DE2054433C3

DE2054433C3 - Verfahren zur chemischen Mattierung von Polyesteroberflächen

Info

Publication number: DE2054433C3
Application number: DE19702054433
Authority: DE
Inventors: Siegmund Schwyz Hoetzl; Joachim Hans Guenther Dipl.-Chem. Dr. Ibach Patschorke
Original assignee: CELFA AG SEEWEN (SCHWEIZ)
Current assignee: CELFA AG SEEWEN (SCHWEIZ)
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1970-11-05
Publication date: 1975-06-12
Also published as: DE2054433B2; DE2054433A1

Description

»5

Es besteht ein steigender Bedarf an Forrokörpern mit mattierter Polyesteroberfläche, insbesondere an mattierten; Polyesterfbliea. Polyesterfolien, die mindestens auf einer ihrer beiden Oberflächen eine Mattierung aufweisen, wie z. B. Polyglykolterephthalatoberflächen, sind sehr maß-stabil und eignen sich daher besonders für die Anfertigung von Zeichnungen. Diese Materialien haben auch den Vorteil einer hohen Witterungsbeständigkeit, so daß auf derartigen Folien angefertigte Zeichnungen auf Bau- 2s stellen durch Witterungseinflüsse, wie Wind und Regen, praktisch nicht !beschädigt werden. Ein weiterer Vorteil derartiger Folien besteht darin, daß sie die Anwendung fortschrittlicher Zeichentechniken ermöglichen, beispielsweise das Anbringen von Korrekturen auf der Zeichnungsunterseite, wenn Kopien anzufertigen sind Ähnliche Methoden können auch angewandt werden, wenn eine einseitig mattierte Folie auf der Gegenseite mit einer lichtempfindlichen Diazoschicht ausgestattet ist.

Die Mattierung einer Polyesteroberfläche, beispielsweise einer Folie, wird auch dort vorgenommen, wo der Glanz der Oberfläche unerwünscht ist, oder wo die Gleitfähigkeit erhöht werden soll. Ferner ist eine aufgerauhte Oberfläche von Formkörpern dann vorteilhaft, wenn Beschichtungen aufgebracht werden sollen, denn die aufgerauhte Oberfläche ist im Vergleich zu einer glatten Oberfläche vergrößert und bildet eine bessere Verankerungsmöglichkeit für derartige Schichten, so daß damit eine Erhöhung der Haftfestigkeit der aufgebrachten Schicht erreicht wird.

Es ist bekannt. Oberflächen durch die Aufbringung von Mattbcschichtungen oder durch mechanisches Aufrauhen zu mattieren.

Dadurch, daß beim Mattbeschichten •substanzfremde Schichten aufgebracht werden, treten Haftprobleme auf, die man durch Anwendung spezieller Arbeitstechniken zu lösen versucht, wobei dies immer mit einem bedeutenden Aufwand verbunden ist. Beschichtete Mattfolien enthalten im allgemeinen eine Schicht, in der etwa gleich große Teilchen eines Materials, wie z. B. SiO₂ oder TiO₂, gleichmäßig verteilt sind. Der Bleistiftabrieb derartiger Schichten soll konstant sein. Bei der mechanischen Aufrauhung ist die gleichzeitige Behandlung der gesamten Oberfläche eines Formkörpers, beispielsweise einer Folie, nicht möglich,und dadurch, daß die Behandlung einzelner Teile der Oberfläche nacheinander durchgerührt wird, beispielsweise eine Behandlung mit Bürsten, treten Ungleichmaßigkeiten der hintereinander behandelten Teilstücke auf. Es wird also mit der mechanischen Aufrauhung zwar eine substanzeigene Rauhigkeit errdc&L- diese besitzt jedoch mcfc* 4ie erwünschte Gleichmäßigkeit.
' Ferner wurde auch bereits vers«cht,eiiie chepilscie Mattierung durctepE&ven, Die HauptscJiwieqgjlEejt, die bei einer chemischen Mattierung auftritt, ist das Auffinden eines rohstoflspeztfischen Systemes, mit Hilfe dessen zwar ein genügender Matteffekt erreicht wird, ohne daß jedoch die Foliensubstanz ader die FolienstruktUT zerstört wird. Durch die chemische Mattierung soll eine gleichmäßige Rauheit <ie- Oberfläche erreicht werden, wobei der Vortei? jer so aufgerauhten Schicht darin besteht, daß sie substanzeigen ist (wie dies auch bei der mechanischen Aufrauhung der Fall ist), wobei jedoch mittels der chemischen Mattierung eine wesentlich gleichmäßigere Aufrauhung im Vergleich zur mechanischen Aufrauhung erzielt werden soll.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Polyesteroberflächen, beispielsweise Polyesterfolien, durch Behandlung mit bestimmten aromatischen Kohlenwasserstoffen, bei denen an einen aromatischen Kern sowohl ein Halogenatom als auch eine Hydroxylgruppe gebunden ist, chemisch mattiert werden können. Die erwähnten aromatischen Kohlenwasserstoffe werden in der Folge kurz Halogenphenole genannt, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das aromatische System nicht zwingend ein einkerniges aromatisches System sein muß und daß beispielsweise auch die entsprechenden Halogennaphthole unter dem Begriff »Halogenphenole« zu verstehen sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur chemischen Mattierung von Polyesteroberflächen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polyesteroberfläche mit einem aromatischen Kohlenwasserstoff behandelt, bei dem ein aromatischer Kern mit mindestens einer Hydroxylgruppe und ein aromatischer Kern mit mindestens einem Halogenatom substituiert ist.

