BE1006297A3

BE1006297A3 - Kunststofplaat, een werkwijze voor de vervaardiging daarvan en vormdelen die de plaat bevatten.

Info

Publication number: BE1006297A3
Application number: BE9200923A
Authority: BE
Inventors: Gertjan Venema
Original assignee: Axxis Nv
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1994-07-12
Also published as: EP0595413A1; EP0595413B1; DE69317727D1; US5709929A; ATE164549T1; ES2116401T3; DE69317727T2

Abstract

Kunststofplaat die een copolymeer bevat, welk copolymeer verkrijgbaar is door reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-55 mol. % ethyleenglycol en 1-45 mol. % 1-4-cyclohexaandimethanol, waarbij aan ten minste één oppervlak van de plaat een laag aanwezig is met een dikte van 2 tot 100 u., welke laag het copolymeer en een UV-licht absorberende toeslagstof bevat.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   KUNSTSTOFPLAAT, EEN WERKWIJZE VOOR DE VERVAARDIGING
DAARVAN EN VORMDELEN DIE DE PLAAT BEVATTEN 
De uitvinding heeft betrekking op een kunststofplaat die een copolymeer bevat, welk copolymeer verkrijgbaar is door reactie van dimethylterephtalaat of tereftaalzuur met een mengsel van 99-55 mol. % ethyleenglycol en 1-45 mol.   % 1, 4-cyclohexaandimethanol.   



   Een dergelijke plaat is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift nr.   4. 355. 080.   



   Een voordeel van een dergelijke plaat is dat door het gebruik van het copolymeer de plaat een hoge taaiheid en in transparante uitvoering een hoge lichtdoorlatendheid bezit, welke hoge taaiheid en hoge lichtdoorlatendheid geheel of nagenoeg behouden blijven als de kunststofplaat bij verhoogde temperatuur wordt vormgegeven tot een eindproduct. 



   Een nadeel is echter dat het copolymeer een geringe weersbestendigheid bezit. Door de kunststokplaat bloot te stellen aan weersinvloeden wordt de plaat minder transparant, vergeelt de plaat en wordt de plaat bros, zodat de plaat niet voor buitentoepassingen zoals bijvoorbeeld beglazing voor gebouwen en kassen, geluidswallen, reclameborden en afschermkappen in aanmerking komt. 



   Uit de Duitse octrooiaanvrage nr.   2. 853. 631   blijkt dat het niet mogelijk is de weersbestendigheid van een dergelijk copolymeer met een relatief laag gehalte aan cyclohexaandimethanol te verbeteren door toevoeging van een UV-licht absorberende toeslagstof. 



   In bovengenoemd Amerikaans octrooischrift wordt om die reden voorgesteld de plaat aan het oppervlak te voorzien van een acrylaatfolie om de weersbestendigheid te verbeteren, waarbij de acrylaatfolie een   UV-licht   absorberende toeslagstof kan bevatten. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Een nadeel hiervan is, dat er hechtingsproblemen kunnen ontstaan tussen de acrylaatfolie en de plaat, waardoor de plaat onbruikbaar wordt. 



   De uitvinding beoogt te voorzien in een plaat die bovengenoemd nadeel niet bezit. 



  Verrasenderwijs wordt dit bereikt doordat aan ten minste   een   oppervlak van de plaat een laag aanwezig is met een dikte van 2 tot 100   p,   welke laag het copolymeer en een UV-licht absorberende toeslagstof bevat. 



  De plaat volgens de uitvinding bezit een goede weersbestendigheid, terwijl de plaat niet het nadeel van de hechtingsproblemen van de bekende plaat bezit. 



  Het is zeer verrassend dat dit goede resultaat wordt bereikt, gezien het feit dat uit bovengenoemd Amerikaans octrooischrift en uit bovengenoemde Duitse octrooiaanvrage blijkt dat het niet mogelijk zou zijn om de weersbestendigheid van het copolymeer te verbeteren door aan het copolymeer een UV-licht absorberende toeslagstof toe te voegen. 



  In de Europese octrooiaanvrage nr. 320632 is weliswaar een kunststofplaat beschreven met daarop aangebracht een laag die een kunststof en een UV-licht absorberende toeslagstof bevat, maar de kunststof is een andere dan het copolymeer dat de plaat volgens de uitvinding bevat en er wordt geen aanwijzing in bovengenoemde Europese octrooiaanvrage gevonden om het verrassende goede resultaat van de plaat volgens de uitvinding te verkrijgen. 



