DE69607984T2 - Extrudierter kunststoff - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft das Extrudieren von Kunststoffen und insbesondere das Extrudieren von transparenten Kunststoffen.
- Verschiedene Arten extrudierter transparenter Kunststoffe sind bekannt. Extrudiertes Polycarbonat ist bestens bekannt und wird für eine breite Palette von Anwendungen zum Einsatz gebracht. Verschiedene Arten extrudierter Polycarbonatfolien werden vom vorliegenden Anmelder/Rechtsnachfolger hergestellt und unter dem Warenzeichen PALTOUGH verkauft.
- Wenn es, wie beispielsweise im Europäischen Patent 0,247,480 gelehrt wird, mit einem UV-Schutzmittel kombiniert wird, bietet Polycarbonat eine gute UV-Beständigkeit.
- Polycarbonat wird als eine begrenzte Beständigkeit gegenüber dem Angriff durch Chemikalien, einschließlich jener in der Atmosphäre, aufweisend betrachtet.
- Die Europäische Patentanmeldung Nr. 320,946A offenbart Polyurethankunststoffe mit hohem Biegemodul, wobei ein Polyisocyanat und eine bestimmte Kombination aus Streckmitteln, einschließlich Cycloalkandiol, wahlweise in der Gegenwart eines kleinen Anteils Polyol mit hohem Molekulargewicht zur Reaktion gebracht werden.
- Die Patentanmeldung WO-A-93/22,383 offenbart die Verbesserung der Zugspannung eines thermoplastischen, transparenten, aromatischen Polyesters durch Einbinden eines thermoplastischen steifen Polyurethans in den Polyester. Die resultierende transparente Mischung ist besonders zweckdienlich beim Herstellen von Brillen, Zahnbürsten und Schraubendrehergriffen.
- Die Japanische Patentanmeldung Nr. JP-A-7,205,385 offenbart koextrudierte Produkte aus einer Schutzbeschichtung aus RTPU auf einer Oberfläche aus Polycarbonat, um Stabilität für deren Handhabung zu schaffen.
- Die Europäische Patentanmeldung Nr. 247,480A offenbart ein verzweigtes thermoplastisches Polycarbonat mit verbessertem Schutz gegenüber UV-Licht.
- Die vorliegende Erfindung beabsichtigt ein verbessertes extrudiertes Kunststoffprodukt vorzusehen, welches eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien bietet.
- Demnach wird ein extrudiertes Kunststoffprodukt vorgesehen, welches aus koextrudiertem Polycarbonat und thermoplastischem Polyurethan gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyurethan steif ist und zu einer Schicht geformt wird, welche eine Dicke von kleiner gleich 50 um (Mikron) aufweist.
- Eine Ausführungsform umfaßt des weiteren ein UV-Schutzmittel. Vorzugsweise ist das UV-Schutzmittel Benzotriazol und kann ungefähr 10% der koextrudierten Schicht ausmachen.
- Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Produkts vorgesehen, umfassend das Koextrudieren von Polycarbonat und thermoplastischem Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyurethan steif ist und zu einer Schicht von kleiner gleich 50 um (Mikron) geformt wird. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ebenso den Schritt des Zugebens eines UV-Schutzmittels vor dem Extrudieren.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Menge an UV- Schutzmittel, welche zugegeben wird, ungefähr zehn Prozent der koextrudierten Schicht, und bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das UV-Schutzmittel Benzotriazol.
- Die Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser zu verstehen und einzuschätzen sein. Es zeigen:
- Fig. 1 eine vereinfachte Abbildung des Koextrudierens von Plastikfolien gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 eine Schnittansicht einer Kunststoffolie, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist;
- Fig. 3 eine vereinfachte Abbildung einer extrudierten Tankauskleidung, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist;
- Fig. 4 eine vereinfachte Abbildung einer Plakatwand, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist;
- Fig. 5 eine Tabelle mit Prüfergebnissen für Farbparameter eines steifen thermoplastischen Polyurethans mit unterschiedlichen UV-Schutzmitteln in verschiedenen Konzentrationen bei unterschiedlichen UV-Beaufschlagungsgraden; und
- Fig. 6 und 7 graphische Darstellungen einiger der Prüfergebnisse aus Fig. 5.
