NO159909B - Polykarbonat-kunststoffplate samt fremgangsmaate for fremstilling av kunststoffplate. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en kunststoffplate, bestående av et kjernesjikt av polykarbonatkunststoff og, i det minste på den ene siden av kjernesjiktet, et koekstrudert dekksjikt av kunststoff, hvilket dekksjikt inneholder i det minste 3 vekt-% av en ultrafiolett-absorbator. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av kunststoffplater.

Polykarbonatkunststoffer har bare en begrenset værbestandig-het. Fremfor alt beskadiges de av ultrafiolett-bestråling. Ultrafiolett-absorbatorer som legges inn i kunststoffet kan beskytte det indre av en kunststoffplate av polykarbonat, men har ingen virkning på overflaten. For å beskytte overflaten foreslås det ifølge DE-OS 1 694 273 å påføre et lakk-sjikt som kan bestå av tre deler av en ultrafiolett-absorbator og fem deler polymetylmetakrylat eller polykarbonat

Ifølge DE-OS 28 32 676 foreslås det ved fremstilling av en polykarbonat-kunststoffplate å påføre et polymetylmetakrylatsjikt med et innhold av en ultrafiolett-absorbator under ut-nyttelse av koekstrudering.

I begge tilfeller anvendes det fortrinnsvis polymetakrylat-kunststoffer for dekksjiktet, fordi slike stoffer har høy vær-bestandighet og deres overflate er mindre utsatt for skader ved ultrafiolett-bestråling. En ulempe ved et dekksjikt av polymetakrylat er den lavere seighet, sammenlignet med poly-karbonater. Legges polykarbonat-kunststoffplater under spenning, eksempelvis i en bøyet tilstand, så vil det i den konvekse overflate oppstå strekkspenninger som kan føre til rissdannelse i dekksjiktet. Med øyet kan man fastslå den tiltagende rissdannelse som en matting av den til og begynne med glansfylte overflate. Dessuten vil rissene ha en tendens til å gå

videre inn i polykarbonat-kjernesjiktet, slik at den besjiktede plate ikke bibeholder polykarbonat-kunststoffets høye bruddfasthet. Fremfor alt tiltar bruddømfindtligheten mot haglvær. Disse ulemper gjør seg enda kraftigere bemerkbare når det dreier seg om hulprofilplater, fordi man der ved en bøyet legging får særlig stor strekking på den konvekse side.

Hensikten med oppfinnelsen er å unngå den redusering av bruddfasthet som et polymetylmetakrylatsjikt forårsaker,

uten å gi avkall på den beskyttelse som den i sjiktet inne-holdte ultrafiolett-absorbator gir.

Man har overraskende funnet at de nevnte ulemper kan unngås, med bibehold av dekksjiktets beskyttelsesvirkning, dersom

dekksjiktet består av koekstrudert polykarbonatkunststoff.

Ved å anvende samme materialet for kjernesjiktet og dekksjiktet vil begge sjikt ha samme strekkbarhet, slik at man heller ikke under spenning får noen øket rissdannelse i dekksjiktet.

Det er overraskende at det på overflaten av dekksjiktet ikke skjer en rask værnedbryting når dekksjiktet inneholder minst

3, fortrinnsvis minst 5 vekt-% av den ultrafiolett-absorbator, til tross for at polykarbonatet i dekksjiktets overflate fullt ut vil være utsatt for ultrafiolett-bestråling. Absorberingen av ultrafiolett-strålene vil først finne sted inne i dekksjiktet. De observerte fordeler forekommer bare ved et dekksjikt som er koekstrudert med kjernesjiktet.

Oppfinnelsen kan som nevnt også realiseres med en fremgangsmåte for fremstilling av en kunststoffplate, ved koekstrudering av et kjernesjikt av polykarbonatkunststoff og et dekksjikt av kunststoff som inneholder minst 3 vekt-% av en ultrafiolett-absorbator, på minst en side av kjernesjiktet, ved hjelp av en kunststoff-spaltdyse hvori plastifiserte masser for dannelse av kjerne- og dekksjiktene innpresses ved hjelp av to ekstrudere, kjennetegnet ved at det som kunststoff for dannelsen av dekksjiktet benyttes et polykarbonatkunststoff.

Den enkleste utførelsesform er vist i:

Figur 1 som viser et snitt gjennom en ensidig besjiktet massivplate,

figur 2 viser et snitt gjennom en foretrukken utførelsesform hvor platen er en ekstrudert hulkammerplate med sjikt på begge sider.

Kjernesiktet 1 i en massivplate kan ha en tykkelse fra eksempelvis 2-10 mm, fortrinnsvis 3-8 mm. Som regel er kjerne-sj iktets yttersider innbyrdes parallelle og plane, men de kan også være bølget eller - først og fremst i montert eller innebygget tilstand - enaksig bøyet. Kjernesjiktet kan også være kuppelformet velvet eller være tredimensjonalt deformert på annen måte.

