DE10026163A1 - Weiße, hochglänzende, UV-stabilisierte, schwerentflammbare Polyesterfolie enthaltend Cycloolefincopolymer (COC), Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents

Abstract

Biaxial orientierte, koextrudierte und mindestens ein Flammschutzmittel und einen UV-Stabilisator enthaltende Polyesterfolien, die mindestens eine Basisschicht, die einen thermoplastischen Polyester, bevorzugt Polyethylenterephthalat, und ca. 2 bis 60 Gew.-% eines Cycloolefincopolymeren, das bevorzugt aus Norbornen- und Ethylen-Einheiten aufgebaut ist, enthält, und die mindestens eine Deckschicht, die kein COC enthält, und die gegebenenfalls weitere Deck- bzw. Zwischenschichten aufweisen und die übliche Additive wie Stabilisatoren und Antiblockmittel enthalten können, zeichnen sich neben einer hohen UV-Stabilität und Schwerentflammbarkeit insbesondere durch einen Weißgrad von > 70%, eine Opazität von > 55% und einen Glanz - mindestens einseitig - von > 100 aus und sind daher für zahlreiche industrielle Anwendungen geeignet. Bei der Herstellung der Folien nach dem Koextrusionsverfahren können bis zu 70 Gew.-% an Regenerat verwendet werden, ohne dass die physikalischen Eigenschaften der Folien nennenswert negativ beeinflusst werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weiße, hochglänzende, UV-stabilisierte und schwerentflammbare, biaxial orientierte, koextrudierte Polyesterfolie, die aus mindestens einer Basisschicht und mindestens einer Deckschicht besteht, wobei die Basisschicht einen thermoplastischen Polyester und ein Cycloolefincopolymer (COC) und die Folie mindestens einen UV-Stabilisator und mindestens ein Flammschutzmittel enthält. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Polyesterfolie sowie ihre Verwendung.

Weiße, biaxial orientierte Polyesterfolien sind nach dem Stand der Technik bekannt.

In der DE-A 23 53 347 wird ein Verfahren zur Herstellung einer ein- oder mehrschichtigen, milchigen Polyesterfolie beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Gemisch aus Teilchen eines linearen Polyesters und 3 bis 27 Gew.-% eines Homopolymeren oder Mischpolymeren von Ethylen oder Propylen herstellt, das Gemisch als Film extrudiert, den Film abschreckt und durch Verstrecken in senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen biaxial orientiert und den Film thermofixiert. Nachteilig an dem Verfahren ist, dass das bei der Herstellung der Folie anfallende Regenerat (im Wesentlichen ein Gemisch aus Polyesterrohstoff und Ethylen- oder Propylen-Mischpolymer) nicht mehr eingesetzt werden kann, da ansonsten die Folie verfärbt bzw. gelb wird. Das Verfahren ist damit unwirtschaftlich. Außerdem weist die Folie hohe Rauigkeiten auf und hat damit ein sehr mattes Aussehen (sehr niedriger Glanz), was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der EP-A 0 300 060 wird eine einschichtige Polyesterfolie beschrieben, die außer Polyethylenterephthalat noch 3 bis 40 Gew.-% eines kristallinen Propylenpolymeren und 0,001 bis 3 Gew.-% einer oberflächenaktiven Substanz enthält. Die oberflächenaktive Substanz bewirkt, dass die Anzahl der Vakuolen in der Folie ansteigt und gleichzeitig ihre Größe in gewünschtem Maße abnimmt. Hierdurch wird eine höhere Opazität und eine niedrigere Dichte der Folie erzielt. Nachteilig ist auch hier, dass das bei der Herstellung der Folie anfallende Regenerat (im wesentlichen ein Gemisch aus Polyesterrohstoff und Propylen-Homopolymer) nicht mehr eingesetzt werden kann, da ansonsten die Folie gelb verfärbt wird. Das Verfahren ist damit aber unwirtschaftlich. Außerdem weist die Folie hohe Rauigkeiten auf und hat damit ein sehr mattes Aussehen (sehr niedriger Glanz), was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der EP-A 0 360 201 wird eine zumindest zweischichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine Basisschicht mit feinen Vakuolen aufweist, deren Dichte zwischen 0,4 und 1,3 kg/dm³ liegt, und mindestens eine Deckschicht aufweist, deren Dichte größer als 1,3 kg/dm³ ist. Die Vakuolen werden durch Zugabe von 4 bis 30 Gew.-% eines kristallinen Propylenpolymeren und anschließender biaxialer Streckung der Folie erzeugt. Durch die zusätzliche Deckschicht wird die Herstellbarkeit der Folie besser (keine Streifenbildung auf der Oberfläche der Folie), die Oberflächenspannung wird erhöht und die Rauigkeit der laminierten Oberfläche kann verringert werden. Nachteilig ist auch hier, dass das bei der Herstellung der Folie anfallende Regenerat (im wesentlichen ein Gemisch aus Polyesterrohstoff und Propylen-Homopolymer) nicht mehr eingesetzt werden kann, da ansonsten die Folie gelb verfärbt wird. Das Verfahren ist damit aber unwirtschaftlich. Außerdem weisen die in den Beispielen aufgeführten Folien hohe Rauigkeiten auf und haben damit ein mattes Aussehen (niedriger Glanz), was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der EP-A 0 795 399 wird eine zumindest zweischichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine Basisschicht mit feinen Vakuolen aufweist, deren Dichte zwischen 0,4 und 1,3 kg/dm³ liegt und mindestens eine Deckschicht aufweist, deren Dichte größer als 1,3 kg/dm³ beträgt. Die Vakuolen werden durch Zugabe von 5 bis 45 Gew.-% eines thermoplastischen Polymers zum Polyesterrohstoff der Basisschicht und anschließende biaxiale Streckung der Folie erzeugt. Als thermoplastische Polymere werden u. a. Polypropylen, Polyethylen, Polymethyl-Penten, Polystyrol oder Polycarbonat genannt, wobei Polypropylen das bevorzugte thermoplastische Polymer ist. Durch die zusätzliche Deckschicht wird die Herstellbarkeit der Folie besser (keine Streifenbildung auf der Oberfläche der Folie), die Oberflächenspannung wird erhöht und die Rauigkeit der laminierten Oberfläche kann den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden. Eine weitere Modifizierung der Folie in der Basisschicht und/oder in den Deckschichten mit Weiß-Pigmenten (in der Regel TiO₂) und/oder mit optischen Aufhellern ermöglicht die Anpassung der Folieneigenschaften an die jeweiligen Anwendungserfordernisse. Nachteilig ist auch hier, dass das bei der Herstellung der Folie anfallende Regenerat (im wesentlichen ein Gemisch aus Polyesterrohstoff und dem additiven Rohstoff) nicht mehr eingesetzt werden kann, da ansonsten die Folie undefiniert in der Farbe verändert wird, was für viele Anwendungen unerwünscht ist. Das Verfahren ist damit aber unwirtschaftlich. Außerdem weisen die in den Beispielen aufgeführten Folien hohe Rauigkeiten auf und haben damit ein mattes Aussehen (niedriger Glanz), was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der DE-A 195 40 277 wird eine ein- oder mehrschichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine Basisschicht mit feinen Vakuolen aufweist, deren Dichte zwischen 0,6 und 1,3 kg/dm³ liegt, und eine Doppelbrechung in der Ebene aufweist, die von -0,02 bis 0,04 reicht. Die Vakuolen werden durch Zugabe von 3 bis 40 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes zum Polyesterrohstoff der Basisschicht und anschließende biaxiale Streckung der Folie erzeugt. Als thermoplastische Harze werden u. a. Polypropylen, Polyethylen, Polymethyl-Penten, cyclische Olefin-Polymere, Polyacrylharze, Polystyrol oder Polycarbonat genannt, wobei Polypropylen und Polystyrol bevorzugte Rohstoffe sind. Durch Einhalt der angegebenen Grenzen für die Doppelbrechung der Folie zeichnet sich die beanspruchte Folie insbesondere durch eine gute Reißfestigkeit und gute Isotropieeigenschaften aus. Nachteilig bleibt, dass das bei der Herstellung der Folie anfallende Regenerat nicht mehr eingesetzt werden kann, da ansonsten die Folie undefiniert in der Farbe verändert wird, was für viele Anwendungen unerwünscht ist. Das Verfahren ist damit aber unwirtschaftlich. Außerdem weisen die in den Beispielen aufgeführten Folien hohe Rauigkeiten auf und haben damit ein mattes Aussehen (niedriger Glanz), was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der DE-A 23 46 787 ist ein schwerentflammbarer Kunststoff beschrieben. Neben dem Kunststoff als solchem ist auch seine Verwendung zur Herstellung von Folien und Fasern beschrieben. Bei der Herstellung von Folien mit diesem phospholan­ modifizierten Kunststoff zeigen sich folgende Defizite:

• - Der Kunststoff ist sehr hydrolyseempfindlich und muß sehr gut vorgetrocknet werden.
• - Beim Trocknen mit Trocknern, die dem Stand der Technik entsprechen, verklebt der Kunststoff, so dass die Herstellung einer Folie nur unter schwierigen Bedingungen gelingt.
• - Die so hergestellten Folien verspröden bei Temperaturbelastungen, d. h. die mechanischen Eigenschaften gehen aufgrund der schnell auftretenden Versprödung stark zurück, so dass die Folie technisch unbrauchbar wird. Bereits nach 48 Stunden Temperaturbelastung tritt diese Versprödung auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine weiße, hochglänzende, Polyesterfolie bereitzustellen, die sich insbesondere durch einen sehr hohen Glanz, eine verbesserte Herstellbarkeit, d. h. geringe Herstellkosten, auszeichnet, und die darüber hinaus eine hohe UV-Stabilität in Kombination mit einer Schwerentflammbarkeit und einer guten Thermostabilität aufweist. Insbesondere sollte auch gewährleistet sein, dass das bei dem Herstellprozeß immanent anfallende Regenerat in einer Konzentration von ca. 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wiederverwendet werden kann, ohne dass dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflusst werden. Insbesondere sollte durch die Regeneratzugabe keine nennenswerte Verfärbung bzw. Gelbfärbung der Folie auftreten.

