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DE10043779A1 - Matte, mehrschichtige, funktionalisierte Folie aus einem bibenzolmodifizierten Thermoplasten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents

Matte, mehrschichtige, funktionalisierte Folie aus einem bibenzolmodifizierten Thermoplasten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

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Publication number
DE10043779A1
DE10043779A1 DE10043779A DE10043779A DE10043779A1 DE 10043779 A1 DE10043779 A1 DE 10043779A1 DE 10043779 A DE10043779 A DE 10043779A DE 10043779 A DE10043779 A DE 10043779A DE 10043779 A1 DE10043779 A1 DE 10043779A1
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DE
Germany
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film
film according
weight
modified
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10043779A
Other languages
English (en)
Inventor
Ursula Murschall
Ulrich Kern
Hans Mahl
Bart Janssens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Polyester Film GmbH
Original Assignee
Mitsubishi Polyester Film GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Polyester Film GmbH filed Critical Mitsubishi Polyester Film GmbH
Priority to DE10043779A priority Critical patent/DE10043779A1/de
Publication of DE10043779A1 publication Critical patent/DE10043779A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Biaxial orientierte Folien, welche mindestens eine Basisschicht, die als Hauptbestandteil einen bibenzolmodifizierten Thermoplasten, bevorzugt einen bibenzolmodifizierten Polyester wie z. B. bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat, bibezonlmodifiziertes Polybutylenterephthalat oder bibenzolmodifiziertes Polethylennaphthalat, enthält, dessen Bibenzolsäuregehalt bevorzugt zwischen 1 und 50 Gew.-% liegt, und welche mindestens eine matte Deckschicht aufweisen, wobei diese Deckschicht eine Mischung bzw. einen Blend aus zwei Komponenten I und II enthält, und welche zusätzlich mit Flammschutzmitteln und/oder UV-Stabilisatoren ausgerüstet sein können und/oder siegelfähig und/oder coronabehandelt sein können, sind inhärent UV-stabil und weisen auf der matten Oberfläche einen Glanz von weniger als 70 und eine Trübung von kleiner als 40% auf. Komponente I ist bevorzugt ein Polyethylenterephthalat-Homo- oder Copolymer und Komponente II ist bevorzugt ein Kondensationsprodukt der folgenden Monomere bzw. deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivaten: Isophthalsäure, aliphatische Dicarbonsäure, Sulfomonomeres, das eine Metallsulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer aromatischen Dicarbonsäure aufweist, und aliphatisches oder cycloaliphatisches Glykol. Die Folien werden durch Koextrusion hergestellt und können ein- oder beidseitig funktional beschichtet sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine biaxial orientierte Folie, welche eine Basisschicht, die mindestens 50 Gew.-% eines bibenzolmodifizierten Thermoplasten enthält, und mindestens eine matte Deckschicht aufweist, welche eine Mischung bzw. einen Blend aus zwei Komponenten I und II enthält. Die Folie ist inhärent UV-stabil und weist mindestens noch eine zusätzliche Funktionalität auf. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Folie und ihre Verwendung.
Die Komponente I der Mischung bzw. des Blends ist bevorzugt ein Polyethylenterephthalat-Homopolymer oder Polyethylenterephthalat-Copolymer oder eine Mischung aus Polyethylenterephthalat Homo- und/oder Copolymeren.
Die Komponente II der Mischung bzw. des Blends ist bevorzugt ein Polyethylenterephthalat-Copolymer, welches bevorzugt aus dem Kondensationsprodukt der folgenden Monomeren bzw. deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivaten besteht: Isophthalsäure, aliphatische Dicarbonsäure, Sulfomonomeres, das eine Metallsulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer aromatischen Dicarbonsäure aufweist und aliphatisches oder cycloaliphatisches Glykol.
Die erfindungsgemäße Deckschicht zeichnet sich durch eine charakteristische matte Oberfläche bzw. Optik aus und ist insbesondere für die Verwendung als Verpackungsfolie oder für Anwendungen im industriellen Sektor gut geeignet, bei denen insbesondere ein UV-Schutz bzw. eine nicht Durchlässigkeit des UV-Lichtes gefordert wird.
Folien aus kristallisierbaren Thermoplasten mit einer Dicke zwischen 1 und 500 µm sind bekannt. Diese Folien sind nicht inhärent UV-stabil, so dass sich weder die Folien noch die daraus hergestellten Artikel für Außenanwendungen eignen. Bei Außenanwendungen zeigen diese Folien bereits nach kurzer Zeit eine Vergilbung und eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften infolge eines photooxidativen Abbaus durch Sonnenlicht. Die Folien sind auch nicht flammhemmend ausgerüstet, wodurch sie sich für Bereiche, für die ein hoher Flammschutz gefordert ist, nicht eignen. Die Folien sind zudem nur unzureichend siegelbar.
Die Industrie hat einen hohen Bedarf an transparenten, hochglänzenden Kunststoffolien, wie z. B. biaxial orientierten Polypropylen- oder biaxial orientierten Polyesterfolien. Daneben besteht in zunehmendem Maße ein Bedarf an solchen Folien, bei denen ein Schutz vor ultravioletter Strahlung gegeben ist und bei denen zumindest eine Oberflächenschicht nicht hochglänzend ist, sondern sich durch ein charakteristisches mattes Erscheinungsbild auszeichnet und dadurch z. B. der Verpackung ein besonders attraktives und damit werbewirksames Aussehen und gleichzeitig einen Schutz vor UV-Strahlung verleiht.
In der US 4,399,179 wird eine koextrudierte biaxial orientierte Polyesterfolie beschrieben, die aus einer transparenten Basisschicht und mindestens einer matten Schicht besteht, welche im wesentlichen aus einem bestimmten Polyethylenterephthalat-Copolymer besteht und zudem inerte Partikel mit einem Durchmesser von 0,3 bis 20 µm in einer Konzentration von 3 bis 40 Gew.-% enthält. Das spezielle Copolymer ist eine Verarbeitungshilfe, durch die die Viskosität der die inerten Partikel enthaltenen Schmelze herabgesetzt wird, so dass eine einwandfreie Extrusion dieser Schicht möglich ist. Die Mattheit der Folie wird durch Zugabe der inerten Partikel in die entsprechende Schicht erreicht.
In der EP 0 144 978 wird eine selbstragende orientierte Folie aus thermoplastischem Kunststoff beschrieben, welche auf wenigstens einer ihrer beiden Oberflächen eine durchgehende Polyesterbeschichtung trägt, die als wässrige Dispersion auf die Folie vor dem letzten Streckschritt aufgebracht wird. Die Polyesterbeschichtung besteht aus einem Kondensationsprodukt von verschiedenen Monomeren, die zur Bildung von Polyestern befähigt sind, wie Isophthalsäure, aliphatische Dicarbonsäuren, Sulfomonomere und aliphatische oder cycloaliphatische Glykole.
In der EP-A 0 620 245 sind Folien aus Polyethylenterephthalat beschrieben, die hinsichtlich ihrer thermischen Stabilität verbessert sind. Diese Folien enthalten Antioxidationsmittel, welche geeignet sind, in der Folie gebildete Radikale abzufangen und gebildetes Peroxid abzubauen. Ein Vorschlag, wie die UV-Stabilität solcher Folien zu verbessern sei, ist dieser Schrift jedoch nicht zu entnehmen.
In der DE 198 23 991 werden amorphe Platten beschrieben, die als Hauptbestandteil ein bibenzolmodifiziertes Polyalkylenterephthalat und/oder ein bibenzolmodifiziertes Polyalkylennaphthalat enthalten. Diese Platten sind 0,1 bis 20 mm dick, amorph, d. h. nicht kristallin, unverstreckt und unorientiert. Die Platten zeichnen sich insbesondere durch gute mechanische Eigenschaften in einem breiten Temperaturbereich aus. Unter guten mechanischen Eigenschaften wird dabei verstanden, dass bei der Messung der Schlagzähigkeit an nach Charpy (ISO 179/1D) kein Bruch auftritt und dass die Izod Schlagzähigkeit nach ISO 180 bei -40°C vorzugsweise im Bereich von 10 bis 140 kJ/m2 liegt. Die beschriebenen amorphen Platten werden mittels Glättkalandertechnologie und durch Einfrieren unterhalb der Glasübergangstemperatur mittels Abkühlen und Glätten hergestellt.
In der DE OS 23 46 787 ist ein schwerentflammbarer Rohstoff beschrieben. Neben dem Rohstoff ist auch seine Verwendung zur Herstellung von Folien und Fasern beansprucht. Bei der Herstellung einer Folie aus diesem phospholanmodifizierten Rohstoff zeigten sich folgende Defizite:
  • - Der Rohstoff ist sehr hydrolyseempfindlich und muß sehr gut vorgetrocknet werden. Beim Trocknen des Rohstoffes mit Trocknern, die dem Stand der Technik entsprechen, verklebt der Rohstoff, so dass nur unter schwierigsten Bedingungen eine Folie herstellbar ist.
  • - Die so hergestellten Folien verspröden bei Temperaturbelastungen, d. h. die mechanischen Eigenschaften verschlechtern sich aufgrund der Versprödung, so dass die Folie unbrauchbar wird. Bereits nach 48 h Temperaturbelastung tritt diese Versprödung auf.
In der GB-A 1 465 973 wird eine koextrudierte, zweischichtige Polyesterfolie beschrieben, deren eine Schicht aus isophthalsäurehaltigen und terephthalsäurehaltigen Copolyestern und deren andere Schicht aus Polyethylenterephthalat besteht. Über das Siegelverhalten der Folie finden sich in der Schrift keine verwertbaren Angaben. Wegen fehlender Pigmentierung ist die Folie nicht prozesssicher herstellbar (Folie ist nicht wickelbar) und nur unter Einschränkung weiterverarbeitbar.
In der EP 0 035 835 wird eine koextrudierte siegelfähige Polyesterfolie beschrieben, der zur Verbesserung des Wickel- und des Verarbeitungsverhaltens in der Siegelschicht Partikel zugesetzt werden, deren mittlere Teilchengröße die Schichtdicke der Siegelschicht übersteigt. Durch die teilchenförmigen Zusatzstoffen werden Oberflächenvorsprünge gebildet, die das unerwünschte Blocken und Kleben an Walzen oder Führungen verhindern. Über die andere, nicht siegelfähige Schicht der Folie, werden keine näheren Angaben zur Einarbeitung von Antiblockmitteln gemacht. Es bleibt offen, ob diese Schicht Antiblockmittel enthält. Durch Wahl von Partikeln mit größerem Durchmesser als die Dicke der Siegelschicht und bei den in den Beispielen angegebenen Konzentrationen wird das Siegelverhalten der Folie verschlechtert. Angaben zum Siegeltemperaturbereich der Folie werden in der Schrift nicht gemacht. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C gemessen und liegt in einem Bereich von 63 bis 120 N/m (0,97 N/15 mm bis 1,8 N/15 mm Folienbreite).
In der EP 0 432 886 wird eine koextrudierte mehrschichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine erste Oberfläche besitzt, auf der eine siegelfähige Schicht angeordnet ist und die eine zweite Oberfläche besitzt, auf der eine Acrylatschicht angeordnet ist. Die siegelfähige Deckschicht kann auch hier aus isophthalsäurehaltigen und terephthalsäurehaltigen Copolyestern bestehen. Durch die rückseitige Beschichtung erhält die Folie ein verbessertes Verarbeitungsverhalten. Angaben zum Siegelbereich der Folie werden in der Schrift nicht gemacht. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C gemessen. Für eine 11 µm dicke Siegelschicht wird eine Siegelnahtfestigkeit von 761,5 N/m (11,4 N/15 mm) angegeben. Nachteilig an der rückseitigen Acrylatbeschichtung ist, dass diese Seite gegen die siegelfähige Deckschicht nicht mehr siegelt. Die Folie ist damit nur eingeschränkt zu verwenden.
