige Zusatzstoffe können auch zu einer Grundmischung mit einem gewünschten Polymerharz zusammengesetzt und dem Extruder zugeführt werden. Die Zusatzstoffe können der Polycarbonatzusammensetzung hinzugefügt werden, um ein Konzentrat herzustellen, bevor dieses dem Endprodukt beigemischt wird. Der Extruder wird im Allgemeinen bei einer Temperatur betrieben, die höher ist als erforderlich, um zu veranlassen, dass die Zusammensetzung fließt, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 260°C bis etwa 343°C (etwa 500°F bis etwa 650°F). Das Extrudat wird sofort in einem Wasserbad abgeschreckt und pelletisiert. Die durch Schneiden des Extrudats hergestellten Pellets können nach Bedarf etwa 1/4 Zoll lang oder kürzer sein. Derartige Pellets können zum nachfolgenden Extrudieren, Gießen, Formen, Formgeben oder Ausbilden eines Films oder eines mehrschichtigen Films verwendet werden, der die Polycarbonatzusammensetzung aufweist.
Ein mehrschichtiger Film wird durch Koextrudieren einer Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff durch eine Extrusionsdüse zum Herstellen einer Schicht hergestellt. Die Schicht wird mit anderen Schichten in Kontakt gebracht, um ein mehrschichtiges Extrudat mit diskreten Schichten in der Düse herzustellen, so dass das mehrschichtige Extrudat als mehrschichtiger Film extrudiert wird.
Die mehrschichtigen Filme werden durch Extrudieren unter Verwendung eines Koextruders hergestellt, der aus zwei oder mehr Extrudierern und einer Koextrusionsdüse besteht. Die Düse kann eine Einkanal-Koextrusionsdüse, z. B. eine "Coathanger-Düse" sein, wobei jeder Extruder das Material einem Zufuhrblock zuführt, der die Ströme zu einem schichtförmigen Strom kombiniert, und der den schichtförmigen Strom einer Blende an der Rückseite der Einkanaldüse zuführt. Die Einka nal-Koextrusionsdüse spreizt den Strom, um die Düse auszufüllen und gibt das Extrudat gleichmäßig aus einer einstellbaren Blende aus (die hierin auch als "Düsenlippe" bezeichnet wird), die derart eingestellt wird, dass eine Dickensteuerung der von der Düse extrudierten mehrschichtigen Filme entlang der Strömungsrichtung ermöglicht wird.
Alternativ kann eine (nachstehend als "Mehrkanaldüse" bezeichnete) Mehrkanal-Koextrusionsdüse verwendet werden. Hierbei wird ein einzelner Extruder verwendet, um die einzelnen Schichten zu extrudieren, wobei das Ausgangsmaterial jedes Extruders in einen Strömungskanal der Mehrkanaldüse fließt. Durch jeden Strömungskanal wird eine einzelne Schicht des als Endprodukt hergestellten mehrschichtigen Films bereitgestellt. Beim Eintritt in die Düse erweitern sich die Strömungskanäle und flachen ab, um einen internen Strömungskanal mit einer Querschnittsbreite bereitzustellen, die der Breite der von der Düse extrudierten mehrschichtigen Filme entspricht, wobei eine interne Strömungskanalquerschnittshöhe der Dicke des herzustellenden mehrschichtigen Films proportional ist. Die Querschnittshöhe und -breite sind orthogonal zueinander, und die Querschnittshöhe und -breite sind zur Strömungsrichtung des Extrudats orthogonal. Die Breite ("w") einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse kann in Abhängigkeit vom herzustellenden Film wesentlich variieren. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Breite der Düse etwa 26 Zoll (etwa 91 Zentimeter) bis etwa 60 Zoll (etwa 152 Zentimeter) betragen, wobei ein von der Düse extrudierter mehrschichtiger Film etwa die gleiche Breite wie die Koextrusionsdüse haben würde. Die Querschnittshöhen der Strömungskanäle werden im Allgemeinen für die gewünschte Schichtdicke und den Extrudatdurchsatz basierend auf den Eigenschaften der zu extrudierenden Materialien ausgewählt. Die Querschnittshöhe der Strömungskanäle ist von der Anwen dung und dem gewünschten Durchsatz abhängig. Die Querschnittshöhe eines Strömungskanals in der Düse kann etwa 1 bis etwa 200 Mil (etwa 25 bis etwa 5080 μm) betragen.
Extruder und Koextrusionsdüsen, die zum Herstellen mehrschichtiger dünner Filme verwendet werden, die Polycarbonate enthalten, können bei einer Extrusionstemperatur von etwa 204 bis etwa 343°C (etwa 400 bis etwa 650°F), vorzugsweise etwa 218 bis etwa 329°C (425 bis etwa 625°F), und bevorzugter etwa 232 bis etwa 315°C (etwa 450 bis etwa 600°F) betrieben werden. Die Extrusionstemperatur und die Toleranz der Polycarbonatzusammensetzungen bezüglich Temperaturänderungen können durch Fachleute für eine optimale Leistungsfähigkeit für die Herstellung mehrschichtiger Filme bestimmt werden. Die Extruder arbeiten bei einer Scherrate von 150 s^–1 oder weniger, vorzugsweise 125 s^–1 weniger, und bevorzugter 100 s^–1 oder weniger. Im Extruder kann ein Vakuum erzeugt werden, um flüchtige Stoffe zu entfernen und einen mehrschichtigen Film bereitzustellen, in dem Defekte vermindert oder eliminiert sind, die durch eingeschlossene Gasblasen verursacht werden. Durch die Verwendung von Vakuum kann außerdem veranlasst werden, dass die Strömungskanäle vollständig ausgefüllt werden.
1 zeigt eine Querschnittansicht orthogonal zur Breite und normal zur Fließrichtung der Mehrkanal-Koextrusionsdüse, wobei die Düse gemäß einer Basiskonstruktion einer Ausführungsform einen ersten Strömungskanal 100, einen zweiten Strömungskanal 200, einen dritten Strömungskanal 300 und einen Kombinierbereich 400 aufweist. Jeder der Kanäle und der Kombinierbereich haben eine Querschnittshöhe und -breite, wobei die Querschnittshöhe und -breite jeweils senkrecht zur Fließrichtung durch die Strömungskanäle und den Kombinierbereich ausgerichtet ist, und die Querschnittshöhe und -breite orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
Die Breiten jedes der Strömungskanäle 100, 200 und 300 und des Kombinierbereichs 400 haben etwa die gleiche Abmessung.
In einer Ausführungsform hat die Mehrkanal-Koextrusionsdüse eine Querschnittshöhe für den ersten Strömungskanal 100 von etwa 40 bis etwa 80 Mil (etwa 1016 bis etwa 2032 μm), eine Querschnittshöhe für den zweiten Strömungskanal 200 von etwa 60 bis etwa 125 Mil (etwa 1524 bis etwa 3175 μm) und eine Querschnittshöhe für den dritten Strömungskanal 300 von etwa 35 bis etwa 65 Mil (etwa 889 bis etwa 1651 μm).
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Nehrkanal-Koextrusionsdüse Strömungskanäle 100, 200 und 300 zum Ausrichten und Ausbilden von Extrudaten, die durch die einzelnen Strömungskanäle fließen, in einzelne Schichten auf. Die Strömungskanäle, durch die das Extrudat fließt, vereinigen sich in einem Kombinierbereich 400 der Düse, in dem die Strömungskanäle in der breitesten Abmessung (d. h. Breite) des Strömungskanals (nicht dargestellt) parallel zueinander angeordnet sind. Der Strömungskanal 100 tritt an der Stelle 410 unter einem Winkel bezüglich des Strömungskanals 200 in den Kombinierbereich 400 ein; der Strömungskanal 300 tritt an der Stelle 410 unter einem Winkel bezüglich des Strömungskanals 200 in den Kombinierbereich 400 ein, und der Strömungskanal 200 tritt an der Stelle 410 an einem Punkt zwischen den Strömungskanälen 100 und 300 in den Kombinierbereich 400 ein. Die von jedem der Strömungskanäle austretenden extrudierten Schichten kommen mit einer (mehreren) benachbarten Schicht(en) in Kontakt, die von einem benachbarten Strömungskanal (Strömungskanälen) extrudiert werden, um ein mehrschichtiges Extrudat im Kombinierbereich 400 zu bilden. Der Kombinierbereich 400 verengt sich, wodurch eine Düsenlippe 420 gebildet wird. Die Querschnittshöhe der Düsenlippe 420 ist einstellbar, wobei die Querschnittshöhe sich senkrecht zur Fließrichtung und zur Breite der Düse er streckt. Das mehrschichtige Extrudat fließt durch den Kombinierbereich 400 und durch die Düsenlippe 420, um einen mehrschichtigen Film herzustellen. Die Düsenlippe 420 ist einstellbar, um die gewünschten Eigenschaften der Dicke, der Extrusionsrate und der Filmqualität des derart extrudierten mehrschichtigen Films zu erhalten.
Der durch Koextrusion der Polycarbonatzusammensetzung hergestellte mehrschichtige Film kann eine Gesamtdicke von etwa 1 bis etwa 1000 Mil (etwa 25 bis etwa 25400 μm), vorzugsweise etwa 5 bis etwa 750 Mil (etwa 125 bis etwa 19050 μm) und bevorzugter etwa 10 bis etwa 200 Mil (etwa 250 bis etwa 5080 μm) aufweisen.
In einer Ausführungsform treten Polycarbonatzusammensetzungen an stromaufwärtsseitigen Enden (z. B. an den Stellen 110, 210 und 310 in 1) in die Strömungskanäle ein und fließen mit einer Durchflussrate von 1 bis 200 kg/h, vorzugsweise 10 bis 100 kg/h, und bevorzugter 20 bis 90 kg/h, durch die jeweiligen Strömungskanäle. Die Durchflussraten und die Toleranz der Polycarbonatzusammensetzungen bezüglich Änderungen der Durchflussrate können für eine optimale Leistungsfähigkeit für die Herstellung mehrschichtiger Filme durch Fachleute bestimmt werden. Die extrudierten Zusammensetzungen treten als diskrete Schichten aus den Strömungskanälen aus, die mit einer benachbarten Schicht (benachbarten Schichten) im Kombinierbereich 400 in Kontakt stehen, wobei die miteinander in Kontakt stehenden Schichten sich im Wesentlichen nicht vermischen. Der hierin verwendete Ausdruck "sich im Wesentlichen nicht vermischen" bedeutet, dass mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95%, und bevorzugter mindestens 99% der Dicke jeder Schicht keinen Mischbereich mit einer benachbarten Schicht bilden. Durch die Querschnittshöhe des Kombinierbereichs wird eine Dickensteuerung für das koextrudierte mehrschichtige Extrudat bereit gestellt, wenn es von der Düsenlippe 410 extrudiert wird, um den mehrschichtigen Film zu bilden. Die Schichten bleiben während und nach der Extrusion von der Düsenlippe 410 innerhalb des mehrschichtigen Films diskret und vermischen sich im Wesentlichen nicht.
Es hat sich gezeigt, dass ein extrudierter dünner mehrschichtiger Film, der eine Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff aufweist, parallele Liniendefekte ("Streifen") aufweisen kann, die sich in der Fließrichtung des extrudierten mehrschichtigen Films erstrecken. Die Streifen können über die Filmbreite zufällig beabstandet sein (d. h. über die größere Abmessung des Films, die orthogonal zur Extrusionsrichtung ausgerichtet ist und der vorstehend erwähnten Breite w entspricht), und ihre Intensität kann zufällig sein. Ohne sich auf eine Theorie zu stützen, wird vermutet, dass die Streifen in der extrudierten Schicht mindestens teilweise auftreten können, wenn ein Teil des optischen Füllstoffs im Bereich der Streifen ausgerichtet ist. Eine derartige "Ausrichtung" kann auftreten, wenn eine reflektierende oder lichtbrechende Fläche eines Partikels des optischen Füllstoffs mit der Oberfläche des mehrschichtigen Films ausgerichtet ist. Die Partikel, die derart in einem Bereich des mehrschichtigen Films ausgerichtet sind, der sich parallel zur Extrusionsrichtung erstreckt, können dadurch als Streifen erscheinen. Die Streifen können auch dann im extrudierten mehrschichtigen Film auftreten, wenn die Konzentration eines optischen Effektfüllstoffs in einem Bereich des mehrschichtigen Films, der sich parallel zur Extrusionsrichtung erstreckt, höher ist als in einem benachbarten parallelen Bereich. Benachbarte Bereiche mit hohen und niedrigen Ausrichtungsgraden des optischen Effektfüllstoffs und/oder hohen und niedrigen Füllstoffkonzentrationen können daher als Streifen sichtbar sein. Wenn der optische Effektfüllstoff nicht ausgerichtet ist, kann er als zufällig oder statistisch betrachtet werden. Das Erscheinungsbild eines mehrschichtigen Films kann durch Vergleichen des optischen Erscheinungsbildes des mehrschichtigen Films mit einem Original-Standard mit einem geeigneten Erscheinungsbild qualitativ beurteilt werden. Der Vergleich kann durch das bloße Auge unter einem Satz von Lampen, die für eine optimale Beobachtung ausgewählt werden, wobei die optimalen Beleuchtungsbedingungen für die Farbe und/oder den Füllstoffanteil des mehrschichtigen Films ausgewählt werden, und eines geeigneten Abstands zwischen dem Betrachter und dem Film, typischerweise etwa 30 bis etwa 150 cm, ausgeführt werden. Dadurch kann bestimmt werden, ob Streifen vorhanden sind oder nicht.
Streifen in einem mehrschichtigen Film können auch unter Verwendung von Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) erfasst werden, wobei mehrere TEM-Bilder verschiedener Bereichs eines mehrschichtigen Films miteinander verglichen werden können, um die Änderung der Partikelverteilung und/oder der Partikelzahl in einem mehrschichtigen Film mit einem optischen Effektfüllstoff zu bestimmen. Das im TEM-Bild erscheinende Verteilungsmuster der optischen Effektfüllstoffpartikel kann zum Unterscheiden eines Streifenabschnitts von einem streifenfreien Abschnitt geeignet sein, und kann dazu geeignet sein, zu bestimmen, ob der Füllstoff ausgerichtet oder zufällig verteilt ist, wodurch die Anwesenheit bzw. Abwesenheit von Streifen angezeigt wird.
Es hat sich unerwartet gezeigt, dass durch Erhöhen der Scherbelastung während der Koextrusion, d. h. der normal zur Fließrichtung in der Koextrusionsdüse ausgeübten Scherkraft, für eine Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff eine streifenfreie Schicht insbesondere dann erzeugt wird, wenn der optische Effektfüllstoff ein plätt chenförmiger Füllstoff ist. Durch Erhöhen der Scherbelastung der Polycarbonatzusammensetzung während der Extrusion durch einen Strömungskanal auf einen Wert, der größer ist als ein Minimalwert, unterhalb dem Streifenbildung beobachtbar ist, wird eine streifenfreie Schicht erhalten. Die Scherbelastung kann durch die Viskosität, Strömungskanalabmessungen, die Durchflussrate und die Düsentemperatur gesteuert werden, so dass diese Parameter derart ausgewählt werden können, dass die Scherbelastung größer ist als der minimale Beobachtungswert.
Die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff wird daher während des Koextrusionsprozesses einer Scherbelastung ausgesetzt, die ausreichend ist, um eine streifenfreie Schicht im mehrschichtigen Film zu erhalten. In einer Ausführungsform beträgt eine auf die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff im Strömungskanal ausgeübte geeignete Scherbelastung mindestens 27 kPa. In einer anderen Ausführungsform beträgt eine auf die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff im Strömungskanal ausgeübte geeignete Scherbelastung mindestens 30 kPa. In einer anderen Ausführungsform beträgt eine auf die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff im Strömungskanal ausgeübte geeignete Scherbelastung mindestens 35 kPa. In einer weiteren Ausführungsform beträgt eine auf die Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff im Strömungskanal ausgeübte geeignete Scherbelastung mindestens 40 kPa. Die Scherbelastungen werden im Strömungskanal vor der Vereinigung der Strömungskanäle am Kombinierbereich der Mehrschicht-Koextrusionsdüse stromaufwärtsseitig vom Kombinierbereich bezüglich der Fließrichtung bestimmt. Die derart extrudierte Schicht ist streifenfrei. Ein mehrschichtiger Film mit einer streifenfreien Schicht kann selbst streifen frei sein, wenn alle anderen Schichten des mehrschichtigen Films ebenfalls streifenfrei sind.
Die während des Extrusionsprozesses in einem Strömungskanal bestimmte Scherbelastung wird durch das Molekulargewicht (Mw) der Polycarbonate in der Polycarbonatzusammensetzung beeinflusst, wobei die Scherbelastung mit zunehmendem Molekulargewicht zunimmt. Außerdem wird die Scherbelastung in einem Strömungskanal durch die Viskosität der extrudierten Polycarbonatzusammensetzung beeinflusst. Geeignete Viskositäten können basierend darauf ausgewählt oder eingestellt werden, ob ein mit Streifen versehener oder ein streifenfreier Film erhalten wird. Eine geeignete Viskosität ist durch die Beobachtung beschränkt, dass durch eine zu niedrige Viskosität veranlasst werden kann, dass die Scherbelastung abnimmt, so dass Streifen im Film erzeugt werden. Außerdem kann durch eine zu hohe Viskosität der Durchfluss im Strömungskanal vermindert werden, so dass ein für Herstellungszwecke ungeeigneter Durchsatz erhalten wird.