Eine hohe UV-Stabilität bedeutet, dass die Folien durch Sonnenlicht oder andere UV- Strahlung nicht oder nur extrem wenig geschädigt werden, so dass sich die Folien für Außenanwendungen und/oder kritische Innenanwendungen eignen. Insbesondere sollen die Folien bei mehrjähriger Außenanwendung nicht vergilben, keine Versprödung oder Rißbildung an 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 schwere Entflammbarkeit bedeutet, dass die weiße 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, insbesondere B1, der schwer entflammbaren Stoffe eingeordnet werden kann.

Des Weiteren soll die Folie den UL-Test 94, den sogenannten "Horizonal Burning Test for Flammability of Plastic Material", bestehen, so dass sie in die Klasse 94 VTM-0 eingestuft werden kann.

Zu einer wirtschaftlichen Herstellung zählt, dass die Kunststoffe bzw. die Kunststoff­ komponenten, die zur Herstellung der schwer entflammbaren Folie benötigt werden, mit Industrietrocknern, die dem Standard der Technik entsprechen, getrocknet werden können. Wesentlich ist, dass die Rohstoffe nicht verkleben und nicht thermisch abgebaut werden. Zu diesen Industrietrocknern nach dem Stand der Technik zählen z. B. Vakuumtrockner, Wirbelschichttrockner, Fließbetttrockner und Festbetttrockner (Schachttrockner). Diese Trocknerarbeiten im Schnitt bei Temperaturen zwischen ca. 100 und 170°C, wo üblicherweise flammhemmend ausgerüstete Kunststoffe verkleben, so dass keine Folienherstellung möglich ist.

Bei dem am schonendsten trocknenden Vakuumtrockner durchläuft der Kunststoff einen Temperaturbereich von ca. 30°C bis 130°C bei einem Vakuum von 50 mbar. Danach ist ein sogenanntes Nachtrocknen in einem Hopper bei Temperaturen von 100 bis 130°C und einer Verweilzeit von 3 bis 6 Stunden erforderlich. Selbst bei dieser Prozedur verklebt der im Stand der Technik beschriebene Kunststoff extrem.

Eine gute Thermostabilität bedeutet, dass die Folie nach 100 Stunden Tempervorgang bei 100°C in einem Umluftofen keine Versprödung und keine negativen mechanischen Eigenschaften aufweist.

Ein hoher Oberflächenglanz bedeutet, dass der Glanz bei < 100 (DIN 67530 bei einem Messwinkel von 20°), vorzugsweise bei < 120 und insbesondere bei < 130 liegt.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine weiße, hochglänzende, UV-stabilisierte und schwerentflammbare, biaxial orientierte, koextrudierte Polyesterfolie im Dickenbereich von bevorzugt 4 bis 500 µm bestehend aus mindestens einer Basisschicht und mindestens einer Deckschicht, wobei zumindest die Basisschicht zusätzlich ein Cycloolefincopolymer (COC) in einer Konzentration von bevorzugt 2 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Basisschicht, enthält. Die Glasübergangstemperatur des Cycloolefincopolymeren (COC) liegt bevorzugt im Bereich von 70 bis 270°C und mindestens eine Folienoberfläche (Deckschicht) weist einen Glanzwert (Messwinkel 20°) von größer 100 auf. Ferner enthält die Folie mindestens einen UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel und mindestens ein Flammschutzmittel.

Unter einer Polyesterfolie im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine solche Folie verstanden, die einen Weißgrad von mehr als 70%, bevorzugt von mehr als 75% und besonders bevorzugt von mehr als 80%, aufweist. Des Weiteren beträgt die Opazität der erfindungsgemäßen Folie mehr als 55%, bevorzugt mehr als 60% und besonders bevorzugt mehr als 65%.

Zur Erzielung des gewünschten Weißgrades der erfindungsgemäßen Folie sollte der Anteil an dem Cycloolefincopolymeren (COC) in der Basisschicht größer als 2 Gew.-% sein. Ist der Cycloolefincopolymer (COC)-Gehalt andererseits größer als 60 Gew.-%, so besteht die Gefahr, dass sich die Folie nicht mehr wirtschaftlich herstellen lässt, da sie unter Umständen nicht mehr verfahrenssicher verstreckt werden kann.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Glasübergangstemperatur des eingesetzten Cycloolefincopolymeren (COC) größer als 70°C ist. Andernfalls (bei einer Glasübergangstemperatur von kleiner als 70°C) ist das Rohstoffgemisch unter Umständen schlechter verarbeitbar (schlechter extrudierbar), der gewünschte Weißgrad wird unter Umständen nicht mehr erreicht und das eingesetzte Regenerat führt zu einer Folie, die eine erhöhte Gelbfärbung aufweisen kann. Ist andererseits die Glasübergangstemperatur des ausgewählten Cycloolefincopolymeren (COC) größer als 270°C, so wird sich die Rohstoffmischung unter Umständen im Extruder nicht mehr ausreichend homogen dispergieren lassen. Dies hätte dann eine Folie mit inhomogenen Eigenschaften zur Folge.

In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie liegt die Glasübergangstemperatur der verwendeten COCs in einem Bereich von 90 bis 250°C und in der besonders bevorzugten Ausführungsform in einem Bereich von 110 bis 220°C.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch den Zusatz eines Cycloolefincopolymeren (COC) in der vorstehend beschriebenen Weise eine weiße, opake, glänzende Folie hergestellt werden kann.

Entsprechend der Menge und der Art des zugegebenen Cycloolefincopolymeren (COC) kann der Weißgrad und die Opazität der Folie exakt eingestellt und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, auf andere gängige weiß- und opakmachende Additive weitgehend zu verzichten. Weiterhin war es sehr überraschend, dass die Oberflächenrauigkeit der Folie wesentlich geringer und damit der Glanz der Folie wesentlich höher ist, als bei vergleichbaren Folien nach dem Stand der Technik. Überraschend war darüber hinaus der zusätzliche Effekt, dass das Regenerat nicht, wie die polymeren Additive nach dem Stand der Technik, zur Gelbverfärbung neigt. Insbesondere überraschend war der zusätzliche Effekt, dass das Regenerat trotz der Anwesenheit von UV-Stabilisator und Flammschutzmittel keinerlei Neigung zur Gelbverfärbung zeigt, wie dies bei dem Einsatz polymerer Additive, empfindlicher UV-Stabilisatoren und herkömmlicher Flammschutzmittel nach dem Stand der Technik beobachtet wird.

Alle diese beschriebenen Merkmale waren nicht vorhersehbar. Dies umso mehr, da z. B. COCs zwar zum bevorzugten Polyester Polyethylenterephthalat weitgehend inkompatibel sind, bekanntlich aber mit ähnlichen Streckverhältnissen und Strecktemperaturen orientiert werden, wie Polyethylenterephthalat. Unter diesen Voraussetzungen hätte der Fachmann erwartet, dass bei den erfindungsgemäßen Herstellbedingungen keine weiße, opake Folie mit hohem Glanz produziert werden kann.

Insbesondere in den bevorzugten und den besonders bevorzugten Ausführungsformen zeichnet sich die erfindungsgemäße Folie durch einen hohen/bzw. durch einen besonders hohen Weißgrad und eine hohe/bzw. durch eine besonders hohe Opazität in Kombination mit einem hohen Oberflächenglanz auf mindestens einer Folienoberfläche aus, wobei die Farbänderung der Folie durch die Regeneratzugabe äußerst gering bleibt.

Die erfindungsgemäße Folie enthält mindestens einen UV-Stabilisator als Licht­ schutzmittel, der vorzugsweise über die sogenannte Masterbatch-Technologie direkt bei der Folienherstellung zudosiert wird. Die Menge an UV-Stabilisator liegt bevorzugt im Bereich vom 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der mit UV-Stabilisator ausgerüsteten Schichten.

