DE10002170A1 - Amorphe, einseitig matte, siegelfähige, UV stabilisierte, flammhemmend ausgerüstete, thermoformbare, koextrudierte Polyesterfolie, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents
Amorphe, einseitig matte, siegelfähige, UV stabilisierte, flammhemmend ausgerüstete, thermoformbare, koextrudierte Polyesterfolie, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine amorphe, einseitig matte, UV-stabilisierte, flammhemmend ausgerüstete, siegelfähige, koextrudierte, thermoformbare Polyesterfolie mit einer Dicke im Bereich von 30 bis 2000 mum, umfassend eine Basisschicht B und mindestens eine auf dieser Basisschicht aufgebrachte siegelfähige Deckschicht A und mindestens eine matte Deckschicht C, die zusätzlich mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel und ein Flammschutzmittel enthält, wobei die siegelfähige Deckschicht A eine Siegelanspringtemperatur von 110 DEG C und eine Siegelnahtfestigkeit von mindestens 1,3 N/15 mm aufweist. Die siegelfähige Deckschicht A weist eine Oberflächenrauhigkeit, ausgedrückt als R¶a¶-Wert, von < 30 nm auf und besitzt einen Messwert der Gasströmung im Bereich von 500 bis 4000 s und die nicht siegelfähige, matte Deckschicht C weist eine Oberflächenrauhigkeit von 200 nm < R¶a¶ < 1000 nm auf und besitzt einen Messwert der Gasströmung von < 50 s. Die erfindungsgemäße Folie lässt sich hervorragend für Innenraumverkleidungen, für Messebau und Messeartikel, als Display, für Schilder, für Schutzverglasungen von Maschinen und Fahrzeugen, im Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als Kaschiermedium und für Thermoformanwendungen verwenden oder für Außenanwendungen, wie für Gewächshäuser, Überdachungen, Außenverkleidungen, Abdeckungen von Materialien wie Stahlblechen, Anwendungen im Bausektor und Lichtwerbeprofile, Schattenmatten und ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine amorphe, einseitig matte, UV stabilisierte,
flammhemmend ausgerüstete, siegelfähige, koextrudierte, thermoformbare
Polyesterfolie, deren Dicke im Bereich von 30 bis 2000 µm liegt und die aus einer
Basisschicht B und mindestens einer auf dieser Basisschicht aufgebrachten
siegelfähigen Deckschicht A und mindestens einer matten Deckschicht C aufgebaut ist.
Die erfindungsgemäße Folie enthält zusätzlich mindestens einen UV-Stabilisator als
Lichtschutzmittel und ein Flammschutzmittel. Die Erfindung umfasst weiterhin die
besondere Verwendung der Folie.
Die erfindungsgemäße Folie und daraus hergestellte Formkörper eignen sich
insbesondere für Außenanwendungen, wie z. B. für Gewächshäuser und
Überdachungen. Weiterhin eignen sich die Folien sehr gut für die Abdeckung und somit
zum Schutz von metallischen Oberflächen, auf die die Folien zweckmäßigerweise
heißgesiegelt werden. Bei Außenanwendungen zeigen Folien, die keine UV
absorbierende Materialien enthalten bereits nach kurzer Zeit eine Vergilbung und eine
Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften infolge eines photooxidativen
Abbaus durch das Sonnenlicht. Darüber hinaus eignen sich die Folien und daraus
hergestellte Artikel insbesondere für Anwendungen, wo ein Brandschutz bzw. eine
Schwerentflammbarkeit gefordert ist. Die Folien sind auf handelsüblichen
Tiefziehanlagen wirtschaftlich thermoformbar, wobei so hergestellte Formkörper eine
hervorragende Detailwiedergabe zeigen.
Siegelfähige, biaxial orientierte Polyesterfolien sind nach dem Stand der Technik bereits
bekannt. Ebenfalls bekannt sind siegelfähige, biaxial orientierte Polyesterfolien, die mit
einem oder mit mehreren UV-Absorbern ausgerüstet sind. Diese nach dem Stand der
Technik bekannten Folien zeichnen sich entweder durch ein gutes Siegelverhalten,
eine gute Optik oder durch ein akzeptables Verarbeitungsverhalten aus. Die bekannten
Folien können auch eine matte Oberfläche besitzen.
In der GB-A 1 465 973 wird eine koextrudierte, zweischichtige Polyesterfolie
beschrieben, bei der die eine Schicht aus isophthalsäurehaltigen und
terephthalsäurehaltigen Copolyestern und bei der die andere Schicht aus
Polyethylenterephthalat besteht. Über das Siegelverhalten der Folie finden sich in der
Schrift keine verwertbaren Angaben. Wegen fehlender Pigmentierung ist die Folie nicht
prozesssicher herstellbar (Folie ist nicht wickelbar) und nur unter Einschränkung
weiterverarbeitbar.
In der EP-A 0 035 835 wird eine koextrudierte siegelfähige Polyesterfolie beschrieben,
der zur Verbesserung des Wickel- und des Verarbeitungsverhaltens in der
Siegelschicht Partikel beigesetzt werden, deren mittlere Teilchengröße die Schichtdicke
der Siegelschicht übersteigt. Durch die teilchenförmigen Zusatzstoffe werden
Oberflächenvorsprünge gebildet, die das unerwünschte Blocken und Kleben an Walzen
oder Führungen verhindern. Über die andere, nicht siegelfähige Schicht der Folie,
werden keine näheren Angaben zur Einarbeitung von Antiblockmitteln gemacht. Es
bleibt offen, ob diese Schicht Antiblockmittel enthält. Durch die Wahl von Partikeln mit
größerem Durchmesser als die Siegelschicht in den in den Beispielen angebenen
Konzentrationen wird aber nachteiligerweise das Siegelverhalten der Folie
verschlechtert. Angaben zum Siegeltemperaturbereich der Folie findet der Fachmann
in der Schrift nicht. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C gemessen und liegt in
einem Bereich von 63 bis 120 N/m (0,97 N/15 mm bis 1,8 N/15 mm Folienbreite).
In der EP-A 0 432 886 wird eine koextrudierte mehrschichtige Polyesterfolie
beschrieben, die eine erste Oberfläche besitzt, auf der eine siegelfähige Schicht
angeordnet ist, und eine zweite Oberfläche, auf der eine Acrylatschicht angeordnet ist.
Die siegelfähige Schicht kann auch hier aus isophthalsäurehaltigen und
terephthalsäurehaltigen Copolyestern bestehen. Durch die rückseitige Beschichtung
erhält die Folie ein verbessertes Verarbeitungsverhalten. Angaben zum Siegelbereich
der Folie werden in der Schrift nicht gemacht. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C
gemessen. Für eine 11 µm dicke Siegelschicht wird eine Siegelnahtfestigkeit von 761,5 N/m
(11,4 N/15 mm) angegeben. Nachteilig an der rückseitigen Acrylatbeschichtung
ist aber, dass diese Seite gegen die siegelfähige Deckschicht nicht mehr siegelt. Die
Folie ist damit nur sehr eingeschränkt zu verwenden.
In der EP-A 0 515 096 wird eine koextrudierte, mehrschichtige siegelfähige
Polyesterfolie beschrieben, die auf der siegelfähigen Schicht ein zusätzliches Additiv
enthält. Das Additiv kann z. B. anorganische Partikel enthalten und wird vorzugsweise
in einer wässrigen Schicht an die Folie bei deren Herstellung angetragen. Hierdurch soll
die Folie die guten Siegeleigenschaften beibehalten und gut zu verarbeiten sein. Die
Rückseite enthält nur sehr wenige Partikel, die hauptsächlich über das Regranulat in
diese Schicht gelangen. Angaben zum Siegeltemperaturbereich der Folie werden auch
in dieser Schrift nicht gemacht. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C gemessen und
beträgt mehr als 200 N/m (3 N/15 mm). Für eine 3 µm dicke Siegelschicht wird eine
Siegelnahtfestigkeit von 275 N/m (4,125 N/15 mm) angegeben.
In der WO 98/06575 wird eine koextrudierte mehrschichtige Polyesterfolie beschrieben,
die eine siegelfähige Deckschicht und eine nicht siegelfähige Basisschicht enthält. Die
Basisschicht kann dabei aus einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein, wobei die
innere der Schicht mit der siegelfähigen Schicht in Kontakt ist. Die andere (äußere)
Schicht bildet dann die zweite nicht siegelfähige Deckschicht. Die siegelfähige
Deckschicht kann auch hier aus isophthalsäurehaltigen und terephthalsäurehaltigen
Copolyestern bestehen, die jedoch keine Antiblockteilchen enthalten. Die Folie enthält
außerdem noch mindestens einen UV-Absorber, der der Basisschicht in einem
Gewichtsverhältnis von 0,1 bis 10% zugegeben wird. Als UV Absorber werden dabei
vorzugsweise Triazine, z. B. ®Tinuvin 1577 der Fa. Ciba verwendet. Die Basisschicht
ist mit üblichen Antiblockmitteln ausgestattet. Die Folie zeichnet sich durch eine gute
Siegelfähigkeit aus, besitzt jedoch nicht das gewünschte Verarbeitungsverhalten und
weist zudem Defizite in den optischen Eigenschaften auf. Die Folie kann zudem eine
matte Oberfläche aufweisen, sie besitzt dann aber eine hohe Trübung, die unerwünscht
ist. Die Folie ist nicht thermoformbar und nicht schwerentflammbar.
In der DE-A 23 46 787 ist ein schwerentflammbarer Rohstoff beschrieben. Neben dem
Rohstoff ist auch die Verwendung des Rohstoffs zu Folien und Fasern beansprucht. Bei
der Herstellung von Folie mit diesem beanspruchten phospholanmodifizierten Rohstoff
zeigten sich folgende Defizite.
