EP0828785A1 - Amorphe, transparent eingefärbte platte aus einem kristallisierbaren thermoplast, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung - Google Patents

Amorphe, transparent eingefärbte platte aus einem kristallisierbaren thermoplast, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung

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EP0828785A1
EP0828785A1 EP96916140A EP96916140A EP0828785A1 EP 0828785 A1 EP0828785 A1 EP 0828785A1 EP 96916140 A EP96916140 A EP 96916140A EP 96916140 A EP96916140 A EP 96916140A EP 0828785 A1 EP0828785 A1 EP 0828785A1
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EP
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plate
plate according
polyethylene terephthalate
range
dye
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Withdrawn
Application number
EP96916140A
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English (en)
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Inventor
Ursula Murschall
Wolfgang Gawrisch
Rainer Brunow
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Hostaglas Ltd
Original Assignee
Hoechst AG
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Priority claimed from DE1995128334 external-priority patent/DE19528334A1/de
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Definitions

  • Amorphous, transparent colored plate made of a crystallizable thermoplastic, process for its production and its use
  • the invention relates to an amorphous, transparent colored plate made of a crystallizable thermoplastic, the thickness of which is in the range from 1 to 20 mm.
  • the plate contains at least one polymer-soluble dye and is characterized by very good optical and mechanical properties.
  • the invention further relates to a method for producing this plate and its use.
  • thermoplastics which are processed into sheets, are, for. B. polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC) and polymethyl methacrylate (PMMA). These semi-finished products are manufactured on so-called extrusion lines (cf. Polymer Maschinentechnik, Volume II, Technologie 1, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1984). The powdered or granular raw material is melted in an extruder.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the amorphous thermoplastics can be easily reshaped after the extrusion due to the steadily increasing viscosity of the amorphous thermoplastics via smoothing units or other shaping tools.
  • Amorphous thermoplastics then have sufficient stability after molding, i.e. H. a high viscosity to "stand on its own” in the calibration tool. But they are still soft enough to be shaped by the tool.
  • the melt viscosity and inherent stiffness of amorphous thermoplastics is so high in the calibration tool that the semi-finished product is not in front cooling coincides in the calibration tool.
  • easily decomposable materials such.
  • B. PVC are special processing aids in extrusion, such as.
  • PMMA sheets also have extremely poor impact strength and shatter when broken or subjected to mechanical stress.
  • PMMA panels are highly flammable, so that they must not be used, for example, for indoor applications or in exhibition stand construction.
  • PMMA and PC sheets are also not cold-formable. During cold forming, PMMA sheets break into dangerous fragments. When cold-forming PC sheets, hairline cracks and whitening occur.
  • EP-A-0 471 528 describes a method for molding an article from a polyethylene terephthalate (PET) plate.
  • the intrinsic viscosity of the PET used is in the range from 0.5 to 1.2.
  • the PET plate is deep-drawn in a temperature range between the two sides Glass transition temperature and the melting temperature heat treated.
  • the molded PET sheet is taken out of the mold when the degree of crystallization of the molded PET sheet is in the range of 25 to 50%.
  • the PET sheets disclosed in EP-A-0 471 528 have a thickness of 1 to 10 mm.
  • the deep-drawn molded article made from this PET sheet is partially crystalline and therefore no longer transparent and the surface properties of the molded article are determined by the deep-drawing process, the temperatures and shapes given, it is immaterial which optical properties (e.g. gloss, Turbidity and light transmission) have the PET plates used. As a rule, the optical properties of these plates are poor and need to be optimized.
  • US-A-3,496,143 describes the vacuum deep drawing of a 3 mm thick PET sheet, the crystallization of which is said to be in the range from 5 to 25%. However, the crystallinity of the deep-drawn molded body is greater than 25%. No demands are made on the optical properties of these PET sheets either. Since the crystallinity of the plates used is already between 5 and 25%, these plates are cloudy and opaque. These plates contain neither a dye nor a light stabilizer.
  • the object of the present invention is to provide an amorphous, transparent colored plate with a thickness of 1 to 20 mm, which has both good mechanical and optical properties.
  • Good optical properties include, for example, high light transmission, high surface gloss, extremely low haze and high image sharpness (clarity).
  • the good mechanical properties include high impact strength and high breaking strength.
  • the plate according to the invention should be recyclable, in particular without loss of the mechanical properties, and also flame-retardant, so that it can also be used, for example, for interior applications and in trade fair construction.
  • an amorphous, transparent colored plate with a thickness in the range from 1 to 20 mm which is characterized in that it contains a crystallizable thermoplastic and a soluble dye as the main component.
  • concentration of the soluble dye is preferably in the range from 0.001 to 20% by weight, based on the weight of the crystallizable thermoplastic.
  • the present invention further relates to a method for producing this plate having the features of claim 23. Preferred embodiments of this method are explained in the dependent claims 24 to 29.
  • Soluble dyes are substances that are molecularly dissolved in the polymer (DIN 55949).
  • the color change as a result of the coloring of the amorphous plate is based on the wavelength-dependent absorption and / or scattering of the light. Dyes can only absorb light, not scatter, since the physical requirement for scattering is a certain minimum particle size.
  • Coloring with dyes is a solution process.
  • the dye is molecularly dissolved, for example, in the crystallizable thermoplastic.
  • Such colorings are referred to as transparent or translucent or translucent or opal.
  • the fat and aromatic soluble dyes are particularly preferred. These are, for example, azo and anthraquinone dyes. They are particularly suitable for coloring PET because the migration of the dye is restricted due to the high glass transition temperature of PET.
  • Suitable soluble dyes are, for example: solvent yellow 93 a pyrazolone derivative, solvent yellow 1 6 a fat-soluble azo dye, fluorole green gold a fluorescent polycyclic dye, solvent red 1 an azo dye, azo dyes such as thermoplastic red BS, Sudan red BB, solvent red 138 an anthraquinone derivative, fluorescent agents such as fluorophorone and fluorescent benzol pyran Fluorolorange GK, solvent blue 35 an anthraquinone dye, solvent blue a phthalocyanine dye and many others.
  • the main component of the amorphous, transparent colored plate is a crystallizable thermoplastic.
  • Suitable crystallizable or partially crystalline thermoplastics are, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cycloolefin and cycloolefin copolymers, with polyethylene terephthalate being preferred.
  • crystallizable thermoplastics are understood to be crystallizable homopolymers, crystallizable copolymers, crystallizable compounds, crystallizable recyclate and other variations of crystallizable thermoplastics.
  • amorphous plate is understood to mean plates which, although the crystallizable thermoplastic has a crystallinity of between 5% and 65%, preferably 25% to 65%, are not crystalline. Not crystalline, i.e. H. essentially amorphous means that the degree of crystallinity is generally below 5%, preferably below 2% and particularly preferably 0%. Such a plate is essentially in a pristine state.
  • the standard viscosity of the crystallizable thermoplastic SV (DCE), measured in dichloroacetic acid according to DIN 53728, is between 800 and 6000, preferably between 950 and 5000, in particular between 1000 and 4000.
  • the intrinsic viscosity IV (DCE) is calculated from the standard viscosity as follows:
  • the surface gloss of the plate according to the invention is greater than 100, preferably greater than 110, the light transmission, measured according to ASTM D 1003, is in the range from 5 to 80%, preferably in the range from 10 to 70% and the turbidity of the plate, measured according to ASTM D 1003, is in the range from 2 to 40, preferably in the range from 3 to 35%.
  • the transparent amorphous plate according to the invention contains crystallizable polyethylene terephthalate as the main component.
  • polyethylene terephthalate in the measurement of impact strength a (1 79/1 D measured according to ISO) delivers n Charpy to the plate preferably does not fracture.
  • the notched impact strength a k according to Izod (measured according to ISO 1 80/1 A) of the plate is preferably in the range from 2.0 to 8.0 kJ / m 2 , particularly preferably in the range from 4.0 to 6.0 kJ / m 2 .
  • the image sharpness of the plate which is also called Clarity and is determined at an angle of less than 2.5 ° (ASTM D 1003), is preferably over 93% and particularly preferably over 94%.
  • Polyethylene terephthalate polymers with a crystallite melting point T m measured by DSC (differential scanning calorimetry) with a heating rate of 10 ° C / min, from 220 ° C to 280 ° C, preferably from 230 ° C to 270 ° C, with a crystallization temperature range T c between 75 ° C and 280 ° C, preferably 75 ° C and 260 ° C, a glass transition temperature T between 65 ° C and 90 ° C and with a density, measured according to DIN 53479, of 1.30 to 1.45 g / cm 3 and a crystallinity of between 5% and 65%, preferably between 25% and 65%, are preferred polymers as starting materials for the production of the plate.
  • T m crystallite melting point measured by DSC (differential scanning calorimetry) with a heating rate of 10 ° C / min, from 220 ° C to 280 ° C, preferably from 230 ° C to 270 ° C
  • the bulk density measured according to DIN 53466, is preferably between 0.75 kg / dm 3 and 1.0 kg / dm 3 and particularly preferably between 0.80 kg / dm 3 and 0.90 kg / dm 3 .
  • the polydispersity of the polyethylene terephthalate M w / M n measured by means of GPC is preferably between 1.5 and 6.0 and particularly preferably between 2.0 and 5.0.
  • the amorphous, transparently colored plates according to the invention can additionally contain at least one UV stabilizer.
  • concentration of the UV stabilizer is preferably in the range from 0.01 to 5% by weight, based on the weight of the crystallizable thermoplastic.
  • the UV stabilizer acts as a light stabilizer and protects the plate or the molded article made therefrom, especially in outdoor applications, against yellowing and deterioration in the mechanical properties as a result of photooxidative degradation by sunlight.
  • the amorphous, transparently colored plates according to the invention which additionally contain at least one UV stabilizer, in addition to good mechanical and optical properties, also have excellent UV stability.
  • Light especially the ultraviolet portion of solar radiation, i.e. H. the wavelength range from 280 to 400 nm initiates degradation processes in thermoplastics, as a result of which not only the visual appearance changes as a result of color change or yellowing, but also the mechanical-physical properties are adversely affected.
  • Polyethylene terephthalates for example, begin to absorb UV light below 360 nm, their absorption increases considerably below 320 nm and is very pronounced below 300 nm. The maximum absorption is between 280 and 300 nm.
