DE60011608T2

DE60011608T2 - Uv-stabilisierte polymerstrukturen

Info

Publication number: DE60011608T2
Application number: DE2000611608
Authority: DE
Inventors: R. David FAGERBURG
Original assignee: Eastman Chemical Co
Current assignee: Eastman Chemical Co
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: EP1177095A1; BR0010098A; US6265072B1; DE60011608D1; EP1177095B1; CN1134341C; WO2000064671A1; JP2002542087A; CN1358133A

Description

Diese Erfindung betrifft Ultraviolett- (UV-) stabilisierte Strukturen, die auf Polymersubstraten beruhen, welche ansonsten durch UV-Strahlung abgebaut würden, wie Polyester, Polycarbonate, Polyvinylchlorid und deren Copolymere. Spezieller betrifft diese Erfindung solche Strukturen mit UV-Schutzschichten, die spezielle aliphatische Polycarbonate auf Glycol-Basis und UV-absorbierende Verbindungen enthalten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Viele Polymere sind gegenüber den Auswirkungen von Ultraviolett- (UV-) Strahlung nicht sehr stabil. Die Einwirkung von UV-Strahlung über längere Zeitspannen verursacht eine Trübung, einen Eigenschaftsverlust und eine Gelbfärbung. Dieser Mangel an Eigenschaftsstabilität bei der Einwirkung von UV-Strahlung hat lange die Verwendungen dieser Materialien in Umgebungen im Freien beschränkt.
Der Zusatz von UV-absorbierenden Verbindungen, manchmal als UV-Stabilisatoren bezeichnet, wird verwendet, um den Verlust an Eigenschaften und insbesondere die Entwicklung von Gelbfärbung in UV-instabilen Polymeren zu verlangsamen, wenn diese UV-Strahlung ausgesetzt sind. Die UV-absorbierenden Verbindungen müssen einen Extinktionskoeffizienten aufweisen, der signifikant höher ist als derjenige der zu stabilisierenden Polymere, so dass nahezu alle einfallende UV-Strahlung von den Verbindungen anstatt von den Polymeren absorbiert wird. Die Energie, die von den UV-absorbierenden Verbindungen absorbiert wird, wird harmlos als Wärme auf die Polymere übertragen und nicht elektronisch auf die Polymerketten übertragen. Die Fragmentierung der Ketten wird dadurch unterdrückt, und die Eigenschaften der Polymere werden über eine längere Einwirkungszeit beibehalten. So können UV-instabile Polymere, die durch UVabsorbierende Verbindungen geschützt sind, in Anwendungen verwendet werden, die eine Einwirkung von UV-Strahlung aufweisen.
Die UV-instabilen Polymere, die mit UV-absorbierenden Verbindungen geschützt werden, werden typisch in Form von Folienmaterial oder eines extrudierten Profils verwendet. Folienmaterial oder Profile, die aus klaren, gefärbten oder pigmentierten Polymeren hergestellt sind, werden vorteilhaft in einer großen Zahl von Anwendungen im Freien verwendet, wenn sie eine ausreichende Farbstabilität, Beibehaltung der mechanischen Eigenschaft und Wärmeformbarkeit aufweisen. Die Rückseite des Folienmaterials oder des Profils kann auch bedruckt sein oder eine dekorierte Folie daran haftend aufweisen. Repräsentative Anwendungen umfassen Schilder und Schirmdächer; Fahrzeuggepäckträger; Solardachplatten; Oberlichter; Straßenlärmbarrieren; Gewächshausplatten; Aquariumwände; Teile für Motor- und Freizeitfahrzeuge, wie Fenster, Dächer, Bodenplatten, Insekten- und Luftablenkungsscheiben und Lüftungsflügel; transparente oder durchscheinende Planen; geformte Buchstaben für die Anbringung an Gebäuden; Flughafenstartbahn-Markierungsschilder; Mehrwandfolienmaterial zur Verwendung in Schildern; Schalttafeln für Getränke- und Saftausschankmaschinen; und Fassadenverkleidung für Häuser.
Aus wirtschaftlichen Gründen werden die UV-stabilisierten Polymere typisch als mehrlagige Strukturen gebildet, die eine UV-Schutzschicht, die UV-Strahlung ausgesetzt wird, und eine darunter liegende Substratschicht aus dem Polymer aufweisen, die vor den Auswirkungen von UV-Strahlung allein durch das Abschirmen von schädlichem UV-Licht mittels der UV-Schutzschicht geschützt wird. In der derzeitigen kommerziellen Praxis enthält die UV-Schutzschicht eine UV-absorbierende Verbindung und ein polymeres Grundmaterial, das abhängig von der Endverwendung gewählt wird. Typische polymere Grundmaterialien umfassen Polyester, Polycarbonate und Acrylharze. Die Substratschicht besteht typisch aus einem Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid-Polymer oder -Copolymer, chloriertem Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyetherimid oder Polyethersulfon. Die UV-Schutzschicht ist typisch entweder auf die Substratschicht laminiert oder auf diese coextrudiert. Die UV-Schutzschicht übt ihre Schutzfunktion als relativ dünner Film aus, verglichen mit der Substratschicht, wodurch für eine Kostenverringerung durch Verringerung der Menge an benötigter UVabsorbierender Verbindung gesorgt wird.
Bei den UV-stabilisierten Strukturen kann es sich um dicke Folien, dünne Folien, Profile oder Hohlprofile handeln, abhängig von der Endverwendung der UVstabilisierten Strukturen. Die Hohlprofile werden typisch hergestellt, in dem zwei oder mehr Folien durch Verrippungen verbunden werden, welche entlang der Länge des Folienmaterials verlaufen. Die Verrippungen sind so beabstandet, dass den Endstrukturen eine strukturelle Steifigkeit verliehen wird, die anderenfalls nicht da wäre. Die Verrippungen bilden kontinuierliche Kanäle entlang der Länge der Struktur aus.