Der genannte Rohstoff ist hydrolyseempfindlich und muß sehr gut vorgetrocknet
werden. Beim Trocknen des Rohstoffes mit Trocknern, die dem Stand der Technik
entsprechen, verklebt der Rohstoff, so dass nur unter schwierigsten Bedingungen eine
Folie herstellbar ist.
Die unter unwirtschaftlichen Bedingungen hergestellten Folien verspröden bei
Temperaturbelastungen, d. h. die mechanischen Eigenschaften gehen auf Grund der
Versprödung stark zurück, so dass die Folie unbrauchbar ist. Bereits nach 48 Stunden
Temperaturbelastung tritt diese sehr nachteilige Versprödung auf.
Keiner Literaturstelle ist zu entnehmen, ob und wie die Folie thermoformbar ist. Die
beschriebenen Folien sind orientiert und sind damit kristallin, wobei die Kristallinität je
nach Orientierungsgrad zwischen 35% und 50% liegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine amorphe, einseitig matte,
transparente, UV-stabilisierte, flammhemmend ausgerüstete, siegelfähige und
thermoformbare Polyesterfolie bereitzustellen, die die Nachteile der genannten Folien
nach dem Stand der Technik nicht aufweist und die sich insbesondere durch eine sehr
gute Siegelfähigkeit, eine wirtschaftliche Herstellung, eine verbesserte Verarbeitbarkeit
und verbesserte optische Eigenschaften auszeichnet. Vor allem sollte sie eine
flammhemmende Wirkung und keine Versprödung nach Temperaturbelastung
aufweisen. Desweiteren sollte die Folie auf handelsüblichen Tiefziehanlagen zu
komplexen Formkörpern thermoformbar sein.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, den Siegelbereich der Folie
auf niedrige Temperaturen zu erweitern, die Siegelnahtfestigkeit der Folie gleichzeitig
zu erhöhen und gleichzeitig für ein verbessertes Handling der Folie zu sorgen als es
nach dem Stand der Technik bekannt ist. Außerdem muß gewährleistet sein, dass die
Folie auch auf schnellaufenden Verarbeitungsmaschinen verarbeitet werden kann. Bei
der Herstellung der Folie soll ferner immanent anfallendes Regenerat in einer
Konzentration bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, der
Extrusion zugeführt werden können, ohne dass dabei die Eigenschaften der Folie
nennenswert negativ beeinflußt werden.
Da die Folie nach der Erfindung insbesondere für die Außenanwendung und/oder
kritische Innenanwendungen gedacht ist, sollte sie eine hohe UV-Stabilität aufweisen.
Eine hohe UV-Stabilität bedeutet, dass die Folien durch Sonnenlicht oder andere UV-
Strahlung nicht oder nur in extrem geringem Ausmaß geschädigt werden. Insbesondere
sollen die Folien bei mehrjähriger Außenanwendung nicht vergilben, keine Versprödung
oder Rissbildung der Oberfläche zeigen und auch keine Verschlechterung der
mechanischen Eigenschaften aufweisen. Hohe UV-Stabilität bedeutet demnach, dass
die Folie das UV-Licht absorbiert und Licht erst im sichtbaren Bereich durchläßt.
Eine flammhemmende Wirkung bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass
die transparente Folie in einer sogenannten Brandschutzprüfung die Bedingungen nach
DIN 4102 Teil 2 und insbesondere die Bedingungen nach DIN 4102 Teil 1 erfüllt und
in die Baustoffklasse B2 und insbesondere B1 der schwer entflammbaren Stoffe
eingeordnet werden kann.
Desweiteren soll die Folie den UL-Test 94 "Vertical Burning Test for Flammability of
Plastic Material" bestehen, so dass sie in die Klasse 94 VTM-0 eingestuft werden kann.
Das bedeutet, dass die Folie 10 Sekunden nach Wegnahme des Bunsenbrenners nicht
mehr brennt, nach 30 Sekunden kein Glühen beobachtet wird und auch kein Abtropfen
festgestellt wird.
Zu der wirtschaftlichen Herstellung zählt, dass die Rohstoffe bzw. die
Rohstoffkomponenten, die zur Herstellung der schwer entflammbaren Folie benötigt
werden, mit Industrietrocknern, die dem Stand der Technik genügen, getrocknet werden
können. Wesentlich ist, dass die Rohstoffe nicht verkleben und nicht thermisch
abgebaut werden. Zu diesen Industrietrocknern nach dem Stand der Technik zählen
Vakuumtrockner, Wirbelschichttrockner, Fließbetttrockner, Festbetttrockner
(Schachttrockner). Derartige Trockner arbeiten bei Temperaturen zwischen 100 und
170°C, wo flammhemmend ausgerüstete Rohstoffe üblicherweise verkleben und
bergmännisch abgebaut werden müssen, so dass keine Folienherstellung möglich ist.
Bei dem am schonendsten trocknenden Vakuumtrockner durchläuft der Rohstoff einen
Temperaturbereich von ca. 30 bis 130°C bei einem Vakuum von 50 mbar. Danach ist
ein sog. Nachtrocknen in einem Hopper bei Temperaturen von 100 bis 130°C und
einer Verweilzeit von 3 bis 6 Stunden erforderlich. Selbst hier verklebt dieser Rohstoff
extrem.
Keine Versprödungen bei kurzer Temperaturbelastung bedeutet im Rahmen der
vorliegenden Erfindung, dass die Folie nach 100 Stunden Tempervorgang bei 100°C
in einem Umluftofen keine Versprödung und keine schlechten mechanischen
Eigenschaften aufweist.
Die Standardviskosität SV (DCE) des kristallisierten Thermoplasten, gemessen in
Dichloressigsäure nach DIN 53728, liegt bei 600 bis 1000, vorzugsweise bei 700 bis
900.
Ein gute Thermoformbarkeit bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass
sich die Folie auf handelsüblichen Tiefziehmaschinen ohne wirtschaftliches Vortrocknen
zu komplexen und großflächigen Formkörpern tiefziehen bzw. thermoformen lässt,
wobei der tiefgezogene Formkörper eine gute Detailwiedergabe aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung einer amorphen,
koextrudierten, UV stabilisierten und flammhemmend ausgerüsteten, thermoformbaren,
siegelfähigen Polyesterfolie mit einer Basisschicht B, mindestens einer siegelfähigen
Deckschicht A und mindestens einer weiteren matten Deckschicht C gelöst, wobei die
siegelfähige Deckschicht A eine Siegelanspringtemperatur von 110°C und eine
Siegelnahtfestigkeit von mindestens 1,3 N/15 mm aufweist, deren
Kennzeichenmerkmale darin zu sehen sind, dass die siegelfähige Deckschicht A eine
Oberflächenrauhigkeit, ausgedrückt als Ra-Wert, von < 30 nm und einen Messwert der
Gasströmung im Bereich von 500 bis 4000 s aufweist und dass die nicht siegelfähige,
matte Deckschicht C eine Oberflächenrauhigkeit von 200 nm < Ra < 1000 nm und einen
Messwert der Gasströmung von < 50 s besitzt.
Der(Die) UV-Stabilisator(en) wird(werden) zweckmäßigerweise als Masterbatch(e) bei
der Folienherstellung direkt zudosiert, wobei die Konzentration des(der) UV-
Stabilisators(en) vorzugsweise zwischen 0,01 Gew.-% und 5 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht des für die jeweilige Schicht verwendeten Polyesters, liegt(liegen).
Die Folie gemäß der Erfindung enthält mindestens ein Flammschutzmittel, das über die
sogenannte Masterbatch-Technologie direkt bei der Folienherstellung zudosiert wird,
wobei die Konzentration des Flammschutzmittels im Bereich von 0,5 bis 30,0 Gew.-%,
vorzugsweise von 1,0 bis 20,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schicht des
kristallisierbaren Thermoplasten, liegt. Bei der Herstellung des Masterbatchs wird im
allgemeinen ein Verhältnis von Flammschutzmittel zu Thermoplast im Bereich von 60
zu 40 Gew.-% bis 10 zu 90 Gew.-% eingehalten.
Zu den typischen Flammschutzmitteln gehören Bromverbindungen, Chlorparaffine und
andere Chlorverbindungen, Antimontrioxid, Aluminiumtrihydrate, wobei die
Halogenverbindungen aufgrund der entstehenden halogenhaltigen Nebenprodukte
nachteilig sind. Des weiteren ist die geringe Lichtbeständigkeit einer damit
ausgerüsteten Folie neben der Entwicklung von Halogenwasserstoffen im Brandfall
extrem nachteilig.
Geeignete Flammschutzmitteln, die gemäß der Erfindung eingesetzt werden, sind
beispielsweise organische Phosphorverbindungen wie Carboxyphosphinsäuren, deren
Anhydride und Dimethyl-methylphosphonat. Erfindungswesentlich ist, dass die
organische Phosphorverbindung im Thermoplast löslich ist, da andernfalls die
geforderten optischen Eigenschaften nicht erfüllt werden.
Da die Flammschutzmittel im allgemeinen eine gewisse Hydrolyseempfindlichkeit
aufweisen, kann der zusätzliche Einsatz eines Hydrolysestabilisators sinnvoll sein.
Als Hydrolysestabilisator werden im allgemeinen phenolische Stabilisatoren, Alkali-
/Erdalkalistearate und/oder Alkali-/Erdalkalicarbonate in Mengen von 0,01 bis 1,0 Gew.-
% eingesetzt. Phenolische Stabilisatoren werden in einer Menge von 0,05 bis 0,6 Gew.-
%, insbesondere 0,15 bis 0,3 Gew.-% und mit einer Molmasse von mehr als 500 g/mol
bevorzugt. Pentaerythrityl-Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxyphenyl)-Propionat
oder 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertärbutyl-4-Hydroxybenzyl)benzol sind
besonders vorteilhaft.
Die besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend
zusätzlich näher erläutert.