  • the photooxidation of polyethylene terephthalates can also lead to hydroperoxides and their decomposition products and to associated chain cleavages via hydrogen cleavage in the ⁇ -position of the ester groups (H. Day, D. M. Wiles: J. Appl. Polym. Be 1 6, 1 972, page 203).
  • UV stabilizers or UV absorbers as light stabilizers are chemical compounds that can intervene in the physical and chemical processes of light-induced degradation. Soot and other pigments can partially protect against light. However, these substances are unsuitable for panels because they lead to a change in color. Only organic and organometallic compounds are suitable for amorphous plates, which give the thermoplastic to be stabilized no or only an extremely slight color or color change.
  • Suitable UV stabilizers as light stabilizers are, for example, 2-hydroxybenzophenones, 2-hydroxybenzotriazoles, organo-nickel compounds, salicylic acid esters, cinnamic acid ester derivatives, resorcinol monobenzoates, oxalic acid anilides, hydroxybenzoic acid esters, sterically hindered amines and triazines, the 2-hydroxybenzotriazoles being preferred.
  • the amorphous, transparently colored plate according to the invention contains, as the main constituent, a crystallizable polyethylene terephthalate as the crystallizable thermoplastic and 0.01% by weight to 5.0% by weight of 2- (4,6-diphenyl-1,3,5 -triazin-2-yl) -5- (hexyl) oxy-phenol (structure in FIG. 1 a) or 0.01% by weight to 5.0% by weight of 2,2'-methylene-bis (6 - (2H- benzotriazol-2-yl) -4- (1, 1, 3,3-tetramethylbutyl) phenol (structure in Fig. 1 b).
  • mixtures of these two UV stabilizers or mixtures of at least one of the two UV stabilizers with other UV stabilizers can also be used, the total concentration of light stabilizer preferably being between 0.01% by weight and 5.0% by weight. -%, based on the weight of crystallizable polyethylene terephthalate.
  • the plate according to the invention is flame-retardant and flame-retardant, so that the plate according to the invention is suitable for indoor use and in trade fair construction.
  • the plate according to the invention can be easily recycled without environmental pollution and without loss of mechanical properties, which makes it particularly suitable for use as short-lived advertising signs or other promotional items. Since the dye is soluble in the polymer, no agglomerates occur when the recyclate is used, which would negatively influence the optical properties.
  • the soluble dye and optionally the light stabilizer in the desired concentration can already be used in Raw material manufacturers are metered in or metered into the extruder during plate production.
  • the soluble dye and optionally the light stabilizer are dispersed and / or dissolved in a solid carrier material.
  • a carrier material come certain resins, the crystallizable thermoplastic itself, for. B. the polyethylene terephthalate polymer or other polymers that are sufficiently compatible with the crystallizable thermoplastic, in question.
  • the grain size and the bulk density of the masterbatch are similar to the grain size and the bulk density of the crystallizable thermoplastic, so that a homogeneous distribution and thus a homogeneous, transparent coloring can take place.
  • polyethylene terephthalates usually takes place by polycondensation in the melt or by a two-stage polycondensation, the first step up to an average molecular weight - corresponding to an average intrinsic viscosity IV of about 0.5 to 0.7 - in the melt, and the further condensation is carried out by solid condensation.
  • the polycondensation is generally carried out in the presence of known polycondensation catalysts or catalyst systems.
  • solid condensation PET chips are heated to temperatures in the range from 180 to 320 ° C. under reduced pressure or under protective gas until the desired molecular weight is reached.
  • the production of polyethylene terephthalate is described in detail in a variety of patents, such as B.
  • Polyethylene terephthalates with particularly high molecular weights can be produced by polycondensation of dicarboxylic acid diol precondensates (oligomers) at elevated temperature in a liquid heat transfer medium in the presence of conventional polycondensation catalysts and, if appropriate, coco-sensitive modifiers, if the liquid heat transfer medium is inert and free of aromatic components and a boiling point has in the range from 20C to 320 ° C, the weight ratio of the dicarboxylic acid diol precondensate (oligomers) to the liquid heat transfer medium is in the range from 20:80 to 80:20, and the polycondensation is carried out in the boiling reaction mixture in the presence of a dispersion stabilizer.
  • the transparently colored, translucent, amorphous plates according to the invention can be produced by an extrusion process in an extrusion line.
  • Such an extrusion line is shown schematically in FIG. 2. It essentially comprises an extruder (1) as a plasticizing system, a slot die (2) as a tool for shaping, a smoothing unit / calender (3) as a calibration tool, a cooling bed (4) and / or a roller conveyor (5) for after-cooling, a roller take-off (6), a separating saw (7), a side cutting device (9), and optionally a stacking device (8).
  • the process for producing the plate according to the invention is described in detail below using the example of polyethylene terephthalate.
  • the process is characterized in that the polyethylene terephthalate is optionally dried, then melted in the extruder together with the soluble dyestuff and, if appropriate, with the UV stabilizer, the melt is shaped through a nozzle and then calibrated, smoothed and cooled in the smoothing unit before one brings the plate to size.
  • the drying of the polyethylene terephthalate before the extrusion is preferably carried out for 4 to 6 hours at 160 to 180 ° C.
  • the polyethylene terephthalate is melted in the extruder.
  • the temperature of the PET melt is preferably in the range from 250 to 320 ° C., the temperature of the melt being able to be set essentially both by the temperature of the extruder and by the residence time of the melt in the extruder.
  • the melt then leaves the extruder through a nozzle.
  • This nozzle is preferably a slot die.
  • the PET melted by the extruder and shaped by a slot die is calibrated by smoothing calender rolls, i.e. H. intensely chilled and smoothed.
  • the calender rolls can, for example, be arranged in an I, F, L or S shape (see FIG. 3).
  • the PET material can then be cooled on a roller conveyor, cut to the side, cut to length and finally stacked.
  • the thickness of the PET plate is essentially determined by the fume cupboard, which is located at the end of the cooling zone, the cooling device coupled to it in terms of speed. (Smoothing) rollers and the conveying speed of the extruder on the one hand and the distance between the rollers on the other.
  • Both single-screw and twin-screw extruders can be used as extruders.
  • the slot die preferably consists of the separable tool body, the lips and the dust bar for flow regulation across the width.
  • the dust bar can be bent by tension and pressure screws.
  • the thickness is adjusted by adjusting the lips. It is important to ensure that the temperature of the PET and the lip is even, otherwise the PET melt will flow out to different thicknesses due to the different flow paths.
  • the calibration tool, d. H. the smoothing calender gives the PET melt the shape and dimensions. This is done by freezing below the glass transition temperature by cooling and smoothing. Deformation should no longer occur in this state, since otherwise surface defects would occur in this cooled state. For this reason, the calender rolls are preferably driven together. The temperature of the calender rolls must be lower than the crystallite melting temperature in order to avoid sticking of the PET melt. The PET melt leaves the slot die at a temperature of 240 to 300 ° C.
  • the first smoothing-cooling roller has a temperature between 50 ° C and 80 ° C depending on the output and plate thickness.
  • the second, somewhat cooler roller cools the second or other surface. If the temperature of the first smoothing chill roll is outside the specified range of 50 ° C to 80 ° C, it is difficult to obtain an amorphous plate with a thickness of 1 mm or more in the desired quality.
  • the calibration device freezes the PET surfaces as smoothly as possible and cools the profile to such an extent that it is dimensionally stable, the post-cooling device lowers the temperature of the PET plate to almost room temperature. After-cooling can be done on a roller board. The speed of the take-off should be exactly matched to the speed of the calender rolls in order to avoid defects and thickness fluctuations.
  • a separating saw as a cutting device, the side trimming, the stacking system and a control point can be located in the extrusion line for the production of plates as additional devices.
  • the side or edge trimming is advantageous because the thickness in the edge area can be uneven under certain circumstances. The thickness and appearance of the plate are measured at the control point.
  • the transparently colored, amorphous plate according to the invention is outstandingly suitable for a large number of different uses, for example for interior cladding, for trade fair construction and trade fair articles, as displays, for signs, for protective glazing of machines and vehicles, in the lighting sector, in the shop - and shelf construction, as promotional items, as menu card stands and as basketball goal boards.
  • the plate according to the invention is also suitable for outdoor applications, such as. B. greenhouses, canopies, outer cladding, covers, for applications in the construction sector, illuminated advertising profiles, balcony cladding and roof hatches.
  • the surface gloss is determined in accordance with DIN 67 530.
  • the reflector value is measured as an optical parameter for the surface of a plate. Based on the standards ASTM-D 523-78 and ISO 2813, the angle of incidence was set at 20 °. A light beam hits the flat test surface at the set angle of incidence and is reflected or scattered by it. The light rays striking the photoelectronic receiver are displayed as a proportional electrical quantity. The measured value is dimensionless and must be specified together with the angle of incidence.
  • the light transmission is measured with the "Hazegard plus" measuring device in accordance with ASTM 1003.
  • Haze is the percentage of transmitted light that deviates by more than 2.5 ° on average from the incident light beam.
  • the image sharpness is determined at an angle of less than 2.5 °.
  • the surface defects are determined visually.
  • This size is determined according to ISO 1 79/1 D.
  • the notched impact strength or strength a k according to izod is measured according to ISO 180/1 A.
  • the density is determined according to DIN 53479
  • the standard viscosity SV (DCE) is based on DIN 53726 in
  • the thermal properties such as crystal melting point T m , crystallization temperature range T c , post- (cold) crystallization temperature T CN and glass transition temperature T are measured using differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 10 ° C / min.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the molecular weights M w and M n and the resulting polydispersity M w / M n are measured by means of gel permeation chromatography. Weathering (both sides), UV stability:
  • UV stability is tested according to the test specification ISO 4892 as follows
  • Xenon lamp inner and outer filter made of borosilicate
  • the color change of the samples after artificial weathering is measured with a spectrophotometer according to DIN 5033.
  • Examples 1 to 7 and comparative examples 1 and 2 below are single-layer, transparently colored sheets of different thicknesses, which are produced on the extrusion line described.
  • a 2 mm thick, transparently colored, amorphous plate is produced which contains polyethylene terephthalate as the main component and 2% by weight of the soluble dye Solventrot 138, an anthraquinone derivative from BASF ( ® Thermoplast G).
  • the polyethylene terephthalate from which the transparent colored, amorphous plate is made has a standard viscosity SV (DCE) of 1010, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 0.79 dl / g.
