DE69925665T2

DE69925665T2 - Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung

Info

Publication number: DE69925665T2
Application number: DE69925665T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kanno
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: DE69925665D1; EP0947543A3; CN1236695A; US5998005A; EP0947543A2; CN1102093C; EP0947543B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung, die durch Kalandrieren formbar ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung, wobei die Zusammensetzung eine spezifische Formulierung aufweist, keine Adhäsion an Kalanderwalzen zeigt und in eine Folie durch Kalandrieren bei hoher Produktivität gefertigt werden kann.
In den vergangenen Jahren fanden Folien auf Polyesterharz-Basis breitere Anwendungen, wie (1) Fälle für elektronische und elektrische Vorrichtungen, Bürobedarf, etc., (2) Verpackungsfilme oder -folien für Nahrungsmittel, Arzneien, etc., (3) Deckelmaterialien für geformte Behälter, (4) Behälter für Blister-Verpackungen, (5) Filme oder Folien für den Bau und (6) so weiter, oder als Folien für Karten (z.B. IC-Karten, Karte mit Magnetstreifen und Personalausweis), die durch Laminieren einer Kernfolie und einer Überzugsfolie hergestellt werden und im Inneren ein Modul, worauf IC-Chips, etc. befestigt sind, enthalten.
Diese Folien auf Polyesterharz-Basis wurden im Allgemeinen dadurch hergestellt, dass Harzpellets einer Schmelzextrusion unterzogen wurden. Bei einer solchen Folienherstellung durch Schmelzextrusion war die Geschwindigkeit der Folienherstellung gering, die Produktivität war gering und die Dickengenauigkeit war gering.
Inzwischen wurden Folien auf Polyvinylchloridharz-Basis nicht nur durch Extrusion, sondern auch durch Kalandrieren hergestellt. Bei der Folienherstellung durch Kalandrieren ist die Geschwindigkeit einer Folienherstellung groß und die Dickengenauigkeit ist hoch.
Wenn versucht wird, eine Folie aus einem Polyesterharz durch Kalandrieren herzustellen, haftet das Polyesterharz aufgrund seiner Eigenschaften stark an den verwendeten Kalanderwalzen, was die Folienherstellung im Wesentlichen unmöglich macht. Ein Absenken der Temperatur der Kalanderwalzen verschlechtert die Oberflächenrauheit der sich ergebenden Folie, was die Folienherstellung gleichfalls im Wesentlichen unmöglich macht.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung bereitzustellen, wobei die Zusammensetzung keine Adhäsion an Kalanderwalzen zeigt und eine Folienherstellung durch Kalandrieren bei einer hohen Produktivität ermöglicht.
Der Erfinder hat festgestellt, dass eine Adhäsion von Polyesterharz an Kalanderwalzen verhindert werden kann, falls eine geeignete Schmierfähigkeit auftritt, wenn das Polyesterharz und die Kalanderwalzen miteinander in Kontakt gebracht werden.
Eine weitere Untersuchung basierte auf der vorstehenden Feststellung. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, dass (1) es schwierig ist, Schmierfähigkeit an Kalanderwalzen selbst zu verleihen, (2) und folglich es erforderlich ist, Schmierfähigkeit an eine herzustellende Folie zu verleihen, und (3) es, um Schmierfähigkeit an die Folie selbst zu verleihen, wirksam ist, vorher ein Schmierfähigkeit-verleihendes Mittel einem Polyesterharz zuzusetzen.
Das beste Beispiel für das Polyesterharz ist ein Polyethylenterephthalatharz. Jedoch ist das Polyethylenterephthalatharz aufgrund seiner Kristallinität schwierig zu kalandrieren. Eine Untersuchung durch den Erfinder zeigte, dass lediglich ein Copolyesterharz, das dadurch erhalten wird, dass bei der Herstellung eines Polyethylenterephthalatharzes 10 bis 40 Mol-% der Ethylenglykolkomponente durch Cyclohexandimethanol ersetzt werden, amorph ist.
Eine Untersuchung erfolgte auch hinsichtlich des Schmierfähigkeit-verleihenden Mittels, das zu dem Polyesterharz gegeben werden sollte. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, dass ein Fettsäureesterschmiermittel eine gute Kompatibilität mit dem Polyesterharz aufweist, einfach mit dem Polyesterharz zu verkneten ist, die Fähigkeit des Polyesterharzes, in eine Folie geformt zu werden, nicht beeinträchtigt, eine Folie mit guten Eigenschaften (z.B. Aussehen und andere Eigenschaften) ergibt und kein Problem beim Kalandrieren aufwirft.