Erfindungsgemäß ist die Folie zumindest dreischichtig und umfaßt dann als Schichten
die Basisschicht B, die siegelfähige Deckschicht A und die matte Deckschicht C.
Die Basisschicht B der Folie besteht bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-% aus einem
thermoplastischen Polyester. Dafür geeignet sind Polyester aus Ethylenglykol und
Terephthalsäure (= Polyethylenterephthalat, PET), aus Ethylenglykol und Naphthalin-
2,6-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalat, PEN), aus 1,4-Bis-hydroximethyl
cyclohexan und Terephthalsäure (= Poly-1,4-cyclohexandimethylenterephthalat, PCDT)
sowie aus Ethylenglykol, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure und Biphenyl-4,4'-
dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalatbibenzoat, PENBB). Besonders bevorzugt
sind Polyester, die zu mindestens 90 Mol-%, bevorzugt mindestens 95 Mol-%, aus
Ethylenglykol und Terephthalsäure-Einheiten oder aus Ethylenglykol und Naphthalin-
2,6-dicarbonsäure-Einheiten bestehen. Die restlichen Monomereinheiten stammen aus
anderen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw.
Dicarbonsäuren, wie sie auch in der Schicht A (oder der Schicht C) vorkommen
können.
Der Thermoplast zeichnet sich z. B. dadurch aus, dass der Diethylenglykolgehalt (DEG-
Gehalt) und/oder Polyethylenglykolgehalt (PEG-Gehalt) bei größer/gleich 1,0 Gew.-%,
insbesondere größer/gleich 1,2 Gew.-% liegt. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform liegt der DEG-Gehalt und/oder PEG-Gehalt im Bereich von 1,3 Gew.-%
bis 5 Gew.-%. Er kann zusätzlich oder anstelle von DEG und/oder PEG auch
Isophthalsäure (IPA) in einer Konzentration von 3 Gew-.% bis 10 Gew.-% enthalten.
Es war mehr als überraschend, dass sich die Folien durch ein im Vergleich zum
Standardthermoplasten höheren Diethylenglykolgehalt und/oder
Polyethylenglykolgehalt und/oder IPA-Gehalt wirtschaftlich auf handelsüblichen
Tiefziehanlagen thermoformen lassen und eine hervorragende Detailwiedergabe liefern.
Geeignete andere aliphatische Diole sind beispielsweise Diethylenglykol,
Triethylenglykol, aliphatische Glykole der allgemeinen Formel HO-(CH2)n-OH, wobei n
eine ganze Zahl von 3 bis 6 darstellt, insbesondere Propan-1,3-diol, Butan-1,4-diol,
Pentan-1,5-diol und Hexan-1,6-diol, oder verzweigte aliphatische Glykole mit bis zu 6
Kohlenstoff-Atomen. Von den cycloaliphatischen Diolen sind Cyclohexandiole
(insbesondere Cyclohexan-1,4-diol) zu nennen. Geeignete andere aromatische Diole
entsprechen beispielsweise der Formel HO-C6H4-X-C6H4-OH, wobei X für -CH2-,
-C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -O-, -S- oder -SO2- steht. Daneben sind auch Bisphenole der
Formel HO-C6H4-C6H4-OH gut geeignet.
Andere aromatische Dicarbonsäuren sind bevorzugt Benzoldicarbonsäuren,
Naphtalindicarbonsäuren (beispielsweise Naphthalin-1,4- oder -1,6-dicarbonsäure),
Biphenyl-x,x'-dicarbonsäuren (insbesondere Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure),
Diphenylacetylen-x,x'-dicarbonsäuren (insbesondere Diphenylacetylen-4,4'-
dicarbonsäure) oder Stilben-x,x'-dicarbonsäuren. Von den cycloaliphatischen
Dicarbonsäuren sind Cyclohexandicarbonsäuren (insbesondere Cyclohexan-1,4-
dicarbonsäure) zu nennen. Von den aliphatischen Dicarbonsäuren sind die (C3-C19)
Alkandisäuren besonders geeignet, wobei der Alkanteil geradkettig oder verzweigt sein
kann.
Die Herstellung der Polyester kann z. B. nach dem Umesterungsverfahren erfolgen.
Dabei geht man von Dicarbonsäureestern und Diolen aus, die mit den üblichen
Umesterungskatalysatoren, wie Zink-, Calcium-, Lithium-, Magnesium- und Mangan-
Salzen, umgesetzt werden. Die Zwischenprodukte werden dann in Gegenwart
allgemein üblicher Polykondensationskatalysatoren, wie Antimontrioxid oder Titan-
Salzen, polykondensiert. Die Herstellung kann aber ebenso gut nach dem
Direktveresterungsverfahren in Gegenwart von Polykondensationskatalysatoren
erfolgen. Dabei geht man direkt von den Dicarbonsäuren und den Diolen aus.
Die durch Koextrusion auf eine Oberfläche der Basisschicht B aufgebrachte
siegelfähige Deckschicht A ist erfindungsgemäß auf Basis von Polyestercopolymeren
aufgebaut und besteht im wesentlichen aus Copolyestern, die überwiegend aus
Isophthalsäure- und Terephthalsäure-Einheiten und aus Ethylenglykol-Einheiten
zusammengesetzt sind. Die restlichen Monomereinheiten stammen aus anderen
aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren, wie
sie auch in der Basisschicht vorkommen können. Die bevorzugten Copolyester, die die
gewünschten Siegeleigenschaften bereitstellen, sind solche, die aus Etylenterephthalat-
und Ethylenisophthalat-Einheiten und aus Ethylenglykol-Einheiten aufgebaut sind. Der
Anteil an Ethylenterephthalat beträgt 40 bis 95 Mol-% und der entsprechende Anteil an
Ethylenisophthalat 60 bis 5 Mol-%. Bevorzugt sind Copolyester, bei denen der Anteil
an Ethylenterephthalat 50 bis 90 Mol-% und der entsprechende Anteil an
Ethylenisophthalat 50 bis 10 Mol-% beträgt und ganz bevorzugt sind Copolyester, bei
denen der Anteil an Ethylenterephthalat 60 bis 85 Mol-% und der entsprechende Anteil
an Ethylenisophthalat 40 bis 15 Mol-% beträgt.
Die matte Deckschicht C enthält in ihrer bevorzugten Ausführungsform ein Blend oder
eine Mischung aus zwei Komponenten I und II und gegebenenfalls zugesetzte Additive
in Form von inerten anorganischen Antiblockmitteln.
Die Komponente I der Mischung bzw. des Blends ist ein Ethylenterephthalat-
Homopolymer oder Ethylenterephthalat Copolymer oder eine Mischung aus
Ethylenterephthalat Homo- oder Copolymeren.
Die Komponente II des Copolymers oder der Mischung bzw. des Blends ist ein
Ethylenterephthalat-Copolymer, welches aus dem Kondensationsprodukt der folgenden
Monomeren bzw. deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivaten besteht:
- A) 65 bis 95 Mol-% Isophthalsäure;
- B) 0 bis 30 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure mit der Formel
HOOC(CH2)nCOOH
wobei n im Bereich von 1 bis 11 liegt; - C) 5 bis 15 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomeren enthaltend eine Alkalimetall sulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer Dicarbonsäure;
- D) die zur Bildung von 100 Mol-% Kondensat notwendige stöchiometrische Menge eines copolymerisierbaren aliphatischen oder cycloaliphatischen Glykols mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen;
wobei die Prozentangaben jeweils bezogen sind auf die Gesamtmenge der die
Komponente II bildenden Monomeren. Zur ausführlichen Beschreibung der
Komponente II siehe auch die EP-A 0 144 878, auf die hier ausdrücklich Bezug
genommen wird.
Unter Mischungen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind mechanische Mischungen
zu verstehen, welche aus den Einzelkomponenten hergestellt werden. Im allgemeinen
werden hierzu die einzelnen Bestandteile als gepreßte Formkörper kleiner Größe, z. B.
linsen- oder kugelförmiges Granulat, zusammengeschüttet und mit einer geeigneten
Rüttelvorrichtung mechanisch miteinander gemischt. Eine andere Möglichkeit für die
Erstellung der Mischung besteht darin, dass die jeweiligen Komponenten I und II in
Granulatform jeweils für sich getrennt dem Extruder für die erfindungsgemäße
Deckschicht zugeführt werden und die Mischung im Extruder, bzw. in den
nachfolgenden schmelzeführenden Systemen durchgeführt wird.
Ein Blend im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein legierungsartiger Verbund der
einzelnen Komponenten I und II, welcher nicht mehr in die ursprünglichen Bestandteile
zerlegt werden kann. Ein Blend ist vergleichbar mit einer Legierung, weist
Eigenschaften wie ein homogener Stoff auf und kann entsprechend durch geeignete
Parameter (Schmelzpunkt) charakterisiert werden.
Das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) der beiden Komponenten I und II der
Deckschichtmischung bzw. des Blends kann innerhalb weiter Grenzen variieren und
richtet sich nach dem beabsichtigten Einsatzzweck der Mehrschichtfolie. Bevorzugt liegt
das Verhältnis der Komponenten I und II in einem Bereich von I : II = 10 : 90 bis I : II = 95 : 5,
vorzugsweise zwischen I : II = 20 : 80 bis I : II = 95 : 5 und insbesondere zwischen I : II = 30 : 70
bis I : II = 95 : 5.
Die gewünschten Siegeleigenschaften, den gewünschten Mattheitsgrad und die
gewünschten Verarbeitungseigenschaften der erfindungsgemäßen Folie werden aus
der Kombination der Eigenschaften des verwendeten Copolyesters für die siegelfähige
Deckschicht und den Topographien der siegelfähigen Deckschicht A und der nicht
siegelfähigen, matten Deckschicht C erhalten.