  • the moisture content is ⁇ 0.2% and the density (DIN 53479) is 1.41 g / cm 3 .
  • the crystallinity is 59%, the crystallite melting point according to DSC measurements being 258 ° C.
  • the crystallization temperature range T c is between 83 ° C and 258 ° C, the post-crystallization temperature (also cold crystallization temperature) T CN is 144 ° C.
  • the polydispersity M w / M n of the polyethylene terephthalate polymer is 2.14.
  • the glass transition temperature is 83 ° C.
  • the soluble dye Solventrot 138 is added in the form of a masterbatch.
  • the masterbatch is composed of 20% by weight of the dye Solventrot 138 as the active ingredient and 80% by weight of the above-described polyethylene terephthalate polymer as the carrier material.
  • the transparent colored 2 mm thick PET sheet is trimmed at the edges with separating saws, cut to length and stacked.
  • the manufactured red-transparent colored PET sheet has the following property profile:
  • Example 2 Analogously to Example 1, a transparent colored plate is produced, with a
  • Polyethylene terephthalate which has the following properties:
  • the masterbatch is composed of 20% by weight of the solvent red 138 dye and 80% by weight of the polyethylene terephthalate polymer of this example (SV 1 100).
  • the extrusion temperature is 280 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender roll is 2.9 m / min.
  • the manufactured red-transparent colored PET sheet has the following property profile:
  • Thickness 6 mm
  • Example 2 Analogously to Example 1, a transparently colored, translucent plate is produced.
  • the 2 mm thick, transparent colored plate contains 4% by weight of the soluble dye Solventblau 35, a fat-soluble anthraquinone dye from BASF ( ® Sudan Blue 2).
  • the 4 wt .-% of the dye solvent blue 35 are also in the form of a
  • Dye solvent blue 35 and 80% of the polyethylene terephthalate polymer from Example 1 is composed. 80% by weight of the polyethylene terephthalate
  • Polymers from Example 1 are used with 20% by weight of the masterbatch.
  • the blue-transparent colored plate produced has the following property profile: Thickness: 2 mm
  • Example 3 Analogously to Example 2, a transparent colored plate is produced.
  • the 6 mm thick, transparent-colored plate contains 4% by weight of the soluble dye Solventblau 35 ( ® Sudan Blue 2 from BASF).
  • the 4% by weight of the dye solvent blue 35 are added in the form of a masterbatch, the masterbatch being composed of 20% by weight of the dye solvent blue 35 and 80% of the polyethylene terephthalate from example 2.
  • the blue-transparent colored plate produced has the following property profile:
  • Example 2 Analogously to Example 2, a transparent colored plate is produced.
  • the extrusion temperature is 275 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 57 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 50 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender roll is 1.7 m / min.
  • the PET sheet produced has the following property profile:
  • Polyethylene terephthalate which has the following properties:
  • the extrusion temperature is 274 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 50 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 45 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 1.2 m / min.
  • the transparent colored PET sheet produced has the following property profile:
  • Example 2 Analogously to Example 2, a transparent colored plate is produced. 60% polyethylene terephthalate from Example 2 are mixed with 30% recyclate from this polyethylene terephthalate and 10% of the masterbatch.
  • the transparent colored panel produced has the following property profile:
  • a transparent colored plate is produced.
  • the polyethylene terephthalate used has a standard viscosity SV (DCE) of 760, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 0.62 dl / g.
  • DCE intrinsic viscosity IV
  • the other properties are identical to the properties of the polyethylene terephthalate from Example 1 within the scope of the measurement accuracy.
  • the masterbatch used is identical to the masterbatch from example 1.
  • the process parameters and the temperature were chosen as in Example 1. Due to the low viscosity, plate production is not possible.
  • the melt stability is insufficient, so that the melt collapses on the calender rolls before cooling.
  • Example 2 Analogously to Example 2, a transparently colored, translucent plate is produced, polyethylene terephthalate and masterbatch from Example 2 also being used.
  • the first calender roll has a temperature of 83 ° C and the subsequent rolls each have a temperature of 77 ° C.
  • the plate produced is extremely cloudy and almost opaque.
  • the light transmission, clarity and gloss are significantly reduced.
  • the plate shows surface defects and structures.
  • the optics are unacceptable for a transparent colored application.
  • the plate produced has the following property profile:
  • Examples 8 to 16 and Comparative Examples 3 to 6 below are single-layer UV-stabilized, transparently colored sheets of different thicknesses, which are produced on the extrusion line described.
  • a 2 mm thick, transparently colored, amorphous plate is produced, the main component of which is polyethylene terephthalate as described in Example 1 and 1.0% by weight of the UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3. 5- triazin-2-yl) -5- (hexyl) oxyphenol (Tinuvin 1577 from Ciba-Geigy) and 2% by weight of the soluble dye Solventrot 138, an anthraquinone derivative from BASF ( ⁇ Thermoplast G).
  • Tinuvin 1577 has a melting point of 149 ° C and is thermally stable up to approx. 330 ° C.
  • UV stabilizer For the purpose of homogeneous distribution, 1.0% by weight of the UV stabilizer is incorporated directly into the polyethylene terephthalate at the raw material manufacturer.
  • the dye is added using a masterbatch as described in Example 1.
  • Example 1 Before the extrusion, 90% by weight of the polyethylene terephthalate equipped with 1% by weight of Tinuvin 1577 and 10% by weight of the masterbatch are dried in a dryer at 170 ° C. for 5 hours and processed analogously to Example 1.
  • the UV-stabilized, transparently colored PET sheet produced has the same property profile as the sheet in Example 1:
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Example 8 Analogously to Example 8, a transparent colored plate is produced, the UV stabilizer being 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) oxyphenol ( ® Tinuvin 1577) in the form a masterbatch is added.
  • the UV stabilizer being 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (hexyl) oxyphenol ( ® Tinuvin 1577) in the form a masterbatch is added.
  • the masterbatch is composed of 5% by weight of Tinuvin 1577 as the active ingredient and 95% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 8.
  • the soluble dye Solventrot 138 is also added in the form of a masterbatch.
  • the dye masterbatch is composed of 20% by weight of the solvent red 138 dye as active ingredient and 80% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 8.
  • the manufactured, UV-stabilized, transparently colored plate has the following property profile:
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties: Thickness 2 mm
  • a UV-stabilized, transparently colored plate is produced analogously to Example 8, the polyethylene terephthalate according to Example 2 being used.
  • the polyethylene terephthalate is equipped with 1% by weight of Tinuvin 1577, the UV stabilizer being incorporated directly at the raw material manufacturer.
  • the masterbatch is composed of 20% by weight of the dye solvent red 138 and 80% by weight of the polyethylene terephthalate of this example (SV 1 100).
  • the extrusion temperature is 280 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender roll is 2.9 m / min.
  • the method used here corresponds to the method according to Example 2.
  • the UV-stabilized, red-transparent colored PET sheet produced has the same property profile as in Example 2.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Thickness 6 mm
  • Example 8 a UV-stabilized, transparently colored plate is produced.
  • the 2 mm thick, transparent colored plate contains 4% by weight of the soluble dye Solventblau 35, a fat-soluble anthraquinone dye from BASF ( ® Sudan Blue 2).
  • the 4 wt .-% of the dye solvent blue 35 are also in the form of a
  • Example 8 composed. 80% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 8 are used with 20% by weight of the masterbatch.
  • the process used here corresponds to the process according to Example 3.
  • the blue-transparent colored plate produced has the same property profile as the plate in Example 3.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • a transparent colored plate is produced.
  • the 6 mm thick, transparent colored plate contains, as in Example 1, 1 4% by weight of the soluble dye Solventblau 35 ( ® Sudan Blue 2 from BASF).
  • the 4% by weight of the dye solvent blue 35 are added in the form of a masterbatch, the masterbatch being composed of 20% by weight of the dye solvent blue 35 and 80% of the polyethylene terephthalate from example 9.
  • the process used here corresponds to the process according to Example 4.
  • the blue-transparent colored plate produced has the same property profile as the plate in Example 4.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Example 12 Analogously to Example 12, a blue-transparent colored plate is produced.
  • the extrusion temperature is 275 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 57 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 50 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender roll is 1.7 m / min.
  • the process used here corresponds to the process according to Example 5.
  • the PET sheet produced has the same property profile as the sheet according to Example 5.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • a transparent colored plate is produced analogously to Example 13, the polyethylene terephthalate according to Example 6 (SV 1200) being used.
  • the extrusion temperature is 274 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 50 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 45 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 1.2 m / min.
  • the process used here corresponds to the process according to Example 6.
  • the UV-stabilized, transparent colored PET sheet produced has the same property profile as the sheet according to Example 6.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Example 10 Analogously to Example 10, a UV-stabilized, transparently colored plate is produced. 60% polyethylene terephthalate from Example 10 are mixed with 30% recyclate from this polyethylene terephthalate and 10% of the masterbatch from Example 10.
  • the method used here corresponds to the method according to Example 7.
  • the transparent colored plate produced has the same property profile as the plate according to Example 7. After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Thickness 6 mm
  • a UV-stabilized, red-transparent colored plate is produced analogously to Example 10; 0.6% by weight of the UV stabilizer 2,2'-methylene-bis (6- (2H-benzotriazole-2- yl) -4- (1, 1, 3,3-tetramethylbutyl) phenol
  • Tinuvin 360 has a melting point of 195 ° C and is thermally stable up to approx. 350 ° C.
  • the transparently colored PET sheet produced has the following property profile:
  • Thickness 6 mm
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Example 8 a transparently colored, UV-stabilized plate is produced.
  • the polyethylene terephthalate used has a standard viscosity SV (DCE) of 760, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 0.62 dl / g.
  • DCE intrinsic viscosity IV
  • the other properties are identical to the properties of the polyethylene terephthalate from Example 1 within the scope of the measurement accuracy.
  • the masterbatch used is identical to the masterbatch from example 1. The process parameters and the temperature were chosen as in Example 1. Due to the low viscosity, plate production is not possible. The melt stability is insufficient, so that the melt collapses on the calender rolls before cooling.
  • a UV-stabilized, transparently colored, translucent plate is produced analogously to Example 10, the polyethylene terephthalate, the UV stabilizer and the masterbatch from Example 10 also being used.
  • the first calender roll has a temperature of 83 ° C and the subsequent rolls each have a temperature of 77 ° C.