Bevorzugt beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte, wie oben angegeben substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe sind Monohalogenphenole oder Dihalogenphenole, insbesondere p-Chlorphenol, m-rhlorphenol oder 2,5-Di-chlorphenol.

Es wurde gefunden, daß überraschenderweise entsprechende Verbindungen, die entweder nur eine an den aromatischen Kern gebundene Hydroxylgruppe oder nur an den aromatischen Kern gebundene Halogenatome aufweisen, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht geeignet sind. Keine entsprechende Mattierung wurde so beispielsweise mit 2-Hydroxy-diphenyl, o-Kresol, p-Kresol, m-Kresol, Phenol, Monochlorbenzol. o-Dichlorbenzol und m-Dichlorbenzol erreicht, überraschenderweise ist auch der mit o-Chlorphenol erreichte Mattierungseffekt wesentlich schlechter als der mit p-Chlorphenol und m-Chlorphenol erzielbare. Es ist also anzunehmen, daß vorzugsweise mindestens eines der Ilalogenatome der Halogenphenole in p- oder m-Stellung zur OH-Gruppe stehen soll.

Vorzugsweise führt man die Behandlung der Polyesteroberfläche nicht mit dem reinen Halogenphenol durch, sondern man verwendet zur Behandlung eine Lösung eines Halogenphenols in einem die Polyesteroberfläche nicht angreifenden Lösungsmittel, vorzugsweise einem organischen Lösungsmittel, insbesondere einem Halogenkohlenwasserstoff. Eine derartige Behandlüngslösung soll 5 bis 40 Gewichts-

2 0δ

3JS 30GewichtspFO2ö« verwendet* and>w§i

etwa 15 bis 25G©«iehtsprQzent übliche Folien der fotEenden

Tabelle 1

hdl

behandelt:

gj

dem erfraduflgsgemäßen Verfahre» können

piebiger Gestalt. Im Gegensatz zu 4er mechanischen Irauhnng wird äueb is deo Vertiefungisn von unelmäöig geformten Formkörpern eine gleich gute Jtiening erreicht, wie an vorspringenden Teilen nes derartigen Fonnkörpers. Das erfmdungsgemäße ' ifabren kann besonders vorteilhaft auch zur Mattieng von Polyesterfolien herangezogen werden, und sowohl zur einseitigen Mattierung als auch zur ieitigen Mattierung derartiger Fo'ien. Da bei chemischen Mattierungsver%hren keine mechanische Beanspruchung einer Folie erfolgt, können τ /1' noch sehr dünne Folien, beispielsweise Foliea bis -" ^s-2u einer Dicke von 10 pm. mattiert werden. Vorzugsweise besitzen die der Behandlung unterworfenen Folien Dicken im Bereich von 30 bis 300 μτη, insbesondere 50 bis 200 μΐη.

Die Intensität der Mattierung der Oberfläche kann durch die Einwirkungszeit des Halogenphenols variiert werden. Wenn man das Halogenphenol gelöst in einem inerten Lösungsmittel verwendet, dann kann die Intensität der Mattierung außerdem noch durch die Konzentration der Lösung an dem Halogenphenol variiert werden, wobei bei höheren Konzentrationen und längeren Einwirkungszeiten zumindestens bis einem gewissen Grenzwert stärkere Mattierungen erreicht werden. Die Tatsache, daß der Grad der Mattierung beim erfindungsgemäßen Verfahren variiert werden kann, ist sehr vorteilhaft, weil fur bestimmte Anwendungsgebiete bestimmte Mattierunggrade bevorzugt werden. So kann man beispielsweise durch nur geringe Mattierungsgrade nach dem erfindungsgemäßen Verfahren halbglänzende oder in bestimmter Weise gleitfähig gemachte Oberflächen herstellen.