In der Vergangenheit hat sich eine Anzahl von Strategien entwickelt, um die Probleme anzusprechen, die mit einem UV-Schutz verbunden sind. Diese Strategien fallen in zwei breite Kategorien: 1) Verwendung einer UV-Schutzschicht aus einem Polymer auf Acryl-Basis, das eine UV-absorbierende Verbindung enthält, um das darunter liegende Polymermaterial zu schützen, und 2) Verwendung einer UV-absorbierenden Verbindung, die direkt dem Polymermaterial einverleibt wird, gewöhnlich bei einer hohen Beladung, und dann in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche des darunter liegenden Polymermaterials aufgebracht wird.
Die erste Kategorie, die eine Acryl-Schutzschicht verwendet, überwindet, jedoch nicht immer, die Instabilitätsmängel gegenüber der Verwitterung des darunter liegenden Polymermaterials mittels der Abschirmung des darunter liegenden Polymermaterials vor schädlicher UV-Strahlung und der damit einhergehenden Verringerung jeglicher eventueller Gelbfärbung und jeglichen Eigenschaftsverlusts aus absorbierter Ultraviolettstrahlung. Das Hauptproblem bei einem derartigen Vorgehen ist der Mangel an einer geeigneten Technologie zur Herstellung einer Konstruktion mit dieser UV-Schutzschicht, die sowohl wirtschaftlich als auch über lange Zeitspannen haltbar ist. Wegen der gewaltigen Unterschiede des Fließverhaltens des darunter liegenden Polymermaterials, das in diesem Fall gewöhnlich verwendet wird, und des Acrylmaterials ist eine Coextrusion keine gute Wahl. Deshalb werden derartige Konstruktionen im Fall von Folienmaterial beispielsweise durch das Verfahren der Extrusionslaminierung hergestellt. Dieses Verfahren beinhaltet die Laminierung einer Folie aus dem Acrylmaterial auf das Polymersubstrat während dessen Extrusion und weist die Tendenz auf, teurer zu sein als ein Coextrusionsverfahren, welches in der zweiten oben erwähnten Kategorie mit einer stark beladenen UV-Schicht als der Coextrusionsschicht verwendet werden kann. Ziemlich häufig ist jedoch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nur ein Teil des Problems. Häufig besteht ein Hauptproblem bei diesem Vorgehen mit einer laminierten Folie in der letztendlichen Delaminierung der Konstruktion, insbesondere unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit und Wärme. Dies macht die Konstruktion völlig unbrauchbar, wenn eine solche Delaminierung stattfindet.
Ein zusätzliches Problem, das häufig alle oben erwähnten übertrifft, besteht darin, dass die Acrylmaterialien die Tendenz aufweisen, selbst spröde zu sein und deshalb die Tendenz zeigen, die Schlagzähigkeitseigenschaften des resultierenden Laminats zu verringern. Dies bedeutet, dass selbst das so hergestellte anfängliche Folienmaterial die Tendenz aufweist, eine dramatisch verringerte Schlagzähigkeit im Vergleich zu Folienmaterial aufzuweisen, das die UV-Schutzschicht auf Acryl-Basis nicht aufweist.
Die zweite Kategorie, diejenige, welche eine UV-absorbierende Verbindung verwendet, die direkt dem Polymermaterial einverleibt wird, ist beispielsweise in den U.S. Patenten Nr. 5,480,926, 5,558,912 und 5,709,929 offenbart. Im U.S.
Patent Nr. 5,709,929 wird eine mehrlagige Polyesterfolie erzeugt, in der alle Lagen aus der gleichen Zusammensetzung bestehen und eine der Oberflächenlagen auch eine UV-absorbierende Verbindung enthält. Die U.S. Patente Nr. 5,480,926 und 5,558,912 offenbaren die Verwendung von hohen Mengen an UV-absorbierenden Verbindungen in Polyestern oder Copolyestern bei der Coextrusion oder bei Lösungsmittel-beschichteten Konstruktionen. Diese Druckschriften lehren jedoch speziell, dass nur Benzoxazinone geeignete UV-absorbierende Verbindungen sind, um nicht nur einen Schutz des Polyesters oder Copolyesters vor Verfärbung, sondern auch vor dem Verlust an Schlagzähigkeit während des Verwitterungsprozesses zu bewirken. Es wird speziell gelehrt, dass eine UV-absorbierende Verbindung auf Benzotriazol-Basis, 2-(2'-Hydroxy-5'-t-octylphenyl)benzotriazol, bei der Beibehaltung der Schlagzähigkeit unwirksam war. Das U.S. Patent Nr. 5,783,307 offenbart eine mehrlagige Polyesterfolie, bei der die Lage, welche die UV-absorbierende Verbindung enthält, auch einen optischen Aufheller enthält, um den Nachweis der Lage zu unterstützen.
Die zweite Kategorie der direkten Einverleibung des UV-Absorptionsmittels in die zu schützende Polymermatrix weist den Mangel auf, dass UV-Licht immer noch in der Lage ist, die Polymermatrix zu beschädigen, in der die UV-absorbierende Verbindung vorliegt, da die UV-aborbierende Verbindung nicht bevorzugt 100 % des einfallenden Lichts absorbieren kann. Der Teil des UV-Lichts, der nicht von der UV-absorbierenden Verbindung absorbiert wird, auch wenn es sich um einen winzigen Bruchteil handeln kann, trägt über lange Einwirkungszeiten dazu bei, das Polymermatrixmaterial in Form einer letztendlichen Verfärbung, gewöhnlich Gelbfärbung, und auch eines Eigenschaftsverlusts, wie des letztendlichen Verlusts der Verformbarkeit im Fall eines Schlages, zu beschädigen.