  • the plate produced is extremely cloudy and almost opaque. The light transmission, the clarity and the gloss are significantly reduced. The plate shows surface defects and structures. The optics are unacceptable for a transparent colored application.
  • the plate produced has the following property profile:
  • Thickness 6 mm
  • the red-transparent colored plate which was obtained in Example 1 and which, in contrast to Example 8, contains no UV stabilizer, is exposed to weathering.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Page 92 (measuring angle 20 °) 2. Page 94 Light transmission 28.9% Clarity 80.6%
  • the plate shows a clear deterioration in the optical properties and a visually visible color change.
  • the surfaces are attacked (blunt and brittle).
  • the red-transparent colored plate produced which was obtained in Example 2 and which, in contrast to Example 10, contains no UV stabilizer, is exposed to weathering.
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:
  • Examples 17 to 25 below are each single-layer, transparently colored, optionally UV-stabilized plates of different thicknesses, which are produced on the extrusion line described, using PET with different viscosities.
  • a 2 mm thick, transparently colored, amorphous plate is produced which contains polyethylene terephthalate as the main component and 2% by weight of the soluble dye Solventrot 138, an anthraquinone derivative from BASF ( ® Thermopiast G).
  • the plate produced has a standard viscosity SV (DCE) of 3490, which corresponds to an intrinsic viscosity IV (DCE) of 2.45 dl / g.
  • DCE standard viscosity SV
  • DCE intrinsic viscosity IV
  • Moisture content is ⁇ 0.2% and the density (DIN 53479)
  • the crystallinity is 19%, the crystallite melting point according to DSC measurements being 243 ° C.
  • the crystallization temperature range T c is between 82 ° C and 243 ° C.
  • Polyethylene terephthalate is 4.3, where M w at 225070 g / mol and M n at
  • the glass transition temperature is 83 ° C.
  • the soluble dye Solventrot 138 is added in the form of a masterbatch.
  • the masterbatch is composed of 20% by weight of the dye Solventrot 138 as the active ingredient and 80% by weight of the above-described polyethylene terephthalate as the carrier material.
  • the first calender roll has a temperature of 73 ° C and the subsequent rolls each have a temperature of 67 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 6.5 m / min.
  • the transparent colored 2 mm thick PET sheet is trimmed at the edges with separating saws, cut to length and stacked.
  • the manufactured red-transparent colored PET sheet has the following property profile:
  • the masterbatch is composed of 20% by weight of the dye solvent red 138 and 80% by weight of the polyethylene terephthalate of this example (SV 3490).
  • the extrusion temperature is 280 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 66 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 60 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 2.9 m / min.
  • the manufactured red-transparent colored PET sheet has the following property profile: Thickness 6 mm
  • Example 17 Analogously to Example 17, a transparent colored, amorphous plate is produced.
  • the 2 mm thick, transparent colored plate contains 4% by weight of the soluble dye Solventblau 35, a fat-soluble anthraquinone dye from BASF ( ® Sudan Blue 2).
  • the 4 wt .-% of the dye Solventbiau 35 are also in the form of a
  • Example 17 composed. 80 wt .-% of the polyethylene terephthalate
  • Example 17 are used with 20% by weight of the masterbatch.
  • the blue-transparent colored plate produced has the following property profile:
  • Example 19 Analogously to Example 18, a transparent colored plate is produced.
  • the 6 mm thick, transparent colored plate contains, as in Example 19, 4% by weight of the soluble dye Solventblau 35 ( ® Sudan Blue 2 from BASF).
  • the 4% by weight of the dye solvent blue 35 are added in the form of a masterbatch, the masterbatch being composed of 20% by weight of the dye solvent blue 35 and 80% of the polyethylene terephthalate from example 18.
  • the blue-transparent colored plate produced has the following property profile:
  • Example 18 Analogously to Example 18, a transparent colored plate is produced.
  • the extrusion temperature is 275 ° C.
  • the first quayander roller has a temperature of 57 ° C and the subsequent rollers have a temperature of 50 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 1.7 m / min.
  • the PET sheet produced has the following property profile:
  • a transparent colored plate is produced, using a polyethylene terephthalate which has the following properties:
  • the extrusion temperature is 274 ° C.
  • the first calender roll has a temperature of 50 ° C and the subsequent rolls have a temperature of 45 ° C.
  • the speed of the take-off and the calender rolls is 1.2 m / min.
  • the transparent colored PET sheet produced has the following property profile:
  • Example 18 Analogously to Example 18, a transparent colored plate is produced. 60% polyethylene terephthalate from Example 18 are mixed with 30% recyclate from this polyethylene terephthalate and 10% of the masterbatch.
  • the transparent colored panel produced has the following property profile:
  • Tinuvin 1577 from Ciba-Geigy contains. Tinuvin 1577 has a melting point of 149 ° C and is up to approx.
  • UV stabilizer 1.0% by weight of the UV stabilizer is incorporated directly into the raw material manufacturer
  • the manufactured red-transparent colored PET sheet has the following property profile:
  • Example 24 Analogously to Example 24, a 2 mm thick, transparent colored plate is produced.
  • the UV stabilizer 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- (heyl) - oxyphenyl (* Tinuvin 1577) is metered in in the form of a masterbatch.
  • the masterbatch is composed of 5% by weight of Tinuvin 1577 as the active ingredient and 95% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 17.
  • Example 17 Before the extrusion, 80% by weight of the polyethylene terephthalate from Example 17 with 20% by weight of the masterbatch are dried at 170 ° C. for 5 hours. The extrusion and plate production take place analogously to Example 17.
  • the transparent, amorphous PET sheet produced has the following property profile: Thickness 2 mm
  • the PET plate After 1000 hours of weathering per side with the Atlas Ci 65 Weather Ometer, the PET plate shows the following properties:

Abstract

Amorphe, transparent eingefärbte, gegebenenfalls UV-stabilisierte Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast. Die Erfindung betrifft eine amorphe, transparent eingefärbte Platte, mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm, die als Hauptbestandteil mindestens einen kristallisierbaren Thermoplasten und einen im Thermoplasten löslichen Farbstoff enthält, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung. Die erfindungsgemäße Platte kann zusätzlich einen UV-Stabilisator enthalten.

Description

Beschreibung
Amorphe, transparent eingefärbte Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine amorphe, transparent eingefärbte Platte aus einem kristallisierbaren Thermoplast, deren Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm liegt. Die Platte enthält mindestens einen im Polymeren löslichen Farbstoff und zeichnet sich durch sehr gute optische und mechanische Eigenschaften aus. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Platte und ihre Verwendung.
Amorphe, transparent eingefärbte 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 , 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 des amorphen Thermoplasten 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 transparent eingefärbten 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 leicht 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 Oberfiächeneigenschaften 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.
'n 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 soll, beschrieben. Die Kristaliinität des tiefgezogenen Formkörpers ist jedoch größer als 25 %. Auch an diese PET-Platten werden keine Anforderungen hinsichtlich der optischen Eigenschaften gestellt. Da die Kristaliinität der eingesetzten Platten bereits zwischen 5 und 25 % liegt, sind diese Platten trüb und undurchsichtig. Diese Platten enthalten weder einen Farbstoff noch ein Lichtschutzmittel.
Ein weiterer Nachteil war, daß bisher amorphe Platten mit kristallisierbaren Thermoplasten als Hauptbestandteil in einer Dicke von 1 mm und mehr nur schwer und in unbefriedrigender Qualität erhalten werden konnten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine amorphe, transparent eingefärbte 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 die Aufgabe durch eine amorphe, transparent eingefärbte Platte mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten und einen löslichen Farbstoff enthält. Die Konzentration des löslichen Farbstoffes liegt vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Platte mit den Merkmalen des Anspruchs 23. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 24 bis 29 erläutert.
Unter löslichen Farbstoffen versteht man Substanzen, die im Polymeren molekular gelöst sind (DIN 55949).
Die farbliche Veränderung als Folge der Einfärbung der amorphen Platte beruht auf der wellenlängenabhängigen Absorption und/oder Streuung des Lichts. Farbstoffe können Licht nur absorbieren, nicht streuen, da die physikalische Voraussetzung für Streuung eine bestimmte Teilchenmindestgröße ist.
Bei der Einfärbung mit Farbstoffen handelt es sich um einen Lösungsprozeß. Als Ergebnis dieses Lösungsprozesses ist der Farbstoff molekular beispielsweise in dem kristallisierbaren Thermoplasten gelöst. Derartige Einfarbungen "werden als transparent oder durchscheinend oder transluzent oder opal bezeichnet. Von den verschiedenen Klassen der löslichen Farbstoffe werden besonders die fett- und aromatenlöslichen Farbstoffe bevorzugt. Dabei handelt es sich beispielsweise um Azo- und Anthrachinonfarbstoffe. Sie eignen sich insbesondere zur Einfärbung von PET, da aufgrund der hohen Glasübergangstemperatur von PET, die Migration des Farbstoffes eingeschränkt ist.
(Literatur J. Koerner: Lösliche Farbstoffe in der Kunststoffindustrie in" VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik: Einfärben von Kunststoffen, VDI-Verlag, Düsseldorf 1975).
Geeignete lösliche Farbstoffe sind beispielsweise: Solventgelb 93 ein Pyrazolonderivat, Solventgelb 1 6 ein fettlöslicher Azo-Farbstoff, Fluorolgrüngold ein fluoreszierender polycyclischer Farbstoff, Solventrot 1 ein Azofarbstoff, Azofarbstoffe wie Thermoplastrot BS, Sudanrot BB, Solventrot 138 ein Anthrachinonderivat, fluoreszierende Benzopyranfarbstoffe wie Fluorolrot GK und Fluorolorange GK, Solventblau 35 ein Anthrachinonfarbstoff, Solventblau ein Phthalocyaninfarbstoff und viele andere.
Geeignet sind auch Mischungen von zwei oder mehreren dieser löslichen Farbstoffe.
Die amorphe, transparent eingefärbte Platte enthält als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten. Geeignete kristallisierbare bzw. teilkristalline Thermoplaste sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthaiat, Cycloolefin- und Cycloolefincopolymere, wobei Polyethylenterephthalat bevorzugt ist.
Erfindungsgemäß versteht man unter kristallisierbaren Thermoplasten kristallisierbare Homopolymere, kristallisierbare Copolymere, kristallisierbare Compounds, kristallisierbares Recyklat und andere Variationen von kristallisierbaren Thermoplasten.
