DE2633358C2

DE2633358C2 - Verwendung von Polyäthylenterephthalat zur Herstellung gereckter Folien

Info

Publication number: DE2633358C2
Application number: DE2633358A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 6200 Wiesbaden Hoheisel; Siegfried Dr. 6200 Wiesbaden Janocha; Manfred Dr. 6229 Schlangenbad Unger
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-07-24
Filing date: 1976-07-24
Publication date: 1986-10-30
Also published as: JPS5314753A; NL187816C; NL7708075A; GB1559222A; JPS6311375B2; FR2359176B1; FR2359176A1; DE2633358A1; US4139518A; NL187816B; LU77824A1

Description

1. Die Dickenschwankungen, wie sie ζ. B. laufend bei der Produktionskontrolle registriert werden.

Es handelt sich um weitläufige Wellen, die man möglichst versucht, innerhalb einer gewissen Dickentoleranz zu halten. Über eine Breite von 1000 bis 3000 cm soll die Dicke bei einer Solldicke von 20 μπι ζ. Β. nicht mehr als 2 μπι schwanken.

2. Die Welligkeit (W) Hierbei handelt es sich um kurzwellige (im Millimeterbereich) Oberflächenunregelmäßigkeiten, die auf kurzen Abständen Höhenschwankungen von 0,2 bis 2 μπι zeigen können. In ihrem oberen Bereich geht, die Welligkeit in die unter 1. beschriebenen Dickenschwankungen über, in ihrem unteren Bereich geht sie zur Rauhtiefe über.

3. Die Rauhfiefe (R₁) ist sozusagen die Feinstruktur der Oberfläche und liegt gewöhnlich im Zehntel-Mikrometerbereich. Rauhtiefe und Welligkeit können mit handelsüblichen Meßgeräten, z. B. einem Perth-o-meter, gemessen werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß Rauhtiefe und Welligkeit für ganz spezifische Eigenschaften der Oberfläche verantwortlich sind. Insbesondere beeinflussen sich beide Eigenschaften gegenseitig. is

Betrachtet man z. B. eine längs-quergereckte Flachfolie aus Polyäthylenterephthalat, die Calciumacetat aus dem Umesterungskatalysütor enthält, so zeigt sich eine sehr starke Welligkeit und Rauhtiefe in der Oberfläche. Diese Oberfläche ist nicht optimal z. B. für Kondensatorfolien. Die Welligkeit ist zu groß, es wird zu viel Luft beim Kondensatorwickel eingeschlossen und die Rauhtiefe ist zu gering, um bei dünnen Folienstärken im Bereich von kleiner als 5 μπι noch eine gut schlupfende Folie zu ergeben.

Es hat sich nun gezeigt, daß man die Welligkeit vollkommen eliminieren bzw. auch graduell reduzieren kann, indem- man erfindungsgemäß insbesondere biaxial gereckter Folien herstellt.

F i g. 1 zeigt einen Rauhigkeitsschrieb <^ner biaxial längs-quergereckten Folie aus einer Formmasse aus Polyäthylenterephthalat, das Calciumsalz aus dem als Umesterungskatalysator verwendeten Calciumacetat enthielt, nach dem Stand der Technik (Foliendieke 6 μπι). (Der Ca-SaIz Anteil in Form von Calciumacetat betrug 0,08 Gew.-% bezogen auf das Polyäthylenterephthalat)

F i g. 2 zeigt einen Rauhigkeitsschrieb einer biaxial längs-quergereckten Folie aus der gleichen Formmasse wie nach F i g. 1, jedoch mit 0,6 Gew.-% pyrogener Kieselsäure gemäß der vorliegenden Erfindung (Foliendieke 6 μπι).

Die in den Figuren angegebenen RvWerte bedeuten den Abstand zweier zur Mittellinie paralleler Linien, die das Rauhigkeitsprofil R se schneiden, daß der Traganteil der oberen Linie 5% und der Traganteil der unteren Linie 90% beträgt.

Die Reckung der Folien wurde unter den gleichen Bedingungen vorgenommen.