Demgemäß wird eine Konstruktion benötigt, in der die oben genannten Mängel überwunden werden, in der die UV-Schutzschicht selbst gegenüber den Witterungseinwirkungen stabil ist, anders, als wenn der stark beladene Polyester oder das stark beladene Polycarbonat die UV-Schutzschicht ist, während sie gleichzeitig zu einer Struktur mit einem Langzeitzusammenhalt hergestellt werden kann. Diese Struktur muss auch Schlagzähigkeitseigenschaften aufweisen, die nicht durch die Anwesenheit der UV-Schutzschicht verringert werden, anders als bei dem, was bei Konstruktionen mit einer Acrylschicht als UV-Schutzschicht gesehen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Ultraviolett-stabilisierte Struktur umfasst eine Ultraviolett- (UV-) Schutzschicht und eine Substratschicht aus einem Polymer, das bei Einwirkung von Ultraviolettstrahlung abgebaut wird. Die UV-Schutzschicht umfasst ein Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis und eine Ultraviolett-absorbierende Verbindung, die aus einem Benzotriazol, einem dimeren Benzotriazol, einem Triazin, einem Benzoxazinon und einem Diphenylcyanoacrylat ausgewählt ist. Die Substratschicht besteht bevorzugt aus einem Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid-Polymer oder -Copolymer, chloriertem Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyetherimid oder Polyethersulfon.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die witterungsbeständigen, Ultraviolett-stabilisierten Strukturen der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung einer UV-Schutzschicht über einer Substratschicht oder Konstruktion hergestellt. Die UV-Schutzschicht besteht aus einem Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis, das eine wirksame Menge einer UV-absorbierenden Verbindung enthält. Die Substratschicht umfasst ein Polymer, das bei der Einwirkung von UV-Strahlung abgebaut wird. Die UV-absorbierende Verbindung und ihre Mengen werden so gewählt, dass ein ausreichender Schutz für die unter der UV-Schutzschicht liegende Substratschicht bereitgestellt wird.
Die UV-Schutzschicht umfasst das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis als Polymermatrix zum Tragen der UV-absorbierenden Verbindung. Diese Verwendung des 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiols, um das Polycarbonat zu modifizieren, gestattet die Herstellung von Polycarbonat mit hohem Molekulargewicht. Zusätzlich ist das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis selbst gegenüber UV-Strahlung stabil, wodurch die Probleme des Standes der Technik überwunden werden. Wie vorstehend für Strukturen des Standes der Technik erörtert, wird die Polymermatrix in der UV-Schutzschicht, wenn sie aus gewissen Polymeren besteht, bei Einwirkung von UV-Strahlung abgebaut, was eine letztendliche Gelbfärbung der UV-Schutzschicht zum Ergebnis hat.
Vorzugsweise umfasst das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis eine Säure-Komponente aus 100 Molprozent Kohlensäure-Resten und eine Diol-Komponente aus mindestens 70 Molprozent, bevorzugter mindestens 80 Molprozent 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol, bezogen auf 100 Molprozent Säure-Komponente und 100 Molprozent Diol-Komponente. Die Diol-Komponente kann modifizierende Glycole enthalten, die in Mengen bis zu etwa 30 Molprozent, bevorzugter bis zu 20 Molprozent vorliegen. Die modifizierenden Glycole enthalten bevorzugt mindestens 4 Kohlenstoffatome. Bevorzugter sind die modifizierenden Glycole cycloaliphatisch. Die bevorzugtesten modifizierenden Glycole sind 1,4-Cyclohexandimethanol und 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol.
Sowohl bei 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol als auch bei 1,4-Cyclohexandimethanol gibt es cis- und trans-Isomere. Im Allgemeinen können bei der Herstellung von Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis entweder das cis- oder das trans-Isomer sowie eine Mischung beider verwendet werden. Eine Mischung von etwa 40 % bis etwa 80 % cis-Isomer ist besonders vorteilhaft, um eine niedrigere Schmelztemperatur des resultierenden Polymers zu ermöglichen.
Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten sind in der Technik wohlbekannt. Vorzugsweise wird das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis gemäß dem U.S. Patent Nr. 5,856,553 und der U.S. 5,962,622 und der U.S. 5,931,343 hergestellt. Diese Druckschriften beschreiben ein Verfahren, in dem ein Masse-Dimethylcarbonat mit 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol unter Bildung des Bis(methylcarbonats) und eines Methylalkohol-Nebenprodukts umgesetzt wird. Dieses Reaktionsprodukt wird weiter unter basischen Katalysebeudingungen umgesetzt, um das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis zu ergeben. Zusätzlich können während dieser Synthese die modifizierenden Glycole zugesetzt werden und werden Teil der Polycarbonat-Kette.
Die UV-absorbierende Verbindungen, die mit dem Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis in der UV-Schutzschicht kompatibel sind, gehören mehreren Klassen an: 1) Benzotriazole, wobei der phenolische Rest des Benzotriazols mindestens eine Methylgruppe enthält und bevorzugter eine höhere Alkylgruppe als Methyl enthält, um einen niedrigen Dampfdruck bei Temperaturen der Schmelze des Polycarbonats auf aliphatischer Glycol-Basis zu ermöglichen, 2) dimere Benzotriazole, in denen eine -CH₂-Verknüpfung zwischen den phenolischen Ringen der zwei Moleküle eines Benzotriazols vorliegt, 3) Triazine, die an allen drei Kohlenstoffatomen des Triazinrings mit bis zu drei phenolischen Gruppen substituiert sind, wie es für die Benzotriazole beschrieben wurde, wobei der Rest der Kohlenstoffe mit Arylgruppen mit und ohne Alkylsubstitution an denselben, die aber keine phenolische Hydroxylgruppen enthalten, substituiert ist, und 4) Benzoxazinone mit einem aromatischen Ring zwischen zwei Benzoxazinonringen, die mit Alkyl- oder Halogensubstituenten substituiert sein können oder nicht. Diese Substituenten können an dem aromatischen Ring zwischen den zwei Benzoxazinonringen oder bevorzugter an den Benzoxazinonringen selbst vorliegen; und 5) Diphenylcyanoacrylate.