Unter amorpher Platte werden im Sinne der vorliegenden Erfindung solche Platten verstanden, die, obwohl der kristallisierbare Thermoplast eine Kristaliinität zwischen 5 % und 65 %, vorzugsweise 25 % bis 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. Eine derartige Platte liegt im wesentlichen in einem ur.orientierten Zustand vor.
Die Standardviskosität des kristallisierbaren Thermoplasten SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, liegt zwischen 800 und 6000, vorzugsweise zwischen 950 und 5000, insbesondere zwischen 1000 und 4000.
Die intrinsische Viskosität IV (DCE) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität:
IV (DCE) = 6,67 • 10"4 SV (DCE) + 0, 1 18
Der Oberflächenglanz der erfindungsgemäßen Platte, gemessen nach DIN 67530 (Meßwinkel 20 °) ist größer als 100, vorzugsweise größer als 1 10, die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D 1003, liegt im Bereich von 5 bis 80 %, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 70 % und die Trübung der Platte, gemessen nach ASTM D 1003, liegt im Bereich von 2 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 35 %.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße, transparente amorphe Platte als Hauptbestandteil kristallisierbares Polyethylenterephthalat. Im Fall von Polyethylenterephthalat tritt bei der Messung der Schlagzähigkeit an nach Charpy (gemessen nach ISO 1 79/1 D) an der Platte vorzugsweise kein Bruch auf. Darüber hinaus liegt die Kerbschlagfestigkeit ak nach Izod (gemessen nach ISO 1 80/1 A) 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 93 % und besonders bevorzugt über 94 %.
Polyethylenterephthalatpolymere mit einem Kristallitschmelzpunkt Tm, gemessen mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C/min, von 220 °C bis 280 °C, vorzugsweise von 230 °C bis 270 °C, mit einem Kristallisationstemperaturbereich Tc zwischen 75 °C und 280 °C, vorzugsweise 75 °C und 260 °C, einer Glasübergangstemperatur T zwischen 65 °C und 90 °C und mit einer Dichte, gemessen nach DIN 53479, von 1 ,30 bis 1 ,45 g/cm3 und einer Kristaliinität zwischen 5 % und 65 %, vorzugsweise zwischen 25 % 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 1 ,5 und 6,0 und besonders bevorzugt zwischen 2,0 und 5,0.
Die erfindungsgemäßen amorphen, transparent eingefärbten Platten können zudem zusätzlich mindestens einen UV-Stabilisator enthalten. Die Konzentration des UV-Stabilisators liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten.
Der UV-Stabilisator wirkt als Lichtschutzmittel und schützt die Platte bzw. den daraus hergestellten Formkörper, insbesondere bei Anwendungen im Außenbereich, vor Vergilbung und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften infolge eines photooxidativen Abbaus durch Sonnenlicht.
Folglich weisen die erfindungsgemäßen amorphen, transparent eingefärbten Platten, die zusätzlich mindestens einen UV-Stabilisator enthalten, neben guten mechanischen und optischen Eigenschaften auch eine ausgezeichnete UV- Stabilität aus.
Licht, insbesondere der ultraviolette Anteil der Sonnenstrahlung, d. h. der Wellenlängenbereich von 280 bis 400 nm, leitet 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 sind.
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. Sei 1 6, 1 972, 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 Platten ungeeignet, da sie zur Farbänderung führen. Für 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 UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel 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 amorphe transparent eingefärbte Platte als Hauptbestandteil ein kristallisierbares Polyethylenterephthalat als kristallisierbaren Thermoplasten 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. 1 a) 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. 1 b). In einer bevorzugten Ausführungsform können auch Mischungen dieser beiden UV-Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem der 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 stabilisierten Platten selbst nach 5 bis 7 Jahren Außenanwendung im allgemeinen keine Vergilbung, keine Versprödung, kein Glanzverlust an der Oberfläche, keine Rißbildung an der Oberfläche und keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.
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 Platte schwer brennbar und schwer entflammbar ist, so daß sich die erfindungsgemäße Platte für Innenanwendung und im Messebau eignet.
Desweiteren ist die erfindungsgemäße Platte ohne Umweltbelastung und ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften problemlos recyklierbar, wodurch sie sich insbesondere für die Verwendung als kurzlebige Werbeschilder oder anderer Werbeartikel eignet. Da der Farbstoff im Polymeren löslich ist, treten beim Wiedereinsatz des Recyklats keinerlei Agglomerate auf, die die optischen Eigenschaften negativ beeinflussen würden.
Erfindungsgemäß können der lösliche Farbstoff und gegebenenfalls das Lichtschutzmittel in der gewünschten Konzentration bereits beim Rohstoffhersteller zudosiert werden oder bei der Plattenherstellung in den Extruder dosiert werden.
Besonders bevorzugt wird aber die Zugabe des Farbadditives über die Masterbatchtechnologie. Der lösliche Farbstoff und gegebenenfalls das Lichtschutzmittel werden in einem festen Trägermaterial v/oll dispergiert und/oder gelöst. Als Trägermaterial kommen gewisse Harze, der kristallisierbare Thermoplast selbst, z. B. das Polyethylenterephthalat-Polymere oder auch andere Polymere, die mit dem kristallisierbaren Thermoplasten ausreichend verträglich sind, in Frage.
Wichtig ist, daß die Korngröße und das Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des kristallisierbaren Thermoplasten sind, so daß eine homogene Verteilung und damit eine homogene, transparente Einfärbung erfolgen kann.
Verfahren zur Herstellung der kristallisierbaren Thermoplaste sind dem Fachmann bekannt.
Beispielsweise geschieht die Herstellung von Polyethylenterephthalaten 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 Feststoff kondensation 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 hohem Molekulargewichten lassen sich durch Polykondensation von Dicarbonsäure-Diol-Vorkondensaten (Oligomeren) bei erhöhter Temperatur in einem flüssigen Wärmeträger in Gegenwart üblicher Polykondensationskatalysatoren und ggf. cokoπdensierbarer Modifizierungsmittel herstellen, wenn der flüssige Wärmeträger inert und frei ist von aromatischen Baugruppen und einen Siedepunkt im Bereich von 20C 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.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen, transparent eingefärbten, transluzenten, amorphen Platten kann 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 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platte wird im folgenden am Beispiel von Polyethylenterephthalat ausführlich beschrieben.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyethylenterephthalat gegebenenfalls trocknet, dann im Extruder zusammen mit dem löslichen Farbstoff und, gegebenenfalls, 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.
Die Trocknung des Polyethylenterephthalates vor der Extrusion erfolgt vorzugsweise für 4 bis 6 Stunden bei 1 60 bis 1 80 °C.
Das Polyethylenterephthalat wird 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.
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 (siehe Fig. 3) .
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 Staubalken durch Zug- und Druckschrauben verbogen werden. Die Dickeneinsteüung 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. Liegt die Temperatur der ersten Glätt- Kühlwalze außerhalb des angegebenen Bereichs von 50 °C bis 80 °C, ist es schwierig, eine amorphe Platte mit einer Dicke von 1 mm oder mehr in der erwünschten Qualität zu erhalten. 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 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, transparent eingefärbte, amorphe Platte hervorragend für eine Vielzahl verschiedener Verwendungen, beispielsweise für Innenrεumverkleidung, für Messebau und Messeartikel, als Displays, für Schilder, für Schutzverglasung von Maschinen und Fahrzeugen, im Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, als Werbeartikel, als Menükartenständer und als Basketball-Zielbretter.
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 der folgenden Normen bzw. Methoden:
Meßmethoden
Oberflächenglanz:
Der Oberflächenglanz wird nach DIN 67 530 bestimmt. 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 20° eingestellt. Ein Lichtstrahl trifft unter dem eingestellten Einstrahlwinkel auf die ebene Prüffläche und wird von dieser reflektiert beziehungsweise 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.
Lichttransmission:
Unter der Lichttransmission ist das Verhältnis des ingesamt durchgelassenen
Lichtes zur einfallenden Lichtmenge zu verstehen.
Die Lichttransmission wird mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM 1003 gemessen.
Trübung und Clarity:
Trübung ist der prozentuale Anteil des durchgelassenen Lichts, 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 Clarity werden mit dem Meßgerät "Hazegard plus" nach ASTM 1003 gemessen. Oberflächendefekte:
Die Oberflächendefekte werden visuell bestimmt.
Schlagzähigkeit an nach Charpy:
Diese Größe wird nach ISO 1 79/1 D ermittelt
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod:
Die Kerbschlagzähigkeit bzw. -festigkeit ak nach izod wird nach ISO 180/1 A gemessen
Dichte:
Die Dichte wird nach DIN 53479 bestimmt
SV (DCE), IV (DCE):
Die Standardviskosität SV (DCE) wird angelehnt an DIN 53726 in
Dichloressigsäure gemessen.
Die intrinsische Viskosität berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität IV (DCE) = 6,67 - 10-4 SV (DCE) + 0, 1 1 8
Thermische Eigenschaften:
Die thermischen Eigenschaften wie Kristallschmelzpunkt Tm, Kristallisationstemperaturbereich Tc, Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur TCN und Glasübergangstemperatur T werden mittels Differential Scanning Calorimetrie (DSC) bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min gemessen.
Molekulargewicht, Polydispersität:
Die Molekulargewichte Mw und Mn und die resultierende Polydispersität Mw/Mn werden mittels Gelpermeationschromatographie gemessen. Bewitterung (beidseitig), UV-Stabilität:
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 0,5 W/m2, 340 nm
Temperatur 63 °C
Relative Luftfeuchte 50 %
Xenonlampe innerer und äußerer Filter aus Borosilikat
Bestrahlungszyklen 102 Minuten UV-Licht, dann 1 8 Minuten UV- Licht mit Wasserbesprühung der Proben, dann wieder 102 Minuten UV-Licht usw.
Farbveränderung:
Die Farbveränderung der Proben nach der künstlichen Bewitterung wird mit einem Spektralphotometer nach DIN 5033 gemessen.
Es gilt:
ΔL: Differenz in der Helligkeit
+ ΔL: 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
ΔB: Differenz im Blau-Gelb-Bereich
+ ΔB: Die Probe ist gelber als der Standard
-ΔB: Die Probe ist blauer als der Standard ΔE: Gesamtfarbänderung : ΔE = VΔL2 + ΔA2 + ΔB2
Je größer die numerische Abweichung vom Standard ist, desto größer ist der Farbunterschied.