Nach der Durchführung der erfindungsgemäßen Behandlung ist es zweckmäßig, die Oberfläche mit einem inerten Lösungsmittel so lange ζ 1 waschen, bis die letzten Reste des anwesenden Halogenphenols entfernt sind. Wenn man die Behandlung mit einer Lösung des Halogenphenols durchfuhrt, dann kann zum Nachspülen das gleiche Lösungsmittel verwendet werden, wie das in der Behandlungslösung verwendete, es bestehen jedoch auch keine Bedenken, zur Nachspülung ein. anderes Lösungsmittel einzusetzen. so

Die Erfindung sei nun an Hand von Beispielen

näher erläutert: . , , .

Beispiele 1 bis 8

Es wurden in sämtlichen Beispielen transparente Polyglykolterephthalat-Folien als Ausgangsmatertal

Folie	*OKkc*
A	iflOftm
	178 paa
B	W»pm
	178 pm
C	50μΠ1
	75 μτη*
	125 μΐη
	190 μπι

" Zur Mattierung dieser Folien wurde ein Behandlungsbad (Bad I) verwendet, das aus 20 Gewichtsteilen p-Chlorphenol und 80 Gewichtsteilen Tetrachloräthan bestand.

Bei sämtlichen Beispielen 1 bis 8 wurden die angegebenen Polyester-Folien während 5 Sekunden bei Zimmertemperatur in das Behandlungsbad 1 eingetaucht. Nach Ablauf dieser 5 Sekunden wurden die Folien aus dem Bad herausgenommen und sofort aufgehängt, und durch die auf der Oberfläche haften bleibende Menge des Behandlungsbades I wurde die Mattierung erreicht. Die Zeit, die die Folien aufgehängt bleiben (30 Sekunden bis 32 Minuten) wird in den Tabellen II und III als »Einwirkungszeit« angegeben. Nach der gewünschten Einwirkungszeit werden die Folien mit dem Spülbad (Bad Ii) gewaschen, bis der Geruch des Musters nach p-Chlorphenul vollständig verschwunden ist. In sämtlichen hier angegebenen Beispielen wurde als Spülbad Chloroform verwendet. Nach dem Wegtrocknen des ChIoroforiris wurden die Folien geprüft.

Je nach der angewandten Einwirkungszeit waren die erhaltenen Folien verschieden stark mattiert, wie dies später aus den Tabellen II und HI noch zu ersehen ist. Unabhängig von der Einwirkungszeit war jedoch die Mattierung jeder der geprüften Folien überaus gleichmäßig, und außerdem waren sämtliche Folien relativ unempfindlich gegen Fingerabdrücke.

Die unterschiedlich matten Folien wurden auf ihre Lichtdurchlässigkeit mit einem Densitometer geprüft. Dabei wies das verwendete Meßgerät einen konstanten Fehler von etwa einem halben Prozent auf.

Die bei der Prüfung der Lichtdurchlässigkeit erzielten Werte sind in der folgenden Tabellen angeführt:

Tabelle Il

Lichtdurchlässigkeit in % Einwirkungszeit

■ Beispiel	I-oliemirt	Dicke (um)	0	30 s	60s	2 min	4 min	8 min	16 min	32 min
1	A	178	91,0	90,5	90.5	90,5	90,5	.91,5	91,5	91,5
2		100	88,5	87,5	88,5	87,5	87,0	88,5	88,5	88,5
3	B	178	92,5	91,5	91,0	91,5	91,0	92,0	92,5	92,0
4		100	90,0	89,5	89,0	89,0	89,0	90,5	90,0	90,5

ξ.

0S4153

Fortsetzung

Beispiel	t^olienart	*■ ■ -\- ■■ · -' ■ ■ ■ - ι Dicke**	0	89,0	60s	2 min	4 min ^!	%&
				91,0	1-	I ^.'i	- -	89,0
5	C		ms	91,0	."* ■"	ms		91,5
6		75	89,0	88;5	89,0	89,0	92,O
7		125	91,5	90,5	904	90,5
8		190	92,0	91,0	91,0	91,0

16 mm

ms

88,0 92,5 92,5

32 min

91,0

92,®
92,0

Die in dfer Tabellen angerührten Werte zeigen, daß die getesteten Folien, die sehr stärke Unterschiede ϊη ihrer Mattheit aufwiesen, nur relativ geringe Unterschiede m den Werten der Lichtabsorption zeigen. Die Werte der Lichtabsorption variieren mit der Veränderung der Einwirkungszeit nur um etwa 2%, und wenn man berücksichtigt, daß das Gerät einen konstanten Fehler von einem halbep Prozent aufweist, dann Segen diese Schwankungen in den Lichtdurchlässigkeitswerten der geprüften Folien praktisch sehr nahe der Fehlerbreite des Meßgerätes. Die Tabelle H zeigt also, daß die Lichtdurchlässigkeit der Folien durch die Mattierung praktisch nicht verändert wird. Dies dürfte darauf hindeuten, daß ia mattierten Folien zwar deutliche LichtstreaungseascäMBnuagen auftreten (beispielsweise besitzen diese Folien auch einen Anti-

Newton-Effekt) jedoch keine wesentliche Lichtabsorption stattfindet.