In der EP 0 515 096 wird eine koextrudierte, mehrschichtige siegelfähige Polyesterfolie beschrieben, die in der siegelfähigen Schicht ein zusätzliches Additiv enthält. Das Additiv kann z. B. anorganische Partikel enthalten und wird vorzugsweise in einer wässrigen Schicht an die Folie bei deren Herstellung angetragen. Hierdurch soll die Folie die guten Siegeleigenschaften beibehalten und gut zu verarbeiten sein. Die Rückseite enthält nur sehr wenige Partikel, die hauptsächlich über das Regranulat in diese Schicht gelangen. Angaben zum Siegeltemperaturbereich der Folie werden auch in dieser Schrift nicht gemacht. Die Siegelnahtfestigkeit wird bei 140°C gemessen und beträgt mehr als 200 N/m (3 N/15 mm). Für eine 3 µm dicke Siegelschicht wird eine Siegelnahtfestigkeit von 275 N/m (4,125 N/15 mm) angegeben.
In der WO 98/06575 wird eine koextrudierte mehrschichtige Polyesterfolie beschrieben, die eine siegelfähige Deckschicht und eine nicht siegelfähige Basisschicht aufweist. Die Basisschicht kann dabei aus einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein, wobei die innere der Schichten mit der siegelfähigen Schicht in Kontakt ist. Die andere (äußere) Schicht bildet dann die zweite nicht siegelfähige Deckschicht. Die siegelfähige Deckschicht kann auch hier aus isophthalsäurehaltigen und terephthalsäurehaltigen Copolyestern bestehen, die jedoch keine Antiblockteilchen enthalten. Die Folie enthält außerdem noch mindestens einen UV-Absorber, der der Basisschicht in einem Gewichtsverhältnis von 0,1 bis 10% zugegeben wird. Als UV-Absorber werden dabei vorzugsweise Triazine, z. B. Tinuvin® 1577 der Fa. Ciba verwendet. Die Basisschicht ist mit üblichen Antiblockmitteln ausgestattet. Die Folie zeichnet sich durch eine gute Siegelfähigkeit aus, hat jedoch nicht das gewünschte Verarbeitungsverhalten und weist zudem Defizite in den optischen Eigenschaften (Glanz und Trübung) auf.
In den beschriebenen Fällen finden sich keine Hinweise darauf, wie einer Folie zumindest auf einer Folienoberfläche ein niedriger Glanz bei einer weiterhin hoher Transparenz der Folie verliehen und wie die Folie gleichzeitig ausreichend UV- stabilisiert werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, eine Folie mit mindestens einer matten Oberfläche und mit mindestens einer zusätzlichen Funktionalität zur Verfügung zu stellen, die sich einfach und wirtschaftlich herstellen läßt, die die guten physikalischen Eigenschaften der bekannten Folien besitzt, keine Entsorgungsprobleme verursacht und sich insbesondere durch die Absorption des UV- Lichtes und durch eine hohe inhärente UV-Stabilität auszeichnet.
Zusätzliche Funktionalität bedeutet, dass die erfindungsgemäße Folie flammhemmend und/oder mit zusätzlichen UV-Stabilisatoren ausgerüstet ist und/oder siegelfähig ist und/oder auf einer oder beiden Oberflächen beschichtet ist und/oder auf einer oder beiden Seiten coronabehandelt ist.
Eine hohe inhärente UV-Stabilität bedeutet, dass die Folien durch Sonnenlicht oder andere UV-Strahlung nicht oder nur extrem wenig geschädigt werden, so dass sich die Folien für Außenanwendungen und/oder kritische Innenanwendungen eignen.
Insbesondere sollten die Folien bei mehrjähriger Außenanwendung nicht vergilben, keine Versprödung oder Rißbildung an der Oberfläche zeigen und auch keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen. Hohe UV-Stabilität bedeutet demnach, dass die Folie das UV-Licht absorbiert und Licht erst im sichtbaren Bereich durchlässt.
Zu den guten mechanischen Eigenschaften zählen bevorzugt ein hoher E-Modul (EMD < 3200 N/mm2; ETD < 3500 N/mm2) sowie gute Reißfestigkeitswerte (in MD < 100 N/mm2; in TD < 130 N/mm2).
Zu einer guten Verstreckbarkeit zählt z. B., dass sich die Folie bei ihrer Herstellung sowohl in Längs- (MD) als auch in Querrichtung (TD) hervorragend und ohne Abrisse orientieren läßt.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine koextrudierte und biaxial orientierte Folie der eingangs genannten Art. Die erfindungsgemäße Folie ist inhärent UV-stabil und kann zusätzlich flammhemmend und/oder mit zusätzlichen UV-Stabilisatoren ausgerüstet sein und/oder ist siegelfähig und/oder ist auf einer oder beiden Oberflächen beschichtet und/oder ist auf einer oder beiden Seiten coronabehandelt.
Die Komponente I der Mischung bzw. des Blends ist bevorzugt ein Polyethylenterephthalat-Homopolymer oder Polyethylenterephthalat-Copolymer oder eine Mischung aus Polyethylenterephthalat Homo- und/oder Copolymeren.
Die Komponente II des Copolymers oder der Mischung bzw. des Blends ist bevorzugt ein Polymer, enthaltend mindestens eine Sulfonatgruppe, insbesondere ein Kondensationsprodukt der folgenden Monomeren bzw. deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivaten:
  • A) 65 bis 95 Mol-% Isophthalsäure;
  • B) 0 bis 30 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure mit der Formel HOOC(CH2)nCOOH,
    wobei n im Bereich von 1 bis 11 liegt;
  • C) 5 bis 15 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomeren enthaltend eine Alkalimetall­ sulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer Dicarbonsäure;
  • D) die zur Bildung von 100 Mol-% Kondensat notwendige stöchiometrische Menge eines copolymerisierbaren aliphatischen oder cycloaliphatischen Glykols mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen;
wobei die Prozentangaben jeweils bezogen sind auf die Gesamtmenge der die Komponente II bildenden Monomeren.
Unter Mischungen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind mechanische Mischungen zu verstehen, welche aus den Einzelkomponenten hergestellt werden. Im allgemeinen werden hierzu die einzelnen Bestandteile als gepresste Formkörper kleiner Größe, z. B. linsen- oder kugelförmiges Granulat, zusammengeschüttet und mit einer geeigneten Rüttelvorrichtung mechanisch miteinander gemischt. Eine andere Möglichkeit für die Erstellung der Mischung besteht darin, dass die jeweiligen Komponenten I und II in Granulatform jeweils für sich getrennt dem Extruder für die erfindungsgemäße Deckschicht zugeführt werden und die Mischung im Extruder, bzw. in den nachfolgenden schmelzeführenden Systemen durchgeführt wird.
Ein Blend im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein legierungsartiger Verbund der einzelnen Komponenten I und II, welcher nicht mehr in die ursprünglichen Bestandteilen zerlegt werden kann. Ein Blend weist Eigenschaften wie ein homogener Stoff auf und kann entsprechend durch geeignete Parameter charakterisiert werden.
Erfindungsgemäß ist die Folie zumindest zweischichtig. Sie umfaßt dann als Schichten eine Schicht B (= Basisschicht) und die erfindungsgemäße matte Deckschicht A. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Folie dreischichtig aufgebaut und weist auf der einen Seite der Schicht B die Deckschicht A und auf der anderen Seite der Schicht B eine weitere Schicht C auf. In diesem Fall bilden die beiden Schichten A und C die Deckschichten, die gleich oder verschieden sein können.
Die erfindungsgemäße Folie enthält als Hauptbestandteil, zumindest in der Basisschicht, einen kristallisierbaren, bibenzolmodifizierten Thermoplasten. Geeignete kristallisierbare bzw. teilkristalline bibenzolmodifizierte Thermoplaste sind beispielsweise Polyester wie bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PETBB), bibenzolmodifiziertes Polybutylenterephthalat (PBTBB), bibenzolmodifiziertes Polyethylennaphthalat (PENBB), wobei bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PETBB) bevorzugt ist.
Erfindungsgemäß versteht man unter bibenzolmodifizierten kristallisierbaren Thermoplasten
  • - kristallisierbare bibenzolmodifizierte Copolymere,
  • - kristallisierbare bibenzolmodifizierte Compounds,
  • - kristallisierbares bibenzolmodifiziertes Recyklat und
  • - andere Variationen von kristallisierbaren bibenzolmodifizierten Thermoplasten.
Zur Herstellung der Copolymere Polyalkylentherephthalat oder Polyalkylennaphthalat können neben den Hauptmonomeren wie z. B. Dimethyltherephthalat (DMT), Bisbenzolsäure (BB), Ethylenglycol (EG), Propylenglycol (PG), 1,4-Butandiol, Therephthalsäure (TA), und/oder 2,6-Naphtalindicarboxylsäure (NDA), auch Isophthalsäure (IPA), trans und/oder cis-1,4-Cyclohexandimethanol (c-CHDM, t-CHDM oder c/t-CHDM) verwendet werden.
Hauptbestandteil heißt, dass die Menge an bibenzolmodifiziertem Thermoplast bevorzugt zwischen 50 und 99,9 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 75 und 99 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten. Die restliche Menge zu 100% können für biaxial orientierte Folien übliche Additive sein.
Bibenzolmodifizierte Polyethylenterephthalat-Polymere mit einem Kristallitschmelzpunkt Tm, gemessen mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20°C/min. von 180°C bis über 365°C, vorzugsweise von 180°C bis 310°C, abhängig von dem Bibenzolsäuregehalt, mit einem Kristallisationstemperaturbereich Tc zwischen 75°C und 280°C, einer Glasübergangstemperatur Tg zwischen 65°C und 130°C und mit einer Dichte, gemessen nach DIN 53479, von 1,15 bis 1,40 g/cm3 und einer Kristallinität zwischen 5% und 65%, vorzugsweise 20% und 65%, stellen bevorzugte Ausgangsmaterialien zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie dar.
Bibenzolmodifizierte Polyethylennaphthalat-Polymere mit einem Kristallitschmelzpunkt Tm, gemessen mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/min. von 120°C bis 310°C, vorzugsweise von 140°C bis 280°C, abhängig von dem Bibenzolsäuregehalt, mit einem Kristallisationstemperaturbereich Tc zwischen 75°C und 280°C, einer Glasübergangstemperatur Tg zwischen 65°C und 120°C und mit einer Dichte, gemessen nach DIN 53479, von 1,20 bis 1,45 g/cm3 und einer Kristallinität zwischen 5% und 65%, vorzugsweise 20% und 65%, stellen bevorzugte Ausgangsmaterialien zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie dar.
Erfindungswesentlich ist, dass der eingesetzte bibenzolmodifizierte Thermoplast kristallisierbar ist. Erfindungsgemäß liegt der Bibenzolsäure-Gehalt bevorzugt zwischen 1 und 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 und 45 Gew.-%, insbesondere zwischen 10 und 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des bibenzolmodifizierten Thermoplasten. Liegt der Bibenzolsäure-Gehalt bei <50 Gew.-%, ist die erfindungsgemäße Folie u. U. nach Orientierung nur unzureichend kristallisierbar. In diesem Fall würden sich die mechanischen Eigenschaften erheblich verschlechtern.
