DE9308242U1 - Single or multi-layer surface film for laminating onto substrates - Google Patents
Single or multi-layer surface film for laminating onto substratesInfo
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Description
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u.Z.: GM 807/17-93Ch G 275o.Z.: GM 807/17-93Ch G 275
Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrschichtige Oberflächenfolie zum Aufkaschieren auf Holz, Kunststoff, Metall oder andere Substrate, die eine gefärbte oder ungefärbte und/oder gemusterte Grundfolie auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs aufweist, der ggf. Verarbeitungshilfsmittel, Farbmittel, Stabilisatoren und andere übliche Zusatzstoffe enthält.The invention relates to a single- or multi-layer surface film for laminating onto wood, plastic, metal or other substrates, which has a colored or uncolored and/or patterned base film based on a thermoplastic, which optionally contains processing aids, colorants, stabilizers and other conventional additives.
Eine Oberflächenfolie der oben beschriebenen Art geht unter anderem aus der EP-A-0 343 491 hervor. Sie soll auf die Oberflächen von Gegenständen, z.B. Türen, Gestellen, Gehäusen aus Kunststoff, Holz, Holzwerkstoffen, Metallen oder ähnlichen Werkstoffen bzw. Substraten, in eingefärbter, ungefärbter und/oder gemusterter Form aufgetragen werden, um gegen verschiedene nachteilige Einflüsse, wie beispielsweise gegen Korrosion, Verfärbung durch Licht oder mechanische Einwirkung, Schutz zu bieten. Unter Umständen soll sie auch die Oberfläche ansprechender gestalten. So kann eine derartige gemusterte Folie bzw. durch oberflächliches Kaschieren den Eindruck wertvollen Holzes erwecken, wenngleich tatsächlich ein Ausgangsmaterial herangezogen wird, das aufgrund seiner Beschaffenheit, Struktur, Oberfläche oder Farbe dazu nicht geeignet ist.A surface film of the type described above is disclosed, among other things, in EP-A-0 343 491. It is intended to be applied to the surfaces of objects, e.g. doors, frames, housings made of plastic, wood, wood materials, metals or similar materials or substrates, in colored, uncolored and/or patterned form in order to offer protection against various adverse influences, such as corrosion, discoloration due to light or mechanical impact. In some circumstances, it is also intended to make the surface more attractive. For example, such a patterned film or surface lamination can give the impression of valuable wood, even though the starting material used is actually unsuitable for this purpose due to its nature, structure, surface or color.
Die aus der EP-A- 0 343 491 ersichtliche Oberflächenfolie weist eine Grundfolie aus einem Polymerisat der Methacrylat-Gruppe auf. Das Polymerisat kann durch den Zusatz von Polyacrylaten modifiziert werden. Besonders geeignet soll ein durch Polybutylmethacrylat (PBMA) flexibilisiertes Polymethylmethacrylat (PMMA) sein. Die bekannte Oberflächenfolie soll eine verbesserte Licht- und Wetterbeständigkeit zeigen. Es hat sich bei einer Überprüfung dieser Folie gezeigt, daß sie verbesserungsbedürftig ist. So zeigt ein flexibilisiertes PMMA relativ hohen Weißbruch. Selbst wenn dieses Material schlagzäh eingestellt wird, liefert es nur eineThe surface film shown in EP-A-0 343 491 has a base film made of a polymer from the methacrylate group. The polymer can be modified by adding polyacrylates. A polymethyl methacrylate (PMMA) made flexible by polybutyl methacrylate (PBMA) is said to be particularly suitable. The known surface film is said to have improved light and weather resistance. An examination of this film has shown that it needs improvement. For example, a flexible PMMA shows a relatively high stress whitening. Even if this material is made impact-resistant, it only provides a
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niedrige Kerbschlagzähigkeit. Ferner zeigt es unbefriedigend niedrige Benetzbarkeit bzw. Oberflächenspannungswerte. Hohe Oberflächenspannungswerte sind für die Bedruckbarkeit der Grundfolie sowie für die Verklebbarkeit (Haftung zwischen einer Klebstoffschicht und der Grundfolie) von Bedeutung, wenn diese auf ein Substrat aufgeklebt werden soll. So hat eine Grundfolie aus PMMA lediglich eine Oberflächenspannung von 36 bis 38 dyn/cm (gemessen nach DIN 53 364).low notched impact strength. It also shows unsatisfactorily low wettability and surface tension values. High surface tension values are important for the printability of the base film and for the bondability (adhesion between an adhesive layer and the base film) if it is to be glued to a substrate. A base film made of PMMA only has a surface tension of 36 to 38 dyn/cm (measured according to DIN 53 364).
Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Oberflächenfolie so weiterzubilden, daß insbesondere die Oberflächenspannungswerte der Grundfolie angehoben, deren Kerbschlagzähigkeit verbessert und deren Weißbruch möglichst ausgeschlossen wird.Based on the state of the art described above, the invention was based on the task of developing the surface film described at the beginning in such a way that, in particular, the surface tension values of the base film are increased, its notched impact strength is improved and its stress whitening is prevented as far as possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der thermoplastische Kunststoff ein ABS-Copolymerisat sowie Polycaprolacton enthält, wobei auf 100 Gew.-Teile ABS-Copolymerisat eines MFI (220°C/10kg) von etwa 2 bis 12 etwa 1 bis 16 Gew.-Teile Polycaprolacton entfallen. Vorzugsweise fallen auf etwa 100 Gew.-Teile ABS-Copolymerisat etwa 4 bis 8 Gew.-Teile, insbesondere 5,5 bis 6,5 Gew.-Teile Polycaprolacton.According to the invention, this object is achieved in that the thermoplastic contains an ABS copolymer and polycaprolactone, with about 1 to 16 parts by weight of polycaprolactone being used for 100 parts by weight of ABS copolymer with an MFI (220°C/10kg) of about 2 to 12. Preferably, about 4 to 8 parts by weight, in particular 5.5 to 6.5 parts by weight of polycaprolactone are used for about 100 parts by weight of ABS copolymer.
Wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt der Grundfolie an einem Kunststoff gemisch, das ein ABS-Copolymerisat und Polycaprolacton enthält. Im Sinne der Erfindung soll ein unter den Begriff "thermoplastischer Kunststoff' Kunststoffgemische, Polymer-Blends, Polymer-Legierungen bzw. Pfropfcopolymere und dgl. fallen. Das ABS-Copolymerisat stellt in diesem Kunststoffgemisch die "harte" Komponente dar, während das Polycaprolacton die "weichere" Komponente darstellt, die für die Kalandrierfähigkeit wesentlich ist.The essential characteristic of the present invention is the content of the base film in a plastic mixture that contains an ABS copolymer and polycaprolactone. For the purposes of the invention, the term "thermoplastic" includes plastic mixtures, polymer blends, polymer alloys or graft copolymers and the like. The ABS copolymer represents the "hard" component in this plastic mixture, while the polycaprolactone represents the "softer" component, which is essential for the calenderability.