Kjernesjiktet 1 kan også inneholde ett eller flere hulkammere 2. Disse hulkammere strekker seg fortrinnsvis innbyrdes parallelt og går i rette linjer gjennom kjernesjiktet. Fortrinnsvis dreier det seg om stegdobbel- eller tredobbelplater, hvor kjernesjiktet 1 består av to plane, parallelle vegger 3,4 som er enhetlig forbundne med hverandre ved hjelp av steg 5.Hulkammerne 2 kan eventuelt være oppdelt ved hjelp av én eller flere ytterligere mellomvegger. Veggene 3,4 og stegene 5 har vanligvis veggtykkelser på mellom 0,3-2mm. Kjernesjiktet har, medregnet hulkammerne, en tykkelse på eksempelvis 5-50, fortrinnsvis 6-10mm.

Flateutstrekningen og flateformen til kjernesjiktet retter seg etter de krav som stilles til den påtenkte anvendelse og kan i sterk grad velges etter behov innenfor rammen av de tekniske fremstillingsbetingelser. Flattliggende plater har hensikts-messig en rettvinklet flate og kantlengder på 0,5-6m. Lengre massivplater eller -baner kan rulles.

Kjernesjiktet 1 har minst én og fortrinnsvis på begge sider

et dekksjikt 6 som adskiller seg fra kjernesjiktet ved at det har et høyere innhold av ultrafiolett-absorbator. Tykkelsen skal være tilstrekkelig til å kunne absorbere mer enn 90%, fortrinnsvis mer enn 99% av en loddrett innfallen ultrafiolett-bestråling på 280-380 nm. Prosentandelen er beregnet på den ikke reflekterte andel. For å oppnå dette vil en tykkelse på 5-50umvære tilstrekkelig, men s j ikttykkelser opptil lOOymkan påføres.

Dekksjiktet inneholder minst 3 vekt-% og fortrinnsvis 5-15 vekt-% av en vanlig ultrafiolett-absorbator for kunststoffer. Det foretrukne innhold av ultrafiolett-absorbatorer ligger mellom 0,4 og 2,5g/m 2 men kan eventuelt økes til 5g pr-, kvadratmeter. Konsentrasjonen velges jo høyere jo tynnere dekksjiktet er, slik at den nødvendige absorpsjon vil kunne finne sted innenfor dekksjiktet. Under 0,4g/m er man ikke lenger sikret en beskyttelse av dekksjiktets overflate mot værnedbryting. Beskyttelsen er virksommere jo høyere den totalt pr. kvadratmeter anvendte absorbatormengde ligger. Egnede ultrafiolett-absorbatorer er 2-hydroksy-4-n-oktoksy-benzofenon, 2-hydroksy-4-metoksybenzonfenon, 2-(2'-hydroksy-5<1->metylfenyl)-benztriasol og andre avhandlinger av 2-hydroksy-benzofenoner eller benzotriasol, videre 2,4-di-hydroksybenzoylfuran, salicylsyrefenylester, racorsindisal-icylat, resorcimono- og di-benzoat, bensylbenzoat, stilben, g-metylumbelliferon og dets benzoat. Tallrike ytterliqere ultrafiolett-absorbatorer er kjent og fås i handelen. Særlig foretrukket er ultrafiolett-absorbatorer som har liten flyk-tighet ved bearbeidelsestemperaturen, det vil si særlig absorbatorer som har en høyest mulig molekylærvekt. Absorbatoren skal i den valgte konsentrasjon være mest mulig homogent blandbar med kunststoffmaterialet. Kjernesjiktet kan være helt fritt for absorbatorer eller kan inneholde disse i en betydelig lavere konsentrasjon enn i dekksjiktet. En konsentrasjon på 0,5 vekt-% overskrides ikke.

Polykarbonatkunststoffet avleder seg som regel fra en aroma-tisk bisfenol eller en blanding av slike bisfenoler, særlig bisfenol A. Alle polykarbonatkunststoffer som lar seg bear-beide til plater med høy seighet og lysgjennomslippelighet, egner seg som materiale både for kjernesjiktet og for dekksjiktet .

Sjiktene består fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, av det samme ekstruderbare kunststoffmateriale, når man ser bort fra konsentrasjonen av ultrafiolett-absorbatoren. Sjiktene kan være glassklare eller fargeløse eller på vanlig måte være farget, uklart eller pigmentert, men oppfinnelsen har sin største betydning for meget lysgjennomslippelige masser.

Dekksjiktet tilveiebringes samtidig med kjernesiktet under anvendelse av koekstrudering.

