DE19528336A1 - Amorphe, transparente Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast mit hoher Standardviskosität - Google Patents
Amorphe, transparente Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast mit hoher StandardviskositätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine amorphe,transparente Platte aus einem
kristallisierbaren Thermoplast mit hoher Standardviskosität, deren Dicke im
Bereich von 1 bis 20 mm liegt. Die Platte zeichnet sich durch sehr gute optische
und mechanische Eigenschaften aus. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren
zur Herstellung dieser Platte und ihre Verwendung.
Amorphe, transparente Platten mit einer Dicke zwischen 1 und 20 mm sind
hinreichend bekannt. Diese flächigen Gebilde bestehen aus amorphen, nicht
kristallisierbaren Thermoplasten. Typische Beispiele für derartige Thermoplaste,
die zu Platten verarbeitet werden, sind z. B. Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat
(PC) und Polymethylmethacrylat (PMMA). Diese Halbzeuge werden auf
sogenannten Extrusionsstraßen hergestellt (vgl. Polymer Werkstoffe, Band II,
Technologie 1, S. 136, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1984). Das
Aufschmelzen des pulver- oder granulatförmigen Rohstoffes erfolgt in einem
Extruder. Die amorphen Thermoplaste sind nach der Extrusion infolge der mit
abnehmender Temperatur stetig steigenden Viskosität leicht über Glättwerke
oder andere Ausformwerkzeuge umzuformen. Amorphe Thermoplaste besitzen
dann nach der Ausformung eine hinreichende Stabilität, d. h. eine hohe
Viskosität, um im Kalibrierwerkzeug "von selbst zu stehen". Sie sind aber noch
weich genug um sich vom Werkzeug formen zu lassen. Die Schmelzviskosität
und Eigensteife von amorphen Thermoplasten ist im Kalibrierwerkzeug so hoch,
daß das Halbzeug nicht vor dem Abkühlen im Kalibrierwerkzeug zusammenfällt.
Bei leicht zersetzbaren Werkstoffen wie z. B. PVC sind bei der Extrusion
besondere Verarbeitungshilfen, wie z. B. Verarbeitungsstabilisatoren gegen
Zersetzung und Gleitmittel gegen zu hohe innere Reibung und damit
unkontrollierbare Erwärmung notwendig. Äußere Gleitmittel sind erforderlich um
das Hängenbleiben an Wänden und Walzen zu verhindern.
Bei der Verarbeitung von PMMA wird z. B. zwecks Feuchtigkeitsentzug ein
Entgasungsextruder eingesetzt.
Bei der Herstellung von transparenten Platten aus amorphen Thermoplasten sind
z. T. kostenintensive Additive erforderlich, die teilweise migrieren und zu
Produktionsproblemen infolge von Ausdampfungen und zu Oberflächenbelägen
auf dem Halbzeug führen können. PVC-Platten sind schwer oder nur mit
speziellen Neutralisations- bzw. Elektrolyseverfahren recyklierbar. PC- und
PMMA-Platten sind ebenfalls schlecht und nur unter Verlust oder extremer
Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften recyklierbar.
Neben diesen Nachteilen besitzen PMMA-Platten auch eine extrem schlechte
Schlagzähigkeit und zersplittern bei Bruch oder mechanischer Belastung.
Daneben sind PMMA-Platten wie Holz brennbar, so daß sie beispielsweise für
Innenanwendungen und im Messebau nicht eingesetzt werden dürfen.
PMMA- und PC-Platten sind außerdem nicht kaltformbar. Beim Kaltformen
zerbrechen PMMA-Platten in gefährliche Splitter. Beim Kaltformen von
PC-Platten treten Haarrisse und Weißbruch auf.
In der EP-A-0 471 528 wird ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus
einer Polyethylenterephthalat (PET)-Platte beschrieben. Die intrinsische
Viskosität des eingesetzten PET liegt im Bereich von 0,5 bis 1,2. Die PET-Platte
wird in einer Tiefziehform beidseitig in einem Temperaturbereich zwischen der
Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur wärmebehandelt. Die
geformte PET-Platte wird aus der Form herausgenommen, wenn das Ausmaß
der Kristallisation der geformten PET-Platte im Bereich von 25 bis 50% liegt.
Die in der EP-A-0 471 528 offenbarten PET-Platten haben eine Dicke von 1 bis
10 mm. Da der aus dieser PET-Platte hergestellte, tiefgezogene Formkörper
teilkristallin und damit nicht mehr transparent ist und die
Oberflächeneigenschaften des Formkörpers durch das Tiefziehverfahren, die
dabei gegebenen Temperaturen und Formen bestimmt werden, ist es
unwesentlich, welche optischen Eigenschaften (z. B. Glanz, Trübung und
Lichttransmission) die eingesetzten PET-Platten besitzen. In der Regel sind die
optischen Eigenschaften dieser Platten schlecht und optimierungsbedürftig.
In der US-A-3,496,143 wird das Vakuum-Tiefziehen einer 3 mm dicken
PET-Platte, deren Kristallisation im Bereich von 5 bis 25% liegen sollte, beschrieben.
Die Kristallinität des tiefgezogenen Formkörpers ist größer als 25%. Auch an
diese PET-Platten werden keine Anforderungen hinsichtlich der optischen
Eigenschaften gestellt. Da die Kristallinität der eingesetzten Platten bereits
zwischen 5 und 25% liegt, sind diese Platten trüb und undurchsichtig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine amorphe, transparente Platte
mit einer Dicke von 1 bis 20 mm bereitzustellen, die sowohl gute mechanische
als auch optische Eigenschaften aufweist.