Der im Rahmen der Erfindung eingesetzte thermoplastische Kunststoff ist vorzugsweise ein ABS-Copolymerisat eines MFI (220 °C/10 kg) von etwa 4 bis 8 und insbesondere ein elastomermodifizierter Thermoplast. Unter den elastomermodifizierten Thermoplasten sind Styrol-Copolymerisate, insbesondere elastomermodifizierte Styrol-Acrylnitrit (SAN)- Copolymerisate bevorzugt. Unter den elastomer-The thermoplastic used in the invention is preferably an ABS copolymer with an MFI (220 °C/10 kg) of about 4 to 8 and in particular an elastomer-modified thermoplastic. Among the elastomer-modified thermoplastics, styrene copolymers, in particular elastomer-modified styrene-acrylonitrile (SAN) copolymers are preferred. Among the elastomer-
modifizierten SAN-Copolymerisaten erweisen sich Kautschuk-gepfropfte SAN-Copolymerisate als besonders bevorzugt. Bei den Kautschuk-gepfropften SAN-Copolymerisaten handelt es sich vorzugsweise um Kautschuk-gepfropfte SAN-Copolymerisate, insbesondere um Butadien-Acrylester-, EPDM- oder Acrylester-Kautschuk-gepfropfte Produkte, wobei ein mit Butylacrylat-Kautschuk gepfropftes SAN-Copolymerisat besonders bevorzugt ist. Vorzugsweise wird dem elastomermodifizierten Thermoplasten ein Acrylnitril-Butylacrylat-Copolymerisat zugeführt, da ein besonderer Vorteil dann erzielt wird, wenn auf etwa 100 Gew.-Teile elastomermodifizierten Thermoplasten etwa 40 Acrylnitril-Butylacrylat-Copolymerisat entfallen. Die Bedeutung des erfindungsgemäß mit Vorteil eingesetzten elastomermodifizierten Styrol-Copolymerisats liegt darin, daß hiermit die Steifigkeit (&Egr;-Modul), die Härte, die Zugfestigkeit, abgestellt auf den jeweiligen Anwendungsteil, geregelt werden kann.modified SAN copolymers, rubber-grafted SAN copolymers are particularly preferred. The rubber-grafted SAN copolymers are preferably rubber-grafted SAN copolymers, in particular butadiene-acrylic ester, EPDM or acrylic ester rubber-grafted products, with a SAN copolymer grafted with butyl acrylate rubber being particularly preferred. Preferably, an acrylonitrile-butyl acrylate copolymer is added to the elastomer-modified thermoplastic, since a particular advantage is achieved when about 40 parts by weight of acrylonitrile-butyl acrylate copolymer are used for about 100 parts by weight of elastomer-modified thermoplastic. The importance of the elastomer-modified styrene copolymer used advantageously according to the invention lies in the fact that it can be used to regulate the stiffness (ε-modulus), the hardness and the tensile strength, depending on the respective application part.
Die Eigenschaften der Grundfolie können durch weitere Zusatzstoffe, die in den
thermoplastischen Kunststoff eingearbeitet werden, modifiziert werden. So können
im Kunststoff beispielsweise Füllstoffe, wie Metalloxid, Metallcarbonate,
insbesondere Calciumcarbonat und Dolomit, Metalldioxide und Metallhydroxide, Gleitmittel, wie C12-C36-Fettsäuren, Fettalkohole, Fettsäureester und -amide,
Farbmittel in Form von Farbpigmenten, z.B. Titandioxid oder Ruß, sowie organische
Farbstoffe, Stabilisatoren, wie Oxidationsverzöger- und Wärmestabilisatoren, z.B.
sterisch gehinderte Phenole, Hydrochinone, substituierte Vertreter dieser Gruppe
und Mischungen derselben, UV-Stabilisatoren, z.B. verschiedene substituierte
Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, sowie andere übliche Modifizierungsmittel beigefügt werden. Auch können als Zusatzstoff
Verarbeitungshilfsmittel, wie hochmolekulare Acrylate oder Acrylat-Copolymere, wie
z.B. das Handelsprodukt Paraloid K-125, herangezogen werden. Sie steuern die
Fließeigenschaften und den Schmelzprozeß während der Verarbeitung. Die
Grundfolie kann anhand der Ausgangsmischung, die die oben bezeichneten Verbindungen enthält, nach beliebigen Techniken erstellt werden, so z.B. durch
Extrudieren, Kalandrieren und dgl.The properties of the base film can be modified by further additives that are incorporated into the thermoplastic material.