Licht, insbesondere der ultraviolette Anteil der Sonnenstrahlung, d. h. der Wellen­ längenbereich von 280 bis 400 nm, induziert bei Thermoplasten Abbauvorgänge, als deren Folge sich nicht nur das visuelle Erscheinungsbild durch eintretende Farb­ änderung bzw. Vergilbung ändert, sondern durch die auch die mechanisch- physikalischen Eigenschaften der aus dem Thermoplasten hergestellten Formteile oder Folien äußerst negativ beeinflusst werden.

Die Unterbindung dieser photooxidativen Abbauvorgänge ist von erheblicher technischer und wirtschaftlicher Bedeutung, weil andernfalls die Anwendungs­ möglichkeiten von zahlreichen Thermoplasten drastisch eingeschränkt sind.

So beginnen z. B. Polyethylenterephthalate schon unterhalb von 360 nm UV-Licht zu absorbieren, ihre Absorption nimmt unterhalb von 320 nm beachtlich zu und ist unterhalb von 300 nm sehr ausgeprägt. Die maximale Absorption liegt im Bereich 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 Wasserstoffab­ spaltung in α-Stellung der Estergruppen zu Hydroperoxiden und deren Zer­ setzungsprodukten sowie zu damit verbundenen Kettenspaltungen führen (H. Day, D. M. Wiles: J. Appl. Polym. Sci 16, 1972, Seite 203).

UV-Stabilisatoren, d. h. UV-Absorber als Lichtschutzmittel, sind chemische Verbin­ dungen, 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 hell gefärbte oder gar transparente Folien ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung führen.

Geeignete erfindungsgemäße UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind UV- Stabilisatoren, die mindestens 70%, vorzugsweise 80%, besonders bevorzugt 90%, des UV-Lichts im Wellenlängenbereich von 180 nm bis 380 nm, vorzugsweise 280 bis 350 nm, absorbieren. Diese sind insbesondere für die Zwecke der vorliegenden Erfindung dann geeignet, wenn sie im Temperaturbereich von 260 bis 300°C thermisch stabil sind, d. h. sich nicht in Spaltprodukte zersetzen und nicht zur Ausgasung führen. Geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind daher beispielsweise 2- Hydroxybenzophenone, Benzoxazinone, 2-Hydroxybenzotriazole, nickelorganische Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-Derivate, Resorcinmonobenzoate, Oxalsäureanilide, Hydroxybenzoesäureester, sterisch gehinderte Amine und Triazine, wobei die 2-Hydroxybenzotriazole, Benzoxazinone, und die Triazine bevorzugt sind.

Es war überraschend, dass der Einsatz der erfindungsgemäßen Kombination aus COC plus UV-Stabilisatoren plus Flammschutzmittel zu brauchbaren Folien mit hervorragenden Eigenschaften führt. Der Fachmann hätte vermutlich versucht, eine gewisse UV-Stabilität über einen Oxidationsstabilisator zu erreichen, hätte jedoch nach Bewitterung festgestellt, dass die Folie schnell gelb wird.

Vor dem Hintergrund, dass UV-Stabilisatoren, die das UV-Licht absorbieren und somit Schutz bieten, aus der Literatur bekannt sind, hätte der Fachmann ferner handelsübliche UV-Stabilisatoren eingesetzt. Dabei hätte er festgestellt, dass

• - solche UV-Stabilisatoren eine mangelnde thermische Stabilität haben und sich bei Temperaturen zwischen 200 und 240°C in Spaltprodukte zersetzen oder ausgasen
• - große Mengen (ca. 10 bis 15 Gew.-%) an UV-Stabilisator eingearbeitet werden müssen, damit das UV-Licht wirklich wirksam absorbiert und die Folie nicht geschädigt wird.

Bei diesen hohen Konzentrationen an UV-Stabilisator wird die Folie schon nach der Herstellung gelb. Des Weiteren werden dadurch die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflusst. Beim Verstrecken der Folie treten Probleme auf wie, z. B.

• - Abrisse wegen mangelnder Festigkeit, d. h. E-Modul;
• - Düsenablagerungen, was zu Profilschwankungen führt;
• - Walzenablagerungen vom UV-Stabilisator, was zur Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften (schlechte Trübung, Klebedefekt, inhomogene Oberfläche) führt;
• - Ablagerungen in Streck- und Fixierrahmen, die auf die Folie tropfen.

Daher war es mehr als überraschend, dass bereits mit niedrigen. Konzentrationen des erfindungsgemäßen UV-Stabilisatoren ein hervorragender UV-Schutz erzielt werden kann.

Des Weiteren war es sehr überraschend, dass auch das Regenerat wieder einsetzbar ist, ohne den Gelbwert der Folie negativ zu beeinflussen.

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

und/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

oder 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2,2'-(1,4-Phenylen)bis[4H-3,1-benzoxazin-4-on]

In einer weiteren Ausführungsform können auch Mischungen dieser UV-Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem dieser beiden UV-Stabilisatoren mit anderen UV-Stabilisatoren eingesetzt werden. Die Gesamtkonzentration an Lichtschutzmittel liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 5,0 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schicht.

Die Folie gemäß der Erfindung enthält mindestens ein Flammschutzmittel, das bevorzugt über die sogenannte Masterbatch-Technologie direkt bei der Folienherstellung zudosiert wird. Die Konzentration des Flammschutzmittels liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 30,0 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 20,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der mit dem Flammschutzmittel ausgerüsteten Schicht. 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 weniger geeignet sind. Des Weiteren ist die geringe Lichtbeständigkeit einer damit ausgerüsteten Folie neben der Entwicklung von Halogenwasserstoffen im Brandfall nachteilig.

Geeignete Flammschutzmitteln, die gemäß der Erfindung eingesetzt werden, sind beispielsweise organische Phosphorverbindungen wie Carboxyphosphinsäuren, deren Anhydride und Dimethylmethylphosphonat. Bevorzugt ist, dass die organische Phosphorverbindung im Thermoplast löslich ist, da andernfalls unter Umständen 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 im Bereich 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-Hydroxy­ phenyl)-Propionat oder 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxy­ benzyl)benzol sind besonders vorteilhaft. Die Gew.-%-Angaben beziehen sich auf das Gewicht der den Hydrolysestabilisator enthaltenden Schichten. Es können erfindungsgemäß auch Mischungen verschiedener Hydrolysestabilisatoren eingesetzt werden.

Es war überraschend, dass insbesondere mittels Masterbatch-Technologie, einer geeigneten Vortrocknung und/oder Vorkristallisation und gegebenenfalls Einsatz von geringen Mengen eines Hydrolysestabilisators eine schwerentflammbare Folie mit dem geforderten Eigenschaftsprofil wirtschaftlich und vor allen Dingen ohne Verklebung im Trockner herstellbar ist, und dass diese Folie nach Temperaturbelastung nicht versprödet und beim Knicken nicht bricht.

Bemerkenswert ist, dass

• - der Gelbwert der Folie im Vergleich zu einer nicht ausgerüsteten Folie im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht negativ beeinflusst ist;
• - keine Ausgasungen, keine Düsenablagerungen, keine Rahmenausdampfungen auftreten, wodurch die Folie eine exzellente Optik aufweist, ein ausgezeichnetes Profil und eine hervorragende Planlage hat;
• - sich die schwer entflammbare, UV-stabile Folie durch einen hervorragende Streckbarkeit auszeichnet, so dass sie verfahrenssicher und stabil auf sogenannten high-speed film-lines bei Geschwindigkeiten von bis zu 420 m/min produktionssicher hergestellt werden kann.

Damit ist eine solche Folie auch wirtschaftlich rentabel.

Die erfindungsgemäße Folie ist mehrschichtig. Mehrschichtige Ausführungsformen sind mindestens zweischichtig und umfassen immer die COC-haltige Basisschicht und zumindest eine weitere Deckschicht. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die COC-haltige Schicht die Basisschicht der Folie mit mindestens einer, vorzugsweise mit beidseitigen Deckschichten, wobei gegebenenfalls einseitig oder beidseitig Zwischenschichten vorhanden sein können. Der Schichtaufbau der Folie ist dann z. B. A-B-C, wobei B die Basisschicht und A und C die Deckschichten sind, die gleich oder verschieden sein können. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die COC-haltige Schicht auch eine Zwischenschicht der Mehrschichtfolie. Weitere Ausführungsformen mit COC-haltigen Zwischenschichten sind fünfschichtig aufgebaut und haben neben der COC-haltigen Basisschicht beidseitig COC-haltige Zwischenschichten. In einer weiteren Ausführungsform kann die COC-haltige Schicht zusätzlich zur Basisschicht, einseitig eine Deckschicht auf der Basis- oder Zwischenschicht bilden. Die Basisschicht ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige Schicht, welche bevorzugt 50% bis 99,5%, insbesondere 60 bis 95%, der Gesamtfoliendicke ausmacht. Die Deckschichten sind die Schichten, welche die äußeren Schichten der Folie bilden. Grundsätzlich können alle bzw. jede einzelne Schicht UV-Stabilisator und/oder Flammschutzmittel und/oder Hydrolysestabilisator enthalten.