Zu den guten optischen Eigenschaften zählt beispielsweise eine hohe
Lichttransmission, ein hoher Oberflächenglanz, eine extrem niedrige Trübung
sowie eine hohe Bildschärfe (Clarity).
Zu den guten mechanischen Eigenschaften zählt unter anderem eine hohe
Schlagzähigkeit sowie eine hohe Bruchfestigkeit.
Darüber hinaus sollte die erfindungsgemäße Platte recyklierbar sein,
insbesondere ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften, sowie schwer
brennbar, damit sie beispielsweise auch für Innenanwendungen und im
Messebau eingesetzt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine transparente, amorphe Platte mit einer
Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm, die als Hauptbestandteil einen
kristallisierbaren Thermoplasten enthält, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der
kristallisierbare Thermoplast eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in
Dichloressigsäure nach DIN 53728, aufweist, die im Bereich von 1800 bis 6000
liegt.
Die Standardviskosität SV (DCE) des kristallisierbaren Thermoplasten gemessen
in Dichloressigsäure nach DIN 53728, liegt vorzugsweise zwischen 2000 und
5000 und besonders bevorzugt zwischen 2500 und 4000.
Die intrinsische Viskosität IV (DCE) berechnet sich wie folgt aus der
Standardviskosität SV (DCE):
IV (DCE) = 6,67 · 10-4 SV (DCE) + 0,118
Der Oberflächenglanz, gemessen nach DIN 67530 (Meßwinkel 20°), ist größer
als 120, vorzugsweise größer als 130, die Lichttransmission, gemessen nach
ASTM D 1003 beträgt mehr als 84%, vorzugsweise mehr als 86%, und die
Trübung der Platte, gemessen nach ASTM D 1003 beträgt weniger als 15%,
vorzugsweise weniger als 11%.
Die transparente, amorphe Platte enthält als Hauptbestandteil einen
kristallisierbaren Thermoplasten. Geeignete kristallisierbare bzw. teilkristalline
Thermoplaste sind beispielsweise Polyethylenterephthalat,
Polybutylenterephthalat, Cycloolefin- und Cycloolefincopolymere, wobei
Polyethylenterephthalat bevorzugt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße,
transparente, amorphe Platte als Hauptbestandteil kristallisierbares
Polyethylenterephthalat.
Verfahren zur Herstellung der kristallisierbaren Thermoplaste sind dem
Fachmann bekannt.
Die Herstellung von Polyethylenterephthalaten geschieht dabei üblicherweise
durch Polykondensation in der Schmelze oder durch eine zweistufige
Polykondensation, wobei der erste Schritt bis zu einem mittleren
Molekulargewicht - entsprechend einer mittleren intrinsischen Viskosität IV von
etwa 0,5 bis 0,7 - in der Schmelze, und die Weiterkondensation durch
Feststoffkondensation ausgeführt wird. Die Polykondensation wird im
allgemeinen in Gegenwart von bekannten Polykondensationskatalysatoren oder
-Katalysatorsystemen durchgeführt. Bei der Feststoffkondensation werden
PET-Chips unter vermindertem Druck oder unter Schutzgas solange auf
Temperaturen im Bereich von 180 bis 320°C erwärmt, bis das gewünschte
Molekulargewicht erreicht ist.
Die Herstellung von Polyethylenterephthalat wird in einer Vielzahl von Patenten
ausführlich beschrieben, wie z. B. in der JP-A-60-139 717, DE-C-2 429 087,
DE-A-27 07 491, DE-A-23 19 089, DE-A-16 94 461, JP-63-41 528, JP-62-39 621,
DE-A-41 17 825, DE-A-42 26 737, JP-60-141 715, DE-A-27 21 501 und
US-A-5,296,586.
Polyethylenterephthalate mit besonders hohen Molekulargewichten lassen sich
durch Polykondensation von Dicarbonsäure-Diol-Vorkondensaten (Oligomeren)
bei erhöhter Temperatur in einem flüssigen Wärmeträger in Gegenwart üblicher
Polykondensationskatalysatoren und ggf. cokondensierbarer Modifizierungsmittel
herstellen, wenn der flüssige Wärmeträger inert und frei ist von aromatischen
Baugruppen und einen Siedepunkt im Bereich von 200 bis 320°C hat, das
Gewichtsverhältnis von eingesetztem Dicarbonsäure-Diol-Vorkondensat
(Oligomeren) zu flüssigem Wärmeträger im Bereich von 20 : 80 bis 80 : 20 liegt,
und die Polykondensation im siedenden Reaktionsgemisch in Gegenwart eines
Dispersionsstabilisators durchgeführt wird.
Im Fall von Polyethylenterephthalat tritt bei der Messung der Schlagzähigkeit an
nach Charpy (gemessen nach ISO 179/1D) an der Platte vorzugsweise kein
Bruch auf. Darüber hinaus liegt die Kerbschlagfestigkeit ak nach Izod (gemessen
nach ISO 180/1A) der Platte vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis 8,0 kJ/m²,
besonders bevorzugt im Bereich von 4,0 bis 6,0 kJ/m².
Die Bildschärfe der Platte, die auch Clarity genannt wird, und unter einem
Winkel kleiner als 2,5° ermittelt wird (ASTM D 1003), liegt vorzugsweise über
96% und besonders bevorzugt über 97%.