   Een verder voordeel van de plaat volgens de uitvinding is dat een dergelijke plaat op eenvoudige wijze bij verhoogde temperatuur kan worden vormgegeven tot eindproducten, terwijl dat met de bekende plaat wordt bemoeilijkt door de aanwezigheid van de acrylaatfolie. 



   Nog een verder voordeel is dat de plaat volgens de uitvinding goed kan worden herverwerkt, terwijl de bekende plaat niet of zeer moeilijk kan worden herverwerkt, omdat de plaat twee verschillende kunststoffen bevat. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



  Onder plaat wordt in deze aanvrage een lichaam verstaan waarvan de dikte gering is ten opzichte van de lengte en de breedte. Onder plaat wordt tevens vel, folie en dergelijke verstaan. Onder plaat wordt tevens dubbelwandige plaat (twin wall sheet) verstaan. De plaat is bijvoorbeeld vlak of gebogen. Onder de oppervlakken van de plaat worden verstaan de beide buitenvlakken van de plaat die zich loodrecht op de dikterichting van de plaat bevinden. 



  Bij voorkeur is het copolymeer dat de plaat bevat verkrijgbaar door reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-60 mol. % etheenglycol en 1-40 mol.   % 1, 4-cyclohexaandimethanol.   



  Nog meer bij voorkeur is het copolymeer dat de plaat bevat verkrijgbaar door reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-66 mol. % ethyleenglycol en 1-34 mol.   % 1, 4-cyclohexaandimethanol.   



  Een dergelijke plaat bezit goede mechanische eigenschappen en in transparante uitvoering een zeer hoge lichtdoorlatendheid. 



  Nog meer bij voorkeur is het copolymeer dat de plaat bevat verkrijgbaar door reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-85 mol. % ethyleenglycol en 1-15 mol.   % 1, 4-cyclohexaandimethanol.   



   In het algemeen is het copolymeer opgebouwd uit de monomeren in dezelfde verhouding waarin de monomeren aan de polymerisatie zijn voorgelegd. Het copolymeer kan ondergeschikte hoeveelheden van met de bovengenoemde monomeren copolymeriseerbare monomeren bevatten. 



  In principe komt elke UV-licht absorberende toeslagstof die geschikt is om te worden toegepast in thermoplastische polyesters of copolyesters aanmerking om te worden toegepast in de plaat volgens de uitvinding, zoals bijvoorbeeld genoemd in DE-A-2853631, EP-A-247480, EP-A-320632 en Plastics Additives Handbook, 3de editie, Hanser Publishers te Munchen, (1990), pagina 176 en volgenden. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



  Bij voorkeur wordt als UV-licht absorberende toeslagstof een benzotriazol of een benzofenon toegepast. 



  Zo is het bij voorbeeld mogelijk de 2-Hydroxyfenylbenzotriazolen toe te passen met de algemene formule 1 zoals is aangegeven op het formuleblad. 



  Hierin   is :   - Rl : een Alkylgroep met 1-18 C-atomen of een arylalkylgroep met 18 C-atomen. 



  - R2 : een waterstof- of chlooratomen of een alkylgroep met 1-18 C-atomen, of een arylalkylgroep met 7-18 C-atomen. 



  Voorbeelden van benzofenonen die geschikt zijn om te worden toegepast in de plaat volgens de uitvinding bezitten de algemene formule 2, zoals is aangegeven op het formuleblad. Hierin is R een waterstofatoom of een alkylgroep met 1-12 C-atomen. 



  Bij voorkeur wordt een benzotriazol met 2 benzotriazolgroepen in het molecule toegepast in de plaat volgens de uitvinding, bijvoorbeeld met de algemene formule 3 zoals is aangegeven op het formuleblad. 



  Hierin zijn : - Rl en R2 gelijk of verschillend een waterstof- of een halogeenatoom, een alkylgroep met 1-10 C-atomen, een cycloalkylgroep met 5-10 C-atomen, een arylalkylgroep met 7-13 C-atomen, een arylgroep met 6-14   C-atomen, -OR7   of - COOR7. 