Ähnlicherweise kann die Schmelzflussrate (MVR) einer Polycarbonatzusammensetzung beeinflussen, ob ein mit Streifen versehener oder ein streifenfreier Film erhalten wird. Eine geeignete Schmelzflussrate (MVR) ist durch die Beobachtung eingeschränkt, dass durch eine zu hohe Schmelzflussrate (MVR) während des Extrusionsprozesses eine Abnahme der Scherbelastung im Strömungskanal verursacht wird, wodurch Streifenbildung im Film verursacht wird. Eine zu niedrige Schmelzflussrate (MVR) kann den Durchfluss im Strömungskanal vermindern und einen für Herstellungszwecke ungeeigneten niedrigen Durchsatz verursachen.
Eine Polycarbonatzusammensetzung mit einer zum Herstellen eines streifenfreien mehrschichtigen Films geeigneten Schmelzflussrate (MVR) wird gemäß der Querschnittshöhe der Strömungskanäle der verwendeten Mehrkanaldüse ausgewählt.
Daher wird durch die Kombination aus einer Polycarbonatzusammensetzung mit einer geeigneten Schmelzflussrate (MVR) in einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse mit geeigneten Strömungskanalabmessungen, und einer geeigneten Durchflussrate und Extrusionstemperatur ein streifenfreier mehrschichtiger Film erhalten. Auf diese Weise können Polycarbonatzusammensetzungen sowohl mit hoher als auch mit niedriger Schmelzflussrate (MVR) mit Mehrkanal-Koextrusionsdüsen verwendet werden. Hierin bezeichnen der Ausdruck "niedrige Schmelzflussrate" für die Polycrabonatzusammensetzung eine Schmelzflussrate von höchstens 5 cm³/10 min und "hohe Schmelzflussrate" eine Schmelzflussrate von mindestens 5 cm³/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein streifenfreier mehrschichtiger Film unter Verwendung einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse (vergl. 1) und unter Verwendung einer Polycarbonatzusammensetzung mit einer niedrigen Schmelzflussrate (MVR) koextrudiert werden, wobei der erste Strömungskanal 100 eine Querschnittshöhe von etwa 40 bis etwa 80 Mil (etwa 1016 bis etwa 2032 μm), der zweite Strömungskanal 200 eine Querschnittshöhe von etwa 115 bis etwa 125 Mil (etwa 2921 bis etwa 3175 μm) und der dritte Strömungskanal 300 eine Querschnittshöhe von etwa 55 bis etwa 65 Mil (etwa 1397 bis etwa 1651 μm) aufweisen. In einer spezifischen Ausführungsform weist eine geeignete Polycarbonatzusammensetzung mit einer niedrigen Schmelzflussrate eine Schmelzflussrate von etwa 2,5 bis etwa 4,5 cm³/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM S1238-04 auf.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein streifenfreier mehrschichtiger Film unter Verwendung einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse (vergl. 1) und unter Verwendung einer Polycarbonatzusammensetzung mit einer hohen Schmelzflussrate (MVR) koextrudiert werden, wobei der erste Strömungskanal 100 eine Querschnittshöhe von etwa 40 bis etwa 80 Mil (etwa 1016 bis etwa 2032 μm), der zweite Strömungskanal 200 eine Querschnittshöhe von etwa 60 bis etwa 80 Mil (etwa 1524 bis etwa 2032 μm) und der dritte Strömungskanal 300 eine Querschnittshöhe von etwa 35 bis etwa 50 Mil (etwa 889 bis etwa 1270 μm) aufweisen. In einer spezifischen Ausführungsform weist eine geeignete Polycarbonatzusammensetzung mit einer hohen Schmelzflussrate eine Schmelzflussrate von etwa 7 bis etwa 11 cm³/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM S1238-04 auf.
Es ist ein Verfahren zum Extrudieren eines streifenfreien mehrschichtigen Films unter Verwendung von Polycarbonatzusammensetzungen mit niedriger Viskosität/hoher Schmelzflussrate erwünscht. Polycarbonatzusammensetzungen mit niedriger Viskosität/hoher Schmelzflussrate können bei niedrigeren Temperaturen geeigneterweise einen besseren Schmelzfluss und bessere Filmherstellungseigenschaften aufweisen. Die Schmelzflussrate von Polycarbonatharzen, die zum Herstellen von Polycarbonatzusammensetzungen verwendet werden, die für eine Extrusion in vorhandenen Düsen geeignet sind, kann jedoch, wenn Zusatzstoffe, z. B. optische Effektfüllstoffe und/oder Farbstoffe, beigemischt werden, in einem erheblichen Maß von beispielsweise etwa 3 bis etwa 4 cm³/10 min oberhalb der Schmelzflussrate der Polycarbonatharzkomponente zunehmen. Dadurch können wiederum Einschränkungen hinsichtlich der geeigneten Schmelzflussrate für die Polycarbonatharzkomponenten verursacht werden, so dass Polycarbonatharze mit einer niedrigeren Schmelzflussrate erforderlich sind, die schwieriger schmelzbar, in geringerem Maße fließfähig und extrudierbar und daher zur Verwendung und Mischung weniger erwünscht sind. Für einen Koextrusionsprozess, durch den vorteilhaft eine geeignete hohe minimale Scherbelastung bereitgestellt wird, können Polycarbonatharze mit niedriger Viskosität/hoher Schmelzflussrate jedoch geeignet sein, so dass Polycarbonatzusammensetzungen mit größeren Freiheiten hinsichtlich der Mischung und der Zusammensetzung bereitgestellt werden können. Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal haben Polycarbonatzusammensetzungen mit niedriger Viskosität/hoher Schmelzflussrate niedrigere Schmelztemperaturen als Polycarbonatzusammensetzungen mit hoher Viskosität/niedriger Schmelzflussrate, und ermöglichen daher geeignet einen höheren Durchsatz in einer Fertigungsstraße, so dass mehrschichtige Filme wirtschaftlicher herstellbar sind.
In einer spezifischen Ausführungsform wird ein streifenfreier mehrschichtiger Film durch Koextrusion einer ersten Schicht, die eine erste Polycarbonatzusammensetzung aufweist, mit einer zweiten Schicht hergestellt, die eine zweite Polycarbonatzusammensetzung aufweist, wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung ein Polycarbonat und einen optischen Effektfüllstoff enthält, und wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung einer Scherbelastung ausgesetzt wird, die größer ist als ein zum Herstellen eines streifenfreien mehrschichtigen Films erforderlicher Minimalwert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine dritte Polycarbonatzusammensetzung mit der ersten und der zweiten Schicht koextrudiert, um einen mehrschichtigen Film herzustellen, wobei die erste Schicht auf der zweiten Schicht und die dritte Schicht auf der zweiten Schicht auf einer der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Der hierin verwendete Ausdruck "angeordnet" bedeutet, dass die entsprechende Schicht mit der benachbarten Schicht mindestens teilweise in Kontakt steht. Der mehrschichtige Film wird von einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse extrudiert und anschließend gekühlt, woraufhin der Film zum Lagern oder für eine Weiter verarbeitung auf eine Rolle aufgewickelt wird. Ein derart hergestellter mehrschichtiger Film ist streifenfrei.
Gemäß einer anderen spezifischen Ausführungsform wird eine Mehrkanal-Koextrusionsdüse zum Herstellen eines mehrschichtigen Films verwendet. Die Mehrkanal-Koextrusionsdüse weist einen ersten Strömungskanal, einen zweiten Strömungskanal und einen dritten Strömungskanal auf, wobei eine erste Polycarbonatzusammensetzung mit einer verwitterungs- oder wetterbeständigen Zusammensetzung durch den ersten Strömungskanal extrudiert wird, eine zweite Polycarbonatzusammensetzung durch den zweiten Strömungskanal koextrudiert wird und eine dritte Polycarbonatzusammensetzung durch den dritten Strömungskanal extrudiert wird. Die zweite und/oder die dritte Polycarbonatzusammensetzung weist (weisen) ferner einen optischen Effektfüllstoff auf. Die zweite und die dritte Polycarbonatzusammensetzung können die gleiche oder verschiedene Polycarbonatzusammensetzungen aufweisen. Wenn die zweite Polycarbonatzusammensetzung einen optischen Effektfüllstoff aufweist, ist die Scherbelastung im zweiten Strömungskanal ausreichend, um einen streifenfreien mehrschichtigen Film herzustellen. Wenn die dritte Polycarbonatzusammensetzung ebenfalls einen optischen Effektfüllstoff aufweist, ist die Scherbelastung im dritten Strömungskanal ausreichend, um einen streifenfreien mehrschichtigen Film herzustellen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine weitere Schicht mit der ersten, der zweiten und der dritten Schicht koextrudiert werden. Der mehrschichtige Film wird von der Mehrkanal-Koextrusionsdüse extrudiert und anschließend gekühlt, woraufhin der Film zum Lagern oder für eine Weiterverarbeitung auf eine Rolle aufgewickelt wird. Ein durch dieses Verfahren hergestellter mehrschichtiger Film ist streifenfrei.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform weist ein Verfahren zum Verwenden einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse zum Extrudieren streifenfreier mehrschichtiger Filme die Schritte auf: Erzeugen einer Strömung einer Polycarbonatzusammensetzung, die Polycarbonat und einen optischen Effektfüllstoff aufweist, durch eine Mehrkanal-Koextrusionsdüse, die einen ersten Strömungskanal, einen zweiten Strömungskanal und einen dritten Strömungskanal aufweist, wobei die Polycarbonatzusammensetzung mit dem optischen Effektfüllstoff durch den zweiten und/oder den dritten Strömungskanal fließt, wobei die während des Extrusionsprozesses im zweiten und im dritten Strömungskanal erhaltenen Scherbelastungen jeweils ausreichend sind, um einen streifenfreien mehrschichtigen Film zu herzustellen. In einer spezifischen Ausführungsform werden im zweiten und im dritten Strömungskanal verschiedene Polycarbonatzusammensetzungen verwendet.
2 zeigt eine exemplarische Ausführungsform eines derart erhaltenen mehrschichtigen Films. 2 zeigt einen mehrschichtigen Film 401 mit einer wetterbeständigen Schicht 101 mit einer Polyester-Polycarbonatzusammensetzung und einer Schicht 201 mit einer Polycarbonatzusammensetzung mit einem darin dispergierten optischen Effektfüllstoff. Die Schicht 201 ist streifenfrei. Gegebenenfalls können weitere Schichten vorhanden sein, einschließlich einer Substratschicht, wobei durch eine Kombination dieser Schichten ein vollständiger Artikel erhalten werden kann, der zusätzlich in eine Form geformt werden kann. Auf beide Seiten des mehrschichtigen Films können eine Schutzschicht und/oder eine Klebstoffschicht aufgebracht werden, um den Film während der Verarbeitung zu schützen und eine Klebefläche zum Verbinden des mehrschichtigen Films mit einem Substrat bereitzustellen. Die zusätzlichen Schichten können durch Extrusion (z. B. Koextrusion), Laminieren, Kalandrieren, Walzen oder ein geeignetes anderes Verfahren aufgebracht werden.
3 zeigt eine andere exemplarische Ausführungsform eines derart erhaltenen mehrschichtigen Films. 3 zeigt einen mehrschichtigen Film 402 mit einer wetterbeständigen Schicht 102 mit einer Polyester-Polycarbonatzusammensetzung, einer Schicht 202 mit einer Polycarbonatzusammensetzung und einer Schicht 302 mit einer Polycarbonatzusammensetzung. Die Polycarbonatzusammensetzung der Schicht 202 und/oder der Schicht 302 weist einen optischen Effektfüllstoff auf, und die Schichten 202 und 302 können gleich oder verschieden sein. Gegebenenfalls können weitere Schichten vorhanden sein. Beispielsweise kann eine zusätzliche Schicht vorhanden sein, die die Polycarbonatzusammensetzung oder eine andere geeignete Zusammensetzung enthält. Gemäß einer Ausführungsform kann optional eine Klebstoffschicht auf die freiliegende Fläche der Schicht 302 aufgebracht werden, um eine Oberfläche für eine Verbindung mit einem Substrat bereitzustellen. Außerdem kann eine Schutzschicht mit der der Klebstoffschicht gegenüberliegenden Polycarbonatschicht und/oder mit der Klebstoffschicht in Kontakt gebracht werden.
Der mehrschichtige Film kann durch Laminieren, Kalandrieren, Walzen oder ein geeignetes anderes Aufbringungsverfahren mit der Oberfläche eines Substratmaterials in Kontakt gebracht werden. Der mehrschichtige Film kann in diesem Prozess auf die Oberfläche des Substrats geklebt werden, wobei die der Schicht aus der wetterbeständigen Polycarbonatzusammensetzung gegenüberliegende Oberfläche des mehrschichtigen Films mit dem Substrat in Kontakt gebracht wird. Der mehrschichtige Film kann direkt am Substrat angeklebt werden oder über eine Zwischenschicht, die eine Klebstoffzusammensetzung enthält. Das erhaltene oberflächenbehandelte Lagenmaterial kann durch ein geeignetes Formungsverfahren, z. B. Dickschichtformen (Thick Sheet Forming, TSF), geformt werden, um einen Artikel herzustellen. Andere geeignete Kontaktierungsverfahren sind Thermoformen mit einem anschließenden In-Mold-Decorating-(IMD)Prozess, wobei der mehrschichtige Film in eine geeignete Form thermogeformt, in einer Form angeordnet und dann mit dem hinterlegten Substrat geformt oder gegossen wird.
Herstellbare Artikel, die die durch das vorstehende Verfahren hergestellten mehrschichtigen Filme aufweisen, sind beispielsweise Artikel für: Außen- und Innenkomponenten für Flugzeuge, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Militärfahrzeuge (z. B. Personenkraftwagen, Flugzeuge, Wasserfahrzeuge), Motorroller und Motorräder, z. B. Platten, Seitenteile, Einstiegsleisten, vertikale Platten, horizontale Platten, Verkleidungen, Kotflügel, Türen, Kofferraumdeckel, Heckdeckel, Hauben, Motorhauben, Stoßfänger, Armaturenbretter, Kühlergrills, Spiegelgehäuse, Säulenverkleidungen, Plattierungen, Karosserieseitenformteile, Radabdeckungen, Nabenabdeckungen, Türgriffe, Spoiler, Fensterrahmen, Scheinwerfereinfassungen, Frontscheinwerfer, Hecklichter, Hecklichtgehäuse, Hecklichteinfassungen, Nummernschildumrahmungen, Dachträger und Trittbretter; Abdeckungen, Gehäuse, Platten oder Wände und Teile für Outdoor-Fahrzeuge und Vorrichtungen; Abdeckungen für elektrische und Telekommunikationsgeräte; Außenraummöbel; Flugzeugkomponenten; Boots- und Marineausrüstung, z. B. Verkleidungen, Abdeckungen und Gehäuse; Außenboardmotorgehäuse; Echolotgehäuse, persönliche Wassersportgeräte; Jet-Skis; Swimming-Pools; Mineral- oder Thermalbäder; Whirlpools; Stufen; Stufenabdeckungen; Gebäude- und Konstruktionsanwendungen, wie beispielsweise Glasfenster, Dächer, Fenster, Böden, dekoratives Fenstermobiliar oder -behandlungen; behandelte Glasabdeckungen für Bilder, Gemälde, Poster und ähnliche Display-Einrichtungen; Wand platten und Türen; Thekenoberflächen; geschützte Grafiken; Außen- und Innenraumschilder; Abdeckungen, Gehäuse, Platten und Teile für Geldautomaten (ATM); Abdeckungen, Gehäuse, Platten und Teile für Rasen- und Gartentraktoren, Rasenmäher und Werkzeuge, wie beispielsweise Mäh- und Gartenwerkzeuge; Fenster- und Türverkleidungen; Sportausrüstung und Spielsachen; Abdeckungen, Gehäuse, Platten und Teile für Schneemobile; Platten und Komponenten für Freizeitfahrzeuge; Ausrüstungsgegenstände für Spielplätze; Schnürsenkel; aus Kunststoff-Holz-Kombinationen hergestellte Artikel; Golfplatzmarkierungen; Abdeckungen für Versorgungsgruben; Computergehäuse; Desktop-Computergehäuse; Gehäuse für tragbare Ccomputer; Druckergehäuse, Tastaturen; Fax-Maschinengehäuse; Kopierergehäuse; Telefongehäuse; Telefoneinfassungen oder -rahmen; Mobiltelefongehäuse; Funksendergehäuse; Funkempfängergehäuse; Lampenbefestigungen; Leuchtmittel; Gehäuse für Netzwerkschnittstellengeräte; Transformatorgehäuse; Klimaanlagengehäuse; Überzüge oder Sitze für öffentlichen Transport; Überzüge oder Sitze für Züge, Untergrundbahnen oder Busse, Messgerätgehäuse; Antennengehäuse; Verkleidungen für Satellitenantennen; beschichtete Helme und persönliche Schutzausrüstung; beschichtete synthetische und natürliche Textilien; beschichtete fotografische Filme und Fotodrucke; beschichtete bemalte oder lackierte Artikel; beschichtete gefärbte Artikel; beschichtete fluoreszierende Artikel, beschichtete geschäumte Artikel; und ähnliche Anwendungen. Durch die Erfindung werden ferner weitere Fertigungsprozesse für einen Artikel ermöglicht, z. B. Formgebung, In-Mold-Decoration (IMD), Brennen in einem Farbofen, Laminieren und/oder Thermoformen.
Die vorstehenden Eigenschaften werden durch die folgenden nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert.
Beispiele und Vergleichsbeispiele mehrschichtiger Filme wurden durch Koextrusion von Polycarbonatzusammensetzungen unter Verwendung entweder einer Einkanal-Koextrusionsdüse oder einer Dreikanal-Koextrusionsdüse hergestellt. Die unter Verwendung der Einkanal-Koektrusionsdüse hergestellten mehrschichtigen Filme wurden jeweils mit einer oberen Schicht aus einer wetterbeständigen Zusammensetzung hergestellt, die frei von weiteren Farb- und Füllstoffen war. Die unter Verwendung der Mehrkanal-Koextrusionsdüse hergestellten mehrschichtigen Filme wurden mit drei koextrudierten Schichten hergestellt, d. h. mit einer oberen Schicht mit wetterbeständigen Eigenschaften und einer mittleren und einer unteren Schicht, die jeweils eine Polycarbonatzusammensetzung enthielten.