Die COC-haltige Basisschicht der erfindungsgemäßen Folie enthält einen thermoplastischen Polyester vorzugsweise ein Polyesterhomopolymeres, ein COC, und gegebenenfalls den UV-Stabilisator, bevorzugt das Flammschutzmittel sowie gegebenenfalls den Hydrolysestabilisator und weitere Additive in jeweils wirksamen Mengen. Im allgemeinen enthält diese Schicht mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 96 Gew.-%, insbesondere 70 bis 96 Gew.-%, thermoplastischen Polyester, bezogen auf das Gewicht der Schicht.

Geeignete thermoplastische Polyester für die Basisschicht sind bevorzugt 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-cyclohexan­ dimethylenterephthalat, 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 z. B. in der Schicht A (A = Deckschicht 1) und/oder der Schicht C (C = Deckschicht 2) einer mehrschichtigen Folie ABC (B = Basisschicht) vorkommen können.

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 erfindungsgemäß zu verwendenden 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 ebenso gut nach dem Direktveresterungsverfahren in Gegenwart von Polykondensationskatalysatoren erfolgen. Dabei geht man direkt von den Dicarbonsäuren und den Diolen aus.

Erfindungsgemäß enthält/enthalten die COC-haltige Schicht/en ein Cycloolefincopolymere (COC) in einer Menge von bevorzugt minimal 2,0 Gew.-%, insbesondere 4 bis 50 Gew.-% und besonders bevorzugt 6 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der mit COC ausgerüsteten Schicht. Es ist sehr vorteilhaft für die vorliegende Erfindung, wenn das verwendete Cycloolefincopolymere (COC) mit dem thermoplastischen Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, nicht verträglich ist und mit diesem keine homogene Mischung bildet.

Cycloolefinpolymere sind allgemein Homopolymerisate oder Copolymerisate, welche polymerisierte Cycloolefineinheiten und gegebenenfalls acyclische Olefine als Comonomer enthalten. Für die vorliegende Erfindung sind besonders Cycloolefinpolymere geeignet, die 0,1 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-95 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Cycloolefinpolymeren, polymerisierte Cycloolefineinheiten enthalten. Bevorzugt sind insbesondere Polymere, die aus den Monomeren der cyclischen Olefinen der Formeln I, II, III, IV, V oder VI aufgebaut sind:

In diesen Formeln sind R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig voneinander gleich oder verschieden und bedeuten ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₃₀- Kohlenwasserstoffrest; oder zwei oder mehrere der Reste R¹ bis R⁸ sind cyclisch verbunden, wobei gleiche Reste in den verschiedenen Formeln gleiche oder unterschiedliche Bedeutung haben. C₁-C₃₀-Kohlenwasserstoffreste sind lineare oder verzweigte C₁-C₈-Alkylreste, C₆-C₁₈-Arylreste, C₇-C₂₀-Alkylenarylreste oder cyclische C₃-C₂₀- Alkylreste oder acyclische C₂-C₂₀-Alkenylreste.

Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Cycloolefinpolymere 0 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Cycloolefinpolymeren, polymerisierte Einheiten mindestens eines monocyclischen Olefins der Formel VII enthalten:

Hierin ist n eine Zahl von 2 bis 10.

Gegebenenfalls können die Cycloolefinpolymere 0 bis 99 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Cycloolefinpolymeren, polymerisierte Einheiten eines acyclischen Olefins der Formel VIII enthalten:

Hierin sind R⁹, R¹⁰, R¹¹, und R¹² unabhängig voneinander gleich oder verschieden und bedeuten ein Wasserstoffatom oder C₁-C₁₀-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt einen C₁-C₈- Alkylrest oder C₆-C₁₄-Arylrest.

Ebenfalls prinzipiell geeignet sind Cycloolefinpolymere, welche durch ringöffnende Polymerisation mindestens eines der Monomere der Formeln I bis VI und anschließende Hydrierung erhalten werden.

Cycloolefinhomopolymere sind aus einem Monomeren der Formeln I-VI aufgebaut. Diese Cycloolefin-Polymere sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung weniger geeignet. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Cycloolefincopolymerisate (COC) geeignet, welche mindestens ein Cycloolefin der Formeln I bis VI und mindestens ein Comonomer enthalten. Bevorzugte Comonomere sind die acyclischen Olefine der Formel VIII. Im vorstehenden wie im nachfolgenden werden diese erfindungsgemäß verwendbaren Cycloolefincopolymerisate COC genannt. Dabei sind als acyclische Olefine VIII solche bevorzugt, die 2 bis 20 C-Atome aufweisen, insbesondere unverzweigte acyclische Olefine mit 2 bis 10 C-Atomen wie beispielsweise Ethylen, Propylen und/oder Butylen. Der Anteil polymerisierter Einheiten acyclischer Olefine der Formel VIII beträgt bis zu 99 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des jeweiligen Cycloolefincopolymers (COC).

Unter den Cycloolefincopolymeren sind insbesondere diejenigen bevorzugt, die polymerisierte Einheiten polycyclischer Olefine mit Norbornengrundstruktur, besonders bevorzugt Norbornen, 5-Methyl-Norbornen oder Tetracyclododecen, enthalten. Geeignete Monomere sind weiterhin Dimethyloctahydronaphthalin und Cyclopenten. Besonders bevorzugt sind Cycloolefincopolymere (COC), die polymerisierte Einheiten acyclischer Olefine, insbesondere Ethylen, enthalten. Wiederum besonders bevorzugt sind Norbonen/Ethylen- und Tetracyclododecen/Ethylen-Copolymere, welche 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% an acyclischem Olefin enthalten (bezogen auf das Gewicht des Copolymeren).

Die beschriebenen Cycloolefinpolymeren weisen im allgemeinen Glasübergangstemperaturen zwischen -20°C und 400°C auf. Für die Erfindung sind bevorzugt Cycloolefincopolymerisate (COC) verwendbar, die eine Glasübergangstemperatur von größer als 70°C, vorzugsweise größer als 90°C und insbesondere größer als 110°C aufweisen. Die Viskositätszahl (Dekalin, 135°C, DIN 53 728) liegt zweckmäßigerweise zwischen 0,1 und 200 ml/g, bevorzugt zwischen 50 und 150 ml/g.

Die Herstellung der Cycloolefincopolymere (COC) geschieht durch eine heterogene oder homogene Katalyse mit metallorganischen Verbindungen und ist in einer Vielzahl von Dokumenten beschrieben. Geeignete Katalysatorsysteme basierend auf Mischkatalysatoren aus Titan- bzw. Vanadiumverbindungen in Verbindung mit Aluminiumorganylen werden in DD 109 224, DD 237 070 und EP-A-0 156 464 beschrieben. EP-A-0 283 164, EP-A-0 407 870, EP-A-0 485 893 und EP-A-0 503 422 beschreiben die Herstellung von Cycloolefincopolymeren (COC) mit Katalysatoren, basierend auf löslichen Metallocenkomplexen. Auf die in obengenannten Schriften beschriebenen Herstellungsverfahren von Cycloolefinpolymeren wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen.

Die Cycloolefincopolymere werden entweder als reines Granulat oder als granuliertes Konzentrat (Masterbatch) in die Folie eingearbeitet, indem das Polyestergranulat oder -pulver mit dem Cycloolefincopolymer (COC) bzw. dem Cycloolefincopolymer (COC)- Masterbatch vorgemischt und anschließend dem Extruder zugeführt wird. Im Extruder werden die Komponenten weiter vermischt und auf Verarbeitungstemperatur erwärmt. Dabei ist es für das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig, dass die Extrusionstemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur T_g des Cycloolefincopolymeren (COC) liegt, im allgemeinen mindestens 5°C, vorzugsweise 10 bis 180°C, insbesondere 15 bis 150°C, über der Glasübergangstemperatur des Cycloolefincopolymeren (COC).

Für die Zwischenschichten und Deckschichten können prinzipiell die gleichen Polymere verwendet werden wie für die Basisschicht. Bevorzugt können die Deckschichten und ggf. die Zwischenschichten aus einem Gemisch von Polymeren, einem Copolymeren oder einem Homopolymeren bestehen, welche Ethylen-2,6-naphthalat-Einheiten und/oder Ethylenterephthalat-Einheiten enthalten. Bis zu 30 Mol-% der Polymere können aus weiteren Comonomeren (z. B. Ethylen-isophthalat-Einheiten) bestehen.

Bevorzugt ist, dass mindestens eine Deckschicht nicht mit Cycloolefincopolymer (COC) ausgerüstet ist. Diese Deckschicht enthält im wesentlichen die genannten thermoplastischen Polyester, ggf. UV-Stabilisator und/oder Flammschutzmittel und Hydrolysestabilisator und ist ggf. mit Antiblock- und/oder Gleitmitteln ausgerüstet.