Die Standardviskosität SV (DCE) des bibenzolmodifizierten Polyethylenterephthalats, gemessen in Dichloressigsäure nach DIN 53728, liegt zwischen 600 und 1000, vorzugsweise zwischen 700 und 900.
Das Schüttgewicht, gemessen nach DIN 53466, liegt vorzugsweise zwischen 0,70 kg/dm3 und 1,0 kg/dm3, und besonders bevorzugt zwischen 0,75 kg/dm3 und 0,90 kg/dm3.
Mindestens eine Deckschicht der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie enthält eine im folgenden näher beschriebene Mischung bzw. einen Blend aus zwei Komponenten I und II und gegebenenfalls zusätzliche Additive.
Die Komponente I der Deckschichtmischung bzw. des Blends enthält bevorzugt wie beschrieben einen thermoplastischen Polyester. Dies kann ein Polyester sein wie er für die Basisschicht näher beschrieben wurde. Für die Erzeugung hoher Mattgrade hat es sich dabei als günstig erwiesen, wenn das Polyesterpolymere für die Komponente I der erfindungsgemäßen Deckschicht eine an sich vergleichsweise geringe Viskosität aufweist. Für die Beschreibung der Viskositäten der Schmelzen wird eine modifizierte Lösungsmittelviskosität (SV-Wert) verwendet. Für handelsübliche Polyethylenterephtha­ late, die sich zur Herstellung von biaxial orientierten Folien eignen, liegen die SV-Werte im Bereich von 500 bis 1200. Um eine hohe Mattheit der Folie im Sinne der vorliegenden Erfindung zu bekommen, hat es sich als günstig erwiesen, wenn der SV- Wert der Polymeren für die Komponente I der erfindungsgemäßen Deckschicht im Bereich von 500 bis 800, bevorzugt im Bereich von 500 bis 750, insbesondere bevorzugt im Bereich von 500 bis 700 liegen.
Die Komponente II der Deckschichtmischung wird wie bereits angegeben durch Kondensation der folgenden Monomeren bzw. deren zur Bildung von Polymeren befähigten Derivaten erhalten:
  • A) Isophthalsäure,
  • B) ggf. einer aliphatischen Dicarbonsäure,
  • C) einem Sulfomonomeren, und
  • D) der zur Bildung von 100 Mol-% Kondensat notwendigen Menge eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Glykols.
Die insgesamt anwesenden Säureäquivalente sollen auf molarer Basis im wesentlichen den insgesamt anwesenden Glykoläquivalenten entsprechen.
Als Komponente B) der Copolyester geeignete Dicarbonsäuren sind z. B. Malon-, Adipin-, Azelain-, Glutar-, Sebacin-, Kork-, Bernstein- und Brassylsäure sowie Mischungen dieser Säuren oder deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivate. Von den genannten Säuren wird Sebacinsäure bevorzugt.
Beispiele für Sulfomonomere, die eine Metallsulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer aromatischen Dicarbonsäure (Komponente C) aufweist, sind solche Monomere, die der folgenden allgemeinen Formel entsprechen:
In dieser Formel ist
M ein einwertiges Kation eines Alkalimetalls,
Z ein dreiwertiger aromatischer Rest, und
X und Y sind Carboxylgruppen oder Polyester bildende Äquivalente.
Monomere dieser Art sind in den US-A 3,563,942 und 3,779,993 beschrieben. Beispiele solcher Monomeren sind Natrium-sulfoterephthalsäure, Natrium-5-sulfoisophthalsäure, Natrium-sulfophthalsäure, 5-(p-Natriumsulfphenoxy)-isophthalsäure, 5-(Natrium­ sulfopropoxy)-isophthalsäure und dergleichen Monomere sowie deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivate, wie z. B. die Dimethylester. M ist vorzugsweise Na+, Li+ oder K+.
Unter dem Begriff "zur Bildung von Polyestern befähigte Derivate" sind hier bevorzugt Reaktionsteilnehmer mit solchen Gruppen zu verstehen, die zu Kondensationsreaktionen, insbesondere Umesterungsreaktionen, zur Bildung von Polyesterbindungen befähigt sind. Zu solchen Gruppen zählen Carboxylgruppen sowie deren niedere Alkylester, z. B. Dimethylterephthalat, Diethylterephthalat und zahlreiche andere Ester, Halogenide oder Salze. Bevorzugt werden die Säuremonomeren als Dimethylester verwendet, da auf diese Weise die Kondensationsreaktion besser gesteuert werden kann.
Als Komponente D) geeignete Glykole sind z. B. Ethylenglykol, 1,5-Pentadiol, 1,6- Hexandiol, Neopentylglykol, 1,10-Decandiol, Cyclohexan-dimethanol und ähnliche Substanzen. Bevorzugt wird Ethylenglykol verwendet.
Die Copolyester können durch bekannte Polymerisationstechniken hergestellt werden. Im allgemeinen wird so verfahren, dass die Säurekomponenten mit Glykol zusammengebracht und in Anwesenheit eines Veresterungskatalysators erhitzt werden, mit anschließender Zugabe eines Polykondensationskatalysators.
Es hat sich gezeigt, dass die verhältnismäßigen Anteile der Komponenten A, B, C und D, die zur Herstellung der erfindungsmäßigen Mischungen eingesetzt werden, entscheidend für das Erzielen der matten Deckschicht sind. So muß z. B. Isophthalsäure (Komponente A) zu mindestens etwa 65 Mol-% als Säurekomponente anwesend sein. Bevorzugt ist die Komponente A reine Isophthalsäure, die in einer Menge von etwa 70 bis 95 Mol-% anwesend ist.
Für die Komponente B gilt, dass jede Säure mit der genannten Formel zufriedenstellende Ergebnisse bringt, wobei Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure und Mischungen dieser Säuren bevorzugt werden. Die Menge beträgt bevorzugt 1 bis 20 Mol-%, wenn die Komponente B in der Zusammensetzung enthalten ist.
Die Glykolkomponente ist in stöchiometrischer Menge anwesend.
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Copolyester zeichnen sich weiterhin bevorzugt dadurch aus, dass sie eine Säurezahl unter 10, vorzugsweise von 0 bis 3, ein mittleres Mol-Gewicht unter etwa 50.000 und einen SV-Wert im Bereich von etwa 300 bis 700, vorzugsweise etwa 350 bis 650, aufweisen.
Das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) der beiden Komponenten I und II der Deckschichtmischung bzw. des Blends kann innerhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Einsatzzweck der Mehrschichtfolie. Bevorzugt liegt das Verhältnis der Komponenten I und II in einem Bereich von I : II = 10 : 90 bis I : II = 95 : 5, vorzugsweise zwischen I : II = 20 : 80 bis I : II = 95 : 5 und insbesondere zwischen I : II = 30 : 70 bis I : II = 95 : 5.
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.
Unmodifizierte Polyethylenterephthalate beginnen beispielsweise erst 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 z. B. Polyethylenterephthalaten kann auch über Wasserstoffabspaltung in α-Stellung der Estergruppen zu Hydroperoxiden und deren Zersetzungsprodukten sowie zu damit verbundenen Kettenspaltungen führen (H. Day, D.M. Wiles: J. Appl. Polym. Sci 16, 1972, Seite 203).
Eine UV-Stabilität kann grundsätzlich durch Zusatz von UV-Stabilisatoren erzielt werden. UV-Stabilisatoren, d. h. 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 transparente Folien ungeeignet, da sie zur Verfärbung oder Farbänderung führen. Für transparente Folien sind nur organische und metallorganische Verbindungen geeignet, die dem zu stabilisierenden Thermoplasten keine oder nur eine extrem geringe Farbe oder Farbänderung verleihen.
UV-Stabilisatoren sind sehrteuer, dampfen teilweise bei der Folienherstellung aus oder migrieren im Laufe der Zeit, so dass die Folie z. B. nach 1 bis 2 Jahren einen unerwünschten Belag zeigt. Dadurch werden der Glanz und die Transparenz der Folie nachteilig beeinflusst.
Vor dem Hintergrund, dass UV-Stabilisatoren Schutz bieten können, hätte der Fachmann wohl handelsübliche UV-Stabilisatoren eingesetzt. Dabei hätte er festgestellt, dass
  • - der UV-Stabilisator eine mangelnde thermische Stabilität hat und sich bei Temperaturen zwischen 200°C und 240°C zersetzt oder ausgast,
  • - große Mengen (ca. 10 bis 15 Gew.-%) UV-Stabilisator eingearbeitet werden müssen, damit das UV-Licht absorbiert und die Folie nicht geschädigt wird.
Bei diesen hohen Konzentrationen ist die Folie schon nach der Herstellung gelbstichig bzw. die Farbe hat sich verändert. Weiterhin werden die mechanischen Eigenschaften einer solchen Folie negativ beeinflusst. Beim Verstrecken treten Probleme auf wie z. B.
  • - Abrisse wegen mangelnder Festigkeit, d. h. E-Modul,
  • - Düsenablagerungen, was zu Profilschwankungen führt,
  • - Walzenablagerungen vom UV-Stabilisator, was zur Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften (Trübung, Klebedefekt, inhomogene Oberfläche) führt,
  • - Ablagerungen in Streck-, Fixierrahmen, die auf die Folie tropfen.
Daher war es überraschend, dass durch den Einsatz der erfindungsgemäßen bibenzolmodifizierten Thermoplasten ohne Zusatz von UV-Stabilisatoren bereits ein hervorragender UV-Schutz erzielt werden konnte. Überraschend war weiterhin, dass sich bei diesem hohen UV-Schutz
  • - die Farbe der Folie im Vergleich zu einer nicht-stabilisierten Folie im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht ändert;
  • - keine Ausgasungen, keine Düsenablagerungen, keine Rahmenausdampfungen einstellten, wodurch die Folie eine exzellente Optik aufweist und ein ausgezeichnetes Profil und eine ausgezeichnete Planlage hat;
  • - die inhärent UV-stabilisierte Folie durch eine hervorragende Streckbarkeit in Längs- und Querrichtung auszeichnet, so dass sie verfahrenssicher und stabil auf sogenannten high speed film lines mit Geschwindigkeiten von 420 m/min produktionssicher hergestellt werden kann. Damit ist die erfindungsgemäße Folie auch wirtschaftlich rentabel.
Weiterhin ist anzuführen, dass auch das Regenerat bei der Folienherstellung wieder einsetzbar ist, ohne die Farbe der Folie negativ zu beeinflussen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Folie gemäß der Erfindung noch zusätzliche UV-Stabilisatoren enthalten.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignete UV-Stabilisatoren als Lichtschutzmittel sind UV-Stabilisatoren, die im bibenzolmodifizierten Thermoplasten löslich sind, die bevorzugt mindestens 70%, vorzugsweise 80%, besonders bevorzugt 90%, des UV- Lichtes im Wellenlängenbereich von 180 nm bis 380 nm, vorzugsweise 280 bis 350 nm absorbieren. Diese sind insbesondere dann geeignet, wenn sie im Temperaturbereich von 260 bis 300°C thermisch stabil sind, d. h. sich nicht zersetzen und nicht zur Ausgasung führen. Geeignete UV-Stabilisatoren sind beispielsweise 2- Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzotriazole, nickelorganische Verbindungen, Salicylsäureester, Zimtsäureester-Derivate, Resorcinmonobenzoate, Oxalsäureanilide, Hydroxybenzoesäureester, sterisch gehinderte Amine, Benzoxazinone und Triazine, wobei die 2-Hydroxybenzotriazole und die Triazine bevorzugt sind. Es können auch Mischungen von UV-Stabilisatoren verwendet werden.