Polyethylenterephthalat-Polymere mit einem Kristallitschmelzpunkt Tm,
gemessen mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min, von 220°C bis 260°C, vorzugsweise
von 230°C bis 250°C, mit einem Kristallisationstemperaturbereich Tc zwischen
75°C und 260°C, einer Glasübergangstemperatur Tg zwischen 65°C und
90°C und mit einer Dichte, gemessen nach DIN 53479, von 1,30 bis 1,45 und
einer Kristallinität zwischen 5% und 65% stellen als Ausgangsmaterialien zur
Herstellung der Platte bevorzugte Polymere dar.
Das Schüttgewicht, gemessen nach DIN 53466, liegt vorzugsweise zwischen
0,75 kg/dm³ und 1,0 kg/dm³, und besonders bevorzugt zwischen 0,80 kg/dm³
und 0,90 kg/dm³.
Die Polydispersität des Polyethylenterephthalats Mw/Mn gemessen mittels GPC
liegt vorzugsweise zwischen 2,5 und 6,0 und besonders bevorzugt zwischen
3,0 und 5,0.
Erfindungsgemäß versteht man unter kristallisierbarem Polyethylenterephthalat
- - kristallisierbare Polyethylenterephthalat-Homopolymere,
- - kristallisierbare Polyethylenterephthalat-Copolymere,
- - kristallisierbare Polyethylenterephthalat-Compounds,
- - kristallisierbares Polyethylenterephthalat-Recyklat und
- - andere Variationen von kristallisierbarem Polyethylenterephthalat.
Unter amorpher Platte werden im Sinne der vorliegenden Erfindung solche
Platten verstanden, die, obwohl der eingesetzte kristallisierbare Thermoplast
vorzugsweise eine Kristallinität zwischen 5 und 65% besitzt, nicht kristallin
sind. Nicht kristallin, d. h. im wesentlichen amorph bedeutet, daß der
Kristallinitätsgrad im allgemeinen unter 5%, vorzugsweise unter 2% liegt und
besonders bevorzugt 0% beträgt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße
Platte mit einem UV-Stabilisator als Lichtschutzmittel ausgerüstet.
Die Konzentration des Lichtschutzmittels liegt vorzugsweise im Bereich von
0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren
Thermoplasten.
Licht, insbesondere der ultraviolette Anteil der Sonnenstrahlung, d. h. der
Wellenlängenbereich von 280 bis 400 nm, leiten 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 ist.
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
Wasserstoffspaltung 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 Platten ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung
führen. Für transparente, amorphe Platten sind nur organische und
metallorganische Verbindungen geeignet, die dem zu stabilisierenden
Thermoplasten keine oder nur eine extrem geringe Farbe oder Farbänderung
verleihen.
Geeignete Lichtschutzmittel oder UV-Stabilisatoren 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 besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße,
transparente, amorphe Platte als Hauptbestandteil ein kristallisierbares
Polyethylenterephthalat und 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2-(4,6-Diphenyl-
1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxy-phenol (Struktur in Fig. 1a) oder 0,01 Gew.-%
bis 5,0 Gew.-% 2,2′-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-
tetramethylbutyl)-phenol (Struktur in Fig. 1b). 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.
Bewitterungstests haben ergeben, daß die UV-stabilisierten Platten nach 5 bis
7 Jahren Außenanwendung keine Vergilbung, keine Versprödung, kein
Glanzverlust an der Oberfläche, keine Rißbildung an der Oberfläche und keine
Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen sollten.
Daneben wurde völlig unerwartet eine gute Kaltformbarkeit ohne Bruch, ohne
Haarrisse und/oder ohne Weißbruch festgestellt, so daß die erfindungsgemäße
Platte ohne Temperatureinwirkung verformt und gebogen werden kann.
Darüber hinaus ergaben Messungen, daß die erfindungsgemäße PET-Platte
schwer brennbar und schwer entflammbar ist, so daß sie sich beispielsweise für
Innenanwendungen und im Messebau eignet.
Desweiteren ist die erfindungsgemäße Platte ohne Umweltbelastung und ohne
Verlust der mechanischen Eigenschaften problemlos recyklierbar, wodurch sie
sich beispielsweise für die Verwendung als kurzlebige Werbeschilder oder
anderer Werbeartikel eignet.
In der UV-stabilisierten Ausführungsform besitzt die Platte eine verbesserte
Bewitterungsbeständigkeit und eine erhöhte UV-Stabilität. Das bedeutet, daß die
Platten durch Bewitterung und Sonnenlicht oder durch andere UV-Strahlung
nicht oder nur extrem wenig geschädigt werden, so daß sich die Platten für
Außenanwendungen und/oder kritische Innenanwendungen eignen.
Insbesondere sollen die Platten bei mehrjähriger Außenanwendung nicht
vergilben, keine Versprödung oder Rißbildung der Oberfläche zeigen und auch
keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen, transparenten, amorphen Platte kann
beispielsweise nach einem Extrusionsverfahren in einer Extrusionsstraße
erfolgen.
Eine derartige Extrusionsstraße ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Sie umfaßt
im wesentlichen
- - einen Extruder (1) als Plastifizierungsanlage,
- - eine Breitschlitzdüse (2) als Werkzeug zum Ausformen,
- - ein Glättwerk/Kalander (3) als Kalibrierwerkzeug,
- - ein Kühlbett (4) und/oder eine Rollenbahn (5) zur Nachkühlung,
- - einen Walzenabzug (6),
- - eine Trennsäge (7),
- - eine Seitenschneideinrichtung (9), und gegebenenfalls
- - eine Stapelvorrichtung (8).