Die Reduzierung der Welligkeit und die Vergleichsmäßigung der Rauhigkeit ist beim Vergleich der beiden Figuren deutlich zu erkennen. Die Reduzierung der Welligkeit ist auch beim Vergleich der Rauhtiefenwerte zu erkennen. Während R, nur die Rauhtiefe darstellt, beinhaltet W + R, noch die Welligkeit Im Falle der Folie der Formmasse nach dem Stand der Technik sind die Werte sehr verschieden, dagegen zeigt erfindungsgemäß eine entsprechende Folie nur eine geringfügige Zunahme des Wertes W + R, gegenüber R₁.

biaxial längs-quer-gereckte erfindungsgemäß hergestellte

Folie aus einer Ca-SaIz ent- biaxial längs-quergereckte Folie

haltenden Formmasse nach dem mit 0,6 Gew.-%

Stand der Technik pyrogener Kieselsäure (0,08 Gew.-% Calciumacetat)

Foliendieke 3,5 μι.ι 3,5 μΐη

«,(Rauhtiefe) 0,79 0,62

W +R, 0,84 0,63

Die Reckung der beiden Folien wurde unter den gleichen Bedingungen vorgenommen.

Die erfindungsgemäß hergestellte Folie hat nicht nur den Vorteil, daß sie geringe Welligkeit besitzt, durch den Zusatz au pyrogener Kieselsäure erhält die Folie noch zudem einen ausgezeichneten Schlupf. Die aus -iiner Formmasse nach dem Stand der Technik hergestellte 3,5 μπι dicke Folie besitzt einen Schlupf von 1,8, während eine erfindungsgemäß hergestellte Folie einen Schlupf von 0,4 besaß.

Die oben angegebenen Beispiele sind ausgewählte Beispiele zur allgemeinervDemonstration der Erfindung.

Es zeigten sich ähnlich gute Ergebnisse bei Folien zwischen 2,5 und 50 μΐη Dicke und Zusätzen von pyrogener Kieselsäure zwischen 0,01 bis 1,0 Gew.-%, wobei optimale Ergebnisse bei einem Zusatz von 0,1 bis 0,6 Gew.-% erhalten wurden.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Polyäthylenterephthalat, welches mit Calciumacetat als Umesterungskatalysator hergestellt worden ist und dem vor oder während der Polykondensation 0,01 bis 1,0 Gew.-% einer pyrogenen Kieselsäure mit einer mittleren Primärteilchengröße zwischen 5 und 50 nm zugegeben werden ist, zur Herstellung gereckter Folien.

Die Herstellung von Polyäthylenterphthalat durch Polykondensation unter Verwendung von Katalysatoren, z. B. Antimonoxiden, ist seit langem hinreichend bekannt

Es gehört weiterhin zum Stand der Technik, bei der vor der Polykondensation stattfindenden Umesterung Katalysatoren, z. B. in Form von Calcium-, Lithium-, Mangan- und Zinksalzen, zuzusetzen. Die Katalysatoren werden hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der wirtschaftlichen Rohstoffherstellung ausgesucht, wobei u. a. auf schnellere Reaktionszeiten, günstige Farbeinstellung usw. hingearbeitet wurde.

Es ist weiterhin aus der GB-PS 9 51 768 bekannt, Polymeren, z. B. auch Polyäthylenterephthalat, Pigmente wie Calciumcarbonat, Calciumsilikate, Glas, Titandioxid und Siliciumdioxid in Mengen von 1 bis 25 Gewichtsprozent bei der Folienherstellung zuzusetzen. Die Partikelgröße der Pigmente kann dabei zwischen 03 bis 20 μπι liegen. Die zugesetzten Pigmente verändern je nach ihrer Art bzw. Korngröße und Menge die physikalischen Eigenschaften der hergestellten Folie, die dabei sowohl ein mattes als auch durchscheinendes Aussehen erhalten kann. Teilweise wird die Oberfläche der Folie auch hierdurch beschreibbar gemacht

Die mit Hilfe von Umesterungskatalysatoren hergestellten Polyäthylenterephthalate besitzen jedoch gewisse Nachteile. So lassen sie sich teilweise nach dem Aufschmelzen zur Herstellung von geformten Gebilden, wie z. B. Fäden oder Folien, oft schlecht filtrieren bzw. sind die Filterstandzeiten relativ kurz oder durch Ablagerungen an den Kondensationskesselwänden können Verunreinigungen in grober Form in den Rohstoff gelangen. Die aus solchen Rohstoffen hergestelltes Formkörper, z. B. Folien, zeigen oft Stippen„jo daß deren Verwendung, z. B. als Kondensatorfolie, stark beeinträchtigt wird.