Der oder die UV-Stabilisatoren sind vorzugsweise in den Deckschichten enthalten. Bei Bedarf können auch die Basisschicht und ggf. vorhandene Zwischenschichten mit UV- Stabilisator ausgerüstet sein.
Es war überraschend, dass der Einsatz der oben genannten UV-Stabilisatoren in Kombination mit dem inhärent UV-stabilen Thermoplasten in Folien zu einem noch besseren UV-Schutz führte.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Folie 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxy­ phenol der Formel
oder 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2,2-Methylen-bis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3- tetramethylbutyl)-phenol der Formel
oder 0,01 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% 2,2'-(1,4-Phenylen)bis[4H-3,1-benzoxazin-4-on]
In einer bevorzugten Ausführungsform können auch Mischungen dieser UV- Stabilisatoren oder Mischungen von mindestens einem dieser UV-Stabilisatoren mit anderen UV-Stabilisatoren eingesetzt werden. Die Gesamtkonzentration an Lichtschutzmittel beträgt vorzugsweise zwischen 0,01 Gew.-% und 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten.
Die erfindungsgemäßen Folien können zusätzlich flammhemmend ausgerüstet sein, d. h. sie enthalten dann mindestens ein Flammschutzmittel oder Mischungen verschiedener Flammschutzmittel. Das Flammschutzmittel ist bevorzugt in der Basisschicht enthalten, kann aber auch in allen oder nur in einzelnen Folienschichten (z. B. in den Deck- und/oder Zwischenschichten) enthalten sein.
Eine flammhemmende Wirkung bedeutet, dass die erfindungsgemäße Folie in einer sogenannten Brandschutzprüfung die Anforderungen nach DIN 4102 Teil 2 und insbesondere die Anforderungen nach DIN 4102 Teil 1 erfüllt und in die Baustoffklasse B2 und insbesondere B1 der schwer entflammbaren Stoffe eingeordnet werden kann.
Des Weiteren sollte die flammhemmend ausgerüstete Folie den UL-Test 94 "Horizontal Burning Test for Flammability of Plastic Material" bestehen, so dass sie in die Klasse 94 VTM-0 eingestuft werden kann.
Die Folie gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung enthält mindestens ein Flammschutzmittel, das bevorzugt über die sogenannte Masterbatch-Technologie direkt bei der Folienherstellung zudosiert wird. Die Konzentration des Flammschutzmittels liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 30,0 Gew.-%, vorzugsweise bei 1,0 bis 20,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten. Bei der Herstellung des Masterbatchs wird im allgemeinen ein Verhältnis von Flammschutzmittel zu Thermoplast im Bereich von 60 zu 40 Gew.-% bis 10 zu 90 Gew.-% eingehalten.
Zu den typischen Flammschutzmitteln gehören Bromverbindungen, Chlorparaffine und andere Chlorverbindungen, Antimontrioxid, Aluminiumtrihydrate, wobei die Halogenverbindungen aufgrund der u. U. entstehenden halogenhaltigen Nebenprodukte nachteilig sein können. Des Weiteren ist die geringe Lichtbeständigkeit einer damit ausgerüsteten Folie neben der Entwicklung von Halogenwasserstoffen im Brandfall nachteilig.
Geeignete Flammschutzmitteln, die bevorzugt gemäß der Erfindung eingesetzt werden, sind beispielsweise organische Phosphorverbindungen wie Carboxyphosphinsäuren, deren Anhydride und Dimethyl-methylphosphonat. Vorteilhaft ist, wenn die organische Phosphorverbindung im Thermoplast löslich ist, da andernfalls die geforderten optischen Eigenschaften u. U. nicht erfüllt werden.
Da die Flammschutzmittel im allgemeinen eine gewisse Hydrolyseempfindlichkeit aufweisen, kann der zusätzliche Einsatz eines Hydrolysestabilisators sinnvoll sein.
Als Hydrolysestabilisatoren werden im allgemeinen phenolische Stabilisatoren, Alkali- /Erdalkalistearate und/oder Alkali-/Erdalkalicarbonate in Mengen von bevorzugt 0,01 bis 1,0 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten. Phenolische Stabilisatoren werden in einer Menge von 0,05 bis 0,6 Gew.-%, insbesondere 0,15 bis 0,3 Gew.-% und mit einer Molmasse von mehr als 500 g/mol bevorzugt. Pentaerythrityl-Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxyphenyl)-Propionat oder 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxybenzyl)benzol sind besonders vorteilhaft. Es können auch Mischungen verschiedener Hydrolysestabilisatoren eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße, schwer entflammbare Folie ein kristallisierbares, bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat, 1 Gew.-% bis 20 Gew.-% einer im PETBB löslichen organischen Phosphorverbindung als Flammschutzmittel und 0,1 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% eines Hydrolysestabilisators. Als Flammschutzmittel ist Dimethyl-Methylphosphonat bevorzugt.
Diese Angabe bzgl. Flammschutzmittel und Hydrolysestabilisator gilt auch in Hinblick auf andere erfindungsgemäß zu verwendende Thermoplasten.
Ganz überraschend haben Brandschutzversuche nach DIN 4102 und dem UL-Test gezeigt, dass es im Falle einer dreischichtigen Folie durchaus ausreichend ist, die 0,5 bis 2 mm dicken Deckschichten mit Flammschutzmittel auszurüsten, um eine verbesserte Flammhemmung zu erreichen. Bei Bedarf und bei hohen Brandschutzanforderungen kann auch die Basisschicht mit Flammschutzmittel ausgerüstet sein, d. h. eine sogenannte Grundausrüstung beinhalten.
Darüber hinaus ergaben Messungen, dass die erfindungsgemäße Folie bei Temperaturbelastungen von 100°C über einen längeren Zeitraum nicht versprödet.
Keine Versprödungen nach Temperaturbelastung bedeutet, dass die Folie nach 100 Stunden Tempervorgang bei 100°C in einem Umluftofen keine Versprödung und keine nachteiligen mechanischen Eigenschaften aufweist.
Zu einer wirtschaftlichen Herstellung zählt z. B., dass die Rohstoffe bzw. die Rohstoffkomponenten, die zur Herstellung der ggf. schwer entflammbaren Folie benötigt werden, mit handelsüblichen Industrietrocknern, wie Vakuumtrockner, Wirbelschichttrockner, Fließbetttrockner oder Festbetttrockner (Schachttrockner), getrocknet werden können. Wesentlich ist, dass die Rohstoffe nicht verkleben und nicht thermisch abgebaut werden. Die genannten Trockner arbeiten bei Temperaturen zwischen ca. 100 und 170°C, bei denen die im Stand der Technik erwähnten flammhemmend ausgerüsteten Rohstoffe verkleben und die Trockner bzw. Extruder so verstopfen können, dass keine Folienherstellung möglich ist.
Bei dem am schonensten trocknenden Vakuumtrockner durchläuft der Rohstoff einen Temperaturbereich von ca. 30°C bis 130°C bei einem Vakuum von 50 mbar. Danach ist ein sog. Nachtrocknen in einem Hopper bei Temperaturen von 100 bis 130°C und einer Verweilzeit von ca. 3 bis 6 Stunden erforderlich. Selbst hier verklebt der im Stand der Technik beschriebene Rohstoffe.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Folie wurde weiterhin festgestellt, dass sich bevorzugt mittels Masterbatch-Technologie, einer geeigneten Vortrocknung bzw. Vorkristallisation des Masterbatches und gegebenenfalls durch Einsatz von geringen Konzentrationen an Hydrolysestabilisator die schwerentflammbare Folie ohne Verklebung im Trockner herstellen läßt. Des Weiteren wurden keine Ausgasungen und Ablagerungen im Produktionsprozess gefunden.
Überraschenderweise erfüllen erfindungsgemäße Folien im Dickenbereich 10-350 µm die Anforderungen der Baustoffklassen B2 und B1 nach DIN 4102 und des UL-Tests 94.
Wo eine sehr gute Siegelfähigkeit gefordert wird und wo diese Eigenschaft nicht über eine Online-Beschichtung erreicht werden kann, ist die erfindungsgemäße Folie zumindest dreischichtig aufgebaut und umfaßt dann als Schichten die Basisschicht B, die siegelfähige Deckschicht C und die matte Deckschicht A.
Die durch Koextrusion auf die Basisschicht B aufgebrachte siegelfähige Deckschicht C ist bevorzugt auf Basis von Polyestercopolymeren aufgebaut und besteht dann im wesentlichen aus Copolyestern, die überwiegend aus Isophthalsäure-, Bibenzolcarbonsäure- und Terephthalsäure-Einheiten und aus Ethylenglykol-Einheiten zusammengesetzt sind. Die restlichen Monomereinheiten stammen aus anderen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen bzw. Dicarbonsäuren, wie sie auch in der Basisschicht vorkommen können. Die bevorzugten Copolyester, die die gewünschten Siegeleigenschaften bereitstellen, sind solche, die aus Ethylenterephthalat- und Ethylenisophthalat-Einheiten aufgebaut sind. Der Anteil an Ethylenterephthalat beträgt bevorzugt 40 bis 95 Mol-% und der entsprechende Anteil an Ethylenisophthalat 60 bis 5 Mol-%. Bevorzugt sind Copolyester, bei denen der Anteil an Ethylenterephthalat 50 bis 90 Mol-% und der entsprechende Anteil an Ethylenisophthalat 50 bis 10 Mol-% beträgt und ganz bevorzugt sind Copolyester, bei denen der Anteil an Ethylenterephthalat 60 bis 85 Mol-% und der entsprechende Anteil an Ethylenisophthalat 40 bis 15 Mol-% beträgt.
Die gewünschten Siegel- und die gewünschten Verarbeitungseigenschaften der erfindungsgemäßen Folie werden aus der Kombination der Eigenschaften des für die siegelfähige Deckschicht verwendeten Copolyesters und den Topographien der siegelfähigen Deckschicht C und der matten Deckschicht A erhalten.
Eine Siegelanspringtemperatur von bevorzugt kleiner 110°C und einer Siegelnahtfestigkeit von mindestens 1,3 N/15 mm werden erreicht, wenn für die siegelfähige Deckschicht C die oben näher beschriebenen Copolymere verwendet werden. Die besten Siegeleigenschaften der Folie erhält man, wenn dem Copolymeren keine weiteren Additive, insbesondere keine anorganischen oder organischen Filler zugegeben werden. Für diesen Fall erhält man bei vorgegebenem Copolyester die niedrigste Siegelanspringtemperatur und die höchsten Siegelnahtfestigkeiten. Allerdings ist in diesem Fall das Handling der Folie verschlechtert, da die Oberfläche der siegelfähigen Deckschicht A zum Verblocken neigt. Die Folie läßt sich schlecht wickeln und ist für eine Weiterverarbeitung auf schnell laufenden Verpackungsmaschinen nicht geeignet. Zur Verbesserung des Handlings der Folie und der Verarbeitbarkeit ist es notwendig, die siegelfähige Deckschicht C zu modifizieren. Dies geschieht am besten mit Hilfe von geeigneten Antiblockmitteln einer ausgewählten Größe, die in einer bestimmten Konzentration der Siegelschicht zugegeben werden und zwar derart, dass einerseits das Verblocken minimiert und andererseits die Siegeleigenschaften nur unwesentlich verschlechtert werden.