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den kristallisierbaren
Thermoplast gegebenenfalls trocknet, dann im Extruder gegebenenfalls
zusammen mit dem UV-Stabilisator aufschmilzt, die Schmelze durch eine Düse
ausformt und anschließend im Glättwerk kalibriert, glättet und kühlt, bevor man
die Platte auf Maß bringt.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platte wird im folgenden
für Polyethylenterephthalat ausführlich beschrieben.
Die Trocknung des Polyethylenterephthalates vor der Extrusion erfolgt
vorzugsweise für 4 bis 6 Stunden bei 160 bis 180°C.
Das Polyethylenterephthalat wird danach im Extruder aufgeschmolzen.
Vorzugsweise liegt die Temperatur der PET-Schmelze im Bereich von 250 bis
320°C, wobei die Temperatur der Schmelze im wesentlichen sowohl durch die
Temperatur des Extruders, als auch die Verweilzeit der Schmelze im Extruder
eingestellt werden kann.
Wird ein Lichtschutzmittel verwendet, so kann dies bereits beim
Rohstoffhersteller zudosiert werden oder bei der Plattenherstellung in den
Extruder dosiert werden.
Besonders bevorzugt ist die Zugabe des Lichtschutzmittels über die
Masterbatchtechnologie. Dabei wird das Lichtschutzmittel in einem festen
Trägermaterial voll dispergiert. Als Trägermaterialien kommen gewisse Harze,
das Polyethylenterephthalat selbst oder auch andere Polymere, die mit dem
Polyethylenterephthalat ausreichend verträglich sind, in Frage.
Wichtig ist, daß die Korngröße und das Schüttgewicht des Masterbatches
ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des Polyethylenterephthalat ist,
so daß eine homogene Verteilung und damit eine homogene UV-Stabilisierung
erfolgen kann.
Die Schmelze verläßt den Extruder dann durch eine Düse. Diese Düse ist
vorzugsweise eine Breitschlitzdüse.
Das vom Extruder aufgeschmolzene und von einer Breitschlitzdüse ausgeformte
PET wird von Glättkalanderwalzen kalibriert, d. h. intensiv gekühlt und geglättet.
Die Kalanderwalzen können beispielsweise in einer I-, F-, L- oder S-Form
angeordnet sein.
Das PET-Material kann dann anschließend auf einer Rollenbahn nachgekühlt,
seitlich auf Maß geschnitten, abgelängt und schließlich gestapelt werden.
Die Dicke der PET-Platte wird im wesentlichen vom Abzug, der am Ende der
Kühlzone angeordnet ist, den mit ihm geschwindigkeitsmäßig gekoppelten
Kühl-(Glätt-)Walzen und der Fördergeschwindigkeit des Extruders einerseits und dem
Abstand der Walzen andererseits bestimmt.
Als Extruder können sowohl Einschnecken- als auch Zweischneckenextruder
eingesetzt werden.
Die Breitschlitzdüse besteht vorzugsweise aus dem zerlegbaren Werkzeugkörper,
den Lippen und dem Staubalken zur Fließregulierung über die Breite. Dazu kann
der Steuerbalken durch Zug- und Druckschrauben verbogen werden. Die
Dickeneinstellung erfolgt durch Verstellen der Lippen. Wichtig ist es auf eine
gleichmäßige Temperatur des PET und der Lippe zu achten, da sonst die
PET-Schmelze durch die unterschiedlichen Fließwege verschieden dick ausfließt.
Das Kalibrierwerkzeug, d. h. der Glättkalander gibt der PET-Schmelze die Form
und die Abmessungen. Dies geschieht durch Einfrieren unterhalb der
Glasübergangstemperatur mittels Abkühlung und Glätten. Verformt werden
sollte in diesem Zustand nicht mehr, da sonst in diesem abgekühlten Zustand
Oberflächenfehler entstehen würden. Aus diesem Grund werden die
Kalanderwalzen vorzugsweise gemeinsam angetrieben. Die Temperatur der
Kalanderwalzen muß zwecks Vermeidung des Anklebens der PET-Schmelze
kleiner als die Kristallitschmelztemperatur sein. Die PET-Schmelze verläßt mit
einer Temperatur von 240 bis 300°C die Breitschlitzdüse. Die erste Glätt-Kühl-Walze
hat je nach Ausstoß und Plattendicke eine Temperatur zwischen 50°C
und 80°C. Die zweite etwas kühlere Walze kühlt die zweite oder andere
Oberfläche ab.
Während die Kalibriereinrichtung die PET-Oberflächen möglichst glatt zum
Einfrieren bringt und das Profil so weit abkühlt, daß es formsteif ist, senkt die
Nachkühleinrichtung die Temperatur der PET-Platte auf nahezu Raumtemperatur
ab. Die Nachkühlung kann auf einem Rollenbrett erfolgen.
Die Geschwindigkeit des Abzugs sollte mit der Geschwindigkeit der
Kalanderwalzen genau abgestimmt sein, um Defekte und Dickenschwankungen
zu vermeiden.
