NL9101151A

NL9101151A - Werkwijze voor oppervlakte behandeling.

Info

Publication number: NL9101151A
Application number: NL9101151A
Authority: NL
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1993-02-01
Also published as: US5268231A; EP0522243A1

Description

General Electric Company te Schenectady, New York, Verenigde Staten van Amerika.

Titel: Werkwijze voor oppervlakte behandeling.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een hulpstof in het oppervlak van een voorwerp met een oppervlak vervaardigd uit een aromatisch polycarbonaat.

Een dergelijke werkwijze is algemeen bekend, bij voorbeeld uit US-A-4,861,664. Volgens de bekende werkwijze wordt een voorwerp uit een aromatisch polycarbonaathars met een oplosmiddel behandeld waarin zich een UV absorptiemiddel bevindt. Als oplosmiddel (vloeistof) wordt een glycol, een glycol ether, een alcohol, een hydroxy ether, een gehalogeneerde koolwaterstof of een keton of mengsels daarvan toegepast. Ook worden mengsels van deze verbindingen genoemd zoals bijvoorbeeld een mengsel van isopropylalcohol en methy-lethylketon. Als uv-absorptiemiddel worden verschillende bekende verbindingen genoemd zoals (2-[2'-hydroxy-3',5-di (a,a -dimethylbenzyl) phenyl] benzotriazol. Bij een van de voorbeelden wordt een plaat uit een aromatisch polycarbonaat met een UV-absorptiemiddel in een oplosmiddel behandeld en vervolgens onderworpen aan een thermovorming behandeling. Aangegeven is dat produkten die na de behandeling aan verhoogde temperaturen worden blootgesteld met "niet-vluchtige" absorptiemiddelen geïmpregneerd moeten worden.

US-A-4,323,597 beschrijft een soortgelijke werkwijze als beschreven in US-A-4,861,664. Bij deze werkwijze wordt een vloeistof toegepast die niet-agressief is ten opzichte van aromatische polycarbonaten maar het oppervlak daarvan wel bevochtigt. Geschikte oplosmiddelen volgens deze stand van de techniek zijn alcoholen, hydroxy ethers, alcohol-water mengsels, vloeibare alifa-tische koolwaterstoffen, vloeibare cycloalifatische koolwaterstoffen en chloor fluor koolstofverbindingen. Volgens deze stand van de techniek veroorzaken aggressieve stoffen problemen zoals etsen, vertroebelen en scheurvorming in het opppervlak.

US-A-4,937,026 beschrijft een soortgelijke werkwijze als hierboven beschreven waarbij echter als vloeistof een mengsel van dipropyleen glycol methyl ether, tripropyleen glycol methyl ether, 1,2 propaandiol en 1,4 butaandiol wordt toegepast.

De uitvinding berust op de ontdekking dat bepaalde vloeistoffen, namelijk cyclische keton verbindingen, het oppervlak van het aromatisch polycarbonaat zo "behandelen" dat de hulpstoffen die in de vloeistof aanwezig zijn, zich in hoge concentratie goed in het polycarbonaat oppervlak laten verdelen. Het lijkt alsof het oppervlak van het aromatisch polycarbonaat in de cyclische keton verbinding oplost. Na verwijderen (verdampen) van het cyclisch keton blijft een glad oppervlak achter, terwijl het aromatisch polycarbonaat niet is aangetast, zoals na behandeling met veel oplosmiddelen wel het geval is.

Het effect van cyclische ketonverbinding op aromatisch polycarbonaat wordt als verrassend beschouwd.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door het gebruik van een cyclische ketonverbinding of een vloeistofmengsel dat een cyclische ketonverbinding bevat als vloeistof. Geschikte vloeistofmengsels bevatten ten minste 30 volume procent van de cyclische ketonverbinding.

Verschillende cyclische ketonverbindingen kunnen toegepast worden zoals cyclopentanon, cyclohexanon en cyclo-octanon. De voorkeur wordt gegeven aan cyclohexanon.

Verschillende hulpstoffen kunnen met de cyclische ketonverbinding in het aromatisch polycarbonaat oppervlak worden aangebracht. Daarbij is het niet noodzakelijk dat de hulpstof oplost in de vloeistof.

Met de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk bij voorbeeld de volgende hulpstoffen aan te brengen: UV-absorptiemiddelen, pigmenten en kleurstoffen, polysiloxaanverbindingen, mica, fijne metallische poeders, en fijne vezels.