Geeignete Benzotriazol-Verbindungen zur Verwendung als UV-absorbierende Verbindungen sind durch die folgende Struktur gekennzeichnet:
worin X ein Alkyl- oder Arylsubstituent oder ein Halogenatom, wie Chlor, ist und R₁ und R₂ Alkyl oder Arylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind oder jeweils Wasserstoff sein können. Diese Gruppen können in irgendeinem gewünschten Substitutionsmuster am Ring vorliegen, liegen aber gewöhnlich ortho- und/oder para zu der Hydroxylgruppe vor.
Es ist auch bekannt, dass Benzotriazole als im Wesentlichen Dimere der Verbindungen in der Struktur I hergestellt werden, um ihre Flüchtigkeit in dem Folienherstellungsverfahren zu verringern. Derartige Verbindungen werden durch die folgende Struktur dargestellt:
worin X und R die gleichen Bedeutungen wie X bzw. R_l/R₂ in der Struktur I aufweisen, außer dass R nicht Wasserstoff sein kann. Die Gruppe R kann willkürlich an dem Ring angeordnet sein, liegt aber für die größte synthetische Leichtigkeit gewöhnlich para zu der Hydroxylgruppe vor.
Eine repräsentative Struktur der Klasse von Triazin-Verbindungen, die als UVabsorbierende Verbindungen in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, ist wie fol t:
worin R₁, R₂ und R₃ eine Alkyl- oder Arylgruppe sind. Ihre Substitutionsposition an den Ringen kann wie gewünscht sein, ist aber im Allgemeinen für die beste synthetische Leichtigkeit ortho und para zu der Bindung des Triazinrings. Eine oder beide der zwei Gruppe R₁ oder R₂ können Wasserstoff sein. Die Gruppe R₂ von einem oder beiden dieser aromatischen Ringe kann eine OH-Gruppe sein, die ortho zu dem Kohlenstoff vorliegt, der an den Triazinring geknüpft ist. In einem solchen Fall ist R₁ vorzugsweise gleich der OR₃-Gruppe.
Ein derartiges im Handel erhältliches Material, das zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wird unter dem Handelsnamen Mixxim BB-100 von Fairmont Chemical Company, Newark, New Jersey, verkauft. Benzotriazole und Triazine sind im Licht der Lehre früherer Patente (vorstehend beschrieben) überraschend als UV-absorbierende Verbindungen bei der Durchführung dieser Erfindung nützlich. Es wird speziell gelehrt, dass Benzotriazole bei der Stabilisierung von Polyestern und Copolyestern gegenüber Schlagzähigkeitsverlusten unwirksam sind.
Geeignete Benzoxazinone schließen diejenigen ein, die im U.S. Patent Nr. 4,446,262 und im U.S. Patent Nr. 5,264,539 offenbart sind. Die absorbierenden Benzoxazinon-Verbindungen sind durch die folgende Struktur gekennzeichnet:
worin X₁ und X₂ aus den folgenden funktionellen Gruppen ausgewählt sein können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein: Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Halogen, Alkoxy, Aryloxy, Hydroxy, Carboxy, Ester und Nitro. X₁ und X₂ können auch Wasserstoff sein. Demgemäß kann mehr als eine funktionelle Gruppe an dem Benzoxazinon-Ringsystem selbst vorliegen. Wenn mehrere funktionelle Gruppen anwesend sind, kann es sich um die gleiche Gruppe oder um verschiedene Gruppen handeln. Zusätzliche Benzoxazinon-Strukturen, die als nützlich für die Stabilisierung von Polyestern und Polycarbonaten gegen die schädlichen Einwirkungen von Witterungsbedingungen im Freien angesehen werden, sind im U.S. Patent Nr. 4,446,262 und im U.S. Patent Nr. 5,264,539 angegeben.
Ein derartiges im Handel erhältliches Material, das zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wird unter dem Handelsnamen Cyasorb 3638 von Cytec Industries verkauft.
Geeignete Diphenylcyanoacrylate schließen diejenigen ein, welche die repräsentative Struktur wie folgt aufweisen:
worin R eine Alkyl oder Arylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist. R kann auch eine funktionelle Gruppe enthalten, wie Carbomethoxy, Hydroxy oder eine Säure-Gruppe oder eine Ester-Gruppe, wobei der Alkohol in dem Esterteil 1 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen kann. R' ist eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Die Alkylgruppen, auf die sowohl für R als auch für R' Bezug genommen wurde, können entweder linear oder verzweigt sein.
Geeignete Mengen der in der UV-Schutzschicht anzuordnenden UVabsorbierenden Verbindung können von Anwendung zu Anwendung und von UVabsorbierender Verbindung zu UV-absorbierender Verbindung in großem Maß variieren. Im Allgemeinen sollte jedoch die Menge der UV-absorbierenden Verbindung nicht unterhalb 0,25 Gewichtsprozent (Gew. %) liegen und sollte bevorzugter bei einer Menge von etwa 0,5 Gew. % oder darüber liegen. Über etwa 5 Gew. % der UV-absorbierenden Verbindung werden die Vorteile von zusätzlicher UV-absorbierender Verbindung stark verringert; und so sollten aus diesem Grund und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit solche Mengen vermieden werden. Diese Gewichtsprozentsätze sind auf das Gesamtgewicht der UV absorbierenden Verbindung und des Polycarbonats auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis bezogen. Es muss genügend UV-absorbierende Verbindung in dem gesamten Lichtweg vorliegen, bevor dieses das Substrat erreicht, so dass mindestens 99 % des Lichts in dem beschädigenden UV-Bereich absorbiert werden. Bevorzugter sollten mindestens 99,5 % und am bevorzugtesten 99,9 % und darüber des beschädigenden UV-Lichts durch die UV-Schutzschicht absorbiert werden.