Die Erfindung wurde basierend auf den vorstehenden Feststellungen fertig gestellt. Erfindungsgemäß werden

(1) eine Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung, wobei die Polyesterharzzusammensetzung 100 Gewichtsteile eines Copolyesterharzes, das dadurch erhalten wird, dass bei der Herstellung eines Polyethylenterephthalatharzes 10 bis 40 Mol-% der Ethylenglykolkomponente durch Cyclohexandimethanol ersetzt werden, und 0,1 bis 2 Gewichtsteile eines Fettsäureesterschmiermittels umfasst,
(2) eine Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung, wobei die Polyesterharzzusammensetzung eine Kombination der vorstehenden Polyesterharzzusammensetzung und eines weißen Pigments ist (die Menge des weißen Pigments beträgt 1 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Copolyesterharzes),
(3) eine Folie aus der vorstehenden Harzzusammensetzung, die einem Kalandrieren unterzogen wurde, und
(4) eine Folie für eine Karte aus der vorstehenden Harzzusammensetzung, die einem Prägen auf mindestens einer Seite unterzogen wurde, um einen Oberflächenrauheitswert Ra von 0,5 bis 15 μm aufzuweisen, bereitgestellt.

Die Erfindung wird hierin nachstehend genauer beschrieben.
Erfindungsgemäß wird als das Polyesterharz ein Copolyesterharz verwendet, das dadurch erhalten wird, dass bei der Herstellung eines Polyethylenterephthalatharzes 10 bis 40 Mol-% der Ethylenglykolkomponente durch Cyclohexandimethanol ersetzt werden. Wenn die Menge der ersetzten Ethylenglykolkomponente weniger als 10 Mol-% beträgt, weist der sich ergebende Copolyester Kristallinität auf, benötigt einen engen Temperaturbereich beim Kalandrieren, wird trüb und ist nicht verwendbar. Wenn die Menge der ersetzten Ethylenglykolkomponente mehr als 40 Mol-% beträgt, ist der sich ergebende Copolyester aufgrund seiner Kristallinität schwierig zu kalandrieren, und die sich ergebende Folie weist eine geringe Zugspannung und einen geringen Elastizitätsbiegmodulus auf, ist schlaff und nicht verwendbar. Folglich muss die Menge der ersetzten Ethylenglykolkomponente 10 bis 40 Mol-%, vorzugsweise 20 bis 35 Mol-% betragen.
Als das Fettsäureesterschmiermittel, das mit dem Polyesterharz gemischt werden soll, können Butylstearat, Cetylpalmitat, Stearinsäuremonoglycerid, Stearinsäurediglycerid, Stearinsäuretriglycerid, ein Montansäureester, ein Montansäureester, der teilweise mit Calcium verseift ist, ein Wachsester, ein aliphatischer Dicarbonsäureester, etc. genannt werden. Diese Verbindungen können einzeln oder in einem Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Wenn das Verhältnis des verwendeten Fettsäureesterschmiermittels zu gering ist, tritt kein Zusatzeffekt des Schmiermittels auf und das Problem der Adhäsion des Polyesterharzes an die Kalanderwalzen wird nicht beseitigt. Wenn das Verhältnis zu groß ist, weist die sich ergebende Folie eine geringe Transparenz auf, die Schleierbildung des Fettsäureesterschmiermittels auf der Folienoberfläche ist beachtlich und die Folie weist einen geringen Verkaufswert auf. Folglich wird in der erfindungsgemäßen Polyesterharzzusammensetzung das Fettsäureesterschmiermittel in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,3 bis 1 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile des Copolyesterharzes verwendet.
Erfindungsgemäß kann die Polyesterharzzusammensetzung zusätzlich zu dem Copolyesterharz und dem Fettsäureesterschmiermittel verschiedene Additive umfassen, die herkömmlicherweise in solchen Zusammensetzungen verwendet werden, zum Beispiel ein weiteres Schmiermittel, ein Pigment, eine antistatisches Mittel, ein Lichtstabilisationsmittel, ein Antioxidans, einen anorganischen Füllstoff, ein Verstärkungsmittel, etc.