Eine zum Herstellen der oberen Schicht verwendete wetterbeständige Zusammensetzung wurde unter Verwendung von Poly(isophthalat-terephthalat-resorcinol)-bisphenol-A-Polycarbonat-Copolymer (auch als "ITR-PC" bezeichnet) mit einem Molekulargewicht von 20000 oder 24500, bestimmt unter Verwendung von Gel-Permeationschromatographie (GPC) unter Verwendung einer vernetzten Styrol-Divinyl-Benzolsäule, einer Probenkonzentration von etwa 1 mg/ml und Polycarbonatstandards hergestellt. Insofern dies nicht anders erwähnt ist, werden die hierin dargestellten GPC-Werte jeweils gemäß dem vorstehenden Verfahren bestimmt. Die zum Herstellen der mittleren Schicht verwendete Polycarbonatzusammensetzung wurde hergestellt unter Verwendung von Bisphenol-A-Polycarbonat (auch als "BPA-PC") mit einem Molekulargewicht von 30000 oder 35000, bestimmt durch das GPC-Verfahren. Die zum Herstellen der unteren Schicht der mehrschichtigen Filme, die unter Verwendung der Mehrkanal-Koextrusionsdüse hergestellt wurden, verwendeten Polycarbonatzusammensetzungen wurden hergestellt unter Verwendung von BPA-PC (Molekularge wicht von etwa 35000, bestimmt durch das GPC-Verfahren unter Verwendung der vorstehenden Bedingungen) oder einer Kombination mit 75 Gewichtsteilen BPA-PC und 25 Gewichtsteilen Bisphenol-A-Polycarbonat-Poly(phthalatcarbonat) (auch als "PC-PPC" bezeichnet) mit einem Molekulargewicht von 28000 bis 40000 g/Mol, bestimmt durch das GPC-Verfahren unter Verwendung der vorstehenden Bedingungen. Die in der unteren und/oder mittleren Schicht verwendeten Polycarbonatzusammensetzungen wurden unter Verwendung eines Farbstoffs oder eines optischen Effektfüllstoffs ohne Farbstoff gefärbt. Für die gefärbte Zusammensetzung wurde eine Kombination aus Farbstoffen und/oder Pigmenten gemischt, um eine als "Onyxgrün" bezeichnete grüne Farbe zu erhalten. Der optische Effektfüllstoff für die grüne Polycarbonatzusammensetzung war plättchenförmiger Mica-Füllstoff mit einer ungefähren mittleren Partikelgröße von 25 und 50 μm. Für Silbermischungen wurden flockenförmige Füllstoffe mit behandelten oder unbehandelten Aluminiumflocken mit einer mittleren Partikelgröße von 15 μm (behandelte Flocken) und 18 μm (unbehandelte Flocken) verwendet. Außerdem sind in den Polycarbonatzusammensetzungen thermische Stabilisatoren vorhanden. Die zum Herstellen der Beispiele und Vergleichsbeispiele der mehrschichtigen Filme verwendeten Materialien sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1⁺