Die Basisschicht und die anderen Schichten können zusätzlich übliche Additive, wie z. B. Stabilisatoren und Antiblockmittel, enthalten. Sie werden zweckmäßig dem Polymer bzw. der Polymermischung bereits vor dem Aufschmelzen zugesetzt. Als Stabilisatoren werden beispielsweise Phosphorverbindungen, 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, Ba­ riumsulfat, Lithiumphosphat, Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumoxid, Lithiumfluorid, Calcium-, Barium-, Zink- oder Mangan-Salze der eingesetzten Dicarbonsäuren, Ruß, Titandioxid, Kaolin oder vernetzte Polymerpartikel, z. B. Polystyrol- oder Acrylat-Partikel.

Als Additive können auch Mischungen von zwei und mehreren verschiedenen Antiblockmitteln oder Mischungen von Antiblockmitteln gleicher Zusammensetzung, aber unterschiedlicher Partikelgröße gewählt werden. Die Partikel können den Polymeren der einzelnen Schichten der Folie in den jeweils vorteilhaften Konzentrationen, z. B. als glykolische Dispersion während der Polykondensation oder über Masterbatche bei der Extrusion zugegeben werden. Als besonders geeignet haben sich Pigmentkonzentrationen von 0 bis 25 Gew.-% erwiesen (bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schicht). Eine detaillierte Beschreibung geeigneter Antiblockmittel findet sich beispielsweise in der EP-A-0 602 964.

Geeignete Gleitmittel sind z. B. Polydimethylsiloxan, Carbonsäuren, Metallsalze von Carbonsäuren, Carbonsäureamide, Carbonsäureester. Eine detaillierte Beschreibung findet sich beispielsweise in Kunststoff-Additive, 2. Ausgabe, Carl Hanser Verlag München Wien S. 309 bis 347.

Zur Verbesserung des Weißgrades der Folie kann die Basisschicht und/oder ggf. eine andere zusätzliche Schicht eine weitere Pigmentierung enthalten. Hierbei hat es sich als besonders günstig erwiesen, als zusätzliche Additive Bariumsulfat in einer Korngröße von bevorzugt 0,3-0,8 µm, vorzugsweise 0,4-0,7 µm oder Titandioxid in einer Korngröße von bevorzugt 0,05-0,3 µm, auszuwählen. Die Folie erhält hierdurch ein brillantes, weißes Aussehen. Die Partikelkonzentration an Bariumsulfat bzw. TiO₂ liegt bevorzugt bei 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise über 1 bis 20 Gew.-%, und ganz bevorzugt bei 1 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten.

Die Gesamtdicke der Folie kann innerhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Verwendungszweck. Die bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Folie haben Gesamtdicken von 4 bis 500 µm, wobei 8 bis 300 µm, insbesondere 10 bis 300 µm, besonders bevorzugt sind. Die Dicke der gegebenenfalls vorhandenen Zwischenschichten beträgt im allgemeinen jeweils unabhängig voneinander 0,5 bis 15 µm, wobei Zwischenschichtdicken von 1 bis 10 µm, insbesondere 1 bis 8 µm, bevorzugt sind. Die angegebenen Werte beziehen sich jeweils auf eine Zwischenschicht. Die Dicke der Deckschichten wird unabhängig von den anderen Schichten gewählt und liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 10 µm, insbesondere 0,2 bis 5 µm, vorzugsweise 0,3 bis 2 µm, wobei beidseitig aufgebrachte Deckschichten bezüglich Dicke und Zusammensetzung gleich oder verschieden sein können. Die Dicke der Basisschicht ergibt sich entsprechend aus der Differenz von Gesamtdicke der Folie und der Dicke der aufgebrachten Deck- und Zwischenschichten und kann daher analog der Gesamtdicke innerhalb weiter Grenzen variieren.

In einer besonderen Ausführungsform können die Deckschichten auch aus einem Polyethylennaphthalat-Homopolymeren oder aus einem Ethylenterephthalat-Ethylen­ naphthalat-Copolymeren oder einem Compound bestehen.

In dieser Ausführungsform haben die Thermoplaste der Deckschichten ebenfalls eine ähnliche Standardviskosität wie der thermoplastische Polyester der Basisschicht.

In der mehrschichtigen Ausführungsform ist der UV-Stabilisator vorzugsweise in den Deckschichten enthalten. Bei Bedarf können zusätzlich auch die Basisschicht und ggf. vorhandene Zwischenschichten mit UV-Stabilisator ausgerüstet sein.

In der mehrschichtigen Ausführungsform ist das Flammschutzmittel und ggf. der Hydrolysestabilisator vorzugsweise in der Basisschicht enthalten. Jedoch können bei Bedarf auch die Deckschichten und ggf. vorhandene Zwischenschichten mit Flamm­ schutzmittel ausgerüstet sein.

In einer anderen Ausführungsform können auch Flammschutzmittel und UV-Stabilisator in den Deckschichten enthalten sein.

Bewitterungsversuche nach der Testspezifikation ISO 4892 mit dem Atlas CI65 Weather Ometer haben gezeigt, dass es im Falle einer dreischichtigen Folie durchaus ausreichend ist, die bevorzugt 0,5 µm bis 2 µm dicken Deckschichten mit UV- Stabilisatoren auszurüsten, um eine ausreichende UV-Stabilität zu erreichen.

Brandversuche nach DIN 4102 Teil 1 und Teil 2 sowie der UL-Test 94 haben gezeigt, dass erfindungsgemäße Folien die gestellten Anforderungen erfüllen.

Dadurch werden die mit der bekannten Koextrusionstechnologie hergestellten schwerentflammbaren, UV-stabilisierten, mehrschichtigen Folien im Vergleich zu den komplett UV-stabilisierten und flammausgerüsteten Monofolien wirtschaftlich extrem interessant, da deutlich weniger Additive zum Erreichen einer vergleichbaren Schwerentflammbarkeit und UV-Stabilität benötigt werden.

Bewitterungstests haben ferner ergeben, dass die erfindungsgemäßen Folien selbst nach 5 bis 7 Jahren (aus den im einzelnen durchgeführten Bewitterungstests hochgerechnet) Außenanwendung im allgemeinen keine erhöhte Vergilbung, keine Versprödung, keinen Glanzverlust der Oberfläche, keine Rißbildung an der Oberfläche und keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.

Bei der Herstellung der Folie wurde festgestellt, dass sich die Folie hervorragend in Längs- und in Querrichtung ohne Abrisse orientieren läßt. Des Weiteren wurden keinerlei Ausgasungen im Produktionsprozess gefunden, die sich auf die Anwesenheit von UV-Stabilisator oder Flammschutzmittel zurückführen ließen, was sehr vorteilhaft ist, da die meisten herkömmlichen UV-Stabilisatoren und Flammschutzmittel bei Extrusionstemperaturen von über 260°C sehr störende, unangenehme Ausgasungen zeigen, die auf die Zersetzung dieser Verbindungen unter den Verarbeitungsbedingungen zurückzuführen sind.

Überraschenderweise erfüllen z. B. schon erfindungsgemäße Folien im Dickenbereich von 5 bis 300 µm die Anforderungen der Baustoffklasse B1 nach DIN 4102 Teil 1 und den UL-Test 94.

Bei der Herstellung der Folie wurde weiter festgestellt, dass sich das Flammschutzmittel bevorzugt mittels Masterbatch-Technologie, einer geeigneten Vortrocknung bzw. Vorkristallisation des Flammschutzmasterbatches ohne Verklebungen im Trockner einarbeiten läßt, so dass eine wirtschaftliche Folienproduktion möglich ist.

Mehr als überraschend war, dass durch geringe Zugabe eines Hydrolysestabilisators im Flammschutz-Masterbatch die Einarbeitung nochmals erleichtert wird, so dass ohne Probleme die Durchsätze und damit die Produktionsgeschwindigkeiten erhöht werden können.

Messungen ergaben, dass die erfindungsgemäße Folie bei Temperaturbelastungen von 100°C über einen längeren Zeitraum nicht versprödet.

Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Folie ohne Umweltbelastung und ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften problemlos rezyklierbar, wodurch sie sich beispiels­ weise für die Verwendung als kurzlebige Werbeschilder für den Messebau und andere Werbeartikel, wo Brandschutz gewünscht wird, eignet.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyesterfolie nach dem an sich bekanntem Koextrusionsverfahren.

Bevorzugt wird dabei das Flammschutzmittel, ggf. mit dem Hydrolysestabilisator, über die Masterbatch-Technologie zugegeben. Das Flammschutzmittel wird in einem Trägermaterial dispergiert. Als Trägermaterial kommen der verwendete Polyester selbst, wie z. B. das Polyethylenterephthalat, oder auch andere Polymere, die mit dem Polyester verträglich sind, in Frage.