Als das andere Schmiermittel kann ein Fettsäuretyp, ein Fettsäureamidtyp, ein Fettsäurebisamidtyp, ein Fettsäureketontyp, ein Typ eines höheren Alkohols, etc. verwendet werden. Als das Pigment können organische Pigmente wie Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Isoindolinongelb, Chinacridonrot, Perylenrot und dergleichen und anorganische Pigmente wie Ultramarin, Cobaltblau, Chromoxidgrün, Titanweiß, Ruß, rotes Eisenoxid, Cadmiumgelb, Cadmiumrot und dergleichen verwendet werden.
Als das antistatische Mittel kann ein kationischer Typ, ein anionischer Typ und ein nicht ionischer Typ verwendet werden. Als das Lichtstabilisationsmittel kann ein Benzophenontyp, ein Benzotriazoltyp, ein Typ eines gehinderten Amins, ein Salicylsäureestertyp, etc. verwendet werden. Als der anorganische Füllstoff kann Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Talg, Feldspat, Silica, Hydrotalcit, etc. verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung kann dadurch hergestellt werden, dass das Copolyesterharz, das Fettsäureesterschmiermittel und, wie erforderlich, Additive in benötigten Anteilen gemischt und verknetet werden, um ein Gemisch herzustellen, und sodann das Gemisch mit einem herkömmlichen Kalandrieren unterzogen wird. Alternativ dazu wird die Folie dadurch hergestellt, dass zu dem Copolyesterharz das Fettsäureesterschmiermittel und, wie erforderlich, Additive in hohen Konzentrationen gegeben werden, um ein Konzentrat herzustellen, das Konzentrat mit dem weiteren Copolyesterharz gemischt und verknetet wird, um ein Gemisch einer benötigten Formulierung herzustellen, und das Gemisch einem herkömmlichen Kalandrieren unterzogen wird. Die hergestellte Folie ist auch beim sekundären Verarbeiten wie Formen unter vermindertem Druck und dergleichen hervorragend und wird ein Produkt, das als ein Nahrungsmittelverpackungsmaterial, ein Material für den Bau, etc. geeignet ist.
Wenn die erfindungsgemäße Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung einem Prägen auf einer oder beiden Seiten unterzogen wird, um eine geprägte Folie herzustellen, muss die geprägte Folie einen Oberflächenrauheitswert Ra von 0,5 bis 15 μm, vorzugsweise 1 bis 10 μm aufweisen. Wenn der Oberflächenrauheitswert Ra geringer als 0,5 μm ist, verursacht die geprägte Folie ein Blockieren, was zu einem Problem bei der Kartenherstellung aus der Folie führt. Wenn der Oberflächenrauheitswert Ra größer als 15 μm beträgt, tritt eine Verminderung der Bedruckbarkeit (z.B. Druckfarbenadhäsion, endgültiges Aussehen von anheftender Farbe und Anpassungsfähigkeit für Druckmaschinen) auf. Es gibt keine spezifische Beschränkung hinsichtlich des verwendeten Prägeverfahrens. Ein Prägen kann z.B. unter Verwendung von Prägewalzen, deren Schlusswalze einer Oberflächenbehandlung durch Sandmattieren oder Gravieren unterzogen wurde, oder dadurch erfolgen, dass eine vorgeheizte Folie zwischen einer Prägewalze und einer Druckwalze geführt wird.
Wenn die erfindungsgemäße Folie als eine Kernfolie für eine Karte verwendet wird, wird ein weißes Pigment zu der Polyesterharzzusammensetzung gegeben, damit die sich ergebende Folie eine Deckkraft aufweist. Die Menge des zugesetzten weißen Pigments beträgt 1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis 18 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Copolyesterharzes. Wenn die Menge weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, weist die sich ergebende Folie keine ausreichende Deckkraft auf. Wenn die Menge mehr als 20 Gewichtsteile beträgt, ist die sich ergebende Zusammensetzung hinsichtlich Verarbeitbarkeit schlechter, was eine Folienherstellung schwierig macht.
Es gibt keine spezifische Beschränkung hinsichtlich der Art des verwendeten weißen Pigments. Jedoch ist eine anorganische Verbindung wie Titanoxid, Bariumsul fat, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Talg, Hydrotalcit oder dergleichen bevorzugt.