Auch sind die Rauhtiefenwerte und Welligkeiten an der Folie oft unbefriedigend, da man möglichst gleichmäßige Oberflächen erzielen will, wobei z. B. auch der Schlupf eine bedeutende Rolle spielt

In der DE-AS 11 99 984 werden Polyesterfolien beschrieben, die pulverföitnige anorganische Materialien mit TeilchengröEcn zwischen 0,01 und 10 μΐη und einen Refraktionsindex zwischen 1,4 und 1,8 enthalten. Erreicht wird hierdurch eine Veiringer- iig des Knitterns und der Faltenbildung der Folien sowie in Folge der Oberflächenrauhigkeit eine gute Verarbeitbarkeit auf automatischen Verpackungsmaschinen.
Gegenstand der Erfindung ist /tr im Patentanspruch angegebene Verwendung von Polyäthylenterephthalat.

Unter pyrogener Kieselsäure soll im folgenden ein Siliciumdioxid verstanden werden, das auf pyrogenem Wege, z. B. aus Siiiciumhaiogeniden hergestellt wird und das sehr feinteiiig ist, wobei die mittlere Primärieiichengröße der hier eingereckten handelsüblichen Typen zwischen 5 und 50 nm liegt Solche pyrogenen oder synthetischen Kieselsäuren werden z. B. verwendet, um klebende Pulver, wie z. B. Gewürze, Seifenpulver, Trockenlöschpulver, Sprengpulver u. a. fließfähig zu machen bzw. zu halten.

Bevorzugt enthält die Polyäthylenterephthalat-Formmasse 0,1 bis 0,6% an pyrogener Kieselsäure, da in diesem Bereich optimale Effekte hinsichtlich Filtrierbarkeit, Stippenfreiheit der hieraus geformten Gebilde, -günstige Rauhtiefen- und Welligkeitswerte von hieraas hergestellten gereckten Folien erreicht werden.

Die Herstellung der Formmasse kann auf verschiedenen Wegen erfolgen. Die pyrogene Kieselsäure wird vor oder während der zum Stand der Technik gehörenden Polykondensation zugeben, bevorzugt wird sie jedoch bereits zusammen mit dem Calciumacetat als Umesterungskatalysator bei den bekannten Umesterungstechniken oder kurz nach der beginnenden Umesterung eingearbeitet Das Calciumacetat wird bevorzugt in Mengen eingesetzt, bei denen — bezogen auf das Polyäthylenterephthalat — Calcium in Mengen von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent vorliegt.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Einarbeitung von pyrogener Kieselsäure in das Polyäthylenterephthalat die Standzeiten handelsüblicher Filter bei Schmelztemperaturen von 265 bis 300⁰C und spezifischen Viskositäten (SV-Werten) von 600 bis 900 zwischen dem zwei- bis fünffachen erhöht werden konnten. Der SV-Wert wird gemessen an 1 prozentiger Lösung in einer Mischung aus Phenol/Tetrachloräthan (Gewichtsteile 60 :40) bei 25" C.

Ebenfalls war es nur noch notwendig, die Polykondensationskessel in Abständen zu reinigen, die das zwei- bis zehnfache der üblichen Reinigungsintervalle betrugen. Diese Tatsachen sind ein erheblicher technischer Fortschritt, da hierdurch zeitraubende Produktionsunterbrechungen stark herabgesetzt werden konnten.

Ein weiterer erheblicher Vorteil zeigte sich bei den aus der Polyäthylenterephthalatformmasse hergestellten Folien. Diese waren weitgehend stippenfrei und hierdurch in ihrer Qualität verbessert, was für manche Anwendungszwecke, z. B. für Tonband-, Computer- oder Elektroisolierfolien von erheblicher Bedeutung ist.

Aus der Formmasse erzeugte Folien, ob nach den bekannten Schlauchstfeck- oder Flaehstreekprozessen hergestellt, zeigten außerdem verbesserte Rauhtiefen- und Welligkeitswerte, was für die guten Oberflächeneigenschaften erwünscht ist. An dieser Stelle müssen die Begriffe der Welligkeit und der Rauhtiefe näher erläutert -werden, da sie zum Verständnis des technischen Fortschritts der Erfindung dienen. Mißt man die Oberfläche von gereckten, vorzugsweise biaxial gereckten, Polyäthylenterephthalatfolien mittels entsprechender handelsüblicher Meßgeräte durch, so kann man verschiedene Grade von Oberflächenunregelmäßigkeiten feststellen.