Als Zusatzeinrichtungen kann sich in der Extrusionsstraße zur Herstellung von
PET-Platten eine Trennsäge als Ablängeinrichtung, die Seitenbeschneidung, die
Stapelanlage und eine Kontrollstelle befinden. Die Seiten- oder
Randbeschneidung ist vorteilhaft, da die Dicke im Randbereich unter Umständen
ungleichmäßig sein kann. An der Kontrollstelle werden Dicke und Optik der
Platte gemessen.
Durch die überraschende Vielzahl ausgezeichneter Eigenschaften eignet sich die
erfindungsgemäße, transparente und amorphe Platte hervorragend für eine
Vielzahl verschiedener Verwendungen, beispielsweise für Innenraumverkleidung,
für Messebau und Messeartikel, als Displays, für Schilder, im
Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als
Menükartenständer, als Basketball-Zielbretter, als Raumteiler, als Aquarien, als
Infotafeln, als Prospekt und Zeitungsständer.
In der UV-stabilisierten Ausführungsform eignet sich die erfindungsgemäße Platte
auch für Außenanwendungen, wie z. B. Gewächshäuser, Überdachungen,
Außenverkleidungen, Abdeckungen, für Anwendungen im Bausektor,
Lichtwerbeprofile, Balkonverkleidungen und Dachausstiege.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, ohne dadurch beschränkt zu werden.
Die Messung der einzelnen Eigenschaften erfolgt dabei gemäß den folgenden
Normen bzw. Verfahren.
Der Oberflächenglanz wird bei einem Meßwinkel von 20° nach DIN 67530
gemessen. Gemessen wird der Reflektorwert als optische Kenngröße für die
Oberfläche einer Platte. Angelehnt an die Normen ASTM-D 523-78 und ISO
2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 200 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 zusammen
angegeben werden.
Unter der Lichttransmission ist das Verhältnis des insgesamt durchgelassenen
Lichtes zur einfallenden Lichtmenge zu verstehen.
Die Lichttransmission wird mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM D
1003 gemessen.
Trübung ist der prozentuale Anteil des durchgelassenen Lichtes, der vom
eingestrahlten Lichtbündel im Mittel um mehr als 2,5° abweicht. Die
Bildschärfe wird unter einem Winkel kleiner als 2,5° ermittelt.
Die Trübung und die Clarity werden mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach
ASTM D 1003 gemessen.
Die Oberflächendefekte werden visuell bestimmt.
Diese Größe wird nach ISO 179/1D ermittelt.
Die Kerschlagzähigkeit bzw. -festigkeit ak nach Izod wird nach ISO 180/1A
gemessen.
Die Dichte wird nach DIN 53479 bestimmt.
Die Standardviskosität SV (DCE) wird angelehnt an DIN 53728 in
Dichloressigsäure gemessen.
Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der
Standardviskosität (SV)
IV (DCE) = 6,67 · 10-4 SV (DCE) + 0,118
Die thermischen Eigenschaften wie Kristallitschmelzpunkt Tm,
Kristallisationstemperaturbereich Tc, Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur TCN
und Glasübergangstemperatur Tg werden mittels Differential Scanning
Calorimetrie (DSC) bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 K/min gemessen.
Die Molekulargewichte Mw und Mn und die resultierende Polydispersität Mw/Mn
werden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) 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 (pro Seite)
Bestrahlung: 05 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.
Testgerät: Atlas Ci 65 Weather Ometer
Testbedingungen: ISO 4892, d. h. künstliche Bewitterung
Bestrahlungszeit: 1000 Stunden (pro Seite)
Bestrahlung: 05 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.
Die Farbveränderung der Proben nach der künstlichen Bewitterung wird mit
einem Spektralphotometer nach DIN 5033 gemessen.
Es gilt:
ΔL: Differenz in der Helligkeit
+ΔA: Die Probe ist heller als der Standard
-ΔL: Die Probe ist dunkler als der Standard
+ΔA: Die Probe ist heller als der Standard
-ΔL: Die Probe ist dunkler als der Standard
ΔA: Differenz im Rot-Grün-Bereich
+ΔA: Die Probe ist roter als der Standard
-ΔA: Die Probe ist grüner als der Standard
+ΔA: Die Probe ist roter als der Standard
-ΔA: Die Probe ist grüner als der Standard
ΔB: Differenz im Blau-Gelb-Bereich
+ΔB: Die Probe ist gelber als der Standard
-ΔB: Die Probe ist blauer als der Standard
+ΔB: Die Probe ist gelber als der Standard
-ΔB: Die Probe ist blauer als der Standard
ΔE: Gesamtfarbänderung
Je größer die numerische Abweichung vom Standard ist, desto größer ist der
Farbunterschied.
Numerische Werte von 0,3 sind vernachlässigbar und bedeuten, daß keine
signifikante Farbänderung vorliegt.
Der Gelbwert G ist die Abweichung von der Farblosigkeit in Richtung "Gelb" und
wird gemäß DIN 6167 gemessen. Gelbwert G-Werte von 5 sind visuell nicht
sichtbar.
In den nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen handelt es sich
jeweils um einschichtige, transparente Platten unterschiedlicher Dicke, die auf
der beschriebenen Extrusionsstraße hergestellt werden.
Das Polyethylenterephthalat, aus dem die transparente Platte hergestellt wird,
hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 3490, was einer intrinsischen
Viskosität IV (DCE) von 2,45 dl/g entspricht. Der Feuchtigkeitsgehalt liegt bei
< 0,2% und die Dichte (DIN 53479) bei 1,35 g/cm³. Die Kristallinität beträgt
19%, wobei der Kristallitschmelzpunkt nach DSC-Messungen bei 243°C liegt.
