NL7905450A

NL7905450A - Werkwijze voor het bekleden van polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies met kunststoflagen.

Info

Publication number: NL7905450A
Application number: NL7905450A
Authority: NL
Original assignee: Roehm Gmbh
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1980-01-29
Also published as: IT7968462A0; IT1121001B; GB2028228B; FR2434023A1; JPS5559929A; DE2832676A1; GB2028228A; FR2434023B1

Description

/ \ N.0.27.833

Rohm GmbH, te Darmstadt, Bondsrepubliek Duitsland. '

Werkwijze voor het "bekleden van polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies met kunststoflagen._

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bekleden van polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies met j kunststoflagen. !

Voorwerpen van polycarbonaat munten uit door een uitste- j kende licht-doorlatendheid, een grote mechanische sterkte en een 5 grote vormvastheid bij verhoogde temperatuur, een uitstekende maatgetrouwheid en een betrekkelijk kleine wateropname. Op grond daarvan worden polycarbonaatplaten bij voorkeur voor bijzonder slagtaaie licht-doorlatende constructie-elementen, lampenkoepels, beglazingen en dergelijke gebruikt. 10

Bij polycarbonaat-beglazingen en ook bij andere voorwerpen' is echter de vergeleken met silicaatglas aanzienlijk kleinere ' krasvastheid van het polycarbonaat een groot nadeel.

Ook een intensieve bestraling met ultraviolet licht veroorzaakt een beschadiging aan de oppervlakte van polycarbonaten, 15 die zich uit door het mat worden van oorspronkelijk glanzende oppervlakken, dat door een groot aantal bijzonder fijne haar-scheuren wordt veroorzaakt.

Daar de verwerking van de polycarbonaten overwegend door | spuitgieten en in geringe mate door warm vormen, dat wil zeggen 20 i door vormen bij betrekkelijk hoge temperaturen, wordt uitgevoerd ! : is het probleem door toevoegen van ultraviolet licht absorberende! ; middelen aan de harsen voordat de harsen worden verwerkt in het ! algemeen niet op te lossen. Een oplossing was de te beschermen : oppervlakken van de polycarbonaat-voorvierpen van bekledingen te 25 ! voorzien die een ultraviolet licht absorberend middel bevatten

S

—£zie W.3F. Christopher en P.W. Pox in "Polycarbonatesa, Reinhold -I- 790 5 4 50 i r * 2 -

Publishing Comp. Hew York (1962).

Yolgens het .Amerikaanse octrooischrift 3*582.398 worden ter verbetering van de optische eigenschappen (luchtdoorlatendheid) van polycarbonaatvoorwerpen transparante bekledingen van polymethyl-methacrylaat (EMMA) opgebracht, die bij voorkeur ultraviolet licht 5 absorberende middelen bevatten. Het proces van het bekleden kan technisch door dompelen, sproeien of gieten van een oplossing van het polymethylmethacrylaat in een indifferent vluchtig oplosmiddel worden uit gevoerd.

Ultraviolet licht-remmende bekledingen kan men ook verkrij- 10 gen door persen onder verhitten van polycarbonaatplaten met films van acrylaat-copolymeren. Yolgens het Duit s e * Off enlegungs schrift" 1 .953*276 wordt een vooraf vervaardigde, 0,025 - 0,25 mm dikke polyacrylaatfilm, bij voorkeur bestaande uit een methylmethacrylaafc-ethylacrylaat-copolymeer dat 0,25 - 5 gew.% van een ultraviolet 15 licht absorberend middel bevat op de betreffende platen geperst.