Die Siegelanspringtemperatur von 110°C und die Siegelnahtfestigkeit von mindestens
1,3 N/15 mm werden erreicht, wenn für die siegelfähige Deckschicht A die oben näher
beschriebenen Copolymeren verwendet werden. Die besten Siegeleigenschaften der
Folie erhält man, wenn dem Copolymeren keine weiteren Additive, insbesondere keine
anorganischen oder organischen Füller zugegeben werden. Für diesen Fall erhält man
bei vorgegebenem Copolyester die niedrigste Siegelanspringtemperatur und die
höchsten Siegelnahtfestigkeiten. Allerdings ist in diesem Fall das Handling der Folie
schlecht, da die Oberfläche der siegelfähigen Deckschicht A stark zum Verblocken
neigt. Die Folie läßt sich kaum wickeln und ist für eine Weiterverarbeitung auf
schnellaufenden Verpackungsmaschinen weniger geeignet. Zur Verbesserung des
Handlings der Folie und der Verarbeitbarkeit ist es daher ratsam, die siegelfähige
Deckschicht A zu modifizieren. Dies geschieht am besten mit Hilfe von geeigneten
Antiblockmitteln einer ausgewählten Größe, die in einer bestimmten Konzentration der
Siegelschicht zugegeben werden und zwar derart, dass einerseits das Verblocken
minimiert und andererseits die Siegeleigenschaften nur unwesentlich verschlechtert
werden. Diese gewünschte Eigenschaftskombination läßt sich erreichen, wenn die
Topographie der siegelfähigen Deckschicht A durch den folgenden Satz von
Parametern gekennzeichnet ist:
Die Rauhigkeit der siegelfähigen Deckschicht, ausgedrückt durch den Ra-Wert, soll
kleiner als 30 nm sein. Im anderen Fall werden die Siegeleigenschaften im Sinne der
vorliegenden Erfindung negativ beeinflusst.
Der Messwert der Gasströmung soll erfindungsgemäß im Bereich von 500 bis 4000 s
liegen. Bei Werten unterhalb von 500 s werden die Siegeleigenschaften im Sinne der
vorliegenden Erfindung negativ beeinflusst und bei Werten oberhalb von 4000 s wird
das Handling der Folie schlecht.
Die Rauhigkeit der matten Deckschicht C, ausgedrückt durch den Ra-Wert, soll
vorzugsweise größer als 200 nm und kleiner als 1000 nm sein. Kleinere Werte als 200 nm
haben negative Auswirkungen auf das Wickel- und Verarbeitungsverhalten der
Folie, sowie auf den Mattheitsgrad der Oberfläche. größerer Werte als 1000 nm
beeinträchtigen die optischen Eigenschaften (Trübung) der Folie.
Der Messwert der Gasströmung soll erfindungsgemäß im Bereich unterhalb von 50 s
liegen. Bei Werten oberhalb von 50 wird der Mattigkeitsgrad der Folie negativ
beeinflusst.
Im Prinzip können alle organischen und anorganischen UV Stabilisatoren, die für die
Einarbeitung in Polyester geeignet sind, ausgewählt werden. Solche geeigneten UV-
Stabilisatoren sind nach dem Stand der Technik bekannt und z. B. in WO 98/065575,
in EP-A-0 006 686, in EP-A-0 031 202, EP-A-0 031 203 oder in der EP-A-0 076 582
näher beschrieben.
Licht, insbesondere der ultraviolette Anteil der Sonnenstrahlung, d. h. der
Wellenlängenbereich von 280 bis 400 nm, leitet bei Thermoplasten Abbauvorgänge ein,
als deren Folge sich nicht nur das visuelle Erscheinungsbild infolge von Farbänderung
bzw. Vergilbung ändert, sondern auch die mechanisch-physikalischen Eigenschaften
negativ beeinflußt werden.
Die Inhibierung dieser photooxidativen Abbauvorgänge ist von erheblicher technischer
und wirtschaftlicher Bedeutung, da andernfalls die Anwendungsmöglichkeiten von
zahlreichen Thermoplasten drastisch eingeschränkt sind.
Polyethylenterephthalate beginnen beispielsweise schon unterhalb von 360 nm UV-Licht
zu absorbieren, ihre Absorption nimmt unterhalb von 320 nm beträchtlich zu und ist
unterhalb von 300 nm sehr ausgeprägt. Die maximale Absorption liegt zwischen 280
und 300 nm.
In Gegenwart von Sauerstoff werden hauptsächlich Kettenspaltungen, jedoch keine
Vernetzungen beobachtet. Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Carbonsäuren stellen die
mengenmäßig überwiegenden Photooxidationsprodukte dar. Neben der direkten
Photolyse der Estergruppen müssen noch Oxidationsreaktionen in Erwägung gezogen
werden, die über Peroxidradikale ebenfalls die Bildung von Kohlendioxid zur Folge
haben.
Die Photooxidation von Polyethylenterephthalaten kann auch über
Wasserstoffabspaltung in α-Stellung der Estergruppen zu Hydroperoxiden und deren
Zersetzungsprodukten sowie zu damit verbundenen Kettenspaltungen führen (H. Day,
D. M. Wiles: J. Appl. Polym. Sci 16, 1972, Seite 203).
UV-Stabilisatoren bzw. UV-Absorber als Lichtschutzmittel sind chemische
Verbindungen, die in die physikalischen und chemischen Prozesse des lichtinduzierten
Abbaus eingreifen können. Ruß und andere Pigmente können teilweise einen
Lichtschutz bewirken. Diese Substanzen sind jedoch für transparente Folien
ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung führen. Für transparente, matte
Folien sind nur organische und metallorganische Verbindungen geeignet, die dem zu
stabilisierenden Thermoplasten keine oder nur eine extrem geringe Farbe oder
Farbänderung verleihen, d. h. die in dem Thermoplasten löslich sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel
sind UV-Stabilisatoren, die mindestens 70%, vorzugsweise 80%, besonders bevorzugt
90%, des UV-Lichtes im Wellenlängenbereich von 180 nm bis 380 nm, vorzugsweise
280 bis 350 nm absorbieren. Diese sind insbesondere geeignet, wenn sie im
Temperaturbereich von 260 bis 300°C thermisch stabil sind, d. h. sich nicht zersetzen
und nicht zur Ausgasung führen. Geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind
beispielsweise 2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzotriazole, nickelorganische
Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-Derivate, Resorcinmonobenzoate,
Oxalsäureanilide, Hydroxybenzoesäureester, sterisch gehinderte Amine und Triazine,
wobei die 2-Hydroxybenzotriazole und die Triazine bevorzugt sind.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße
Folie 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxy
phenol der Formel
oder 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.% 2,2-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-
tetramethylbutyl)-phenol der Formel
In einer bevorzugten Ausführungsform können auch Mischungen dieser beiden UV-
Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem dieser beiden UV-Stabilisatoren
mit anderen UV-Stabilisatoren eingesetzt werden, wobei die Gesamtkonzentration an
Lichtschutzmittel vorzugsweise zwischen 0,01 Gew.-% und 5,0 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht an kristallisierbarem Polyethylenterephthalat, liegt.
Der oder die UV-Stabilisatoren sind vorzugsweise in der/den Deckschichten enthalten.
Bei Bedarf kann auch die Kernschicht mit UV-Stabilisator ausgerüstet sein.
Es war völlig überraschend, dass der Einsatz der oben genannten UV-Stabilisatoren
in Folien zu dem gewünschten Ergebnis führte. Der Fachmann hätte vermutlich
zunächst versucht, eine gewisse UV-Stabilität über ein Antioxidanz zu erreichen, hätte
jedoch bei Bewitterung festgestellt, dass die Folie schnell gelb wird.
Vor dem Hintergrund, dass UV-Stabilisatoren das UV-Licht absorbieren und somit
Schutz bieten, hätte der Fachmann wohl handelsübliche Stabilisatoren eingesetzt.
Dabei hätte er festgestellt, dass
- - der UV-Stabilisator eine mangelnde thermische Stabilität hat und sich bei Temperaturen zwischen 200°C und 240°C zersetzt und ausgast;
- - er große Mengen (ca. 10 bis 15 Gew.-%) UV-Stabilisator einarbeiten muß, damit das UV-Licht absorbiert wird und damit die Folie nicht geschädigt wird.
Bei diesen hohen Konzentrationen hätte er festgestellt, dass die Folie schon nach der
Herstellung gelb ist, bei Gelbzahlunterschieden (YID) um die 25. Desweiteren hätte er
festgestellt, dass die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden.
Daher war es mehr als überraschend, dass bereits mit niedrigen Konzentrationen des
UV-Stabilisators ein hervorragender UV-Schutz erzielt wurde. Sehr überraschend war,
dass sich bei diesem hervorragenden UV-Schutz
- - der Gelbwert der Folie im Vergleich zu einer nicht stabilisierten Folie im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht ändert;
- - sich keine Ausgasungen, keine Düsenablagerungen, keine Ausdampfungen einstellten, wodurch die Folie eine exzellente Optik aufweist und ein ausgezeichnetes Profil und eine ausgezeichnete Planlage hat;
Überraschenderweise haben Bewitterungsversuche nach der Testspezifikation ISO
4892 mit dem Atlas CI 65 Weather Ometer gezeigt, dass es im Falle der vorgenannten
dreischichtigen Folie durchaus ausreichend ist, die 0,5 µm bis 10 µm dicken
Deckschichten mit UV-Stabilisatoren auszurüsten, um eine verbesserte UV-Stabilität
zu erreichen.
Bewitterungstests haben ergeben, dass die erfindungsgemäß UV-stabilisierten Folien
selbst bei Bewitterungstests nach hochgerechnet 5 bis 7 Jahren Außenanwendung im
allgemeinen keine Vergilbung, keine Versprödung, kein Glanzverlust der Oberfläche,
keine Rißbildung an der Oberfläche und keine Verschlechterung der mechanischen
Eigenschaften aufweisen.