Die Substratschicht der vorliegenden Erfindung umfasst ein Polymer, das bei Einwirkung von Ultraviolettstrahlung abgebaut wird. Das heißt, das Polymer zeigt unannehmbare Änderungen der Färbung oder von physikalischen Eigenschaften, wie eine Vergilbung oder einen Verlust an Schlagzähigkeit, die durch die Einwirkung von Ultraviolettstrahlung auf das Polymer verursacht werden. Geeignete Polymere dieser Art umfassen Polyester, Polycarbonate, Polyvinylchlorid-Polymer oder -Copolymere, chlorierte Polyvinylchloride, Polyamide, Polyetherimide, Polyethersulfone, Nylons, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Cellulosederivate und dergleichen. Bevorzugt besteht die Substratschicht aus einem Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid-Polymer oder -Copolymer, chloriertem Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyetherimid oder Polyethersulfon. Bevorzugter besteht wegen der Kompatibilität der Herstellung und der physikalischen Eigenschaft dieser Materialien mit dem Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis die Substratschicht aus einem Polyester oder einem Polycarbonat.
Die Polyester, die als Substratschichten für die UV-stabilisierten Struktur nützlich sind, sind auf keine Weise beschränkt. Sie schließen Polyester oder Copolyester ein und können aus einer Vielfalt von Disäuren und Glycolen hergestellt sein. Sie können auch Hydroxysäuren enthalten, falls gewünscht. Geeignete Disäuren umfassen beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure und dergleichen. Geeignete Glycole umfassen beispielsweise Ethylenglycol, Diethylenglycol, 1,3-Propandiol, bisphenol A-polycarbonat und 3,3',5,5'-Tetrabrombisphenol A-polycarbonat. Das Bisphenol A kann mit irgendwelchen Aryl- oder Alkylgruppen substituiert sein, welche die Produktion des End-Polycarbonats nicht stören, und es ist im Allgemeinen tetrasubstituiert, wobei die Substituenten ortho zu den phenolischen OH-Gruppen vorliegen. Bevorzugte Polycarbonate sind das Grund-Bisphenol Apolycarbonat und dessen Copolymere mit anderen Bisphenolen, wie den oben beschriebenen. Verfahren zur Herstellung der Polycarbonate sind in der Technik wohl bekannt.
1,4-Butandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, Bisphenol A, Hydrochinon und dergleichen. Die einzige tatsächliche Beschränkung bei den Polyestern oder Copolyestern, die als Substrate zu verwenden sind, besteht darin, dass sie zur Verwendung in ihrer beabsichtigten Anwendung geeignet sind, wie dass sie beispielsweise die Transparenz oder Wärmebeständigkeit aufweisen, die für die Anwendung geeignet ist.
Besonders geeignete Polyester zur Verwendung als Substratschicht der vorliegenden Erfindung sind , hauptsächlich aufgrund der kommerziellen Verfügbarkeit derselben, Polyethylenterephthalat (PET) oder irgendeines seiner Copolymere. Copolymere, die zur Verwendung geeignet sind, können aus PET hergestellt sein, das mit irgendeiner der obigen Disäuren und irgendeinem der obigen Glycole modifiziert ist. Die in der Erfindung nützlichen Polyesterharze sind wohlbekannt und im Handel erhältlich. Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise im U.S. Patent Nr. 2,465,319 und im U.S. Patent Nr. 3,047,539 beschrieben.
Die Polycarbonate, die als Substratschicht nützlich sind, können aus irgendeinem Diphenol oder einer Mischung von Diphenolen hergestellt sein. Bevorzugt ist das Polycarbonat aus Bisphenol A-polycarbonat oder Derivaten und/oder Copolymeren desselben ausgewählt. Beispiele für die Derivate umfassen 3,3',5,5'-Tetramethylbisphenol A-polycarbonat und 3,3',5,5'-Tetrabrombisphenol A-polycarbonat. Das Bisphenol A kann mit irgendwelchen Aryl- oder Alkylgruppen substituiert sein, welche die Produktion des End-Polycarbonats nicht stören, und es ist im Allgemeinen tetrasubstituiert, wobei die Substituenten ortho zu den phenolischen OH-Gruppen vorliegen. Bevorzugte Polycarbonate sind das Grund-Bisphenol Apolycarbonat und dessen Copolymere mit anderen Bisphenolen, wie den oben beschriebenen. Verfahren zur Herstellung der Polycarbonate sind in der Technik wohl bekannt.
Das Polyvinylchlorid, das als Substratschicht nützlich ist, wird unter Verwendung eines geeigneten Polymerisationsinitiators aus Vinylchlorid hergestellt. Es kann Comonomere enthalten und kann auch mit Weichmachern, wie den Dialkylestern von Phthalsäure, und anderen Zusätzen gemischt werden.