Der Kristallisationstemperaturbereich Tc liegt zwischen 82°C und 243°C. Die
Polydispersität Mw/Mn des Polyethylenterephthalats beträgt 4,3, wobei Mw
225070 g/mol und Mn bei 52400 g/mol liegt.
Die Glasübergangstemperatur liegt bei 82°C.
Vor der Extrusion wird das Polyethylenterephthalat 5 Stunden bei 170°C in
einem Trockner getrocknet und dann in einem Einschneckenextruder bei einer
Extrusionstemperatur von 292°C durch eine Breitschlitzdüse auf einen
Glättkalander dessen Walzen S-förmig angeordnet sind, extrudiert und zu einer
3 mm dicken Platte geglättet. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von
73°C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils eine Temperatur von 67°C.
Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei 6,5 m/min.
Im Anschluß an die Nachkühlung wird die transparente, 3 mm dicke PET-Platte
mit Trennsägen an den Rändern gesäumt, abgelängt und gestapelt.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 3 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 215
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 214
- Lichttransmission: 94%
- Clarity (Klarheit): 100%
- Trübung: 0,8%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,6 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 215
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 214
- Lichttransmission: 94%
- Clarity (Klarheit): 100%
- Trübung: 0,8%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,6 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Analog Beispiel 1 wird eine transparente Platte hergestellt, wobei ein
Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:
SV (DCE): 2717
IV (DCE): 1,93 dl/g
Dichte: 1,38 g/cm³
Kristallinität: 44%
Kristallitschmelzpunkt Tm: 245°C
Mw: 175 640 g/mol
Mn: 49 580 g/mol
Kristallisationstemperaturbereich Tc: 82°C bis 245°C
Polydispersität Mw/Mn: 3,54
Glasübergangstemperatur: 82°C
IV (DCE): 1,93 dl/g
Dichte: 1,38 g/cm³
Kristallinität: 44%
Kristallitschmelzpunkt Tm: 245°C
Mw: 175 640 g/mol
Mn: 49 580 g/mol
Kristallisationstemperaturbereich Tc: 82°C bis 245°C
Polydispersität Mw/Mn: 3,54
Glasübergangstemperatur: 82°C
Die Extrusionstemperatur liegt bei 280°C. Die erste Kalanderwalze hat eine
Temperatur von 66°C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur
von 60°C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei
2,9 m/min.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 192
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 190
- Lichttransmission: 92,1%
- Clarity (Klarheit): 99,8%
- Trübung: 2,0%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 192
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 190
- Lichttransmission: 92,1%
- Clarity (Klarheit): 99,8%
- Trübung: 2,0%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Analog Beispiel 2 wird eine transparente Platte hergestellt. Die
Extrusionstemperatur liegt bei 275°C. Die erste Kalanderwalze hat eine
Temperatur von 57°C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur
von 50°C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei
1,7 m/min.
Die hergestellte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 10 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 173
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 171
- Lichttransmission: 88,5%
- Clarity (Klarheit): 99,4%
- Trübung: 3,2%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 173
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 171
- Lichttransmission: 88,5%
- Clarity (Klarheit): 99,4%
- Trübung: 3,2%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Analog Beispiel 3 wird eine transparente Platte hergestellt, wobei ein
Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:
SV (DCE): 3173
IV (DCE): 2,23 dl/g
Dichte: 1,34 g/cm³
Kristallinität: 12%
Kristallitschmelzpunkt Tm: 240°C
Kristallisationstemperaturbereich Tc: 82°C bis 240°C
Polydispersität Mw/Mn: 3,66
Glasübergangstemperatur: 82°C
Mw: 204 660 g/mol
Mn: 55 952 g/mol
IV (DCE): 2,23 dl/g
Dichte: 1,34 g/cm³
Kristallinität: 12%
Kristallitschmelzpunkt Tm: 240°C
Kristallisationstemperaturbereich Tc: 82°C bis 240°C
Polydispersität Mw/Mn: 3,66
Glasübergangstemperatur: 82°C
Mw: 204 660 g/mol
Mn: 55 952 g/mol
Die Extrusionstemperatur liegt bei 274°C. Die erste Kalanderwalze hat eine
Temperatur von 50°C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur
von 45°C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei
1,2 m/min.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 15 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 162
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 159
- Lichttransmission: 89,3%
- Clarity (Klarheit): 98,9%
- Trübung: 5,8%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 162
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 159
- Lichttransmission: 89,3%
- Clarity (Klarheit): 98,9%
- Trübung: 5,8%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Analog Beispiel 2 wird eine transparente Platte hergestellt. 70%
Polyethylenterephthalat aus Beispiel 2 werden mit 30% Recyklat aus diesem
Polyethylenterephthalat abgemischt.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 188
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 186
- Lichttransmission: 92,2%
- Clarity (Klarheit): 99,6%
- Trübung: 2,2%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
ä Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,7 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 188
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 186
- Lichttransmission: 92,2%
- Clarity (Klarheit): 99,6%
- Trübung: 2,2%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
ä Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,7 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Analog Beispiel 1 wird eine 3 mm dicke, transparente, amorphe Platte
hergestellt, die als Hauptbestandteil das Polyethylenterephthalat aus Beispiel 1
und 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) enthält.
Tinuvin 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149°C und ist bis ca. 330°C
thermisch stabil.