Das Lichtschutzmittel kann bereits beim Thermoplast-Rohstoffhersteller zudosiert oder
alternativ bei der Folienherstellung in den Extruder eingeschleust werden.
Besonders bevorzugt ist die Zugabe des Lichtschutzmittels über die
Masterbatchtechnologie. Das Lichtschutzmittel wird in einem festen Trägermaterial voll
dispergiert. Als Trägermaterialien kommen das Polyethylenterephthalat selbst oder
andere Polymere, die mit dem Thermoplasten ausreichend verträglich sind, in Frage.
Wichtig bei der Masterbatch-Technologie ist, dass die Korngröße und das
Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des
Thermoplasten ist, so dass eine homogene Verteilung und damit eine homogene UV-
Stabilisierung erfolgen kann.
Es war überraschend, dass mittels Masterbatch-Technologie, einer geeigneten
Vortrocknung bzw. Vorkristallisation und Einsatz von geringen Mengen eines
Hydrolysestabilisators eine schwerentflammbare Folie mit dem geforderten
Eigenschaftsprofil wirtschaftlich und ohne Verklebung im Trockner herstellbar ist und
dass die Folie nach Temperaturbelastung nicht versprödet.
Sehr überraschend war, dass bei diesem hervorragenden Resultat und dem
geforderten Flammschutz der Gelbwert der Folie im Vergleich zu einer nicht
ausgerüsteten Folie im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht negativ beeinflußt ist und
dass keine Ausgasungen und keine Düsenablagerungen auftreten, wodurch die Folie
eine exzellente Optik aufweist, ein ausgezeichnetes Profil und eine hervorragende
Planlage hat.
Auf Grund dieser Vorteile ist eine solche Folie auch wirtschaftlich rentabel.
Desweiteren war es sehr überraschend, dass auch das Regenerat wieder in den
Produktionsprozess einsetzbar ist, ohne den Gelbwert der Folie negativ zu
beeinflussen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße, transparente,
schwer entflammbare Folie als Hauptbestandteil ein kristallisierbares
Polyethylenterephthalat, 1 bis 20 Gew.-% einer in Polyethylenterephthalat löslichen
organischen Phosphorverbindung als Flammschutzmittel und 0,1 bis 1,0 Gew.-% eines
Hydrolysestabilisators.
Erfindungswesentlich ist, dass der kristallisierbare Thermoplast ein
Diethylenglykolgehalt von ≧ 1,0 Gew.-%, vorzugsweise ≧ 1,2 Gew.-%, insbesondere ≧ 1,3 Gew.-%
und/oder ein Polyethylenglykolgehalt von ≧ 1,0 Gew.-%, vorzugsweise ≧ 1,2 Gew.-%,
insbesondere ≧ 1,3 Gew.-% und/oder ein Isophthalsäuregehalt von 3 Gew.-%
bis 10 Gew.-% aufweist und die organische Phosphorverbindung im PET löslich ist, da
andernfalls die geforderten optischen Eigenschaften nicht erfüllt werden.
In der dreischichtigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie ist das
Flammschutzmittel ähnlich wie der UV-Absorber vorzugsweise in der nicht
siegelfähigen, matten Deckschicht C enthalten. Jedoch kann nach Bedarf auch die
Basisschicht B oder auch die siegelfähige Deckschicht A mit Flammschutzmitteln
ausgerüstet sein. Die Konzentration des oder der Flammschutzmittel(s) bezieht sich
dabei auf das Gewicht der Thermoplasten in der mit Flammschutzmitteln ausgerüsteten
Schicht.
Ganz überraschend haben Brandschutzversuche nach DIN 4102 und dem UL-Test
gezeigt, dass es im Falle einer dreischichtigen Folie durchaus ausreichend ist, die 0,5
bis 10 µm dicken Deckschichten mit Flammschutzmittel auszurüsten, um eine
verbesserte Flammhemmung zu erreichen. Bei Bedarf und bei hohen
Brandschutzanforderungen kann auch die Basisschicht B mit Flammschutzmittel
ausgerüstet sein, d. h. eine sogenannte Grundausrüstung beinhalten.
Dadurch werden die mit der bekannten Koextrusionstechnologie hergestellten schwer
entflammbaren, mehrschichtigen Folien im Vergleich zu den komplett in hohen
Konzentrationen ausgerüsteten Monofolien wirtschaftlich interessant, da deutlich
weniger Flammschutzmittel und deutlich weniger UV-Absorber benötigt werden.
Darüber hinaus ergaben Messungen, dass die erfindungsgemäße Folie bei
Temperaturbelastungen von 100°C über einen längeren Zeitraum nicht versprödet,
was mehr als überraschend ist. Dieses erfreuliche Resultat ist vermutlich auf
synergistische Effekte von geeigneter Vorkristallisation, Vortrocknung, Masterbatch-
Technologie und Hydrolysestabilisator zurückzuführen.
Desweiteren ist die erfindungsgemäße Folie ohne Umweltbelastung und ohne Verlust
der mechanischen Eigenschaften problemlos rezyklierbar, wodurch sie sich
beispielsweise für die Verwendung als kurzlebige Werbeschilder, beispielsweise beim
Messebau und für andere Werbeartikel, wo Brandschutz gewünscht wird, bestens
eignet.
Überraschenderweise erfüllen schon erfindungsgemäße Folien im Dickenbereich von
30 bis 2000 µm die Baustoffklassen B2 und B1 nach DIN 4102 und den UL-Test 94.
Erfindungsgemäß wird das Flammschutzmittel über die Masterbatch-Technologie
zugegeben. Das Flammschutzmittel wird in einem Trägermaterial voll dispergiert. Als
Trägermaterial kommen das Polyethylenterephthalat oder auch andere Polymere, die
mit dem Polyethylenterephthalat verträglich sind, in Frage.
Wichtig bei der Masterbatch-Technologie ist, dass die Korngröße und das
Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des
Thermoplasten ist, so dass eine homogene Verteilung und damit eine homogene
Schwerentflammbarkeit erfolgen kann.
Erfindungswesentlich ist, dass das Masterbatch, welches das Flammschutzmittel und
gegebenenfalls den Hydrolysestabilisator enthält, vorkristallisiert bzw. vorgetrocknet
wird. Diese Vortrocknung beinhaltet ein gradielles Erhitzen des Masterbatches unter
reduziertem Druck (20 bis 80 mbar, vorzugsweise 30 bis 60 mbar, insbesondere 40 bis
50 mbar) und unter Rühren und gegebenenfalls ein Nachtrocknen bei konstanter,
erhöhter Temperatur ebenfalls unter reduziertem Druck. Das Masterbatch wird
vorzugsweise bei Raumtemperatur aus einem Dosierbehälter in der gewünschten
Abmischung zusammen mit den Polymeren der Basis- und/oder Deckschichten und
ggf. anderen Rohstoffkomponenten chargenweise in einem Vakuumtrockner, der im
Laufe der Trocken- bzw. Verweilzeit ein Temperaturspektrum von 10°C bis 160°C,
vorzugsweise 20°C bis 150°C, insbesondere 30°C bis 130°C durchläuft, gefüllt.
Während der ca. 6-stündigen, vorzugsweise 5-stündigen, insbesondere 4-stündigen
Verweilzeit wird die Rohstoffmischung mit 10 bis 70 Upm, vorzugsweise 15 bis 65 Upm,
insbesondere 20 bis 60 Upm gerührt. Das so vorkristallisierte bzw. vorgetrocknete
Rohstoffgemisch wird in einem nachgeschalteten ebenfalls evakuierten Behälter bei 90
bis 180°C, vorzugsweise 100°C bis 170°C, insbesondere 110°C bis 160°C für 2 bis
8 Stunden, vorzugsweise 3 bis 7 Stunden, insbesondere 4 bis 6 Stunden
nachgetrocknet.
Die Basisschicht B kann zusätzlich übliche Additive, wie beispielsweise Stabilisatoren
und/oder Antiblockmittel enthalten. Die beiden Deckschichten A und C enthalten
zusätzlich übliche Additive, wie bspw. Stabilisatoren und/oder Antiblockmittel. Sie
werden zweckmäßig dem Polymer bzw. der Polymermischung bereits vor dem
Aufschmelzen zugesetzt. Als Stabilisatoren werden beispielsweise Phosphorver
bindungen, wie Phosphorsäure oder Phosphorsäureester, eingesetzt.
Typische Antiblockmittel (in diesem Zusammenhang auch als Pigmente bezeichnet)
sind anorganische und/oder organische Partikel, beispielsweise Calciumcarbonat,
amorphe Kieselsäure, Talk, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Calciumsulfat,
Bariumsulfat, Lithiumphosphat, Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumoxid,
LiF, Calcium-, Barium-, Zink- oder Mangan-Salze der eingesetzten Dicarbonsäuren,
Ruß, Titandioxid, Kaolin oder vernetzte Polystyrol- oder Acrylat-Partikel.
Als Antiblockmittel können auch Mischungen von zwei und mehr verschiedenen
Antiblockmitteln oder Mischungen von Antiblockmitteln gleicher Zusammensetzung,
aber unterschiedlicher Partikelgröße gewählt werden. Die Partikel können den
einzelnen Schichten in den jeweils vorteilhaften Konzentrationen, z. B. als glykolische
Dispersion während der Polykondensation oder über Masterbatche bei der Extrusion
zugegeben werden.