In der UV-stabilisierten Struktur der vorliegenden Erfindung kann die UV-Schutzschicht aus dem Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis und der UV-absorbierenden Verbindung von irgendeiner gewünschten Dicke sein. Unter einem praktischen Gesichtspunkt sollte die Dicke der UV-Schutzschicht nicht geringer als etwa 0,5 Mil (12 Mikrometer) sein und sollte nicht mehr als 20 Mil (500 Mikrometer) sein. Eine UV-Schutzschicht mit einer Dicke von weniger als etwa 0,5 Mil (12 Mikrometer) ist in einer Produktionsumgebung schwierig zu steuern, während eine Schicht mit mehr als etwa 20 Mil (500 Mikrometer) dazu tendiert, in den meisten Konstruktionen unwirtschaftlich zu sein. Die bevorzugte Schichtdicke liegt im Bereich von etwa 0,5 Mil (12 Mikrometer) bis etwa 5 Mil (125 Mikrometer), wobei etwa 1 Mil (25 Mikrometer) bis etwa 3 Mil (75 Mikrometer) am meisten bevorzugt ist. Der wichtige Punkt ist, dass eine ausreichend dicke Schicht, welche die wirksame UV-absorbierende Verbindung enthält, aufgetragen werden muss, um die Struktur witterungsbeständig zu machen.
Die Verfahren zur Herstellung der UV-stabilisierten Struktur, um die UV-Schutzschicht auf der Substratschicht anzubringen, sind vielfältig und in dieser Technik bekannt. Beispielsweise können die UV-stabilisierten Strukturen durch Coextrusion, Extrusionslaminierung oder Heißpresslaminierung hergestellt werden. Sie können weiter durch Lösungsmittelauftragung der UV-Schutzschicht oder durch Lösungsmittelbindung der UV-Schutzschicht auf der Substratschicht hergestellt werden, falls gewünscht. Zusätzlich können auch geeignete Klebstoffe verwendet werden, wie solche auf Urethan-Basis, falls eine noch dauerhaftere Bindung erforderlich sein sollte.
Insbesondere wenn Polyester oder Polycarbonat als Substratschicht verwendet wird, hat die Kompatibilität der UV-Schutzschicht mit der Substratschicht eine feste Haftung zwischen den Schichten zum Ergebnis und produziert so eine dauerhafte Konstruktion. Zusätzlich ist die UV-Schutzschicht, da sie hauptsächlich das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis enthält, in der Lage, lösungsmittelgebunden oder wärmegebunden zu werden. Derartige Bindungstechniken haben eine ausgezeichnete Haftung der UV-Schutzschicht an Polyestern und Polycarbonaten zum Ergebnis, wodurch eine dauerhafte Konstruktion gebildet wird. Dies ist selbst bei heißen und feuchten Bedingungen der Fall.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck "Polyester" kollektiv Polyester und Copolyester, und der Ausdruck "Polycarbonat" bezeichnet kollektiv Polycarbonate und Copolycarbonate. Der Ausdruck Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis bezeichnet das Polycarbonat von 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol und auch Copolycarbonate, die durch Verwendung eines modifizierenden Glycols, wie oben beschrieben, erhalten werden. Alle oben zitierten Druckschriften werden hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Diese Erfindung kann weiter durch die folgenden Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen derselben erläutert werden, aber es versteht sich, dass diese Beispiele lediglich für die Zwecke der Erläuterung eingeschlossen sind und nicht den Bereich der Erfindung beschränken sollen und dass Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und Bereichs der Erfindung vorgenommen werden können.
Beispiele
UVCON-Tests, wie hierin mitgeteilt, bestanden aus einer Belichtung in einer UVCON-Maschine, die von Atlas Electric Devices Co. hergestellt ist und mit 313B-Birnen ausgerüstet ist. Die Belichtungstemperatur einer schwarzen Tafel betrug 70°C, und der Kondensationszyklus betrug 40°C. Die Lampen waren in dem Kondensationszyklus, der gemäß ASTM G154-97 betrieben wurde, 8 Stunden an, gefolgt von 4 Stunden ohne Licht. Die Schlagzähigkeit wurde unter Verwendung des ASTM-Chip-Schlag-Verfahrens (ASTM D4508-93) gemessen, mit der Ausnahme, dass die Einspannvorrichtung für den Testprüfling dieselbe war wie diejenige, die für das Izod-Testverfahren (ASTM D256) verwendet wird, wobei die Einspannbacken geeignet modifiziert waren, um den Prüfling in der Chip-Schlag-Ausrichtung zu halten. Alle Schläge wurden durchgeführt, während die freiliegende Probenoberfläche dem Hammer gegenüberlag, um sie bei dem Schlagereignis in Dehnung zu bringen. Die Farbmessungen wurden gemäß den CIE-Empfehlungen unter Verwendung eines HunterLab Ultrascan-Instruments vorgenommen, das eine D65-Lichtquelle mit einem 10° Beobachtungswinkel und einen Modus mit spiegelnd eingeschlossen bei dem Instrument verwendete. Alle Proben wurden in zwei Ausführungen getestet, falls nicht anders angegeben, und die Ergebnisse wurden gemittelt.
Beispiel 1
Dieses Beispiel erläutert eine Ausführungsform der UV-stabilisierten Struktur der vorliegenden Erfindung. Ein Polycarbonat von 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol wurde mit einer inneren Viskosität (LV.) von 0,6 dl/g (0,25 Gew. % in 60:40 Phenol : 1,1,2,2-Tetrachlorethan) hergestellt. Das Polycarbonat wurde in Methylenchlorid gelöst, und ausreichend Bis[2-Hydroxy-5-t-octyl-3-(benzotriazol-2-yl)phenyl]methan (erhältlich unter dem Handelsnamen Muocim BB-100 von Fairmont Chemical Company, Newark, N)) wurde zugesetzt, damit sich 3 Gew. % dieses dimeren Benzotriazols, bezogen auf das Gewicht des Polycarbonats plus der UV-absorbierenden Verbindung, ergaben. Diese Lösung wurde eingedampft, und das resultierende Material wurde granuliert. Das Granulat wurde in Trifluormethylbenzol mit einer Konzentration von 5 Gew. % gelöst, und die Lösung wurde auf 3 mm dicke Platten aufgetragen, die aus Folienmaterial eines Copolymers von Poly(ethylenterephthalat) ausgeschnitten waren, das mit 31 Mol % 1,4-Cyclohexandimethanol modifiziert war. Die Platten wurden in einer UVCON-Maschine 1536 Stunden belichtet, und die Farbe und die Trübung wurden in 384-ständigen Zeitabständen der Belichtung gemessen. Der b*-Wert der Farbe war bezüglich der anfänglich hergestellten Platten unverändert, ebenso wie die Trübung der Probe. Bei der Endbelichtung wurde die Schlagzähigkeit gemessen, und man fand, dass sie aus dem anfänglichen Material beibehalten worden war.