Numerische Werte von <0,3 sind vernachlässigbar und bedeuten, daß kein signifikante Farbänderung vorliegt.
Alle Platten wurden nach der Testspezifikation ISO 4892, beidseitig je 1000 Stunden pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer der Fa. Atlas bewittert und anschließend bezüglich der mechanischen Eigenschaften, der Verfärbung, der Oberflächendefekte, der Trübung und des Glanzes geprüft.
In den nachstehenden Beispielen 1 bis 7 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 handelt es sich jeweils um einschichtige, transparent eingefärbte Platten unterschiedlicher Dicke, die auf der beschriebenen Extrusionsstraße hergestellt werden.
Beispiel 1 :
Es wird eine 2 mm dicke, transparent eingefärbte, amorphe Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil Polyethylenterephthalat und 2 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventrot 138, ein Anthrachinonderivat der Fa. BASF (®Thermoplast G) enthält.
Das Polyethylenterephthalat, aus dem die transparent eingefärbte, amorphe Platte hergestellt wird, hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 1010, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,79 dl/g entspricht. Der Feuchtigkeitsgehalt liegt bei < 0,2 % und die Dichte (DIN 53479) bei 1 ,41 g/cm3. Die Kristaliinität beträgt 59 %, wobei der Kristallitschmelzpunkt nach DSC-Messungen bei 258 °C liegt. Der Kristallisationstemperaturbereich Tc liegt zwischen 83 °C und 258 °C, wobei die Nachkristallisationstemperatur (auch Kaltkristallisationstemperatur) TCN bei 144 °C liegt. Die Polydispersität Mw/Mn des Polyethylenterephthalat-Polymeren beträgt 2, 14. Die Glasübergangstemperatur liegt bei 83 °C.
Der lösliche Farbstoff Solventrot 138 wird in Form eines Masterbatches zugegeben. Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 als Wirkstoffkomponente und 80 Gew.-% des oben beschriebenen Polyethylenterephthalat-Polymeren als Trägermaterial zusammen.
Vor der Extrusion werden 90 Gew.-% des Polyethylenterephthalat-Polymeren und 10 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170 °C in einem Trockner getrocknet und dann in einem Einschneckenextruder bei einer Extrusionstemperatur von 286 °C durch eine Breitschlitzdüse auf einen Glättkaiander, dessen Walzen S-förmig angeordnet sind, extrudiert und zu einer 2 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 transparent eingefärbte 2 mm dicke PET-Platte mit Trennsägen an den Rändern gesäumt, abgelängt und gestapelt.
Die hergestellte rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 130
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 127
Lichttransmission 35,8 %
Clarity (Klarheit) 99, 1 %
Trübung 3,5 % Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,2 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 2:
Analog Beispiel 1 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei ein
Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:
SV (DCE) 1 100
IV (DCE) 0,85 dl/g
Dichte 1 ,38 g/cm3
Kristaliinität 44 %
Kristallitschmelzpunkt Tm 245 °C
Kristallisationstemperaturbereich Tc 82 °C bis 245
Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur TCN : 1 52 °C
Polydispersität Mw/Mn 2,02
Glasübergangstemperatur : 82 °C
Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 und 80 Gew.-% des Polyethylenterephthtalat-Polymeren dieses Beispiels (SV 1 100) zusammen.
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 Kalanderwalze liegt bei 2,9 m/min. Die hergestellte rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke : 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 122
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 120
Lichttransmission 28,1 %
Clarity (Klarheit) 98,9 %
Trübung 9,6 %
Oberflächendefekte pro n2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,8 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 3:
Analog Beispiel 1 wird eine transparent eingefärbte, transluzeπte Platte hergestellt. Die 2 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35, ein fettlöslicher Anthrachinonfarbstoff der Fa. BASF (®Sudanblau 2).
Die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 werden ebenfalls in Form eines
Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des
Farbstoffes Solventblau 35 und 80 % des Polyethylenterephthalat-Polymeren aus Beispiel 1 zusammensetzt. 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalat-
Polymeren aus Beispiel 1 werden mit 20 Gew.-% des Masterbatches eingesetzt.
Die hergestellte blau-transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil: Dicke : 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 128
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 126
Lichttransmission 30,6 %
Clarity (Klarheit) 99,0 %
Trübung 5,7 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod : 4,3 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 4:
Analog Beispiel 2 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. Die 6 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält wie in Beispiel 3 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35 (®Sudanblau 2 der Fa. BASF). Wie in Beispiel 3 werden die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 in Form eines Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 und 80 % des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 2 zusammensetzt.
Die hergestellte blau-transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 124 (Meßwinkel 20 °) 2. Seite 123 Lichttransmission 20,2 % Clarity (Klarheit) 98,4 % Trübung 13,8 %
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
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 5:
Analog Beispiel 2 wird eine transparent eingefärbte 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 Kalanderwalze liegt bei 1 ,7 m/min.
Die hergestellte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 10 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 120
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 1 18
Lichttransmission 21 ,5 %
Clarity (Klarheit) 98,4 %
Trübung 12,2 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,3 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0,1 %
Dichte 1 ,33 g/cm3 Beispiel 6:
Analog Beispiel 5 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei ein
Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:
SV (DCE) 1200
IV (DCE) 0,91 dl/g
Dichte 1 ,37 g/cm3
Kristaliinität 36 %
Kristallitschmelzpunkt Tm 242 °C
Kristallisationstemperaturbereich Tc 82 °C bis 242 °C
Nach-(Kalt-)Kristallisationstemperatur TCN : 157 °C
Polydispersität Mw/Mn : 2,2
Glasübergangstemperatur : 82 °C
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 transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 15 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 1 14
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 1 12
Lichttransmission 18,8 %
Clarity (Klarheit) 95,4 %
Trübung 21 ,8 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,9 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0,5 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 7:
Analog Beispiel 2 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. 60 % Polyethylenterephthalat aus Beispiel 2 werden mit 30 % Recyklat aus diesem Polyethylenterephthalat und 10 % des Masterbatches abgemischt.
Die hergestellte transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 1 18
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 1 17
Lichttransmission 28,2 %
Clarity (Klarheit) 98,9 %
Trübung 9,9 %
Oberfiächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschiagzähigkeit ak nach Izod 4,9 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Vergleichsbeispiel 1 :
Analog Beispiel 1 wird eine transparent eingefärbte 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. Das eingesetzte Masterbatch ist mit dem Masterbatch 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.
Vergleichsbeispiel 2:
Analog Beispiel 2 wird eine transparent eingefärbte, transluzente Platte hergestellt, wobei auch Polyethylenterephthalat und Masterbatch aus Beispiel 2 eingesetzt werden. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 83 °C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils eine Temperatur von 77 °C.
Die hergestellte Platte ist extrem rot-trüb und fast undurchsichtig Die Lichttransmission, die Clarity und der Glanz sind deutlich reduziert. Die Platte zeigt Oberflächendefekte und Strukturen. Die Optik ist für eine transparente eingefärbte Anwendung unakzeptabel.
Die hergestellte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 86
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 88
Lichttransmission 8 %
Clarity (Klarheit) nicht meßbar
Trübung nicht meßbar
Oberflächendefekte pro m2 Blasen, Orangenhaut
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,0 kJ/mz
Kaltformbarkeit gut
Kristaliinität ca. 8 %
Dichte 1 ,34 g/cnr
In den nachstehenden Beispielen 8 bis 16 und Vergleichsbeispielen 3 bis 6 handelt es sich jeweils um einschichtige UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platten unterschiedlicher Dicke, die auf der beschriebenen Extrusionsstraße hergestellt werden.
Beispiel 8:
Es wird eine 2 mm dicke, transparent eingefärbte, amorphe Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil Polyethylenterephthalat wie es in Beispiel 1 beschrieben ist 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) sowie 2 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventrot 138, ein Anthrachinonderivat der Fa. BASF (^Thermoplast G) enthält.
Tinuvin 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149 °C und ist bis ca. 330 °C thermisch stabil.
Zwecks homogener Verteilung werden 1 ,0 Gew.-% des UV-Stabilisators direkt beim Rohstoffhersteller in das Polyethylenterephthalat eingearbeitet.
Der Farbstoff wird mittels eines Masterbatches wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, zugesetzt.
Vor der Extrusion werden 90 Gew.-% des mit 1 Gew.-% Tinuvin 1577 ausgerüsteten Polyethylenterephthalats und 10 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170 °C in einem Trockner getrocknet und analog Beispiel 1 verarbeitet. Die hergestellte, UV-stabilisierte, transparent eingefärbte PET-Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie die Platte in Beispiel 1 :
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 129
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 127
Lichttransmission 35,8 %
Clarity 91 ,0 %
Trübung 3,4 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,22
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,1 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Beispiel 9:
Analog Beispiel 8 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxyphenol (®Tinuvin 1577) in Form eines Masterbatches zudosiert wird.
Das Masterbatch setzt sich aus 5 Gew.-% ^Tinuvin 1577 als Wirkstoffkomponente und 95 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 8 zusammen. Der lösliche Farbstoff Solventrot 138 wird ebenfalls in Form eines Masterbatches zugegeben. Das Farbstoff-Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.- % des Farbstoffes Solventrot 138 als Wirkstoffkomponente und 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 8 zusammen.
Vor der Extrusion werden 70 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 1 mit 10 Gew.-% des Farbstoff-Masterbatches und 20 Gew.-% des Stabilisator- Masterbatches 5 Stunden bei 170°C in einem Trockner getrocknet. Die Extrusion und die Plattenherstellung erfolgt analog zu Beispiel 8.
Die hergestellte, UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
- Dicke 2 mm
■ Einfärbung rot-transparent
• Oberflächenglanz 1. Seite 132
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 131
Lichttransmission 36.1 %
Clarity 99.2 %
Trübung 3,3 %
Oberflächendefekte keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,3 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 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: D«cke 2 mm
Oberflächenglanz 1. Seite 130
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 130
Lichttransmission 35,9 %
Clarity 99,2 %
Trübung 3,4 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,20
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod : 4,3 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität : 0 %
Beispiel 10:
Analog Beispiel 8 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei das Polyethylenterephthalat gemäß Beispiel 2 eingesetzt wird.