Material	Beschreibung	Quelle
ITR-PC	Isophthalat-Terephthalat-Resorcinol-Polyester-Bisphenol-A-Polycarbonat 25 Mol-% Esteranteil; Mw = 20 K, 24,5 K, 35 K	GE Plastics
BPA-PC	Bisphenol-A-Polycarbonat; Mw = 30 K oder 35 K	GE Plastics
PC-PPC	Isophthalat-Terephthalat-Bisphenol-A-Polyester-Bisphenol-A-Polycarbonat-Copolymer 80 Mol% Esteranteil; Mw = 28–40 K	GE Plastics
Pigment	Pigmentkombination in Gewichtsteilen (pbw) 19,38 pbw Pigment Black 7 19,80 pbw Pigment Blue 60 4,24 pbw Disperse Violet 13 56,58 pbw Solvent Blue 101	-
Mica – A	Afflair^® 9507 Scarab Mica Pigment, mittlerer Partikeldurchmesser ca. 25 μm	EM Industries
Mica – B	Afflair^® 153 Pearl Mica Pigment, mittlerer Partikeldurchmesser ca. 50 μm	EM Industries
Al-Flocken A	Variochrom^® K1000, silikonbeschichtete Aluminium-flocken, mittlerer Partikeldurchmesser ca. 15 μm	BASF
Al-Flocken B	Siberline^® 950-20-C, mittlerer Partikeldurchmesser ca. 18 μm	BASF
Stabilisator 1	Weston^TM DPDP	Crompton Corp.
Stabilisator 2	Sandostab^TM P-EPQ	Clariant Corp.
Stabilisator 3	Doverphos^TM S9228	Dover Chemical Co.