Beispiel 2 (Vergleich)
Dieses Beispiel erläutert, dass ohne Anwesenheit der UV-absorbierenden Verbindung die Beibehaltung der Farbe und der physikalischen Eigenschaft des Copolymers, das nur mit dem Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis beschichtet war, nicht erzielt wird. Die gleiche Konstruktion, wie in Beispiel 1 erläutert, wurde hergestellt, wobei die UV-absorbierende Verbindung weggelassen wurde. Der b*-Wert der Platte stieg rasch mit der Belichtungszeit an, wobei er in dem ersten Belichtungsintervall von 384 Stunden mehr als 5 b*-Einheiten über dem anfänglichen Wert erreichte. Zusätzlich war am Ende des Tests der Trübungswert viel höher als derjenige der ursprünglichen Platten, und der Schlagzähigkeitstest senkrecht zu den Schichten zeigte, dass das Material sehr spröde war.
Beispiel 3
Dieses Beispiel erläutert eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in Beispiel 1 hergestellte Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis, welches die dimere Benzotriazol-Verbindung enthielt, wurde zu Folien von 2 Mil (50 Mikrometern) bis 5 Mil (125 Mikrometer) Dicke gepresst. Diese Folien wurden dann auf den Copolyestern von Beispiel 1 extrusionslaminiert. Die Copolyesterextrusion wurde durchgeführt, indem die Einstellpunkte bei allen Heizzonen des Extruderzylinders (Schnecke mit 2,5 Inch Durchmesser), des Passstückes und der Düse bei 240°C eingestellt waren. Die Testplatten wurden ausgeschnitten und der Belichtung in einer UVCON-Vorrichtung unterzogen. Der anfängliche b*-Wert und der End-b*-Wert nach 1536 Stunden Belichtung in der UVCON-Vorrichtung waren 0,99 bzw. -0,16 (Durchschnitt von vier verschiedenen Proben). Diese leichte Zunahme war annehmbar, da sie nicht von ausreichender Größe war, um in diesem niedrigen Farbbereich tatsächlich von einem Beobachter bemerkt zu werden. Die anfängliche Trübung war 2,08 % und die Endtrübung war 2,38 % (Durchschnitt von vier verschiedenen Proben). Der Oberflächenglanz war ebenfalls sehr hoch wie bei der anfänglichen Probe. Die Testplatten waren immer noch verformbar, als ein Schlagtest durchgeführt wurde.
Beispiel 4
Dieses Beispiel erläutert noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Polycarbonat-Folien aus Beispiel 3 wurden mit einer dünnen Beschichtung aus einem Urethan-Klebstoff (Hauthane HD-2001 von C.L. Hauthaway and Sons Corp.) beschichtet. Man ließ sie mehrere Stunden an Luft trocknen, und dann wurden sie auf den Copolyestern von Beispiel 1 extrusionslaminiert. Testplatten wurden ausgeschnitten und wie in den anderen Beispielen einer UVCON-Belichtung unterzogen. Es wurde beobachtet, dass der b*-Wert, die Trübung, der Oberflächenglanz und die Schlagzähigkeit der Platten im Wesentlichen die gleichen wie bei den unbelichteten Prüflingen waren, wie es auch in den Beispielen 1 und 3 bemerkt wurde.
Beispiel 5
Dieses Beispiel erläutert die Durchführung dieser Erfindung unter Verwendung eines Polycarbonat-Substrats unter der UV-Schutzschicht. Folien der UV-Schutzschicht, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurden bei 150°C über eine Zeitspanne von 30 s auf Folien aus Bisphenol A-polycarbonat gepresst. Die abgekühlten Platten wurden in einer UVCON-Vorrichtung gegen Kontrollen aus 1) dem Bisphenol A-polycarbonat selbst und 2) einer Coextrusion von Bisphenol A polycarbonat, die eine 125 Mikrometer dicke Schicht aufwies, welche mehr als 5 Gew. % eines UV-Absorptionsmittels vom Benzotriazol-Typ enthielt (dies ist ein kommerzielles Folienmaterial von Sheffield Plastics, Inc. mit dem Handelsnamen Hyzod), getestet. Nach Belichtung über 1536 h wurden die folgenden Farbänderungen in b* zusammen mit Änderungen des Oberflächenaussehens bemerkt:
Wie aus den obigen Daten offensichtlich ist, weist die erfindungsgemäße Struktur von Bsp. 5 eine bessere Kombination der Beibehaltung von Oberflächenglanz und auch eine bessere Steuerung der Verfärbung als selbst die coextrudierte Polycarbonat-Folie der Kontrolle 2 auf.