Bevorzugte Partikel sind SiO2 in kolloidaler und in kettenartiger Form. Diese Partikel
werden sehr gut in die Polymermatrix eingebunden und erzeugen nur geringfügig
Vakuolen. Vakuolen verursachen im allgemeinen Trübung und sind daher
zweckmäßiger Weise zu vermeiden. Die Partikeldurchmesser der eingesetzten Teilchen
sind prinzipiell nicht eingeschränkt. Für die Lösung der Aufgabe hat es sich jedoch als
zweckmäßig erwiesen, Teilchen mit einem mittleren Primärpartikeldurchmesser von
kleiner als 100 nm, bevorzugt kleiner als 60 nm und besonders bevorzugt kleiner als
50 nm und/oder Teilchen mit einem mittleren Primärpartikeldurchmesser von größer als
1 µm, bevorzugt größer als 1,5 µm und besonders bevorzugt größer als 2 µm zu
verwenden. Diese zuletzt beschriebenen Teilchen sollten jedoch möglichst keinen
mittleren Partikeldurchmesser aufweisen, der größer ist als 5 µm.
Zur Erzielung der vorgenannten Eigenschaften der siegelfähigen Folie hat es sich als
zweckmäßig erwiesen, die Partikelkonzentration in der Basisschicht B niedriger zu
wählen als in den beiden Deckschichten A und C. Bei einer dreischichtigen Folie vom
genannten Typ wird in der Basischicht B die Partikelkonzentration zwischen 0 und 0,15 Gew.-%,
vorzugsweise zwischen 0 und 0,12 Gew.-% und insbesondere zwischen 0 und
0,10 Gew.-% liegen. Der Partikeldurchmesser der eingesetzten Teilchen ist prinzipiell
nicht eingeschränkt, jedoch sind Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von größer
1 mm besonders bevorzugt.
In der vorteilhaften Verwendungsform besteht die Folie aus drei Schichten, der
Basisschicht B und beidseitig auf dieser Basischicht aufgebrachten Deckschichten A
und C, wobei die Deckschicht A gegen sich selbst und gegen die Deckschicht C
siegelfähig ist.
Zur Erzielung des genannten Eigenschaftsprofils der Folie weist die Deckschicht C
mehr Pigmente (d. h. höhere Pigmentkonzentration) als die Deckschicht A auf. Die
Pigmentkonzentration in dieser zweiten, matten Deckschicht C liegt zwischen 1,0 und
10,0 Gew.-%, vorteilhaft zwischen 1,5 und 10 Gew.-% und insbesondere zwischen 2,0
und 10 Gew.-%. Die andere, der Deckschicht C gegenüberliegenden, siegelfähige
Deckschicht A ist dagegen weniger mit inerten Pigmenten gefüllt. Die Konzentration an
inerten Partikeln in der Schicht A liegt zwischen 0,01 und 0,2 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 0,015 und 0,15 Gew.-% und insbesondere zwischen 0,02 und 0,1 Gew.-%.
Zwischen der Basisschicht und den Deckschichten kann sich gegebenenfalls noch eine
Zwischenschicht befinden. Diese kann wiederum aus den für die Basisschichten
beschriebenen Polymeren bestehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
besteht sie aus dem für die Basisschicht verwendeten Polyester. Sie kann auch die
beschriebenen üblichen Additive enthalten. Die Dicke der Zwischenschicht ist im
allgemeinen größer als 0,3 µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 25 µm,
insbesondere im Bereich von 1,0 bis 20 µm und ganz besonders bevorzugt im Bereich
von 1,0 bis 15 µm.
Bei der besonders vorteilhaften dreischichtigen Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Folie ist die Dicke der Deckschichten A und C im allgemeinen größer als 0,5 µm
und liegt allgemein im Bereich von 0,5 bis 10 µm, wobei die Deckschichten A und
C gleich oder verschieden dick sein können.
Die Gesamtdicke der erfindungsgemäßen Polyesterfolie kann innerhalb bestimmter
Grenzen variieren. Sie beträgt 30 bis 2000 µm, insbesondere 50 bis 1800 µm,
vorzugsweise 100 bis 1500 µm.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Polyesterfolie nach dem an sich bekannten Koextrusionsverfahren.
Die Polymeren für die Basisschicht B und die beiden Deckschichten A und C werden
danach drei Extrudern zugeführt und dort komprimiert und verflüssigt, wobei die
gegebenenfalls zugesetzten Additive bereits im Polymer bzw. in der Polymermischung
enthalten sein können. Etwa vorhandene Fremdkörper oder Verunreinigungen lassen
sich aus der Polymerschmelze vor der Extrusion durch geeignete Filter entfernen. Die
Schmelzen werden dann gleichzeitig durch eine Mehrschichtdüse gepresst und so zu
flachen Schmelzefilmen ausgeformt und übereinander geschichtet. Anschließend wird
der Mehrschichtfilm abgekühlt und mit Hilfe einer Kühlwalze und gegebenenfalls
weiterer Walzen abgezogen und verfestigt, danach gegebenenfalls noch an der zur
Behandlung vorgesehenen Oberflächenschicht corona- oder flammbehandelt.
Nach der Verfestigung kann man eine oder beide Oberfläche(n) der Folie nach den
bekannten Verfahren in-line beschichten. Die In-line-Beschichtung kann beispielsweise
zu einer verbesserten Haftung einer Metallschicht oder einer eventuell aufgebrachten
Druckfarbe, aber auch zur Verbesserung des antistatischen Verhaltens oder des
Verarbeitungsverhaltens dienen.
Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften kann die Folie zusätzlich
beschichtet werden. Typische Beschichtungen sind haftvermittelnde, antistatisch,
schlupfverbessernd oder dehäsiv wirkende Schichten. Es bietet sich an, diese
zusätzlichen Schichten über In-line-Beschichtung mittels wässriger Dispersionen nach
der Verfestigung auf die Folie aufzubringen.
Der Thermoformprozess, bei dem die erfindungsgemäße Folie aufgabengemäß
besonders erfolgreich eingesetzt wird, umfasst in der Regel die Schritte Vortrocknen,
Aufheizen, Formen, Abkühlen, Entformen und Tempern. Beim Thermoformprozess
wurde überraschenderweise festgestellt, dass sich die erfindungsgemäße Folie, ohne
vorheriges Vortrocknen tiefziehen lässt. Dieser Vorteil im Vergleich zu tiefziehfähigen
Polycarbonat- und Polymethylmethacrylat-Folien, bei denen Trocknungszeiten von 10
bis 15 h, je nach Dicke, bei Temperaturen von 100 bis 120°C erforderlich sind,
reduziert drastisch die Kosten des Umformprozesses.
Für das Thermoformen wurden überraschenderweise die in der folgenden Aufstellung
dargestellten Verfahrensparameter gefunden:
Verfahrensschritt | |
Erfindungsgemäße Folie | |
Vortrocknen | Nicht erforderlich |
Temperatur der Form °C | 100-140 |
Aufheizzeit | < 5 sec pro 10 µm Dicke |
Folientemperatur beim Verformen °C | 100-160 |
Möglicher Verstreckfaktor | 1,5-4,0 |
Detailwiedergabe | hervorragend |
Schrumpf (Schwindung) % | < 1,5 |
Die erfindungsgemäße Folie zeichnet sich durch eine hervorragende Siegelfähigkeit,
eine sehr gute Stabilität gegenüber UV-Licht, ein sehr gutes Handling und durch ein
sehr gutes Verarbeitungsverhalten aus. Bei der Folie siegelt die siegelfähige
Deckschicht A nicht nur gegen sich selbst (fin sealing), sondern auch gegen die nicht
siegelfähige Deckschicht C (lab sealing). Beim lab sealing ist die Siegelanspring
temperatur lediglich um ca. 10 K gegenüber dem fin sealing nach oben verschoben und
die Siegelnahtfestigkeit um nicht mehr als 0,3 N/15 verschlechtert.
Die Folie absorbiert 100% des kurzwelligen, besonders aggressiven UV-Lichtes im
Wellenlängenbereich von kleiner 380 nm, während nicht UV-ausgerüstete amorphe
Folie das UV-Licht ab einer Wellenlänge von größer 280 nm hindurchtreten lassen.
Desweiteren erfüllt die Folie die Brandprüfungen nach DIN 4102 Teil 1 und Teil 2 und
damit die Baustoffklassen B2 und B1 und kann in die Gruppe der schwerentflammbaren
Stoffe eingeordnet werden. Der UL-Test 94 wird ebenfalls bestanden.
Die Folie zeigt ebenfalls nach 200 Stunden Tempern im Umlufttrockenschrank keinerlei
Versprödungen. Desweiteren lässt sich die Folie auf handelsüblichen
Tiefziehmaschinen, z. B. von Fa. Illig/Heilbronn, wirtschaftlich ohne Vortrocknung zu
komplexen Formkörpern thermoformen. Die Detailwiedergabe der Formkörper ist bei
einer homogenen Oberfläche hervorragend.
Außerdem konnte die Mattheit bei gleichzeitiger Reduzierung der Trübung der Folie
gegenüber Folien nach dem Stand der Technik verbessert werden. Bei der Herstellung
der Folie ist gewährleistet, dass das Regenerat in einer Konzentration von 20 bis 60 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wieder der Extrusion zugeführt
werden kann, ohne dass dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert
negativ beeinflußt werden.
Die Folie eignet sich auf Grund ihrer hervorragenden Siegeleigenschaften, auf Grund
ihres sehr guten Handlings und auf Grund ihrer sehr guten Verarbeitungseigenschaften
insbesondere für die Verarbeitung auf schnelllaufenden Maschinen.
Darüber hinaus eignet sich die Folie auf Grund ihrer hervorragenden Eigenschafts
kombinationen für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen, beispielsweise für
Innenraumverkleidungen, für Messebau und Messeartikel, als Display, für Schilder, für
Schutzverglasungen von Maschinen und Fahrzeugen, im Beleuchtungssektor, im
Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als Kaschiermedium und für
Thermoformanwendungen jedweder Art.
Aufgrund der guten UV-Stabilität eignet sich die erfindungsgemäße, transparente Folie
weiterhin für Außenanwendungen, wie z. B. für Gewächshäuser, Überdachungen,
Außenverkleidungen, Abdeckungen von Materialien, wie z. B. Stahlblechen,
Anwendungen im Bausektor und Lichtwerbeprofile, Schattenmatten,
Elektroanwendungen.