  R7 is een waterstofatoom of een alkylgroep met 1-10 C-atomen, een cycloalkylgroep met 5-10 C-atomen, een arylalkylgroep met 7-13 C-atomen of een arylgroep met 6-14 C-atomen. 



  - R3 en R4 gelijk of verschillend een waterstofatoom, een alkylgroep met 1-15 C-atomen, een cycloalkylgroep met 5 of 6 C-atomen, een arylalkylgroep met 7-20 C-atomen, of een arylgroep met 6-14 C-atomen. 



  - R5 en R6 gelijk of verschillend een een alkylgroep met 2-15 C-atomen, een cycloalkylgroep met 5-10 C-atomen, een arylalkylgroep met 7-20 C-atomen, een arylgroep met met 6-14   C-atomen, -OR7 of -COOR7.   

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



  - a, b gelijk of verschillend 1, 2, 3 of 4. 



  - c, d gelijk of verschillend 1, 2 of 3. 



  De benzotriazolen met 2 benzotriazolgroepen in het molecule bezitten een hoog molecuulgewicht en verdampen of migreren daardoor minder snel uit de kunststofplaat, dan de UV-licht absorberende toeslagstoffen met een lager molecuulgewicht. 



  Het is mogelijk dat de laag die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat slechts aan   een   oppervlak van de plaat aanwezig is. Een dergelijke kunststofplaat kan echter slechts met het oppervlak waar de laag die het copolymeer en de toeslagstof bevat aanwezig is aan weersinvloeden worden blootgesteld. 



  Bij voorkeur is de laag die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat aan beide oppervlakken van de kunststofplaat aanwezig. 



  Over het algemeen bevat de laag die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat 0, 5-20 gew. % van de UV-licht absorberende toeslagstof. Bij voorkeur bevat de laag 1-15, nog meer bij voorkeur 2-10 gew. % van de UV-licht absorberende toeslagstof. 



   De kunststofplaat wordt volgens een der in de kunstoftechnologie bekende werkwijzen vervaardigd. Zo is het mogelijk de plaat te vervaardigen door een plaat die het copolymeer bevat te extruderen of te kalanderen en daarop juist voordat de plaat wordt afgekoeld een folie te persen met een dikte van 2-100 p die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat. Ook is het mogelijk op de plaat een laag van een   oplossing   aan te brengen die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat en vervolgens het oplosmiddel te laten verdampen. 



  Bij voorkeur wordt de kunststofplaat vervaardigd door in   een   stap de laag of de lagen die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevatten en het overige deel van de plaat te koëxtruderen. Een dergelijke kunststofplaat bezit goede optische eigenschappen en er 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 bestaat een goede hechting tussen de lagen en het overige deel van de plaat. 



  De kunststofplaat kan de gebruikelijke toeslagstoffen bevatten, zoals bijvoorbeeld glijmiddelen, antioxidanten, optisch actieve toeslagstoffen en kleurstoffen. In de niet-transparante uitvoeringsvorm kan de kunststofplaat bovendien bijvoorbeeld pigmenten, vulstoffen en vezels bevatten. 



  De kunststofplaat kan tot vormdelen worden verwerkt bijvoorbeeld door de kunststofplaat bij verhoogde temperatuur te vervormen, bij omgevingstemperatuur te buigen of te plooien en eventueel mechanisch te bewerken, zoals bijvoorbeeld snijden en zagen. 



  De uitvinding heeft eveneens betrekking op vormdelen die geheel of gedeeltelijk zijn vervaardigd uit de plaat volgens de uitvinding, zoals bijvoorbeeld politieschilden, helmvizieren, afdekkappen, lichtkoepels, beglazing van kassen, geluidswallen en gebouwen en reclameborden. 



  Voorbeeld 1, 2 en   verqeliikend   voorbeeld A
Compounds werden bereid door   ethyleen-1, 4-cyclohexyleendimethyleenterephtalaat   (Kodar PETG (R) 6763, geleverd door Eastman uit de USA) in een dubbelschroefskneder op de gebruikelijke wijze op te smelten en te mengen met een UV-licht absorberende toeslagstof. 



  De samenstelling van de compounds was : - compound 1 : 93 gew. % PETG 6763, 7 gew. %   2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4, 6-bis- (1-methyl-1-fenylethy1) -    fenol (Tinuvin (R) 234, geleverd door Ciba Geigy uit Zwitserland). 