Die Mattierungsstärke der behandelten Folien wurde durch eine Prüfung der Rauhigkeit der FoHsn mit Hilfe eines Perth-o-Meter der Firma Perthen,

μ Hannover, Deutschland durchgeführt. Mit diesem Gerät wird die totale Rauhigkeit Rt bestimmt, und in der folgenden Tabelle IH wird diese totale Rauhigkeit Rt in (im angeführt:

Tabelle lü Rauhigkeit Rt in μπα Einwirkungszeit

Beispiel	Folien
1	A
2
3	B
4
5	C
6
7
8

Dicke

178

100

178

100

125

190

Sowohl in Tabellen als auch in TabelleIH sind in der Spalte »Einwirkungszeit o« die Werte für die entsprechenden unbehandelten I olien angegeben.

In der TabellelH fällt dabei auf, daß die unbehandelten Folien einer Dicke von 100, 178 und 190 μΐη eine relativ geringe Rauhigkeit besitzen, wobei die Rauhigkeit der Folien B, der Dicke 178 μΐη ganz besonders klein ist. Ferner ist bemerkenswert, daß sich die Rauhigkeit bei der Folie B einer Dicke von 178 μΐη und bei den Folien C einer Dicke von 75 ^m bzw. 190 μΐη in Abhängigkeit von der Behandlungszeit besonders deutlich ändert. Wenn man die Rauhigkeit in einem Diagramm gegen die Einwirkungszeit aufträgt, so sieht man, daß sich bei Behandlungszeiten von 4 bzw. 8 Minuten bei den meisten Proben ein Knick im Kurvenverlauf zeigt. In den Perth-o-Meter-Diagrammen äußert sich dies in einem erneuten Gleichmäßigerwerden der Oberfläche. Es ist also anzunehmen, daß im allgemeinen bei der angegebenen

(,	Ws	60s	2 min	4 .mn	K min	16 min	Um
0,15	0,3	0,5	1,1	1,2	1,0	0,85	1,0
0J2	0,28	0,4	0,8	1,3	1.15		1.3
0,08	0,22	0,24	0,35	0,7	0,9	U	1,8
0,16	0,3	0,4	0,85	1,2	1,7	1,1	1,7
03	0,25	0,8	0,9	1,5	1,6	1,9	1,7
0,3	0,35	0,45	1,0	1,4	1,6	2,2	2,2
0,3	0,2	0,15	0,2	0,6	0,35	0,3
0,15	0,23	0,28	0,4	1,0	1,7	1,5	1,0

Behandlungsftüssigkeit bis zu Einwirkungszeiten von 4 bzw. 8 Minuten die Zerklüftung der Oberfläche effektiv zunimmt. Bei noch längeren Behandlungszeiten findet dann offenbar eine erneute Glättung der Oberfläche dadurch statt, daß Spitzen der rauhen Oberfläche durch effektives Auflösen der Foliensubstanz abgebaut werden.

Beispiel 9

Die in den Beispielen 1 bis 8 angegebenen Versuche wurden mit den gleichen Folien und mit der

gleichen Konzentration des Halogenpbenols in dem Lösungsmittel Tetrachloräthan durchgeführtes wurde jedoch statt des p-Chlorphcnols m-Chlorphenol bzw. 2,5-Di-Chlorphenol verwendet. Dabei zeigte es sich, daß bei den Einwirkungszeiten von 4 bzw. 8 Minuten

ähnliche Ergebnisse bezüglich der Lichtdurchlässigkeit und der Rauhigkeit erzielt wurden, wie bei der Verwendung von p-Chlorphenol.

Claims

054

Patentanspruch:

ziu-chemi^iU Mattierung von PoIyesteroherilächen, 4.acturcsh ^ekennzeich- s n«t,.4a& man die Pblj(esteroberfläcben mit einem aromatischen Kohlenwasserstoff behandelt, bei dem ein aromatischer Kern mit mindestens einer Hydroxylgruppe and ein aromatischer Kern mit mindestens einem Halogenatom substituiert ist.