Die nachstehende Tabelle (Tabelle 1) faßt die wichtigsten erfindungsgemäßen
Folieneigenschaften noch einmal zusammen.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen erfolgt die Messung der einzelnen
Eigenschaften gemäß der folgenden Normen bzw. Verfahren.
Der DEG-/PEG-/IPA-Gehalt wird gaschromatographisch nach Lösung des Thermoplast-
Rohstoffs in Kresol ermittelt.
Die Standardviskosität SV (DCE) wird, angelehnt an DIN 53726, in Dichloressigsäure
gemessen.
Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität
IV (DCE) = 6,67.10-4 SV (DCE) + 0,118
Mit dem Siegelgerät HSG/ET der Firma Brugger werden heißgesiegelte Proben
(Siegelnaht 20 mm × 100 mm) hergestellt, wobei die Folie bei unterschiedlichen
Temperaturen mit Hilfe zweier beheizter Siegelbacken bei einem Siegeldruck von 2 bar
und einer Siegeldauer von 0,5 s gesiegelt wird. Aus den gesiegelten Proben wurden
Prüfstreifen von 15 mm Breite geschnitten. Die T-Siegelnahtfestigkeit wurde wie bei der
Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit gemessen. Die Siegelanspringtemperatur ist die
Temperatur, bei der eine Siegelnahtfestigkeit von mindestens 0,5 N/15 mm erreicht
wird.
Zur Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit wurden zwei 15 mm breite Folienstreifen
übereinandergelegt und bei 130°C, einer Siegelzeit von 0,5 s und einem Siegeldruck
von 2 bar (Gerät: Brugger Typ NDS, einseitig beheizte Siegelbacke) versiegelt. Die
Siegelnahtfestigkeit wurde nach der T-Peel-Methode bestimmt.
Die Reibung wurde nach DIN 53 375 bestimmt. Die Gleitreibungszahl wurde 14 Tage
nach der Produktion gemessen.
Die Oberflächenspannung wurde mittels der sogenannten Tintenmethode (DIN 53 364)
bestimmt.
Die Trübung nach Hölz wurde in Anlehnung an ASTM-D 1003-52 bestimmt, wobei
jedoch zur Ausnutzung des optimalen Meßbereichs an vier übereinanderliegenden
Folienlagen gemessen und anstelle einer 4°-Lochblende eine 1°-Spaltblende eingesetzt
wurde.
Der Glanz wurde nach DIN 67 530 bestimmt. Gemessen wurde der Reflektorwert als
optische Kenngröße für die Oberfläche einer Folie. Angelehnt an die Normen ASTM-D
523-78 und ISO 2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 20° eingestellt. Ein Lichtstrahl trifft
unter dem eingestellten Einstrahlwinkel auf die ebene Prüffläche und wird von dieser
reflektiert bzw. gestreut. Die auf den photoelektronischen Empfänger auffallenden
Lichtstrahlen werden als proportionale elektrische Größe angezeigt. Der Meßwert ist
dimensionslos und muß mit dem Einstrahlwinkel angegeben werden.
Das Prinzip des Messverfahrens basiert auf der Luftströmung zwischen einer
Folienseite und einer glatten Silizium-Wafer-Platte. Die Luft strömt von der Umgebung
in einen evakuierten Raum, wobei die Grenzfläche zwischen Folie und Silizium-Wafer-
Platte als Strömungswiderstand dient.
Eine runde Folienprobe wird auf einer Silizium-Wafer-Platte, in deren Mitte eine
Bohrung die Verbindung zu dem Rezipienten gewährleistet, gelegt. Der Rezipient wird
auf einen Druck kleiner 0,1 mbar evakuiert. Bestimmt wird die Zeit in Sekunden, die die
Luft benötigt, um in dem Rezeptienten einen Druckanstieg von 56 mbar zu bewirken.
AL=L<Messbedingungen: | |
Messfläche: | 45,1 cm2 |
Anpressgewicht: | 1276 g |
Lufttemperatur: | 23°C |
Luftfeuchte: | 50% relative Feuchte |
Gassammelvolumen: | 1,2 cm3 |
Druckintervall: | 56 mbar |
Die Oberflächendefekte werden visuell bestimmt.
Der E-Modul, die Reißfestigkeit und die Reißdehnung werden in Längs- und
Querrichtung nach ISO 527-1-2 gemessen.
Die UV-Stabilität wird nach der Testspezifikation ISO 4892 wie folgt geprüft
Testgerät: | Atlas Ci 65 Weather Ometer |
Testbedingungen: | ISO 4892, d. h. künstliche Bewitterung |
Bestrahlungszeit: | 1000 Stunden |
Bestrahlung: | 0,5 W/m2, 340 nm |
Temperatur: | 63°C |
Relative Luftfeuchte: | 50% |
Xenonlampe: | innerer und äußerer Filter aus Borosilikat |
Bestrahlungszyklen: | 102 Minuten UV-Licht, dann 18 Minuten UV-Licht mit Wasserbesprühung der Proben dann wieder 102 Minuten UV-Licht usw. |
Der Gelbwert (YID) ist die Abweichung von der Farblosigkeit in Richtung "Gelb" und
wird gemäß DIN 6167 gemessen. Gelbwert(YID)-Werte von < 5 sind visuell nicht
sichtbar.
Das Brandverhalten wird nach DIN 4102 Teil 2, Baustoffklasse B2 und nach DIN 4102
Teil 1, Baustoffklasse B1 sowie nach dem UL-Test 94 ermittelt.
Chips aus Polyethylenterephthalat (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn
als Umesterungskatalysator, Mn-Konzentration: 100 ppm) mit einem DEG-Gehalt von
1,6 Gew.-% wurden bei 150°C auf eine Restfeuchte von unterhalb 100 ppm getrocknet
und dem Extruder für die Basisschicht B zugeführt. Ebenfalls wurden Chips aus
Polyethylenterephthalat und einem Füllstoff dem Extruder für die nicht siegelfähige
Deckschicht C zugeführt.
Daneben wurden Chips aus einem linearen Polyester hergestellt, der aus einem
amorphen Copolyester mit 78 Mol.-% Ethylenterephthalat und 22 Mol-%
Ethylenisophthalat besteht (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn als
Umesterungskatalysator, Mn-Konzentration: 100 ppm). Der Copolyester wurde bei einer
Temperatur von 100°C auf eine Restfeuchte von unterhalb 200 ppm getrocknet und
dem Extruder für die siegelfähige Deckschicht A zugeführt.
Der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)-oxyphenol (®Tinuvin
1577, Ciba Geigy) wird in Form von Masterbatchen zudosiert. Die Masterbatche setzten
sich aus 5 Gew.-% Tinuvin 1577 als Wirkstoffkomponente und 95 Gew.-%
Polyethylenterephthalat (für die Deckschicht C), bzw. 95 Gew.-%
Polyethylenisophthalat (für die Deckschicht A) zusammen. Die 5 Gew.-%igen Tinuvin
1577-Masterbatche werden lediglich den beiden dicken Deckschichten mit je 20 Gew.-
% über die Masterbatchtechnologie zudosiert.
Der Hydrolysestabilisator und das Flammschutzmittel werden in Form eines
Masterbatches zudosiert. Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-%
Flammschutzmittel, 1 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 79 Gew.-%
Polyethylenterephthalat zusammen. Bei dem Hydolysestabilisator handelt es sich um
Pentaerylthrityl-Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxylphenyl)-Propionat. Bei dem
Flammschutzmittel handelt es sich um Dimethyl-Methylphosphonat (Armgard P 1045).
Das Masterbatch hat ein Schüttgewicht von 750 kg/m3 und einen Erweichungspunkt
von 69°C.
Der Basischicht B werden 10 Gew.-% des Masterbatches und der nicht siegelfähigen
Deckschicht C 20 Gew.-% des Masterbatches zugegeben.
Es wurde durch Koextrusion und anschließende Abkühlung und Verfestigung eine
transparente dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 300 µm
hergestellt. Die Dicken der jeweiligen Deckschichten sind der Tabelle 2 zu entnehmen.
20,0 Gew.-% UV-Masterbatch auf Basis von Polyethylenisophthalat mit 5 Gew.-
% Tinuvin 1577
77,0 Gew.-% Copolyester mit einem SV-Wert von 800
3,0 Gew.-% Masterbatch aus 97,75 Gew.-% Copolyester (SV-Wert von 800)
und 1,0 Gew.-% Sylobloc 44 H (synthetisches SiO2
77,0 Gew.-% Copolyester mit einem SV-Wert von 800
3,0 Gew.-% Masterbatch aus 97,75 Gew.-% Copolyester (SV-Wert von 800)
und 1,0 Gew.-% Sylobloc 44 H (synthetisches SiO2
der Fa. Grace)
und 1,25 Gew.-% Aerosil TT 600 (pyrogenes SiO2
und 1,25 Gew.-% Aerosil TT 600 (pyrogenes SiO2
der Fa.
Degussa)
90,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert von 800 mit einem
DEG-Gehalt von 1,6 Gew.-%
10,0 Gew.-% Masterbatch, welches Flammschutzmittel und Hydrolysestabili sator enthält
10,0 Gew.-% Masterbatch, welches Flammschutzmittel und Hydrolysestabili sator enthält
20,0 Gew.-% Masterbatch, welches Flammschutzmittel und
Hydrolysestabilisator enthält
20,0 Gew.-% UV-Masterbatch auf Basis von Polyethylenterephthalat mit 5 Gew.-% Tinuvin 1577
45,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert von 800 (= Komponente I)
15,0 Gew.-% Komponente II
20,0 Gew.-% UV-Masterbatch auf Basis von Polyethylenterephthalat mit 5 Gew.-% Tinuvin 1577
45,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert von 800 (= Komponente I)
15,0 Gew.-% Komponente II
Die Komponente II wurde, wie in Beispiel 1 der EP 0144 878 näher beschrieben,
hergestellt.