In the plastic, for example, fillers such as metal oxide, metal carbonates, especially calcium carbonate and dolomite, metal dioxides and metal hydroxides, lubricants such as C12-C36 fatty acids, fatty alcohols, fatty acid esters and amides, colorants in the form of color pigments, e.g. titanium dioxide or carbon black, as well as organic dyes, stabilizers such as oxidation retarders and heat stabilizers, e.g. sterically hindered phenols, hydroquinones, substituted representatives of this group and mixtures thereof, UV stabilizers, e.g. various substituted resorcinols, salicylates, benzotriazoles and benzophenones, as well as other common modifiers can be added. Processing aids such as high molecular weight acrylates or acrylate copolymers, such as the commercial product Paraloid K-125, can also be used as additives. They control the flow properties and the melting process during processing. The base film can be produced from the starting mixture containing the above-mentioned compounds using any technique, such as extrusion, calendering, etc.
Die Ausgestaltung der Deckschicht ist für die angestrebten Effekte nicht entscheidend. Es kann sich dabei um eine übliche Deckfolie oder auch um eine Lackschicht handeln. Auch können ohne weiteres Deckschichten herangezogenThe design of the top layer is not crucial for the desired effects. It can be a standard cover film or a layer of varnish. Top layers can also be used without any problem.
werden, die in der EP-A-O 343 491 beschrieben werden. Diese zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften aus, wie z.B. Einreißwiderstand, Schlagzähigkeit, Kratzfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit sowie Lackierbarkeit im Reparaturfall. Es kann sich bei der Deckschicht um Polyacrylat-, Polyvinylidenfluorid (PVDF)-, Polyvinylfluorid (PVF)-, Polycarbonat- sowie Polyester-Folien und dgl. handeln. Die Deckfolie läßt sich durch geeignetes Kaschieren auf die Grundfolie aufbringen.which are described in EP-A-0 343 491. These are characterized by good mechanical properties, such as tear resistance, impact strength, scratch resistance and chemical resistance as well as paintability in the event of repairs. The cover layer can be polyacrylate, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), polycarbonate and polyester films and the like. The cover film can be applied to the base film by suitable lamination.
Mit der erfindungsgemäßen Oberflächenfolie lassen sich die wünschenswerten physikalischen Eigenschaften einstellen, wie hohe Kerbschlagzähigkeit und hohe Oberflächenspannung unter weitgehendem Ausschluß von Weißbruch. So zeigt sie Oberflächenspannungen von etwa 46 bis 52 dyn/cm (nach DIN 53 364). Diese liegen deutlich über denjenigen, die bei Oberflächenfolien des eingangs geschilderten Standes der Technik erzielt werden (dort 36 bis 38 dyn). Hohe Oberflächenspannungswerte verbessern die Bedruckbarkeit beim Aufbringen von beispielsweise farbigen Mustern und die Haftung an einer Klebstoffschicht. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Oberflächenfolie durch günstige Werte des E-Moduls, der Zugfestigkeit, der Härte, bei der Lichtechtheit sowie der Heißlichtechtheit aus.The surface film according to the invention can be used to achieve the desired physical properties, such as high notched impact strength and high surface tension, with the extensive exclusion of stress whitening. It therefore has surface tensions of around 46 to 52 dyn/cm (according to DIN 53 364). These are significantly higher than those achieved with surface films of the state of the art described at the beginning (36 to 38 dyn). High surface tension values improve printability when applying colored patterns, for example, and adhesion to an adhesive layer. In addition, the surface film according to the invention is characterized by favorable values for the modulus of elasticity, tensile strength, hardness, light fastness and hot light fastness.