Erfindungsgemäß kann der UV-Stabilisator bereits beim Polyesterrohstoffhersteller zugegeben oder bei der Folienherstellung in den Extruder zudosiert werden.

Besonders bevorzugt ist die Zugabe des UV-Stabilisators über die Masterbatch- Technologie. Der UV-Stabilisator wird in einem festen Trägermaterial voll dispergiert. Als Trägermaterialien kommen gewisse Harze, der verwendete Polyester selbst, wie z. B. das Polyethylenterephthalat, oder auch andere Polymere, die mit dem Polyester 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 Polyesterrohstoffs sind, so dass eine homogene Verteilung und damit eine homogene UV-Stabilisierung erfolgen kann.

Die Polyesterfolien können nach bekannten Verfahren aus Polyesterrohstoff mit ggf. weiteren Rohstoffen, dem Flammschutzmittel, ggf. dem Hydrolysestabilisator, dem UV- Stabilisator und/oder weiteren üblichen Additiven in üblicher Menge von bevorzugt 1,0 bis max. 30 Gew.-% als mehrschichtige, ggf. koextrudierte Folien mit gleichen oder unterschiedlich ausgebildeten Oberflächen hergestellt werden, wobei eine Oberfläche beispielsweise pigmentiert ist und die andere Oberfläche kein Pigment enthält. Ebenso können eine oder beide Oberflächen der Folie nach bekannten Verfahren mit einer üblichen funktionalen Beschichtung versehen werden.

Bevorzugt 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/oder Zwischenschichten und ggf. anderen Rohstoffkomponenten chargenweise in einen Vakuumtrockner, der im Laufe der Trocken- bzw. Verweilzeit ein Temperaturspektrum von ca. 10 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 Temperaturen von ca. 90 bis 180°C, vorzugsweise von 100 bis 170°C, insbesondere von 110 bis 160°C über eine Zeitdauer von 2 bis 8 Stunden, vorzugsweise von 3 bis 7 Stunden, insbesondere von 4 bis 6 Stunden, nachgetrocknet.

Im Rahmen des Koextrusionsverfahrens wird so vorgegangen, dass die den einzelnen Schichten der Folie entsprechenden Schmelzen durch eine Flachdüse koextrudiert werden, die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n abgezogen wird, die Folie anschließend biaxial gestreckt (orientiert), die biaxial gestreckte Folie thermofixiert und gegebenenfalls an der zur Behandlung vorgesehenen Oberflächenschicht corona- oder flammbehandelt wird.

Die biaxiale Verstreckung wird im allgemeinen sequentiell durchgeführt. Dabei wird vorzugsweise erst in Längsrichtung (d. h. in Maschinenrichtung, = MD-Richtung) und anschließend in Querrichtung (d. h. senkrecht zur Maschinenrichtung, = TD-Richtung) verstreckt. Dies führt zu einer Orientierung der Molekülketten. Das Verstrecken in Längsrichtung erfolgt bevorzugt mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell laufenden Walzen. Zum Querverstrecken benutzt man allgemein einen entsprechenden Kluppenrahmen.

Die Temperatur, bei der die Verstreckung durchgeführt wird, kann in einem relativ großen Bereich variieren und richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften der Folie. Im allgemeinen wird die Längsstreckung bei 80 bis 130°C und die Querstreckung bei 90 bis 150°C durchgeführt. Das Längsstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 2,5 : 1 bis 6 : 1, bevorzugt von 3 : 1 bis 5,5 : 1. Das Querstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 3,0 : 1 bis 5,0 : 1, bevorzugt von 3,5 : 1 bis 4,5 : 1.

Bei der nachfolgenden Thermofixierung wird die Folie etwa 0,1 bis 10 s lang bei einer Temperatur von ca. 150 bis 250°C gehalten. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise aufgewickelt.

Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften kann die Folie chemisch behandelt werden als auch corona- bzw. flammbehandelt sein. Die Behandlungsintensität sollte so gewählt werden, dass die Oberflächenspannung der Folie im allgemeinen über 45 mN/m liegt.

Ebenso kann zur Einstellung weiterer Eigenschaften die Folie beschichtet werden. Typische Beschichtungen sind haftvermittelnde, antistatisch, schlupfverbessernd oder dehäsiv wirkende Schichten. Es bietet sich an, diese zusätzlichen Schichten über in-line coating mittels wässriger Dispersionen vor der Querverstreckung auf die Folie aufzubringen.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäße Folie drückt sich durch einen hohen Weißgrad, durch eine hohe Opazität in Kombination mit mindestens einer hochglänzenden Oberfläche bei gleichzeitiger UV-Stabilität, Flammfestigkeit und Thermobeständigkeit aus. Der Weißgrad der Folie beträgt mehr als 70%, bevorzugt mehr als 75% und besonders bevorzugt mehr als 80%. Die Opazität der erfindungsgemäßen Folie beträgt mehr als 55%, bevorzugt mehr als 60% und besonders bevorzugt mehr als 65%. Der Glanz der erfindungsgemäßen Folie beträgt mindestens einseitig mehr als 100, bevorzugt mehr als 120 und besonders bevorzugt mehr als 130 bei einem Messwinkel von 20° (DIN 67 530).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das bei der Herstellung der Folie immanent anfallende Regenerat in einer Konzentration von ca. 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wiederverwendet werden kann, ohne dass dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflusst werden. Insbesondere wird durch das Regenerat (im wesentlichen aus Polyesterrohstoff, UV-Stabilisator, Flammschutzmittel und Cycloolefincopolymeren (COC) bestehend) die Folie nicht undefiniert in der Farbe verändert, was bei den Folien nach dem Stand der Technik der Fall ist. Bevorzugt ist, dass die hochglänzende Deckschicht regeneratfrei bleibt.

Darüber hinaus besteht ein Vorteil der Erfindung darin, dass die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Folie vergleichbar sind mit denen herkömmlicher transparenter Folien nach dem Stand der Technik. Die sonstigen verarbeitungs- und gebrauchsrelevanten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folie bleiben im wesentlichen unverändert oder sind sogar verbessert.

Die Folie eignet sich hervorragend zur Verpackung von licht- und/oder luftempfindlichen Gütern. Daneben ist sie auch hervorragend für den Einsatz im industriellen Bereich, z. B. bei der Herstellung von Prägefolien oder als Etikettenfolie, geeignet. Daneben ist die Folie natürlich besonders geeignet für Bildaufzeichnungspapiere, Druckbögen, magnetische Aufzeichnungskarten, für Anwendungen im Außenbereich, im Messebau, in Fahrzeugen, um nur einige mögliche Anwendungen zu nennen.

Das Verarbeitungs- und das Wickelverhalten der Folie, insbesondere auf schnelllaufenden Maschinen (Wickler, Metallisierer, Druck- und Kaschiermaschinen) ist ausgesprochen gut. Ein Maß für das Verarbeitungsverhalten ist der Reibungskoeffizient der Folie, der kleiner als 0,6 ist. Das Wickelverhalten wird neben einem guten Dickenprofil, einer hervorragender Planlage und niedrigem Reibungskoeffizienten entscheidend durch die Rauigkeit der Folie beeinflusst. Es hat sich herausgestellt, dass die Wickelung der erfindungsgemäßen Folie insbesondere dann gut ist, wenn unter Einbehalt der anderen Eigenschaften die mittlere Rauigkeit in einem Bereich von 50 bis 250 nm liegt. Die Rauigkeit lässt sich u. a. durch Variation der COC-Konzentration, der Deckschichtdicke, ggf. der Deckschichtrezeptur, und den Verfahrensparametern beim Herstellungsprozess im angegebenen Bereich variieren.

Die nachstehende Tabelle (Tabelle 1) fasst die wichtigsten erfindungsgemäßen Folieneigenschaften noch einmal zusammen.

Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden die folgenden Messwerte benutzt:
DIN = Deutsches Institut für Normung
ISO = International Organization for Standardization

SV-Wert (standard viscosity)

Die Standardviskosität SV (DCE) wird, angelehnt an DIN 53 726, in Dichloressigsäure gemessen.

Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität

IV (DCE) = 6,67.10^-4 SV (DCE) + 0,118

Reibung

Die Reibung wurde nach DIN 53 375 bestimmt. Die Gleitreibungszahl wurde 14 Tage nach der Produktion gemessen.

Oberflächenspannung

Die Oberflächenspannung wurde mittels der sogenannten Tintenmethode (DIN 53 364) bestimmt.

Rauigkeit

Die Rauigkeit R_a der Folie wurde nach DIN 4768 bei einem Cut-off von 0,25 mm bestimmt.