Erfindungsgemäß kann eine Folie auf Polyesterharz-Basis durch Kalandrieren (dies war vorher unmöglich) und außerdem in einer signifikant kürzeren Zeitspanne und bei einer niedrigeren Temperatur hergestellt werden im Vergleich zu dem Fall, bei dem sie durch herkömmliche Extrusion hergestellt wird. Als ein Ergebnis werden die Herstellungskosten einer Folie auf Polyesterharz-Basis beachtlich vermindert und die Folienkosten werden stark gesenkt. Ferner verwendet das erfindungsgemäß verwendete Kalandrieren eine niedrigere Temperatur und ergibt eine kürzere Wärmegeschichte als die Extrusion und verbessert folglich die Abnahme der Eigenschaften wie Schlagfestigkeit, die durch Hydrolyse des Polyesterharzes verursacht wird.
Die Erfindung wird spezifisch nachstehend durch Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiele 1 bis 7
Es wurden in den in Tabelle 1 gezeigten Anteilen ein Copolyesterharz, das dadurch erhalten wurde, dass bei der Herstellung eines Polyethylenterephthalatharzes 30 Mol-% der Ethylenglykolkomponente durch Cyclohexandimethanol ersetzt wurden, und ein Fettsäureesterschmiermittel (Stearinsäuremonoglycertd, ein Montansäureester oder ein Montansäureester, der teilweise mit Calcium verseift ist) gemischt. Das sich ergebende Gemisch wurde einem herkömmlichen Kalandrieren bei 160°C unterzogen, um eine erfindungsgemäße 0,3 mm dicke Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung herzustellen. Die Walzenschmierfähigkeit während eines Kalandrierens und das Aussehen (Transparenz, etc.) der hergestellten Folie aus der Polyesterharzzusammensetzung wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Walzenschmierfähigkeit:
O: Es gibt keine Adhäsion der Folie an die Kalanderwalzen.
Δ: Es gibt eine leichte Adhäsion der Folie, aber sie ergibt kein Problem beim Kalandrieren.
x : Es gibt eine starke Adhäsion und ein Kalandrieren ist unmöglich.
Aussehen (Transparenz, etc.):
O: Transparenz, etc. sind gut und es gibt kein Problem beim Aussehen
Δ: Transparenz, etc. sind ein bisschen schlecht, aber die Folie ist verwendbar
x: Transparenz, etc. sind schlecht und die Folie ist nicht verwendbar.
Vergleichsbeispiele 1 bis 7
Ein Schmiermittel (der in den Beispielen 4 und 5 verwendete Montansäureester, Stearinsäure, eine Calciumseife oder ein Polyethylenwachs) der in der Tabelle 2 gezeigten Menge wurde in 100 Gewichtsteile eines von drei unterschiedlichen Copolyesterharzen, die sich hinsichtlich der Menge (Mol-%) der ersetzten Ethylenglykolkomponente unterschieden, wie in Tabelle 2 gezeigt, gemischt. Unter Verwendung des sich ergebenden Gemisches wurde eine Folie zum Vergleich in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 7 hergestellt. Die Walzenschmierfähigkeit wäh rend eines Kalandrierens und das Aussehen (Transparenz, etc.) der erzeugten Folie wurden in ähnlicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 7 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Walzenschmierfähigkeit:
O: Es gibt keine Adhäsion der Folie an die Kalanderwalzen.
x; Es gibt eine starke Adhäsion und ein Kalandrieren ist unmöglich.
Aussehen (Transparenz, etc.):
x; Transparenz, etc. sind schlecht und die Folie ist nicht verwendbar.
–: Keine Bewertung, da ein Kalandrieren unmöglich war.
Beispiele 8 bis 10 und Vergleichsbeispiele 8 bis 9
Das in Beispiel 2, 4 oder 6 verwendete Gemisch wurde dem gleichen Kalandrieren wie in den Beispielen 2, 4 und 6 unterzogen. Die erzeugte Folie wurde auf 150°C vorgeheizt und zwischen einer Prägewalze und einer Druckwalze zum Prägen unter unterschiedlichen Bedingungen geführt, wodurch eine Folie für eine Karte herge stellt wurde. Die Folie wurde hinsichtlich des Oberflächenrauheitswerts Ra, Blockierungseigenschaft und Bedruckbarkeit bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Blockierungseigenschaft:
O: Es gibt keine Folie-an-Folie-Blockierung.