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Anzahl weiterer Vorteile aus. Als Rohstoffe eingesetzt werden überwiegend Styrol-haltige Copolymerisate. Diese haben den Vorteil, daß die Verarbeitungstemperaturen der daraus hergestellten Folien in der Größenordnung derjenigen von PVC-Folien liegen (etwa 65 bis 95°C). Zusätzlich kann das Material licht- und witterungsstabil ausgerüstet werden. Durch die Möglichkeit des Lackauftrags wird die chemische Beständigkeit gewährleistet. Mit Hilfe von Weichmacher/Pigment-Batches kann die Einstellung von unterschiedlichen Farbtönen erfolgen. Das Material kann auf den bestehenden Produktionsanlagen kalandriert und extrudiert werden. Die Oberfläche wird durch eine Prägeeinrichtung unterschiedlich dekoriert. Im Rahmen der Erfindung ist zur Erzielung der angestrebten Effekte bei den Stabilisatoren kein Einsatz von metall- oder schwefelhaltigen Verbindungen erforderlich, wie bei PVC-haltigen Kunststoffgemischen zwingend erforderlich sind.The invention is characterized by a number of other advantages. Copolymers containing styrene are mainly used as raw materials. These have the advantage that the processing temperatures of the films produced from them are in the same order of magnitude as those of PVC films (approximately 65 to 95°C). In addition, the material can be made light- and weather-resistant. The possibility of applying varnish ensures chemical resistance. Different color tones can be achieved using plasticizer/pigment batches. The material can be calendered and extruded on the existing production systems. The surface is decorated in different ways using an embossing device. Within the scope of the invention, no use of metal or sulfur-containing compounds is required for the stabilizers to achieve the desired effects, as is absolutely necessary for plastic mixtures containing PVC.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Folie besteht in ihrem verbesserten Alterungsverhalten bei dunkler Wärmeeinwirkung (ohne Lichteinwirkung). SchließlichA further advantage of the film according to the invention is its improved ageing behavior when exposed to dark heat (without exposure to light). Finally
läßt sich im Rahmen der Erfindung auch die gewünschte Härte vorteilhaft optimieren, so daß damit die Schreib- und Kratzempfindlichkeit günstig beeinflußt wird. Die erfindungsgemäße Oberflächenfolie läßt sich in vielfältiger Weise auf unterschiedliche Substrate aufkaschieren. Dabei besteht die Möglichkeit, das Kaschieren und Verformen gleichzeitig durchzuführen, so z.B. bei nichtflächigen Oberflächen. Entsprechende Vorrichtungen arbeiten z.B. mit Membranen, Luftdruck und Verformungswalzen.Within the scope of the invention, the desired hardness can also be advantageously optimized, so that the sensitivity to writing and scratching is favorably influenced. The surface film according to the invention can be laminated onto different substrates in a variety of ways. It is possible to carry out the lamination and deformation simultaneously, for example with non-flat surfaces. Appropriate devices work with membranes, air pressure and deformation rollers, for example.
Die besondere Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Folie, insbesondere aufgrund des vorzugsweise eingesetzten elastomermodifizierten Styrol-Copolymerisats, führt zu der Möglichkeit, Hinterschnitte (in die Tiefe gehende Ausformungen) in einem Verarbeitungsschritt zu kaschieren.The special composition of the film according to the invention, in particular due to the preferably used elastomer-modified styrene copolymer, leads to the possibility of concealing undercuts (deep-cut shapes) in one processing step.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Beispielen noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using examples.
Anhand der sich aus der nachfolgenden Tabelle ergebenden Rezepturen wurde mittels eines 5-L-Walzenkalanders eine Grundfolie einer Stärke von etwa 0,4 mm hergestellt. Diese Grundfolie wurde bezüglich verschiedener Eigenschaften gemessen, die von der nachfolgenden Tabelle ebenfalls erfaßt werdenBased on the recipes shown in the table below, a base film with a thickness of about 0.4 mm was produced using a 5-L roller calender. This base film was measured for various properties, which are also recorded in the table below.