  - compound 2 : 95 gew. % PETG 6763,5 gew. % 
 EMI6.1 
 bis n (Mixxim (R) BB/100, geleverd door Claus Huth GmbH uit Duitsland). 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



  Er werden 4 mm dikke en 1250 mm brede kunststofplaten   gecoëtrudeerd,   bestaande uit een middenlaag van praktisch de nominale dikte en aan beide oppervlakken een oppervlaktelaag van ongeveer 40 p. De middenlaag bestond uit 100 % PETG 6763, de beide oppervlaktelagen bestonden voor kunststofplaat 1 uit compound 1 en voor kunststofplaat 2 uit compound 2. Tevens werd een kunststofplaat A geëxtrudeerd met dezelfde afmetingen die geheel uit PETG 6763 bestond, zonder de oppervlaktelagen. 



  Op de kunststofplaten werden de volgende testen uitgevoerd : 1) Versnelde veroudering in een QUV Accelerated
Weathering Tester (R), geleverd door The Q-Panel
Company uit de USA, uitgerust met QUV-B313 lampen. De verouderingsduur bedroeg 500 en 1000 uur. De verouderingscyclus bestond uit afwisselend 4 uur UV bestraling bij   600C   en 4 uur condensatie bij   50 C.   



   Voor en na de veroudering werd de Yellowness Index (YI) gemeten volgens ASTM D 1925, de lichttransmissie (LT) en de slagvastheid met behulp van een valenergiemeting volgens ASTM D 3029. De valenergiemeting werd uitgevoerd met behulp van een
Dynatup 8250 Impactor (R), geleverd door Dynatup uit de USA en voorzien van een kogelvormig vlakvallichaam met een diameter van 12. 7 mm. De impactenergie bedroeg
135. 6 J. De impactsnelheid bedroeg 3, 39 m/s. Als maat voor de slagvastheid werd de Maximum Load Energy (MLE) genomen. 



  2) Versnelde veroudering in een Xenon Weather-Ometer (R), geleverd door Atlas uit de USA. De bestralingsintensiteit was 0. 35 W/m2 bij een golflengte van 340 nm. Borosilicaat/borosilicaat filters waren geinstalleerd. De blackpaneltemperatuur bedroeg   63 C.   De verouderingscyclus bestond uit afwisselend 102 minuten droge belichting en 18 minuten 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 natte belichting. De verouderingsduur was 1000,2000 en 3000 uur. Voor en na de veroudering werd de YI en de LT gemeten. 



  3) Natuurlijke veroudering door de kunststofplaten buiten op te stellen in Tielt (België), volgens DIN 53386. 



   Voor en na de veroudering werd de YI en de LT gemeten. 



  De resultaten van de kunsstofplaten 1 en 2 volgens de uitvinding en de kunststofplaat A, zonder de oppervlaktelagen worden gegeven in de tabellen 1-3. 



  TABEL 1 : Resultaten voor en na veroudering in QUV
Accelerated Weathering Tester. 
 EMI8.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Kunststofplaat <SEP> Veroudering
<tb> 0 <SEP> uur <SEP> 500 <SEP> uur <SEP> 1000 <SEP> uur
<tb> YI <SEP> (-) <SEP> 
<tb> A <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> l <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 4, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> LT <SEP> (%) <SEP> 
<tb> A <SEP> 84 <SEP> 82 <SEP> 79
<tb> 1 <SEP> 84 <SEP> 82 <SEP> 82
<tb> 2 <SEP> 84 <SEP> 83 <SEP> 83
<tb> MLE <SEP> (J) <SEP> 
<tb> A <SEP> 45 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 
<tb> 1 <SEP> 45 <SEP> 41 <SEP> - <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 45 <SEP> 41 <SEP> - <SEP> 
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 Het blijkt dat de YI, de LT en de MLE niet of nauwelijks worden beinvloed door de veroudering bij de kunststofplaten volgens de uitvinding, dit in tegenstelling tot de kunststofplaat zonder de oppervlaktelaag, die sterk vergeelt,

   minder transparant wordt en zeer snel bros wordt. 