Weißgrad und Opazität

Die Bestimmung des Weißgrades und der Opazität erfolgt mit Hilfe des elektrischen Remissionsphotometers "ELREPHO" der Firma Zeiss, Oberkochem (DE), Normlichtart C, 2° Normalbeobachter. Die Opazität wird nach DIN 53 146 bestimmt. Der Weißgrad wird als WG = RY + 3RZ - 3RX definiert.
WG = Weißgrad, RY, R2, RX = entsprechende Reflexionsfaktoren bei Einsatz des Y-, Z- und X-Farbmessfilters. Als Weißstandard wir ein Pressling aus Bariumsulfat (DIN 5033, Teil 9) verwendet. Eine ausführliche Beschreibung ist z. B. in Hansl Loos "Farbmessung", Verlag Beruf und Schule, Itzehoe (1989), beschrieben.

Lichtdurchlässigkeit

Die Lichtdurchlässigkeit wird in Anlehnung an ASTM-D 1033-77 gemessen.

Glanz

Der Glanz wurde nach DIN 67 530 bei einem Meßwinkel von 20° bestimmt. Gemessen wurde der Reflektorwert als optische Kenngröße für die Oberfläche einer Folie. 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.

Glasübergangstemperatur

Die Glasübergangstemperatur Tg wurde anhand von Folienproben mit Hilfe der DSC (Differential Scanning Calorimetry) bestimmt (DIN 73 765). Verwendet wurde das Gerät DSC 1090 der Fa. DuPont. Die Aufheizgeschwindigkeit betrug 20 K/min und die Einwaage ca. 12 mg. Im ersten Aufheizvorgang wurde der Glasübergang Tg ermittelt. Die Proben zeigten vielfach eine Enthalpierelaxation (ein Peak) zu Beginn des stufenförmigen Glasübergangs. Als Tg wurde die Temperatur genommen, bei der die stufenförmige Veränderung der Wärmekapazität - unabhängig von der peakförmigen Enthalpierelaxation - ihre halbe Höhe im ersten Aufheizvorgang erreichte. In allen Fällen wurde nur eine einzige Glasübergangsstufe im Thermogramm beim ersten Aufheizen beobachtet.

Bewitterung (beidseitig), UV-Stabilität

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 (pro Seite)
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.

Brandverhalten

Das Brandverhalten wird nach DIN 4102 Teil 2 Brandstoffklasse B2 und nach DIN 4102 Teil 1 Brandstoffklasse B1 sowie nach dem UL Test 94 ermittelt.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zu näheren Erläuterung der Erfindung. Es handelt sich um koextrudierte, mehrschichtige Folien.

Beispiel 1

Nach der Koextrusions-Technologie wird eine 23 µm dicke mehrschichtige Folie mit der Schichtreihenfolge A-B-A hergestellt, wobei B die Basisschicht und A die Deckschichten darstellen. Die Basisschicht B ist 21 µm dick und die beiden Deckschichten, die die Basisschicht überziehen, sind jeweils 1 µm dick. Chips aus Polyethylenterephthalat (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn als Umesterungskatalysator, Mn- Konzentration: 100 ppm) wurden bei 150°C auf eine Restfeuchte von unterhalb 100 ppm getrocknet und dem Extruder für die Basisschicht B zugeführt. Daneben wurden Chips aus Cycloolefincopolymeren (COC) der Fa. Ticona: ®Topas 6015 (COC bestehend aus 2-Norbornen und Ethylen, siehe auch W. Hatke: Folien aus COC, Kunststoffe 87 (1997) 1, S. 58-62) mit einer Glasübergangstemperatur T_g von 170°C ebenfalls dem Extruder für die Basisschicht B zugeführt. Der mengenmäßige Anteil des Cycloolefincopolymeren (COC) an der Basisschicht betrug 10 Gew.-%. Außerdem wurde 1,0 Gew.-% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5- (hexyl)oxyphenol (®Tinuvin 1577 der Firma Ciba-Geigy, Basel, Schweiz) über Masterbatch-Technologie (Masterbatch 2) zugegeben. Tinuvin 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149°C und ist bis ca. 330°C thermisch stabil. Außerdem enthält die Basisschicht 4 Gew.- % Dimethyl-Methylphosphonat (®Amgard P 1045 der Fa. Albright & Wilson) als Flammschutzmittel, welches über Masterbatch-Technologie (Masterbatch 3) zudosiert wird.

Die 1 µm dicken Deckschichten enthalten 68 Gew.-% Polyester (RT49, Fa. Kosa, Deutschland), 7 Gew.-% eines Masterbatches 1, dass neben Polyester 10.000 ppm Siliciumdioxid (®Sylobloc, Fa. Grace, Deutschland) enthält, und 5 Gew.-% eines Masterbatch 2, dass neben Polyester 20 Gew.-% Tinuvin 1577® (Ciba Geigy, Schweiz) enthält und 20 Gew.-% eines Masterbatches 3, das neben RT49 20 Gew.-% Dimethyl- Methylphosphonat enthält.

Es wurde durch Koextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine weiße, opake, UV-stabilisierte, flammhemmend ausgerüstete, dreischichtige Folie einer Gesamtdicke von 23 µm hergestellt.
Basisschicht B, Mischung aus:
65,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
10,0 Gew.-% Cycloolefincopolymeren (COC) der Fa. Ticona, ®Topas 6015
5,0 Gew.-% Masterbatch 2, dass neben RT49 (Kosa, Deutschland) 20 Gew.-% Tinuvin 1577® (Ciba Geigy, Schweiz) enthält
20,0 Gew.-% Masterbatch 3 mit 20 Gew.-% Dimethyl-Methylphosphonat (®Amgard P 1045 der Fa. Albright & Wilson)

Die Herstellungsbedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren:

Extrusion

Temperaturen der Basis- und der Deckschicht	280°C
Temperatur der Abzugswalze	30°C

Längsstreckung

Temperatur	80-125°C
Längsstreckverhältnis	4,2

Querstreckung

Temperatur	80-135°C
Querstreckverhältnis	4,0

Fixierung

Temperatur	230°C
Dauer	3 s

Die Folie hatte die geforderten guten Eigenschaften und zeigt das gewünschte Handling und das gewünschte Verarbeitungsverhalten. Die erzielten Eigenschaften derart hergestellter Folien sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.

Beispiel 2

Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt in die Basisschicht 50 Gew.-% Regenerat dazugegeben. Die Konzentration des Cycloolefincopolymeren (COC) in der Basisschicht betrug wiederum 10 Gew.-%. Die Konzentration des UV-Stabilisators und des Flammschutzmittels wurde im Vergleich zu Beispiel 1 nicht geändert. Die Verfahrensparameter wurden im Vergleich zu Beispiel 1 nicht geändert. Es wurde die Gelbverfärbung der Folie visuell beobachtet. Tabelle 2 zeigt, dass kaum eine Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist.
Basisschicht B, Mischung aus:
20,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
50,0 Gew.-% Regenerat (90 Gew.-% Polyester + 10 Gew.-% Topas 6015)
5,0 Gew.-% Cycloolefincopolymeren (COC) der Fa. Ticona, ®Topas 6015
5,0 Gew.-% Masterbatch 2, dass neben RT49 (Kosa, Deutschland) 20 Gew.-% Tinuvin 1577® (Ciba Geigy, Schweiz) enthält
20,0 Gew.-% Masterbatch 3 mit 20 Gew.-% Dimethyl-Methylphosphonat (®Amgard P 1045 der Fa. Albright & Wilson)
Deckschichten: Wie in Beispiel 1.

Beispiel 3

Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt eine ABA-Folie mit einer Dicke von 96 µm hergestellt, wobei die 92 µm dicke Basisschicht von den je 2 µm dicken Deckschichten überzogen wird. Die Konzentration des Cycloolefincopolymeren (COC) in der Folie betrug 8 Gew.-% und die Konzentration des UV-Stabilisators lag bei 0,4 Gew.-%. Die Konzentration des Flammschutzmittels war analog zu Beispiel 1. Die Verfahrensparameter wurden im Vergleich zu Beispiel 1 nicht geändert. Es wurde die Gelbverfärbung der Folie visuell beobachtet. Tabelle 2 zeigt, dass keine Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist.
Basisschicht B (92 µm), Mischung aus:
70,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
8,0 Gew.-% Cycloolefincopolymeren (COC) der Fa. Ticona, ®Topas 6015
2,0 Gew.-% Masterbatch 2, dass neben RT49 (Kosa, Deutschland) 20 Gew.-% Tinuvin 1577® (Ciba Geigy, Schweiz) enthält
20,0 Gew.-% Masterbatch 3 mit 20 Gew.-% Dimethyl-Methylphosphonat (®Amgard P 1045 der Fa. Albright & Wilson)
Deckschichten: Wie in Beispiel 1. Die Dicke der Deckschichten liegt jedoch bei 2 µm.