Yoor het verkrijgen van een sterke hechting dient de toegepaste temperatuur ten minste 163 C en de druk ten minste 1,4 kg/cm te zijn. Hoe .hoger de gekozen temperatuur is, hoe kleiner de druk en de verblijftijd onder druk kan worden ingesteld. Als mogelijke 20 uitvoeringsvormen zijn aangegeven het opbrengen door persen in een (verwarmde) wals, het bereiken van de verbinding door gemeenschappelijke vervorming onder invloed van vacuum van de film van het polymere acrylaat en de polycarbonaatfoelie of door spuit- gieten waarbij het proces van het spuitgieten wordt uitgevoerd 25 -dat door''het tot smelten gebrachte polycarbonaat wordt gespoten tegen een film van het polymere acrylaat waarbij de beide materialen gelijktijdig in een enkele bewerkingstrap worden verbonden en geperst.

De aangegeven methoden van het bekleden met poly(meth)acryla- 30 ten, vooral gecombineerd met ultraviolet licht absorberende middelen, kunnen weliswaar de bestandheid tegen weersinvloeden van polycarbonaatvoorwerpen aanzienlijk verbeteren; een algemeen toepasbare methode ter oplossing van het probleem van het krasvast bekleden van polycarbonaten is echter daarmede niet gegeven. 35

Het krasvast bekleden van polycarbonaatvoorwerpen kan vol-gens het Duitse Offenlegunsschrift 1.963*278 worden uitgevoerd 7905450 5 ft » door opbrengen van een bekleding op basis van met methylmelamine verknoopte, gehydroxyleerde, fluor bevattende polymeren.

Gebleken is echter dat bij het krasvast bekleden volgens de stand van de techniek problemen met betrekking tot de hecht-sterkte en de bestandheid tegen weersinvloeden optreden. 5

De hechting van een bekleding op basis van met methylmelamine verknoopte gehydroxyleerde fluor bevattende polymeren aan de poly-carbonaatoppervlakte is aanzienlijk slechter dan die van (meth)-acrylaat-polymeren, in het bijzonder bij de blootstelling aan weersinvloeden. Er wordt reeds na een betrekkelijk korte periode 10 van het blootstellen aan weersinvloeden een neiging tot losraken van de bekleding en een versterkte gevoeligheid van de oppervlakte ten opzichte van beschadigingen waargenomen.

Derhalve bleef, ook met betrekking tot het verkrijgen van krasvaste bekledingen, het probleem actueel een werkwijze voor het 15 bekleden van polycarbonaatvoorwerpen te verschaffen, waarvan de bekledingen sterk hechten en voor het overige aan de hoogste eisen voldoen.

De tot dusverre bekende werkwijzen hebben bepaalde nadelen.

Het bekleden onder toepassing van een organisch oplosmiddel is in 20 technisch en oecologisch opzicht onbevredigend. Met het opbrengen van een film onder druk en verwarmen benadert men weliswaar het gewenste doel, maar deze werkwijze van de stand van de techniek bleef met betrekking tot de technische produktie onbevredigend.

De vervaardiging van de foelie, de vervaardiging van het 25 ll6*fc polycarbonaatvoorwerp en vsamenvoegen zijn afzonderlijke procestrappen. Yoor het persen is volgens de stand van de techniek een minimale temperatuur van 163°C vereist; echter bestaat de neiging de temperatuur te verhogen, zodat de tijd voor het persproces kan worden verkort. 50

De genoemde mogelijkheden van het proces van het gemeenschappelijke vormen onder vacuum van een polyacrylaatfilm en een polycarbonaatfoelie of het proces van het spuitgieten tegen een i polyacrylaatfilm zijn vanzelfsprekend tot onder vacuum gevormde of door spuitgieten vervaardigde voorwerpen beperkt. In het midden 35 wordt gelaten of onder de omstandigheden van het vormen onder va- 7905450

* -V

• <r 4 cuum in alle gevallen een gelijkmatige, stabiele en sterk hechtende bekleding kan worden verkregen.