⁺ Molekulargewicht ist in Tabelle 1 in jeweils tausend AMU (K) dargestellt

Die für die obere, mittlere und untere Schicht der mehrschichtigen Filme jeweils verwendeten Polycarbonatzusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.
Die Polycarbonatzusammensetzungen sind durch die Buchstaben A–K bezeichnet, und die Mischung jeder einzelnen Polycarbonatzusammensetzung wird als relative Menge jeder Komponente in Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polycarbonat-Polymers in der Zusammensetzung bereitgestellt.

Die mechanischen Eigenschaften der Polycarbonatzusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle 3 dargestellt. Viskositäten wurden bei einer Scherrate von 0,1 s^–1 und einer Temperatur von 277°C (530°F) unter Verwendung eines Parallelplattenrheometers gemäß ASTM D4440-01 bestimmt. Die Schmelzflussraten (MVR) wurden gemäß dem in ASTM D1238-04 beschriebenen Verfahren bestimmt. Tabelle 3

Material	Materialfarbe	PC Mw (AMU)	Viskosität bei 0,1 s^–1, 277°C (P)	MVR (cm³/10 min bei 300°C, 1,2 kg)	Optischer Effektfüllstoff? (Ja/Nein)
A	Klar	20000	13100	8–10	Nein
B	Klar	24500	23000	3–4	Nein
C	Klar	24500	14000	3–4	Nein
D	Klar	24500	25500	3–4	Nein
E	Grün	30000	14000	8–10	Ja
F	Grün	35000	24000	3–4	Ja
G	Grün	35000	39000	3–4	Ja
H	Silber	30000	14400	8–10	Ja
I	Silber	35000	35000	3–4	Ja
J	Silber	30000	9200	8–10	Ja
K	Silber	35000	20600	3–4	Ja

Die Polycarbonatzusammensetzungen A bis K wurden mit einem Viskositätsbereich zur Verwendung als Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellt. Beispiele mehrschichtiger Filme wurden unter Verwendung der nachstehend beschriebenen Koextrusionsverfahren hergestellt.

Die mehrschichtigen Filme in den Beispielen wurden hergestellt durch Koextrusion unter Verwendung entweder: einer Koextrusionsstraße mit einer Einkanal-Koextrusionsdüse ("Coathanger"-Design) mit einer Düsenlippenöffnung von 40 Mil (1000 μm) mit einem Hauptextruder (Farbschicht) mit einer 3,5 Zoll-(8,9 cm)Schnecke, die mit einer Zufuhrrate von 36 bis 54 kg/h betrieben wird, und einem Nebenextruder (wetter beständige Schicht) mit einer 2,5 Zoll-(6,35 cm)Schnecke, die mit einer Zufuhrrate von 118 bis 164 kg/h betrieben wird, wobei das Material beider Extruder einem Einkanal-Zufuhrblock zugeführt wird, der das Material einer Einkanaldüse zuführt; oder einer Koextrusionsstraße mit einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse mit der in 2 dargestellten Konfiguration, einer Lippenöffnung von 40 Mil (1000 μm) mit einem Nebenextruder mit einer 2 Zoll-(5,1 cm)Schnecke, die mit einer Zufuhrrate von 30 kg/h betrieben wird und das Material dem Strömungskanal 100 zuführt, einem Hauptextruder mit einer 2 Zoll (5,1 cm) Schnecke, die mit einer Zufuhrrate von 90 kg/h betrieben wird und das Material dem Strömungskanal 200 zuführt, und einem Nebenextruder mit einer 2 Zoll-(5,1 cm)Schnecke, die mit einer Zufuhrrate von 30 kg/h betrieben wird und das Material dem Strömungskanal 300 zuführt. Die Querschnittshöhen der Strömungskanäle 100, 200 und 300 (vergl. 2) der Mehrkanal-Koextrusionsdüse sind an der nachstehenden Tabelle 4 dargestellt. Außerdem sind der Extruder-Durchsatz (Durchflussrate) für jeden Strömungskanal und die entsprechende Schicht im Extrusionsprozess dargestellt. Tabelle 4

Strömungskanalposition für Mehrkanal-Koextrusionsdüse (vergl. Figur 1)	Polymer in der Zusammensetzung	Strömungskanalabmessungen (Kontrolle)	Durchsatz des Mehrkanalextruders (kg/h)
100 (Oben)	ITR-PC	75 Mil (1905 μm)	30
200 (Mitte)	BPA-PC; oder BPA-PC/PC-PPC	120 Mil (3048 μm)	90
300 (Unten)	BPA-PC; oder BPA-PC/PC-PPC	60 Mil (1524 μm)	30

Typische Temperaturprofile für die Extruder und Koextrusionsdüsen, die dem spezifischen Typ des in der extrudierten Polycarbonatzusammensetzung verwendeten Polycarbonatpolymers entsprechen, sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5

Polymer in der extrudierten Zusammensetzung	Extruder-Temperaturprofil	Düsentemperaturprofil
BPA-PC oder BPA-PC/PC-PPC	204–260°C (400–500°F)	254–288°C (490–550°F)
ITR-PC	227–260°C (440–500°F)	254–288°C (490–550°F)