Das Polyethylenterephthalat ist wie in Beispiel 8 mit 1 Gew.-% Tinuvin 1577 ausgerüstet, wobei der UV-Stabilisator direkt beim Rohstoffhersteller eingearbeitet wird.
Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 und 80 Gew.-% des Polyethylenterephthtalats dieses Beispiels (SV 1 100) zusammen.
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 Kalanderwalze liegt bei 2,9 m/min. Das hier verwendete Verfahren entspricht dem Verfahren nach Beispiel 2. Die hergestellte UV-stabilisierte, rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie in Beispiel 2.
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 1 18
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 1 18
Lichttransmission 28,0 %
Clarity 98,9 %
Trübung 9,7 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,54
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,7 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Beispiel 1 1 :
Analog Beispiel 8 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte, Platte hergestellt. Die 2 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35, ein fettlöslicher Anthrachinonfarbstoff der Fa. BASF (®Sudanblau 2).
Die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 werden ebenfalls in Form eines
Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des
Farbstoffes Solventblau 35 und 80 % des Polyethylenterephthalats aus Beispiel
8 zusammensetzt. 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 8 werden mit 20 Gew.-% des Masterbatches eingesetzt. Das hier verwendete Verfahren entspricht dem Verfahren nach Beispiel 3. Die hergestellte, blau-transparent eingefärbte Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie die Platte in Beispiel 3.
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1. Seite 127
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 126
Lichttransmission 30,4 %
Clarity 99,0 %
Trübung 5,8 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,30
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,3 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Beispiel 12:
Analog Beispiel 10 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. Die 6 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält wie in Beispiel 1 1 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35 (®Sudanblau 2 der Fa. BASF). Wie in Beispiel 1 1 werden die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 in Form eines Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 und 80 % des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 9 zusammensetzt. Das hier verwendete Verfahren entspricht dem Verfahren nach Beispiel 4. Die hergestellte blau-transparent eingefärbte Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie die Platte in Beispiel 4.
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 122
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 122
Lichttransmission 20, 1 %
Clarity 98,2 %
Trübung 14,0 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,72
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,8 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität : 0 %
Beispiel 13:
Analog Beispiel 12 wird eine blau-transparent eingefärbte 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 Kalanderwalze liegt bei 1 ,7 m/min.
Das hier verwendete Verfahren entspricht denn Verfahren nach Beispiel 5. Die hergestellte PET-Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie die Platte nach Beispiel 5.
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 1 18
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 1 17
Lichttransmission 21 ,4 %
Clarity 98,3 %
Trübung 12,3 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,68
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5, 1 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität : 0 %
Beispiel 14:
Analog Beispiel 13 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt, wobei das Polyethylenterephthalat gemäß Beispiel 6 (SV 1200) eingesetzt wird.
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. Das hier verwendete Verfahren entspricht dem Verfahren nach Beispiel 6. Die hergestellte UV-stabilisierte, transparent eingefärbte PET-Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie die Platte nach Beispiel 6.
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit dem Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
Dicke 15 mm
Oberflächenglanz 1. Seite 1 1 1
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 1 12
Lichttransmission 18,9 %
Clarity 95,3 %
Trübung 21 ,9 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,62
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy : kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod : 5,7 kJ/m2
Kaltformbarkeit : gut, keine Defekte
Kristaliinität 0,5 %
Beispiel 15:
Analog Beispiel 10 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte Platte hergestellt. 60 % Polyethylenterephthalat aus Beispiel 10 werden mit 30 % Recyklat aus diesem Polyethylenterephthalat und 10 % des Masterbatches aus Beispiel 10 abgemischt.
Das hier verwendete Verfahren entspricht dem Verfahren nach Beispiel 7. Die hergestellte, transparent eingefärbte Platte hat dasselbe Eigenschaftsprofil wie die Platte nach Beispiel 7. 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 1 18
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 1 15
Lichttransmission 28,4 %
Clarity 98,8 %
Trübung 10,0 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,61
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,7 kJ/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität : 0 %
Beispiel 16:
Analog Beispiel 10 wird eine UV-stabilisierte, rot-transparent eingefärbte Platte hergestellt, als UV-Stabilisator werden 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2,2'- methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1 , 1 ,3,3-tetramethylbutyl)-phenol
(βTinuvin 360 der Fa. Ciba-Geigy), bezogen auf das Gewicht des Polymeren, eingesetzt.
Tinuvin 360 hat einen Schmelzpunkt von 195 °C und ist bis ca. 350 °C thermisch stabil.
Wie in Beispiel 8 werden 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators direkt beim Rohstoffhersteller in das Polyethylenterephthalat eingearbeitet. Die hergestellte, transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke : 6 mm
Einfärbung rot-transparent
Oberflächenglanz 1. Seite 128
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 126
Lichttransmission 28,9 %
Clarity (Klarheit) 99, 1 %
Trübung 9,3 %
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
Kristaliinität 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 125
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 125
Lichttransmission 28,7 %
Clarity 89,9 %
Trübung 9,5 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,68
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch - Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,8 kJ/m2
- Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
- Kristaliinität 0 % Ό
Vergleichsbeispiel 3:
Analog Beispiel 8 wird eine transparent eingefärbte, UV-stabilisierte 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. Das eingesetzte Masterbatch ist mit dem Masterbatch aus Beispiel 1 identisch. Die Verfahrensparameter und die Temperatur wurden wie in Beispiel 1 gewählt. Infolge der niedrigen Viskosität ist keine Plattenherstellung möglich. Die Schmelzstabiütät ist ungenügend, so daß die Schmelze vor dem Abkühlen auf den Kalanderwalzen zusammenfällt.
Vergleichsbeispiel 4:
Analog Beispiel 10 wird eine UV-stabilisierte, transparent eingefärbte, transluzente Platte hergestellt, wobei auch das Polyethylenterephthalat, der UV- Stabilisator und das Masterbatch aus Beispiel 10 eingesetzt werden. Die erste Kalanderwalze hat eine Temperatur von 83 °C und die nachfolgenden Walzen haben jeweils eine Temperatur von 77 °C.
Die hergestellte Platte ist extrem rot-trüb und fast undurchsichtig. Die Lichttransmission, die Clarity und der Glanz sind deutlich reduziert. Die Platte zeigt Oberflächendefekte und Strukturen. Die Optik ist für eine transparente eingefärbte Anwendung unakzeptabel. Die hergestellte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke : 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 86
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 88
Lichttransmission : 8 %
Clarity (Klarheit) : nicht meßbar
Trübung nicht meßbar
Oberflächendefekte pro m2 Blasen, Orangenhaut
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod : 5,0 U/m2
Kaltformbarkeit gut
Kristaliinität : ca. 8 %
Dichte 1 ,34 g/cm3
Wegen der unakzeptablen Optik wurde die 6 mm-Platte keinem Bewitterungstest ausgesetzt.
Vergieichsbeispiel 5:
Die rot-transparent eingefärbte Platte, die in Beispiel 1 erhalten wurde und die im Gegensatz zu Beispiel 8 keinen UV-Stabilisator enthält, wird der Bewitterung ausgesetzt.
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 92 (Meßwinkel 20°) 2. Seite 94 Lichttransmission 28,9 % Clarity 80,6 %
Trübung 5,8 %
Gesamtverfärbung ΔE 4,28
Oberflächendefekte Versprödung
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy vollkommener Bruch bei 36,7 kJ/m2
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 1 ,4 kJ/m2
Kaltformbarkeit Rißbildung
Kristaliinität teilweise an der Oberfläche
Visuell zeigt die Platte eine deutliche Verschlechterung der optischen Eigenschaften und eine visuell sichtbare Farbveränderung. Die Oberflächen sind angegriffen (stumpf und versprödet).
Vergleichsbeispiel 6:
Die rot-transparent eingefärbte Platte hergestellt, die in Beispiel 2 erhalten wurde und die im Gegensatz zu Beispiel 10 keinen UV-Stabilisator enthält, wird die Bewitterung ausgesetzt.
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigt die PET-Platte folgende Eigenschaften:
Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 87
(Meßwinkel 20°) 2. Seite 86
Lichttransmission 20, 1 %
Clarity 79.8 %
Trübung 13.9 %
Gesamtverfärbung ΔE 4,64 Oberflächendefekte Versprödung (Risse, Versprödung) Schlagzähigkeit an nach Charpy vollkommener Bruch bei
56,2 U/m4
- Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 1 ,9 U/m2
- Kaltformbarkeit Rißbildung
- Kristaliinität teilweise Kristallisationsbildung an der Oberfläche sichtbar.
In den nachstehenden Beispielen 17 bis 25 handelt es sich jeweils um einschichtige transparent eingefärbte, gegebenenfalls UV-stabilisierte Platten unterschiedlicher Dicke, die auf der beschriebenen Extrusionsstraße hergestellt werden, wobei PET mit unterschiedlichen Viskositäten verwendet wird.
Beispiel 17:
Es wird eine 2 mm dicke, transparent eingefärbte, amorphe Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil Polyethylenterephthalat und 2 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventrot 138, ein Anthrachinonderivat der Fa. BASF (®Thermopiast G) enthält.
Das Polyethylenterephthalat, aus dem die transparent eingefärbte, amorphe
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 Kristaliinität 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 bei 225070 g/mol und Mn bei
52400 g/mol liegt.
Die Glasübergangstemperatur liegt bei 83 °C. Der lösliche Farbstoff Solventrot 138 wird in Form eines Masterbatches zugegeben. Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 als Wirkstoffkomponente und 80 Gew.-% des oben beschriebenen Polythylenterephthalats als Trägermaterial zusammen.
Vor der Extrusion werden 90 Gew.-% des Polyethylenterephthalats und 10 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170 °C in einem Trockner getrocknet und dann in einem Einschneckenextruder bei einer Extrusionstemperatur von 286 °C durch eine Breitschlitzdüse auf einen Glättkalander, dessen Walzen S-förmig angeordnet sind, extrudiert und zu einer 2 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 transparent eingefärbte 2 mm dicke PET-Platte mit Trennsägen an den Rändern gesäumt, abgelängt und gestapelt.