Die Folie hatte die geforderten guten Siegeleigenschaften, die gewünschte Mattheit und
zeigt das gewünschte Handling und das gewünschte Verarbeitungsverhalten. Der
Folienaufbau und die erzielten Eigenschaften derart hergestellter Folien sind in den
Tabellen 2 und 3 dargestellt.
Die Folie in diesem und in allen nachfolgenden Beispielen wurden nach der
Testspezifikation ISO 4892 1000 Stunden mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer der Fa.
Atlas bewittert und anschließend bezüglich der Verfärbung, der Oberflächendefekte,
der Trübung und des Glanzes geprüft.
Die Folie erfüllt nach DIN 4102 Teil 2 und Teil 1 die Baustoffklassen B2 und B1. Die
Folie besteht den UL-Test 94.
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde die Deckschichtdicke der siegelfähigen Schicht A von
4,0 auf 6 µm angehoben.
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt eine 500 µm dicke Folie produziert. Die
Deckschichtdicke der siegelfähigen Schicht A betrug 6,0 µm und diejenige der nicht
siegelfähigen Schicht B betrug 3,0 µm.
Im Vergleich zu Beispiel 3 wurde das Copolymere für die siegelfähige Deckschicht A
geändert. Anstelle des amorphen Copolyesters mit 78 Mol.-% Polyethylenterephthalat
und 22 Mol-% Ethylenterephthalat wurde jetzt ein amorpher Copolyester mit 70 Mol.-%
Polyethylenterephthalat und 30 Mol-% Ethylenterephthalat verwendet. Der Rohstoff
wurde auf einem Zweischneckenextruder mit Entgasung verarbeitet, ohne dass er
vorgetrocknet werden musste. Die Deckschichtdicke der siegelfähigen Schicht A betrug
wiederum 6,0 µm und diejenige der nicht siegelfähigen Schicht B betrug 3,0 µm.
Beispiel 1 wurde wiederholt. Die siegelfähige Deckschicht war jedoch nicht pigmentiert.
Die Folie enthielt keinen UV-Absorber und kein Flammschutzmittel.
Die Folie zeigte nach 1000 Stunden Bewitterung starke Rißbildung, Versprödung und
eine sichtbare Gelbfärbung. Die Folie erfüllte ferner die Brandtests nach DIN 4102 Teil 1
und Teil 2 sowie den UL-Test 94 nicht.
Das Handlingverhalten und das Weiterverarbeitungsverhalten waren inakzeptabel
schlechter geworden.
Die Folien aus den Beispielen 1 bis 4 erfüllen nach DIN 4102 Teil 1 und Teil 2 die
Baustoffklassen B1 und B2. Die Folien lassen sich folglich in die Baustoffklasse der
schwerentflammbaren Stoffe einstufen. Die Folien erfüllen den UL-Test 94.
Die Folien aus den Beispielen 1 bis 4 zeigen nach 200 Stunden Tempern bei 100°C
im Umlufttrockenschrank keine Versprödung. Die Folien brechen beim Knicken nicht,
d. h. die mechanischen Eigenschaften sind im wesentlichen nach dem Tempern
erhalten geblieben
Nach 1000 Stunden Bewitterung mit dem Atlas CI 65 Weather Ometer zeigen die Folien
aus den Beispielen 1 bis 4 keinerlei Rißbildung an der Oberfläche und keine
Versprödungserscheinungen. Die optischen Eigenschaften Glanz und Trübung sind
nahezu unverändert. Der Gelbwert liegt bei kleiner 4.
Die Folien aus den Beispielen 1 bis 4 absorbieren das aggressive kurzwellige UV-Licht
im Wellenlängenbereich kleiner 380 nm zu 100%.
Die Folien aus den Beispielen 1 bis 4 lassen sich auf handelsüblichen
Tiefziehmaschinen der Fa. Illig/Heilbronn, ohne Vortrocknung zu komplexen
Formkörpern thermoformen. Die Detailwiedergabe der Formkörper ist bei einer
homogenen Oberfläche hervorragend.
Claims (12)
1. Amorphe, einseitig matte, UV stabilisierte, flammhemmend ausgerüstete,
siegelfähige, koextrudierte, thermoformbare Polyesterfolie mit einer Dicke im
Bereich von 30 bis 2000 µm umfassend eine Basisschicht B und mindestens
eine auf dieser Basisschicht aufgebrachten siegelfähigen Deckschicht A und
mindestens eine matte Deckschicht C, die zusätzlich mindestens einen UV-
Stabilisator als Lichtschutzmittel und ein Flammschutzmittel enthält, wobei die
siegelfähige Deckschicht A eine Siegelanspringtemperatur von 110°C und eine
Siegelnahtfestigkeit von mindestens 1,3 N/15 mm aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass die siegelfähige Deckschicht A eine
Oberflächenrauhigkeit, ausgedrückt als Ra-Wert, von < 30 nm und einen
Messwert der Gasströmung im Bereich von 500 bis 4000 s aufweist und dass
die nicht siegelfähige, matte Deckschicht C eine Oberflächenrauhigkeit von 200 nm
< Ra < 1000 nm und einen Messwert der Gasströmung von < 50 s besitzt.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an
zugesetztem UV-Stabilisator zwischen 0,01 Gew.-% und 5 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht des für die jeweilige Schicht verwendeten Polyesters, liegt.
3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an
zugesetztem Flammschutzmittel, zwischen 0,5 und 30 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 1 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Schicht des
verwendeten Polyesters, liegt.
4. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Basisschicht B der Folie zu mindestens 70 Gew.-% aus einem thermoplastischen
Polyester aus Ethylenglykol und Terephthalsäure (= Polyethylenterephthalat,
PET), aus Ethylenglykol und Naphthalin-2,6-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-
naphthalat, PEN), aus 1,4-Bis-hydroximethyl-cyclohexan und Terephthalsäure
(= Poly(1,4-cyclohexandimethylenterephthalat, PCDT) sowie aus Ethylenglykol,
Naphthalin-2,6-dicarbonsäure und Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure (= Polyethylen-
2,6-naphthalatbibenzoat, PENBB) besteht.
5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Diethylenglykolgehalt des thermoplastischen Polyesters für die Basisschicht B
bei größer 1,0 und kleiner 5,0 Gew.-%, vorzugsweise bei größer 1,2 und kleiner
4,5 Gew.-% und insbesondere bei größer 1,3 und kleiner 4,0 Gew.-% liegt.
6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Isophthalsäuregehalt des thermoplastischen Polyesters für die Basisschicht B
im Bereich zwischen 3 und 10 Gew.-% liegt.
7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
durch Koextrusion auf eine Oberfläche der Basisschicht B aufgebrachte
siegelfähige Deckschicht A im wesentlichen aus Polyestercopolymeren besteht,
die überwiegend aus Isophthalsäure- und Terephthalsäure-Einheiten und aus
Ethylenglykol-Einheiten zusammengesetzt sind, wobei die restlichen
Monomereinheiten aus anderen aliphatischen, cycloaliphatischen oder
aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren, die auch in der Basisschicht B
vorkommen können, und wobei der Anteil an Ethylenterephthalat 40 bis 95 Mol-
% und der entsprechende Anteil an Ethylenisophthalat 60 bis 5 Mol-% beträgt.
8. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
matte Deckschicht C ein Blend oder eine Mischung aus zwei Komponenten I und
II und gegebenenfalls zugesetzte Additive in Form von inerten anorganischen
Antiblockmitteln enthält, wobei die Komponente I ein Ethylenterephthalat-
Homopolymer oder Ethylenterephthalat-Copolymer oder eine Mischung aus
Ethylenterephthalat Homo- oder Copolymeren ist und wobei die Komponente II
ein Ethylenterephthalat-Copolymer ist, welches aus dem Kondensationsprodukt
der folgenden Monomeren bzw. deren zur Bildung von Polyestern befähigten
Derivaten besteht:
- A) 65 bis 95 Mol-% Isophthalsäure;
- B) 0 bis 30 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure mit
der Formel
HOOC(CH2)nCOOH
wobei n im Bereich von 1 bis 11 liegt; - C) 5 bis 15 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomeren enthaltend eine Alkalimetall-sulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer Dicarbonsäure;
- D) die zur Bildung von 100 Mol-% Kondensat notwendige stöchiometrische Menge eines copolymerisierbaren aliphatischen oder cycloaliphatischen Glykols mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen;
9. Folie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis
der beiden Komponenten I und II der Deckschichtmischung bzw. des Blends in
einem Bereich von I : II = 10 : 90 bis I : II = 95 : 5 liegt, vorzugsweise zwischen I : II =
20 : 80 bis I : II = 95 : 5 und insbesondere zwischen I : II = 30 : 70 bis I : II = 95 : 5.
10. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dicke der Deckschichten A und C größer als 0,5 µm ist und vorzugsweise im
Bereich von 0,5 bis 10 µm liegt, wobei die Deckschichten A und C gleich oder
verschieden dick sein können, und wobei die Gesamtdicke der Polyesterfolie im
Bereich von 30 bis 2000 µm, insbesondere von 50 bis 1800 µm, vorzugsweise
von 100 bis 1500 µm, liegt.
11. Verwendung einer Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für
Innenraumverkleidungen, für Messebau und Messeartikel, als Display, für
Schilder, für Schutzverglasungen von Maschinen und Fahrzeugen, im
Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als
Kaschiermedium und für Thermoformanwendungen.
12. Verwendung einer Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für
Außenanwendungen, wie für Gewächshäuser, Überdachungen,
Außenverkleidungen, Abdeckungen von Materialien wie Stahlblechen,
Anwendungen im Bausektor und Lichtwerbeprofile, Schattenmatten und
Elektroanwendungen.
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