Beispiel 1
Ein zweischichtiger Film wurde unter Verwendung einer Einkanal-Koextrusionsdüse unter Verwendung des in Tabelle 5 dargestellten Temperaturprofils extrudiert, wobei die untere Schicht unter Verwendung des Hauptextruders und die obere Schicht unter Verwendung des Nebenextruders zugeführt wurden. Die verwendeten Polycarbonatzusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle 6 dargestellt. Die Scherbelastung (in kPa) an der Lippe der Einkanal-Extrusionsdüse wurde unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Zufuhrraten im Bereich von 120 bis 170 kPa gehalten. Der mehrschichtige Film wurde in einer Gesamtdicke von 30 Mil (750 μm) extrudiert, wobei die obere (klare) Schicht eine Dicke von 10 Mil (250 μm) und die untere Schicht eine Dicke von 20 Mil (500 μm) aufwies. Der hergestellte mehrschichtige Film wurde hinsichtlich Streifen optisch untersucht, wobei die Bestimmung des Vorhandenseins von Streifen auf qualitativen Fertigungsstandards basierte. Die Daten für Beispiel 1 sind in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6

Beispiel Filmdicke in Mil (μm) Obere Filmschicht (Nebenextruder) Untere Filmschicht (Hauptextruder) Scherbelastung (kPa) Streifen

Beispiel 1 30 (750) C G 120–170 Nein
Wie gemäß den Daten von Tabelle 6 ersichtlich ist, kann ein streifenfreier mehrschichtiger Film unter Verwendung einer Einkanal-Koextrusionsdüse hergestellt werden, die bei einer hohen Scherbelastung von mindestens 40 kPa betrieben wird. Eine typische Scherbelastung für einen unter Verwendung einer Einkanal-Koextrusionsdüse extrudierten mehrschichtigen Film beträgt etwa 44 kPa für die Zusammensetzung E und etwa 70 kPa für die Zusammensetzung F. Ein streifenfreier Film kann unter Verwendung jeder dieser Zusammensetzungen hergestellt werden.
Beispiele 2 und 3 und Vergleichsbeispiele 1–7

Die Beispiele 2 und 3 und die Vergleichbeispiele 1 bis 7 beziehen sich entweder auf tatsächliche oder berechnete Durchläufe, wie in der nachstehenden Tabelle 8 angegeben ist. Die berechneten Durchläufe wurden zum Bestimmen der Wirkung auf die Scherbelastungen in Schichten der mehrschichtigen Filme verwendet, wobei Viskositätsdaten für eine Polycarbonatzusammensetzung mit einer experimentell bestimmten Scherviskosität/MVR für eine Polycarbonatzusammensetzung ersetzt wird, die tatsächlich verwendet wird, um ein Beispiel oder ein Vergleichsbeispiel unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Mehrkanal-Koextrusionsdüse herzustellen. Die Scherbelastungen wurden in der Mehrkanaldüse (vergl. 1) am Strömungskanal 100 für die obere Schicht (TL), am Strömungskanal 200 für die mittlere Schicht (ML) und am Strömungskanal 300 für die untere Schicht (BL) be stimmt. Die Scherbelastung wurde für einen Punkt 0,25 Zoll (6,4 mm) stromaufwärts bezüglich der Strömungsrichtung des Extrudats vom Kombinierbereich der Mehrkanaldüse bestimmt. Die Filmdicke beträgt 50 Mil (1250 μm). Ein 50 Mil dicker grüner Film weist eine obere Schicht mit einer Dicke von 10 Mil (250 μm), eine mittlere Schicht mit einer Dicke von 20 Mil (500 μm) und eine untere Schicht mit einer Dicke von 20 Mil (500 μm) auf. Ein 50 Mil dicker Silberfilm weist eine obere Schicht mit einer Dicke von 10 Mil (250 μm), eine mittlere Schicht mit einer Dicke von 10 Mil (250 μm) und eine untere Schicht mit einer Dicke von 30 Mil (750 μm) auf. Für die Beispiele 2, 3 und 7 und die Vergleichsbeispiele 2 und 4 wurde ein hergestellter mehrschichtiger Film hinsichtlich Streifen visuell geprüft, wobei das Vorhandensein von Streifen basierend auf qualitativen Fertigungsstandards bestimmt wurde. Tabelle 8

Beispiel Nr.	Filmfarbe	Zusammensetzung der oberen Schicht (TL; klar)	TL-Scherbelastung (kPa)	Zusammensetzung der mittleren Schicht (ML)	ML-Scherbelastung (kPa)	Zusammensetzung der unteren Schicht (BL)	BL-Scherbelastung (kPa)	Beispieltyp (Real oder Simulation)	Streifen (Ja/Nein)
Vergleichsbeispiel 1	Grün	C	36,4	E	15,6	E	20,5	Simulation	-
Vergleichsbeispiel 2	Grün	B	26,9	E	15,6	E	20,5	Real	Ja
Vergleichsbeispiel 3	Grün	C	36,4	F	27,3	F	35,7	Simulation	-
Vergleichsbeispiel 4	Grün	C	36,4	F	26,9	F	35,7	Real	Ja
Beispiel 2	Grün	C	36,4	G	43,1	G	56,2	Real	Nein
Vergleichsbeispiel 5	Grün	A	14,6	G	43,1	G	56,1	Simulation	-
Beispiel 3	Silber	D	25,8	I	40,1	K	31,2	Real	Nein
Vergleichsbeispiel 6	Silber	A	14,6	I	40,0	K	31,2	Simulation	-
Vergleichsbeispiel 7	Silber	D	25,8	H	17,8	J	16,3	Real	Ja

Anhand der vorstehenden Daten ist ersichtlich, dass ein streifenfreier mehrschichtiger Film in den Beispielen 2 und 3 bei einer Scherbelastung während des Extrusionsprozesses von 40,1 bzw. 43,1 kPa für die vom mittleren Strömungskanal (1, Strömungskanal 200) der Mehrkanal-Koextrusionsdüse extrudierten mittleren Schicht erhalten wird. In Vergleichsbeispiel 4 zeigen sich bei einer Scherbelastung von 26,9 kPa Streifen im mehrschichtigen Film. Anhand dieser Daten ist ersichtlich, dass ein streifenfreier mehrschichtiger Film unter Verwendung einer Scherbelastung von 40,1 kPa zuverlässig erhalten werden kann. Außerdem hat, wie anhand der Simulationsdaten ersichtlich ist, eine Verminderung der Scherbelastung einer benachbarten Schicht, was für den Strömungskanal 100 simuliert und in den Vergleichsbeispielen 5 und 6 dargestellt ist, minimale Auswirkungen auf die Scherbelastung im mittleren Strömungskanal 200.
Mehrkanal-Koextrusionsdüsendesign unter Verwendung einer Strömungssimulation

Strömungssimulationen wurden unter Verwendung des von Compuplast Canada, Inc. entwickelten Strömungssimulations-Softwarepakets Flow2000 ausgeführt. Viskositätskurven (Viskosität als Funktion der Scherrate) wurden für Polycarbonatzusammensetzungen B (obere Schicht) und E (mittlere und untere Schicht) jeweils bei Schmelzvolumenflußindizes (MVR) von 8–10 cm³/10 min, und eine Polycarbonatzusammensetzung G mit einem MVR-Wert von 3 cm³/10 min (wobei alle MVR-Werte bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04 bestimmt wurden) bei Temperaturen von 260, 277 bzw. 293°C (500, 530 bzw. 560°F) zum Berechnen der Strömungskanal-Querschnittshöhe für das Design einer Mehrkanaldüse geplottet. In dem durch die Simulationen bestimmten neuen Design wurden die Querschnittshöhen für die Strömungskanäle 100 (obere Schicht), 200 (mittlere Schicht) bzw. 300 (untere Schicht), wie in 1 dargestellt, um minimale Scherbelastungswerte von etwa 30 kPa zu erhalten, unter Verwendung der gemessenen Viskositäten für die vorstehenden Polycarbonatzusammensetzungen berechnet. Tabelle 9 zeigt eine Übersichtstabelle für die Polycarbonatzusammensetzungen, für die die Viskositäten bei der Berechnung der neuen Strömungskanal-Querschnittshöhen verwendet wurden. Tabelle 9

Farbe des mehrschichtigen Films	Polycarbonatzusammensetzung	Schicht	MVR	Streifen*
Grün	C	Obere Schicht	3–4	Nicht angegeben
	E	Mittlere/Untere Schicht	8–10	Streifen
	G	Mittlere/Untere Schicht	3–4	Keine Streifen
Silber	D	Obere Schicht	3–4	Nicht angegeben
	H	Mittlere Schicht	8–10	Streifen
	I	Mittlere Schicht	3–4	Keine Streifen
	J	Untere Schicht	8–10	Streifen
	K	Untere Schicht	3–4	Keine Streifen

* Basierend auf dem Modell

Die Scherbelastungen und die Querschnittshöhen der Strömungskanäle für vorhandene (Kontrolle) und berechnete (modifizierte) Mehrkanal-Koextrusionsdüsen für die Koextrusion des grünen mehrschichtigen Films sind in der nachstehenden Tabelle 10 dargestellt. Tabelle 10

Strömungskanal Mehrkanaldüse (Figur 1)	Abmessungen der Mehrkanal-düse (Kontrolle)	Scherbelastung (kPa), PC Vergleichsbeispiel E	Scherbelastung (kPa), PC Vergleichsbeispiel G	Abmessungen der Mehrkanaldüse (modifiziert)	Scherbelastung (kPa), PC Vergleichsbeispiel E für modifizierte Düse
100 (obere Schicht – klar)	75 Mil (1905 μm)	14	36	47 Mil (1194 μm)	36
200 (mittlere Schicht)	120 Mil (3048 μm)	15	43	70 Mil (1778 μm)	37
300 (untere Schicht)	60 Mil (1524 μm)	20	56	43 Mil (1092 μm)	37