- [0015] Nunmehr wird auf Fig. 1 Bezug genommen, welche eine vereinfachte Abbildung des Koextrudierens von Kunststoffolien gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Das Koextrudieren kann mittels jedweder geeigneten Koextrudiervorrichtung erfolgen, welche vorzugsweise einen Primärextruder 10 zum Extrudieren einer Massenfolie 12 aus einem ersten Polymermaterial 14, vorzugsweise aus Polycarbonat, in einer Dicke von 0,1 bis über 15 mm, umfaßt.
- [0016] Ein Verteilerblock 16 wird vorzugsweise zum Kombinieren von Massenfolie 12 mit einer koextrudierten Schicht aus mindestens einem anderen Polymermaterial 18 vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem anderen Polymermaterial um ein steifes thermoplastisches Polyurethan, vorzugsweise um Engineering Thermoplastic Resin der Marke ISOPLAST. Ein Koextruder 20 ist vorzugsweise zum Extrudieren von Polymermaterial 18 vorgesehen.
- [0017] Eine Breitschlitzdüse 22 wird vorzugsweise zum Extrudieren einer Flachfolie 24 aus den koextrudierten Polymermaterialien 14 und 18 in der gewünschten Dicke und Breite vorgesehen. Alternativ dazu kann anstelle des Koextruders 20 und der Breitschlitzdüse 22 eine Koextrusionsdüse mit getrennten Zuführkanälen (nicht dargestellt) verwendet werden, um zwei oder mehrere Polymerlagen zu verbinden.
- [0018] Ein Kalandersystem 26 wird vorzugsweise vorgesehen, um die Folie 24 zu polieren. Es ist offenkundig, daß andere herkömmliche Vorrichtungen zum Herstellen flacher Kunststoffolien dem Kalandersystem 26 nachgelagert hinzugefügt werden können. Alternativ dazu kann ein Kalibrier- oder Wellsystem (nicht dargestellt) anstelle des Kalandersystems 26 gemeinsam mit geeigneten nachgelagerten Ausstattungen verwendet werden.
- [0019] Vorzugsweise wird eine Steuervorrichtung 30 zum Steuern verschiedener Betriebsvorgänge im Koextrusionsprozeß vorgesehen. Da ISOPLAST und Polycarbonat oder andere Paare aus Polymermaterialien für gewöhnlich rheologisch unterschiedlich sind, erfordert ihre Koextrusion das Steuern von Faktoren, beispielsweise von Werkzeugtemperaturen, Schmelztemperaturen und Druckwerten, Verteilerblock-Fließauslegung, Einschalt- und Abschaltbedingungen und Vortrocknungsbedingungen. Die Steuerungsvorrichtung 30 umfaßt vorzugsweise geeignete Sensoren zum Erfassen und Steuern von Faktoren wie den oben genannten.
- [0020] Wenn wir uns nun Fig. 2 zuwenden, so wird dort in einer Schnittansicht eine Kunststoffolie 32 dargestellt, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist. Folie 32 hat offensichtlich einen relativ dicken Abschnitt 34, welcher vorzugsweise aus Polycarbonat oder einem anderen Polymer gebildet ist, und einen relativ dünnen Abschnitt 36, welcher aus steifem thermoplastischen Polyurethan gebildet ist, vorzugsweise aus Engineering Thermoplastic Resin der Marke ISOPLAST. Vorzugsweise ist die Dicke des Abschnitts 36 kleiner als 50 um (Mikron).
- [0021] Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann steifes thermoplastisches Polyurethan, vorzugsweise Engineering Thermoplastic Resin der Marke ISOPLAST, allein zu Folien oder anderen Produkten extrudiert werden.
- [0022] Zudem kann gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein UV-Schutzmittel, beispielsweise Benzotriazol, zum extrudierten oder koextrudierten Kunststoff in einem geeigneten Maß, für gewöhnlich ungefähr 10%, zugegeben werden.
- [0023] Der Anmelder hat im Rahmen der vorliegenden Erfindung mehrere Extrusionsversuche durchgeführt. Zu diesen Versuchen gehören:
- 1. Monoextrudieren von Engineering Thermoplastic Resin der Marke ISOPLAST.
- 2. Koextrudieren einer Seite von 10-100 um (Mikron) Engineering Thermoplastic Resin der Marke ISOPLAST auf Polycarbonat, um gewünschte Dicken für guten chemischen Schutz verbunden mit guten optischen und mechanischen Eigenschaften zu finden.