Erfindungsgemäß kann die Folie auf mindestens einer ihrer Oberflächen beschichtet sein, so dass die Beschichtung auf der fertigen Folie eine Dicke von bevorzugt 5 bis 100 nm, vorzugsweise 20 bis 700 nm, insbesondere 30 bis 50 nm, aufweist. Die Beschichtung wird bevorzugt In-line aufgebracht, d. h. während des Folienherstellprozesses, zweckmäßigerweise vor der Querstreckung. Besonders bevorzugt ist die Aufbringung mittels des sogenannten "Reverse gravure-roll coating"- Verfahrens, bei dem sich die Beschichtungen äußerst homogen in den genannten Schichtdicken auftragen lassen. Die Beschichtungen werden bevorzugt als Lösungen, Suspensionen oder Dispersionen aufgetragen, besonders bevorzugt als wässrige Lösung, Suspension oder Dispersion. Die genannten Beschichtungen verleihen der Folienoberfläche eine zusätzliche Funktion z. B. wird die Folie dadurch siegelfähig, bedruckbar, metallisierbar, sterilisierbar, antistatisch, oder sie verbessern z. B. die Aromabarriere oder ermöglichen die Haftung zu Materialien, die ansonsten nicht auf der Folienoberfläche haften würden (z. B. fotografische Emulsionen). Beispiele für Stoffe/Zusammensetzungen, die zusätzliche Funktionalität verleihen, sind:
Acrylate, wie sie z. B. beschrieben sind in der WO 94/13476, Ethylvinylalkohole, PVDC, Wasserglas (Na2SiO4), hydrophilische Polyester (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltige PET/IPA Polyester wie sie z. B. beschrieben sind in der EP-A-0 144 878, US-A- 4,252,885 oder EP-A-0 296 620, Vinylacetate wie sie z. B. beschrieben sind in der WO 94/13481, Polyvinylacetate, Polyurethane, Alkali- oder Erdalkalisalze von C10-C18- Fettsäuren, Butadiencopolymere mit Acrylnitril oder Methylmethacrylat, Methacrylsäure, Acrylsäure oder deren Ester. Die Stoffe/Zusammensetzungen, die die zusätzliche Funktionalität verleihen, können die üblichen Additive, wie z. B. Antiblockmittel, pH- Stabilisatoren in Mengen von bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, enthalten. Gew.-% sind jeweils bezogen auf das Gewicht des Beschichtungsmittel (z. B. Lösung, Emulsion, Dispersion).
Die genannten Stoffe/Zusammensetzungen werden als verdünnte Lösung, Emulsion oder Dispersion vorzugsweise als wässrige Lösung, Emulsion oder Dispersion auf eine oder beide Folienoberflächen aufgebracht, und anschließend wird das Lösungsmittel verflüchtigt. Werden die Beschichtungen In-line vor der Querstreckung aufgebracht, reicht gewöhnlich die Temperaturbehandlung in der Querstreckung und anschließenden Hitzefixierung aus, um das Lösungsmittel zu verflüchtigen und die Beschichtung zu trocknen. Die getrockneten Beschichtungen haben dann Schichtdicken von bevorzugt 5 bis 100 nm, vorzugsweise 20 bis 70 nm, insbesondere 30 bis 50 nm.
Des Weiteren können die Folien vorzugsweise in einem Off-Line-Verfahren mit Metallen wie Aluminium oder keramischen Materialien wie SiOx oder AlxOy beschichtet werden. Dies verbessert insbesondere ihre Gasbarriereeigenschaften.
In einer anderen Ausführungsform kann die Folie auch zusätzlich transparent eingefärbt sein. Dazu kann die erfindungsgemäße Folie einen im Thermoplasten löslichen Farbstoff enthalten, wobei die Konzentration des löslichen Farbstoffs vorzugsweise im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 20,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, liegt.
Unter löslichen Farbstoffen versteht man Substanzen, die im Polymeren molekular gelöst sind (DIN 55949).
Die farbliche Veränderung der Folie beruht auf der Wellenlängen abhängigen Absorption und/oder Streuung des Lichtes. Farbstoffe können Licht nur absorbieren, aber nicht streuen, da eine bestimmte Teilchengröße die physikalische Voraussetzung für eine Streuung ist.
Bei der Einfärbung mit Farbstoff handelt es sich um einen Lösungsprozess. Als Ergebnis dieses Lösungsprozesses ist der Farbstoff molekular beispielsweise in dem kristallisierbaren Thermoplasten gelöst. Derartige Einfärbungen werden als transparent, durchscheinend, 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 z. B. zur Einfärbung von PET bzw. PETBB, da aufgrund der hohen Glasübergangstemperaturen 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: C.I.Solventgelb 93 (ein Pyrazolonderivat), C.I.Solventgelb 16 (ein fettlöslicher Azofarbstoff), Fluorolgrüngold (ein fluoreszierender polycyclischer Farbstoff), C.I.Solventrot 1 (ein Azofarbstoff), Azofarbstoffe wie Thermoplastrot BS, Sudanrot BB, C.I.Solventrot 138 (ein Anthrachinonderivat), fluoreszierende Benzopyranfarbstoffe wie Fluorolrot GK und Fluorolorange GK, C.I.Solventblau 35 (ein Anthrachinonfarbstoff), C.I.Solventblau 15 : 1 (ein Phthalocyaninfarbstoff) und viele andere.
Geeignet sind auch Mischungen von zwei oder mehreren dieser löslichen Farbstoffe.
Der lösliche Farbstoff wird bevorzugt über Masterbatch-Technologie zudosiert, kann aber auch direkt beim Rohstoffhersteller eingearbeitet werden. Die Konzentration der Farbadditive in den Masterbatches liegt bevorzugt zwischen 0,01 Gew.-% und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,05 Gew.-% und 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kristallisierbaren Thermoplasten.
Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften kann die Folie auch corona- bzw. flammbehandelt sein. Die Behandlungsintensität ist so gewählt, dass die Oberflächenspannung der Folie im allgemeinen über 45 mN/m liegt.
Die Basisschicht und die Deckschichten und ggf. vorhandene Zwischenschichten können zusätzlich übliche Additive, wie Stabilisatoren und Antiblockmittel, enthalten. Sie werden zweckmäßig dem Polymer bzw. der Polymermischung bereits vor dem Aufschmelzen zugesetzt. Als Stabilisatoren werden beispielsweise Phosphorverbindungen, wie Phosphorsäure oder Phosphorsäureester, eingesetzt. Typische Antiblockmittel (in diesem Zusammenhang auch als Pigmente bezeichnet) sind anorganische und/oder organische Partikel, beispielsweise Calciumcarbonat, amorphe Kieselsäure, Talk, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Lithiumphosphat, Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumoxid, Lithiumfluorid, Calcium-, Barium-, Zink- oder Mangan-Salze der einge­ setzten Dicarbonsäuren, Ruß, Titandioxid, Kaolin oder vernetzte Polystyrol- oder Acrylat-Partikel.
Als Additive können auch Mischungen von zwei und mehr verschiedenen Antiblockmitteln oder Mischungen von Antiblockmitteln gleicher Zusammensetzung, aber, unterschiedlicher Partikelgröße gewählt werden. Die Partikel können den einzelnen Schichten in den üblichen Konzentrationen, z. B. als glykolische Dispersion während der Polykondensation oder über Masterbatche bei der Extrusion zugegeben werden. Als besonders geeignet haben sich Pigmentkonzentrationen von 0,0001 bis 10 Gew.-% erwiesen, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten. Durch die Zugabe von diesen Partikeln z. B. in die erfindungsgemäße Deckschicht A hat man eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, den Mattgrad der Folie zu variieren. Mit der Zunahme der Pigmentkonzentration ist in der Regel auch eine Zunahme des Mattgrades der Folie verbunden. Eine detaillierte Beschreibung der Antiblockmittel findet sich beispielsweise in der EP-A 0 602 964.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie. Es umfaßt das
  • a) Herstellen einer Folie aus Basis- und Deckschichten und ggf. vorhandenen Zwischenschichten durch Koextrusion,
  • b) biaxiales Verstrecken der Folie und
  • c) Thermofixieren der verstreckten Folie.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen matten Deckschicht werden zweckmäßig Granulate aus der Mischungskomponente I und Granulate aus der Mischungskomponente II im gewünschten Mischungsverhältnis direkt dem Extruder zugeführt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, für die Extrusion der erfindungsgemäßen matten Deckschicht einen Zweischneckenextruder zu verwenden, wie er z. B. in der EP-A 0 826 478 beschrieben ist. Die beiden Materialien lassen sich bei etwa 300°C und bei einer Verweilzeit von etwa 5 min aufschmelzen und extrudieren. Unter diesen Bedingungen können im Extruder Umesterungsreaktionen ablaufen, bei denen sich weitere Copolymere aus den Homopolymeren und den Copolymeren bilden können.
Die Polymere für die Basisschicht werden über einen weiteren Extruder zugeführt. Etwa vorhandene Fremdkörper oder Verunreinigungen lassen sich aus der Polymerschmelze vor der Extrusion abfiltrieren. Die Schmelzen werden dann in einer Mehrschichtdüse zu flachen Schmelzefilmen ausgeformt und übereinander geschichtet. Anschließend wird der Mehrschichtfilm mit Hilfe einer Kühlwalze und gegebenenfalls weiteren Walzen abgezogen und verfestigt.
Bevorzugt wird das Flammschutzmittel über die Masterbatch-Technologie zugegeben. Das Flammschutzmittel wird in einem Trägermaterial dispergiert. Als Trägermaterial kommen der bibenzolmodifizierte Thermoplast selbst oder auch andere Polymere, die mit dem Thermoplasten verträglich sind, in Frage.
Das Farbmittel wird ebenfalls bevorzugt über Masterbatch-Technologie zudosiert, kann aber auch direkt beim Rohstoffhersteller eingearbeitet werden.
Das eventuell additiv zugesetzte Lichtschutzmittel kann bereits beim Thermoplast- Rohstoffhersteller zudosiert werden oder bei der Folienherstellung in den Extruder dosiert werden. Besonders bevorzugt ist die Zugabe des Lichtschutzmittels über die Masterbatch-Technologie. Das Lichtschutzmittel wird in einem festen Trägermaterial dispergiert. Als Trägermaterialien kommen der bibenzolmodifizierte Thermoplast selbst oder auch andere Polymere, die mit dem Thermoplasten ausreichend verträglich sind, in Frage.
Vorteilhaft bei der Masterbatch-Technologie ist, wenn die Korngröße und das Schüttgewicht des Masterbatches ähnlich der Korngröße und dem Schüttgewicht des Thermoplasten sind, so dass eine homogene Verteilung und damit z. B. eine homogene Schwerentflammbarkeit gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Masterbatch, welches das Flammschutzmittel und gegebenenfalls den Hydrolysestabilisator enthält, vorkristallisiert bzw. vorgetrocknet wird. Diese Vortrocknung beinhaltet ein gradielles Erhitzen des Masterbatches unter reduziertem Druck (20 bis 80 mbar, vorzugsweise 30 bis 60 mbar, insbesondere 40 bis 50 mbar) und unter Rühren und gegebenenfalls ein Nachtrocknen bei konstanter, erhöhter Temperatur ebenfalls unter reduziertem Druck. Das Masterbatch wird vorzugsweise bei Raumtemperatur aus einem Dosierbehälter in der gewünschten Abmischung zusammen mit den Polymeren der Basis- und/oder Deckschichten und/oder Zwischenschichten und ggf. weiteren Rohstoffkomponenten chargenweise in einen Vakuumtrockner, der im Laufe der Trocken- bzw. Verweilzeit ein Temperaturspektrum von ca. 10°C bis 160°C, vorzugsweise 20°C bis 150°C, insbesondere 30°C bis 130°C durchläuft, gefüllt. Während der ca. 6-stündigen, vorzugsweise 5-stündigen, insbesondere 4-stündigen Verweilzeit wird die Rohstoffmischung mit 10 bis 70 Upm, vorzugsweise 15 bis 65 Upm, insbesondere 20 bis 60 Upm gerührt. Das so vorkristallisierte bzw. vorgetrocknete Rohstoffgemisch wird in einem nachgeschalteten ebenfalls evakuierten Behälter bei 90° bis 180°C, vorzugsweise 100°C bis 170°C, insbesondere 110°C bis 160°C für 2 bis 8 Stunden, vorzugsweise 3 bis 7 Stunden, insbesondere 4 bis 6 Stunden nachgetrocknet.