Die Scherbelastungen und die Querschnittshöhen der Strömungskanäle für vorhandene (Kontrolle) und berechnete (modifizierte) Mehrkanal-Koextrusionsdüsen für die Koextru sion eines mehrschichtigen Silberfilms sind in der nachstehenden Tabelle 11 dargestellt. Tabelle 11

Strömungskanal Mehrkanaldüse (Figur 1)	Abmessungen der Mehrkanaldüse (Kontrolle)	Scherbelastung (kPa), PC Vergleichsbeispiel J (ML) und H (BL)	Scherbelastung (kPa), PC Vergleichsbeispiel K (ML) und I (BL)	Abmessungen der Mehrkanaldüse (modifiziert)	Scherbelastung (kPa), PC Vergleichsbeispiel J (ML) und H (BL) für modifizierte Düse
100 (obere Schicht – klar)	75 Mil (1905 μm)	26	26	47 Mil (1194 μm)	36
200 (mittlere Schicht)	120 Mit (3048 μm)	18	40	70 Mil (1778 μm)	48,7
300 (untere Schicht)	60 Mil (1524 μm)	16	31	43 Mil (1092 μm)	30,3

Die vorstehenden Daten zeigen, dass durch Vermindern der Querschnittshöhe des Strömungskanals 100 auf 47 Mil (1194 μm), des Strömungskanals 200 auf 70 Mil (1778 μm) und des Strömungskanals 300 auf 43 Mil (1092 μm), die berechnete Scherbelastung in jedem Strömungskanal für die bewerteten Polycarbonatzusammensetzungen größer ist als ein Minimalwert von etwa 30 kPa. Die berechnete Scherbelastung im Strömungskanal 200 beträgt für die Polycarbonatzusammensetzung E (grün) 37 kPa, und für die Polycarbonatzusammensetzung J (silber) 48,7 kPa. Jede der vorstehend modellierten Polycarbonatzusammensetzungen E und J würde daher bei einer Scherbelastung von mindestens dem Minimalwert extrudiert, bei dem erwartet wird, dass eine streifenfreie Schicht erhalten wird. Daher wird erwartet, dass unter Verwendung einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse mit den vorstehend erwähnten Strömungskanal-Querschnittshöhen eine Scherbelastung im Strömungskanal 200 erhalten wird, die zum Herstellen eines streifenfreien mehrschichtigen Films geeignet ist, wenn sie zum Extrudieren einer Polycarbonatzusammensetzung mit einem plättchenförmigen Füllstoff mit einer höheren Durchflussrate und einem MVR-Wert von etwa 8 bis etwa cm³/10 min, bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04 verwendet wird. Durch den Strömungskanal 100, der zum Herstellen einer wetterbeständigen (oberen) Schicht des mehrschichtigen Films verwendet wird, wird ein geeigneter Durchfluss unter Ausnutzung der MVR-Eigenschaften der wetterbeständigen Polyester-Polycarbonatzusammensetzungen typischer Fertigungschargen bereitgestellt. Daher müssen die Strömungskanalabmessungen für den Strömungskanal 100 nicht neu festgelegt werden, so dass die Abmessung dieses Strömungskanals bei 75 Mil (1095 μm) gehalten werden kann.
Die Scherbelastungsmodellierung der Polycarbonatzusammensetzung mit einer höheren Durchflußrate für das verbesserte Mehkanaldüsendesign wurde für eine Extrusion bei 277°C (530°F) berechnet. Eine Temperaturtoleranzmodellierung unter Verwendung des vorstehend erwähnten Softwarepakets und der Polycarbonatzusammensetzung J (Silber) zeigt, dass die Scherbelastung im Strömungskanal 200 optimal über 40 kPa gehalten werden kann, wenn die Extrusionstemperatur bei 277°C ± 2,8°C (530°F ± 5°F) gehalten wird.
Transmissionselektronenmikroskop(TEM)bilder für das Vergleichsbeispiel 4 (das unter Verwendung der Polycarbonatzusammensetzung F hergestellt wurde) eines Bereichs des extrudierten grünen mehrschichtigen Films mit einer Dicke von 50 Mil (1250 μm) mit Streifen (4) und eines Bereichs mit einem normalen Erscheinungsbild (5) wurden ebenfalls aufgenommen, und ein Vergleich der Daten ist in der nachstehenden Tabelle 12 dargestellt. Proben für eine TEM-Beobachtung wurden durch Zuschneiden, Festklemmen und Planschleifen von Proben auf einem Leica-UCT-Ultramikrotom hergestellt. Eine Endmikrotomie von 100 nm-Abschnitten wurde bei Raumtemperatur auf dem Leica-UCT-Ultramikrotom ausgeführt. Die Abschnitte wurden mit einer RuO₄-Lösung für 2 Minuten eingefärbt und kontrastiert. Die Proben wurden bei einer 66000-fachen Vergrößerung beobachtet.
Die Extrusionsbedingungen, insbesondere die während des Extrusionsprozesses auf die Polycarbonatzusammensetzung ausgeübte Scherbelastung, beeinflusst die optischen Eigenschaften des erhaltenen mehrschichtigen Films erheblich. 4 zeigt ein TEM-Bild eines Parallelliniendefekts (d. h. eines Streifens) in einer Probe des mehrschichtigen Films von Vergleichsbeispiel 4, das insgesamt 2,4 Gewichtsteile Mica-Flocken-Füllstoff pro 100 Gewichtsteile BPA-PC aufweist. 5 zeigt ein TEM-Bild eines Bereichs außerhalb eines Parallelliniendefekts in einer Probe des mehrschichtigen Films von Vergleichsbeispiel 4. Das in 4 dargestellte TEM-Mikrobild (Streifen) zeigt eine wesentliche Konzentration von Mica-Flocken-Füllstoff (dunkle Bereiche, die in der heller gefärbten Matrix der Polycarbonatzusammensetzung dispergiert sind), wobei das Mica über das Bildfeld optisch ungleichmäßig verteilt ist. Das TEM-Mikrobild in 5 (Bereich ohne Streifen des gleichen Films) zeigt dagegen sowohl eine wesentlich niedrigere Konzentration als auch eine optisch gleichmäßigere Verteilung des Mica-Flocken-Füllstoffs. Weil beide TEM-Bilder von einer einzigen Filmprobe erhalten wurden, zeigt der Unterschied der Konzentration des optischen Effektfüllstoffs in den 4 und 5 klar, dass der optische Effektfüllstoff in einem mehrschichtigen Film mit Streifen über die gesamte Probe ungleichmäßig verteilt ist.

Die Partikel können unter Verwendung einer mit dem TEM-Mikroskop bereitgestellten Software gezählt und statistisch ausgewertet werden. Tabelle 13 zeigt die Partikelzähldaten für die 4 und 5. Tabelle 13

Eigenschaft	Figur 4 (Streifen)	Figur 5 (streifenfrei)
Minimale Partikelgröße (Fläche in μm²)	1,1	1,1
Maximale Partikelgröße (Fläche in μm²)	3276,4	946,2
Mittlere Partikelgröße (Fläche in μm²)	59,4	36,1
Feldbereich (μm²)	457543	457543
Gesamtzahl der Partikel im Feldbereich	80906	41464
Gesamtzahl der Partikel pro Quadratmillimeter (mm²)	189320	97026