Voorbeelden van geschikte UV-absorptiemiddelen vindt men beschreven in de hierboven genoemde ameri-kaanse octrooischriften. Een bijzonder gunstige combinatie wordt verkregen bij toepassing van 2-(3'5'-bis (cumyl) -2'-hydroxyphenyl) benzotriazol of 5-t.butyl-3-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxybenzeen-propionzuur octyl ester. Een plaat uit een aromatisch polycarbonaat volgens de werkwijze van de uitvinding behandeld met dit UV absorptiemiddel is bijzonder geschikt voor thermische nabehandeling (bij voorbeeld thermovormen).

Geschikte pigmenten en kleurstoffen zijn bij voorbeeld titaniumdioxide en andere voor aromatisch polycar-bonaten gebruikelijke pigmenten en kleurstoffen. Bijzondere optische effecten kunnen worden verkregen door toepassing van mica, fijne metallische poeders zoals aluminiumpoeder als hulpstof. Wanneer men als hulpstof fijne vezels, zoals polyamide vezels of polyestervezels toepast kan men een zacht aanvoelend ("suede-gevoel") oppervlak verkrijgen.

Ook is het mogelijk gebleken als hulpstof een poly-siloxaan verbinding toe te passen om het oppervlak mar-resistant te maken. Daartoe wordt een van de uit talloze octrooien voor het mar-resistant maken van aromatische polycarbonaten bekende polysiloxaan verbindingen toegepast.

Over het algemeen wordt de aan te brengen hulpstof in een concentratie van ongeveer 0.5-20 gewichtsprocent in de vloeistof opgenomen.

Al naar gelang de aard van de hulpstof, de duur van het contact tussen het oppervlak en de vloeistof en de temperatuur bij de behandeling, dringt de hulpstof meer of minder diep door in het oppervlak. Over het algemeen ligt de penetratie diepte tussen 1-50 micrometer.

De eigenlijke behandeling kan op verschillende wijzen worden uitgevoerd, hiervoor kan naar de hierboven genoemde octrooiaanvragen worden verwezen. Een bijzonder geschikte werkwijze is beschreven in EP-A-0228671.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een oppervlak uit een aromatisch polycarbonaat behandeld. Aromatische polycarbonaten bevatten carbonaatbindingen en eenheden afgeleid van een of meer aromatische diolverbindingen. Ook geschikt zijn aromatische polycarbonaten die behalve carbonaatverbindingen tevens esterbin-dingen afgeleid van een aromatisch of een alifatisch dicarbonzuur bevatten.

VOORBEELD I

Op verschillende horizontaal geplaatste kunststof-plaatjes uit een aromatisch polycarbonaat afgeleid van carbonylchloride en bisphenol A met een gewichtsgemid-deld molecuulgewicht van 32.000 werd steeds 1 gram van een oplosmiddel aangebracht. Het oplosmiddel liet men inwerken tot het verdampt was (bij 23°C) of het werd na 30 minuten afgeveegd.

Na deze behandeling werd het kunststofplaatje visueel beoordeeld. Zo werden vierentwintig verschillende organische oplosmiddelen waaronder methylalcohol, ethylacetaat, methyl ethyl keton en cyclohexa-non gotest.

Cyclohexanon vertoonde daarbij een uniek gedrag. Het werkte zichtbaar krachtiger in op het oppervlak van het kunststofplaatje en loste het polycarbonaat meer op dan een van de andere oplosmiddelen. Na verdampen van het cyclohexanon bleef het oppervlak visueel ongewijzigd achter. Geen van de overige oplosmiddelen vertoonde een dergelijk gedrag: of het oplosmiddel werkte nauwelijks in op het oppervlak of het liet na verdampen duidelijk zichtbaar sporen achter (vertroebeling, microcracks).

VOORBEELD II

Er werden twee verschillende UV-absorptiemiddelen, zoals aangegeven in de hieronder volgende tabel A, opgelost in cyclohexanon (10 gewichtsprocent). plaatjes uit hetzelfde aromatisch polycarbonaat als beschreven bij voorbeeld I werden gedurende 45 seconden door middel van flow coating met de oplossingen behandeld. Daarna droogde men de plaatjes in oven bij 100°C (5 minuten).

Het oppervlak van de behandelde plaatjes werd visueel beoordeeld: direct na de behandeling en na opvolgend thermovormen van de plaatjes (verstrekkings-graad 1.5, bij 190°C). De plaatjes werden vervolgens na het thermovormen in een Xenotest 1200 apparaat kunstmatig verouderd (2500 uren). Het oppervlak werd opnieuw beoordeeld.