Beispiel 4

Im Vergleich zu Beispiel 3 wurde jetzt in die Basisschicht 50 Gew.-% Regenerat dazugegeben. Die Konzentration des Cycloolefincopolymeren (COC) in der Basisschicht betrug 8 Gew.-% und die des UV-Stabilisators betrug 0,4 Gew.-%. Die Konzentration des Flammschutzmittels war analog zu Beispiel 1. Die Verfahrensparameter wurden im Vergleich zu Beispiel 1 nicht geändert. Es wurde die Gelbverfärbung der Folie visuell beobachtet. Tabelle 2 zeigt, dass kaum eine Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist.
Basisschicht B, Mischung aus:
25,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
50,0 Gew.-% Eigenregenerat (90 Gew.-% Polyester + 10 Gew.-% Topas 6015)
3,0 Gew.-% Cycloolefincopolymeren (COC) der Fa. Ticona, ®Topas 6015
2,0 Gew.-% Masterbatch 2, dass neben RT49 (Kosa, Deutschland) 20 Gew.-% Tinuvin 1577® (Ciba Geigy, Schweiz) enthält
20,0 Gew.-% Masterbatch 3 mit 20 Gew.-% Dimethyl-Methylphosphonat (®Amgard P 1045 der Fa. Albright & Wilson)
Deckschichten: Wie in Beispiel 3.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde Beispiel 1 aus der DE-A 23 53 347 nachgearbeitet. In Abänderung des Beispiels wurden zusätzlich 50 Gew.-% Regenerat mitverarbeitet. Tabelle 2 zeigt, dass eine deutliche Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist. Außerdem ist die Rauigkeit der Folie für viele Anwendungen zu hoch und der Glanz für viele Anwendungen zu niedrig.
Basisschicht B, Mischung aus:
47,5 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
50,0 Gew.-% Eigenregenerat (95 Gew.-% Polyester + 5 Gew.-% Polypropylen)
2,5 Gew.-% Polypropylen

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde Beispiel 1 aus der EP-A 0 300 060 nachgearbeitet. In Abänderung des Beispiels wurden zusätzlich 50 Gew.-% Regenerat mitverarbeitet. Tabelle 2 zeigt, dass eine deutliche Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist. Außerdem ist die Rauigkeit der Folie für viele Anwendungen zu hoch und der Glanz für viele Anwendungen zu niedrig.
Basisschicht B, Mischung aus:
45,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
50,0 Gew.-% Eigenregenerat (95 Gew.-% Polyester + 5 Gew.-% Polypropylen)
5,0 Gew.-% Polypropylen

Vergleichsbeispiel 3

Es wurde Beispiel 1 aus der EP-A 0 360 201 nachgearbeitet. In Abänderung des Beispiels wurden zusätzlich 50 Gew.-% Regenerat mitverarbeitet. Tabelle 2 zeigt, dass eine deutliche Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist. Außerdem ist die Rauigkeit der Folie für viele Anwendungen zu hoch und der Glanz für viel Anwendungen zu niedrig.
Basisschicht B, Mischung aus:
40,0 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
50,0 Gew.-% Eigenregenerat (95 Gew.-% Polyester + 5 Gew.-% Polypropylen)
10,0 Gew.-% Polypropylen

Vergleichsbeispiel 4

Es wurde Beispiel 1 aus der DE-A 195 40 277 nachgearbeitet. In Abänderung des Beispiels wurden zusätzlich 50 Gew.-% Regenerat mitverarbeitet. Tabelle 2 zeigt, dass eine deutliche Gelbverfärbung der Folie sichtbar geworden ist. Außerdem ist die Rauigkeit der Folie für viele Anwendungen zu hoch und der Glanz für viele Anwendungen zu niedrig.
Basisschicht B, Mischung aus:
43,5 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Homopolymer (RT49, Kosa, Deutschland)
50,0 Gew.-% Eigenregenerat (95 Gew.-% Polyester + 5 Gew.-% Polystyrol)
6,5 Gew.-% Polystyrol

Alle nach den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 hergestellten Folien wurden je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer ausgesetzt.

Die nach den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 4 hergestellten Folien zeigen nach Bewitterung kaum einen Unterschied zu unbewitterten Folien. Die mechanischen Eigenschaften sind im Vergleich zu unbewitterten Folien unverändert.

Die Folien der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 hingegen zeigten nach 1000 Stunden Bewitterung mit Atlas Ci 65 Weather Ometer an den Oberflächen Risse und Versprödungserscheinungen auf. Ein präzises Eigenschaftsprofil - insbesondere die mechanischen Eigenschaften - konnte daher an diesen Folien nicht mehr gemessen werden. Außerdem zeigen die Folien eine visuell deutlich sichtbare Gelbfärbung.

Alle nach den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 hergestellten Folien wurden über eine Zeitdauer von 200 Stunden bei einer Temperatur von 100°C im Umlufttrocknerschrank behandelt. Bei den Folien der Beispiele 1 bis 4 sind die mechanischen Eigenschaften unverändert. Die Folien zeigen nicht die geringsten Versprödungserscheinungen.

Die Folien nach den Beispielen 1 bis 4 erfüllen nach DIN 4102 Teil 2/Teil 1 die Anforderungen der Baustoffklassen B2 und B1 und sie bestehen den UL-Test 94, die Folien der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 dagegen nicht.

Die wichtigsten Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst:

Claims (24)

1. Polyesterfolie, welche mindestens eine Basisschicht (B) und mindestens eine Deckschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Basisschicht neben einem thermoplastischen Polyester ein Cycloolefincopolymer (COC) und die Folie mindestens ein Flammschutzmittel und mindestens einen UV-Stabilisator enthält.

2. Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schichtaufbau A-B-C hat, wobei die Deckschichten A und C gleich oder ver­ schieden sind und mindestens eine der Deckschichten kein COC enthält.

3. Polyesterfolie gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie wei­ tere Deck- und/oder Zwischenschichten aufweist.

4. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der thermoplastische Polyester Ethylenglykol- und Terephthalsäure-Einheiten oder Ethylenglykol- und Naphthalin-2,6-dicarbon­ säure-Einheiten enthält.

5. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass es sich bei dem thermoplastischen Polyester um Poly­ ethylenterephthalat handelt.

6. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die mit dem COC ausgerüsteten Schichten das COC von 2 bis 60 Gew.-%, bevorzugt von 4 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 6 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, enthalten.

7. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das COC Polynorbornen, Polytetracyclododecen, Polydi­ methyloctahydronaphthalin, Polycyclopenten oder Poly(5-methyl)norbornen enthält.

8. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das COC als Copolymer Ethylen, Propylen und/oder Butylen, bevorzugt Ethylen, enthält.

9. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das COC ein Norbornen/Ethylen oder ein Tetracyclodo­ decen/Ethylen-Copolymerisat ist.

10. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das COC eine Glasübergangstemperatur von 70 bis 270°C, bevorzugt 90 bis 250°C, insbesondere von 110 bis 220°C, aufweist.

11. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass als Flammschutzmittel organische Phosphorverbindungen wie Carboxyphosphinsäuren, deren Anhydride, oder bevorzugt Dimethylmethyl­ phosphonat oder Mischungen von organischen Phosphorverbindungen verwen­ det werden.

12. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Flammschutzmittel in einer Konzentration von 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, vorhan­ den ist.

13. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Folie zusätzlich einen Hydrolysestabilisator oder Mischungen verschiedener Hydrolysestabilisatoren, bevorzugt von 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, enthält.

14. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, dass als UV-Stabilisatoren 2-Hydroxbenzotriazole, Benzoxazi­ none oder Triazine oder Mischungen dieser UV-Stabilisatoren oder Mischungen dieser UV-Stabilisatoren mit anderen verwendet werden.

15. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass als UV-Stabilisatoren 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5- (hexyl)oxyphenol oder 2,2'-Methylen-bis-6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3- tetramethylbutyl)-phenol oder 2,2'-(1,4-Phenylen)bis[4H-3,1-benzoxazin-4-on oder Mischungen dieser UV-Stabilisatoren oder Mischungen dieser UV- Stabilisatoren mit anderen verwendet werden.

16. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Folie den UV-Stabilisator von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezo­ gen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, enthält.

17. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Folie zusätzlich übliche Additive wie Antiblockmittel, Pig­ mente, Stabilisatoren oder Gleitmittel enthält.

18. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Folie einen Weißgrad von größer 70%, bevorzugt größer 75%, insbesondere größer 80%, aufweist.

19. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Folie eine Opazität von größer 55%, bevorzugt größer 60%, insbesondere größer 65%, aufweist.

20. Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Folie zumindest einseitig einen Oberflächenglanz von größer 100, bevorzugt größer 120, insbesondere von größer 130, aufweist.

21. Verfahren zur Herstellung einer Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass man die für die Herstellung der Basis- und Deckschichten und gegebenenfalls Zwischenschichten erforderli­ chen Ausgangsstoffe über Extruder durch eine Flachdüse koextrudiert und die erhaltene Folie biaxial verstreckt und thermofixiert und gegebenenfalls weiterbe­ handelt.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Stabilisa­ tor, das Flammschutzmittel und gegebenenfalls der Hydrolysestabilisatormittels der Masterbatch-Technologie zugesetzt werden.

23. Verwendung einer Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 zur Herstellung von Formkörpern.

24. Formkörper hergestellt unter Verwendung einer Polyesterfolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20.