Wie anhand der vorstehenden Daten ersichtlich ist, weist der Streifenbereich des mehrschichtigen Films (4) eine Gesamtzahl gezählter Partikel pro Quadratmillimeter (mm²) von 189320 auf, während der streifenfreie Bereich des mehrschichtigen Films (5) eine Gesamtzahl gezählter Partikel von 97026 pro mm² aufweist. Das Verhältnis beobachteter Partikel im Streifenbereich zu denjenigen im streifenfreien Bereich beträgt 1,95:1, d. h., dass der Streifenbereich 95% übermäßige Partikel enthält. Außerdem ist die mittlere Partikelgröße im Streifenbereich (59,4 μm²) größer als im streifenfreien Bereich (36,1 μm²). Durch quantifiziertes und/oder qualifiziertes Bewerten der Partikel in den TEM-Bildern, die von verschiedenen, zufälligen Bereichen eines mehrschichtigen Films erhalten werden, kann ein Streifenabschnitt von einem streifenfreien Abschnitt unter Verwendung der Änderung von Messwerten unterschieden werden, so dass ein Verfahren zum qualitativen Bewerten von Streifen basierend auf dem relativen Verhältnis beobachtbarer Partikel bereitgestellt wird. Außerdem kann ein TEM-Mikrobild als qualitatives oder quantitatives Werkzeug zum Erfassen der Gleichmäßigkeit einer Verteilung von Partikeln in einem mehrschichtigen Film durch eine optische Untersuchung verwendet werden.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung (insbesondere im Zusammenhang mit den beigefügten Ansprüchen) verwendeten, die Einzahl bezeichnenden Ausdrücke "ein", "eine" und "der", "die", "das" und ähnliche sollen, insofern dies nicht ausdrücklich anders erwähnt ist oder aus dem Kontext deutlich hervorgeht, sowohl die Einzahl als auch die Mehrzahl bezeichnen. Außerdem sollen die hierin verwendeten Ausdrücke "erste", "zweite" und ähnliche keinerlei Ordnung, Menge oder Anzahl oder Wichtigkeit bezeichnen, sondern diese Ausdrücke werden lediglich zum Unterscheiden von Elementen voneinander verwendet. Ähnlicherweise dienen die hierin verwendeten Ausdrücke "untere", "mittlere" und "obere", insofern dies nicht ausdrücklich anders erwähnt ist, lediglich zur vereinfachenden Beschreibung und sollen keinerlei Positions- oder räumliche Beziehung einschränken. Der hierin in Verbindung mit einer Menge verwendete Ausdruck "etwa" soll den benannten Wert einschließen und hat die durch den Kontext vorgegebene Bedeutung (er beinhaltet beispielsweise das mit der Messung der Partikelmenge verbundene Fehlermaß).
Zusammensetzungen sind hierin unter Verwendung einer Standard-Nomenklatur beschrieben. Beispielsweise soll an jeglicher Position, die nicht durch eine angezeigte Gruppe substituiert ist, die Valenz durch eine angezeigte Bindung oder ein Wasserstoffatom gefüllt sein. Ein Strich, der nicht zwischen zwei Buchstabensymbolen dargestellt ist, soll einen Verbindungspunkt für einen Substituenten anzeigen. Beispielsweise ist -CHO durch ein Kohlenstoff der Carbonylgruppe gebunden.
Alle hierin angegebenen Bereiche sind einschließend und kombinierbar (z. B. schließen Bereiche "bis zu etwa 25 Gew.% wobei etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% erwünscht sind, die Endpunkte und alle Zwischenwerte der Bereiche von "etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%" ein, usw.). Die Bezeichnung "±5°F" bedeutet, dass der angezeigte Messwert von einem Wert von minus 5°F bis zu einem Wert von plus 5°F des angezeigten Wertes schwanken kann.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist für Fachleute offensichtlich, dass innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente der Ausführungsformen durch äquivalente Elemente ersetzt werden können. Außerdem können innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material derart anzupassen, dass sie/es den Inhalten der Erfindung entspricht. Daher soll die Erfindung nicht auf die als beste Technik zum Implementieren der Erfindung erachtete spezifische Ausführungsform beschränkt sein, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsformen umfassen, die innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung fallen.
Zusammenfassung
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Films bereitgestellt, mit den Schritten zum Koextrudieren einer ersten Schicht, die eine wetterbeständige Zusammensetzung aufweist, und einer zweiten Schicht, die eine Polycarbonatzusammensetzung mit einem optischen Effektfüllstoff aufweist, wobei die erste und die zweite Schicht durch Extrudieren der wetterbeständigen Zusammensetzung und der Polycarbonatzusammensetzung durch separate Strömungskanäle in einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse ausgebildet werden. Die während des Extrudierens auf die Polycarbonatzusammensetzung ausgeübte Scherbelastung beträgt mindestens 40 kPa.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Films, mit den Schritten zum Koextrudieren einer ersten Schicht, die eine erste Polycarbonatzusammensetzung aufweist, mit einer zweiten Schicht, die eine zweite Polycarbonatzusammensetzung mit einem Polycarbonat und einem optischen Effektfüllstoff aufweist; wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung während des Koextrudierens einer Scherbelastung von mindestens 40 kPa ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung Bisphenol-A-Polycarbonat, Isophthalat-Terephthalat-Bisphenol-A, Polyester-Bisphenol-A-Polycarbonat oder eine Kombination aus mindestens einem der vorstehenden Polycarbonate aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der optische Effektfüllstoff ein plättchenförmiger Füllstoff mit einem mittleren Durchmesser von etwa 10 bis etwa 60 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der optische Effektfüllstoff Aluminium, Mica oder eine Kombination aus mindestens einem der vorstehenden optischen Effektfüllstoffe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung außerdem einen Farbstoff enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht während des Koextrudierens auf der zweiten Schicht angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einer dritten Schicht, die eine dritte Polycarbonatzusammensetzung aufweist, die ein Polycarbonat enthält, wobei die dritte Schicht mit der ersten und der zweiten Schicht koextrudiert wird, und wobei die dritte Schicht während des Koextrudierens entweder auf einer der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht oder zwischen der zweiten Schicht und der ersten Schicht angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die dritte Polycarbonatzusammensetzung einen optischen Effektfüllstoff aufweist, und wobei die dritte Polycarbonatzusammensetzung während der Extrusion der dritten Schicht einer Scherbelastung von mindestens 40 kPa ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit einer mit der ersten, der zweiten und der dritten Schicht koextrudierten weiteren Schicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Polycarbonatzusammensetzung ein Polyester-Polycarbonat aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der durch das Verfahren hergestellte mehrschichtige Film gemäß einer Untersuchung durch Transmissionselektronenmikroskopie streifenfrei ist.
Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Films, mit den Schritten zum Koextrudieren einer ersten Schicht, die eine erste Polycarbonatzusammensetzung aufweist, einer zweiten Schicht, die eine zweite Polycarbonatzusammensetzung aufweist, und einer dritten Schicht, die eine dritte Polycarbonatzusammensetzung aufweist, durch eine Mehrkanal-Koextrusionsdüse, wobei die Mehrkanal-Koextrusionsdüse einen ersten Strömungskanal, einen zweiten Strömungskanal und einen dritten Strömungskanal aufweist, wobei alle Strömungskanäle sich in einem Kombinierbereich der Mehrkanal-Koextrusionsdüse vereinigen; wobei die erste Polycarbonatzusammensetzung durch den ersten Strömungskanal fließt, um die erste Schicht zu bilden, die zweite Polycarbonatzusammensetzung durch den zweiten Strömungskanal fließt, um die zweite Schicht zu bilden, und die dritte Polycarbonatzusammensetzung durch den dritten Strömungskanal fließt, um die dritte Schicht zu bilden; wobei die zweite Schicht auf der ersten Schicht und die dritte Schicht auf einer der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht angeordnet ist; wobei die zweite Polycarbonatzusammensetzung und/oder die dritte Polycarbonatzusammensetzung einen optischen Effektfüllstoff aufweisen; und wobei die Polycarbonatzusammensetzung, die den optischen Effektfüllstoff aufweist, während der Extrusion durch den Strömungskanal einer Scherbelastung von mindestens 40 kPa ausgesetzt wird, bevor die Strömungskanäle sich im Kombinierbereich vereinigen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Strömungskanal eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 70 bis etwa 80 Mil (etwa 1778 bis etwa 2032 μm) aufweist, der zweite Strömungskanal eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 115 bis etwa 125 Mil (etwa 2921 bis etwa 3175 μm) aufweist, und der dritte Strömungskanal eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 55 bis etwa 65 Mil (etwa 1397 bis etwa 1651 μm) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Polycarbonatzusammensetzung, die den optischen Effektfüllstoff aufweist, eine Schmelzvolumenrate (MVR) von etwa 2,5 bis etwa 4,5 cm³/10 min aufweist, bestimmt bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTN D1238-04.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Strömungskanal eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 40 bis etwa 80 Mil (etwa 1016 bis etwa 2032 μm) aufweist, der zweite Strömungskanal eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 60 bis etwa 80 Mil (etwa 1524 bis etwa 2032 μm) aufweist, und der dritte Strömungskanal eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 35 bis etwa 50 Mil (etwa 889 bis etwa 1270 μm) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Polycarbonatzusammensetzung, die den optischen Effektfüllstoff aufweist, eine Schmelzvolumenrate (MVR) von etwa 7 bis etwa 11 cm³/10 min aufweist, bestimmt bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Polycarbonatzusammensetzung ein Polyester-Polycarbonat aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der mehrschichtige Film streifenfrei ist.
Verfahren zum Verwenden einer Mehrkanal-Koextrusionsdüse zum Extrudieren eines mehrschichtigen Films mit dem Schritt: Erzeugen einer Strömung einer Polycarbonatzusammensetzung, die ein Polycarbonat und einen optischen Effektfüllstoff aufweist, wobei die Polycarbonatzusammensetzung eine Schmelzvolumenrate (MVR) von etwa 7 bis etwa 11 cm³/10 min aufweist, bestimmt bei einer Temperatur von 300°C und einer Last von 1,2 kg gemäß ASTM D1238-04, durch eine Mehrkanal-Koextrusionsdüse mit einem ersten Strömungskanal, der eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 40 bis etwa 80 Mil (etwa 1016 bis etwa 2032 μm) aufweist, einem zweiten Strömungskanal, der eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 60 bis etwa 80 Mil (etwa 1524 bis etwa 2032 μm) aufweist, und einem dritten Strömungskanal, der eine sich orthogonal zur Strömungsrichtung erstreckende Querschnittshöhe von etwa 35 bis etwa 50 Mil (etwa 889 bis etwa 1270 μm) aufweist; wobei die Polycarbonatzusammensetzung durch den zweiten Strömungskanal und/oder den dritten Strömungskanal fließt, und wobei die Polycarbonatzusammensetzung während der Extrusion einer Scherbelastung von mindes tens 40 kPa ausgesetzt wird, bevor die Strömungskanäle sich im Kombinierbereich vereinigen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der mehrschichtige Film streifenfrei ist.