Δ: Es gibt eine leichte Blockierung, aber die Folie ist zu einem gewissen Grad verwendbar.
x: Die Folie ist aufgrund einer Blockierung nicht verwendbar.
Bedruckbarkeit:
O: Es gibt kein Problem bei der Druckfarbenadhäsion und dem endgültigen Aussehen der anheftenden Farbe und die Bedruckbarkeit ist gut.
Δ: Es gibt ein kleines Problem bei der Druckfarbenadhäsion und dem endgültigen Aussehen der anhaftenden Farbe, aber ein Bedrucken ist zu einem gewissen Grad möglich.
x: Die Bedruckbarkeit ist schlecht.
Beispiele 11 bis 13 und Vergleichsbeispiele 10 bis 11
Die Polyesterharzzusammensetzung von Beispiel 4 wurde mit einem weißen Pigment (Titanoxid) in den in Tabelle 4 gezeigten Anteilen gemischt und das sich ergebende Gemisch wurde zu einer Kernfolie für eine Karte gefertigt. Die Folienverarbeitbarkeit des Gemisches und die Deckkraft der hergestellten Folie wurden bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Deckkraft:
O: Es gibt kein Problem hinsichtlich Deckkraft nach der Ausbildung einer Karte und die Folie ist verwendbar.
Δ: Die Deckkraft ist nicht ganz ausreichend, aber die Folie ist zu einem gewissen Grad verwendbar.
x: Es gibt keine Deckkraft und die Folie ist nicht verwendbar.
Folienverarbeitbarkeit:
O: Es gibt kein Problem hinsichtlich Folienverarbeitbarkeit während eines Kalandrierens.
Δ: Es gibt ein kleines Problem, aber ein Folienausbilden ist zu einem gewissen Grad möglich.
x: Ein Folienverarbeiten ist unmöglich.

Claims

Folie aus einer Polyesterharzzusammensetzung, wobei die Polyesterharzzusammensetzung 100 Gewichtsteile eines Copolyesterharzes, das dadurch erhalten wird, dass bei der Herstellung eines Polyethylenterephthalatharzes 10 bis 40 Mol-% der Ethylenglykolkomponente durch Cyclohexandimethanol ersetzt werden, und 0,1 bis 2 Gewichtsteile eines Fettsäureesterschmiermittels umfasst, wobei die Folie durch ein Verfahren erhältlich ist, das den Schritt eines Kalandrierens der Polyesterharzzusammensetzung umfasst.
Folie gemäß Anspruch 1, wobei die Polyesterharzzusammensetzung ferner 1 bis 20 Gewichtsteile eines weißen Pigments umfasst.
Folie gemäß Anspruch 1, die für eine Karte verwendet wurde.
Folie gemäß Anspruch 2, die für eine Karte verwendet wurde.
Folie gemäß Anspruch 3, die einem Prägen auf mindestens einer Seite unterzogen wurde, um einen Oberflächenrauheitswert Ra von 0,5 bis 15 μm aufzuweisen.
Folie gemäß Anspruch 4, die einem Prägen auf mindestens einer Seite unterzogen wurde, um einen Oberflächenrauheitswert Ra von 0,5 bis 15 μm aufzuweisen.
Folie gemäß Anspruch 1, wobei das Fettsäureesterschmiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Butylstearat, Cetylpalmitat, Stearinsäuremonoglycerid, Stearinsäurediglycerid, Stearinsäuretriglycerid, einem Mon tansäureester, einem Montansäureester, der teilweise mit Calcium verseift ist, und einem Wachsester.
Folie gemäß Anspruch 2, wobei das Fettsäureesterschmiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Butylstearat, Cetylpalmitat, Stearinsäuremonoglycerid, Stearinsäurediglycerid, Stearinsäuretriglycerid, einem Montansäureester, einem Montansäureester, der teilweise mit Calcium verseift ist, und einem Wachsester.
Folie gemäß Anspruch 1, wobei das Fettsäureesterschmiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäuremonoglycerid, einem Montansäureester und einem Montansäureester, der teilweise mit Calcium verseift ist.
Folie gemäß Anspruch 2, wobei das Fettsäureesterschmiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäuremonoglycerid, einem Montansäureester und einem Montansäureester, der teilweise mit Calcium verseift ist.