1,0 Gew.-% des UV-Stabilisators werden direkt beim Rohstoffhersteller in das
Polyethylenterephthalat eingearbeitet.
Die Trocknungs-, Extrusions- und Verfahrensparameter werden wie in Beispiel 1
gewählt.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 3 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 208
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 205
- Lichttransmission: 92%
- Clarity (Klarheit): 100%
- Trübung: 1,0%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,6 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte. 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 208
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 205
- Lichttransmission: 92%
- Clarity (Klarheit): 100%
- Trübung: 1,0%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,6 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte. 1,33 g/cm³
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather
Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
- Dicke: 3 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 202
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 200
- Lichttransmission: 91,7%
- Clarity: 100%
- Trübung: 1,2%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,22
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,18
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,08
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: 0,10
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 4
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Oberflächenglanz 1. Seite: 202
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 200
- Lichttransmission: 91,7%
- Clarity: 100%
- Trübung: 1,2%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,22
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,18
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,08
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: 0,10
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 4
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
Analog Beispiel 6 wird eine 3 mm dicke, transparente, amorphe Platte
hergestellt. Der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)
oxyphenol (®Tinuvin 1577) wird in Form eines Masterbatches zudosiert. Das
Masterbatch setzt sich aus 5 Gew.-% ®Tinuvin 1577 als Wirkstoffkomponente
und 95 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 zusammen.
Vor der Extrusion werden 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel
1 mit 20 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170°C getrocknet. Die
Extrusion und Plattenherstellung erfolgt analog zu Beispiel 1.
Die hergestellte transparente, amorphe PET-Platte hat folgendes
Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 3 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 204
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 201
- Lichttransmission: 91,8%
- Clarity: 100%
- Trübung: 0,9%
- Oberflächendefekte: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 204
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 201
- Lichttransmission: 91,8%
- Clarity: 100%
- Trübung: 0,9%
- Oberflächendefekte: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather
Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
- Dicke: 3 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 200
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 198
- Lichttransmission: 91,7%
- Clarity: 100%
- Trübung: 1,0%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,24
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,19
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,08
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: 0,12
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 5
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Oberflächenglanz 1. Seite: 200
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 198
- Lichttransmission: 91,7%
- Clarity: 100%
- Trübung: 1,0%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,24
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,19
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,08
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: 0,12
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 5
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
Analog Beispiel 2 wird eine 6 mm dicke, transparente, amorphe Platte
hergestellt, die als Hauptbestandteil das in Beispiel 2 beschriebene
Polyethylenterephthalat und 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2,2′-Methylen
bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenol (®Tinuvin 360
der Fa. Ciba-Geigy), bezogen auf das Gewicht des Polymeren, enthält.
Tinuvin 360 hat einen Schmelzpunkt von 195°C und ist bis ca. 250°C
thermisch stabil.
Wie in Beispiel 6 werden 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators direkt beim
Rohstoffhersteller in das Polyethylenterephthalat eingearbeitet.
Die Extrusionstemperatur liegt bei 280°C. Die erste Kalanderwalze hat eine
Temperatur von 66°C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur
von 60°C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei
2,9 m/min.
Die hergestellte transparente PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 187
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 185
- Lichttransmission: 91,8%
- Clarity (Klarheit): 99,6%
- Trübung: 2,5%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 187
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 185
- Lichttransmission: 91,8%
- Clarity (Klarheit): 99,6%
- Trübung: 2,5%
- Oberflächendefekte pro m²: keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,8 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather
Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 182
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 179
- Lichttransmission: 90,9%
- Clarity: 99,5%
- Trübung: 2,7%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,56
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,21
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,11
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: +0,51
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 6
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,6 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Oberflächenglanz 1. Seite: 182
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 179
- Lichttransmission: 90,9%
- Clarity: 99,5%
- Trübung: 2,7%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,56
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,21
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,11
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: +0,51
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 6
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,6 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
Analog Beispiel 8 wird eine transparente, amorphe Platte hergestellt. Die
Extrusionstemperatur liegt bei 275°C. Die erste Kalanderwalze hat eine
Temperatur von 57°C und die nachfolgenden Walzen haben eine Temperatur
von 50°C. Die Geschwindigkeit des Abzuges und der Kalanderwalzen liegt bei
1,7 m/min. Die Platte ist wie in Beispiel 3 beschrieben stabilisiert.
Die hergestellte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 10 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 168
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 167
- Lichttransmission: 88,5%
- Clarity (Klarheit): 99,2%
- Trübung: 3,95%
- Oberflächendefekte pro m²: keine (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 168
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 167
- Lichttransmission: 88,5%
- Clarity (Klarheit): 99,2%
- Trübung: 3,95%
- Oberflächendefekte pro m²: keine (Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,1 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Kristallinität: 0%
- Dichte: 1,33 g/cm³
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather
Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
- Dicke: 10 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 164
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 162
- Lichttransmission: 88,2%
- Clarity: 99,1%
- Trübung: 5,0%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,47
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,18
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,09
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: +0,42
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 5
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,5 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
- Oberflächenglanz 1. Seite: 164
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 162
- Lichttransmission: 88,2%
- Clarity: 99,1%
- Trübung: 5,0%
- Gesamtverfärbung ΔE: 0,47
- Dunkelverfärbung ΔL: -0,18
- Rot-Grün-Verfärbung ΔA: -0,09
- Blau-Gelb-Verfärbung ΔB: +0,42
- Oberflächendefekte: keine
(Risse, Versprödung)
- Gelbwert G: 5
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 4,5 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut, keine Defekte
Analog Beispiel 1 wird eine transparente Platte hergestellt. Das eingesetzte
Polyethylenterephthalat hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 760, was
einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,62 dl/g entspricht. Die übrigen
Eigenschaften sind im Rahmen der Meßgenauigkeit mit den Eigenschaften des
Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 identisch. Die Verfahrensparameter und
die Temperatur wurden wie in Beispiel 1 gewählt. Infolge der niedrigen
Viskosität ist keine Plattenherstellung möglich. Die Schmelzstabilität ist
ungenügend, so daß die Schmelze vor dem Abkühlen auf den Kalanderwalzen
zusammenfällt.