  De YI ligt voor de platen volgens de uitvinding weliswaar op een iets hoger niveau, maar de waarde daarvan is tijdens het gebruik van de platen constant. Dit laatste is bepalend voor de bruikbaarheid van de platen. 



  TABEL 2 : Resultaten voor en na veroudering in de Xenon
Weather-Ometer. 
 EMI9.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Kunststofplaat <SEP> Veroudering
<tb> 0 <SEP> uur <SEP> 1000 <SEP> uur <SEP> 2000 <SEP> uur <SEP> 3000 <SEP> uur
<tb> YI <SEP> (-) <SEP> 
<tb> A <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 3 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP> 14, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> LT <SEP> (%) <SEP> 
<tb> A <SEP> 84 <SEP> 82 <SEP> 80 <SEP> 78
<tb> 1 <SEP> 84 <SEP> 84 <SEP> 84 <SEP> 83
<tb> 2 <SEP> 84 <SEP> 84 <SEP> 84 <SEP> 84
<tb> 
 Het blijkt dat de YI en de LT niet of nauwelijks worden beinvloed door de veroudering bij de kunststofplaten volgens de uitvinding, dit in tegenstelling tot de kunststofplaat zonder de oppervlaktelaag, die sterk vergeelt en minder transparant wordt.

   Verder treedt bij de kunststofplaat zonder de oppervlaktelaag na korte verouderingstijd reeds een sterke haze-vorming op, terwijl 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 dit bij de kunststofplaten volgens de uitvinding niet of nauwelijks optreedt. 



  TABEL 3 : Resultaten voor en na natuurlijke veroudering 
 EMI10.1 
 
<tb> 
<tb> Kunststofplaat <SEP> Veroudering
<tb> 0 <SEP> jaar <SEP> 0. <SEP> 5 <SEP> jaar <SEP> 
<tb> YI <SEP> (-) <SEP> 
<tb> A <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> LT <SEP> (%) <SEP> 
<tb> A <SEP> 84 <SEP> 83
<tb> 1 <SEP> 84 <SEP> 84
<tb> 2 <SEP> 84 <SEP> 84
<tb> 
 Het blijkt dat de YI en de LT niet of nauwelijks worden beinvloed door de veroudering bij de kunststofplaten volgens de uitvinding, dit in tegenstelling tot de kunststofplaat zonder de oppervlaktelaag, die sterk vergeelt en minder transparant wordt.

Claims

CONCLUSIES 1. Kunststofplaat die een copolymeer bevat, welk copolymeer verkrijgbaar is door reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-55 mol. % ethyleenglycol en 1-45 mol. % 1, 4-cyclohexaandimethanol, met het kenmerk, dat aan ten minste een oppervlak van de plaat een laag aanwezig is met een dikte van 2 tot 100 p, welke laag het copolymeer en een UV-licht absorberende toeslagstof bevat.
2. Kunststofplaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het copolymeer verkrijgbaar is door een reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-60 mol. % ethyleenglycol en 1-40 mol. % 1, 4-cyclohexaandimethanol.
3. Kunststofplaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het copolymeer verkrijgbaar is door een reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-66 mol. % ethyleenglycol en 1-34 mol. % 1, 4-cyclohexaandimethanol.
4. Kunststof plaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het copolymeer verkrijgbaar is door een reactie van dimethylterephtalaat of terephtaalzuur met een mengsel van 99-85 mol. % ethyleenglycol en 1-15 mol. % 1, 4-cyclohexaandimethanol.
5. Kunststof plaat volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk dat als UV-licht absorberende toeslagstof een benzotriazol of een benzofenon wordt gebruikt.
6. Kunststofplaat volgens conclusies 5, met het kenmerk, dat het benzotriazol twee triazolgroepen in het molecuul bevat.
7. Kunststofplaat volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de laag die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat aan beide oppervlakken van de plaat aanwezig is. <Desc/Clms Page number 12>
8. Kunststofplaat volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de laag die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat 1-15 gew. % van de UV-licht absorberende toeslagstof bevat.
9. Werkwijze voor de vervaardiging van een plaat volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk dat de laag die het copolymeer en de UV-licht absorberende toeslagstof bevat wordt aangebracht met behulp van een coëxtrusieproces.
10. Vormdelen die geheel of gedeeltelijk zijn vervaardigd uit de plaat volgens een der conclusies 1-9.