Er dient naar te worden gestreefd dat de werkwijze van het bekleden op een betrekkelijk eenvoudige wijze continu is uit te voeren. 5

Gevonden werd dat de oppervlakte van polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies, in het bijzonder polycarbonaatplaten met één of meer kunststoflagen, in het bijzonder die op poly(meth)-acrylaatbasis^ zodanig kunnen worden bekleed, dat de bekledingen nagenoeg volledig voldoen aan de eisen die aan dergelijke bekle- 10 dingen worden gesteld, indien men de polycarbonaatvoorwerpen, in het bijzonder de polycarbonaatplaten, en de op te brengen kunststoflagen in de gewenste afmetingen in een extrudeerinrich-. ting door middel van een veelcomponent-mondstuk coëxtrudeert en eventueel op de op deze wijze verkregen laag op poly(meth)acrylaat- 15 basis als tussenlaag een krasvaste bekleding (eindlaag) brengt.

Onder polycarbonaten dienen zoals in de techniek gebruikelijk is de polycondensatieprodukten van koolzuur met veelwaardige alcoholen, in het bijzonder tweewaardige fenolen, zoals de dioxydifenylalkanen met een molecuulgewicht groter dan ongeveer 20 12.000 te worden verstaan. In het bijzonder te noemen zijn de polycarbonaten op basis van (4.4*-dihydroxy-difenyl)-propaan-2.2 en de in de kern door één of meer halogeenatomen of alkylgroepen gesubstitueerde derivaten daarvan.

Als materiaal voor de op te brengen kunststoflaag komen in 25 de eerste plaats polymeren of copolymeren op basis van (meth)acry-laten in aanmeiking, voorzover zij voor het extruderen geschikt zijn. Te vermelden zijn in het bijzonder polymeren en copolymeren van acryl- of methaerylzuuresters, in de eerste plaats met methyl-methacrylaat en methylacrylaat als monomer en, voorts met acryl- 30 esters van de homologe alcoholen met 2-4 koolstofatomen, in het bijzonder ethyl- en butylacrylaat, voorts benzylacrylaat ,· de di-methacrylesters van diolen zoals het ethaandiol- en het 1.4-butaan-diolmethacrylaat. Als volgens de uitvinding geschikte monomeren voor het door coextruderen op te brengen materiaal zijn voorts 35 (co)-polymeren met acrylonitrile, styreen, maleïnezuuranhydride, 790 54 50 5 butadieen/styreen, butadiaan/α-methylstyreen geschikt.

De op te brengen kunststoflagen hebben in het algemeen een dikte van 10 - 100yum, bij voorkeur 50yum. De dikte van de op te brengen laag kan met betrekking tot de technische toepassing van kritische betekenis zijn, daar vanaf een bepaalde dikte van de 5 bekleding dient te worden gerekend met een voortplanting van scheuren in de daaronder aanwezige laag.

Als bijzonder interessante uitvoeringsvorm van de bekledings-werkwijze volgens de uitvinding is het gelijktijdige opbrengen van een aantal geschikte kunststoflagen door coëxtruderen in een extru- 10 deerinrichting door middel van een veelcomponent-mondstuk te vermelden. Daarbij worden als tussenlaag doelmatig de op grond van de goede hechting op het polycarbonaatoppervlak bijzonder geschikte poly(meth)aciy laten gebruikt. Doelmatig bevat ten minste ééa van de de polycarbonaat-kem af schermende kunststoflagen, in het 15 bijzonder de poly(meth)acrylaatlaag, geschikte ultraviolet licht absorberende middelen, bijvoorbeeld de in het Amerikaanse oetrooi-schrift 5»594-264 vermelde middelen.

Als materiaal voor de krasvaste bekledingen, die eventueel op de door co extruder en '..opgebraohte tussenlaag van poly(meth)acryla- 20 ten worden opgebracht, zi jn de op zichzelf bekende krasvaste bekle- poly- dingen, bijvoorbeeld de bekledingen, die op basis varN'siloxanharsen zijn opgebouwd,of de in het DuitseyOffenlegungsschrift,/1.963.278 beschreven bekledingen op basis van met methylmelamine verknoopte gehydroxyleerde, fluor bevattende polymeren te vermelden. 25