For koekstruderingen anvendes i og for seg kjente flerstoff-spaltdyser hvori de plastifiserte masser inntrykkes ved hjelp av to ekstrudere. Ekstruderingen skjer ved temperaturer mellom 240 og 300°C.

De nye plater egner seg som glass- og byggeelementer, fremfor alt i det fri, hvor den siden som er utsatt for sollyset er forsynt med dekksjiktet. Fordelaktig anvendes platene der hvor strekk-krefter kan virke på platene, eksempelvis ved en bøyet legging av massivplater eller stegdobbeltplater. En slik leggingsart anvendes ofte i drivhus og har tidligere ført til kraftige skader som følge av haglvær. Med oppfinnelsen unngår man slike skader.

Eksempel

Ved koekstrudering ved hjelp av en flerstoff-spaltdyse som mates med to ekstrudere, tilveiebringes en tosjikt-polykarbo-natplate. I den ene ekstruder bearbeides en ekstruderbar termoplastisk polykarbonat-formmasse uten ultrafiolett-absorbator. I den andre ekstruderen går en blanding av 90 vekt-% av samme polykarbonat-formmasse og 10 vekt-% 2-hydroksy-4-n-oktoksybenzofenon som ultrafiolett-absorbator til flerstoff-dysen. Strømmen av denne blandingen danner et dekksjikt med en tykkelse på 30 ym på en overflate av kjernesjiktet. Kjerne-<1>sjiktet dannes av den rene polykarbonat formmasse og har en tykkelse på 3mm. Kunststoffsmeiten blir etter dysen glattet i et glatteverk med tre valser.

Ved gjennomfallende sollys vil denne platen kaste en jevn skygge som ikke viser overflateforstyrrelser. Et lignende bilde vil det fra platens overflate mot en hvis skjerm reflekterte sollys gi.

Den på denne måte fremstilte plate bøyes elastisk med en krum-ningsradius på 0,5mm og utsettes for værpåvirkning i friluft. Etter 2 års værpåvirkning er platen rissfri. Til sammenligning ble en ekstrudert, i et glatteverk glattet plate lakkert på

sin overflate etter ekstruder ingen. Lakken ble jevnt påført ved hjelp av lakkpåføringsvalser som arbeidet motsatt ekstruder-ingsretningen. Lakkløsningen besto av 18% polykarbonat med en molekylærvekt på ca. 20000, 2% av den ovenfor nevnte ultrafiolett-absorbator og 80% dikloretan. Løsningsmiddelet ble deretter drevet ut i en tørkeovn med en gradvis økende tempe-ratur opptil 100°C. Den endelige lakksjikttykkelse var 30 ym .

Skyggebildet av denne platen viste delvist punkter, appelsin-skall lignende overflåtestruktur og optiske forstyrrelser som følge av et ufullstendig forløp og inklusjoner av støv-partikler .

Ved en slik plate som bøyes elastisk og utsettes for værpåvirkning vil man allerede etter et år kunne fastslå noen riss. Etter 2 år kan man fastslå at platen har fått tallrike riss. Rissdannelsen anses å skyldes løsningsmiddelrester i polykarbonatet og den lave molekylærvekt. Den lavere molekylærvekt er nødvendig for å få en høy lakk-konsentrasjon, fordi man derved kan unngå ekstra overflateforstyrreiser som skyldes huddannelser ved avdampingen av løsningsmiddelet og forstyrrelser i lakk-forløpet.

Claims (5)

1. Kunststoffplate, bestående av et kjernesjikt av poly-karbonatkunststof f som ikke inneholder mer enn 0,5 vekt-% av en ultrafiolett-absorbator, og som på minst en side av kjernesjiktet har et med kjernesjiktet koekstrudert dekksjikt av kunststoff, hvilket dekksjikt inneholder minst 3 vekt-% av en ultrafiolett-absorbator,karakterisert vedat dekksjiktet består av polykarbonatkunst-stof f.

2. Kunststoffplate ifølge krav 1,karakterisert veden tykkelse av dekksjiktet på 5 til 50umi.

3. Kunststoffplate ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat kjernesjiktet har en tykkelse på 0,3 til 20 mm.

4. Kunststoffplate ifølge krav 3,karakterisertved at kjernesjiktet har i lengderetningen gjennomgående hulrom.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av en kunststoffplate ifølge kravene 1-4, ved koekstrudering av et kjernesjikt av polykarbonatkunststoff og et dekksjikt av kunststoff som inneholder minst 3 vekt-% av en ultrafiolett-absorbator, på minst en side av kjernesjiktet, ved hjelp av en kunststoff-spaltdyse hvori plastifiser te masser for dannelse av kjerne- og dekksjiktene innpresses ved hjelp av to ekstrudere,karakterisert vedat det som kunststoff for dannelsen av dekksjiktet benyttes et polykarbonatkunststoff.