Die hergestellte rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 135
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 132
Lichttransmission 35,8 %
Clarity (Klarheit) 99, 1 %
Trübung 3,2 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,3 U/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Kristaliinität 0 % Dichte 1 ,33 g/crτr
Beispiel 18:
Analog Beispiel 1 7 wird eine transparent eingefärbte, amorphe Platte hergestellt, wobei ein Polyethylenterephthalat eingesetzt wird, das folgende Eigenschaften aufweist:
SV (DCE) 2717
IV (DCE) 1 ,9 dl/g
Dichte 1 ,38 g/cm3
Kristaliinität 44 %
Kristallitschmelzpunkt Tm 245 °C
Kristallisationstemperaturbereich Tc 82 °C bis 245
M„ 49580 g/mol
M w 1 75640 g/mol
Polydispersität Mw/Mn 3,54 Glasübergangstemperatur 82 °C
Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventrot 138 und 80 Gew.-% des Polyethylenterephthtalats dieses Beispiels (SV 3490) zusammen.
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 rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil: Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 128
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite : 125
Lichttransmission : 28, 1 %
Clarity (Klarheit) 98,9 %
Trübung 9,1 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,8 U/m2
Kaltformbarkeit : gut, keine Defekte
Kristaliinität : 0 %
Dichte : 1 ,33 g/cm3
Beispiel 19:
Analog Beispiel 17 wird eine transparent eingefarbte, amorphe Platte hergestellt. Die 2 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35, ein fettlöslicher Anthrachinonfarbstoff der Fa. BASF (®Sudanblau 2).
Die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventbiau 35 werden ebenfalls in Form eines
Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des
Farbstoffes Solventblau 35 und 80 % des Polyethylenterephthalats aus
Beispiel 17 zusammensetzt. 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus
Beispiel 17 werden mit 20 Gew.-% des Masterbatches eingesetzt.
Die hergestellte blau-transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 133
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 131 Lichttransmission 30,6 %
Clarity (Klarheit) 99,0 %
Trübung 5,7 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,6 U/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 20:
Analog Beispiel 18 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. Die 6 mm dicke, transparent eingefärbte Platte enthält wie in Beispiel 19 4 Gew.-% des löslichen Farbstoffes Solventblau 35 (®Sudanblau 2 der Fa. BASF). Wie in Beispiel 19 werden die 4 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 in Form eines Masterbatches zugegeben, wobei sich das Masterbatch aus 20 Gew.-% des Farbstoffes Solventblau 35 und 80 % des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 18 zusammensetzt.
Die hergestellte blau-transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 129
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 126
Lichttransmission 20,8 %
Clarity (Klarheit) 98,4 %
Trübung 12,8 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.) Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,0 U/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 21 :
Analog Beispiel 18 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. Die Extrusionstemperatur liegt bei 275 °C. Die erste Kaianderwalze 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 125
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 122
Lichttransmission 21 ,5 %
Clarity (Klarheit) 98,4 %
Trübung 1 1 ,8 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,3 U/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3 Beispiel 22:
Analog Beispiel 21 wird eine transparent eingefärbte 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
Kristaliinität 12 %
Kristallitschmelzpunkt Tm 240 °C
Kristallisationstemperaturbereich Tc 82 °C bis 240 °C
Polydispersität Mw/Mn 3,66
Glasübergangstemperatur 82 °C
M. w 204660 g/mol
Mr 55952 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 transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 15 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 120 (Meßwinkel 20 °) 2. Seite 1 18 Lichttransmission 18,2 % Clarity (Klarheit) 96,4 % Trübung 20,6 % Oberflächendefekte pro nrr keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 5,9 U/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte 1 ,33 g/cm3
Beispiel 23:
Analog Beispiel 18 wird eine transparent eingefärbte Platte hergestellt. 60 % Polyethylenterephthalat aus Beispiel 18 werden mit 30 % Recyklat aus diesem Polyethylenterephthalat und 10 % des Masterbatches abgemischt.
Die hergestellte transparent eingefärbte Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 6 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 122
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 120
Lichttransmission 28,2 %
Clarity (Klarheit) 98,9 %
Trübung 9,9 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,9 U/m2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 0 %
Dichte : 1 ,33 g/cm3 Beispiel 24:
Analog Beispiel 17 wird eine 2 mm dicke, transparent eingefärbte, amorphe
Platte hergestellt, die als Hauptbestandteil das Polyethylenterephthalats und den
Farbstoff aus Beispiel 17 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 17 gewählt.
Die hergestellte rot-transparent eingefärbte PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil:
Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 129
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 126
Lichttransmission 34,7 %
Clarity (Klarheit) 99,0 %
Trübung 3,4 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,6 U/ 2
Kaltformbarkeit gut, keine Defekte
Kristaliinität 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 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 122
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 1 19
Lichttransmission 34,5 %
Clarity (Klarheit) 99,0 %
Trübung 3,5 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,34
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung»
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4, 1 U/m2
Kaltformbarkeit gut
Beispiel 25:
Analog Beispiel 24 wird eine 2 mm dicke, transparent eingefärbte Platte hergestellt. Der UV-Stabilisator 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5-(heyl)- oxyphenyl (*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 17 zusammen.
Vor der Extrusion werden 80 Gew.-% des Polyethylenterephthalats aus Beispiel 17 mit 20 Gew.-% des Masterbatches 5 Stunden bei 170°C getrocknet. Die Extrusion und Plattenherstellung erfolgt analog zu Beispiel 17.
Die hergestellte transparente, amorphe PET-Platte hat folgendes Eigenschaftsprofil: Dicke 2 mm
Oberflächenglanz 1. Seite 125
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 122
Lichttransmission 34,9 %
Clarity (Klarheit) 99,1 %
Trübung 3,3 %
Oberflächendefekte pro m2 keine
(Stippen, Orangenhaut, Blasen usw.)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,0 U/m2
Kaltformbarkeit gut
Kristaliinität 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 2 mm
Oberflächenglanz 1 . Seite 120
(Meßwinkel 20 °) 2. Seite 1 17
Lichttransmission 34,6 %
Clarity (Klarheit) 99,0 %
Trübung 3,5 %
Gesamtverfärbung ΔE 0,32
Oberflächendefekte keine
(Risse, Versprödung)
Schlagzähigkeit an nach Charpy kein Bruch
Kerbschlagzähigkeit ak nach Izod 4,0 U/m2
Kaltformbarkeit gut

Claims

Patentansprüche:
1 . Transparent eingefärbte, amorphe Platte, mit einer Dicke im Bereich von
1 bis 20 mm, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren Thermoplasten und mindestens einen im Thermoplasten löslichen Farbstoff enthält.
2. Platte gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des löslichen Farbstoffes im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt
3. Platte gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lösliche Farbstoff ein fett- und aromatenlöslicher Azo- oder Anthrachinonfarbstoff ist.
4. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenglanz, gemessen nach DIN 67530 (Meßwinkel 20 °) größer als 100 ist.
5. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichttransmission, gemessen nach ASTM D 1003, im Bereich von 5 bis 80 % liegt.
6. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübung, gemessen nach ASTM D 1003, im Bereich von 2 bis 40 % liegt.
7. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte kristallisierbare Thermoplast eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, aufweist, die im Bereich von 800 bis 6000 liegt.
8. Platte nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte kristallisierbare Thermoplast eine Standardviskosität SV (DCE), gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, aufweist, die im Bereich von 950 bis 5000 liegt.
9. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte einen Kristallinitätsgrad von weniger als 5 % hat.
10. Platte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast ausgewählt ist unter Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), einem Cycloolefinpolymer und einem Cycloolefincopolymer.
1 1. Platte gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als kristallisierbarer Thermoplast Polyethylenterephthalat verwendet wird.
12. Platte gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat Polyethylenterephthalat-Recyklat enthält.
13. Platte gemäß Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Schlagzähigkeit an nach Charpy, gemessen nach ISO 179/1 D, kein Bruch auftritt.
14. Platte gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbschlagfestigkeit ak nach Izod, gemessen nach ISO 180/1 A, im Bereich von 2,0 bis 8,0 U/m2 liegt.
1 5. Platte gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschärfe, gemessen nach ASTM D 1003 unter einem Winkel kleiner als 2,5 °, über 93 % liegt.
16. Platte gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat einen Kristallitschmelzpunkt, gemessen durch DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C/min., im Bereich von 220 ° bis 280 °C aufweist.
1 7. Platte gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 1 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat eine Kristallisationstemperatur, gemessen durch DSC mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 °C/min., im Bereich von 75 ° bis 280 °C aufweist.
18. Platte gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyethylenterephthalat eine Kristaliinität aufweist, die im Bereich von 5 bis 65 % liegt.
19. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte zusätzlich einen UV-Stabilisator enthält.
20. Platte nach Anspruch 1 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des UV-Stabilisators im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten, liegt.
21 . Platte nach Anspruch 1 9 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein UV-Stabilisator ausgewählt unter 2-Hydroxybenzotriazolen und Triazinen verwendet wird.
22. Platte nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein UV-Stabilisator ausgewählt unter 2-(4,6-Diphenyl-1 ,3,5-triazin-2-yl)-5- (hexyl)oxy-phenol und 2,2'-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4- (1 , 1 ,3,3-tetramethylbutyU-phenol verwendet wird.
23. Verfahren zur Herstellung einer transparent eingefärbten, amorphen Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das die folgenden Schritte umfaßt:
Aufschmelzen des kristallisierbaren Thermoplasten zusammen mit dem Farbstoff in einem Extruder, Ausformen der Schmelze durch eine Düse, und anschließend im Glättwerk, Kalibrieren, Glätten und Kühlen mit mindestens zwei Walzen bevor die Platte auf Maß gebracht wird, wobei die erste Walze des Glättwerkes eine Temperatur im Bereich von 50°C bis 80°C aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der kristallisierbare Thermoplast vor dem Aufschmelzen getrocknet wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der UV-Stabilisator zusammen mit dem Farbstoff und dem Thermoplasten im Extruder aufgeschmolzen wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des Farbstoffs und/oder des UV-Stabilisators über die Masterbatchtechnologie durchgeführt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß als kristallisierbarer Thermoplast PET verwendet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das PET vor dem Aufschmelzen für 4 bis 6 Stunden bei 160° bis 180° getrocknet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der PET-Schmelze im Bereich von 250° bis 320° liegt.
30. Verwendung einer gefärbten, amorphen Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 22 für Innenanwendungen und im Messebau.
31 . Verwendung der mit einem UV-Stabilisator ausgestatteten Platten nach einem der Ansprüche 19 bis 22 im Außenbereich.
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