Het opbrengen van de krasvaste bekledingen op de door co-extruderen opgebrachte tussenlaag van poly(meth)acrylaten kan op op zichzelf bekende wijze worden uitgevoerd, bijvoorbeeld door opbrengen van een oplossing met daarin het bekledingsmiddel opgelost. 30

De voor de door coëxtruderen te vervaardigen voorwerpen of de voor het bekleden van kunststoffen geschikte uitgangsmaterialen, dat wil zeggen polycarbonaten en de bij voorkeur gebruikte polymeren of co polymeren van (meth)acrylaten, kunnen in^ple gebruikelijke, voor het extruderen geschikte vorm en kwaliteit aanwezig zijn, bij- 35 voorbeeld als granulaten of poeders.

790 5450 ' C 6 -

Ook de uitvoering van het extruderingsproces in de extrudeer-inrichting volgens de uitvinding kan op op zichzelf bekende wijze onder toepassing van in de handel gebrachte extrudeerinrichtingen en veelcomponent-mondstukken met geschikte afmetingen worden uitgevoerd. 5

De hechting tussen het polycarbonaatvoorwerp en de op te brengen kunst stof laag of -lagen komt in verloop van het extruderingsproces tot stand, waarbij de tijdens het extruderingsproces ontwikkelde warmte-inhoud van de lagen in het algemeen voor het bereiken van een goed hechtende verbinding tussen de lagen voldoen- 10 de groot is.

Doelmatig wordt het extruderingsproces volgens de uitvinding gevolgd door een behandeling door kalandreren.

Het ultraviolet licht absorberende middel of -middelen kunnen óf aan het uitgangsmateriaal, dat voor het bekleden van de 15 kunststof is bestemd, in een zo homogeen mogelijke verdeling worden toegevoegd en gemengd óf tijdens het extruderen continu worden toegevoerd.

De volgens de werkwijze van de uitvinding verkregen bekledingen munten uit boven de volgens de werkwijzen van de stand 20 van de techniek verkregen produkten, in het bijzonder met betrekking tot de hechting en vooral met betrekking tot de optische eigenschappen.

Het volgende voorbeeld illustreert de uitvinding.

Yoorbeeld ter uitvoering van de werkwijze van het bekleden 25 volgens de uitvinding onder toepassing van een (maximaal) vier-component-mondstuk.

De in de figuur schematisch af geheelde inrichting volgens de uitvinding dient ter vervaardiging van polycarbonaatplaten voorzien van een kunststofbekle ding. De voor de uitvoering van de 30 werkwijze volgens de uitvinding belangrijke onderdelen zijn een veelcomponent-mondstuk, waarbij de laagdikte door middel, van showelementen (stuwbalken) 1,2,3 en 4 wordt ingesteld. De-totale dikte van de platen wordt door twee verstelbare lippen 5 en 6 ingesteld.

Zowel de instelling van de stuw-element en als de instelling van 35 de lippen kan door middel van differentialen 7, 8 , 9 > 10» 11 en 12 worden uitgevoerd. De materiaal toevoer vindt plaats via de in 790 5450 7 het inwendige van het mondstuk aangebrachte doorstromingskanalen 13, 14» 15 en 16. Het veelcomponent-mondstuk wordt met behulp van weerstand-verwarmirgselementen verwarmd, waarbij de afzonderlijke lagen thermisch onafhankelijk van elkaar regelbaar zijn.

Met de inrichting volgens de figuur kunnen bijvoorbeeld 5 polycarbonaatrplaten van verschillende dikten met kunst stofbekle-dingen tussen bijvoorbeeld 10 - 100^um vjorden gecoëxtrudeerd.

Een afhankelijkheid van de verschillende lagen ten opzichte van elkaar bestaat onder het gezichtspunt van de vervaardigbaarheid niet. Zo kunnen bijvoorbeeld foelies of platen op een polycarbonaat- ^0 basislaag en polymeren of copolymeren van (meth)acrylaten worden gecoëxtrudeerd. Dit geldt ook indien aan het gecoëxtrudeerde polymeer of copolymeer een of meer ultraviolet licht absorberende middelen zijn toegevoegd.