Zusammensetzung fin Composition fin %)%)
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (Componentenverhältnis: 29%:16%:55% Handelsbezeichnung: Cycolac G PX 11)Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (component ratio: 29%:16%:55% Trade name: Cycolac G PX 11)
9696
8787
Polycaprolacton (Handelsbezeichnung:Tone Polymer P 767 von Union Carbide) Schmelzpunkt: 60 °CPolycaprolactone (trade name: Tone Polymer P 767 from Union Carbide) Melting point: 60 °C
Elastomermodifizierte Styrol-Copolymerisat IElastomer-modified styrene copolymer I
Elastomermodifiziertes Styrol-Copolymerisat IIElastomer-modified styrene copolymer II
Elastomermodifiziertes Styrol-Copolymerisat III 8,7Elastomer-modified styrene copolymer III 8.7
9,79.7
9,79.7
Sterisch gehindertes Phenol (Tinuvin 770/Vertrieb von der Firma Ciba Geigy) 0,1Sterically hindered phenol (Tinuvin 770/sold by Ciba Geigy) 0.1
0,1 0,10.1 0.1
0,10.1
UV—Absorber &iacgr;UV—Absorber &iacgr;
Benzotriazol (Irganox 1010/ vertrieben von der Firma Ciba Geigy) 0,2Benzotriazole (Irganox 1010/ distributed by Ciba Geigy) 0.2
0,2 0,2 0,20.2 0.2 0.2
Fortsetzungcontinuation
-7--7-
Shore Härte D nach DIN 53 505Shore hardness D according to DIN 53 505
7272
E-Modul (MPa) nach DIN 53 457E-modulus (MPa) according to DIN 53 457
1500 2000 1400 16001500 2000 1400 1600
Zugfestigkeit 15 (MPa) nach DIN 53 455Tensile strength 15 (MPa) according to DIN 53 455
41,7 46,7 39,6 43,541.7 46.7 39.6 43.5
Anmerkung zu den elastomermodifizierten Styrol-Copolymerisaten: Note on elastomer-modified styrene copolymers:
Elastomermodifiziertes Styrol-Copolymerisat I: Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat, gepfropft auf Butylacrylat-Kautschuk (Handelsbezeichnung: BAYMOFLEX 2069, vertrieben von der Firma Bayer AG), geblendet mit Acrylnitril-Butylacrylat-Kautschuk (Verhältnis: 60%:40%)Elastomer-modified styrene copolymer I: Styrene-acrylonitrile copolymer, grafted onto butyl acrylate rubber (trade name: BAYMOFLEX 2069, sold by Bayer AG), blended with acrylonitrile-butyl acrylate rubber (ratio: 60%:40%)
Elastomermodifiziertes Styrol-Copolymerisat II: das gleiche wie bei I, jedoch gepfropft auf Butylacrylat-Kautschuk (ohne Blend-Komponente) (Handelsbezeichnung: BAYMOFLEX 2079, vertrieben von der Firma Bayer AG)Elastomer-modified styrene copolymer II: the same as I, but grafted onto butyl acrylate rubber (without blend component) (trade name: BAYMOFLEX 2079, sold by Bayer AG)
Elastomermodifiziertes Styrol-Copolymerisat IM: Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat, gepfropft auf Butylacrylat-Kautschuk (Butylacrylat-Kautschukgehalt 46 Gewichtsprozent) (Handelsbezeichnung: BLENDEX WX 01, vertrieben General Electric Plastics).Elastomer-modified styrene copolymer IM: Styrene-acrylonitrile copolymer, grafted onto butyl acrylate rubber (butyl acrylate rubber content 46 percent by weight) (trade name: BLENDEX WX 01, sold by General Electric Plastics).
Die erfindungsgemäßen Grundfolien zeigen vorzügliche Shore Härte D-, E-Modul und Zugfestigkeitswerte.The base films according to the invention show excellent Shore D hardness, E-modulus and tensile strength values.
Claims (10)
Gew.-Teile Polycaprolacton entfallen.2. Surface film according to claim 1, characterized in that for about 100 parts by weight of ABS copolymer about
Parts by weight of polycaprolactone are omitted.
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