De benzeen propaanzuur 3-(2H-benzotriazol-2-yl) -5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-l,6-hexaandiyl ester tastte het aromatisch polycarbonaat aan; het 2—(3'5'-bis(cumyl)-2-hydroxyphenyl) benzotriazol niet.

De resultaten zijn weergegeven in de hieronder volgende de tabel A.

TABEL A

Aantasting polycarbonaat oppervlak UV-absorptiemiddel direct na na na behandeling thermovormen kunstmatige veroudering en na thermovormen benzeen propaan- zuur 3-(2H-benzo- geen vertroebeling geen verdere triazol-2-yl) vertroebeling -5-(1,1-dimethyl-ethyl)-4-hydroxy-1,6-hexaandiyl ester 2-(3'5'-bis(cumyl)-2'-hydroxyphenyl) benzotriazol geen geen geen

VOORBEELD III

Er werden cyclohexanon oplossingen bereid met 3 gewichtsprocent van een violette kleurstof. Door toevoegen van 25 volumeprocent isobutanol kon een oplossing met 3 gewichtsprocent van een rode, een blauwe en een gele kleurstof worden verkregen.

Kunststofplaatjes uit hetzelfde aromatisch polycarbonaat als beschreven in voorbeeld I werden op dezelfde wijze behandeld als in voorbeeld II.

Na verdampen van de cyclohexanon (en isobutanol) werden gelijkmatig gekleurde plaatjes verkregen.

VOORBEELD IV

Een geëthoxyleerde dimethyl polysiloxaanverbinding werd in een concentratie van (1.5) gewichtsprocent opgelost in cyclohexanon. Bij een tweede proef werd tevens 10 gewichtsprocent 2-(3'5'-bis(cumyl)-2-hydroxyphenyl) ben-zotriazol opgelost.

Op de wijze als beschreven bij voorbeeld II werd een kunststofplaatje uit aromatisch polycarbonaat met de zojuist genoemde oplossingen behandeld.

In beide gevallen werd een oppervlak dat minder snel kraste verkregen.

VOORBEELD V

Er werden verschillende materialen in cyclohexanon gedispergeerd namelijk verschillende pigmenten (ongeveer 4 gewichtsprocent); mica deeltjes (5-15 micrometer; ongeveer 3 gewichtsprocent), fijn aluminium poeder (ongeveer 4 gewichtsprocent ): titaniumdioxide (ongeveer 4%).

Plow-coating van kunststofplaatjes uit aromatisch polycarbonaat leverde goede oppervlakken op met een homogene kleur bij de pigmenten, met een metallisch effect bij mica en aluminiumdeeltjes, en met een wit oppervlak bij het titaniumdioxide.

Alle hierboven genoemde octrooien worden geacht door deze verwijzing in de tekst te zijn opgenomen.

Claims

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een hulpstof in het oppervlak van een voorwerp met een oppervlak vervaardigd uit een aromatisch polycarbonaat, waarbij het oppervlak in contact wordt gebracht met een vloeistof waarin zich de hulpstof bevindt, waarbij als vloeistof een cyclische keton verbinding of een vloeistof mengsel dat een cyclkische keton verbinding bevat, wordt toegepast.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als cyclische keton verbinding cyclohexanon wordt toegepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als hulpstof een UV-absorptiemiddel wordt toegepast.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij als hulpstof 2-(3',5'-bis(cumyl)-2'-hydroxyphenyl) benzotriazol of 5-t.butyl-3-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxybenzeen-propionzuur octyl ester wordt toegepast.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als hulpstof een pigment of een kleurstof wordt toegepast.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij een fotochroom pigment wordt toegepast.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als hulpstof een polysiloxaan wordt toegepast.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als hulpstof mica wordt toegepast.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als hulpstof fijn metallisch poeder wordt toegepast.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij als hulpstof fijne vezels worden toegepast.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij een aromatisch polycarbonaat wordt behandeld dat carbonaatbin-dingen en eenheden afgeleid van een of meer aromatische diolverbindingen bevat.

12. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij een aromatisch polycarbonaat wordt behandeld dat behalve carbonaatbindingen tevens esterbindingen, afgeleid van een aromatisch of alifatisch dicarbonzuur, bevat.

13. Voorwerpen verkregen door toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1.