Bijvoorbeeld is het mogelijk zowel de coëxtrudering zodanig 15 uit te voeren dat de uiteindelijke laag op beide buitenzijden van de plaat of de foelies het ultraviolet licht absorberende middel of -middelen bevat, als de coextrudering zodanig uit te voemn, dat de tussenlaag of -lagen de ultraviolet licht absorberende middelen als bestanddeel bevatten. 20

De verwerkingstemperaturen bij het extruderingsproces zijn afhankelijk van het telkens gebruikte type van de vormmassa. Bij (meth)acrylaten is de temperatuur in het algemeen 240 - 280°C.

Yoor de polycarbonaat-vormmassa's is de massatemperatuur in het algemeen 260 - 310°C. Binnen de aangegeven gebieden dient aandacht 25 te worden besteed aan de regeling van de temperatuur waarbij een optimale binding en een optimale optische kwaliteit van het geco-extrudeerde materiaal wordt bereikt. De optimale temperatuur of de optimale instelling van de dikte heeft men bereikt indien in de achter het veelcomponent-mondstuk geschakelde walsengleuf van 30 de kalander een homogene hoeveelheid van het materiaal zonder blaasjes aanwezig is.

t 790 5450

Claims

1. Werkwijze voor het bekleden van polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies met kunststoflagen, met het kenmerk, dat men de polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoeües en de op te brengen kunststoflaag gelijktijdig door coëxtruderen 5 in een extrudeerinrichting door middel van een veelcomponent-mondstuk vervaardigt, waarbij in verloop van de extrudering het heohtingsproces van de kunststoflaag op de polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies plaats heeft.

2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het ken- 10 merk, dat men de polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoelies samen met verschillende op te brengen kunst stoflagen vervaardigt, waarbij in verloop van de extrudering het heohtingsproces van de kunst stoflagen op de polycarbonaatplaten en polycarbonaatfoeües plaats heeft. 15

3. Werkwijze volgens conclusie 1 en/of 2 voor het bekleden van polycarbonaatplaten met kunststoflagen op basis van polymeren of copolymeren van (meth)acrylaten, met het kenmerk, dat men de polycarbonaatplaten en de op te brengen kunststoflagen gelijktijdig door coè'xtruderen in een extrudeerinrichting door 20 middel van een veelcomponent-mondstuk vervaardigt, waarbij in verloop van de extrudering het heohtingsproces van de kunststoflagen op de polycarbonaatplaten plaats heeft.

4. Werkwijze volgens conclusies 1 - 3, m e t het k e n m e r k, dat men aan de dekkende kunststoflaag één of meer 25 ultraviolet licht absorberende middelen toevoegt.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men als direct op de polycarbonaat-plaat of polycarbonaa,t-foelie te brengen kunststoflaag een kunststoflaag van polymeren of copolymeren van (meth)acrylaten gebruikt. 30

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5» met het kenmerk, dat men na het proces van de extrudering eaa kalan-de^ring uitvoert.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat' men op de door coëxtruderen opgebrachte, in 35 verloop van de extrudering onder sterke hechting met de polycar- 790 5 4 50 *· bonaatplaat verbonden kunststoflaag (tussenlaag) van polymeren of copolymeren van (metb)acrylaten een krasvaste bekleding als uiteindelijke laag opbrengt.

8. Werkwijze volgens conclusies 1 - 7> o e t het kenmerk, dat men de in verloop van de extrudering onder 5 sterke hechting met de polycarbonaat-plaat verbonden kunststoflaag (tussenlaag) in een dikte van 10 - 100yum aanbrengt.

9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat men een krasvaste bekleding op basis van een polysilaxanhars aanbrengt. 10

10. Werkwijze volgens conclusies 1 - 90 m e ^ het kenmerk, dat men een krasvaste bekleding op basis van met methylamine verknoopte, gehydroxyleerde, fluor bevattende polymeren aanbrengt. 7905450 i