- 3. Ausführliche Prüfungen der Chemikalienfestigkeit, welche eine lange Liste von Materialien ergaben, die im Normalfall mit Polycarbonat unverträglich sind und die mit Polycarbonat, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit ISOPLAST koextrudiert wurde, verträglich sind.
- 4. Ausführliche mechanische, thermische, optische und warmformbarkeitsrelevante Prüfungen von Folien, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung koextrudiert wurden.
- 5. Zweiseitiges Koextrudieren von Engineering Thermoplastic Resin der Marke ISOPLAST auf Polycarbonat.
- 6. UV-Schutz-Prüfungen von UV-Absorptionsmitteln in der koextrudierten Schicht. Eine erhebliche Verbesserung wurde bei der Vergilbungsgeschwindigkeit unter UV-Strahlung beobachtet. Die Ergebnisse dieser Tests werden in Fig. 5 in Tabellenform und in Fig. 6 und 7 graphisch dargestellt.
- [0024] Die Vergilbungsprüfungen wurden mit drei verschiedenen UV- Absorptionsmitteln, A, B und C, gemäß ASTM-Norm (American Society for Testing Materials) D1925 mit einer Q-Paneel-Maschine, welche ASTM G53 erfüllt, durchgeführt. Wie einschlägig versierten Fachleuten bekannt ist, sind L*, a* und b* Farbkoordinaten gemäß CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) 1931.
- [0025] Mit der geeigneten Steuerung des Koextrudiervorgangs kann eine sehr durchsichtige, sehr hochbelastbare und gegen Chemikalien widerstandsfähige Folie hergestellt werden. Diese Folie kann auch zu verschiedenen Artikeln warmgeformt werden, beispielsweise zu Behältern und Tassen, wodurch sie überaus zweckmäßig zum Lagern von chemischen Fluiden in rauhen Hochtemperatur- (über 100 Grad Celsius) und optisch durchsichtigen Anwendungen ist.
- [0026] Die aus Polycarbonat und ISOPLAST koextrudierte Folie, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde, ermöglicht die Verwendung von Polycarbonat in zahlreichen Anwendungen, bei denen seine begrenzte chemische Widerstandsfähigkeit für gewöhnlich seine Wahl als brauchbares Material verhindert. Ein Beispiel für eine derartige Anwendung wird in Fig. 3 dargestellt, welche eine vereinfachte Abbildung einer extrudierten Tankauskleidung ist, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebaut und wirksam ist.
- [0027] Überdies verstärkt die koextrudierte Folie der vorliegenden Erfindung die Leistung von Polycarbonat in Anwendungen, bei denen für gewöhnlich nur Polycarbonat verwendet wird. Ein Beispiel für eine derartige Anwendung wird in Fig. 4 dargestellt, welche eine vereinfachte Abbildung einer Plakatwand ist, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist. Dabei wird eine transparente, koextrudierte Folie 40 über dem Wandplakat angeordnet, um es vor der Witterung zu schützen.
- [0028] Einschlägig versierten Fachleuten wird klar sein, daß die vorliegende Erfindung nicht durch das, was oben im besonderen dargestellt und beschrieben wurde, eingeschränkt wird. Vielmehr wird der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche definiert.
Claims (8)
1. Extrudiertes Kunststoff-Produkt, das aus gemeinsam extrudiertem
Polykarbonat und thermoplastischem Polyurethan gebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyurethan steif und in Form einer
Schicht mit einer Dicke von 50 um (Mikron) oder weniger ausgebildet ist.
2. Extrudiertes Kunststoff-Produkt nach Anspruch 1, welches weiterhin ein UV-
Schutzmittel enthält.
3. Extrudiertes Kunststoff-Produkt nach Anspruch 2, wobei das UV-Schutzmittel
Benzotriazol ist.
4. Extrudiertes Kunststoff-Produkt nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei das
UV-Schutzmittel im Bereich von 10% der mitextrudierten Schicht ausmacht.
5. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Produkts, das gemeinsam
extrudiertes Polykarbonat und thermoplastischem Polyurethan umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyurethan steif und in
Form einer Schicht mit einer Dicke von 50 um (Mikron) oder weniger
ausgebildet ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, daß als zusätzlichen Schritt vor dem
Extrudieren das Hinzufügen eines UV-Schutzmittels umfaßt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, worin der Betrag des hinzugefügten UV-
Schutzmittels etwa 10% der mitextrudierten Schicht beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei das UV-Schutzmittel
Benzotriazol ist.
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