Die erfindungsgemäße Folie ist mehrschichtig. Die Folie ist aus mindestens einer Basisschicht und mindestens einer matten Deckschicht A aufgebaut, weist aber vorzugsweise noch eine zweite Deckschicht C auf. Aufbau, Dicke und Zusammensetzung dieser zweiten Deckschicht können unabhängig von der bereits vorhandenen Deckschicht gewählt werden, wobei die zweite Deckschicht ebenfalls die bereits genannten Polymere oder Polymermischungen für die Basis- oder die erfindungsgemäße erste Deckschicht enthalten kann, welche aber nicht mit denen der ersten Deckschicht identisch sein müssen. Die zweite Deckschicht kann auch andere gängige Deckschichtpolymere enthalten.
Zwischen der Basisschicht und den Deckschichten können sich gegebenenfalls noch eine oder mehrere Zwischenschichten befinden. Sie können z. B. aus den für die Basisschichten beschriebenen Polymeren bestehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen sie aus dem für die Basisschicht verwendeten Polymeren. Sie können auch die beschriebenen üblichen Additive enthalten. Die Dicke der Zwischenschicht ist im allgemeinen größer als 0,3 µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 15 µm, insbesondere 1,0 bis 10 µm.
Die Dicke der Deckschichten ist im allgemeinen größer als 0,1 µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 5 µm, insbesondere 0,2 bis 4 µm, wobei die Deckschichten gleich oder verschieden dick sein können.
Die Gesamtdicke der erfindungsgemäßen Folie kann innerhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Verwendungszweck. Sie beträgt vorzugsweise 4 bis 500 µm, insbesondere 5 bis 450 µm, vorzugsweise 6 bis 300 µm, wobei die Basisschicht einen Anteil von vorzugsweise etwa 40 bis 90% an der Gesamtdicke hat.
In einer besonderen Ausführungsform kann eine Deckschicht auch aus einem unmodifizierten Polyalkylenterephthalat - Homopolymeren, aus einem isophthalsäuremodifizierten Polyalkylenterephthalat, aus einem bibenzolmodifizierten und/oder unmodifizierten Polyalkylennaphthalat - Polymeren oder aus einem bibenzolmodifizierten und/oder unmodifizierten Polyalkylentheraphtalat- Polyalkylennaphthalat Copolymeren oder Compound bestehen. Auch hier sind PET und PEN bevorzugte Polymere.
In dieser Ausführungsform haben die Thermoplaste der Deckschichten bevorzugt eine ähnliche Standardviskosität wie der bibenzolmodifizierte Thermoplast der Basisschicht.
Die erfindungsgemäßen Folien können nach bekannten Verfahren durch Koextrusion aus einem bibenzolmodifizierten Thermoplasten mit ggf. weiteren Masterbatchen und/oder Rohstoffen/Polymeren und/oder weiteren üblichen Additiven in üblicher Menge von ca. 0,1 bis maximal 10 Gew.-% als mehrschichtige Folien hergestellt werden, wobei die mehrschichtigen, koextrudierten Folien mit gleichen oder unterschiedlich ausgebildeten Oberflächen hergestellt werden können, wobei eine Oberfläche beispielsweise pigmentiert ist und die andere Oberfläche kein Pigment enthält. Ebenso können eine oder beide Oberflächen der Folie nach bekannten Verfahren mit den beschriebenen funktionalen Beschichtungen versehen werden.
Die biaxiale Verstreckung wird im allgemeinen sequentiell oder simultan durchgeführt. Bei der sequentiellen Streckung wird vorzugsweise erst in Längsrichtung (d. h. in Maschinenrichtung) und anschließend in Querrichtung (d. h. senkrecht zur Maschinenrichtung) verstreckt. Dies führt zu einer Orientierung der Molekülketten. Das Verstrecken in Längsrichtung läßt sich mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell laufender Walzen durchführen. Zum Quer­ verstrecken benutzt man allgemein einen entsprechenden Kluppenrahmen. Bei der Simultanstreckung wird die Folie gleichzeitig in Längs- und in Querrichtung in einem Kluppenrahmen gestreckt.
Die Temperatur, bei der die Verstreckung durchgeführt wird, kann in einem relativ großen Bereich variieren und richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften der Folie. Im allgemeinen wird die Längsstreckung bei ca. 80 bis 135°C und die Querstreckung bei ca. 90 bis 150°C durchgeführt. Das Längsstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 2,5 : 1 bis 6 : 1, bevorzugt von 3 : 1 bis 5,5 : 1. Das Querstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 3,0 : 1 bis 5,0 : 1, bevorzugt von 3,5 : 1 bis 4,5 : 1. Sofern gewünscht, kann sich an die Querstreckung nochmals eine Längsverstreckung und sogar eine weitere Querverstreckung anschließen.
Bei der nachfolgenden Thermofixierung wird die Folie etwa 0,1 bis 10 s lang bei einer Temperatur von ca. 150 bis 250°C gehalten. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise aufgewickelt.
Bewitterungstests haben ergeben, dass die erfindungsgemäßen matten Folien selbst nach 5 bis 7 Jahren (aus den Bewitterungstests hochgerechnet) Außenanwendung im allgemeinen keine erhöhte Vergilbung, keine Versprödung, keine Rißbildung an der Oberfläche und keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften aufweisen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Folie nur unwesentlich über denen einer Folie aus Standardpolyesterrohstoffen liegen. Die sonstigen verarbeitungs- und gebrauchsrelevanten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folie bleiben im Vergleich im wesentlichen unverändert oder sind sogar verbessert. Daneben ist bei der Herstellung der Folie gewährleistet, dass das Regenerat in einem Anteil von bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wiederverwendet werden kann, ohne dass dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflusst werden.
Die Folie eignet sich daher hervorragend zur Verpackung von licht- und/oder luft­ empfindlichen Nahrungs- und Genussmitteln.
Aufgrund der guten UV-Stabilität und Flammstabilität eignet sich die erfindungsgemäße Folie ebenfalls für Außenanwendungen, wie z. B. für Gewächshäuser, Überdachungen, Außenverkleidungen, Abdeckungen, Anwendungen im Bausektor und in der Elektroindustrie, für Anwendungen im Kühl- und Tiefkühlbereich und für Lichtwerbeprofile.
Zusammengefasst zeichnet sich die erfindungsgemäße Folie durch eine UV-Licht- Undurchlässigkeit, eine hohe inhärente UV-Stabilität, einen niedrigen Glanz, insbesondere einen niedrigen Glanz der Folienoberfläche A, und durch eine vergleichsweise niedrige Trübung aus. Außerdem besitzt sie ein gutes Wickel- und Verarbeitungsverhalten. Die Folie kann zusätzlich flammhemmend ausgerüstet sein und/oder transparent eingefärbt und/oder mit einer Siegelschicht versehen und/oder on- line beschichtet und/oder coronabehandelt sein. Die hohe inhärente UV-Stabilität kann durch additive Zugabe eines UV-Stabilisators noch weiter verbessert sein. Weiterhin ist erwähnenswert, dass die erfindungsgemäße Deckschicht A gut mit Kugelschreiber, Filzstift oder Füllfeder beschriftbar ist.
Der Glanz der Folienoberfläche A ist bevorzugt niedriger als 70. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Glanz dieser Seite weniger als 60 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 50. Diese Folienoberfläche hat damit einen besonders hohen werbewirksamen Charakter und eignet sich daher insbesondere als außenliegende Oberfläche bei einer Verpackung.
Die Trübung der Folie ist bevorzugt kleiner als 40%. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Trübung der Folie weniger als 35% und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 30%. Durch die vergleichsweise geringe Trübung der Folie kann die Folie z. B. im Konterdruck bedruckt werden oder es können Sichtfenster eingebaut werden, durch die z. B. das Füllgut sehr gut zu erkennen ist.
Durch die überraschende Kombination ausgezeichneter Eigenschaften eignet sich die erfindungsgemäße Folie hervorragend für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen, beispielsweise für Innenraumverkleidungen, für Messebau und Messeartikel, als Displays, für Schilder, für Schutzverglasungen von Maschinen und Fahrzeugen, im Beleuchtungssektor, im Laden- und Regalbau, für Werbeartikel, als Kaschiermedium, für Gewächshäuser, Überdachungen, Außenverkleidungen, Abdeckungen, Anwendungen im Bausektor und Lichtwerbeprofile, Schattenmatten, Elektroanwendungen und für eine Vielzahl weiterer Formkörper.
Weitere Anwendungsgebiete sind die Verwendung zur Herstellung von Etiketten (Labels), als Trennfolie zur Herstellung von GFK-Halbzeugen, als Prägefolie oder In- Mold-Labelling.
Die nachstehende Tabelle (Tabelle 1) fasst die wichtigsten erfindungsgemäßen Folieneigenschaften noch einmal zusammen.
Tabelle 1
Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden die folgenden Methoden benutzt:
Meßmethoden:
DIN = Deutsches Institut für Normung
ISO = International Organization for Standardisation
ASTM = American Society for Testing and Materials.
Oberflächenglanz
Der Oberflächenglanz wird bei einem Messwinkel von 60° nach DIN 67530 gemessen.
Lichttransmission (Trübung)
Unter der Lichttransmission ist das Verhältnis des insgesamt durchgelassenen Lichtes zur einfallenden Lichtmenge zu verstehen.
Die Lichttransmission wird mit dem Messgerät "Hazegard plus" nach ASTM D 1003 gemessen.
Oberflächendefekte
Die Oberflächendefekte werden visuell bestimmt.
Mechanische Eigenschaften
Der E-Modul, die Reißfestigkeit und die Reißdehnung werden in Längs- und Querrichtung nach ISO 527-1-2 gemessen.
SV (DCE), IV (DCE)
Die Standardviskosität SV (DCE) wird angelehnt an DIN 53726 in Dichloressigsäure gemessen.
Die intrinsische Viskosität (IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität (SV):
IV (DCE) = 6,67.10-4.SV (DCE) + 0,118
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 18 Minuten UV-Licht mit Wasserbesprühung der Proben, dann wieder 102 Minuten UV-Licht usw.
Gelbwert (YID)
Der Gelbwert YID ist die Abweichung von der Farblosigkeit in Richtung "Gelb" und wird gemäß DIN 6167 gemessen.
Brandverhalten
Das Brandverhalten wird nach DIN 4102 Teil 2, Baustoffklasse B2 und nach DIN 4102 Teil 1, Baustoffklasse B1 sowie nach dem UL-Test 94 ermittelt.