So ist die vorliegende Erfindung eine überlegene mehrlagige Struktur, die eine Langzeit-Witterungsbeständigkeit gegen UV-Abbau und eine verbesserte Schlagzähigkeit aufweist. Das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis liefert i) eine UV-Stabilität nicht nur in der Substratschicht, sondern auch in der UV-Schutzschicht und ii) eine erhöhte Schlagzähigkeit in der UV-Schutzschicht, verglichen mit derjenigen von Acrylmaterialien. Weiter fördert das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis in der UV-Schutzschicht, wenn es in Kombination mit einer Polycarbonat- oder Polyester-Substratschicht verwendet wird, eine überlegene Haftung, was eine verringerte Delaminierung zur Folge hat.

Claims

Ultraviolett-stabilisierte Struktur, umfassend: (a) eine Ultraviolett-Schutzschicht, die ein Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis und eine Ultraviolett-absorbierende Verbindung umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Benzotriazol, einem dimeren Benzotriazol, einem Triazin, einem Benzoxazinon und einem Diphenylcyanoacrylat besteht; und (b) eine Substratschicht; die ein Polymer umfasst, das bei Einwirkung von Ultraviolettstrahlung zersetzt wird.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis eine Säurekomponente aus 100 Molprozent Kohlensäure-Resten und eine Diolkomponente aus mindestens 70 Molprozent 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol umfasst.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Polycarbonat auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis eine Säurekomponente aus 100 Molprozent Kohlensäure-Resten und eine Diolkomponente aus mindestens 80 Molprozent 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol umfasst.
Struktur nach Anspruch 2, in der die Diolkomponente weiter bis zu 30 Molprozent modifizierende Glycole umfasst, welche mindestens vier Kohlenstoffatome enthalten.
Struktur nach Anspruch 4, in der die modifizierenden Glycole cycloaliphatische Glycole sind.
Struktur nach Anspruch 4, in der die modifizierenden Glycole aus 1,4-Cyclohexandimethanol und 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol ausgewählt sind.
Struktur nach Anspruch 4, in der das modifizierenden Glycol 1,4-Cyclohexandimethanol ist und das 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol und 1,4-Cyclobutandiol zu 40 bis 80 Prozent in ihrer cis-Isomer-Form bei der Herstellung des Polycarbonats auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis verwendet werden.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Ultraviolett-absorbierende Verbindung ein Benzotriazol ist, worin der phenolische Rest mindestens eine Methylgruppe enthält.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Benzotriazol einen phenolischen Rest umfasst, der eine höhere Alkylgruppe als Methyl enthält.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Benzotriazol-Verbindung die allgemeine chemische Struktur:
aufweist, in der X eine Alkylgruppe, Arylgruppe oder ein Halogen ist und in der R₁ und R₂ Wasserstoff oder Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Benzotriazol-Verbindung die allgemeine chemische Struktur:
aufweist, in der X eine Alkylgruppe, Arylgruppe oder ein Halogen ist und in der R₁ und R₂ Alkyl oder Arylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind.
Struktur nach Anspruch 1, in der das dimere Benzotriazol eine -CH₂-Verknüpfung zwischen phenolischen Ringen von zwei Benzotriazol-Molekülen aufweist.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Triazin an allen drei Kohlenstoffatomen des Triazin-Rings mit bis zu drei phenolischen Gruppen und an den verbleibenden Kohlenstoffatomen mit Arylgruppen, die keine phenolischen Hydroxylgruppen enthalten, substituiert ist.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Triazin-Verbindung die allgemeine chemische Struktur:
aufweist, in der R₁ und R₂ Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe sind und R₃ eine Alkyl oder Arylgruppe ist.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Benzoxazinon einen aromatischen Ring zwischen zwei Benzoxazinon-Ringen aufweist.
Struktur nach Anspruch 15, in der die Benzoxazinon-Ringe mit Alkyl oder Halogensubstituenten substituiert sind.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Benzoxazinon-Verbindung die allgemeine chemische Struktur:
aufweist, in der X₁ und X₂ aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Halogen, Alkoxy, Aryloxy, Hydroxy, Carboxy, Ester und Nitro besteht.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Diphenylcyanoacrylat-Verbindung die allgemeine chemische Struktur:
aufweist, in der R eine Alkyl oder Arylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist.
Struktur nach Anspruch 18, in der R eine funktionelle Gruppe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Carbomethoxy, Hydroxy, einer Säuregruppe oder einer Esterguppe besteht.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Polymer der Substratschicht aus einem Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid-Polymer oder -Copolymer, chlorierten Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyetherimid, Polyethersulfon, Nylon, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und Cellulose-Derivat ausgewählt ist.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Polymer der Substratschicht aus einem Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid-Polymer oder -Copolymer, chlorierten Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyetherimid und Polyethersulfon ausgewählt ist.
Struktur nach Anspruch 1, in der das Polymer der Substratschicht aus einem Polyester oder Polycarbonat ausgewählt ist.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Ultraviolett-absorbierende Verbindung in der Ultraviolett-Schutzschicht zu etwa 0,25 bis etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamten Gewichtsprozente der Ultraviolett-absorbierenden Verbindung und des Polycarbonats auf 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol-Basis, vorliegt.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Ultraviolett-absorbierende Verbindung in der Ultraviolett-Schutzschicht in einer Menge vorliegt, die ausreicht, um mindestens 99 Prozent des Lichts in dem schädigenden Ultraviolett-Bereich zu absorbieren.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Ultraviolett-Schutzschicht eine Dicke von 0,5 Mil (12 Mikrometern) bis 20 Mil (500 Mikrometer) aufweist.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Ultraviolett-Schutzschicht eine Dicke von 0,5 Mil (12 Mikrometern) bis 5 Mil (125 Mikrometer) aufweist.
Struktur nach Anspruch 1, in der die Ultraviolett-Schutzschicht eine Dicke von 1,0 Mil (25 Mikrometern) bis 3 Mil (75 Mikrometer) aufweist.