Analog Beispiel 2 wird eine transparente Platte hergestellt, wobei auch das
Polyethylenterephthalat aus Beispiel 2 eingesetzt wird. Die erste Kalanderwalze
hat eine Temperatur von 98°C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils
eine Temperatur von 92°C.
Die hergestellte Platte ist extrem trüb. Die Lichttransmission, die Clarity und der
Glanz sind deutlich reduziert. Die Platte zeigt Oberflächendefekte und
Strukturen. Die Optik ist für eine transparente Anwendung unakzeptabel.
Die hergestellte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke: 6 mm
- Oberflächenglanz 1. Seite: 95
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 93
- Lichttransmission: 74%
- Clarity (Klarheit): 90%
- Trübung: 52%
- Oberflächendefekte pro m²: Blasen, Orangenhaut
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Kristallinität: ca. 8%
- Dichte 1,34 g/cm³
- Oberflächenglanz 1. Seite: 95
(Meßwinkel 20°) 2. Seite: 93
- Lichttransmission: 74%
- Clarity (Klarheit): 90%
- Trübung: 52%
- Oberflächendefekte pro m²: Blasen, Orangenhaut
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
- Schlagzähigkeit an nach Charpy: kein Bruch
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod: 5,0 kJ/m²
- Kaltformbarkeit: gut
- Kristallinität: ca. 8%
- Dichte 1,34 g/cm³
Claims (24)
1. Transparente, amorphe Platte, mit einer Dicke im Bereich von 1 bis
20 mm, die als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast
eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach
DIN 53728, aufweist, die im Bereich von 1800 bis 6000 liegt.
2. Platte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Standardviskosität im Bereich von 2000 bis 5000, vorzugsweise im
Bereich von 2500 bis 4000, liegt.
3. Platte gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oberflächenglanz, gemessen nach DIN 67530 (Meßwinkel 200), größer
als 120 ist.
4. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D
1003 mehr als 84% beträgt.
5. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trübung, gemessen nach ASTM D 1003 weniger
als 15% beträgt.
6. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als kristallisierbarer Thermoplast
Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, ein Cycloolefin- und/oder
ein Cycloolefincopolymer verwendet wird.
7. Platte gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als
kristallisierbarer Thermoplast Polyethylenterephthalat verwendet wird.
8. Platte gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Polyethylenterephthalat, Polyethylenterephthalat-Recyklat enthält.
9. Platte gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der
Messung der Schlagzähigkeit an nach Charpy, gemessen nach ISO
179/1D kein Bruch auftritt.
10. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kerbschlagfestigkeit ak nach Izod, gemessen
nach ISO 180/1A im Bereich von 2,0 bis 8,0 kJ/m² liegt.
11. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bildschärfe, gemessen nach ASTM D 1003 unter
einem Winkel kleiner als 2,5°, über 96% liegt.
12. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat einen
Kristallitschmelzpunkt, gemessen durch DSC mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 10 K/min, im Bereich von 220 bis 260°C
aufweist.
13. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat einen
Kristallisationstemperaturbereich, gemessen durch DSC mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 10 K/min, im Bereich von 75 bis 260°C
aufweist.
14. Platte gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyethylenterephthalat eine
Kristallinität aufweist, die im Bereich von 5 bis 65% liegt.
15. Platte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sie mindestens einen UV-Stabilisator als
Lichtschutzmittel enthält.
16. Platte gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Konzentration des UV-Stabilisators im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt.
17. Platte gemäß Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß als
UV-Stabilisatoren 2-Hydroxybenzotriazole und/oder Triazine verwendet
werden.
18. Verfahren zur Herstellung einer transparenten, amorphen Platte gemäß
mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß
man den kristallisierbaren Thermoplast gegebenenfalls trocknet, dann im
Extruder gegebenenfalls zusammen mit dem UV-Stabilisator aufschmilzt,
die Schmelze durch eine Düse ausformt und anschließend im Glättwerk
mit mindestens zwei Walzen kalibriert, glättet und kühlt, bevor man die
Platte auf Maß bringt.
19. Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
kristallierbare Thermoplast Polyethylenterephthalat ist.
20. Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Polyethylenterephthalat vor der Extrusion für 4 bis 6 Stunden bei 160 bis
180°C trocknet.
21. Verfahren gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperatur der PET-Schmelze im Bereich von 250 bis 320°C liegt.
22. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zugabe des UV-Stabilisators über die
Masterbatchtechnologie durchgeführt wird.
23. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Walze des Glättwerkes eine Temperatur
aufweist, die im Bereich von 50 bis 80°C liegt.
24. Verwendung einer transparenten, amorphen Platte gemäß mindestens
einem der Ansprüche 1 bis 17 im Innen- und Außenbereich.
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