Bestimmung der Siegelanspringtemperatur (Mindestsiegeltemperatur)
Mit dem Siegelgerät HSG/ET der Firma Brugger werden heißgesiegelte Proben (Siegelnaht 20 mm × 100 mm) hergestellt, wobei die Folie bei unterschiedlichen Temperaturen mit Hilfe zweier beheizter Siegelbacken bei einem Siegeldruck von 2 bar und einer Siegeldauer von 0,5 s gesiegelt wird. Aus den gesiegelten Proben wurden Prüfstreifen von 15 mm Breite geschnitten. Die T-Siegelnahtfestigkeit wurde wie bei der Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit gemessen. Die Siegelanspringtemperatur ist die Temperatur, bei der eine Siegelnahtfestigkeit von mindestens 0,5 N/15 mm erreicht wird.
Siegelnahtfestigkeit
Zur Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit wurden zwei 15 mm breite Folienstreifen übereinandergelegt und bei 130°C, einer Siegelzeit von 0,5 s und einem Siegeldruck von 2 bar (Gerät: Brugger Typ NDS, einseitig beheizte Siegelbacke) versiegelt. Die Siegelnahtfestigkeit wurde nach der T-Peel-Methode bestimmt.
Alle Folien 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.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiele Beispiel 1 A) Zubereitung der Komponente II für die erfindungsgemäße Deckschichtmischung
Ein Copolyester mit 90 Mol-% Isophthalsäure und 10 Mol-% des Natriumsalzes der 5- Sulfoisophthalsäure als Säurekomponente und 100 Mol-% Ethylenglykol als Glykolkomponente wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Ein 2 l fassender Reaktionsbehälter aus Edelstahl, der mit einem Ankerrührer, einem Thermoelement zur Messung der Temperatur des Gefäßinhalts, einer 18 Zoll- Claisen/Vigreux-Destillationskolonne mit Kühler und Vorlage, einer Einlassöffnung und einem Heizmantel ausgerüstet war, wurde auf 190°C vorgeheizt, mit Stickstoff gespült und mit 1065,6 g Dimethylisophthalat, 180,6 g Dimethyl-5-sulfoisophthalat-natriumsalz und 756,9 g Ethylenglykol befüllt. Außerdem wurden noch ein Puffer (Na2CO3.10 H2O - 0,439 g) und ein Umesterungskatalysator (Mn(OAc)2.4 H2O - 0,563 g) in das Gefäß gegeben. Das Gemisch wurde unter Rühren erhitzt, wobei Methanol abdestillierte. Während der Destillation wurde die Gefäßtemperatur allmählich auf 250°C erhöht. Als das Gewicht des Destillates der theoreischen Methanolausbeute entsprach, wurde eine Ethylenglykollösung mit einem Gehalt von 0,188 g phosphoriger Säure zugesetzt. Die Destillationskolonne wurde durch einen gekrümmten Dampfabzug mit Vorlage ersetzt. Dem Reaktionsgemisch wurden 20 g reines Ethylencarbonat zugegeben, und sofort setzte eine heftige Gasentwicklung (CO2) ein. Die CO2 Entwicklung ließ nach etwa 10 min nach. Es wurde dann ein Unterdruck von 240 mm Hg gezogen und der Polykondensationskatalysator (0,563 g Sb2O3) in einer Ethylenglykolaufschlämmung hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde unter Beibehaltung des Unterdruckes von 240 mm Hg 10 min gerührt, wonach der Druck in Stufen von jeweils 10 mm Hg/min von 240 mm Hg auf 20 mm Hg weiter reduziert wurde. Sobald das Vakuum im System auf 20 mm Hg reduziert war, wurde die Gefäßtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 2°C/min von 250°C auf 290°C angehoben. Bei einer Temperatur von 290°C im Gefäß wurde die Rührergeschwindigkeit gedrosselt und der Druck auf höchstens 0,1 mm Hg gesenkt. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein Amperemeterablesung des Rührermotors vorgenommen. Die Viskosität des Polymeren wurde gesteuert, indem man die Polykondensation nach festen Werten für die Veränderung der Amperezahl des Rührermotors von (jeweils) 2,3 A ablaufen ließ. Als das gewünschte Molgewicht erreicht war, wurde das Gefäß mit Stickstoff unter Druck gesetzt, um das flüssige Polymere aus dem Bodenstopfen des Gefäßes in ein Abschreckbad aus Eiswasser zu pressen.
B) Mischungsherstellung für die erfindungsgemäße Deckschicht A
Es wurden 85 Gew.-% der Komponente I (Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert von 680) mit 15 Gew.-% der Komponente II dem Einfülltrichter eines Zweischneckenextruders zugeführt und beide Komponenten zusammen bei ca. 300°C extrudiert und dem Deckschichtkanal A einer Mehrschichtdüse zugeführt.
Durch Koextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung wurde dann eine matte dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 12 µm hergestellt. Die Deckschichten hatten eine Dicke von jeweils 1,5 µm.
Basisschicht B:
95 Gew.-% Bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PETBB). Das PETBB hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 810, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,658 dl/g entspricht. Der Bisbenzol-Säure Gehalt liegt bei 15 Gew.-%, die Glasübergangstemperatur beträgt 86°C.
5 Gew.-% Masterbatch aus 99 Gew.-% PETBB und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (Sylobloc® 44 H der Firma Grace, Deutschland) mit einer mittleren Teilchengröße von 4,5 µm.
Deckschicht A:
85 Gew.-% Komponente I und
15 Gew.-% Komponente II
Deckschicht C:
90 Gew.-% PETBB und
10 Gew.-% Masterbatch aus 99 Gew.-% PETBB und 1,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel (Sylobloc® 44 H der Firma Grace) mit einer mittleren Teilchengröße von 4,5 µm.
Die einzelnen Verfahrensschritte waren:
Längsstreckung
Temperatur: 85-135°C
Längsstreckverhältnis: 4,0 : 1
Querstreckung
Temperatur: 85-135°C
Querstreckverhältnis: 4,0 : 1
Fixierung
Temperatur: 230°C
Nach der Längsstreckung wird die Folie mittels "Reverse gravure-roll coating"-Verfahren mit einer wässrigen Dispersion beidseitig beschichtet. Die Dispersion enthält neben Wasser 4,2 Gew.-% hydrophilischen Polyester (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41®, Fa. Ticona, USA), 0,15 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid (Nalco 1060®, Deutsche Nalco Chemie, Deutschland) als Antiblockmittel sowie 0,15 ­ Gew.-% Ammoniumcarbonat (Fa. Merck, Deutschland) als pH-Puffer. Das Naßantragsgewicht beträgt 2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach der Querstreckung liegt die berechnete Dicke der Beschichtung bei 40 nm.
Beispiel 2
Analog Beispiel 1 wird eine 50 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 1 enthält die Folie zur Verbesserung der UV-Stabilität zusätzlich 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxyphenol (®Tinuvin 1577 der Firma Ciba-Geigy) in der Basisschicht B und der Deckschicht C. Der UV- Stabilisator wird in Form eines Masterbatches (20 Gew.-% Tinuvin, 80 Gew.-% PETBB) zugegeben.
Tinuvin® 1577 hat einen Schmelzpunkt von 149°C und ist bis ca. 330°C thermisch stabil.
Beispiel 3
Es wird eine 19 µm dicke koextrudierte A-B-C-Folie hergestellt.
Die 16 µm dicke Basisschicht B enthält als Hauptbestandteil PETBB, 0,2 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 4 Gew.-% Flammschutzmittel. Die Schicht enthält weiterhin 30 Gew.-% des immanent bei der Folienproduktion anfallenden Eigenregenerates.
Die Deckschichten A und C sind identisch mit den Deckschichten aus Beispiel 1.
Das PETBB, aus dem die transparente Folie hergestellt wird, hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 810, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,658 dl/g entspricht.
Der Hydrolysestabilisator und das Flammschutzmittel werden in Form eines Masterbatches zudosiert. Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% Flammschutzmittel, 1 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 79 Gew.-% PETBB zusammen.
Bei dem Hydrolysestabilisator handelt es sich um Pentaerylthrityl-Tetrakis-3-(3,5-di- Tertiärbutyl-4-Hydroxylphenyl)-Propionat. Bei dem Flammschutzmittel handelt es sich um die organische Phosphorverbindung Dimethyl-methylphosphonat.
Beispiel 4
Analog Beispiel 3 wird eine 19 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 3 wird die Folie nach der Längsstreckung mittels "Reverse gravure-roll coating"- Verfahren mit einer wässrigen Dispersion einseitig auf der Deckschicht C beschichtet. Die Dispersion enthält neben Wasser 4,2 Gew.-% hydrophilischen Polyester (5-Na- sulfoisophthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41®, Ticona, USA), 0,15 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid (Nalco 1060®, Deutsche Nalco Chemie, Deutschland) als Antiblockmittel sowie 0,15 Gew.-% Ammoniumcarbonat (Merck, Deutschland) als pH- Puffer. Das Naßantragsgewicht beträgt 2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach der Querstreckung liegt die berechnete Dicke der Beschichtung bei 40 nm.
Beispiel 5
Es wird eine 12 µm dicke, koextrudierte, siegelfähige A-B-C-Folie hergestellt.
Die 10 µm dicke Basisschicht B enthält als Hauptbestandteil PETBB sowie 30 Gew.-% des immanent bei der Folienproduktion anfallenden Eigenregenerates.
Für die 1 µm dicke siegelfähige Deckschicht C wird als Thermoplast ein Copolyester aus 78 Mol.-% Ethylenterephthalat und 22 Mol-% Ethylenisophthalat verwendet (hergestellt über das Umesterungsverfahren mit Mn als Umesterungskatalysator, Mn- Konzentration: 100 ppm).
Sie enthält weiterhin 3,0 Gew.-% eines Masterbatches aus 97,75 Gew.-% Copolyester und 1,0 Gew.-% ®Sylobloc 44 H (synthetisches SiO2 der Fa. Grace) und 1,25 Gew.-% ®Aerosil TT 600 (pyrogenes SiO2 der Fa. Degussa, Deutschland).
Die Deckschicht A ist identisch mit der Deckschicht A aus Beispiel 1.
Das PETBB, aus dem die transparente Folie hergestellt wird, hat eine Standardviskosität SV (DCE) von 810, was einer intrinsischen Viskosität IV (DCE) von 0,658 dl/g entspricht.
Beispiel 6
Es wird analog zu Beispiel 5 eine 12 µm dicke, transparente, koextrudierte, siegelfähige A-B-C-Folie hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 5 wird die nicht siegelfähige Deckschicht A nach der Längsstreckung mittels "Reverse gravure-roll coating"- Verfahren mit einer wässrigen Dispersion beschichtet. Die Dispersion enthält neben Wasser 4,2 Gew.-% hydrophilischen Polyester (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41®, Ticona, USA), 0,15 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid (Nalco 1060®, Deutsche Nalco Chemie, Deutschland) als Antiblockmittel sowie 0,15 Gew.-% Ammoniumcarbonat (Merck, Deutschland) als pH-Puffer. Das Naßantragsgewicht beträgt 2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach der Querstreckung liegt die berechnete Dicke der Beschichtung bei 40 nm.
Beispiel 7
Analog Beispiel 6 wird eine 12 µm dicke, transparente, koextrudierte, siegelfähige A-B- C-Folie hergestellt, die auf der Deckschicht C zusätzlich mit dem Haftvermittler SP41 beschichtet ist.
