-
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.
-
-
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.
-
-
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.
-
-
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.
-
-
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.