Im Unterschied zur Folie aus Beispiel 6 enthält die Basisschicht B 1,5 Gew.-% Solventblau 35 (fettlöslicher Anthrachinon-Farbstoff, ®Sudanblau 2, BASF, Deutschland). Das Farbmittel wird in Form eines Masterbatches zudosiert, das neben PETBB 20 Gew.-% blaues Farbmittel enthält.
Beispiel 8
Analog Beispiel 7 wird eine 12 µm dicke, transparente, koextrudierte, eingefärbte, siegelfähige A-B-C-Folie hergestellt. Im Gegensatz zu Beispiel 7 ist die Folie unbeschichtet.
Die Folie wird auf der Deckschicht C coronabehandelt. Die Intensität wird so gewählt, dass die Oberflächenspannung bei <45 mN/m liegt.
Beispiel 9
Analog Beispiel 2 wird eine 50 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt.
Analog Beispiel 2 enthält die Folie zur weiteren Verbesserung der bereits inhärent vorhandenen UV-Stabilität zusätzlich 0,6 Gew.-% des UV-Stabilisators 2-(4,6-Diphenyl- 1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyl)oxyphenol (®Tinuvin 1577 der Firma Ciba-Geigy). Der UV- Stabilisator wird in alle Schichten ABC in Form eines 20 gew.-%igen Masterbatches zugegeben.
Weiterhin enthält die Folie 0,2 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 4 Gew.-% Flammschutzmittel. Der Hydrolysestabilisator und das Flammschutzmittel werden in Form eines Masterbatches in alle Schichten ABC zudosiert. Das Masterbatch setzt sich aus 20 Gew.-% Flammschutzmittel, 1 Gew.-% Hydrolysestabilisator und 79 Gew.-% PETBB zusammen. Bei dem Hydrolysestabilisator handelt es sich um Pentaerylthrityl- Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxylphenyl)-Propionat. Bei dem Flammschutzmittel handelt es sich um die organische Phosphorverbindung Dimethyl-methylphosphonat.
Weiterhin enthält die Folien 1,5 Gew.-% Solventblau 35 (fettlöslicher Anthrachinon- Farbstoff, ®Sudanblau 2, BASF, Deutschland). Das Farbmittel wird in Form eines Masterbatches in alle Schichten ABC zudosiert, das neben PETBB 20 Gew.-% blaues Farbmittel enthält.
Nach der Längsstreckung wird die Folie mittels "Reverse gravure-roll coating"-Verfahren mit einer wässrigen Dispersion beidseitig beschichtet. Die Dispersion enthält neben Wasser 4,2 Gew.-% hydrophilischen Polyester (5-Na-sulfoisophthalsäurehaltiges PET/IPA-Polyester, SP41®, Ticona, USA), 0,15 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid (Nalco 1060®, Deutsche Nalco Chemie, Deutschland) als Antiblockmittel sowie 0,15 ­ Gew.-% Ammoniumcarbonat (Merck, Deutschland) als pH-Puffer. Das Naßantragsgewicht beträgt 2 g/m2 pro beschichtete Seite. Nach der Querstreckung liegt die berechnete Dicke der Beschichtung bei 40 nm.
Vergleichsbeispiel 1 (VB1)
Analog zu Beispiel 1 wird eine 12 µm dicke A-B-C-Folie hergestellt. Anstelle von PETBB wird als Thermoplast ein unmodifiziertes PET-Homopolymer mit gleicher Viskosität verwendet.
Die Eigenschaften der hergestellten Folien sind aus der nachstehenden Tabelle 2 zu entnehmen.
Nach je 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer zeigen die bibenzolmodifizierten PET-Folien aus den Beispielen 1 bis 9 kaum veränderte Eigenschaften.
Nach 1000 Stunden Bewitterung pro Seite mit Atlas Ci 65 Weather Ometer weist die Folie aus Vergleichsbeispiel 1 an den Oberflächen Risse und Versprödungserscheinungen auf. Ein präzises Eigenschaftsprofil - insbesondere bezüglich der mechanischen Eigenschaften - kann daher nicht mehr gemessen werden. Außerdem zeigt diese Folie eine visuell sichtbare Gelbfärbung.

Claims (36)

1. Mehrschichtige Folie, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Basisschicht, welche als Hauptbestandteil einen kristallisierbaren, bibenzolmodifizierten Thermoplasten enthält, und mindestens eine matte Deckschicht, die eine Mischung oder einen Blend aus zwei Komponenten I und II enthält, und mindestens eine zusätzliche Funktionalität aufweist.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an dem bibenzolmodifizierten Thermoplasten, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, 50 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 75 bis 99 Gew.-%, beträgt.
3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Basisschicht B und zwei Deckschichten A und C mit der Schichtabfolge A-B-C aufgebaut ist, wobei die Deckschichten gleich oder verschieden sein können.
4. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzliche Zwischenschichten, bevorzugt 2 zusätzliche Zwischenschichten, aufweist.
5. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Thermoplast ein bibenzolmodifizierter Polyester verwendet wird.
6. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als bibenzolmodifizierter Polyester bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat, bibenzolmodifiziertes Polybutylenterephthalat oder bibenzolmodifiziertes Polyethylennaphthalat verwendet wird.
7. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als bibenzolmodifizierter Thermoplast bibenzolmodifiziertes Polyethylenterephthalat verwendet wird.
8. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardviskosität SV (DCE) des bibenzolmodifizierten Polyethylenterephthalats zwischen 600 und 1000, vorzugsweise zwischen 700 und 900, liegt.
9. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bibenzolsäuregehalt, bezogen auf das Gewicht des bibenzolmodifizierten Thermoplasten, 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 45 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-%, beträgt.
10. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht und gegebenenfalls vorhandene Zwischenschichten einen bibenzolmodifizierten Thermoplasten, bevorzugt denjenigen der Basisschicht, enthalten.
11. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht und gegebenenfalls vorhandene Zwischenschichten unmodifiziertes Polyalkylenterephthalat, bibenzolmodifiziertes und/oder unmodifiziertes Polyalkylennaphthalat oder bibenzolmodifiziertes und/oder unmodifiziertes Polyalkylenterephthalat Polyalkylennaphthalat Copolymer enthalten.
12. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente I ein thermoplastischer Polyester, bevorzugt Polyethylenterephthalat-Homopolymer, Polyethylenterephthalat- Copolymer oder eine Mischung aus Polyethylenterephthalat-Homo- und/oder -Copolymeren, verwendet wird.
13. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente II ein Polymer verwendet wird, das eine Sulfonatgruppe aufweist.
14. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente II das Kondensationsprodukt der folgenden Monomeren oder deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivaten verwendet wird:
  • a) 65 bis 95 Mol-% Isophthalsäure,
  • b) 0 bis 30 Mol-% mindestens einer aliphatischen Dicarbonsäure der Formel HOOC(CH2)nCOOH, wobei n eine Zahl von 1 bis 11 bedeutet,
  • c) 5 bis 15 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomeren, das eine Alkalimetallsulfonatgruppe an dem aromatischen Teil einer aromatischen Dicarbonsäure aufweist, und
  • d) die zur Bildung von 100 Mol-% Kondensationsprodukt notwendige Menge eines copolymerisierbaren aliphatischen oder cycloaliphatischen Glykols mit 2 bis 11 C-Atomen.
15. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente II b) Malon-, Adipin-, Azelain-, Glutar-, Sebacin-, Kork-, Bernstein- oder Brassylsäure oder deren zur Bildung von Polyestern befähigten Derivate oder Mischungen dieser Substanzen verwendet werden.
16. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente II c) Monomere der Formel
verwendet werden, wobei M für Alkalimetall, bevorzugt für Na, Li oder K, steht, Z ein dreiwertiger aromatischer Rest ist und X und Y Carboxylgruppen oder Polyester bildende Äquivalente sind.
17. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente II d) Ethylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6- Hexandiol, Neopentylglykol, 1,10-Decandiol oder Cyclohexan-dimethanol, bevorzugt Ethylenglykol, verwendet wird.
18. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis der Komponente I : Komponente II 10 : 90 bis 95 : 5 beträgt.
19. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardviskosität SV (DCE) der Komponente I 500 bis 800, bevorzugt 500 bis 700, beträgt.
20. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardviskosität SV (DCE) der Komponente II 300 bis 700, bevorzugt 350 bis 650, beträgt.
21. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mindestens ein Flammschutzmittel und/oder mindestens einen UV-Stabilisator enthält und/oder siegelfähig ist und/oder auf einer oder beiden Oberflächen beschichtet ist und/oder coronabehandelt ist.
22. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie als UV-Stabilisator 2-Hydroxybenzotriazole oder Triazine oder Mischungen verschiedener UV-Stabilisatoren enthält.
23. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie den UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, enthält.
24. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie als Flammschutzmittel organische Phosphorverbindungen, bevorzugt Carboxyphosphinsäuren oder deren Anhydride, insbesondere Dimethyl-methylphosphonat, oder Mischungen verschiedener Flammschutzmittel enthält.
25. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie das Flammschutzmittel in einer Konzentration von 0,5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, enthält.
26. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie einen Hydrolysestabilisator, bevorzugt in einer Konzentration von 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der damit ausgerüsteten Schichten, enthält.
27. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die siegelfähige Folie eine Siegelanspringtemperatur von kleiner 110°C und eine Siegelnahtfestigkeit von mindestens 1,3 N/15 mm aufweist.
28. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie transparent eingefärbt ist.
29. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie auf einer oder beiden Oberflächen funktional beschichtet ist.
30. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die matte Folienoberfläche einen Glanz von kleiner als 70, bevorzugt kleiner als 50, aufweist.
31. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Trübung von weniger als 40%, bevorzugt weniger als 30%, aufweist.
32. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie übliche Additive wie Antiblockmittel, Stabilisatoren oder Gleitmittel enthält.
33. Inhärent UV-stabilisierte Folie, dadurch gekennzeichnet, dass sie einer Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32 entspricht.
34. Verfahren zur Herstellung einer Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass man die für die Herstellung der Folie erforderlichen Ausgangsstoffe durch eine Schlitzdüse koextrudiert, die erhaltene Folie biaxial verstreckt und thermofixiert und gegebenenfalls ein- oder beidseitig beschichtet.
35. Verwendung einer Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 33 zur Herstellung von Formkörpern.
36. Formkörper hergestellt unter Verwendung einer Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 33.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019207314A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership Polyester film comprising a polymeric phosphonate flame retardant
EP3683257A1 (de) * 2019-01-18 2020-07-22 Mitsubishi Polyester Film GmbH Biaxial orientierte, uv-stabilisierte, ein- oder mehrschichtige polyesterfolie mit mindestens einseitiger antireflex und flammgeschützter-beschichtung (antiglare) und einer transparenz von mindestens 93,5%

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019207314A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership Polyester film comprising a polymeric phosphonate flame retardant
US11634548B2 (en) 2018-04-27 2023-04-25 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership Polyester film comprising a polymeric phosphonate flame retardant
EP4201996A1 (de) 2018-04-27 2023-06-28 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership Polyesterfolie mit einem polymerphosphonatflammschutzmittel
US11965073B2 (en) 2018-04-27 2024-04-23 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership Polyester film comprising a polymeric phosphonate flame retardant
EP3683257A1 (de) * 2019-01-18 2020-07-22 Mitsubishi Polyester Film GmbH Biaxial orientierte, uv-stabilisierte, ein- oder mehrschichtige polyesterfolie mit mindestens einseitiger antireflex und flammgeschützter-beschichtung (antiglare) und einer transparenz von mindestens 93,5%

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